专利名称：赋予操作触感型轨迹球装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及适合作为各种电子设备或车载电装件等的输入设备的赋予操作触感型轨迹球装置。
背景技术：
以往，已知有一种赋予操作触感型的轨迹球装置，当使用者对以可自转的方式支承在支承构件上的球体(轨迹球)进行旋转操作时，传感器检测该球体的旋转方向、旋转量并输出规定的信号，并且通过基于传感器的检测结果的控制而对球体施加制动力(例如，参照专利文献1)。在此种轨迹球装置中，在制动机构通过控制机构的控制而对球体施加制动力时，为了使球体旋转而需要的旋转操作力增大，因此能够在反映传感器的检测结果的适当时刻对使用者赋予咔哒感等操作触感。图7是用于说明专利文献1中公开的现有的制动机构的图，在该图所示的轨迹球装置20中，球体21搭载在支承构件22的凹面上而被支承为能够自转，螺线管等致动器23经由推杆23a能够沿上下方向驱动支承构件22。球体21的顶部在摩擦构件M的开口 2 的上方露出。摩擦构件M是由容易产生摩擦阻力的材料构成的圆环状的构件，固定在成为壳体一部分的上盖25上。利用传感器26检测被使用者进行旋转操作的球体21的旋转状态(旋转方向、旋转量)，其检测信号由未图示的控制机构处理。另外，该控制机构控制致动器23，在必要时向上方驱动推杆23a。S卩，图7所示的轨迹球装置20的制动机构由能够使支承构件22上下移动的致动器23和能够与支承构件22协作来夹压球体21的摩擦构件M构成。并且，当致动器23经由推杆23a向上驱动支承构件22时，球体21在其露出部分的周围与摩擦构件M进行压力接触而产生摩擦力，因此利用该摩擦力对旋转操作时的球体施加制动。当采用这样的制动机构时，存在能够容易产生比较大的制动力且结构也不那么复杂的优点。专利文献1 日本特开2009-U8963号公报然而，在采用图7所示的制动机构的现有的轨迹球装置20中，当对旋转操作时的球体21施加制动力(摩擦力)时，支承构件22推起球体21而使其与摩擦构件M进行压力接触，因此在摩擦构件M的开口 Ma内露出的球体21向上方稍进行滑动移动。虽然该滑动移动量自身不特别大，但对球体21进行旋转操作的使用者的手指会明显感觉到这样的球体21的滑动移动(上方移动)。因此，这样的球体21的滑动移动使操作中的使用者承受不舒服感和不适感，从而成为操作品质下降的主要原因。
发明内容
本发明鉴于这样的现有技术的实际情况而提出，其目的在于提供一种制动时球体不会进行滑动移动的赋予操作触感型轨迹球装置。为了实现上述目的，本发明提供一种赋予操作触感型轨迹球装置，其具备球体、将该球体保持为能够自转的支承构件、能够对所述球体施加制动力的制动机构、检测所述球体的旋转状态并输出检测信号的传感器、基于所述检测信号而对所述制动机构进行驱动控制的控制机构，且露出了顶部的所述球体被进行旋转操作，其中，所述制动机构由摩擦构件和致动器构成，所述摩擦构件具有使所述球体的一部分向上方露出的开口部，所述致动器能够将该摩擦构件向下方驱动，通过所述致动器将所述摩擦构件向下方驱动，所述开口部的缘部从上方进行压力接触于所述球体。在这样构成的轨迹球装置中，在致动器向下方驱动摩擦构件时，摩擦构件的开口部的周缘部从上方与由支承构件保持的球体进行压力接触，从而对该球体施加克服旋转操作力的制动力(摩擦力)。即，通过在将支承构件固定的状态下使摩擦构件向下移动，而利用上述两构件夹压球体来进行制动，因此球体在制动时和非制动时都保持在相同的位置。 从而不会使对球体进行旋转操作中的使用者承受不舒服感和不适感，能够始终维持良好的操作品质。在上述结构中，若摩擦构件由被支承为能够以一侧部为转动中心摆动的板状体构成，并且该摩擦构件的另一侧部与致动器连结，伴随摩擦构件的摆动，而摩擦构件的开口部沿大致上下方向移动，则能够抑制板状的摩擦构件(摩擦板)的移动空间，因此能够容易实现轨迹球装置的小型化，因而优选。在该情况下，若支承构件由与球体进行点接触的多个支承小球和将所述支承小球沿周向分散配置的基体构件构成，且该基体构件将摩擦构件支承为能够摆动，则能够始终稳定地保持球体，并且容易提高摩擦构件相对于球体的位置精度， 因而优选。另外，在上述结构中，若具备固定在覆盖摩擦构件的位置上的盖体，在该盖体具有比摩擦构件的开口部小径的上部开口，且该上部开口同心状地配置在开口部的上方，则即使制动时摩擦构件的位置发生变化，也不会被使用者目视到，因此优选。[发明效果]根据本发明的赋予操作触感型轨迹球装置，通过在将支承构件固定的状态下使摩擦构件向下移动，能够通过上述两构件夹压球体而对其施加制动力(摩擦力)，因此球体在制动时和非制动时都保持在相同的位置。因此，能够避免制动时担心的球体的滑动移动，从而能够始终期待维持良好的操作品质。
图1是表示本发明的实施方式例涉及的轨迹球装置的外观形状的立体图。图2是表示从图1的轨迹球装置取下盖体的状态的立体图。图3是从图2的轨迹球装置取下壳体的状态的立体图。图4是该轨迹球装置的分解立体图。图5是该轨迹球装置的沿长度方向的纵向剖视图。图6是该轨迹球装置的沿宽度方向的纵向剖视图。图7是用于说明现有例的简图。符号说明1轨迹球装置2 球体3基体构件(支承构件)
3b轴承部
4支承小球(支承构件)
5摩擦板(摩擦构件)
5a支承轴
5b开口部
5d被驱动部
6致动器
6a推杆
7图像传感器
8螺旋弹簧
9盖体
9a上部开口
10壳体
11控制机构
具体实施例方式以下，参照图1 图6，说明本发明的实施方式例。上述图所示的轨迹球装置1能够利用作为各种电子设备(计算机设备或音频设备)的输入设备或导航装置等车载电装件的输入设备等。金属制或合成树脂制的球体2以可自转(绕球的中心的旋转)的方式装入该轨迹球装置1中，通过使用者对该球体2进行旋转操作，输出与球体2的旋转状态(旋转方向、旋转量)对应的信号。首先，对轨迹球装置1的基本的结构进行说明，球体2的大致下半部分插入到基体构件3的中空部3a，分散配置在该中空部3a的研钵状的内壁面上的多个支承小球4与球体2进行点接触。所述的支承小球4为合成树脂制或金属制，在本实施方式例中，沿周向等间隔地配设有三个支承小球4，但支承小球4也可以为四个以上。在基体构件3的一侧部上表面竖立设置有一对轴承部北，摩擦板5的支承轴fe轴装于所述轴承部北。另外，在基体构件3的另一侧部安装有由螺线管构成的致动器6，在基体构件3的底部安装有图像传感器7。需要说明的是，通过基体构件3和各支承小球4，构成将球体2保持为能够自转的支承构件。摩擦板5是由容易产生摩擦阻力的材料构成的板状构件，被基体构件3支承为能够以在其一侧部突出设置的一对支承轴如为转动轴摆动。除了所述支承轴如之外，在摩擦板5上还设有开口部恥、弹簧承受部5c及被驱动部5d，球体2的顶部从开口部恥露出而向上方突出。一对螺旋弹簧8的上端部分别插入摩擦板5的弹簧承受部5c，在所述螺旋弹簧8的弹性力的作用下，摩擦板5始终被向上方施力。另外，在摩擦板5的被驱动部5d上卡合有致动器6的推杆6a的上端部，该被驱动部5d在摩擦板5的与支承轴fe侧相反侧的侧部和推杆6a连结。如图5及图6所示，在未对致动器6通电时，受到螺旋弹簧8的弹性力而被向上方施力的摩擦板5相对于球体2保持为非接触的大致水平姿态。并且，当对致动器6通电而推杆6a向下移动时，摩擦板5被推杆6a向图5的箭头方向驱动，因此，如图6的双点划线所示，开口部恥的周缘部从上方对球体2进行压力接触而对其施加制动力
5(摩擦力)。即，通过摩擦板5和致动器6，构成用于对球体2施加制动力的制动机构。图像传感器7为如下这样的公知的光学式传感器，即，通过透镜7a向球体2的表面照射检测光，并通过透镜7a接受该检测光的反射光，由此，实时地检测球体2的自转的方向(旋转方向)和旋转量。如图3所示，由支承构件(基体构件3和各支承小球4)保持的球体2、安装于基体构件3的摩擦板5、致动器6以及图像传感器7被单元化成一体。并且，通过将该单元件收纳于具有盖体9的壳体10中，而使球体2的顶部从盖体9的上部开口 9a向外部突出，因此使用者能够利用手指对从上部开口 9a突出的球体2的顶部进行旋转操作。需要说明的是，盖体9的上部开口 9a比摩擦板5的开口部釙小径，上部开口 9a同心状地配置在开口部恥的上方。另外，如图3所示，致动器6和图像传感器7经由未图示的线缆等与控制机构11 连接。该控制机构11是具有中央运算处理装置(CPU)、ROM、RAM等的微型计算机。图像传感器7检测出的信号由控制机构11进行处理，从而识别对球体2进行的旋转操作的内容。 另外，该控制机构11对致动器6进行驱动控制而在必要时能够使推杆6a向下移动。对于如此构成的轨迹球装置1，当使用者对在盖体9的上部开口 9a上突出的球体 2的顶部进行旋转操作时，图像传感器7检测球体2的旋转状态(旋转方向、旋转量)并向控制机构11输出检测信号。控制机构11对该检测信号进行信号处理来识别使用者对球体 2的旋转操作内容，并将基于该处理结果的控制信号向利用轨迹球装置1作为输入设备的电子设备或车载电装件输出。因此，根据对球体2的旋转操作，能够进行例如使显示在显示器上的光标的位置变化等输入操作。另外，在该轨迹球装置1中，控制机构11在反映图像传感器7的检测结果的适当时刻使致动器6成为通电状态，而使推杆6a向下移动，因此，此时被推杆6a驱动的摩擦板 5与球体2进行压力接触而生成克服旋转操作力的制动力(摩擦力)。因此，例如在显示器上的光标移动到规定位置时，通过对球体2施加制动力，而能够使使用者的手指感觉到咔哒感等操作触感。此外，如上所述，在未对致动器6通电时，在螺旋弹簧8的作用力下，摩擦板5相对于球体2保持为非接触的大致水平姿态。如以上说明所述，在本实施方式例涉及的轨迹球装置1中，在致动器6的推杆6a 向下方驱动摩擦板5时，摩擦板5的开口部恥的周缘部从上方与由支承构件(基体构件3 和各支承小球4)保持的球体2进行压力接触，从而对该球体2施加克服旋转操作力的制动力(摩擦力)。即，通过在将支承构件固定的状态下使摩擦板5向下移动，而将球体2夹压在各支承小球4与摩擦板5之间来进行制动，因此球体2在制动时和非制动时都保持在相同的位置。从而球体不会在制动时向上移动而使操作中的使用者承受不舒服感和不适感， 该轨迹球装置1能够始终维持良好的操作品质。另外，本实施方式例涉及的轨迹球装置1中，作为板状体的摩擦板5被支承为能够以在其一侧部设置的支承轴fe为转动中心摆动，并且，与支承轴fe相反侧的另一侧部(被驱动部5d)和致动器6的推杆6a连结，伴随摩擦板5的摆动，而其开口部5d沿大致上下方向移动，因此能够抑制摩擦板5的移动空间，从而容易实现轨迹球装置1的小型化。并且，本实施方式例涉及的轨迹球装置1中，将球体2保持为能够自转的支承构件由与球体2进行点接触的多个支承小球4和将这些支承小球4沿周向分散配置的基体构件3构成，该基体构件3将摩擦板5支承为能够摆动，因此能够始终稳定地保持球体2，并且容易提高摩擦板5相对于球体2的位置精度。 另外，在本实施方式例涉及的轨迹球装置1中，具有比开口部恥小径的上部开口9a的盖体9固定在覆盖摩擦板5的位置，该上部开口 9a同心状地配置在开口部恥的上方，因此，即使制动时摩擦板5的位置变化，也不会被使用者目视到，可避免视觉的不适感。
需要说明的是，在上述的实施方式例中，使用图像传感器7作为检测球体2的旋转状态的传感器，但也可以使用其它的光学式传感器或磁性传感器等。
另外，在上述实施方式例中，使用了可摆动的摩擦板5作为与球体2进行压力接触的摩擦构件，但也可以为使用不是板状的摩擦构件或使用不能摆动而能够上下移动的摩擦构件。
权利要求
1.一种赋予操作触感型轨迹球装置，其具备球体、将该球体保持为能够自转的支承构件、能够对所述球体施加制动力的制动机构、检测所述球体的旋转状态并输出检测信号的传感器、基于所述检测信号而对所述制动机构进行驱动控制的控制机构，且露出了顶部的所述球体被进行旋转操作，所述赋予操作触感型轨迹球装置的特征在于，所述制动机构由摩擦构件和致动器构成，该摩擦构件具有使所述球体的一部分向上方露出的开口部，该致动器能够向下方驱动该摩擦构件，在所述致动器向下方驱动所述摩擦构件的作用下，所述开口部的周缘部从上方对所述球体进行压力接触。
2.根据权利要求1所述的赋予操作触感型轨迹球装置，其特征在于，所述摩擦构件由被支承为能够以一侧部为转动中心摆动的板状体构成，并且，该摩擦构件的另一侧部与所述致动器连结，伴随所述摩擦构件的摆动，而所述开口部沿大致上下方向移动。
3.根据权利要求2所述的赋予操作触感型轨迹球装置，其特征在于，所述支承构件由与所述球体进行点接触的多个支承小球和将所述支承小球沿周向分散配置的基体构件构成，该基体构件将所述摩擦构件支承为能够摆动。
4.根据权利要求1所述的赋予操作触感型轨迹球装置，其特征在于，具备固定在覆盖所述摩擦构件的位置上的盖体，该盖体具有比所述开口部小径的上部开口，且该上部开口同心状地配置在所述开口部的上方。
全文摘要
本发明提供一种制动时球体不会进行滑动移动的赋予操作触感型轨迹球装置。轨迹球装置(1)配设有摩擦板(5)和致动器(6)作为对球体(2)施加制动力(摩擦力)的制动机构，该摩擦板(5)具有使球体(2)的顶部露出的开口部(5b)且被支承为能够摆动，该致动器(6)能够向下方驱动摩擦板(5)。当利用致动器(6)驱动摩擦板(5)时，摩擦板(5)的开口部(5b)的周缘部从上方与球体(2)进行压力接触。将球体(2)保持为能够自转的支承构件由与球体(2)进行点接触的多个支承小球(4)和将这些支承小球(4)沿周向分散配设的基体构件(3)构成，该基体构件(3)将摩擦板(5)支承为能够摆动。
文档编号G06F3/033GK102375573SQ201110222218
公开日2012年3月14日 申请日期2011年8月4日 优先权日2010年8月12日
发明者石川新治 申请人:阿尔卑斯电气株式会社