JP2017033489A - 足操作式マウス - Google Patents

Abstract

【課題】移動の抵抗力を低減しつつ、意図しない移動のおそれを低減できる足操作式マウスを提供する。【解決手段】足操作式マウス１は、基体４と、所定の載置面１０１上にて基体４を支持するキャスター９と、基体４に配置され、載置面１０１に沿った基体４の移動を検出するセンサ２５と、を有している。キャスター９は、載置面１０１上に接地されるボール５１と、基体４に固定され、ボール５１を回転可能に保持する保持部５３と、を有している。保持部５３は、ボール５１よりも曲率が小さく、載置面１０１に面する凹面５５ｓを有している。ボール５１は、凹面５５ｓに対する摺動によって回転可能に凹面５５ｓに直接に当接しており、かつ凹面５５ｓを転がり可能な遊びを有して保持部５３に保持されている。【選択図】図１

Description

本発明は、ポインティングディバイスの一種であるマウスに関し、特に足での操作に好適な足操作式マウスに関する。

コンピュータのＧＵＩ（graphical user interface）と組み合わされ、画面上のカーソル（マウスポインタ）を移動させたり、カーソルで指した画面上のスイッチを押したりすることなどに利用されるマウスが知られている。このようなマウスとして、足で操作することを想定された足操作式マウスも提案されている（例えば特許文献１〜３）。足操作式マウスは、例えば、上肢が不自由な身体障害者によるコンピュータの操作を容易化する。また、健常者においては、両手でキーボードを操作しつつ足でマウスを操作することにより、更なる操作の効率化を図ることができる。上記の特許文献１〜３では、足操作式のマウスを床面上で摺動させるものと、キャスターによって床面上を走行させるものとが開示されている。

特開平１０−６３４１４号公報 特開２００３−２９９２３号公報 特開２００５−３８３８７号公報

床面上を摺動するマウスは、その移動の際の摩擦力（抵抗力）が床面の材質等に強く影響を受けることから、使用環境によらずに抵抗力を抑えて高い操作性を得るためにはマウスパッドが必要になる。また、足操作用のマウスには、足の荷重が加えられるから、摩擦力は大きくなりがちであり、ひいては、操作性が低下しがちである。

一方、キャスターによって走行するマウスは、その移動に対する抵抗力を床面の材質に関わらずに低く抑えることができる。その一方で、床面が少し傾斜しているときや意図せずに足がマウスに接触したときもマウスが移動してしまう。また、マウスに設けられたプッシュ式のスイッチをクリックしたりする際にマウスが移動してしまうおそれもある。その結果、利便性乃至は操作性が低下する。

従って、移動の抵抗力を低減しつつ、意図しない移動のおそれを低減できる足操作式マウスが提供されることが好ましい。

本発明の一態様に係る足操作式マウスは、基体と、所定の載置面上にて前記基体を支持可能なキャスターと、前記基体に配置されており、前記載置面に沿った前記基体の移動を検出可能なセンサと、を有しており、前記キャスターは、前記載置面に接地されるボールと、前記基体に固定されており、前記ボールを回転可能に保持している保持部と、を有しており、前記保持部は、前記ボールよりも曲率が小さく、前記載置面に面する凹面を有しており、前記ボールは、前記凹面に対する摺動によって回転可能に前記凹面に直接に当接可能であり、かつ前記凹面を転がり可能な遊びを有して前記保持部に保持されている。

好適には、前記足操作式マウスは、３以上の前記キャスターを有している。

好適には、前記足操作式マウスは、前記載置面への方向を押圧方向として前記基体に配置されているタクティルプッシュ式のスイッチと、前記押圧方向に交差する回転軸回りの揺動によって前記スイッチを押圧可能な操作部材と、前記操作部材の、前記スイッチに対して前記回転軸とは反対側の部分を、前記押圧方向とは反対側へ付勢して、前記操作部材を前記スイッチから浮かせることが可能なスプリングプランジャと、を有している。

好適には、前記足操作式マウスは、前記スイッチ、前記操作部材及び前記スプリングプランジャの組み合わせをそれぞれ含んでいる２つのスイッチ機構を有しており、前記２つのスイッチ機構は、互いに前記回転軸の軸方向に隣接しており、前記２つのスイッチ機構の少なくとも一方は、前記スプリングプランジャの、前記基体に対する前記押圧方向の位置を調整可能な調整機構を有している。

好適には、前記足操作式マウスは、２つのスイッチ機構を有しており、前記２つのスイッチ機構はそれぞれ、押圧操作される操作部材を有しており、前記２つのスイッチ機構の操作部材は、押圧方向に交差する方向において互いに隣接しており、前記２つのスイッチ機構において、一方のスイッチ機構の操作部材が他方のスイッチ機構の操作部材よりも前記押圧方向とは反対側に突出して段差が構成されている。

上記の構成によれば、移動の抵抗力を低減しつつ、意図しない移動のおそれを低減できる。

本発明の実施形態に係る足操作式マウスの表側を示す外観斜視図。 図１の足操作式マウスの裏側を示す外観斜視図。 図１の足操作式マウスを示す側面図。 図１の足操作式マウスを一部の部材を取り外した状態で示す斜視図。 図５（ａ）〜図５（ｃ）は図１の足操作式マウスのキャスターを説明する模式図。 図１の足操作式マウスのプランジャ周辺を示す模式的な断面図。

（マウスの概略説明）
図１は、本発明の実施形態に係る足操作式マウス１を示す外観斜視図である。

マウス１は、手で操作するマウスと同様に、ポインティングディバイスの一種であり、コンピュータ（不図示。以下の説明では、便宜上、表示装置を含むものを指す用語とする。）に有線又は無線で接続され、コンピュータの画面上のカーソルを移動させたり、カーソルにより指された画面上のスイッチを押したりすることなどに利用される。ただし、マウス１は、足での操作に好適な構成とされている。

図１等においては、便宜的に、マウス１に固定された直交座標系ｘｙｚを示している。マウス１は、例えば、ｘ軸方向の正側を使用者から見た右側とし、ｙ軸方向の正側を使用者から見た前方とし、ｚ軸方向の正側を鉛直方向（重力の方向）の上方として、床面等の載置面１０１（図３）上に載置されて使用される。なお、後述するように、本実施形態のマウス１は、若干の傾斜がある載置面１０１上に載置することも可能である。従って、例えば、ｚ軸方向は鉛直方向とは限らず、鉛直方向に傾斜した方向であってもよい。以下では、マウス１が使用されるときの、鉛直方向及び使用者から見た前後左右方向を基準に、上下、前後、左右又は表裏等の用語を用いることがある。

マウス１は、例えば、その上面に使用者の足の裏を当接させるようにして片足を乗せて使用されることが想定されている。上記の前後左右の説明から理解されるように、ｙ軸方向正側が爪先側であり、ｙ軸方向負側が踵側である。なお、マウス１は、例えば、使用者が座って使用することが想定されていてもよいし、及び／又は、使用者が立って使用することが想定されていてもよい。別の観点では、例えば、マウス１は、座っている使用者の脚の荷重（例えば膝から先の部分の荷重又は大腿を含む脚全体の荷重）を支持可能な強度とされていてもよいし、及び／又は、立っている使用者の足に加えられる荷重（例えば体重程度の荷重）を支持可能な強度とされていてもよい。

また、マウス１は、例えば、足の裏の一部又は全部が乗せられることが想定されて、その大きさが設定されている。例えば、マウス１の前後方向の長さ（ｙ軸方向）は、２０ｃｍ〜３０ｃｍであり、マウス１の幅（ｘ軸方向）は、１０ｃｍ〜２０ｃｍであり、マウス１の高さ（ｚ軸方向）は、２ｃｍ〜５ｃｍである。足の裏の一部を乗せることが想定されている場合、マウス１は、少なくとも指の付け根から先（土踏まずよりも先）が乗せることができる大きさであることが好ましい。

なお、想定される使用者の足の大きさ等は、例えば、成人の平均的なものが想定されてもよいし、所定の年齢の子供の平均的なものが想定されてもよい。

マウス１は、例えば、当該マウス１の構造の基礎となる基部３と、基部３に配置された第１スイッチ機構５Ａ〜第３スイッチ機構５Ｃ（以下、これらを区別せずに、単に「スイッチ機構５」ということがある。）と、同じく基部３に配置されたホイール機構７とを有している。マウス１は、これらの構成を備えることによって、例えば、手で操作するマウスとして最も普及している、２つの押しボタン及び１つのホイールを有するマウスと同様乃至は類似した操作を可能としている。

具体的には、マウス１（基部３）を載置面上にて載置面に沿って移動させると、手で操作するマウスを机面に沿って移動させたときと同様の操作結果が得られる。例えば、マウス１を移動させると、その移動方向及び移動量に応じた移動方向及び移動量で画面上のカーソルを移動させることができる。なお、マウス１の移動量に対するカーソルの移動量の比は適宜に設定されてよい。

第１スイッチ機構５Ａを押圧操作すると、手で操作するマウスの左ボタンを押圧操作したときと同様の操作結果が得られる。例えば、いわゆるクリックによって、カーソルで示された項目の選択を決定したり、いわゆるドラッグによって、カーソルで示された対象物を移動させたりすることができる。

第２スイッチ機構５Ｂを押圧操作すると、手で操作するマウスの右ボタンを押圧操作したときと同様の操作結果が得られる。例えば、クリックによって、いわゆるコンテキストメニューを表示させることができる。

第３スイッチ機構５Ｃを押圧操作すると、手で操作するマウスのホイールを押圧操作したときと同様の操作結果が得られる。例えば、クリック後又はプレスした状態で、マウス１を上下に動かすことによってコンテンツをスクロールさせることができる。

ホイール機構７を回転操作すると、手で操作するマウスのホイールを回転操作したときと同様の操作結果が得られる。例えば、回転量に応じた移動量でコンテンツをスクロールさせることができる。なお、ホイールの回転量に対するスクロール量の比は適宜に設定されてよい。

上記の他、ＧＵＩの、いわゆるソフトウェアキーボードとの組み合わせによって、マウス１に対する操作によって、（物理）キーボードに対する操作と同様の操作（広義にはこれも手で操作するマウスと同様の操作）を実現することもできる。

マウス１は、上記の構成に加え、マウス１を載置面上で移動させる操作を容易化するとともに、マウス１の意図しない移動のおそれを低減するために、複数（本実施形態では４つ）のキャスター９を有している。キャスター９は、基部３を支持し、載置面を走行可能である。

（マウスの各部の構成）
基部３、スイッチ機構５、ホイール機構７及びキャスター９等の具体的な構成は、例えば、以下のとおりである。

（基部の構成）
図２は、マウス１の裏側を示す外観斜視図である。図３は、マウス１を示す側面図である。図４は、マウス１の一部を取り外してマウス１を示す、図１と同じ向きの斜視図である。なお、各図では、図示の便宜上、電子部品や配線等を省略している。

基部３は、例えば、ベース１１と、ベース１１の上方に露出するペダル１３（図１、図３及び図４）と、ベース１１の下方に露出するマウス本体１５（図２及び図３）とを有している。そして、マウス１は、ペダル１３が踏み込まれて移動されたときはその移動を検出し、ペダル１３が踏み込まれずに移動されたときはその移動を検出しないように構成されている。具体的には、以下のとおりである。

ベース１１は、基部３の中でもマウス１の構造の基礎となる部分である。ベース１１は、例えば、適宜な平面形状（本実施形態では概略矩形）の板状部材によって構成されている。本実施形態では、ベース１１の広さは、マウス１全体の広さと同等である。ベース１１の材料は、樹脂、金属又は木材など、適宜な材料とされてよい。

ペダル１３は、例えば、適宜な平面形状（本実施形態では概略矩形）の板状部材によって構成されている。ペダル１３の広さは、例えば、足の裏の一部（例えば指の根元又は根元から先）又は全部で踏み込みやすい広さとされている。ペダル１３の材料は、樹脂、金属又は木材など、適宜な材料とされてよい。

ペダル１３は、ベース１１に対して上下方向に所定の範囲内で移動可能に、かつ上方の駆動限に自動復帰可能にベース１１に取り付けられている。具体的には、例えば、以下のとおりである。

ペダル１３及びベース１１には、ペダル１３側から複数のボルト１７が挿通され、その先端にはナット１９（図２及び図３）が螺合されている。ボルト１７のボルト頭とナット１９との距離は、ペダル１３及びベース１１の、ボルト１７のボルト頭とナット１９とに挟まれる部分の厚さよりも大きい。この大きさの差の範囲内で、ペダル１３はベース１１に対して上下に移動可能となっている。

また、ペダル１３とベース１１との間には、圧縮されたスプリング２１（図３）が介在している。スプリング２１は、例えば、ボルト１７が挿通されたコイル式のものである。スプリング２１の復元力により、ペダル１３は、ベース１１から浮いた、上方の駆動限に自動復帰可能である。

ペダル１３の上方の駆動限の位置は、例えば、ナット１９がベース１１に当接するとともにペダル１３がボルト１７のボルト頭に当接する位置である。当該位置は、ナット１９のボルト１７に対する位置を調整することによって調整可能である。

ペダル１３の下方の駆動限の位置は、例えば、後述する不図示の配線等をペダル１３とベース１１とで挟み込まないように、ペダル１３がベース１１から少し浮いた位置とされる。例えば、ボルト１７が挿通され、ベース１１とペダル１３との間に介在するスペーサ（符号省略）が設けられる。このスペーサの長さ（ｚ軸方向）は、ボルト１７のボルト頭とナット１９との距離と、ペダル１３及びベース１１の、これらに挟まれる部分の厚さとの差よりも小さい。なお、ペダル１３の下方の駆動限においてペダル１３をベース１１から浮かせる必要がないのであれば、下方の駆動限は、ペダル１３がベース１１に当接する位置であってもよい。

ボルト１７、ナット１９及びスプリング２１の数及び配置は適宜に設定されてよい。例えば、ボルト１７等は、矩形のペダル１３の４隅に設けられている。ボルト１７及びナット１９の挿通方向は逆であってもよい。

マウス本体１５は、例えば、手で操作するマウスの下側部分を切り取ったような部品である。なお、マウス本体１５は、実際に、手で操作するマウスの下側部分を取り外したり、切り取ったりして作製されてもよい。

マウス本体１５は、ケース２３と、ケース２３に配置された種々の電子部品（基本的に不図示）とを有している。ケース２３は、例えば、上方が開放された箱状（板状に近くてもよい）である。その内部（上面）には、例えば、基部３の移動を検出するためのセンサ２５（図２）、コンピュータと通信を行うための通信部２７（図２）、これらを接続する不図示の回路基板等が配置されている。

上記のように、マウス本体１５は、手で操作するマウスの下側部分を切り取ったような部品であり、センサ２５及び通信部２７等の電子部品も手で操作するマウスに内蔵されているものと同様でよい。

センサ２５は、光学式のものであってもよいし、ボール式のものであってもよい。本実施形態では、光学式のものを例示しており、ケース２３の下面には、光を通過させるための孔２３ｈ（図２）が形成されている。

通信部２７は、無線で通信を行うものであってもよいし、有線で通信を行うものであってもよい。本実施形態では、無線のものを例示しており、マウス本体１５からコンピュータへ延びる配線は設けられていない。

マウス本体１５は、上記の他、特に図示しないが、スイッチ機構５及びホイール機構７からの信号を通信部２７に入力する電子回路を有している。この電子回路は、手で操作するマウスにおける、当該手で操作するマウスの右ボタン、左ボタン及びホイールの操作による信号を通信部２７に入力する回路と同様でよい。

マウス本体１５は、ペダル１３に固定されている。従って、ペダル１３を踏み込み、ペダル１３がベース１１に対して下方の駆動限へ移動すると、マウス本体１５は載置面に近づき、踏み込みを解除してペダル１３が上方の駆動限に復帰すると、マウス本体１５は載置面から遠ざかる。

一方、光学式のセンサ２５は、載置面との距離が所定距離以内であれば、載置面に沿う方向の移動を検出し、載置面との距離が所定距離を超えると、載置面に沿う方向の移動を検出できない、又は検出しない（検出可能であっても検出結果を示す信号を出力しない）ように構成されている。

そして、マウス１は、マウス本体１５が上方の駆動限に位置するときは、センサ２５と載置面との距離が上記の所定距離を超え、マウス１が下方の駆動限に位置するときは、センサ２５と載置面との距離が所定距離以内となるように、各種の部材の位置乃至は寸法が設定されている。

これにより、ペダル１３が踏み込まれてマウス１が移動したときは、その移動は、カーソルを移動させるためなどの操作として有効になり、逆に、ペダル１３が踏み込まれずにマウス１が移動したときは、その移動は、カーソルを移動させるためなどの操作としては無効となる。このような動作により、例えば、マウス１に意図せずに足が当たってマウス１が移動してもカーソルが移動するおそれが低減される。また、例えば、カーソルを任意の位置に移動させた後、ペダル１３の踏み込みを解除してスイッチ機構５を操作することによって、カーソルで任意の位置を確実に指定した状態で選択決定などの操作を行うことができる。

なお、センサ２５がボール式のものである場合においては、ペダル１３を踏み込んだときには、マウス本体１５のケース２３から露出するボールが載置面に当接し、踏み込みを解除したときには、ボールが載置面から浮くように、各種の部材の位置乃至は寸法が設定されればよい。

ペダル１３とマウス本体１５との固定は適宜になされてよいが、例えば、以下のとおりである。ベース１１には、開口１１ｈ（図２）が形成されている。ペダル１３には上方からボルト２９（図１）が挿通される。マウス本体１５のケース２３には下方からボルト３１（図２及び図３）が挿通される。そして、ボルト２９及びボルト３１は、開口１１ｈに配置されたスペーサ３３（図２及び図３）の雌ねじ部に螺合され、互いに固定される。これらのボルト２９、ボルト３１及びスペーサ３３の組み合わせは適宜な数及び配置で設けられてよいが、本実施形態では３箇所に設けられている。

開口１１ｈは、例えば、平面視においてマウス本体１５（ケース２３）が収まる形状及び面積とされている。従って、例えば、ベース１１に妨げられることなく、ケース２３とペダル１３との間に電子部品等を配置できる。すなわち、電子部品等の配置スペースが容易に確保される。図３に示すように、本実施形態では、ケース２３は、ベース１１よりも下方に位置しているが、ケース２３の少なくとも一部が開口１１ｈに収まり、マウス１の低背化が図られてもよい。

なお、ペダル１３は、開口１１ｈに落ち込まないように、例えば、開口１１ｈよりも広い面積とされている。ペダル１３をベース１１に取り付けるための、上述したボルト１７、ナット１９及びスプリング２１は、開口１１ｈの外側に設けられている。

基部３は、上記の他、例えば、マウス本体１５に電力を供給するためのバッテリ（不図示）を保持するバッテリボックス３５（図２）を有している。バッテリボックス３５と、マウス本体１５（の回路基板）とは、例えば、導線を絶縁体で被膜したリード線（不図示）によって接続されている。

なお、基部３のうち、ベース１１、ペダル１３及びケース２３等は、センサ２５、通信部２７、スイッチ機構５及びホイール機構７等を設けるための基体４を構成している。

（スイッチ機構の構成）
スイッチ機構５は、例えば、スイッチ３７（図３及び図４）と、スイッチ３７を操作するための操作部材３９（図１及び図２）と、操作部材３９を支持するプランジャ４１とを有している。操作部材３９及びプランジャ４１は、スイッチ３７の操作を足による操作に適合させるためのものである。

スイッチ３７は、例えば、いわゆるタクティルプッシュ式のスイッチによって構成されている。従って、例えば、スイッチ３７は、押圧するとオンされ、押圧を解除するとオフされる、いわゆるモーメンタリスイッチである。また、例えば、スイッチ３７は、オンされたときに、いわゆるクリック感を生じさせる。スイッチ３７の具体的な構成は、可動接点が皿ばねによって構成されたものなど、公知のものと同様とされてよい。

スイッチ３７は、押圧方向を下方として基部３（基体４）に取り付けられている。具体的には、例えば、ベース１１の前方（ｙ方向正側）の端部上面には、当該上面に積層的にスイッチ基板４３（図１、図３及び図４）が設けられ、スイッチ３７は、そのスイッチ基板４３の上面に、押圧される面を上方に向けて実装されている。

スイッチ基板４３は、例えば、導線を絶縁膜で被覆した不図示のリード線によってマウス本体１５の電子部品と接続されている。従って、スイッチ３７がオンされて通電されると、その通電による信号は、スイッチ基板４３を介してマウス本体１５に出力され、ひいては、マウス本体１５の通信部２７を介してコンピュータに出力される。

スイッチ基板４３は、例えば、リジッド式のプリント配線基板であり、ボルトやスペーサ（符号省略）によって、ベース１１の上面から浮いた位置にてベース１１に固定されている。これにより、例えば、スイッチ基板４３にピンを挿通して実装される形式のスイッチの利用が可能になる。ただし、スイッチ基板４３は、ベース１１に直に重ねられてもよいし、この場合、フレキシブル基板によって構成されてもよい。

スイッチ基板４３とマウス本体１５とを接続する不図示のリード線は、例えば、ベース１１の開口１１ｈに通されて、ベース１１の表側から裏側へ至る。なお、上述のように、ペダル１３の下方の駆動限はベース１１から浮いた位置とされており、ペダル１３が踏み込まれても、リード線は、ペダル１３とベース１１とに挟み込まれない。

複数（本実施形態では３つ）のスイッチ３７は、例えば、左右方向に１列に配列されている。複数のスイッチ３７は、互いに同一の構成であってもよいし、互いに異なる構成であってもよく、コスト削減の観点からは前者が好ましい。

操作部材３９は、例えば、平面視においてスイッチ３７よりも広い面積を有する概略板状部分を要部とする部材である。その材料は、金属、樹脂又は木材など、適宜なものとされてよい。操作部材３９は、回転軸４５（図１及び図３）回りに回転可能に取り付けられている。回転軸４５は、例えば、スイッチ３７（スイッチ基板４３）よりも前方に位置し、載置面に平行に左右方向に延びている。そして、操作部材３９は、スイッチ３７を上から覆っている。従って、操作部材３９を回転軸４５回りに揺動させることによって、スイッチ３７のオン・オフが可能である。

複数（本実施形態では３つ）の操作部材３９は、左右方向（換言すれば押圧方向に交差（例えば直交）する方向）に１列に配列されて、隣り合うもの同士が互いに隣接している。すなわち、隣り合う操作部材３９の間には、使用者が操作部材３９を操作する際に使用者の足が触れるような他の部材は介在していない。また、複数の操作部材３９は、例えば、同一の回転軸４５に対して、互いに独立に回転可能に取り付けられている。ただし、操作部材３９毎に回転軸が設けられてもよい。

複数（本実施形態では３つ）の操作部材３９は、互いに同一の構成であってもよいし、互いに異なる構成であってもよい。図１では、第１スイッチ機構５Ａ及び第２スイッチ機構５Ｂの操作部材３９が互いに同一の構成であり、第３スイッチ機構５Ｃの操作部材３９が、他のスイッチ機構５の操作部材３９と幅のみ異なる（他よりも狭い）場合を例示している。なお、第３スイッチ機構５Ｃの操作部材３９は、他のスイッチ機構５の操作部材３９よりも上方に突出しているが、これは、後述するように、操作部材３９の構成の相違によるものではない。

プランジャ４１は、スプリング６３（後述する図６参照）の復元力によって伸長する軸状の部品である。そして、プランジャ４１は、操作部材３９に覆われる位置にて伸長方向を上下方向にして配置され、ベース１１に対して操作部材３９を上方へ付勢する。従って、操作部材３９を介してスイッチ３７を操作するとき、操作部材３９は、スイッチ３７の自動復帰のための力だけでなく、プランジャ４１からも力を受ける。

また、使用者が操作部材３９を押圧していない場合、例えば、図３に示すように、操作部材３９は、プランジャ４１によってスイッチ３７から浮いた位置に保持される。従って、プランジャ４１は、操作部材３９を介してスイッチ３７をオンするために必要な力を規定するだけでなく、操作部材３９を介してスイッチ３７をオンするために必要なストロークも規定する。

プランジャ４１の位置は、例えば、スイッチ３７に対して回転軸４５とは逆側である。この場合、梃の原理により、操作部材３９の操作に対して、プランジャ４１の付勢力に対して相対的に大きな反力を生じることができる。

複数（本実施形態では３つ）のプランジャ４１の構成（寸法含む）は、同一であってもよいし、異なっていてもよく、前者であれば、コスト削減に有利である。

既に言及したように、３つの操作部材３９のうち中央の操作部材３９（第３スイッチ機構５Ｃの操作部材３９）は、その上面が他の操作部材３９の上面よりも上方に位置して（押圧方向とは反対側に突出して）段差が構成されている。これにより、足で操作部材３９に触れた感触に基づいて、いずれの操作部材３９に触れているかを判断することができる。ここで、本実施形態では、この高さの相違は、プランジャ４１の取り付け位置の上下方向の相違によって実現されている。なお、プランジャ４１の取り付け方法については後述する。

（ホイール機構の構成）
ホイール機構７は、例えば、載置面を転がるホイール４７と、ホイール４７の回転を検出する回転センサ４９（図２）とを有している。

ホイール４７は、例えば、円盤状の部材であり、左右方向に延びる回転軸（符号省略）回りに回転可能に、ベース１１の下面の後方端部に設けられている。図３に示すように、ホイール４７は、マウス１が４つのキャスター９に支持されている状態においては、載置面１０１から浮いている。従って、例えば、使用者がベース１１の後方に荷重を加え、後方の２つのキャスター９を支点としてベース１１の後端部を押し下げると、前方の２つのキャスター９が浮くとともにホイール４７は載置面１０１に当接する。この状態で、マウス１を前後方向に移動させることによって、ホイール４７を回転させることができる。

回転センサ４９は、例えば、手で操作するマウスにおいてホイールの回転を検出するために設けられているセンサ（ロータリーエンコーダ）と同様のものでよい。回転センサ４９は、例えば、導線を絶縁膜で被覆した不図示のリード線によってマウス本体１５の電子部品と接続されている。そして、回転センサ４９の検出信号は、マウス本体１５に出力され、ひいては、マウス本体１５の通信部２７を介してコンピュータに出力される。

（キャスターの構成）
キャスター９は、例えば、ベース１１の下面の４隅に設けられている。４つのキャスター９の構成は、例えば、互いに同一である。本実施形態では、足により荷重が加えられていない状態のマウス１を載置面上で支持する部材は、キャスター９以外には設けられていない。従って、製造誤差によって４つのキャスター９が同一平面内に位置していなかったり、載置面１０１が完全な平面でなかったりしても、少なくとも３つのキャスター９は載置面１０１に当接する。

図５（ａ）は、キャスター９を模式的に示す断面図である。

キャスター９は、球形のボール５１と、ボール５１を回転可能に保持する保持部５３とを有している。ボール５１は、一部が保持部５３から露出しており、当該一部が下方に向くように、保持部５３がベース１１に取り付けられる。そして、ボール５１が載置面を転がることによって、マウス１は、任意の方向に走行する。

ボール５１及び保持部５３の材料は、金属、樹脂又は木材など、適宜なものとされてよい。保持部５３は、例えば、ボール５１（厳密にはその一部）を収容する凹部５５ｒを有する受け部材５５と、ボール５１の一部を露出させつつボール５１を凹部５５ｒ内に留めるキャップ５７とを有している。ただし、保持部５３は、一体的な一の部材から構成されていてもよいし、３以上の部材から構成されていてもよい。受け部材５５とキャップ５７との固定は、締結、係合及び／又は接着等の適宜な方法によりなされてよい。

受け部材５５の凹部５５ｒは、下方へ面する凹面５５ｓからなる。凹面５５ｓは、例えば、概略、球面の一部（例えば概ね半球面）からなる。ただし、球面の一部でなくてもよい。また、凹面５５ｓは、水抜きなどの目的で孔が設けられるなど、完全な面でなくてもよい。ただし、以下の説明では、説明を簡単にするために、特に断りがない限り、凹面５５ｓは理想的に球面であるものとする（ボール５１も同様）。キャップ５７は、ボール５１を露出させる、ボール５１が通過不可能な開口５７ｐを有している。開口５７ｐの形状は、例えば、概略、ボール５１の半径よりも小さい半径の円形である。

本実施形態のキャスター９の特徴は、例えば、ボール５１が直接に受け部材５５の凹面５５ｓに当接していること（ボール５１と凹面５５ｓとの間にボール５１よりも径が小さい多数のサポートボールが介在していないこと）、凹面５５ｓの曲率がボール５１の曲率よりも小さいこと、ボール５１が凹面５５ｓを転がり可能な遊びを有して保持部５３に保持されていることにある。

なお、凹面５５ｓの曲率は、凹面５５ｓのうちボール５１が当接し得る範囲における曲率を基準に考えるものとする。例えば、凹面５５ｓの外周部は、ボール５１の挙動に影響を及ぼさないのであれば、除外して考えてもよい。凹面５５ｓに比較的小さい凹凸があったり、凹面５５ｓの曲率が局部的に変化したりする場合は、ボール５１が凹面５５ｓを転がるに際してボール５１に当接してボール５１の挙動に実質的に影響を及ぼす部分を結ぶ仮想的な面の曲率を考えてよい。このようにしてもなお曲率が変化する場合は、凹面５５ｓの曲率の最大値又は平均値がボール５１の曲率よりも小さいか否かにより判断してよい。

また、ボール５１の遊びは、例えば、平面視において凹部５５ｒがボール５１よりも広く形成されていること、及びボール５１が凹部５５ｒの最奥（凹面５５ｓの中央）に当接している状態で開口５７ｐがボール５１から離れていることなどによって実現されている。一般的なボールキャスターでは、このような遊びはほとんどない。遊びの大きさは、例えば、載置面に沿う任意の方向における両側の合計で、２ｍｍ以上乃至は４ｍｍ以上、又はボール５１の直径の１０％以上乃至は２０％以上である。

このようなキャスター９は、ボール５１と保持部５３との間にボール５１よりも径が小さい多数のサポートボールが介在する市販のキャスターから、サポートボールを除いて作製されてよく、また、これと同様の構成を当初から設計してもよい。この場合、サポートボールの大きさに応じて、ボール５１と凹面５５ｓとの曲率の差、及び、ボール５１の保持部５３に対する遊びの大きさが規定される。

図５（ｂ）及び図５（ｃ）は、キャスター９の作用を説明するための、図５（ａ）を更に模式化した断面図である。

マウス１に荷重や移動のための力が加えられていない状態では、ボール５１及び保持部５３の位置関係は、図５（ｂ）に示すようなものになる。すなわち、ボール５１は、凹部５５ｒの最奥部（凹面５５ｓの中央、凹面５５ｓの最も高い位置）に当接（理想的には点接触）し、保持部５３を支持している。

この状態から、矢印ｙ１で示す、載置面１０１に平行な力が保持部５３に加えられるものとする。そうすると、ボール５１は、矢印ｙ２で示す、矢印ｙ１と同一方向の摩擦力を保持部５３から受け、また、矢印ｙ３で示す、矢印ｙ２と反対方向の摩擦力を載置面１０１から受ける。その結果、矢印ｙ４で示すように、ボール５１は凹面５５ｓ及び載置面１０１を転がる。

図５（ｂ）及び図５（ｃ）の比較から理解されるように、ボール５１が凹面５５ｓ及び載置面１０１を転がることにより、保持部５３は図５（ｂ）の位置から矢印ｙ１の方向へ移動していく。また、ボール５１と凹面５５ｓとの接点は、凹面５５ｓに対してはその外周側（下方）へ移動していき、また、ボール５１に対してはその下方へ移動していく。別の観点では、保持部５３は、ボール５１によって上方へ持ち上げられ、位置エネルギーが増加していく。

さらにボール５１が転がると、図５（ｃ）に示すように、ボール５１と凹面５５ｓとの接点における力（矢印ｙ５）の方向と、当該接点におけるボール５１の接線方向とは大きく傾斜し、若しくは直交し、ボール５１は転がりを停止しようとする。又は、保持部５３の内部の形状によっては、ボール５１は、開口５７ｐの縁部など、保持部５３のうちの凹面５５ｓ以外の部位に当接し、転がりを停止しようとする。

図５（ｃ）の状態から、例えば、矢印ｙ１で示す力を解除すると、キャスター９は、保持部５３の、増加していた位置エネルギーによって、図５（ｂ）に示す状態に復帰する。これにより、例えば、図５（ｂ）の状態のマウス１に、意図せずに足が当たるなどして矢印ｙ１で示す力が加えられても、図５（ｂ）の状態から図５（ｃ）の状態へ遷移することによって、加えられた力をいわば逃がし、その後、元の位置へ復帰することができる。

また、上記とは逆に、図５（ｃ）の状態から、矢印ｙ１で示す力が増加すると、ボール５１は、保持部５３（例えば凹面５５ｓ）に対して摺動しつつ、載置面１０１を転がる。具体的には、矢印ｙ１で示す力が増加していくと、矢印ｙ６で示す、ボール５１が載置面１０１から受ける摩擦力（静止摩擦力）は増加していく。そして、矢印ｙ６で示す力が、ボール５１と保持部５３との最大摩擦力（静止摩擦力の最大値）を超えると、ボール５１は保持部５３に対する摺動を開始し、ボール５１は、保持部５３から運動摩擦力を受けつつ回転する。この運動摩擦力が比較的小さいことによって、使用者は容易にマウス１を移動させることができる。

なお、以上の作用は、マウス１に足の荷重が加えられているとき、加えられていないときのいずれにおいても生じる。また、載置面１０１が傾斜していることによって矢印ｙ１の力が加えられているときは、その傾斜が急でない限りは、図５（ｃ）の停止した状態が保たれる。

（プランジャの構成）
図６は、スイッチ機構５の構成において説明したプランジャ４１の詳細を説明するための模式的な断面図である。

プランジャ４１は、例えば、筒状部材５９と、筒状部材５９に出し入れされる軸状部材６１と、軸状部材６１を付勢するスプリング６３とを有している。

これらの材料は、金属又は樹脂等の適宜なものとされてよい。筒状部材５９は、一端が閉塞され、他端には、筒の内径よりも径が小さい開口が形成されている。軸状部材６１は、筒状部材５９の開口から延び出る軸状部分と、筒状部材５９の内部に収容され、筒状部材５９の開口周囲に係合可能なフランジとを有している。スプリング６３は、例えば、コイル式のものであり、圧縮された状態で、筒状部材５９に収容され、軸状部材６１のフランジ側部分を筒状部材５９の開口側へ付勢している。

従って、軸状部材６１は、スプリング６３の復元力によって、フランジが筒状部材５９の開口周囲に係合する位置まで筒状部材５９から突出する。また、軸状部材６１は、スプリング６３の復元力に抗して押し込まれることによって、スプリング６３が完全に圧縮されるまで、又は不図示のストッパに軸状部材６１が当接するまで、筒状部材５９に挿入される。

筒状部材５９の外周面は、雄ねじ部５９ａとされている。そして、筒状部材５９は、ベース１１に挿通された状態で、ベース１１の上面側に配置されたナット６５と、ベース１１の下面側に配置されたナット６７とに螺合される。従って、プランジャ４１は、その上下方向の位置を調整可能にベース１１に取り付けられている。この位置調整によって、例えば、操作部材３９のストローク調整が可能であり、また、隣接する複数の操作部材３９同士で、上面の高さを互いに異ならせることもできる。なお、筒状部材５９（雄ねじ部５９ａ）、ナット６５及び６７は、プランジャ４１の上下方向の位置を調整する調整機構６９を構成している。

以上のとおり、本実施形態では、足操作式マウス１は、基体４と、所定の載置面１０１上にて基体４を支持するキャスター９と、基体４に配置され、載置面１０１に沿った基体４の移動を検出するセンサ２５と、を有している。キャスター９は、載置面１０１上に接地されるボール５１と、基体４に固定され、ボール５１を回転可能に保持する保持部５３と、を有している。保持部５３は、ボール５１よりも曲率が小さく、載置面１０１に面する凹面５５ｓを有している。ボール５１は、凹面５５ｓに対する摺動によって回転可能に凹面５５ｓに直接に当接しており、かつ凹面５５ｓを転がり可能な遊びを有して保持部５３に保持されている。

従って、図５（ｂ）及び図５（ｃ）を参照して説明したように、載置面１０１に沿う方向に比較的弱い力（図５（ｃ）の状態におけるボール５１と保持部５３との最大摩擦力未満の力）がマウス１に加えられたときはマウス１の移動を規制し、それよりも強い力が加えられたときはマウス１の移動を許容できる。

そして、ボール５１と保持部５３との最大摩擦力を適宜に設定することによって、意図せずに足がマウス１に当たったり、若干の傾斜がある載置面１０１にマウス１が載置されたりしたときにはマウス１の移動を規制乃至は抑制できる。また、スイッチ機構５を押圧する際に、マウス１が移動してしまうことも抑制される。すなわち、ほとんど抵抗力が生じない通常のキャスター（ボール５１と保持部５３との間に複数の小さなサポートボールが介在するものなど）に比較して、利便性乃至は操作性が高い。

その一方で、意図してマウス１を移動させる（操作する）ときに生じる抵抗力を低く押さえ、操作性を向上させることができる。この操作性に影響を及ぼす摩擦力は、ボール５１と保持部５３との間のものであるから、極端に摩擦係数が低い床面を想定しない限りは、床面の材質等に関わらずに操作性を調整できる。従って、例えば、床面上で摺動するマウスに比較して、マウスパッド等を用いずに安定した操作性を提供できる。

また、意図せずに足がマウス１に当たったような場合においては、マウス１は、ボール５１と保持部５３との間の遊びの大きさ内で移動し、その後、元の位置に復帰する。従って、ボール５１と保持部５３との間に遊びがないマウス又は載置面１０１を摺動するマウスに比較して、いわば力を逃がすことができ、ひいては、効果的に意図しない移動を抑制することができる。

また、本実施形態では、マウス１は、３以上のキャスター９を有している。

例えば、４つのキャスターのうち、１つのみが本実施形態のキャスター９で、他のキャスターが通常のもの（抵抗力がほとんど生じないもの）である場合、マウスの、本実施形態のキャスター９を中心とした回転移動が許容されてしまう。また、例えば、４つのキャスターのうち２つのみが本実施形態のキャスター９である場合も、マウスの重心位置によっては、本実施形態のキャスター９の１つが浮き上がり、同様の不都合が生じる。４つのキャスターのうち３つ以上が本実施形態のキャスター９であれば、そのような不都合が解消される。

また、本実施形態では、マウス１は、載置面１０１への方向を押圧方向として基体４に配置されたタクティルプッシュ式のスイッチ３７と、押圧方向に交差する回転軸４５回りの揺動によってスイッチ３７を押圧可能な操作部材３９と、操作部材３９の、スイッチ３７に対して回転軸４５とは反対側の部分を、押圧方向とは反対側へ付勢して、操作部材３９をスイッチ３７から浮かせるプランジャ４１と、を有している。

従って、足による操作が容易化される。すなわち、足による操作は、手による操作に比較して、小さいスイッチを押圧することが困難であり、また、力及びストロークの制御及び検知も困難である。しかし、操作部材３９によってスイッチ３７を擬似的に大きくし、プランジャ４１によって反力及びストロークを大きくすることによって、足による操作が容易化される。反力及びストロークの調整は、プランジャ４１を配置するだけで実現され、また、梃の原理によってスプリング６３の復元力が好適に利用されることから、コスト削減も期待される。

また、本実施形態では、マウス１は、スイッチ３７、操作部材３９及びプランジャ４１の組み合わせをそれぞれ有する２つのスイッチ機構５（例えば第１スイッチ機構５Ａと第３スイッチ機構５Ｃ）を有している。この２つのスイッチ機構５は、互いに回転軸４５の軸方向において隣接している。２つのスイッチ機構５の少なくとも一方（本実施形態では双方）は、プランジャ４１の、基体４に対する押圧方向の位置を調整可能な調整機構６９を有している。

従って、調整機構６９を有するスイッチ機構５は、操作部材３９の反力及びストロークを任意に調整可能であり、かつ隣接する操作部材３９同士で上面の高さを適宜に異ならせ、足の触感で操作部材３９を識別することができる。このような調整がプランジャ４１の位置調整だけで実現され、コスト削減も期待される。

本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。

足操作式マウスは、２つの押しボタン及び１つのホイールを有する、手で操作するマウスに相当するものに限定されない。例えば、１つの押しボタンのみを有するマウス、又は２つの押しボタンのみを有するマウスに対応するものであってもよいし、一般的な手で操作するマウスとは異なり、ボタン等を有さずにカーソルの移動のみに供されるものであってもよい。すなわち、スイッチ機構及びホイール機構は必須の要件ではない。

荷重をかけたときのみマウスの移動をマウスの操作として有効にする機構（実施形態では、ベース１１に対してマウス本体１５及びペダル１３が昇降する機構）は設けられなくてもよい。すなわち、マウスが載置面に載置されている限り、常時、マウスの移動が検出されるようにしてもよい。また、同様の機能は、実施形態とは別の機構によって実現されてもよい。

スイッチ機構が設けられる場合において、スイッチを擬似的に大きくするための部材（実施形態では操作部材及びプランジャ）は設けられなくてもよい。すなわち、直接スイッチが操作されてもよい。また、同様の機能は、実施形態とは別の機構によって実現されてもよい。

互いに隣接する操作部材の上面の段差は、実施形態とは異なり、操作部材自体の形状の相違によって実現されてもよいし、プランジャの大きさの相違によって実現されてもよい。また、プランジャとは別の弾性機構（ばね機構含む）が設けられる態様において、当該弾性機構の大きさ乃至はストロークの相違によって前記の段差が実現されてもよい。弾性機構（プランジャ含む）が設けられず、操作されていない状態の操作部材がタクティルスイッチに支持される態様において、タクティルスイッチの大きさの相違によって前記の段差が実現されてもよい。スイッチ機構が設けられる土台の高さ自体の相違によって前記の段差が実現されてもよい。

１…足操作式マウス、４…基体、９…キャスター、２５…センサ、５１…ボール、５３…保持部、５５ｓ…凹面、１０１…載置面。

Claims (5)

1. 基体と、
   所定の載置面上にて前記基体を支持可能なキャスターと、
   前記基体に配置されており、前記載置面に沿った前記基体の移動を検出可能なセンサと、
   を有しており、
   前記キャスターは、
   前記載置面に接地されるボールと、
   前記基体に固定されており、前記ボールを回転可能に保持している保持部と、を有しており、
   前記保持部は、前記ボールよりも曲率が小さく、前記載置面に面する凹面を有しており、
   前記ボールは、前記凹面に対する摺動によって回転可能に前記凹面に直接に当接可能であり、かつ前記凹面を転がり可能な遊びを有して前記保持部に保持されている
   足操作式マウス。
2. ３以上の前記キャスターを有している
   請求項１に記載の足操作式マウス。
3. 前記載置面への方向を押圧方向として前記基体に配置されているタクティルプッシュ式のスイッチと、
   前記押圧方向に交差する回転軸回りの揺動によって前記スイッチを押圧可能な操作部材と、
   前記操作部材の、前記スイッチに対して前記回転軸とは反対側の部分を、前記押圧方向とは反対側へ付勢して、前記操作部材を前記スイッチから浮かせることが可能なスプリングプランジャと、
   を有している請求項１又は２に記載の足操作式マウス。
4. 前記スイッチ、前記操作部材及び前記スプリングプランジャの組み合わせをそれぞれ含んでいる２つのスイッチ機構を有しており、
   前記２つのスイッチ機構は、互いに前記回転軸の軸方向に隣接しており、
   前記２つのスイッチ機構の少なくとも一方は、前記スプリングプランジャの、前記基体に対する前記押圧方向の位置を調整可能な調整機構を有している
   請求項３に記載の足操作式マウス。
5. ２つのスイッチ機構を有しており、
   前記２つのスイッチ機構はそれぞれ、押圧操作される操作部材を有しており、
   前記２つのスイッチ機構の操作部材は、押圧方向に交差する方向において互いに隣接しており、
   前記２つのスイッチ機構において、一方のスイッチ機構の操作部材が他方のスイッチ機構の操作部材よりも前記押圧方向とは反対側に突出して段差が構成されている
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の足操作式マウス。

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