专利名称：多轴向滚轮组的制作方法
技术领域：
本新型涉及计算机外设的输入装置，特别涉及一种多轴向滚轮组，用以产生不同的计算机控制信号，譬如用以上、下、左、右卷动窗口内容的输入信号。
背景技术：
计算机图形化接口(GUI)在处理大型文字资料、计算机辅助设计图面或浏览网页时，其所涵盖的资料量超过计算机屏幕所能显示的资料量，计算机屏幕仅显示部分的资料区域，要察看其它部位的资料区，必须以光标点选位于图形化窗口侧边及底边的卷动块(scroll bar)进行拉动，以卷动屏幕上的影像改变显示区域。拉动位于窗口侧边的卷动块上、下移动可使计算机屏幕影像上、下卷动，拉动位于窗口底边的卷动块左右移动时，则可卷动影像左、右卷动。此种屏幕影像卷动方式，操作方式需要不断移动指针以拉动卷动块，因此现有的输入装置如鼠标、轨迹球等都具备一滚轮，以手指推动滚轮前后转动，即可产生上、下卷动的信号，如此一来便不需不断拉动滚动块上、下移动，减少指针输入的移动频率，此外滚轮也可受压产生一切换信号，作为额外的按键。相关的技术可参阅美国专利公告5530455号一案。
然而，现有技术的滚轮仅解决了影像上、下卷动的问题，对于水平方向的左、右卷动仍未解决，仍必须仰赖拉动卷动块的方式来左、右卷动影像。鉴于此一问题，美国专利公告6700564号专利案(对应于中国台湾公告575831号专利案)提出一种通过滚轮产生左右移动信号的鼠标设计。美国专利US20030025673及US20040174336号等公开案进一步针对利用滚轮输出左、右卷动信号的需求，设计了不同的滚轮结构，利用滚轮的左右倾斜或移动。因此只要前、后转动滚轮以及左右倾斜滚轮，即可将屏幕上的影像进行上、下卷动及左右卷动。
US20030025673号公开案为检测滚轮前、后转动的动作，必须在滚轮内部设置一光学编码单元，使得滚轮结构变得复杂，增加生产时的困难度，且为了容纳光学编码单元，滚轮的体积也会因此而加大。另外，US20040025673号是以一球状接头(ball joint)结合滚轮及轴杆，使滚轮除了可前、后转动并带动该轴杆转动之外，也可左、右倾斜，该滚轮同时放置于一倾斜摇摆座(tiltbiasing system)中，由滚轮的左、右倾斜动作，同时带动该倾斜摇摆座左右倾斜，利用一编码单元检测该倾斜摇摆座的倾斜方向，以产生左、右卷动影像的信号。
其中，US20040025673号公开案是在倾斜摇摆座之前、后方设置枢接座，使其整体结构的长度增加，因此在空间配置上具有较多的限制。此外，US20040025673号公开案是利用一编码单元检测倾斜摇摆座的倾斜方向，倾斜摇摆座位于中立位置不倾斜时，需对编码单元进行归零定位，其控制设定程序复杂，同时也提高组件设置成本。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种结构简单，成本低廉的多轴向滚轮组。
为实现上述目的，本实用新型所提供的多轴向滚轮组，包括一承载座及一设于该承载座中的滚轮；其中该滚轮的轴心穿置有一轴杆，且该滚轮带动该轴杆，以驱动一编码单元，并输出一控制信号，其特征是该承载座具有一枢设于一底板上的枢接端，且该枢接端为该承载座及该滚轮在该轴杆之上并相对该底板进行一扇形摆动运动的支点。
该枢接端为该滚轮的支点，该滚轮带动该承载座向下位移的一位移处设置至少一可触动的微动开关。
该承载座位于一可枢转至一第一摆动位置及一第二摆动位置并可向下进行该位移以触动一对应的微动开关的中立位置。
该承载座为一摆动运动的承载座，并设置一在该承载座摆动过程中可触动的至少一微动开关。
该承载座位于一可枢转至一第一摆动位置及一第二摆动位置并触动一对应的微动开关的中立位置。
该承载座具有至少一用以触动该微动开关的突出部。
该滚轮带动该轴杆向下位移的一位移处设置至少一可被该轴杆触动的微动开关。
该底板上还设有一承载板，在该承载板上设有该编码单元、该微动开关。
为实现上述目的，本实用新型所提供的具多轴向移动滚轮的输入装置，包括一壳体，及一设于该壳体中的承载座；一滚轮，穿置有一轴杆，并容置于该承载座之中，以带动一编码单元并输出一控制信号；其特征是该承载座具有一枢接端，并与该壳体相枢接；该枢接端设置成该滚轮及该承载座在该轴杆之上并相对该壳体进行一扇形的摆动运动的支点。
该承载座为一摆动运动的承载座，并设置一该承载座摆动过程中可触动的至少一微动开关。
该枢接端为该滚轮的支点，该滚轮带动该承载座向下位移的一位移处设置至少一可触动的微动开关。
该滚轮带动该轴杆向下位移的一位移处设置至少一可被该轴杆触动的微动开关。
其中，滚轮具有一滚轮轴孔，用以穿置轴杆，底板的一端插设于一编码单元，用以检测滚轮的转动方向及转动圈数。
承载座枢设于底板的枢柱上，而可于一平行于底板的平面摆动，或是受压使其一端向下弯折，通过滚轮的带动以碰触设于承载座二侧或是下方的微动开关。
承载座远离枢轴的一端可形成多个向下延伸的突出部，用以对应于设于突出部下方的多个微动开关，且各突出部的间隔距离，小于各微动开关的间隔距离，借以当各突出部其中的一按压微动开关时，其它的突出部与微动开关的间可形成交错排列状态而不互相碰触。通过承载座的摆动，可改变被按压的微动开关以及按压此一微动开关的突出部。
也可将微动开关设于承载座的二侧，利用承载座的摆动直接按压设于承载座二侧的微动开关，同时以一由轴杆延伸的圆轴部，在滚轮受压时带动圆轴部向下以按压一设于圆轴部下方的微动开关。
采用本实用新型的多轴向滚筒组，可达到结构简单，成本低廉的效果。
有关本新型的特征与实作，兹配合图标作最佳实施例详细说明如下。
图1为本新型第一实施例的外观立体图；图2A及图2B为为本新型第一实施例的爆炸图；图3为第一实施例中滚轮的侧面示意图图4A、图4B、及图4C为第一实施例的前视图，揭示第一实施例的不同操控状态；图5A及图5B为本新型第一实施例的应用示意图；图6A、图6B为本新型第一实施例的立体图，揭示第一实施例的操控状态；图7A、图7B为本新型第一实施例的立体图，揭示第一实施例的另一操控状态；图8A、图8B为本新型第一实施例的立体图，揭示第一实施例的又一操控状态；图9A、图9B为本新型第一实施例的侧视图，揭示第一实施例的操控状态；图10A、图10B为本新型第二实施例的立体图及俯视图，揭示第二实施例的操控状态；图11A、图11B为本新型第二实施例的立体图及俯视图，揭示第二实施例的另一操控状态；及图12A、图12B为本新型第二实施例的立体图及俯视图，揭示第二实施例的另一操控状态；其中，附图标记100、多轴向滚轮组110、滚轮111、凸出轴 112、滚轮轴孔113、环状凸缘120、轴杆121、插设部 122、枢设部130、承载座 131、容置槽132、凹缺134、套筒134a、枢孔 135、弹性组件136、盲孔137、突出部137a、第一突出部 137b、第二突出部137c、第三突出部 139、限位板140、承载板 141、槽孔
150、底板151、枢柱152、盲孔153、支撑柱21、编码单元 211、耦合孔22、微动开关 221、按钮22a、第一微动开关22b、第二微动开关22c、第三微动开关30、输入装置31、壳体 32、外露孔40、计算机主机 50、显示单元600、多轴向滚轮组610、滚轮620、轴杆623、圆轴部630、承载座 640、承载板650、底板71、第一微动开关72、第二微动开关 73、第三微动开关具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
参阅图1、图2A、及图2B所示，为本新型第一较佳实施例所提供的一种多轴向滚轮组100的立体图及爆炸图。其中多轴向滚轮组100包含有一滚轮110、一轴杆120及一承载座130、一承载板140及一底板150。
滚轮110的中心具有一沿轴向突出的凸出轴111，凸出轴111的中心形成有一前后贯通的滚轮轴孔112，且此一滚轮轴孔112的截面呈现多边形的形态，此外滚轮轴孔112二端的开口边缘，分别形成向外突出的环状凸缘113。
轴杆120穿置于滚轮110的轴心，其一端形成一插设部121，且轴杆120的中段形成一枢设部122，其中插设部121及枢设部122的截面都呈现多边形，且枢设部122的截面型态与滚轮轴孔112的截面型态互相匹配，可构成转动耦合效果。同时参照图3所示，枢设部122的截面积略小于滚轮轴孔112的截面积，使枢设部122的边缘与滚轮槽孔112的孔壁之间形成一间隙，借此滚轮可相对于轴杆120进行小幅度的偏斜、位移而不受轴杆120的限制；也就是说，滚轮110及承载座130可在该轴杆120之上进行一扇形的摆动运动，而不致与轴杆120产生干涉或卡止的状况。轴杆120穿置于滚轮轴孔112中，将枢设部122置于滚轮轴孔112中，使轴杆120可受滚轮110带动而旋转。而轴杆120同时与一编码单元21旋转耦合，此编码单元21包括但不局限于一种旋转式编码单元(ROTARY ENCODER)或是一种光电编码单元(0PTICAL ENCODER)…等等。编码单元21设置于承载板140上，具有一耦合孔211，以供插设部121插设于其中，用以检测滚轮110带动轴杆120的转动方向及转动量，以输出一对应的控制信号。
承载座130具有一容置槽131，用以容置滚轮110，而容置槽131的二侧边分别形成一凹缺口132，滚轮轴孔112二端的环状凸缘113可置于凹缺口132中，使滚轮120悬置于该容置槽131之中并可自由的转动。而承载座130的后段形成一向下延伸的枢接端并枢接于底板150上，本实施中枢接端可为一套筒134，套筒134具有一枢孔134a。此套筒134以枢孔134a套设于一设于底板150上的枢柱151，由套筒134与枢柱151的结合，承载座130可以该套筒134为支点，进行一扇形的左、右摆动动作，或是进行一上下往复位移。此外，靠近套筒134之处，设有一凹槽138，以方便滚轮110带动该承载座130，进行该上下的位移。
此外，承载座130的底部与底板之间设有一弹性组件135，用以产生一弹性力，使承载座130在未受力时复归至一中立位置。于本实施例中，弹性组件135包括但不限于为一压缩弹簧，弹性组件135的二端，分别插设于设置于承载座130底部的盲孔136以及底板150上的盲孔152，借以使弹性组件135的二端连接于承载座130与底板150，以推抵承载座130。由此弹性组件135，可以提供该承载座130在向下位移时、及左右摆动时的弹性回复力，使得该承载座130得以回复至一中立位置。
承载座130的前端，具有多个向下延伸的突出部137，用以碰触多个可触动的微动开关22。在本实施例中，此承载座130具备三突出部137，对应于三微动开关22，其中突出部137之间的间隔距离，略小于微动开关22的按钮221之间的间隔距离。
图4A、图4B、及图4C所示，为方便说明，各突出部137分别定义为第一突出部137a、第二突出部137b、及第三突出部137c，其中第二突出部137b及第三突出部137c分立于第一突出部137a的二侧。而微动开关22则分别定义为第一微动开关22a、第二微动开关22b、及第三微动开关22c，其中第二微动开关22b及第三微动开关22c是分立于第一微动开关22a的二侧。
因此，当承载座120位于一中立位置时，第一突出部137a恰可对应于位于第一微动开关22a，在承载座130受滚轮110推动向下时，第一突出部137a可以按压第一微动开关22a，而此时第二突出部137b、第二微动开关22b、第三突出部137c、以及第三微动开关22c则可形成交错排列状态，也即此时第二微动开关22b及第三微动开关22c并不会受到按压。
当承载座120受到滚轮110带动向右摆动至第一摆动位置时，可使第二突出部137b向右偏移而对应于第二微动开关22b，此时第二突出部137b可用以按压第二微动开关22b，此时第一突出部137a、第一微动开关22a、第三突出部137c、以及第三微动开关22c则可形成交错状态，也即此时第一微动开关22a及第三微动开关22c并不会受到按压。
当承载座120受到滚轮110带动向左摆动至第二摆动位置时，可使第三突出部137c向左偏移而对应于第三微动开关22c，此时第三突出部137c可用以按压第三微动开关22c，此时第一突出部137a、第一微动开关22a、第二突出部137b、以及第二微动开关22c则可形成交错状态，也即此时第一微动开关22a及第二微动开关22b并不会受到按压。
如图2A所示，承载板140具有一槽孔141，前述的第一微动开关22a、第二微动开关22b、及第三微动开关22c是承载板140上，且位于槽孔141的周围，编码单元21也设置于承载板140上。承载板140通过多个位于底板150上的支撑柱153固定于底板150的上，且与底板150的间维持一间隔距离。实际应用上，承载板140可为一电路板，可供各微动开关22、编码单元21直接以焊接方式电连并固定于承载板140上，而底板150可为输入装置的壳体下半部。承载座130悬置于槽孔141上方，同时由限位板139在槽孔141中的设置，以限制该承载座130在槽孔141内所进行的扇形摆动动作，使得各突出部137对应于各微动开关22。
如图5A及图5B所示，揭示本新型第一较佳实施例装设于一输入装置30，此一输入装置30可为一计算机指针输入装置如鼠标、轨迹球等，也可附加于包括但不局限于键盘、数字手写板或是游戏控制器摇杆(game pad)等计算机输入装置，或其它需使用滚轮的电子装置的上，至少譬如手机、PDA等。此一输入装置30具有一壳体31，其中壳体31的下半部可作为本实施例的底板150。本实施例是装设于壳体31内部，滚轮110是通过一外露孔32露出于壳体31外以供操控。当滚轮110受到前后推移而转动时，滚轮110与枢设部122可形成旋转轴向的耦合关系，而带动轴杆120转动。此编码单元21可测得轴杆120及滚轮110的转动速度及转动方向，输出一第一控制信号，譬如可在计算机主机40的显示单元50上纵向卷动计算机屏幕上的窗口内容或影像。当使用者左右摆动该滚轮110时，则可输出一第二控制信号，譬如可在计算机主机40的显示单元50上进行横向卷动计算机屏幕上的窗口内容或影像。
如图6A及图6B所示，当滚轮110承受一朝向底板150的压力时，在承载座130上会受到滚轮110推挤，而使第一突出部137a按压第一微动开关22a，而发出一第一触发信号至计算机主机40。
如图7A及图7B所示，当滚轮110承受一沿横向朝右推移的力量时，承载座130可同时受到推动而朝向右方摆动，使第二突出部137b横移至第二微动开关22b上方。此时再对滚轮110向下施压，第二突出部137b可以按压第二微动开关22b，而发出一第二触发信号至计算机主机40。
如图8A及图8B所示，当滚轮110承受一沿横向朝左推移的力量时，承载座130可同时受到推动而朝向左方摆动，使第三突出部137c横移至第三微动开关22c上方。此时再对滚轮110向下施压，第三突出部137c可以按压第三微动开关22c，而发出一第三触发信号至计算机主机40。
如图9A及图9B所示，承载座130以其后端的套筒134套设于底板150的枢柱151上，在滚轮110受压时带动承载座130的前端向下移动，而使突出部137碰触微动开关22。此时弹性组件135会受到挤压而产生一向上的弹性力。在滚轮110不受力时，弹性组件135的弹性回复力可以使承载座130复归中立位置。同样地，当承载座130受到横向推移而产生摆动时，弹性组件135受到扭曲变形后也可产生弹性回复力，而使承载座130复归中立位置。
如图10A及图10B所示，为本新型第二较佳实施例所提供的一种多轴向滚轮组600，其包含有一滚轮610、一轴杆620及一承载座630、一承载板640及一底板650。
第二较佳实施例大致与第一实施例相同，将承载座630枢接于底板650之上，使承载座630可在一平行于底板650的平面上左右摆动。其主要差异在于，轴杆620还包含有一圆轴部623，在滚轮610放置于承载座630时，圆轴部630可突出于承载座的一侧，且在承载板640对应于圆轴部623的位置上，设有一第一微动开关71，可供圆轴部623碰触。借以当滚轮610受压向下时，可使轴杆620以该编码单元21为支点，向下产生一位移，以圆轴部623按压第一微动开关71，而产生一第一触发信号。
如图11A、图11B、图12A、及图12B所示，承载板640上还设有一第二微动开关72及一第三微动开关73，分别位于承载座630的二侧。
当滚轮610受力向右推移时，承载座630可向右摆动，而以其侧面碰触第二微动开关72，而产生一第二触发信号。
当滚轮610受力向左推移时，承载座630可向左摆动，而以其侧面碰触第三微动开关73，而产生一第三触发信号。
值得注意的是，不论现有技术中各种的摆动结构是如何的变化，现有滚轮组的摆动动作，只有以下三种的变化1.不论是具有球接头，或是具有一摇篮状的承座，都是呈现出滚轮的滚动轴向与摆动轴向正交的型态。
2.滚轮只能延着该轴杆的轴向，进行左右的直线移动。
3.滚轮、轴杆及承座三者，同时绕着底部的一个支点，进行转动动作。
而上述各种的运动方式，都与本新型中以承载座的一枢接端为轴，并在轴杆之上进行一扇形摆动运动的手段完全不同。
本实用新型的多轴向滚筒组，结构简单，成本低廉。
当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
权利要求1.一种多轴向滚轮组，包括一承载座及一设于该承载座中的滚轮；其中该滚轮的轴心穿置有一轴杆，且该滚轮带动该轴杆，以驱动一编码单元，并输出一控制信号，其特征在于，该承载座具有一枢设于一底板上的枢接端，且该枢接端为该承载座及该滚轮在该轴杆之上并相对该底板进行一扇形摆动运动的支点。
2.根据权利要求1所述的多轴向滚轮组，其特征在于，该枢接端为该滚轮的支点，该滚轮带动该承载座向下位移的一位移处设置至少一可触动的微动开关。
3.根据权利要求2所述的多轴向滚轮组，其特征在于，该承载座位于一可枢转至一第一摆动位置及一第二摆动位置并可向下进行该位移以触动一对应的微动开关的中立位置。
4.根据权利要求1所述的多轴向滚轮组，其特征在于，该承载座为一摆动运动的承载座，并设置一在该承载座摆动过程中可触动的至少一微动开关。
5.根据权利要求4所述的多轴向滚轮组，其特征在于，该承载座位于一可枢转至一第一摆动位置及一第二摆动位置并触动一对应的微动开关的中立位置。
6.根据权利要求2或4所述的多轴向滚轮组，其特征在于，该承载座具有至少一用以触动该微动开关的突出部。
7.根据权利要求1所述的多轴向滚轮组，其特征在于，该滚轮带动该轴杆向下位移的一位移处设置至少一可被该轴杆触动的微动开关。
8.根据权利要求2，4或7所述的多轴向滚轮组，其特征在于，该底板上还设有一承载板，在该承载板上设有该编码单元、该微动开关。
9.一种具多轴向移动滚轮的输入装置，包括一壳体，及一设于该壳体中的承载座；一滚轮，穿置有一轴杆，并容置于该承载座之中，以带动一编码单元并输出一控制信号；其特征在于，该承载座具有一枢接端，并与该壳体相枢接；该枢接端设置成该滚轮及该承载座在该轴杆之上并相对该壳体进行一扇形的摆动运动的支点。
10.根据权利要求9所述的具多轴向移动滚轮的输入装置，其特征在于，该承载座为一摆动运动的承载座，并设置一该承载座摆动过程中可触动的至少一微动开关。
11.根据权利要求9所述的具多轴向移动滚轮的输入装置，其特征在于，该枢接端为该滚轮的支点，该滚轮带动该承载座向下位移的一位移处设置至少一可触动的微动开关。
12.根据权利要求9所述的具多轴向移动滚轮的输入装置，其特征在于，该滚轮带动该轴杆向下位移的一位移处设置至少一可被该轴杆触动的微动开关。
专利摘要本实用新型公开了一种多轴向滚轮组，包括一承载座及一设于该承载座中的滚轮；其中该滚轮的轴心穿置有一轴杆，且该滚轮带动该轴杆驱动一编码单元并输出一控制讯号，该承载座具有一枢设于一底板上的枢接端，该承载座及该滚轮以该枢接端为支点，在该轴杆之上并相对该底板进行一扇形摆动运动。轴杆穿设于滚轮的滚轮轴孔中，形成转动耦合关系。轴杆的一端插设于一编码单元，借以检测滚轮的转动。承载座枢设于一底板的枢轴上，并可在一平行于底板的平面摆动，或是受压向下位移以碰触设于承载座二侧或者下方的微动开关。本实用新型的多轴向滚轮组，结构简单，成本低廉。
文档编号G06F3/033GK2852252SQ200520129889
公开日2006年12月27日 申请日期2005年10月20日 优先权日2005年10月20日
发明者王唯川 申请人:昆盈企业股份有限公司