JPH0230055B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はＸ−Ｙ方向入力装置に係り、例えばグ
ラフイツク・デイスプレイ装置の図形入力装置な
どに好適なＸ−Ｙ方向入力装置に関するものであ
る。

グラフイツク・デイスプレイ装置は、基本的に
はデイスプレイ・スクリーン、デイスプレイ・コ
ントローラ、データ・チヤンネルならびに各種入
力装置などから構成されている。この装置の一つ
は、ジンバル機構で支持されたレバーを操作者が
任意の方向に倒すと、その方向と倒れ角度を検出
して、Ｘ軸方向とＹ軸方向の各成分の電圧あるい
はデイジタル信号を発生する「ジヨイステツク」
（登録商標）がある。ところがこの入力装置は、
レバーの回動範囲が制限されるとともに、入力信
号の安定性などにも問題がある。

この欠点を解消するため、近年、所謂「マウ
ス」と呼称される入力装置が開発されている。こ
の入力装置は、回転自在に配置された例えば鋼球
などからなる被回転球体（以下、球体と略称す
る）と、その球体と接して球体の回転力によつて
回転する第１の従動ローラと、球体と接して球体
の回転力によつて回転するとともに軸方向が前記
第１の従動ローラの軸方向とほぼ直交する第２の
従動ローラと、前記第１および第２の従動ローラ
の回転量をそれぞれ個別に検出する可変抵抗器や
エンコーダなどからなる第１および第２の回転量
検出手段と、これら球体、第１および第２の従動
ローラならびに第１および第２の回転量検出手段
などを収容するケーシングとから基本的に構成さ
れている。

そして前記ケーシングの下面に開口が設けら
れ、その開口を通して球体の一部が下方へ突出し
ており、ケーシングを持つて球体を所定のベース
上で任意の方向に転動することにより、第１およ
び第２の従動ローラがそれぞれ所定方向に回転す
る。これら従動ローラの回転方向と回転量を第１
および第２の回転量検出手段でそれぞれＸ軸方向
とＹ軸方向の各成分の電圧あるいはデイジタル信
号として取り出し、それら信号をデイスプレイ装
置に入力するシステムになつている。

本発明は、この種の入力装置を対象とするもの
である。

次に本発明の実施例を図を用いて詳細に説明す
る。

第１図は、実施例に係るＸ−Ｙ方向入力装置を
含むグラフイツク・デイスプレイ装置の全体の斜
視図である。

テーブル１上には、スクリーン、コントローラ
ならびにデータ・チヤンネルなどを備えたデイス
プレス装置２と、フアンクシヨン・キーを有する
入力装置３と、本発明の実施例に係る入力装置４
とが置かれている。なお、入力装置４はテーブル
１上に敷設された専用のシート５上で操作され、
この操作により例えばデイスプレイ装置２のスク
リーン６に表示されているカーソル７を任意の位
置に移動させることができるようになつている。

次にこの入力装置４の構造ならびに動作原理に
ついて説明する。第２図は入力装置４の平面図、
第３図は入力装置４の正面図、第４図は入力装置
４の底面図、第５図は入力装置４の側面図であ
る。

ケーシング８は例えばABS樹脂などで成形さ
れた下ケース９と上ケース１０とからなり、下ケ
ース９と上ケース１０の接合部からケーシング８
内へ塵埃や水などの侵入を阻止するために、下ケ
ース９と上ケース１０の接合部全周が段係合にな
つている。

上ケース１０は操作者が片手で持つて操作でき
る大きさに設計され、その上壁部１１の所定位置
には上ケース１０の長手方向に沿つて嵌入穴１２
が形成されている。この嵌入穴１２には、長方形
をしたスイツチレバー１３の操作端１４が上ケー
ス１０の内側から挿入されて、上壁部１１より若
干突出している。

後述するようにスイツチレバー１３の下方には
それに対応してプツシユスイツチが配置され、こ
れらは入力装置４自体のスイツチの他に、例えば
デイスプレイ装置２においてカーソル７のすぐ上
あるいはすぐ下にある表示パターンの一部を削除
したり、あるいは他の表示位置に移動させたり、
その他の切換、制御などの各種の信号処理に用い
られる。デイスプレイ装置２と入力装置４は、コ
ード１５および差込みプラグ１６によつて接続さ
れている。

第６図は、下ケース９の平面図である。下ケー
ス９における底壁部１７の外周部には、前側壁部
１８と後側壁部１９と右側壁部２０と左側壁部２
１とが連続して立設されている。底壁部１７で前
側壁部１８と右側壁部２０との角部付近、前側壁
部１８と左側壁部２１との角部付近、ならびに後
側壁部１９の中央部付近には、下面に向けて貫通
して孔２２ａ，２２ｂ，２２ｃがそれぞれ形成さ
れている。この３個の小孔２２ａ〜２２ｃの中心
点をそれぞれ結ぶことにより、二等辺三角形が形
成されるように小孔２２ａ〜２２ｃの穿設位置が
決められている。

第７図は、第６図Ａ−Ａ線上の断面図である。
小孔２２の上には上方に向けて徐々に径大になつ
た環状のテーパ面２３が形成され、そのテーパ面
２３の上端開口縁の外周には環状の平面部２４を
残して、筒部２５が一体に形成されている。小孔
２２ａ，２２ｂの若干後方には所定の間隔をおい
て３本の支柱２６が一列に底壁部１７から立設さ
れ、これら支柱２６は後述するプリント基板の支
持・取り付けに役立つ。

小孔２２ｃのすぐ前には、後述する球体よりも
径大のほぼ円形をした球体出入用の開口部２７が
形成されている。第８図は第６図Ｂ−Ｂ線上の断
面図、第９図は第６図Ｃ−Ｃ線上の断面図であ
る。第６図および第９図に示すように、前記開口
部２７の周端の一個所には上向きの平面状係止部
を有する所定の幅の上向き段部２８が設けられ、
それを除いた開口部２７の周端には下向きの平面
状係止部を有する下向き段部２９が設けられてい
る。上向き段部２８と反対の位置には径方向外側
に延びた凹部４３が下向き段部２９と連設され、
その凹部４３の上方にネジ挿通孔３０を介して小
ナツトの入る六角穴３１が形成されている。開口
部２７の周端、上向き段部２８ならびに六角穴３
１の外周を囲むように連続した周壁３２が突設さ
れている。

周壁３２の前側壁部１８と対向する側には、上
面に弧状の受面３３を有する弧状突起３４ａ，３
４ｂが所定の間隔をおいて周壁３２と一体に形成
されている。第１１図は第６図Ｅ−Ｅ線上の断面
図であるが、同図に示すように弧状突起３４ａ，
３４ｂの付根部にはそれと直交するように補強リ
ブ３５がそれぞれ一体に設けられている。なお、
弧状突起３４ａの方の受面３３の曲率は、弧状突
起３４ｂの方に受面３３のそれよりも若干小さく
設計されている。第６図に示すように、上向き段
部２８を間にしてその前後に弧状突起３６ａ，３
６ｂが所定の間隔をおいて周壁３２と一体に形成
されている。この弧状突起３６ａ，３６ｂも前記
弧状突起３４ａ，３４ｂと同様に上面に弧状の受
面３７を有し、付根部に補強リブ３８が一体に形
成され、しかも弧状突起３６ａの方の受面３７の
曲率が、弧状突起３６ｂの方の受面３７のそれよ
りも若干小さく設計されている。

第１２図は第６図Ｆ−Ｆ線上の断面図である
が、同図ならびに第６図に示すように、後側壁部
１９と左側壁部２１との角部側から周壁３２に向
けて２個の直線状の突条３９，３９が所定間隔を
おいて平行に延び、先端は周壁３２と一体になつ
ている。前側壁部１８の近くに形成された２個の
ネジ挿通孔４０，４０と後側壁部１９の近くに形
成された１個のネジ挿通孔４０は、下ケース９と
上ケース１０とをネジで連結するための孔であ
る。第６図に示す２個のネジ孔４１は、後述する
環状保持体を下ケース９の上面に取り付けるため
のものである。

第１３図ないし第１６図は、下ケース９の下面
に取り付けるリング状蓋４２の図である。リング
状蓋４２の外径は下ケース９における下向き段部
２９の内径とほぼ同寸に設計され、外周部の一個
所に上向き段部２８に載置される舌片部４４が突
設されている。またこの舌片部４４と反対側には
前記凹部４３に嵌入する取付部４５が突設され、
それにはネジ挿通孔４６が形成されている。リン
グ状蓋４２の中央には球体の径よりもかなり小さ
い径を有する円形の開口４７が穿設され、それの
上部には上方に向けて除々に径大になつた環状の
テーパ面４８が形成されている。

このリング状蓋４２を下ケース９に取り付ける
際は、最初に下ケース９の下面側から舌片部４４
を先にして開口部２７に入れ、舌片部４４を上向
き段部２８上に載置する。そしてリング状蓋４２
全体を下向き段部２９内に嵌入し、下ケース９の
六角穴３１に小ナツト４９（第１７図参照）を入
れ、リング状蓋４２の方からネジ５０（第４図参
照）を螺挿する。このようにすることによりリン
グ状蓋４２は、上向き段部２８と舌片部４４との
係合、ならびにネジ５０によるネジ止めの両方で
下ケース９に固定され、下ケース９の開口部２７
はリング状蓋４２で覆われる。この状態を第１７
図に示す。

第１８図および第１９図は支持ボール５０と支
持脚本５１の配置状態を示す要部断面図で、第１
８図は支持ボール５０とを支持脚体５１が下ケー
ス９の小孔２２ａ，２２ｂ上に配置される場合の
構造を、第１９図は支持ボール５０と支持脚体５
１が下ケース９の小孔２２ｃ上に配置される場合
の構造をそれぞれ示している。

最初、第１８図について説明する。下ケース９
のテーパ面２３上に、小孔２２ａ（２２ｂ）より
も径大の鋼製支持ボール５０が載置され、支持ボ
ール５０の一部が小孔２２ａ（２２ｂ）より下方
へ突出している。支持ボール５０の上方には、ポ
リアセタール樹脂製の支持脚体５１が立脚されて
いる。支持脚体５１の下部には支持ボール５０を
回転自在に収容する椀状部５２が設けられ、その
外径は下ケース９に突設されている筒部２５の内
径と同寸かあるいは若干径大に設計されている。
椀状部５２の上部には柱部５３が連設され、それ
の上端に径小部５４を設けることにより径小部５
４の付根部に段状の係止部５５が形成される。径
小部５４はプリント基板５６に穿設された係止穴
に挿入され、プリント基板５６はこの支持脚体５
１に支えられるとともに、支持脚体５１はプリン
ト基板５６との係合により組立後の倒れ防止がな
される。

組立てる際には、下ケース９上に支持ボール５
０、支持脚体５１、プリント基板５６の順で配置
される訳であるが、支持脚体５１を立てたときに
それぞれが倒れるとプリント基板５６の載置に支
障をきたす。そのために、下ケース９の小孔２２
付近に筒部２５が立設され、それが支持脚体５１
の椀状部５２と接触して、組立時における支持脚
体５１の倒れ防止に役立つている。図に示すよう
に椀状部５２の内面には、支持ボール５０が回転
自在に配置されている。また、支持脚体５１（椀
状部５２）によつて支持ボール５０の上方向への
移動が規制され、支持ボール５０の一部が下ケー
ス９の下面から所定寸法ほど常に突出するように
なつている。

第１９図の場合は、支持脚体５１の支持構造が
前述の場合と異つている。すなわち、環状保持体
５７に形成された縦状の貫通孔５８に支持脚体５
１の柱部５３が挿通され、この環状保持体５７に
よつて支持脚体５１が押えられている。支持ボー
ル５０ならびに支持脚体５１の形状などは前述の
場合と同様であるので、それらの説明は省略す
る。

第２０図は環状保持体５７の平面図、第２１図
は環状保持体５７の底面図、第２２図は環状保持
体５７の正面図である。環状保持体５７は例えば
ポリブチレンテレフタレートなどで成形され、中
央に球体５９の径よりも大きい貫通部６０が設け
られている。第２０図および第２１図に示すよう
に、環状保持体５７は、後述する一方の従動ロー
ラを保持・位置決めする第１従動ローラ保持部６
１と、他方の従動ローラを保持・位置決めする第
２従動ローラ保持部６２と、摩擦力付与ローラを
保持・位置決めする付与ローラ保持部６３とから
主に構成されている。第１従動ローラ保持部６１
の長手方向と第２従動ローラ保持部６２の長手方
向とが互に直交するように、第１従動ローラ保持
部６１と第２従動ローラ保持部６２とが配置さ
れ、これらに対向して付与ローラ保持部６３が設
けられている。この第１従動ローラ保持部６１と
第２従動ローラ保持部６２と付与ローラ保持部６
３とは互に連結部６４を介して環状に一体成形さ
れている。

従動ローラ保持部６１，６２の形状を説明する
前に、それに嵌入保持される従動ローラーエンコ
ーダブロツク６５の構造について説明する。第２
６図ないし第２９図は従動ローラーエンコーダブ
ロツク６５を示す図で、第２６図は平面図、第２
７図は正面図、第２８図は右側面図、第２９図は
要部拡大断面図である。

従動ローラーエンコーダブロツク６５は、従動
ローラ６６とエンコーダ６７とから構成され、両
者は一体に連結され、環状保持体５７への組込時
には１つのブロツクとして取り扱われる。

従動ローラ６６は、回転軸部６８と、その回転
軸部６８のほぼ中央の位置にそれと一体に形成さ
れたローラ部６９と、回転軸部６８の両側にそれ
ぞれ配置された軸受７０ａ，７０ｂとから構成さ
れでいる。

エンコーダ６７はエンコーダケース７１と、従
動ローラ６６の回転軸部６８の一端に連結されて
従動ローラ６６と一体回転する摺動子受け７２
と、摺動子受け７２に取り付けられた摺動子７３
と、前記エンコーダケース７１によつて位置決め
されて摺動子７３と対向するパターン基板７４
と、そのパターン基板７４をエンコーダケース７
１にしつかりと固定する取付板７５とから構成さ
れている。

第３０図ないし第３２図は前記エンコーダケー
ス７１を示す図で、第３０図は正面図、第３１図
は左側面図、第３２図は右側面図である。エンコ
ーダケース７１は第３２図に示すように正面壁部
７６と、背面壁部７７と、上面壁７８と、下面壁
部７９と、左側面壁部８０とから構成され、右側
面の方はほぼ全面的に開口している。

正面壁部７６ならびに背面壁部７７の上に、下
部には、前記取付板７５の屈曲片部８１（第２７
図参照）が嵌入される係止溝８２が２本それぞれ
水平に形成されている。なお、この係止溝８２は
第３１図に示すように一部左側面壁部８０まで延
びている。上、下の係止溝８２の間には、右側面
の方向に向けて延びた係止爪８３が設けられ、正
面壁部７６の係止爪８３と背面壁部７７の係止爪
８３とは対向状態にある。

左側面壁部８０の中央部には従動ローラ６６側
に向けて延びた筒状部８４が一体に形成され、さ
らに筒状部８４の開口端近傍には水平方向に延び
た方向規制突起８５が前後に設けられている。第
３２図に示すように、正面壁部７６、背面壁部７
７、上面壁部７８ならびに下面壁部７９の右側端
部には、パターン基板７４の外形と同じ非円形の
環状段部８６が形成されている。さらにこの環状
段部８６より段落されて収容凹部１０７が設けら
れている。

第２９図に示すように回転軸部６８の一方の端
部には小径部８７が設けられ、それによつて小径
部８７の付根部分に段状係止部８８が形成されて
いる。小径部８７はボールベアリングからなる軸
受７０ｂの内輪８９を貫通して、摺動子受け７２
の中央孔９０に強嵌合されている軸受７０ｂの外
輪９１は、エンコーダケース７１の筒状部８４内
に強嵌合されて固定状態にある。回転軸部６８の
小径部８７を摺動子受け７２の中央孔９０に強嵌
合したとき、前記段状係止部８８が内輪８９の端
面に当接したとき、結局、内輪８９は摺動子受け
７２と段状係止部８９との間で挟持された形にな
り、軸受７０ｂ（内輪８９）はエンコーダケース
７１によつて軸方向への移動が阻止されているか
ら、従動ローラ６６の軸方向のずれがない。

第３３図は摺動子受け７２と摺動子７３の分解
斜視図、第３４図は摺動子受け−摺動子組合体の
右側面図である。摺動子受け７２はポリブチレン
テレフタレートなどで成形され、中央孔９０が穿
設されている。右側面には取付台部９２が設けら
れ、そこには所定の間隔をおいて２本の位置決め
ピン９３が突設されている。中央孔９０の右側開
口端近傍には、一部に切欠部９４を有するＣ字形
突条９５が形成されている。右側面で取付台部９
２でない個所は段落ちされて、略扇形の凹部９６
が形成されている。

摺動子７３の中央部には摺動子受け７２のＣ字
形突条９５に外嵌する略環状部９７が設けられ、
それの中心に向けて第１接触端９８が切り起こさ
れている。摺動子受け７２の位置決めピン９３と
対向する位置には取付穴９９がそれぞれ穿設さ
れ、また摺動子受け７２の凹部９６と対向する個
所にはアーム部１００が一体に形成されて、それ
の先端部には内側第２接触端１０１と外側第２接
触端１０２が平行に隆起するように取り付けられ
ている。

摺動子受け７２の位置決めピン９３を摺動子７
３の取付穴９９に、Ｃ字形突条９５を略環状部９
７にそれぞれ挿入することにより、摺動子受け７
２に対する摺動子７３の位置決めがなされる。さ
らに位置決めピン９３の頭部を熱溶融することに
より、摺動子７３は摺動子受け７２にがたつきな
くしつかりと固定される。この固定により、摺動
子７３の第１接触端９８の自由端近傍は切欠部９
４ならびに中央孔９０と対向し、一方、アーム部
１００、内側第２接触端１０１ならびに外側第２
接触端１０２は凹部９６と対向する。従つて第１
接触端９８、アーム部１００、内側第２接触端１
０１ならびに外側第２接触端１０２の弾性変形は
支障なく行なわれる。

第３５図は、パターン基板７４の平面図であ
る。このパターン基板７４には、中央パターン部
１０３と、その中央パターン部１０３と同心円上
に形成された内側周辺パターン部１０４と外側周
辺パターン部１０５とを有している。各パターン
部１０３，１０４，１０５はそれぞれの端子部１
０６に接続されている。

摺動子７３を片面に取り付けた摺動子受け７２
をエンコーダケース７１の収容凹部１０７に挿入
し、一方、回転軸部６８の小径部８７に予め軸受
７０ｂを嵌装しておき、この小径部８７と軸受７
０ｂとをエンコーダケース７１の筒状部８４の方
から圧入する。そして小径部８７の先端部を摺動
子受け７２の中央孔９０に、軸受７０ｂを筒状部
８４にそれぞれ強嵌合することにより、従動ロー
ラ６６の軸方向への抜け止めがなされるととも
に、摺動子受け７２（摺動子７３）がエンコーダ
ケース７１の収容凹部１０７内に回転自在に保持
され、従動ローラ６６との一体回転が可能にな
る。

次にパターン基板７４をそれの各パターン部１
０３，１０４，１０５が摺動子７３と対向するよ
うにエンコーダケース７１の環状段部８６に嵌合
する。前述のように環状段部８６はパターン基板
７４の外形と同じ非円形になつているから、エン
コーダケース７１に対するパターン基板７４の位
置決めがなされる。パターン基板７４の挿入寸
法、換言すれば摺動子７３に対するパターン基板
７４の押込み量は環状段部８６の高さによつて規
制される。パターン基板７４をエンコーダケース
７１に挿入するとき、エンコーダケース７１に突
設された２つの係止爪８３を若干押し拡げながら
挿入され、この係止爪８３によつてパターン基板
７４がエンコーダケース７１に仮止めされる。こ
のようにパターン基板７４をエンコーダケース７
１に仮止めしておけば、次の取付板７５の装着作
業中にパターン基板７４が位置ずれしたり脱落し
たりすることがなく、装着作業が簡便である。

パターン基板７４をエンコーダケース７１に仮
止めしたのち、平面形状がコ字形をした取付板７
５がパターン基板７４の外面に沿つて当接され、
取付板７５に設けられている４本の屈曲片部８１
が正面壁部７６ならびに背面壁部７７の係止溝８
２にそれぞれ嵌入される。そして各屈曲片部８１
の先端を第３１図に示すエンコーダケース７１の
左側面壁部８０に設けられた係止溝８２に向けて
折り曲げて嵌入することにより、最終的にパター
ン基板７４がエンコーダケース７１にしつかりと
固定される。

パターン基板７４をエンコーダケース７１に固
定することにより、摺動子７３の第１接触端９８
がパターン基板７４の中央パターン部１０３に弾
接し、内側第２接触端１０１が内側周辺パターン
部１０４に、外側第２接触端１０２が外側周辺パ
ターン部１０５に、それぞれ弾接するようになつ
ている。パターン基板７４をエンコーダケース７
１に挿入・固定することにより、接触端９８，１
０１，１０２はそれぞれ若干押圧変形されて倒れ
るが、最終的には組立てが完了した時点で第２９
図に示すように第１接触端９８の中央パターン部
１０３に対する接触点、ならびに中央パターン部
１０３の中心点が、従動ローラ６６の回転軸線上
に配置されるよう、各部品の寸法などが設計され
ている。

このような構造になつている従動ローラエンコ
ーダブロツク６５が、第２０図ないし第２２図に
示す従動ローラ保持部６１，６２にそれぞれ挿入
される。次に従動ローラ保持部６１，６２の形状
について説明する。

従動ローラ保持部６１，６２の一端に、前記エ
ンコーダケース７１に圧入されていない方の軸受
７０ａが嵌入する軸受嵌入溝１０８（第２１図、
第２３図参照）が形成されている。この軸受嵌入
溝１０８から所定の間隔をおいて、エンコーダケ
ース７１に設けられた方向規制突起８５，８５が
嵌入する突起嵌入溝１０９と、筒状部８４が嵌入
する筒状部嵌入溝１１０が連設されている。前記
軸受嵌入溝１０８と突起嵌入溝１０９との中間部
には、回転軸部６８とローラ部６９とが挿入され
る訳であるが、これらが従動ローラ保持部６１，
６２と接触しないように逃げ用の凹欠部１１１，
１１２，１１３が形成されている。中間の凹欠部
１１２にはローラ部６９が挿入・配置されるが、
このローラ部６９の幅よりも若干広い間隔をもつ
て２本の脱落防止爪１１４，１１４が周壁部１１
５から内側に向けて突設されている。（第２４図
参照）。

前記軸受嵌溝１０８、突起嵌入溝１０９、筒状
部嵌入溝１１０および凹欠部１１１，１１３は、
第２１図に示すように下面に向けて開口してい
る。

従動ローラーエンコーダブロツク６５の軸受７
０ａが従動ローラ保持部６１，６２の軸受嵌入溝
１０８に、回転軸部６８およびローラ部６９が凹
欠部１１１，１１２，１１３に、方向規制突起８
５が突起嵌入溝１０９に、筒状部８４が筒状部嵌
入溝１１０にそれぞれ嵌入されるように、２つの
従動ローラーエンコーダブロツク６５を従動ロー
ラ保持部６１ならびに６２にそれぞれ挿入する。

この挿入時、回転軸部６８は脱落防止爪１１４
を若干外側に押し寄せながら挿入され、所定位置
に挿入されたとき第２４図に示すように脱落防止
爪１１４の先端は回転軸部６８を若干離れて対向
し、従動ローラ６６の回転を妨げないようにして
いる。このように従動ローラ保持部６１，６２に
脱落防止爪１１４を設けておけば、従動ローラー
エンコーダブロツク６５がその後の取り扱い時に
不意に従動ローラ保持部６１，６２から脱落する
ことなく、取り扱いが簡便となる。

第２０図、第２２図ならびに第２４図に示すよ
うに、周壁部１１５の上部にはエンコーダ６７か
らのリード線を掛けるリード線掛部１１６が設け
られている。

次に付与ローラ保持部６３について第２１図お
よび第２５図を主に用いて説明する。なお、第２
５図は第２１図Ｂ−Ｂ線上の断面図である。

付与ローラ保持部６３は下方に向けて開口した
ケース形になつており、その内側に後述するロー
ラ支承部材が摺動可能に収容される収容空間１１
７が形成されている。第２１図に示すように収容
空間１１７の貫通部６０と対向する側には両側に
それぞれストツパー壁１１８が垂設され、両スト
ツパー壁１１８の間にはローラ突出開口部１１９
が形成されている。

第２５図に示すように、付与ローラ保持部６３
の上面壁部１２０（同図では下側になつている）
には、所定の間隔をおいて２つの脱落防止爪１２
１が対向するように垂設されている。

次にこの付与ローラ保持部６３に収容・保持さ
れる転接ローラ１２２、支軸１２３、ローラ支承
部材１２４ならびにバネ部材１２５について第３
６図ないし第３９図について説明する。第３６図
は転接ローラ１２２、支軸１２３、ローラ支承部
材１２４ならびにバネ部材１２５に分解斜視図、
第３７図、第３８図および第３９図はローラ支承
部材の平面図、側面および背面図である。

転接ローラ１２２はポリ４フツ化エチレン樹脂
を混入したポリアセタール樹脂で成形されたもの
で、非常に低い摩擦係数を有しており、支軸１２
３よりも若干径大の支軸貫通孔１２６が形成され
ている。従つて転接ローラ１２２は支軸１２３上
でフリーに回転することができる。

ローラ支承部材１２４はポリアミド樹脂で成形
されたもので、前面の両端部には支軸１２３の両
端部をそれぞれ支承する半円状の軸受部１２７が
前方に向けて開口するように形成されている。こ
の軸受部１２７の間には後方に向けて延びたロー
ラ収容凹欠部１２８（第３８図参照）が形成さ
れ、この後方には隔壁１２９が設けられている。
この隔壁１２９の後に、後方に向けて開口した円
形のバネ受け用凹部１３０が形成されている。

第３９図に示すように、ローラ支承部材１２４
の四隅を除いて上面、下面および左右側面には逃
げ凹部１３１がほぼ全面に設けられ、それによつ
て四隅に前方から後方に向けて直線状の突条１３
２が形成されている。

バネ部材１２５はコイルバネからなり、それの
一端は前記ローラ支承部材２４のバネ受け用凹部
１３０に挿入され、他端は付与ローラ保持部６３
の後壁部１３３（第２１図、第４０図参照）に当
接される。

転接ローラ１２２、支軸１２３ならびにバネ部
材１２５を保持したローラ支承部材１２４は、付
与ローラ保持部６３の収容空間１１７に押し込め
られる。そうするとローラ支承部材１２４の突条
１３２は、付与ローラ保持部６３に突設されてい
る２本の脱落防止爪１２１の頭部をそれぞれ若干
外側に押しやりながらそれを乗り越え、第４１図
に示すように突条１３２が脱落防止爪１２１と係
合する。この係合で転接ローラ１２２、支軸１２
３、ローラ支承部材１２４は付与ローラ保持部６
３に仮止めされるから、その後に環状保持体５７
を下ケース９に取り付ける際に、前述の各部品が
脱落したりするようなことがなく、作業性の向上
を図ることができる。

なお、脱落防止爪１２１ならびにそれと係合す
る突条１３２は、係合後にはローラ支承部材１２
４が収容空間１１７内で摺動できる程度に寸法設
計されている。バネ部材１２５は収容空間１１７
に挿入されると、ローラ支承部材１２４のバネ受
け用凹部１３０と付与ローラ保持部６３の後壁部
１３３との間で圧縮状態で保持され、それの弾性
でローラ支承部材１２４を介して転接ローラ１２
２ならびに支軸１２３がローラ突出開口部１１９
側に向けて付勢される。この付勢で、転接ローラ
１２２の外周部の一部がローラ突出用開口部１１
９から内側に向けて突出するとともに、支軸１２
３の両端部がストツパー壁１１８の内面に当接す
る。この当接で転接ローラ１２２ならびに支軸１
２３の抜け止めがなされる。なお、第４０図に示
すように球体５９が挿入されると、転接ローラ１
２２はバネ部材１２５の弾性に抗して若干後退
し、そのために支軸１２３はストツパー壁１１８
から若干離れ、バネ部材１２５の弾性力はローラ
支承部材１２４、支軸１２３ならびに転接ローラ
１２２を介して球体５９に作用する。

前述のようにして１つの従動ローラーエンコー
ダブロツク６５の第１従動ローラ保持部６１に、
他の１つの従動ローラーエンコーダブロツク６５
が第２従動ローラ保持部６２に、一方、転接ロー
ラ１２２、支軸１２３、ローラ支承部材１２４な
らびにバネ部材１２５が付与ローラ保持部６３に
それぞれ挿入・仮止めされた環状保持体５７は、
それの各部品の挿入開口側を下にして下ケース９
の上に取り付けられている。

このとき、第１９図に示すように下ケース９の
小孔２２上には支持ボール５０ならびに支持脚体
５１が予め配置されており、環状保持体５７に形
成された貫通孔５８（第２０図、第２１図参照）
が支持脚体５１に挿入され、また環状保持体５７
に形成された２個のネジ挿通孔１３４（第２０
図、第２１図参照）が前記下ケース９のネジ孔４
１（第６図参照）とそれぞれ対向するように、環
状保持体５７が下ケース９上に配置されて、第４
５図に示すようにネジ止めされる。

このように環状保持体５７を下ケース９に取り
付けることにより、第４２図および第４４図に示
すように下ケース９から突設された弧状突起３４
ｂ，３６ｂと軸受嵌入溝１０８との間で軸受７０
ａが挟持される。また、第４３図および第４４図
に示すように下ケースから突設された弧状突起３
４ａ，３６ａと筒状部嵌入溝１１０との間で、エ
ンコーダケース７１の筒状部８４を介してもう一
方の軸受７０ｂが挟持される。前述のように軸受
嵌入溝１０８と筒状部嵌入溝１１０とは従動ロー
ラ保持部６１，６２に一体に形成され、さらに弧
状突起３４ａ，３６ａならびに弧状突起３４ｂ，
３６ｂは下ケース９に一体に形成されているか
ら、２本の従動ローラ６６の配置方向が正しく規
制される。

図示していないが環状保持体５７を下ケース９
に取り付けることにより、エンコーダケース７１
の下面壁部７９が下ケース９の底壁部１７に当接
して、エンコーダケース７１の回り止めができ
る。このようにして環状保持体５７を下ケース９
に取り付けた状態を第４５図に示す。

第４７図は、プツシユスイツチ１３５を取り付
けたプリント基板５６の平面図である。プリント
基板５６の所定位置にはプツシユスイツチ１３５
が取り付けられ、このプツシユスイツチ１３５を
介して各エンコーダ６７に接続された複数本のリ
ード線１３６と前記コード１５とを接続するため
の導電パターン１３７が形成されている。このプ
ツシユスイツチ１３５の上方に配置されるスイツ
チレバー１３を第４８図および第４９図に示す。

スイツチレバー１３は、長方形の操作端１４
と、操作端１４の下面の一方の端部近く突設され
てプツシユスイツチ１３５の頭部に弾性的に外嵌
される複数の弾性片１３８と、操作端１４の下面
の他方の端部近くに突設された支脚１３９とから
構成されている。第５０図に示す如く、プツシユ
スイツチ１３５の頭部にスイツチレバー１３を嵌
合したとき支脚１３９の下端がプリント基板５６
の一部と対向する訳であるが、第４７図に示すよ
うにそれぞれ支脚１３９と対向する支え部１４０
に導電パターン１３７は形成されないようになつ
ている。

前にも説明したようにスイツチレバー１３の操
作端１４は上ケース１０の嵌入穴１２から露出し
ており、この操作端１４を押し下げると第５１図
に示すようにスイツチレバー１３の支脚１３９が
プリント基板５６に当接し、支脚１３９を支点と
してスイツチレバー１３がプツシユスイツチ１３
５側に回動してスイツチ動作が行なわれるように
なつている。

第４７図に示すようにプリント基板５６には、
支持脚体５１の径小部５４が嵌入する２つの係止
穴１４１と、下ケース９から立設された支柱２６
の頭部が嵌入する２つの係止穴１４２とが所定位
置にそれぞれ穿設されている。

前述のようにして環状保持体５７を下ケース９
に取り付けたのち、下ケース９における前側の小
孔２２ａ，２２ｂ上にそれぞれ支持ボール５０と
支持脚体５１を配置する。第１８図に示すよう
に、下ケース９に支持脚体５１を立てても筒部２
５によつて支持脚体５１が倒れることなく、垂直
に立てられる。そのため支持脚体５１の径小部５
４をプリント基板５６の係止穴１４１に挿入する
作業が容易で、この挿入と同時に両側の支柱２６
（第６図参照）の頭部をプリント基板５６の係止
穴１４２に挿入し、しかるのち第４６図に示すよ
うにプリント基板５６を支柱２６にネジ止めす
る。

このようにしてプリント基板５６が固定される
と、プツシユスイツチ１３５にスイツチレバー１
３を嵌着し、次に上ケース１０を被せ下ケース９
にネジ止めしてケーシング８を構成する。

まだこの状態ではケーシング８内に球体５９は
装着されていないから、下ケース９に形成された
球体出入用開口部２７よりケーシング８内に球体
５９を挿入する。直交方向（Ｘ−Ｙ方向）にそれ
ぞれ配置されている２つの従動ローラ６６はロー
ラ保持部６１，６２によつてそれぞれ支持されて
いるから、球体５９の挿入によつて転接ローラ１
２２のみがバネ部材１２５の弾性に抗して後退す
る。そして挿入が終了した時点では、バネ部材１
２５の弾性を利用して球体５９は２つの従動ロー
ラ６６と転接ローラ１２２の間に挟持される。

球体５９の挿入が終了すると、下ケース９の球
体出入用開口部２７をリング状蓋４２で覆つてネ
ジ止め（第４図）すれば、入力装置の組立てが終
了する。

前記実施例では従動ローラの回転量を検出する
手段としてエンコーダを用いたが、本発明はこれ
に限られるものではない。第５２図は、回転量検
出手段の他の例を示す概略構成図である。この場
合、従動ローラ６６における回転軸部６８の一端
には回転円板１４３が同心円上に取り付けられて
おり、それらの外周部近傍には周方向に沿つて多
数の反射部１４４が等間隔に設けられている。こ
の反射部１４４と対向する位置には発光素子１４
５と受光素子１４６とが対になつて設置され、発
光素子１４５からの反射部１４４で反射されて、
その反射光を受光素子１４６で受光してカウント
することにより従動ローラ６６の回転量が検出さ
れる。

この例は反射形の場合について説明したが、回
転円板の外周部近傍に周方向に沿つて多数のスリ
ツト状の透光部を形成し、回転円板を間にして発
光素子と受光素子とを対向するように設けること
もできる。

第５３図は、球体５９と２つの従動ローラ６６
と転接ローラ１２２との配置状態を示す図であ
る。２つの従動ローラ６６は第１従動ローラ保持
部６１および第２従動ローラ保持部６２によつて
それぞれ保持・位置決めされているから、図に示
すように２つの従動ローラ６６は互に軸方向が直
交するように配置されている。

一方、転接ローラ１２２は球体５９と接触し、
それを介して２つの従動ローラ６６と対向した位
置に配設されている。この転接ローラ１２２は、
球体５９とそれぞれの従動ローラ６６との間での
動力伝達を確実に行なうために設けられたもの
で、転接ローラ１２２は球体５９の回転力によつ
て自在に回転するとともに、球体５９をそれぞれ
の従動ローラ６６側の弾性付勢している。

球体５９と一方の従動ローラ６６との接触圧と
球体５９と他方の従動ローラ６６との接触圧とが
等しくなるように、球体５９と転接ローラ１２２
との接触点Ｐと球体５９の回転中心Ｏを結ぶ直線
Ｑが、それぞれの従動ローラ６６の軸線方向に対
して約45度（θ₁、θ₂）の角度をもつて鎖交するよ
うに転接ローラ１２２が配置されている。従つて
図中の鎖交角度θ₁とθ₂は等しくなるように設計さ
れている。

２つの従動ローラ６６は球体５９の回転力によ
つてそれぞれ個別に回転され、従動ローラ６６の
回転方向と回転量はそれぞれに付設されたエンコ
ーダ６７などの回転量検出手段によつて検出され
るから、結局、球体５９の回転状態はＸ軸方向と
Ｙ軸方向の各成分に分けて検出される。

入力装置４は、第３図ないし第５図に示すよう
な状態で所定のベース１４７上に載置されてい
る。これらの図に示すように、３個の支持ボール
５０はそれぞれ小孔２２ａ，２２ｂ，２２ｃより
一部下方に向けて突出しており、それら支持ボー
ル５０は支持脚体５１を介してケーシング８、プ
リント基板５６、環状保持体５７、２つの従動ロ
ーラーエンコーダブロツク６５ならびに転接ロー
ラ１２２などの重量を支えた形になつている。ま
た、球体５９の一部はリング状蓋４２の開口４７
を通して下方へ突出しており、主にそれ自体の重
量でベース１４７に圧接した形になつている。

ベース１４７上に水、インク、油、塵埃などが
あると、入力装置４をベース１４７上で使用して
いる間にそれらが球体５９の表面に付着する。そ
のため球体５９と従動ローラ６６との間にスリツ
プが生じて適正な動力伝達がなされなくなり、入
力装置としての信頼性が低下する。そのため本考
案ではリング蓋４２が下ケース９に対して着脱可
能になつており、定期的あるいは適宜に球体５９
をケーシング８から取り出してクリーニングする
ことができるようになつている。

また、第４６図に示すようにプツシユスイツチ
１３５を取り付けたプリント基板５６が、球体５
９の真上に配置されず、若干ずれた位置に配置さ
れているから、入力装置４の総高が低くなり、小
型化、薄型化が可能である。

第５４図ないし第５８図は、支持ボール５０の
上方向への移動を規制する移動規制部材１４８の
他の実施例を説明するための図である。この移動
規制部材１４８の下部には、支持ボール５０を回
転自在に収容する椀状部１４９が設けられてい
る。この椀状部１４９の外周部には所定の間隔を
おいて３本の当接リブ１５０が立設され、これは
第５８図に示すように下ケース９から突設された
筒部２５の内面に当接するように端面が垂直にな
つている。

前記椀状部１４９の上部には挿入端１５１が設
けられ、これは例えば前記環状保持体５７の適所
に形成された挿入孔もしくは凹部に挿入されて、
移動規制部材１４８の浮き上がりが阻止されるよ
うになつている。

椀状部１４９の外周部で当接リブ１５０が設け
られていない個所から水平方向外側に向けてアー
ム部１５２が延びており、それの先端部には環状
部１５３が一体に形成されている。

第５７図および第５８図は、下ケース９上での
移動規制部材１４８の配置状態を示す図である。
第５８図に示すように下ケース９の小孔２２上に
は鋼製の支持ボール５０が載置され、その上に移
動規制部材１４８が配置されている。小孔２２の
近傍には下ケース９側から段付きの支持ピン１５
４が立設され、それの頭部が環状部１５３の孔に
挿入されている。この環状部１５３と支持ピン１
５４との係合、ならびに当接リブ１５０の筒部２
５への当接により、移動規制部材１４８の位置決
めと倒れ防止がなされる。

本考案は前述のように、回転自在に配置された
被回転球体と、その被回転球体と接した被回転球
体の回転力によつて回転する第１の従動ローラ
と、被回転球体と接して被回転球体の回転力によ
つて回転するとともに軸方向が前記第１の従動ロ
ーラの軸方向とほぼ直交する第２の従動ローラ
と、前記第１の従動ローラの回転量を検出する第
１の回転量検出手段と、前記第２の従動ローラの
回転量を検出する第２の回転量検出手段と、これ
ら被回転球体、第１および第２の従動ローラなら
びに第１および第２の回転量検出手段を収容する
下ケースおよび上ケースからなるケーシングとを
備え、ケーシングの下部に開口を形成して前記被
回転球体の一部をその開口から下方へ突出せし
め、被回転球体をベース上で転動せしめるＸ−Ｙ
方向入力装置において、 前記下ケースの所定位置に前記被回転球体より
も大きい球体挿入口を形成し、その下ケースに前
記従動ローラならびに回転量検出手段を設置し
て、下ケースに上ケースを取りつけたのち、前記
下ケースの球体挿入口から被回転球体をケーシン
グ内に挿入し、ついで被回転球体よりも径小で被
回転球体の一部が突出する開口を形成したリング
状蓋で前記下ケースの球体挿入口を覆うことを特
徴とするものである。

被回転球体の表面に傷や凹凸などができると、
従動ローラへの動力伝達が不正確になり、信頼性
の点で問題がある。ところで本発明では前述まよ
うに、組立工程の最終段階で被回転球体を挿入す
るようになつているから、組立工程中のがたつき
による被回転球体の損傷の危険性が少ない。ま
た、被回転球体を挿入したまま入力装置を搬送す
ると、搬送中の振動などによつて被回転球体がケ
ーシングなど他の部材と衝突して損傷することが
あるが、本発明の組立方法によれば、従動ローラ
や回転量検出手段などを装着したケーシングとは
別に被回転球体は専用に梱包して搬送することが
でき、搬送後にケーシング内に組込まれるから、
搬送作業が簡便になるとともに被回転球体の損傷
などもない。

このようなことから、品質の安定した信頼性の
高いＸ−Ｙ方向入力装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

図はすべて本発明の実施例に係るＸ−Ｙ方向入
力装置を説明するためのもので、第１図はそのＸ
−Ｙ方向入力装置を含むグラフイツク・デイスプ
レイ装置の斜視図、第２図は入力装置の平面図、
第３図は入力装置の正面図、第４図は入力装置の
底面図、第５図は入力装置の側面図、第６図は下
ケースの平面図、第７図は第６図Ａ−Ａ線上の断
面図、第８図は第６図Ｂ−Ｂ線上の断面図、第９
図は第６図Ｃ−Ｃ線上の断面図、第１０図は第６
図Ｄ−Ｄ線上の断面図、第１１図は第６図Ｅ−Ｅ
線上の断面図、第１２図は第６図Ｆ−Ｆ線上の断
面図、第１３図はリング状蓋の平面図、第１４図
はリング状蓋の正面図、第１５図はリング状蓋の
底面図、第１６図はリング状蓋の断面図、第１７
図はリング状蓋の取付構造を示す断面図、第１８
図および第１９図は支持ボールと支持脚体の配置
状態を示す要部断面図、第２０図は環状保持体の
平面図、第２１図は環状保持体の底面図、第２２
図は環状保持体の正面図、第２３図は第２１図Ａ
−Ａ線上の断面図、第２４図は第２０図Ａ−Ａ線
上の断面図、第２５図は第２１図Ｂ−Ｂ線上の断
面図、第２６図、第２７図ならびに第２８図は従
動ローラーエンコーダブロツクの平面図、正面図
ならびに右側面図、第２９図は従動ローラーエン
コーダブロツクの要部拡大断面図、第３０図、第
３１図、第３２図はエンコーダケースの正面図、
左側面図、右側面図、第３３図は摺動子受けと摺
動子の分解斜視図、第３４図は摺動子受け−摺動
子組合体の右側面図、第３５図はパターン基板の
平面図、第３６図は転接ローラ、支軸、ローラ支
承部材ならびにバネ部材の分解斜視図、第３７
図、第３８図および第３９図はローラ支承部材の
平面図、側面図および背面図、第４０図は付与ロ
ーラ保持部内での転接ローラ、ローラ支承部材な
らびにバネ部材の配置状態を示す要部切断側面
図、第４１図は付与ローラ保持部内でのローラ支
承部材の係止状態を示す要部切断正面図、第４２
図は軸受の挟持構造を示す要部断面図、第４３図
は筒状部の挟持構造を示す要部断面図、第４４図
は両軸受の支持構造を説明するための要部断面
図、第４５図は環状保持体を下ケースに取り付け
かつプリント基板を取り外した状態での平面図、
第４６図は環状保持体ならびにプリント基板を下
ケースに取り付けた状態を示す平面図、第４７図
はスイツチをプリント基板に取り付けかつスイツ
チレバーを取り外した状態での平面図、第４８図
はスイツチレバーの切断側面図、第４９図はスイ
ツチレバーの底面図、第５０図はスイツチレバー
の配置状態を示す要部側面図、第５１図はスイツ
チ動作を説明するための一部を切断した要部側面
図、第５２図は回転量検出手段の他の例を示す概
略構成図、第５３図は球体と従動ローラと転接ロ
ーラの配置状態を示す説明図、第５４図、第５５
図および第５６図は移動規制部材の平面図、切断
側面図および正面図、第５７図は移動規制部材の
配置状態を示す平面図、第５８図は第５７図Ａ−
Ａ線上の断面図である。 ４……入力装置、８……ケーシング、９……下
ケース、１０……上ケース、１２……嵌入穴、１
３……スイツチレバー、１４……操作端、２２
ａ，２２ｂ，２２ｃ……小孔、２５……筒部、２
７……球体出入用開口部、２８……上向き段部、
２９……下向き段部、３３……弧状受面、３４
ａ，３４ｂ……弧状突起、３６ａ，３６ｂ……弧
状突起、３７……弧状受面、４２……リング状
蓋、４４……舌片部、４５……取付部、４７……
開口、５０……支持ボール、５１……支持脚体、
５２……椀状部、５４……径小部、５５……係止
部、５６……プリント基板、５７……環状保持
体、５８……貫通孔、５９……球体、６０……貫
通部、６１……第１従動ローラ保持部、６２……
第２従動ローラ保持部、６３……付与ローラ保持
部、６４……連結部、６５……従動ローラーエン
コーダブロツク、６６……従動ローラ、６７……
エンコーダ、６８……回転軸部、６９……ローラ
部、７０ａ，７０ｂ……軸部、７１……エンコー
ダケース、７２……摺動子受け、７３……摺動
子、７４……パターン基板、７５……取付板、８
４……筒状部、８５……方向規制突起、８６……
環状段部、８７……小径部、８８……段状係止
部、８９……内輪、９０……中央孔、９１……外
輪、９８……第１接触端、１０１……内輪第２接
触端、１０２……外側第２接触端、１０３……中
央パターン部、１０４……内側周辺パターン部、
１０５……外側周辺パターン部、１０７……収容
凹部、１０８……軸受嵌入溝、１１０……筒状部
嵌入溝、１１２……凹欠部、１１４……脱落防止
爪、１１７……収容空間、１１８……ストツパー
壁、１１９……ローラ突出用開口部、１２１……
脱落防止爪、１２２……転接ローラ、１２３……
支軸、１２４……ローラ支承部材、１２５……バ
ネ部材、１２７……軸受部、１２８……ローラ収
容凹欠部、１３０……バネ受け用凹部、１３３…
…後壁部、１３５……プツシユスイツチ、１４１
……係止穴、１４３……回転円板、１４４……反
射部、１４５……発光素子、１４６……受光素
子、１４７……ベース、１４８……移動規制部
材、１４９……椀状部、１５０……当接リブ、１
５２……アーム部、１５３……環状部、１５４…
…支持ピン、Ｏ……被回転球体の回転中心、Ｐ…
…被回転球体と転接ローラの接触点、Ｑ……点Ｏ
と点Ｐを結ぶ直線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転自在に配置された被回転球体と、その被
   回転球体と接して被回転球体の回転力によつて回
   転する第１の従動ローラと、被回転球体と接して
   被回転球体の回転力によつて回転するとともに軸
   方向が前記第１の従動ローラの軸方向とほぼ直交
   する第２の従動ローラと、前記第１の従動ローラ
   の回転量を検出する第１の回転量検出手段と、前
   記第２の従動ローラの回転量を検出する第２の回
   転量検出手段と、これら被回転球体、第１および
   第２の従動ローラならびに第１および第２の回転
   量検出手段を収容する下ケースおよび上ケースか
   らなるケーシングとを備え、ケーシングの下部に
   開口を形成して前記被回転球体の一部をその開口
   から下方へ突出せしめ、被回転球体をベース上で
   転動せしめるＸ−Ｙ方向入力装置において、 前記下ケースの所定位置に前記被回転球体より
   も大きい球体挿入口を形成し、その下ケースに前
   記従動ローラならびに回転量検出手段を設置し
   て、下ケースに上ケースを取りつけたのち、前記
   下ケースの球体挿入口から被回転球体をケーシン
   グ内に挿入し、ついで被回転球体よりも径小で被
   回転球体の一部が突出する開口を形成したリング
   状蓋で前記下ケースの球体挿入口を覆うことを特
   徴とするＸ−Ｙ方向入力装置の組立方法。