(57)【要約】【課題】ケースを機器類から取り外したり分解したりすることなく、しかも、構造を複雑にしたり精度及び寿命を早期に低下させたりすることなく、ボールをケースから容易に取り出して容易に清掃することができるトラックボールを提供する。【解決手段】リング２７は、該リングをケース２０の開口部２２ａから上方に取り外すときに互いに協働してケース内のボール２６をすくい上げることができる２つの保持アーム３１、３２と、ケースの開口部に設けられた係合部２８に係合可能な係合爪部２９とを有する。ケースは、リング２７の係合爪部２９をケースの係合部２８に係合する位置から離間した位置へと回動させるとき該係合爪部をケースの開口部の外に向けて案内する傾斜案内部３０を有する。一方の保持アーム３１は、係合爪部が係合部から離間した位置にあるとき、ロータリーエンコーダ２４の軸部２４ａの上方に位置するように配置される。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にＸ軸及びＹ軸用の２つロータリーエンコーダを収容し且つ上面に開口部を有するケースと、該ケースの開口部から一部が外部に露出するようにケース内に収容されてロータリーエンコーダの軸部に接触するボールと、ケースの開口部に係合して取り付けられてボールが該開口部から不用意に飛び出すことを防止するリングとを有し、
前記リングは、該リングをケースの開口部から上方に取り外すときに互いに協働してケース内のボールをすくい上げることができる複数の保持アームと、前記ケースの開口部に設けられた係合部に係合可能な係合爪部とを有し、
前記ケースは、前記リングの係合爪部を前記係合部に係合する位置から離間した位置へと回動させるとき該係合爪部をケースの開口部の外に向けて案内する傾斜案内部を有し、
前記保持アームのうちの少なくとも１つは、前記係合爪部が前記ケースの係合部から離間した位置にあるとき、ロータリーエンコーダの軸部の上方に位置するように配置されていることを特徴とするトラックボール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はトラックボールに関し、更に詳しくは、トラックボールのボール取り出し構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
入力デバイスの１つであるトラックボールは、上面に開口部を有するケースと、該ケースの開口部から一部が外部に露出するようにケース内に収容されるボールと、ケースの開口部に係合して取り付けられてボールが開口部から不用意に飛び出すのを防止するリングとを有している。
【０００３】
一般に、リングはケースの開口部の内側に設けられた係合部と係合可能な係合爪部を有しており、この係合爪部をケースの開口部に挿入しリングを所定角度回動させることにより、係合爪部をケースの係合部に係止させることができるように構成されている。
【０００４】
ケース内ではボールは自重でＸ軸及びＹ軸用の２つのロータリーエンコーダの軸部とガイドローラーとに接触しており、操作者が指でボールを回転させるとこれらロータリーエンコーダが連動してボールの回転量をＸ−Ｙ座標移動量に変換することにより、表示画面上のカーソルを移動させることができるものとなっている。
【０００５】
この種のトラックボールにおいて、ボールの表面に付着した塵、ホコリ等がロータリーエンコーダの軸部に移って堆積すると、ボールの回転がロータリーエンコーダの軸部に正確に伝達されなくなる。
このため、ケースからリングを取り外してボールをケースの開口部から取り出し、ボールやロータリーエンコーダの軸部を時々清掃する必要がある。
【０００６】
しかし、リングをケースから取り外してもボールはその表面の半分以上がケース内に納まっているため、ボールの露出部分を指で掴もうとしても滑ってしまい、ケースから取り出すことが困難である。
【０００７】
デスク上に置いて用いる携帯型のトラックボールであれば、ケースを上下反転させてボールを取り出すことができるが、ケースが医療装置、測定装置等のような大型電子機器類に組み付けられているときは、ケースを簡単に上下反転させることができないため、ボールをケースから取り出すためには、ケースを分解する必要が生じ、面倒な作業が必要になる。
【０００８】
特開２００２−１８９５６２号公報には、トラックボールのボール取出し構造が記載されている。
この公知技術は、図５及び図６に示すように、先端に突起２ａ、３ａを有する複数の保持アーム２、３をリング１からケース４内のボール５の中心位置よりも下方まで延びるように突出させて設けたものとなっており、保持アーム２、３の先端の突起２ａ、３ａを通る仮想円の直径をボール５の直径よりも小さく設定しておくことにより、リング１をケース４から取り外すときにボール５を保持アーム２、３間に保持させてリング１と一緒にケース４から取り出そうとするものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公知技術においては、上記したように、ケース４へのリング１の装着時に複数の保持アーム２、３がケース４内のボール５の中心部よりも下方まで延びる構成となっているため、リング１が上記したように所定角度回動してケース４に装着される構成のものであるときは、リング１の保持アーム２、３のうちの何れかがロータリーエンコーダ６の軸部６ａ又はロータリーエンコーダ７の軸部７ａと干渉するという問題が生じる。
【００１０】
このため、上記公知技術の場合、保持アーム２、３との干渉を避けるためには、リング１を回転させずにケース４に取り付けるための特殊な係合機構を採用するか、或いは、図５及び図６中２点鎖線で示すように、ロータリーエンコーダ６、７の軸部６ａ、７ａをより低い位置でボールと接触させる必要がある。
【００１１】
しかし、リング１を回転させずにケース４に取り付けるための特殊な係合機構を採用すると、リング及びケースの構造が複雑となり、製造コストが高くなるという問題が生じる。
【００１２】
一方、ロータリーエンコーダ６、７の軸部６ａ、７ａをより低い位置にシフトさせた場合、ロータリーエンコーダ６、７の軸部６ａ、７ａが互いに干渉しやすくなり、軸部６ａ、７ａの端部を支持するブラケット８、９の設置スペースが狭くなるため、十分な軸部支持強度を確保することが困難となる。
【００１３】
また、ロータリーエンコーダ６、７の軸部６ａ、７ａがボール５の最大径部からより離れた位置でボール５と接触することになるため、ボール５によってロータリーエンコーダ６、７における一方の軸部のみを回転させたときにボール５が他方の軸部と摺動する奇跡が長くなり、摩擦が増えることとなって、早期に精度及び寿命の低下を来す原因となる。
【００１４】
したがって、本発明の目的は、ケースを機器類から取り外したり分解したりすることなく、しかも、構造を複雑にしたり精度及び寿命を早期に低下させたりすることなく、ボールをケースから容易に取り出して容易に清掃することができるトラックボールを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明における第１の発明は、内部にＸ軸及びＹ軸用の２つロータリーエンコーダを収容し且つ上面に開口部を有するケースと、該ケースの開口部から一部が外部に露出するようにケース内に収容されてロータリーエンコーダの軸部に接触するボールと、ケースの開口部に係合して取り付けられてボールが該開口部から不用意に飛び出すことを防止するリングとを有し、前記リングは、該リングをケースの開口部から上方に取り外すときに互いに協働してケース内のボールをすくい上げることができる複数の保持アームと、前記ケースの開口部に設けられた係合部に係合可能な係合爪部とを有し、前記ケースは、前記リングの係合爪部を前記係合部に係合する位置から離間した位置へと回動させるとき該係合爪部をケースの開口部の外に向けて案内する傾斜案内部を有し、前記保持アームのうちの少なくとも１つは、前記係合爪部が前記ケースの係合部から離間した位置にあるとき、ロータリーエンコーダの軸部の上方に位置するように配置されていることを特徴とするトラックボールを提供する。
【００１６】
上記構成のトラックボールにおいては、ケースに係合して取り付けられるリングが、該リングをケースの開口部から上方に取り外すときに互いに協働してケース内のボールをすくい上げることができる複数の保持アームを有しているので、リングをケースから取り外すときに、ボールをケースの開口部から容易にに取り出すことができる。
【００１７】
しかも、係合爪部は、ケースの開口部内周に沿ってケース開口部に設けられた係合部に係合する位置から離間した位置へと回動可能であり、ケースは、リングの係合爪部を係合部に係合する位置から離間した位置へと回動させるとき該係合爪部をケースの開口部の外に向けて案内する傾斜案内部を有しており、さらに、保持アームのうちの少なくとも１つは、係合爪部がケースの係合部から離間した位置にあるとき、ロータリーエンコーダの軸部の上方に位置するように配置されているので、リングを回動させて係合爪部を係合部に係合又は離脱させるときに、この保持アームがロータリーエンコーダの軸部と干渉することを防止できる。
【００１８】
また、残りの保持アームは、係合爪部が離間位置から係合位置へと移動するときロータリーエンコーダの軸部に接近するが軸部の直前で止まるように配置することができるので、何れの保持アームもロータリーエンコーダの軸部に干渉することなくリングを回動させて係合爪部を係合部に対し係合及び離脱させることができる。
【００１９】
したがって、保持アームとロータリーエンコーダの軸部との干渉を避けるためにロータリーエンコーダの軸部の位置を下方にシフトさせる必要なく、リングを構成の簡単な回動方式によりケースの開口部に対し係合及び離脱させることができるとともに、リングに設けた複数の保持アームでボールを確実にすくい上げることができるように、保持アームを最適位置に配置することができる。
【００２０】
したがって、ケースを機器類から取り外したり分解したりすることなく、しかも、構造を複雑にしたり精度及び寿命を早期に低下させたりすることなく、ボールをケースから容易に取り出して容易に清掃することができるトラックボールを提供することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。
【００２２】
図１から図４までは本発明の一実施形態を示したものであり、図１（ａ）はトラックボールのケースからリングを取り外した状態を示す平面図、（ｂ）は図１に示すトラックボールのケースに取り付けられるリングの平面図である。
【００２３】
図２（ａ）は図１（ａ）に示すトラックボールのケースに同図（ｂ）に示すリングの取り付けを開始するときの図１（ａ）中２ａ−２ａ線に沿った断面図、（ｂ）は図１（ａ）に示すトラックボールのケースに同図（ｂ）に示すリングを取り付けた状態を示す図１（ａ）中２ｂ−２ｂ線に沿った断面図である。
【００２４】
図３は図１に示すトラックボールのケースからリングとボールを取り外した状態を示す斜視図であり、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はケースに対するリングの係合構造及び係合方法を示す説明図である。
【００２５】
はじめに図１から図３までを参照すると、本実施形態のトラックボールは、下ケース２１と上ケース２２とに分解可能なケース２０を備えており、下ケース２１の内部には、Ｘ軸用及びＹ軸用のロータリーエンコーダ２３、２４が収容されるとともに、回路基板３３が実装されるようになっている。
【００２６】
Ｘ軸用及びＹ軸用のロータリーエンコーダ２３、２４は互いに直角をなして下ケース２１内に回転可能に支持された軸部２３ａ、２４ａを有しており、これら軸部２３ａ、２４ａとガイドローラ２５とによってボール２６を回転可能に支持するものとなっている。
【００２７】
上ケース２２の上面にはボール２６を出し入れすることができる開口部２２ａが形成されており、ボール２６は、上ケース２２の開口部２２ａから一部が外部に露出するようにケース２０内に収容されている。
【００２８】
さらにトラックボールは、ケース２０の開口部２２ａに係合して取り付けられるリング２７を備えている。このリング２７はボール２６が不用意にケース２０内から外部に飛び出すのを防止する役割を果たす。
【００２９】
すなわち、リング２７は、ボール２６の直径よりも小さい内径の開口部２７ａを有しており、この開口部２７ａはボール２６がケース２０内のボール２６がケース２０内のロータリーエンコーダ２３、２４の軸部２３ａ、２４ａとガイドローラ２５とによって支持されているときは、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、ボール２６の表面に対し非接触状態に保たれているが、ボール２６が不用意に浮上してもリング２７の開口部２７ａから外に飛び出すことはできない。
【００３０】
図３に示すように、この実施形態においては、上ケース２２の開口部２２ａには２つの係合部２８、２８が該開口部２２ａの直径方向に対向して設けられており、これら２つの係合部２８、２８の位置に対応して、リング２７には、上ケース２２の係合部２８、２８に係合可能な２つの係合爪部２９、２９が設けられている。
【００３１】
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、リング２７の係合爪部２９は、上ケース２２の開口部２２ａに挿入して図１（ａ）、（ｂ）中時計方向に所定角度（例えば約２０°）回動させたとき、その先端に設けた突起部２９ａが係合部２８に形成した窪み部２８ａに係合することにより、係合部２８に対し係止状態に保たれるようになっている。
【００３２】
また、係合爪部２９が係合部２８に係合しているとき（図４（ｃ）参照）、リング２７に適度の力を加えてリング２７を図１（ａ）、（ｂ）中反時計方向に回動させると、係合爪部２９の突起部２９ａが係合部２８の窪み部２８ａから離脱し、係合爪部２９が係合部２８から離脱することにより、リング２７をケース２０から取り外すことができる（図４（ａ）、（ｂ）参照）。
【００３３】
さらに、本実施形態においては、上ケース２２にはリング２７の係合爪部２９を係合部２８に対する係合直前の位置（図４（ｂ）参照）から所定距離だけ離間した位置（図４（ａ）参照）へと回動させるとき該係合爪部２９を上ケース２２の開口部２７ａの外に向けて案内することができる傾斜案内部３０が設けられている。
【００３４】
さらに、本実施形態においては、リング２７は樹脂成形品からなり、図２（ｂ）及び図３に示すように、リング２７には、上ケース２２の開口部２２ａから下方に向かって延びる２つの保持アーム３１、３２が設けられており、下ケース２１にはボール２６を受容する略半球状凹部２１ｃの内面に、保持アーム３１、３２の先端を受容するための凹所２１ａ、２１ｂを形成したものとなっている。
【００３５】
図２（ａ）、（ｂ）からわかるように、２つの保持アーム３１、３２は、リング２７を上ケース２２に取り付けたときそれらの先端３１ａ、３２ａがロータリエンコーダ２３、２４の軸部２３ａ、２４ａと干渉し得る高さ位置まで下方に向かって延びている。
【００３６】
さらに、これら保持アーム３１、３２の先端３１ａ、先端３２ａを通る仮想円（図２（ｂ）において直径Ｄ２の円）がボール２６の最大外周円（ボール２６の直径Ｄ１の円）よりも小さくなるように形成されている。
【００３７】
したがって、リング２７の保持アーム３１、３２の間にボール２６を入れておけば、リング２７を持ち上げたときに、保持アーム３１、３２の先端３１ａ、３２ａによりボール２６を支えてボール２６をすくい上げることができる。
【００３８】
また、樹脂からなるこれら保持アーム３１、３２の弾性を利用してこれら保持アーム３１、３２を弾性変形させることにより、ボール２６を保持アーム３１、３２の間から容易に取り出したり入れたりすることができる。
【００３９】
さらに、この実施形態においては、保持アーム３１、３２は、少なくともボール２６の上下方向における最大径外周部よりも下方に延びる部分がほぼ一定厚みを有するとともに、ボール２６の外表面に対しほぼ一定の隙間を介して円弧状に湾曲して延びている。
したがって、保持アーム３１、３２をケース２０内で回動させたときに、保持アーム３１、３２がケース２０内の構成部品と干渉する可能性を最小限に抑えることができる。
【００４０】
さらに、この実施形態においては、保持アーム３１、３２の内面は、ボール２６の直径よりも若干大きな球面の一部を形成する湾曲面となっている。
したがって、これら保持アーム３１、３２の間にボール２６を保持して持ち上げるときに、ボール２６を安定に保持することができる。
【００４１】
さらに、保持アーム３１、３２は、係合爪部２９、２９が上ケース２２の係合部２８、２８に対し図４（ｃ）に示す係合位置にあるとき、図１（ａ）において実線で示す位置にあり、また、係合爪部２９、２９がこの係合位置から図４（ａ）に示す離間位置まで移動したとき、図１（ａ）において２点鎖線で示す位置まで移動するようにリング２７上に配置されている。
【００４２】
このとき、一方の保持アーム３１は、上方より見てにロータリーエンコーダ２４の軸部２４ａと重なり合う位置となっているが、係合爪部２９、２９が図４（ｂ）に示す係合直前位置から図４（ａ）に示す離間位置まで移動する間に、傾斜案内部３０、３０に案内されて開口部２２ａの外に向けて上昇するので、保持アーム３１もロータリーエンコーダ２４の軸部２４ａに近づくに従い上昇し、係合爪部２９、２９が図４（ａ）に示す離間位置まで移動したとき、保持アーム３１の先端３１ａロータリーエンコーダ２４の軸部２４ａの上方に達する。
【００４３】
したがって、リング２７を回動させて係合爪部２９を上ケース２２の係合部２８に係合又は離脱させる間に保持アーム３１がロータリーエンコーダ２４の軸部２４ａと干渉する虞れはない。
【００４４】
また、他方の保持アーム３２は、係合爪部２９、２９が図４（ａ）に示す離間位置から図４（ｃ）に示す係合位置へと移動するとき、ロータリーエンコーダ２３の軸部２３ａから離間した位置から該軸部２３ａへと近づくが、該軸部２３ａの手前で止まるように配置されているので、リング２７を回動させて係合爪部２９を上ケース２２の係合部２８に係合又は離脱させる間に保持アーム３２がロータリーエンコーダ２３の軸部２３ａと干渉する虞れはない。
【００４５】
上記構成のトラックボールにおいては、上記したように、保持アーム３１、３２の先端３１ａ、３２ａを通る仮想円がボール２６の最大外周円よりも小さくなるように形成されているので、リング２７を上ケース２２の開口部２２ａから取り外すときに、保持アーム３１、３２の先端１３ａ、３２ａによりボール２６を確実に挟んで上ケース２２の開口部２２ａから取り出すことができる。
【００４６】
しかも、リング２７を回動させて係合及び離脱させる構造でありながら、保持アーム３１、３２とロータリーエンコーダの軸部２３ａ、２４ａとの干渉を回避するためにロータリーエンコーダの軸部２３ａ、２４ａを下方にシフトさせる必要がないため、軸部２３ａ、２４ａの支持強度が低下したり、軸部２３ａ、２４ａに対するボール２６の摩擦が増大して寿命が早期に低下することを防止することができる。
【００４７】
さらに、リング２７を上ケース２２に取り付けたとき、保持アーム３１、３２とボール２６との間に隙間が確保されているので、保持アーム３１、３２が不用意にボール２６に接触してボール２６の回転抵抗を高めたり、摩耗させたりすることを防止できる。
【００４８】
以上、図示実施形態につき説明したが、本発明は図示実施形態の態様のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内でその構成要素に種々の変更を加えることができる。
【００４９】
例えば、上記実施形態においては、リング２７に２つの保持アーム３１、３２が直径方向に対向して配置されているが、３つ以上の保持アームを配置してもよい。
【００５０】
また、保持アーム３１、３２によってボール２６をすくい上げるときのボール保持力を向上するために、保持アーム３１、３２の先端３１ａ、３２ａを二股状に分岐させた形状としてもよい。
【００５１】
さらに、保持アーム３１、３２は下方に向かって直線的に延び且つ先端が内方に向かって略直角に屈曲した形状を有するものであってもよい。
【００５２】
さらに、上記実施形態においては係合部及び係合爪部が各々２つ設けられているが、３つ以上としてもよい。
【００５３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ケースを機器類から取り外したり分解したりすることなく、しかも、構造を複雑にしたり精度及び寿命を早期に低下させたりすることなく、ボールをケースから容易に取り出して容易に清掃することができるトラックボールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示したものであり、（ａ）はトラックボールのケースからリングを取り外した状態を示す平面図、（ｂ）はリングの平面図である。
【図２】（ａ）は図１（ａ）に示すトラックボールのケースに同図（ｂ）に示すリングの取り付けを開始するときの図１（ａ）中２ａ−２ａ線に沿った断面図、（ｂ）は図１（ａ）に示すトラックボールのケースに同図（ｂ）に示すリングを取り付けた状態を示す図１（ａ）中２ｂ−２ｂ線に沿った断面図である。
【図３】図１に示すトラックボールのケースからリングとボールを取り外した状態を示す斜視図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はケースに対するリングの係合構造及び係合方法を示す説明図である。
【図５】トラックボールの従来例を示すケース内部の平面図である。
【図６】図５に示すトラックボールの図５中６−６線に沿った断面図である。
【符号の説明】
２０    ケース
２１    下ケース
２２    上ケース
２２ａ    上ケースの開口部
２３、２４    ロータリーエンコーダ
２３ａ、２４ａ    軸部
２５    ガイドローラ
２６    ボール
２７    リング
２７ａ  リングの開口部
２８    係合部
２８ａ    窪み部
２９    係合爪部
２９ａ    突起部
３０    傾斜案内部
３１    短寸の保持アーム
３１ａ    先端
３２    長寸の保持アーム
３２ａ  先端
３３    係合溝
Ｄ１    ボールの直径
Ｄ２    保持アームの先端を通る円の直径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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