(57)【要約】【課題】トラックボールに圧接するローラの外周面に付着したゴミや埃を除去するクリーニングを行い、前記トラックボールに対する駆動源の駆動力の伝達を適正なものとすることのできるトラックボール装置を提供する。【解決手段】ローラ５をトラックボール３に対して圧接あるいは離間させる接離機構１６により、前記ローラ５を前記トラックボール３から離間させたときの待避位置において、駆動源６の駆動により回転する前記ローラ３の外周面と当接することによって前記ローラ３の外周面に付着した塵埃を除去可能とされたクリーニング部材２５を備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内に、少なくともその一部が外部に露出するようにして任意の方向に回転自在に保持されたトラックボールを有し、前記トラックボールは、前記筐体からの露出部を介して手動で全方向に回転自在とされているとともに、駆動源の駆動力によって回転駆動可能とされたローラを前記トラックボールに対して圧接あるいは離間させる接離機構により、前記ローラを前記トラックボールの外周面に圧接させることによって前記トラックボールに前記駆動源の駆動力を伝達可能とされ、前記駆動力によって前記トラックボールが回転自在とされたトラックボール装置であって、
前記接離機構により前記ローラを前記トラックボールから離間させたときの待避位置において、前記駆動源の駆動により回転する前記ローラの外周面と当接することによって、前記ローラの外周面に付着した塵埃を除去可能とされたクリーニング部材を備えることを特徴とするトラックボール装置。
【請求項２】
前記クリーニング部材は、前記ローラとの当接面に前記ローラに付着した塵埃を粘着させて除去可能な粘着性部材を備え、前記ローラの回転に従動自在に保持されたローラ部材であ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】
【産業上の利用分野】
本発明は、トラックボール装置に係り、特に、筐体に保持されたトラックボールを手動で回転させることによって、表示画面上の指示点を当該画面上における任意の位置に移動させるのに好適なトラックボール装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、カーナビゲーションシステム等の操作用の表示画面を備えた電子機器においては、表示画面上に表れたマウス・ポインタやカーソル等の指示点を当該画面上における任意の位置に移動させて所望の操作を行う手段として、トラックボール装置が採用されていた。
【０００３】
このトラックボール装置は、筐体内に、その一部を外部に露出させるようにして回転自在に保持されたトラックボールを手動によって回転させることにより、この回転に連動させて前記指示点を表示画面上において移動させることができるようになっている。
【０００４】
また、近年、このようなトラックボール装置においては、トラックボールに対してモータ等の駆動源の駆動力を伝達させることによって、表示画面上のカーソルの指示点が位置する操作対象をクリック感などの触感として操作者へフィードバックさせたり、また、トラックボールの誤操作を振動などの触感としてフィードバックさせるための構成も採用されるようになっている。
【０００５】
例えば、前記トラックボールの外周面に接する位置に配置されたローラを、前記駆動源の駆動力により、現在のトラックボールの回転方向と逆方向に回転駆動してトラックボールに制動力を作用させることによって、現在のカーソルの移動方向が誤っていることを操作者に触感を通じて把握させ、逆に、前記ローラの前記駆動源の駆動力による回転駆動を停止して、前記トラックボールの自由回転を許容することによって、前記カーソルの移動方向が正しいことを操作者に把握させるような構成も提案されている。
【０００６】
ここで、前記トラックボール装置の構成について簡単に説明を加えれば、この種のトラックボール装置は大略してトラックボール支持手段と、回転量検出手段とから構成されている。
【０００７】
前記トラックボール支持手段は、トラックボールを回転自在に、かつ、ハウジングの上方に形成された開口部からその一部を突出させて収容するトラックボール収容体により構成されている。
【０００８】
また、前記回転量検出手段は、トラックボールと直交する半径方向とそれぞれ平行な方向に回転軸を有し、前記トラックボールに当接するとともにトラックボールの回転に応じて個別に回転するように配設された２つのローラと、トラックボールの回転量を検出する光学式エンコーダとを有する位置センサとにより構成されている。
【０００９】
さらに、前記トラックボール装置は、外部の関連装置として、当該トラックボール装置とともに手動操作部としての機能を有する確定ボタン、当該トラックボール装置を用いた表示画面上の所望位置にカーソルを合わせるポインティング操作の結果を目視可能に表示する表示装置、前記位置センサが検出した各ローラの回転量から前記トラックボールのある水平方向（Ｘ軸方向）、Ｘ軸方向に直交する他の水平方向（Ｙ軸方向）への回転量を検出し、前記表示装置の画面上におけるカーソルの指示点をＸ軸方向、Ｙ軸方向へそれぞれ移動させる指令制御を行うコンピュータ等の外部制御部等を備えている。
【００１０】
そして、前記トラックボール装置の位置センサが検出した各ローラ部材の回転量から、制御部においては、前記トラックボールのＸ軸方向、Ｙ軸方向への回転量を検出して、表示装置上のポインティング位置をＸ軸方向、Ｙ軸方向へそれぞれ移動させる指令制御を行ない、前記表示装置のディスプレイの画面上のカーソル等を移動させるように構成されている。
【００１１】
【特許文献１】
特開平８−３０５４９０号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
このように構成され、作用するトラックボール装置は、前記トラックボールに圧接して駆動源の駆動力を伝達させる前記ローラの外周面にゴミ等の塵埃が付着していると、前記トラックボールに圧接した際に前記ローラとの間でスリップしてしまい、前記駆動源の駆動力がトラックボールに確実に伝わらないといった問題が生じる。
【００１３】
本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、トラックボールに圧接するローラの外周面に付着したゴミや埃を除去するクリーニングを行い、前記トラックボールに対する駆動源の駆動力の伝達を適正なものとする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ものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記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、筐体内に、少なくともその一部が外部に露出するようにして任意の方向に回転自在に保持されたトラックボールを有し、前記トラックボールは前記筐体からの露出部を介して手動で全方向に回転自在とされているとともに、駆動源の駆動力によって回転駆動可能とされたローラを前記トラックボールに対して圧接あるいは離間させる接離機構により、前記ローラを前記トラックボールの外周面に圧接させることによって前記トラックボールに前記駆動源の駆動力を伝達可能とされ、前記駆動力によって前記トラックボールが回転自在とされたトラックボール装置であって、前記接離機構により前記ローラを前記トラックボールから離間させたときの待避位置において、前記駆動源の駆動により回転する前記ローラの外周面と当接することによって前記ローラの表面に付着した塵埃を除去可能とされたクリーニング部材を備える点にある。
【００１５】
そして、このような構成を採用したことにより、前記接離機構によって前記ローラを前記トラックボールから離間させたときに、待避位置においてクリーニング部材とローラとを当接させ、その状態で前記駆動源を駆動させて前記ローラを回転させることにより、前記ローラの全表面に付着した塵埃を前記クリーニング部材で除去することが可能となる。
【００１６】
また、前記クリーニング部材を、前記ローラとの当接面に前記ローラに付着した塵埃を粘着させて除去可能な粘着性部材を備え、前記ローラの回転に従動自在に保持されたローラ部材とすることにより、前記ローラの表面に付着した塵埃を前記クリーニング部材としてのローラ部材の表面に配設された粘着性部材に再付着させることで除去することが可能となる。
【００１７】
そして、このような構成を採用したことにより、簡単な構成で前記ローラに付着した塵埃を粘着させて除去することができ、その結果、前記トラックボールに対する前記駆動源の駆動力を適正に伝達させることが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るトラックボール装置の実施形態について図１および図２を参照して説明する。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態におけるトラックボール装置１は、筐体２の内部に、全方向に回転自在に支持されたトラックボール３を有しており、このトラックボール３は、筐体２の図１における上方に形成された図示しない円形孔を通してその上側部位を筐体２の外部へ露出させている。
【００２０】
そして、前記トラックボール３における前記筐体２からの露出部を介して、操作者は、前記トラックボール３を手動で回転させることができ、これによって、図示しない表示画面上の指示点を、当該画面上における任意の位置に移動させることができるようになっている。
【００２１】
前記トラックボール３の外周面に接する位置には、図１における紙面垂直方向に長尺な回転軸５ａを有する略円柱形状のローラ５が配設されている。
【００２２】
前記ローラ５の図１における下部近傍位置には、前記ローラ５を回転駆動するモータ等からなる駆動源６が配設されており、この駆動源６の駆動力は、前記ローラ５を介して前記トラックボール３に伝達されるようになっている。
【００２３】
前記駆動源６と前記ローラ５との間には、この駆動源６から前記ローラ５に至るまでの前記駆動源６の駆動力の伝達経路を保持するための駆動伝達保持機構７が配設されている。
【００２４】
本実施形態において、前記駆動伝達保持機構７は、前記駆動源６と同軸の回転軸９ａを備えた平歯車状の第１伝達ギア９を有しており、この第１伝達ギア９は、前記筐体２の底壁部上面に凸設されたギア支持部１０に、前記回転軸９ａを介して支持されている。この第１伝達ギア９は、前記駆動源６から伝達された駆動力を、さらに後流側に伝達するようになっている。
【００２５】
前記第１伝達ギア９には、回転軸１１ａを備えた遊星歯車からなる第２伝達ギア１１が噛合されており、この第２伝達ギア１１は、前記第１伝達ギア９から前記駆動源６の駆動力を伝達されることによって、前記回転軸１１ａを中心にして前記第１伝達ギア９とは逆方向に回転しつつ前記第１伝達ギア９のギア面上を公転するようになっている。これにより、前記第１伝達ギア９から伝達された駆動源６の駆動力が、さらに後流側に伝達されるようになっている。
【００２６】
前記第２伝達ギア１１には、前記ローラ５と同軸の回転軸５ａを備えた第３伝達ギア１２が噛合されており、この第３伝達ギア１２は、前記第２伝達ギア１１から伝達された前記駆動源６の駆動力を、前記ローラ５に伝達させるようになっている。
【００２７】
これにより、前記駆動源６から前記ローラ５に至る駆動力の伝達経路が形成され、前記駆動源６の駆動力を前記ローラ５に伝達させることができるようになっている。
【００２８】
そして、前記第１伝達ギア９の回転軸９ａと、前記第２ギア１１の回転軸１１ａとの間には、両伝達ギア９，１１の回転軸９ａ，１１ａに直交する方向に長尺とされた平板状の第１リンク部材１４が、その両端部を介して両伝達ギア９，１１の回転軸９ａ，１１ａにそれぞれ回転自在に支持されており、この第１リンク部材１４によって、両伝達ギア９，１１の軸間距離が保持されるようになっている。
【００２９】
また、前記第２伝達ギア１１の回転軸１１ａと、前記第３伝達ギア１２の回転軸５ａとの間には、両伝達ギア１１，１２の回転軸１１ａ，５ａに直交する方向に長尺とされた平板状の第２リンク部材１５が、その両端部を介して両伝達ギア１１，１２の回転軸１１ａ，５ａにそれぞれ回転自在に支持されており、この第２リンク部材１５によって、両伝達ギア１１ａ１２の軸間距離が保持されるようになっている。
【００３０】
従って、前記駆動源６から前記ローラ５に至る駆動力の伝達経路を適正に保持することができ、前記ローラ５の回転軸５ａに変位が生じたとしても、各伝達ギア９，１１，１２の噛合状態を適正に維持することができるようになっている。
【００３１】
さらに、本実施形態においては、前記ローラ５を、前記トラックボールに対して圧接させる位置（以下、圧接位置）に配置し、あるいは、その圧接を解除して前記トラックボールから離間させた定位置（待避位置）に配置させる接離機構１６が配設されている。
【００３２】
前記接離機構１６は、前記筐体２の底壁部上面に対してほぼ平行とされた棒状の圧接レバー１７を有しており、この圧接レバー１７の先端部は、前記第３伝達ギア１２と同軸とされた前記ローラ５の回転軸５ａに回転自在に支持されている。一方、前記圧接レバー１７の基端部には、前記回転軸５ａに平行なピン１８が形成されている。
【００３３】
前記圧接レバー１７の基端部側には、回転軸１９ａを備えた偏心カム１９が、図示しないモータ等の駆動源によって回転可能に配設されており、この偏心カム１９は、前記筐体２の底壁部上面に凸設されたカム支持部２０に、前記回転軸１９ａを介して支持されている。
【００３４】
前記偏心カム１９の平面における前記圧接レバー１７の基端部に対応する位置には、前記回転軸１９ａから半径方向にずれた位置にその曲率中心を有する円弧状体２２が、前記平面から軸方向に延出するように形成されており、この円弧状体２２の内周面たるカム面の内側には、前記圧接レバー１７のピン１８が位置されている。
【００３５】
さらに、前記カム支持部２０における前記ローラ５側の端面２０ａと、前記圧接レバー１７における前記端面２０ａよりも前記ローラ５側に位置する部位との間には、前記圧接レバー１７を前記トラックボール３の側へ付勢するコイルばね等からなる付勢部材２４が介在されており、この付勢部材２４による付勢力を介して、前記ローラ５を前記トラックボール３の外周面に圧接させることができるようになっている。
【００３６】
なお、この付勢部材２４による付勢力によって、前記圧接レバー１７のピン１８は、前記偏心カム１９の円弧状体２２のカム面に安定的に当接した状態になっており、これによって、前記圧接レバー１７は、所定のカム位置を保持することができるようになっている。
【００３７】
前記偏心カム１９が、その回転軸１９ａを中心に回転すると、前記カム面に当接した前記圧接レバー１７のピン１８は、前記カム面に沿って摺動し、これによって、前記偏心カム１９による回転運動が、前記圧接レバー１７による前記トラックボール３に接離する方向への運動に変換されるようになっている。
【００３８】
これにより、前記偏心カム１９のカム位置に応じて、前記ローラ５を、図１に示す前記トラックボール３の圧接位置と、図２に示す待避位置との間を移動させることができるようになっている。
【００３９】
また、前記待避位置には、前記トラックボール３から離間させて配置された前記ローラがその外周面を当接させるクリーニング部材２５が配設されている。
【００４０】
本実施形態において、前記クリーニング部材２５は、その表面に前記ローラに付着した塵埃を粘着させて除去可能なシート状の粘着性部材（図示せず。以下粘着シートという）を備え、回転軸２６ａにより、前記ローラ５の回転に従動自在に軸支されたローラ部材としてのクリーニングローラ２６として構成されている。
【００４１】
従って、前記圧接位置においては、前記ローラ５を前記トラックボール３の外周面に適正に圧接させることができ、この結果、前記駆動伝達保持機構７を介して前記ローラ５に伝達された駆動源６の駆動力を、前記トラックボール３に確実に伝達させることができるようになっている。
【００４２】
また、前記待避位置においては、前記ローラ５による前記トラックボール３の圧接を解除することによって、前記ローラ５の変形や前記ローラ５の摩耗等の劣化が生じることを可及的に抑制することができる。さらに、前記退避位置においては、前記ローラ５の外周面を前記クリーニングローラ２６の表面に配設された粘着シートに当接させた状態で、前記ローラ５の駆動源６を駆動させ、前記ローラ５を回転させることにより、前記ローラ５に付着した塵埃を、従動するクリーニングローラ２６の前記粘着シートに粘着させて除去することができるようになっている。なお、前記クリーニングローラの表面に配設された粘着シートは、その使用状況により交換することができるようになっている。
【００４３】
前記駆動源６には、駆動制御部３０が接続されており、この駆動制御部３０は、前記トラックボール３の現在の回転状態に応じて、前記トラックボール３に作用させる駆動力を、この駆動源６に対する通電制御を介して調整するようになっている。
【００４４】
さらに、前記駆動制御部３０には、前記トラックボール３の回転状態を位置や方向や速度によって検出する光センサ等からなる検出部３１が接続されており、この検出部３１は、検出結果を前記駆動制御部３０に出力するようになっている。
【００４５】
次に、本実施形態のトラックボール装置１の作用について説明する。
【００４６】
初期状態においては、前記圧接レバー１７は図１に示すトラックボール３の圧接位置にあり、前記付勢部材２４の付勢力によって、前記ローラ５は、前記トラックボール３の外周面に圧接しているものとする。このとき、前記ローラ５とクリーニングローラ２６との当接は解除されている。
【００４７】
この状態において、前記トラックボール３は、前記筐体２からの露出部を介して手動で全方向に回転自在とされており、また、前記駆動源６を駆動させ、そのの駆動力が前記ローラ５を介して伝達されることにより回転自在とされている。
【００４８】
なお、このようにしてトラックボール３を回転させることにより、表示画面上の指示点を前記トラックボール３の回転にあわせて移動させることができる。
【００４９】
また、前記トラックボール３の回転は、前記検出部３１によって検出され、この検出結果は、駆動制御部３０に出力される。
【００５０】
前記駆動制御部３０は、前記検出部３１からの検出結果を受けると、この検出結果に基づいて、前記表示画面上の指示点の移動量や前記指示点の移動方向が適正であるか否か等の様々な判断を行なう。
【００５１】
例えば、前記駆動制御部３０は、指示点が表示画面上の端部に位置しているにもかかわらず、操作者が未だに指示点を外側に移動させる方向にトラックボール３を回転させ続けている等、そのトラックボール３の操作にトラブルがある場合に、前記トラックボール３に対して制動力が作用する方向に前記駆動源６を回転駆動するように制御することができる。前記駆動源６の駆動力は、前記駆動源６の同軸上に配設された第１伝達ギア９、この第１伝達ギア９に噛合する前記第２伝達ギア１１、この第２伝達ギア１１に噛合する前記第３ギア１２に順次伝達され、最終的に前記第３伝達ギア１２の同軸上に配設された前記ローラ５に、前記トラックボール３の現在の回転方向と逆方向に回転する回転力として伝達される。これによって、前記トラックボール３には、駆動源６の駆動力が制動力として適正に作用し、トラックボール３を回転させている操作者は、トラックボール３を回転させ難いことによって、指示点の移動状態が誤っていることを触感として把握することができる。
【００５２】
また、表示画面上の前記指示点の現在位置を触感で操作者にフィードバックさせるような場合、具体的には、表示画面の分割された各領域を跨いだとき等に、前記トラックボール３を制動力が作用する方向に前記駆動源６を回転駆動させることと、その回転駆動を停止することを所定間隔で小刻みに繰り返すように制御することができる。前記駆動源６の駆動力は、前記駆動源６の同軸上に配設された第１伝達ギア９、この第１伝達ギア９に噛合する前記第２伝達ギア１１、この第２伝達ギア１１に噛合する前記第３ギア１２に順次伝達され、最終的に前記第３伝達ギア１２の同軸上に配設された前記ローラ５に、前記トラックボール３を回転と停止とを交互に繰り返す回転力として伝達される。これによって、前記操作者は、トラックボール３の回転に対する負荷抵抗が所定間隔で小刻みに発生し、ノッキングのような状態が生じていることによって、表示画面上の前記指示点の現在位置を感触として把握することができる。
【００５３】
またさらに、前記指示点の移動状態が適正であり、前記操作者の回転動作を許容する場合には、前記駆動源６を前記トラックボール３に対して制動力が作用しない方向に前記駆動源６を回転駆動させて、トラックボール３の回転を積極的に許容するようにしてもよい。この場合、操作者は、トラックボール３を回転させ易くなったことによって、指示点の移動状態が適正であることを把握することができる。
【００５４】
そして、前記ローラ５のクリーニングを行なうときは、前記ローラ５の前記トラックボール３に対する圧接を解除するようにする。
【００５５】
すなわち、前記偏心カム１９を回転させ、前記圧接レバー１７を前記付勢部材２４の付勢力に抗するようにして前記トラックボール３から離間する方向に移動させる。これにより、前記圧接レバー１７の先端部に支持された前記ローラ５は、図２に示す待避位置に移動し、前記クリーニングローラ２６と当接することとなる。
【００５６】
前記退避位置においては、前記ローラ５の外周面を前記クリーニングローラ２６の表面に配設された粘着シートに当接させた状態で、前記ローラ５の駆動源６を駆動させ、前記ローラ５を回転させることにより、前記ローラ５に付着した塵埃を、従動するクリーニングローラ２６の前記粘着シートに粘着させて除去する。
【００５７】
なお、ローラ５のクリーニングを行なうタイミングとしては、トラックボール装置１における外部制御部（図示せず）において、一定時間間隔で定期的に行なうように制御することも可能であるし、あるいはトラックボール３のスリップが検出された場合に行なうように制御することも可能である。
【００５８】
また、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【００５９】
例えば、前記実施形態においては、前記駆動伝達保持機構７を、前記第１乃至第３伝達ギア９，１１，１２および各伝達ギア９，１１，１２の軸間距離を保持する第１および第２リンク部材１４，１５によって構成しているが、これに限る必要はない。例えば、前記駆動源６と前記ローラ５との間に、複数個のプーリを回転自在に配設し、各プーリの外周にそれぞれ別個に駆動ベルトを巻回し、さらに、各プーリの軸間に個別にリンク部材を配設することによって駆動伝達保持機構を形成するようにしてもよい。この場合においても、駆動源からローラに至る駆動力の伝達経路を有効に保持することができ、トラックボール３に対して駆動源の駆動力を適正に伝達させることができる。
【００６０】
また、前記駆動伝達保持機構７を構成するギアやプーリの配設個数は適宜変更することができ、前記実施形態のように３個に限らず、例えば、２個に減らすようにしてもよいし、または４個以上に増やすようにしてもよい。
【００６１】
さらに、前記クリーニング部材２５は、前記構成のクリーニングローラ２６に限らず、例えば、前記ローラ５の表面の素材よりも粘着性の高い素材によって前記クリーニングローラ３の前記ローラ５との当接面を構成してもよい。またさらに、前記クリーニング部材２５は前記ローラ５の外周面に当接して、回転する前記ローラの外周面から塵埃を刮げ落とすブレード部材とすることもできる。
【００６２】
【発明の効果】
以上述べたように本発明に係るトラックボール装置によれば、トラックボールに当接して駆動力を伝達するローラの外周面に付着したゴミや埃を除去するクリーニングを簡単な構成で行うことができ、前記ローラのクリーニングを行なうことによって、トラックボールに対する駆動源の駆動力の伝達を適正に行なうことができる等の効果を奏するものとなる。
【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において、ローラがトラックボールに対する圧接位置にある場合の、前記ローラとクリーニングローラとの位置関係を示す概略側面図
【図２】本発明に係るトラックボール装置の実施形態において、ローラがトラックボールに対する待避位置にある場合の、前記ローラとクリーニングローラとの位置関係を示す概略側面図
【符号の説明】
１  トラックボール装置
２  筐体
３  トラックボール
５  ローラ
５ａ    回転軸
６  駆動源
７  駆動伝達保持機構
９  第１伝達ギア
９ａ  回転軸
１０  ギア支持部
１１  第２伝達ギア
１１ａ  回転軸
１２  第３伝達ギア
１４  第１リンク部材
１５  第２リンク部材
１６  接離機構
１７  圧接レバー
１８  ピン
１９  偏心カム
１９ａ  回転軸
２０  カム支持部
２０ａ  端面
２２  円弧状体
２４  付勢部材
２５  クリーニング部材
２６  クリーニングローラ
２６ａ  回転軸
３０  駆動制御部
３１  検出部
【図１】
2004265218.tif 000003
【図２】
2004265218.tif 000004