(57)【要約】      （修正有）【課題】導電性タッチペン先及びそれを使用したタッチペンを提供する。【解決手段】かかる導電性タッチペン先及びそれを使用したタッチペンにおいて、導電性タッチペン先１は、金属棒２とプラスチック被覆部材３とを備える。金属棒２は、棒頭部２１と尾部２３と棒本体２２とを有し、棒頭部２１と棒本体２２との間にはさらに連結芯棒２５が延設される。プラスチック被覆部材３と金属棒２とが一体射出成形され、プラスチック被覆部材３は、相互に連結され、かつそれぞれ棒頭部２１を被覆する導電部材３１と、棒本体２２を被覆する非導電部材３２とを有する。連結芯棒２５が導電部材３１と非導電部材３２とに被覆され、かつ尾部２３が非導電部材３２の外部へ突出している。これにより、信号強度を効果的に増加させてタッチ精度を向上させることができる。【選択図】図５
0003215060.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ペン軸筒に取り付けられ、金属棒とプラスチック被覆部材とを備える導電性タッチペン先であって、
前記金属棒は、棒頭部と尾部と棒本体とを有し、前記棒頭部と前記棒本体の一端との間にはさらに連結芯棒が延設され、前記棒本体の他端が前記尾部に連結され、
前記プラスチック被覆部材は、前記棒頭部を被覆する導電部材と、前記棒本体を被覆する非導電部材とを有し、前記連結芯棒が前記導電部材と前記非導電部材とに被覆され、かつ前記尾部が前記非導電部材の外部へ突出していることを特徴とする、導電性タッチペン先。 
【請求項２】
前記連結芯棒上に位置決め凹溝が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の導電性タッチペン先。
【請求項３】
前記連結芯棒の直径が前記棒頭部の直径よりも小さく、前記棒頭部の形状が円盤状であり、前記連結芯棒の形状が円柱状であり、前記棒頭部の断面の断面積が前記連結芯棒の断面の断面積よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載の導電性タッチペン先。
【請求項４】
前記導電部材の前記金属棒の長手方向の長さが前記非導電部材の前記金属棒の長手方向の長さよりも小さいことを特徴とする、請求項１に記載の導電性タッチペン先。
【請求項５】
ペン軸筒と、請求項１〜４のいずれか一項に記載の導電性タッチペン先とを含み、前記導電性タッチペン先が前記ペン軸筒上に交換可能に取り付けられることを特徴とする、タッチペン。
【請求項６】
前記導電性タッチペン先は、前記ペン軸筒に取り付けられる挿着部をさらに備え、前記挿着部は、前記棒本体に環設される凸環部と、前記凸環部を被覆する延伸非導電部材とを有することを特徴とする、請求項５に記載のタッチペン。
【請求項７】
前記凸環部には、前記棒頭部に向かう方向に、さらに相対応する２つの収容室が開設され、前記延伸非導電部材を各前記収容室内に嵌め込むことで前記棒本体上を被覆していることを特徴とする、請求項６に記載のタッチペン。
【請求項８】
前記ペン軸筒には、前記挿着部に対応してさらに挿着孔が設けられ、かつ前記挿着孔の内壁面に沿って雌ねじ部が設けられることを特徴とする、請求項６に記載のタッチペン。
【請求項９】
前記導電性タッチペン先の前記尾部の外表面には、さらに雄ねじ部が設けられ、前記導電性タッチペン先の前記雄ねじ部が前記ペン軸筒の前記雌ねじ部に螺着されることを特徴とする、請求項８に記載のタッチペン。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、タッチペン先に関し、特に、タッチ精度を向上させ、かつ交換可能な導電性タッチペン先及びそれを使用したタッチペンに関する。
【背景技術】
【０００２】
科学技術が発展するにつれて、３Ｃ製品は革新的な速度で進化しており、特に、例えば、タブレットパソコンやスマートフォンなどのようなタッチ式操作インタフェースを備える製品は、既に未来の発展の趨勢として主流となっている。タッチ式操作インタフェースを備える製品は、主にタッチパネルに、オペレーティングシステム（ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ）のグラフィカル操作インタフェースを結合することにより実現され、タッチパネルは、その感知原理に基づいて、電気抵抗式タッチパネル、静電容量式タッチパネル、電磁式タッチパネルなど数種類に分類される。
【０００３】
上記各種の異なるタッチパネルは、タッチペンの位置を検出することにより、対応するインジケータやカーソルを生成して、対応するタッチ式操作インタフェースを備える製品と相互作用を行うために用いるものである。しかしながら、タッチパネル上でタッチペンが傾斜していると、タッチパネルに表示されるインジケータやカーソルの位置と、タッチペンでタップして操作制御しようとする位置との間に誤差が生じてしまうことが多く、それに起因する精度の悪さや感度の低下のため、使用者に操作上の不便さを感じさせるという問題がある。また、長期間の使用を経ると、タッチペンのペン先に摩耗が生じるため、圧迫による折れ曲がりや断裂により使用不能に至った場合には、タッチペン全体を交換しなければならず、使用者の出費を増加させてしまう。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
故に、如何にして構造設計の改良により上記の欠点を克服するかが、当該業界の解決しようとする重要な課題の一つであるとされている。
【０００５】
本考案の目的の一つは、信号強度を増加させてタッチ精度を効果的に向上させ得る導電性タッチペン先及びそれを使用したタッチペンを提供することにある。
【０００６】
本考案の別の目的は、交換可能な導電性タッチペン先及びそれを使用したタッチペンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本考案は、ペン軸筒に取り付けられると共に、静電容量式タッチ感知装置を操作する導電性タッチペン先を提供する。導電性タッチペン先は、金属棒とプラスチック被覆部材とを備える。金属棒は、棒頭部と、尾部と、棒頭部と尾部とを連結する棒本体とを有し、そのうち、棒頭部と棒本体との間にさらに連結芯棒が延設される。プラスチック被覆部材は、それぞれ棒頭部を被覆する導電部材と棒本体を被覆する非導電部材とを有し、それらは相互に連結される。連結芯棒は、導電部材と非導電部材との間に被覆され、かつ尾部は、非導電部材の外部へ突出している。
【０００８】
上記目的を達成するために、本考案は、さらに、ペン軸筒と上記の導電性タッチペン先とを備えるタッチペンを提供する。導電性タッチペン先は、タッチペンの必要に応じて構成部材を変化させることができ、ペン軸筒上に交換可能に取り付けられてもよく、かつペン軸筒は、適切な導電部材または任意の適切な非導電部材からなっていてもよい。
【考案の効果】
【０００９】
本考案は、さらに下記の効果を有し、具体的な実施形態において、プラスチック被覆部材と金属棒とが一体射出成形され、即ち、導電部材と非導電部材及び金属棒を異材料で一体射出成形することができ、金属棒の位置決め凹溝を介して２つの異なる材料による位置決め効果を増大させることができる。棒頭部と棒本体との間を連結する連結芯棒をさらに有し、位置決め凹溝が連結芯棒上に形成されている。言い換えれば、棒本体には、例えば、旋盤加工法を用いて連結芯棒に対して径方向の旋盤加工を施すことによって、連結芯棒上に位置決め凹溝を作成することが可能であり、プラスチック被覆部材との位置決め効果を増大させることができる。
【００１０】
連結芯棒の断面積を棒頭の断面積の２分の１またはそれ以下に小さくすることで、連結芯棒は、タッチパネルで静電容量感知信号を生成することが困難になる。つまり、連結芯棒とタッチパネルとの間の距離が長くなり、かつ棒頭部とタッチパネルとの間の距離が短くなるため、導電性タッチペン先がタッチパネルの接触点に接触すると、システムによって実際に判断された位置との差異・誤差を低減できるので、導電性タッチペン先とタッチパネルとの間のタッチの精度と感度を効果的に向上させることができる。
【００１１】
本考案は、長期間の使用を経て導電性タッチペン先の導電部材の摩耗や摩損が進み、予期せぬ断裂や折れ曲がりに至った場合でも、簡単かつ容易にねじ構造を介して摩耗した導電性タッチペン先をペン軸筒の挿着孔から回して取り外すことができると共に、雄ねじ部が設けられた新しい導電性タッチペン先は、挿着孔の雌ねじ部に螺着されることによって緊締状態となる。他の実施形態においては、例えば、締まり嵌めやスナップ嵌めなどの方式に置き換えることもできる。従って、本実施形態の導電性タッチペン先は、交換が容易で信頼性に優れ、新しいタッチペン全体を新たに購入する必要がなく、購入費用を大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本考案のタッチペンを示す模式図であり、ペン軸筒に装着された状態の導電性タッチペン先の模式図である。
【図２】本考案の導電性タッチペン先の金属棒を示す斜視図である。
【図３】本考案の導電性タッチペン先の金属棒を示す断面図である。
【図４】本考案に係る一体射出成形された金属棒と導電部材とを示す断面図である。
【図５】本考案に係る一体射出成形された金属棒と非導電部材とを示す断面図である。
【図６】本考案のプラスチック被覆部材が金属棒に固化結合された状態を示す斜視図である。
【図７】本考案の導電性タッチペン先がペン軸筒に交換可能に螺着された状態を示す断面図である。
【図８Ａ】従来のタッチペンにより静電容量式タッチ感知装置を操作制御した状態を示す実験図である。
【図８Ｂ】本考案のタッチペンにより静電容量式タッチ感知装置を操作制御した状態を示す実験図である。
【考案を実施するための形態】
【００１３】
本考案の詳細な説明及び技術的内容について、図面を参照しつつ以下に説明する。なお、添付の図面は、参考用と説明用のみに提供するものであって、本考案に対して制限を加えるために用いるものではない。
【００１４】
図１〜図６に示すように、本考案が提供する導電性タッチペン先１は、ペン軸筒５に取り付けられると共に、タッチペン６を構成する。本実施例のタッチペン６は、信号を能動的に送信したり、あるいは能動的に受信したりすることができ、例えば、タブレットパソコン、モバイルデバイス、グラフィックタブレットや他の適切なタッチ感知装置などのタッチパネルを有する静電容量式タッチ感知装置（不図示）にタッチすれば、能動式静電容量タッチペン６を構成することができるので、タッチペン先１を電源または静電容量回路を具備するペン軸筒５中に容易に取り付けることができる。しかしながら、他の異なる実施形態においては、タッチペン６は、必要に応じて受動式タッチペンまたは他の適切なタッチペンに変更することができる。
【００１５】
図１及び図７に示す実施形態においては、能動式静電容量タッチペン６のペン軸筒５内に、例えば、挿着孔５１、コンデンサなどのような電子部品を含む回路ユニット５２及び回路ユニット５２に電気接続される給電ユニット５３が設置されてもよい。給電ユニット５３は、例えば、乾電池、蓄電池、リチウム電池などであってもよく、タッチペン６に所要の電力を提供する。接触位置は、導電性タッチペン先１と静電容量式タッチ感知装置との間の静電容量値の変動量に基づいて判定されると共に、その座標は、タッチ位置により生成された誘導電流に応じて検出される。導電性タッチペン先１は、タッチペン６の必要に応じて構成部材を変化させることができ、ペン軸筒５上に交換可能に取り付けられてもよく、かつペン軸筒５は、適切な導電部材または任意の適切な非導電部材からなっていてもよい。具体的に言えば、ペン軸筒５の挿着孔５１には着脱可能に導電性タッチペン先１が取り付けられるが、その取り付け方法については後述する。
【００１６】
図２〜図６に示すように、導電性タッチペン先１は、金属棒２とプラスチック被覆部材３とを備える。金属棒２は、棒頭部２１と尾部２３と棒本体２２とを有し、そのうち、棒頭部２１と棒本体２２の一端との間にはさらに連結芯棒２５が延設され、棒本体２２の他端は尾部２３に連結される。本実施形態の金属棒２は、直立棒状を呈することが好ましく、かつその材料としては、鉄、鋼、銅またはそれらの合金などの導電性に優れた材料を含むが、この限りではない。金属棒２は、その一端がプラスチック被覆部材３を支持して保持し、他端がペン軸筒５の回路ユニット５２に電気的に接続され、タッチパネル（不図示）により生成された入力信号を伝送するために用いられ、回路ユニット５２を介して前記入力信号を受信して出力信号をタッチ感知装置（システム）に伝達することによって、システムとの相互作用に基づいてその座標位置を判断する。
【００１７】
プラスチック被覆部材３は、金属棒２上に一体射出成形され、弾性と耐摩耗性によりタッチ感知装置（不図示）を操作制御する。とりわけ、プラスチック被覆部材３は、それぞれ棒頭部２１を被覆する導電部材３１と棒本体２２を被覆する非導電部材３２とを有し、それらが相互に連結される。連結芯棒２５は、導電部材３１と非導電部材３２とに被覆され、かつ金属棒２の尾部２３は、非導電部材３２の外部へ突出している。
【００１８】
連結芯棒２５上には、位置決め凹溝２４が形成され、位置決め凹溝２４は、連結芯棒２５の表面に環状に配置されている。本実施形態において、導電部材３１と非導電部材３２とは、インサート射出成形（ｉｎｓｅｒｔ  ｍｏｌｄｉｎｇ）方式を用いて金属棒２上に異なる材料で一体射出成形されることが好ましい。金属棒２の位置決め凹溝２４を介して、２つの異なる材料による位置決め効果またはその結合強度を増大させることができる。図２〜図６に示す実施形態においては、棒本体２２では、例えば、旋盤加工法を用いて連結芯棒２５に対して径方向の旋盤加工を施すことによって、連結芯棒２５上に位置決め凹溝２４を形成することが可能となり、プラスチック被覆部材３との位置決め効果を増大させることができる。連結芯棒２５の直径が棒頭部２１または棒本体２２の直径よりも小さいことによって、プラスチック被覆部材３を連結芯棒２５により一層堅固に連結することができる。
【００１９】
ここで特に説明すべきなのは、棒頭部２１の形状が円盤状であることが好ましく、連結芯棒２５の形状が円柱状であって、棒頭部２１の断面の断面積は、連結芯棒２５の断面の断面積よりも大きく、好適な実施形態では、連結芯棒２５の断面の断面積の２倍以上大きいことが好ましい。導電部材３１はまた、連結芯棒２５を部分的に露出させており、即ち、非導電部材３２が、連結芯棒２５を部分的に被覆することで、導電部材３１上に位置する棒頭部２１と連結芯棒２５とが、いずれもタッチパネルとの間に静電容量結合を感知する入力信号を生成することができる。しかしながら、非導電部材３２上に配置された連結芯棒２５と棒本体２２とは、材料が導電性ではないため、タッチパネルとの間に静電容量感知信号を生成することがない。
【００２０】
ここで説明すべきなのは、導電部材３１に位置する棒頭部２１と連結芯棒２５とは、いずれもタッチパネルとの間に静電容量感知信号を生成するが、連結芯棒２５の断面積が棒頭部２１の断面積の２分の１よりも小さいことから、連結芯棒２５は、タッチパネルに静電容量感知信号を生成することが困難になる。つまり、連結芯棒２５とタッチパネルとの間の距離が長くなり、かつ棒頭部２１とタッチパネルとの間の距離が短くなるため、導電性タッチペン先１がタッチパネルの接触点に接触すると、システムによって実際に判断された位置との差異・誤差を低減できるので、導電性タッチペン先１とタッチパネルとの間のタッチの精度と感度を効果的に向上させることができる。
【００２１】
以下、プラスチック被覆部材３と金属棒２とを一体射出成形するステップについて、図４〜図６を参照しながらさらに説明する。一般的に、旋盤加工または他の適切な製法により作製された金属棒２を金型（不図示）に配置する。次に、棒頭部２１及び連結芯棒２５の一部を適切に被覆するように、プラスチック材料に複数の金属粉末を混合した導電部材３１を金型に注入する。そして、導電部材３１の固化を待って固化を確認後、非導電部材３２を射出するステップを実行する。例えば、ポリオキシメチレン（Ｐｏｌｙｏｘｙｍｅｔｈｙｌｅｎｅ，ＰＯＭ）のような非導電部材３２を金型内に注入すると、非導電部材３２は、丁度導電部材３１に連結されると共に、連結芯棒２５の一部から挿着部４までが被覆されるので、位置決め凹溝２４及び凸環部２２１上の２つの収容室２２２を利用して、非導電部材３２と導電部材３１との間の位置決め効果またはその結合強度を増大させることができる。
【００２２】
導電部材３１に係るプラスチック材料としては、同様にポリオキシメチレン（ＰＯＭ）を使用し、固化成形後の導電部材３１と非導電部材３２とに、いずれも好適な表面抵抗値、強度、弾性、耐摩耗性及び優れた寸法安定性を持たせることができる。しかしながら、他の異なる実施形態においては、導電部材３１と非導電部材３２とに、ポリウレタン（Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ，ＰＵ）や他の適切な熱可塑性プラスチック材料を使用してもよく、そのうち、導電部材３１は、ポリウレタン中に金属粉末を添加することによって、作製することができる。
【００２３】
また、導電部材３１の金属棒２の長手方向の長さＬ’は、非導電部材３２の金属棒２の長手方向の長さＬ”よりも小さいことが好ましく、導電性タッチペン先１を静電容量式タッチ感知装置に傾斜に接触させると、棒頭部２１が導電部材３１内に位置するので、静電容量感知信号を確実に生成することができる。
【００２４】
図５及び図６に示す実施形態においては、ペン軸筒５に取り付けられる挿着部４をさらに備える。挿着部４は、棒本体２２に環設される凸環部２２１と、凸環部２２１を被覆する延伸非導電部材３３とを有する。凸環部２２１には、棒頭部２１に向かう方向に、さらに相対応する２つの収容室２２２が開設されており、成形時に延伸非導電部材３３を各収容室２２２内に嵌め込むように用いることで、延伸非導電部材３３・非導電部材３２と金属棒３との間の位置決め効果を増大させることができる。本実施形態において、非導電部材３２を射出成形する際には、凸環部２２１に射出成形される延伸非導電部材３３も併せて一体射出成形することが好ましいので、この成形方法を採用すれば、製造工程に要する時間と費用を節約することができる。
【００２５】
また、尾部２３の外表面には、さらに雄ねじ部２３１が設けられ、交換可能にペン軸筒５に螺着される。図７を参照すると、ペン軸筒５には、挿着部４に対応してさらに挿着孔５１が設けられ、かつ挿着孔５１の内壁面に沿って雌ねじ部５１１が設けられる。長期間の使用を経て導電性タッチペン先１の導電部材３１の摩耗や摩損が進み、予期せぬ断裂や折れ曲がりに至った場合でも、簡単かつ容易にねじ構造を介して摩耗した導電性タッチペン先１をペン軸筒５の挿着孔５１から回して取り外すことができると共に、雄ねじ部２３１が設けられた新しい導電性タッチペン先１は、挿着孔５１の雌ねじ部５１１に螺着されることによって緊締状態となる。他の異なる実施形態においては、タッチペン先１とペン軸筒５との間も、例えば、締まり嵌めやフランジ部・窪み部などによるスナップ嵌め方式に置き換えることもできるが、これに限定されない。従って、本実施形態の導電性タッチペン先１は、交換が容易で信頼性に優れ、新しいタッチペン６全体を新たに購入する必要がなく、購入費用を大幅に低減することができる。
【００２６】
以下、本考案の導電性タッチペン先１及びそれを使用したタッチペン６と、従来のタッチペンとが、静電容量式タッチ感知装置（不図示）を操作制御する状態を比較し、その差異について、図８Ａ及び図８Ｂを参照しながらさらに説明する。図８Ａは、従来のタッチペンにより静電容量式タッチ感知装置を操作制御した状態を示す実験図である。図８Ｂは、本考案のタッチペンにより静電容量式タッチ感知装置を操作制御した状態を示す実験図である。具体的な実施形態において、タッチペン先１を静電容量式タッチ感知装置（不図示）に傾斜させて接触させる場合では、従来のタッチペン（不図示）により生じる静電容量式タッチ感知装置における信号強度が１０１４（図８Ａに示す上半分）である一方、本考案のタッチペン先１により生じる静電容量式タッチ感知装置における信号強度は、従来の設計よりも著しく高くなって１７４６（図８Ｂに示す上半分）となっている。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
さらに、本考案の金属棒２の構造設計によれば、ノイズ（即ち、信号強度の両側）を著しく低減させることもできる。従来のタッチペンと、本考案に係る導電性タッチペン先１及びそれを使用したタッチペン６は、タッチ感知装置の直立状態での信号強度にはあまり差異がないが、本考案のノイズが従来の技術よりも著しく低いことは、図８Ａ及び図８Ｂに示す下半分によって示されている。従って、本考案の導電性タッチペン先１及びそれを使用したタッチペン６は、信号強度を効果的に増加させると共に、タッチ精度を向上させる効果を有することが実験により証明されている。
【００２８】
なお、本明細書に開示された実施形態は、例示的なものであり、限定的なものではないとみなされるべきである。本考案の範囲は、添付の実用新案登録請求の範囲によって定義されるべきであり、それらの法的同等物は、上記の説明に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００２９】
１：タッチペン先
２：金属棒
２１：棒頭部
２２：棒本体
２２１：凸環部
２２２：収容室
２３：尾部
２３１：雄ねじ部
２４：位置決め凹溝
２５：連結芯棒
３：プラスチック被覆部材
３１：導電部材
３２：非導電部材
３３：延伸非導電部材
４：挿着部
５：ペン軸筒
５１：挿着孔
５１１：雌ねじ部
５２：回路ユニット
５３：給電ユニット
６：タッチペン
Ｌ’，Ｌ”：長さ
【図１】
0003215060.tif 000003
【図２】
0003215060.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003215060.tif 000008
【図７】
0003215060.tif 000009
【図８Ａ】
0003215060.tif 000010
【図８Ｂ】
0003215060.tif 000011