TWI821784B - 滾輪機構及應用其之輸入裝置 - Google Patents

Abstract

滾輪機構包括心軸、滾輪件及彈性件。心軸具有數個突起部。滾輪件圍繞心軸且相對心軸係可轉動地配置。彈性件具有第一端及第二端，第一端抵接此些突起部，而第二端朝向滾輪件之內部之表面。

Description

滾輪機構及應用其之輸入裝置

本揭露有關於一種滾輪機構及應用其之輸入裝置。

有些輸入裝置包括滾輪機構，滾輪機構部分突出於外殼，以供使用者的手指操作。然，對於輸入裝置而言，如何讓使用者感受到一滾動手感是一很重要設計目標。

本揭露係有關於一種滾輪機構及應用其之輸入裝置，可提供滾動手感。

根據本揭露之一實施例，提出一種滾輪機構。滾輪機構包括一心軸、一滾輪件及一彈性件。心軸具有數個突起部。滾輪件圍繞心軸且相對心軸係可轉動地配置。彈性件具有一第一端及一第二端，第一端抵接此些突起部，而第二端朝向滾輪件之內部之表面。

根據本揭露之另一實施例，提出一種輸入裝置。輸入裝置包括一外殼及一滾輪機構。外殼具有一開孔。滾輪機構包括一心軸、一滾輪件及一彈性件。心軸具有數個突起部。滾輪件圍 繞心軸且相對心軸係可轉動地配置。彈性件具有一第一端及一第二端，第一端抵接此些突起部，而第二端朝向滾輪件之內部之表面。滾輪機構配置在外殼。滾輪件係部份外露於開口外且心軸相對外殼係不可轉動地配置。

根據本揭露之另一實施例，提出一種輸入裝置。輸入裝置包括一外殼、一心軸、一滾輪件及一彈性件。外殼具有一開孔。心軸具有數個突起部，心軸係相對外殼不可轉動地設置於外殼內部。滾輪件設置於外殼內部，滾輪件係部份外露於開口外，滾輪件更具有一穿孔容納心軸，滾輪件相對心軸係可轉動地配置。彈性件具有一第一端及一第二端，第一端抵接此些突起部，而第二端朝向滾輪件之內部之一表面。

為了對本揭露之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：

10:輸入裝置

100,200,300,400:滾輪機構

11:外殼

11A:底殼

11B:上殼

11a:開孔

12:開關

110,310:心軸

110A:第三端

110B:第四端

111:突起部

120,220,320,420:滾輪件

120a,320a,420a:容置空間

120a1:開口

120b1:穿孔

120b2:凹部

120s,220s,320s:表面

121,321:承載部

121s1:外周緣面

121s2:內周緣面

122:滾輪部

130,230,330:彈性件

130A:第一端

130B:第二端

132A:第三端

131:滾珠

132:彈簧

140:軸套

231a:容置部

231u:頂面

220A:內螺紋

2311:槽部

321s1:第一側面

321s2:第二側面

231:殼體

231A:外螺紋

C1:中心線

D1:突出方向

H1:距離

第1A圖繪示依照本揭露一實施例之輸入裝置之組合圖。

第1B圖繪示第1A圖之輸入裝置之分解圖(未繪示上殼)。

第2A及2B圖繪示第1A圖之滾輪機構於不同視角的分解圖。

第2C圖繪示第1B圖之滾輪機構沿方向2C-2C’的剖面圖。

第3圖繪示依照本發明另一實施例之滾輪機構之剖面圖。

第4A及4B圖繪示依照本發明另一實施例之滾輪機構於不同視 角的分解圖。

第4C圖繪示第4A圖之滾輪機構組合後之剖面圖。

第5圖繪示依照本發明另一實施例之滾輪機構之剖面圖。

請參照第1A~2C圖，第1A圖繪示依照本揭露一實施例之輸入裝置10之組合圖，第1B圖繪示第1A圖之輸入裝置10之分解圖(未繪示上殼11B)，第2A及2B圖繪示第1A圖之滾輪機構100於不同視角的分解圖，而第2C圖繪示第1B圖之滾輪機構100沿方向2C-2C’的剖面圖。本發明實施例之輸入裝置10係以滑鼠為例說明，然亦可為其它種類之輸入裝置，如鍵盤等。此外，滾輪機構100可配置在有輸入需要之產品上，例如滑鼠、鍵盤、家電等。

如第1A及1B圖所示，輸入裝置10包括外殼11、開關12及滾輪機構100。外殼11具有開孔11a。滾輪機構100配置在外殼11。滾輪機構100部份外露於開孔11a外，以供使用者操作。外殼11包括底殼11A及上殼11B(以虛線繪製)，開關12及滾輪機構100配置在底殼11A，上殼11B具有前述開孔11a且與底殼11A對接。

如第1A及2A圖所示，滾輪機構100包括心軸110、滾輪件120、彈性件130及軸套140。如第1A圖所示，滾輪機構100之滾輪件120係部份外露於開孔11a外，以供使用者滾動滾輪件120。心軸110相對外殼11係不可轉動地配置。例如，心軸110包 括第三端110A及第四端110B。軸套140套設於心軸110之第三端110A，例如，軸套140與心軸110之第三端110A不可轉動地連接。在本實施例中，心軸110之第三端110A為一多邊形端(剖面為多邊形)，軸套140具有相配合之凹孔。如此，當心軸110之第三端110A與軸套140之凹孔結合時，心軸110與軸套140不會相對轉動。前述多邊形端例如是矩形端、方形端、三角形端或其它多邊形端等。在另一實施例中，心軸110之第三端110A可以是橢圓端或是圓形以外的幾何型態。

如第1A及2A圖所示，軸套140受到上殼11B之抵壓，以拘束軸套140之轉動自由度，進而拘束心軸110之轉動自由度。開關12配置在底殼11A上且位置對應心軸110的第四端110B。當按壓滾輪件120時，心軸110之第四端110B相對第三端110A(第三端110A如同支點)往下移動，以觸發開關12。受觸發之開關12傳輸一觸發訊號(未繪示)給輸入裝置10內之控制器(未繪示)，控制器據以執行對應的動作，例如，執行對應之程式(軟體程式或韌體)或傳輸訊號給一電子裝置(未繪示)之電路板(未繪示)，其中電子裝置電性連接輸入裝置10。電子裝置例如是電腦、手機、伺服器、家電等需要輸入裝置之電子產品。

如第2A~2C圖所示，心軸110具有數個突起部111。滾輪件120圍繞心軸110且相對心軸110係可轉動地配置。彈性件130具有第一端130A及第二端130B，第一端130A抵接此些突起部111，而第二端130B朝向位於滾輪件120之內部之表面120s。 如此，當滾輪件120相對心軸110轉動時，第一端130A於此些突起部111上滑動，可提供使用者一分段(段差)滾動手感。此外，突起部111例如是介於12個~20個之間，然此非用以限制本發明實施例。

如第2A~2B圖所示，在本實施例中，各突起部111之突出方向D1實質上垂直於心軸110之中心線C1，即，各突起部111之突出方向D1與心軸110的軸向大致上垂直(或，與心軸110的徑向大致上平行)。此外，此些突起部111封閉環形地(360度，全周向地)環繞心軸110之中心線C1；或者，此些突起部111之數個突起表面構成心軸110之整個周緣面。如此，當滾輪件120相對心軸110轉動360度時，第一端130A都能隨轉動抵壓在此些突起部111之一者或一些。此外，此些突起部111之至少二者連續地連接且/或此些突起部111之至少二者的峰頂與心軸110之中心線C1的距離大致上相等或相異。

如第2A~2B圖所示，滾輪件120包括承載部121及滾輪部122。滾輪部122例如是由塑膠、橡膠等材質製成。滾輪部122係部份外露於開孔11a(開孔11a繪示於第1A圖)外，以供使用者滾動滾輪部122。滾輪部122圍繞承載部121。承載部121與滾輪部122例如是彼此固定，例如透過卡合、螺合、黏合等各種固定方式。如此，當滾輪部122滾動時，承載部121可同步連動，以帶動彈性件130繞心軸110同步轉動。

如第2A~2B圖所示，滾輪件120具有穿孔120b1，以容納心軸110。例如，心軸110之第三端110A可穿過穿孔120b1，使第三端110A與第四端110B分別位於滾輪件120之相對二側。此外，滾輪件120更具有凹部120b2，以容納此些突起部111。

如第2C圖所示，在本實施例中，表面120s為滾輪部122之內部之內周緣面。彈性件130與承載部121可連動。例如，承載部121具有容置空間120a，彈性件130容置於容置空間120a，以隨承載部121轉動。此外，由於滾輪部122圍繞承載部121，表面120s與容置空間120a之開口120a1重疊(表面120s覆蓋容置空間120a之開口)，如此，彈性件130之第二端130B(第二端130B標示於第2A圖)可抵壓於表面120s。此外，承載部121具有外周緣面121s1及內周緣面121s2，前述容置空間120a從外周緣面121s延伸至往內周緣面121s2，即，貫穿承載部121。如此，位於容置空間120a內之彈性件130之第一端130A(第一端130A標示於第2A圖)可透過貫穿之容置空間120a抵壓在心軸110之突起部111，且第二端130B可透過貫穿之容置空間120a抵壓在表面120s。

如第2A~2C圖所示，彈性件130包括滾珠131及彈簧132。滾珠131具有第一端130A或滾珠131本身為第一端130A。彈簧132具有第二端130B及第三端132A，第三端132A連接滾珠131。視滾珠131的直徑而定，滾珠131可接觸此些突起部111之一者或一些。當彈性件130容置於容置空間120a且被限制於滾輪 部122與心軸110之間時，彈性件130形變，以常態地(經常性地)提供彈性回復力給心軸110之突起部111，使彈性件130之第二端130B常態地(經常性地)抵壓在突起部111。

請參照第3圖，其繪示依照本發明另一實施例之滾輪機構200之剖面圖。輸入裝置100之滾輪機構100可由滾輪機構200取代。滾輪機構200包括心軸110、滾輪件220、彈性件230及軸套140。滾輪機構200具有與前述滾輪機構100相同或相似的技術特徵，不同處在於，滾輪機構200之彈性件230的結構不同。

如第3圖所示，彈性件230包括滾珠131、彈簧132及殼體231。滾珠131具有第一端130A，彈簧132具有第二端130B及第三端132A，第三端132A連接滾珠131。殼體231容置滾珠131及彈簧132。殼體231具有一容置部231a，滾珠131及彈簧132位於容置部231a且滾珠131部分突出於容置部231a，以抵壓在心軸110之突起部111上。此外，殼體231具有一外螺紋231A，滾輪件220具有內螺紋220A，例如，承載部121之容置空間120a具有內螺紋220A，內螺紋220A可與外螺紋231A螺合。透過螺合，彈性件230可快速地安裝於滾輪件220或快速地自滾輪件220拆卸。彈簧132之第二端130B朝向位於滾輪件220內部之表面220s。表面220s例如是容置部231a之底面，彈簧132之第二端130B抵接在表面220s。當彈性件230配置於容置空間120a且滾珠131抵壓於心軸110之突起部111時，彈簧132及滾珠131被限制於殼體231之容置部231a之表面220s與心軸110之間，此時彈簧132形變，以常 態地(經常性地)提供彈性回復力給心軸110之突起部111，使彈性件230之第一端130A常態地(經常性地)抵壓在突起部111。

如第3圖所示，透過螺合，可調整彈性件230的位置，以調整彈性件230施加在突起部111之抵壓力(彈性回復力)。詳言之，透過螺合，可調整彈性件230之殼體231之頂面231u與突起部111之間的距離H1。當距離H1愈大時，彈性件230施加在突起部111之抵壓力愈小；反之則愈大。不同之抵壓力可提供不同分段滾動手感。

如第3圖所示，殼體231具有一槽部2311，槽部2311的形狀可與一工具配合，以受到該工具之操作，進而調整彈性件230之為位置。例如，槽部2311為十字槽，工具為相配合之十字起子；或者，槽部2311為一字槽，工具為相配合之一字起子。

雖然本實施例之彈性件230係以螺合於滾輪件220為例說明，然在另一實施例中，彈性件230與滾輪件220亦可採用卡合或黏合等螺合以外之固定方式結合，在此情況中，彈性件230可省略外螺紋231A且滾輪件220可省略內螺紋220A。

請參照第4A~4C圖，第4A及4B圖繪示依照本發明另一實施例之滾輪機構300於不同視角的分解圖，而第4C圖繪示第4A圖之滾輪機構300組合後之剖面圖。輸入裝置100之滾輪機構100可由滾輪機構300取代。

如第4A~4C圖所示，滾輪機構300包括心軸310、滾輪件320、彈性件230及軸套140。心軸310具有數個突起部111。滾 輪件120圍繞心軸310且相對心軸310係可轉動地配置。彈性件130具有第一端130A及第二端130B，第一端130A抵接此些突起部111，而第二端130B朝向滾輪件320內部之表面320s。如此，當滾輪件320相對心軸310轉動時，第一端130A於此些突起部111上滑動，可提供使用者一分段滾動手感。

滾輪機構300具有與前述滾輪機構100相同或相似的技術特徵，不同處在於，滾輪機構300之心軸310及滾輪件320的結構不同。

如第4A~4B圖所示，心軸310之各突起部111之突出方向D1實質上平行於心軸310之中心線C1，即，各突起部111之突出方向D1與心軸110的軸向大致上平行。此外，此些突起部111封閉環形地(360度，全周向地)環繞心軸310之中心線C1。如此，當滾輪件320相對心軸310轉動360度時，第一端130A都能抵壓在此些突起部111之一者。

如第4A~4C圖所示，滾輪件320包括承載部321及滾輪部122。承載部321與滾輪部122例如是彼此固定(例如，透過卡合、螺合、黏合等各種固定方式)，如此，當滾輪部122滾動時，承載部321可同步連動，以帶動彈性件330同步繞心軸110轉動。承載部321具有相對之第一側面321s1與第二側面321s2，第一側面321s1面向突起部111，容置空間320a從第一側面321s1往第二側面321s2之方向延伸，但不貫穿承載部321。

如第4C圖所示，前述表面320s為承載部321之內部的表面，例如，容置空間320a之底面。彈性件130包括滾珠131及彈簧132。當彈性件130容置於容置空間320a且被限制於表面320s與心軸110之間時，彈性件130形變以常態地(經常性地)提供彈性回復力給心軸310之突起部111，使彈性件130之第二端130B常態地(經常性地)抵壓在突起部111。

請參照第5圖，其繪示依照本發明另一實施例之滾輪機構400之剖面圖。輸入裝置100之滾輪機構100可由滾輪機構400取代。滾輪機構400包括心軸310、滾輪件420、彈性件230及軸套140。滾輪機構400具有與前述滾輪機構300相同或相似的技術特徵，不同處在於，滾輪機構400之彈性件230的結構不同。

滾輪件420包括承載部421及滾輪部122。承載部421與滾輪部122例如是彼此固定(例如，透過卡合、螺合、黏合等各種固定方式)，如此，當滾輪部122滾動時，承載部421可同步連動，以帶動彈性件230同步繞心軸310轉動。承載部421具有具有容置空間420a及相對之第一側面321s1與第二側面321s2，第一側面321s1面向突起部111。在本實施例中，容置空間420a從第一側面321s1延伸至第二側面321s2，即，貫穿承載部321。

如第6圖所示，彈性件230包括滾珠131、彈簧132及殼體231。滾珠131具有第一端130A，彈簧132具有第二端130B及第三端132A，第三端132A連接滾珠131。殼體231容置滾珠131及彈簧132。殼體231具有一容置部231a，滾珠131及彈簧132位 於容置部231a且滾珠131部分突出於容置部231a，以抵壓在心軸310之突起部111上。此外，殼體231具有外螺紋231A，滾輪件420具有內螺紋220A，例如，承載部421之容置空間420a具有內螺紋220A，內螺紋220A可與外螺紋231A螺合。透過螺合，彈性件230可快速地安裝於滾輪件420或快速地自滾輪件420拆卸。

如第6圖所示，彈簧132之第二端130B朝向位於滾輪件420內部之表面220s。表面220s例如是容置部231a之底面，彈簧132之第二端130B抵接在表面220s。當彈性件230配置於容置空間420a且滾珠131抵壓於心軸310之突起部111時，彈簧132及滾珠131被限制於殼體231之容置部231a之表面220s與心軸310之間，此時彈簧132形變，以常態地(經常性地)提供彈性回復力給心軸310之突起部111，使彈性件230之第一端130A常態地(經常性地)抵壓在突起部111。如第6圖所示，透過螺合，可調整彈性件230的位置，以調整彈性件230施加在突起部111之抵壓力(彈性回復力)。詳言之，透過螺合，可調整彈性件230之殼體231之頂面231u與突起部111之間的距離H1。當距離H1愈大時，彈性件230施加在突起部111之抵壓力愈小；反之則愈大。

如第6圖所示，殼體231具有一槽部2311，槽部2311的形狀可與一工具配合，以受到該工具之操作。例如，槽部2311為十字槽，工具為相配合之十字起子；或者，槽部2311為一字槽，工具為相配合之一字起子。

雖然本實施例之彈性件230係以螺合於滾輪件420為例說明，然在另一實施例中，彈性件230與滾輪件420亦可採用卡合或黏合等螺合以外之固定方式結合，在此情況中，彈性件230可省略外螺紋231A且滾輪件420可省略內螺紋220A。

綜上，本揭露實施例之滾輪機構可應用於輸入裝置。滾輪機構至少包括心軸、滾輪件及彈性件。心軸不可轉動地配置在一外殼，滾輪件相對心軸可轉動地配置。心軸具有數個突起部，彈性件之第一端抵接此些突起部。如此，當滾輪件相對心軸轉動時，彈性件之第一端經過起伏之數個突起部，而產生分段滾動手感。

綜上所述，雖然本揭露已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100:滾輪機構

11:外殼

110:心軸

110A:第三端

110B:第四端

111:突起部

120:滾輪件

120a:容置空間

120b1:穿孔

120b2:凹部

121:承載部

122:滾輪部

130:彈性件

130A:第一端

130B:第二端

132A:第三端

131:滾珠

132:彈簧

140:軸套

C1:中心線

D1:突出方向

Claims (11)

1. 一種滾輪機構，包括：一心軸，具有複數個突起部；一滾輪件，具有一容置空間且圍繞該心軸且相對該心軸係可轉動地配置；以及一彈性件，配置於該容置空間內以隨該滾輪件轉動且具有一第一端及一第二端，該第一端抵接該些突起部，而該第二端朝向位於該滾輪件之內部之一表面。
2. 如請求項1所述之滾輪機構，其中該彈性件包括：一滾珠，具有該第一端；以及一彈簧，具有該第二端及一第三端，該第三端連接該滾珠。
3. 如請求項1所述之滾輪機構，其中該彈性件包括：一滾珠，具有該第一端；一彈簧，具有該第二端及一第三端，該第三端連接該滾珠；以及一殼體，容置該滾珠及該彈簧，且具有一外螺紋；其中，該滾輪件具有一內螺紋，該內螺紋與該外螺紋螺合。
4. 如請求項1所述之滾輪機構，其中該滾輪件包括：一承載部；以及一滾輪部，圍繞該承載部；其中，該表面為該滾輪部之該內部之一內周緣面。
5. 如請求項1所述之滾輪機構，其中該滾輪件包括： 一承載部；以及一滾輪部，圍繞該承載部；其中，該承載部具有該容置空間。
6. 如請求項5所述之滾輪機構，其中各該突起部之突出方向實質上垂直於該心軸之一中心線，該承載部具有一外周緣面及一內周緣面，該容置空間從該外周緣面延伸至該內周緣面。
7. 如請求項5所述之滾輪機構，其中各該突起部之突出方向實質上平行於該心軸之一中心線，該承載部具有相對之一第一側面與一第二側面，該第一側面面向該些突起部，該容置空間從該第一側面往該第二側面之方向延伸。
8. 如請求項7所述之滾輪機構，其中該容置空間從該第一側面延伸至該第二側面，該彈性件包括：一滾珠，具有該第一端；一彈簧，具有該第二端及一第三端，該第三端連接該滾珠；以及一殼體，容置該滾珠及該彈簧，且容置於該容置空間。
9. 如請求項1所述之滾輪機構，其中該些突起部封閉環形地環繞該心軸之中心線。
10. 一種輸入裝置，包括：一外殼，具有一開孔；以及一如請求項1~9之任一項所述之滾輪機構，配置在該外殼； 其中，該滾輪件係部份外露於該開口外且該心軸相對該外殼係不可轉動地配置。
11. 一種輸入裝置，包括：一外殼，具有一開孔；一心軸，具有複數個突起部，該心軸係相對該外殼不可轉動地設置於該外殼內部；一滾輪件，具有一容置空間且設置於該外殼內部，該滾輪件係部份外露於該開口外，該滾輪件更具有一穿孔容納該心軸，該滾輪件相對該心軸係可轉動地配置；以及一彈性件，配置於該容置空間內以隨該滾輪件轉動且具有一第一端及一第二端，該第一端抵接該些突起部，而該第二端朝向位於該滾輪件之內部之一表面。

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