JPH04431Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔概要〕 本考案のXY座標入力装置は、１体のモールド
部材からなるホルダにＸとＹの光センサ収容部を
形成すると共に該光センサ収容部には球体の回転
量を検知する光センサを収容し、且つ該ホルダを
回転ローラが実装された支持台に位置決め固定し
た構成を特徴とするもので、これにより球体の回
転量検出手段を形成する光センサとスリツト板と
の位置合わせが簡単にしかも正確に設定可能にな
る。

〔産業上の利用分野〕

本考案は例えばグラフイツク・デイスプレイ装
置やパーソナルコンピユータ等の本体装置におけ
るグラフイツク情報、カーソル選択情報の入力装
置として利用される所謂マウスと呼ばれるXY座
標入力装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来のXY座標入力装置における球体の回転量
検出を構成する光センサの収容部について第１２
図により説明する。

従来は光センサ２２を収容する収容部２１はＸ
とＹ用に別々にモールド形成され、別々に回路基
板２３の所定位置に設置され、光センサ２２をそ
れぞれ収容していた。

そしてこのような回路基板２３を回転ローラ等
各部品が設置された支持台に取り付けていた。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上記従来のように別々の光センサ収容部２１に
光センサ２２をそれぞれ収容した構造でると、Ｘ
とＹの光センサ同士の位置出しが精度良く行なう
ことができない。また光センサ収容部２１と回転
基板２３、回路基板２３と支持台との位置決めは
可能であるが、光センサ収容部２１と回路基板２
３３回路基板２３と支持台との位置決めは可能で
あるが、光センサ収容部２１と支持台の回転ロー
ラとの位置決めは直接行うことができず、光セン
サ２２と回転ローラに取付けられるスリツト板と
の位置関係を精度良く位置決めすることが難し
い。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため本考案では、１体の
モールド部材からなるホルダに、光センサの周囲
をガイドする収容部を形成し、該ホルダを回転ロ
ーラ等が設置された支持台に位置決め固定する構
成とした。

〔作用〕

ＸとＹの光センサ収容部を一体のホルダに形成
することにより、光センサ同士の位置決めがされ
る。

また該ホルダと支持台との位置決め固定により
光センサとスリツト板との位置関係が同時に定ま
り、位置精度の良好な回転量検出手段が構成でき
る。

〔実施例〕

以下図面を参照しながら本考案の実施例を説明
する。

第１図〜第１１図は本考案の実施例を説明す
る。

第１図〜第１１図は本考案の実施例を説明する
ための図である。

第１図ａ，ｂ，ｃは本入力装置外観の上面図と
側面図および下面図、第２図は第１図の内部構成
を説明するための分解斜視図、第３図ａ，ｂ，ｃ
は本考案に係る支持台の上面図と側面図および下
面図、第４図ａ，ｂは本考案に係る支持ボール設
置部の支持ボール取付け前の状態を下方より見た
平面図と側面図、第５図ａ，ｂは第４図の支持ボ
ール取付後の状態を下方より見た平面図と側面
図、第６図ａ，ｂは本考案に係る回転ローラユニ
ツトの側面図と正面図、第７図は本考案に係る回
転ローラユニツトの取付けを説明する斜視図、第
８図は本考案に係る押圧ローラの取付けを説明す
る斜視図、第９図は本考案に係るスイツチの取付
け状態を説明するための正面図と側断面図、第１
０図は第９図のスイツチ押下状態を示す側断面
図、第１１図ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅは本考案に係る
ホルダを各種方向より見た図で、ａが上方より見
た上面図、ｂが側面図、ｃが下方より見た下面
図、ｄがａの破断線ｄ…d′の矢印方向に見た断面
図、ｅが圧力ばねおよび光センサ取付け状態の斜
視図である。

また第１図と第２図により本装置の全体的構造
を説明する。

第１，２図において、１は合成樹脂モールド体
からなる支持台、２は鋼球などからなる球体、３
と３′はＸ・Ｙ回転ローラユニツト、４は球体２
を回転ローラユニツト３，３′に押圧する押圧ロ
ーラ、５は表示情報制御用のスイツチ装置、６は
支持ボール、７は合成樹脂モールド体からなるセ
ンサホルダ、８，８′は発光素子−受光素子のホ
トカプラ夫々２組有する光センサ、９は押圧ロー
ラ４を押圧する金属ばね板からなる圧力ばね、１
０は球体２の機械的な回転移動量を電気的な移動
量パルス信号に変換して本体装置へ送出する回路
が実装されたプリント基板、１１は扱者が摘み走
行操作する合成樹脂モールド体からなるケース、
１２は本体装置との信号送受用接続ケーブルであ
る。

本実施例において支持台１の上面には回転ロー
ラユニツト３，３′、押圧ローラ４、スイツチ装
置５等の各部品を設置するための設置台が一体形
成されており、該支持台１上のほぼ中央部には裏
面よりその一部が露出する回転自在な球体２が収
容されている。また、支持台１の上面にはその球
体２の二方向より該球体２に接触するようにほぼ
直角配置された二個の回転ローラユニツト３，
３′が取付けられる。この回転ローラユニツト３，
３′は回転と固定の二種類のスリツト板を有して
いる。

更に、支持台１の上面には直角配置の回転のロ
ーラユニツト３，３′間の二等分線上（45°方向）
に配置し、球体２を二個の回転ローラ３，３′に
接触させるための押圧ローラ４が設置されてい
る。

また、支持台１の前部には押釦スイツチを有す
るスイツチ装置５が取付けられ、その裏面には走
行平面（操作台平面）との接触点となる回転自在
な支持ボール６が球体２を囲むように３個設置さ
れている。次に、球体２、回転ローラユニツト
３，３′、押圧ローラ４、スイツチ装置５を設置
した支持台１にホルダ７が取り付けられる。

ホルダ７は略直角三角形の台状部材からなり、
その対向頂角部に２組のホトカプラを有する光セ
ンサ８および８′が設けられ、且つその傾斜辺部
に圧力ばね９が取付けられている。

そしてホルダ７の取付け状態において、光セン
サ８，８′はその各ホトカプラの発光素子−受光
素子間に回転ローラユニツト３，３′の回転・固
定スリツト板上部が介在するするように取付けら
れ、且つ圧力ばね９はそのばね性により押圧ロー
ラ４を球体２方向へ押圧する。

更に、ホルダ７上には光センサ８，８′のリー
ド端子が接続するプリント基板１０が取付けられ
る。プリント基板１０からは例えば外部の本体装
置に接続するためのケーブル１２が出されてい
る。

これら支持台１、ホルダ７、プリント基板１０
は該支持台１上にホルダ７を、その上にプリント
基板１０を重ねた状態で留めねじにより一体化さ
れる。

そして最後にケース１１を上記各部品を覆うよ
うに支持台１に取付けることで、本考案に係る
XY座標入力装置が製作される。

尚、スイツチ装置５の各スイツチ（押釦）はケ
ース１１に設けた２個の穴より露出し、外部から
の操作を行えるようにしてある。

次に本考案に係る上記各部品の構造について詳
細な説明をする。

まず第３図ａ，ｂ，ｃは各部品を取付ける支持
台１を示している。

ａ図、ｃ図からわかるように支持台１の中央部
には貫通する円形の穴１′が開けられている。こ
の穴１′の周囲には球体２の一部を収納する球体
収納壁１ａが上方へ向かうように立設される。そ
してその球体収納壁１ａと一体に回転ローラユニ
ツト３，３′のそれぞれ両端を支持する回転ロー
ラユニツト設置台１ｂ，１b′、押圧ローラ４を載
せる押圧ローラ載置台１Ｃが形成されている。回
転ローラユニツト設置台１ｂと押圧ローラ載置台
１Ｃは穴１′をはさんで配置されている。

また回転ローラユニツト設置台１ｂ，１b′の間
には防塵のための防塵壁１ｄが球体収納壁１ａと
一体に形成されている。

これら形成物の周囲３ケ所には後には取り付け
るホルダ７、プリント基板１０との位置決めそし
て一体化するためのねじ取付け突起１ｅが立設さ
れる。支持台１の前部には基板上に実装された押
釦スイツチを有するスイツチ装置５を取付けるた
めの斜面部を有するスイツチ装置設置台１ｆが形
成されている。

支持台１の周囲３ケ所には裏面側が開口し、裏
面側より支持ボール６を収納する支持ボール収納
部１ｇが形成され、その近辺４ケ所にはケース１
１を取付けるためのねじ穴１ｈが形成されてい
る。

この支持ボール収納部１ｇは第４図ａ，ｂに示
すように、下面が開口した凹状の支持ボール収容
穴として形成され、その内壁の一部に支持ボール
６を挾持する一対の弾性片Ａが一体形成されてい
る。このような支持ボール収納部１ｇに支持ボー
ル６を収納した時の図を第５図ａ，ｂに示す。支
持ボール６の取付けは該支持ボール６を支持台１
の裏面側より収納部１ｇへ押し込むことにより、
その途中では弾性片Ａが両側に広き収納された時
には元にもどり、支持ボール６は回転自在に挾持
され取付けられる。この支持ボール６はその一部
が下面より露出しており支持台１の支点となる。

次に回転ローラユニツト３，３′について第６
図と第７図により説明する。

図中、３ａは金属製回転ローラ３Ａの球体２が
当接する接触部、３ｂは回転ローラ３Ａの両端
部、３ｃは回転ローラ３Ａと一体に固定される金
属薄板からなる回転スリツト板、３ｄは金属製の
軸受部材である回転ローラ支持部材、３ｅは回転
ローラ３Ａに取付けられた金属薄板からなる固定
スリツト板、３ｆは回転スリツト板３ｃを一端部
３ｂに固定するための金属製圧入リング、３ｇは
固定スリツト板３ｅを回転ローラ支持部材３ｄと
共に挾持固定するための金属製圧入材、３ｈは回
転ローラ３Ａを回転自在にするための軸受部材で
あるベアリング部材である。

本回転ローラユニツト３，３′の組立ては、ま
ず回転ローラ３Ａの一端部３ｂに回転スリツト板
３ｃを挿入する。その後該一端部３ｂに圧入リン
グ３ｆを圧入して回転スリツト板３ｃを回転ロー
ラ３Ａの一端部３ｂに固定する。

回転ローラ支持部材３ｄはリング体からなり、
その孔内にベアリング部材３ｈが設置されてお
り、且つその一端面に固定スリツト板３ｅが当接
するように圧入材３ｇを圧入して一体化されてい
る。

そして、このような回転ローラ支持部材３ｄを
そのベアリング部材３ｈに回転ローラ３Ａの一端
部３ｂが嵌入するように一体化する。

尚、この嵌入時、回転スリツト板３ｃを固定し
た圧入リング３ｆの端面と回転ローラ支持部材３
ｄの孔内のベアリング部材３ｈとが当接すること
で、回転スリツト板３ｃと固定スリツト板３ｅ間
の所望間隔が自動的に設定される。

また、回転ローラ３Ａの他端部３ｂにやはりベ
アリング部材３ｈを嵌入することで回転ローラユ
ニツト３，３′が製作される。

また第６図ｂのように回転スリツト板３ｃには
その周囲全体に中心に向かうような放射状スリツ
ト３ｉが所定ピツチで多数設けられ、固定スリツ
ト板３ｅにはその上部の左右二領域に中心に向か
う数個（例えば３個）のスリツト３ｉと同一形状
のスリツト３ｊ，３ｋが設けられている。

スリツト３ｊと３ｋの一方はスリツト３ｉに対
し位相が多少ずれるようにして形成されている。
すなわち、第６図の如く回転スリツト板３ｃと固
定スリツト板３ｅを取付けた状態において、固定
スリツト板３ｅの一方のスリツト３ｊが回転スリ
ツト板３ｃのスリツト３ｉと完全に一致（重な
る）した場合、他方のスリツト３ｋは対向スリツ
ト３ｉと多少ずれる（スリツト３ｉと３ｋはその
スリツト幅の約1/2が重なる）ように設定されて
おり、且つ逆にスリツト３ｋがスリツト３ｉと一
致した場合にはスリツト３ｊが対向スリツト３ｉ
と上記同様に多少ずれるように設定されている。

このような固定スリツト板３ｅのスリツト位置
ずれにより、回転ローラ３Ａの回転方向すなわち
本入力装置の走行方向が検出される。

この検出は、スリツト３ｊと３ｉおよびスリツ
ト３ｋと３ｉを挟むようにその両側に夫々設置さ
れた２組のホトカプラを有する光センサにより
別々に検知され、本入力装置がＸ座標上での正
（＋）方向或いは負（−）方向のどちらに走行し
たか、Ｙ座標上での正（＋）方向或いは負（−）
方向のどちらに走行したかが検出される。また同
時に光センサ８，８′はそのホトカプラの発光素
子−受光素子間を通過するスリツト３ｉの数を検
出し、回転ローラ３Ａの回転量すなわち本入力装
置の走行量も検知する。そして、この走行量と走
行方向による本入力装置の座標位置が本体装置へ
出力される。

尚、スリツト３ｊと３ｋは上述の如く近接する
ように固定スリツト板３ｅの上部二領域に形成さ
れているが、この構成によれば回転スリツト板３
ｃと固定スリツト板３ｅとの取付け位置に多少ず
れを生じてもスリツト３ｉと３ｊ，３ｋとの位置
関係（重なり度合）はあまり変化せず、より精度
の高い組立てが実現できるためである。

回転ローラ支持部材３ｄは第７図に斜視図で示
すように、その表面の一部に凹部Ｂを備えてい
る。また回転ローラユニツト設置台１b′の内壁に
は凸部Ｃが設けられている。そして、回転ローラ
ユニツト３，３′を設置するときに、この凹部Ｂ、
凸部Ｃを係合することにより、固定スリツト板３
ｅは回転止めされ、且つ前後の位置ずれが防止さ
れて回転スリツト板３ｃとの位置関係が正確に決
定される。

次に押圧ローラ４と圧力ばね８との組付けにつ
いて第８図により説明する。

まず押圧ローラ４は金属体からなり、球体２と
接するローラ部４ａと、該ローラ部４ａを支持し
それを押圧ローラ設置台１ｃに載せるローラ軸４
ｂを一体に有する。またローラ部４ａにはベアリ
ング部材が組込まれており、ローラ軸４ｂに対し
回転自在となつている。この押圧ローラ４はロー
ラ軸４ｂを押圧ローラ設置台１ｃの凹部内の斜面
部Ｄに載せることで支持台１に組込まれ、ホルダ
７に取り付けられた圧力ばね９の下端部が該ホル
ダ７を支持台１に取付けることで、斜め上方より
ローラ部４ａを押圧して押圧ローラ４を保持す
る。また同時に押圧された該ローラ部４ａはその
一部が球体収容壁１ａの内部へ突出して球体２を
回転ローラ３Ａの接触部３ａへ常時接触させる。
このような球体押圧手段（摩擦力付与手段）によ
れば、部品点数が少なくなり、且つ押圧ローラ４
は支持台１の押圧ローラ設置台１ｃに載せるだけ
でよく、組立て作業も簡単となる。

次にスイツチ装置５について第９図および第１
０図により説明する。

図において、５ａはその両端部に突起爪Ｅを一
体に備えた合成樹脂モールド体からなるキートツ
プ、５ｂはキートツプ５ａの押し下げによつてそ
の内部接点が駆動されるスイツチ、５ｃはスイツ
チ基板である。

尚、第９図ａは第９図ｂにおけるケース１１を
除去した際の正面図である。

スイツチ５ｂは第９図ａのようにスイツチ基板
５ｃに２個取り付けられ、その上部にキートツプ
５ａが取り付けられる。このようなスイツチ装置
５を支持台１のスイツチ装置設置台１ｆの斜面部
に取付ける。

そしてキートツプ５ａはケース１１の取付け状
態において該ケース１１に設けられた２個の穴よ
り露出するようになつており、その露出部分のキ
ートツプ５ａによりスイツチ５ｂの操作が行われ
る。

この操作の時、仮に第１０図のようにキートツ
プ５ａの端部を押したとしても、スイツチ５ｂは
接点駆動され、且つこのスイツチ動作はキートツ
プ５ａの突起爪Ｅがケース１１の内面に当接して
押下力が急激に上昇することから確認でき、操作
者にスイツチ動作に対する安心感を与えることが
できる。

このようなスイツチ装置５の操作により例えば
デイスプレイ装置においてカーソルの上下にある
表示パターンを削除するなどの表示情報制御信号
の入力が行われる。

次に支持台１に取付けられるホルダ７について
第１１図により説明する。

図において、７ａは球体収納部、７ｂは連結
部、７ｃ，７c′はＸとＹの光センサ取り付け部、
７ｄは圧力ばね取り付け部であり、ホルダ７はこ
れら各部を一体化して形成されている。

本ホルダ７はその中央部に球体２の上部を収納
する球体収納部７を備え、該球体収納部７ａは裏
面が球体２との接触を逃げて該球体２が自由に上
方へ移動できるようにドーム形状に形成されてい
る。また球体収納部７ａの周辺には支持台１のね
じ取付け突起１ｅと上部に取付けるプリント基板
１０とを連結する３個の連結部７ｂが設けられて
いる。この連結部７ｂはｄ図の如く留めねじが挿
通するように筒状に形成されており、その下方穴
７ｅに突起１ｅが嵌入し、且つ上方突起７ｆにプ
リント基板１０の取付け穴１０ａ（第２図参照）
が嵌入することで、支持台１とホルダ７およびプ
リント基板１０の位置出しが行われ、図示せぬ留
めねじによりそれらが一体に連結される。

更にホルダ７は支持台１に取付けた時に回転ロ
ーラユニツト３，３′の２枚のスリツト板３ｃ，
３ｅに対応する位置にＸとＹの光センサ取付け部
７ｃ，７c′を、球体収納部７ａの上側中心部より
下方へ向かつて傾斜した斜面を有する凹状の圧力
ばね取付け部７ｄを備えている。

光センサ取付け部７ｃ，７c′はｃ図の如く、ス
リツト板３ｃ，３ｅの上部が位置するスリツト溝
７ｇを有し、その両側に各ホトカプラの発光素子
と受光素子を挿入固定してセツトする貫通した対
向穴７ｈが形成されている。また圧力ばね取付け
部７ｄはｄ図に示す如く、その斜面上部に上方へ
開口した嵌入溝７ｉを備えた係止突起７ｊを一体
に備えている。このようなホルダ７の光センサ取
付け部７ｃ，７c′、圧力ばね取付け部７ｄにｅ図
の如くそれぞれ光センサ８，８′と圧力ばね９を
取り付ける。光センサ８，８′の発光素子と受光
素子はホルダ７を支持台１に取付けた時に、回転
スリツト板３ｃと固定スリツト板３ｅの２枚をは
さむような位置にセツトされる。そしてセツトさ
れた発光および受光素子のリード端子８ａが対向
穴７ｈより突出し、後に取付けるプリント基板１
０との電気接続が行われる。

圧力ばね９はその上方に貫通孔９ａを備えてお
り、該孔９ａを係止突起７ｊに入れ且つそれを下
方に引いて嵌入溝７ｉに嵌入することで、圧力ば
ね取付け部７ｄ内の斜面に密着するように且つ片
持ち梁状態で取付けられる。そしてホルダ７を支
持台１に取付けた時に、該圧力ばね９は支持台１
の押圧ローラ設置台１ｃに載せられた押圧ローラ
４をそのばね性により押圧する。

支持台１とホルダ７およびプリント基板１０を
上述の如く留めねじで一体的に結合した後、ケー
ブル１２が導出するようにケース１１を支持台１
に取付け、球体収納部１ａ，７ａの内部に球体２
を入れて支持台１の下面に取外し可能な回転蓋１
３（第１図ｃ参照）を取付けることにより本考案
に係るXY座標入力装置が完成される。

本入力装置は操作平面上を走行させることによ
り、球体２が回転し、且つそれに接触したＸとＹ
の回転ローラユニツト３，３′が回転することに
よつて回転スリツト板３ｃが回転する。そしてこ
の回転によるスリツト３ｉの数を固定スリツト板
３ｅのスリツト３ｉ，３ｋを基準として光センサ
８，８′が検知することで、本入力装置の走行量
および走行方向が検出され、この検出信号によつ
て例えばデイスプレイ装置のカーソルが移動制御
される。

〔効果〕

本考案の如く一体のホルダに複数の光センサ収
容部を形成し、且つ該収容部と支持台との位置合
わせを直接行うことにより、装置全体（光センサ
同士、支持台と光センサ、光センサと回路基板
等）の位置決めが容易で且つ正確に行なえ、且つ
部品点数が少なくなり、安価で信頼性の高いXY
座標入力装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第１１図は本考案の実施例を説明する
ための図であり、第１図ａ，ｂ，ｃは本入力装置
外観の上面図と側面図および下面図、第２図は第
１図の内部構成を説明するための分解斜視図、第
３図ａ，ｂ，ｃは本考案に係る支持台の上面図と
側面図および下面図、第４図ａ，ｂは本考案に係
る支持ボール設置部の支持ボール取付前の状態を
下方より見た平面図と側面図、第５図ａ，ｂは第
４図の支持ボール取付後の状態を下方より見た平
面図と側面図、第６図ａ，ｂは本考案に係る回転
ローラユニツトの側面図と正面図、第７図は本考
案に係る回転ローラユニツトの取付けを説明する
斜視図、第８図は本考案に係る押圧ローラの取付
けを説明するための部分的に破断して示す斜視
図、第９図は本考案に係るスイツチの取付け状態
を説明するための正面図と側断面図、第１０図は
第９図のスイツチ押下状態を示す側断面図、第１
１図ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅは本考案に係るホルダを
各種方向より見た図で、ａが上方より見た上面
図、ｂが側面図、ｃが下方より見た下面図、ｄが
ａの破断線ｄ……d′の矢印方向に見た断面図、ｅ
が圧力ばねおよび光センサ取付け状態の斜視図で
ある。第１２図は従来構造を説明するための斜視
図である。 符号の説明、１……支持台、２……球体、３，
３′……回転ローラユニツト、３Ａ……回転ロー
ラ、４……押圧ローラ、５……スイツチ装置、６
……支持ボール、７……ホルダ、８，８′……光
センサ、９……圧力ばね、１０……プリント基
板、１１……ケース。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 回転自在な球体２と、 球体２と接触し球体２の回転力により回転す
   るＸとＹの回転ローラ３Ａと、 Ｘ・Ｙ回転ローラ３Ａの回転量をそれぞれ検
   出する光センサ８，８′と回転・固定スリツト
   板３ｃ，３ｅを具備する回転量検出手段と、 球体２、回転ローラ３Ａ、回転量検出手段が
   実装される支持台１とを少なくとも有するXY
   座標入力装置において、 モールド部材からなり前記Ｘ・Ｙ回転ローラ
   に対応する位置に光センサの周囲をガイドして
   収容するＸとＹの光センサ収容部が一体に形成
   されたホルダ７を設け、 該ホルダ７を前記支持台１上に球体２を覆う
   ように位置決め固定してなることを特徴とした
   XY座標入力装置。 (2) 前記光センサ８，８′が接続される回路基板
   １０を設け、前記支持台１上に前記ホルダ７
   を、その上に前記回路基板１０を重ねて相互に
   位置決め固定してなることを特徴とした実用新
   案登録請求の範囲第１項記載のXY座標入力装
   置。