JPH067390Y2

JPH067390Y2 - 座標入力装置

Info

Publication number: JPH067390Y2
Application number: JP1989038581U
Authority: JP
Inventors: 純一岩崎; 裕好窪田; 孝行刀川
Original assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Current assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Priority date: 1989-03-31
Filing date: 1989-03-31
Publication date: 1994-02-23
Anticipated expiration: 2004-02-23
Also published as: JPH02130036U

Description

【考案の詳細な説明】産業上の利用分野本考案は座標入力装置に係り、特に配設されたボールを
回転操作することにより座標入力を行なう座標入力装置
に関する。

従来の技術一般にグラフィック・ディスプレイ装置等において、表
示装置（以下ＣＲＴという）の画面上の図形、カーソル
を移動させる座標入力装置が知られている。座標入力装
置としては種々の構造の物が提案されており、そのひと
つとして近年、所謂「トラックボール」と称される座標
入力装置がある。

この座標入力装置は、大略して装置本体に回転自在に取
付けられると共に上方一部分が外部に露出するよう構成
されてなる被回転球体（以下ボール体という）、このボ
ール体に直交する二方向より当接されボール体の回転方
向に対応して別個に回転する一対の回転部材、この一対
の回転部材の回転を夫々検出する回転検出手段等より構
成されている。そして露出されたボール体を手で操作す
ることによりボール体を回転させ、これに対応してＣＲ
Ｔ画面上のカーソル等を移動させる構成となっている。

従来におけるこの種の座標入力装置は、例えばゲームセ
ンター等に置かれるゲーム用機器のように比較的大型の
機器に適用されており、ボール体の径寸法も２インチ以
上の大径のボール体が用いられていた。また、ボイール
体の支持構造としては、ボール体の回転方向を検出する
回転部材がボール体の支持をも行なう構成とされてい
た。

考案が解決しようとする課題近年、上記のトラックボールをキーボードに組込み、カ
ーソルポジションキーに代えて用いることが行なわれ始
めている。この構成ではキーボードの厚さ寸法が限定さ
れるため大径のボール体を用いることができず、１イン
チ径程度の小径のボール体を用いざるをえない。

小径で重量が軽いボール体を従来と同様の構造で支持し
た場合、ボール体は円滑に回転しなくなる。これは次の
理由による。即ち、従来のように大径で重量が重いボー
ル体では回転させることにより大なる慣性力が作用し、
ボール体と回転部材の間に負荷が働いてもこの慣性力の
大きさに対し負荷は小さな値であるためボール体は円滑
な回転を行ない得るが、小径で軽量のボール体では慣性
力が小となる。よって、ボール体と回転部材間の負荷が
ボール体の回転に大きく影響を与え、ボール体を回転操
作してもすぐボール体の回転が停止してしまう。

トラックボールでは、ボール体が軽い操作力で自在に回
転することが操作上望ましく（軽く操作しただけで、ボ
ール体が回転し続けるような構成が望ましい）、よって
従来の構成では操作性の良いトラックボールを実現でき
ないという課題があった。

本考案は上記の点に鑑みてなされたものであり、小径の
ボール体（被回転体）であっても円滑な回転を行ない得
るよう構成することにより操作性の向上を図った座標入
力装置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上記課題を解決するために、本考案では、回転操作され
る被回転体の回転方向を検出し、この被回転体の回転方
向に対応した座標入力を行なう座標入力装置において、上記被回転体の下部に配設されており、この被回転体を
回転自在に支持する支持機構と、被回転体の自重が印加されることなく、被回転体に直交
する二方向より添接される構成とされた一対の回転検出
部材を有し、この一対の回転検出部材の回転を別個に検
出することにより被回転体の回転方向を検出する回転検
出手段とを設けたことを特徴とするものである。

作用上記構成とされた座標入力装置では、被回転体（ボール
体）の支持は支持機構が行なっており、回転検出手段は
ボール体の回転方向のみを検出する機能のみを奏してい
るため、ボール体に印加される負荷の低減を行ない得、
小径のボール体でも円滑な回転を行なわせることが可能
となる。

実施例次に本考案の実施例について図面と共に説明する。第２
図は本考案の一実施例である座標入力装置１を組込んだ
パーソナルコンピュータ２を示している。同図に示され
るように座標入力装置１はキーボード３に取付けられて
おり、キーボード３上に一部露出したボール体４を図中
矢印Ｘ_１，Ｘ_２，Ｙ_１，Ｙ_２方向に回転操作することに
より、ディスプレイ装置５に示されるカーソル６をボー
ル体４の回転方向に対応した方向へ移動させるために用
いられる。

第１図に本考案の一実施例である座標入力装置１の構成
を示す。座標入力装置１は大略するとボール体４を支持
する支持機構６と、ボール体４の回転方向を検出するた
めの回転検出手段７とにより構成されている。上記支持
機構６及び回転検出手段７は共にキーボード３に内設さ
れるプリント基板８に固定されたベース９に配設されて
いる。以下、各構成について説明する。

ボール体４は１インチ径の樹脂製ボールであり、比重1.
8で重量１５ｇの従来に比べて小型軽量のボールであ
る。このボール体４は、ボール体４の下部に配設された
支持機構６に回転自在の構成で支持されている。

支持機構６は、ベース９に回転自在に取付けられた３個
のローラ１０〜１２により構成される。このローラ１０
〜１２は黄銅製の小径の支軸１０ａ〜１２ａに、この支
軸より大なる径寸法を有した樹脂ローラ１０ｂ〜１２ｂ
を嵌入したものであり、第３図に示すようにベース９に
一体的に形成された軸受部１３に回転自在に軸承されて
いる。軸受部１３は可撓すると共に上部にテーパ部を形
成された一対のアーム部１３ａ，１３ｂより構成されて
おり、ローラ１０〜１２の取付けは単に軸受部１３の上
部よりローラ１０〜１２を押圧操作するだけで良く取付
作業の容易化が図られている。また各ローラ１０〜１２
は120度の等間隔で配設されると共に、樹脂の材質は滑
性の高い材質に選定されている。

上記構成の支持機構６のみによりボール体４は支持され
る。ボール体４の支持を確実に行なうためにはローラの
数は多い程良いが、前記のようにボール体４は軽量であ
り、かつローラ数を増すことによりボール体４を回転さ
せる際印加される負荷が大きくなってしまう。よって、
ボール体４の支持を確実とし得る最小のローラ数として
本実施例では３個のローラ１０〜１２を用いた。また支
持機構６はボール体４の下部に配設されるため、ボール
体４の自重を全て受ける状態で支持することになり、安
定した支持を行なうことができる。

一方、ローラ１０〜１２の支軸１０ａ〜１２ａの径寸法
を樹脂ローラ１０ｂ〜１２ｂの径寸法よりかなり小さく
選定したのは支軸１０ａ〜１２ａと軸受部１３との間で
発生する摩擦力を考慮したものである。支軸１０ａ〜１
２ａの径寸法が小である程軸受部１３との摺接面積は小
となりボール体４に印加される負荷の低減を図り得る。
尚、支軸１０ａ〜１２ａの径寸法はボール体４の自重を
十分に支持できる寸法に選定されていることは勿論であ
る。更にボール体４と直接当接する樹脂ローラ１０ｂ〜
１２ｂは滑性の高い樹脂とされているため、ボール体４
がローラ１０〜１２の回転方向と異なる方向に回転され
た場合でも、ボール体４を円滑に回転させることができ
る。

次に回転検出手段７について説明する。回転検出手段７
は、大略すると、ボール体４に対し直交する二方向（第
２図に示したＸ_１，Ｘ_２方向とＹ_１，Ｙ_２方向に対応）
より添接される一対の回転検出部材１４ａ，１４ｂと、
この回転検出部材１４ａ，１４ｂを保持するレベー部材
１５ａ，１５ｂと、ホトインタラプタ１６ａ，１６ｂと
により構成されている。

回転検出部材１４ａ，１４ｂはシャフト１７ａ，１７ｂ
にローラ１８ａ，１８ｂ、ロータリエンコーダ１９ａ，
１９ｂを配設した構成とされている。シャフト１７ａ，
１７ｂは二又状に分かれたレバー部材１５ａ，１５ｂの
上部に回転自在に軸承されている。またローラ１８ａ，
１８ｂはボール体４と当接しボール体４の回転に対応し
て回転するものであり、ボール体４の回転を精度良く検
出し得るよう例えばゴム製ローラとされている。ロータ
リエンコーダ１９ａ，１９ｂは所定ピッチのスリット
（図示せず）が形成されており、ホトインタラプタ１６
ａ，１６ｂに設けられたスリット内に位置するよう構成
されている。

レバー部材１５ａ，１５ｂは前記のように上部において
シャフト１７ａ，１７ｂを軸承すると共に、下端部は第
４図に示すように支軸２０ａ，２０ｂによりベース９に
回動可能な構成で取付けられている。従って、レバー部
材１５ａ，１５ｂは支軸２０ａ，２０ｂを中心として揺
動し得る。

また、レバー部材１５ａ，１５ｂと対向する位置にはコ
イルスプリング２１ａ，２１ｂが配設されており、この
コイルスプリング２１ａ，２１ｂによりレバー部材１５
ａ，１５ｂはボール体４に向け付勢されている。これに
より、回転検出部材１４ａ，１４ｂのローラ１８ａ，１
８ｂはレバー部材１５ａ，１５ｂを介してコイルスプリ
ング２１ａ，２１ｂの弾性力により付勢され所定の押圧
力でボール体４に添接する。

また、ローラ１８ａ，１８ｂのボール体４への添接位置
は、ボール体４の中心を通る水平断面の外周線（第４図
に矢印Ａで示す一点鎖線）と略同じ位置となるよう構成
されている。尚、ホトインタラプタ１６ａ，１６ｂは周
知の構造のものであり、ロータリエンコーダ１９ａ，１
９ｂの回転速度に対応したパルス信号を生成するもので
ある。

上記構成とされた回転検出手段７は、ボール体４の自重
が全く回転検出部材１４ａ，１４ｂに印加されないこと
を特徴とする。即ち、回転検出部材１４ａ，１４ｂはボ
ール体４の外周線Ａと添接しているのみであり、またコ
イルスプリング２１ａ，２１ｂの付勢力はローラ１８
ａ，１８ｂがボール体４の回転を性格に伝達されるに足
る小なる力に選定されており、よって回転検出部材１４
ａ，１４ｂが添接することによりボール体４の円滑な回
転が害されるようなことはない。従って小径で軽量のボ
ール体４でも円滑な回転を実現でき、キーボード３等の
ように薄型化を要求される機器に対しても座標入力装置
１を組込むことが可能となる。

尚、上記実施例では１インチ径のボール体４を例に挙げ
て説明したが、他の径寸法のボール体についても本考案
を適用し得ることは勿論である。

また、支持機構６は必ずしもローラを用いる必要はな
く、ボール体４を回転自在に支持できるものであれば、
他の機構としても良い。

考案の効果上述の如く、本考案によれば、被回転体（ボール体）は
支持機構により回転自在に支持され、回転検出部材には
ボール体の自重が印加されないため、回転検出部材が回
転検出動作を行なう際ボール体に与える負荷の値を小さ
くすることができ、よってボール体の円滑な回転を実現
でき、特に小径、軽量のボール体を用いた場合における
座標入力装置の操作性向上を図ることができる等の特長
を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例である座標入力装置の平面
図、右側面図、正面図、第２図は第１図に示す座標入力
装置を組込んだパーソナルコンピュータの斜視図、第３
図は支持機構のローラの取付構造を説明するための図、
第４図はレバー部材の取付構造を説明するための図であ
る。１……座標入力装置、３……キーボード、４……ボール
体、６……支持機構、７……回転検出手段、１０〜１２
……ローラ、１０ａ〜１２ａ……支軸、１０ｂ〜１２ｂ
……樹脂ローラ、１４ａ，１４ｂ……回転検出部材、１
５ａ，１５ｂ……レバー部材、２１ａ，２１ｂ……コイ
ルスプリング。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】回転操作される被回転体の回転方向を検出
し、該被回転体の回転方向に対応した座標入力を行なう
座標入力装置において、該被回転体の下部に配設されており、該被回転体を回転
自在に支持する支持機構と、該被回転体の自重が印加されることなく、該被回転体に
直交する二方向より添接される構成とされた一対の回転
検出部材を有し、該一対の回転検出部材の回転を別個に
検出することにより該被回転体の回転方向を検出する回
転検出手段とを設けてなる座標入力装置。