軌跡球裝置的製作方法
2023-08-03 11:49:41
專利名稱：軌跡球裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及搭載於各種電子設備的輸入操作部上的軌跡球裝置。
背景技術：
圖6是公開於特開2002-373055號公報中的現有的軌跡球裝置1001的剖面圖。圖7是軌跡球裝置1001的立體圖。圖8是軌跡球裝置1001的分解立體圖。圖9和圖10是軌跡球裝置1001的上面圖和側面圖。
在形成為大致十字狀的樹脂制的上殼體1的下方重疊配置形成為大致十字狀的樹脂制的安裝臺2。
在上殼體1的上方配置有金屬板制的罩3。如圖7及圖8所示，罩3具有從與上殼體1的大致十字狀的四個枝分別對應的四個側端部垂下的兩個腳部3A和兩個腳部3C。腳部3A分別從相對的側端部垂下。腳部3C分別從腳部3A垂下的側端部以外的側端部垂下。在腳部3A的前端部上配設有通孔3B。在腳部3C的下端上設有向側方延伸設置的鉚接爪部3D。
在罩3的通孔3B內嵌入突設在安裝臺2的側面部上的突起2A。另外，通過將腳部3C的鉚接爪部3D卡止在安裝臺2的側面部的臺階部上，上殼體1與安裝臺2結合。
在上殼體1的大致十字狀的各枝上設有下方具有開口部分的鉤形的一對鉤狀部1A。大致圓柱形狀的輥4A～4D具有分別配置在正方形的各邊上的旋轉軸。輥4A、4C的旋轉軸相互平行，輥4B、4D的旋轉軸相互平行且與輥4A的旋轉軸成直角。鉤狀部1A的開口的部分作為輥保持部1B而可旋轉地保持輥4A～4D。輥4A～4D的下方部分被安裝臺2的上面可旋轉地支承。在輥4A～4D的中央部設有具有凹凸的接觸部。
如圖7～10所示，在輥4A～4D的一端部上，分別固定每90度交替附磁為N極和S極的環狀的磁鐵5A～5D，分別與輥4A～4D一起旋轉。配置輥4A～4D，使磁鐵5A～5D位於上殼體1及安裝臺2的十字狀的枝之間的凹陷處。
由氟橡膠構成的球10可上下移動地配置在由上殼體1和安裝臺2構成的內部空間1D內。
在構成內部空間1D的底部的安裝臺2的中央位置上設有圓形孔2B。在圓形孔2B內配置有將一端埋設固定在圓形孔2B的側壁部分的板簧6的另一端。在板簧6的另一端上具有向下方突出的突出部6A並形成圓形。另一端將球10從下方按起。
構成內部空間1D的上殼體1具有向上方突出的筒狀部。形成為筒狀部的圓形的上方孔部1C在上面的中央位置，具有比球10的直徑稍小的直徑。被板簧6向上方靠壓的球10與上方孔部1C的端部抵接而限制向上方的移動。球10的上部部分從上方孔部1C向外方突出。在該狀態下，球10以規定間隔離開輥4A～4D的接觸部。
球10在被施加有向下方的按下力時，由球10的下端按下板簧6，而能夠在由上殼體1和安裝臺2構成的內部空間1D內上下移動。
在以上組合的上殼體1、罩3、輥4A～4D以及安裝臺2的下方配置有配線基板15。如圖7和圖10所示，在配線基板15的上面安裝有磁傳感器20。磁傳感器20分別與磁鐵5A～5D相對。磁傳感器20響應於與輥4A～4D一同旋轉的磁鐵5A的N極和S極產生的磁場變化而輸出規定的信號，由磁鐵5A～5D和磁傳感器20構成檢測輥4A～4D的旋轉量的檢測部。
在配線基板5上，在球10的下方，且在由磁傳感器20包圍的部分上配置有自恢復型的推進開關25。推進開關25在接通斷開轉換時產生喀噠(click)感。
推進開關25具有開關接點部，其由配置在開關殼體25內的中央固定接點26A、外側固定接點26B和具有以規定間隔與中央固定接點26A相對的凹面並且其外周下端載置於外側固定接點26B上的穹頂狀的金屬薄板制的可動接點27構成。可動接點27在穹頂形狀翻轉時產生喀噠感。
接下來說明軌跡球裝置1001的動作。圖11和圖12是軌跡球裝置1001的剖面圖。
從未操作球10的圖6所示的通常狀態，由手指等接觸從上殼體1的上方孔部1C向上方突出的球10的上部而使球10向朝向輥4A的方形D1旋轉。並且，如圖11所示，球10一邊按下板簧6的另一端一邊向下方移動，並且靠近輥4A。而且，球10僅與對應於輥4A～4D中的旋轉方向的輥4A的接觸部抵接而使輥4A旋轉。此時，其他的輥4B～4D不旋轉，推進開關25不動作。
伴隨著輥4A的旋轉，磁鐵5A旋轉，在與磁鐵5A相對的磁傳感器20上磁鐵5A的N極和S極交替接近。由此，產生磁場變化，磁傳感器20檢測該磁場變化而輸出規定的信號。
同樣地，在使球向靠近其他的輥4B～4D的方向旋轉的情況下，與上述同樣地，與球10的旋轉方向的輥對應的磁傳感器20輸出規定信號。
另外，使球10向傾斜方向、例如朝向輥4A和4B之間的方向旋轉時，球10抵接輥4A和4B而使輥4A和4B旋轉，與磁鐵5A和5B各自對應的磁傳感器20輸出規定的信號。
從圖6所示的通常狀態用手或手指按壓球10的上部，則球10按下板簧6的另一端，並且向安裝臺2的圓形孔2B移動。與此同時，由設置在板簧6的另一端上的突出部6A的下面將推進開關25的可動接點部27向下方按壓。並且，其按壓力超過規定值，則如圖12所示，穹頂形狀的可動接點27一邊伴隨著喀噠感一邊翻轉，中央固定接點26A和外側固定接點26B之間經由可動接點27而電連接，開關25接通。
之後，解除施加在球10上的按下力，則推進開關25的可動接點27通過自發的彈性恢復力而恢復到原來的穹頂形狀，推進開關25的中央固定接點26A和外側固定接點26B之間再次切斷電，開關25斷開。與此同時，板簧6的另一端也恢復到原位置，伴隨著板簧6的恢復，球10向上方壓回。並且，球10與上殼體1的上方孔部1C的端部抵接而停止，返回到圖6所示的通常狀態。
在軌跡球裝置1001中，按下氟橡膠構成的球10並經由球10操作推進開關25。球10具有彈性，則在操作推進開關25時利用球10的彈性變形吸收推進開關25產生的喀噠感，操作時得到的喀噠感減弱。氟橡膠成本高且其硬度的選定範圍小，作為其硬度具有直至JISK7311 JISA80左右的界限。由於氟橡膠難以著色並且不透過光，故難以提高視認性。
發明內容
本發明的軌跡球裝置具有球、伴隨於球的旋轉而旋轉的輥、檢測輥的旋轉量的檢測部、將球按下時動作的開關。球由聚醚系尿烷樹脂構成，具有JISK7311 JISA80～99範圍的硬度。輥在未操作球時與球分離，在與球接觸時隨著球的旋轉而旋轉。開關在被球按壓時產生喀噠感而動作。
在該軌跡球裝置中，通過球從推進開關得到明確的喀噠感。
圖1是本發明實施方式的軌跡球裝置的剖面圖；圖2是實施方式的軌跡球裝置的立體圖；圖3是實施方式的軌跡球裝置的分解立體圖；圖4是實施方式的軌跡球裝置的剖面圖；圖5是實施方式的軌跡球裝置的剖面圖；圖6是現有的軌跡球裝置的剖面圖；圖7是現有的軌跡球裝置的立體圖；圖8是現有的軌跡球裝置的分解立體圖；圖9是現有的軌跡球裝置的上面圖；圖10是現有的軌跡球裝置的側面圖；圖11是現有的軌跡球裝置的剖面圖；圖12是現有的軌跡球裝置的剖面圖。
具體實施例方式
圖1是本發明實施方式的軌跡球裝置101的剖面圖。圖2是軌跡球裝置101的立體圖。圖3是軌跡球裝置101的分解立體圖。在軌跡球裝置101中，與圖6～圖10所示的現有的軌跡球裝置1001相同的部分使用同一符號，將其詳細說明簡略化。
軌跡球裝置101代替現有的軌跡球裝置1001中的球10而具有由聚醚系尿烷樹脂構成的球30。球30具有JISK7311 JISA80～90範圍內的硬度，其表面粗糙度研磨成2～100μm的範圍，使光透過。球30的直徑為5.5mm。
球30配置在由上殼體1和安裝臺2構成的內部空間1D內，能夠上下移動。上殼體1和安裝臺2以及罩3與現有的軌跡球1001相同，其說明省略。
與現有的軌跡球裝置1001同樣，在由上殼體1的鉤狀部1A構成的輥保持部1B上可旋轉地保持有將磁鐵5A～5D分別固定於一端部上的大致圓柱狀的輥4A～4D。輥4A～4D配置在正方形的各邊上。一端固定於安裝臺2的圓形孔2B的側壁上的板簧6的另一端配置在圓形孔2B內。在板簧6的另一端具有向下方突出的圓形的突出部6A。
球30在未被操作的狀態下被板簧6的另一端向上方靠壓，與直徑稍小於球30的上方孔部1C的端部抵接，限制向上方的移動。球30的上部從上方孔部1C向外方突出。由板簧6按起球30的力設定為0.06N左右。
在如上組合的上殼體1、罩3、輥4A～4D以及安裝臺2的下方配置有配線基板15。如圖7和圖10所示，在配線基板15的上面安裝有磁傳感器20。磁傳感器20分別與磁鐵5A～5D相對。磁傳感器20響應於與輥4A～4D一同旋轉的磁鐵5A的N極和S極產生的磁場變化而輸出規定的信號，由磁鐵5A～5D和磁傳感器20構成檢測輥4A～4D的旋轉量的檢測部。
在配線基板5上，在球10的下方，且在由磁傳感器20包圍的部分上配置有自恢復型的推進開關25。推進開關25在接通斷開轉換時產生喀噠感。開關25通過按壓球30產生喀噠感而動作。
推進開關25具有開關接點部，其由配置在開關殼體25內的中央固定接點26A、外側固定接點26B和具有以規定間隔與中央固定接點26A相對的凹面並且其外周下端載置於外側固定接點26B上的穹頂形狀的金屬薄板制的可動接點27構成。可動接點27被施加1.6N的力後，在穹頂形狀翻轉產生喀噠感。
在配線基板15上在磁傳感器20和推進開關25之間安裝有用於照亮球30的發光二極體(LED)等發光器35。
接下來說明軌跡球裝置101的動作。圖4和圖5是軌跡球裝置101的剖面圖。
從未操作球30的圖1所示的通常狀態，由手指等觸摸從上殼體1的上方孔部1C向上方突出的球30的上部而使球30向朝向輥4A的方向D1旋轉。並且，如圖4所示，球30一邊按下板簧6的另一端一邊向下方移動，並且靠近輥4A。然後，球30僅與對應於輥4A～4D中的旋轉方向的輥4A的接觸部抵接而使輥4A旋轉。此時，由於輥30在其表面上具有2～100μm的粗糙度，故對輥4A的抵接部產生穩定的摩擦力。因此，輥4A不空轉而是與球30一同穩定旋轉。此時，輥4B～4D不旋轉，推進開關25不動作。輥4A～4D在球30不被操作時從球30離開，在與球30抵接時隨著球30的旋轉而旋轉。
伴隨著輥4A的旋轉，磁鐵5A旋轉，在與磁鐵5A相對的磁傳感器20上磁鐵5A的N極和S極交替接近。由此，產生磁場變化，磁傳感器20檢測該磁場變化而輸出規定的信號。
同樣地，在使球30向靠近其他的輥4B～4D的方向旋轉的情況下，與上述同樣地，與球30的旋轉方向的輥對應的磁傳感器20輸出規定信號。
另外，使球30向傾斜方向、例如朝向輥4A和4B之間的方向旋轉時，球30抵接輥4A和4B而使輥4A和4B旋轉，與磁鐵5A和5B各自對應的磁傳感器20輸出規定的信號。
由於球30在其表面上具有2～100μm的粗糙度，故能夠使輥4A～4D穩定旋轉。雖然也依賴於球30的直徑，但球30的表面粗糙度大於100μm，則具有球30不與輥4A～4D緊密接觸，旋轉不順暢地向輥4A～4D傳遞的情況。
從圖1所示的通常狀態用手或手指按壓球30的上部，則球30按下板簧6的另一端，並且向安裝臺2的圓形孔2B移動。隨之，由設置在板簧6的另一端上的突出部6A的下面將推進開關25的可動接點部27向下方按壓。並且，其按下力超過規定值，則如圖5所示，穹頂形狀的可動接點27一邊伴隨著喀噠感一邊翻轉，中央固定接點26A和外側固定接點26B之間經由可動接點27而電連接，開關25接通。此時，輥4A～4D以及發光器35不與向下方移動的球30接觸。
若球30的硬度為JISK7311 JISA80～99，則由球30按壓推進開關25時，球30比現有的球10更難彈性變形，難以吸收從推進開關25得到的喀噠感。因此，喀噠感通過球30向操作的手指等良好地傳遞。
之後，解除施加在球30上的按下力，則推進開關25的可動接點27通過自彈性恢復力而恢復到穹頂形狀，推進開關25的中央固定接點26A和外側固定接點26B之間再次切斷電，開關25斷開。隨之，板簧6的另一端也恢復到原位置，伴隨著板簧6的恢復，球30向上方壓回。並且，球30與上殼體1的上方孔部1C的端部抵接而停止，返回到圖1所示的通常狀態。
點亮配置於配線基板15上的發光器35，則可通過使光透過的由聚醚系尿烷樹脂構成的球30視認來自發光器35的光。由此，能夠對應於發光器35的光的顏色來視認球30的功能。例如，通過對在安裝有軌跡球裝置101的便攜設備等上安裝的液晶顯示器的畫面和發光器35的發光顏色定義規定的功能，軌跡球裝置101能夠作為操作時的輔助機構而活用。
發光器35與安裝臺2的底面2C相對。可以由可透過光的白色類的材料形成安裝臺2，並且由不透過光的材料和顏色形成上殼體1。由此，能夠以透過安裝臺2的光僅使球30發光，能夠更加容易地辨認球30。
因為由聚醚系尿烷樹脂構成的球30容易著色，故容易且廉價地改變球30的顏色並且能夠易於辨認。
另外，作為檢測輥4A～4D的旋轉量的旋轉檢測部使用了磁鐵5A～5D和磁傳感器20，但作為旋轉檢測部也可以使用編碼器和旋轉檢測開關。另外，推進開關25也不限於上述結構，使用產生喀噠感的其他的推進開關也能夠得到同樣的效果。
另外，實施方式的軌跡球裝置101具有四個輥4A～4D，但軌跡球的數量不限於四個，任意數量的軌跡球也能夠得到同樣的效果。
權利要求
1.一種軌跡球裝置，其包括球，其由聚醚系尿烷樹脂構成，具有JISK7311 JISA80～99範圍的硬度；輥，其在所述球不被操作時與所述球分離，在接觸所述球時隨著所述球的旋轉而旋轉；檢測部，其檢測所述輥的旋轉量；開關，其通過由所述球來按壓，產生喀噠感而動作。
2.如權利要求1所述的軌跡球裝置，其中，所述球具有2μm～100μm的表面粗糙度。
3.如權利要求1所述的軌跡球裝置，其中，所述開關配置在所述球的下方，在所述球被按下時動作。
4.如權利要求1所述的軌跡球裝置，其中，所述球具有透光性。
5.如權利要求1所述的軌跡球裝置，其中，還具有產生光的發光器，該光通過所述球。
全文摘要
一種軌跡球裝置，具有球、伴隨於球的旋轉而旋轉的輥、檢測輥的旋轉量的檢測部、將球按下時動作的開關。球由聚醚系尿烷樹脂構成，具有JISK7311 JISA80～99範圍的硬度。輥在不操作球時與球分離，在與球接觸時隨著球的旋轉而旋轉。開關在被球按壓時產生喀噠感而動作。在該軌跡球裝置中通過球而從推進開關得到明確的喀噠感。
文檔編號G06F3/033GK1770083SQ200510119349
公開日2006年5月10日 申請日期2005年11月2日 優先權日2004年11月2日
發明者西村健司, 山本保 申請人:松下電器產業株式會社