專利名稱：軌跡球裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及安裝于各種電子設(shè)備的輸入操作部分、可通過對(duì)球進(jìn)行的規(guī)定的操作進(jìn)行各種輸入操作的軌跡球裝置。
背景技術(shù)：
近年來，用于進(jìn)行各種輸入操作的軌跡球裝置，在各種電子設(shè)備上安裝得多了起來。
對(duì)于這樣的現(xiàn)有技術(shù)的軌跡球裝置，例如，已在日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_2001-373055號(hào)公報(bào)中公開，以下，用圖進(jìn)行說明。
圖18是現(xiàn)有技術(shù)的軌跡球裝置的機(jī)構(gòu)構(gòu)成部分和布線基板構(gòu)成部分的組合前的立體圖，圖19是該軌跡球裝置的頂視圖，圖20是該軌跡球裝置的左側(cè)視圖。
在形成為大體上十字狀的樹脂制的上殼體101上方，配置有由金屬板構(gòu)成的中央部分具有孔的上蓋103的平板部分。該上蓋103具有從平板部分的側(cè)端部分的一方的相對(duì)位置分別垂下的第1腳部103A、從與之正交的另一方的相對(duì)位置分別垂下的第2腳部103C。在該第1腳部103A的頂端部分上配置有貫通孔103B。此外，第2腳部103C的下端，構(gòu)成為向側(cè)方延伸的鉚爪部分103D。
此外，在上殼體101的下方，具備被形成為大體上十字狀的樹脂制的安裝臺(tái)102。采用在把突出設(shè)置在安裝臺(tái)102的側(cè)面部分上的突起102A嵌入到上蓋103的第1腳部103A的貫通孔103B內(nèi)，并且把第2腳部103C的鉚爪部分103D鉚接為使之嚙合到安裝臺(tái)102的側(cè)面臺(tái)階部分上的辦法，上殼體101與安裝臺(tái)102成為結(jié)合狀態(tài)。
此外，在向上殼體101的形成為大體上十字狀的側(cè)方突出的各個(gè)突出部分上，分別成對(duì)地設(shè)置有下方開口的形成為鉤形的鉤狀部分101A。該鉤狀部分101A的下方開口構(gòu)成輥保持部分101B，各個(gè)輥保持部分101B內(nèi)，都可旋轉(zhuǎn)地收納保持有大體上圓柱狀的輥104。以彼此正交的正方形形狀配置有4個(gè)在頂視圖上看相對(duì)的2個(gè)為一組的2組該輥104。在安裝臺(tái)102的上表面上可旋轉(zhuǎn)地保持各個(gè)輥104的下方部分。上述各個(gè)輥104的中央部分，構(gòu)成為具有凹凸的接觸部分。
此外，在各個(gè)輥104的一個(gè)端部上，同軸狀地把按照各個(gè)規(guī)定角度步距N極和S極交替地被磁化了的環(huán)狀的磁鐵105固定成分別與各個(gè)輥104一起旋轉(zhuǎn)。此外，把各個(gè)輥104配置成該磁鐵105位于上殼體101和安裝臺(tái)102的十字的凹陷部分內(nèi)。即把每一個(gè)磁鐵105配置在由各個(gè)輥104構(gòu)成的矩形的角部。
此外，在用上殼體101和安裝臺(tái)102構(gòu)成的內(nèi)部空間內(nèi)收納有由氟橡膠等構(gòu)成的操作用球110。
另一方面，在該機(jī)構(gòu)構(gòu)成部分的下方位置上，配置有布線基板115，在其上表面上裝配有作為磁傳感器的霍爾IC120和自力回歸型而且?guī)в|覺反饋(節(jié)度，tactile feedback)的控鈕開關(guān)125。
霍爾IC120是配置在與各個(gè)磁鐵105的配置位置對(duì)應(yīng)的上下相對(duì)的各個(gè)位置上，根據(jù)來自與對(duì)應(yīng)的輥104一起旋轉(zhuǎn)的各個(gè)磁鐵105的磁通變化進(jìn)行通斷輸出的IC。此外，控鈕開關(guān)125被配置在與球110的下方位置對(duì)應(yīng)的布線基板115上，即相當(dāng)于用霍爾IC120圍起來的中央部分的位置上，具備未圖示出來的可動(dòng)接點(diǎn)和固定接點(diǎn)和用來把操作用球110向上方推壓的板彈簧。
另一方面，構(gòu)成上述內(nèi)部空間的上殼體101，具有向上方突出出來的筒狀部分，在該筒狀部分的上端位置的被形成為圓形的上方孔部101C的直徑，在上殼體101的上表面中央位置上被設(shè)定為比球110的直徑更小。此外，被具備于控鈕開關(guān)125的板彈簧向上方推壓的球110，在上述上方孔101C的端部處受到向上方的位置限制，其上部部分從上方孔101C向外方突出出來。在上述球110的配置狀態(tài)下，球110與各個(gè)輥104的接觸部分之間就成為空以規(guī)定間隔的設(shè)定。
此外，上述球110在被加上了向下方推壓的按壓力時(shí)，就在球110的下端處按壓具備于控鈕開關(guān)125的板彈簧，可在由上殼體101與安裝臺(tái)102構(gòu)成的內(nèi)部空間內(nèi)上下移動(dòng)。
其次，對(duì)該現(xiàn)有技術(shù)的軌跡球裝置的動(dòng)作進(jìn)行說明。
首先，如果從未操作軌跡球裝置的通常狀態(tài)，用手指等觸摸從上殼體101向上方突出出來的球110的上部向左右方向或前后方向旋轉(zhuǎn)操作球110，則與該旋轉(zhuǎn)操作方向?qū)?yīng)的輥104的接觸部分進(jìn)行接觸而使該輥104旋轉(zhuǎn)。這時(shí)，其它的輥104不旋轉(zhuǎn)，控鈕開關(guān)125也不動(dòng)作。
然后，伴隨著該輥104的旋轉(zhuǎn)，固定于其上的磁鐵105也一起旋轉(zhuǎn)。相應(yīng)的磁鐵105的N極或S交替地反復(fù)接近與該磁鐵105對(duì)應(yīng)的霍爾IC120，與此相對(duì)應(yīng)地可以從霍爾IC120得到規(guī)定的輸出。
此外，在斜向地旋轉(zhuǎn)操作球110的情況下，球110就會(huì)因與處于正交關(guān)系的位置的2個(gè)輥104接觸而使得兩者都旋轉(zhuǎn)，同樣，可以從2個(gè)霍爾IC120得到規(guī)定的輸出。
其次，如果用手指等對(duì)球110的上部進(jìn)行按壓操作，則球110的控鈕開關(guān)125的中央部分就被向下方按壓，成為電連接起來的開關(guān)接通狀態(tài)。
然后，當(dāng)去掉了加到球110上的按壓壓力時(shí)，伴隨著具備于控鈕開關(guān)上的板彈簧的回歸，球110被向上方推回。球110因與上殼體101的上方孔101C端部接觸而停止，返回到原來的通常狀態(tài)。
但是，該現(xiàn)有技術(shù)的軌跡球裝置，由于要通過霍爾IC120以非接觸方式檢測磁鐵105的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，故雖然理想的是采用長壽命的輥旋轉(zhuǎn)部分，但是，由于霍爾IC120是價(jià)格昂貴的IC，故存在著裝置成品昂貴的問題。此外，人們還要求提高對(duì)球110的旋轉(zhuǎn)操作時(shí)的操作性，特別是還存在著在對(duì)球110進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作時(shí)得不到觸覺反饋感的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的軌跡球裝置具有如下構(gòu)成。
包括操作用的球；在該球的旋轉(zhuǎn)操作時(shí)與該球接觸而旋轉(zhuǎn)的多個(gè)輥；與這些輥一體地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的被多極磁化的永磁體；配置在通過伴隨著永磁體的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的磁通變化切換通斷狀態(tài)的位置上，使得進(jìn)行球的旋轉(zhuǎn)操作時(shí)具有觸覺反饋感的舌簧開關(guān)。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式1的軌跡球裝置的外觀立體圖。
圖2是同上的頂視圖。
圖3是同上的側(cè)視圖。
圖4是同上的機(jī)構(gòu)構(gòu)成部分和布線基板部分的組合前的立體圖。
圖5是同上的機(jī)構(gòu)構(gòu)成部分的剖面圖。
圖6是同上的機(jī)構(gòu)構(gòu)成部分的分解立體圖。
圖7是示出了同上的旋轉(zhuǎn)操作狀態(tài)的剖面圖。
圖8是示出了同上的按壓操作狀態(tài)的剖面圖。
圖9、圖10是說明同上的舌簧開關(guān)的狀態(tài)遷移的圖。
圖11是示出了來自同上的舌簧開關(guān)的輸出信號(hào)狀態(tài)和妨礙輥的旋轉(zhuǎn)的力的推移的圖。
圖12是本發(fā)明的實(shí)施方式2的軌跡球裝置的外觀立體圖。
圖13是同上的頂視圖。
圖14是同上的側(cè)視圖。
圖15、圖16是說明同上的舌簧開關(guān)的狀態(tài)遷移的圖。
圖17是示出了來自同上的舌簧開關(guān)的輸出信號(hào)狀態(tài)和妨礙輥的旋轉(zhuǎn)的力的推移的圖。
圖18是現(xiàn)有技術(shù)的軌跡球裝置的組合前的立體圖。
圖19是同上的頂視圖。
圖20是同上的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參看圖面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
(實(shí)施方式1)圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式1的軌跡球裝置的外觀立體圖，圖2是同上的頂視圖，圖3是同上的側(cè)視圖，圖4是同上的機(jī)構(gòu)構(gòu)成部分和布線基板部分的組合前的立體圖。圖5是同上的機(jī)構(gòu)構(gòu)成部分的剖面圖，圖6是同上的機(jī)構(gòu)構(gòu)成部分的分解立體圖。
本實(shí)施方式的軌跡球裝置，如圖1、圖2、圖3、圖4所示，由操作用球10、機(jī)構(gòu)構(gòu)成部分20(由上殼體1、安裝臺(tái)2、上蓋3、輥4、永磁體5等構(gòu)成)、布線基板15(控鈕開關(guān)25、舌簧開關(guān)41)構(gòu)成。
首先，以圖5和圖6為中心，進(jìn)行本發(fā)明的機(jī)構(gòu)構(gòu)成部分20的詳細(xì)的說明。在由被形成為大體上十字狀的樹脂制的上殼體1和重疊配置在該上殼體1的下方的被形成為大體上相同的十字狀的樹脂制的安裝臺(tái)2形成的內(nèi)部空間內(nèi)，收納有操作用球(以下，稱作球)10。
在上殼體1的上方，配置有由金屬板構(gòu)成而且在中央部分上具有孔的上蓋3的平板部分。該上蓋3具有從平板部分的側(cè)端部分的一方的相對(duì)位置分別垂下的第1腳部3A，此外，從與之正交的另一方的相對(duì)位置分別垂下的第2腳部3C。在該第1腳部3A的頂端部分上配置有貫通孔3B。此外，在第2腳部3C的下端配置有向側(cè)方延伸的鉚爪部分3D。
此外，采用向該上蓋3的貫通孔3B內(nèi)嵌入向安裝臺(tái)2的側(cè)面部分突出出來的突起2A并且把第2腳部3C的鉚爪部分3D鉚接為使之嚙合到安裝臺(tái)2的側(cè)面臺(tái)階部分上的辦法，上殼體1與安裝臺(tái)2成為結(jié)合狀態(tài)。
此外，在上殼體1的形成為大體上十字狀的向側(cè)方突出的每一個(gè)突出部分上，分別成對(duì)地設(shè)置有被形成為下方開口的鉤形的鉤狀部分1A。該鉤狀部分1A的下方開口構(gòu)成輥保持部分1B，各個(gè)輥保持部分1B內(nèi)都可旋轉(zhuǎn)地收納保持有大體上圓柱狀的輥4。以彼此正交的正方形形狀配置有4個(gè)從上面看相對(duì)的2個(gè)為一組的2組該輥4。在安裝臺(tái)2的上表面可旋轉(zhuǎn)地保持各個(gè)輥4的下方部分。上述各個(gè)輥4的中央部分構(gòu)成為具有凹凸的接觸部分。
此外，在各個(gè)輥4的一個(gè)端部上，同軸狀地把環(huán)狀的磁鐵5固定成分別與各個(gè)輥4一起旋轉(zhuǎn)。此外，把各個(gè)輥4配置成該磁鐵5位于上殼體1和安裝臺(tái)2的十字的凹陷部分。即把每一個(gè)磁鐵5配置在用各個(gè)輥4構(gòu)成的矩形的角部。
此外，用上殼體1和安裝臺(tái)2構(gòu)成的內(nèi)部空間內(nèi)收納有由氟橡膠等構(gòu)成的球10。
在這里，對(duì)由上殼體1和安裝臺(tái)2構(gòu)成的內(nèi)部空間的構(gòu)成進(jìn)行說明。首先，在構(gòu)成該內(nèi)部空間的底部一側(cè)的安裝臺(tái)2的十字狀中央位置上設(shè)置有圓形孔2B，在該圓形孔2B內(nèi)配置有一端埋設(shè)固定到圓形孔2B的側(cè)壁部分的懸臂狀的板彈簧6的另一端側(cè)。該板彈簧6的另一端側(cè)形成為具備突出部分6A的外形圓形，并通過該另一端側(cè)從下方上推上述球10。
另一方面，構(gòu)成上述內(nèi)部空間的上殼體1，具有向上方突出的筒狀部分，在該筒狀部分的上端位置的被形成為圓形的上方孔部1C的直徑，被設(shè)定為在上殼體1的上表面中央位置上具有比球10的直徑更小的直徑。此外，被板彈簧向上方推壓的球10，在上述上方孔1C的端部處受到向上方的位置限制，其上部部分從上方孔1C向外方突出出來。在上述球10的配置狀態(tài)下，球10與各個(gè)輥4的接觸部分之間成為確保規(guī)定的空隙的設(shè)定。
此外，該球10在被加上了向下方推壓的按壓力時(shí)，用球10的下端按壓板彈簧6從而可在由上殼體1與安裝臺(tái)2構(gòu)成的內(nèi)部空間內(nèi)上下移動(dòng)。
該軌跡球裝置的機(jī)構(gòu)構(gòu)成部分20如上所述地構(gòu)成，在該機(jī)構(gòu)構(gòu)成部分20的下方位置上配置有布線基板15，在該布線基板15的上表面裝配有作為磁傳感器的舌簧開關(guān)41和自力回歸型而且?guī)в|覺反饋的控鈕開關(guān)25。
該舌簧開關(guān)41由圖3、圖4可知，配置在各個(gè)與磁鐵5的配置位置對(duì)應(yīng)的上下相對(duì)的位置上，根據(jù)來自與對(duì)應(yīng)的輥104一起旋轉(zhuǎn)的各個(gè)磁鐵105的磁通變化成為通或斷的輸出。
此外，上述控鈕開關(guān)25由圖4可知，配置到了與球10的下方位置對(duì)應(yīng)的布線基板15上，即配置到了相當(dāng)于用舌簧開關(guān)圍起來的中央部分的位置上。
下面，對(duì)本實(shí)施方式的軌跡球裝置的動(dòng)作進(jìn)行說明。參看未操作軌跡球裝置的情況下的圖5和用手指等觸摸球10的上部向左方向旋轉(zhuǎn)操作球10的情況下的圖7，和用手指等按壓操作球10的上部的情況下的圖8。
首先，如圖7所示，對(duì)由尚未操作軌跡球裝置的通常狀態(tài)用手指等觸摸從上殼體1的上方孔部分1C向上方突出出來的球10的上部如箭頭R所示向左方向旋轉(zhuǎn)操作球10的情況進(jìn)行說明。球10邊按壓板彈簧6的另一端側(cè)向下方位置下降少許，邊向左側(cè)移動(dòng)，僅僅接觸與上述旋轉(zhuǎn)操作方向?qū)?yīng)的同圖中的左側(cè)的輥4的接觸部分，使該左側(cè)的輥4進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。這時(shí)，其它的輥4不旋轉(zhuǎn)，此外，控鈕開關(guān)25也不動(dòng)作。
伴隨著該左側(cè)的輥4的旋轉(zhuǎn)，固定于左側(cè)的輥4的磁鐵5也一起旋轉(zhuǎn)，該磁鐵5的N極或S極交替地反復(fù)接近與該磁鐵5對(duì)應(yīng)的舌簧開關(guān)41，與之相對(duì)應(yīng)地從舌簧開關(guān)41得到規(guī)定的輸出。
同樣，在向右方向或前后方向旋轉(zhuǎn)操作球10的情況下，進(jìn)行與上述同樣的動(dòng)作，能夠從規(guī)定的舌簧開關(guān)41得到規(guī)定的輸出。
此外，在斜向地旋轉(zhuǎn)操作球10的情況下，球10與位于正交關(guān)系的2個(gè)輥4接觸而使得兩者都旋轉(zhuǎn)，同樣，可以從2個(gè)舌簧開關(guān)得到規(guī)定的輸出。
其次，如圖8所示，如果從通常狀態(tài)如箭頭F所示用手指等對(duì)球10的上部進(jìn)行按壓操作，則球10就邊按壓板彈簧6的另一端側(cè)邊向安裝臺(tái)2的圓形孔2B方向下降。伴隨于此，在設(shè)置在板彈簧6的另一端側(cè)上的突出部分6A的下表面向下方按壓控鈕開關(guān)25的中央部分。
然后，當(dāng)該按壓力超過了規(guī)定的值時(shí)，如圖8所示，控鈕開關(guān)25的可動(dòng)接點(diǎn)27就伴隨著觸覺反饋感進(jìn)行反轉(zhuǎn)動(dòng)作，成為通過可動(dòng)接點(diǎn)27把中央固定接點(diǎn)26A和外側(cè)固定接點(diǎn)26B間電連起來的開關(guān)接通(ON)狀態(tài)。
然后，如果去掉了加在球10上的按壓力，控鈕開關(guān)25的可動(dòng)接點(diǎn)27就通過自己的彈性復(fù)原力復(fù)原成原來的上方凸型的穹頂狀，控鈕開關(guān)25的中央固定接點(diǎn)26A與外側(cè)固定接點(diǎn)26B之間再次返回到電獨(dú)立狀態(tài)，同時(shí)，板彈簧6的另一端側(cè)也向原來的位置回歸，伴隨著板彈簧6的回歸原位，球10被向上方回推，球10與上殼體1的上方孔1C端部接觸而停止，返回到原來的圖5所示的通常狀態(tài)。
下面，對(duì)永磁體5與舌簧開關(guān)41之間的關(guān)系進(jìn)行說明。
舌簧開關(guān)41在封入了惰性氣體的由玻璃等構(gòu)成的細(xì)長的大體上筒狀的外封裝體43內(nèi)，在其長度的中央位置上，以隔以規(guī)定間隔的相對(duì)狀態(tài)配置由坡莫合金等的磁性薄板構(gòu)成的窄寬度直線狀的2個(gè)舌簧片42的一端側(cè)，該舌簧片42的各個(gè)另一端側(cè)，分別從其長度方向的側(cè)方部分直線狀地導(dǎo)出，其該導(dǎo)出部分在規(guī)定位置處向下方彎曲，成為端子部分。
此外，在布線基板15上把各個(gè)舌簧開關(guān)41配置成在外封裝體43的長度的中央位置與固定到輥4上的各個(gè)磁鐵的正下邊的位置對(duì)準(zhǔn)，而且外封裝體43的長度方向分別與對(duì)應(yīng)的輥4的旋轉(zhuǎn)軸中心線成為正交的關(guān)系。如果是上述配置，則在分別對(duì)應(yīng)的環(huán)狀的磁鐵5中以規(guī)定角度步距交替地磁化了的磁極與各個(gè)舌簧開關(guān)41的2個(gè)舌簧片42成為接近的配置狀態(tài)，并且舌簧片42的長度一側(cè)的設(shè)置方向(舌簧方向)對(duì)于磁鐵5的旋轉(zhuǎn)軸中心線成正交關(guān)系，使得磁極的寬度方向與舌簧片42的長度一側(cè)的設(shè)置方向相一致，來自磁鐵5的磁通更多地作用到舌簧片42上。另外，若構(gòu)成為把外封裝體43的下方部分收置到設(shè)置在布線基板15上的孔部15A內(nèi)，則可容易地實(shí)現(xiàn)從布線基板15面算起的高度方向的低高度化。另外，上述控鈕開關(guān)25可在被各個(gè)舌簧開關(guān)42圍起來的矩形部分內(nèi)的中央位置處進(jìn)行焊接裝配，各個(gè)舌簧開關(guān)41的端子部分也可以焊接固定。
此外，如果旋轉(zhuǎn)操作球10，與和球10接觸的操作方向?qū)?yīng)的輥4和固定于其上的磁鐵5就旋轉(zhuǎn)。由此，上述磁鐵5的N極和S極反復(fù)交替地接近在其下方相對(duì)配置的舌簧開關(guān)41，通過其磁通變化反復(fù)進(jìn)行舌簧開關(guān)41的舌簧片42一端側(cè)間的接觸分離，可以用其信號(hào)以非接觸狀態(tài)檢測球10的旋轉(zhuǎn)量。另外，由于舌簧開關(guān)在磁傳感器中是比較便宜的開關(guān)，所以得益于使用這樣的開關(guān)，可以構(gòu)成便宜的軌跡球裝置。
其次，參看圖9、圖10、圖11，對(duì)上述磁鐵5旋轉(zhuǎn)時(shí)的舌簧開關(guān)41的狀態(tài)遷移等進(jìn)行說明。另外，以下，對(duì)于舌簧開關(guān)41的2個(gè)舌簧片42，把在圖中示于左側(cè)的舌簧片標(biāo)記為左側(cè)舌簧片42A、把示于右側(cè)的舌簧片標(biāo)記為右側(cè)舌簧片42B進(jìn)行說明。
首先，如圖9所示，例如，在磁鐵5的N極的中央角度位置與舌簧開關(guān)41相對(duì)的狀態(tài)下，左側(cè)的舌簧片42A因來自該磁鐵5的磁通而使得位于外封裝體43的中央部分一側(cè)的一端側(cè)變成為S極，由外封裝體43起的導(dǎo)出部分側(cè)變成為N極。此外，右側(cè)舌簧片42B的位于外封裝體43的中央部分側(cè)的一端側(cè)變成為S極，而由外封裝體43起的導(dǎo)出部分側(cè)變成為N極。在該情況下，相對(duì)配置的左側(cè)舌簧片42A與右側(cè)舌簧片42B的一端之間，由于兩者都是S極而彼此排斥使得舌簧開關(guān)41得以維持?jǐn)嚅_(OFF)狀態(tài)。
在該狀態(tài)下，磁鐵5與各個(gè)舌簧片42A、42B之間發(fā)生了強(qiáng)的吸引力，該吸引力成為對(duì)輥4的旋轉(zhuǎn)控制力而發(fā)揮作用，這種作用可通過球10作為觸覺反饋感而被感受到。要想使該吸引力變成為強(qiáng)的吸引力，只要把舌簧開關(guān)42配置成磁鐵5的各個(gè)磁極位于與各個(gè)舌簧片42A、42B的長度一側(cè)的設(shè)置方向相對(duì)應(yīng)的位置上，配置成使來自磁鐵5的磁通更多地作用到各個(gè)舌簧片42A、42B上即可。一般地說，由于各個(gè)舌簧片42A、42B都直線狀地設(shè)置在外封裝體43內(nèi)及其導(dǎo)出部分上，故要想成為上述狀態(tài)，只要使得輥4的旋轉(zhuǎn)軸中心線與舌簧開關(guān)41的外封裝體43的長度方向的中心軸成為正交關(guān)系即可。
此外，如果從上述狀態(tài)旋轉(zhuǎn)操作球10使輥4即磁鐵5向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向(箭頭R1)旋轉(zhuǎn)，則成為圖10所示的狀態(tài)。就是說，上述N極和與之彼此相鄰的S極，成為一起接近外封裝體43的中央部分附近的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，由于磁通方向變成為以與外封裝體43內(nèi)的各個(gè)舌簧片42A、42B的長度側(cè)的設(shè)置方向大體上平行的關(guān)系發(fā)揮作用，故左側(cè)舌簧片42A從中間部分附近到一端側(cè)變成為S極，而右側(cè)舌簧片42B從一端側(cè)到中間部分附近變成為N極。這時(shí)，如同圖所示，上述相對(duì)配置的各個(gè)舌簧片42A、42B的一端側(cè)之間，彼此吸引而接觸，舌簧開關(guān)41就變成為接通狀態(tài)。
另外，在這時(shí)，磁鐵5與各個(gè)舌簧片42A、42B之間也發(fā)生吸引力。但是，該吸引力的大小與作用到各個(gè)舌簧片42A、42B上的磁通方向相對(duì)應(yīng)地變成為弱的吸引力，而不是可作為輥4的旋轉(zhuǎn)限制力而被感覺到的那種程度的大小。
進(jìn)一步，如果使磁鐵5向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向(箭頭R2)旋轉(zhuǎn)，就成為磁鐵5的上述S極的中央角度位置與外封裝體43的中央部分附近相對(duì)的狀態(tài)(未圖示)。在該狀態(tài)下，各個(gè)舌簧片42A、42B的一端側(cè)因兩者都變成為N極而再次返回到因彼此排斥而分離開來的狀態(tài)，舌簧開關(guān)41返回?cái)嚅_狀態(tài)。這時(shí)，磁鐵5與各個(gè)舌簧片42A、42B之間的吸引力發(fā)揮大的作用，由此，輥4就可以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)限制，作為觸覺反饋感被通過球10進(jìn)行操作的手指等感受。
接著，如果輥4向相同方向旋轉(zhuǎn)，其次的N極靠近過來，作用到各個(gè)舌簧片42A、42B上的磁通方向就再次改變成對(duì)于其長度一側(cè)的設(shè)置方向大體上平行的關(guān)系，因各個(gè)舌簧片42A、42B的一端側(cè)之間分別變成為不同的極而使得舌簧開關(guān)41變成為接通狀態(tài)。在這時(shí)的磁鐵5與各個(gè)舌簧片42A、42B之間發(fā)生的吸引力與上述同樣將變成為與磁通方向?qū)?yīng)的弱的吸引力，感受不到觸覺反饋感。
上述動(dòng)作，與輥4的旋轉(zhuǎn)相對(duì)應(yīng)地反復(fù)進(jìn)行。圖11示出了其輸出信號(hào)和此時(shí)的妨礙輥4的旋轉(zhuǎn)的力的推移。
如同圖所示，從舌簧開關(guān)41得到的輸出信號(hào)，是反復(fù)接通斷開的信號(hào)，采用使用未圖示出來的微型計(jì)算機(jī)等對(duì)其輸出信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理的辦法，就可以檢測輥4的旋轉(zhuǎn)量即球10的旋轉(zhuǎn)量。
另一方面，由在磁鐵5與各個(gè)舌簧片42A、42B之間發(fā)揮作用的吸引力產(chǎn)生的妨礙輥4的旋轉(zhuǎn)的力即對(duì)輥4的旋轉(zhuǎn)限制力，如同圖所示，進(jìn)行所謂正弦波這樣的曲線性的推移。由于該旋轉(zhuǎn)限制力對(duì)于磁鐵5把舌簧開關(guān)41配置成在開關(guān)斷開時(shí)發(fā)揮很強(qiáng)的作用。故結(jié)果就變成為在開關(guān)斷開時(shí)該旋轉(zhuǎn)限制力通過球10作為良好的觸覺反饋感而被感覺。
如上所述，該軌跡球裝置可以實(shí)現(xiàn)如下的便宜的構(gòu)成的軌跡球裝置用固定到輥4上的磁鐵5和舌簧開關(guān)41以非接觸方式進(jìn)行輥4的旋轉(zhuǎn)檢測，而且僅僅用上述磁鐵5和舌簧開關(guān)41而無須使用目的為產(chǎn)生觸覺反饋感的其它的部件等形成對(duì)輥4的旋轉(zhuǎn)限制，該旋轉(zhuǎn)檢測作為旋轉(zhuǎn)操作時(shí)的良好的觸覺反饋感通過球10進(jìn)行傳達(dá)。另外，由于可以不使用觸覺反饋感產(chǎn)生用的其它的部件等地構(gòu)成，故對(duì)于近些年來的設(shè)備的小型輕重量化等也可以做出貢獻(xiàn)。
(實(shí)施方式2)本實(shí)施方式，是說明把目的為把對(duì)在實(shí)施方式1中所說明的上述輥4的旋轉(zhuǎn)限制力起作用的磁鐵和舌簧開關(guān)配置成別的配置狀態(tài)的事例的實(shí)施方式，雖然舌簧開關(guān)使用的是相同舌簧開關(guān)，但是為了易于理解起見，改變了符號(hào)進(jìn)行標(biāo)記。除此之外，對(duì)于那些與上邊所說的構(gòu)成相同的部分都賦予相同符號(hào)而省略說明。
圖12是本發(fā)明的實(shí)施方式2的軌跡球裝置的外觀立體圖，圖13是同上的頂視圖，圖14是同上的側(cè)視圖。如同圖所示，本實(shí)施方式的軌跡球裝置，具備與實(shí)施方式1相同的機(jī)構(gòu)構(gòu)成部分，是與其配置成矩形形狀的4個(gè)帶磁鐵5的輥4相對(duì)應(yīng)，分別把舌簧開關(guān)51配置到外周位置上構(gòu)成的軌跡球裝置。
各個(gè)舌簧開關(guān)51以從大體上筒狀的外封裝體53的側(cè)方部分以直線狀引出的舌簧片52的任何一方的導(dǎo)出部分，在與對(duì)應(yīng)的輥4即磁鐵5的旋轉(zhuǎn)軸中心線相同高度的位置上且其一方的舌簧片52的長度一側(cè)的設(shè)置方向(舌簧方向)與上述輥4的旋轉(zhuǎn)軸中心線成為正交關(guān)系的方式，配置成與固定到輥4的一端上的磁鐵5的周方向的側(cè)方位置鄰近。另外，2個(gè)舌簧片52的導(dǎo)出部分，成為在規(guī)定位置處向下方彎曲的端子部分。
以下，對(duì)上述配置狀態(tài)的舌簧開關(guān)的動(dòng)作進(jìn)行說明，但由于該構(gòu)成的舌簧開關(guān)與對(duì)球10的按壓操作相對(duì)應(yīng)地使配置在球10的下方的控鈕開關(guān)25進(jìn)行動(dòng)作的動(dòng)作與實(shí)施方式1是相同的，故省略說明。此外，用手指等觸摸球10的上部旋轉(zhuǎn)操作球10，使與操作方向?qū)?yīng)的帶磁鐵5的輥4旋轉(zhuǎn)，使與該輥4對(duì)應(yīng)配置的舌簧開關(guān)51在2個(gè)舌簧片52的外封裝體53內(nèi)的中央位置上相對(duì)配置的一端側(cè)彼此間進(jìn)行接觸分離，并利用其輸出信號(hào)通過未圖示出來的微型計(jì)算機(jī)等檢測輥4即球10的旋轉(zhuǎn)量，也與實(shí)施方式1是相同的。
在這里，與實(shí)施方式1同樣，用圖15、圖16和圖17對(duì)該舌簧開關(guān)51的狀態(tài)遷移等進(jìn)行說明。另外，在以下，與實(shí)施方式1同樣，對(duì)于舌簧開關(guān)51的2個(gè)舌簧片52，把在圖中示于左側(cè)的舌簧片標(biāo)記為左側(cè)舌簧片52A，把示于右側(cè)的舌簧片標(biāo)記為右側(cè)舌簧片52B。
首先，如圖15所示，例如在磁鐵5的N極的中央角度位置與由舌簧開關(guān)51起的右側(cè)舌簧片52B的外封裝體53的導(dǎo)出部分相對(duì)的狀態(tài)下，上述導(dǎo)出部分因來自磁鐵5的磁通而成為S極，外封裝體53內(nèi)的一端側(cè)則成為N極。此外，受其影響左側(cè)舌簧片52A的外封裝體53內(nèi)的一端側(cè)成為S極，上述一端側(cè)彼此間因相互吸引而接觸，舌簧開關(guān)51成為接通狀態(tài)。
在上述狀態(tài)下，在磁鐵5與一端側(cè)彼此間已經(jīng)接觸的各個(gè)舌簧開關(guān)52A、52B之間就會(huì)發(fā)生強(qiáng)的吸引力，因其作用輥4被施以旋轉(zhuǎn)限制，作為觸覺反饋感被通過球10進(jìn)行操作的手指等感受。要想使上述吸引力變成為強(qiáng)的吸引力，只要把舌簧開關(guān)51的右側(cè)舌簧片52B的導(dǎo)出部分配置為與來自磁鐵5的磁通方向相吻合且成為能夠靠近地配置的上述舌簧開關(guān)51的配置狀態(tài)，使得來自各個(gè)磁鐵5的磁通更多地作用到各個(gè)舌簧片52A、52B上即可。
當(dāng)從該狀態(tài)旋轉(zhuǎn)操作球10使輥4即磁鐵5向順時(shí)針方向(箭頭R4)旋轉(zhuǎn)時(shí)，就將變成為圖16所示的狀態(tài)。就是說，成為磁鐵5的上述N極及其相鄰的S極都靠近右側(cè)舌簧片52B的端子部分的狀態(tài)。在該狀態(tài)下磁通方向改變成朝向該端子側(cè)的方向，右側(cè)舌簧片52B的從外封裝體53起的導(dǎo)出部分成為S極，端子側(cè)則成為N極。這時(shí)，右側(cè)舌簧片52B由于成為與上述磁通方向相對(duì)應(yīng)地被磁化的狀態(tài)，所以外封裝體53內(nèi)的一端側(cè)就成為未被充分地磁化的狀態(tài)。左側(cè)舌簧片51A的外封裝體53內(nèi)的一端側(cè)也與之相對(duì)應(yīng)地成為未被充分地磁化的狀態(tài)，上述一端側(cè)彼此間不相互吸引，成為接點(diǎn)間分離開來的開關(guān)斷開狀態(tài)。
此外，在該狀態(tài)下，磁鐵5和各個(gè)舌簧片52B、52A之間的吸引力也弱，該吸引力沒有達(dá)到作為輥4的旋轉(zhuǎn)限制力而被感覺到的那種大小。
此外，如果進(jìn)一步使輥4向相同方向(箭頭R5)旋轉(zhuǎn)使得上述S極的中央角度位置成為與右側(cè)舌簧片52B的從外封裝體起的導(dǎo)出部分相對(duì)的狀態(tài)(未圖示)，來自磁鐵5的磁通方向就再次與右側(cè)舌簧片51B的長度側(cè)的設(shè)置方向相吻合，上述導(dǎo)出部分變成為N極，而外封裝體53內(nèi)的一端側(cè)則變成為S極。因左側(cè)舌簧片52A的一端側(cè)與之相對(duì)應(yīng)地變成為N極使得一端側(cè)彼此間變成為因相互吸引而成為接觸的開關(guān)接通狀態(tài)。這時(shí)，在磁鐵與一端側(cè)彼此接觸的各個(gè)舌簧片52B、52A之間，發(fā)生強(qiáng)的吸引力，輥4因其作用受到旋轉(zhuǎn)限制，這種旋轉(zhuǎn)限制作為觸覺反饋感被操作球10的手指等感覺到。
接著，如果輥4向相同方向旋轉(zhuǎn)，其次的N極向右側(cè)舌簧片52B的端子部分靠近過來，上述右側(cè)舌簧片52B導(dǎo)出部分就變成為N極，端子側(cè)則變成為S極，并且右側(cè)舌簧片52B的一端側(cè)變成為未充分地磁化的狀態(tài)。左側(cè)舌簧片52A的一端側(cè)也與之相對(duì)應(yīng)變成為未充分地磁化的狀態(tài)，上述一端側(cè)彼此間不相互吸引，變成為接點(diǎn)間分離開來的開關(guān)斷開狀態(tài)。在該狀態(tài)下，磁鐵5與各個(gè)舌簧片52B、52A之間的吸引力也弱，該吸引力不能作為輥4側(cè)的旋轉(zhuǎn)限制力被感覺到。
與輥4的旋轉(zhuǎn)相對(duì)應(yīng)地反復(fù)進(jìn)行上述動(dòng)作，在圖17中示出了其輸出信號(hào)狀態(tài)和妨礙此時(shí)的輥4的旋轉(zhuǎn)的力的推移。
另外，如同圖所示，在本實(shí)施方式中，作為由舌簧開關(guān)51起的輸出信號(hào)反復(fù)進(jìn)行接通斷開，妨礙輥4的旋轉(zhuǎn)的力即對(duì)輥4的旋轉(zhuǎn)限制力進(jìn)行所謂正弦波那樣的曲線性的推移。由于對(duì)于磁鐵5把舌簧開關(guān)51配置成在開關(guān)接通時(shí)該旋轉(zhuǎn)限制力發(fā)揮強(qiáng)的作用，故在開關(guān)接通時(shí)該旋轉(zhuǎn)限制力就可以通過球10作為良好的觸覺反饋感而被感覺到。另外，通過使用未圖示出來的微型計(jì)算機(jī)等對(duì)從上述舌簧開關(guān)51得到的輸出信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，可以用舌簧開關(guān)51以非接觸方式進(jìn)行輥4的旋轉(zhuǎn)量即球10的旋轉(zhuǎn)量檢測，與上邊所說的情況是相同的。
如上所述，在本實(shí)施方式中，也可以做成為如下那樣的廉價(jià)的構(gòu)成的軌跡球裝置能夠以非接觸方式用固定到輥4上的磁鐵5和舌簧開關(guān)51進(jìn)行輥4的旋轉(zhuǎn)檢測，而且，僅僅用上述磁鐵5和舌簧開關(guān)51而無須使用觸覺反饋感產(chǎn)生用的別的部件就可以形成對(duì)輥4的旋轉(zhuǎn)限制，該旋轉(zhuǎn)限制可作為旋轉(zhuǎn)操作時(shí)的良好的觸覺反饋感通過球10進(jìn)行傳達(dá)。
另外，以上所說明的任何一個(gè)軌跡球裝置，都把舌簧開關(guān)靠近磁鐵配置，磁鐵與舌簧片之間靠得越近，由于作用到舌簧片上的來自磁鐵的磁通越多，就越能成為觸覺反饋感良好的軌跡球裝置。
另外，作為以上所說明的以外的磁鐵與舌簧開關(guān)的配置狀態(tài)也可以做成在旋轉(zhuǎn)操作時(shí)能夠得到觸覺反饋感。
另外，在以上所說明的實(shí)施方式中，雖然做成為作為磁鐵的旋轉(zhuǎn)軸中心線與把舌簧開關(guān)的左右的端子連接起來的中心線分別正交的配置狀態(tài)，在球的旋轉(zhuǎn)操作時(shí)能夠得到觸覺反饋感，但也可以是磁鐵的旋轉(zhuǎn)軸中心線與把舌簧開關(guān)的左右的端子連接起來的中心線分別平行的(配置)狀態(tài)或正交的配置狀態(tài)和平行的配置狀態(tài)混合存在進(jìn)行實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種軌跡球裝置，包括操作用的球；在進(jìn)行上述球的旋轉(zhuǎn)操作時(shí)與上述球接觸而旋轉(zhuǎn)的多個(gè)輥；與上述輥一體地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的多極磁化了的永磁體；以及配置在通過與永磁體的旋轉(zhuǎn)相伴的磁通變化切換通斷狀態(tài)的位置上，使得進(jìn)行上述球的旋轉(zhuǎn)操作時(shí)具有觸覺反饋感的舌簧開關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌跡球裝置，其構(gòu)成為使得在上述舌簧開關(guān)與上述永磁體之間發(fā)生的吸引力影響上述輥的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌跡球裝置，上述球在其非操作時(shí)與上述輥之間保持有空隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌跡球裝置，上述球在其旋轉(zhuǎn)操作時(shí)與1個(gè)或2個(gè)上述輥接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌跡球裝置，具備4個(gè)上述舌簧開關(guān)，并配置成相對(duì)的2個(gè)為一組的2組相互正交。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌跡球裝置，上述永磁體是環(huán)形形狀，與上述輥具有相同旋轉(zhuǎn)軸中心線。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的軌跡球裝置，上述舌簧開關(guān)被配置成其舌簧方向在與上述旋轉(zhuǎn)軸中心線正交的方向上靠近上述永磁體。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的軌跡球裝置，進(jìn)一步具備配置有上述舌簧開關(guān)的布線基板，上述布線基板具有可收置上述舌簧開關(guān)的一部分的孔部。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的軌跡球裝置，上述舌簧開關(guān)配置在上述永磁體的下方位置上。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的軌跡球裝置，上述舌簧開關(guān)配置在上述永磁體的周方向的側(cè)方位置上。
全文摘要
在軌跡球裝置中，包括操作用的球；在該球的旋轉(zhuǎn)操作時(shí)因與該球接觸而旋轉(zhuǎn)的多個(gè)輥；與這些輥一體地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的多極磁化了的永磁體；配置在通過伴隨著永磁體的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的磁通變化切換通斷狀態(tài)的位置上，使得進(jìn)行球的旋轉(zhuǎn)操作時(shí)具有觸覺反饋感的舌簧開關(guān)。其構(gòu)成為使得在舌簧開關(guān)與永磁體間發(fā)生的吸引力會(huì)對(duì)輥的旋轉(zhuǎn)造成影響。
文檔編號(hào)G06F3/033GK1834879SQ20061006509
公開日2006年9月20日 申請(qǐng)日期2006年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月17日
發(fā)明者中芳夫, 山本保 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社