JPH0755632Y2 - Ｘ−ｙ方向入力装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の利用分野〕 本考案は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。

〔考案の背景〕

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。

この入力装置としては従来より種々の形態のものが知ら
れているが、その中の一つに、ケーシングをベース上で
任意の方向に移動することにより、その移動方向と移動
量を検出する「マウス」（商品名）と称呼されるＸ−Ｙ
方向入力装置が開発されている。

かかるＸ−Ｙ方向入力装置は、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の回転型電気部品からな
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。

このように、前記第１の従動ローラと第２の従動ローラ
は、それぞれの軸方向がほぼ直交するように前記ケーシ
ング内に配置される必要があり、しかも両従動ローラの
一端には、これらを回転軸とするように第１および第２
の回転型電気部品をそれぞれ固着する必要がある。この
ため、従来は、回転型電気部品の外殻を形成するホルダ
に、摺動子を備えた摺動子受を回転自在に支承するとと
もに、その摺動子に対向して所望のパターン部を有する
コード板をホルダに固着し、さらに前記摺動子受を第１
および第２の従動ローラの一端にそれぞれ固着して第１
の従動ローラと第１の回転型電気部品，ならびに第２の
従動ローラと第２の回転型電気部品を連結していた。

しかしながら、上述した従来の回転型電気部品では、摺
動子が摺動子受を介して従動ローラの一端に固着されて
回転する構造になつてるいため、摺動子の摺動子受側支
持部からコード板側当接部までの長さをあまり長くする
ことができず、摺動トルクを小さくすることが困難であ
つた。

〔考案の目的〕

本考案の目的は、上記従来技術の欠点を除き、摺動トル
クの小さいな回転量検出手段を実現できるＸ−Ｙ方向入
力装置を提供するにある。

〔考案の概要〕

この目的を達成するために、本考案は、前記回転量検出
手段が、パターン部を有し前記従動ローラに固着されて
従動ローラと一体に回転するコード板と、そのコード板
の前記パターン部と摺動可能な摺動子と、その摺動子の
一端を支持するホルダとで構成され、かつ前記摺動子と
ホルダとの支持部分がコード板から外れた部位に設定さ
れていることを特徴とする。

〔考案の実施例〕

以下、本考案の実施例を図面について説明する。

第１図は、本考案の実施例に係る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イ装置２
と、フアンクシヨン・キーを有する入力装置３と、本考
案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。

第２図は上記入力装置４の構成部品を示す分解斜視図、
第３図〜第５図はその入力装置４の主要部品の説明図
で、第３図は上ケースの底面図、第４図は下ケースの平
面図、第５図は検出部の平面図である。

これらの図に示すように、入力装置４の外殻を形成する
ケーシング８は、例えABS樹脂などで形成された下ケー
ス９と上ケース10とからなり、これらケース9,10は図示
せぬネジによつて接合され一体化されるようになつてい
る。

下ケース９の後方（第４図中左方）中央には大径の開口
部11が穿設されており、この開口部11の周縁には周壁12
が立設されている。また、開口部11の周囲には、凹溝13
a,14aを有する２個の軸受保持体13,14と両軸受保持体1
3,14より幾分大き目な２個のホルダ保持体15,16とが立
設されている。これら保持体13,14,15,16は後述する従
動ローラと回転量検出手段を保持位置決めするためのも
ので、そのうち一方の軸受保持体13とホルダ保持体15な
らびに他方の軸受保持体14とホルダ保持体16はそれぞれ
対をなし、これら各対のそれぞれの中心線は互いに直交
するように配設されている。

前記周壁12の一部には空室17aを有する収納体17が一体
に形成されている。この収納体17は、後述する摩擦力付
与手段を収納保持するためのもので、その上端には一対
の切欠部17bが形成されている。

また、下ケース９には、前記ホルダ保持体15および収納
体17に近接して一対の弾性突起18が立設され、さらに両
弾性突起18の近傍には３本の支持突起19が立設されてい
る。これら弾性突起18は後述するスイツチ基板を下ケー
ス９に対して位置決めするためのもので、各支持突起19
はそのスイツチ基板を支持するためのものである。さら
に、下ケース９の前方２ヶ所と後方２ヶ所にはネジ挿入
孔20,21,22,23がそれぞれ穿設されている。

上ケース10は、オペレータが片手で持つて操作できる大
きさに設計され、その湾曲した上壁部の前方位置には一
対の嵌入孔24が形成されている。第３図から明らかなよ
うに、上ケース10の上壁部の内面には複数本の溶着ピン
25が立設されており、これら溶着ピン25によつて互いに
連結された２本のスイツチレバー26の一端が上ケース10
に固着されている。この固着は、スイツチレバー26の小
孔を各溶着ピン25に貫通した後、溶着ピン25の先端を溶
かしてめたもので、これによりスイツチレバー26は、
その操作端がめ部を支点として自身の弾性により回転
可能となる。なお、スイツチレバー26の操作端は、この
固着により、前記嵌入孔24から若干突出した状態にな
る。

また、上ケース10の上壁部内面には、前記下ケース９の
ネジ挿入孔20,21,22,23と対応する位置にネジ挿入穴27,
28,29,30が、開口部11と対応する位置に環状リブ31が、
収納体17と対応する位置に押圧突起32が、両弾性突起18
と対応する位置に筒状突起33が、この筒状突起33の近傍
に一対の押圧リブ34がそれぞれ形成されている。さらに
上ケース10の上壁部内面には、前記各保持体13,14,15,1
6に対応して、一方の軸受保持体13とホルダ保持体15を
結ぶ中心線，ならびに他方の軸受保持体14とホルダ保持
体16を結ぶ中心線に沿うようにＬ字型の押圧壁35が形成
されている。

これら上ケース９とケース10との間には、第５図に示す
検出部の主要構成部品が収納される。同図において、フ
エノール樹脂などの比較的硬質な絶縁材料からなるスイ
ツチ基板36には、前記下ケース９の弾性突起18に対応し
て２個の位置決め孔36aが穿設されており、このスイツ
チ基板36上には２個のプツシユスイツチ37とコネクタ38
が半田固定され、これらはスイツチ基板36の裏面に形成
されたパターン配線（図示せず）によつて結線されてい
る。

前記プツシユスイツチ37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，制御などの各種信号処理に用いられる。そし
て、デイスプレイ装置２と入力装置４は、第１図に示す
ようにコード39および差込みプラグ40によつて接続され
ている。

また、前記スイツチ基板36と回転量検出手段である第１
のエンコーダ41ならびに第２のエンコーダ42とには、所
望のパターン配線を形成したフレキシブルなフイルム基
板43がそれぞれ半田付けされており、さらに、第１およ
び第２のエンコーダ41,42に第１および第２の従動ロー
ラ44,45がそれぞれ連結されている。従つて、以上の説
明から明らかなように、第１および第２の従動ローラ4
4,45ならびにこれらに連結された第１および第２のエン
コーダ41,42と、プツシユスイツチ37やコネクタ38など
を搭載したスイツチ基板36とは、フレキシブルなフイル
ム基板43を介して予め一体化されるとともに、電気的に
も導通状態に連結されている。

第６図および第７図は前記第１のエンコーダ41の内部構
造の説明図で、第６図は分解斜視図、第７図は組立状態
の断面図示である。

これらの図に示すように、第１のエンコーダ41は、エン
コーダのの外殻を形成するホルダ46と、３本の摺動子47
a,47b,47cと、中央に共通パターン48aを有し、その周囲
に内側周辺パターン48bと外側周辺パターン48cを有する
コード板48と、筒状のスペーサ49と、係止ナツト50とに
よつて構成されている。

ホルダ46は平坦部51を有し、その平坦部51の一面側には
環状の周壁52が、他面側には円筒状の軸受部53がそれぞ
れ形成されており、この軸受部53の上下位置には突部53
aと位置決め突部53bが形成されている。この軸受部53は
前記周壁52の中心位置に形成され、軸受部53には段部を
有する挿入孔54が穿設されている。また、前記平坦部51
には、周壁52から外れた部位に複数本の溶着ピン51aが
立設されており、これら溶着ピン51aによつて各摺動子4
7a,47b,47cの一端が平坦部51に固着されている。そし
て、このように溶着ピン51aに一端を固着された各摺動
子47の自由端は、周壁52の一部に形成された切欠きを通
つて周壁52の内部に延出している。

一方、前記第１の従動ローラ44の一端には、主軸部分よ
り幾分小径な係合軸部44aとこの係合軸部44aよりさらに
小径な挿入軸部44bとが形成されており、これら係合軸
部44aと挿入軸部44bは、前記挿入孔54に軸受部53側から
挿入される。このように挿入孔54に挿入されて周壁52内
に達した第１の従動ローラ44の挿入軸部44bには、前記
スペーサ49およびコード板48が順次嵌挿され、しかる
後、係止ナツト50を挿入軸部44bの一端に係止すること
により、コード板48が第１の従動ローラ44に固着され
る。この時、第１の従動ローラ44の主軸部分と係合軸部
44a間の段部が挿入孔54の周縁部に当接し、一方、スペ
ーサ49の一端が挿入孔54内の段部に当接するため、第１
の従動ローラ44はその軸線方向への移動が規制された状
態で第１のエンコーダ41に連結される。また、コード板
48は、スペーサ49によつて平坦部51からの距離が規制さ
れた状態で第１の従動ローラ44に固着される。

このようにしてホルダ46に第１の従動ローラ44およびコ
ード板48を組込むことにより、第１の摺動子47aが共通
パターン48aに、第２の摺動子47bが内側周辺パターン48
bに、第３の摺動子47cが外側周辺パターン48cにそれぞ
れ弾接されるが、各摺動子47a,47b,47cは、前述したよ
うにコード板48から外れた部位にその支点を有するた
め、コード板48の弾接部分から支点までのスパンを長く
設定でき、安定した摺動トルクを得ることができる。

第１のエンコーダ41は以上説明したような構造になつて
いるが、第２のエンコーダ42もこれと同一の構造になつ
ている。すなわち、第２のエンコーダ42は、エンコーダ
の外殻を形成するホルダ55（第２図および第５図参照）
と、このホルダ55に支持された３本の摺動子と、これら
摺動子と接触するコード板とで基本的に構成され、コー
ド板は第２の従動ローラ45の一端に固着されている。ま
た、ホルダ55の一面側には軸受部56が突設され、この軸
受部56の上部には突部56aが、下部には図示せぬ位置決
め突起が形成されている。

次に、前述した摩擦力付与手段について第８図および第
９図を主に用いて説明する。

第８図に示すように、摩擦力付与手段は、合成樹脂性の
転接ローラ57と、この転接ローラ57を支承するローラ支
持部材58と、ローラ支持部材58を支承する前記収納体17
と、コイルばね59とで構成されている。

合成樹脂の成形品からなるローラ支持部材58は、上部側
壁に一対の回転支軸58aを有し、下部背面にばね受け突
部58b（第９図参照）を有し、さらに、これら回転支軸5
8aとばね受け突部58bの間の中央位置には軸受部58c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
58cには転接ローラ57に挿通された支軸60の両端が圧入
されており、これにより転接ローラ57は、支軸60を回転
軸としてローラ支持部材58に回転自在に支承される。

かかるローラ支持部材58は、ばね受け突部58bにコイル
ばね59の一端を係止した状態で収納体17の空室17a内に
挿入される。すると、第９図に示すように、ローラ支持
部材58の両回転支軸58aが収納体17の両切欠部17b内に入
り込み、コイルばね59はローラ支持部材58と収納体17の
内壁との間で圧縮状態で保持され、それの弾発力によ
り、ローラ支持部材58は回転支軸58aを支点として図中
時計回り方向へ付勢される。この付勢力により、ローラ
支持部材58に支承された転接ローラ57は、その一部を収
納体17より前記開口部11に向けて若干突出するととも
に、ローラ支持部材58の一部が収納体17の内壁に当接
し、これによりローラ支持部材58ならびに転接ローラ57
の抜け止めがなされる。

次に、このように構成された入力装置４の組立方法につ
いて第10図ないし第12図を主に用いて説明する。なお、
第10図は上ケース10を取り除いた状態の平面図、第11図
はケーシング８の長手方向に沿う断面図、第12図はケー
シング８の短手方向に沿う断面図である。

まず、第10図に示すように、下ケース９に立設された軸
受保持部材13,14のそれぞれの凹溝13a,14aにメタル軸受
61,62を嵌合固定する。次に、フイルム基板43を介して
予め一体化された第１の従動ローラ44と第１のエンコー
ダ41,第２の従動ローラ45と第２のエンコーダ42,ならび
にスイツチ基板36（第５図参照）前記第１および第２の
従動ローラ44,45の一端をそのメタル軸受61,62にそれぞ
れ挿入し、第１および第２のエンコーダ41,42をそれぞ
れの位置決め突起53b（第２のエンコーダ42側の位置決
め突起は図示省略）を利用してホルダ保持体15,16に係
合保持する。これにより、第１および第２の従動ローラ
44,45は、それぞれの軸方向が直交するように下ケース
９の所定位置に配設される。

一方、スイツチ基板36は、２個の位置決め孔36aを下ケ
ース９に立設した弾接突起18に嵌挿することで、下ケー
ス９の所定位置に位置決めされるとともに、３本の支持
突起19上に載置される。この時、前記弾性突起18の中央
には軸線方向に沿つて割り溝18aが形成されているた
め、スイツチ基板36の両位置決め孔36a間の寸法が、温
度変化や孔あけ時の加工誤差などにより多少ばらついた
としても、スイツチ基板36を弾性突起18に容易に嵌挿す
ることができる。

以上説明した第１および第２の従動ローラ44,45ならび
に第１および第２のエンコーダ41,42、スイツチ基板36
の下ケース９側への組込み作業は、フレキシブルなフイ
ルム基板43を介して一体化した状態で行うことができる
ため、各部が分離することなく、しかも組込後の煩雑な
半田付け作業も不要であつて、極めて簡単に行うことが
できる。

次に、転接ローラ57を組込んだローラ支持部材58のばね
受け突部58bにコイルばね59の一端を係止した状態で、
これらを収納体17の空室17a内に挿入し、ローラ支持部
材58の回転支軸58aを収納体17上端の切欠部17bに支承す
る。かかる組込作業は、上述した第１および第２の従動
ローラ44,45などの組込作業の前に行うことも可能であ
る。

このようにして、下ケース９の所定位置に検出部の主要
構成部品を組込んだ後、第11図および第12図に示すよう
に、下ケース９に上ケース10を被せ、前記ネジ挿入孔2
0,21,22,23とネジ挿入穴27,28,29,30とを図示せぬネジ
で連結することにより、下ケース９と上ケース10とは一
体的に接合される。

この下ケース９と上ケース10との一体化により、下ケー
ス９の所定位置に位置決めされた前記検出部の構成部品
のうち、両メタル軸受61,62と第１および第２のエンコ
ーダ41,42の各突部53a,56aならびにホルダ46,55の上壁
とが上ケース10側の押圧壁35によつて押圧され、第１お
よび第２の従動ローラ44,45ならびに第１および第２の
エンコーダ41,42は両ケース9,10間に挾持固定される。
同様に、ローラ支持部材58の上面には上ケース10に垂設
された押圧突起32の下端が当接し、これによりローラ支
持部材58の収納体17からの脱落が防止される。さらに、
スイツチ基板36の上面には、弾性突起18に外嵌される筒
状突起33と押圧リブ34のそれぞれの下端が当接され、こ
れら筒状突起33と押圧リブ34ならびに下ケース９に立設
した３本の支持突起19とにより、スイツチ基板36は挾持
固定される。

このスイツチ基板36の上面には前述の通り２個のプツシ
ユスイツチ37が半田固定されており、一方、上ケース10
の上壁には２本のスイツチレバー26の一端が固着され、
両スイツチレバー26の下面には操作部26aが垂設されて
いる。これら操作部26aの下面は、下ケース９と上ケー
ス10とを一体化した際に前記プツシユスイツチ37の上方
と対向し、これにより、オペレータが上ケース10の上壁
から突出するスイツチレバー26を押し込むと、操作部26
aがプツシユスイツチ37に当接して所望のスイツチ動作
が行われる。

以上のようにして下ケース９と上ケース10とを一体化し
た後、下ケース９の開口部11からケーシング８の内部に
鋼球からなる被回転球体63を挿入し、その後、開口64a
を有する蓋体64を下ケース９の開口部11周縁に係止す
る。これにより、被回転球体63は、上ケース10の環状リ
ブ31と蓋体64の環状保持部64bとでケーシング８内に転
動自在に保持され、その下端が蓋体64の開口64aから下
方に露出する（第９図参照）。

次に、上記実施例の回転量検出原理を第13図を基に説明
する。

第１の従動ローラ44と第２の従動ローラ45上には、転接
ローラ57によつて被回転球体63が圧接されている。第１
の従動ローラ44と第２の従動ローラ45の軸方向は直交
し、これらは被回転球体63に対しては互いに直角な方向
から接触する。転接ローラ57は、第１および第２の従動
ローラ44,45の軸線が交わる点Ｑと、被回転球体63の中
心Ｏとを結ぶ直線上に配置され、コイルばね59の弾発力
を受けて被回転球体63を第１および第２の従動ローラ4
4,45に対し均等な力で押圧する。なお、転接ローラ57を
回転自在に支承するローラ支持部材58は、収納体17に回
転支軸58aを支点として回転自在に保持されているた
め、被回転球体63の回転によつて転接ローラ57の支軸60
やローラ支持部材58の回転支軸58aのそれぞれの軸方向
が揺動することはなく、常に被回転球体63を第１および
第２の従動ローラ44,45に対し均等な力で押圧すること
ができる。

さらに、前記第1,第２の従動ローラ44,45の一端にはこ
れらを回転軸として第1,第２のエンコーダ41,42が連結
されている。これら第1,第２のエンコーダ41,42は、第
1,第２の従動ローラ44,45の回転量を検出するもので、
被回転球体63の回転量をＸ方向,Y方向の各々の成分に分
けて検出することにより、被回転球体63の回転状態を知
ることができる。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案によれば、回転量検出手段
を、パターン部を有し従動ローラに固着されて該従動ロ
ーラと一体に回転するコード板と、そのコード板の前記
パターン部と摺接可能な摺動子と、その摺動子の一端を
支持するホルダとで構成するとともに、前記摺動子のホ
ルダにおける支持部分をコード板から外れた部位に位置
させたため、摺動子の支点からコード板当接部までのス
パンを可及的に長く設定でき、よつて摺動トルクの小さ
な回転量検出手段を備えたＸ−Ｙ方向入力装置を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

図は全て本考案の実施例に係る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
図は入力装置の分解斜視図、第３図は上ケースの底面
図、第４図は下ケースの平面図、第５図は検出部の主要
部品の平面図、第６図は従動ローラとエンコーダの分解
斜視図、第７図はその従動ローラとエンコーダの組立断
面図、第８図は転接ローラ，支軸，ローラ支持部材，収
納体ならびにコイルばねの分解斜視図、第９図はそれら
の組立状態を示す断面図、第10図は上ケースを取り除い
た入力装置の平面図、第11図，第12図は入力装置全体の
組立断面図、第13図は入力装置の回転量検出原理を示す
説明図である。 ４…入力装置、８…ケーシング、９…下ケース、10…上
ケース、11…開口部、13,14…軸受保持体、15,16…ホル
ダ保持体、17…収納体、17a…空室、17b…切欠部、18…
弾性突起、18a…割り溝、19…支持突起、26…スイツチ
レバー、26a…操作部、32…押圧突起、33…筒状突起、3
4…押圧リブ、35…押圧壁、36…スイツチ基板、37…プ
ツシユスイツチ、41…第１のエンコーダ、42…第２のエ
ンコーダ、43…フイルム基板、44…第１の従動ローラ、
45…第２の従動ローラ、46,55…ホルダ、47…摺動子、4
8…コード板、49…スペーサ、50…係止ナツト、51…平
坦部、52…周壁、53,56…軸受部、54…挿入孔、57…転
接ローラ、58…ローラ支持部材、59…コイルばね、60…
支軸、61,62…メタル軸受、63…被回転球体、64…蓋
体、64a…開口。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項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ケーシングとを備えたＸ−Ｙ方向
   入力装置において、前記回転量検出手段が、パターン部
   を有し前記従動ローラに固着されて従動ローラと一体に
   回転するコード板と、そのコード板の前記パターン部と
   摺接可能な摺動子と、その摺動子の一端を支持するホル
   ダとで構成され、かつ前記摺動子とホルダとの支持部分
   がコード板から外れた部位に設定されていることを特徴
   とするＸ−Ｙ方向入力装置。