JP2005099955A - 筆記具型入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は筆記具型入力装置に関し、特に使用されたことを検出する使用検出スイッチ機構部の信頼性の向上を実現することを目的とする。
【解決手段】 使用検出スイッチ８０は、固定端子部材３６と可動端子部材９０とを有する。固定端子部材３６は、板状基板８１に電極８２〜８７が櫛歯状に形成してあり、一つおきの電極８２、８４，８６が一の配線パターンと接続してあり、残りの電極８３、８５，８７が別の配線パターンと接続してある。可動端子部材９０は、導電性ゴム製の円板であり、配線とは一切接続されていず、配線の影響を受けずに、且つ配線に影響を及ぼさないで移動する。ペン型入力装置を使用していないときには、可動端子部材９０が固定端子部材３６に押し当っており、スイッチ８０は隣り合う電極８２〜８７が可動端子部材９０によって短絡されてオンとなっている。ペン型入力装置を使用すると、可動端子部材９０が固定端子部材３６から離されて、スイッチ８０はオフとされる。
【選択図】 図５

Description

本発明は筆記具型入力装置に係り、特に、操作者が通常のパッド等上に手書きした情報をコンピュータへ入力するのに利用される筆記具型入力装置に関する。

コンピュータへ手書き入力するのに利用されるペン型入力装置は、電池が組み込んである構成であり、電力消費を抑えるために、使用していないときには、電源をオフとしてあり、使用されてペン先が押し込まれたときに、使用検出スイッチが動作されて、電源がオンとされる構成となっている。

従来のペン型入力装置１は図１（Ａ）に概略的に示すように、筒状の本体２の内部に、筆記具芯３、電池４、回路基板モジュール５及び使用中であることを検出する検出スイッチ１０が組み込んである構成である
検出スイッチ１０は、固定接点部材１１と可動接点部材１２とよりなり、固定接点部材１１に電線１３が接続してあり、可動接点部材１２にも電線１４が接続してあり、ペン芯の先端がばね（図示せず）に抗して押し込まれたときに、図１（Ｂ）に示すように、可動接点部材１２が移動されて固定接点部材１１と接触する構成である。また、ペン型入力装置の径は通常の筆記具と同程度に細く、且つ、ペン型入力装置の筆圧の仕様は通常の筆記具と同程度であり、一般的に４０〜６０ｇｒである。

上記のスイッチ１０にあっては、可動接点部材１２からも電線１４が引き出されているため、配線が複雑となり、ペン型入力装置の内部に組み込む作業が面倒となってしまう。

また、可動接点部材１２からも電線１４が引き出されているため、可動接点部材１２は電線１４を撓ませつつ変位することなり、ペン型入力装置を使用する都度、電線１４が撓まされて、電線１４の可動接点部材１２への接続部分に繰り返し応力が作用し、信頼性の点で問題があった。また、電線１４の硬さがペン型入力装置の筆圧に影響を及ぼす問題もあった。

本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、組立て性の向上を図った筆記具型入力装置を提供することを目的とする。

そこで、上記課題を解決するため、本発明は、
操作者が手に持つ筒状のハウジングと、
該ハウジング内に組み込んである本体と、
その後端を該本体に固定され、その先端が該ハウジングの先端より突き出した状態で設けてある筆記用芯と、
該筆記用芯の先端に筆圧が作用されて該筆記用芯が該ハウジング内に押し込まれるように変位されたときに動作されて筆記具型入力装置が使用されたことを検出する使用検出スイッチとを有し、
上記使用検出スイッチが動作したときに動作可能となり、動かされた方向及び距離を移動データとしてホストに入力することが可能である筆記具型入力装置において、
上記使用検出スイッチは、
離して配置してあり動かない複数の固定接点と、
複数の固定接点間を跨ぐように配置されて、且つ、上記筆記用芯が上記ハウジング内に押し込まれるように変位されたときに動かされる可動接点部材とよりなり、
上記複数の固定接点は、一の固定接点が一の配線と電気的に接続してあり、且つ別の固定接点が別の配線と電気的に接続してあり、
上記可動接点部材は、配線と電気的に接続されていず、
上記可動接点部材が動かされて、上記固定接点から離されて上記固定接点間を電気的絶縁状態とするか或いは上記固定接点に接触して上記固定接点間を短絡させる構成としたことを特徴とする。

上述の如く、本発明によれば、可動接点部材には配線は接続されていないので、可動接点部材は配線を動かさないで変位可能であり、配線を動かすことに伴って発生する抵抗は無い。よって、使用検出スイッチは、仕様の筆圧に影響を及ぼさない。また、配線の接続部分は動かされないため、配線の接続部分に応力が繰り返して作用されることが回避され、信頼性が高くなる。また、可動接点部材には配線は接続されていないので、スイッチの部分の組立て性がよい。

次に本発明の実施の形態について説明する。

図２に示すように、本発明の実施例１になるペン型入力装置２０は、筒状のハウジング２１の内部に、筒状の本体２２が組み込んであり、ハウジング２１の先端側に先端側ハウジング２３が結合され、ハウジング２１の後端側に二つのボタン電池１１０−１，１１０−２が装填されてキャップ２４で覆われ（図９参照）、先端からペン芯２５が差し込んであり、先端部２５ａが先端側ハウジング２３よりＸ１側に突き出ている構成である。Ｘ１が先端側、Ｘ２が後端側である。Ｙ１−Ｙ２は、Ｘ１−Ｘ２方向に対して直交する方向であり、後述する枠部材４０の幅方向である。

本体２２は、図３に示すように、電子サブ組立て体３１が、枠部材４０及び圧縮コイルばね５０と共に、組合わされた一対の半円筒形状のハーフケース６０，７０との間に組み込まれており、中央部に、ペン型入力装置２０が使用状態となったことを検出する図４に示す使用検出スイッチ８０が設けてある構成である。

電子サブ組立て体３１は、Ｘ２側の第１のモジュール３２とＸ１側の第２のモジュール３３とがフレキシブルケーブル３４、３５でもって接続してあり、且つ、固定端子部材３６が第１のモジュール３２のＸ１側にフレキシブルケーブル３６でもって接続してあり、細長い板状電極３８が第１のモジュール３２のＸ２側の端からＸ２方向に延びている構成である。第１のモジュール３２は、細長いプリント基板３２ａに電子部品３２ｂが複数実装してある構造である。第２のモジュール３３は、ＬＥＤ３３ａと超音波発振器３３ｂとを有する。

ハーフケース６０，７０は、中央部分に切欠部６１，６２、７１，７２を有する。ハーフケース６０，７０が組合わされた状態で、切欠部６１と切欠部７１とが対向し及び切欠部６２と切欠部７２とが対向して、Ｘ１−Ｘ２方向に長い開口６３，７３が形成される。ハーフケース７０には、中央部分に、固定端子部材３６を固定するための板状突起７４が形成してある。

第１のモジュール３２はハーフケース６０，７０の中央部よりＸ２側の部分に嵌合されて組み込んであり、第２のモジュール３３はハーフケース６０，７０の中央部よりＸ１側の部分に嵌合されて組み込んであり、枠部材４０は、図４に拡大して示すように、ハーフケース７０の中央部に圧縮コイルばね５０と共に組み込んである。

次に、使用検出スイッチ８０について説明する。

図５（Ａ）、（Ｂ）はペン型入力装置２０を使用していないときの使用検出スイッチ８０の状態を示す。図５（Ｃ）、（Ｄ）はペン型入力装置２０を使用したときの使用検出スイッチ８０の状態を示す。なお、ペン型入力装置２０は、使用検出スイッチ８０がオンのときにはボタン電池１１０−１，１１０−２の消耗が抑えられるモードとなる構成である。

使用検出スイッチ８０は、固定端子部材３６と可動端子部材９０とを有する。

固定端子部材３６は、図６（Ａ）に示すように、正方形状の板状基板８１に電極８２〜８７が櫛歯状にパターニングされて形成してあり、同図（Ｂ）に併せて示すように、一つおきの電極８２、８４，８６が一の配線パターン８８と接続してあり、残りの電極８３、８５，８７が別の配線パターン８９と接続してある構成である。配線パターン８８、８９はフレキシブルケーブル３７に形成してある。

この固定端子部材３６は、電極８２〜８７がＸ２側を向いた向きで板状突起７４のＸ２側面に固定してある。固定端子部材３６からはフレキシブルケーブル３６が延在しており、電極８２、８４，８６は配線パターン８８を経て第１のモジュール３２のプラス端子に、電極８３、８５，８７は配線パターン８９を経て第１のモジュール３２のマイナス端子に接続してある。

可動端子部材９０は、図７（Ａ）に示すように、導電性ゴム製の円板状であり、円形の端面９１を有し、側面にスリット部９２を有する。この可動端子部材９０は、スリット部９２を枠部材４０のＸ２側の梁部４５の可動端子部材固定用切欠４６に嵌合させて、固定してある。可動端子部材９０は上記の電極８２〜８７に対応する大きさであり、図６（Ａ）中、円Ａは可動端子部材９０の端面９１が当る部分を示す。なお、可動端子部材９０は、金属製でもよい。

図７（Ａ），（Ｂ）に拡大して示すように、枠部材４０は、合成樹脂成形部品であり、四角形枠部４１と、四角形枠部４１をＹ１−Ｙ２方向に横切る桟部４２とを有し、更に、四角形枠部４１のＸ１側の梁部４３にペン芯保持部４４が形成してあり、四角形枠部４１のＸ２側の梁部４５に可動端子部材固定用切欠４６が形成してあり、桟部４２よりＸ２方向に突き出した突起部４７を有し、且つ桟部４２と梁部４５との間に空間４８を有する構成である。

可動端子部材９０が固定してある枠部材４０は、図４に示すように、空間４８の内部に板状突起７４が相対的に突き出るようにしてハーフケース７０の中央部に載っており、且つ、圧縮コイルばね５０が桟部４２と板状突起７４との間に組み込んである。枠部材４０は、その両側が図３に示すように、開口６３，７３内に収まって露出しており、開口６３，７３に案内されてＸ１−Ｘ２方向に移動可能である。圧縮コイルばね５０は突起部４７の周囲に嵌合して位置決めされている。

ペン型入力装置２０を使用していないとき、枠部材４０は図５（Ａ）に示すように、圧縮コイルばね５０のばね力によってＸ１方向に寄せられており、可動端子部材９０の端面９１が固定端子部材３６の電極８２〜８７に押し当っており隣り合う電極８２〜８７の間を跨いでおり、使用検出スイッチ８０は隣り合う電極８２〜８７が可動端子部材９０によって短絡されて図５（Ｂ）に示すようにオンとなっている。使用検出スイッチ８０がオン状態にあることによって、ボタン電池１１０−１，１１０−２の電力の浪費は回避される。

ペン型入力装置２０を使用してペン芯２５の先端部２５ａに筆圧が作用して、ペン芯２５が押し込まれると、図５（Ｃ）に示すように、枠部材４０が圧縮コイルばね５０を撓ませつつＸ２方向に変位され、可動端子部材９０の端面９１が固定端子部材３６の電極８２〜８７から離されて、使用検出スイッチ８０は図５（Ｄ）に示すようにオフとなる。これによって、ボタン電池１１０−１，１１０−２から所定の電圧が第１、第２のモジュール３２、３３に印加される状態となる。

ペン型入力装置２０の使用を止めると、使用検出スイッチ８０は図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示す状態となって、オンとなる。

なお、使用検出スイッチ８０は上記とは逆の構成、即ち、固定端子部材３６の向きを電極８２〜８７がＸ１側を向くようにして、筆記具型入力装置２０の使用をしていないときには、可動端子部材が電極８２〜８７から離れており、使用検出スイッチがオフで、筆記具型入力装置２０を使用すると可動端子部材が移動して電極８２〜８７に接触して使用検出スイッチがオンとなるように構成することも可能である。

次に、ペン芯保持部４４について説明する。

図７（Ａ），（Ｂ），図８（Ａ）に示すように、ペン芯保持部４４は四角形枠部４１のＸ１側の梁部４３のうち枠部４１の内側の面に形成してあり、Ｙ１−Ｙ２方向上対向する一対の保持片４４ａ，４４ｂよりなる。保持片４４ａ，４４ｂは、Ｘ１側、即ち、筆記具芯２５の後端部が挿入（圧入）され始める側が、固定であり、Ｘ２側、即ち、筆記具芯保持部４４の奥側は、自由端でありフリーである。また、保持片４４ａ，４４ｂは半円筒形であり、内面はＸ２方向に向かうにつれて細径となるテーパ孔４４ｃを形成している。桟部４２は挿入されるペン芯２５の後端部２５ｂを受け止めるストッパとして機能する。

図８（Ｂ）に示すように、ペン芯２５の後端部は、保持片４４ａ，４４ｂをＹ１−Ｙ２方向に弾性的に撓ませつつ、テーパ孔４４ｃ内に挿入され、桟部４２に突き当るまで挿入されて、ペン芯２５の後端部が保持片４４ａ，４４ｂにより掴まれて保持される。

ペン芯２５をペン芯保持部４４から引き抜こうとする力が作用すると、図８（Ｃ）に示すように、ペン芯２５との摩擦によって保持片４４ａ，４４ｂにはすぼまる方向の力が発生し、ペン芯２５の後端部に対する保持力は更に強くなって、ペン芯２５の後端部２５ｂはペン芯保持部４４から抜け難くなる。

よって、ペン芯２５の後端部２５ｂはペン芯保持部４４に強く保持され、且つ、ペン芯２５の後端部２５ｂの位置も正確となる。

また、ペン芯保持部４４の孔はテーパ状であり、且つ、保持片４４ａ，４４ｂの自由端がＹ１−Ｙ２方向に押し広げられる構成であるため、径が標準よりも太い筆記具芯も挿入することが出来、且つ、逆に径が標準よりも細い筆記具芯も充分に強く保持することが可能である。

次に、ボタン電池収納部１００の構造について説明する。

図３に示すように、ハーフケース６０、７０はＸ２端側に絶縁用腕部６６，７６を有する。この絶縁用腕部６６，７６はハーフケース６０、７０の一部であり、合成樹脂製であり、絶縁性を有している。図１０に示すように、ハーフケース６０、７０が第１のモジュール３２を包み込むように組合わされた状態で、絶縁用腕部６６，７６は揃って且つＸ１−Ｘ２方向に延在する状態となって、板状電極３８のうちＸ１側寄りの部分に沿い、且つ、図９に示すように、絶縁用腕部６６，７６は、板状電極３８のうちＸ１側寄りの部分３８ｂとボタン電池収納空間１０１との間に介在している。筒状本体２２のＸ２端には、コイル状電極１０２が設けてある。

第１、第２のボタン電池１１０−１、１１０−２は、図９に示すように、ボタン電池収納空間１０１内に直列に並んで組み込んである。第１のボタン電池１１０−１のプラス極１１０−１ａがコイル状電極１０２に接触しており、第２のボタン電池１１０−２の側面のマイナス極１１０−２ｂが板状電極３８のＶ字形状の先端部３８ａと接触している。絶縁用腕部６６，７６が存在することによって、第１のボタン電池１１０−１のマイナス極１１０−１ｂが板状電極３８と電気的に接触することが防止されている。絶縁用腕部６６，７６を利用して第１のボタン電池１１０−１のマイナス極１１０−１ｂが板状電極３８と電気的に接触しないようにする構造は、板状電極３８に電気絶縁塗料を塗布した構造に比較して、電気絶縁塗料を塗布する作業工程が不要となり、製造コストが安価となる。

また、図１１（Ａ）に示すように、略コ字形状にゴム製部材１５０を矢印で示すように広げて、同図（Ｂ）に示すように、板状電極３８のうちＸ１側寄りの部分に嵌合させて取り付けてある。この構造によっても、板状電極３８と第１のボタン電池１１０−１のマイナス極１１０−１ｂとの間の電気絶縁が確保される。

従来のペン型入力装置を示す図である。 本発明の実施例１になるペン型入力装置を分解して示す図である。 図２中、本体の構造を示す図である。 使用検出スイッチを拡大して示す斜視図である。 使用検出スイッチを示す図である。 固定端子部材を示す図である。 枠部材を示す図である。 ペン芯保持部を示す図である。 ボタン電池収容部の構造を示す図である。 図９中、板状電極周りの構造を示す図である。 板状電極とボタン電池との間の電気的絶縁を確保する別の構造を示す図である。

符号の説明

２０ ペン型入力装置
２１ ハウジング
２２ 本体
２４ キャップ
３１ 電子サブ組立て体
３２ 第１のモジュール
３３ 第２のモジュール
３６ 固定端子部材
４０ 枠部材
４２ 桟部
４４ ペン芯保持部
４４ａ，４４ｂ 保持片
４４ｃ テーパ孔
５０ 圧縮コイルばね
６０，７０ ハーフケース
６６，７６ 絶縁用腕部
８０ 使用検出スイッチ
８１ 板状基板
８２〜８７ 電極
９０ 可動端子部材
１００ ボタン電池収納部
１１０−１，１１０−２ ボタン電池

Claims (5)

1. 操作者が手に持つ筒状のハウジングと、
   該ハウジング内に組み込んである本体と、
   その後端を該本体に固定され、その先端が該ハウジングの先端より突き出した状態で設けてある筆記用芯と、
   該筆記用芯の先端に筆圧が作用されて該筆記用芯が該ハウジング内に押し込まれるように変位されたときに動作されて筆記具型入力装置が使用されたことを検出する使用検出スイッチとを有し、
   上記使用検出スイッチが動作したときに動作可能となり、動かされた方向及び距離を移動データとしてホストに入力することが可能である筆記具型入力装置において、
   上記使用検出スイッチは、
   離して配置してあり動かない複数の固定接点と、
   複数の固定接点間を跨ぐように配置されて、且つ、上記筆記用芯が上記ハウジング内に押し込まれるように変位されたときに動かされる可動接点部材とよりなり、
   上記複数の固定接点は、一の固定接点が一の配線と電気的に接続してあり、且つ別の固定接点が別の配線と電気的に接続してあり、
   上記可動接点部材は、配線と電気的に接続されていず、
   上記可動接点部材が動かされて、上記固定接点から離されて上記固定接点間を電気的絶縁状態とするか或いは上記固定接点に接触して上記固定接点間を短絡させる構成としたことを特徴とする筆記具型入力装置。
2. 請求項１記載の筆記具型入力装置において、
   上記複数の固定接点は、基板上にパターニングされて櫛歯状に並んでいる構成である構成としたことを特徴とする筆記具型入力装置。
3. 請求項１記載の筆記具型入力装置において、
   上記複数の固定接点は、基板上にパターニングされて櫛歯状に並んでいる構成である構成であり、
   且つ、上記可動接点部材は、導電性の部材であり、上記筆記用芯の後端部を保持して上記ハウジング内に移動可能に支持されている筆記用芯保持部材に固定してある構成としたことを特徴とする筆記具型入力装置。
4. 請求項３記載の筆記具型入力装置において、
   上記筆記用芯保持部材は、筆記具型入力装置の先端側が固定側であり、筆記具型入力装置の後端に向かってすぼまるテーパ状となっており、先端側がフリーである複数の片を有する構成であり、
   上記筆記用芯の後端部が上記複数の片を押し広げるようにして挿入され、広がるように弾性変形された複数の片が、上記筆記用芯の後端部を挟んで掴む構成としたことを特徴とする筆記具型入力装置。
5. 請求項１記載の筆記具型入力装置において、
   上記ハウジングの後端に、複数のボタン電池が直列に接続されて収容されるボタン電池収容部を有し、
   且つ、上記本体の後端より延在している板状電極が、筆記具型入力装置の後端のボタン電池の側面に接触する構成であって、
   上記本体の一部である絶縁用腕部が上記板状電極と残りのボタン電池の側面との間に介在する構成としたことを特徴とする筆記具型入力装置。
   

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