(57)【要約】    【課題】  ダイヤル操作感触が改善されたダイヤルリング付きトラックボールを提供すること。    【解決手段】  ダイヤルリング付きトラックボール１は、ボールカバー４外縁上においてなされるダイヤルリング２の下方からの支持のために、ボールカバー４外縁上にダイヤルリング２と接触して複数の摩擦抵抗の小さい点接触構造体（小球）３が、移動しないようかつ自由回転可能に、等間隔で配置されている構成とする。小球３はすべて同一径のものとする。小球３の材質は鉄球など金属製のものが良い。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイヤルリング付きトラックボールにおいて、ボールカバー外縁上においてなされる該ダイヤルリングの下方からの支持のために、該ボールカバー外縁上に該ダイヤルリングと接触して、凸状曲面を有する点接触構造体が複数配置されていることを特徴とする、ダイヤルリング付きトラックボール。
【請求項２】
前記点接触構造体は３個以上配置され、かつそれぞれが前記ボールカバー外縁上面の周上における特定の位置に容易に移動しないように配置されていることを特徴とする、請求項１に記載のダイヤルリング付きトラックボール。
【請求項３】
前記点接触構造体の凸状曲面は、球体表面の少なくとも一部をなす面すなわち球面により形成されていることを特徴とする、請求項２に記載のダイヤルリング付きトラックボール。
【請求項４】
前記点接触構造体は自由回転可能な球体であることを特徴とする、請求項３に記載のダイヤルリング付きトラックボール。
【請求項５】
前記点接触構造体は、これが容易に移動しないよう、前記ボールカバー上に形成された凹み構造に適合した状態で設けられていることを特徴とする、請求項４に記載のダイヤルリング付きトラックボール。
【請求項６】
前記点接触構造体は自由回転可能な球体であり、これが容易に移動しないよう、前記ボールカバー上には、該点接触構造体を円周方向両側から挟むように支持構造が形成されていることを特徴とする、請求項４に記載のダイヤルリング付きトラックボール。
【請求項７】
前記点接触構造体は、前記ボールカバー外縁の円周方向への回転が可能なように径方向に軸支された球体であることを特徴とする、請求項３に記載のダイヤルリング付きトラックボール。
【請求項８】
前記球体は、合成樹脂よりも摩擦抵抗が小さい材料により形成されていることを特徴とする、請求項４ないし７のいずれかに記載のダイヤルリング付きトラックボール。
【請求項９】
前記球体は、金属材料により形成されていることを特徴とする、請求項８に記載のダイヤルリング付きトラックボール。
【請求項１０】
前記点接触構造体は、前記ボールカバーと連続して周上に設けられた突起構造であることを特徴とする、請求項３に記載のダイヤルリング付きトラックボール。
【請求項１１】
前記突起構造は、前記ボールカバーと一体成形されていることを特徴とする、請求項１０に記載のダイヤルリング付きトラックボール。
【請求項１２】
前記点接触構造体は、前記ボールカバー外縁の周上に３〜１８個が等間隔で配置されていることを特徴とする、請求項３ないし１１のいずれかに記載のダイヤルリング付きトラックボール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はダイヤルリング付きトラックボールに係り、特に、ダイヤル操作トルクおよびダイヤル操作感触の改善を課題としたダイヤルリング付きトラックボールに関する。
【背景技術】
【０００２】
本願出願人らは先に、ダイヤル付きトラックボールの考案について開示した（後掲特許文献１）。これは、従前のトラックボールにおいて合計３軸の検出を行えるようにするために、ケーシング上、ボールの外周位置にダイヤルリングを回転自在に設け、ダイヤルリングの下端に形成されたパターンにより回転を検出するというものである。
【０００３】
【特許文献１】実開平７−３６２３９号公報「トラックボール」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
さて、従来のダイヤル付きトラックボールのダイヤル支持は、合成樹脂製のボールカバーの外縁上に同じく合成樹脂製のダイヤルリングが摺動保持されているというものである。つまりダイヤルリングはその下面において、支持構造であるボールカバーの外縁の上面と面接触しており、かかる状態にてダイヤルリングはボールカバー上面上を摺動する。
【０００５】
しかし面接触状態でのダイヤルリングの回転は、ダイヤル操作トルクの管理、およびダイヤル操作感触の管理が非常に困難である。つまり、両面間における摩擦の変化や滑りの発生のため、操作者によりなされる力や速度がダイヤルリング上において良好に伝達されない状況が発生する。また、ダイヤルリングもまた合成樹脂製であり、樹脂−樹脂間接触であることが、かかる問題点をいや増すこととなる。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、上記従来技術の問題点を除き、ダイヤル操作トルクが良好に把握でき、かつダイヤル操作感触が改善されたダイヤルリング付きトラックボールを提供することである。つまり、回転操作入力が良好に回転として実現できるダイヤルリング付きトラックボールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明者は上記課題について検討した結果、ボールカバー上面上におけるダイヤルリングの支持を、両者の直接の面接触を避けた形で実現することによって上記課題の解決が可能であることを見出し、本発明に至った。すなわち、上記課題を解決するための手段として本願で特許請求される発明、もしくは少なくとも開示される発明は、以下の通りである。
【０００８】
（１）  ダイヤルリング付きトラックボールにおいて、ボールカバー外縁上においてなされる該ダイヤルリングの下方からの支持のために、該ボールカバー外縁上に該ダイヤルリングと接触して、凸状曲面を有する点接触構造体が複数配置されていることを特徴とする、ダイヤルリング付きトラックボール。
（２）  前記点接触構造体は３個以上配置され、かつそれぞれが前記ボールカバー外縁上面の周上における特定の位置に容易に移動しないように配置されていることを特徴とする、（１）に記載のダイヤルリング付きトラックボール。
（３）  前記点接触構造体の凸状曲面は、球体表面の少なくとも一部をなす面すなわち球面により形成されていることを特徴とする、（２）に記載のダイヤルリング付きトラックボール。
（４）  前記点接触構造体は自由回転可能な球体であることを特徴とする、（３）に記載のダイヤルリング付きトラックボール。
（５）  前記点接触構造体は、これが容易に移動しないよう、前記ボールカバー上に形成された凹み構造に適合した状態で設けられていることを特徴とする、（４）に記載のダイヤルリング付きトラックボール。
（６）  前記点接触構造体は自由回転可能な球体であり、これが容易に移動しないよう、前記ボールカバー上には、該点接触構造体を円周方向両側から挟むように支持構造が形成されていることを特徴とする、（４）に記載のダイヤルリング付きトラックボール。
【０００９】
（７）  前記点接触構造体は、前記ボールカバー外縁の円周方向への回転が可能なように径方向に軸支された球体であることを特徴とする、（３）に記載のダイヤルリング付きトラックボール。
（８）  前記球体は、合成樹脂よりも摩擦抵抗が小さい材料により形成されていることを特徴とする、（４）ないし（７）のいずれかに記載のダイヤルリング付きトラックボール。
（９）  前記球体は、金属材料により形成されていることを特徴とする、請求項８に記載のダイヤルリング付きトラックボール。
（１０）  前記点接触構造体は、前記ボールカバーと連続して周上に設けられた突起構造であることを特徴とする、（３）に記載のダイヤルリング付きトラックボール。
（１１）  前記突起構造は、前記ボールカバーと一体成形されていることを特徴とする、（１０）に記載のダイヤルリング付きトラックボール。
（１２）  前記点接触構造体は、前記ボールカバー外縁の周上に３〜１８個が等間隔で配置されていることを特徴とする、請求項３ないし１１のいずれかに記載のダイヤルリング付きトラックボール。
【００１０】
つまり本発明は、ダイヤルリング付きトラックボールにおいて、ダイヤルリング支持手段を複数の凸状曲面を有する点接触構造体とすることによって、ダイヤルリング下面とボールカバー正面とが直接面接触しないようにし、個々の点接触構造体とダイヤルリングとの点接触に基づく上方への支持の構造としたものである。点接触構造体としては、回転可能な球体（小球）や、球体表面の少なくとも一部をなす面すなわち球面を備えた突起構造などを、好適に用いることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のダイヤルリング付きトラックボールは上述のように構成されるため、これによれば、ダイヤルリングの接触面積の低減が可能となり、回転操作入力が良好にダイヤルリングの回転として実現される。そして、ダイヤル操作トルクが良好に把握でき、ダイヤル操作感触を大幅に改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を図面により詳細に説明する。
図１は、本発明のダイヤルリング付きトラックボールの第一実施例につき、要部構成を示す断面図である。図示するように本ダイヤルリング付きトラックボール１は、ボールカバー４外縁４Ｅ上においてなされるダイヤルリング２の下方からの支持のために、ボールカバー外縁４Ｅ上にダイヤルリング２と接触して、凸状曲面を有する点接触構造体３が複数配置されていることを、基本的な構成とする。図示する第一実施例は、点接触構造体３として球体（以下、「小球」ともいう。）を用いる構成であるが、他の実施例として後述例示するように、本発明トラックボールに係る点接触構造体が球体に限定されるものではない。要するにダイヤルリング２との間で点接触可能な凸状曲面を有するものであることが重要である。
【００１３】
かかる構成により本ダイヤルリング付きトラックボール１では、ダイヤルリング２の下方からの支持は、ボールカバー外縁４Ｅ上に複数配置された点接触構造体３の凸状曲面の最頂部がダイヤルリング２と点接触することによりなされる。したがって、ダイヤルリング２の接触面積の低減が可能となり、回転操作入力が良好にダイヤルリング２の回転として実現される。かかる作用が、球体を点接触構造体３として用いる第一実施例に限ることではなく、後述の他の実施例でも共通することはいうまでもない。
【００１４】
図示する第一実施例も含め、本トラックボール１の点接触構造体３は、３個以上配置されるものとする。ダイヤルリング２を下方から安定的に支持するためである。また、それぞれの点接触構造体３は、ボールカバー外縁４Ｅ上面の周上における特定の位置に、水平方向に容易に移動しないように配置されるものとすることが望ましい。点接触構造体３が水平方向に容易に移動すると、入力される回転操作がダイヤルリング２の良好な回転として実現しにくくなる可能性がある他、下方からのダイヤルリング２の支持のバランスが損なわれて不安定となる可能性がある。しかし、上述の構成によりこれらの不都合を解消することができる。
【００１５】
球体を用いる第一実施例として図１に示すように、点接触構造体３の凸状曲面は、球体表面の少なくとも一部をなす面すなわち球面により形成されたものとすることができる。ここで、「球面」を備えた構成は必ずしも図示する実施例のごとく球体である必要はなく、たとえば先端が半球状の円柱構造など、一部が球面となった構造体をすべて含むものとする。かかる構成は、ダイヤルリング２との良好な点接触に加え、下方からのダイヤルリング２支持の安定性も良好である。
【００１６】
図１の第一実施例に示す通り、本ダイヤルリング付きトラックボール１の点接触構造体３としては、自由回転可能な球体（小球）を好適に用いることができる。小球である点接触構造体３は、すべて同一径のものとする。
【００１７】
以上のように第一実施例のダイヤルリング付きトラックボール１では、ダイヤルリング２下面とボールカバー４正面とが直接面接触せずに、ダイヤルリング２は複数の小球３との点接触によって直接的に上方に支持される。したがってダイヤルリング２に対する回転操作がなされると、ダイヤルリング２は従来のようにボールカバー４外縁の上面上を面接触状態で摺動するのではなく、点接触している小球３の回転を伴った状態で円滑に回転することができ、回転操作が良好にダイヤルリング２の回転として実現される。
【００１８】
本例に係る点接触構造体３（小球）は、後述するように樹脂よりも摩擦抵抗が小さい材料により形成されることが望ましい。特に、鉄球などの金属製のものは好適に用いることができる。つまり、樹脂−金属間接触となるため、摩擦抵抗の低減効果をさらに高めることができるからである。
【００１９】
図２は、本発明ダイヤルリング付きトラックボールの第一実施例について、その細部構造構成例を示す断面図である。図示するように本例ダイヤルリング付きトラックボールの点接触構造体１３としては、これが容易に移動しないよう、ボールカバー１４上、特にボールカバー外縁１４Ｅの上面上に形成された、球面状となった凹み構造１８に、適合した状態で設けられた球体を用いるものとすることができる。
【００２０】
かかる構成により、本例ダイヤルリング付きトラックボールでは、点接触構造体１３はボールカバー外縁１４Ｅの上面上の凹み構造１８に収容されるよように適合した状態で設けられているため、容易には水平方向に移動せず、回転操作入力が良好にダイヤルリング１２の回転として実現でき、また、下方からのダイヤルリング１２を安定的に支持することができる。
【００２１】
図示する通り、小球である点接触構造体１３は凹み構造１８に収容される状態となるが、固定はされておらず、その位置では自由回転可能である。しかも、一定方向のみではなく全ての方向に回転可能に収容でき、円滑な回転動作が実現される。
【００２２】
図２−２は、本発明ダイヤルリング付きトラックボールの第一実施例について、別の細部構造構成例を示す断面図である。図示するように本例ダイヤルリング付きトラックボールの点接触構造体２３としては、これが容易に移動しないよう、ボールカバー２４上、特にボールカバー外縁２４Ｅの側面上に形成された、球面状となった凹み構造２８に適合した状態で、設けられた球体を用いるものとすることができる。
【００２３】
かかる構成によっても、点接触構造体２３は凹み構造２８に適合した状態で設けられているため、容易には水平方向に移動せず、回転操作入力が良好にダイヤルリング２２の回転として実現でき、また、下方からのダイヤルリング２２を安定的に支持することができる。
【００２４】
図３は、本発明ダイヤルリング付きトラックボールの第一実施例について、第三の細部構造構成例を示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。図示するように本例では、点接触構造体３３は自由回転可能な球体であり、これが容易に移動しないよう、ボールカバー３４上には、点接触構造体３３を円周方向両側から挟むように支持構造３７Ａ、３７Ｂが形成されていることを、特徴的な構成とする。図では支持構造３７Ａ等は、ボールカバー外縁３４上面に設けられた半球状の構造であるが、形状、サイズ、また設けられる位置、いずれについても、図示する例に限定されるものではない。要するに点接触構造体３３を円周方向両側から挟んで所定位置から水平移動しないような構造であればよい。
【００２５】
かかる構成により、球体である点接触構造体３３は支持構造３７Ａおよび３７Ｂによって円周方向両側から挟まれるため、ボールカバー外縁３４Ｅの上面上を容易には移動できず、所定の位置にて、自由回転が可能な状態で保持される。
【００２６】
図４は、本発明ダイヤルリング付きトラックボールの第一実施例について、第四の細部構造構成例を示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。図示するように本例では、点接触構造体４３は自由回転可能な球体であり、これが容易に移動しないよう、ボールカバー４４の側面上には、点接触構造体４３を円周方向両側から挟むように支持構造４７Ａ、４７Ｂが形成されている構成である。図では支持構造４７Ａ等は、ボールカバー４４側面上の鉛直方向上略中央部から外側に向かって水平に設けられた棒状の構造であるが、形状、サイズ、また設けられる位置、いずれについても、図示する例に限定されるものではない。要するに点接触構造体４３を円周方向両側から挟んで所定位置から水平移動しないような構造であればよい。
【００２７】
かかる構成により、球体である点接触構造体４３は支持構造４７Ａおよび４７Ｂによって円周方向両側から挟まれるため、ボールカバー外縁４４Ｅの上面上を容易には移動できず、所定の位置にて、自由回転が可能な状態で保持される。
【００２８】
図５は、本発明のダイヤルリング付きトラックボールの第二実施例につき、要部構成を示す断面図である。図示するように本例ダイヤルリング付きトラックボールは、点接触構造体５３が、ボールカバー５４外縁５４Ｅの円周方向への回転が可能なように、軸５８によって径方向に軸支された球体であることを、特徴的な構成とする。軸５８は図示するように、ボールカバー５４上に設け、あるいはまた、これと一体に成形するものとすることもできる。
【００２９】
かかる構成により本実施例では、軸５８によって径方向に軸支された点接触構造体５３は、ボールカバー外縁５４Ｅの円周方向への回転が可能であるため、あたかも、算盤において軸支された玉の上を物体が円滑に動くが如く、ダイヤルリング５２の円滑な回転が実現される。
【００３０】
上述の第一実施例に係る点接触構造体３等（小球）は、合成樹脂よりも摩擦抵抗が小さい材料により形成するものとすることができる。通常、ダイヤルリング２等およびボールカバー４等は合成樹脂にて形成されており、従来技術においては、両者間の面接触に加え、両者が合成樹脂製であることによる摩擦の発生も、ダイヤルリングにおける回転伝達の不良という問題の一因であった。本発明では、点接触構造体３等を、金属材料その他、合成樹脂より摩擦抵抗が小さい材料によって形成して、より良好な回転伝達を得ることができる。金属材料の場合、たとえば鉄すなわち鉄球を点接触構造体として、好適に利用することができる。
【００３１】
図６は、本発明のダイヤルリング付きトラックボールの第三実施例につき、要部構成を示す断面図である。図示するように本例ダイヤルリング付きトラックボールは、点接触構造体６３が、ボールカバー６４の外縁部と連続して周上に設けられた突起構造であることを、特徴的な構成とする。図に示すように、突起構造をなす点接触構造体６３は、半球状の構造としてもよい。また、この突起構造たる点接触構造体６３は、ボールカバー６４と一体成形してもよい。
【００３２】
かかる構成により本実施例においても、点接触によるダイヤルリング６２の支持がなされ、従来の面接触と比較すると操作感触改善効果を得ることができる。また本実施例は上述の第一、第二各実施例よりも構成が簡素であり、製造工程において作業効率を改善することができるという利点がある。
【００３３】
以上述べた各実施例を含め、本発明のダイヤルリング付きトラックボールにおいては、ボールカバー外縁の周上に設ける点接触構造体を、特に３〜１８個程度、かつ等間隔で配置する構成が、本発明の効果を充分に得る観点からも、また実際の製造上の観点からも、推奨される。殊に、３個、６個、９個、１２個といった三点支持のために最低限必要な３個の倍数、あるいは４個、８個といった個数は、実施上、採用しやすいものであるといえる。
【００３４】
なお本発明では、設ける点接触構造体の個数が１９個以上となることを排除するものではないが、これをあまりに多くすることは、製造効率維持の観点のみならず、品質・機能上も好ましくない。あまりに多く設けると、ダイヤルリングを既に点接触構造体が配置されたボールカバーに組込む際に、円周方向のガタ量が多くなってしまうからである。したがって、ボールカバー外縁上面上に設けられるすべての点接触構造体が占める総計距離は、最大でも、ボールカバー外縁円周距離の９０％以下とすることが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明のダイヤルリング付きトラックボールによれば、回転操作入力が良好にダイヤルリングの回転として実現され、ダイヤル操作トルク把握を良好とし、ダイヤル操作感触を大幅に改善することができる。したがって、産業上利用価値が高い発明である。たとえば、医療機器、ＦＡ機器製造および関連産業分野においても、利用価値が高い。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明のダイヤルリング付きトラックボールの第一実施例につき、要部構成を示す断面図である。
【図２】本発明ダイヤルリング付きトラックボールの第一実施例について、その細部構造構成例を示す断面図である。
【図２−２】本発明ダイヤルリング付きトラックボールの第一実施例について、別の細部構造構成例を示す断面図である。
【図３ａ】本発明ダイヤルリング付きトラックボールの第一実施例について、第三の細部構造構成例を示す平面図である。
【図３ｂ】本発明ダイヤルリング付きトラックボールの第一実施例について、第三の細部構造構成例を示す断面図である。
【図４ａ】本発明ダイヤルリング付きトラックボールの第一実施例について、第四の細部構造構成例を示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図４ｂ】本発明ダイヤルリング付きトラックボールの第一実施例について、第四の細部構造構成例を示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図５】本発明のダイヤルリング付きトラックボールの第二実施例につき、要部構成を示す断面図である。
【図６】本発明のダイヤルリング付きトラックボールの第三実施例につき、要部構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１…ダイヤルリング付きトラックボール
１８、２８…凹み構造
２、１２、２２、３２、４２、５２、６２…ダイヤルリング
３、１３、２３、３３、４３、５３、６３…点接触構造体
３７Ａ、３７Ｂ、４７Ａ、４７Ｂ…支持構造
４、１４、２４、３４、４４、５４、６４…ボールカバー
４Ｅ、１４Ｅ、２４Ｅ、３４Ｅ、４４Ｅ、５４Ｅ…ボールカバー外縁
５…ボール
５８…軸
６…トラックボールの上部カバー
【図１】
2008171265.tif 000003
【図２】
2008171265.tif 000004
【図２−２】
2008171265.tif 000005
【図３ａ】
2008171265.tif 000006
【図３ｂ】
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【図４ａ】
2008171265.tif 000008
【図４ｂ】
2008171265.tif 000009
【図５】
2008171265.tif 000010
【図６】
2008171265.tif 000011