トラックボール装置

【課題】ボールへの所定操作によって各種入力操作が可能なトラックボール装置に関し、非接触による回転検知が行われながら回転操作時のクリック感触も得られるものを提供する。
【解決手段】ボール１０への回転操作時に、ローラ４に固定されて共廻りする磁石５の磁束変化をリードスイッチ４１により非接触で検出すると共に、上記磁石５と上記リードスイッチ４１のリード片４２との間に発生する吸引力が上記ローラ４の回転状態に影響を与えるように上記リードスイッチ４１の配置をなし、その影響が上記ボール１０に伝わり回転操作時のクリック感触として感じられるようにした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電子機器の入力操作部に塔載され、ボールへの所定操作によって各種入力操作が可能なトラックボール装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種入力操作用として用いられるトラックボール装置は、各種電子機器に多く搭載されるようになってきた。
【０００３】
このような従来のトラックボール装置について、以下に図面を用いて説明する。
【０００４】
図１４は従来のトラックボール装置の断面図、図１５は同機構構成部と配線基板構成部との組み合わせ前の斜視図、図１６は同機構構成部の分解斜視図、図１７は同トラックボール装置の上面図、図１８は同トラックボール装置の左側面図である。
【０００５】
同図を用いて当該トラックボール装置の機構構成部から説明していく。
【０００６】
同図において、１は、略十字状に形成された樹脂製の上ケース、２は、上ケース１の下方に重ねて配置された同じく略十字状に形成された樹脂製の取付台である。
【０００７】
上ケース１の上方には、重ねて金属板からなり中央部分に孔を有するカバー３の平板部が配されている。そのカバー３は、図１５や図１６などに示すように、平板部における側端部の一方の対向位置から各々垂下する第１脚部３Ａ、またそれと直交する他方の対向位置から各々垂下する第２脚部３Ｃを有している。その第１脚部３Ａの先端部には貫通孔３Ｂが配設されている。また第２脚部３Ｃの下端は、側方に延設されたカシメ爪部３Ｄとして構成されている。
【０００８】
そして、そのカバー３における第１脚部３Ａの貫通孔３Ｂ内に、取付台２の側面部に突設された突起２Ａが嵌め込まれると共に、第２脚部３Ｃのカシメ爪部３Ｄが取付台２の側面段部に係止するようにカシメられることによって上ケース１と取付台２は結合状態となっている。
【０００９】
そして、上ケース１の略十字状をなす側方への突出部分の各々には、下方開口の鉤形に形成された鉤状部１Ａがそれぞれ一対で設けられている。その鉤状部１Ａの下方開口部分が、ローラ保持部１Ｂ（図１６参照）としてなり、ローラ保持部１Ｂの各々には、略円柱形状のローラ４が回転可能に収納保持されている。そのローラ４は、上面視で対向する二本ずつの二組が互いに直交する正方形状で四本配されている。各ローラ４の下方部分は、取付台２の上面で回転可能に保持されている。上記各ローラ４の中央部は、凹凸を有する当接部として構成されている。
【００１０】
また、各ローラ４の一端部には、図１８に示すように、所定角度ピッチ毎にＮ極とＳ極が交互に着磁されたリング状の磁石５がそれぞれ各ローラ４と共廻りするように同軸状で固定されている。そして、その磁石５が、上ケース１および取付台２の十字における窪み部分に位置するように各ローラ４は配置されている。つまり、各ローラ４で構成される矩形の角部にそれぞれの磁石５は配されている。
【００１１】
そして、１０は、上ケース１と取付台２とで構成される内部空間内に配されているフッ素ゴムなどからなるボールである。
【００１２】
ここで上ケース１と取付台２とで構成される内部空間の構成について説明する。まず、上記内部空間における底部側を構成する取付台２の十字状中央位置には円形孔２Ｂが設けられている。その円形孔２Ｂ内には、一端側が円形孔２Ｂの側壁部分に埋設固定された片持ち状の板ばね６の他端側が配されている。その板ばね６の他端側は、下方への突出部６Ａを備えた外形円形に形成され、その他端側によって上記ボール１０は下方から押し上げられている。
【００１３】
一方、上記内部空間を構成する上ケース１は、上方に突出した筒状部を有し、その筒状部の上端位置の円形に形成された上方孔部１Ｃの径は、上ケース１の上面中央位置でボール１０径よりも少し小さい径で設定されている。そして、上方に板ばね６で付勢されたボール１０は、上記上方孔部１Ｃの端部で上方への位置規制がなされ、その上部部分は、上方孔部１Ｃから外方に突出している。上記ボール１０の配置状態で、ボール１０と各ローラ４の当接部との間には、所定間隔が空く設定となっている。
【００１４】
そして、上記ボール１０は、下方向への押し下げ力が加わったときには、ボール１０下端で板ばね６を押し下げて上ケース１と取付台２によって構成される内部空間内で上下移動可能となっている。
【００１５】
当該トラックボール装置における機構構成部は、以上のように構成され、その機構構成部の下方位置には、配線基板１５が配置され、図１５や図１８に示すように、その配線基板１５の上面には磁気センサとしてのホールＩＣ２０と自力復帰型で節度付きのプッシュスイッチ２５が実装されている。当該構成部分を配線基板構成部として呼称して以下に説明する。
【００１６】
上記配線基板構成部のホールＩＣ２０は、各磁石５の配置位置に応じた上下で対向する位置のそれぞれに配置され、対応するローラ４の回転時に共廻りする各磁石５からの磁束変化に反応してオンオフ出力がなされるものである。
【００１７】
また、上記配線基板構成部のプッシュスイッチ２５は、ボール１０の下方位置に対応する配線基板１５上、つまりホールＩＣ２０で囲まれる中央部にあたる位置に配置されている。
【００１８】
このプッシュスイッチ２５は、図１４に示すように、スイッチケース内に配された中央固定接点２６Ａおよび外側固定接点２６Ｂと、中央部下面が中央固定接点２６Ａに所定間隔を空けて対峙するように、その外周下端が外側固定接点２６Ｂ上に載せられた上方凸型ドーム状に構成された金属薄板製の可動接点２７とからなるスイッチ接点部を備えている。上記可動接点２７としては、中央部の反転動作時に節度感触が得られるものとなっている。
【００１９】
上記のように当該トラックボール装置は構成されている。
【００２０】
次に、当該トラックボール装置の動作について説明する。
【００２１】
まず、トラックボール装置を操作していない図１４に示す通常状態から、上ケース１の上方孔部１Ｃより上方に突出したボール１０の上部を指等で触れてボール１０を左方向に回転操作すると、図１９に示すように、ボール１０が板ばね６の他端側を押し下げ若干下方位置に下がりつつ左側に移動し、上記回転操作方向に対応する同図中の左側のローラ４の当接部とのみ当接して当該左側のローラ４を回転させる。この時、その他のローラ４は回転せず、またプッシュスイッチ２５も作動されない。
【００２２】
そして、この左側のローラ４の回転に伴い、左側のローラ４に固定された磁石５も共廻りして、当該磁石５に対応するホールＩＣ２０に、当該磁石５のＮまたはＳ極が交互に接近を繰り返し、それに応じてホールＩＣ２０から所定出力が得られる。
【００２３】
同様に、ボール１０を右方向や前後方向に回転操作する場合は、上記と同様な動作をなし、所定のホールＩＣ２０から所定の出力が得られる。
【００２４】
また、斜め方向にボール１０を回転操作した場合は、ボール１０は直交関係で位置する二つのローラ４に当接して両者を回転させ、同様に、二つのホールＩＣ２０から所定の出力が得られる。
【００２５】
次に、図１４に示す通常状態からボール１０の上部を指などで押し下げ操作すると、ボール１０は、板ばね６の他端側を押し下げつつ取付台２の円形孔２Ｂ方向に下がっていく。これに伴い、板ばね６の他端側に設けられた突出部６Ａ下面でプッシュスイッチ２５の中央部が下方に押圧される。
【００２６】
そして、その押し下げ力が所定の値を超えると、図２０に示すように、プッシュスイッチ２５の可動接点２７が節度感を伴いながら反転動作して、中央固定接点２６Ａと外側固定接点２６Ｂ間が可動接点２７を介して電気的に接続されたスイッチオン状態になる。
【００２７】
その後、ボール１０に加えた押し下げ力を除くと、プッシュスイッチ２５の可動接点２７が自らの弾性復元力により元の上方凸型のドーム形状に復元し、プッシュスイッチ２５の中央固定接点２６Ａと外側固定接点２６Ｂとの間は再び電気的な独立状態に戻ると共に、板ばね６の他端側も元の位置に復帰していき、板ばね６の復帰に伴ってボール１０は上方に押し戻される。ボール１０は、上ケース１の上方孔部１Ｃ端部に当接して停止し、元の図１４に示す通常状態に戻るものであった。
【００２８】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００２−３７３０５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
しかしながら、上記従来のトラックボール装置は、磁石５の回転状態をホールＩＣ２０により非接触で検出していたのでローラ回転検出部分が長寿命なものにでき好ましかったが、ホールＩＣ２０が高価であったため、全体として高価なものになってしまうという課題があった。
【００３０】
また、その一方で、ボール１０への回転操作時における操作性向上も求められ、特に、ボール１０への回転操作時にクリック感触が得られるものへの要望が高まっていた。
【００３１】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、従来と同様に非接触による回転検知が行われながら回転操作時のクリック感触も得られるトラックボール装置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】
【００３２】
上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。
【００３３】
本発明の請求項１に記載の発明は、ボールと、上記ボールへの回転操作時に上記ボールに接して回転する磁石付きローラと、上記ローラの回転に伴う磁束変化によりオンオフ状態が切り換わるローラ回転検出用のリードスイッチとを備え、上記ボールへの回転操作時に、上記磁石と上記リードスイッチとの間に発生する吸引力が上記ローラの回転状態に影響を与えるように上記リードスイッチが配置され、その影響が上記ボールに伝わり回転操作時のクリック感触として感じられるトラックボール装置であり、安価なリードスイッチを用いて磁石付きローラの回転検出が非接触で行えると共に、他の部品などを用いることなく回転操作時のクリック感触も得られるものが安価に実現できるという作用を有する。
【００３４】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、Ｎ極とＳ極が所定角度ピッチで交互に着磁されたリング状の磁石がローラに固定され、その磁石の回転中心軸線とリードスイッチの外装体内におけるリード片の長手側の設置方向とが直交関係になるようにして上記磁石の下方位置に上記リードスイッチを配置したものであり、磁石からの磁束がリード片に多く作用するようになり、良好なクリック感触が得られ易くなるという作用を有する。
【００３５】
請求項３に記載の発明は、請求項２記載の発明において、リードスイッチを装着する配線基板に、上記リードスイッチの外装体の下方部分が収容可能な孔部を設けたものであり、配線基板面からの高さ方向が低背化されたものにできるという作用を有する。
【００３６】
請求項４に記載の発明は、請求項１記載の発明において、Ｎ極とＳ極が所定角度ピッチで交互に着磁されたリング状の磁石がローラに固定され、その磁石の回転中心軸線とリードスイッチのリード片の長手側の設置方向とが直交関係になるようにして上記磁石の周方向における側方位置に、上記磁石の回転中心軸線と上記リード片の高さ位置を合わせて上記リードスイッチを配置したものであり、当該配置でも磁石からの磁束がリード片に多く作用するようになり、良好なクリック感触が得られ易くなるという作用を有する。
【発明の効果】
【００３７】
以上のように本発明によれば、ボールの回転に追従し磁石付きのローラが回転した際の磁束変化をリードスイッチにより非接触状態で検出でき、かつ上記リードスイッチを、リード片と磁石との吸引力による作用により上記ローラの回転状態に影響を与える位置で配置してあるため、そのローラの回転状態の影響がボールを介してクリック感触として感じられるトラックボール装置を安価に構成できるという有利な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図１３を用いて説明する。
【００３９】
なお、従来の技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態によるトラックボール装置の外観斜視図、図２は同上面図、図３は同側面図、図４は同機構構成部と配線基板構成部との組み合わせ前の斜視図である。
【００４１】
同図に示すように、本発明によるトラックボール装置は、従来のものと同様に、上ケース１から上方に突出しているボール１０の上部が操作部分となり、その機構構成部をなす各部材（上ケース１、取付台２、カバー３、磁石５付きのローラ４など）の構成や配置状態は従来と同じであるため説明は省略する。また、上記ボール１０は、非操作状態では、同図中にはあらわれない板ばね６で上方に付勢され四つの各ローラ４とは所定間隔が空く設定となり、かつその上方への付勢力に抗してボール１０が押し下げ操作された際に上ケース１と取付台２によって構成される内部空間内で上下移動可能となっていることも従来と同じである。
【００４２】
一方、上記機構構成部に組み合わせられる配線基板構成部は、図４に示すように、配線基板３１およびその配線基板３１に配された四つのリードスイッチ４１とプッシュスイッチ２５から構成されている。なお、上記プッシュスイッチ２５は、従来と同じもので、また配置位置としてもボール１０の下方位置に対応させて配してあることも同じである。
【００４３】
そして、上記リードスイッチ４１は、不活性ガスが封入されたガラスなどからなる細長い略筒状の外装体４３内に、その長手の中央位置で、パーマロイなどの磁性薄板からなる細幅直線状の二つのリード片４２の一端側どうしが所定間隔をあけた対向状態で配され、そのリード片４２の各他端側は、その長手の側方部分からそれぞれ直線状に導出され、その導出部が所定位置で下方に曲げられ端子部となっている。
【００４４】
そして、各リードスイッチ４１は、ローラ４に固定された各磁石５の真下の位置に外装体４３の長手の中央位置を合わせ、かつ外装体４３の長手方向がそれぞれ対応するローラ４の回転中心軸線と直交関係になるようにして配線基板３１に配置されている。上記配置であれば、それぞれ対応するリング状の磁石５において所定角度ピッチで交互に着磁された磁極と各リードスイッチ４１の二つのリード片４２とが近接的な配置状態となると共に、磁石５の回転中心軸線に対してリード片４２の長手側の設置方向が直交関係となって磁極の幅方向がリード片４２の長手側の設置方向に合い磁石５からの磁束が多くリード片４２に作用するようにできる。なお、外装体４３の下方部分を配線基板３１に設けた孔部３１Ａ内に収容可能に構成すれば、配線基板３１面からの高さ方向の低背化が容易に図れる。なお、上記プッシュスイッチ２５は、各リードスイッチ４１で囲まれる矩形部分内の中央位置で半田付け装着され、各リードスイッチ４１の端子部も半田付け固定されている。
【００４５】
以上のように本発明のトラックボール装置は構成され、その回転操作時には、突出したボール１０上部を指等で触れてボール１０を回転操作、またはボール１０を押し下げ操作して使用される。なお、ボール１０への押し下げ操作に応じた動作は従来と同じであるため説明は省略する。
【００４６】
そして、ボール１０を回転操作すると、機構構成部が従来と同じ動作をなし、ボール１０と当接した操作方向に対応するローラ４およびそれに固定された磁石５が回転する。これにより、その下方に対向して配されたリードスイッチ４１に上記磁石５のＮまたはＳ極が交互に接近を繰り返し、その磁束変化によりリードスイッチ４１におけるリード片４２の一端側どうしの接離が繰り返し行われ、その信号でローラ４つまりボール１０の回転量が非接触状態で検出できる。なお、リードスイッチは磁気センサの中では比較的安価なものであるため、これを用いることによりトラックボール装置としても安価なものに構成できる。
【００４７】
ここで、上記磁石５の回転時におけるリードスイッチ４１の状態変移等について図５〜図７を用いて説明する。なお、以下ではリードスイッチ４１の二つのリード片４２に対し、図中で左側に示したものを左側リード片４２Ａ、右側に示したものを右側リード片４２Ｂと表記して説明する。
【００４８】
まず、図５に示すように、例えば磁石５のＮ極における中央角度位置がリードスイッチ４１に対向した状態では、左側リード片４２Ａは、その磁石５からの磁束で外装体４３の中央部側に位置する一端側がＳ極になり、外装体４３からの導出部側がＮ極となる。また、右側リード片４２Ｂも、外装体４３の中央部側に位置する一端側がＳ極になり、外装体４３からの導出部側がＮ極となる。この場合には、対向配置された左側リード片４２Ａと右側リード片４２Ｂの一端どうしは、両者共にＳ極であるため反発しあってリードスイッチ４１はオフ状態が維持される。
【００４９】
この状態で、磁石５と各リード片４２Ａ，４２Ｂとの間に強い引き付け力が発生しており、その引き付け力がローラ４側としては回転規制力となって作用し、それがボール１０を介してクリック感として感じられる。その引き付け力を強いものとするには、磁石５の各磁極が、各リード片４２Ａ，４２Ｂの長手側の設置方向に応じて位置するようリードスイッチ４１を配し、磁石５からの磁束が各リード片４２Ａ，４２Ｂに多く作用する配置とすればよい。一般的に各リード片４２Ａ，４２Ｂは外装体４３内およびその導出部では直線状で設置されているため、上記状態とするには、ローラ４の回転中心軸線とリードスイッチ４１の外装体４３の長手方向における中心軸が直交関係になる配置にすればよい。
【００５０】
そして、上記状態からボール１０を回転操作しローラ４つまり磁石５を時計廻り方向に回転させると、図６に示すように、上記Ｎ極に隣り合うＳ極が外装体４３の中央部近傍に共に近接する状態となる。この状態では、磁束方向が外装体４３内の各リード片４２Ａ，４２Ｂの長手側の設置方向に略平行関係で働くように変わるため、左側リード片４２Ａは中間部近傍から一端側がＳ極に、また右側リード片４２Ｂは一端側から中間部近傍がＮ極となる。このとき、同図に示すように、上記対向配置された各リード片４２Ａ，４２Ｂの一端側どうしが互いに引き付け合って接触し、リードスイッチ４１はオン状態となる。
【００５１】
なお、このときにも、磁石５と各リード片４２Ａ，４２Ｂとの間には引き付け力が発生している。しかし、その力の大きさは各リード片４２Ａ，４２Ｂに働く磁束方向に応じて弱いものになり、ローラ４の回転規制力として感じられるまでの大きさはない。
【００５２】
さらに、ローラ４が同方向に回転して磁石５の上記Ｓ極における中央角度位置が外装体４３の中央部近傍に対向した状態になると、各リード片４２Ａ，４２Ｂの一端側どうしは両者ともにＮ極になって再び反発し合って離れた状態に戻り、リードスイッチ４１はオフ状態に戻る。このとき、磁石５と各リード片４２Ａ，４２Ｂとの引き付け力は大きく働き、それによりローラ４は回転規制をされてボール１０を介して操作する指などにクリック感として感じられる。
【００５３】
続いて、ローラ４が同方向に回転し次のＮ極が近接してくると各リード片４２Ａ，４２Ｂに働く磁束方向は再びその長手側の設置方向に対し略平行関係に変わり、各リード片４２Ａ，４２Ｂの一端どうしがそれぞれ異極となってリードスイッチ４１はオン状態となる。このときの磁石５と各リード片４２Ａ，４２Ｂとの間に発生している引き付け力は上述同様に磁束方向に応じた弱いものとなり、クリック感としては感じられない。
【００５４】
上記動作がローラ４の回転に応じて繰り返し行われる。図７に、その出力信号状態およびその際のローラ４の回転を妨げる力の推移を示す。
【００５５】
同図に示すように、リードスイッチ４１から得られる出力信号は、オンオフが繰り返されるもので、その出力信号を図示しないマイクロコンピュータなどで演算処理することにより、ローラ４の回転量つまりボール１０の回転量が検出できる。
【００５６】
一方、磁石５と各リード片４２Ａ，４２Ｂとの間で働く引き付け力によるローラ４の回転を妨げる力すなわちローラ４への回転規制力は、同図に示すように所謂正弦波のような曲線的な推移をするが、それがスイッチオフ時に強く働くようにリードスイッチ４１を磁石５に対して配置してあるため、スイッチオフ時にそれがボール１０を介して良好なクリック感触として感じられるものにできる。
【００５７】
以上のように、当該トラックボール装置は、ローラ４に固定された磁石５とリードスイッチ４１でローラ４の回転検出が非接触で行え、しかもクリック感触生成用の他の部品などを用いず、上記磁石５とリードスイッチ４１のみでローラ４への回転規制をなし、それが回転操作時の良好なクリック感としてボール１０を介して伝わる安価な構成のものとして実現することができる。なお、クリック感触生成用の他の部品などを用いずに構成できるため、近年の機器の小型軽量化などにも寄与することができる。
【００５８】
（実施の形態２）
当該実施の形態は、実施の形態１に説明した上記ローラへの回転規制力を働かせるための磁石およびリードスイッチを他の配置状態とした事例を説明するものであり、リードスイッチは同じものを用いているが、判り易くするため符号を変えて表記する。なお、その他上述した構成と同じ部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００５９】
図８は、本発明の第２の実施の形態によるトラックボール装置の外観斜視図、図９は同上面図、図１０は同側面図である。
【００６０】
同図に示すように、当該トラックボール装置は、上記構成と同じ機構構成部を備え、その矩形状に配された四つの磁石５付きローラ４に対応させて、それぞれリードスイッチ５１を外周位置に配置して構成したものである。
【００６１】
各リードスイッチ５１は、略筒状の外装体５３の側方部分から直線状で引き出されたリード片５２のいずれか一方の導出部が、対応するローラ４つまり磁石５の回転中心軸線と同じ高さ位置で、かつその一方のリード片５２における長手側の設置方向と上記ローラ４の回転中心軸線とが直交関係になるようにして、ローラ４の一端に固定された磁石５の周方向における側方位置に近接させて配置されている。なお、二つのリード片５２の導出部は、所定位置で下方に曲げられ端子部となっている。
【００６２】
以下に、上記配置状態のものの動作について説明するが、当該構成のものもボール１０への押し下げ操作に応じてボール１０下方に配されたプッシュスイッチ２５が作動される動作は同じであるため説明を省略する。また、ボール１０の上部を指等で触れてボール１０が回転操作され操作方向に応じた磁石５付きローラ４が回転すると、そのローラ４に応じて配置されたリードスイッチ５１は、二つのリード片５２における外装体５３内の中央位置で対向配置された一端側どうしの接離がなされ、その出力信号でローラ４つまりボール１０の回転量が図示しないマイクロコンピュータなどで検出できることも同じである。
【００６３】
ここで、実施形態１と同様に、そのリードスイッチ５１の状態変移等について図１１〜図１３を用いて説明する。なお、以下では実施の形態１と同様にリードスイッチ５１の二つのリード片５２に対し、図中で左側に示したものを左側リード片５２Ａ、右側に示したものを右側リード片５２Ｂと表記して説明する。
【００６４】
まず、図１１に示すように、例えば磁石５のＮ極における中央角度位置がリードスイッチ５１の右側リード片５２Ｂの外装体５３からの導出部に対向している状態では、上記導出部は磁石５からの磁束でＳ極になり、外装体５３内の一端側がＮ極となる。また、それの影響を受け左側リード片５２Ａの外装体５３内の一端側はＳ極となって、上記一端側どうしが互いに引き付け合って接触し、リードスイッチ５１はオン状態となる。
【００６５】
上記状態では、磁石５と一端側どうしが接触している各リード片５２Ｂ，５２Ａとの間に強い引き付け力が発生しており、その作用でローラ４は回転規制をなされ、それがボール１０を介して操作する指などにクリック感として感じられる。上記引き付け力を強いものとするには、磁石５からの磁束が各リード片５２Ｂ，５２Ａに多く作用するように、リードスイッチ５１の右側リード片５２Ｂにおける導出部が磁石５からの磁束方向に合い、しかも近接配置できる上記リードスイッチ５１の配置状態とすればよい。
【００６６】
その状態からローラ４が時計廻り方向に回転し、図１２に示すように、磁石５の上記Ｎ極に隣り合うＳ極が右側リード片５２Ｂの端子部分に近接してくると磁束方向はその端子側に向かう方向に変わり、右側リード片５２Ｂの外装体５３からの導出部近傍がＳ極、端子側がＮ極になる。このとき、右側リード片５２Ｂは上記磁束方向に応じて磁化された状態になるため、外装体５３内の一端側は十分に磁化されていない状態となる。これに応じて左側リード片５２Ａの外装体５３内の一端側も十分に磁化されていない状態となり、上記一端側どうしは互いに引き付け合わず接点間が離れたスイッチオフ状態となる。
【００６７】
また、その状態では、磁石５と各リード片５２Ｂ，５２Ａとの間の引き付け力も弱く、その引き付け力がローラ４の回転規制力として感じられるまでの大きさはない。
【００６８】
そして、さらにローラ４が同方向に回転して上記Ｓ極における中央角度位置が右側リード片５２Ｂの外装体５３からの導出部に対向した状態となると、再び磁石５からの磁束方向が右側リード片５２Ｂの長手側の設置方向と合い、上記導出部はＮ極に、また外装体５３内の一端側はＳ極になる。それに応じて左側リード片５２Ａの一端側がＮ極になって一端側どうしは互いに引き付けあって接触したスイッチオン状態となる。このときも、磁石５と一端側どうしが接触している各リード片５２Ｂ，５２Ａとの間には強い引き付け力が発生しており、その作用でローラ４は回転規制をされ、それがボール１０を操作する指などにクリック感として感じられる。
【００６９】
続いて、ローラ４が同方向に回転し次のＮ極が右側リード片５２Ｂの端子部分に近接してくると、上記右側リード片５２Ｂの導出部はＮ極、端子側はＳ極になると共に、右側リード片５２Ｂの一端側は十分に磁化されていない状態となる。これに応じて左側リード片５２Ａの一端側も十分に磁化されていない状態となり、上記一端側どうしは互いに引き付け合わず接点間が離れたスイッチオフ状態となる。この状態では、磁石５と各リード片５２Ｂ，５２Ａとの間の引き付け力も弱く、その引き付け力がローラ４側の回転規制力として感じられない。
【００７０】
上記動作がローラ４の回転に応じて繰り返し行われ、図１３に、その出力信号状態およびその際のローラ４の回転を妨げる力の推移を示す。
【００７１】
なお、同図に示すように、当該構成のものも、リードスイッチ５１からの出力信号としてはオンオフが繰り返され、ローラ４の回転を妨げる力すなわちローラ４への回転規制力は所謂正弦波のような曲線的な推移をするが、それがスイッチオフ時に強く働くようにリードスイッチ５１を磁石５に対して配置してあるため、スイッチオフ時にそれがボール１０を介して良好なクリック感触として感じられるものにできる。なお、上記リードスイッチ５１から得られる出力信号を図示しないマイクロコンピュータなどで演算処理することにより、ローラ４の回転量つまりボール１０の回転量が検出できることは上述したとおりである。
【００７２】
このように、当該構成のものも、ローラ４に固定された磁石５とリードスイッチ５１でローラ４の回転検出が非接触で行え、しかもクリック感触生成用の他の部品などを用いず、上記磁石５とリードスイッチ５１のみでローラ４への回転規制をなし、それが回転操作時の良好なクリック感としてボール１０を介して伝わる安価な構成のものにできる。
【００７３】
なお、上記に説明したいずれのものも、リードスイッチを磁石に近接配置し、磁石とリード片との間を近接させるほど、磁石からの磁束がリード片に多く作用するようになるため、クリック感触に優れたものとなる。
【００７４】
なお、上記に説明した以外の磁石とリードスイッチの配置状態としてボールの回転操作時にクリック感が得られるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明によるトラックボール装置は、ボールの回転に追従し磁石付きのローラが回転した際の磁束変化をリードスイッチにより非接触状態で検出でき、しかもそのリードスイッチのリード片と磁石との吸引力による作用により回転操作時にクリック感触が得られるものを安価に実現でき、各種電子機器の入力操作部を構成する際等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるトラックボール装置の外観斜視図
【図２】同上面図
【図３】同側面図
【図４】同機構構成部と配線基板構成部との組み合わせ前の斜視図
【図５】同磁石の回転時におけるリードスイッチの状態変移を説明する図
【図６】同磁石の回転時におけるリードスイッチの状態変移を説明する図
【図７】同リードスイッチからの出力信号状態およびその際のローラの回転を妨げる力の推移を示す図
【図８】本発明の第２の実施の形態によるトラックボール装置の外観斜視図
【図９】同上面図
【図１０】同側面図
【図１１】同磁石の回転時におけるリードスイッチの状態変移を説明する図
【図１２】同磁石の回転時におけるリードスイッチの状態変移を説明する図
【図１３】同リードスイッチからの出力信号状態およびその際のローラの回転を妨げる力の推移を示す図
【図１４】従来のトラックボール装置の断面図
【図１５】同機構構成部と配線基板構成部との組み合わせ前の斜視図
【図１６】同機構構成部の分解斜視図
【図１７】同トラックボール装置の上面図
【図１８】同トラックボール装置の左側面図
【図１９】同回転操作状態を示す断面図
【図２０】同押し下げ操作状態を示す断面図
【符号の説明】
【００７７】
１上ケース
２取付台
３カバー
４ローラ
５磁石
６板ばね
１０ボール
２５プッシュスイッチ
３１配線基板
３１Ａ孔部
４１，５１リードスイッチ
４２，５２リード片
４２Ａ，５２Ａ左側リード片
４２Ｂ，５２Ｂ右側リード片
４３，５３外装体

【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールと、上記ボールへの回転操作時に上記ボールに接して回転する磁石付きローラと、上記ローラの回転に伴う磁束変化によりオンオフ状態が切り換わるローラ回転検出用のリードスイッチとを備え、上記ボールへの回転操作時に、上記磁石と上記リードスイッチとの間に発生する吸引力が上記ローラの回転状態に影響を与えるように上記リードスイッチが配置され、その影響が上記ボールに伝わり回転操作時のクリック感触として感じられるトラックボール装置。
【請求項２】
Ｎ極とＳ極が所定角度ピッチで交互に着磁されたリング状の磁石がローラに固定され、その磁石の回転中心軸線とリードスイッチの外装体内におけるリード片の長手側の設置方向とが直交関係になるようにして上記磁石の下方位置に上記リードスイッチを配置した請求項１記載のトラックボール装置。
【請求項３】
リードスイッチを装着する配線基板に、上記リードスイッチの外装体の下方部分が収容可能な孔部を設けた請求項２記載のトラックボール装置。
【請求項４】
Ｎ極とＳ極が所定角度ピッチで交互に着磁されたリング状の磁石がローラに固定され、その磁石の回転中心軸線とリードスイッチのリード片の長手側の設置方向とが直交関係になるようにして上記磁石の周方向における側方位置に、上記磁石の回転中心軸線と上記リード片の高さ位置を合わせて上記リードスイッチを配置した請求項１記載のトラックボール装置。

【図１】