JP3109163U - 磁性揺動計量制御器及びその位置回復機構 - Google Patents

Abstract

【課題】 横方向の計量制御にスイッチを採用しないことで、従来品の欠点を排除し、制御主体構造の体積を縮小すると共に、制御機構を電子作動に変えることで、大幅に操作上の品質を向上し、材料費と製造コストを抑え、さらに位置回復機構に弾力棒を用い、揺動棒が上下左右どの方向へ偏動しても、該弾力棒により元の位置へ牽引することができ、より信頼性及び正確性の高い位置回復機能が得られる、磁性揺動計量制御器及びその位置回復機構の提供。
【解決手段】 搖動変位動作で永久磁石を変位させ磁場変化を発生し、センサでその磁場信号変化データを取り込み、計量制御機能を得る磁性揺動計量制御器であって、ホイール機構、軸座体、揺動棒、永久磁石、ホールセンサ及び位置回復機構から構成され、そのうち、該位置回復機構の弾力棒が固定柱に固定され、且つ、該固定柱に設けた導引槽から延伸されて該揺動棒に真っ直ぐに穿通され、該揺動棒に対し牽引作用を形成する。
【選択図】 図１

Description

本考案は、磁性揺動計量制御器及びその位置回復機構に関し、特に、従来の計量制御器における左右方向の制御構造と位置回復構造を革新し、搖動方式で永久磁石を変位させることにより磁場変化信号を発生させ、該変化信号を取り込んで計量制御力を形成する、磁性揺動計量制御器及びその位置回復機構に関する。

現在最良且つ最先端のマウスの構造設計は、図１０に示すように、そのうちのホイール機構A２は、ホイール内に電子回路板及びセンサ（光学式の光グレーティング原理）を組み合わせて構成され、正方向または反方向の回転を経て回転ベクトル計量を制御するものである。該設計の訴求するところの左右の横方向計量制御は、左方向または右方向に偏動する方式で左右のマイクロスイッチに接触させ制御するしくみであるが、図から分かるように、このようなマウスA１の基材機構上のホイール機構Ａ２は、フレームＡ３の左右方向の外側にそれぞれ制御押圧棒Ａ４が左右に設けられたマイクロスイッチＡ５に対応して延出され、ホイール機構Ａ２が左方向に偏動すると、右側の押圧棒が偏向移動して右壁上のマイクロスイッチＡ５に接触し、ホイール機構Ａ２が右方向に偏動すると、左側の押圧棒が同様に偏向移動して左壁上のスイッチＡ５に接触するという構造と偏向位置関係により、従来のマウスにおける左右方向の横方向計量機能を得るというものである。

次に、前述のマウスA１の位置回復構造は、クリップ片A６を利用し、その原理は、該クリップ片A６及び中央の制限片Ａ６１両者の組み合わせにより形成される挟持力で位置回復を行うものである。これにより、ホイール機構A２が外力を受け左右方向へ揺動するとき、元の位置を回復する力源と機能が提供される。また、ホイール機構A２が外力を受け下方向へ押圧移動されたときの位置回復機能においては、別途バネを設置し上下方向の位置回復機能を得る必要がある。つまり、従来のマウスA１は、左右及び上下方向の位置回復構造において、２種類の異なる位置回復部品（クリップ片及びバネ）を利用し、左右方向と上下方向の位置回復機能をそれぞれ得る必要がある。

前述の従来のマウスにおける左右方向の揺動計量制御及び位置回復構造をみると、このような計量構造及び設計方法には、以下のような多くの欠点があることが分かる。
１．前述の従来の揺動計量制御構造は、マイクロスイッチを採用した設計であるが、マイクロスイッチの作動制御には作動の隙間、作動敏感性及び使用寿命の問題が依然としてある。
２．第1点を受け、従来の揺動計量制御構造は、マイクロスイッチを採用した設計であるため、操作実施時においてマイクロスイッチを作動させるために比較的大きな操作力を必要とし、操作上手に不快感を与えることがあるため、この問題はこのような設計のものが多くの批評と挑戦を受ける原因になっている。
３．従来の揺動計量制御構造は、マイクロスイッチをその制御主体としており、マイクロスイッチは機械的な使用寿命の問題があるため、マイクロスイッチのうちの１つに故障が発生したり、使用による磨耗で操作上の不良が発生したりした場合、操作上の問題となり、さらには操作ができなくなることもあり、製品の使用寿命が短縮される結果となる。
４．従来の揺動計量制御構造の設計は複雑且つ精密であり、小型のマイクロスイッチをその制御主体としているため、小型スイッチの使用がコスト高になるだけでなく、組立て作業にも時間と労力がかかるため、材料費及び製造コストが必然的に高くなってしまう。
５．従来の揺動計量制御構造はマイクロスイッチをその制御主体として用いているため、その揺動構造において左右両側に一対の押圧棒を延出することで左右に設けたマイクロスイッチの制御を行う必要があり、このため、構造上の体積増大を招き、小型のマウス装置への応用は非常に困難である。
６．従来の揺動計量制御構造の位置回復機構は、弾性クリップ片によるものであるが、最小のクリップ片を使用したとしても、その挟持弾力が大きすぎる傾向があり、操作実施時に比較的大きな力を必要とする。このため、操作上の不快感を与えるだけでなく、容易に疲労を感じさせ、さらには人体に対し傷害を与える可能性もあるため、考慮が必要である。
７．従来の揺動計量制御構造の位置回復機構は、弾性クリップ片とバネを左右方向及び上下方向の位置回復機能形成にそれぞれ用いる必要があり、部品が煩雑でコスト高になるだけでなく、組立てにおいても人工組立てコストがかさみ、製品価格の競争力が失われる。

前述の問題に鑑みて、本考案の目的は、左右方向の計量制御に小型スイッチを採用しないことで、スイッチの使用に起因する作動上の問題や使用寿命の短さ、コスト高等の欠点を排除し、制御主体構造の体積を縮小すると共に、制御機構を電子作動へと変えることで、大幅に操作上の品質を向上し、材料費と製造コストを抑え、さらに位置回復機構に弾力棒を用い、揺動棒が上下左右どの方向へ偏動しても、該弾力棒により元の位置へ牽引することができ、操作時に手に感じる力がより均一となるだけでなく、より信頼性及び正確性の高い位置回復機能が得られる、磁性揺動計量制御器及びその位置回復機構を提供することにある。

本考案の磁性揺動計量制御器及びその位置回復機構は、左右方向の計量制御に応用され、搖動変位動作で永久磁石を変位させ磁場変化を発生し、センサでその磁場信号変化データを取り込み、計量制御機能を得る磁性揺動計量制御器であって、ホイール機構、軸座体、揺動棒、永久磁石、ホールセンサ及び位置回復機構から構成され、そのうち、該位置回復機構が弾力棒を固定柱に巻きつけ固定され、且つ、該固定柱に設けた導引槽から延伸されて該揺動棒に真っ直ぐに穿通され、該揺動棒に対し牽引作用を形成することを特徴とする。

本考案の利点は以下の通りである。
１．本考案で実施する揺動制御は、永久磁石とホールセンサにより従来のスイッチに取って代わるため、制御機構を機械作動から電子作動へと変えることで、スイッチの使用寿命の問題がなく、大幅に操作上の品質を向上できると共に、材料費と製造コストを抑えることができる。
２．本考案で実施する揺動制御は、磁場信号を主体としており、左右両側のスイッチが占める空間を省くことができるため、大幅に構造そのものの体積を縮小できる。このため、小型のマウスや、各種異なるサイズのマウス装置内に簡単に応用することができる。
３．本考案で実施する揺動制御は、磁場信号を主体としており、その磁場信号の変化は、揺動に伴い同時に発生し、該信号がマイクロプロセッサのプログラム演算を経て処理されるため、揺動の敏感度を調整・設定することができ、制御機能を調整することができる。
４．本考案で実施する揺動制御は、スイッチ作動無しの電子方式で実施され、その制御の揺動敏感度は使用者の設定により調整可能であるため、使用者のさまざまな操作習慣を満足させることができる。
５．本考案は永久磁石の磁場を信号発生装置としており、磁場信号は安定性が高く、且つ外界のノイズの干渉を受けにくいため、操作上の安定性と信頼性、正確性が高い。
６．本考案の位置回復機構は、弾力棒の貫通のみで揺動棒を牽制しており、つまり、弾力棒が常に揺動棒と一致した動作を形成し、元の位置を回復する力の源となっている。このため、揺動棒が上下左右どの方向へ偏動しても、該弾力棒により元の位置へ牽引されて戻り、操作時に手に感じる力はより均一となり、且つ、その位置回復機能は信頼でき、正確である。
７．本考案の位置回復機構は、弾力棒を揺動棒に貫通させホイール機構全体を牽制する方法であり、ホイール機構に下方に設置されたマイクロスイッチの押圧制御と自動位置回復機能を可能にしているため、本考案の弾力棒には２つの動作効果があり、部品の簡素化とコストの抑制ができるだけでなく、特に、本考案の弾力棒は縦方向及び横方向の位置回復という目的を達することができる。
８．上述の利点により、本考案の構造設計は、現在の電子製造技術と組み合わせ、関連部品の体積及びサイズを必要な応用状況に応じて調整でき、現在の各種計量及び制御が必要な情報製品に対応することができることが、本考案の最大の利点である。

図１に示すように、本考案は、左右の横方向計量制御に対して用いるものであるため、その運用標的上は制限がない。言い換えれば、全体の構造は、搖動動作により永久磁石を位置移動させることで磁場変化信号を発生し、さらに該信号データを取り込むことで計量制御機能を得ることを最終的な原則及び目的としている。

本考案は、ホイール機構１、軸座体２、揺動棒３、永久磁石４及びホールセンサ５及び位置回復機構６から構成される。そのうち、該ホイール機構１は、ホイールと電子回路板及びセンサ部品を組み合わせて構成され、正方向または反方向の回転により計量操作及び制御を行う（該機構は本考案の訴求するところでないため、ここでは説明を省略する）。該ホイール機構１の前後方向にはそれぞれ軸部１１が設けられ、該軸部１１をその前後にそれぞれ設けた軸座体２の軸挿入槽２１内に跨置して軸支し、ホイール機構１全体を左右方向に制御することで、左右の揺動機能が得られる。

図２、図４に示すように、前述の揺動棒３は、該軸部１１から延設され、さらに下方に揺動体３１を備え、該揺動体３１の内側にさらに永久磁石４を収納設置できる収納槽３１１を形成し、該収納槽３１１内で永久磁石４が揺動棒３に伴い同時に左右方向に揺動される。この動作特性により、該永久磁石４に揺れ動く動作機能を発生させ、その揺動動作に伴い、該永久磁石４を変位させて磁場変化を発生させ、該永久磁石４下方に設けたホールセンサ５に左右方向の磁場変化信号データを取り込ませ、左右方向の制御を行う。

図２に示すように、該揺動棒３の軸部１１は、内部に窪んだ状態を呈する凹み槽１１１を備え、その窪みの凹みの距離は、ホイール機構１が下方向に押圧制御する距離に等しく、且つ、この押圧制御操作は、図３に示すように、同時にホイール機構１下方に設けたマイクロスイッチ１１２に接触・押圧を行う。

図１に示すように、位置回復機構６は、弾力棒６０を固定柱６１に巻きつけ位置決めした後、固定柱６１の導引槽６２から延出される。この適当な長さに延伸された弾力棒６０は、揺動棒３に対し真っ直ぐに穿通されて牽制作用を形成し、該弾力棒６０は揺動棒３の揺れに伴い同時に揺動する。図６、図７に示すように、該弾力棒６０は正常な状態下において、常にちょうど中心の位置に位置し、該弾力棒６０に各方向からの外力がかかるとき、即ち該揺動棒３が左右に揺動するとき、そのものの弾性機能により自動的に元の位置に戻る。また、ホイール機構１の押圧に対する位置回復機能については、該弾力棒６０は施力方向の制限を受けないため、同様にホイール機構１全体に対し上方向に位置を回復する動作を行い、ホイール機構１が外力を受け下方向に押圧されると、図３に示すように、該弾力棒６０により位置回復機能が得られる。

図５に示すように、該弾力棒６０の形態設計は、延出され弾性棒体部分に緩衝部６０１を加えた設計とすることができ、位置回復時の力をより円滑且つ安定させることができる。

図８、図９に示すように、本考案は永久磁石４とホールセンサ５の実施おいて、2つの実施例を代表として説明する。そのうち１つは、図８に示すように、永久磁石４の磁極を横方向にＮ極、Ｓ極と並べて配置し、該永久磁石４下方には単一のホールセンサ５を設置し、該永久磁石４の搖動動作により発生する磁場変化信号を該ホールセンサ５が取り込む実施方法であり、その出力信号波形図を図８に示す。波形図において線形区域内に位置する信号が最良の変位ベクトルの判断信号となり、非線形区域内の信号は、最良の変位ベクトルの判断信号ではないが、最大変位方向の判断信号として用いることができる。波形図に示す揺動偏量は、揺動の線形角度変化判断信号とすることができ、最良の制御機能が形成される。

図９に示すように、永久磁石４とホールセンサの別の実施例は、永久磁石４の磁極を上がＳ極、下がＮ極（または上がＮ極、下がＳ極）と垂直方向に並べて配置し、さらに該永久磁石４の下方に2組のホールセンサ５を対応させて配置し、同様に永久磁石４の搖動動作により発生した磁場変化信号を該2組のホールセンサ５が取り込むものであり、その出力信号波形図を図９に示す。波形図における２組のホールセンサ５の出力信号は、変位ベクトルの判断信号とすることができ、波形図上の揺動偏量は、揺動角度の判断信号とすることができ、同様に最良の制御機能が形成される。

本考案の最良の実施例を示す立体外観斜視図である。 本考案の揺動棒の構造を示す立体斜視図である。 本考案の全体構造及び動作を示す側面図である。 本考案の全体構造及び動作を示す前面図である。 本考案の弾力棒の異なる実施例を示す平面図である。 本考案の揺動棒が右方向に揺動する動作を示す模式図である。 本考案の揺動棒が左方向に揺動する動作を示す模式図である。 本考案の永久磁石とホールセンサの実施例１を示す模式図及び磁場信号波形図である。 本考案の永久磁石とホールセンサの実施例２を示す模式図及び磁場信号波形図である。 従来の計量制御器の左右制御構造と動作を示す平面図である。

符号の説明

１ ホイール制御機構
１１ 軸部
１１１ 凹み槽
１１２ マイクロスイッチ
２ 軸座体
２１ 軸挿入槽
３ 揺動棒
３１ 揺動体
３１１ 収納槽
４ 永久磁石
５ ホールセンサ
６ 位置回復機構
６０ 弾力棒
６０１ 緩衝部
６１ 固定柱
６２ 導引槽

Claims (6)

1. 左右方向の計量制御に応用され、搖動変位動作で永久磁石を変位させ磁場変化を発生し、センサでその磁場信号変化データを取り込み、計量制御機能を得る磁性揺動計量制御器であって、ホイール機構、軸座体、揺動棒、永久磁石、ホールセンサ及び位置回復機構から構成され、そのうち、該位置回復機構が弾力棒を固定柱に巻きつけて固定し、且つ、該固定柱に設けた導引槽から該弾力棒が延伸されて該揺動棒に真っ直ぐに穿通され、該揺動棒に対し牽引作用を形成することを特徴とした、磁性揺動計量制御器とその位置回復機構。
2. 前記のうち、該ホイール機構の前後方向に軸部を設け、該軸部は内部に窪んだ状態を呈する凹み槽を備え、その窪みの凹みの距離は、ホイール機構が下方向に押圧制御する距離に等しく、この押圧制御操作は同時にホイール機構下方に設けたマイクロスイッチに接触・押圧を行い、さらに、該ホイール機構の位置回復が前記弾力棒により牽制されることを特徴とした、請求項１に記載の磁性揺動計量制御器とその位置回復機構。
3. 前記のうち、該揺動棒の下方に揺動体を設け、該揺動体の内側にさらに永久磁石を収納設置できる収納槽を形成し、ホイール制御機構の左右の揺動により、同時に該永久磁石を揺動させて磁場変化を発生させ、該永久磁石下方に設けたホールセンサにより左右方向の磁場変化信号データを取り込み、左右方向の制御機能を得ることを特徴とした、請求項１に記載の磁性揺動計量制御器とその位置回復機構。
4. 前記のうち、該永久磁石とホールセンサの実施において、永久磁石の磁極を横方向にＮ極、Ｓ極と並べて配置し、下方に単一のホールセンサを設置した、請求項１に記載の磁性揺動計量制御器とその位置回復機構。
5. 前記のうち、該永久磁石とホールセンサの実施において、永久磁石の磁極を上下に並べて配置し、上層をＳ極、下層をＮ極、または上層をＮ極、下層をＳ極とし、該永久磁石の下方に２組のホールセンサを対応して並べ配置した、請求項１に記載の磁性揺動計量制御器とその位置回復機構。
6. 前記のうち、該弾力棒が延伸された弾性棒体部分にさらに緩衝部を加えて成る、請求項１に記載の磁性揺動計量制御器とその位置回復機構。

Images