JP2001265527A - トラックボール装置およびこれを用いた電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディスプレイ画面上におけるカーソルの移動
を操作するトラックボール装置に関し、ボールの押し下
げ操作により良好な操作感触で動作して、カーソルの位
置の認識信号を発するプッシュスイッチを備えて、高さ
寸法の小さいものを提供することを目的とする。 【解決手段】 ボール４の中心よりも下方の外周に当接
して、円形軸状のＸローラ２およびＹローラ３と共にボ
ール４を回転自在に支持する支持部１Ｂを有するケース
部５を、下方の基体部１上に回動可能に保持し、ケース
部５の回動時に押されて動作するプッシュスイッチ７を
基体部１上に配設することにより、ボール４の押し下げ
操作によりスムーズに動作してカーソルの位置の認識信
号を発するプッシュスイッチ７を備え、しかも高さ寸法
の小さいトラックボール装置を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器のディス
プレイ画面上におけるカーソルの移動を操作し、押し下
げ操作により、電子機器本体にディスプレイ画面上のカ
ーソルの位置の認識信号を発するスイッチを備えたトラ
ックボール装置およびこれを用いた電子機器に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のトラックボール装置の例
としては、特開平１−２９００２１号公報および特開平
９−３１９５１４号公報に記載されたトラックボール装
置が知られており、図１４および図１５はそれぞれの構
成を示す概念図である。

【０００３】すなわち、図１４および図１５に共通する
部分に同一の符号を付して説明すると、操作体としての
ボール３１に、ロータリーエンコーダに連結された二つ
のローラ３２Ａ，３２Ｂを直交する方向に当接させ、こ
のボール３１を下方から回転自在に保持する保持部（ハ
ウジング）３３を複数のスプリング３４で上方に付勢
し、保持部（ハウジング）３３の下面と下方の筐体３５
の間にスイッチ接点３６Ａ，３６Ｂを配設した構成であ
る。

【０００４】そして、ボール３１の回転操作により、使
用する電子機器のディスプレイ画面上のカーソル（図示
せず）を所定の位置に移動させることができると共に、
ボール３１を押圧操作して保持部（ハウジング）３３を
下方に押し下げ操作すると、スイッチ接点３６Ａ，３６
Ｂ間が接触してカーソルの位置の認識信号を発すること
ができるものであった。

【０００５】加えて、近年ディスプレイ画面の高精度化
と共に、ディスプレイ画面を備えた電子機器が増加・多
様化し、小型の携帯用情報機器等にも使用されるように
なってきた。

【０００６】そして、このような電子機器においてディ
スプレイ画面上のカーソルの移動を操作するトラックボ
ール装置に対し、小型化の要求と共に、使用する電子機
器の操作ボタン数を少なくして電子機器全体の小型化と
使い易さの向上を図ることができるように、ボールの押
し下げ操作によりカーソルの位置の認識信号を発するス
イッチを備えることを要求されることが多くなってき
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のプッシュスイッチを備えたトラックボール装置は、
ボール３１を保持する保持部（ハウジング）３３を複数
個のスプリング３４で上方に付勢しているので、この複
数個のスプリング３４の付勢力に抗してボール３１を押
圧して保持部（ハウジング）３３を押し下げる際の動き
は、グラツキを伴なうギコチナイものであって操作感触
が悪く、例え保持部（ハウジング）３３の周囲に案内部
材を設けても、上下動のためのギャップが必要であり、
このグラツキを無くすことはできなかった。

【０００８】また、保持部（ハウジング）３３の、ボー
ル３１の中心部を囲っている部分の下面と下方の筐体３
５の間にスイッチ接点３６Ａ，３６Ｂを配設するので、
トラックボール装置の高さ寸法が大きく、小型の携帯用
情報機器等には使用することが難しいという課題があっ
た。

【０００９】本発明は、このような従来の課題を解決す
るものであり、ボールの回転操作により、使用する電子
機器のディスプレイ画面上のカーソルを所定の位置に移
動させることができると共に、ボールの押し下げ操作に
より、グラツキのない良好な操作感触でスムーズに動作
してカーソルの位置の認識信号を発するプッシュスイッ
チを備え、しかも高さ寸法の小さいトラックボール装置
およびこれを用いた電子機器を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のトラックボール装置は、ボールの中心よりも
下方の外周に当接して、円形軸状のＸローラおよびＹロ
ーラと共にボールを回転自在に支持する支持部を有する
ケース部を、下方の基体部上に回動可能に保持し、この
ケース部の回動時に押されて動作するプッシュスイッチ
を基体部上に配設するものである。

【００１１】これによって、ボールの回転操作により、
ディスプレイ画面上のカーソルを所定の位置に移動させ
ることができると共に、ボールの押し下げ操作により良
好な操作感触でスムーズに動作してカーソルの位置の認
識信号を発するプッシュスイッチを備え、しかも高さ寸
法の小さいトラックボール装置およびこれを用いた電子
機器を得ることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、操作体としてのボールと、このボールのＸ方向回転
およびＹ方向回転を伝達するように、上記ボールの中心
よりも下方の外周に上面視直交方向からそれぞれ当接す
る円形軸状のＸローラおよびＹローラと、このＸローラ
およびＹローラとそれぞれ連結された二つの回転量検出
部と、上記ボールの中心よりも下方に当接して上記Ｘロ
ーラおよびＹローラと共に上記ボールを全方向に回転自
在に支持する支持部を有すると共に、下方の基体部によ
り回動可能に保持されたケース部と、このケース部の回
動時に押されて動作するように、上記基体部上に配設さ
れた自力復帰型のプッシュスイッチからなるトラックボ
ール装置としたものであり、ボールの回転操作により、
ディスプレイ画面上のカーソルを所定の位置に移動させ
ることができると共に、ボールの押し下げ操作により、
ケース部が回動してプッシュスイッチを動作させるの
で、良好な操作感触でスムーズにカーソルの位置の認識
信号を発することができ、しかも高さ寸法の小さいトラ
ックボール装置を実現できるという作用を有する。

【００１３】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
発明において、自力復帰型のプッシュスイッチが、ボー
ルの中心部下方を除く基体部上に配設されたものであ
り、請求項１に記載の発明による作用に加えて、トラッ
クボール装置の構成部材の中で最も高さ寸法が大きい部
材であるボールに対して、最も高さ寸法が大きい中心部
下方を除いた側部にプッシュスイッチを配するので、ト
ラックボール装置の高さ寸法を小さくできるという作用
を有する。

【００１４】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２記載の発明において、ボールの中心よりも下方に当接
して、ＸローラおよびＹローラと共に上記ボールを支持
する第三ローラを、ケース部の支持部に配設したもので
あり、ボールを全方向に一様に、スムーズに回転させる
ことができるという作用を有する。

【００１５】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれか一つに記載の発明において、ＸローラおよびＹ
ローラと共に二つの回転量検出部が基体部に配設された
ものであり、回転量検出部が基体部に配設されているの
で、トラックボール装置を使用する電子機器の配線基板
への電気的接続が容易で安定していると共に、ボールを
押し下げ操作してケース部を回動させる際にＸローラお
よびＹローラが動かないので、回転量検出部から誤信号
を発し難いという作用を有する。

【００１６】請求項５に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれか一つに記載の発明において、ケース部に保持さ
れたＸローラおよびＹローラと同軸の回転軸の外周にそ
れぞれ設けた可動接点に対し、下方の基体部に保持され
たアーム状の弾性固定接点がそれぞれ下方から弾接して
構成された回転型エンコーダを、回転量検出部とするも
のであり、回転量検出部としての回転型エンコーダが、
ＸローラおよびＹローラと同軸の回転軸の外周に設けた
可動接点に対して、基体部から伸ばされたアーム状の弾
性固定接点が下方から弾接する構成であるので、ケース
部が回動範囲の上端位置にあるように付勢され、通常状
態におけるケース部の位置が安定していると共に、ボー
ルの押し下げ操作時にはアーム状の弾性固定接点が撓む
だけで、回転量検出部から誤信号を発することが少ない
という作用を有する。

【００１７】請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の
いずれか一つに記載の発明において、基体部を各辺がＸ
ローラまたはＹローラと平行な上面視四角形とし、ケー
ス部が上記ＸローラまたはＹローラと平行な回動軸を中
心として回動可能に保持されたものであり、ボールの押
し下げ操作時にケースが回動して、左右方向または前後
方向に傾くので、トラックボール装置を操作する人が違
和感なく操作できるトラックボール装置とすることがで
きるという作用を有する。

【００１８】請求項７に記載の発明は、請求項１〜５の
いずれか一つに記載の発明において、基体部を各辺がＸ
ローラまたはＹローラと平行な上面視四角形とし、ケー
ス部を対角線方向に回動可能に保持する保持部が、Ｘロ
ーラおよびＹローラから近い側の両ローラの中間位置の
角部に、プッシュスイッチがＸローラおよびＹローラか
ら遠い側の両ローラの中間位置の角部にそれぞれ配設さ
れたものであり、ケース部を回動可能に保持する保持部
からプッシュスイッチまでの寸法を大きくすることがで
きて、ボールの押し下げ量に対するプッシュスイッチの
動作ストロークを大きくすることができると共に、ケー
ス部が回動する時のＸローラおよびＹローラの動きが同
じ量で、しかも小さいという作用を有する。

【００１９】請求項８に記載の発明は、請求項１〜７の
いずれか一つに記載の発明において、通常状態において
ケース部が回動範囲の上端位置にあるように付勢するば
ね体が、ケース部と基体部の間に配設されたものであ
り、通常状態およびボールの回転操作時において、プッ
シュスイッチの押圧動作力に関係なく、ケース部を回動
範囲の上端位置に安定して保つことができるので、プッ
シュスイッチを動作力に関係なくスイッチ特性を重視し
たものにできるという作用を有する。

【００２０】請求項９に記載の発明は、請求項１〜８の
いずれか一つに記載の発明において、自力復帰型のプッ
シュスイッチが、基体部の所定位置に設けられたスイッ
チ固定接点上に弾性金属薄板製のドーム状可動接点が配
設されたものであり、自力復帰型で動作時に節度感を有
する高性能のプッシュスイッチを、コンパクトでしかも
安価に構成することができるという作用を有する。

【００２１】請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９
のいずれか一つに記載の発明において、上端が開口部と
なってボールの下部を囲うと共に、ＸローラおよびＹロ
ーラがボールに当接する位置に貫通孔を有する椀状部を
ケース部と一体に設け、この椀状部の上端面に対し着脱
可能で、上記ボールの径よりも小さい円形孔を有するリ
ング状の蓋板部で上記ボールの上部を覆ったものであ
り、通常状態においてボールがトラックボール装置から
外れることがないと共に、リング状の蓋板部を外すこと
によってボールを交換することができ、さらにトラック
ボール装置に水等がかかっても、回転量検出部やプッシ
ュスイッチ等の接点部に影響を受けない防滴構造とする
ことができるという作用を有する。

【００２２】請求項１１に記載の発明は、請求項１〜１
０のいずれか一つに記載の発明において、ボールを所定
の値以上の大きな力で押し下げると、プッシュスイッチ
の動作後にケース部の弾性を有する支持部が弾性変形
し、上記ボールの下端が直接またはケース部の椀状部を
介して下方の基体部に当接するようにしたものであり、
ボールに対して多少過大な力が押し力が加わっても、ト
ラックボール装置の構成部分であるケース部やプッシュ
スイッチ等が損傷を受けないという作用を有する。

【００２３】請求項１２に記載の発明は、請求項１〜１
１のいずれか一つに記載の発明において、回転量検出部
ならびにプッシュスイッチが弾性を有する接続端子を備
え、その接続端子が基体部の下面に突出して下方の被接
続接点に弾接接続可能となったものであり、トラックボ
ール装置を使用する電子機器に装着する際に、トラック
ボール装置を下方の電子機器の配線基板に押し付けて固
定するだけで被接続接点に弾接接続されるので、半田付
け等の接続工程が不要で、組立工程の簡素化が図れると
いう作用を有する。

【００２４】請求項１３に記載の発明は、請求項１〜１
２のいずれか一つに記載のトラックボール装置と、情報
を表示する表示手段と、機器全体の制御を行なう電子回
路からなり、ボールを回転させて表示手段に表示される
情報の選択を行い、ボールを押圧してプッシュスイッチ
を動作させ、選択された情報に応じた機能を動作させる
ようにした電子機器としたものであり、多岐にわたる情
報の選択と選択した情報に応じた機能を速やかかつ精度
よく実行させることのできる小型で薄型の電子機器を実
現できるという作用を有する。

【００２５】以下、本発明の実施の形態について、図面
を用いて説明する。

【００２６】（実施の形態１）図１は本発明の第１の実
施の形態によるトラックボール装置の正面断面図、図２
は同外観斜視図、図３は図１のＰ−Ｐ線における断面
図、図４は図３のＱ−Ｏ−Ｑ線における断面図である。

【００２７】同図において、１はトラックボール装置の
基体部で、樹脂形成された上面視四角形の上面には、図
１および図３に示すように、四角形の二辺それぞれの近
くに平行して、互いに直交するように配設された二つの
円形軸状のＸローラ２とＹローラ３が、基体部１と一体
に形成された支持部１Ａ，１Ｂと１Ｃにより回転可能に
保持され、その中間の大径部２Ａおよび３Ａは、このト
ラックボール装置の操作体としてのボール４の中心より
も少し下方の外周に当接している。

【００２８】そして、基体部１上に設けられた、Ｘロー
ラ２と平行な辺の両端の保持部１Ｅには、ケース部５が
Ｘローラ２と平行な回動軸５Ａを中心として回動可能に
保持されている。

【００２９】このケース部５は、ボール４の下部を囲っ
て上端が開口部となった椀状部５Ｂを挟んで、回動軸５
Ａと反対側に突出部５Ｃを有しており、その先端が基体
部１上の保持部１Ｅと反対側の端部に配設されたプッシ
ュスイッチ７の上部中央に当接することにより、通常状
態において、回動範囲の上端位置に保たれている。

【００３０】また、ケース部５の椀状部５Ｂは、図３お
よび図４に示すように、Ｘローラ２の大径部２Ａおよび
Ｙローラ３の大径部３Ａがボール４に当接する位置に二
つの貫通孔５Ｄを有すると共に、この大径部２Ａおよび
３Ａの当接位置から遠い側の中間位置においてボール４
の中心よりも少し下方に当接して、Ｘローラ２およびＹ
ローラ３と共にボール４を全方向に回転自在に支持する
第三ローラ６の支持部５Ｅを有している。

【００３１】そして、上記のプッシュスイッチ７は、図
５のプッシュスイッチ部分の分解斜視図に示すように、
基体部１の端部に設けられた凹部１Ｆ内にインサート成
形加工により配設されたスイッチ固定接点８の外側固定
接点８Ａ上に弾性金属薄板製のドーム状可動接点９の外
周下端を載せて、その湾曲した中央部を中央固定接点８
Ｂと所定の間隔をあけて対峙させ、その上部を下面に粘
着層を有する可撓性の絶縁フィルム１０で覆って形成し
たものであり、コンパクトでしかも安価に構成されてい
ると共に、所定の大きさの押圧力によりドーム状可動接
点９が節度感を伴いながら弾性反転して動作する、自力
復帰型で高性能のプッシュスイッチである。

【００３２】なお、図１により明らかなように、このプ
ッシュスイッチ７を基体部１の端部、すなわちボール４
の中心部の下方でない部分に配設することによって従来
のトラックボール装置のように、ボール４の中心部を下
方から囲っているケース５の椀状部５Ｂの下面に配設す
る場合に比べて、トラックボール装置の高さ寸法は小さ
くなっている。

【００３３】また、ドーム状可動接点８の弾性反転力
は、通常状態およびボール４の回転操作時にケース部５
の突出部５Ｃに押されてプッシュスイッチ７が動作する
ことがないように、所定の大きさに設定されているもの
である。

【００３４】そして、このプッシュスイッチ７の動作に
より発生する電気信号は、スイッチ固定接点８の外側固
定接点８Ａおよび中央固定接点８Ｂと導通して基体部１
の下面に突出した、弾性を有するスイッチ端子７Ａおよ
び７Ｂを介して、このトラックボール装置を使用する機
器に伝達されるようになっている。

【００３５】一方、図３に示すように、Ｘローラ２と同
軸に設けられた円形の回転軸の外周には、リング状部１
１Ａとこれに導通して所定の角度ピッチで設けられた櫛
歯状部１１Ｂからなる可動接点１１が設けられ、これに
対して基体部１から伸ばされた弾性固定接点１２の長さ
の異なる弾性脚部１２Ａ〜１２Ｃが弾接して、Ｘローラ
２の回転量検出部としての回転型エンコーダであるＸエ
ンコーダ１３を構成し、同様に、Ｙローラ３と同軸に設
けられた円形の回転軸の外周には、リング状部１４Ａと
これに導通して所定の角度ピッチで設けられた櫛歯状部
１４Ｂからなる可動接点１４が設けられ、これに対して
基体部１から伸ばされた弾性固定接点１５の長さの異な
る弾性脚部１５Ａ〜１５Ｃが弾接して、Ｙローラ３の回
転量検出部としての回転型エンコーダであるＹエンコー
ダ１６を構成している。

【００３６】このＸエンコーダ１３およびＹエンコーダ
１６は、可動接点１１および１４をＸローラ２およびＹ
ローラ３と同軸の回転軸の外周に設けるので小型の回転
型エンコーダであり、このトラックボール装置をコンパ
クトにするものである。

【００３７】そして、Ｘエンコーダ１３およびＹエンコ
ーダ１６で発生する電気信号は、弾性固定接点１２およ
び１５と導通した弾性を有する接続端子１３Ａおよび１
６Ａを介して、このトラックボール装置を使用する機器
に伝達されるようになっている。

【００３８】さらに、図１、図２および図４に示すよう
に、ボール４は、ケース部５の椀状部５Ｂとその上端の
開口部に結合された蓋板１７に囲われている。

【００３９】この椀状部５Ｂは、ボール４の下部を包む
中央部が皿状となって基体部１と所定の隙間を空けて対
峙していると共に、その上端面の外周から下方に伸びた
周囲壁５Ｆを有しており、このトラックボール装置の操
作部であるボール４の付近に水等がかかっても、Ｘエン
コーダ２やＹエンコーダ３およびプッシュスイッチ７に
影響を受け難い防滴構造となっている。

【００４０】また、蓋板１７は、中央にボール４の径よ
りも少し小さい円形孔１７Ａを有するリング状で、図６
の外観斜視図に示すように、下面の段１７Ｂ付きの二つ
の脚部１７Ｃをケース部５の椀状部５Ｂ上端面の二つの
結合孔５Ｇにそれぞれ挿入して捩じることにより、ケー
ス部５に対して着脱可能に結合されているもので、通常
状態において、ボール４がこのトラックボール装置から
外れることを防止していると共に、蓋板１７を外すこと
によって、ボール４を交換できるようになっているもの
である。

【００４１】以上のように構成された本実施の形態によ
るトラックボール装置を、使用する電子機器に装着する
際には、基体部１の側部二ヶ所に設けられた取付孔１８
にビス等を通して電子機器の配線基板に押し付けて固定
するだけで、プッシュスイッチ７の弾性を有するスイッ
チ端子７Ａ，７ＢとＸエンコーダ１３およびＹエンコー
ダ１６の弾性を有する接続端子１３Ａおよび１６Ａが被
接続接点（図示せず）に弾接接続されるので、半田付け
などの接続工程が不要である。

【００４２】次に、以上のように構成された本実施の形
態によるトラックボール装置の動作について説明する。

【００４３】まず、図１、図３および図４に示す通常状
態において、トラックボール装置の蓋板１７の円形孔１
７Ａから上方に突出した操作部としてのボール４の上部
に手や指で触れて、ボール４を回転操作すると、ボール
４の外周に大径部２Ａおよび３Ａが当接しているＸロー
ラ２およびＹローラ３が第三ローラ６と共に回転し、そ
れに伴いＸローラ２およびＹローラ３と同軸のＸエンコ
ーダ１３およびＹエンコーダ１６の可動接点１１および
１４が回転して、弾性固定接点１２および１５の弾性脚
部１２Ａ〜１２Ｃ間、および１５Ａ〜１５Ｃ間でそれぞ
れの回転数に応じた数のパルス信号を発生する。

【００４４】そして、そのパルス信号をＸエンコーダ１
３およびＹエンコーダ１６の弾性を有する接続端子１３
Ａおよび１６Ａを介してトラックボール装置を使用する
電子機器に伝達し、ディスプレイ画面上のカーソル（図
示せず）を、トラックボール装置のボール４の回転に対
応した方向に、回転数に対応した量だけ動かして所望の
位置に移動させる。

【００４５】そして、カーソルが所望の位置に到達した
時に、図１に示す通常状態の位置からボール４の上部を
手や指で押し下げ操作すると、ボール４が下方に動こう
として、その中心よりも少し下方の外周に当接している
Ｘローラ２とＹローラ３および第三ローラ６を下方に押
すが、Ｘローラ２とＹローラ３は固定された基体部１と
一体に形成された支持部１Ａ，１Ｂと１Ｃ，１Ｄにより
保持されていて動かないので、第三ローラ６を保持する
ケース５が、第三ローラ６が下がる方向にＸローラ２と
平行な回動軸５Ａを中心として滑らかに回動して左側が
下がり、突出部５Ｃがプッシュスイッチ７の中央を下方
に押す。

【００４６】そして、この突出部５Ｃがプッシュスイッ
チ７、すなわち絶縁フィルム１０を介してドーム状可動
接点９を下方に押す力がドーム状可動接点９の弾性反転
力を超えると、図７の正面断面図に示すように、ドーム
状可動接点９が節度感を伴いながら良好な操作感触で弾
性反転して、その中央部が中央固定接点８Ｂに接触し、
スイッチ固定接点８の外側固定接点８Ａと中央固定接点
８Ｂの間を短絡する。

【００４７】そして、その電気信号は、弾性を有するス
イッチ端子７Ａおよび７Ｂを介してトラックボール装置
を使用する電子機器に、ディスプレイ画面上のカーソル
（図示せず）の位置の認識信号として伝達される。

【００４８】この後、ボール４の上部に加える押し力を
除くと、プッシュスイッチ７のドーム状可動接点９が自
身の弾性復元力によって節度感を伴いながら元のドーム
形状に復帰することにより、スイッチ固定接点８が元の
オープン状態になると共に、突出部５Ｃを押してケース
部５を上記とは反対の方向に回動させ、第三ローラ６が
ボール４を元の図１の位置まで押し戻す。

【００４９】なお、このボール４の押圧操作時に、Ｘロ
ーラ２およびＹローラ３は基体部１と一体の支持部１Ａ
〜１Ｄに保持されて動かないので、Ｘローラ２およびＹ
ローラ３と同軸のＸエンコーダ１３およびＹエンコーダ
１６は誤信号を発し難いものである。

【００５０】また、上記の説明では、ボール４を押し下
げ操作する際に、ケース部５が回動軸５Ａを中心として
回動して傾く方向は、左側が下がる方向であるが、これ
は、基体部１に保持部１Ｅとプッシュスイッチ７を配設
する位置を変えることによって、下側が下がる方向等、
トラックボール装置を操作する人が違和感なく操作でき
る方向に変えることができる。

【００５１】さらに、上記の説明では、ボール４の回転
操作時にボール４に加わる押し力によってプッシュスイ
ッチ７が動作することがないように、プッシュスイッチ
７のドーム状可動接点９の弾性反転力は所定の大きさに
設定されているとしたが、これを、図８の正面断面図に
示すように、通常状態においてケース部５が回動範囲の
上端位置にあるように付勢するばね体１９を基体部１と
ケース部５の間に配設することによって、押圧動作力す
なわちドーム状可動接点９の弾性反転力に制約を受けな
いで、寿命特性等のスイッチ特性を重視したプッシュス
イッチ７とすることができるものである。

【００５２】そして、ボール４を回転自在に支持する三
つのローラの一つである第三ローラ６のケース部５の支
持部５Ｅに、図４の左部分および図９の第三ローラの支
持部の外観斜視図に示すような第三ローラ６の軸部６Ａ
を弾接支持する弾性支持脚２０を設けて、プッシュスイ
ッチ７の動作後に弾性変形するようにしておけば、ボー
ル４の上部を手や指で押し下げ操作する際にボール４に
多少過大な押し力が加わっても、弾性支持脚２０の弾性
変形後にボール４がケース部５の椀状部５Ｂの底面を介
して基体部１に当接して、押し力を受けることができる
ので、三つのローラ２，３および６やプッシュスイッチ
７等が損傷を受けることはない。

【００５３】以上のように本実施の形態によれば、ボー
ル４の回転操作によりディスプレイ画面上のカーソルを
所定の位置に移動させることができると共に、ボール４
の押し下げ操作によりケース部５が回動軸５Ａを中心と
して滑らかに回動して、プッシュスイッチ７を節度感を
伴いながら動作させるので、良好な操作感触でスムーズ
にカーソルの位置の認識信号を発することができて、し
かも高さ寸法の小さいトラックボール装置を実現できる
ものである。

【００５４】（実施の形態２）図１０は本発明の第２の
実施の形態によるトラックボール装置の正面断面図、図
１１は図１０のＲ−Ｒ線における断面図、図１２は図１
１のＳ−Ｏ−Ｓ線における断面図である。

【００５５】同図に示すように、本実施の形態によるト
ラックボール装置は上記の実施の形態１によるものに対
し、基体部２１によりケース部２２が回動可能に保持さ
れていることは同じであるが、Ｘローラ２３とＹローラ
２４がケース部２２により回転可能に保持されている
点、および両ローラ２３，２４に対するケース部２２の
回動方向、ならびにケース部２２の回動により動作する
プッシュスイッチ７の配設位置が異なると共に、回転量
検出部としてのＸエンコーダ２５およびＹエンコーダ２
６の構成が異なっている。

【００５６】すなわち、図１１および図１２に示すよう
に、互いに直交するように配設されたＸローラ２３とＹ
ローラ２４は上面視四角形に樹脂成形されたケース部２
２の周囲壁２２Ｂの内側に設けられた支持部２２Ｃ，２
２Ｄと２２Ｅ，２２Ｆの孔により回転可能に保持され
て、その中間の大径部２３Ａと２４Ａがボール４の中心
よりも少し下方の外周に当接しており、実施の形態１の
場合と同様にケース部２２に保持されてＸローラ２３お
よびＹローラ２４から遠い側の両ローラの中間位置でボ
ール４に当接する第三ローラ６と共に、ボール４を全方
向に回転可能に支持している。

【００５７】そして、基体部２１がケース部２２とほぼ
同じ大きさの上面視四角形に樹脂形成されていると共
に、ケース部２２を回動可能に保持する基体部２１上の
保持部２１Ａは、図１１に示すように、Ｘローラ２３お
よびＹローラ２４から近い側の両ローラの中間位置とな
る角度に配設されて、ケース部２２のＸローラ２３およ
びＹローラ２４の中間位置に、対角線に対して直角方向
に設けられた回動軸２２Ａを保持している。

【００５８】すなわち、ケース部２２はＸローラ２３お
よびＹローラ２４の中間の対角線方向に回動可能に保持
されている。

【００５９】また、ケース部２２の回動時に押されて動
作するプッシュスイッチ７は、図１１および図１２に示
すように、Ｘローラ２３およびＹローラ２４から遠い側
の両ローラの中間位置となる、基体部２１の角部の凹部
２１Ｂに、実施の形態１と同様に形成されており、プッ
シュスイッチ７の上部中央に当接するケース部２２の突
出部２２Ｇもプッシュスイッチ７と同様の位置すなわち
上記の第三ローラ６の下方に設けられて、通常状態にお
いて、ケース部２２を回動範囲の上端位置に保ってい
る。

【００６０】さらに、Ｘローラ２３およびＹローラ２４
の回転量検出部としてのＸエンコーダ２５およびＹエン
コーダ２６は、図１１および図１２に示すように、可動
接点２７および２８はＸローラ２３およびＹローラ２４
と同軸の回転軸の外周に設けられてケース部２２に保持
されているが、この可動接点２７および２８に弾接する
弾性固定接点２９および３０は、実施の形態１の場合と
同様に、基体部２１から伸ばされている。

【００６１】そして、弾性固定接点２９および３０の長
さの異なる弾性脚部２９Ａ〜２９Ｃおよび３０Ａ〜３０
Ｃは下方から可動接点２７および２８に弾接して、ケー
ス部２２が通常状態において、回動範囲の上端位置で安
定しているように付勢している。

【００６２】本実施の形態によるトラックボール装置の
その他の部分の構成は実施の形態１によるものと同様で
あるので、説明を省略する。

【００６３】次に、以上のように構成された本実施の形
態によるトラックボール装置の動作について説明する。

【００６４】まず、操作部としてのボール４の上部に手
や指で触れて回転操作して、このトラックボール装置を
使用する電子機器のディスプレイ画面上のカーソルの位
置を操作する場合の動作は、実施の形態１によるものの
場合と同じであるので説明を省略する。

【００６５】なお、ボール４の回転操作時にボール４に
加わる押し力によって動作することがないように、プッ
シュスイッチ７のドーム状可動接点９の弾性反転力は所
定の大きさに設定されていると共に、弾性固定接点２９
および３０の弾性脚部２９Ａ〜２９Ｃおよび３０Ａ〜３
０Ｃが、Ｘローラ２３およびＹローラ２４を介してケー
ス部２２に保持された可動接点２７および２８に下方か
ら弾接して、ケース部２２が回動範囲の上端位置で安定
しているように付勢しているので、このボール４を回転
操作する際にプッシュスイッチ７を誤って動作させるこ
とは少ないものである。

【００６６】次に、ディスプレイ画面上のカーソルが所
望の位置に到達した時に、図１２に示す通常状態の位置
から、ボール４の上部を手や指で押し下げ操作すると、
ボール４が下方に動こうとしてその中心よりも少し下方
の外周に当接しているＸローラ２３とＹローラ２４およ
び第三ローラ６を下方に押すが、三つのローラと共にケ
ース部２２に保持されているので、ケース部２２が下が
る方向に押されて上記の方向に設けられた回動軸２２Ａ
を中心として滑らかに回動し、第三ローラ６すなわち突
出部２２Ｇの位置が下がって、突出部２２Ｇがプッシュ
スイッチ７の中央を下方に押す。

【００６７】そして、この突出部２２Ｇが下方に押す力
がプッシュスイッチ７のドーム状可動接点９の弾性反転
力を超えるとプッシュスイッチ７が節度感を伴いながら
動作して、その電気信号はスイッチ端子７Ａおよび７Ｂ
を介してトラックボール装置を使用する電子機器にディ
スプレイ画面上のカーソルの位置の認識信号として伝達
され、この後、ボール４の上部に加える押し力を除く
と、プッシュスイッチ７のドーム状可動接点９が自身の
弾性復元力によって節度感を伴いながら元のドーム形状
に復帰することにより、プッシュスイッチ７が元のオー
プン状態になると共に、突出部２２Ｇを押してケース部
２２を上記とは反対の方向に回動させ、Ｘローラ２３と
Ｙローラ２４および第三ローラ６がボール４を元の図１
の位置まで押し戻すことは、実施の形態１の場合と同様
である。

【００６８】なお、このボール４の押圧操作時に、Ｘロ
ーラ２３とＹローラ２４および第三ローラ６はケース部
２２と共に上下動するだけで回転はしないが、Ｘローラ
２３およびＹローラ２４と同軸の回転軸の外周に設けら
れたＸエンコーダ２５およびＹエンコーダ２６の可動接
点２７および２８も同時に上下動する。

【００６９】この時、図１３のエンコーダ部の接点部の
側面図に示すように、可動接点２７および２８に下方か
ら弾接している弾性固定接点２９および３０は上下方向
に撓んで追従し、可動接点２７および２８に接触する位
置は殆ど変わらないので、Ｘエンコーダ２５およびＹエ
ンコーダ２６は誤信号を発し難いものである。

【００７０】また、本実施の形態によれば、ケース部２
２を回動可能に保持する保持部２１Ａからプッシュスイ
ッチ７までの寸法を大きくすることができて、ボール４
の押し下げ量に対するプッシュスイッチ７の動作ストロ
ークを大きくすることができると共に、ケース部２２が
回動する時のＸローラ２３およびＹローラ２４の動きが
同じ量で、しかも小さくすることができる。

【００７１】さらに、上記に説明したトラックボール装
置を電子機器の操作面に装着し、液晶表示装置等の表示
手段に表示される情報の選択をトラックボール装置のボ
ールを回転させて行い、ボールを押圧してプッシュスイ
ッチを動作させることにより、選択された情報に応じた
機能を動作させる電子機器を構成することができ、多岐
にわたる情報の選択と選択した情報に応じた機能を速や
かかつ精度よく実行させることのできる小型で薄型の電
子機器とすることができる。

【００７２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ボールの
回転操作により、使用する電子機器のディスプレイ画面
上のカーソルを所定の位置に移動させることができると
共に、ボールの押し下げ操作により、グラツキのない良
好な操作感触でスムーズに動作してカーソルの位置の認
識信号を発するプッシュスイッチを備え、しかも高さ寸
法の小さいトラックボール装置およびこれを用いた電子
機器を実現できるという有利な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態によるトラックボー
ル装置の正面断面図

【図２】同外観斜視図

【図３】図１のＰ−Ｐ線における断面図

【図４】図３のＱ−Ｏ−Ｑ線における断面図

【図５】同プッシュスイッチ部の分解斜視図

【図６】同蓋板とケースの結合部を示す外観斜視図

【図７】同ボールを押圧操作した状態の正面断面図

【図８】同ばね体を配設する場合の正面断面図

【図９】同第三ローラの支持部の外観斜視図

【図１０】本発明の第２の実施の形態によるトラックボ
ール装置の正面断面図

【図１１】図１０のＲ−Ｒ線における断面図

【図１２】図１１のＳ−Ｏ−Ｓ線における断面図

【図１３】同エンコーダ部の接点部の側面図

【図１４】従来のトラックボール装置の一例の構成を示
す概念図

【図１５】従来のトラックボール装置の他の例の構成を
示す概念図

【符号の説明】

１，２１ 基体部 １Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，５Ｅ，２２Ｃ，２２Ｄ，２２
Ｅ，２２Ｆ 支持部 １Ｅ，２１Ａ 保持部 １Ｆ，２１Ｂ 凹部 ２，２３ Ｘローラ ２Ａ，３Ａ，２３Ａ，２４Ａ 大径部 ３，２４ Ｙローラ ４ ボール ５，２２ ケース部 ５Ａ，２２Ａ 回動軸 ５Ｂ 椀状部 ５Ｃ，２２Ｇ 突出部 ５Ｄ，５Ｅ 貫通孔 ５Ｆ，２２Ｂ 周囲壁 ５Ｇ 結合孔 ６ 第三ローラ ６Ａ 軸部 ７ プッシュスイッチ ７Ａ，７Ｂ スイッチ端子 ８ スイッチ固定接点 ８Ａ 外側固定接点 ８Ｂ 中央固定接点 ９ ドーム状可動接点 １０ 絶縁フィルム １１，１４，２７，２８ 可動接点 １１Ａ，１４Ａ リング状部 １１Ｂ，１４Ｂ 櫛歯状部 １２，１５，２９，３０ 弾性固定接点 １２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，２
９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃ，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ 弾性
脚部 １３，２５ Ｘエンコーダ １３Ａ，１６Ａ 接続端子 １６，２６ Ｙエンコーダ １７ 蓋板 １７Ａ 円形孔 １７Ｂ 段 １７Ｃ 脚部 １８ 取付孔 １９ ばね体 ２０ 弾性支持脚

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操作体としてのボールと、このボールの
   Ｘ方向回転およびＹ方向回転を伝達するように、上記ボ
   ールの中心よりも下方の外周に上面視直交方向からそれ
   ぞれ当接する円形軸状のＸローラおよびＹローラと、こ
   のＸローラおよびＹローラとそれぞれ連結された二つの
   回転量検出部と、上記ボールの中心よりも下方に当接し
   て上記ＸローラおよびＹローラと共に上記ボールを全方
   向に回転自在に支持する支持部を有すると共に、下方の
   基体部により回動可能に保持されたケース部と、このケ
   ース部の回動時に押されて動作するように、上記基体部
   上に配設された自力復帰型のプッシュスイッチからなる
   トラックボール装置。
2. 【請求項２】 自力復帰型のプッシュスイッチが、ボー
   ルの中心部下方を除く基体部上に配設された請求項１記
   載のトラックボール装置。
3. 【請求項３】 ボールの中心よりも下方に当接して、Ｘ
   ローラおよびＹローラと共に上記ボールを支持する第三
   ローラを、ケース部の支持部に配設した請求項１または
   ２に記載のトラックボール装置。
4. 【請求項４】 ＸローラおよびＹローラと共に二つの回
   転量検出部が基体部に配設された請求項１〜３のいずれ
   か一つに記載のトラックボール装置。
5. 【請求項５】 ケース部に保持されたＸローラおよびＹ
   ローラと同軸の回転軸の外周にそれぞれ設けた可動接点
   に対し、下方の基体部に保持されたアーム状の弾性固定
   接点がそれぞれ下方から弾接して構成された回転型エン
   コーダを、回転量検出部とする請求項１〜３のいずれか
   一つに記載のトラックボール装置。
6. 【請求項６】 基体部を各辺がＸローラまたはＹローラ
   と平行な上面視四角形とし、ケース部が上記Ｘローラま
   たはＹローラと平行な回動軸を中心として回動可能に保
   持された請求項１〜５のいずれか一つに記載のトラック
   ボール装置。
7. 【請求項７】 基体部を各辺がＸローラまたはＹローラ
   と平行な上面視四角形とし、ケース部を対角線方向に回
   動可能に保持する保持部が、ＸローラおよびＹローラか
   ら近い側の両ローラの中間位置の角部に、プッシュスイ
   ッチがＸローラおよびＹローラから遠い側の両ローラの
   中間位置の角部にそれぞれ配設された請求項１〜５のい
   ずれか一つに記載のトラックボール装置。
8. 【請求項８】 通常状態においてケース部が回動範囲の
   上端位置にあるように付勢するばね体が、ケース部と基
   体部の間に配設された請求項１〜７のいずれか一つに記
   載のトラックボール装置。
9. 【請求項９】 自力復帰型のプッシュスイッチが、基体
   部の所定位置に設けられたスイッチ固定接点上に弾性金
   属薄板製のドーム状可動接点が配設されたものである請
   求項１〜８のいずれか一つに記載のトラックボール装
   置。
10. 【請求項１０】 上端が開口部となってボールの下部を
    囲うと共に、ＸローラおよびＹローラがボールに当接す
    る位置に貫通孔を有する椀状部をケース部と一体に設
    け、この椀状部の上端面に対し着脱可能で、上記ボール
    の径よりも小さい円形孔を有するリング状の蓋板部で上
    記ボールの上部を覆った請求項１〜９のいずれか一つに
    記載のトラックボール装置。
11. 【請求項１１】 ボールを所定の値以上の大きな力で押
    し下げると、プッシュスイッチの動作後にケース部の弾
    性を有する支持部が弾性変形し、上記ボールの下端が直
    接またはケース部の椀状部を介して下方の基体部に当接
    する請求項１〜１０のいずれか一つに記載のトラックボ
    ール装置。
12. 【請求項１２】 回転量検出部ならびにプッシュスイッ
    チが弾性を有する接続端子を備え、その接続端子が基体
    部の下面に突出して下方の被接続接点に弾接接続可能と
    なった請求項１〜１１のいずれか一つに記載のトラック
    ボール装置。
13. 【請求項１３】 請求項１〜１２のいずれか一つに記載
    のトラックボール装置と、情報を表示する表示手段と、
    機器全体の制御を行なう電子回路からなり、ボールを回
    転させて表示手段に表示される情報の選択を行い、ボー
    ルを押圧してプッシュスイッチを動作させ、選択された
    情報に応じた機能を動作させるようにした電子機器。