(57)【要約】【課題】  マウスボールの運動エネルギーを、より効率的に電気エネルギーに変換することができる機構を備えたマウスを提供すること。【解決手段】  マウスは、該マウスの位置座標情報を検出するためのマウスボール１と、このマウスボール１に接触して従動回転する動力伝達回転体２と、該動力伝達回転体２の回転力によって駆動されるクランク機構３とからなる動力発生部Ｍと、発電コイル５１，５２と、該発電コイル５１，５２内部をその軸方向に往復動可能に配置された永久磁石４１，４２とからなる２つの発電部Ｇ１，Ｇ２とを備えている。前記永久磁石４１，４２の往復動は、クランク軸３０に連結され直線的な進退動作を為す連接棒３２１，３２２に永久磁石４１，４２を取り付けることで達成される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在に配置されたマウスボールを備えるマウスにおいて、
前記マウスボールに接触して従動回転する動力伝達回転体と、該動力伝達回転体の回転力によって駆動されるクランク機構とからなる動力発生部と、
発電コイルと、該発電コイル内部をその軸方向に通過自在に配置された永久磁石とからなり、発電コイル内部を永久磁石が相対的に往復動可能とされた発電部とを備え、
前記発電部における相対的な往復動は、前記動力発生部のクランク機構を動力源として為されるものであることを特徴とするマウス。
【請求項２】
筒状体の外周に前記発電コイルが装着され、前記筒状体内部を永久磁石が進退可能に配置されており、該永久磁石の進退動作が、前記動力発生部のクランク機構を動力源として為されるものであることを特徴とする請求項１記載のマウス。
【請求項３】
発電コイルが装着された筒状体を複数並置し、該筒状体内部にそれぞれ永久磁石が進退可能に配置されると共に、これら永久磁石が共通の駆動シャフトで一体的に連結されており、前記動力発生部のクランク機構による動力が、前記共通の駆動シャフトに与えられるよう構成したことを特徴とする請求項２記載のマウス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パーソナルコンピュータ等に情報を入力する手段の一つとして汎用されているマウスに関し、特に発電機能を内蔵したマウスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータ等においてマウスは、その動きを位置座標情報として送信する位置座標入力機能や、その上面に設けられるクリックボタンの操作による操作情報を送信する操作情報入力機能などを備え、情報入力の補助手段乃至は主要手段として汎用されるに至っている。一般的にマウスは、コンピュータ本体と配線コードで有線接続されているが、近年ではマウス内部に赤外線送信機等の無線送信機能を搭載し、コードレス（ワイヤレス）化を図ったものも上市されている。このようなコードレスマウスにあっては、当該マウスの駆動電源としての電池を内蔵させる必要がある。
【０００３】
しかしながら、かかる電池内蔵型のコードレスマウスでは、一次電池を用いた場合は電池交換の手間を要し、また二次電池を用いても充電の手間を要するという不都合がある。そこで、マウス自身の位置座標をその底面に露出させたマウスボールの回転によって検知する機械式のマウスにおいて、前記マウスボールの回動力に着目し、マウスボールに動力伝達ローラ等を沿わせておいてマウスボールの転動に応じた回転力を得、該回転力に基づいて発電モータ等の発電装置を駆動させて電気を生成する方法が従来から種々提案されている（例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３）。このような発電装置内蔵型マウスにおいては、自身で発電した電気にて、マウス内の電子機器を動作させたり、蓄電部や二次電池を充電させたりすることが可能となり、上記の不都合を大幅に軽減することが可能となる。
【特許文献１】特開平７−２２５６４９号公報
【特許文献２】特開２０００−５６９２２号公報
【特許文献３】特開２００２−２６８８２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通常、マウスが使用される態様は、操作者がマウス上部から掌を載せ、マウス両サイドに親指と薬指を添え、手首を使ってマウスパッド上を摺動させる態様であって、マウスの移動量はさほど多くない。従って、マウスボールの運動量（転動量）も大きいとは言えず、マウスボールの転動力に依存して発電を行う方式にあっては、如何にその転動力を効率的に発電動作に活用できるかが肝要となる。
【０００５】
しかしながら、上掲の特許文献１乃至３の方法や、その他従来の方法においては、マウスボール少ない転動力を十分に発電動作に活用できる機構を備えているとは言い難く、発電量不足が懸念される。従って本発明は、マウスボールの運動エネルギーを、より効率的に電気エネルギーに変換することができる機構を備えたマウスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に係るマウスは、回転自在に配置されたマウスボールを備えるマウスにおいて、前記マウスボールに接触して従動回転する動力伝達回転体と、該動力伝達回転体の回転力によって駆動されるクランク機構とからなる動力発生部と、発電コイルと、該発電コイル内部をその軸方向に通過自在に配置された永久磁石とからなり、発電コイル内部を永久磁石が相対的に往復動可能とされた発電部とを備え、前記発電部における相対的な往復動は、前記動力発生部のクランク機構を動力源として為されるものであることを特徴とするものである。
【０００７】
また請求項２に係るマウスは、請求項１において、筒状体の外周に前記発電コイルが装着され、前記筒状体内部を永久磁石が進退可能に配置されており、該永久磁石の進退動作が、前記動力発生部のクランク機構を動力源として為されるものであることを特徴としている。
【０００８】
さらに請求項３に係るマウスは、請求項１において、発電コイルが装着された筒状体を複数並置し、該筒状体内部にそれぞれ永久磁石が進退可能に配置されると共に、これら永久磁石が共通の駆動シャフトで一体的に連結されており、前記動力発生部のクランク機構による動力が、前記共通の駆動シャフトに与えられるよう構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上記のように構成したマウスによれば、マウスボールに動力伝達回転体を接触させてマウスボールの回転運動から回転力を抽出し、これをクランク機構によりピストン動作等の直線運動に置換して発電部の動力源とする構成であるので、僅かなマウスボールの転動でも比較的大きな動力を得ることが出来る。従って、従来方法に比べてより効率的な発電が行えるようになる。特にクランク機構を採用したことにより、請求項３にかかる構成のように、共通の駆動シャフトで複数の発電部を同時に動作させる如き構成を比較的簡易な構成で達成することが出来ることから、大容量の発電が可能となるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下図面に基づいて、本発明の実施形態につき説明する。
【００１１】
図１は、本発明にかかる発電機能付きマウスの一例を模式的に示す構成図である。本実施形態にかかるマウスは、マウスの位置座標情報を検出するためのマウスボール１と、このマウスボール１に接触して従動回転する動力伝達回転体２と、該動力伝達回転体２の回転力によって駆動されるクランク機構３とからなる動力発生部Ｍと、発電コイル５１，５２と、該発電コイル５１，５２内部をその軸方向に通過自在に配置された永久磁石４１，４２とからなる２つの発電部Ｇ１，Ｇ２とを備えて構成されている。この他、マウス本来の機能を達成するための回転量検知部やロータリーエンコーダ、各種電子回路も当然備えているが、これらについては本発明の特徴部分ではないため、図示を省略している。
【００１２】
前記動力伝達回転体２は、マウスボール１の外周に直接的に接触するように配置されマウスボール１の転動により軸方向に回転する動力伝達ローラ２１と、該動力伝達ローラ２１の回転軸に固定された歯車２２とからなる。この実施形態では、動力伝達ローラ２１を１つ配置した例を示しているが、マウスボール１の外周に複数個（例えばＸ軸とＹ軸方向）の動力伝達ローラ２１を配置し、マウスボール１がいかなる方向に転動しても動力が抽出できるようにすることが望ましい。
【００１３】
クランク機構３は、前記歯車２２と連動回転するよう結合された大径の歯車３１と、歯車３１の回転により回動されるクランク軸３０とで構成されている。前記クランク軸３０は、その軸を折り曲げて形成された２つのクランク腕部３０ａ，３０ｂを備えており、それぞれのクランク腕部３０ａ，３０ｂの略中央部に対して、連接棒３２１，３２２が回動自在に取り付けられている。従って、連接棒３２１，３２２は、クランク軸３０の回動により、直線的な進退動作が行なわれるよう構成されている。
【００１４】
前記連接棒３２１，３２２の遠端側には、それぞれ円筒状の永久磁石４１、４２が取り付けられている。そして、これら永久磁石４１、４２は、導電線の巻装体からなる発電コイル５１、５２の中空部を貫通する進退動作が行い得るように配置されている。なお発電コイル５１、５２には、前記永久磁石４１、４２の進退動作により生成される電流を導出するためのリード端子（図示せず）が設けられている。
【００１５】
このような構成において、マウスをユーザーが操作しマウスボール１が転動すると、その転動に応じて動力伝達ローラ２１が従動回転され、その回転軸に固定されている歯車２２も回転する。歯車２２の回転により、該歯車２２に連動結合されている大径の歯車３１も回転し、これにより歯車２２と歯車３１とのギア比に応じた回転数に変換されてクランク軸３０が回動されることになる。クランク軸３０が回動されると、クランク腕部３０ａ，３０ｂに回動自在に取り付けられている連接棒３２１，３２２が直線的な進退動作を行うこととなり、従って連接棒３２１，３２２に取り付けられている永久磁石４１、４２は、発電コイル５１、５２の中空部を繰り返して通過する進退動作を行うことになる。
【００１６】
かかる永久磁石４１、４２の進退動作により、発電コイル５１、５２に対して磁界変化が連続的に与えられることになるので、発電コイル５１、５２のリード端には電圧が発生される。このようにして発電部Ｇ１，Ｇ２において、それぞれマウスボール１の転動を起点とする発電が行われるものであり、得られた電力は、当該マウスの電源回路へ送られ、その充電回路への充電、あるいは二次電池への充電等に供される。
【００１７】
図２は、上述したような発電機能を備えたマウスの電気的構成を示すブロック図である。当該マウスには、先ずマウスの本来的機能である位置座標情報を検出する機能として、マウスボール１の転動をＸ軸方向及びＹ軸方向の回転量にそれぞれ分解するＸ軸回転量検知部７１１及びＹ軸回転量検知部７１２と、Ｘ軸・Ｙ軸回転量検知部７１１，７１２が検出した回転量をパルスに変換するＸ軸用ロータリエンコーダ７２１及びＹ軸用ロータリエンコーダ７２２とが備えられている。また、マウスのもう一つの本来的機能である、各種の操作情報を入力するためのクリックボタン７５も備えられている。Ｘ軸・Ｙ軸用ロータリエンコーダ７２１、７２２の出力、及びクリックボタン７５の操作出力は制御回路７３に送られ、制御回路７３ではこれら出力信号から、所定の位置情報信号（移動量情報信号）や操作情報信号が生成され、これらの信号は出力回路７６へ出力される。出力回路７６において、該信号は無線送信等（赤外線送信等も含む）が可能な信号に変換され、送信部７７を介して図示しないコンピュータに送信される。
【００１８】
さらに当該マウスには電源回路７４が具備されている。該電源回路７４には、充電回路７４１が設けられており、必要に応じて充電可能な二次電池等からなる電池７４２が備えられる。そして電源回路７４には、発電部Ｇ（例えば図１に示した発電部Ｇ１，Ｇ２）が電気接続されており、該発電部Ｇにて発生された電力が入力されるよう構成されている。従って、発電部Ｇからの入力により電源回路７４の充電回路７４１及び／又は電池７４２が充電され、かかる動作にて運用される電源回路７４にて、前述の制御回路７３や出力回路７６等が駆動される。このようにして、コンピュータ本体からの電源供給を不要としてコードレス化が図られると共に、電池の取り替えや別途の充電が不要なマウスが実現されるものである。
【００１９】
続いて、本発明のより具体的な実施態様につき、図３乃至図５に基づいて説明する。図３は、本発明の具体的実施形態に係るマウスの上面図である。マウスボール１は、マウスケース１０の略中央部に配置され、動力伝達回転体としての２つの動力伝達ローラ２１１、２１２が、マウスボール１のＸ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ接触部Ｃ１，Ｃ２を有するように配置されている。動力伝達ローラ２１１は２つの軸支部２５１，２５２にて両端が回動自在に支持されており、マウスボール１の転動により、接触部Ｃ１を介して回転力が伝達され、その回転軸回りに従動回転される。同様に動力伝達ローラ２１２も２つの軸支部２６１，２６２にて両端が回動自在に支持され、接触部Ｃ２を介して与えられる回転力により、その回転軸回りに従動回転される。
【００２０】
動力伝達ローラ２１１、２１２の一端部には、それぞれ歯車２２１，２２２が取り付けられており、動力伝達ローラ２１１、２１２の回転により、これら歯車２２１，２２２も回転されるように為されている。なお、この動力伝達ローラ２１１、２１２は、後述の通り発電部の駆動動力源となるのであるが、前述した位置座標情報検用の回転量検知のためのセンシング部（前述のＸ軸・Ｙ軸回転量検知部７１１，７１２）を兼用していても良い。また、動力伝達ローラ２１１、２１２を配置している側と対極側には、テンションコントロールのための従動ローラ２３が、マウスボール１と接触部Ｃ３を有するように、軸支部２７１，２７２にて回動自在に支持されて配置されている。この従動ローラ２３にも、位置座標情報検用の回転量検知のためのセンシング機能を持たせても良い。
【００２１】
図４は、このような動力伝達ローラ２１１、２１２、及び従動ローラ２３の、実際の配置状況を示す斜視図である。図４において、マウスケース１０の略中央部には、マウスボール１を収納するためのドーム状の収納部１１が形成されており、該収納部１１にマウスボール１が、その一部が底面から突出するように保持されている。収納部１１には窓部１１１が複数設けられており、該窓部１１１においてマウスボール１が表出されている。
【００２２】
この窓部１１１おいて表出されているマウスボール１に対して、動力伝達ローラ２１１、２１２がそれぞれ接触するよう配置されている。そして、マウスボール１と動力伝達ローラ２１１、２１２とが安定的に接触されるように、対極位置に従動ローラ２３が配置して常時マウスボール１を動力伝達ローラ２１１、２１２配置側へ押圧するよう構成されている。
【００２３】
図３に戻って、動力伝達ローラ２１１、２１２の歯車２２１，２２２に対しては、クランク機構が連結され、動力伝達ローラ２１１、２１２の回転力が直線的な往復動作に変換される。この実施形態において動力伝達ローラ２１１に対するクランク機構は、歯車３１１付きのシャフト３０１と、該シャフト３０１に取り付けられたクランクホイール３４１と、クランクホイール３４１の側面に突設されたピン３４２に連結された連接板３７１と、スライダクランク機構を構成するためのスライド溝３８１付きのスライダフレーム３８と、スライダ溝３８１に沿って摺動される駆動シャフト３９とで構成されている。また動力伝達ローラ２１２に対するクランク機構も実質的に同様であり、歯車３１２付きのシャフト３０２、ピン３４４を備えるクランクホイール３４３、連接板３７２、スライダフレーム３８、及び駆動シャフト３９を具備して構成されている。
【００２４】
図５は、上述のクランク機構部及び発電部を部分的に示す斜視図である。以下、図３及び図５に基づいて、クランク機構部の詳細及び発電部の動作等につき詳述する。
【００２５】
シャフト３０１を起点とする第１のクランク機構部は、動力伝達ローラ２１１の回転力を第１の発電部Ｇ１の駆動源として伝達するものである。またシャフト３０２を起点とする第１のクランク機構部は、動力伝達ローラ２１２の回転力を第２の発電部Ｇ２の駆動源として伝達するものである。両者は実質的に同様の機構を備えるので、第１のクランク機構部を中心に説明する。
【００２６】
シャフト３０１は、軸支部３５１，３５２にてその両端が軸支されており、シャフト３０１の一端側に固定されている歯車３１１は、前記動力伝達ローラ２１１の歯車２２１と歯合されている。また、シャフト３０１の他端側は、軸支部３５２を貫通して延在されており、その延在部にはクランクホイール３４１が固定されている。従って、動力伝達ローラ２１１が回転すると、シャフト３０１も回転し、さらにクランクホイール３４１もシャフト３０１を軸心として回転することになる。
【００２７】
クランクホイール３４１の外側側面にはピン３４２が突設されており、該ピン３４２には連接板３７１の後端側に穿設された貫通孔が遊嵌状態で嵌め込まれており、これにより連接板３７１はピン３４２を支点として回動自在とされている。また、連接板３７１の先端側にも貫通孔が設けられており、この先端側貫通孔には、２つの永久磁石４１１、４１２がその端部に取り付けられたＵ字状の駆動シャフト３９が挿通されている。
【００２８】
さらに連接板３７１の先端側には、一定間隔を置いて平行に対置された一対の長板からなるスライダフレーム３８が配置されている。該スライダフレーム３８には、その長手方向に設けられた長孔からなるスライダ溝３８１が穿孔されており、前記駆動シャフト３９は、このスライダ溝３８１も貫通して組み付けられている。すなわち、一対のスライダフレーム３８の間に連接板３７１の先端側が落とし込まれると共に、２つのスライダ溝３８１及び連接板３７１の先端側貫通孔を貫いて駆動シャフト３９が配置されている。
【００２９】
スライダフレーム３８の前方側には、第１の発電部Ｇ１における２つのサブ発電部Ｇ１１、Ｇ１２を構成する発電コイル５１１，５１２付きの筒状体６１，６２が配置されている。筒状体６１，６２はプラスチック等の絶縁体からなり、発電コイル５１１，５１２は、この筒状体６１，６２の外周部に絶縁電線を巻回する等して形成されてものである。あるいは、既存の絶縁コイルを筒状体６１，６２へ挿入固定して発電コイル５１１，５１２としても良い。そしてこの筒状体６１，６２の内部へは、駆動シャフト３９にて一体的に連結された状態の永久磁石４１１，４１２が、往復動可能（進退可能）に挿入されている。
【００３０】
また第２のクランク機構の起点となるシャフト３０２は、軸支部３６１，３６２で軸支され、同様に歯車３１２及びクランクホイール３４３を備えている。クランクホイール３４３に突設されたピン３４４には、連接板３７２の後端側が回動自在に取り付けられており、先端側には駆動シャフト３９が取り付けられている。そして前記と同様な態様の、第２の発電部Ｇ２における２つのサブ発電部Ｇ２１、Ｇ２２が配置されている。
【００３１】
このように構成されたクランク機構部および発電部の動作について、図５に基づいて説明する。先ず歯車３１１が回転すると、その回転力はシャフト３０１を介してクランクホイール３４１に伝達され、該クランクホイール３４１も回転する。これによりクランクホイール３４１のピンも、シャフト３０１を中心とする円軌道に沿って運動し、従ってピン３４１に連結されている連接板３７１の後端側も該円軌道に従って回転運動することになる。一方、連接板の先端側は、スライダフレーム３８のスライダ溝３８１に挿通されている駆動シャフト３９に拘束されているので、結果として駆動シャフト３９をスライダ溝３８１に沿って直線的に前後動させることとなる。
【００３２】
このような前後動運動が駆動シャフト３９に与えられる結果、駆動シャフト３９の端部に取り付けられている永久磁石４１１，４１２は、連動的に筒状体６１，６２の内部をそれぞれ往復動する。かかる永久磁石４１１，４１２の往復動により、発電コイル５１１，５１２に誘起電圧が生じ、サブ発電部Ｇ１１、Ｇ１２において電力が発生される。また同様な動作でサブ発電部Ｇ２１、Ｇ２２においても電力が発生されるものである。
【００３３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本実施形態では、永久磁石４１１，４１２が進退動作し、発電コイル５１１，５１２が固定された構成としたが、これを逆にして発電コイル付きの筒状体６１，６２をクランク機構にて進退動作可能とし、永久磁石４１１，４１２を固定する構成としても良い。また発電部につき、本実施形態では４つのサブ発電部Ｇ１１，Ｇ１２，Ｇ２１，Ｇ２２を設ける構成としたが、スペース的な余裕があればさらにその数を増やしても良い。例えば駆動シャフト３９を４つ股状として、４つのサブ発電部を同期して駆動させるようにしても良い。
【００３４】
このように構成された発電機能付きマウスによれば、マウスボール１の回転力を直線運動に変換して発電する構成であるので、回転式の発電に比べて発電部の動作に要する動作パワーが常に一定であり（回転初期時に大きな動作パワーを要するといった問題はない）、また発電部増設の水平展開が容易であるという利点がある。従って、マウスボール１の回転力を効率的に発電に活用し易い構成であり、従来品に比べてより発電量の大きいコードレスマウスを実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明にかかる発電機能付きマウスの機械的構成の一例を模式的に示す構成図である。
【図２】本発明にかかる発電機能付きマウスの電気的構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の具体的実施形態に係るマウスの上面図である。
【図４】マウスボールへの動力伝達ローラの配置状況を示す斜視図である。
【図５】クランク機構部及び発電部を部分的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３６】
１      マウスボール
２      動力伝達回転体
２１、２１１、２１２  動力伝達ローラ
３      クランク機構
３０    クランク軸
３０１、３０２  （クランク）シャフト
３２１，３２２  連接棒
３７１，３７２  連接板
３４１、３４２  クランクホイール
３９    駆動シャフト
４１、４２、４１１、４１２  永久磁石
５１、５２、５１１、５１２  発電コイル
６１，６２  筒状体
【図１】
2005174231.tif 000003
【図２】
2005174231.tif 000004
【図３】
2005174231.tif 000005
【図４】
2005174231.tif 000006
【図５】
2005174231.tif 000007