JP2738609B2

JP2738609B2 - 座標入力装置

Info

Publication number: JP2738609B2
Application number: JP3205384A
Authority: JP
Inventors: 博文新妻
Original assignee: ARUPUSU DENKI KK
Current assignee: ARUPUSU DENKI KK
Priority date: 1991-07-22
Filing date: 1991-07-22
Publication date: 1998-04-08
Anticipated expiration: 2013-04-08
Also published as: JPH0527902A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は座標入力装置に関し、更
に詳しくは、ボールを任意方向に回転させることにより
画面上のカーソル位置等を制御する座標入力装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ハウジングの開口部より一部
を突出させたボールを任意の方向に回転させることによ
りＣＲＴ等表示装置の画面上のカーソル位置や図形の座
標位置等を制御する座標入力装置が用いられている。こ
の種の座標入力装置は、一般に、開口を有するハウジン
グと、このハウジング内に任意方向に回転自在に収納さ
れ一部が前記開口より突出するボールと、前記ハウジン
グ内に互いに直角となるように配置され、前記ボールの
回転に連動して回転する一対の回転軸と、各回転軸の回
転量を検出する回転検出器と、前記ハウジングと前記回
転検出器を取り付けるプリント基板とを備えている。そ
して、一般に、ハウジングの開口部にはボールをハウジ
ング内に保持するための環状のリテーナが着脱可能に取
り付けられ、さらに、ハウジングには前記回転軸をボー
ルの表面に押し付けるためのばねが備えられる。この種
の座標入力装置を使用するとボール表面が汚れたり傷つ
いたりすることがあるので、このような場合、リテーナ
を取り外してボールを取り出し、清掃したり交換したり
することが必要になる。したがって、ボールを出し入れ
するための開口部は一般にハウジングのプリント基板取
付け面とは反対側に形成される。一方、ボールを支持す
る支持部材、回転軸、ばね等は一般に清掃、交換等のメ
ンテナンスを必要としないので、むしろボールを出し入
れする開口部側から着脱できないようになっていること
が好ましい。

【０００３】また、近年においては、上述したボール型
座標入力装置は、コンピュータのキーボード部、特にラ
ップトップパソコン、ノートパソコン、ハンディパソコ
ン等と称される小型のコンピュータのキーボード部に直
接組み込まれたり、ペンタイプの小型ケースに組み込ま
れて使用される傾向にあるため、座標入力装置に使用さ
れるボールは増々小径化する傾向にあり、ボールを支持
する支持体も増々小型化する傾向にある。このため、ハ
ウジング内に支持体を組み付ける作業工程が増々困難に
なっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来は、実開昭６４−
２４４４７号に開示されているように、回転軸やボール
を支持するボール支持部材の一部等をハウジングのボー
ル取付け側すなわちプリント基板取付け面とは反対側に
組み込んでいたため、回転軸やボール支持部材が不必要
に着脱される虞れがあった。また、プリント基板をハウ
ジングに対し一方の側から組み付けるのに対し、ボール
支持部材の一部や回転軸等はハウジングに対し反対側か
ら組み付ける必要があるため、組付け作業性が悪く、コ
ストアップの原因となっていた。

【０００５】一方、ボールを支持する支持体の小型化に
伴い、球状の支持体が用いられる傾向にあるが、従来は
図１１に示すように、ハウジング１内に球体２の一部を
受容する溝３を形成し、この溝３内に球状の支持部材２
を挿入した後、溝３の両側を符号４で示すようにかしめ
ることにより支持部材２を溝３内に固着させるか、或い
は、接着剤で支持部材２を溝３内に固着させていた。

【０００６】しかしながら、かしめによる固定方法の場
合、経時変化によってかしめ部に緩みが生じ易く、支持
部材２が溝３から離脱してしまう虞れがあった。また、
高価なかしめ装置が必要であるとともに、座標入力装置
の組立工程にかしめ工程が加わるため、組立作業性が低
下するという欠点があった。

【０００７】一方、接着剤による固定方法の場合、小さ
な球状支持部材に対して適量の接着剤を適所に塗布する
ことが難しく、溝からはみ出た接着剤がボールに接触し
てボールの摺動性が損なわれる虞れがあった。また、接
着剤の乾燥硬化に時間を要するため、座標入力装置の組
立作業性が低下するという欠点があった。

【０００８】したがって、本発明の第１の目的は、組付
作業性の良好な座標入力装置を提供することにある。

【０００９】本発明の第２の目的は、ボールの摺動性を
損なうことなく該ボールを支持するための支持部材を確
実にハウジングに取り付けることができ、しかも、高価
な設備を要することなく、支持部材の組付け作業を迅速
且つ容易に行うことができる座標入力装置を提供するこ
とにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、請求項１記載の発明は、開口を有するハウジ
ングと、前記ハウジング内に任意方向に回転自在に収納
され一部が前記開口より突出するボールと、前記ハウジ
ング内に互いに直角となるように配置され、前記ボール
の回転に連動して回転する一対の回転軸と、各回転軸を
前記ボール側に付勢するばねと、各回転軸の回転量を検
出する回転検出器と、前記ハウジングと前記回転検出器
を取り付けるプリント基板とを備え、前記ボールの任意
方向の回転に応じて画面上のカーソル位置等を制御する
座標入力装置において、前記ハウジングには、前記ボー
ルを支持するための少なくとも３つの支持部材の各々を
ハウジングのプリント基板取付け面側から受け入れて前
記ボールと接触する位置に保持する少なくとも３つの筒
部と、前記ハウジングのプリント基板取付け面側から挿
入される前記回転軸を前記ボールに対する接離方向に変
位可能に支持する軸支持部と、前記ハウジングのプリン
ト基板取付け面側から挿入される前記ばねを保持するば
ね保持部とを設けたことを特徴とする。

【００１１】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の座標入力装置において、前記回転軸は前記回転検出
器の検出部と対向する回転板を備え、前記回転検出器は
前記回転板の近傍で前記回転軸を挟持する挟持部を備
え、前記回転軸は前記挟持部を支点として前記ボールに
対し接離方向に揺動変位可能であることを特徴とする。

【００１２】一方、上記第２の目的を達成するため、請
求項３記載の発明は、開口を有するハウジングと、前記
ハウジング内に任意方向に回転自在に収納され一部が前
記開口より突出するボールと、前記ハウジング内に互い
に直角となるように配置され、前記ボールの回転に連動
して回転する一対の回転軸と、各回転軸の回転量を検出
する回転検出器と、前記ハウジングと前記回転検出器を
取り付けるプリント基板とを備え、前記ボールの任意方
向の回転に応じて画面上のカーソル位置等を制御する座
標入力装置において、前記ハウジングに、前記ボールを
支持するための少なくとも３つの支持部材の各々をハウ
ジングのプリント基板取付け面側から受け入れて前記ボ
ールと接触する位置に保持する少なくとも３つの筒部を
設け、各筒部にその長手方向に延びるスリットを設け、
前記プリント基板には各筒部と嵌合する嵌合孔を設け、
前記筒部を前記嵌合孔に嵌合させることにより、前記支
持部材を前記筒部内に固定保持したことを特徴とする。

【００１３】また、請求項４記載の発明は、請求項３記
載の座標入力装置において、前記支持部材が球状である
ことを特徴とする。

【００１４】さらに、請求項５記載の発明は、請求項３
記載の座標入力装置において、前記筒部のボール受入れ
側端部は、座標入力装置を組み込む電子機器のケースに
形成される位置決め用係合部と係合するようになってい
ることを特徴とする。

【００１５】

【作用】請求項１記載の座標入力装置においては、ボー
ル支持部材、回転軸およびばねをハウジングのプリント
基板取付け面側からハウジング内に組み付けることがで
きるので、回転検出器をプリント基板に取り付けた後、
ハウジングを固定したままボール支持部材、回転軸、ば
ねおよびプリント基板をハウジングに対し同一の側から
順番に組み付けることができる。したがって座標入力装
置の組立作業性が良くなる。

【００１６】請求項２記載の座標入力装置においては、
回転軸は常時ばねによってボール表面に押し付けられて
いるが、この回転軸は回転検出器の検出部と対向する回
転板の近傍で回転検出器の挟持部により挟持され、この
挟持部を支点としてボールに対し接離方向に揺動変位可
能とされているので、回転軸が上記接離方向に変位して
も回転検出器の検出部に対する回転板の位置ずれは小さ
く抑えられることとなる。したがって、回転軸をばねの
押付け力によってボールに確実に接触させることができ
るとともに、回転検出器の検出精度の低下を防止できる
ものとなる。

【００１７】請求項３記載の座標入力装置においては、
少なくとも３つの筒部にそれぞれ挿入された支持部材に
よってボールが任意方向に回転自在に支持される。支持
部材の挿入後、スリットを有する筒部をプリント基板の
嵌合孔に嵌合させると、筒部が縮径することによりその
中の支持部材が締付けられてボールと接触する位置に固
定保持される。したがって、接着剤等を用いることなく
ハウジング内への支持部材の固定作業を簡単に行うこと
ができる。また、支持部材を筒部内に挿入する工程とハ
ウジングにプリント基板に取り付ける工程とをハウジン
グに対し同一の側から順番に行うことができるので、座
標入力装置の組立作業性が良くなる。

【００１８】請求項４記載の座標入力装置においては、
支持部材を筒部内に組み込むときに支持部材の方向性を
考慮する必要がなくなるので、その組付性が更に向上す
ることとなる。

【００１９】請求項５記載の座標入力装置においては、
支持部材を保持する筒部を利用して電子機器のケースに
対する座標入力装置の位置決めを行うことができるの
で、座標入力装置のハウジングに位置決め手段を別途設
ける必要がなくなり、ハウジングの構造を簡素化するこ
とができる。

【００２０】

【実施例】以下、図１から図１０までを参照して本発明
の一実施例につき説明する。

【００２１】図１および図２に示すように、座標入力装
置はボール１０と、開口部を有するハウジング１１と、
該ハウジング１１の開口部に着脱可能に取り付けられる
リング状のリテーナ１３とを備えている。ボール１０は
耐摩耗性に優れた樹脂例えばＡＢＳ等で作ることが好ま
しいが、さらに、ボール１０を重くしてその操作性を高
めるために、樹脂層の内部に鉄等比重の大きな材料から
なる球状コアを設けることが好ましい。ハウジング１１
およびリテーナ１３はそれぞれ樹脂例えばＡＢＳ等の一
体モールド成形によって作ることができる。ハウジング
１１の開口部側にはボール１０を収容するボール収容部
１２が形成されている。ハウジング１１のボール収容部
１２に収容されたボール１０の一部はハウジング１１に
取り付けられたリテーナ１３の内孔１４から突出するよ
うになっている。ハウジング１１の開口部と反対側にプ
リント基板１５が取り付けられる。

【００２２】ボール１０はハウジング１１のボール収容
部１２に配置される３つの支持部材１６により任意方向
に回転可能に３点支持される。好ましくは支持部材１６
は球状のルビーボールからなる。ハウジング１１内には
一対の回転軸１７，１８が互いに直角になるように配置
されており、ばね１９によって常時ボール１０に押し付
けられている。したがって、ボール１０の任意方向の回
転に連動して互いに直角な軸線の周りにそれぞれ回転す
ることができる。プリント基板１５には図１および図５
に示す２つの回転検出器２０，２１が取り付けられてお
り、これら回転検出器２０、２１はそれぞれ回転軸１
７，１８の回転量を検出してパルス信号を出力する。し
たがって、これらのパルス信号を計数することにより、
図示しない表示装置の画面上のカーソル位置等を制御す
る位置指示データを生成することができる。

【００２３】次に、支持部材１６の取付構造について詳
細に説明する。図２，図４，図７および図１０から判る
ように、ハウジング１１には各支持部材１６をハウジン
グ１１のプリント基板取付け面側から受け入れてボール
１０と接触する位置に保持する３つの筒部２２が設けら
れている。各筒部２２にはその長手方向に延びるスリッ
ト２２ａが形成されている。したがって、各筒部２２は
拡縮方向に撓み変形可能である。各筒部２２はハウジン
グ１１のボール収納部１２に開口する孔２２ｂを有して
おり、この孔２２ｂは球状支持部材１６の直径よりも小
さい。したがって、支持部材１６の一部が孔２２ｂから
突出してボール１０に接触することができる。一方、図
１０に示すように、プリント基板１５には各筒部２２の
支持部材受入れ側端部と嵌合する嵌合孔１５ａが形成さ
れている。嵌合孔１５ａの内径は筒部２２の外径よりも
僅かに小さい。したがって、筒部２２を嵌合孔１５ａに
嵌合させることにより、筒部２２を縮径方向に撓み変形
させて支持部材１６をボール１０と接触する位置に固定
保持させることができる。したがって、接着剤等を用い
ることなくハウジング１１内への支持部材１６の固定作
業を簡単に行うことができる。また、この実施例では球
状の支持部材１６を用いているので、支持部材１６を筒
部２２内に組み込むときに支持部材１６の方向性を考慮
する必要がなくなる。

【００２４】図７は座標入力装置を電子機器例えばノー
ト型パソコン等のケース２３に組み込んだ状態を示して
いる。同図に示すように、筒部２２はプリント基板１５
の嵌合孔１５ａに嵌合しており、ケース２３に設けられ
た位置決め用の係合部２３ａが筒部２２内に係合してい
る。このように、支持部材１６を収納する筒部２２を利
用して座標入力装置の位置決めを行うことができるの
で、ハウジング１１に別途位置決め手段を設ける必要が
なく、ハウジング１１の構造が簡素化されることとなっ
ている。なお、ケース２３に設ける係合部２３ａは筒部
２２と嵌合する嵌合穴を有するものであってもよい。

【００２５】次に、回転軸１７、１８およびその取付構
造について詳細に説明する。図２および図５に示すよう
に、一方の回転軸１７はシャフト２４とそのほぼ中央部
に取り付けられたローラ部２５と、シャフト２４の一端
近傍に取り付けられた回転板２６とを備えている。ロー
ラ部２５はボール収納部１２に形成された開口１２ａを
介してボール１０と接触可能とされている。他方の回転
軸１８も回転軸１７と同様の構成を有する。この実施例
では、回転板２６は外周にスリットを有する遮光板から
なっており、回転検出器２０，２１は、図１に示すよう
に、光電変換形の検出部２０ａ，２１ａを備えている。
したがって、この実施例では、回転板２６の壁部とスリ
ットが交互に検出部２０ａ，２１ａの光路を横切ること
により、回転板２６の回転量に応じたパルス信号を生成
することができる。

【００２６】ハウジング１１には、ハウジングのプリン
ト基板取付け面側から挿入される回転軸１７，１８をボ
ール１０に対する接離方向に変位可能に支持する軸支持
部が形成されている。図４，図５，図８および図９を参
照すると、一方の回転軸１７を支持する一方の軸支持部
はシャフト２４の回転板取付け側の一端２４ａを受容す
る軸受溝２７と、シャフト２４の他端に当接される当接
壁部２８と、シャフト２４の中間部を支える支持面部２
９とを有しており、軸受溝２７はシャフト２４の上記一
端をプリント基板取付け面側から挿入できるようにプリ
ント基板取付け面側に開放されている。また、当接壁部
２８にはシャフト２４の上記他端がプリント基板取付け
面側に脱落することを防止するためのひさし状突部２８
ａが形成されている。他方の回転軸１８を支持する他方
の軸支持部は上述した一方の軸支持部と同様の構成を有
しており、さらにこの実施例では、両者の当接壁部２８
が一体に形成されている。

【００２７】一方、図１および図５に示すように、回転
検出器２０、２１は回転板２６の近傍で回転軸１，１８
のシャフト２４を挟持する挟持部２０ｂ，２１ｂをそれ
ぞれ備えている。これら挟持部２０ｂ，２１ｂは回転検
出器２０，２１をハウジング１１に取り付けたときにそ
れぞれシャフト２４に係合する。したがって、プリント
基板１５をハウジング１１に取り付けた状態では、回転
軸１７，１８は挟持部２０ｂ，２１ｂを支点としてボー
ル１０に対し接離方向に揺動変位可能となる。

【００２８】さらに、回転軸１７，１８をボール１０側
に付勢するばね１９はハウジング１１に設けられたばね
保持部３０に対しハウジング１１のプリント基板取付け
面側から装着されている。

【００２９】上記構成を有する座標入力装置において
は、ボール支持部材１６、回転軸１７，１８およびばね
１９をハウジング１１のプリント基板取付け面側からハ
ウジング１１内に組み付けることができるので、回転検
出器２０，２１をプリント基板１５に取り付けた後、ハ
ウジング１１を所定の向きに固定したままボール支持部
材１６，回転軸１７，１８，ばね１９およびプリント基
板１５をハウジング１１に対し同一の側から順番に組み
付けることができる。したがって座標入力装置の組立作
業性が良くなる。

【００３０】また、上記構成の座標入力装置において
は、回転軸１７，１８は常時ばね１９によってボール１
０の表面に押し付けられているが、回転軸１７，１８は
回転検出器２０，２１の検出部２０ａ，２１ａと対向す
る回転板２６の近傍でそれぞれ回転検出器２０，２１の
の挟持部２０ｂ，２１ｂにより挟持され、この挟持部２
０ｂ，２１ｂを支点としてボール１０に対し接離方向に
揺動変位可能とされているので、回転軸１７，１８が上
記接離方向に変位しても回転検出器２０，２１の検出部
２０ａ，２１ａに対する回転板２６の位置ずれは小さく
抑えられることとなる。したがって、回転軸１７，１８
をばね１９の押付け力によってボール１０に確実に接触
させることができるとともに、回転検出器２０，２１の
検出精度の低下を防止できるものとなる。

【００３１】以上、図示実施例につき説明したが、本発
明は上記実施例の態様のみに限定されるものではなく、
その構成要素に種々の変更を加えることができる。例え
ば、支持部材は球状のものに限られず、半球状のボール
支持端部を有する棒状体であってもよい。また、筒部を
プリント基板に嵌合させることなく、他の手段例えば筒
部内に圧入する栓等で支持部材を筒部内に固定するよう
に構成しても、前述した本発明の第１の目的は達成でき
る。

【００３２】また、回転軸１７，１８およびばね１９を
ハウジング１１のプリント基板取付け面とは反対側から
組み付けるように構成しても、前述した本発明の第２の
目的は達成できる。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明から明かなように、請求項１
記載の発明によれば、回転検出器をプリント基板に取り
付けた後、ハウジングを固定したままボール支持部材、
回転軸、ばねおよびプリント基板をハウジングに対し同
一の側から順番に組み付けることができる。したがっ
て、組立作業性の良好な座標入力装置を提供できること
となる。

【００３４】また、請求項２記載の発明によれば、回転
軸をばねの押付け力によってボールに確実に接触させる
ことができるとともに、回転検出器の検出精度の低下を
防止できる座標入力装置を提供することができる。

【００３５】さらに、請求項３記載の発明によれば、接
着剤等を用いることなくハウジング内への支持部材の固
定作業を簡単に行うことができるので、ボールの摺動性
を損なうことなく該ボールを支持するための支持部材を
確実にハウジングに取り付けることができ、しかも、高
価な設備を要することなく、支持部材の組付け作業を迅
速且つ容易に行うことができる座標入力装置を提供する
ことができる。

【００３６】さらに、請求項４記載の発明によれば、支
持部材を筒部内に組み込むときに支持部材の方向性を考
慮する必要がなくなるので、支持部材の組付作業性が更
に向上することとなる。

【００３７】さらに、請求項５記載の発明によれば、座
標入力装置のハウジングに位置決め手段を別途設ける必
要がなくなり、ハウジングの構造を簡素化しつつ電子機
器のケース内に位置決め可能な座標入力装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す座標入力装置の一部
分解斜視図。

【図２】図１に示す座標入力装置のハウジングをプリ
ント基板取付け面側から見た斜視図。

【図３】図１に示すハウジングの平面図。

【図４】図１に示すハウジングの底面図。

【図５】図１に示す座標入力装置の図３中５−５線に
沿った断面図。

【図６】図１に示す座標入力装置の図３中６−６線に
沿った断面図。

【図７】図１に示す座標入力装置を電子機器のケース
に組み込んだ状態を示す図３中７−７線に沿った断面
図。

【図８】図１に示すハウジングの図３中８−８線に沿
った断面図。

【図９】図１に示すハウジングの図３中９−９線に沿
った断面図。

【図１０】図１に示すハウジングの筒部の拡大断面
図。

【図１１】従来の座標入力装置におけるボール支持部
材取付構造を示す要部平面図。

【符号の説明】

１０…ボール、１１…ハウジング、１２…ボール収容部、１３…リテーナ、１５…プリント基板、１５ａ…嵌合孔、１６…球状支持部材、１７，１８…回転軸、１９…ばね、２０，２１…回転検出器、２０ａ，２１ａ…検出部、２０ｂ，２１ｂ…挟持部、２２…筒部、２２ａ…スリット、２３…ケース、２３ａ…位置決め用係合部、２４…シャフト、２５…ローラ部、２６…回転板、２７…軸受溝、２８…当接壁部、２９…支持面部、３０…ばね保持部。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】開口を有するハウジングと、前記ハウジ
ング内に任意方向に回転自在に収納され一部が前記開口
より突出するボールと、前記ハウジング内に互いに直角
となるように配置され、前記ボールの回転に連動して回
転する一対の回転軸と、各回転軸を前記ボール側に付勢
するばねと、各回転軸の回転量を検出する回転検出器
と、前記ハウジングと前記回転検出器を取り付けるプリ
ント基板とを備え、前記ボールの任意方向の回転に応じ
て画面上のカーソル位置等を制御する座標入力装置にお
いて、前記ハウジングには、前記ボールを支持するための少な
くとも３つの支持部材の各々をハウジングのプリント基
板取付け面側から受け入れて前記ボールと接触する位置
に保持する少なくとも３つの筒部と、前記ハウジングの
プリント基板取付け面側から挿入される前記回転軸を前
記ボールに対する接離方向に変位可能に支持する軸支持
部と、前記ハウジングのプリント基板取付け面側から挿
入される前記ばねを保持するばね保持部とを設けたこと
を特徴とする座標入力装置。
【請求項２】請求項１記載の座標入力装置において、
前記回転軸は前記回転検出器の検出部と対向する回転板
を備え、前記回転検出器は前記回転板の近傍で前記回転
軸を挟持する挟持部を備え、前記回転軸は前記挟持部を
支点として前記ボールに対し接離方向に揺動変位可能で
あることを特徴とする座標入力装置。
【請求項３】開口を有するハウジングと、前記ハウジ
ング内に任意方向に回転自在に収納され一部が前記開口
より突出するボールと、前記ハウジング内に互いに直角
となるように配置され、前記ボールの回転に連動して回
転する一対の回転軸と、各回転軸の回転量を検出する回
転検出器と、前記ハウジングと前記回転検出器を取り付
けるプリント基板とを備え、前記ボールの任意方向の回
転に応じて画面上のカーソル位置等を制御する座標入力
装置において、前記ハウジングに、前記ボールを支持するための少なく
とも３つの支持部材の各々をハウジングのプリント基板
取付け面側から受け入れて前記ボールと接触する位置に
保持する少なくとも３つの筒部を設け、各筒部にその長手方向に延びるスリットを設け、前記プリント基板には各筒部と嵌合する嵌合孔を設け、
前記筒部を前記嵌合孔に嵌合させることにより、前記支
持部材を前記筒部内に固定保持したことを特徴とする座
標入力装置。
【請求項４】請求項３記載の座標入力装置において、
前記支持部材が球状であることを特徴とする座標入力装
置。
【請求項５】請求項３記載の座標入力装置において、
前記筒部のボール受入れ側端部は、座標入力装置を組み
込む電子機器のケースに形成される位置決め用係合部と
係合するようになっていることを特徴とする座標入力装
置。