(57)【要約】【課題】トラックボールに対して駆動源の駆動力を適正に伝達させて、トラックボールに連動する機器の操作状態を触感を通じて簡便かつ適正に把握することができるトラックボール装置を提供すること。【解決手段】ローラ５をトラックボール３の外周面に圧接させる圧接機構１６と、駆動源６とローラ５との間に配設され、駆動源６からローラ５に至る駆動源６の駆動力の伝達経路を保持する駆動伝達保持機構７とを有すること。【選択図】      図１
2004259170.tif 000002
【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における前記筐体からの露出部を介して前記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し得るようにされ、前記トラックボールの外周面に接する位置に、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有し、このローラの回転によって前記トラックボールに対して前記駆動源の駆動力を伝達可能とされたトラックボール装置であって、
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圧接機構と、
前記駆動源と前記ローラとの間に配設され、前記駆動源から前記ローラに至る前記駆動源の駆動力の伝達経路を保持する駆動伝達保持機構と
を有することを特徴とするトラックボール装置。
【請求項２】
前記圧接機構は、前記ローラを前記トラックボールの外周面側に付勢する付勢部材を有す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。
【請求項３】
前記駆動伝達保持機構は、前記駆動源と前記ローラとの間に配設された複数個の伝達ギアと、
これら複数個の伝達ギアの間に配設され、各伝達ギアの軸間距離を保持するリンク部材と
を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のトラックボール装置。
【請求項４】
前記駆動伝達保持機構は、前記駆動源と前記ローラとの間に配設された複数個のプーリと、
これら複数個のプーリの外周に巻回され、各プーリを駆動する駆動ベルトと、前記複数個のプーリの間に配設され、各プーリの軸間距離を保持するリンク部材と
を有することを特徴とする請求項１または請求項２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、指示点の誤操作を防止すべく、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、トラックボールを適正な回転方向に導く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設されたローラを、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、現在の指示点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、前記指示点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】
【特許文献１】
特開平８−１６１１１３号公報
【特許文献２】
特開平１１−３０５９３８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来は、トラックボールの外周面の凹凸や、トラックボールの操作時に外部から作用する振動等の影響によって、前記ローラの回転軸に変位が生じた場合、前記トラックボールに駆動源の駆動力を適正に伝達させることができなくなってしまうといった問題が生じていた。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、トラックボールに対して駆動源の駆動力を適正に伝達させて、トラックボールに連動する機器の操作状態を触感を通じて簡便かつ適正に把握することが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。
【０００９】
【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における前記筐体からの露出部を介して前記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し得るようにされ、前記トラックボールの外周面に接する位置に、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有し、このローラの回転によって前記トラックボールに対して前記駆動源の駆動力を伝達可能とされたトラックボール装置であって、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圧接機構と、前記駆動源と前記ローラとの間に配設され、前記駆動源から前記ローラに至る前記駆動源の駆動力の伝達経路を保持する駆動伝達保持機構とを有する点にある。
【００１０】
そして、このような構成を採用したことにより、前記圧接機構によって前記ローラを前記トラックボールの外周面に適正に圧接させることができ、さらに、前記駆動伝達保持機構によって、前記駆動源から前記ローラに至る前記駆動源の駆動力の伝達経路を保持することができるため、前記ローラの回転軸に変位が生じたとしても、前記トラックボールに対して駆動源の駆動力を適正に伝達させることが可能となる。
【００１１】
また、本発明に係るトラックボール装置の特徴は、前記圧接機構が、前記ローラを前記トラックボールの外周面側に付勢する付勢部材を有する点にある。
【００１２】
そして、このような構成を採用したことにより、さらに簡便かつ効率的に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が可能となる。
【００１３】
さらに、本発明に係るトラックボール装置の特徴は、前記駆動伝達保持機構が、前記駆動源と前記ローラとの間に配設された複数個の伝達ギアと、これら複数個の伝達ギアの間に配設され、各伝達ギアの軸間距離を保持するリンク部材とを有する点にある。
【００１４】
そして、このような構成を採用したことにより、更に簡易な構成によって、前記トラックボールに対して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。
【００１５】
さらにまた、本発明に係るトラックボール装置の特徴は、前記駆動伝達保持機構が、前記駆動源と前記ローラとの間に配設された複数個のプーリと、これら複数個のプーリの外周に巻回され、各プーリを駆動する駆動ベルトと、前記複数個のプーリの間に配設され、各プーリの軸間距離を保持するリンク部材とを有する点にある。
【００１６】
そして、このような構成を採用したことにより、更に簡易な構成によって、前記トラックボールに対して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。
【００１７】
【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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
前記第１伝達ギア９には、回転軸１１ｂ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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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３の外周面に圧接させる圧接機構１６が配設されている。
【００３１】
前記圧接機構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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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に示す圧接の解除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。
【００３８】
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。
【００３９】
また、前記解除位置においては、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ようになっている。
【００４０】
前記駆動源６には、駆動制御部２６が接続されており、この駆動制御部２６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。
【００４１】
さらに、前記駆動制御部２６には、前記トラックボール３の回転状態を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２７が接続されており、この検出部２７は、検出結果を前記駆動制御部２６に出力するようになっている。
【００４２】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００４３】
なお、初期状態において、前記圧接レバー１７は、前記偏心カム１９によって前記付勢部材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れており、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に示す圧接の解除位置に移動されているものとする。
【００４４】
このときにおいても、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は、前記第１乃至第３ギア９，１１，１２およびこれら各ギア９，１１，１２の軸間距離を保持する前記第１および第２リンク部材１４，１５によって適正に保持されている。
【００４５】
次に、初期状態から、前記ローラ５を前記トラックボール３に圧接させる場合、前記偏心カム１９を回転させることによって、前記圧接レバー１７を図１に示すトラックボール３の圧接位置に移動させると、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の外周面に圧接する。
【００４６】
この状態から、操作者が前記トラックボール３を手動で回転させると、このトラックボール３に連動する表示画面上の指示点が、前記トラックボール３の回転にあわせて当該画面上を移動する。
【００４７】
前記トラックボール３の回転は、前記検出部２７によって検出され、この検出結果は、駆動制御部２６に出力される。
【００４８】
前記駆動制御部２６は、前記検出部２７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指示点の移動方向が適正であるか否かを判断する。
【００４９】
そして、前記駆動制御部２６は、例えば、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場合は、前記指示点の移動方向が誤りであると判断し、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。
【００５０】
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。
【００５１】
ここで、前記トラックボール３の外周面に凹凸が存在する場合や、あるいは、外部からの振動が装置全体に作用している等の場合は、前記ローラ５の回転軸５ａに微小な変位が生じてしまう虞がある。
【００５２】
しかしながら、本実施形態においては、そのような変位が生じたとしても、まず、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、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安定的に保持することができるため、前記駆動源６の駆動力を前記ローラ５に適正に伝達することができる。
【００５３】
さらに、前記圧接機構１６によって、前記ローラ５を前記トラックボール３の外周面に安定的に圧接させることができるため、前記ローラ５の回転軸５ａの変位に柔軟に対応しつつ、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に適正に伝達することができる。
【００５４】
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。
【００５５】
一方、指示点の移動状態が適正な場合は、駆動源６を駆動せず、トラックボール３の自由回転を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を回転させ易いことによって、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。
【００５６】
したがって、本実施形態によれば、前記圧接機構１６および前記駆動伝達保持機構７によって、前記ローラ５の回転軸５ａの変位にかかわらず、トラックボール３に対して駆動源６の駆動力を適正に伝達する状態を確保させることができ、指示点の誤操作を簡便かつ適正に防止することができる。
【００５７】
なお、本発明は前記実施形態のもの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可能である。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
【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、ローラに生じる変位にかかわらず、トラックボールに駆動源の駆動力を適正に伝達させることによって、トラックボールに連動する表示画面を備えた機器の操作状態を簡便かつ適正に把握することができ、ひいては機器の誤操作を有効に防止することができる。特に、このようなトラックボール装置をカーナビゲーションシステム等の車載用に適用すれば、運転の安全性を向上することができる。
【００６１】
また、本発明に係るトラックボール装置によれば、さらに安価にトラックボールに連動する機器を適正に操作させることができる。
【００６２】
さらに、本発明に係るトラックボール装置によれば、さらに安価にトラックボールに連動する機器の操作性を向上することができる。
【００６３】
さらにまた、本発明に係るトラックボール装置によれば、さらに安価なコストによって、トラックボールに連動する機器の適正な操作を実現することができる。
【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、前記トラックボールに対する前記ローラの圧接状態を示した概略図
【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、前記トラックボールに対する前記ローラの圧接の解除状態を示した概略図
【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
１１  第２伝達ギア
１１ａ  回転軸
１２  第３伝達ギア
１２ａ  回転軸
１４  第１リンク部材
１５  第２リンク部材
１６  圧接機構
１７  圧接レバー
【図１】
2004259170.tif 000003
【図２】
2004259170.tif 000004