JPH04151716A - Track ball device - Google Patents

Track ball device

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Publication number
JPH04151716A
JPH04151716A JP2251368A JP25136890A JPH04151716A JP H04151716 A JPH04151716 A JP H04151716A JP 2251368 A JP2251368 A JP 2251368A JP 25136890 A JP25136890 A JP 25136890A JP H04151716 A JPH04151716 A JP H04151716A
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JP
Japan
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ball
rotation
rotating shaft
view
base
Prior art date
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Pending
Application number
JP2251368A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiro Akiyama
秋山 俊郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH04151716A publication Critical patent/JPH04151716A/en
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Abstract

PURPOSE:To simplify the construction of a bearing by providing a supporting device which supports a ball at least at three points, and a biasing device which elastically biases a rotary shaft connected with the ball supported by the supporting device. CONSTITUTION:This device is equipped with a supporting device 50 which supports a ball 20 at least at three points, and a biasing device 60 which elastically biases a rotary shaft 30 connected with the ball 20 supported by the supporting device 50. That is, the supporting device 50 which supports the ball 20 is provided separately from the rotary shaft 30, the rotary shaft 30 has an function which only detects the rotational amount and direction of the ball 20, and the ball 20 is not supported by the rotary shaft 30. Thus, the construction of the bearing is simplified.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、例えは、ビデオゲームにおけるビデオデイス
プレィのカーソルの動きを制御するトラックボール装置
に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a trackball device for controlling the movement of a cursor on a video display, for example in a video game.

[従来の技術] 従来のこの種の装置を第15図〜第18図を参照しなが
ら説明する。尚、各図中、第15図は例えば特開昭58
−149538号公報に示された従来のトラックボール
装置におけるハウジングのうちカバーを取除いた状態を
示す平面図、第16図は第15図のXVI−XVI線方
向の断面図、第17図は第15図のXVII−XVII
線方向の断面図、第18図は第15図のXV III 
−XV III線方向の断面図である。
[Prior Art] A conventional device of this type will be described with reference to FIGS. 15 to 18. In addition, among the figures, Fig. 15 is, for example, a Japanese Patent Application Laid-Open No. 1983
A plan view showing the housing of the conventional trackball device disclosed in Japanese Patent No. 149538 with the cover removed, FIG. 16 is a sectional view taken along the line XVI-XVI of FIG. 15, and FIG. Figure 15 XVII-XVII
Linear cross-sectional view, Figure 18 is XV III of Figure 15
It is a sectional view in the direction of line -XV III.

従来のトラックボール装置は、第15図、第16図に示
す如く、ベース(11)及びカバー(12)からなるハ
ウジング(10)内に回転自在に収納されたボール(2
0)と、該ボール(20)に対して互いに直交する二方
向から接触して該ボール(20)の回転を検出する回転
軸(30)、 (30)とを備えて構成されている。そ
して、上記ボール(20)は、第17図に示す如く、カ
バー(12)の開口部(12A)からその一部を突出さ
せている。また、上記トラックボール装置には、上記回
転軸(30)、  (30)の他に、上記ボール(20
)に接触するホイール(40)が配設され、これらの回
転軸(30)、  (30)及びホイール(40)によ
ってボール(20)を回転自在に支持している。そして
、これら3つの接触点は、二等辺三角形を形成するよう
に位置している。
As shown in FIGS. 15 and 16, a conventional trackball device includes a ball (2) rotatably housed in a housing (10) consisting of a base (11) and a cover (12).
0), and rotating shafts (30), (30) that contact the ball (20) from two directions orthogonal to each other to detect the rotation of the ball (20). As shown in FIG. 17, the ball (20) partially protrudes from the opening (12A) of the cover (12). In addition to the rotating shafts (30), (30), the trackball device also includes the balls (20).
) is disposed, and the ball (20) is rotatably supported by these rotating shafts (30), (30) and the wheel (40). These three contact points are located so as to form an isosceles triangle.

而して、上記回転軸(30)は、第1図からも明らかな
ように同一構成を有している。従って、一方の回転軸(
30)についてのみ説明すると、該回転軸(30)は、
中心軸(31)と該中心軸(31)を被覆するシェル(
32)とを備え、該シェル(32)が上記ボール(20
)に接触している。また、上記中心@(31)の両端(
31A) 、 (31B)は、それぞれ軸受(33)、
  (33)によって上記回転軸(30)を回転自在に
軸支されている。そして、各軸受(33)、  (33
)は、それぞれベース(11)の底面に突設した保持突
起(IIA) 、 (IIA)の各凹部に収納されたコ
イルバネ(33^) 、 (33A)によって弾力的に
支承されている。
As is clear from FIG. 1, the rotating shafts (30) have the same configuration. Therefore, one rotation axis (
30), the rotating shaft (30) is
a central shaft (31) and a shell (
32), and the shell (32) is equipped with the ball (20).
) is in contact with. Also, both ends of the above center @ (31) (
31A) and (31B) are bearings (33), respectively
(33) rotatably supports the rotating shaft (30). And each bearing (33), (33
) are elastically supported by coil springs (33^) and (33A) housed in respective recesses of holding protrusions (IIA) and (IIA) protruding from the bottom surface of the base (11), respectively.

また、上記中心軸(31)の一端(31八)の延長端(
31C) にはコードホイール(34)が固定されてい
る。そして、該コートホイール(34)の周縁部には、
周方向等間隔に矩形状のスリット(図示せず)が形成さ
れている。更に、上記ベース(11)の側壁には、上記
コートホイール(34)の周縁を隙間を隔てて挟む透過
型光結合器(35)か配設されている。該透過型光結合
器(35)は、上記コートホイール(34)を挟む位置
に対向させて配設された発光素子と受光素子(共に図示
せず)とで上記スリットを透過する光を間欠的に検出す
ることによりて、上記回転軸(30)の回転数を検出す
るようになされている。 また、上記ボール(20)を
支持する上記ホイール(40)は、第15図、第17図
及び第18図に示す如く、軸(41)と軸受(42)と
を備え、該軸(41)の両端(41A) 、 (41B
)において上記ベース(11)の底面に突設された保持
突起CIIB) 、 CIIB)によフて回転自在に支
承されている。
In addition, the extension end (
31C) has a code wheel (34) fixed thereto. And, on the periphery of the coat wheel (34),
Rectangular slits (not shown) are formed at equal intervals in the circumferential direction. Furthermore, a transmission type optical coupler (35) is disposed on the side wall of the base (11), which sandwiches the periphery of the coat wheel (34) with a gap therebetween. The transmission type optical coupler (35) uses a light emitting element and a light receiving element (both not shown), which are arranged to face each other across the coat wheel (34), to intermittently transmit the light that passes through the slit. The number of rotations of the rotating shaft (30) is detected by detecting the rotation speed of the rotating shaft (30). The wheel (40) that supports the ball (20) includes a shaft (41) and a bearing (42), as shown in FIGS. 15, 17, and 18. Both ends (41A), (41B
) is rotatably supported by holding protrusions CIIB) and CIIB) protruding from the bottom surface of the base (11).

次に動作について説明する。Next, the operation will be explained.

従来のトラックボール装置は、上述の如く構成されてい
るため、オペレータは、ハウジング(10)におけるカ
バー(12)の開口部(12A)から突出したボール(
20)の一部を手によって回転操作することかできる。
Since the conventional trackball device is configured as described above, the operator can watch the ball (
20) can be rotated by hand.

ボール(20)が回転すると、ボール(20)に接触し
た回転軸(30)、  (30)がボール(20)の回
転及び回転方向に応した分力だけ回転し、この回転に従
ってそれぞれのコードホイール(34)、  (34)
が回転する。コードホイール(34)、  (34)が
それぞれ回転すると透過型光結合器(35)、  (3
5)それぞれの発光素子からの光がコードホイール(3
4)、  (34)のスリットを間欠的に透過し、この
透過光を受光素子によフて検出し、電気角で90°位相
のずれた2相信号として、透過型光結合器(35)、 
(35)がそれぞれ出力して、回転軸(30)、  (
30)それぞれの回転量及び回転方向を検出する。
When the ball (20) rotates, the rotating shafts (30), (30) in contact with the ball (20) rotate by a force corresponding to the rotation and direction of the ball (20), and the respective code wheels rotate according to this rotation. (34), (34)
rotates. When the code wheels (34), (34) rotate, the transmission type optical couplers (35), (3
5) The light from each light emitting element passes through the code wheel (3
4), (34) is intermittently transmitted through the slit, this transmitted light is detected by a light receiving element, and is converted into a two-phase signal with a phase shift of 90 degrees in electrical angle to a transmission type optical coupler (35). ,
(35) respectively output the rotating shafts (30), (
30) Detect each rotation amount and rotation direction.

尚、ボール(20)の仕上寸法に誤差があフてカバー(
12)の開口部(12A)の内縁面に当接しても、ボー
ル(20)をハウジング(10)内に押し、更に回転軸
(30)、  (30)をコイルバネ(33A) 、 
(33A)の弾力に抗して押し込むため、ボール(20
)と開口部(12A)の内縁面との間に隙間が生じ、ボ
ール(20)は円滑に回転する。
In addition, due to an error in the finished dimensions of the ball (20), the cover (
12), the ball (20) is pushed into the housing (10), and the rotation shaft (30), (30) is pressed against the coil spring (33A),
(33A) to push against the elasticity of the ball (20A).
) and the inner edge surface of the opening (12A), and the ball (20) rotates smoothly.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

従来のトラックボール装置は、以上のように構成されて
いるため、ボール(20)の回転を検出する2木の回転
軸(30) 、  (30)は、ボール(20)の自重
及び手または指によフて加えられる荷重を支承すると共
に、ボールの回転に伴い滑らかに回転する必要かあり、
また、回転軸(30) 、  (30)を支承するそれ
ぞれの軸受(33)、  (33)にはローラ軸受若し
くはポール軸受など高価な軸受部材が必要とされ、更に
また、これらの軸受を小型化するにも限界があって、装
置全体を小型化することか困難であるなとの課題があっ
た。
Since the conventional trackball device is configured as described above, the two rotating shafts (30), (30) that detect the rotation of the ball (20) are connected to the weight of the ball (20) and the hand or finger. In addition to supporting the load applied by the ball, it also needs to rotate smoothly as the ball rotates.
In addition, expensive bearing members such as roller bearings or pole bearings are required for the respective bearings (33) and (33) that support the rotating shafts (30) and (30), and furthermore, these bearings are required to be miniaturized. However, there are limits to how much it can be used, and it is difficult to miniaturize the entire device.

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、高
価な軸受部材を使用することなく、またパーソナルコン
ピュータ等のキーボードに搭載可能な小型のトラックボ
ール装置を得ることを目的としている。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a small trackball device that can be mounted on a keyboard of a personal computer or the like without using an expensive bearing member.

(課題を解決するための手段〕 本発明のトラックボール装置は、ハウジングの開口部か
ら一部を突出させて該ハウジング内に回転自在に収納さ
れたボールと、該ボールに対して互いに直交する二方向
から接触して該ボールの回転を検出する回転軸とを備え
、上記ボールの回転量及び回転方向に応じた位置制御信
号を得るトラックボール装置において、上記ボールを少
なくとも3点て支承する支承装置と、該支承装置によっ
て支承されたボールに接触する上記回転軸を弾力的に偏
倚させる偏倚装置とを備えて構成されたものである。
(Means for Solving the Problems) The trackball device of the present invention includes a ball that is rotatably housed in the housing with a portion protruding from the opening of the housing, and two balls that are perpendicular to each other with respect to the ball. A trackball device comprising a rotation shaft that detects the rotation of the ball by coming into contact with it from a direction, and obtains a position control signal according to the amount and direction of rotation of the ball, wherein the support device supports the ball at at least three points. and a biasing device that elastically biases the rotating shaft that contacts the ball supported by the bearing device.

[作用] 本発明によれば、支承装置によフてボールに対する荷重
を受け、また、偏倚装置によってボールの回転に従フて
回転する回転軸をボールの偏倚に即して弾力的に偏倚さ
せなからボールの回転量及び回転方向を検出することが
できる。
[Operation] According to the present invention, the bearing device receives the load on the ball, and the biasing device elastically biases the rotating shaft that rotates according to the rotation of the ball in accordance with the bias of the ball. Therefore, the amount and direction of rotation of the ball can be detected.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明のトラックボール装置の実施例を第1図〜
第14図に基づいて説明する。尚、各図中、第1図は本
発明のトラックボルル装置の第1の実施例をカバーとボ
ールを取り除いて示す平面図、第2図は第1図のII 
−II線方向の断面図、第3図(a) 、 (b)はそ
れぞれ第1図のトラックボール装置の反射型光結合器(
フォトリフレクタ−)の取付構造を示す図で、同図(a
)はその側面図、同図(b)は後方より見た正面図、第
4図は第1図のトラックボール装置の偏倚装置の構造を
示す断面図、第5図(a) 、 (b)はそれぞれ第4
図の偏倚装置のベースの構造を示す図で、同図(a)は
その平面図、同図(b)はその側面図、第6図(a) 
、 (b)はそれぞれ第1図のトラックボール装置の押
さえ板(27)を示す図で、同図(a)はその平面図、
同図(b)はその側面図、第7図(a) 、 (b)は
それぞれ第1図のトラックボール装置のカバーを示す図
で、同図(a)はその裏面の平面図、同図(b)はその
側面図、第8図は本発明の第2の実施例を示す第1図相
当図、第9図は第8図のIX−IX線方向の断面図、第
10図は本発明の第3の実施例における偏倚装置を示す
第4図相当図、第11図(a) 、 (b)はそれぞれ
第10図に示す偏倚装置のベースの構造を示す第5図(
a) 、 (b)相当図、第12図(a) 、 (b)
はそれぞれ本発明の第3の実施例における押さえ板を示
す第6図(a) 、 (b)相当図、第13図(a) 
、 (b)はそれぞれ第3の実施例のトラックボール装
置におけるボールの水平方向と垂直方向の偏倚に対する
回転軸の移′#J量の関係を示す説明図、第14図(a
) 、 (b)はそれぞれ第1の実施例のトラックボー
ル装置におけるボールと回転軸の関係を示す第13図(
a)(b)相当図である。
Embodiments of the trackball device of the present invention will be described below with reference to FIGS.
This will be explained based on FIG. 14. In each figure, FIG. 1 is a plan view showing the first embodiment of the track ball device of the present invention with the cover and balls removed, and FIG. 2 is a plan view showing II of FIG. 1.
3(a) and 3(b) are cross-sectional views taken in the direction of the -II line, respectively, of the reflective optical coupler (
(a) is a diagram showing the mounting structure of the photoreflector.
) is a side view thereof, FIG. 4(b) is a front view seen from the rear, FIG. 4 is a sectional view showing the structure of the biasing device of the trackball device in FIG. 1, and FIGS. 5(a) and (b). are the fourth
6(a) is a plan view, FIG. 6(b) is a side view, and FIG. 6(a) is a diagram showing the structure of the base of the biasing device shown in FIG.
, (b) are views showing the holding plate (27) of the trackball device shown in FIG. 1, and (a) is a plan view thereof,
7(b) is a side view thereof, FIGS. 7(a) and 7(b) are views showing the cover of the trackball device shown in FIG. 1, and FIG. 7(a) is a plan view of the back side thereof, and FIG. (b) is a side view thereof, FIG. 8 is a view corresponding to FIG. 1 showing the second embodiment of the present invention, FIG. 9 is a sectional view taken along line IX-IX in FIG. 4, which shows the biasing device in the third embodiment of the invention, and FIGS. 11(a) and 11(b) are respectively equivalent to FIG.
a), (b) Equivalent diagram, Fig. 12 (a), (b)
6(a) and 13(b) are corresponding views showing the holding plate in the third embodiment of the present invention, and FIG. 13(a), respectively.
, (b) are explanatory diagrams showing the relationship between the horizontal and vertical deflections of the ball in the trackball device of the third embodiment and the amount of movement of the rotational axis '#J, respectively, and FIG.
) and (b) respectively show the relationship between the ball and the rotating shaft in the trackball device of the first embodiment.
a) and (b) are equivalent views.

本実施例のトラックボール装置は、第1図、第2図に示
す如く、ハウジング(10)の開口部(12A)から一
部に突出させて該ハウジング(10)内に回転自在に収
納されたボール(20)と、該ボール(20)に対して
互いに直交する二方向から接触して該ボール(20)の
回転を検出する回転軸(30)とを備え、上記ボール(
20)の回転量及び回転方向に応じた位置制御信号を得
るように構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the trackball device of this embodiment is rotatably housed in the housing (10) with a portion protruding from the opening (12A) of the housing (10). The ball (20) is provided with a rotating shaft (30) that contacts the ball (20) from two directions perpendicular to each other to detect the rotation of the ball (20),
20) is configured to obtain a position control signal according to the rotation amount and rotation direction.

また、本実施例のトラックボール装置は、上記ボール(
20)を少なくとも3点で支承する支承装置(50)と
、該支承装置(50)によって支承されたボール(20
)に接触する上記回転軸f30) 、  (30)を弾
力的に偏倚させる偏倚装置(60)とを備えて構成され
ている。即ち、本実施例のトラックボール装置は、ボー
ル(20)を支承する支承装置(50)を上記回転軸[
30)、  (30)とは別に設け、上記回転軸(30
)、 (30)は単にボール(20)の回転量及び回転
方向を検出するだけの機能を有し、ボール(20)を支
持しないように構成されている。
Further, the trackball device of this embodiment has the above-mentioned ball (
a ball (20) supported by the support device (50);
), and a biasing device (60) that resiliently biases the rotating shaft f30) and (30). That is, in the trackball device of this embodiment, the support device (50) that supports the ball (20) is connected to the rotation axis [
30), provided separately from (30), and the rotating shaft (30)
) and (30) have the function of simply detecting the amount and direction of rotation of the ball (20), and are configured not to support the ball (20).

而して、上記支承装置(50)は、第1図、第2図に示
す如く、ベース(11)の底面に円環突起として突出形
成され、該円環突起(50)の上端に内側へ傾斜するテ
ーパ面(50a)が形成されている。そして、該支承装
置(50)は、円環状のテーパ面(50A)によって上
記ボール(20)に線接触して上記ボール(20)を回
転自在に支承している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the support device (50) is formed as an annular projection projecting from the bottom surface of the base (11), and is inwardly formed at the upper end of the annular projection (50). An inclined tapered surface (50a) is formed. The support device (50) rotatably supports the ball (20) in line contact with the ball (20) through an annular tapered surface (50A).

また、上記回転軸(30)は、中心軸(3工)と該中心
軸(31)を被覆するシェル(32)とを備え、該シェ
ル(32)が上記ボール(20)に接触している。また
、上記回転軸(30)は、上記シェル(32)に光を反
射する反射部(34)が連設されている。該反射部(3
4)は、軸方向に形成された帯状の高反射率部(34^
)と、軸方向に形成された帯状の低反射率部(34B)
  とからなり、これら両反射率部(34A) 、 (
34B)が周方向に交互に等ピッチ(d) に形成され
ている。
Further, the rotating shaft (30) includes a central shaft (3 parts) and a shell (32) covering the central shaft (31), and the shell (32) is in contact with the ball (20). . Further, the rotating shaft (30) is connected to the shell (32) with a reflecting portion (34) that reflects light. The reflective part (3
4) is a band-shaped high reflectance part (34^) formed in the axial direction.
) and a band-shaped low reflectance part (34B) formed in the axial direction.
These reflectance parts (34A), (
34B) are alternately formed at equal pitches (d) in the circumferential direction.

また、上記回転軸(30)、  (30)の一方の反射
部(34)には、発光素子と受光素子と、2個の集光レ
ンズ(35A)  (第3図参照)とを備えた一対の反
射型光結合器(35)、 (35)が対向配置されてい
る。そして、該反射型光結合器(35)は、第3図に示
す如く、前面及び両側面においてベース(11)の底面
に形成された固定用突起(IIC)によって固定され、
後面に設けられたリード(35B) にフレキシブル基
板(35C)が半田付は接続されている。該フレキシブ
ル基板(35C)は、第3図(a) 、 (b) に示
す如く、ベース(11)の底面に沿ってハウジング(1
0)の外側へ引き出されている。また、これら一対の反
射型光結合器(35)、  (35)は、第3図(b)
に示す如く、それぞれ上記ピッチ(d)の図の段差を付
けて形成された底面に配設され、1Adの段差を有して
いる。尚、(11D)は上記フレキシブル基板(35G
)を外側へ導出するための溝、(11E)は反射型光結
合器(35)を固定するためのフックである。
Further, one of the reflecting parts (34) of the rotating shafts (30), (30) is provided with a pair of light emitting elements, a light receiving element, and two condensing lenses (35A) (see Fig. 3). Reflective optical couplers (35), (35) are arranged facing each other. As shown in FIG. 3, the reflective optical coupler (35) is fixed by fixing protrusions (IIC) formed on the bottom surface of the base (11) on the front and both sides,
A flexible board (35C) is connected by soldering to the leads (35B) provided on the rear surface. The flexible substrate (35C) is attached to the housing (1) along the bottom surface of the base (11) as shown in FIGS. 3(a) and (b).
0) is pulled out to the outside. Moreover, these pair of reflective optical couplers (35), (35) are shown in FIG. 3(b).
As shown in FIG. 3, each of them is disposed on the bottom surface formed with a step difference in pitch (d) as shown in the figure above, and has a step difference of 1Ad. In addition, (11D) is the above flexible board (35G
) to the outside, and (11E) is a hook for fixing the reflective optical coupler (35).

また、上記回転軸(30) 、  (30)それぞれの
反射部(34)、  (34)の反対側に、上記偏倚装
置(6o)が配設されている。該偏倚装置(60)は、
第4図に示す如く、上記ベース(11)の底面から隆起
した基台部(11F)上に配設されている。該基台部(
IIF)の上面には、上記回転軸(30)、  (30
)の中心軸(31)(31)の延長端(31B) 、 
(31B)を受ける軸受部(61)。
Further, the biasing device (6o) is disposed on the opposite side of the reflecting portions (34), (34) of the rotating shafts (30), (30), respectively. The biasing device (60) includes:
As shown in FIG. 4, it is disposed on a base portion (11F) raised from the bottom surface of the base (11). The base part (
On the upper surface of the rotating shaft (30), (30
) central axis (31) (31) extension end (31B),
(31B) bearing part (61).

(61)が形成され、該軸受部(61)、  (61)
において上記中心軸(31)、 (31)の延長端(3
1B) 、 (31B)がそれぞれの軸方向に直交する
方向へ移動し得るように形成されている。更に、該軸受
部(61)、  (61)における上記延長端(31B
) 、 (31B)の側方において隆起した隆起部にバ
ネ溝(52)、  (62)がそれぞれ形成され、それ
ぞれにコイルバネ(83)、  (63)が嵌め込まれ
ている(第4図、第5図(a> 、 (b)参照)。該
コイルバネ(63)、 (83)は、軸受部(61)、
  (61)に軸支された上記回転軸(30) 、  
(30)の延長端(31C)(31C)をそれぞれ上記
ボール(20)へ常時付勢して上記回転軸(30) 、
  (30)のシェル(32)、  (32)を上記ボ
ール(20)に弾接するようにしている。そして、付勢
された回転軸(30)、  (30)それぞれの延長端
(31(:) 、 (3IC)は、上記軸受(61)、
  (fil)から逸脱しないように係止用突起(64
)によって係止されている。また、上記回転軸(301
,(30)それぞれの延長端(31C) 、 (31C
)及び上記バネ(63)、 (63)は、いずれも第6
図(a) 、 (b) に示す押さえ板(65)によっ
て押えられて上記軸受部(61)、  (61)及び上
記バネ溝(62)、  (62)にそれぞれ拘束されて
いる。そして、押さえ板(65)は、その2個の嵌合用
穴(65A) 。
(61) are formed, and the bearing portions (61), (61)
At the central axis (31), the extended end (3) of (31)
1B) and (31B) are formed to be movable in directions orthogonal to their respective axial directions. Furthermore, the above-mentioned extension ends (31B) of the bearing portions (61), (61)
) and (31B), spring grooves (52) and (62) are respectively formed in the protrusions raised on the sides, and coil springs (83) and (63) are fitted into these grooves (Figs. 4 and 5). (See Figures (a>, (b)).The coil springs (63), (83) are connected to the bearing part (61),
(61), the rotary shaft (30),
The extension ends (31C) (31C) of (30) are constantly biased toward the ball (20), respectively, and the rotating shaft (30),
The shells (32), (32) of (30) are brought into elastic contact with the ball (20). The extended ends (31(:), (3IC) of the energized rotating shafts (30), (30) are connected to the bearings (61),
(fil) so as not to deviate from the locking protrusion (64
) is locked. In addition, the rotating shaft (301
, (30) respective extension ends (31C), (31C
) and the above springs (63), (63) are both the sixth
They are held down by the holding plates (65) shown in Figures (a) and (b) and restrained by the bearing parts (61), (61) and the spring grooves (62), (62), respectively. The holding plate (65) has two fitting holes (65A).

(65A)によって上記基台部(IIF)の隆起部に形
成された2個の嵌合用突起(86) 、  (66)と
嵌合するようになっており、また、ボール(20)に切
欠部(65B)を有し、ボール(20)を除去した際、
回転軸(30)の延長端(31C)が係止用突起(64
)との間から抜けるようになっている。尚、第4図、第
5図(a) 、 (b) において(13)は、カバー
(12)をベース(11)に結合する際のネジ貫通穴で
ある。
(65A) is adapted to fit into two fitting protrusions (86) and (66) formed on the protrusion of the base (IIF), and the ball (20) has a notch. (65B) and when the ball (20) is removed,
The extension end (31C) of the rotating shaft (30) is connected to the locking protrusion (64).
). In FIGS. 4, 5(a) and 5(b), (13) is a screw through hole for connecting the cover (12) to the base (11).

上記ベース(11)に収納された上記ボール(20)、
上記回転軸(30)及び偏倚装置(60)は、第7図(
a)(b)に示すカバー(12)によって保護されてい
る。
the ball (20) housed in the base (11);
The rotating shaft (30) and the biasing device (60) are shown in FIG.
It is protected by the cover (12) shown in a) and (b).

該カバー(12)は、相対向する角部に形成されたネジ
貫通穴(14)、  (14)に上記ベースC11)の
ネジ貫通穴(13) 、  (13)を貫通したネジ(
図示せず)が螺合してベース(11)と結合するように
なっている。
The cover (12) has screw through holes (14) formed in opposite corners, screw through holes (13) of the base C11) in (14), and screws (13) that pass through the screw through holes (13) of the base C11).
(not shown) is adapted to be screwed together and connected to the base (11).

また、上記カバー(12)の内面には、上記4個の反射
型光結合器(35)それぞれに当接する当接平面(12
B) 、上記偏倚装置(60)の押さえ板(65)を押
さえる突出平面(12C)及び上記フレキシブル基板(
35C)の通る溝(IID) とを嵌合する突起(12
D)がそれぞれ形成されている。そして、隣接する上記
反射型光結合器(35)、  (35)に当接する上記
当接平面(12B) 、 (12B)は、%dの段差を
形成している。
Further, the inner surface of the cover (12) is provided with a contact plane (12) that contacts each of the four reflective optical couplers (35).
B), a protruding plane (12C) that presses the pressing plate (65) of the biasing device (60), and the flexible substrate (
The protrusion (12) that fits into the groove (IID) through which the
D) are formed respectively. The abutting planes (12B), (12B) that abut on the adjacent reflective optical couplers (35), (35) form a step of %d.

次に、上記トラックボール装置の組み立てについて説明
する。
Next, the assembly of the trackball device will be explained.

まず、フレキシブル基板(34C)が接続された4個の
反射型光結合器(35)をベース(11)の底面に固定
し、フレキシブル基板(34C)の一端を溝(110)
からベース(11)の外側へ引き出す。次いで、偏倚装
置(60)のバネ溝(62)、  (62)にコイルバ
ネ(fi3)。
First, four reflective optical couplers (35) to which flexible substrates (34C) are connected are fixed to the bottom of the base (11), and one end of the flexible substrate (34C) is connected to the groove (110).
from the base (11). Next, coil springs (fi3) are inserted into the spring grooves (62), (62) of the biasing device (60).

(63)を水平に落し込み、押さえ板(65)を嵌合穴
(65A) 、 (65A)  に嵌合用突起(66)
、  (66)を嵌合させて取付け、偏倚装置(60)
の組み立てを完成する。引き続いて、回転軸(30) 
、  (30)の一端(31B)(31B)を偏倚装置
(60)の押さえ板(65)の切欠部(85B)を係止
用突起(64)とて成す隙間からコイルバネ(63)、
  (63)を圧縮しなから挿入することにより軸受部
(61)、  (61)に取り付け、他端(31A)(
31A) をベース(11)の側壁に設けられた軸受(
IIG) 、 (IIG)に嵌め込むことにより回転軸
(30)。
(63) horizontally, and insert the holding plate (65) into the fitting holes (65A) and (65A) into the fitting protrusions (66).
, (66) are fitted and installed, and the biasing device (60)
Complete the assembly. Subsequently, the rotation axis (30)
, a coil spring (63) through a gap formed by connecting one end (31B) (31B) of (30) to a notch (85B) of a retaining plate (65) of a biasing device (60) as a locking protrusion (64);
(63) is attached to the bearing parts (61), (61) by inserting it without compressing it, and the other end (31A) (
31A) on the side wall of the base (11).
IIG), the rotating shaft (30) by fitting into (IIG).

(30)の取り付けを完了する。Complete the installation of (30).

更に、ボール(20)を支承装置(50)の円環突起の
テーバ面(50A) に載せると、ボール(20)と回
転軸(30)、  (3Q)のシェル(32)、  (
32)とかコイルバネ(63)、  (63)の作用に
よって弾接する。然る後、カバー(12)をベース(1
1)に当接させネジ(図示せず)を用いてネジ貫通穴(
13)、  (13)を通じてネジ穴(1’l)、  
(+4)に螺合させることによりカバー(12)をベー
ス(11)に結合し、トラックボール装置の組み立てを
完成する。
Furthermore, when the ball (20) is placed on the tapered surface (50A) of the annular projection of the support device (50), the ball (20) and the rotating shaft (30), the shell (32) of (3Q), (
32) or coil springs (63), (63) make elastic contact. After that, attach the cover (12) to the base (1
1) and use a screw (not shown) to insert the screw through hole (
13), screw hole (1'l) through (13),
(+4) to connect the cover (12) to the base (11) and complete the assembly of the trackball device.

この時、ボール(20)はカバー(12)の開口部(1
2A)から一部をカバー(12)の外側に露出させ、開
口部(12A)の内縁面とは適当な隙間を有しており、
また、フレキシブル基板(35C)はカバー(12)の
突起(12D) によって固定保持され、4個の反射型
光結合器(35)はカバー(12)それぞれの当接平面
(12B) によって押し付けられて完全に固定される
。また、偏倚装置(60)の押さえ板(65)と軸受(
IIG) 、 (IIG)はそれぞれカバー(12)の
突出平面(12C)  と軸受は押え突起(12E) 
、 (12E)によって押さえられ、振動等の外力によ
り押さえ板(65)と回転軸(30)、  (30)の
他端(31B) 、 (31B)所定の位置からの逸脱
を防止している。
At this time, the ball (20) is inserted into the opening (1) of the cover (12).
2A) is exposed to the outside of the cover (12), and has an appropriate gap from the inner edge surface of the opening (12A).
Further, the flexible substrate (35C) is fixedly held by the protrusion (12D) of the cover (12), and the four reflective optical couplers (35) are pressed by the contact planes (12B) of the cover (12). completely fixed. In addition, the holding plate (65) of the biasing device (60) and the bearing (
IIG) and (IIG) are the protruding plane (12C) of the cover (12) and the bearing is the holding projection (12E), respectively.
, (12E), and prevents the holding plate (65) and the other end of the rotating shaft (30), (30) (31B), (31B) from deviating from a predetermined position due to external force such as vibration.

尚、偏倚装置(60)のコイルバネ(63)、 (63
)の使用状態における圧縮応力としてはボール(20)
の自重程度の力が選択されている。また、ボール(20
)は金属またはポリアセタール系樹脂等の摺動性の良い
合成樹脂によって形成され、ベース(11)とカバー(
12)もボール(20)と同様のポリアセタール系樹脂
等の合成樹脂によって形成される。
In addition, the coil springs (63), (63) of the biasing device (60)
) as the compressive stress in the usage state of the ball (20)
A force equal to the weight of the object is selected. Also, the ball (20
) is made of metal or synthetic resin with good sliding properties such as polyacetal resin, and the base (11) and cover (
12) is also formed from a synthetic resin such as polyacetal resin, similar to the ball (20).

次に動作について説明する。Next, the operation will be explained.

オペレータが、ベース(11)とカバー(12)とから
成るハウジング(10)の開口部(12A)から露出し
たボール(20)を手で回転させると、ボール(20)
は、支承装置(50)上で自在に回転する。この際、偏
倚装置(60)のコイルハネ(63)、  (63)か
ボール(20)の方向へ水平に押圧付勢して回転軸(3
0) 、  (30)のシェル(32)、  (32)
をボール(20)に接触させているため、回転軸(30
) 、  (30)がそれぞれボール(20)の回転玉
と回転方向に応した回転、即ち、X軸及びy軸方向の分
力に応した回転を行う。このときの回転軸(30) 、
  (3Q)それぞれの回転は、それぞれの回転軸(3
0)、  (30)の反射部(34)、  (34)に
対向する2個つつの反射型光結合器(35)、  (3
5)及び(35)、  (35)によって反射部(34
)、  (34)の高反射率部(34八)  と低反射
率部(34B)  との繰り返して変化する反射率の変
化数として検出され、電気信号として出力される。そし
て、2個つつの反射型光結合器(35)、  (35)
及び(35) 、  (35)は、それぞれ互いに高反
射率部(34A) と低反射率部(34B)の繰り返し
ピッチdの属に相当する段差を有して取付けられている
ため、その出力信号も段差に相当する時間差、即ち電気
角で90°のずれを生じた2相信号となっており、これ
によって回転軸(30)、  (3Q)の回転量及び回
転方向が求められる。
When the operator manually rotates the ball (20) exposed through the opening (12A) of the housing (10) consisting of the base (11) and the cover (12), the ball (20)
rotates freely on the support device (50). At this time, the coil springs (63), (63) of the biasing device (60) are pressed horizontally in the direction of the ball (20), and the rotating shaft (3)
0), (30) shell (32), (32)
is in contact with the ball (20), so the rotating shaft (30
) and (30) rotate according to the direction of rotation of the rotating ball (20), that is, rotate according to component forces in the X-axis and y-axis directions. The rotation axis (30) at this time,
(3Q) Each rotation is based on each rotation axis (3Q)
0), (30), two reflective optical couplers (35), (3
5), (35), and (35), the reflecting part (34
), (34) is detected as the number of changes in reflectance that repeatedly changes between the high reflectance portion (348) and the low reflectance portion (34B), and is output as an electrical signal. And two reflective optical couplers (35), (35)
, (35) and (35) are installed with a step difference corresponding to the repetition pitch d of the high reflectance part (34A) and the low reflectance part (34B), respectively, so that the output signal is are two-phase signals with a time difference corresponding to a step, that is, a deviation of 90 degrees in electrical angle, and from this, the amount and direction of rotation of the rotating shafts (30) and (3Q) can be determined.

尚、ボール(20)が支承装置(50)上においてその
中心が偏倚した場合であっても、偏倚装置(60)によ
り回転軸(30)、  (30)とボール(20)の接
触が保たれ、また、組み立てによりボール(20)が所
定位置より多少の偏倚をしていても同様にして回転軸(
30)、  (30)とボール(20)との接触が保た
れているため、回転軸(30) 、 (30)は常にボ
ール(20)の回転量と回転方向に応じた回転を行うこ
とができる。
Furthermore, even if the center of the ball (20) is displaced on the support device (50), the contact between the rotating shaft (30), (30) and the ball (20) is maintained by the biasing device (60). Also, even if the ball (20) is slightly deviated from the predetermined position due to assembly, the rotating shaft (
Since the contact between 30), (30) and the ball (20) is maintained, the rotating shafts (30), (30) can always rotate according to the amount and direction of rotation of the ball (20). can.

また、本発明のトラックボール装置は、第8図、第9図
に示す第2の実施例の如く、支承装置(50)をベース
(11)から分離独立させて設け、ベース(11)の底
部に該支承装置(50)よりも広く形成された摺動用の
凹陥部(11H)内で支承装置(50)が水平方向に自
在に移動可能な構造としても良い。この場合、第1の実
施例において、ベース(11)とカバー(12)とを結
合する時にボール(20)と開口部(12A)の内縁面
が強く接触しない程度の位置調整が必要であったが、ボ
ール(20)が内縁面に強く接触するとボール(20)
と共に支承装置(50)が水平に移動し、最も摺動抵抗
の少ない位置に落ち付くため、ベース(11)とカバー
(12)とを結合する場合に全く位置調整が不要となる
利点がある。その他は上記実施例と同様に構成されてい
る。
Further, in the trackball device of the present invention, as in the second embodiment shown in FIGS. 8 and 9, the support device (50) is provided separately and independently from the base (11). The structure may be such that the support device (50) can move freely in the horizontal direction within a sliding recess (11H) that is formed wider than the support device (50). In this case, in the first embodiment, it was necessary to adjust the position to the extent that the ball (20) and the inner edge surface of the opening (12A) did not come into strong contact when joining the base (11) and the cover (12). However, when the ball (20) strongly contacts the inner edge surface, the ball (20)
At the same time, the support device (50) moves horizontally and settles at a position with the least sliding resistance, so there is an advantage that no position adjustment is required when connecting the base (11) and cover (12). The rest of the structure is the same as that of the above embodiment.

また、本発明のトラックボール装置は、第10図〜第1
2図に示すようにしてもよい。即ち、第1の実施例では
、偏倚装置(50)が回転軸(30)、  (30)を
水平にボール(20)方向に水平に押圧するように構成
しであるが、第3の実施例では、第10図〜第12図に
示す如く、回転軸(301,(30)の押し方向を傾け
、ボール(20)の中心方向に回転軸(30) 、  
(30)を押すようにしてもよい。即ち、本実施例にお
ける偏倚装置(60)を構成する軸受部(61)、  
(61)は、それぞれボール(20)の中心点から各回
転軸(30)(30)の接触点を見る俯角と同一の角度
をもって傾斜しており、また、上記軸受部(61)、 
 (61)にそれぞれ連設されたハネ溝(62) 、 
 (fi2)も同一の傾斜角を形成している。そして、
押さえ板(65)の下面には上記軸受部(61)、  
(61)及び上記ハネ溝(62)(62)に即した傾斜
突起部(65C) 、 (55C)か形成されており、
傾斜突起部(65C) 、 (55C)によって上記軸
受部(61)、  (61)及び上記コイルハネ(63
) 、  (63)を確実に押さえるようになっている
。その他は上記各実施例と同様に構成されている。
Moreover, the trackball device of the present invention is shown in FIGS.
It may be configured as shown in FIG. That is, in the first embodiment, the biasing device (50) is configured to horizontally press the rotating shafts (30), (30) horizontally in the direction of the ball (20), but in the third embodiment, Now, as shown in FIGS. 10 to 12, the pushing directions of the rotating shafts (301, (30) are tilted, and the rotating shafts (30),
(30) may be pressed. That is, the bearing portion (61) constituting the biasing device (60) in this embodiment,
(61) are inclined at the same angle as the depression angle when looking at the contact point of each rotating shaft (30) (30) from the center point of the ball (20), and the bearing portion (61),
(61) respectively connected to the spring grooves (62),
(fi2) also forms the same inclination angle. and,
The bearing part (61) is on the lower surface of the holding plate (65),
(61) and inclined protrusions (65C) and (55C) corresponding to the above-mentioned spring grooves (62) and (62) are formed,
The above-mentioned bearing parts (61), (61) and the above-mentioned coil spring (63) are connected by the inclined protrusions (65C) and (55C).
), (63) are ensured. The rest of the structure is the same as in each of the above embodiments.

本実施例における偏倚装置(60)を組み立てる場合に
は、コイルハネ(63)、  (63) (但し、一方
のコイルバネ(63)は図示せず)をハネ溝(52) 
、  (52)に嵌め込み、押さえ板(65)の嵌合用
穴(65八) 、(65A)に嵌合用突起(5B)、 
 ([iB)を嵌合させることによって組み立てること
かできる。また、回転軸(30)。
When assembling the biasing device (60) in this embodiment, the coil springs (63), (63) (however, one coil spring (63) is not shown) are inserted into the spring groove (52).
, (52), the fitting hole (658) of the holding plate (65), the fitting protrusion (5B) in (65A),
It can be assembled by fitting ([iB). Also, a rotating shaft (30).

(30)を取り付ける場合には、回転軸(30)、  
(30>の一端(318) 、 (31B)を押さえ板
(65)の切欠部(55B)を介して挿入することによ
って取り付けることかできる。この際、ボール(20)
の中心が所定の位置より偏倚した場合には、回転軸(3
01、(30)の一端(31B) 、 (31B)か、
コイルハネ(63)、  (63)により押されている
ため、軸受部(61)、  (61)と押さえ板(65
)の傾斜突起部(65C) 、 (65C) との間に
形成される隙間内をボール(20)の中心方向若しくは
ボール(20)の中心より遠ざかる方向に移動する。こ
の際、コイルバネ(63) 、  (63)も、バネ溝
(62)、  (62)と傾斜突起部(65C) 、 
(65C) とで形成される隙間内で伸張若しくは圧縮
される。
(30), the rotating shaft (30),
(30>) can be attached by inserting one end (318), (31B) through the notch (55B) of the holding plate (65).At this time, the ball (20)
If the center of the rotation axis (3
01, one end (31B) of (30), (31B),
Because it is pressed by the coil springs (63), (63), the bearing parts (61), (61) and the holding plate (65)
) in the gap formed between the inclined protrusions (65C) and (65C) in the direction toward the center of the ball (20) or in the direction away from the center of the ball (20). At this time, the coil springs (63), (63) are also connected to the spring grooves (62), (62) and the inclined protrusion (65C),
(65C) is expanded or compressed within the gap formed by.

而して、上記のように回転軸(30) 、  (30)
をボール(20)の中心方向に押したときのボール(2
0)の水平方向での偏倚及びボール(20)の垂直方向
での偏倚に対する回転軸(30) 、  (30)の偏
倚を第13図(a)(b)を参照しながら説明する。
Therefore, as mentioned above, the rotation axis (30), (30)
When the ball (20) is pushed toward the center of the ball (20),
The deflection of the rotating shafts (30) and (30) with respect to the horizontal deflection of the ball (20) and the vertical deflection of the ball (20) will be explained with reference to FIGS. 13(a) and (b).

第13図(a)はボール(20)が水平方向に偏倚した
状態を示し、同図(b)はボール(20)が垂直方向に
偏倚した状態を示しており、aはボール(20)の中心
、aoは偏倚後のボール(20)の中心、bは回転軸(
30)、  (30)の中心、b゛は偏倚後の回転軸(
30)、  (30)の中心、Aはab間及びa’ b
’間の距離、θは線分abが水平線と成す俯角、δは線
分a’ b’が線分abと成す角度、Xはaa’間の距
離、dxはbb’間の距離である。
FIG. 13(a) shows a state in which the ball (20) is deflected in the horizontal direction, and FIG. 13(b) shows a state in which the ball (20) is deflected in the vertical direction. center, ao is the center of the ball (20) after deflection, b is the rotation axis (
30), the center of (30), b'' is the rotation axis after deviation (
30), the center of (30), A is between ab and a' b
θ is the angle of depression that line segment ab makes with the horizontal line, δ is the angle that line segment a'b' makes with line segment ab, X is the distance between aa', and dx is the distance between bb'.

第13図(a)よりXとdxの間には次の式が成立する
From FIG. 13(a), the following equation holds between X and dx.

fl  ・ 5in(θ+δ)     =  (J2
 +dx)  ・ sin  θ・・・(1) fl  −cos(θ+δ)  + x =  (j2
 + dx)  ・cos  θ・・・(2) (1) 、 (2)式を整理すると、 11 (sinθ・5in(θ+δ)+cosθ・co
s(θ+δ))+  x  −cos  θ = (11+ dx) (sin2θ+cos2θ)・
・・(3) (3)式をさらに整理すると5 、Q −cos δ+x ’ cosθ= x +dx
    ++ (4)右辺を移項すると、 dx= 1. (cosδ−1)+x−cos θ  
 ・(5)ここでδか十分に小さいとすると、 dx4 x −cosθ            −(
5)したかって、(6)式で微少な偏倚Xに対する回転
軸(30) 、  (30)の偏倚量dxが与えられる
ことになる。
fl ・5in(θ+δ) = (J2
+dx) ・sin θ...(1) fl -cos(θ+δ) + x = (j2
+ dx) ・cos θ...(2) Rearranging equations (1) and (2), we get 11 (sin θ・5in(θ+δ)+cos θ・co
s(θ+δ))+x−cosθ=(11+dx)(sin2θ+cos2θ)・
...(3) Further rearranging equation (3), 5, Q −cos δ+x' cosθ= x +dx
++ (4) Shifting the right-hand side, dx= 1. (cos δ-1)+x-cos θ
・(5) Here, if δ is sufficiently small, then dx4 x −cosθ −(
5) Therefore, the amount of deviation dx of the rotating shafts (30) and (30) with respect to the minute deviation X is given by equation (6).

更に、第13図(b)において、垂直方向のポール(2
0)の偏倚Zを与えた時の回転軸(2a) 、  (2
b)の偏倚dzを求める。
Furthermore, in FIG. 13(b), vertical poles (2
The axis of rotation (2a) when a deviation Z of 0) is given, (2
Determine the deviation dz of b).

第13図(b)より、2とdz0間には次式か成立する
From FIG. 13(b), the following equation holds true between 2 and dz0.

11−5in(θ−δ) +z== (fl+dz) 
 ・sin θ・・・(7) It−cos(θ+δ)    = (fl+dz) 
 ・cos θ・・・(8) (7) 、 (8)式を整理すると1 、Q (sinθ・5in(θ−6)十cosθ・C0
3(θ−δ))十z sinθ = (42+ dz) (sin2θ+cos2θ)・
・・(9) (9)式をさらに整理すると、 fl ・cos δ+z−sinθ= u +dz  
  −(1(1)右辺を移項すると dz= 42 (coxδ−i ) 十z−sinθ 
 −(11)ここでδか十分に小さいとすると、 dz4 z sinθ            −(1
2)従って、(12)式か微少偏倚Zに対する回転軸(
30) 、  (30)の偏倚量dzを与える式である
11-5in(θ-δ) +z== (fl+dz)
・sin θ...(7) It-cos(θ+δ) = (fl+dz)
・cos θ...(8) Rearranging equations (7) and (8), 1, Q (sin θ・5in(θ-6)+cos θ・C0
3(θ−δ)) 10z sinθ = (42+ dz) (sin2θ+cos2θ)・
...(9) Further rearranging equation (9), fl ・cos δ+z−sinθ= u +dz
-(1(1) Moving the right-hand side, dz= 42 (coxδ-i) 1z-sinθ
−(11) Here, if δ is sufficiently small, dz4 z sinθ −(1
2) Therefore, equation (12) or the rotation axis (
30) is an equation that gives the deviation amount dz in (30).

次に第1の実施例の如く回転軸(30) 、  (30
)が水平に移動する場合のボール(20)の偏倚に対す
る回転軸(30)、  (30)の偏倚量を第14図(
a) 、 (b)に基づいて求める。
Next, as in the first embodiment, the rotating shafts (30), (30
) moves horizontally, the amount of deviation of the rotating shaft (30), (30) with respect to the deviation of the ball (20) is shown in Figure 14 (
Calculate based on a) and (b).

ボール(20)が水平に偏倚したときは第14図(a)
より、 dx=x                  ・・・
(13)か成立する。
When the ball (20) is deflected horizontally, Fig. 14 (a)
From, dx=x...
(13) holds true.

ボール(20)か垂直に偏倚したときは第14図(b)
より次式が成立する。
Figure 14 (b) when the ball (20) is deflected vertically.
Therefore, the following equation holds true.

fl ・sinθ−z=Jl−sin(θ−δ)  −
(14)Il、 −cosθ十dz= j2− cos
  (θ−δ)  −(15)(14)、  (15)
式を各々整理すると、z=Il(sinθ−5inθc
osδ+cosθsjnδ)・・・(16) dz=u (−cosO+cos θ ・COSδ 十Sln θ・sinδ) ・・・(17) (17)式より δか十分に小さいとすると (18)式は 従って、 dz幻 z  tan θ ・・・(20) (20)式が微少な偏倚Z に対する回転@(30)。
fl ・sin θ−z=Jl−sin(θ−δ) −
(14) Il, −cosθ+dz= j2− cos
(θ−δ) −(15)(14), (15)
When rearranging each equation, z=Il(sinθ−5inθc
osδ+cosθsjnδ)...(16) dz=u (-cosO+cosθ ・COSδ 10Sln θ・sinδ)...(17) If δ is sufficiently smaller than equation (17), equation (18) is therefore a dz illusion. z tan θ...(20) Equation (20) is the rotation with respect to the slight deviation Z @(30).

(30)の偏倚量dzを与える式である。This is an equation that gives the deviation amount dz in (30).

ここで、 ボール(20)の中心方向に回転軸(30)。here, A rotation axis (30) toward the center of the ball (20).

(30)が移動する場合の回転軸(30)、 (30)
の偏倚を与える式(a) 、 (12)と回転軸(30
)、  (30)が水平に移動する場合の回転軸(30
)、 (30)の偏倚を与える式(13)、  (20
)を比較すると明らかに式(8) 、 (12)の方が
小さい値を得ることになる。
Rotation axis (30) when (30) moves, (30)
Equations (a) and (12) giving the deviation of the axis of rotation (30
), (30) is the axis of rotation when (30) moves horizontally.
), (30) equation (13), (20
), it is clear that equations (8) and (12) yield smaller values.

従って、ボール(20)の中心方向に回転軸(30)。Therefore, the axis of rotation (30) towards the center of the ball (20).

(30)が移動する場合に、最も少ない回転軸(30)
When (30) moves, the least rotating axis (30)
.

(30)の偏倚が与えられることになる。(30) will be given.

これは、同一の回転軸(30)、  (30)の移動範
囲を与えるなら、ボール(20)の中心方向に回転軸(
30)、  (30)を移動させた時に最も大きいボー
ル(20)の偏倚を許すことを意味している。
This means that if the movement range of the rotation axes (30) and (30) is the same, the rotation axis (
30), which means that the largest deviation of the ball (20) is allowed when (30) is moved.

(発明の効果〕 以上説明した如く本発明によれば、ボールを支承する支
承装置とボールの回転を検出する回転軸とをそれぞれ独
立して配設すると共に回転軸の一端をボールの方向へ押
す偏倚装置を設けたため、回転軸には偏倚装置により与
えられる応力以外の力が加わらず軸受の構成が簡単なも
ので良く、又、支承装置と開口部の位置関係を精密に出
すためには、一体に形成される支承装置の寸法のみの精
度が出ておれば良いので、装置を安価かつ容易に製作す
ることができ、又、装置自体をiJz型にすることが可
能となる。尚、本発明によれは、直径10mmのボール
を用い、高さ13mm以下、縦横各々27mm以下のト
ラックボール装置を製作することができる。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, the support device that supports the ball and the rotating shaft that detects the rotation of the ball are independently disposed, and one end of the rotating shaft is pushed in the direction of the ball. Since the biasing device is provided, no force other than the stress given by the biasing device is applied to the rotating shaft, so the bearing configuration can be simple, and in order to accurately establish the positional relationship between the bearing device and the opening, Since only the dimensions of the integrally formed support device need to be accurate, the device can be manufactured inexpensively and easily, and the device itself can be made into an iJz type. According to the invention, it is possible to manufacture a trackball device using a ball with a diameter of 10 mm and having a height of 13 mm or less and a length and a width of 27 mm or less.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

′tS1図は本発明のトラックボール装置の第1の実施
例をカバーとボールとを取り除いて示す平面図、第2図
は’tr、1図のII −II線方向の断面図、第3図
(a) 、 (b)はそれぞれ第1図のトラックボール
装置の反射型光結合器の取付機構を示す図で、同図(a
)はその側面図、同図(b)は後方より見た正面図、第
4図は第1図に示すトラックボール装置の偏倚装置の構
造を示す断面図、第5図(a) 、 (b)はそれぞれ
第4図の偏倚装置のベースの構造を示す図で、同図(a
)はその平面図、同図(b)はその側面図、第6図(a
) 、 (b)はそれぞれ第1図のトラックボール装置
の押さえ板を示す図で、同図(a)はその平面図、同図
(b)はその側面図、第7図(a) 、 (b)はそれ
ぞれ第1図のトラックボール装置のカバーを示す図で、
同図(a)はその裏面の平面図、同図(b)はその側面
図、第8図は本発明の第2の実施例を示す第1図相当図
、第9図は第8図のIX−IX線方向の断面図、第10
図は本発明の第3の実施例における偏倚装置を示す第4
図相当図、第11図(a) 、 (b)はそれぞれ第1
0図に示す偏倚装置のベースの構造を示す第5図(a)
 、 (b)相当図、第12図(a) 、 (b)はそ
れぞれ本発明の第3の実施例における押さえ板を示す第
6図(a) 、 (b)相当図、第13図(a) 、 
(b)はそれぞれ第3の実施例のトラックボール装置に
おけるボールと回転軸との挙動を説明する説明図で、同
図(a)は水平方向の偏倚を示す説明図、同図(b)は
垂直方向の偏倚を示す説明図、第14図(a) 、 (
b)はそれぞれ第1の実施例のトラックボール装置にお
けるボールと回転軸との挙動を説明する第13図(a)
 、 (b)相当図、第15図は従来のトラックボール
装置におけるハウジングのうちカバーを取り除いた状態
を示す平面図、第16図は第15図のXVI−XVI線
方向の断面図、第17図は第15図のXVII−XVI
I線方向の断面図、第18図は第15図のXV III
 −XV III線方向の断面図である。 各図中、(10)はハウジング、(12^)は開口部、
(20)はボール、(30)は回転軸、(50)は支承
装置、(60)は偏倚装置である。 尚、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
'tS1 is a plan view showing the first embodiment of the trackball device of the present invention with the cover and ball removed, FIG. (a) and (b) are views showing the mounting mechanism of the reflective optical coupler of the trackball device shown in Fig. 1, respectively;
) is a side view, FIG. 4(b) is a front view seen from the rear, FIG. 4 is a sectional view showing the structure of the biasing device of the trackball device shown in FIG. 1, and FIGS. ) are diagrams showing the structure of the base of the biasing device in Figure 4, respectively, and (a
) is its plan view, FIG. 6(b) is its side view, and FIG.
) and (b) are views showing the holding plate of the trackball device shown in FIG. 1, respectively; FIG. 7(a) is a plan view thereof, FIG. 7(b) is a side view thereof, and FIG. 7(a), ( b) is a diagram showing the cover of the trackball device of FIG. 1, respectively;
Figure (a) is a plan view of the back side, Figure (b) is a side view, Figure 8 is a view corresponding to Figure 1 showing the second embodiment of the present invention, and Figure 9 is the same as Figure 8. Cross-sectional view in the IX-IX line direction, No. 10
FIG. 4 shows a biasing device according to a third embodiment of the present invention.
Figure 11 (a) and (b) are the corresponding figures, respectively.
Figure 5(a) shows the structure of the base of the biasing device shown in Figure 0.
, (b) are equivalent views, and FIGS. 12(a) and (b) are respectively equivalent views of FIGS. 6(a) and (b), and FIG. ),
(b) is an explanatory diagram illustrating the behavior of the ball and the rotating shaft in the trackball device of the third embodiment, and (a) is an explanatory diagram showing horizontal deviation, and (b) is Explanatory diagram showing vertical deviation, Fig. 14(a), (
b) is FIG. 13(a) illustrating the behavior of the ball and the rotating shaft in the trackball device of the first embodiment, respectively.
, (b) Corresponding view, FIG. 15 is a plan view showing the housing of a conventional trackball device with the cover removed, FIG. 16 is a sectional view taken along line XVI-XVI in FIG. 15, and FIG. 17 is XVII-XVI in Figure 15
A cross-sectional view in the I-line direction, FIG. 18 is XV III in FIG. 15.
It is a sectional view in the direction of line -XV III. In each figure, (10) is the housing, (12^) is the opening,
(20) is a ball, (30) is a rotating shaft, (50) is a support device, and (60) is a biasing device. In each figure, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ハウジングの開口部から一部を突出させて該ハウジング
内に回転自在に収納されたボールと、該ボールに対して
互いに直交する二方向から接触して該ボールの回転を検
出する回転軸とを備え、上記ボールの回転量及び回転方
向に応じた位置制御信号を得るトラックボール装置にお
いて、上記ボールを少なくとも3点で支承する支承装置
と、該支承装置によって支承されたボールに接触する上
記回転軸を弾力的に偏倚させる偏倚装置とを備えたこと
を特徴とするトラックボール装置。
A ball rotatably housed in the housing with a portion protruding from an opening of the housing, and a rotating shaft that contacts the ball from two directions orthogonal to each other to detect rotation of the ball. , a trackball device that obtains a position control signal according to the amount and direction of rotation of the ball, comprising: a support device that supports the ball at at least three points; and a rotation shaft that contacts the ball supported by the support device. A trackball device characterized by comprising a biasing device for elastically biasing the device.
JP2251368A 1990-09-20 1990-09-20 Track ball device Pending JPH04151716A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003069460A1 (en) * 2002-02-18 2003-08-21 Tamagawa Seiki Co.,Ltd. Track ball

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WO2003069460A1 (en) * 2002-02-18 2003-08-21 Tamagawa Seiki Co.,Ltd. Track ball

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