(57)【要約】      （修正有）【課題】ボールにとれにくいゴミが付着した場合や、操作者が好む色のボールに交換する場合に、操作者によるボールの取り出しを容易に行うことのできるトラックボール装置を提供する。【解決手段】従来のトラックボール装置においては、ボールの中心がハウジングの内部に配置されているため、ボールをハウジングから取り外す際に、操作者がボールをうまく掴むことができない、すなわち操作者によるボールの取り出しを容易に行うことができないという問題があった。そこで、ボール２を下方から回転自在に支持するほぼ中空半球状のボール支持部材４と、ボール２をボール支持部材４から浮き上がらせるためのボール強制離脱機構１９とを設け、ボール強制離脱機構にはボールを押し上げるための押し上げ部材と、この押し上げ部材をボールに対して接離動作させる回動可能な駆動アームを設けることにより、操作者が容易にボールの取り出しを行えるようにした。【選択図】      図１
2004265017.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングの外部に露出しているボールの表面を操作者が直接触れることにより前記ボールを直接回転させてカーソルや表示画面上のドットの移動を行うトラックボール装置であって、
前記ボールを回転自在に支持するボール支持部材と、
前記ボールを前記ボール支持部材から浮き上がらせるためのボール強制離脱機構と、を有していることを特徴とするトラックボール装置。
【請求項２】
前記ボール強制離脱機構は、前記ボールを押し上げるためのボール押し上げ部材と、このボール押し上げ部材を前記ボールに対して接離動作させる回動可能な駆動アームと、この駆動アームを駆動する操作者によって操作可能な操作アームとを有していることを特徴とする請求項１に記載のトラックボール装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トラックボール装置に係り、特に、ボールの取り出しを容易に行うことのできるトラックボール装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ポインティングデバイスの一つとして、ハウジングの外部に露出しているボールの表面を操作者が直接触れることにより、前記ボールを直接回転させてカーソルや表示画面上のドットの移動を行うことのできるトラックボール装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、トラックボール装置として、操作対象の属性や状態に応じて操作者へ触感を付与する触感応答手段を有するものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。ここでいう属性に合わせるとは、その操作対象の機能に合わせてという意味である。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０８−１６１１１３号公報
【特許文献２】
特開平１１−３０５９３８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のトラックボール装置においては、ボールにとれにくいゴミが付着した場合や、操作者が好みの色のボールに交換する場合など、ボールをハウジングから取り外す必要がある。
【０００６】
しかしながら、従来のトラックボール装置においては、ボールの中心がハウジングの内部に配置されているため、ボールをハウジングから取り外す際に、操作者がボールをうまく掴むことができない、すなわち操作者によるボールの取り出しを容易に行うことができないという問題点があった。
【０００７】
本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、操作者によるボールの取り出しを容易に行うことのできるトラックボール装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するため本発明に係るトラックボール装置の特徴は、ハウジングの外部に露出しているボールの表面を操作者が直接触れることによりボールを直接回転させてカーソルや表示画面上のドットの移動を行うトラックボール装置であって、ボールを回転自在に支持するボール支持部材と、ボールをボール支持部材から浮き上がらせるためのボール強制離脱機構とを有している点にある。そして、このような構成を採用したことにより、ボール強制離脱機構は、ボールボール支持部材からボールを浮き上がらせることが容易にできるので、操作者によるボールの取り出しを容易に行うことができる。
【０００９】
本発明に係るトラックボール装置のボール強制離脱機構としては、ボールを押し上げるためのボール押し上げ部材と、このボール押し上げ部材を前記ボールに対して接離動作させる回動可能な駆動アームと、この駆動アームを駆動する操作者によって操作可能な操作アームとを有していることが好ましい。そして、このような構成を採用したことにより、操作者がボールをうまく掴むことができるように、ボールをボール支持部材から十分に浮き上がらせることができるので、操作者によるボールの取り出しをより容易かつ確実に行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施形態により説明する。
【００１１】
図１は本発明に係るトラックボール装置の実施形態の要部を示す断面図である。
【００１２】
本実施形態のトラックボール装置は、ボールを下方から支持する略中空半球状のボール支持部材を用いたものを例示している。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態のトラックボール装置１は、操作者が直接操作可能なボール２を有している。このボール２は、図１において２点鎖線にて示すハウジング３の内部に配設されたボール支持部材４によってその下部が回転自在に支持されている。すなわち、ハウジング３の内部に配設されたボール支持部材４は、上部が開口部とされた略中空半球状に形成されており、上部が開口部とされた半球状凹内曲面５上に少なくとも３個の回転自在な支持球（図示せず）が配設され、これによってボール２の略下半分を回転自在に支持することができるようになっている。また、ボール２は、その中心がハウジング３の内部に位置するように配置されている。そして、ボール２の上部がハウジング３の外部に露出されており、ハウジング３の外部に露出しているボール２の表面を操作者が直接触れることによりボール２を直接回転させて図示しないカーソルや表示画面上のドットの移動を行うことができるようになっている。さらに、ボール支持部材４の底部には、厚さ方向に貫通する貫通孔６が形成されている。
【００１４】
前記ボール支持部材４の上方に位置するハウジング３の上面には、ハウジング３からボール２が飛び出すのを防止するためのリテーナ７が配設されている。このリテーナ７の上面は、ハウジング３の上面と略面一に形成されており、このリテーナ７の略中央部には、円形状の開口部８が形成されている。この開口部８の内径は、ボール２の直径より小さく形成されており、しかもボール２の上部を外部に露出させることができるようになっている。また、リテーナ７は、ハウジング３に対して着脱可能に配設されており、ボール２をハウジング３から取り出す際には、操作者によってハウジング３から容易に取り外すことができるようになっている。
【００１５】
前記ボール支持部材４の貫通孔６内には、ボール押し上げ部材９が配設されている。このボール押し上げ部材９は、ボール２をハウジング３から取り出す際に、ボール２を押し上げるためのものであり、ハウジング３の内部に上下動可能に配設されている。また、ボール押し上げ部材９は、常時は、ボール２と対向するボール対向面１０がボール２と非接触状態を保持することができるように僅かな隙間をおいて配置されている。また、ボール押し上げ部材９のボール対向面１０とは反対側の背面１１の略中央部には、下方に向かって凸の接触突起１２が突設されており、この接触突起１２の先端部は、駆動アーム１３の図１右方に示す右腕１４の先端部分に上方から当接されている。
【００１６】
前記駆動アーム１３は、ボール押し上げ部材９をボール２に対して接離動作させるためのものである。この駆動アーム１３の図１の左右方向に示す長手方向の略中央部分には、支持ピン１５が枢着されている。この支持ピン１５は、ハウジング３の内部に配設された図示しない基板上に配設された支持フレーム１６によってその軸心が水平になるように支持されている。そして、駆動アーム１３に支持ピン１５を枢着することで、駆動アーム１３は、支持ピン１５を中心として回動可能に支持されている。また、駆動アーム１３は、常時は、図示しない付勢ばねの付勢力によって支持ピン１５を中心として図１の時計方向に付勢されており、ボール押し上げ部材９のボール対向面１０がボール２と非接触状態を保持することができるようになっている。
【００１７】
前記駆動アーム１３の図１左方に示す左腕１７の先端部分には、操作者によって操作可能な操作アーム１８の下端部が上方から当接されている。この操作アーム１８は、駆動アーム１３を駆動するためのものであり、ハウジング３の内部に上下動可能に配設されている。そして、操作アーム１８は、常時は、支持ピン１５を中心とした駆動アーム１３の時計方向への回転によって、ハウジング３の内部を上方に移動した上昇状態を保持することができるようになっている。この操作アーム１８の下方へのストロークは、操作者が操作アーム１８を下方に向けて押し込んだ場合、ボール２の中心を少なくともリテーナ７の下面より上方に位置させることができる量とされている。
【００１８】
なお、操作アーム１８の下方へのストロークとしては、ハウジング３の上面より下方にリテーナ７の下面が位置する構成においては、操作アーム１８を下方に向けて押し込んだ場合、ボール２の中心を少なくともリテーナ７の下面より上方に位置させることができる量であればよい。
【００１９】
また、操作アーム１８の下方への移動位置を規制するストッパを設けることが好ましい。
【００２０】
前記ボール押し上げ部材９、駆動アーム１３および操作アーム１８により、本実施形態のボール２をボール支持部材４から浮き上がらせるためのボール強制離脱機構１９が構成されている。
【００２１】
なお、ボール支持部材４としては、特開平１１−３０５９３８号公報に記載のように、ボール２の回転からＸ軸方向の回転量を情報化するエンコーダおよびボール２の回転からＹ軸方向の回転量を情報化するエンコーダのそれぞれの回転軸を用いる構成としてもよい。この場合には、ボール押し上げ部材９のボール対向面１０をボール２の下部と対向するように配置すればよい。
【００２２】
本実施形態のトラックボール装置１のハウジング３の内部のボール２の周辺には、回転量検出手段（図示せず）が配設されており、ボール支持部材４に形成された開口（図示せず）を介してボール２のＸ軸およびＹ軸方向への回転量を検出することができるようになっている。この回転量検出手段としては、ボール２の表面に微細模様を形成し、この微細模様の動きを光センサなどのセンサで検出する構成を例示できる。
【００２３】
本実施形態のトラックボール装置１のハウジング３の内部のボール２の周辺には、ボール２の操作に対応して操作対象の属性や状態を感触としてフィードバックさせうる機構としての触感応答手段が配設されている。この触感応答手段としては、ボール２に当接するように配置された単数あるいは複数のローラ２０を備えたものを例示することができる。このような触感応答手段のローラ２０を図１に示す。なお、ローラ２０を用いた触感応答手段は、駆動アクチュエータ等の駆動力によりローラ２０を回転駆動可能に形成したものが一般的であり、ＣＰＵ、メモリ等により構成される制御手段からの制御指令に基づいて駆動アクチュエータを駆動することで、ローラ２０の回転方向、トルク、速度等を変化させて、操作者が操作するボール２に操作感触を付与することができるようになっている。この場合、ローラ２０の回転軸は、水平方向に延在するように配設されるのが一般的である。勿論、触感応答手段は、トラックボール装置１の仕様、設計コンセプトなどの必要に応じて設ければよい。
【００２４】
本実施形態のトラックボール装置１は、制御手段が配設される外部制御装置や、ポインティング操作を目視可能に表示するディスプレイなどの外部装置（ともに図示せず）等を備えている。
【００２５】
つぎに、前述した構成からなる本実施形態の作用について説明する。
【００２６】
図１は本実施形態のトラックボール装置の使用状態を示しており、図２はボールの取り出し状態におけるボールがボール支持部材から離間して浮き上がった状態を示す断面図である。
【００２７】
本実施形態のトラックボール装置１によれば、図１に示すように、ハウジング３の外部にボール２の上部が露出しているので、従来と同様に、露出しているボール２の表面を操作者が直接触れることによりボール２を直接回転させ、このときのボール２のＸ軸およびＹ軸方向への回転量を図示しない回転量検出手段によって検出し、この回転量の検出結果に基づいて図示しない制御手段により送出される制御指令により、カーソルや表示画面上のドットの移動を行うことができる。
【００２８】
ここで、本実施形態のトラックボール装置１における操作者によるボール２の取り外し動作について具体的に説明する。
【００２９】
本実施形態のトラックボール装置１における操作者によるボール２の取り外し動作は、まず、ハウジング３からリテーナ７を取り外す。そして、ハウジング３からリテーナ７を取り外すと、操作アーム１８の上端が外部に露出する。この時、操作アーム１８は、支持ピン１５を中心として駆動アーム１３を図１の時計方向に付勢している付勢力によって、図１に示すように、ハウジング３の内部を上方に移動した上昇状態を保持している。
【００３０】
ついで、操作者が操作アーム１８の上端部を指先などによって下方へ押し込む。これにより、操作アーム１８は、ハウジング３の内部を下方に向かって移動する。この操作アーム１８の下方への移動は、駆動アーム１３を図１の時計方向に付勢している付勢力に抗して駆動アーム１３の左腕１７を押し下げる。この駆動アーム１３の左腕１７の下方への移動により、駆動アーム１３は、支持ピン１５を中心として図１の反時計方向に回転する。この駆動アーム１３の反時計方向への回転により、駆動アーム１３の右腕１４が上昇する。
【００３１】
そして、駆動アーム１３の右腕１４の上昇は、駆動アーム１３の右腕１４に上方から当接しているボール押し上げ部材９の接触突起１２を上昇させる。この接触突起１２の上昇にともなって、ボール押し上げ部材９のボール対向面１０も上昇し、ボール対向面１０は、上昇の途中でボール２の下部に下から当接してボール２とともに上昇する。
【００３２】
その後、操作アーム１８が下降端に到達すると、図１に示すボール強制離脱機構１９の各部は、図２に示すように位置し、ボール強制離脱機構１９のボール押し上げ部材９は、ボール支持部材４に支持されているボール２を、ボール支持部材４から離間させて浮き上がらせる。この時、ボール２の中心は、ハウジング３の上面より上方に位置するので、操作者は、ボール２をうまく掴むことができる。すなわち、操作者によるボール２の取り出しが容易にできることになる。
【００３３】
したがって、本実施形態のトラックボール装置１によれば、ボール強制離脱機構１９により、ボール支持部材４からボール２を浮き上がらせることが容易にできるので、ボール２の取り出しを容易に行うことができる。
【００３４】
さらに、本実施形態のトラックボール装置１によれば、ボール強制離脱機構１９がボール押し上げ部材９、駆動アーム１３および操作アーム１８を有しており、操作者がボール２をうまく掴むことができるように、ボール２をボール支持部材４から十分に浮き上がらせることができるので、操作者によるボール２の取り出しをより容易かつ確実に行うことができる。
【００３５】
また、本実施形態のトラックボール装置１によれば、ボール２の取り出しを行う際に、装置を表裏反転させる操作を必要としないので、操作者の労力を低減することもできるとともに、装置が大型で重い場合や、車載用などの装置が固定配置される場合などの装置を表裏反転させることができない場合であっても、操作者によるボール２の取り出しを容易かつ確実に行うことができる。
【００３６】
またさらに、本実施形態のトラックボール装置１によれば、ローラ２０を有する触感応答手段を備えているので、ボール２の操作に対応して操作対象の属性や状態を感触としてフィードバックさせることもできる。
【００３７】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るトラックボール装置によれば、操作者によるボールの取り出しを容易に行うことができるなどの極めて優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るトラックボール装置の実施形態の使用状態における要部を示す断面図
【図２】図１のトラックボール装置のボールの取り出し状態におけるボールがボール支持部材から離間して浮き上がった状態を示す図１と同様の図
【符号の説明】
１  トラックボール装置
２  ボール
３  ハウジング
４  ボール支持部材
７  リテーナ
９  ボール押し上げ部材
１３  駆動アーム
１５  支持ピン
１８  操作アーム
１９  ボール強制離脱機構
【図１】
2004265017.tif 000003
【図２】
2004265017.tif 000004