技術 トラックボール装置

図４

図７

0028

なお、従来の技術の同様の構成部分は、詳細な説明を省略する。

0029

（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態によるトラックボール装置の斜視図、図２は球体を分離した状態の斜視図、図３は同球体を省略した状態の分解斜視図、図４は同図３におけるリング状の可動部を下方より見た斜視図である。

図１

図２

図４

0030

これらの図において、操作者が指などで操作する球体３１は、球体３１の回転方向を規制するために配されたリング状の拘束体３２の中央位置に配置され、下方を支持部（図示せず）で回転可能に支持されている。

0031

そして、この拘束体３２は、図２および図３に示すように、四つの移動部材３４と、これら四つの移動部材３４の移動方向を球体３１の中心方向にガイドするために設けた四つの溝状のガイド部３５を有するリング状のガイド固定部３６と、前記ガイド固定部３６のリングに沿って回転するように外壁３７を設けたリング状の可動部３８から構成されている。

図２

0032

なお、可動部３８は、図３に示すように、モーター３９の回転がベルト４０などによって伝達され、所定の方向への回転や停止が可能な構造となっているが、当該モーター３９およびベルト４０は、図面を簡略化するために、他の図面では省略している。

0033

また、球体３１の下方などに配設されている球体３１の回転状態を検出する検出部も図示や説明を省略する。

0034

そして、リング状のガイド固定部３６に設けた四つのガイド部３５は、上面視でリング中心点（すなわち、球体３１の中心点）を中心に９０度間隔で凹状に設けられ、この四箇所のガイド部３５に、それぞれ四つの移動部材３４が入り込むように組込まれ、各々の移動部材３４は、ガイド部３５の側壁でガイドされて球体３１の中心点から径方向に向かう直線上を移動自在となっている。

0035

そして、四つの移動部材３４は、球体３１側を向く先端面に、各々弾性材料からなる球状突起４１を備え、球体３１中心を中心位置として点対称とする一対の移動部材３４の球状突起４１どうしの先端を結ぶ直線は、球体３１の中心を通るように配置されている。

0036

また、これらの移動部材３４の各々上面に設けられた円柱状の凸部４２は、可動部３８の下面に設けた外側に湾曲する四つの溝４３（図４参照）に移動自在に嵌め込まれている。

図４

0037

さらに、この四つの溝４３の湾曲状態は、球体３１の中心に対し互いに対面する溝４３どうしは、前記中心に対し点対称の形状であり、隣接する溝４３どうしは、線対称形状の関係で形成されている。

0038

なお、溝４３の形状として、上面視で外側に湾曲させたものとすると、移動部材３４が滑らかに移動するものにできて好ましいが、少なくとも上面視でリング幅の径方向に対し傾斜状態のものであれば良い。

0039

また、当該溝４３の湾曲状態すなわち上面視における曲線の設け方によって、可動部３８の一定速度の回転に対して、球体３１中心に対し点対称位置に配した一対の移動部材３４を一定速度で直線移動させて球体３１に接近または離間させるようにもでき、可動部３８の回転制御が容易なものにすることもできる。

0040

本実施の形態によるトラックボール装置４４は、以上のような回転規制部の構成を備えたものであり、パーソナルコンピュータなどの各種電子機器に搭載されて使用できるものである。

0041

以下、その搭載状態およびトラックボール装置４４の回転規制時の動作などを図５および図６を用いて説明する。

0042

図５は、本発明のトラックボール装置を用いたパーソナルコンピュータの斜視図であり、各部の構成の詳細な説明については従来例で説明した部分と重複するので省略するが、このパーソナルコンピュータ４６（以下、パソコン４６と記載する。）の本体部２には、本発明のトラックボール装置４４が搭載されていると共に、制御部４５は、トラックボール装置４４を含んで各機能を制御できるものが搭載されている。

0043

また、当該パソコン４６は、従来例と同様に、操作者がキーボード４やトラックボール装置４４を操作することによって、所定信号を入力し、その入力された所定信号を制御部４５で処理して所定機能を作動させるようになっている。

0044

そして、このトラックボール装置４４への操作で検出される球体３１の回転方向と回転量は、例えば図５に示すようなパソコン４６の表示部３に表示されるポインタ７の二次元的な移動操作や、画面に対して縦列で表示された複数の選択項目８から、同図にハッチングで示すカーソル９の上下方向などへの一次元的な移動操作で所望の選択項目８を選択する場合などに用いられる。

0045

そして、前記カーソル９での選択操作時に、トラックボール装置４４は、回転操作方向が、表示部３の上下方向に応じた方向のみに操作可能なように回転規制が働く制御がなされるようになっている。

0046

ここで、前記本発明によるトラックボール装置４４の回転方向規制時の動作について、図６（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。

0047

図６（ａ）〜（ｃ）は、本発明によるトラックボール装置を構成している球体３１と拘束体３２の動作状態を上方より平面的に図示したものであり、図６（ａ）は可動部３８が初期位置である平面図、図６（ｂ）は可動部３８を初期位置より反時計方向に回転させた平面図、図６（ｃ）は、可動部３８を初期位置より時計方向に回転させた平面図である。

0048

なお、これらの図では移動部材３４の輪郭と円柱状の凸部４２及びこの凸部４２に嵌め込まれた可動部３８の湾曲した溝４３を破線で記載し、その他の部分は、動作を簡略に説明するために省略してある。

0049

まず、図６（ａ）では、球体３１は、いずれの移動部材３４とも接触していない状態を示している。

0050

この状態においては、球体３１の回転規制は行われておらず、球体３１はＸ方向およびＹ方向も含み全方位に向けて回転操作が可能な状態であり、トラックボール装置４４としては、二次元的な操作が可能で、例えば図５における表示部３のポインタ７の移動操作などに適した状態となっている。

0051

そして、図６（ａ）の状態から、球体３１を中心として、可動部３８を反時計廻りに回転させた状態を示すのが図６（ｂ）であり、可動部３８が反時計廻りに回転するにつれ、湾曲した溝４３も反時計廻りに移動していく。

0052

そして、この溝４３に嵌め込まれた移動部材３４の円柱状の凸部４２は、湾曲した溝４３の片側の壁面によって回転方向に押されるが、このとき、移動部材３４は、図３で図示したガイド部３５を有するリング状のガイド固定部３６によって、移動可能な方向である球体３１の中心方向に案内され、円柱状の凸部４２が湾曲した溝４３の壁面で押された結果、図６（ａ）中において上下位置に配された一方の一対の移動部材３４は、球体３１より同時に離間し、同左右位置に配された他の一対の移動部材３４は、球体３１に同時に接近する。

0053

すなわち、凹凸が組み合わされると共に、固定状態のガイド固定部３６のガイド部３５の案内で移動部材３４はいずれも球体３１の中心、つまりリング状の拘束体３２の中心を通る直線上の範囲を、球体３１に、一対ごとで離間または接近するように直線的に移動することとなる。

0054

なお、前記に説明した移動部材３４、可動部３８、ガイド部３５の構造のものを組み合わせたものは、簡素な構造で済み、コスト的にも有利である。

0055

そして、最終的に上下方向に配置された側の一対の移動部材３４は、球体３１に接触せず、左右方向に配置した他の一対の移動部材３４のみが球体３１に弾接している図６（ｂ）の状態となる。

0056

前記状態では、球体３１は、上下方向、すなわちＹ方向には回転自由であるが、左右方向、すなわちＸ方向には移動部材３４に設けた球状突起４１との摩擦により回転に規制がかかる。

0057

このようにして、トラックボール装置４４の球体３１は、左右方向には、回転規制がかかり上下方向のみの回転操作が可能な状態となり、例えば図５における表示部３のカーソル９で所望の選択項目８を選択するような一次元の移動操作に適した状態になる。

0058

そして、前記の球体３１の左右方向に配置された一対の移動部材３４は、球体３１中心に対し点対称位置に各々配され、球体３１を両側から同時に挟み込むため、球体３１を挟み込んだ際にも球体３１のずれなどの発生も少なく、操作可能方向にはスムーズに回転操作ができるようになる。

0059

次に図６（ａ）の状態から、球体３１に対して可動部３８を時計廻りに回転させた状態を図６（ｃ）に示す。