JPS6213145Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 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。

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。この入力装置の
一つに、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
の回転角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の回転角
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の回転角検出手段
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角を第１
および第２の回転角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。

本考案は、この種の入力装置を対象とするもの
で、信頼性の高いＸ−Ｙ方向入力装置を提供する
ことを目的とする。

次に本考案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。

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図は入力装置の正面図、第４図は入力装置の
背面図、第５図は入力装置の切断側面図である。

ケーシング８は硬質合成樹脂で成形された下ケ
ース９と上ケース１０とからなり、第３図および
第４図に示すように上ケース１０のケース下端部
１１が下ケース９のケース上端部１２を覆うよう
に外嵌されている。これは下ケース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
が侵入するのを阻止するためである。

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、また第２図ないし第５図に
示す如く持ち易いように上壁部１３ならびに左、
右側壁部１４，１４が適度の角度をもつて傾斜し
ている。上ケース１０における上壁部１３の所定
位置、すなわち上ケース１０を手で握つたとき指
と対向する位置には、スイツチ１５の操作端１６
が嵌入される長方形の嵌入穴１７が形成されてい
る。このスイツチ１５は押ボタン式のもので、第
２図に示すように２個あるいは３個（一点鎖線で
表示）程度設置され、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
の他の制御に用いられる。第３図ないし第５図に
示すように、スイツチ１５の操作端１６は上ケー
ス１０より若干突出している。

第６図は上ケース１０の底面図で、上壁部１３
の内面の所定位置には筒部１８が一体に突設さ
れ、筒部１８の内側には合成ゴムなどからなる短
管状の弾性緩衝体１９が挿入されている。筒部１
８内での緩衝体１９の固定は、緩衝体１９の弾性
を利用して強制的に押し込むか、あるいは接着剤
などによつて固定される。第５図に示すように、
緩衝体１９の機能を発揮するため、それの下端は
前記筒部１８の下端よりも若干下方へ突出してい
る。

第６図に示すように上ケース１０の前壁部２０
のほぼ中央にはブツシユ嵌合切欠部２１が、また
それの両側には連結穴２２，２２が設けられてい
る。また、上ケース１０の後壁部２３の内面中央
には、タツピングネジ２４（第５図参照）が螺挿
されるネジ挿入部２５が一体に突設されている。

第７図は取付板２６を付設した下ケース９の平
面図、第８図は下ケース９の底面図である。下ケ
ース９の前壁部２７のほぼ中央にはブツシユ嵌合
切欠部２８が形成され、その両側には前方に向い
て連結爪２９，２９がそれぞれ突設されている。
下ケース９の後壁部３０の内面中央には、挿通穴
３１を有するネジ挿通部３２が一体に突設されて
いる。第７図に示すように下ケース９の上には若
干の隙間をおいて金属あるいは硬質合成樹脂など
からなる取付板２６がネジ３３で連結され、この
取付板２６は後述のように各部品の取付けに利用
されるとともに、下ケース９の補強部材としても
役立つている。また、下ケース９からは複数本
（本実施例では３本）の支柱３４が一体に立設さ
れ、それらの上部には第５図に示すように所定形
状の導電パターン（図示せず）を有するプリント
基板３５がネジ止めによつて取り付けられてい
る。本実施例の場合、第７図に示すように１本の
支柱３４は取付板２６を貫通して上方に延びてい
る。

下ケース９と上ケース１０の接合は、第３図に
示すように下ケース９の連結爪２９，２９を上ケ
ース１０の連結穴２２，２２にそれぞれ嵌入し、
第５図に示すように下ケース９側からタツピング
２４を上ケース１０のネジ挿入部２５に螺挿する
ことによつて行なわれる。下ケース９と上ケース
１０を接合する際、ゴム製のブツシユ３６が前記
ブツシユ嵌合切欠部２１，２８の間に嵌め込ま
れ、下ケース９と上ケース１０との間で挾着され
る。ブツシユ３６は信号線３７を保護するための
もので、信号線３７の一端は第５図に示すように
前記プリント基板３５に接続され、他端は第１図
に示すようにデイスプレイ装置２の入力端に接続
されている。この信号線３７は、入力装置４をシ
ート５上で操作するのに支障のない長さを有して
いる。

第７図に示すように下ケース９の所定位置には
円形の開口部３８が形成され、さらに取付板２６
の開口部３８と対向する位置には開口部３８より
も若干径大の貫通穴３９が設けられている。第９
図は、第８図−線上の拡大断面図である。こ
の図に示されているように、前記開口部３８の周
縁は下方に向けて若干径小になるようにテーパ４
０がつけられ、開口部３８の下側周縁には開口部
３８を取り囲むように環状の第１突堤４１が設け
られている。この第１突堤４１の径方向外側には
所定の間隔をおいて環状の第２突堤４２が設けら
れ、これら第１突堤４１および第２突堤４２は下
ケース９から一体に突設され、両方ともほぼ同じ
高さになつている。

第８図に示すように、第１突堤４１および第２
突堤４２が下ケース９の後方に片寄つているた
め、これと対応して前方の両側にそれぞれバラン
ス用突部４３が設けられている。この例の場合
は、下ケース９の開口部３８から一部が突出した
後述する球体４４と両側の突部４３，４３で３点
支持され、入力装置４全体がぐらつかないように
バランスがとれている。

第１０図は他の例における下ケース９の底面
図、第１１図は第１０図−線上の拡大断面図
である。この例の場合、第１０図に示すように下
ケース９の下面前方のほぼ中央位置に１つのバラ
ンス用突部４３が、下面後方の両側に２つのバラ
ンス用突部４３がそれぞれ設けられて、これら３
つの突部４３でバランスよく３点支持されてい
る。なお、バランス用突部４３の配置をこの例と
全く反対のように、すなわち、下ケース９の下面
前方の両側に２つのバランス用突部４３を、下面
後方のほぼ中央位置に１つのバランス用突部４３
を設けても構わない。

いずれにしてもバランス用突部４３によつて支
持する場合、第１１図に示すように突部４３は前
記第１突堤４１ならびに第２突堤４２よりも若干
長く突出され、入力装置４をベース上で操作する
際に突堤４１，４２の下面が直接ベースに接触し
ないか、あるいは接触しても軽く接触するように
なつている。

このバランス用突部４３はベースとの接触抵抗
を可及的に小さくするため、下端部に丸味がつけ
られている。この丸味のある突部４３を設ける方
法として、例えば次の２つの方法がある。すなわ
ち、第１の方法は第９図および第１１図に示すよ
うに、下端部に丸味のあるバランス用突部４３を
下ケース９と一体に成形する方法である。第２の
方法は第１２図に示すように、小径の鋼球を下ケ
ース９の所定位置に下端部が若干突出するように
埋込む方法である。このように鋼球を用いれば、
バランス用突部４３の摩耗がなく長期間それの機
能が発揮できて好適である。

前記下ケース９に形成された開口部３８の上方
には鋼球からなり所定の重量を有する球体４４が
配置され、それの一部は開口部３８から下方へ突
出して、ベース（シート５あるいは他の面）上を
転動するようになつている。

第１３図は、入力装置の組立途中における作動
部の拡大平面図である。球体４４の球面には第１
従動ローラ４５と第２従動ローラ４６とが接触し
ており、両ローラ４５，４６はそれぞれ軸受４７
を介して取付板２６に回転自在に取り付けられて
いる。この例の場合、図示していないが各軸受４
７は取付板２６にネジ止めされている。前記第１
従動ローラ４５および第２従動ローラ４６は、所
定の割合にガラス繊維を混入したポリアセタール
樹脂で成形されている。一方、軸受４７は、摩擦
係数の小さい例えばフツ素樹脂やポリアセタール
樹脂などで成形されている。

第１３図に示すように作動部を平面から視た場
合、第１従動ローラ４５と第２従動ローラ４６は
互に軸方向が直交するように配置され、両ローラ
４５，４６は球体４４の回転力によつてそれぞれ
個別に回転される。第１従動ローラ４５の回転方
向と回転角は、回転軸４８を介して連結されてい
る第１可変抵抗器４９によつて検出される。一
方、第２従動ローラ４６の回転方向と回転角は、
回転軸５０を介して連結されている第２可変抵抗
器５１によつて検出される。すなわち第１４図に
示すように、第１従動ローラ４５の回転方向と回
転角の変化は、第１可変抵抗器４９における摺動
子５２のスライド方向とそれの移動量として現わ
れる。同様に第２従動ローラ４６の回転方向と回
転角の変化は、第２可変抵抗器５１における摺動
子５３のスライド方向とそれの移動量として現わ
れる。従つて球体４４の回転状態をｘ軸方向とｙ
軸方向の各成分に分けて、第１可変抵抗器４９お
よび第２可変抵抗器５１のそれぞれの電圧値とし
て検出することができる。このようなことから可
変抵抗器４９，５１は、小さいトルクでも適正に
応答できることが必要である。

第１可変抵抗器４９の端子群５４ならびに第２
可変抵抗器５１の端子群５５は、上方に延びてプ
リント基板３５にそれぞれ接続されている。

第１５図は、球体４４と従動ローラ４５，４６
ならびに弾性付勢ローラ５６のそれぞれの配置状
態を示す説明図である。弾性付勢ローラ５６は同
図ならびに第１３図に示すように、球体４４と接
触し、それを介して第１従動ローラ４５ならびに
第２従動ローラ４６と対向した位置に配設されて
いる。この弾性付勢ローラ５６は、球体４４と第
１従動ローラ４５ならびに球体４４と第２従動ロ
ーラ４６との間での動力伝達が確実に行なうよう
にするために設けられたもので、弾性付勢ローラ
５６は球体４４の回転力によつて自在に回転する
とともに、球体４４を第１従動ローラ４５ならび
に第２従動ローラ４６側に弾性付勢している。

第１５図に示すように、球体４４−第１従動ロ
ーラ４５の間の接触圧と球体４４−第２従動ロー
ラ４６の間の接触圧が等しくなるように、球体４
４と弾性付勢ローラ５６の接触点Ｐと球体４４の
回転中心Ｏを結ぶ直線Ｑが、第１従動ローラ４５
と第２従動ローラ４６との間の中心点を通るよう
に、すなわちΘ_１＝Θ_２になるように弾性付勢ロ
ーラ５６が配置されている。

第１従動ローラ４５、第２従動ローラ４６、第
１可変抵抗器４９、第２可変抵抗器５１ならびに
弾性付勢ローラ５６がそれぞれ取付板２６に取り
付けられたのち、この取付板２６が下ケース９の
内面に固着されるようになつている。

球体４４の材質として鋼球などの金属の他にガ
ラスや合成樹脂も考えられるが、これら単独の材
質では金属に較べて比重が小さいから、ベースと
の摩擦力が十分に得られず、スリツプして適正な
入力信号が得られない。このような理由から金属
製の球体４４が好適であるが、このものにおいて
も球面の粗さを所定の範囲に管理する必要があ
る。

球体４４の表面粗さを種々変えた場合の摩擦係
数の変化を試験し、その結果を第１６図に示す。
この試験では入力装置４のベースとして使用され
るであろう汎用ガラス、曇りガラス、デスク、ポ
リウレタンシート、アクリル樹脂板の５種類のも
のに対する摩擦係数を測定した。すなわち、同図
において横軸に球体４４の表面粗さを、縦軸に摩
擦係数をそれぞれとり、図中の曲線イは平坦な表
面を有する汎用ガラスに対する摩擦係数の変化
を、曲線ロは表面に微細な凹凸を有する曇りガラ
スに対する摩擦係数の変化を、曲線ハはメラミン
樹脂の化粧板を張つたデスクの表面に対する摩擦
係数の変化を、曲線ニは表面に微細な凹凸を有す
るポリウレタンシートに対する摩擦係数の変化
を、曲線ホはアクリル樹脂板に対する摩擦係数の
変化を、それぞれ示す曲線である。

なお、この試験でいう例えば「表面粗さ５μ」
とは、球体４４の表面の凹凸において、凹部の最
も低い個所と凸部の最も高い個所との差が５μあ
ることを示している。

この図から明らかなように、球体４４の表面粗
さが1.7μ（同図において最も左側の測定点）や
2.2μ（同図において左から２番目の測定点）程
度の小さいものであれば、全体的に摩擦係数が小
さく、ベース上を球体４４が転動するときに両者
の間でスリツプが生じることがあり、好ましくな
い。従つてベースとの間で所望の摩擦トルクを得
るためには、球体４４の表面粗さが約５μ以上必
要である。大きい摩擦トルクを得るためには、球
体４４の表面粗さを大きくする必要があるが、余
り表面粗さが大きくなると次のような問題を生じ
る。

すなわち、金属製の球体４４はボール状の粗材
を何段階かに分けて徐々に細かく表面研摩するこ
とによつて仕上げられる訳であるが、このとき球
体４４の表面粗さは表面研摩の段階によつて決ま
つてくる。従つて表面粗さが大きいと言うことは
十分に仕上げられていないことであり、結果的に
は所望の真円度が得られないことになる。球体４
４の真円度が得られないと、第１および第２従動
ローラ４５，４６の回転状態がばらつき、適正な
入力信号が得られない。

また、球体４４の表面粗さが大き過ぎると、特
に硬質のベース上で転動するときに騒音を発し、
製品価値が低下してしまう。さらに表面粗さが大
きいと、ベース上にコーヒなどの飲料水やインク
などがこぼれていて、その上を球体４４が転動し
たとき、飲料水やインクなどが球体４４の表面凹
部に入り込み、サビの原因になる。球体４４の表
面にサビが発生すると、ベースならびに従動ロー
ラ４５，４６との接触状態が変化し、入力信号が
不安定になることがある。このような理由から、
球体４４の表面粗さは約20μ程度にとどめておく
必要があり、望ましくは約10〜15μの範囲に表面
粗さを規制した方がよい。

球体４４として、特に軟窒化処理（タフトライ
ド処理）を行なつて耐摩耗性、耐疲労性ならびに
耐食性を向上したものが好適である。なお、この
処理が施こされても、球体４４の表面粗さは前述
のように約５〜20μの範囲に規制されていること
が必要である。

入力装置４を操作する専用のシート５として、
球体４４によつて表面近傍が若干窪む程度に軟ら
かい方が好ましい。このようなシート５を用いれ
ば、両者の接触面積が増え、しかも球体４４が所
定の表面粗さを有しているから比較的大きな摩擦
力が得られる。第１６図に曲線ニで示した表面に
微細の凹凸を有するポリウレタンシートは、前述
のように球体４４によつて表面近傍が若干窪む程
度の軟らかさを有し、しかも表面に微細な凹凸を
有しているため、専用のシート５として好適であ
る。第１７図および第１８図は、このシート５の
拡大断面図である。第１７図は、表面を梨地状に
加工して微細な凹凸を形成したポリウレタンシー
ト５７を単独で専用のシート５として用いた例を
示している。第１８図は、前記ポリウレタンシー
ト５７の下側に軟質合成ゴムなどからなる滑り止
めシート５８を貼合した複合体を専用のシート５
として用いた例を示している。この後者の場合は
下側に滑り止めシート５８があるから、テーブル
などの上に載置したシート５が入力装置４の操作
中などに移動することがなく、操作し易い。

また、第１９図に示すように専用シート５の外
周より若干内側に入力装置４の操作領域を表示す
る区画線５９を表面に印刷しておけば、その区画
線５９内で入力装置４が操作され、球体４４が不
意にシート５から脱落するようなことが防止でき
る。

第２０図は前記従動ローラ４５，４６の側面
図、第２１図はそれの切断正面図である。第１お
よび第２の従動ローラ４５，４６はともにガラス
繊維などの繊維補強材を混入した合成樹脂で成形
され、回転軸４８，５０が挿通する小判形の貫通
穴６０を有する内周筒部６１と、それより径方向
外側に所定の間隔をおいて設けられた外周筒部６
２と、内周筒部６１から外周筒部６２に向けて放
射状に延びた複数の連結部６３と、内周筒部６１
の一方の端部と外周筒部６２の一方の端部とを連
結する端面部６４とから構成されている。これら
内周筒部６１と外周筒部６２と連結部６３と端面
部６４とはほぼ同じ肉厚を有し、内周筒部６１と
外周筒部６２との間に連結部６３で区画された複
数の弧状凹部６５が形成されている。

このような構成になつた従動ローラ４５，４６
は、軽量でしかも成形による内部歪の発生がほと
んどなく、真円度が得られるから、球体４４から
の動力伝達が適正に行なわれる。

第２２図は従動ローラ４５，４６の変形例を示
す図で、球体４４と接する外表面に微細な凹凸が
形成され、球体４４との間でスリツプが生じない
ようになつている。

第２３図は、従動ローラ４５，４６を支持する
回転軸４８，５０の一部正面図である。回転軸４
８，５０の従動ローラ４５，４６を支持する個所
には外周部に対向したて２つの平坦部６６が設け
られ、それによつて断面形状が小判形になつてい
る。一点鎖線で示すように回転軸４８，５０の平
坦部６６を形成した外周に従動ローラ４５，４６
が嵌着されて、回転軸４８，５０に抜止めワツシ
ヤー６７が取り付けられるが、このワツシヤー６
７と平坦部６６の他端との間の距離L₁は従動ロ
ーラ４５，４６のローラ幅L₂よりも若干長く設
計されている。従つて従動ローラ４５，４６は
L₁とL₂の差分だけ回転軸４８，５０の軸方向に
沿つてそれぞれ移動できるようになつており、入
力装置４の操作中に球体４４が水平方向に幾分移
動したときに、従動ローラ４５，４６がそれに追
従できるようになつている。

第２４図は前記弾性付勢ローラ５６を含む弾性
付勢手段６８の側面図、第２５図はその弾性付勢
手段６８の背面図、第２６図はその弾性付勢手段
６８に用いる線バネ６９の斜視図である。

この弾性付勢手段６８は、合成樹脂あるいは硬
質ゴムなどからなる弾性付勢ローラ５６と、それ
を回転自在に支承する支軸７０と、その支軸７０
の両端部をスライド可能に支持する支持台７１
と、弾性付勢ローラ５６を球体４４側に弾性付勢
するための線バネ６９とから構成されている。支
軸７０の両端部には、第２５図に示すように線バ
ネ６９が軸方向に移動して外れるのを阻止するた
めの移動阻止部７２がそれぞれ設けられている。
前記支持台７１には支軸７０の両端部をそれぞれ
支持する手持突記７３，７３が所定の間隔をおい
て立設され、それらの上部に球体４４側に向けて
切込まれた切込溝７４がそれぞれ形成されて、そ
の切込溝７４に支軸７０の両端部がスライド可能
に挿入されるとともに、支軸７０に支承された弾
性付勢ローラ５６が支持突起７３，７３の間に回
転可能に挿入される。

線バネ６９は第２６図に示すように、水平方向
に延びた２つの基端部７５と、それら基端部７５
の一端から斜め上方に向けて立設した２つの押圧
部７６とから構成され、これら基端部７５と押圧
部７６とは１本のバネ線材を屈曲することによつ
て容易に一体に形成される。そして第２４図およ
び第２５図に示すように、基端部７５が支持台７
１の両側から差込まれて線バネ６９の位置決めが
なされ、一方、押圧部７６は支軸７０の両端部に
それぞれ弾接される。この弾接で弾性付勢ローラ
５６が球体４４に弾接され、さらに球体４４は第
１および第２従動ローラ４５，４６に均等に弾接
されて、球体４４と第１従動ローラ４５との間な
らびに球体４４と第２従動ローラ４６との間で所
望の接触圧が得られる。

この弾性付勢手段６８による球体４４と第１お
よび第２従動ローラ４５，４６との弾接を効率よ
く行なうため、第２４図に示すように、入力装置
４の操作時には球体４４と第１従動ローラ４５と
の接触点Ｒ、球体４４と第２従動ローラ４６との
接触点Ｓ、球体４４と弾性付勢ローラ５６との接
触点Ｐが同一平面上になるように設計されてい
る。

前述のように球体４４は下ケース９の開口部３
８の近傍に回転自在に配置されているから、入力
装置４の取扱い中などに球体４４が上下動し、そ
のために球体４４が下ケース９の開口部３８の開
口縁あるいは取付板２６の貫通穴３９の開口縁に
衝突して、騒音が出たりあるいは球体４４が傷つ
くことがある。

このような問題を解消するため第２７図に示す
ように、下ケース９における開口部３８の内側開
口縁近傍に弾性を有する球体保護部材７７が配置
される。この球体保護部材７７は合成ゴムあるい
は軟質の合成樹脂などからなり、開口部３８の開
口縁をとり囲むように環状をしている。球体保護
部材７７の固定方法としては、この例で示すよう
に下ケース９と取付板２６の間で挾着してもよい
し、また下ケース９あるいは取付板２６に接着し
ても構わない。このように開口部３８の近傍に弾
性を有する球体保護部材７７を配置すれば、それ
の緩衝作用により前述の問題点が解消される。さ
らに環状の球体保護部材７７を用いた場合には、
開口部３８と球体４４との隙間がほとんどなくな
り、隙間からケーシング８内部への塵埃類の侵入
が阻止され、塵埃類の侵入による諸種のトラブル
を合わせて解消することができる。

第２８図は取付板２６を使用しない場合の作動
部の拡大平面図、第２９図は第２８図−線上
の一部を断面にした側面図である。この入力装置
の場合、部品点数の削減のため前述の取付板２６
は用いられておらず、そのため第１および第２従
動ローラ４５，４６の各軸受４７、第１および第
２可変抵抗器４９，５１ならびに弾性付勢手段６
８の支持台７１などが直接下ケース９にネジ止め
などの適宜な手段で取付けられる。各軸受４７は
回転軸４８，５０を挿通しなければならないか
ら、下ケース９と一体に成形することができず、
第２９図に示すように下ケース９の下面から螺挿
したネジ７８によつてそれぞれ取り付けられる。

この入力装置４が、例えば第１あるいは第２従
動ローラ４５，４６が下側に球体４４がその上側
になつた状態で落下すると、球体４４の重量によ
つて第１あるいは第２従動ローラ４５，４６に大
きな衝撃力が加わる。そしてこの衝撃力は回転軸
４８，５０ならびにそれを介して各軸受４７に伝
達され、回転軸４８，５０が変形したり、あるい
は軸受４７ががたついたり下ケース９から外れる
ことがある。

そのため第２８図に示すように、回転軸４８，
５０の近傍で球体４４とは反対側に軸変形防止突
部７９が下ケース９から一体に２本ずつ突設さ
れ、これら軸変形防止突部７９は通常の回転軸４
８，５０の回転を妨げないように回転軸４８，５
０から若干離れている。また、第２８図および２
９図に示すように各軸受４７の反球体４４側には
軸受支持部８０が下ケース９から一体に突設さ
れ、各軸受支持部８０に形成された段部８１（第
２８図参照）に軸受４７の角部を当接することに
より、下ケース９上での軸受４７の位置決めがで
きるようになつている。

さらにこの入力装置４では、第３０図に示すよ
うに弾性付勢ローラ５６の軸心Ｕが球体４４の回
転中心Ｏよりも若干上方になるように設計され、
従つて球体４４と弾性付勢ローラ５６との接触点
Ｔも球体４４の回転中心Ｏより上方にある。この
ような構造にすることにより、下ケース９は、弾
性付勢手段６８の支持台７１、支軸７０ならびに
弾性付勢ローラ５６を介して球体４４の上半球で
支持された形になり、結果的には球体４４を除く
入力装置４の他の部品の総重量ならびに操作者の
手の力のほとんどが球体４４とベース（シート５
など）との接触点Ｖに集中することになる。その
ため下ケース９に設けられたバランス用突部４３
のベースに対する接触圧が小さくなつて、ベース
上での入力装置４の操作が軽快になるとともに、
接触点Ｖでの荷重の集中で、球体４４とベースと
の間でのスリツプはほとんど起こらないようにな
る。

なお、第３０図における角度Θは約10〜30度、
好ましくは20〜30度である。

弾性付勢手段６８による球体４４と第１ならび
に第２従動ローラ４５，４６との圧接力は、回転
力の伝達性能などに大きく影響し、安定した入力
信号を得るために極めて重要である。ところで前
述のような構造の弾性付勢手段６８の場合、線バ
ネ６９自体のバネ弾性のバラツキ、球体４４なら
びに弾性付勢ローラ５６の径寸法のバラツキ、手
持台７１の取付位置のバラツキなどがあるため、
所望の圧接力を得るのが難しくなることがある。

そのためには第３１図および第３２図に示すよ
うに、下ケース９あるいは前述の取付板２６に球
体４４の方向に向けて延びた長穴８２を形成して
おき、調整ネジ８３の締付けにより弾接付勢手段
６８のブロツクが球体４４に対して若干位置調整
ができるようにしておけばよい。なお、図中の８
４はガイド部材で、支持台７１と係合して弾性付
勢手段６８のスライド方向を規制している。

また、球体４４と第１および第２従動ローラ４
５，４６の圧接力を所望の範囲に自動的に調整す
る手段として、第３３図ならびに第３４図に示す
方法も有効である。

すなわち、第１および第２従動ローラ４５，４
６を支持する回転軸４８，５０の先端部側が支承
される軸受４７ａに、第３４図に示すように水平
方向に長い橢円形の軸挿入穴８５が形成され、そ
こに回転軸４８，５０の先端部がスライド可能に
挿入されている。従つて各回転軸４８，５０は、
それぞれ基部側の軸受４７ｂを支点として水平方
向に若干回動可能になつている。さらに回転軸４
８，５０の先端部近くで反球体４４側には弾性を
有する受ピン８６がそれぞれ１本ずつ立設され、
回転軸４８，５０の周面に接している。そのた
め、弾性付勢手段６８による付勢力が強過ぎた場
合には受ピン８６がそれに応じて撓み、一方、弾
性付勢手段６８の付勢力が弱い場合には受ピン８
６の弾性力が付加されるから、球体４４と第１お
よび第２従動ローラ４５，４６の圧接力が所望の
範囲に自動的に調整される。この自動調整手段と
第３１図および第３２図で説明した弾性付勢手段
６８の位置調整とを組合せればさらに有効であ
る。

第３５図は、スイツチ１５の操作端１６の変形
例を示す図である。この例では合成樹脂で成形さ
れた操作端１６の一端８７がプリント基板３５な
どの支持部材に支持され、その一端８７を支点と
して回動可能になつており、スイツチ１５と対向
する位置にスイツチ押下部８８が一体に形成され
ている。また、操作端１６の上面で上ケース１０
の嵌入穴１７の開口縁と対向する部分には環状の
凹溝８８が形成され、入力装置４が不意に水をか
ぶつた際に凹溝８８で水を溜め内部への浸水を防
止する構造になつている。

前記実施例では従動ローラの回転角を可変抵抗
器で検出したが、それの代りにエンコーダなどを
用いることもできる。

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角を検出する第
１の回転角検出手段と、前記第２の従動ローラの
回転角を検出する第２の回転角検出手段とを備え
たＸ−Ｙ方向入力装置において、前記従動ローラ
が、回転軸が挿通する貫通穴を有する内周筒部
と、その内周筒部より径方向外側に所定の間隔を
おいて設けられた外周筒部と、内周筒部から外周
筒部に向けて放射状に延びた複数の連結部と、内
周筒部と外周筒部との間に連結部で区画された複
数の弧状凹部とを備えていることを特徴とするも
のである。

このような構成になつた従動ローラは、軽量で
しかも成形による内部歪の発生がほとんどなく真
円度が得られるから、回転むらがなく、被回転球
体からの動力伝達が適正に行なわれる。その結
果、信号の出力状態が安定しており、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図はその入力装置の平面図、第３図
は入力装置の正面図、第４図は入力装置の背面
図、第５図は入力装置の切断側面図、第６図は上
ケースの底面図、第７図は取付板を付設した下ケ
ースの平面図、第８図は下ケースの底面図、第９
図は第８図−線上の拡大断面図、第１０図は
他の例における下ケースの底面図、第１１図は第
１０図−線上の拡大断面図、第１２図はバラ
ンス用突部の変形例を示す拡大断面図、第１３図
は入力装置の作動部の拡大平面図、第１４図は作
動部の原理図、第１５図は球体と従動ローラと付
勢ローラの配置状態を示す説明図、第１６図は球
体の表面粗さと摩擦係数との関係を示す特性図、
第１７図および第１８図は専用シートの拡大断面
図、第１９図は専用シートの平面図、第２０図は
従動ローラの側面図、第２１図は従動ローラの切
断正面図、第２２図は従動ローラの変形例を示す
正面図、第２３図は回転軸の一部正面図、第２４
図は弾性付勢手段の側面図、第２５図は弾性付勢
手段の背面図、第２６図はその弾性付勢手段に用
いる線バネの斜視図、第２７図は球体保護部材の
装着状態を示す要部断面図、第２８図は入力装置
の作動部の拡大平面図、第２９図は第２８図−
線上の一部を断面にした側面図、第３０図は弾
性付勢手段の側面図、第３１図は弾性付勢手段の
平面図、第３２図はその弾性付勢手段の要部を断
面にした背面図、第３３図は入力装置の作動部の
拡大平面図、第３４図はその作動部における軸受
近傍の側面図、第３５図はスイツチ操作端の変形
例を示す拡大断面図である。 ４……入力装置、５……シート、８……ケーシ
ング、９……下ケース、１０……上ケース、３８
……開口部、４４……球体、４５……第１従動ロ
ーラ、４６……第２従動ローラ、４８，５０……
回転軸、４９……第１可変抵抗器、５１……第２
可変抵抗器、６０……貫通穴、６１……内周筒
部、６２……外周筒部、６３……連結部、６５…
…弧状凹部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (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
   従動ローラの回転角を検出する第１の回転角検
   出手段と、前記第２の従動ローラの回転角を検
   出する第２の回転角検出手段とを備えたＸ−Ｙ
   方向入力装置において、前記従動ローラが、回
   転軸が挿通する貫通穴を有する内周筒部と、そ
   の内周筒部より径方向外側に所定の間隔をおい
   て設けられた外周筒部と、内周筒部から外周筒
   部に向けて放射状に延びた複数の連結部と、内
   周筒部と外周筒部との間に連結部で区画された
   複数の弧状凹部とを備えていることを特徴とす
   るＸ−Ｙ方向入力装置。 (2) 実用新案登録請求の範囲第(1)項記載におい
   て、前記内周筒部と外周筒部と連結部とがほぼ
   等しい肉厚を有していることを特徴とするＸ−
   Ｙ方向入力装置。 (3) 実用新案登録請求の範囲第(1)項記載におい
   て、前記外周筒部の外周表面に微細な凹凸が形
   成されていることを特徴とするＸ−Ｙ方向入力
   装置。 (4) 実用新案登録請求の範囲第(1)項記載におい
   て、前記従動ローラが繊維補強材を混入した合
   成樹脂で成形されていることを特徴とするＸ−
   Ｙ方向入力装置。