CN113589959A - 鼠标滚轮装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种鼠标滚轮装置，包括滚轮组件、感测单元以及控制单元。滚轮组件包括定子与罩设于定子外的转子。于第一使用模式下，转子因应使用者所施加的外力而相对定子进行转动。感测单元配置于滚轮组件的一侧。感测单元用以感测转子相对定子转动的速度。控制单元电性连接于该滚轮组件与感测单元。于第一使用模式下，控制单元判断感测单元所感测到转子相对定子转动的速度达到门限值，进而控制滚轮组件由第一使用模式转换至第二使用模式，于第一使用模式转换至第二使用模式的过程中，滚轮组件由禁能状态切换至致能状态而使定子驱动转子进行转动。

Description

鼠标滚轮装置

技术领域

本发明涉及一种鼠标滚轮装置，尤其涉及一种具有驱动马达的鼠标滚轮装置。

背景技术

鼠标，用于控制电脑屏幕上的游标并借此对电脑进行操作。自1968年美国制作出了全世界第一只鼠标后，之后无论是文书处理、电玩竞赛、工业制图、设计制图或媒体制作，鼠标已经成为电脑设备中不可或缺的一部分。早期鼠标是使用轨迹球作为鼠标位移的检测，随着科技的进步且为提升其工作的效率，也慢慢演变成至今使用光学或激光模块进行位移检测的形式。此外，为提升鼠标的功能性及便利性，鼠标也从最早有线的单键鼠标进化成现今无线的多键滚轮鼠标。而为因应不同产业需求或个人喜好，各家电子厂商也开始制造各种不同外型的鼠标以配合不同使用者的操作需求，此外，如何提升鼠标按键如左右键、滚轮或操作的舒适性与灵敏度，亦渐渐为人们所重视。

当使用者在电子游戏的过程中，如遇到需要不断的滚动滚轮以对游戏中的人物或者选项进行操作的情况时；亦或使用者于显示屏幕所阅览的文件数据量庞大而需快速找寻数据时，亦必须不断的滚动滚轮来拉动显示屏幕中的文件数据；以上情况，使用者皆必须利用手指不断的滚动滚轮才可达到作业的效果，会造成不方便使用的状况发生，因此，如何针对上述的问题进行改善，实为本领域相关人员所关注的焦点。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种鼠标滚轮装置，其滚轮组件是由定子与转子所构成的马达，在快速转动的使用模式下，滚轮组件自动切换成致能状态而使定子驱动转子进行转动。

本发明的其他目的和优点可以从本发明所公开的技术特征中得到进一步的了解。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明提供一种鼠标滚轮装置，包括滚轮组件、感测单元以及控制单元。滚轮组件包括定子与罩设于定子外的转子。于第一使用模式下，转子因应使用者所施加的外力而相对定子进行转动。感测单元配置于滚轮组件的一侧。感测单元用以感测转子相对定子转动的速度。控制单元电性连接于该滚轮组件与感测单元。于第一使用模式下，控制单元判断感测单元所感测到转子相对定子转动的速度达到门限值，进而控制滚轮组件由第一使用模式转换至第二使用模式，于第一使用模式转换至第二使用模式的过程中，滚轮组件由禁能状态切换至致能状态而使定子驱动转子进行转动。

在本发明的一实施例中，上述的于第二使用模式下，控制单元判断感测单元所感测转子相对定子转动的速度低于门限值，进而控制滚轮组件由第二使用模式转换至第一使用模式，于第二使用模式转换至第一使用模式的过程中，滚轮组件由致能状态切换至禁能状态。

在本发明的一实施例中，上述的滚轮组件的转子包括凹槽、转轴以及多个永久磁体，凹槽包括彼此邻接的底壁与侧壁，该转轴配置于底壁，这些永久磁体间隔排列地分布于该侧壁的内表面并环绕于转轴。

在本发明的一实施例中，上述的滚轮组件的定子包括壳体、第一轴承以及第二轴承，壳体具有彼此相对的第一开口与第二开口，第一开口位于转子的凹槽内，第二开口位于转子的凹槽外，且第一开口位于凹槽的底壁与第二开口之间，第一轴承配置于第一开口处，第二轴承配置于第二开口处，转子的转轴依序穿过第一轴承、壳体与第二轴承。

在本发明的一实施例中，上述的定子还包括导磁结构，导磁结构环设于壳体的外表面并位于转子的凹槽内，导磁结构包括多个导磁单元与多个线圈单元，这些导磁单元朝向靠近凹槽的侧壁的方向延伸而分别对应于这些永久磁铁，这些线圈单元分别缠绕于这些导磁单元上。

在本发明的一实施例中，上述的每一导磁单元具有朝向对应的永久磁铁的导磁表面。

在本发明的一实施例中，上述的导磁结构的材质为硅钢。

在本发明的一实施例中，上述的感测单元为霍尔感测器。

在本发明的一实施例中，上述的鼠标滚轮装置还包括电路板，电路板配置于滚轮组件的定子上，且定子位于转子与电路板之间，感测单元与控制单元配置于电路板上。

本发明实施例的鼠标滚轮装置，其滚轮组件是由定子与转子所构成的外转子马达，在第一使用模式下，使用者可直接转动滚轮组件的转子，使得转子相对定子进行转动，并通过感测单元来感测转子相对定子的转动速度，当控制单元判断感测单元所感测转子相对定子的转动速度达到门限值时，控制单元控制滚轮组件进入第二使用模式，在第一使用模式转换成第二使用模式的过程中，滚轮组件由禁能状态自动切换成致能状态而使定子驱动转子进行转动。此外，通过转子的多个永久磁铁与定子的导磁结构的搭配，让使用者在转动滚轮组件时产生清晰的顿点感，进而提升使用者转动滚轮组件的手感。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合说明书附图，作详细说明如下。

附图说明

图1本发明一实施例的鼠标滚轮装置的立体结构示意图。

图2为图1所示的鼠标滚轮装置的侧视示意图。

图3为沿着图2所示AA线段的剖面示意图。

图4为图1所示的鼠标滚轮装置的功能方框示意图。

附图标记说明：

1：鼠标滚轮装置

11：滚轮组件

12：感测单元

13：控制单元

14：电路板

111：定子

112：转子

1110：壳体

1111：第一轴承

1112：第二轴承

1113：导磁结构

1120：凹槽

1121：转轴

1122：永久磁铁

C：线圈单元

G：导磁单元

H1、H2：贯穿孔

O1：第一开口

O2：第二开口

S：导磁表面

W1：底壁

W2：侧壁

具体实施方式

请参阅图1至图4，图1为本发明一实施例的鼠标滚轮装置的立体结构示意图。图2为图1所示的鼠标滚轮装置的侧视示意图。图3为沿着图2所示AA线段的剖面示意图。图4为图1所示的鼠标滚轮装置的功能方框示意图。如图1至图4所示，本实施例的鼠标滚轮装置1包括滚轮组件11、感测单元12以及控制单元13。滚轮组件11包括定子111以及转子112，转子112罩设于定子111的外侧而使滚轮组件11构成外转子马达的结构。感测单元12配置于滚轮组件11的一侧。控制单元13电性连接于滚轮组件11与感测单元12。于第一使用模式下，滚轮组件11的转子112因应使用者所施加的外力而相对定子111转动，感测单元12用以感测转子112相对定子111转动的速度，当控制单元13判断感测单元12所感测到转子112相对定子111转动的速度达到门限值时，控制单元13控制滚轮组件11由上述第一使用模式转换至第二使用模式，且在第一使用模式转换至第二使用模式的过程中，滚轮组件11由禁能状态切换至致能状态而使滚轮组件11的定子111驱动转子112进行转动。

需特别说明的是，上述的第一使用模式是使用者以正常的第一速度转动滚轮组件11的转子112进行操作，当使用者因应操作上的需求而以较快的第二速度转动滚轮组件11的转子112时，倘若控制单元13判断第二速度已达到门限值，则进一步控制滚轮组件11转换至第二使用模式，也就是说，上述的第二使用模式是在滚轮组件11被致能的情况下，定子111驱动转子112以较快的第二速度进行转动，或者是定子111驱动转子112以更快的第三速度进行转动，本发明并不加以限定于第二使用模式下定子111驱动转子112转动的速度，定子111驱动转子112转动的速度可依照实际情况的需求而有所提高或降低。

以下再针对本发明实施例的鼠标滚轮装置1的其它细节结构做更进一步的详细说明。

如图1至图3所示，本实施例滚轮组件11的转子112包括凹槽1120、转轴1121以及多个永久磁铁1122。凹槽1120包括彼此邻接的底壁W1与侧壁W2，凹槽1120的侧壁W2从底壁W1延伸而出并围绕出容置空间，转子112罩设于定子111的外侧而使部分定子111位于凹槽1120的容置空间内。转轴1121配置于凹槽1120的底壁W1，且转轴1121从凹槽1120的底壁W1朝靠近定子111的方向延伸。这些永久磁铁1122间隔排列地分布于凹槽1120的侧壁W2的内表面而环绕于转轴1121。

如图1至图3所示，本实施例滚轮组件11的定子111包括壳体1110、第一轴承1111以及第二轴承1112。壳体1110具有彼此相对的第一开口O1与第二开口O2，壳体1110的第一开口O1位于转子112的凹槽1120内，也就是位于凹槽1120的容置空间内，壳体1110的第二开口O2位于转子112的凹槽1120外，也就是位于凹槽1120的容置空间外，且壳体1110的第一开口O1位于凹槽1120的底壁W1与第二开口O2之间。第一轴承1111配置于壳体1110的第一开口O1处，也就是配置于第一开口O1的上方。第二轴承1112配置于壳体1110的第二开口O2处，也就是配置于第二开口O2的内部。在本实施例中，第一轴承1111与第二轴承1112分别具有贯穿孔H1、H2，第一轴承1111的贯穿孔H1与壳体1110的第一开口O1连通，第二轴承1112的贯穿孔H2与壳体1110的第二开口O2连通，而转子112的转轴1120依序穿过第一轴承1111的贯穿孔H1、壳体1110的第一开口O1、第二开口O2以及第二轴承1112的贯穿孔H2，进而使转子112与定子111组设于彼此。

如图1至图3所示，本实施例滚轮组件11的定子111还包括导磁结构1113。导磁结构1113环设于壳体1110的外表面并位于转子112的凹槽1120内。导磁结构1113包括多个导磁单元G以及多个线圈单元C。这些导磁单元G朝向靠近凹槽1120的侧壁W2的方向延伸而分别对应这些位于侧壁W2上的永久磁铁1122，且每一导磁单元G具有朝向对应的永久磁铁1122的导磁表面S，而这些线圈单元C分别缠绕于这些导磁单元G上。在本实施例中，导磁结构1113的材质例如是硅钢，但本发明并不以此限。

如图1至图3所示，本实施例的鼠标滚轮装置1还包括电路板14。电路板14配置于滚轮组件11的定子111上，且定子111位于转子112与电路板14之间，具体而言，电路板14配置于定子111的壳体1110上，且电路板14邻近于壳体1110的第二开口O2处，在本实施例中，感测单元12以及控制单元13皆配置于电路板14上。需特别说明的是，本发明并不加以限定电路板14的配置位置，在感测单元12能够感测到位于转子112上的这些永久磁铁1122的磁场的前提下，电路板14的配置位置可依照实际情况的需求而有所改变。

以下再针对本发明实施例的鼠标滚轮装置1的操作方式做更进一步的详细说明。

如图1至图4所示，首先，于第一使用模式下，使用者对滚轮组件11施以外力，使得滚轮组件11的转子112以正常的速度相对定子111进行转动，此时，感测单元12持续感测转子112相对定子111转动的速度，在本实施例中，感测单元12例如是霍尔感测器，但本发明并不以此为限，具体而言，感测单元12所感测到的转动速度是根据在单位时间内位于转子112上的这些永久磁铁1122通过感测单元12的数量，进而形成关于上述转子112的转动速度感测信号，而感测单元12进一步将此转动速度感测信号输出至控制单元13，并经由控制单元13来判断此转动速度是否已达到门限值；倘若控制单元13判断转子112的转动速度已达门限值，则控制单元13控制滚轮组件11转换至第二使用模式；在第二使用模式下，滚轮组件11切换成致能状态，也就是让定子111的导磁单元G上的线圈单元C通电，进而使转子112的这些永久磁铁1122与定子111的导磁单元G的导磁表面S之间产生交变磁场，借此驱动转子112进行转动，此时，使用者无需手动转动转子112，转子112通过定子111的驱动而自动转动，且转子112的转动速度大于在第一使用模式下转子112的转动速度；在第二使用模式下，感测单元12仍旧持续感测转子112相对定子111转动的速度，倘若控制单元13判断转子112的转动速度已低于门限值，也就是滚轮组件11的转子112被使用者触碰而造成转动速度下降，则控制单元13控制滚轮组件11转换回第一使用模式，于第二使用模式转换至第一使用模式的过程中，滚轮组件11致能状态切换成禁能状态。

值得一提的是，在第一使用模式下，由于转子112的多个永久磁铁1122与定子111的导磁单元G彼此两两相对，通过每一个永久磁铁1122与对应的导磁单元G之间的磁吸力，让使用者在第一使用模式下转动滚轮组件11的转子112时产生清晰的顿点感。

综上所述，本发明实施例的鼠标滚轮装置，其滚轮组件是由定子与转子所构成的外转子马达，在第一使用模式下，使用者可直接转动滚轮组件的转子，使得转子相对定子进行转动，并通过感测单元来感测转子相对定子的转动速度，当控制单元判断感测单元所感测转子相对定子的转动速度达到门限值时，控制单元控制滚轮组件进入第二使用模式，在第一使用模式转换成第二使用模式的过程中，滚轮组件由禁能状态自动切换成致能状态而使定子驱动转子进行转动。此外，通过转子的多个永久磁铁与定子的导磁结构的搭配，让使用者在转动滚轮组件时产生清晰的顿点感，进而提升使用者转动滚轮组件的手感。

而以上所述者，仅为本发明的优选实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即但凡依本发明权利要求及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。另外，本发明的任一实施例或权利要求不须实现本发明所公开的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜索之用，并非用来限制本发明的权利要求。此外，本说明书或权利要求中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名元件(element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。

Claims (9)

1.一种鼠标滚轮装置，包括：

一滚轮组件，包括一定子与罩设于该定子外的一转子，于一第一使用模式下，该转子因应使用者所施加的外力而相对该定子进行转动；

一感测单元，配置于该滚轮组件的一侧，该感测单元用以感测该转子相对该定子转动的速度；以及

一控制单元，电性连接于该滚轮组件与该感测单元，于该第一使用模式下，该控制单元判断该感测单元所感测到该转子相对该定子转动的速度达到一门限值，进而控制该滚轮组件由该第一使用模式转换至一第二使用模式，于该第一使用模式转换至该第二使用模式的过程中，该滚轮组件由一禁能状态切换至一致能状态而使该定子驱动该转子进行转动。

2.如权利要求1所述的鼠标滚轮装置，其中于该第二使用模式下，该控制单元判断该感测单元所感测该转子相对该定子转动的速度低于该门限值，进而控制该滚轮组件由该第二使用模式转换至该第一使用模式，于该第二使用模式转换至该第一使用模式的过程中，该滚轮组件由该致能状态切换至该禁能状态。

3.如权利要求1所述的鼠标滚轮装置，其中该滚轮组件的该转子包括一凹槽、一转轴以及多个永久磁体，该凹槽包括彼此邻接的一底壁与一侧壁，该转轴配置于该底壁，所述多个永久磁体间隔排列地分布于该侧壁的内表面并环绕于该转轴。

4.如权利要求3所述的鼠标滚轮装置，其中该滚轮组件的该定子包括一壳体、一第一轴承以及一第二轴承，该壳体具有彼此相对的一第一开口与一第二开口，该第一开口位于该转子的该凹槽内，该第二开口位于该转子的该凹槽外，且该第一开口位于该凹槽的该底壁与该第二开口之间，该第一轴承配置于该第一开口处，该第二轴承配置于该第二开口处，该转子的该转轴依序穿过该第一轴承、该壳体与该第二轴承。

5.如权利要求4所述的鼠标滚轮装置，其中该定子还包括一导磁结构，该导磁结构环设于该壳体的一外表面并位于该转子的该凹槽内，该导磁结构包括多个导磁单元与多个线圈单元，所述多个导磁单元朝向靠近该凹槽的该侧壁的方向延伸而分别对应于所述多个永久磁铁，所述多个线圈单元分别缠绕于所述多个导磁单元上。

6.如权利要求5所述的鼠标滚轮装置，其中每一该导磁单元具有朝向对应的该永久磁铁的一导磁表面。

7.如权利要求5所述的鼠标滚轮装置，其中该导磁结构的材质为一硅钢。

8.如权利要求1所述的鼠标滚轮装置，其中该感测单元为一霍尔感测器。

9.如权利要求1所述的鼠标滚轮装置，还包括一电路板，该电路板配置于该滚轮组件的该定子上，且该定子位于该转子与该电路板之间，该感测单元与该控制单元配置于该电路板上。

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