(57)【要約】    【課題】  トラックボールにおけるボールと回転検出軸との間のスリップを防止でき、それによる回転検出精度向上をも可能とする、トラックボールを提供すること。    【解決手段】  トラックボールの回転検出および支持構造１は、トラックボールのボール１０を略下方から支持するとともに該ボール１０の回転を検出するための構造であって、ボール支持構造２と回転検出手段３の組み合わせから構成される。ボール支持構造２は、ボール１０との間で転がり対偶または滑り対偶を構成する軸体または複数の球体からなり、一方回転検出手段３は、ボール１０との間で転がり対偶を構成する軸体からなる。【選択図】  図１
2005316675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トラックボールのボールを略下方から支持するとともに該ボールの回転を検出するためのトラックボールの回転検出および支持構造であって、該構造はボール支持構造と回転検出手段の組み合わせからなり、該ボール支持構造は該ボールとの間で転がり対偶または滑り対偶を構成する軸体または複数の球体からなり、該回転検出手段は該ボールとの間で転がり対偶を構成する軸体からなることを特徴とする、トラックボールの回転検出および支持構造。
【請求項２】
前記回転検出手段たる回転検出軸は、少なくとも前記ボールと接する領域の表面部に、該ボールとの間の滑りを防止し得る程度の摩擦性を有する摩擦体を有して形成され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の回転検出および支持構造。
【請求項３】
前記検出軸の摩擦体は、スポンジ等の弾性材料ないしは軟質性材料により形成されているか、または、硬質材料製の軸表面に形成された孔質領域であることを特徴とする、請求項２に記載のトラックボールの回転検出および支持構造。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載のトラックボールの回転検出および支持構造を備えていることを特徴とする、トラックボール。
【請求項５】
トラックボールのボールを略下方から支持するためのトラックボールの支持構造であって、該ボール支持構造は該ボールとの間で転がり対偶または滑り対偶を構成する軸体または複数の球体もしくは複数の半球体からなるものであり、かかる構成により回転軸のための玉軸受を不要とし得ることを特徴とする、トラックボールのボール支持構造。
【請求項６】
前記ボール支持構造は、前記ボール表面を下方の複数位置において支持する複数の硬質材料製小球からなることを特徴とする、請求項５に記載のトラックボールのボール支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はトラックボール、その回転検出ならびに支持構造、およびそのボール支持構造に係り、特に、トラックボールにおけるボールと回転検出軸との間のスリップを防止でき、それによる回転検出精度向上を可能とし、さらには低コスト化をも可能とする、トラックボール、その回転検出ならびに支持構造、およびそのボール支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポインティング・デバイスの一つであるトラックボールは、移動方向と移動量を回転により入力する入力部たるボールと、ボールの回転方向と量をＸ、Ｙ各方向に分解するための回転検出軸とを備えて構成される。回転検出軸はまた、ボールを下方から支持する支持軸でもあり、一定の中心を有する自由な回転をなさしめる機能を兼ね備えている。
【０００３】
図７は、従来のトラックボールの要部構成を示す斜視図である。図示されるように従来のトラックボールにおいては、ボール９１０を支持する３本の支持軸はステンレス鋼等の表面が滑面状の金属製であり、うち２本は上述の回転検出軸９３０としても機能して、その端部に設けられたスリット付きディスク９８０と、近傍に設けられた光学センサ（図示せず）により、ボール９１０からこれに接して設けられた各回転検出軸９３０へと伝動された回転が検出される構成を、基本的に有する（特許文献１）。つまり、回転検出軸９３０は、ボール９１０を下方から支持する機能をも有するものである。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−０８４９１１「トラックボール検出軸製造方法および検出軸」。発明の詳細な説明、図２。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、かかる従来のトラックボールでは、ボールと金属製軸との間での回転の伝わりの際に、両者ともに表面が滑面状であるため、摩擦が小さく、そのためにスリップが起きて軸が空回りしてしまうことがあり、ひいてはこれが回転検出精度を悪くする結果をも招くことがあった。
【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、トラックボールにおけるボールと回転検出軸との間のスリップを防止でき、それによる回転検出精度向上をも可能とする、トラックボール、その回転検出ならびに支持構造、およびそのボール支持構造を提供することである。そしてさらには、かかる課題解決を通して、低コスト化をも可能とするトラックボール、その回転検出ならびに支持構造、およびそのボール支持構造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、ボール支持手段と回転検出手段を分離することによって、さらにはボール支持手段として回転軸以外の構成を検討することによって、上記各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または少なくとも開示される発明は、以下のとおりである。
【０００８】
（１）  トラックボールのボールを略下方から支持するとともに該ボールの回転を検出するためのトラックボールの回転検出および支持構造であって、該構造はボール支持構造と回転検出手段の組み合わせからなり、該ボール支持構造は該ボールとの間で転がり対偶または滑り対偶を構成する軸体または複数の球体からなり、該回転検出手段は該ボールとの間で転がり対偶を構成する軸体からなることを特徴とする、トラックボールの回転検出および支持構造。
（２）  前記回転検出手段たる回転検出軸は、少なくとも前記ボールと接する領域の表面部に、該ボールとの間の滑りを防止し得る程度の摩擦性を有する摩擦体を有して形成されていることを特徴とする、（１）に記載のトラックボールの回転検出および支持構造。
（３）  前記検出軸の摩擦体は、スポンジ等の弾性材料ないしは軟質性材料により形成されているか、または、硬質材料製の軸表面に形成された孔質領域であることを特徴とする、（２）に記載のトラックボールの回転検出および支持構造。
（４）  （１）ないし（３）のいずれかに記載のトラックボールの回転検出および支持構造を備えていることを特徴とする、トラックボール。
（５）  トラックボールのボールを略下方から支持するためのトラックボールの支持構造であって、該ボール支持構造は該ボールとの間で転がり対偶または滑り対偶を構成する軸体または複数の球体もしくは複数の半球体からなるものであり、かかる構成により回転軸のための玉軸受を不要とし得ることを特徴とする、トラックボールのボール支持構造。
（６）  前記ボール支持構造は、前記ボール表面を下方の複数位置において支持する複数の硬質材料製小球からなることを特徴とする、（５）に記載のトラックボールのボール支持構造。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のトラックボール、その回転検出ならびに支持構造、およびそのボール支持構造は上述のように構成されるため、これによれば、トラックボールにおけるボールと回転検出軸との間のスリップを防止でき、それにより、回転検出精度を向上させることができる。そしてさらには、従来のような玉軸受を不要とすることも可能であり、低コスト化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を図面により詳細に説明する。
図１は、本発明のトラックボールの回転検出および支持構造の基本的構成を示す概念図である。図において本発明回転検出および支持構造１は、トラックボールのボール１０を略下方から支持するとともに該ボール１０の回転を検出するための構造であって、該構造１は、ボール支持構造２と回転検出手段３の組み合わせからなり、該ボール支持構造２は、該ボール１０との間で転がり対偶または滑り対偶を構成する軸体または複数の球体からなり、一方該回転検出手段３は、該ボール１０との間で転がり対偶を構成する軸体からなることを、基本的な構成とする（上記（１）の発明）。
【００１１】
図において本構造１は上述のように構成されるため、これにより、トラックボールのボール１０が該ボール支持構造２によって略下方から支持されるとともに、該回転検出手段３によって該ボール１０の回転を検出される。該ボール１０においては、軸体または複数の球体からなる該ボール支持構造２との間で、転がり作用または滑り作用によって、一定中心のまわりの自由な回転が確保される。一方、該ボール１０と軸体からなる該回転検出手段３との間で、転がり作用によって、該ボール１０の回転が該回転検出手段３に伝動される。
【００１２】
該ボールの支持は該ボール支持構造２によってなされるため、該回転検出手段３に該ボール１０の重量負荷がかからないようにすることができる。それにより、ボールと回転検出軸との間のスリップが有効に防止される。その結果、該ボール１０と該回転検出手段３との間の空回り発生が防止され、ボールの回転が正確に回転検出手段に伝えられるため、精度の高い回転検出を得ることができる。
【００１３】
図示するように、該回転検出手段３は該ボール支持構造２よりも上方において該ボール１０と接するように設けることができる。また、図示するように、該回転検出手段３はさらに、該ボール１０の上半部においてこれと接するように設けることもできる。
【００１４】
図２は、本発明のトラックボールの回転検出および支持構造の例につき、要部構成を示す斜視図である。図において本構造１１は、前記回転検出手段たる回転検出軸３０が、少なくとも前記ボール１０と接する領域の表面部に、該ボール１０との間の滑りを防止し得る程度の摩擦性を有する摩擦体５を有して形成されている構成とすることができる（上記（２）の発明）。図中、ボール支持構造の記載は省略されている。
【００１５】
かかる構成により本構造１１では、該摩擦体５の作用によって、該ボール１０とこれに接する該回転検出軸３０との間における滑り防止効果を一層高めることができ、上述した、ボール支持手段と回転検出手段とを分離したこととも相まって、ボールと回転検出軸との間のスリップを、一層防止することができる。その結果、該ボール１０と該回転検出軸３０との間の空回り発生が一層防止され、ボールの回転が正確に回転検出軸に伝えられるため、一層精度の高い回転検出を得ることができる。
【００１６】
該摩擦体５は、少なくとも前記回転検出軸３０と前記ボール１０とが接する領域に設けられていればよい。ここで「領域」には、これらの接点となり得るような、該回転検出軸３０の外周上に設けられる線上の領域も含む。しかしながら、それを含んである程度の幅をもった領域とすることもできる。この場合、領域の幅の長さは、図の例示に関わらず限定されない。また、後述するように、軸全体において該摩擦体が備えられる構成とすることもできる。
【００１７】
一方、前記ボール支持構造を軸体により構成した場合、これにも、該回転検出軸３０とのバランスを考慮して、前記摩擦体を形成することも、もちろん可能である。
【００１８】
図において前記回転検出軸３０の摩擦体５は、スポンジ等の弾性材料ないしは軟質性材料により形成されているか、または、硬質材料製の軸表面に形成された孔質領域である構成とすることができる（上記（３）の発明）。該摩擦体５は、該ボール１０から該回転検出軸３０への回転の円滑な伝動に支障がない程度の摩擦性を備えた材料により形成されるが、その一例として、スポンジ等の弾性材料ないしは軟質性材料を用いることができる。これは一例であり、要するに、表面が研磨されたステンレス鋼のような滑面状の硬質性材料のごとき摩擦の小さい材料ではない材料、スリップ発生の防止または軽減される材料として、適度の弾性ないしは軟質性を備えたものを用いることが、本発明において重要なことである。したがって本願発明者は、本願に明示されないあらゆる実施例およびその均等範囲について、権利を請求する。
【００１９】
スポンジ等としては、たとえば、ウレタンフォーム、発泡スチロール等のように網目状の内部構造を有する発泡させた合成樹脂も含む。また、スポンジ等以外にも、ゴム、弾性を有する合成樹脂等をも、適宜用いることができる。
【００２０】
図３は、本発明に係る回転検出軸の構成例を示す説明図である。図中（ａ）に示すように、前記摩擦体５１は、前記ボールと接する部分を中心とする、軸３１の一部の領域において設けられても、また（ｂ）に示すように、軸３２全体が摩擦体５２をなすように形成されてもよい。また（ｃ）に示すように、軸３３の一部に、軸よりも太く形成された摩擦体５３としてもよい。
【００２１】
図３において前記摩擦体５１等は、該回転検出軸３１等の表面上に周設されているシート状体である構成とすることができる。つまり、軸本体はステンレス鋼等の硬質性材料を用いて形成し、その上にシート状の摩擦体５１等を設けることによって、本願の課題解決例とすることができる。
【００２２】
図４は、本発明に係る回転検出軸の別の構成例を示す説明図である。上述のとおり、図中（ｄ）、（ｅ）に示すように本回転検出軸３４等では、前記摩擦体５４等を、硬質性材料製の軸３４等表面に形成された孔質領域とすることができる。（ｄ）は軸３４の一部に、（ｅ）は軸３５の全体に、かかる構成を備えた例である。このように形成された孔質領域によってもボールと軸との摩擦を高めて、スリップ防止を図ることができる。
【００２３】
以上のように構成されるいずれかのトラックボールの回転検出および支持構造を備えて、トラックボールを構成することができる（上記（４）の発明）。
【００２４】
図５は、本発明のトラックボールのボール支持構造の構成例を示す要部斜視図である。図において本構造２０は、トラックボールのボール１０を略下方から支持するためのものであって、該ボール支持構造２０は該ボール１０との間で転がり対偶または滑り対偶を構成する軸体２６からなる構成とすることができる（上記（５）の発明）。図では軸体２６は２本のみが示されているが、全部で３本を用いることにより、ボールの支持を安定的に行うことができる。該軸体２６としては、該ボール１０との間に転がり対偶を構成することができるよう、自由に回転できる回転軸を、特に用いることとすることができる。
【００２５】
該ボール支持構造２０としては、該ボール１０との間で転がり対偶または滑り対偶を構成することのできる、複数の球体もしくは複数の半球体を用いることもできる（上記（５）の発明）。
【００２６】
図６は、本発明のトラックボールのボール支持構造の別の構成例を示す要部斜視図である。図において本構造２１は、該ボール１０表面を下方の複数位置において支持する複数の硬質材料製小球２８からなることを、主たる構成とする（上記（６）の発明）。
【００２７】
かかる構成により、ボール支持のための回転軸設置が不要となり、したがって、コストの高い玉軸受を設けることも不要となる。また、該小球２８の設置には、回転軸ほどのスペースが不要であり、トラックボール自体の軽量化、小サイズ化にも寄与できる。
【００２８】
該硬質材料製小球２８としては、たとえばステンレス鋼等の金属を用いることができるが、これには限定されない。図では、該小球２８は６個が設けられる構成であるが、設ける数量、小球のサイズ等は、特に限定されない。しかしながら、たとえば、低コストでボール１０を安定的に支持する機能を確保するために、特に小球２８の数を３個とすること等もできる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明のトラックボール、その回転検出ならびに支持構造、およびそのボール支持構造は上述のように構成されるため、これによれば、トラックボールにおけるボールと回転検出軸との間のスリップを防止でき、それにより、回転検出精度を向上させることができる。そしてさらには、従来のような玉軸受を不要とすることも可能であり、低コスト化を実現することができる。
【００３０】
特に、ボール支持構造として硬質材料製小球等を用いる場合、コストの高い玉軸受を設けることが不要であり、さらに省スペースを図ることができ、トラックボール自体の軽量化、小サイズ化を可能とするため、トラックボールの用途を一層広げることも可能である。トラックボールは医療分野、ＦＡ分野、ＯＡ分野、音響・舞台装置分野等を始めとして広く用いられており、したがって本発明は産業上利用価値が高い発明である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明のトラックボールの回転検出および支持構造の基本的構成を示す概念図である。
【図２】本発明のトラックボールの回転検出および支持構造の例につき、要部構成を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る回転検出軸の構成例を示す説明図である。
【図４】本発明に係る回転検出軸の別の構成例を示す説明図である。
【図５】本発明のトラックボールのボール支持構造の構成例を示す要部斜視図である。
【図６】本発明のトラックボールのボール支持構造の別の構成例を示す要部斜視図である。
【図７】従来のトラックボールの要部構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…トラックボールの回転検出および支持構造
２…ボール支持構造
３…回転検出軸
５…摩擦体
８…ディスク
９…ベアリング
１０…ボール
１１…トラックボールの回転検出および支持構造
２０…ボール支持構造
２１…ボール支持構造
２６…軸体
２８…硬質材料製小球
３０…回転検出軸
３１、３２、３３、３４、３５…回転検出軸
５１、５２、５３、５４、５５…摩擦体
９１０…ボール
９３０…支持兼検出軸
９８０…ディスク
９９０…ベアリング
【図１】
2005316675.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005316675.tif 000005
【図４】
2005316675.tif 000006
【図５】
2005316675.tif 000007
【図６】
2005316675.tif 000008
【図７】
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