JP7084127B2 - 入力タッチペン - Google Patents
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Description
このようなデジタイザには様々な方式があるが、その中に、電磁誘導方式がある。これは、位置指示器の中に、入力装置の入力面の下に設置されている位置検出装置が発生する特定の周波数の電磁波に対して共振する電磁誘導コイルが設けられていて、この共振が生じた位置を入力位置として認識するものである。
従来の位置指示器には、樹脂製の芯体が筒状のフェライトコアを貫通し、その先端が入力面に接するとともに、この筒状のフェライトコアの周りにコイルが巻き回されているもの(下記特許文献1)や、棒状のフェライトコアの先端部分をペン先形状の樹脂で被覆し、この先端部分より後方の部分にコアが巻き回されているもの(下記特許文献2)がある。
そこで本発明は、ノック動作の際にデジタイザリフィルの損傷を防ぎ、先端の出没を手軽に行うことができ、さらには不使用時には先端を保護し、落下衝撃からもデジタイザリフィルを保護することができる入力タッチペンを提供することを課題とする。
上記の課題に鑑み、本発明の第1の態様は、先端と後端とにそれぞれ開口部22,24を有する軸筒20と、
前記軸筒20の内部に収容されるとともに前記先端の開口部22から出没可能な接触先端82を有するデジタイザリフィル80と、
前記後端の開口部24から突出するノック部材40を備えたノック機構30とを有する入力タッチペン10であって、
前記ノック機構30、前記ノック部材40を前記軸筒20に対して常に後方へ付勢する復帰スプリング26を備えるとともに、
前記デジタイザリフィル80の後部は前記ノック機構30に固定され、
前記デジタイザリフィル80の接触先端82の後方には前記接触先端82の外径より大径でかつ前記軸筒20の先端の開口部22よりも大径な先端段部95が形成され、
前記デジタイザリフィル80の最大のノックストロークをX、
前記接触先端82が前記先端の開口部22の内部に没入している状態における前記先端段部95から前記軸筒20の先端側の内面への軸線方向の距離をA及び
前記接触先端82が前記先端の開口部22から突出した状態から前記ノック部材40の操作により該先端の開口部22内に没入した状態までに移動する距離をYとそれぞれ定義したとき、
A>X>Y
との関係を満たすことを特徴とする入力タッチペン。
ここで、「デジタイザリフィル80」としては、電磁誘導方式、静電容量方式又は感圧方式等、様々な入力方式が可能である。
「ノック機構30」とは、デジタイザリフィル80の接触先端82を操作するための機構である。具体的には、ノック機構30の操作で接触先端82が先端側の開口部22から出没することになる。
ここで、デジタイザリフィル80の先端付近には接触先端82の外径より大径でかつ前記軸筒20の先端の開口部22よりも大径な先端段部95が形成されている。
このとき、接触先端82が軸筒20の先端の開口部22の内部に没入している状態(すなわち、軸筒20の先端の開口部22から突出していない状態)において、この先端段部95から、軸筒20の先端側の内面への軸線方向の距離が先述の「A」の定義となっている。
A>X>Y
との関係式が成立することとなっている。これは、ノック部材40が距離Xだけ前方へ移動させられても、デジタイザリフィル80の先端段部95は距離Aを移動することはなく、よって、先端段部95は軸筒20の先端内部に接触することはない、ということを意味する。
上記の課題に鑑み、本発明の第2の態様は、先端と後端とにそれぞれ開口部22,24を有する軸筒20と、
前記軸筒20の内部に収容されるとともに前記先端の開口部22から出没可能な接触先端82を有するデジタイザリフィル80と、
前記後端の開口部24から突出するノック部材40を備えたノック機構30とを有する入力タッチペン10であって、
前記ノック機構30は、
前記ノック部材40と、
前記ノック部材40の先端側に位置しノック部材40の押圧に伴い所定の周方向に回転が可能な回転部材50と、
前記軸筒20の後端付近の内周面に設けられるカム機構60と、
前記回転部材50を常に後方へ付勢する復帰スプリング26と、
を備えるとともに、
前記ノック部材40は、その外側面に突出して設けられる摺動突起41を有し、
前記回転部材50は、その外側面に突出しかつ軸方向に延伸して設けられるとともにその後端縁が前記回転の方向の反対方向に傾斜している摺動突条51を有し、
前記カム機構60は、
前記軸筒20の後端付近の内周面に内方に突出しかつ軸方向に延伸して複数本が等配して設けられる係止突条61と、
前記複数本の係止突条61の間の溝として形成されるカム溝64と、
を有し、
前記カム溝64内では前記摺動突起41及び前記摺動突条51が軸方向に前後に摺動可能となっており、
前記係止突条61の先端縁のうち、前記カム溝64の前記回転の方向側に位置する部分は、該回転の方向に向かって後端方向へ傾斜することで、前記摺動突条51の後端縁が係止可能となっている係止縁62として形成され、
前記係止突条61の先端縁のうち、前記カム溝64の前記回転の方向側に対し反対側に位置する部分は、前記係止縁62よりも先端寄りに位置しかつ該回転の方向に向かって後端方向へ傾斜することで前記摺動突条51を該カム溝64へ誘導する誘導縁63として形成され、
前記デジタイザリフィル80の先端付近には前記接触先端82の外径より大径でかつ前記軸筒20の先端の開口部22よりも大径な先端段部95が形成され、
前記係止縁62の後端から前記誘導縁63の先端までの距離をL、
前記デジタイザリフィル80の最大のノックストロークをX、
前記接触先端82が前記先端の開口部22の内部に没入している状態における前記先端段部95から前記軸筒20の先端側の内面への軸線方向の距離をA及び
前記接触先端82が前記先端の開口部22から突出した状態における前記先端段部95から前記軸筒20の先端側の内面への軸線方向の距離をB
とそれぞれ定義したとき、
A>X、かつ、B>L
との関係を満たすことを特徴とする。
「カム機構60」は、軸筒20の後端付近の内周面において内方に突出する突条としての「係止突条61」と、この係止突条61が形成されることで存在することとなる溝としての「カム溝64」とを有する。そして、この「係止突条61」の先端縁は、軸筒20の円周に対して、一定方向に傾斜しており、かつ、その「一定方向」に対して正方向側の部分が、逆方向側の部分より先端側に位置している。すなわち、係止突条61の先端縁はその「一定方向」に沿って見た場合、カム溝64の次に、より後方側に位置する部分(「係止縁62」)がまず来て、そして次により前方側に位置する部分(「誘導縁63」)が来て、そしてまた次のカム溝64が来る、というように形成されている。
「回転部材50」とは、上記ノック部材40の押圧により押圧されることで、前記カム溝64の説明における「一定方向」に回転するようになっている部材である。この回転部材50には、前記カム溝64に沿って摺動するとともに、該カム溝64を脱して前記係止縁62と係止可能な「摺動突条51」が設けられている。さらに、この回転部材50の先端部分には、前記デジタイザリフィル80が装着されることが望ましい。ここでその装着の方法としては、たとえば「リフィル装着孔52」を回転部材50の軸心部分に設けて、そこにデジタイザリフィル80の後端を圧入して装着することとしてもよいし、回転部材50の軸心に突出構造を設けて、これをデジタイザリフィル80の後端に設けた開口ないし孔に圧入して装着することとしてもよい。さらに、デジタイザリフィル80が直接この回転部材50に装着されなくとも、たとえばこれらの間のなんらかの部材を介して間接的に装着されるようなものであってもよい。
ここで、デジタイザリフィル80の先端付近には接触先端82の外径より大径でかつ前記軸筒20の先端の開口部22よりも大径な先端段部95が形成されている。
このとき、接触先端82が軸筒20の先端の開口部22の内部に没入している状態(すなわち、軸筒20の先端の開口部22から突出していない状態)において、この先端段部95から、軸筒20の先端側の内面への軸線方向の距離が先述の「A」の定義となっている。
一方、接触先端82が軸筒20の先端の開口部22から突出している状態において、この先端段部95から、軸筒20の先端側の内面への軸線方向の距離が先述の「B」の定義となっている。
ここで、当然AはBよりも大きい。
そして、デジタイザリフィル80のノックストローク、すなわち、接触先端82を繰り出すために要する1回のノックで前方に移動する最大距離が「X」で定義されている。
ここで、当然、XはLよりも大きい。
A>X、かつ、B>L
との関係式が成立することとなっている。この関係式の意義について、以下で説明する。
まず、回転部材50の摺動突条51が、カム溝64に位置している場合は、装着直後は接触先端82は軸筒20先端からは突出しない状態にある。この状態におけるデジタイザリフィル80の先端段部95から軸筒20の先端側の内面への軸線方向の距離が前記の距離Aである。
この状態でノック部材40を押圧すると、カム溝64内に位置している摺動突起41が、カム溝64内でその直前に位置している摺動突条51を前方に押圧する。これによって、回転部材50も前方に押圧される。
そして、この距離Xは、前記の距離Aより小なのであるから、ノック部材をこの距離Xだけ押圧しても、デジタイザリフィル80の先端段部95は軸筒20の内面には当接することはない。
本発明の第3の態様は、前記第1又は2の態様の特徴に加え、前記デジタイザリフィル80は、軸心に位置するフェライトコア84と、前記フェライトコア84の外周に配設される電磁誘導コイル85と、前記フェライトコア84の先端に装着される前記接触先端82と、前記接触先端82に加わる押圧を感知する感圧センサ86とを備えた電磁誘導方式による入力に用いられるものであるとともに、前記電磁誘導コイル85の先端が前記先端段部95となっていることを特徴とする。
本発明の第4の態様は、前記第1から第3までのいずれかの態様の特徴に加え、前記デジタイザリフィル80の外側面と前記軸筒20の内側面との間に、該デジタイザリフィル80が該軸筒20の内部において側方に振れる振れ幅を小さくする振れ止め部材90が介装されているとともに、前記振れ止め部材90は前記軸筒20の側に装着されていることを特徴とする。
この振れ止め部材90を設けることで、電子部品を内蔵するデジタイザリフィル80への振動や落下による衝撃が緩和され、内部破損、断線による故障や動作不良などの発生する可能性を低減することができる。
本発明の第5の態様は、前記第1から第4までのいずれかの態様の特徴に加え、前記デジタイザリフィル80は、交換可能に形成されていることを特徴とする。
本発明の第6の態様は、前記第1から第5までのいずれかの態様の特徴に加え、前記軸筒20には、前記デジタイザリフィル80と略同サイズの筆記リフィルと交換可能であることを特徴とする。
本発明の第1の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図1は、本実施の形態に係る入力タッチペン10を、正面図(A)、側面図(B)及び側面断面図(C)で示したものである。軸筒20は、ノック部材40及び回転部材50を備えており、先軸21に後軸23が螺着されて形成される。後軸23の側面からはクリップ23Cが突設されている。軸筒20後端の開口部24からはノックボタンとしてのノック部材40が突出しており、この前方の軸筒20の内部に回転部材50が位置しており、この回転部材50の後端部分はノック部材40の内部空間に挿入されている。この回転部材50の軸心にはリフィル装着孔52が設けられている。ノック部材40先端付近からは外方へ摺動突起41が複数個等配されて突出している。回転部材50の後端側外側面には、軸心に沿った方向を長手方向として外方へ突出する摺動突条51がこれもまた複数個等配されて突出している。これら摺動突起41と摺動突条51との位置関係及び動作の詳細については後述する。
また、この状態において、デジタイザリフィル80の電磁誘導コイル85の先端縁である先端段部95から、軸筒20の先端側の内面への軸線方向の距離がAである。
図5aは、接触先端82が軸筒20先端の開口部22から突出していない状態(図1参照)を表している。係止突条61間のカム溝64内には、ノック部材40に複数形成された摺動突起41が後方側に、及び回転部材50の摺動突条51が前方側に、それぞれ位置している。
図5bの状態からさらにノック部材40が押圧されると、摺動突条51の後端縁が係止突条61の係止縁62を乗り越え(図5c)、この係止縁62の傾斜に沿って摺動突条51が、反時計回りに移動し、そして摺動突条51と係止縁62とが完全に係合することとなる(図5d)。この摺動突条51が回転することにより回転部材50も同様に、係止縁62の円周方向のこの長さに相当するピッチ分だけ回転することとなる。ここで、デジタイザリフィル80の先端段部95は、軸筒20先端の開口部22に当接するまでの間に、摺動突条51と係止縁62との係止状態が出現することとなり、このとき、軸筒20先端の開口部22から突出する位置を取ることとなる(図4参照)。
ここで、図4(C)に示す距離Bだけ押圧しないうちに、摺動突条51はその距離Bより短い距離Lの長さを有する係止縁62と誘導縁63との段差(図3(C)参照)を乗り越え、誘導縁63に至る。そしてその誘導縁63の傾斜に沿って再びカム溝64へ至り、この段階で復帰スプリング26(図4(C)参照)の付勢力で後方へ押し戻されて、図5aに示す状態に復帰することになり、接触先端82は軸筒20内へ完全に没入することとなる(図1(C)参照)。
電磁誘導コイル85、コンデンサ87及び感圧センサ86は図示しない配線によって図6に示すような回路を形成している。ここで、感圧センサ86が接触すると、図6の回路が閉状態となる。
本発明の第2の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図8は、本実施の形態に係る入力タッチペン10を、側面図(A)並びに側面断面図及び側面図(B)で示したものである。軸筒20は、後軸23に先軸21が螺着されて形成される。後軸23の後端付近の側面からはクリップ23Cが突設されている。軸筒20後端の開口部24からはノックボタン42が外挿されたノック部材40が突出しており、この前方の軸筒20の内部に回転部材50が位置している。この回転部材50の軸心にはリフィル装着孔52が設けられている。リフィル装着孔52には、デジタイザリフィル80の固定部88が圧入されている。ノック部材40先端付近からは外方へ摺動突起41が複数個等配されて突出している。回転部材50の後端側外側面には、軸心に沿った方向を長手方向として外方へ突出する摺動突条51が複数個等配されて突出している。これら摺動突起41と摺動突条51との位置関係及び動作の詳細については前記第1の実施の形態と同様である。
図9aは、接触先端82が軸筒20先端の開口部22から突出していない状態(図8(A)参照)を表している。係止突条61間のカム溝64内には、ノック部材40の摺動突起41が後方側に、及び回転部材50の摺動突条51が前方側に、それぞれ位置している。
図9bの状態からさらにノック部材40が押圧されると、摺動突条51の後端縁が係止突条61の係止縁62を乗り越える(図9c)。この時点で、ノック部材40はデジタイザリフィル80の最大のノックストロークである距離X(図8(B)参照)を移動することになる。その直後、この係止縁62の傾斜に沿って摺動突条51が、反時計回りに移動し(図9d)、そして摺動突条51と係止縁62とが完全に係合することとなる(図9e)。この摺動突条51が回転することにより回転部材50も同様に、係止縁62の円周方向のこの長さに相当するピッチ分だけ回転することとなる。ここで、デジタイザリフィル80の先端段部95は、軸筒20先端の開口部22に当接するまでの距離A(図8(B)参照)を移動する間に、この図9eに示す、摺動突条51と係止縁62との係止状態が出現することとなり、このとき、軸筒20先端の開口部22から突出する位置を取ることとなる。この時点では、ノック部材40は押圧開始前と比べて距離Yだけ前方に移動している(図8(B)参照)。
ここで、距離B(図4(C)参照)だけ押圧しないうちに、摺動突条51はその距離Bより短い距離L(図3(C)参照)の長さを有する係止縁62と誘導縁63との段差を乗り越え(図9g)、誘導縁63に至り(図9h)。そしてその誘導縁63の傾斜に沿って再びカム溝64へ至り(図9i)、この段階で復帰スプリング26の付勢力で後方へ押し戻されて、図9aに示す状態に復帰することになり、接触先端82は軸筒20内へ完全に没入することとなる。
本発明の第3の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図10は、本実施の形態に係る入力タッチペン10を、接触先端82の没入時における側面図(A)及び側面断面図(B)、ノックボタン42の最大押圧時における側面図(C)並びに接触先端82の突出時における側面図(D)で示したものである。
20 軸筒 21 先軸 22 先端の開口部
23 後軸 23A 後軸の前方側 23B 雄ネジ
23C クリップ 24 後端の開口部 25 スプリング支持部材
26 復帰スプリング 27 スプリング支持段差
30 ノック機構
40 ノック部材 41 摺動突起 42 ノックボタン
50 回転部材 51 摺動突条 52 リフィル装着孔
60 カム機構 61 係止突条 62 係止縁
63 誘導縁 64 カム溝
70 入力装置 71 入力面 72 描線
80 デジタイザリフィル 81 先端継手 82 接触先端
83 収納筒 84 フェライトコア 85 電磁誘導コイル
86 感圧センサ 87 コンデンサ 88 固定部
89 リターンスプリング
90 振れ止め部材
95 先端段部
Claims (2)
- 先端と後端とにそれぞれ開口部を有する軸筒と、
前記軸筒の内部に収容されるとともに前記先端の開口部から出没可能な接触先端を有するデジタイザリフィルと、
前記後端の開口部から突出するノック部材を備えたノック機構とを有する入力タッチペンであって、
前記ノック機構は、前記ノック部材を前記軸筒に対して常に後方へ付勢する復帰スプリングを備えるとともに、
前記デジタイザリフィルの後部は前記ノック機構に固定され、
前記デジタイザリフィルの接触先端の後方には前記接触先端の外径より大径でかつ前記軸筒の先端の開口部よりも大径な先端段部が形成され、
前記デジタイザリフィルの最大のノックストロークをX、
前記接触先端が前記先端の開口部の内部に没入している状態における前記先端段部から前記軸筒の先端側の内面への軸線方向の距離をA及び
前記接触先端が前記先端の開口部から突出した状態から前記ノック部材の操作により該先端の開口部内に没入した状態までに移動する距離をY
とそれぞれ定義したとき、
A>X>Y
との関係を満たし、
前記デジタイザリフィルの外側面と前記軸筒の内側面との間に、該デジタイザリフィルが該軸筒の内部において側方に振れる振れ幅を小さくする振れ止め部材が軸筒に介装されているとともに、
前記振れ止め部材は前記軸筒の側に装着されていることを特徴とする入力タッチペン。 - 先端と後端とにそれぞれ開口部を有する軸筒と、
前記軸筒の内部に収容されるとともに前記先端の開口部から出没可能な接触先端を有するデジタイザリフィルと、
前記後端の開口部から突出するノック部材を備えたノック機構とを有する入力タッチペンであって、
前記ノック機構は、
前記ノック部材と、
前記ノック部材の先端側に位置しノック部材の押圧に伴い所定の周方向に回転が可能な回転部材と、
前記軸筒の後端付近の内周面に設けられるカム機構と、
前記回転部材を常に後方へ付勢する復帰スプリングと、
を備えるとともに、
前記ノック部材は、その外側面に突出して設けられる摺動突起を有し、
前記回転部材は、その外側面に突出しかつ軸方向に延伸して設けられるとともにその後端縁が前記回転の方向の反対方向に傾斜している摺動突条を有し、
前記カム機構は、
前記軸筒の後端付近の内周面に内方に突出しかつ軸方向に延伸して複数本が等配して設けられる係止突条と、
前記複数本の係止突条の間の溝として形成されるカム溝と、
を有し、
前記カム溝内では前記摺動突起及び前記摺動突条が軸方向に前後に摺動可能となっており、
前記係止突条の先端縁のうち、前記カム溝の前記回転の方向側に位置する部分は、該回転の方向に向かって後端方向へ傾斜することで、前記摺動突条の後端縁が係止可能となっている係止縁として形成され、
前記係止突条の先端縁のうち、前記カム溝の前記回転の方向側に対し反対側に位置する部分は、前記係止縁よりも先端寄りに位置しかつ該回転の方向に向かって後端方向へ傾斜することで前記摺動突条を該カム溝へ誘導する誘導縁として形成され、
前記デジタイザリフィルの先端付近には前記接触先端の外径より大径でかつ前記軸筒の先端の開口部よりも大径な先端段部が形成され、
前記係止縁の後端から前記誘導縁の先端までの距離をL、
前記デジタイザリフィルの最大のノックストロークをX、
前記接触先端が前記先端の開口部の内部に没入している状態における前記先端段部から前記軸筒の先端側の内面への軸線方向の距離をA及び
前記接触先端が前記先端の開口部から突出した状態における前記先端段部から前記軸筒の先端側の内面への軸線方向の距離をB
とそれぞれ定義したとき、
A>X、かつ、B>L
との関係を満たす
ことを特徴とする入力タッチペン。
Priority Applications (3)
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