專利名稱：跟蹤球裝置和使用該跟蹤球裝置的電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及操作電子裝置的顯示畫面上的光標(biāo)移動的跟蹤球裝置和使用該跟蹤球裝置的電子裝置。
背景技術(shù)：
圖50是表示以往的跟蹤球裝置構(gòu)成的斜視圖。作為操作體的球151以通過操作者的手或手指等觸壓在上面可全方位自由轉(zhuǎn)動地保持在本體(圖中未示出)上。從上面看在正交方向的一對滾軸152和153碰接在該球151的外周上?？梢宰R別轉(zhuǎn)動方向的兩信號式的轉(zhuǎn)動型編碼器154和155作為轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動量的檢測單元分別與滾軸152和153相連接。
當(dāng)用手或手指使球151轉(zhuǎn)動時，滾軸152和153就轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動型編碼器154和155檢測球151的X軸方向和Y軸方向的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動量并輸出與其相對應(yīng)的信號。在使用該跟蹤球裝置的電子裝置的電路中處理這些信號，使顯示畫面上的光標(biāo)(圖中未示出)在X軸方向和Y軸方向只移動對應(yīng)被檢測出的轉(zhuǎn)動方向和檢測出的轉(zhuǎn)動量對應(yīng)的量。
隨著近年來的顯示畫面的高精密化，具有顯示畫面的電子裝置的數(shù)量和式樣也在日益增多，跟蹤球裝置在小型便攜用信息裝置上的使用也正在逐漸增多。在裝備以往的跟蹤球裝置的這樣電子裝置中，由于球151轉(zhuǎn)動過于自由而光標(biāo)沖過或不到目標(biāo)位置時，本應(yīng)保持在目標(biāo)位置上卻因晃動不能精密地操作。因此要求能精密地操作的跟蹤球裝置，并且，還要求跟蹤球裝置裝備產(chǎn)生識別顯示畫面上的光標(biāo)位置的旨意信號的開關(guān)。
作為符合該要求的一個跟蹤球裝置，特開平8-185259號公報中記載的跟蹤球裝置是公知的。該跟蹤球裝置如圖51所示，由于安裝在滾軸162和163上的轉(zhuǎn)動葉片164、165以及開關(guān)165和167組合起來而在球161的轉(zhuǎn)動操作時使操作者感到有卡嗒聲。
在該跟蹤球裝置中，為了產(chǎn)生卡嗒感而要通過轉(zhuǎn)動葉片164和165以及制動器166和167的卡擋使?jié)L軸162和163的轉(zhuǎn)矩變大。這部分增加的轉(zhuǎn)矩是要在球161的轉(zhuǎn)動過程中傳遞給滾軸162和163的部分，所以必需在球161與滾軸162和163的碰接部分傳遞大的轉(zhuǎn)矩。因而使球在碰接部上容易打滑不會產(chǎn)生明顯的卡嗒感。
另外，由于轉(zhuǎn)動葉片164和165與制動塊166和167之間的間隙引起的滾軸162和163即球161的轉(zhuǎn)動的游隙角度大，而在操作時感到晃動。
另外，由于該裝置的構(gòu)成零部件數(shù)多，而對小型化和降低成本不利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種在球轉(zhuǎn)動操作時產(chǎn)生卡嗒感并能精密地操作電子裝置的顯示畫面上的光標(biāo)移動的跟蹤球裝置。在該跟蹤球裝置中，球在與滾軸的碰接部上不容易打滑，并且卡嗒感明顯，滾軸和球的轉(zhuǎn)動游隙角小。本發(fā)明還提供一種裝備發(fā)生識別在顯示畫面上的光標(biāo)位置的旨意信號的開關(guān)的小尺寸跟蹤球裝置。
該跟蹤球裝置使球由在其中心位置的下方的若干個滾軸可自由轉(zhuǎn)動地支持。在相對的滾軸上設(shè)置棘輪，在棘輪的齒上設(shè)置由通過彈性接觸制止?jié)L軸的反向轉(zhuǎn)動的制動爪組成的轉(zhuǎn)動方向限制機(jī)構(gòu)。在棘輪的圓形外周的等角度位置上，在相對的滾軸上分別形成互相反向傾斜的鋸齒狀齒。
另外，滾軸與球碰接/支持的部分的斷面是圓形鋸齒狀，相對的兩個滾軸上的鋸齒的方向分別是相反的。在每個滾軸上設(shè)置轉(zhuǎn)動量檢測器。
另外在具有該跟蹤球的電子裝置中，跟蹤球裝置的基體部可轉(zhuǎn)動地被支持在下方的配線基板上。在配線基板上配設(shè)在基體部轉(zhuǎn)動時通過按壓動作的自動復(fù)位型按鈕式開關(guān)。通過往下按球使基體部向下轉(zhuǎn)動來操作按鈕式開關(guān)。從而可以獲得投影面積小的并且動作穩(wěn)定的帶按鈕式開關(guān)的跟蹤球裝置。


圖1是按照本發(fā)明的實施方式1的跟蹤球裝置除去座體的狀態(tài)下的平面圖。
圖2是按照實施方式1的跟蹤球裝置外觀的斜視圖。
圖3是按照實施方式1的跟蹤球裝置在裝上座體后的狀態(tài)下的沿圖1的P-O-P線剖切的剖面圖。
圖4是按照實施方式1的跟蹤球裝置在裝上座體后的狀態(tài)下的沿圖1的Q-O-Q線剖切的剖面圖。
圖5是按照實施方式1的跟蹤球裝置在裝上座體后的狀態(tài)下的沿圖1的R-O-R線的剖切的剖面圖。
圖6是按照實施方式1的跟蹤球裝置在裝上座體后的狀態(tài)下的沿圖1的6-6線剖切的剖面圖。
圖7是按照實施方式1的跟蹤球裝置的轉(zhuǎn)動開關(guān)接點的外觀斜視圖。
圖8是表示按照實施方式1的跟蹤球裝置的蓋板與座體的結(jié)合部的外觀斜視圖。
圖9是按照本發(fā)明的實施方式2的跟蹤球裝置在除去座體的狀態(tài)下的平面圖。
圖10是按照實施方式2的跟蹤球裝置在裝上座體狀態(tài)下的沿圖9的T-O-T線剖切的剖面圖。
圖11是按照實施方式2的跟蹤球裝置在裝上座體狀態(tài)下的沿圖9的U-O-U線剖切的剖面圖。
圖12是按照實施方式2的跟蹤球裝置除去開關(guān)的罩后的狀態(tài)的平面圖。
圖13是按照實施方式2的跟蹤球裝置的開關(guān)的分解斜視圖。
圖14是按照實施方式2的跟蹤球裝置在裝上座體后的狀態(tài)下使球轉(zhuǎn)動操作時沿圖9的U-O-U線剖切的剖面圖。
圖15是按照本發(fā)明的實施方式3的跟蹤球裝置的剖面圖。
圖16是按照本發(fā)明的實施方式3的跟蹤球裝置在操作時的剖面圖。
圖17是按照本發(fā)明的實施方式4的跟蹤球裝置的剖面圖。
圖18是按照本發(fā)明的實施方式4的跟蹤球裝置在操作時的剖面圖。
圖19是按照本發(fā)明的實施方式4的跟蹤球裝置在操作時的剖面圖。
圖20是按照本發(fā)明的實施方式5的跟蹤球裝置在除去座體的狀態(tài)下的平面圖。
圖21是按照實施方式5的跟蹤球裝置外觀的斜視圖。
圖22是沿圖21的跟蹤球裝置的P-O-Q線剖切的剖面圖。
圖23是沿圖21的跟蹤球裝置的P-O-R線剖切的剖面圖。
圖24是沿圖21的跟蹤球裝置的19-19線剖切的剖面圖。
圖25是按照實施方式5的跟蹤球裝置除去開關(guān)的罩后的狀態(tài)的平面圖。
圖26是按照實施方式5的跟蹤球裝置的開關(guān)的分解斜視圖。
圖27是表示按照實施方式5的跟蹤球裝置的蓋板與座體的結(jié)合部的外觀斜視圖。
圖28是在使球轉(zhuǎn)動操作時的圖21的跟蹤球裝置的沿P-O-Q線剖切的剖面圖。
圖29是在使球轉(zhuǎn)動操作時的圖21的跟蹤球裝置的沿P-O-R線剖切的剖面圖。
圖30示出了按照實施方式5的跟蹤球裝置的滾軸碰接部的剖面形狀。
圖31是按照本發(fā)明的實施方式6的跟蹤球裝置在除去座體的狀態(tài)下的平面圖。
圖32是按照實施方式6的跟蹤球裝置外觀的斜視圖。
圖33是沿圖32的跟蹤球裝置的U-T-V線剖切的剖面圖。
圖34是沿圖32的跟蹤球裝置的U-T-W線剖切的剖面圖。
圖35是按照實施方式6的跟蹤球裝置的按鈕式開關(guān)的主剖面圖。
圖36是圖35的按鈕式開關(guān)的分解斜視圖。
圖37是向下推壓操作球時的實施方式6的跟蹤球裝置的剖面圖。
圖38是本發(fā)明的實施方式7的跟蹤球裝置除去座體后的狀態(tài)的剖面圖。
圖39是本發(fā)明的實施方式7的跟蹤球裝置除去座體后的狀態(tài)的平面圖。
圖40是按照本發(fā)明的實施方式8的跟蹤球裝置的在與沿圖32的U-T-V線相同的線剖切的剖面圖。
圖41是按照本發(fā)明的實施方式8的跟蹤球裝置的轉(zhuǎn)動開關(guān)接點部的外觀斜視圖。
圖42是按照本發(fā)明的實施方式9的跟蹤球裝置的主視剖面圖。
圖43是按照實施方式9的跟蹤球裝置外觀的斜視圖。
圖44是按照本發(fā)明的實施方式9的跟蹤球裝置在除去座體的狀態(tài)下的平面圖。
圖45是沿圖43的跟蹤球裝置的Q-O-Q線剖切的剖面圖。
圖46是表示按照實施方式9的跟蹤球裝置的蓋板與座體的結(jié)合部的外觀斜視圖。
圖47是說明按照本發(fā)明的實施方式9的跟蹤球裝置的轉(zhuǎn)動滾軸的另一制造方法的外觀斜視圖。
圖48是按照本發(fā)明的實施方式9的跟蹤球裝置通過另一制作方法制作的轉(zhuǎn)動滾軸的環(huán)狀碰接面的剖面圖。
圖49是按照本發(fā)明的實施方式9的跟蹤球裝置通過另一制作方法制作的轉(zhuǎn)動滾軸與球的碰接部分的放大剖面圖。
圖50是表示現(xiàn)有技術(shù)中的跟蹤球裝置構(gòu)成的斜視圖。
圖51是表示現(xiàn)有技術(shù)中的跟蹤球裝置另一構(gòu)成的斜視圖。
具體實施例方式
實施方式1圖1是按照本發(fā)明的實施方式1的跟蹤球裝置除去座體后的狀態(tài)的平面圖，圖2是其外觀斜視圖，圖3～圖5示出了裝上座體后的跟蹤球裝置的沿圖1的各剖切線的剖面圖，圖3、圖4和圖5是分別沿剖切線P-O-P線，Q-O-Q、R-O-R剖切的剖面圖。
跟蹤球裝置的基體部301從上面看去由樹脂形成為方形，在基體部301的上面的各邊附近，如圖1和圖3所示，四根圓形的軸狀XI滾軸302、XII滾軸303以及YI滾軸304、YII滾軸305以互相對著兩個一組共二組互相垂直地配置。在基體部301上與基體部一體地分別為每一個滾軸形成高度相同的兩處支持部306A～306D、307A～307D。滾軸依靠支持部可轉(zhuǎn)動的支持。
設(shè)置在滾軸302～505各自的中間部上的圓形剖面的碰接部302A、303A和304A，305A碰接在比球308的中心稍低的下面的外周上。碰接部在同一平面上全方位可轉(zhuǎn)動地支持球。
圖6是沿圖1的6-6線的剖面圖。如圖6所示，在支持XI滾軸302的支持部306A上的支持用凹部309A內(nèi)設(shè)置彈性腿部309B，彈性腿部309B以小的力加在使XI滾軸302和XII滾軸303的相對間隙比規(guī)定間隙變小的方向。
彈性腿部309B推XI滾軸302的力較小，由球308的自重和使球308轉(zhuǎn)動操作時的壓力壓XI滾軸302時，會使其與XII滾軸303的間隙擴(kuò)大。于是，使球308可靠地碰接在包含與XI和XII滾軸正交的YI滾軸304和YII滾軸305的四個滾軸上。
因此，即使平行的兩組XI滾軸302、XII滾軸303和YI滾軸304、YII滾軸305之間的間隙和高度等不均勻，球也能可靠地碰接在四個滾軸上。根據(jù)需要，也可以在其它的支持部306B～306D上設(shè)置與支持部306A的彈性腿部309B同樣的彈性腿部。
而在滾軸302～305的各碰接部302A～305A的側(cè)方如圖4所示那樣在圓周每隔90°的間隔的四處分別設(shè)置帶鋸齒狀齒302B～305B的棘輪302C～305C。齒304B、305B和棘輪304C、305C圖中未示出。從基體部301伸出的彈性金屬薄板制的制動爪302D～305D分別彈性接觸在齒302B～305B上。鋸齒狀的齒302B～305B的方向在相對的XI滾軸302和XII滾軸303上是相反的，另外，在相對的YI滾軸304和YII滾軸305上也是相反的。棘輪與制和制動爪形成轉(zhuǎn)動方向機(jī)構(gòu)302E～305E，它們限制相對的滾軸只能互相反方向轉(zhuǎn)。
即，如圖4所示，因球308的轉(zhuǎn)動而彈性接觸在棘輪302C的鋸齒狀的齒302上的制動爪302D沿著齒302B的傾斜面上升。在具有棘輪302C的XI滾軸302上，制動爪302D只要下降前端與根部的臺階高度，就會產(chǎn)生明顯的卡嗒感。制動爪303D隨著球308的轉(zhuǎn)動必須跨過從棘輪303C的齒303B的根部與相鄰的齒的前端的臺階高度。具有棘輪303C的XII滾軸303C由于制動爪303D不能跨過臺階而被限制不能轉(zhuǎn)動。
另外，因為制動爪302D～305D分別彈性接觸在各滾軸302～305的棘輪302C～305C上，所以在該球操作時，由于球在很小的力作用下轉(zhuǎn)動而不會產(chǎn)生晃動。
而在滾軸302～305的各轉(zhuǎn)動方向限制機(jī)構(gòu)302E～305E的側(cè)面如圖1和圖5所示，配置轉(zhuǎn)動可動接點310～313。從基體部301分別成對伸長的彈性金屬薄片制的彈性固定接點314～317分別與可動接點310～313彈性接觸，形成作為滾軸的轉(zhuǎn)動量檢測器的轉(zhuǎn)動開關(guān)318～321。
圖7是轉(zhuǎn)動開關(guān)的接點部的外觀斜視圖，彈性固定接點314～317分別與可轉(zhuǎn)動接點310～313的圓環(huán)狀部310A～313A和分別與它們導(dǎo)通的梳狀齒部310B～313B彈性接觸。彈性固定接點314具有接點314A和314B。接點315～317也同樣分別具有兩個接點315A～317B。隨著滾軸302～305的轉(zhuǎn)動每兩個一對的彈性固定接點(314A，314B)～(317A，317B)各自之間通過電接通、斷開發(fā)出信號。
另外可轉(zhuǎn)動接點310～313的梳狀部310B～313B設(shè)置與棘輪302C～305C的鋸齒狀齒302B～305B數(shù)目相同的四個，并按與齒302B～305B處在規(guī)定的角度設(shè)置，以使與卡嗒感同步地發(fā)出信號。
轉(zhuǎn)動開關(guān)319、320的輸出端子319A、319B、320A、320B由與各彈性固定接點361A、316B、317A、317B一體的彈性金屬薄片形成，突出在基體部301的下面。圖中沒有示出，轉(zhuǎn)動開關(guān)318、321也同樣具有輸出端子318A、318B，321A，321B。只要把輸出端子壓在使用跟蹤球裝置的電子裝置的配線基板上并固定起來，就可以與配線基板彈性連接。
也可以通過把配置在基體部301下面的撓性連接板(圖中未示出)連接在配線基板上來代替接點316A～317B。從而可確保輸出端子319A～320B的連接，并且即使基體部301相對配線基板轉(zhuǎn)動，也能使連接基板隨動，保證連接。
在圖2～圖5中樹脂制的座體322和蓋板323包圍跟蹤球裝置。
座體322如圖～圖5所示，由以上端形成開口部并包圍球308的下部的方式設(shè)置的碗狀部322A，從其上端的外周向下方延伸使下端固定在基體部301上的周圍壁322B組成。在碗狀部322A上，在滾軸302～305各自的中央碰接部302A～305A與球308的外周碰接的位置上形成四個貫通孔322C。碗狀部322A的中央呈盤狀部322D在并收容在基體部301中央的凹部301A內(nèi)。因而即使在跟蹤球裝上遭受水等影響，也不容易影響轉(zhuǎn)動開關(guān)318～321等。
圖8是表示跟蹤球裝置的蓋板與座體的結(jié)合部的外觀斜視圖。蓋板323如圖3～圖5和圖8所示，是在中央部形成有比球308的直徑稍小的圓形孔323A的環(huán)狀。蓋板323的下面的附有臺階323B的兩個腿部323C。分別插入在座體322上端面的兩個結(jié)合孔322E中，蓋板323通過扭轉(zhuǎn)可裝拆地結(jié)合在座體322上，在通常狀態(tài)下，可以防止球308從該跟蹤裝置中脫出，通過卸下蓋板323，可以更換球308。
下面說明按上述構(gòu)成的本實施方式的跟蹤球裝置的操作。
首先在通常狀態(tài)下，用手或手指等觸動從蓋板323的圓形孔323A突出到上方的作為操作部的球308的上部，如圖3中用箭頭所示那樣，在向左轉(zhuǎn)動操作球308時，轉(zhuǎn)動不傳遞給碰接部302A～305A碰接在球308的外周上的四個滾軸302～305中與操作方向垂直的YI滾軸304和YII滾軸305。在XI滾軸302和XII滾軸303的碰接部302A和303A的側(cè)方分別設(shè)置圖4所示的由具有鋸齒狀齒302B和303B的棘輪302C、303C和與它們彈性接觸的制動爪302D、303D組成的轉(zhuǎn)動方向限制器302E、303E。隨著球308的向左轉(zhuǎn)動，與XI滾軸302的齒302B上彈性接觸的制動爪302D沿齒302B的斜面上升。因此XI滾軸302在從球308傳遞給碰接部302A的轉(zhuǎn)矩的逐漸變大的同時進(jìn)行轉(zhuǎn)動。于是，制動爪302D在從齒302B前端只下落到下一個齒的根部的臺階高度時，產(chǎn)生明顯的卡嗒感。同時使傳遞的轉(zhuǎn)矩變小。然后制動爪302D再沿下一個齒的斜面上升，并且重復(fù)進(jìn)行只下降下一個臺階高度。
隨著XI滾軸302的轉(zhuǎn)動形成XI滾軸302的轉(zhuǎn)動開關(guān)318的可轉(zhuǎn)動接點310也跟著轉(zhuǎn)動，與圓環(huán)狀部310和梳齒狀部310B彈性接觸的成對的彈性固定接點314即接點314A、314B之間可電接通或斷開。因此與卡嗒感同步的電信號在動轉(zhuǎn)一周中發(fā)生四次，該信號通過圖中未示出的端子318A，318B傳送給電子裝置的電路。
通過該信號可以檢測XI滾軸302的轉(zhuǎn)數(shù)，即使用跟蹤球裝置的電子裝置的顯示畫面上光標(biāo)向X軸正方向或負(fù)方向的移動量。
另外，與XII滾軸303的轉(zhuǎn)動方向限制機(jī)構(gòu)303E的齒303B彈性接觸的制動爪303D隨著球308向左轉(zhuǎn)動，因不能從齒303B的根部跨越到與相鄰的齒前端的臺階而在臺階的根部上停止。因此XII滾軸303不轉(zhuǎn)動，球308在碰接部303A之間滑移。因此XII滾軸303的轉(zhuǎn)動開關(guān)319不動作，而不產(chǎn)生電信號。
當(dāng)使球308向右轉(zhuǎn)動時，則與上述同樣，XI滾軸302不轉(zhuǎn)動，而XII滾軸303轉(zhuǎn)動。
若使球308前后轉(zhuǎn)動操作，雖然轉(zhuǎn)動不傳遞給XI滾軸302和XII滾軸303，但轉(zhuǎn)動傳遞給YI滾軸304或YII滾軸305，可以分別檢測作為朝向光標(biāo)設(shè)定方向的Y軸正或負(fù)方向的移動量。
另外，當(dāng)使球308斜向轉(zhuǎn)動操作時，XI滾軸302或XII滾軸303中的一個和YI滾軸304或YII滾軸305中的一個對應(yīng)球308的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動分量轉(zhuǎn)動。與此相對應(yīng)，可以檢測光標(biāo)分別朝X軸和Y軸方向的設(shè)定方向的移動量。
另外，在上述的說明中，棘輪302B～305B具有按90°的間隔配置的四個鋸齒狀的齒302B～305B，在可轉(zhuǎn)動的接點310～313上形成與其相同數(shù)目的四個梳狀齒部310B～313B。即在每個滾軸302～305的完成一周的轉(zhuǎn)動中發(fā)生四次信號。這個次數(shù)根據(jù)需要可以增減。
另外，因為沒有必要用轉(zhuǎn)動量檢測器識別滾軸的轉(zhuǎn)動方向，所以可以獲得轉(zhuǎn)動量檢測器的構(gòu)造簡單和輸出信號的處理容易的跟蹤球裝置。
通過用由彈性材料組成的膜覆蓋球308的整個表面，可以使球308與滾軸302～305的碰接部302A～305A間的摩擦力變大。因此可以獲得在該部分上球不容易打滑、并且也不容易發(fā)生靜電、操作容易的跟蹤球裝置。
另外，通過在球308的整個表面上形成微小的凹部可以獲得在操作時使觸摸在球308的上面上的手或手指不容易打滑從而使操作容易的跟蹤球裝置。
實施方式2圖9是本發(fā)明的實施方式2的跟蹤球裝置除去座體狀態(tài)下的平面圖，圖10和圖11是在裝上座體后的狀態(tài)下的跟蹤球裝置的剖面圖。圖10是沿T-O-T線剖切的剖面圖。圖11是沿U-O-U線剖切的剖面圖。
本實施方式的跟蹤球裝置與實施方式1的同樣，四根圓形軸狀的XI滾軸325、XII滾軸326、YI滾軸327和YII滾軸328以使相對的兩根為一組共兩組互相垂直的方式配置在用樹脂形成的方形基體部324的上面。在基體部324上與基體部一體分別形成高度相同的按每根軸兩處的支持部329A～329D、330A～330D。支持部可轉(zhuǎn)動地支持滾軸。上述的滾軸325～328的圓形剖面的碰接部325A～328A分別碰接在比作為操作部的球308的中心略下方的外周上，在同一平面上全方位可轉(zhuǎn)動地支持球308。
按照本實施方式的跟蹤球裝置，在滾軸325～328的一端部四根銷331～334分別相對各滾軸的轉(zhuǎn)動中心以90°的間隔呈放射狀突出。在基體部324上配設(shè)作為轉(zhuǎn)動量檢測器的同樣構(gòu)成的四個開關(guān)335A～335D。這些操作桿336A～336D和每個滾軸325～328的銷331～334分別碰接/嵌合。
開關(guān)是按鈕操作型的自動復(fù)位型的薄型開關(guān)。
圖12是除去開關(guān)罩后的狀態(tài)的平面圖，圖13是開關(guān)的分解斜視圖。在作為滾軸轉(zhuǎn)動量檢測器的開關(guān)335～335D中，桿336的軸部337通過設(shè)置在開關(guān)座體340上端的支持凹部341和蓋342被可轉(zhuǎn)動地支持。通過可動接點343的彈性力以使桿336的前端處在上端位置的方式加壓。
另外，通過把桿336的前端338向下壓到規(guī)定的位置，使桿336如圖12的虛線所示那樣以軸部337為中心轉(zhuǎn)動。另外，桿336的下方驅(qū)動部339因使收容在開關(guān)座體340內(nèi)的彈性金屬薄片制的可動接點343壓向深處而彈性變形，使接點部344接觸在固定接點345上，從而使輸出端子346、347之間短路。當(dāng)解除壓桿336上的力時，通過可動接點343的彈性恢復(fù)力恢復(fù)到原狀態(tài)。
如圖11所示，在開關(guān)335A、335B中，僅在各自的桿336A，336B的前端338A，338B通過在每兩根相對的XI滾軸325和XII滾軸326的一端部上每四個突出成放射狀的銷331、332壓向脫離球308的方向時，桿336A或336B轉(zhuǎn)動即彈性變形。
開關(guān)335A，335B的桿336A，336B作為制動爪起作用，形成限制滾軸325、326的轉(zhuǎn)動方向的轉(zhuǎn)動方向限制機(jī)構(gòu)。即在相對的XI滾軸325和XII滾軸326沿互相不同的方向轉(zhuǎn)動時，開關(guān)335A和335B中的一個動作。YI滾軸327和YII滾軸328也同樣，在互相以不同方向轉(zhuǎn)動時，開關(guān)335C和335D中的一個動作。
另外包圍該跟蹤球裝置的座體322和蓋板323等其它部分的構(gòu)成與實施方式1相同。
下面說明按照上述構(gòu)成的本實施方式的跟蹤球裝置的操作。
首先，在通常狀態(tài)下，用手或手指觸動從跟蹤球裝置的蓋板323的圓形孔323A向上突出的球308的上部，如在圖10中用箭頭所示那樣，就使球308向左轉(zhuǎn)動操作時進(jìn)行說明。轉(zhuǎn)動不傳遞給碰接部325A～328A碰接在球308的外周上的四根滾軸325-328中的與轉(zhuǎn)動方向垂直的YI滾軸327和YII滾軸328上。每四個銷331和332在XI滾軸325和XII滾軸326的一端部分別如圖9和圖11所示那樣突出成放射狀。因為銷與設(shè)置在基體部324上的開關(guān)335A和335B的桿336A和336B碰接并形成上述那樣的轉(zhuǎn)動方向限制機(jī)構(gòu)，該銷隨著球308向左的轉(zhuǎn)動向離開球308的方向壓前端338A。于是因開關(guān)335A的桿336A抵抗彈性力轉(zhuǎn)動而不限制XI滾軸325的轉(zhuǎn)動。因此如在圖14的剖面圖中所示那樣，從球308傳遞給碰接部325的轉(zhuǎn)矩一邊變大，一邊向下壓前端338。如根據(jù)圖12所說明的那樣，開關(guān)335A動作，從而使輸出端子346A，347A之間短路。
然而銷331與桿336A的嵌合脫開時，桿336A因可動接點的彈性恢復(fù)力而被壓回到原來的上端位置，隨著卡嗒感碰接在XI滾軸325的下一個銷331上。于是，在傳遞的轉(zhuǎn)矩變小的同時，輸出端子346A和347A之間重新變成斷開狀態(tài)。
如上所述，通過重復(fù)隨著XI滾軸325的轉(zhuǎn)動，桿336A抵抗彈性力的轉(zhuǎn)動即彈性位移/復(fù)位，使開關(guān)335在完成一次轉(zhuǎn)動中發(fā)出四次與卡嗒感同步的電信號。該信號通過開關(guān)335A的輸出端子346A和347A傳送給電子裝置的電路。
根據(jù)該信號可以檢測XI滾軸325的轉(zhuǎn)數(shù)，即向作為使用該跟蹤球裝置的電子裝置的顯示畫面上的光標(biāo)設(shè)定方向的X軸正向或負(fù)向的移動量。
另外，隨著球308向左轉(zhuǎn)動，在XII滾軸326的一端部上突出的四個銷332朝根部方向壓開關(guān)335B的桿336B的前端338B。然而因為桿336在該方向不移動，所以銷332也不移動，即因XII滾軸326不轉(zhuǎn)動，所以球308在與碰接部326A的間隙上滑動。因此轉(zhuǎn)動開關(guān)335B不動作，不產(chǎn)生電信號。
當(dāng)使球308向右方轉(zhuǎn)動操作時，這次XI滾軸325不轉(zhuǎn)動，而XII滾軸326轉(zhuǎn)動，可以檢測顯示畫面上的光標(biāo)X軸方向的移動量。
當(dāng)使球308向前后方向轉(zhuǎn)動時，則轉(zhuǎn)動不向XI滾軸325和XII滾軸326傳遞，轉(zhuǎn)動向YI滾軸327或YII滾軸328傳遞，可以檢測光標(biāo)沿Y軸方向的移動量。
另外，當(dāng)使球308斜向轉(zhuǎn)動時，則XI滾軸325或XII滾軸326中的一個和Y1滾軸327或YII滾軸328中的一個響應(yīng)球308的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動分量轉(zhuǎn)動，可以分別檢測X軸和Y軸方向的移動量。
在以上的說明中，每組四根銷331～334分別在滾軸331～334成放射狀突出。即每個滾軸325～328的一次轉(zhuǎn)動中發(fā)出四次信號，但這個次數(shù)可以根據(jù)需要增減。
如上所述，按照本發(fā)明的實施方式，除實施方式1之外，還通過設(shè)置在滾軸325～328上的銷331～334驅(qū)動按鈕操作型的自動復(fù)位型的開335A～335A。由于轉(zhuǎn)動方向限制機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)動量檢測器形成為一體，而可以獲得既緊湊又便宜的跟蹤球裝置。
另外，把在實施方式1和2中說明的跟蹤球裝置安裝在電子裝置的操作面上，可以獲得通過轉(zhuǎn)動球選擇顯示在液晶顯示裝置等的顯示手段上的信息并根據(jù)選擇的信息操作的電子裝置。在該電子裝置中可以高精度操作在顯示手段上的光標(biāo)和要顯示的信息本身的移動。并且可以獲得在球與滾軸的碰接部上不容易打滑、發(fā)生明顯的卡嗒感、滾軸和球的轉(zhuǎn)動游隙角小、可快速執(zhí)行響應(yīng)信息的功能的操作性能優(yōu)良的電子裝置。
實施方式3圖15是本發(fā)明的實施方式3的跟蹤球裝置的剖面圖，圖16是該跟蹤球裝置操作時的剖面圖。
本實施方式的跟蹤球裝置與實施方式1的相同，四根圓形軸狀的滾軸以相對的兩個為一組共兩組互相垂直的方式配置在樹脂形成的基體部324上。在圖15和圖16中示出了四根滾軸中的XI滾軸325和XII滾軸326。
按照本實施方式的跟蹤球裝置，球308容易轉(zhuǎn)動地支持在座體322的碗狀部322A的中央盤狀部322D上。在未操作狀態(tài)下，球308不與碰接部325A，326A碰接，在球308與滾軸325，326各自的碰接部325A，326A的彼此之間形成間隙360，361。
如圖16所示，在跟蹤球裝置操作時，球308被使用者的手指362按動，在相對其中心與按壓部分相反的外周上與滾軸的碰接部326A碰接。于是正在碰接的碰接部326A隨著球308的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。因為通過該機(jī)構(gòu)僅使使用者想操作的方向的碰接部與球碰接，所以滾軸只向一個方向轉(zhuǎn)動。
該跟蹤球裝置也可以具有滾軸轉(zhuǎn)動方向限制機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)動方向限制機(jī)構(gòu)也可以用實施方式1和2中所描述的，但根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，也可以用簡易的結(jié)構(gòu)。另外，由于對球的轉(zhuǎn)動不存在象被轉(zhuǎn)動方向限制機(jī)構(gòu)滾軸轉(zhuǎn)動那樣的防礙，所以可以得到平滑操作的跟蹤球裝置。
實施方式4圖17是按照本發(fā)明的實施方式4的跟蹤球裝置的剖面圖，圖18和圖19是該跟蹤球裝置操作時的剖面圖。
本實施方式的跟蹤球裝置與實施方式1的相同，四根圓形軸狀的滾軸按相對的兩根一組共兩組互相垂直的方式配置在樹脂成形的基體部324的上面。在從圖17至圖19中示出了四根滾軸中的XI滾軸325和XII滾軸326。
按照本實施方式的跟蹤球裝置，在基體部324上設(shè)置容易轉(zhuǎn)動地支持球308的自動復(fù)位型按鈕按壓式開關(guān)。在未操作狀態(tài)下，球308不與當(dāng)接部325A、326A碰接，在球308與滾軸325、326的碰接部325A，326A的彼此之間形成間隙360，361。
如圖18所示，在跟蹤球裝置操作時，球308被使用者的手指362按動，在相對其中心與按著的部分相反的外周上與碰接部326A碰接。正在碰接的碰接部326A隨著球308的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。由于通過該機(jī)構(gòu)僅使使用者所需操作方向的碰接部與球碰接，所以滾軸只朝一個方向轉(zhuǎn)動。
本實施方式的跟蹤球裝置如圖19所示，通過使用者的手指向下按球308可以按開關(guān)363。因此使用者通過轉(zhuǎn)動球308使裝備該跟蹤球裝置的電子裝置的顯示畫面上的光標(biāo)位置移動，從而通過按球308來按開關(guān)363可以把識別該位置的信號傳送給電子裝置。
該跟蹤球裝置也可以具有滾軸轉(zhuǎn)動方向限制機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)動方向限制機(jī)構(gòu)也可以用實施方式1和2中所描述的，但根據(jù)上述的方案，也可以用簡易的結(jié)構(gòu)。另外，由于對球的轉(zhuǎn)動不存在象被轉(zhuǎn)動方向限制機(jī)構(gòu)限制滾軸轉(zhuǎn)動那樣的防礙，所以可以獲得光滑操作的跟蹤球裝置。
實施方式5圖20是按照本發(fā)明的實施方式5的跟蹤球裝置除去座體的狀態(tài)下的平面圖，圖21是其外觀斜視圖。圖22是沿圖21的P-O-Q線剖切的跟蹤球裝置的剖面圖，圖23是沿圖21的P-O-R線剖切的跟蹤球裝置的剖面圖。
跟蹤球裝置的基體部101由樹脂成形，從上面看去具有四方形形狀。在四方形形狀的各邊附近，四根大致圓筒狀的滾軸XI102、XII滾軸103和YI滾軸104、YII滾軸105如圖20和圖22所示那樣以使由相對的兩根軸構(gòu)成的兩組互相垂直的方式配置成正方形。四根滾軸被與基體部101一體形成的支持部106A～106D，107A～107D可轉(zhuǎn)動支持。
比球108(作為在圖20中用虛線所示的面在圖22和圖23中用實線所示的該跟蹤球裝置的操作部)的中心稍向下方的外周碰接在分別設(shè)置在XI滾軸102、XII滾軸103、YI滾軸104和YII滾軸105的中心的碰接部102A，103A，104A和105A上。滾軸可全方位轉(zhuǎn)動地支持球108。
XI滾軸102～YII滾軸105的碰接部102A～105A的剖面如圖22和圖23所示，是成按圓周的90°間隔具有四個凹突部的圓形鋸齒狀。在相對的XI滾軸102和XII滾軸103上如圖22所示，齒的方向彼此相反。彼此相對的YI滾軸104與YII滾軸105的鋸齒也與上述的一樣。
因此，當(dāng)球108朝著從滾軸的圓形鋸齒狀的凹部向凸部沿傾斜面上升方向轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)矩一邊逐漸增加，一邊轉(zhuǎn)遞轉(zhuǎn)動。在球108落進(jìn)從凸部到下一個凹部的臺階上時，產(chǎn)生明顯的卡嗒感。
球108相對彼此相對著的滾軸朝著必須跨越從圓形鋸齒狀的凹部到凸部的垂直臺階的方向轉(zhuǎn)動。這時因球108不能跨越大致垂直的臺階，而在臺階部分的凹部中空轉(zhuǎn)，球108的轉(zhuǎn)動不傳遞給彼此相對的滾軸，滾軸的轉(zhuǎn)動被限制。
另外，因為各滾軸102～105的各碰接部102A～105A的圓形鋸齒狀剖面的凹部碰接在球108的外周上，所以在圖22所示的通常狀態(tài)下，球108的轉(zhuǎn)動游隙角是小的。
另外，如作為沿圖20的19-19線剖切的剖面圖的圖24所示，在支持XI滾軸102的支持部106A上，在支持用凹部109A內(nèi)設(shè)置彈性腿部109B。彈性腿部109B以很小的力朝向使XI滾軸102與XII滾軸103的相對的間隙比規(guī)定的間隙變小的方向加壓保持XI滾軸102。
由于通過彈性腿部109B加在XI滾軸102上的力是很小的，所以當(dāng)通過球108的自重和使球108轉(zhuǎn)動操作時的壓力作用在XI滾軸102時，使其與XII滾軸103的間隙變大。因此球108可靠地碰接在包括YI滾軸104，YII滾軸15的四根滾軸上。也就是說，即使互相平行的滾軸的間隔和高度存在偏差，球108也仍可靠地碰接在四根滾軸上。也可以根據(jù)需要，把與支持部106A的彈性腿部109同樣的彈性腿部也設(shè)置在其它的支持部106B～106D上。
成90°間隔的四根驅(qū)動銷110突出的驅(qū)動用凸輪102B～105B如圖20和圖23所示那樣分別設(shè)置在滾軸102～105的一端。驅(qū)動銷110隨著各滾軸102～105的轉(zhuǎn)動壓安裝在基體部101上的作為轉(zhuǎn)動量檢測器的開關(guān)111的桿112。開關(guān)111在圖20中用虛線表示其上面，在圖23表示其側(cè)面。各凸輪102B～105B各自的四個驅(qū)動銷110的角度位置與各滾軸102～105的上述碰接部102A～105A的圓形鋸齒狀剖面的四處凹凸部的位置同步。
作為轉(zhuǎn)動量檢測器的開關(guān)111是按壓操作的自動復(fù)位型薄型的開關(guān)。圖25是除去開關(guān)111的蓋的狀態(tài)下的剖面圖，圖26是其分解斜視圖。如圖所示，設(shè)置在開關(guān)座體113上端的支持凹部113A和蓋114A可轉(zhuǎn)動地支持桿112的軸部112A。桿112的前端112B被壓下到規(guī)定位置時，桿112以軸部112A為中心轉(zhuǎn)動。于是如圖25中用虛線表示那樣，驅(qū)動部112C向里壓收容在開關(guān)113內(nèi)的彈性金屬制的可動接點115使其彈性變形，使接點部115A接觸在固定接點116上，從而使輸出端子111A與111B導(dǎo)通。當(dāng)加在桿112上的壓力解除時，通過可動接點115的彈性恢復(fù)力恢復(fù)到原來狀態(tài)。
開關(guān)111的輸出端子111A、111B由彈性金屬薄片形成并在基體部101的下面突出。該跟蹤球裝置壓緊固定在電子裝置的配線基板上。這時輸出端子111A和111B彈性接觸在配線基板上從而與基板實現(xiàn)電連接。
圖22是表示XI滾軸102～YII滾軸105的碰接部102A～105A的圓形鋸齒狀剖面的凹部碰接在球108的外周上的通常狀態(tài)。在該通常狀態(tài)下，各滾軸102～105的各凸輪102B～105B如圖23所示，停止在驅(qū)動銷110未碰接在開關(guān)111的桿112上的位置上。
在圖21～圖23中，包圍這些部件的座體117和蓋板118是樹脂制的。
座體117如圖22和圖23所示，由以上端開口包圍球108下部的方式設(shè)置的碗狀部117A、和從其上端面的外周向下方延伸并固定在基體部101上的周圍壁117B組成。在碗狀部117A上，在滾軸102～105的各自中央的碰接部102A～105A與球108的外周碰接的位置上形成四個貫通孔117C。另外，碗狀部117A的中央形成為盤狀部117D并被收容在基體部101的中央凹槽內(nèi)。因此即使在跟蹤球裝置浸入了水等，基體部101上的四個開關(guān)111也不會受影響。
蓋板118是成如圖22、圖23和圖27的外觀斜視圖所示那樣在中央部具有比球108的上部突出的部分的直徑稍小的圓形孔118的環(huán)狀。具有臺階118B的下面的兩個腿部118C分別插入在座體117上端部兩個結(jié)合孔117E中，再通過扭轉(zhuǎn)，使蓋板118可拆裝地結(jié)合在座體117上，在通常狀態(tài)下，可以防止球108從跟蹤球裝置中掉出。通過取下蓋板118可以更換球108。
下面說明按上述構(gòu)成的本實施方式的跟蹤球裝置的操作。
首先在圖22和圖23中所示的通常狀態(tài)下，用手或手指等觸摸從跟蹤球裝置的蓋板118的圓形孔118A突出的作為操作部的球108的上部，就如上述的圖中的箭頭所示那樣使球108向右方向轉(zhuǎn)動操作的情況進(jìn)行說明。轉(zhuǎn)動不傳遞給碰接部102A～105A碰接在球108的外周上的滾軸XI滾軸102～YII滾軸105的四根中的YI滾軸104和YII滾軸105。在XI滾軸102和XII滾軸103的碰接部102A和103A中，圓形的鋸齒狀的齒的方向是相反的，如上所述球108從圓形鋸齒狀剖面的凹部向凸部沿著傾斜面上升的XII滾軸103轉(zhuǎn)動，球108必須跨過從圓形鋸齒剖面的凹部到凸部的大致垂直的臺階的XI滾軸102的轉(zhuǎn)動被限制，而球108在臺階部分的凹部空轉(zhuǎn)。
另外如圖28的剖面圖中所示，XII滾軸103端部的凸輪103B隨著球108邊使XII滾軸103轉(zhuǎn)動邊從碰接部103A的圓形鋸齒狀斷面的凹部向凸部沿傾斜面上升而轉(zhuǎn)動。當(dāng)凸輪103只轉(zhuǎn)動規(guī)定的角度時，如圖29的剖面圖所示，一個驅(qū)動銷110把開關(guān)111的桿112壓向下方。而如圖25所示，開關(guān)111的可動接點115的接點部115A與固定接點116彈性接觸并導(dǎo)通。另外，當(dāng)XII滾軸103轉(zhuǎn)動從凸部邊產(chǎn)生卡嗒感，邊下降時，驅(qū)動銷110與開關(guān)111的桿112上脫開。于是桿112通過可動接點115的彈性恢復(fù)力恢復(fù)到原來的圖23的狀態(tài)，可動接點115與固定接點116脫開，重新變成斷開狀態(tài)。
當(dāng)滾軸103繼續(xù)轉(zhuǎn)動時，凸輪103B的下一個驅(qū)動銷110同樣使開關(guān)111導(dǎo)通/截止。
如上所述，開關(guān)111在XII滾軸103的1個轉(zhuǎn)動周期中與4次卡嗒感同步地接通/切斷。該狀態(tài)通過輸出端子111A，111B傳送給使用該跟蹤球裝置的電子裝置的電路。因此可以檢測XII滾軸103的轉(zhuǎn)數(shù)即電子裝置的顯示畫面上的光標(biāo)朝X軸的正或負(fù)的一個方向的移動量。
同樣，如果轉(zhuǎn)動操作球108向左轉(zhuǎn)動，這次XII滾軸109的轉(zhuǎn)動被限制，而XI滾軸102轉(zhuǎn)動，可以檢測向與顯示畫面上的光標(biāo)的X軸的上述右方的轉(zhuǎn)動操作相反的方向的移動量。當(dāng)操作球向前和向后方向轉(zhuǎn)動時，球的轉(zhuǎn)動不傳遞給XI滾軸102和XII滾軸103，而傳遞給YI滾軸104和YII滾軸105，可以檢測光標(biāo)向Y軸的正方向或負(fù)方向的移動量。
在使球108向斜方向轉(zhuǎn)動時，XI滾軸102或XII軸103中的一個和YI滾軸104或YII滾軸105中的一個響應(yīng)該轉(zhuǎn)動的XY方向分量轉(zhuǎn)動，可以分別檢測X軸和Y軸方向的光標(biāo)移動量。
在以上的說明中，在該跟蹤球裝置的XI滾軸102～YII滾軸105的凸輪102B～105B上設(shè)置相隔90°的四個驅(qū)動銷110，也就是說，在各滾軸102～105的一次轉(zhuǎn)動中使開關(guān)接通/斷開四次。銷的數(shù)目即開關(guān)的接通/斷開動作數(shù)根據(jù)需要可以增減。
另外，在以上的說明中XI滾軸102～YII滾軸105的碰接部102A～105A的剖面成圓形鋸齒狀。圖30示出碰接部剖面的形狀。使基準(zhǔn)圓123的中心沿形成有四個凹凸部119～122的方向與僅偏離臺階124的尺寸量的四個圓弧119A～122A重合。相對各滾軸102～105的中心在一定的轉(zhuǎn)動方向切除各圓弧119A～122A的外周，以便在各凹凸部119～122的位置在相鄰的圓弧之間具有規(guī)定尺寸的臺階124。因此容易形成滾軸102～105的碰接部102A～105A。另外轉(zhuǎn)矩從球108沿著從圓形鋸齒狀剖面的凹部到凸部的圓弧119A～122A的外周以幾乎一定的大小非常光滑地傳遞給與對應(yīng)球108的轉(zhuǎn)動操作方向轉(zhuǎn)動的滾軸。從而可以獲得操作感覺光滑的且動作穩(wěn)定的跟蹤球裝置。另外，可以根據(jù)相鄰的圓弧間的臺階124的大小和傾角等調(diào)整轉(zhuǎn)動著的滾軸的卡嗒感和停止?jié)L軸的停止力。
按照上述的本實施方式，可以獲得在球108轉(zhuǎn)動操作時產(chǎn)生卡嗒感并可以使光標(biāo)在電子裝置的顯示畫面上高精度地移動的跟蹤球裝置，按照該跟蹤球裝置，球108在滾軸102～105的碰接部102A～105A之間還不容易打滑，轉(zhuǎn)動游隙角也小。
另外，通過用由彈性材料組成的膜覆蓋球108的整個表面，可以使球108與各滾軸102～105的碰接部102A～105之間的摩擦力變大。而在該部分上更不容易打滑，并且不容易發(fā)生因打滑引起的靜電。
或通過在球108的整個表面上形成微細(xì)的凹部獲得在操作時觸摸在球108上面的手或手指不容易打滑并且操作容易的跟蹤球裝置。
實施方式6圖31是按照本發(fā)明的實施方式6的跟蹤球裝置除去座體后的狀態(tài)平面圖，圖32是其外觀斜視圖，圖33是沿圖32的跟蹤球裝置的U-T-V線剖切的剖面圖，圖34是沿圖32的跟蹤球裝置的U-T-W線剖切的剖面圖，按照本實施方式6的跟蹤球裝置，使用該跟蹤球裝置的電子裝置的配線基板125可轉(zhuǎn)動支持基體部126，同時在基體部126下方的配線基板125上配設(shè)自動復(fù)位型按鈕開關(guān)127。
即，從上面看去方形的基體部126以其一邊下部的轉(zhuǎn)動支軸126為支點可以轉(zhuǎn)動并通過設(shè)置在配線基板125上的支持部125A保持。在對應(yīng)基體部126中央的圓孔126B的配線基板125上配設(shè)自動復(fù)位式按鈕開關(guān)127。形成在固定于基體部125上的座體128的碗狀部128A的中央下端上的突出部128B碰接在開關(guān)127的上部中央，使支體部126保持在轉(zhuǎn)動范圍的上端位置。在基體部126上安裝可全方位轉(zhuǎn)動地支持球108的XI滾軸102～YII滾軸105、檢測滾軸轉(zhuǎn)動量的四個開關(guān)111和座體128。
從安裝在基體部126上的四個開關(guān)111引出的具有彈性的輸出端子111A和111B也分別彈性連接在配線基板125上的多個被連接點125B上，通過向上壓基體部126使基體部126更穩(wěn)定地配置。
自動復(fù)位型按鈕開關(guān)127如圖35的正視剖面圖和圖36的分解斜視圖所示，包括由金屬箔等在配線基板125上的規(guī)定位置形成的開關(guān)固定接點127A、放置在其上面的彈性金屬板制的圓頂狀可動接點129、中央固定接點127B和與接點127B空出規(guī)定間隙地對置覆蓋的下面有粘接層的撓性絕緣薄膜130。開關(guān)127的高度是低而價錢便宜的，是自動復(fù)位型的，在操作時具有卡嗒感的高性能的按鈕開關(guān)。
另外，把穹狀可動接點129的彈性反作用力設(shè)在規(guī)定的值以下，以便在通常狀態(tài)和球108轉(zhuǎn)動操作時，按壓在座體128的下端突出部128上使該穹狀不能反轉(zhuǎn)。
另外，該自動復(fù)位型的按鈕開關(guān)127也不一定形成在配線基板上，也可以是在配線基板125上安裝的高度低的按鈕開關(guān)的單獨開關(guān)。另外，碰接在按鈕開關(guān)127的上部中央的突出部128B也不一定設(shè)置在座體128上，也可以設(shè)置在基體部126上。
下面說明按上述構(gòu)成的本發(fā)明的實施方式的跟蹤球裝置的操作。
首先，轉(zhuǎn)動操作球108的操作部的上部，在操作使用該跟蹤球裝置的電子裝置的顯示畫面上的光標(biāo)位置時的操作因與實施方式5相同，而省略操作說明。
接著，在顯示畫面上的光標(biāo)到達(dá)所需要的位置時，當(dāng)從圖33和圖34所示的通常位置用手或手指等向下壓球108的上部時，通過滾軸102～105使支持球108的基體部126以轉(zhuǎn)動支軸126A為中心轉(zhuǎn)動，利用固定在基體部126上的座體128下端的突出部128B經(jīng)絕緣膜130向下壓配線基板125上的按鈕開關(guān)127的上部中央即半球狀的可動接點129。
然后，當(dāng)該向下的壓力超過規(guī)定值時，半球狀可動接點129邊隨著卡嗒感邊彈性反轉(zhuǎn)，如圖37的剖面圖所示，可動接點129的中央下面與中央固定接點127B接觸。于是通過半球狀可動接點129使開關(guān)固定接點127A與中央固定接點127B之間導(dǎo)通。
然后，該導(dǎo)通通過配線基板125上的配線127C把作為例如代表顯示畫面上的光標(biāo)位置的信號傳送給電子裝置的電路。
其后，當(dāng)壓在球108的上部的向下壓力解除時，按鈕開關(guān)127的半球狀可動接點129通過本身的彈性恢復(fù)力恢復(fù)成原來的半球狀。通過突出部128B即座體128，使基體部126朝頂回到上方的方向轉(zhuǎn)動，返回到原來的圖33和圖34的通常狀態(tài)。然后，使按下開關(guān)12的開關(guān)固定接點127A與中央固定接點127B之間重新斷開。
另外，在向下壓操作該球108時，滾軸102～105因球108碰接在當(dāng)接部102A～105A的凹部上而不轉(zhuǎn)動，檢測轉(zhuǎn)動量的四個開關(guān)111不動作。
按照上述的實施方式6可以實現(xiàn)具有下述特性的跟蹤球裝置，即在球108轉(zhuǎn)動操作時可以產(chǎn)生卡嗒感和可使顯示畫面上的光標(biāo)高精度地移動，同時可以通過向下壓球108產(chǎn)生光標(biāo)位置的識別信號，并具有小的投影面積和操作穩(wěn)定的按鈕開關(guān)。
另外，在以上說明中，配線基板125具有與安裝在基體部126上的具有彈性的輸出端子111A和111B彈性連接的被連接點125B。也可以把基體部126的下面配置的撓性連接基板(圖中未示出)連接在配線基板125上來代替該接點125B。從而確實保證對輸出端子111A，111B的連接，而且即使基板部126相對配線基板轉(zhuǎn)動，也能通過撓性的連接基板跟蹤保證連接。
實施方式7圖38是按照本發(fā)明的實施方式7的跟蹤球裝置的剖視圖。該跟蹤球裝置與實施方式6中所示的相比，安裝作為轉(zhuǎn)動量檢測器的四個開關(guān)131的器材不同。
即，如圖38所示，四個開關(guān)131以包圍按鈕開關(guān)127的方式安裝/連接在使用該跟蹤球裝置的電子裝置的配線板上，其位置與安裝在由配線基板132可轉(zhuǎn)動保持的基體部133上的滾軸102～105的凸輪102B～105B相對應(yīng)。
另外，從上方看去的按鈕開關(guān)127和四個開關(guān)131的排列與實施方式6中所示的圖31是相同的，所以省略其詳細(xì)說明。
另外，因為按照實施方式7的跟蹤球裝置的操作也與實施方式5，6相同，所以其說明也省略。
通過上述的構(gòu)成，可以把作為配線所必需的部件的四個開關(guān)131和按鈕開關(guān)127預(yù)先裝在使用跟蹤球裝置的電子裝置的配線基板132上，而在保持球108的基體部133上不需要配線。從而可以實現(xiàn)組裝容易并可以低成本裝在電子裝置上的帶按鈕開關(guān)的跟蹤球裝置。
實施方式8圖39是按照本發(fā)明的實施方式8的跟蹤球裝置除去座體的狀態(tài)下的平面圖，圖40是該跟蹤球裝置沿與實施方式6中示出的圖32的U-T-V線相同的剖切線剖切的剖面圖。按照實施方式8的跟蹤球裝置與按照實施方式5-7的跟蹤球裝置相比作為可全方位轉(zhuǎn)動地支持球108的圓筒狀滾軸134～137的轉(zhuǎn)動量檢測器的開關(guān)構(gòu)成不同。
即利用形成在基體部138上的支持部139A～139D和支持部140A～140D可轉(zhuǎn)動地支持的各滾軸134～137在其一端部的外周上分別具有可轉(zhuǎn)動的接點134B～137B。從滾軸134至137與實施方式5-7相同，在其中央部具有圓形鋸齒狀斷面的碰接部134A～137A。
使用跟蹤球裝置的電子裝置的配線基板141與實施方式6和5相同，在通過保持部141A可轉(zhuǎn)動地保持上述基體部138的同時，在與基體部138的中央部相對的位置上具有按鈕開關(guān)127。該跟蹤球裝置在與滾軸134～滾軸137的可轉(zhuǎn)動接點134B～137B相對應(yīng)的位置上具有長臂狀的彈性固定接點142A～142D，彈性固定接點143A～143D。各個接點彈性地接觸在可轉(zhuǎn)動接點134B～137B上從而形成轉(zhuǎn)動開關(guān)144A～144D。
圖41是轉(zhuǎn)動開關(guān)的接點的外觀斜視圖。在轉(zhuǎn)動開關(guān)144A～144D中，可轉(zhuǎn)動接點134B～137B由圓環(huán)狀部134C～137C和從它們上分別突出的梳齒狀部134D～137D構(gòu)成。作為成對的彈性固定接點142A和142B分別與圓環(huán)狀部134C和梳齒狀部134D彈性接觸。彈性固定接點145A和145B，彈性固定接點146A和146B、彈性固定接點147A和147B分別彈性接觸在各對可轉(zhuǎn)動動接點135B～137B上。隨著滾軸134～137的轉(zhuǎn)動，彈性固定接點142A～142D，143A～143D之間接通、斷開。
另外，上述可轉(zhuǎn)動接點134B～137B的梳齒狀部134D～137D，以使?jié)L軸134～137的碰接部134A～137A的凹凸部的形狀和數(shù)目以及角度位置相匹配的方式設(shè)定。
由于按照本實施方式8的跟蹤球裝置把上述構(gòu)成的轉(zhuǎn)動開關(guān)144A～144D作為轉(zhuǎn)動量檢測器使用，所以可以使轉(zhuǎn)動檢測器小型化，可以隨著滾軸134～137的轉(zhuǎn)動可靠地接通、斷開地進(jìn)行輸出。另外，即使在基體部138轉(zhuǎn)動時推壓按鈕開關(guān)127的情況下，通過長臂狀的彈性固定接點142A～142D、143A～143D發(fā)生彎曲隨動，使開關(guān)不會誤動作。
實施方式9圖42是按照本發(fā)明的實施方式9的跟蹤球裝置的主剖視圖。圖43是其外觀斜視圖。圖44是除去其座體后的狀態(tài)下的平面圖，圖45是沿圖43的跟蹤球裝置的Q-O-Q線剖切的剖面圖。
跟蹤球裝置的基體部201從上看由樹脂形成方形。在其上面如圖42和圖44所示那樣配置在方形的兩邊附近與邊平行互成直角的兩個大致圓筒狀的X滾軸202和Y滾軸203。滾軸202、203通過與基體部201形成一體的支持部201A～201C可轉(zhuǎn)動支持。
另外，如圖44所示，作為支持體的第三滾軸204通過支持部201D可轉(zhuǎn)動地支持在基體部201上面的X滾軸202和Y滾軸303相遠(yuǎn)離側(cè)的中間位置上。
相對作為操作部的球205，比其中心稍低的外周與X滾軸202、Y滾軸203和第三滾軸204各自大直徑碰接部202A和203A以及204A碰接。這些碰接部全方位可轉(zhuǎn)動地支持球205。
在此，X滾軸202和Y滾軸203的大直徑碰接部202A和203A的外周如圖42、圖44和圖45所示，呈在圓周面上平行于滾動軸的軸線以規(guī)定角度的間隔設(shè)置有多個直線狀凹部206和207的圓周形狀。第三滾軸204的大直徑碰接部204A具有光滑的圓周面。
在通常狀態(tài)下球205停止在嵌入在各X滾軸202和Y滾軸203的各大徑碰接部202A、203A的外周的多個凹部206和207中的一個內(nèi)的位置上。
另外，作為與X滾軸202同軸設(shè)置的圓形轉(zhuǎn)動軸的中直徑軸部202B的外周上設(shè)置由圓環(huán)狀部208A和梳齒狀部208B組成的可動接點208。梳齒狀部208B與圓環(huán)狀部208A導(dǎo)通，以與大直徑碰接部202A的凹部206對應(yīng)的角度節(jié)距形成。從基體部201延伸的彈性固定接點209的長度不同的三個彈性腿部209A～209C彈性接觸在可動接點208上，形成作為X滾軸202的轉(zhuǎn)動量檢測器的X轉(zhuǎn)動型編碼器210。與X滾軸202相同，在與Y滾軸303同軸設(shè)置的圓形中直徑軸部203B的外周上也設(shè)置由圓環(huán)狀部211A和梳齒狀部211B組成的可動接點211。梳齒狀部211B導(dǎo)通圓環(huán)狀部211A，以與大直徑碰接部203A的凹部207對應(yīng)的角度節(jié)距形成。從基體部201延伸的彈性固定接點212的長度不同的三個彈性腿部212A～212C彈性接觸在可動接點211上，形成作為Y滾軸203的轉(zhuǎn)動量檢測器的Y轉(zhuǎn)動型編碼器213。
由編碼器210、213發(fā)生的電信號通過與彈性固定接點209和212導(dǎo)通的具有彈性的連接端子210A～210C和213A～213C傳送給使用該跟蹤球裝置的電子裝置的電路。
在通常狀態(tài)如上所述，球205嵌入在大直徑202A和203A外周的凹部206和207內(nèi)而停止。在該通帶狀態(tài)中，編碼器210、213不發(fā)出電信號，即連接端子210A～210C和213A～213C是分別處在電斷開狀態(tài)。
由于編碼器210和213設(shè)置在與可動接點208和滾軸202、203同軸設(shè)置的作為轉(zhuǎn)動軸的中直徑軸部202B、203B上而可小型化，從而使跟蹤球裝置變緊湊。
另外，在圖43的外觀斜視圖中，跟蹤球裝置的上部被樹脂制的座體214和蓋215包圍。
如在圖42、圖45和圖46的外觀斜視圖中所示，座體214由上端開口，以包圍球205下部的方式設(shè)置的碗狀部214A、和從其上端外周向下延伸且下端部固定在基體部201上的周壁部214B構(gòu)成。在碗狀部214A上在X滾軸202的大直徑碰接部202A、Y滾軸203的大直徑碰接部203A和第三滾軸204的大直徑碰接部204A與球205的外周碰接的位置上分別形成貫通孔214C。另外中央部214D呈盆狀與基體部201的中央僅隔開微小的間隔相對置。該跟蹤球裝置即使是淋水，X編碼器210和Y編碼器213的接點部等也不會受到影響。
蓋板215是中央有比球205的直徑小的圓形孔215A的環(huán)狀。具有臺階215B的兩個腿215C分別插入座體214上端面結(jié)合孔214 E內(nèi)，通過旋擰，蓋板215可裝拆地結(jié)合座體214，在通常狀態(tài)下，可以防止球205從該跟蹤球裝置中掉出來。通過卸下蓋板215可以更換球205。
為了把本實施方式9的跟蹤球裝置裝在電子裝置上，而只需使小螺釘通過設(shè)置在基體部20的側(cè)部兩個位置上的安裝孔等在將該跟蹤球裝置緊壓在電子裝置的配線基板上后固定，然后將編碼器210、213的連接端子210A～210C、213A～213C彈性連接在被連接點(圖中未示出)上，而不需要錫焊等連接工序。
下面說明本實施方式的跟蹤球裝置的操作。
首先，在如圖42所示的通常狀態(tài)下，用手或手指等觸摸從跟蹤球裝置的蓋板215的圓形孔215A向上突出的作為操作部的球205的上部，使球205象箭頭所示那樣轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)動傳遞給大直徑碰接部202A、203A、204A碰接在球205的外周上的滾軸202～204中的X滾軸202和第三滾軸204，轉(zhuǎn)動不傳遞給Y滾軸203。
然后，通過使X滾軸202沿圖42和圖45所示的方向轉(zhuǎn)動，使以嵌入在大直徑碰接部202的外周的凹部206A內(nèi)的方式碰接的球205的碰接部分從凹部206A退出沿外周面轉(zhuǎn)移，在嵌入下一個凹部206B中的同時產(chǎn)生卡嗒感。
另外，通過使球205的碰接部分從X滾軸202的大直徑碰接部202A的凹部206A轉(zhuǎn)移到凹部206B，使X轉(zhuǎn)動型編碼器210的可動接點208轉(zhuǎn)動。因此在彈性接觸在接點208的圓環(huán)狀部208A和梳齒狀部208B上的彈性固定接點209的彈性腿部209A～209C發(fā)生獨立的脈沖信號。即分別在彈性腿部209A～209C的連接端子210A、210B之間與連接端子之間逐個發(fā)出脈沖信號。在X轉(zhuǎn)動型編碼器210中，發(fā)生的脈沖信號與可動接點208即與X編碼器202的轉(zhuǎn)動方向的關(guān)系，因為與作為一般的轉(zhuǎn)動型編碼器公知的相同，所以省略說明。
接著通過使球205繼續(xù)轉(zhuǎn)動，使其在球205和大直徑碰接部202A與外周的凹部之間不斷地邊發(fā)生卡嗒，邊在連接端子210A、210B之間和210A、210C之間以高精度發(fā)生對應(yīng)卡嗒次數(shù)相應(yīng)的脈沖信號。將該信號傳遞給電子裝置電路，使顯示畫面上的光標(biāo)以高精度在X方向只移動對應(yīng)轉(zhuǎn)動的大小。
另外，在使該球205向右轉(zhuǎn)動時，球205使以球205的外周嵌入在Y滾軸203的大直徑部203A的凹部207內(nèi)的方式碰接的碰接處為中心轉(zhuǎn)動，不使Y滾軸205轉(zhuǎn)動。
同樣，如果向左轉(zhuǎn)動球205，則X滾軸202一邊產(chǎn)生卡嗒感一邊向與上述方向相反的方向轉(zhuǎn)動，X轉(zhuǎn)動型編碼器發(fā)生與卡嗒數(shù)相對應(yīng)的脈沖信號。
另外，當(dāng)使球205向上或向下轉(zhuǎn)動時，則Y滾軸203一邊產(chǎn)生卡嗒感一邊轉(zhuǎn)動。在Y轉(zhuǎn)動型編碼器213的連接端子213A、213B之間和213A、213C之間分別發(fā)生與卡嗒數(shù)相對應(yīng)的脈沖信號，使電子裝置的顯示畫面的光標(biāo)以高的精度在Y方向移動。
另外，當(dāng)使球205向斜方向轉(zhuǎn)動操作時，則根據(jù)與該操作方向的傾斜對應(yīng)的比例，X滾軸202和Y滾軸203邊產(chǎn)生卡嗒邊轉(zhuǎn)動，在X軸滾軸212和Y軸213的各自的連接端子210A～210C和213A～213C中分別發(fā)生與卡嗒數(shù)對應(yīng)的數(shù)目的脈沖信號。因此，電子裝置的顯示畫面上的光標(biāo)在與球205的轉(zhuǎn)動方向傾斜對應(yīng)的方向上高精度的只移動與球205的轉(zhuǎn)動量對應(yīng)的量。
另外，在球205轉(zhuǎn)動時，第三滾軸204與X滾軸202和Y滾軸203一起轉(zhuǎn)動，輔佐球205的光滑轉(zhuǎn)動。
第三滾軸204也可與X滾軸202和Y滾軸203一起具有可自由轉(zhuǎn)動地支持滾軸205的功能。因此具有轉(zhuǎn)動軸的滾軸不是必需的，也可以采用球狀容易滑動的支持部件。
另外，按照上述說明的跟蹤球裝置，X滾軸202和Y滾軸203的大直徑碰接部202A和203A兩者的外圍具有凹凸的圓周形狀，但也可以根據(jù)使用跟蹤球裝置的電子裝置的操作上的需要，以便只在X滾軸202或Y滾軸203中的任何一個的外周上形成凹凸，只在該滾軸轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生卡嗒感可以高精度地操作。
另外，在以上說明中，X滾軸202和Y滾軸203的大直徑部202A、203A的外周具有在圓周面上形成多個直線形的凹部206、207的凹凸部。這樣的形狀外周通過切削圓周面就可以容易形成，同時還可以根據(jù)需要容易變更凹部206和207的數(shù)目。
圖47是說明按照本發(fā)明的實施方式9的跟蹤球裝置的轉(zhuǎn)動滾軸的另一制作方法的外觀斜視圖。圖48是通過另一制作方法制作的轉(zhuǎn)動滾軸的環(huán)狀碰接部的剖面圖。
如圖47所示，轉(zhuǎn)動滾軸216可分成轉(zhuǎn)動軸部217和環(huán)狀碰接部218制作。在一體具有可動接點217A的金屬軸部217B上通過用絕緣樹脂外嵌成形加工形成絕緣部217C制作轉(zhuǎn)動軸部217。環(huán)狀碰接部218具有如圖48所示那樣的結(jié)構(gòu)。環(huán)狀體218B由在外周上具有按規(guī)定的角度間隔突出成放射狀的突出部218A的金屬等剛性材料構(gòu)成。通過在環(huán)狀體218B的多個突出部218A之間嵌入成形加工埋入具有彈性的樹脂使剖面大致為半圓形的并在軸向長凸部向外周突出。然后通過把環(huán)狀碰接部218的中心孔218D壓入結(jié)合在轉(zhuǎn)動軸部217的中間段部210上，而完成轉(zhuǎn)動滾軸216的加工。
另外，由剛性材料構(gòu)成的環(huán)狀體218B的多個突出部218A的前端面218E的寬按照使作為操作體的球205形成需要的碰接的角度而設(shè)定。
圖49是滾軸與球的碰接部分的放大剖面圖。如上所述那樣形成的轉(zhuǎn)動滾軸216的環(huán)狀碰接部218在外周上具有由剛性材料構(gòu)成的凹部218E和由彈性材料構(gòu)成的凸部互相配置成規(guī)定的角度間隔的凹部。因此如圖49所示，在球209的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)遞給轉(zhuǎn)動滾軸216時，因由轉(zhuǎn)動滾軸216的彈性材料構(gòu)成的凸部218C與球205間的大的摩擦力而轉(zhuǎn)動能不打滑地可靠地傳遞。而在球205的轉(zhuǎn)動不傳遞給滾軸216時，因在剛性材料構(gòu)成的凹部218內(nèi)球205的摩擦力小而打滑。從而獲得平滑操作和穩(wěn)定動作的跟蹤球裝置。
用由彈性材料構(gòu)成的被膜覆蓋作為操作體的球205的整個表面，從而可使球205與X滾軸202、203的碰接部分的摩擦變大，從而獲得在碰接部分不易滑動地穩(wěn)定動作的跟蹤轉(zhuǎn)動裝置。
另外，在球205的整個表面上形成比凹部206、207的寬度小的微小凹凸部。因此在球205與滾軸202、203的碰接部分上，在球205轉(zhuǎn)動操作時，球205的表面凹凸部的凸部被大直徑部202A、203A外周的凹部206、207掛住，如上所述，可以獲得既能產(chǎn)生卡嗒感和高精密度操作，又能在碰接部分不容易打滑而穩(wěn)定動作的跟蹤球裝置。
按照以上所述的實施方式9，可以選擇出在不增加構(gòu)成部件數(shù)量的條件下能在球205轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生卡嗒感，并可以高精密度地操作的跟蹤球裝置。并且因為被球205與各滾軸202、203的碰接部分傳遞的轉(zhuǎn)矩的大小不隨產(chǎn)生卡嗒感變化，所以可以獲得在碰接部分不容易打滑的跟蹤球裝置。
在把實施方式1-7中所示的跟蹤球裝置使用在具有顯示器的電子裝置上時，也可以安裝發(fā)生識別在實施方式6中示出的顯示器上的光標(biāo)位置的信號的機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明涉及操作電子裝置的顯示畫面上的光標(biāo)移動的跟蹤球裝置和用該跟蹤球裝置的電子裝置。按照本發(fā)明可以獲得在球的轉(zhuǎn)動操作時產(chǎn)生明顯的卡嗒感、可以精密地操作電子裝置的顯示畫面上的光標(biāo)移動、在操作時不產(chǎn)生振動感的跟蹤球裝置和使用該跟蹤球裝置的電子裝置。
權(quán)利要求
1.一種跟蹤球裝置，其特征在于，包括一個球；每相對的兩個一組共兩組互相垂直配置成方形、通過與上述球的中心下方的外周碰接而隨著上述球轉(zhuǎn)動的圓形軸狀的四個滾軸；為了使上述滾軸中的相對的兩個滾軸只沿相反方向轉(zhuǎn)動而限制轉(zhuǎn)動方向的限制機(jī)構(gòu)；分別檢測上述滾軸的轉(zhuǎn)動量的轉(zhuǎn)動量檢測器；支持上述滾軸的支持部；和配設(shè)有上述支持部的基體部。
2.如權(quán)利要求1所述的跟蹤球裝置，其特征在于，上述轉(zhuǎn)動方向限制機(jī)構(gòu)包括在上述滾軸與上述球的碰接部側(cè)面的各圓形外周的等角度位置上設(shè)置有鋸齒狀齒的棘輪；和與上述齒彈性接觸的制動爪；上述齒中設(shè)置在上述棘輪中的上述相對的滾軸上的棘輪的齒互相朝反向傾斜。
3.如權(quán)利要求2所述的跟蹤球裝置，其特征在于，三個上述棘輪的上述齒的數(shù)目與上述滾軸轉(zhuǎn)動一周的上述轉(zhuǎn)動檢測器的輸出數(shù)同步。
4.如權(quán)利要求1所述的跟蹤球裝置，其特征在于，上述轉(zhuǎn)動方向限制機(jī)構(gòu)包括從各個上述滾軸向?qū)χ滢D(zhuǎn)動中心相隔等角度突出成放射狀的銷；制動爪，該制動爪以下述操作方式嵌合當(dāng)各個上述滾軸沿規(guī)定方向轉(zhuǎn)動時該制動爪被上述銷推壓反復(fù)進(jìn)行彈性變形/彈性恢復(fù)，而當(dāng)各個上述滾軸沿上述規(guī)定方向相反向的轉(zhuǎn)動時該制動爪與上述銷接觸，阻止上述滾軸的轉(zhuǎn)動。
5.如權(quán)利要求4所述的跟蹤球裝置，其特征在于，從一個上述滾軸上突出的銷數(shù)目與上述滾軸轉(zhuǎn)動一周的上述轉(zhuǎn)動量檢測器的輸出數(shù)同步。
6.如權(quán)利要求4或5所述的跟蹤球裝置，其特征在于，上述轉(zhuǎn)動量檢測器是通過上述制動爪驅(qū)動的開關(guān)。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項所述的跟蹤球裝置，其特征在于，上述轉(zhuǎn)動量檢測器具有設(shè)置在每個上述滾軸的外周上的可動接點，和保持在上述基體部上并帶有與上述可動接點彈性接觸的彈性固定接點的轉(zhuǎn)動開關(guān)。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項所述的跟蹤球裝置，其特征在于，上述滾軸在同一平面上與上述球碰接。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項所述的跟蹤球裝置，其特征在于，上述支持部具有朝使上述相對的滾軸的相對間隔變小的方向推上述滾軸的彈性件；通過上述球的自重和操作時的壓力使上述相對的間隔變大。
10.如權(quán)利要求1至7中任一項所述的跟蹤球裝置，其特征在于，在不操作時設(shè)定上述球與滾軸之間的間隙。
11.如權(quán)利要求10所述的跟蹤球裝置，其特征在于，還具有設(shè)置在上述球的下面并與上述球接觸的自動復(fù)位型按鈕開關(guān)。
12.如權(quán)利要求1至11中任一項所述的跟蹤球裝置，其特征在于，上述球具有由覆蓋上述球的整個表面的彈性材料組成的薄膜。
13.如權(quán)利要求1至11中任一項所述的跟蹤球裝置，其特征在于，在上述球的整個表面上形成凹部。
14.如權(quán)利要求1至13中任一項所述的跟蹤球裝置，其特征在于，具有一個基座體，該基座體是在上述四個滾軸與上述球相碰接的位置上分別形成貫通孔并使上端面變成為開口的碗狀，該基座體從上述上端面的外周伸出的周圍壁固定在基體部上；和中心部具有比所述球的直徑小的圓形孔并可裝拆地配設(shè)在上述基體部的開口部上的環(huán)狀蓋板；上述球被上述基座體和上述蓋板包圍起來。
15.如權(quán)利要求1至14中任一項所述的跟蹤球裝置，其特征在于，還具有從與上述基體部上的配設(shè)有上述支持部的那側(cè)相反的側(cè)突出的和具有彈性的轉(zhuǎn)動量檢測器輸出端子。
16.一種電子裝置，其特征在于具有權(quán)利要求15所述的跟蹤球裝置和配線基板；上述輸出端子彈性連接在上述配線基板上。
17.一種電子裝置，其特征在于具有權(quán)利要求1-15中所述的任一項的跟蹤球裝置和顯示信息的顯示單元；使上述球轉(zhuǎn)動后，根據(jù)至少一個上述轉(zhuǎn)動量的檢測器的輸出信號選擇在上述顯示單元上顯示的上述信息。
18.如權(quán)利要求1所述的跟蹤球裝置，其特征在于，在上述滾軸的與上述球的碰接的部分上在其斷面等分的位置上形成具有帶規(guī)定臺階的規(guī)定數(shù)目凹凸的圓形鋸齒；上述對置的兩個滾軸各自的上述齒的朝向是相反的；上述轉(zhuǎn)動方向限制機(jī)構(gòu)形成在上述滾軸與上述球碰接的部分上。
19.如權(quán)利要求18所述的跟蹤球裝置，其特征在于，在一個上述滾軸上形成的上述鋸齒數(shù)與上述轉(zhuǎn)動量檢測器的輸出同步。
20.如權(quán)利要求18或19所述的跟蹤球裝置，其特征在于，上述支持部具有朝使相對的滾軸的相對間隔變小的方向加壓的彈性件，上述相對的間隔隨著球的自重和操作時的壓力而變寬。
21.如權(quán)利要求18至20中任一項所述的跟蹤球裝置，其特征在于，上述鋸齒剖面的形狀是使基準(zhǔn)圓沿設(shè)置有上述凹凸部的上述各滾軸的半徑方向只偏移上述規(guī)定的臺階高度的上述規(guī)定數(shù)的圓弧互相重疊后再沿上述半徑方向切掉上述各圓弧后的形狀。
22.如權(quán)利要求18至21中任一項所述的跟蹤球裝置，其特征在于，上述球具有覆蓋整個表面的由彈性材料組成的薄膜。
23.如權(quán)利要求18至21中任一項所述的跟蹤球裝置，其特征在于，在上述球的整個表面上形成凹部。
24.如權(quán)利要求18至23中任一項所述的跟蹤球裝置，其特征在于，具有一個座體，，該基座體是在上述四個滾軸與上述球相碰接的位置上分別形成貫通孔并使上端面變成為開口的碗狀，該基座體從上述上端面的外周伸出的周圍壁固定在基體部上；在中央具有比上述球的直徑小的圓形孔并可拆裝地配設(shè)在上述座體的上述端部開口上的環(huán)狀蓋板；上述球被上述座體和蓋板包圍。
25.如權(quán)利要求18至24中任一項所述的跟蹤球裝置，其特征在于，上述各滾軸具有凸輪；上述轉(zhuǎn)動量檢測器具有由上述凸輪驅(qū)動的開關(guān)。
26.如權(quán)利要求18至24中任一項所述的跟蹤球裝置，其特征在于，上述各滾軸在其外周上具有可動接點；上述轉(zhuǎn)動量檢測器具有彈性接觸在上述可動接點上的彈性固定接點。
27.如權(quán)利要求18至26中任一項所述的跟蹤球裝置，其特征在于，還具有從與上述基體部上的配設(shè)有上述支持部那側(cè)相反的側(cè)突出的和具有彈性的轉(zhuǎn)動量檢測器輸出端子。
28.如權(quán)利要求18至26中任一項所述的跟蹤球裝置，其特征在于，還具有可轉(zhuǎn)動支持上述基體部的配線基板；和配置在上述配線基板上在上述基體部轉(zhuǎn)動時被壓作動的自動復(fù)位型的按鈕式開關(guān)。
29.如權(quán)利要求28所述的跟蹤球裝置，其特征在于，在上述配線基板上配設(shè)上述轉(zhuǎn)動量檢測器。
30.如權(quán)利要求28所述的跟蹤球裝置，其特征在于，在上述基體部上配置上述轉(zhuǎn)動量檢測器。
31.如權(quán)利要求30所述的跟蹤球裝置，其特征在于，還具有從與上述基體部上的配設(shè)有上述支持部那側(cè)相反的側(cè)突出的和具有彈性的轉(zhuǎn)動量檢測器輸出端子。上述輸出端子與上述配線基板彈性連接。
32.如權(quán)利要求30所述的跟蹤球裝置，其特征在于，還具有使上述輸出端子與上述配線基板相連的撓性連接基板。
33.一種電子裝置，其特征在于，具有如權(quán)利要求18至26中任一項所述的跟蹤球裝置；具有可轉(zhuǎn)動支持上述基體部的配線基板；和配設(shè)在上述配線基板上并在被壓作動的自動復(fù)位型的按鈕式開關(guān)。
34.如權(quán)利要求33所述的電子裝置，其特征在于，在上述配線基板上配設(shè)上述轉(zhuǎn)動量檢測器。
35.如權(quán)利要求33所述的電子裝置，其特征在于，在上述基體部上配設(shè)上述轉(zhuǎn)動量檢測器。
36.如權(quán)利要求35所述的電子裝置，其特征在于，上述跟蹤裝置還具有從與上述基體部上的配設(shè)有上述支持部那側(cè)相反的側(cè)突出的和具有彈性的轉(zhuǎn)動量檢測器輸出端子；上述輸出端子與上述配線基板彈性連接。
37.如權(quán)利要求35所述的電子裝置，其特征在于，還具有使上述轉(zhuǎn)動量檢測器的輸出端連接在上述配線基板上的撓性連接板。
38.一種電子裝置，其特征在于，具有如權(quán)利要求18至32中任一項所述的跟蹤球裝置；顯示信息的顯示單元；和進(jìn)行電子裝置的整體控制的電子電路；使上述球轉(zhuǎn)動根據(jù)至少一個的上述轉(zhuǎn)動量檢測器的輸出信號選擇在上述顯示單元上的上述信息。
39.一種跟蹤球裝置，其特征在于，具有一個球；各自外周在上述球的外周上沿正交方向在碰接部碰接并至少一個上述碰接部具有若干個凹部和凸部的圓形軸狀的X滾軸和Y滾軸；分別與上述X滾軸和Y滾軸相連的兩個轉(zhuǎn)動量檢測器；在上述X滾軸和Y滾軸的遠(yuǎn)側(cè)的中間位置與上述球的外周碰接并在全方位可自由轉(zhuǎn)動地支持上述球的支持體和保持上述X滾軸、Y滾軸和上述支持體的基體部。
40.如權(quán)利要求39所述的跟蹤球裝置，其特征在于，上述支持體具有可轉(zhuǎn)動地保持的并與上述球的外周碰接的第三滾軸。
41.如權(quán)利要求39或40所述的跟蹤球裝置，其特征在于，在上述X滾軸和Y滾軸中的至少一個上述碰接部上沿上述滾軸的軸線方向以規(guī)定角度間隔上設(shè)置若干個直線形凹槽。
42.如權(quán)利要求39或40所述的跟蹤球裝置，其特征在于，上述X滾軸和Y滾軸中至少一個的上述碰接部具有由剛性材料構(gòu)成的大致圓形的軸；由留下上述球接觸的部分后配置在上述大致圓形軸的外周上的彈性材料組成且斷面大至為圓形沿軸向長的凸部。
43.如權(quán)利要求39或42所述的跟蹤球裝置，其特征在于，上述球具有覆蓋其整個表面的由彈性材料構(gòu)成的薄膜。
44.如權(quán)利要求39至43中任一項所述的跟蹤球裝置，其特征在于，在上述球的整個表面上形成直徑比上述凹部的寬度窄的凹部。
45.如權(quán)利要求39至44中任一項所述的跟蹤球裝置，其特征在于，上述兩個轉(zhuǎn)動量檢測器具有分別設(shè)置在與上述滾軸同軸的外周上的可動接點，和保持在上述基體部上并與上述可動接點彈性接觸的固定接點。
46.如權(quán)利要求39至45中任一項所述的跟蹤球裝置，其特征在于，具有一個座體，該基座體是在上述四個滾軸與上述球相碰接的位置上分別形成貫通孔并使上端面變成為開口的碗狀，該基座體從上述上端面的外周伸出的周圍壁固定在基體部上；在中央上具有比上述孔的直徑小的圓形孔并在上述座體的上述開口部上可裝拆的環(huán)狀件；上述球被上述座體和上述環(huán)狀件包圍。
47.如權(quán)利要求39至46中任一項所述的跟蹤球裝置，其特征在于，上述轉(zhuǎn)動檢測器具有帶彈性的連接端子。
48.一種電子裝置，其特征在于，具有如權(quán)利要求39至47中任一項所述的跟蹤球裝置；顯示信息的顯示單元；上述球轉(zhuǎn)動后根據(jù)上述兩個轉(zhuǎn)動量檢測器中的至少一個輸出信號選擇在上述顯示單元上顯示的上述信息。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于控制電子裝置的顯示畫面上的光標(biāo)移動的跟蹤球裝置,其中,當(dāng)轉(zhuǎn)動球時使用戶有卡嗒感,以便高精度地控制該轉(zhuǎn)動,其游隙角小,高度低。該球被定位在比球的中心位置低的位置上的四個滾軸可自由轉(zhuǎn)動地支持,與球碰接的碰接部的滾軸的橫截面的形狀成圓形鋸齒狀,一個滾軸的鋸齒的方向與對置的那個滾軸的鋸齒方向相反。每個滾軸(2－5)安裝一個作為轉(zhuǎn)動檢測器的開關(guān)。一個X滾軸和一個Y滾軸在從球的上方看去時沿互相垂直的方向碰接球的外周面,一個第三滾軸可自由轉(zhuǎn)動地支持球。一些凹凸部形成在X滾軸和Y滾軸的大徑當(dāng)接部外周上。每個滾軸與一個編碼器相連。
文檔編號G06F3/0354GK1363059SQ01800166
公開日2002年8月7日 申請日期2001年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月7日
發(fā)明者橫地茂, 山本保, 中勢真喜, 福村豐史 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社