TWI817452B - 輸入裝置 - Google Patents

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Abstract

提供一種輸入裝置。輸入裝置包括一殼體、一座體、一球體、一控制環以及一重力輪。殼體包括一上殼體以及一下殼體，上殼體包括一開口。球體設置於座體上，並且部分顯露於開口外。控制環架設於座體的外圍，並且部分顯露於開口外。控制環可圍繞座體而自由轉動。控制環包括一第一傾斜部、一齒條以及一側壁部，側壁部連接第一傾斜部以及齒條。重力輪嚙合齒條，用以抑制控制環的轉動。

Description

輸入裝置
本發明係有關於一種輸入裝置，特別是一種具有控制環的輸入裝置。
常見在軌跡球等類的輸入裝置上，會設置有一個可以轉動的控制環(或稱滾動環、滾動轉盤)，此控制環可以用來執行例如上下移動網頁或是縮放地圖等功能。
不過，此種控制環在操作時容易有輕飄的空泛感，並且容易被使用者不經意的碰觸後就轉動而輸出控制訊號，因此，現有的控制環的設計仍具有改善的空間。
針對上述現有技術的缺失，本發明提供一種具有阻尼效果的控制環，藉由增設齒條、重力輪以及軸承，讓控制環不易被誤觸或誤轉，而使用者操作控制環時，控制環也仍然可自由且穩定地轉動。
依據本發明一實施例提供一種輸入裝置。輸入裝置包括一殼體、一座體、一球體、一控制環以及一重力輪。殼體包括一上殼體以及一下殼體，上殼體包括一開口。球體設置於座體上，並且部分顯露於開口外。控制環架設於座體的外圍，並且部分顯露於開口外。控制環可圍繞座體而自由轉動。控制環包括一第一傾斜部、一齒條以及一側壁部，側壁部連接第一傾斜部以及齒條。重力輪嚙合齒條，用以抑制控制環的轉動。
較佳者，輸入裝置更包括一軸承，重力輪包括一齒輪以及一旋轉軸，齒輪嚙合齒條，旋轉軸插入軸承內。
較佳者，輸入裝置更包括一容置槽，容置槽設置於下殼體，用以收容並承載軸承。
較佳者，輸入裝置更包括一上夾座以及一下夾座，重力輪夾設於上夾座以及下夾座之間，上夾座以及下夾座安裝於下殼體。
較佳者，輸入裝置更包括一螺絲，上夾座包括一第一軸孔以及一第一穿孔，下夾座包括一第二軸孔以及一第二穿孔，下殼體包括一螺柱，螺絲依序穿過第一穿孔以及第二穿孔後鎖固於螺柱內。
較佳者，輸入裝置更包括一軸承、一上夾座以及一下夾座，重力輪夾設於上夾座以及下夾座之間，上夾座包括一第一軸孔，下夾座包括一第二軸孔，重力輪包括一齒輪以及一旋轉軸，旋轉軸包括一第一旋轉軸以及一第二旋轉軸，第一旋轉軸以及第二旋轉軸分別設置於齒輪的兩側面，其中第一旋轉軸插入第一軸孔，第二旋轉軸穿過第二軸孔後插入軸承內。
較佳者，重力輪的材質係選自下列之一：聚甲醛 (polyformaldehyde；POM)、聚碳酸酯(polycarbonate；PC)以及鋁。
較佳者，座體包括一支撐座，支撐座包括一凹陷部以及一第二傾斜部，球體設置於凹陷部上，而控制環之第一傾斜部係架設於第二傾斜部上。
較佳者，輸入裝置更包括複數個第一滾珠，用以隔離第一傾斜部以及第二傾斜部。
較佳者，複數個第一滾珠係設置於第二傾斜部上並且部分突出於第二傾斜部。
較佳者，輸入裝置更包括複數個潤滑墊片，用以降低第一傾斜面與第二傾斜面之間的摩擦。
較佳者，複數個潤滑墊片設置於第二傾斜部上。
較佳者，複數個潤滑墊為鐵氟龍墊片。
較佳者，座體更包括一止檔環，止檔環設置於支撐座上，用以防止球體脫離座體。
較佳者，，側壁部環繞於第二傾斜部之外圍。
較佳者，控制環更包括一防滑結構，防滑結構設置於第一傾斜部上。
較佳者，輸入裝置，更包括一配重環，重力輪包括一齒輪以及一旋轉軸，旋轉軸包括一第一旋轉軸以及一第二旋轉軸，第一旋轉軸以及第二旋轉軸分別設置於齒輪的兩側面，齒輪嚙合齒條，第二旋轉軸插入配重環內。
較佳者，配重環係由具有導磁性的金屬所製成。
較佳者，輸入裝置更包括一磁鐵，磁鐵設置於配重環的下方，磁鐵吸引配重環並且不與配重環接觸。
以下係提出實施例進行詳細說明，實施例僅用以作為範例說明，並不會限縮本發明欲保護之範圍。此外，實施例中之圖式係省略不必要或以通常技術即可完成之元件，以清楚顯示本發明之技術特點。
本發明提供一種具有轉動阻尼效果同時仍可平順轉動的控制環以及應用此控制環之輸入裝置。
請參考圖1至圖9，依據本發明一第一實施例提供一種輸入裝置1。輸入裝置1包括一殼體2、一座體3、一球體4、一控制環5以及一重力輪6。
殼體2包括一上殼體21以及一下殼體22，上殼體21以及下殼體22可以是兩個組裝在一起的元件，但也可以是一件式的架構並且代表不同的部位。上殼體21包括一開口211，球體4以及控制環5可部分地顯露於此開口211之外，供使用者進行操作。
球體4設置於座體3上，座體3包括一支撐座31以及一止檔環32。止檔環32係設置並組裝於支撐座31上，止檔環32具有內縮結構321，可防止球體4脫離座體3。支撐座31包括一凹陷部311以及一傾斜部312。球體4係設置於凹陷部311上，而且支撐座31的凹陷部311上，也可設置有複數個滾珠12，用來減少球體4與凹陷部311之間的直接摩擦。
控制環5在垂直方向上係夾設於座體3的支撐座31以及止檔環32之間，而在水平方向上則架設於座體3的外圍，並且控制環5可圍繞座體3而自由轉動，以利使用者進行操作。
控制環5包括一傾斜部51、一齒條52以及一側壁部53以及一防滑結構54。其中側壁部53連接傾斜部51以及齒條52，而防滑結構54則設置於傾斜部51上。
傾斜部51主要負責支撐並承載著防滑結構54，具有環型的外觀。側壁部53則從座體3與上殼體2之間的間隙而向下延伸，進入到輸入裝置1的內部。傾斜部51與側壁部53可以是由兩個不同的組件結合或連接而成，或是整合在一起而成為一體式的架構，本發明並不予以限制。
側壁部53連接傾斜部51以及齒條52。防滑結構54則設置於傾斜部51上，為使用者可直接觸摸到的部件。防滑結構54係為凸肋、凹凸或是其他非平滑的結構，或是在材質上採用例如橡膠等具有防滑效果的的材質而成。
齒條52則連接著側壁部53，結構上可為一環型的結構。齒條52設置於輸入裝置1的內部，會與傾斜部51以及側壁部53一起連動或是轉動。齒條52具有複數個鋸齒結構521。鋸齒結構521係設置於齒條52的內緣或是外緣，而本實施係係以鋸齒結構521設置於齒條52的內緣作為說明的例示。
控制環5的傾斜部51係架設於支撐座31的傾斜部312上，而控制環5的側壁部53則環繞於傾斜部312的外圍。
為了能夠讓控制環5可以自由且穩定地在支撐座31上轉動，本發明係所提供的輸入裝置1係在傾斜部51以及傾斜部312之間設置有複數個滾珠11，除了能夠隔離傾斜部51以及傾斜部312外，也可減少傾斜部51與傾斜部312之間的摩擦。在本實施例中，滾珠11係設置於傾斜部312上的容置槽3121內，並且部分突出於傾斜部312，而滾珠11突出的部分就可與傾斜部51以點接觸的方式碰觸在一起。
此外，本發明係所提供的輸入裝置1也可在傾斜部51以及傾斜部312之間設置有複數個潤滑墊片13，除了能夠隔離傾斜部51以及傾斜部312外，同樣也可減少傾斜部51與傾斜部312之間的摩擦。在本實施例中，潤滑墊片13係設置於傾斜部312上，並且採用鐵氟龍材質的墊片。
雖然控制環5得以藉由上述的設計而自由轉動，但為了避免使用者在操作時容易有輕飄的空泛感，或是被使用者不經意的碰觸後就轉動而輸出控制訊號，因此本發明同時也提供了可以抑制控制環5轉動，使其具有轉動阻尼效果的設計。
為了達到上述的轉動阻尼(轉動緩衝)效果，本發明係在輸入裝置1內設置一重力輪6(或是惰輪)，此重力輪6係嚙合控制環5的齒條52，因此能夠用以抑制控制環5的轉動，而當使用者不經意而輕輕地觸摸到控制環5時，控制環5也不會輕易地就被轉動而發生誤觸或是誤轉的情況。
重力輪6包括一齒輪61以及一旋轉軸62。齒輪61係齒條52的鋸齒結構521嚙合在一起。旋轉軸62包括一旋轉軸621以及一旋轉軸622，旋轉軸621以及旋轉軸622分別設置於齒輪61的兩側面。此外，重力輪6的材質係選自下列之一：聚甲醛 (polyformaldehyde；POM)、聚碳酸酯(polycarbonate；PC)以及鋁。
再者，為了讓重力輪6能夠穩定地轉動，本發明所提供的輸入裝置1內更設置有一軸承7(或是軸承套)，並且安排將重力輪6的旋轉軸62插入其中，例如在本實施例中，係將旋轉軸622如圖9所示插入下方的軸套7之中。此外，軸承7可採用耐磨耗的材質或是金屬的材質所製成，因此得以延緩重力輪6的使用壽命，同時也增加重力輪6在轉動時的穩定度。此外，本實施例所提供的輸入裝置1，可如圖3以及圖5所示，在下殼體22上設置一用來收容軸套7的容置槽221，此容置槽221同時也能增加軸套7與重力輪6在運作時的穩定度。
此外，為了不讓重力輪6在轉動時產生劇烈的上下晃動或位移，因此本實施例所提供的輸入裝置1，也設置有一上夾座8以及一下夾座9，並且讓重力輪6夾設於上夾座8以及下夾座9之間。
如圖5所示，上夾座8包括一軸孔81以及一穿孔82，下夾座9包括一軸孔91以及一穿孔92，此外，下殼體22上也對應設置有螺柱222。如此一來，就可利用一螺絲10依序穿過穿孔82以及穿孔92後鎖固於螺柱222內的方式，將上夾座8、重力輪6、下夾座9以及軸承7穩固地安裝於輸入裝置1的下殼體22上。此外，當上夾座8、重力輪6、下夾座9以及軸承7完成組配後，重力輪6的旋轉軸621會插入軸孔81，而旋轉軸622則會穿過軸孔91後插入下方的軸承7內。
此外，為了增加重力輪的阻尼效果，本發明可利用一配重環以及磁鐵的搭配來增加轉動重力輪的難度。請參考圖10以及圖11，依據本發明第二實施例提供一輸入裝置，第二實施例所提供的輸入裝置可沿用上述第一實施例的輸入裝置的架構，差別在於第二實施例所提供的輸入裝置所提供的重力輪，藉由一配重環以及一磁鐵來增加轉動時的阻力。
請參考圖10與圖11，依據本發明之第二實施例所提供的輸入裝置，設置有上夾座8、重力輪6、配重環14、磁鐵15、容置槽223以及軸孔224。其中，上夾座8包括軸孔81以及穿孔82。重力輪6包含有齒輪61、旋轉軸621以及旋轉軸622，重力輪6設置於上夾座8與配重環14之間，並且齒輪61可與控制環5的齒條52互相嚙合。配重環14由具有導磁性的金屬所製成，例如碳鋼或是矽鋼片。配重環14的下方設置有至少一磁鐵15，在此實施例中係以設置兩個磁鐵15作為例示。磁鐵15可吸引配重環14，並且藉由容置槽223以及下殼體22的設計讓兩者之間仍相隔一段距離而不接觸。下殼體22上設置有螺柱222、容置槽223以及軸孔224，其中容置槽223係用來容納磁鐵15，軸孔224則可供旋轉軸622插入。
當利用螺絲10穿過上夾座8的穿孔82並鎖固於螺柱222內時，就可將上夾座8、重力輪6以及配重環14安裝於輸入裝置的下殼體22上。此時，重力輪6的旋轉軸621會插入軸孔81，而旋轉軸622則會穿過並插入下方的配重環14後置入軸孔224內。
由於磁鐵15與配重環14之間可藉由磁吸原理而互相吸引，因此會讓套設於配重環14上的重力輪6在轉動時增加阻力，因此使用者在操作控制環5時，會增加轉動控制環5的阻力。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，並非用以限定本發明，因此凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含於本案的發明概念中。
1:輸入裝置 2:殼體 21:上殼體 211:開口 22:下殼體 221:容置槽 222:螺柱 223:容置槽 224:軸孔 3:座體 31:支撐座 311:凹陷部 312:傾斜部 3121:容置槽 32:止檔環 321:內縮結構 4:球體 5:控制環 51:傾斜部 52:齒條 521:鋸齒結構 53:側壁部 54:防滑結構 6:重力輪 61:齒輪 62:旋轉軸 621:旋轉軸 622:旋轉軸 7:軸承 8:上夾座 81:軸孔 82:穿孔 9:下夾座 91:軸孔 92:穿孔 10:螺絲 11:滾珠 12:滾珠 13:潤滑墊片 14:配重環 15:磁鐵
圖1係依據本發明之第一實施例所提供的輸入裝置的立體圖。
圖2係圖1之輸入裝置的爆炸圖。
圖3係圖1中沿A-A剖面線所得到輸入裝置之一剖面圖。依據本發明一實施例所提供的輸入裝置以及旋轉控制環的一立體剖面圖。
圖4係圖1所示輸入裝置的部分立體圖，圖4係將輸入裝置的座體以及球體等組成予以隱藏而不顯示。
圖5係圖1所示輸入裝置的部分爆炸圖，圖5係將輸入裝置之上殼體、座體、球體以及控制環等組成予以隱藏而不顯示。
圖6係圖1所示輸入裝置中球體、座體、控制環、重力輪以及軸承的立體圖。
圖7係圖1所示輸入裝置中球體、座體、控制環、重力輪以及軸承的爆炸圖。
圖8係圖1所示輸入裝置中座體的支撐座的立體圖。
圖9係圖6中沿B-B剖面線所得到關於球體、座體、控制環、重力輪以及軸承的剖面圖。
圖10係依據本發明第二實施例所提供的輸入裝置中，上夾座、重力輪、配重塊、磁鐵以及下殼體的爆炸示意圖。
圖11係依據本發明第二實施例所提供的輸入裝置中，球體、座體、控制環、上夾座、重力輪、配重塊以及磁鐵的立體示意圖。
1:輸入裝置
21:上殼體
211:開口
3:座體
31:支撐座
32:止檔環
321:內縮結構
4:球體
5:控制環
52:齒條
53:側壁部
54:防滑結構
6:重力輪
8:上夾座
13:潤滑墊片

Claims (19)

  1. 一種輸入裝置，包括： 一殼體，該殼體包括一上殼體以及一下殼體，該上殼體包括一開口； 一座體； 一球體，該球體設置於該座體上，並且部分顯露於該開口外； 一控制環，架設於該座體的外圍，並且部分顯露於該開口外，該控制環可圍繞該座體而自由轉動，該控制環包括： 一第一傾斜部； 一齒條；以及 一側壁部，該側壁部連接該第一傾斜部以及該齒條；以及 一重力輪，嚙合該齒條，用以抑制該控制環的轉動。
  2. 如請求項1所述之輸入裝置，更包括一軸承，該重力輪包括一齒輪以及一旋轉軸，該齒輪嚙合該齒條，該旋轉軸插入該軸承內。
  3. 如請求項2所述之輸入裝置，更包括一容置槽，該容置槽設置於該下殼體，用以收容並承載該軸承。
  4. 如請求項1所述之輸入裝置，更包括一上夾座以及一下夾座，該重力輪夾設於該上夾座以及該下夾座之間，該上夾座以及該下夾座安裝於該下殼體。
  5. 如請求項4所述之輸入裝置，更包括一螺絲，該上夾座包括一第一軸孔以及一第一穿孔，該下夾座包括一第二軸孔以及一第二穿孔，該下殼體包括一螺柱，該螺絲依序穿過該第一穿孔以及該第二穿孔後鎖固於該螺柱內。
  6. 如請求項1所述之輸入裝置，更包括一軸承、一上夾座以及一下夾座，該重力輪夾設於該上夾座以及該下夾座之間，該上夾座包括一第一軸孔，該下夾座包括一第二軸孔，該重力輪包括一齒輪以及一旋轉軸，該旋轉軸包括一第一旋轉軸以及一第二旋轉軸，該第一旋轉軸以及該第二旋轉軸分別設置於該齒輪的兩側面，其中該第一旋轉軸插入該第一軸孔，該第二旋轉軸穿過該第二軸孔後插入該軸承內。
  7. 如請求項1所述之輸入裝置，該重力輪的材質係選自下列之一：聚甲醛、聚碳酸酯以及鋁。
  8. 如請求項1所述之輸入裝置，該座體包括一支撐座，該支撐座包括一凹陷部以及一第二傾斜部，該球體設置於該凹陷部上，而該控制環之第一傾斜部係架設於該第二傾斜部上。
  9. 如請求項8所述之輸入裝置，更包括複數個第一滾珠，用以隔離該第一傾斜部以及該第二傾斜部。
  10. 如請求項9所述之輸入裝置，該複數個第一滾珠係設置於該第二傾斜部上並且部分突出於該第二傾斜部。
  11. 如請求項8所述之輸入裝置，更包括複數個潤滑墊片，用以降低該第一傾斜面與該第二傾斜面之間的摩擦。
  12. 如請求項11所述之輸入裝置，該複數個潤滑墊片設置於該第二傾斜部上。
  13. 如請求項11所述之輸入裝置，該複數個潤滑墊為鐵氟龍墊片。
  14. 如請求項8所述之輸入裝置，該座體更包括一止檔環，該止檔環設置於該支撐座上，用以防止該球體脫離該座體。
  15. 如請求項8所述之輸入裝置，該側壁部環繞於該第二傾斜部之外圍。
  16. 如請求項1所述之輸入裝置，該控制環更包括一防滑結構，該防滑結構設置於該第一傾斜部上。
  17. 如請求項1所述之輸入裝置，更包括一配重環，該重力輪包括一齒輪以及一旋轉軸，該旋轉軸包括一第一旋轉軸以及一第二旋轉軸，該第一旋轉軸以及該第二旋轉軸分別設置於該齒輪的兩側面，該齒輪嚙合該齒條，該第二旋轉軸插入該配重環內。
  18. 如請求項17所述之輸入裝置，該配重環係由具有導磁性的金屬所製成。
  19. 如請求項18所述之輸入裝置，更包括一磁鐵，該磁鐵設置於該配重環的下方，該磁鐵吸引該配重環並且不與該配重環接觸。
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