JP2006189950A

JP2006189950A - 入力装置及び転動体の制動構造

Info

Publication number: JP2006189950A
Application number: JP2004381886A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Kurihara; 正幸栗原
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2004-12-28
Filing date: 2004-12-28
Publication date: 2006-07-20

Abstract

【課題】転動体近傍での磁気の影響を防止又は効果的に軽減でき、しかも、大型化を抑制又は防止できる入力装置又は転動体の制動構造を得る。
【解決手段】本入力装置１０では、ハウジング１２内の電磁石８６が作動すると、中空のボール４２の内側に収容された磁性粉末９６が電磁石８６の磁力で下方へ引き寄せられる。このように磁性粉末９６が下方へ引き寄せられることで、ボール４２がボール４２を転動可能に支持する支持体３０、３２、３４の各シャフト４０に押し付ける。これにより、シャフト４０とボール４２との間の摩擦が増加して、ボール４２が制動される。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、トラックボール等の転動体の転動速度や転動方向に基づいてモニタの画面を操作する入力装置や、転動するトラックボール等の転動体を制動するための転動体の制動構造に関する。

コンピュータに接続されたモニタの画面に表示されたポインタ（指示用の矢印等）を画面上で移動させたり、モニタの画面に表示された画像、例えば、地図画像等を移動させるための入力装置としては、所謂「マウス」や「トラックボール」等と称される入力装置が用いられており、その一例が下記特許文献１や下記特許文献２に開示されている。

このような入力装置は、通常、ボールを備えている。ボールは、基本的に一定の位置で転動自在にケースに収容されている。ケースにはボールの一部が露出する孔が形成されており、ボールのケースから露出した部分に対して任意の接線方向に押圧力を付与すると、その押圧方向を接線方向としてボールが転動する。

また、ケースの内側には、例えば、ロータリエンコーダ等により構成される検出手段が設けられており、この検出手段によってボールの転動方向及び転動速度が検出される。

検出手段によって検出されたボールの転動方向及び転動速度に基づいてコンピュータはモニタの画面に表示されているポインタを移動させたり、地図画像をスクロールさせる。

また、下記特許文献１や特許文献２に開示されている入力装置では、転動するボールに対して制動力を付与し、転動するボールに対してブレーキをかける構成が開示されている。

これらの特許文献１、２に開示されている構造では、例えば、ボールを鉄等の磁性体で形成し、ケース内部のボールの近傍に配置された電磁石を作動させ、電磁石にボールを吸引することでボールを制動している。

また、他の例では、ボールの近傍にボールに対して接離移動可能な摩擦パッドや制動片等を設け、電磁石を作動させた際に生じた磁力で摩擦パッドや制動片等をボールに接近移動させてボールに摩擦パッドや制動片等を押し付け、これによりボールを制動している。
特開昭６２−７５８３０号公報特開平８−５０５３４号公報

しかしながら、ボールを磁性体で形成して電磁石でボールを吸引することでボールを制動する構成では、ボールが磁化されてしまう。所謂「トラックボール」のように、ケースの上面からボールが露出する構成の場合、ケース上のボールの近傍に、例えば、磁気カード等の磁気記録媒体があると、磁化されたボールの磁気で磁気記録媒体に記録されたデータ等が破壊されてしまう可能性がある。

一方、ボールに対して接離移動可能な摩擦パッドや制動片等を電磁石の磁力でボールに押し付ける構成では、ケース内に摩擦パッドや制動片、更には、これらをボールに対して接離移動可能に支持又は保持する機構が必要になる。これにより、入力装置全体の構成が複雑になると共に、入力装置が大型化する。

本発明は、上記事実を考慮して、転動体近傍での磁気の影響を防止又は効果的に軽減でき、しかも、大型化を抑制又は防止できる入力装置又は転動体の制動構造を得ることが目的である。

請求項１に記載の本発明に係る入力装置は、中空で磁気の内外への透過が可能な転動体と、前記転動体を転動自在に支持する支持手段と、前記転動体の転動速度を検出する検出手段と、前記転動体の内部に設けられた流動性を有する磁性体と、前記転動体の前記支持手段の側に設けられ、前記磁性体を引き付ける磁力を生成する磁力発生手段と、を備えている。

請求項１に記載の本発明に係る入力装置では、支持手段に支持された転動体を回転させると、この回転体の転動速度が検出手段により検出される。このように、回転体の回転速度が検出手段によって検出されると、例えば、この検出結果に対応したレベルの電気信号が検出手段から出力され、更に、この出力された電気信号がコンピュータ等の制御手段に入力される。

このようにして入力された電気信号のレベルに基づいて、制御手段はモニタ等の画像出力手段に表示されたポインタ（指示用の矢印等）を転動体の回転速度に対応した速度で移動させたり、また、転動体の回転速度に応じて画像出力手段に出力された画像をスクロールする。

一方、転動体の支持手段の側には磁力発生手段が設けられ、この磁力発生手段の磁力が中空の転動体を通過する。これにより、転動体の内部に設けられた流動性を有する磁性体は磁力発生手段の側へ吸引される。

但し、磁性体は転動体内に収容されており、更に、転動体は支持手段に支持されているため、磁性体が磁力発生手段の磁力によって吸引されると、磁性体は磁力発生手段の磁力の大きさに応じた力で転動体を支持手段に押し付ける。

このように、転動体が支持手段に押し付けられることで支持手段と転動体との間の摩擦が増加し、このように増加した摩擦が転動体の転動を妨げるように作用する。

これにより、転動体は所謂「ブレーキ」がかけられた状態となり、例えば、転動体を手動で操作（転動）させるのであれば、操作感が重く感じられる。

ここで、本発明に係る入力装置では、上記のように、転動体の内部に収容された磁性体が磁力発生手段の磁力で吸引されることにより転動体の転動を制限する構成であり、磁力発生手段の周囲に磁界が形成されても転動体自体が磁化されることがない。このため、転動体がその周囲に磁界を形成することはなく、転動体の近傍に磁気カード等の磁気記録媒体が存在しても、この磁気記録媒体に記録されたデータが破壊されることがない。

しかも、転動体を制動する、しないに関わらず、転動体を支持する支持手段に対して、磁力発生手段の磁力で転動体を支持手段に押し付けることで転動体を制動するため、実質的に転動体を制動するためだけに設けた構成は磁力発生手段と磁性体だけである。しかも、磁性体は転動体の内部に収容されているため、例えば、本入力装置の各構成をケースやハウジングに収容する構造とした場合、ケースやハウジング内に磁力発生手段の配置スペースを確保すればよく、装置全体の複雑化や大型化が防止又は効果的に抑制される。

なお、本発明において、転動体は、１乃至複数の軸方向周りに回転する構造であればよく、例えば、転動体を如何なる方向へも転動可能な球形状にしてもよいし、１つの方向を軸方向とする軸周りにのみ回転可能な柱状としてもよい。

また、転動体の内部に収容する磁性体は、流動性を有して常に重力で転動体内部の下側に溜まる構成であれば、その態様に限定されるものではない。例えば、磁性体は、粉状、粒状態、液状等の何れであってもよい。

さらに、本発明において支持手段は、上記のように転動体を転動可能に支持する構成であれば、その支持の具体的な態様に限定されるものではない。例えば、支持手段を、転動体が転動可能に載置される皿状の構造としてもよいし、転動体の転動の軸心部分を貫通するシャフトを支持手段としてもよい。更には、転動体の外周部の複数箇所で接する複数の支持体により支持手段を構成してもよい。

また、本発明において検出手段は、基本的に転動体の転動速度を検出する構成であればよいが、更に、転動体の転動速度のみならず、例えば、転動方向をも検出する構成としてもよい。

さらに、本発明では、構成として支持手段と検出手段とを分けて説明したが、支持手段及び検出手段の何れか一方に他方の機能を付加して、実質的には一方のみを設ける構成としても構わない。

請求項２に記載の本発明に係る入力装置は、請求項１に記載の本発明において、前記支持手段とは反対側で前記転動体が外部に部分的に露出した状態で前記転動体を収容するハウジングを備え、前記ハウジングの内側で前記転動体の内部に前記磁性体を収容した、ことを特徴としている。

請求項２に記載の本発明に係る入力装置では、支持手段に支持された転動体はハウジングに収容される。但し、転動体は支持手段とは反対側でその一部がハウジングの外部に露出する。したがって、例えば、その転動接線方向に転動体のハウジングから露出した部分を押圧することで転動体が転動する。

ここで、本発明に係る入力装置では、転動体の内部におけるハウジングの内側、すなわち、転動体のハウジングから露出した部分よりも転動体内部の支持手段側で磁性体が転動体に収容される。

したがって、本発明に係る入力装置では、磁性体がハウジングの外部に出ない。これにより、磁力発生手段の磁力で磁性体が磁化したとしても、ハウジングの外側の磁気記録媒体等への磁化した磁性体の影響が防止又は効果的に軽減される。

請求項３に記載の本発明に係る入力装置は、請求項１又は請求項２に記載の本発明において、コイルが通電されることで周囲に磁界を形成する電磁石を前記磁力発生手段とした、ことを特徴としている。

請求項３に記載の本発明に係る入力装置では、磁力発生手段が電磁石とされ、電磁石を構成するコイルが通電されることで周囲に磁界が形成される。このときの磁力により転動体の内部の磁性体が電磁石に引き付けられる。

ここで、電磁石はコイルが通電されれば磁力を発生し、通電を解除すれば磁力の発生が停止される。しかも、通電電流を増減することで磁力の強弱を調整できる。このため、制動及び制動の中止、更には制動の強弱等、転動体の制動制御の調節を容易にできる。

請求項４に記載の本発明に係る転動体の制動構造は、中空で内外に磁気の透過が可能に形成されて、所定の範囲で転動可能に設けられた転動体と、前記転動体を転動可能に支持する支持手段と、前記転動体の内部に収容された流動性を有する磁性体と、前記転動体の下側に設けられ、前記磁性体を引き付ける磁力を生成する磁力発生手段と、を備え、前記磁力発生手段の磁力で前記磁性体を吸引して、前記支持手段に前記転動体を押し付けることで前記転動体を制動する、ことを特徴としている。

請求項４に記載の本発明に係る転動体の制動構造によれば、所定の範囲で転動する転動体の下方に磁力発生手段が設けられ、磁力発生手段の周囲に磁界が形成される。このように、磁力発生手段の周囲に形成された磁界を構成する磁力線は、中空の転動体を通過する。

ここで、転動体は中空に形成されており、その内部には流動性を有する磁性体が収容されているため、磁力発生手段の磁力により磁性体が磁力発生手段の側、すなわち、転動体の下方へ磁性体が吸引される。

一方で、転動体は支持手段によって所定の範囲で転動可能に支持されるため、上記のように磁性体が下方へ吸引されると、磁性体が支持手段に対して転動体を下側へ押し付ける。このように転動体が支持手段に押し付けられることで、支持手段と転動体との間の摩擦が増加し、この摩擦により転動体が制動される。

ここで、本発明に係る転動体の制動構造では、上記のように、転動体の内部に収容された磁性体が磁力発生手段の磁力で吸引されることにより転動体の転動を制限する構成であり、磁力発生手段の周囲に磁界が形成されても転動体自体が磁化されることがない。このため、転動体がその周囲に磁界を形成することはなく、転動体の近傍に磁気カード等の磁気記録媒体が存在しても、この磁気記録媒体に記録されたデータが破壊されることがない。

さらに、例えば、磁力発生手段を転動体とは独立して設けられることから、転動体とは全く独立して転動体の制動制御を行なうことができ、転動の制御が容易でその構成も簡素化できる。

また、転動体は、例えば、上記の請求項１に記載の本発明に係る入力装置の転動体のように一定の位置で転動する構造としてもよく、転動することで移動する構造としてもよい。

さらに、転動体の内部に収容する磁性体は、流動性を有して常に重力で転動体内部の下側に溜まる構成であれば、その態様に限定されるものではない。例えば、磁性体は、粉状、粒状態、液状等の何れであってもよい。

また、本発明において支持手段は、上記のように転動体を転動可能に支持する構成であれば、その支持の具体的な態様に限定されるものではない。例えば、支持手段を、転動体が転動可能に載置される皿状の構造としてもよいし、転動体の転動の軸心部分を貫通するシャフトを支持手段としてもよい。更には、転動体の外周部の複数箇所で接する複数の支持体により支持手段を構成してもよい。

以上説明したように、本発明では、転動体近傍での磁気の影響を防止又は効果的に軽減でき、しかも、大型化を抑制又は防止できる。

＜本実施の形態の構成＞
図１には本発明の一実施の形態に係る入力装置１０（本発明の一実施の形態に係る転動体の制動構造を適用した入力装置１０）の構成の概略が分解斜視図によって示されており、また、図２には本入力装置１０の構成の概略が断面図によって示されている。

これらの図に示されるように、本入力装置１０は全体的に非磁性体、例えば、合成樹脂材によって形成されたハウジング１２を備えている。ハウジング１２はベース部１４を備えている。

ベース部１４は平板状の底壁１６を備えている。底壁１６の周囲には周壁１８が立設されており、ベース部１４は図１及び図２の上方（矢印ＵＰ方向）へ向けて開口した浅底の箱状に形成されている。

ベース部１４の底壁１６上には各々が円柱形状に形成された複数の支持部２０が立設されており、これらの支持部２０上には回路基板２２が配置されている。回路基板２２には抵抗やコンデンサ、ＩＣ等の各種電子素子等がプリント配線等の配線部（何れも図示省略）を介して適宜に電気的に接続されており、これらの電気回路が図３に示される演算部２４を構成している。

また、図１及び図２に示されるように、回路基板２２上には支持手段としての支持機構２６が設けられている。支持機構２６はベースプレート２８を備えている。ベースプレート２８上（ベースプレート２８の回路基板２２とは反対側の面上）には、３つの支持体３０、３２、３４が設けられている。

支持体３０は平面視で略長方形の板状に形成された取付部３６を備えている。取付部３６の長手方向両端部からは支持壁３８が上方へ向けて略直角に立設されている。また、支持体３０には円柱形状のシャフト４０が設けられている。シャフト４０は取付部３６上で取付部３６に対して平行に（すなわち、シャフト４０の軸方向が取付部３６の長手方向に沿うように）軸方向両端が上記の支持壁３８に回転自在に軸支されている。

支持体３２、３４もまた基本的には支持体３０と同じ構成であるが、支持体３２の取付部３６の長手方向は、支持体３０の取付部３６の長手方向に対して直交しており、また、支持体３４の取付部３６の長手方向は、支持体３０、３２の各取付部３６の長手方向に対して交差している。すなわち、支持体３０〜３４の各取付部３６の長手方向に沿った線（図示省略）が成す形状は平面視で直角三角形状となる。

これらの支持体３０〜３４のシャフト４０上には転動体としてのボール４２が設けられている。ボール４２は合成樹脂材等の非磁性材料により形成されている。ボール４２の上下方向に沿った中央部よりも下側の外周面が支持体３０〜３４の各シャフト４０に対して外接しており、ボール４２がシャフト４０上で任意の方向を軸方向とする軸周りに回転（転動）すると、各シャフト４０がボール４２との摩擦で回転する構造になっている。

また、支持体３０を構成する一方の支持壁３８の他方の支持壁３８とは反対側には、検出手段としてのロータリエンコーダ４４が設けられている。ロータリエンコーダ４４は回転板４６を備えている。

回転板４６は円板状に形成されており、支持壁３８を貫通して突出したシャフト４０に同軸的且つ一体的に固定されている。回転板４６には複数のスリット部（図示省略）が形成されている。

これらのスリット部は回転板の中心周りに一定角度毎に形成されており、このスリット部が形成された部位では回転板４６の厚さ方向一方の側から他方の側へ光の透過が可能である。回転板４６の近傍ではベースプレート２８上に検出部４８が設けられている。

検出部４８は筐体が上方へ向けて開口した略凹形状に形成されており、この筐体の凹部を回転板４６が通過している。筐体の凹部を介した一方の側には発光素子が設けられ、他方の側には受光素子（何れも図示省略）が設けられている。

発光素子から光が発せられているにも関わらず、受光素子が受光していない状態では、検出部４８からＬｏｗレベルの検出信号が出力され、発光素子から発せられた光を受光素子が検出すると、検出部４８から出力される検出信号がＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに切り替わる。

検出部４８は回路基板２２上の電気回路、すなわち、演算部２４に接続されており、検出部４８から出力された検出信号が演算部２４に入力される。

一方、支持体３２を構成する一方の支持壁３８の他方の支持壁３８とは反対側には、検出手段としてのロータリエンコーダ５４が設けられている。ロータリエンコーダ５４は回転板４６と同様の回転板５６及び検出部４８と同様の検出部５８を備えている。検出部５８もまた演算部２４に接続されており、検出部５８から出力された検出信号が演算部２４に入力される。

さらに、支持体３０〜３４の上側には、ベース部１４と共にハウジング１２を構成する蓋部６０が設けられている。蓋部６０は上底壁６１と周壁６２とにより構成されており、全体的には下方へ向けて開口した浅底の箱状に形成されている。

蓋部６０の外周形状は上記のベース部１４に対応しており、周壁６２をベース部１４の周壁１８の上端（開口端）に嵌合可能に形成されている。ベース部１４は上端に蓋部６０が嵌合することで上端が閉止される。

蓋部６０の上底壁６１には内径寸法がボール４２の外径寸法よりも小さな円孔あｑ６４が形成されており、蓋部６０をベース部１４に嵌合させた状態では、上下方向に沿ったボール４２の中央部よりも上側のボール４２の一部が円孔６４からハウジング１２の外部に突出する。

また、回路基板２２の下側には入出力インターフェース６６が設けられており、入出力インターフェース６６に回路基板２２の電気回路、すなわち、演算部２４が電気的に接続されている。入出力インターフェース６６にはケーブル６８の一端が電気的に接続されている。

ケーブル６８は周壁１８を貫通してハウジング１２の外部に延びており、その他端は図３に示される制御手段としてのコンピュータ７０に設けられた入出力インターフェース７２に電気的に接続されている。図３に示されるように、入出力インターフェース７２は直接又は間接的にＣＰＵ７４に電気的に接続されており、入出力インターフェース７２に入力されて適宜に変換された電気信号がＣＰＵ７４に入力される。

ＣＰＵ７４はＲＯＭ７６やＲＡＭ７８等に電気的に接続されており、入出力インターフェース７２から出力された電気信号をＲＯＭ７６やＲＡＭ７８等から読み込んだプログラムや記憶データ等に基づいて処理する。ＣＰＵ７４は画像表示画面を有するモニタ８０に電気的に接続されており、上記の処理結果に応じた画像をモニタ８０の画像表示画面に表示する。

また、コンピュータ７０のＣＰＵ７４はドライバ８２に電気的に接続されている。ドライバ８２は電源８４に電気的に接続されていると共に、入出力インターフェース７２に電気的に接続されている。

一方、図１及び図２に示されるように、上記の入出力インターフェース６６は磁力発生手段としての電磁石８６に電気的に接続されている。電磁石８６はベース部１４の開口方向及びその反対方向、すなわち、上下方向に沿って軸方向とされた円柱形状の鉄心８８を備えている。

鉄心８８の周囲にはコイル９０が設けられている。コイル９０の両端は入出力インターフェース６６に電気的に接続されており、入出力インターフェース６６からコイル９０に電流が流されると、この電流の大きさに応じた強さの磁界が電磁石８６の周囲に形成される構成になっている。

この電磁石８６の鉄心８８は、回路基板２２に形成された円孔９２の内側に同軸的に入り込んでいる。この円孔９２に対してベースプレート２８には円孔９４が同軸的に形成されており、支持体３０〜３４の各シャフト４０に外接したボール４２の上下方向中央部より下側の一部が円孔９４に同軸的に入り込んでいる。このため、鉄心８８の軸方向上側側方にはボール４２が配置された構造になっている。

ここで、図１及び図２に示されるように、ボール４２は中空形状に形成されており、その内側には流動性を有する磁性体としての磁性粉末９６が収容されている。磁性粉末９６は、鉄等の磁性材料を粉末状に形成したもので、全体的な体積（すなわち、ボール４２内の磁性粉末９６の総量）はボール４２の内側の容積よりも十分に小さく、ボール４２の内部空間のうち、上底壁６１よりも下側（すなわち、ハウジング１２の内側）で磁性粉末９６が溜まる程度の体積（量）とされている。

＜本実施の形態の作用、効果＞
本入力装置１０では、例えば、ボール４２の外周部のうち、円孔６４から突出した部分をハウジング１２の外側で上底壁６１に対して略平行な任意の方向に押圧すると、この押圧方向及に対して略直交し、且つ、上底壁６１に対して略平行な方向を軸方向とした軸周りにボール４２が転動する。ボール４２が転動すると、ボール４２の外周部に接触している支持体３０〜３４の各シャフト４０のうち、ボール４２の転動方向に応じて少なくとも何れか２つが回転する。

支持体３０のシャフト４０及び支持体３２のシャフト４０は、ボール４２の回転速度及びボール４２の転動方向（すなわち、転動状態でのボール４２の転動軸方向）に応じた速度で回転する。支持体３０のシャフト４０が回転すると、シャフト４０に対して一体的にロータリエンコーダ４４の回転板４６が回転する。

この状態では、検出部４８の発光素子から連続して光が発せられており、検出部４８の発光素子と受光素子との間に回転板４６のスリットが位置すると、発光素子の光がスリットを透過して受光素子にて受光される。但し、回転板４６のスリットが検出部４８の発光素子と受光素子との間に介在していない状態では、光が回転板４６に遮られるため受光素子に光が到達しない。

上記のように、検出部４８では受光素子に光が到達していなければＬｏｗレベルの検出信号を出力し、受光素子に光が到達すると検出信号がＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに切り替わることから、検出部４８からは回転板４６の回転速度に応じたタイミングでパルス状の検出信号が出力される。

支持体３２のシャフト４０においても検出部５８からシャフト４０に設けられた回転板５６の回転速度に応じたタイミングでパルス状の検出信号が出力される。演算部２４では、検出部４８、５８の各々から出力された検出信号に基づいて、ボール４２の転動方向及び転動速度を演算し、この演算結果に応じた電気信号を入出力インターフェース６６に対して出力する。

入出力インターフェース６６では電気信号が入力されると、この電気信号が入出力インターフェース６６で適宜に変換されて入出力インターフェース６６から出力される。

入出力インターフェース６６から出力された電気信号はコンピュータ７０側の入出力インターフェース７２に入力され、ＣＰＵ７４に応じた電気信号に変換されて入出力インターフェース７２から出力される。入出力インターフェース７２から出力された電気信号はＣＰＵ７４に入力される。

ＣＰＵ７４では、入力された電気信号がＲＯＭ７６やＲＡＭ７８から予め読み込んだプログラムやデータ等に基づいて処理される。この状態で、例えば、モニタ８０の画像表示画面にポインタ（指示用の矢印マーク等）が表示されているのであれば、ＣＰＵ７４での処理結果に基づいてポインタ（指示用の矢印マーク等）が、モニタ８０の画像表示画面上を、ボール４２の回転方向に応じた方向へボール４２の回転速度に応じた速度で移動させられる。

また、この状態で、例えば、モニタ８０の画像表示画面に地図等が表示されているのであれば、ＣＰＵ７４での処理結果に基き、モニタ８０の画像表示画面に表示された地図画像が、ボール４２の回転方向に応じた方向へボール４２の回転速度に応じた速度でスクロールされる。

ここで、例えば、上記のポインタがＲＯＭ７６やＲＡＭ７８から予め読み込んだプログラムによって予め設定されたモニタ８０の画像表示画面上の所定の領域に到達した場合や、モニタ８０の画像表示画面に表示された地図が予め設定された所定の場所を表示した場合等には、ＣＰＵ７４からドライバ８２に対して所定のレベルの制動信号が出力される。

制動信号が入力されたドライバ８２は制動信号の信号レベルに応じた大きさの制動電流を流す、ドライバ８２から流れた制動電流は、入出力インターフェース７２、６６を介して電磁石８６のコイル９０に流される。このように制動電流がコイル９０を流れると、コイル９０の周囲に磁界が形成され、更に、この磁界によって鉄心８８が磁化される。

このようにして、電磁石８６の周囲に磁界が形成されると、ボール４２の内部に収容された磁性粉末９６が電磁石８６に引き付けられる。ここで、磁性粉末９６はボール４２の閉鎖された内部空間に収容されているため、磁性粉末９６は電磁石８６の磁力に引き付けられることで、ボール４２を下方へ押圧する。

ボール４２が支持体３０〜３４の各シャフト４０に押し付けられることでボール４２と各シャフト４０との間の摩擦力が増加し、この摩擦力の増加により、ボール４２の転動が妨げられて制動される。これにより、ボール４２を押圧して転動させる際のボール４２の操作感が重くなる。

このように、本入力装置１０を用いることで、モニタ８０の画像表示画面上の所定の領域にポインタが到達した場合や、モニタ８０の画像表示画面に表示された地図が予め設定された所定の場所を表示した場合等、モニタ８０の画像表示画面に表示された画像に応じてボール４２の操作感を変えることができる。

また、電磁石８６のコイル９０に流す電流の大きさ（電流値）を変えることで、電磁石８６が周囲に形成する磁界の強さも変わる。したがって、モニタ８０の画像表示画面上でのポインタの位置や、モニタ８０の画像表示画面に表示されている地図画像のスクロール速度等の様々な条件等に応じて電磁石８６のコイル９０に流す電流の大きさを変えることで、転動するボール４２に対する制動力の大きさを変えることができる。

さらに、本入力装置１０ではボール４２は合成樹脂材等の非磁性体により形成されているため、電磁石８６のコイル９０が通電されてもボール４２が磁化されることはない。したがって、ハウジング１２の外側でボール４２の近傍に、例えば、磁気カード等の磁気記録媒体があっても、このような磁気記録媒体にボール４２が影響を及ぼすことがなく、磁気記録媒体に記憶させたデータ等が破壊されることはない。

しかも、磁性粉末９６の全体的な体積（すなわち、ボール４２内の磁性粉末９６の総量）は、ボール４２の内側の容積よりも十分に小さく、ボール４２の内部空間で磁性粉末９６は上底壁６１よりも下側に溜まる程度の量である。すなわち、ボール４２内の磁性粉末９６がハウジング１２の外側に位置することはない。したがって、ハウジング１２の外側でボール４２の近傍に、例えば、磁気カード等の磁気記録媒体があっても、磁化された磁性粉末９６が磁気記録媒体に与える影響は極めて少ないか、もしくは、影響はない。

さらに、本入力装置１０では、ボール４２を制動するための構造を有しない構成と比べた場合、ハウジング１２内における構造の差異は実質的に電磁石８６の有無である。このため、本入力装置１０では、ボール４２の制動機能を有しているにも関わらず、ハウジング１２内には電磁石８６を設けるスペースを確保すればよく、また、装置全体の構成が極端に複雑になることもない。これにより、装置全体の大型化を防止又は効果的に抑制できる。

なお、本実施の形態では、ボール４２に収容する磁性体として粉末状の磁性粉末９６を適用したが、ボール４２に収容する磁性体は流動性を有していれば粉末状に限定されるものではない。したがって、ボール４２に収容する磁性体は、液状でもよいし粒状でもよい。

また、本実施の形態では、磁力発生手段を電磁石８６とした構成であったが、例えば、ボール４２の下側に磁力発生手段としての永久磁石を設けると共に、永久磁石とボール４２との間で介在する遮蔽位置と、この遮蔽位置から離脱して永久磁石がボール４２に直接対向する離脱位置との間で往復移動可能な磁気遮蔽手段を備える構成としてもよい。

また、本実施の形態では、ボール４２を転動体とした構成であったが、転動体の形状が球形に限定されるものではない。一定の範囲又は一定の位置で転動可能に設けられていれば、その形状は基本的に任意である。

さらに、本実施の形態は、請求項４に記載の本発明に係る転動体の制動構造を、一般的に「トラックボール」と称される入力装置１０に適用したが、請求項４に記載の本発明の適用範囲がこのような入力装置１０に限定されるものではなく、広く一般的に転動体を制動するための装置に適用できる。

本発明の一実施の形態に係る入力装置の構成の概略を示す分解斜視図である。本発明の一実施の形態に係る入力装置の構成の概略を示す断面図である。本発明の一実施の形態に係る入力装置と、コンピュータ並びにモニタとの関係を示すブロック図である。

符号の説明

１０入力装置
１２ハウジング
２６支持機構（支持手段）
４２ボール（転動体）
４４ロータリエンコーダ（検出手段）
５４ロータリエンコーダ（検出手段）
８６電磁石（磁力発生手段）
９６磁性粉末（磁性体）

Claims

中空で磁気の内外への透過が可能な転動体と、
前記転動体を転動自在に支持する支持手段と、
前記転動体の転動速度を検出する検出手段と、
前記転動体の内部に設けられた流動性を有する磁性体と、
前記転動体の前記支持手段の側に設けられ、前記磁性体を引き付ける磁力を生成する磁力発生手段と、
を備える入力装置。
前記支持手段とは反対側で前記転動体が外部に部分的に露出した状態で前記転動体を収容するハウジングを備え、
前記ハウジングの内側で前記転動体の内部に前記磁性体を収容した、
ことを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
コイルが通電されることで周囲に磁界を形成する電磁石を前記磁力発生手段とした、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の入力装置。
中空で内外に磁気の透過が可能に形成されて、所定の範囲で転動可能に設けられた転動体と、
前記転動体を転動可能に支持する支持手段と、
前記転動体の内部に収容された流動性を有する磁性体と、
前記転動体の下側に設けられ、前記磁性体を引き付ける磁力を生成する磁力発生手段と、
を備え、前記磁力発生手段の磁力で前記磁性体を吸引して、前記支持手段に前記転動体を押し付けることで前記転動体を制動する、
ことを特徴とする転動体の制動構造。