(57)【要約】【課題】  実際の飛行姿勢とパイロットの操縦感覚とを一致させることができて、パイロットに違和感を与えることなく航空機等を操縦することのできる操縦端を提供することを目的とする。【解決手段】  台座に固定された固定部１７と、機体のバンク軸Ａｂに略平行な軸線を有する第１のヒンジ１９、および機体のピッチ軸Ａｐに略平行な軸線を有する第２のヒンジ２０を介して前記固定部１７に取り付けられているとともに、前記第１のヒンジ１９および前記第２のヒンジ２０回りに回動可能に構成された可動部１８とを備えていることを特徴とする。【選択図】  図１
2006051858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
台座に固定された固定部と、
機体のバンク軸に略平行な軸線を有する第１のヒンジ、および機体のピッチ軸に略平行な軸線を有する第２のヒンジを介して前記固定部に取り付けられているとともに、前記第１のヒンジおよび前記第２のヒンジ回りに回動可能に構成された可動部とを備えていることを特徴とする操縦端。
【請求項２】
台座に固定された固定部と、
機体のバンク軸に略平行な軸線を有する第１のヒンジ、機体のピッチ軸に略平行な軸線を有する第２のヒンジ、および機体のヨー軸に略平行な軸線を有する第３のヒンジを介して前記固定部に取り付けられているとともに、前記第１のヒンジ、前記第２のヒンジ、および前記第３のヒンジ回りに回動可能に構成された可動部とを備えていることを特徴とする操縦端。
【請求項３】
前記可動部が、航空機形状に似せて形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の操縦端。
【請求項４】
前記可動部が、その上面にパイロットの掌が置かれる載置部を有する形状とされていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の操縦端。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の操縦端と、該操縦端が操作されることにより生じた信号を受け取るとともにこの信号を処理する計算機と、この計算機からの信号に基づいて、機体に取り付けられた舵面を操作するアクチュエータとを具備してなることを特徴とする操縦装置。
【請求項６】
請求項５に記載の操縦装置を具備してなることを特徴とする航空機。
【請求項７】
機体に取り付けられたセンサにより飛行姿勢を検知するとともに、前記センサから実際の飛行姿勢がフィードバック信号としてフィードバックされ、前記可動部が実際の飛行姿勢に近い姿勢をとるように構成されていることを特徴とする請求項６に記載の航空機。
【請求項８】
請求項１から４のいずれか一項に記載の操縦端を具備してなることを特徴とするフライトシミュレータ。
【請求項９】
請求項１から４のいずれか一項に記載の操縦端を具備してなることを特徴とするゲームコントローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操縦端、特に高迎角飛行を行う航空機の操縦装置に適用される操縦端に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高迎角飛行可能な航空機において、現在は、高迎角での安定軸（あるいは速度軸）回りの横転（回転）を含めて、従来と同じ操縦桿とラダーペダルによる操縦が行われている。また、操縦桿にヨー軸回りの入力機能を加えて、直接、安定軸（あるいは速度軸）回りに横転（回転）させるための操作が入力される航空機の操縦装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１９９４号公報（図１，図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、これらの方法では、パイロットが、別途、表示装置などから航空機の飛行条件を読み取り、それに応じて、複数の入力方法を使い分ける必要があり、パイロットの作業負荷の増大を招いた。また、上記特許文献に開示されている航空機の操縦装置では、パイロットが、機体のヨー軸（Ｚ軸あるいは上下軸）と略平行な軸線回りに操縦桿を操作することにより、高迎角状態で飛行している航空機を安定軸回りに横転させるようにしている。このような機体のヨー軸と略平行な軸線回りの操作は、パイロットに偏揺れ（ヨーイング：yawing）をイメージさせて、実際の飛行姿勢とパイロットの操縦感覚とが一致しないため、パイロットに強い違和感を与えてしまうといった問題点があった。
【０００４】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、実際の飛行姿勢とパイロットの操縦感覚とを一致させることができて、パイロットに違和感を与えることなく航空機等を操縦することのできる操縦端を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
請求項１に記載の操縦端は、台座に固定された固定部と、機体のバンク軸に略平行な軸線を有する第１のヒンジ、および機体のピッチ軸に略平行な軸線を有する第２のヒンジを介して前記固定部に取り付けられているとともに、前記第１のヒンジおよび前記第２のヒンジ回りに回動可能に構成された可動部とを備えていることを特徴とする。
このような操縦端によれば、可動部が固定部に対して機体のバンク軸に略平行な軸線および機体のピッチ軸に略平行な軸線回りに回動するように構成されており、例えば、機体をバンク軸回りに回転させたいときには、第１のヒンジ回りに可動部が操作され、機体をピッチ軸回りに回転させたいときには、第２のヒンジ回りに可動部が操作される。すなわち、操作された可動部が機体の飛行姿勢を現すように構成されている。
【０００６】
請求項２に記載の操縦端は、台座に固定された固定部と、機体のバンク軸に略平行な軸線を有する第１のヒンジ、機体のピッチ軸に略平行な軸線を有する第２のヒンジ、および機体のヨー軸に略平行な軸線を有する第３のヒンジを介して前記固定部に取り付けられているとともに、前記第１のヒンジ、前記第２のヒンジ回り、および前記第３のヒンジ回りに回動可能に構成された可動部とを備えていることを特徴とする。
このような操縦端によれば、可動部が機体のバンク軸に略平行な軸線、機体のピッチ軸に略平行な軸線、および機体のヨー軸に略平行な軸線回りに回動するように構成されており、例えば、機体をバンク軸回りに回転させたいときには、第１のヒンジ回りに可動部が操作され、機体をピッチ軸回りに回転させたいときには、第２のヒンジ回りに可動部が操作され、機体をヨー軸回りに回転させたいときには、第３のヒンジ回りに可動部が操作される。すなわち、操作された可動部が機体の飛行姿勢を現すように構成されている。
【０００７】
請求項３に記載の操縦端は、前記可動部が、航空機形状に似せて形成されていることを特徴とする。
このような操縦端によれば、可動部が航空機形状に似た形を呈しているので、航空機の飛行姿勢が、可動部により表現されることとなる。
【０００８】
請求項４に記載の操縦端は、前記可動部が、その上面にパイロットの掌が置かれる載置部を有する形状とされていることを特徴とする。
このような操縦端によれば、可動部の上面にパイロットの掌が置かれる載置部が形成され、可動部がパイロットの把持しやすい形とされているので、パイロットの疲労が軽減され、かつパイロットの操作が可動部に正確に伝達されることとなる。
【０００９】
請求項５に記載の操縦装置は、請求項１から４のいずれか一項に記載の操縦端と、該操縦端が操作されることにより生じた信号を受け取るとともにこの信号を処理する計算機と、この計算機からの信号に基づいて、機体に取り付けられた舵面を操作するアクチュエータとを具備してなることを特徴とする。
このような操縦装置によれば、操縦端が操作されることにより生じた信号は、計算機に入力されて処理された後、舵面を操作するアクチュエータに出力され、舵面が操作される。
【００１０】
請求項６に記載の航空機は、請求項５に記載の操縦装置を具備してなることを特徴とする。
このような航空機によれば、通常の迎角飛行時、例えば、操縦端が第１のヒンジ回りに操作されると機体がバンク軸回りに回転し、第２のヒンジ回りに操作されると機体がピッチ軸回りに回転することとなる。
また、高迎角飛行時においては、第２のヒンジ回りに操作された操縦端をさらに第１のヒンジ回りに操作することにより、機体が安定軸回りに横転（回転）することとなる。
【００１１】
請求項７に記載の航空機は、機体に取り付けられたセンサにより飛行姿勢を検知するとともに、前記センサから実際の飛行姿勢がフィードバック信号としてフィードバックされ、前記可動部が実際の飛行姿勢に近い姿勢をとるように構成されていることを特徴とする。
このような航空機によれば、実際の飛行姿勢が可動部にフィードバックされ、可動部が実際の飛行姿勢に近い姿勢をとるように構成されているので、パイロットは実際の飛行姿勢を瞬時に把握することができることとなる。
【００１２】
請求項８に記載のフライトシミュレータは、請求項１から４のいずれか一項に記載の操縦端を具備してなることを特徴とする。
このようなフライトシミュレータによれば、通常の迎角飛行時、例えば、操縦端が第１のヒンジ回りに操作されるとビジュアルシステム内の機体がバンク軸回りに回転し、第２のヒンジ回りに操作されるとビジュアルシステム内の機体がピッチ軸回りに回転することとなる。
また、高迎角飛行時においては、第２のヒンジ回りに操作された操縦端をさらに第１のヒンジ回りに操作することにより、ビジュアルシステム内の機体が安定軸回りに横転（回転）することとなる。
【００１３】
請求項９に記載のゲームコントローラは、請求項１から４のいずれか一項に記載の操縦端を具備してなることを特徴とする。
このようなゲームコントローラによれば、通常の迎角飛行時、例えば、操縦端が第１のヒンジ回りに操作されるとゲーム空間内の機体がバンク軸回りに回転し、第２のヒンジ回りに操作されるとゲーム空間内の機体がピッチ軸回りに回転することとなる。
また、高迎角飛行時においては、第２のヒンジ回りに操作された操縦端をさらに第１のヒンジ回りに操作することにより、ゲーム空間内の機体が安定軸回りに横転（回転）することとなる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、安定軸回りの横転運動の入力を、パイロットに違和感なく行わせることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明による操縦端の一実施形態について、フライ・バイ・ワイヤ（Fly-By-Wire：FBW）方式の操縦装置に適用した具体例を用いて説明する。
操縦装置１０は、図５に示すように、操縦端１１と、運動センサ１２と、フライ・バイ・ワイヤ計算機（以下、「FBW計算機」という）１３と、２次アクチュエータ１４と、パワ・アクチュエータ１５とを主たる要素として構成されたものである。
この操縦装置１０は、操縦端１１（または図示しないフットペダル）および運動センサ１２からの信号に基づいてFBW計算機１３を働かせて２次アクチュエータ１４を作動させ、パワ・アクチュエータ１５により舵面（エルロン、エレベータ、またはラダ）１６を動かすように構成されている。
【００１６】
操縦端１１は、コックピット（操縦席）内に配置されたパイロット席の右（あるいは左）側、もしくは前方中央部に設けられて、パイロットの片手により把持されるとともに操作されるものである。そして、パイロットにより操作された操縦端１１の動きは、センサによりその動きが電気的に感知され、FBW計算機１３へ電気信号として出力されるようになっている。
図１および図３に示すように、この操縦端１１は、固定部１７と、可動部１８とを主たる要素として構成されている。
固定部１７は、コックピット（操縦席）内に配置されたパイロット席の右（あるいは左）側、もしくは前方中央部の機体（台座）から、機体のヨー軸（Ｚ軸あるいは上下軸）と略平行な方向に立設されるとともに、その下端が機体に固定された棒状（スティック状）の部材である。
可動部１８は、その上面にパイロットの掌が置かれる載置部が形成されており、かつ前方に向かって先細になるように形成された、平面視略三角形（図３（ｂ）参照）を呈する部材である。この可動部１８は、固定部１７の上端部に設けられて、機体のバンク軸（Ｘ軸あるいは前後軸）Ａｂ回りに回動する第１のヒンジ１９と、この第１のヒンジ１９の後端部に設けられて、機体のピッチ軸（Ｙ軸あるいは左右軸）Ａｐ回りに回動する第２のヒンジ２０と介して固定部１７に取り付けられている。
すなわち、可動部１８は、図１に実線矢印で示すように、固定部１７に対して機体のバンク軸Ａｂ回りに回動可能に構成されているとともに、図３に実線矢印で示すように、第１のヒンジ１９に対して機体のピッチ軸Ａｐ回りに回動可能に構成されている。
【００１７】
したがって、飛行方向となる安定軸（あるいは速度軸）Ａｓと、機体のバンク軸Ａｂとが略一致するかあるいは極めて近似する通常の迎角飛行時においては、図１に示すように、パイロットが可動部１８を第１のヒンジ１９回りに操作することにより、図２に示すように、機体１がバンク軸Ａｂ回りに横転する（ロールする）ようになっている。このとき、可動部１８は、第２のヒンジ２０回りには操作されていない。
一方、飛行方向となる安定軸Ａｓと、機体のバンク軸Ａｂとが大きく異なる高迎角飛行時（迎角が、例えば、６０度〜９０度となる飛行時）においては、図３（ａ）に示すように、パイロットが可動部１８を第２のヒンジ２０回りに操作するとともに、図３（ｂ）に示すように、第１のヒンジ１９回りに操作することにより、図４に示すように、高迎角状態で飛行する機体１が安定軸Ａｓ回り（矢印Ａ参照）に横転する（ロールする）ようになっている。
また、通常の迎角飛行時におけるピッチ操作は、パイロットが可動部１８を第２のヒンジ２０回りにわずかに操作することにより行われるようになっている。
【００１８】
以上説明したように、操縦端１１が機体１の飛行姿勢を現すように構成されており、パイロットが機体１の飛行姿勢を直感的に理解することができるので、実際の飛行姿勢とパイロットの操縦感覚とを一致させることができて、パイロットが違和感なく操縦することができる。
【００１９】
また、上述した実施形態において、操縦端１１を操作した後の機体１の飛行姿勢がフィードバックされて、操縦端１１が実際の飛行姿勢を正確にとるように構成されているとさらに好適である。すなわち、機体１に取り付けられたセンサ（図示せず）により飛行姿勢を検知するとともに、このセンサから実際の飛行姿勢がフィードバック信号としてフィードバックされ、操縦端１１の可動部１８が実際の飛行姿勢に近い姿勢をとるように構成されているとさらに好適である。
これにより、パイロットが実際の飛行姿勢を操縦端１１を介してより正確に把握することができ、実際の飛行姿勢とパイロットの操縦感覚とをさらに一致させることができて、パイロットがさらに違和感なく操縦することができる。
【００２０】
なお、本発明による操縦端１１は、上述したようなFBW方式の操縦装置１０にのみ適用され得るものではなく、例えば、フライ・バイ・ライト（Fly-By-Light：FBL）方式の操縦装置、その他同様の構成を有する操縦装置にも適用可能である。
【００２１】
また、本発明による操縦端１１は、航空機に搭載される操縦装置だけでなく、例えば、コックピット、コンピュータ、リンケージ、モーション・アンド・コントロール・ローディング・システム、およびビジュアルシステムを備えるフライトシミュレータの操縦装置にも適用され得るものである。
【００２２】
さらに、本発明による操縦端１１は、ゲーム空間内の移動体を操舵するための操舵信号をゲーム機に入力するゲームコントローラ、すなわち、ゲーム機とは別体の筐体と、この筐体に内蔵される加速度センサによって操作内容を検出する操作内容検出手段と、この操作内容検出手段の出力に基づく操舵信号を生成し、この操舵信号をゲーム機に入力する操舵信号入力手段とを備えるゲームコントローラにも適用することができる。
【００２３】
さらにまた、可動部１８が、機体のバンク軸Ａｂ回りに回動する第１のヒンジ１９と、機体のピッチ軸Ａｐ回りに回動する第２のヒンジ２０と、機体のヨー軸回りに回動する第３のヒンジ（図示せず）を介して固定部１７に取り付けられているとさらに好適である。  これにより、機体のヨー軸回りの回転を可動部１８により操作することができるようになるので、従来のフットペダルを省略することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による操縦端の一実施形態を示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【図２】本発明による操縦端を具備した航空機の側面図である。
【図３】本発明による操縦端の一実施形態を示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【図４】本発明による操縦端を具備した航空機の側面図である。
【図５】本発明による操縦端を具備した操縦装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  機体（台座）
１０  操縦装置
１１  操縦端
１３  FBW計算機（計算機）
１４  ２次アクチュエータ（アクチュエータ）
１５  パワ・アクチュエータ（アクチュエータ）
１６  舵面
１７  固定部
１８  可動部
１９  第１のヒンジ
２０  第２のヒンジ
Ａｂ  バンク軸
Ａｐ  ピッチ軸
【図１】
2006051858.tif 000003
【図２】
2006051858.tif 000004
【図３】
2006051858.tif 000005
【図４】
2006051858.tif 000006
【図５】
2006051858.tif 000007