JP2019014208A - 磁気ペン - Google Patents

Abstract

【課題】 磁気パネル用の磁気ペンであって、両端部に描画可能な磁石を有する磁気ペンを提供する。【解決手段】 磁気ペン１は、本体１０の両端部に摺動部４０Ａおよび４０Ｂを有する。摺動部４０Ａは、円筒状のホルダー４２Ａを含み、その内部空間に複数の磁石４４が配置され、摺動部４０Ｂは、円筒状のホルダー４２Ｂを含み、その内部空間に複数の磁石４４が配置される。摺動部４０Ａの外径または内径は、摺動部４２Ａの外径または内径よりも小さく、摺動部４０Ａは、細字を描画するためのものであり、摺動部４０Ｂは、太字を描画するためのものである。磁気ペン１にはさらに、消去キャップ５０が着脱自在に取り付けられる。【選択図】 図１

Description

本発明は、磁性を帯びた表示体を含む表示パネルに磁界を作用させ任意の文字、図形、記号等を描画することができる磁気ペンに関する。

磁性を帯びた表示体を含む磁気パネルに対して先端部に磁石を取り付けた磁気ペンを描画させたとき、磁気ペンからの磁界が表示体に作用することで磁気パネルには磁気ペンの移動軌跡に応じた文字、図形、記号等を表示させることができる。磁気パネルに磁界を作用させる磁気ペンについて、例えば、特許文献１は、簡単な構造で磁気パネルにかかる筆圧を緩和する磁気ペンを開示している。また、特許文献２ないし４は、磁性粒子をマイクロカプセルに封入して記録層を作成する磁気パネルを開示している。

特開２００９−９３５号公報 特開２００７−２５６８９１号公報 特許第２７１７５３６号公報 特許第４０８９８０８号公報

従来の磁気ペンは、文字や図形等を描画する機能を備えているが、描画する線幅を適宜変更したり、描画した文字等を部分的に消去する機能を備えておらず、ユーザーにとっては、利便性の高いものではなかった。例えば、磁気パネルに太い線幅の文字を描画する場合には、太字用の磁気ペンを使用して描画し、細い線幅の文字を描画する場合には、細字用の磁気ペンに持ち替えて描画しなければならない。また、描画中に文字を間違えたりした場合には、磁気ペンから磁気消去具（イレイサー）に持ち替えて、該当する部分を消去した後、再び、磁気ペンに持ち替える必要があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、ユーザーにとって利便性の高い磁気ペンを提供することを目的とする。

本発明に係る磁気ペンは、磁気パネルに文字、図形等を描画するためのものであって、把持用のグリップ部と、前記グリップ部の一方の端部に取り付けられた第１のホルダー部材と、前記グリップ部の他方の端部に取り付けられた第２のホルダー部材と、前記第１のホルダー部材の内部空間内に配置された第１の磁石と、前記第２のホルダー部材の内部空間内に配置された第２の磁石とを有し、前記第１のホルダー部材は、太字を描画するためのものであり、前記第２のホルダー部材は、細字を描画するためのものである。

好ましくは磁気ペンはさらに、前記グリップ部の前記両端部のいずれか一方に着脱自在な消去キャップを含み、前記消去キャップは、内部に消去用の磁石を含み、かつ前記グリップ部に装着されたとき、前記第１または第２のホルダーを内部に収容する。好ましくは前記第１の磁石の表面は、前記第１のホルダー部材の端面を超えない位置に配置され、前記第２の磁石の表面は、前記第２のホルダー部材の端面を超えない位置に配置される。好ましくは前記第１の磁石は、少なくとも１つのＳ極と少なくとも１つのＮ極が前記磁気パネルと対向するように配置される。好ましくは前記第１のホルダー部材の外径または内径は、前記第２のホルダー部材の外径または内径よりも大きい。好ましくは前記第１のホルダー部材の中心には磁性体材料が含まれる。好ましくは前記消去キャップはさらに、前記磁石を回転するための回転手段を含む。好ましくは前記消去キャップはさらに、前記磁石を回転させるためのスイッチを含む。好ましくは前記消去キャップは、先端部にフェルト部材を有する。

本発明に係る磁気ペンは、磁気パネルに文字、図形等を描画するためのものであって、把持用のグリップ部と、前記グリップ部の一方の端部に取り付けられたホルダー部材と、前記グリップ部の他方の端部に取り付けられた消去部と、前記ホルダー部材の内部空間内に配置された第１の磁石と、前記消去部に取り付けられた第２の磁石とを有し、前記ホルダー部材は、前記磁気パネル上に文字等を描画するためのものであり、前記消去部は、前記磁気パネル上に描画された文字等を消去するためのものである。

好ましくは前記消去部は、前記第２の磁石を回転するための回転手段を含む。好ましくは前記消去部は、前記第２の磁石の磁力を調整するための磁力調整手段を含む。好ましくは前記磁力調整手段は、前記グリップ部の軸方向を摺動可能な磁性体部材を含む。

本発明によれば、磁気ペンの両端部に第１のホルダー部材と第２のホルダー部材とを設けたので、磁気ペンを反転させることで、第１のホルダー部材または第２のホルダー部材を用いて磁気パネル上に文字等を描画することができる。さらに、磁気ペンの使用しない端部に消去キャップを取り付け、磁気ペンを反転させることで、描画した文字等を簡単に消去することができる。

本発明の第１の実施例に係る磁気ペンの全体構成を示す図であり、図１（Ａ）は、消去キャップが取り外された状態の磁気ペンの正面図、図１（Ｂ）は、磁気ペンの一方の端部の側面図、図１（Ｃ）は、磁気ペンの他方の端部の側面図である。 本発明の第１の実施例に係る磁気ペンの斜視図である。 図１（Ａ）に示す磁気ペンのＡ−Ａ断面図であり、図３（Ａ）は、消去キャップが取り外された状態、図３（Ｂ）は、消去キャップが取り付けられた状態、図３（Ｃ）は、両端部に消去キャップが取り付けられた状態を示す図である。 図４（Ａ）は、磁気ペン先端の摺動部のボールジョイント部の例示、図４（Ｂ）、（Ｃ）は、磁気ペン先端の摺動部の他の接合部の例示である。 本発明の第１の実施例に係る磁気ペンの摺動部の構成を示し、図５（Ａ）は、概略断面図、図５（Ｂ）は、概略斜視図である。 本発明の第１の実施例に係る磁気ペンを利用することが可能な磁気パネルの構成を示す断面図である。 図７（Ａ）は、本発明の第１の実施例に係る磁気ペンの動作を説明する図、図７（Ｂ）は、比較例としての磁気ペンの動作を説明する図である。 本発明の第１の実施例に係る磁気ペンの細字用のホルダーの磁石の配置例を示す図である。 本発明の第１の実施例に係る磁気ペンに適用可能な磁石の構成例を示す図である。 本発明の第２の実施例に係る磁気ペンの構成を示す概略断面図である。 本発明の第３の実施例に係る磁気ペンの摺動部の構成を示す概略断面図である。 本発明の第３の実施例に係る磁気ペンの摺動部の面取り部の作用を説明する図である。 本発明の第４の実施例に係る磁気ペンの概略構成を示す断面図である。 本発明の第５の実施例に係る磁気ペンのジョイント部の構成を示す概略断面図である。 本発明の第６の実施例に係る磁気ペンの先端部の着脱機構を説明する概略断面図である。 本発明の第７の実施例に係る磁気ペンの消去キャップの構成を説明する概略断面図である。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本発明の好ましい態様では、磁気ペンは、その両端部に描画用の磁石を備え、磁気泳動型や磁気反転型等の磁気シートに磁界を作用させ、磁気シート上に、文字、図形、絵等を描画することが可能である。なお、本発明の実施の形態で説明する図で示された各構成は、実際の大きさとは異なる点に留意する。

図１は、本発明の第１の実施例に係る磁気ペンの正面図とその両端の先端部の側面図であり、図２は、磁気ペンの斜視図であり、図３は、図１（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。なお、図３（Ａ）は、消去キャップが取り外された状態を示し、図３（Ｂ）は、消去キャップが装着された状態を示す。

本実施例に係る磁気ペン１は、ペン型の円筒状のグリップ部（本体）１０と、グリップ部１０の両端に取り付けられた先端部２０Ａ、２０Ｂ（総称して先端部２０と称することがある）とを有する。グリップ部１０の形状は、任意であり、角柱状（例えば、断面が三角形、四角形、多角形）であってもよい。また、グリップ部１０は、必ずしも一様の太さである必要はなく、先端部が細くなるようなテーパが形成されていてもよいし、ユーザーが把持し易くなるような凹部や凸部がグリップ部１０の表面に形成されてもよい。グリップ部１０の材料は任意であるが、例えば、プラスチックや金属などから構成される。

先端部２０Ａ、２０Ｂは、例えば、グリップ部１０の外径が徐々に小さくなるような円柱状部２２Ａ、２２Ｂと円錐部２４Ａ、２４Ｂとを含み、全体として鉛筆のような形状に似せている。１つの好ましい例では、グリップ部１０の内部は空洞であり、両端には径が幾分小さな支持部１２Ａ、１２Ｂが形成される。支持部１２Ａ、１２Ｂの開口内には、図３に示すように、先端部２０Ａ、２０Ｂの円柱状部２２Ａ、２２Ｂが嵌め込まれ、そこに固定される。

円柱状部２２Ａ、２２Ｂには、円錐部２４Ａ、２４Ｂが接続され、円錐部２４Ａ、２４Ｂの先端には、ジョイント部３０Ａ、３０Ｂを介して摺動部４０Ａ、４０Ｂが取り付けられる。ジョイント部３０Ａ、３０Ｂは、摺動部４０が磁気パネル上を水平移動するとき、グリップ部１０の軸方向の角度を任意に変化することを可能にする。言い換えれば、ユーザーがグリップ部１０を把持しながら摺動部４０を水平方向に摺動させるとき、磁気パネルの平面に対して摺動部４０の水平姿勢が維持されながら、ジョイント部３０を介してグリップ部１０の軸方向の角度が任意に変化する。

ジョイント部３０Ａ、３０Ｂは、先端部２０Ａ、２０Ｂと摺動部４０Ａ、４０Ｂとを結合する自在継手であり、その構成は任意である。１つの例では、ジョイント部３０は、図４（Ａ）に示すように、球形状のボール部３２を含み、ボール部３２を摺動部４０の表面に形成された半円状の溝４２内に回転自在に係合させたボールジョイントであることができる。好ましくは、ボール部３２と溝４２との摩擦力により、グリップ部１０が傾斜されたとき、その傾斜角がある程度維持されるようにすることが望ましい。

また、ジョイント部は、図４（Ｂ）に示すような構成であってもよい。この場合、グリップ部１０の先端部２６は、軸方向に延在する内部空間を含み、当該内部空間内に、バネ３４と線材３６とを配置する。線材３６は、好ましくはフレキシブルな線であり、例えば、ステンレス等の材料からなる撚り線である。バネ３４の一方の端部は、先端部２６に固定され、他方の端部が線材３６に接続される。線材３６の他方の端部は、先端部２６の開放端を通過し、さらに連結部３８の貫通孔を介して摺動部４０に接続される（例えば、スポット溶接）。連結部３８は、その表面に球形状の溝３８Ａが形成され、この溝３８Ａの表面に先端部２６の開放端が摺動自在に接触する。また、連結部３８の底面は摺動部４０に結合される。先端部２６と摺動部４０と間の接圧は、バネ３４によって調整することができる。図４（Ｃ）は、先端部２６が摺動部４０に対して傾斜した角度にある状態を示している。先端部２６が連結部３８と接触する部分は支点として機能し、バネ３４の力を調整することで、グリップ部１０が傾斜したときの角度の状態をある程度維持することができる。

図１（Ｂ）は、グリップ部１０の軸方向から見た摺動部４０Ａを示し、図１（Ｃ）は、グリップ部１０の軸方向から見た摺動部４０Ｂを示す。摺動部４０Ａおよび４０Ｂは、円筒状のホルダー４２Ａおよび４２Ｂ（以下、総称してホルダー４２と称することがある）を含む。ホルダー４２Ａ、４２Ｂは、好ましくは、磁性体の材料から構成され、ホルダー４２Ａ、４２Ｂには、磁石を保持するための内部空間（例えば、円柱状の内部空間）が形成される。

図５（Ａ）は、摺動部４０Ａの概略断面図、図５（Ｂ）は、摺動部４０Ａの概略斜視図である。ホルダー４２には、円筒状の内部空間４３が形成され、そこに２つの磁石４４−１、４４−２が配置される。１つの例では、ホルダー４２は、鉄や軟鉄等の磁性材料から構成される。内部空間４３は、ホルダー４２Ａの端面Ｅから深さｄを有する。磁石４４−１、４４−２は、例えば、円筒状であり、その軸方向にＳ極とＮ極とが着磁されている。好ましい態様では、磁石４４−１、４４−２は、同一サイズであり、内部空間４３内にＳ極とＮ極とが反転するように配置され、磁石４４−１、４４−２の表面は、端面Ｅを越えないように、端面ＥからΔｄだけ窪んだ位置にある。つまり、磁石４４−１のＳ極と磁石４４−２のＮ極とが磁気パネルに対向する。Δｄは、磁石の磁束の強度やその直径にもよるが、例えば、０．１〜０．５ｍｍ程度であり、好ましくは、０〜０．３ｍｍ程度である。

摺動部４０Ｂも同様に構成され。図１（Ｃ）の例では、ホルダー４２Ｂ内には、４つのＳ極と４つのＮ極とが開放端に向けて露出されるように複数の磁石４４が配置される。この場合、Ｓ極とＮ極とが交互に配置され、磁石４４の表面は、ホルダー４２Ｂの端面Ｅを越えない位置にある。

好ましい例では、摺動部４０Ａは、細字用であり、摺動部４０Ｂは、太字用であり、それ故、ホルダー４２Ａよりもホルダー４２Ｂの外径（内部空間の内径）が大きく、ホルダー４２Ｂには、よい多くの数の磁石４４が収容されている。図１（Ｂ）、（Ｃ）に示す例では、磁石４４が円筒状であり、これをホルダー４２の周方向に沿って配置させたとき、太字用のホルダー４２Ｂの中央に大きな空間が形成される。この空間に、例えば、鉄等の磁性体や磁石４６を配置し、中心部にも磁力線を形成させることで、太字を描画したときに線分等の中央がかすれるのを防止することができる。

本実施例の磁気ペン１はさらに、グリップ部１０の先端部２０Ａ、２０Ｂに着脱自在な消去キャップ５０を備えることができる。磁気キャップ５０は、図３（Ａ）に示すように、内部空間が形成された円筒状のハウジング５４を含み、ハウジング５４の先端には、摺動を容易にする平坦な面５２が形成されている。平坦な面５２は、例えば、フェルト材から構成することで、磁気パネル上に描画されたホワイトボード用のマーカ等のインクを消去できるようにしてもよい。ハウジング５４の内部空間には、円形状の磁石５６が配置される。磁石５６は、平坦な面５２を介して磁気パネルに磁界を作用させることで、磁気パネルに描画された文字等を消去する。ハウジング５４は、任意の材料で構成することができるが、例えば、磁性体材料から構成することで磁石５６の磁界がハウジング５４の外側へ漏洩するのを防止し、ハウジング５４の外形サイズに応じた領域の消去が可能になる。あるいは、ハウジング５４を樹脂材料から構成し、ハウジング５４の内壁に磁気シートを貼り付けるようにしてもよい。

ハウジング５４は、グリップ部１０の両端の支持部１２Ａ、１２Ｂの一方に着脱自在に取り付けられる。例えば、ハウジング５４の内径は、支持部１２Ａ、１２Ｂの外径よりも幾分だけ大きく、ハウジング５４が一定の摩擦抵抗により支持部１２Ａ、１２Ｂに保持される。あるいは、支持部１２Ａ、１２Ｂにテーパを形成することで、ハウジング５４の着脱を容易にしてもよい。さらには、支持部１２Ａ、１２Ｂの一部に凸部または凹部を形成し、ハウジング５４の内面にそれと係合する凹部または凸部を形成するようにしてもよい。例えば、太字用の摺動部４０Ａを使用するとき、磁気キャップ５０が摺動部４０Ｂを収容するように支持部１２Ｂに取り付けられる。

また、消去キャップ５０は、保護キャップを兼ねることができる。すなわち、消去キャップ５０をグリップ部１０に取り付けることで、先端部のホルダー４０Ａ、４０Ｂを保護することができる。従って、グリップ部１０の両端のホルダー４０Ａ、４０Ｂを保護したい場合には、図３（Ｃ）に示すように、両端に消去キャップ５０が取り付けられる。グリップ部１０の支持部１２Ａ、１２Ｂが同一の径であるならば、消去キャップ５０は同一形状のものを利用することができる。

次に、本実施例の磁気ペンにより描画可能な磁気パネルの一例を図６に示す。磁気パネル１００は、磁界を透過可能な透明なシートであって、かつ磁気パネルの表示面を構成する表面シート１１０、表面シート１１０と対向する裏面シート１２０、表面シート１１０と裏面シート１２０との間の空間内に２次元状に配置された複数のマイクロカプセル１３０を含んで構成される。なお、複数のマイクロカプセル１３０は、図示しないケースに収容される。

好ましくは、マイクロカプセル１３０は、例えば透明な球状のセル内に、粒径が０．１μｍ〜１．０μｍの磁性粒子を１種類以上、粒径が１μｍ〜２０μｍの磁性粒子を１種類以上、白色酸化チタン等の非磁性粒子、分散液、添加剤を内蔵する。マイクロカプセルの大きさは、例えば５０〜６５０μｍである。このような磁気泳動型の磁気パネルは、例えば特許文献４に開示されており、以下の特徴を有する。
ａ．水平の磁力線で小さい粒子が磁力線の方向に反応しやすい。
ｂ．垂直の磁力線を有する磁気ペンでは、大、小の磁性粒子が反応して表面側が黒くなり、文字を描画することができる。
ｃ．磁気パネルの表面から消去する場合、水平の磁力線に反応しやすい小さい粒子に水平のみ磁力線を作用させれば、小さい粒子が磁力線の方向に泳動して白くなる。このとき、大きい粒子はほとんど反応しないため"黒“のままの状態であり、表面から見ると黒が透けて見えるので完全には、白にならずコントラストの低下が生じる。
ｄ．文字を消去するためには水平の磁力線を作用させればよく、逆に水平の磁力線を有する磁気ペンは、自ら書いた文字を即座に消去するため、不具合を生じさせる。

１つのマイクロカプセル１３０は、１つの画素を形成する。例えば、図６（Ｂ）に示すように、表面シート１１０上の磁気ペン１によりマイクロカプセル１３０に磁界が作用されると、上記したように磁気ペンの垂直方向の磁力線に反応してマイクロカプセル１３０内の黒色の磁石粒子が表面側に泳動する。こうして、表面シート１１０上を磁気ペン１０を移動させれば、その移動に従いマイクロカプセル１３０内の磁性粒子が泳動し、画像が形成される。一方、画像を消去する場合は、消去用磁石（図示省略）を表面シート１１０上においてスライドさせ、消去用磁石の水平方向の磁力線に反応して小さい粒子が表面側に泳動し、画像が消去される。この場合、消去用磁石と表面シート１１０との間には一定のクリアランスを設けることで、磁気パネルに対して水平な磁力線を多く作用させることが望ましい。

なお、マイクロカプセル１３０は、必ずしも上記構成に限定されるものではなく、例えば、磁気パネルは、表側または裏面側から消去可能であってもよい。さらに、磁気パネルは、磁気泳動型の他、磁気反転型の磁気シートであっても良い。さらに磁気パネル１００は、表面シート１１０側から磁界を作用させて描画した画像を消去することが可能なタイプ、あるいは裏面シート１２０側から磁界を作用させて描画した画像を消去することが可能なタイプのいずれであってもよい。

次に、本実施例による磁気ペン１の動作について説明する。図７（Ａ）は、本実施例による摺動部４０Ａの磁石４４−１、４４−２から発生される磁力線を模式的に示している。本実施例では、磁性体材料から構成される円筒状の部材４２Ａの端面Ｅから突出しない窪んだ位置に磁石４４−１、４４−２の表面が存在するため、磁石４４−２のＮ極から磁石４４−１のＳ極へ向かう磁力線Ｍ１は、ホルダー４２Ａを超えないよう半径方向に収束される。言い換えれば、磁石４４−２のＮ極の最外殻からの磁力線は、ホルダー４２Ａの側壁４６を介してＳ極に入り、一方、磁石４４−１のＮ極からの磁力線は、ホルダー４２Ａの側壁４６を介して磁石４４−１のＳ極へ入り、磁力線が半径方向に閉じ込められる。つまり、磁石４４−２のＮ極表面から磁石４４−１のＳ極表面に向かう磁力線が垂直方向に延び、ホルダー４２Ａの半径内に制限され、この磁力線が磁気パネルのマイクロカプセル１３０に作用する。その結果、制限された範囲内の垂直方向の磁力線によって作用されたマイクロカプセル１３０内の磁性粒子が泳動され、例えば磁性粒子が表面側に泳動される。

一方、図７（Ｂ）は、比較例であり、磁石４４−１、４４−２がホルダー４２Ａの端面Ｅから突出させたときの磁力線を模式的に示している。この場合、磁石４４−１、４４−２の表面が端面Ｅから突出しているため、磁石４４−２のＮ極からホルダー４２Ａの側壁４６に向かう磁力線Ｑが幾分だけ水平方向に延びる。この水平方向に延びる磁力線Ｑがマイクロカプセル１３０に作用すると、カプセル内の磁性粒子が消去する方向に磁力を受け、例えば、磁性粒子が裏面側に泳動し、その代わりに白色の非磁性粒子が表面側に泳動する磁力を受け、その結果、ホルダー４２Ａの中央の磁力線Ｑ１により文字が描画されながら、同時に、外縁の磁力線Ｑにより描画された文字のエッジが消去されてしまい、エッジや輪郭が不鮮明な画像になってしまう。また、磁気パネルによっては、水平方向の磁力線は、磁性体粒子を吸着する力が弱くなるので、その部分に黒と白とが混在することにより、エッジは不鮮明な画像になり得る。

さらに、ホルダー４２Ａが仮に金属であっても真鍮のような非磁性体材料から構成された場合には、磁石４４−１、４４−２の磁力線がホルダー４２Ａの半径方向を越え、幾分水平方向に広がる部分を含んでしまうため、上記した理由により、描画される画像のエッジにおいて消去する方向の磁力線または磁性粒子を吸着する力を弱める磁力線が作用してしまうため、文字等が不鮮明になってしまう。

ホルダー４２Ａ、４２Ｂ内には、１つのＳ極または１つのＮ極が磁気パネル側に対向するように１つの磁石が配置されるようにしてもよい。図７Ａ（Ａ）は、１つの磁石４８のＳ極が磁気パネル側に対向するように露出されている。特に、細字を描画する場合には、ホルダーの外径も小さくなり、それに伴い磁石のサイズも小さくなるため、Ｓ極またはＮ極の一方が露出されるように磁石が配置される。さらに、磁石４８の表面は、上記したようにホルダーの端面Ｅを越えない位置に配置される。図７（Ｂ）は、１つの磁石４９のＮ極が磁気パネル側に対向するように露出されている。この例では、磁石４９の表面は、端面Ｅを越えない位置として、Δｄ＝０にある。

次に、本実施例に適用することができる磁石の構成例を図８に示す。図８（Ａ）は、ホルダー４２内の隙間あるいは空間に磁性体部材８０を配置した例である。磁性体部材８０を空隙に配置することで、磁力線をホルダー４２内に集中させることができる。図８（Ｂ）は、ホルダー４２の内部空間に一致するようにＳ極とＮ極の磁石を配置させた例である。この場合、磁石は、物理的に１つの磁石であることができる。図８（Ｃ）は、図８（Ｂ）に示す磁石の変形であり、中心部分に貫通孔が形成されたドーナツ形状の磁石をホルダー４２内に配置させたものである。この場合にも、図８（Ａ）と同様に中心部分の空隙に、例えば円筒状の磁性体を配置させてもよい。図８（Ｄ）は、１つの面に２つのＮ極と２つのＳ極とが形成された物理的に１つの形状のドーナツ状の磁石をホルダー４２内に配置させた例である。この場合にも、中心部分の空隙に、例えば円筒状の磁性体を配置させてもよい。

ホルダー４２内に収容される磁石の大きさは、それぞれ異なる大きさであってもよい。例えば、図８（Ｅ）に示すように、磁気パネル側に露出されるＮ極の磁石がＳ極の磁石よりも大きくてもよいし、それとは反対に図８（Ｆ）に示すように、Ｓ極がＮ極よりも大きくても良い。

また、図８（Ｇ）に示すように、４つの磁石の中心部分の隙間内に、磁性体（例えば、軟鉄のような軸または磁石）８０を配置し、中心部分の磁力線が弱まるのを防止するようにしてもよい。また、図８（Ｈ）に示すように、磁石の配置を菱形形状になるようにし、中心部分に大きな空隙が生じないようにしてもよい。この場合、ホルダー４２の内部空間もまた菱形形状にしてもよい。さらに図８（Ｉ）に示すように、２つのＮ極と１つのＳ極を配置するようにしてもよい。あるいは、図８（Ｊ）に示すように、５つの磁石を配置したり、図８（Ｋ）に示すように、６つの磁石を配置することも可能である。さらに、図８（Ｌ）に示すように、一方の端部の表面にＳ極とＮ極を含む磁石を、Ｓ極とＮ極とが交互になるように配置したり、その中央に磁性体８０を配置したりすることも可能である。

次に、本発明の第２の実施例について説明する。第２の実施例に係る磁気ペンは、グリップ部１０に取り付けられる消去キャップに特徴を有する。第２の実施例の消去キャップ５０Ａは、内蔵する磁石を駆動する駆動機構を備えている。図９に、第２の実施例の消去キャップの概略断面図を示す。同図において、消去キャップ５０Ａは、内部に空間が形成された円筒状のハウジング２００と、ハウジング２００内に収容されるＳ極とＮ極とが着磁された円盤状の磁石２１０と、磁石２１０の中心部分に結合され、磁石２１０を回転させるモータ２２０と、モータ２２０を駆動する電子回路等を含む駆動部２３０と、バッテリー２４０と、ハウジング２００の表面に取り付けられたスイッチ２５０とを含む。円盤状の磁石２１０は、図に示すように回転方向または径方向にＳ極とＮ極が着磁されたものであり、Ｓ極とＮ極とが磁気パネルに対向する。但し、磁石の形状は円盤状に限らず、例えば、棒状の磁石２１０Ａであってもよく、この場合にも、その表面にＳ極とＮ極とが着磁され、消去時に、Ｓ極とＮ極とが磁気パネルに対向する。

ユーザーは、消去キャップ５０Ａにより消去を開始するときスイッチ２５０をオンし、消去を終了するときスイッチ２５０をオフする。駆動部２３０は、スイッチ２５０がオンされると、バッテリー２４０からの電力をモータ２２０に供給し、円盤状の磁石２１０を回転させる。磁石２１０が回転することにより、Ｎ極からＳ極に向かう磁力線が変化し、特に、その水平方向の磁力線がマイクロカプセルに作用することで磁気パネルに描画された図形等が効率的に消去される。

消去キャップ５０Ａは、第１の実施例のときと同様に、グリップ部１０の一方の端部に着脱自在に取り付けてもよいし、図９（Ｃ）に示すように、グリップ部１０の両端に取り付けるようにしてもよい。あるいは、図９（Ｄ）に示すように、グリップ部１０の一方の端部に第１の実施例の消去キャップ５０を取り付け、他方の端部に第２の実施例の消去キャップ５０Ａを取り付けるようにしてもよい。また、消去キャップ５０Ａは、グリップ１０から取り外された状態で、つまり、消去キャップ５０Ａそれ自身を磁気パネル上に作用させて使用することも可能である。さらに磁気キャップ５０Ａの先端形状は、球形状に限定されず、磁気パネルの面上を摺動が容易となる平坦な面であってもよく、さらに先端部には、図３に示すようなフェルト材が取り付けられても良い。

次に、第２の実施例の変形例について説明する。スイッチ２５０は、モータ２２０の回転数を切替えるための入力を含むことができる。磁気パネルに描画された文字等は、時間が経過すると消去し難くなることがある。モータ２２０の回転数を変化させることで、適切な磁力線が磁力パネルに作用し、消去をし易くすることができる。例えば、スイッチ２５０は、例えば、高速、中速、低速などの入力を含むことができる。

次に、本発明の第３の実施例について説明する。第３の実施例は、磁気ペンの摺動部の構成に関するものであり、その概略断面図を図１０（Ａ）に示す。第３の実施例による摺動部３００は、プラスチック本体３１０と、プラスチック本体３１０内に埋め込まれた磁性体材料からなるホルダー３２０とを含む複合部材である。プラスチック本体３１０は、概ね円筒状を有し、その上端部３１２にはジョイント部３０が接続される。また、プラスチック本体３１０の底面３１４の中央には開口部が形成され、当該開口部内にホルダー３２０が収容される。１つの例では、プラスチック本体３１０は、ホルダー３２０を埋め込むように一体モールド成型され、プラスチック本体３１０の底面３１４とホルダー３２０の端面Ｅとはほぼ同一平面である。ホルダー３２０は、図５に示すような構成であり、その内部に１つまたは複数の磁石を配置する。プラスチック本体３１０は、比較的大きな平坦な底面３１４を有するため、磁気パネル上を摺動するとき、磁気パネルの面に対して摺動部３００の水平姿勢を安定させ、ホルダー３２０の軸方向が磁気パネルの面に鉛直になることを保証する。

図１０（Ｂ）、（Ｃ）は、第３の実施例の摺動部の変形例である。図１０（Ｂ）に示す摺動部３００Ａは、プラスチック本体３１０のコーナー部に面取り部３３０を形成し、図１０（Ｃ）に示す摺動部３００Ｂは、プラスチック本体３１０のコーナー部に丸面取り部３４０を形成する。このような面取り部３３０、３４０を形成することで、磁気パネルの面に対する摺動部３００Ａ、３００Ｂの水平姿勢がより安定化される。つまり、摺動部３００が磁気パネル上を摺動されるときに、その摺動方向に追随できずに摺動部３００が回転しようとしても、面取部が磁気パネルの表面に接触することで、摺動部３００の底面が磁気パネルの面と接触するように摺動部３００の回転が戻されることになる。それ故、摺動部は、磁気パネルの表面に対して水平姿勢を保ち易くなり、摺動が容易になる。また、面取り部３３０、３４０は、磁気パネルの表面が傷つくことを防止する機能も併せ持つ。なお、上記実施例では、磁性体材料のホルダー３００をプラスチック本体３１０により収容したが、プラスチック本体３１０は、他の材料、例えば、摺動性に優れた樹脂やゴムなどから構成されるようにしてもよい。

次に、摺動部のコーナーに面取り部（テーパ）を形成したときの具体的な作用について説明する。図１０Ａ（Ａ）は、面取り部が形成されていない摺動部３００（図１０（Ａ）を参照）により描画するときの状態を表す模式図、図１０Ａ（Ｂ）は、面取り部３３０が形成された摺動部３００Ａ（図１０（Ｂ）を参照）により描画するときの状態を表す模式図である。ここで、グリップ部１０の軸方向と磁気パネルの表面シート１１０の平面との成す角度を握り角θとする。摺動部３００のコーナーに面取り部が形成されていない場合には、同図（Ａ）に示すように、摺動部３００と表面シート１１０とが接触する支点３５０が、磁気パネルの面に垂直である垂直線Ｖよりも左側にずれるため、摺動部３００が矢印ｆ１の方向に力を受け、摺動部３００の磁石面である底面３１４が磁気パネルの表面シート１１０に接触することができなくなる。これに対し、摺動部３００Ａのコーナーに面取り部３３０が形成されている場合には、同図（Ｂ）に示すように、摺動部３００Ａと表面シート１１０とが接触する支点３６０が垂直線Ｖよりも右側にずれるため、ｆ１とは反対の回転方向の力ｆ２を受け、摺動部３００Ａの磁石面である底面３１４が磁気パネルの表面シート１１０に接触するため安定した描画動作が可能になる。

次に、本発明の第４の実施例について説明する。図１１（Ａ）は、第４の実施例に係る磁気ペンの概略断面図である。第４の実施例に係る磁気ペン４００は、グリップ部１０の一方の端部に第１の実施例のときと同様に摺動部４０Ａ（ホルダー４２Ａ）が取り付けられ、他方の端部に消去部４１０が設けられる。消去部４１０は、フェルト材等から構成された平坦な面を有する摺動部材４１２と、消去用磁石４１４とを含む。１つの例では、摺動部材４１２は、グリップ部１０の閉じた端部に接着剤等により接着され、消去用磁石４１４は、グリップ部１０の内部空間内に配置される。摺動部材４１２を磁気パネル上で摺動させるとき、消去用磁石４１４からの磁力線が磁気パネルに作用し、磁気パネル上に描画された図形等が消去される。好ましくは、消去用磁石４１４からの水平方向の磁力線が磁気パネルに効果的に作用するように、消去用磁石４１４の位置が選択される。

図１１（Ｂ）は、磁気ペン４００の摺動部を保護するための保護キャップ４２０を取り付けた例を示している。保護キャップ４２０は、内部に空間が形成されたハウジングを含み、内部空間内に摺動部４０Ａが収容されるようにグリップ部１０に着脱自在に取り付けられる。なお、第１の実施例で説明した消去キャップ５０も同様に、グリップ部１０に取り付けられたとき、摺動部４０Ａを保護する機能を備えている。

図１１（Ｃ）は、磁気ペン４００の摺動部４０Ａを保護する他の変形例を示している。本例では、図示するように、グリップ部１０の外周上で、その軸方向にスライド可能なスライド部材４３０を取付けたものである。スライド部材４３０は、円筒状の部材であり、その内径がグリップ部１０の外径よりも幾分だけ大きく、磁気ペン４００の使用時、摺動部４０Ａが露出されるようにスライド部材４３０が右側にスライドされ、磁気ペン４００の不使用時、摺動部４０Ａが覆われるようにスライド４３０が左側にスライドされる。ここには図示しないが、スライド部材４３０の位置を固定するための位置決め機構をグリップ１０の表面および／またはスライド部材４３０の内側に設けるようにしてもよい。例えば、グリップ部１０の表面に凸部を設け、保護スライド４３０の内側の面に凹部を設け、凸部と凹部とを係合させることでスライド部材４３０を所望の位置に停止させるようにしてもよい。

図１１（Ｄ）の磁気ペンは、グリップ部１０の一方の端部に摺動部４０Ａが取り付けられ、他方の端部に、磁石回転機構を含む消去部４４０が設けられる。消去部４４０は、第２の実施例で説明した消去キャップ５０Ａの機能を有し、当該機能がグリップ部１０の内部空間に収容されている。

図１１（Ｅ）は、消去部の磁力可変機構を備えた磁気ペンを例示する。消去部４４０はさらに、磁性体材料からなる円筒状のスライド部材４５０を含む。円筒状のスライド部材４５０は、グリップ部１０の外側を軸方向Ｘにスライド可能であり、スライド部材４５０の位置を可変することで、消去部４４０の磁石から生じる磁界の大きさ、あるいは磁力線の方向を変化させることができる。ユーザーは、磁気パネル上に描画された図形等を消去するとき、スライド部材４５０の位置を調整することで、消去できる範囲を調整することができる。例えば、スライド部材４５０を先端側にスライドさせれば、磁力線の半径方向の範囲が絞られ、小さな消去範囲を得ることができ、反対に、スライド部材４５０をグリップ部側にスライドさせれば、磁力線が半径方向に広がり、大きな消去範囲を得ることができる。

次に、本発明の第５の実施例について説明する。第５の実施例は、摺動部４０とグリップ部１０との間のジョイント部に特徴を有する。図１２（Ａ）に示すように、グリップ部１０の端部には、軸方向に延在する細長い支持部材５００が取り付けられる。細長い支持部材５００は、円弧状または球面状の端部５０２を有し、端部５０２は、図４に示すような連結部３８の半円状の溝に当接される。連結部３８の底面には、摺動部４０が固定される。また、摺動部４０の表面とグリップ部１０の端部との間には、コイルスプリング５２０が介在される。コイルスプリング５２０の一方の端部がグリップ部１０に固定され、他方の端部が摺動部４０の表面に固定され、コイルスプリング５２０は、グリップ部１０と摺動部４０とを引き付けあう方向に張力を生じさせる。このスプリングの張力により支持部材５００の端部５０２が連結部３８の溝に一定の圧力で接触される。図１２（Ｂ）に示すように、ユーザーがグリップ部１０を把持して摺動部４０を磁気パネル上で摺動させるとき、摺動部４０の水平姿勢が保持されつつ、グリップ部１０が摺動部４０に対して傾斜する。このとき、支持部材５００の端部５０２が一定の接圧で連結部３８に接触するため、グリップ部１０の傾斜角がある程度保持され、ユーザーにとって描画がし易くなる。

次に、本発明の第６の実施例について説明する。第６の実施例では、図１３に示すように、磁気ペンは、先端部２０Ａ、２０Ｂを交換可能な構成を有している。先端部２０Ａは、グリップ部１０の一方の支持部１２Ａの開口内に着脱自在に取り付けられ、同様に、先端部２０Ｂは、グリップ部１０の他方の支持部１２Ｂの開口内に着脱自在に取り付けられる。先端部２０Ａ、２０Ｂには、ジョイント部を介して摺動部４０Ａ、４０Ｂが取り付けられているが、ジョイント部が故障または破損したり、長期間の使用により摺動部４０Ａ、４０Ｂが消耗することがある。このような場合、先端部２０Ａ、２０Ｂの交換が必要であり、新たな先端部２０Ａ、２０Ｂが支持部１２Ａ、１２Ｂに取り付けられる。好ましい態様では、図１３（Ｂ）に示すように、支持部１２Ａ、１２Ｂの開口の内径Ｄ１＝Ｄ２にし、先端部２０Ａ、２０Ｂの円柱状部２２Ａ、２２Ｂの直径を等しくすることで、先端部２０Ａ、２０Ｂを支持部１２Ａ、１２Ｂのいずれにも取り付け可能にすることができる。また、Ｄ１≠Ｄ２とした場合には、支持部１２Ａ、１２Ｂの内径Ｄ１、Ｄ２に応じた直径の先端部２０Ａ、２０Ｂが取り付けられる。

次に、本発明の第７の実施例について説明する。第７の実施例では、図１４（Ａ）に示すように、消去キャップ５０Ｂが電池を内蔵せず、電池がグリップ部１０内に内蔵される。消去キャップ５０Ｂは、ハウジング２００内に、円盤状の磁石２１０、モータ２２０、および駆動部２３０を含み、グリップ部１０内に電池２４０が収容される。また、グリップ部１０には、消去キャップ５０Ｂの動作を開始させるためのスイッチ２５０が取り付けられる。スイッチ２５０がオンされたとき、電池２４０からの電力は、図示しない配線を介してコネクタ端子６００に供給される。コネクタ端子６００は、例えば、支持部１２Ｂの外周に正極端子と負極端子とを有する。一方、ハウジング２００の内側には、コネクタ端子６１０が取り付けられ、コネクタ端子６１０は、図示しない配線を介して駆動部２３０等の回路基板に接続される。コネクタ端子６１０は、正極端子と負極端子とを有する。

ハウジング２００がグリップ部１０に装着されたとき、コネクタ端子６００とコネクタ端子６１０とが接続され、スイッチ２５０がオンされたとき、電池２４０からの電力が駆動部２３０へ供給される。コネクタ端子６００と６１０は、例えば、着脱可能な雄型端子と雌型端子とから構成される。

グリップ部１０内に電池２４０を内蔵することで、消去キャップ５０Ｂに電池を内蔵する場合と比較して容量の大きな電池を使用することができ、動作寿命を長くし、また駆動能力を高めることができる。さらに、消去キャップ５０Ｂの小型化、軽量化を図ることができる。なお、上記の例では、スイッチ２５０をグリップ部１０に設けたが、スイッチ２５０は、消去キャップ５０Ｂに設けるようにしてもよい。

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。また、本発明は、第１ないし第５の実施例をそれぞれ単独で包含するものであってもよいし、第１ないし第５の実施例の任意の組み合わせを包含するものであってもよい。

１：磁気ペン １０：グリップ部（本体）
２０Ａ、２０Ｂ：先端部 ３０Ａ、３０Ｂ：ジョイント部
４０Ａ、４０Ｂ：摺動部 ４２Ａ、４２Ｂ：ホルダー
４４：磁石 ４６：磁性体
５０、５０Ａ：消去キャップ １００：磁気パネル
１１０：表面シート １２０：裏面シート
１３０：マイクロカプセル ２００：ハウジング
３００：摺動部 ３１０：プラスチック本体
３２０：ホルダー ４００：磁気ペン
４１０：消去部 ５００：支持部材
５２０：コイルスプリング

Claims (29)

1. 磁気パネルに文字、図形等を描画するための磁気ペンであって、
   把持用のグリップ部と、
   前記グリップ部の一方の端部に取り付けられた第１のホルダー部材と、
   前記グリップ部の他方の端部に取り付けられた第２のホルダー部材と、
   前記第１のホルダー部材の内部空間内に配置された第１の磁石と、
   前記第２のホルダー部材の内部空間内に配置された第２の磁石とを有し、
   前記第１のホルダー部材は、太字を描画するためのものであり、
   前記第２のホルダー部材は、細字を描画するためのものであり、
   前記第１の磁石は、少なくとも１つのＳ極と少なくとも１つのＮ極が前記磁気パネルと対向するように配置される、磁気ペン。
2. 磁気ペンはさらに、前記グリップ部の前記両端部のいずれか一方に着脱自在な消去キャップを含み、
   前記消去キャップは、内部に消去用の磁石を含み、かつ前記グリップ部に装着されたとき、前記第１または第２のホルダー部材を内部に収容する、請求項１に記載の磁気ペン。
3. 前記第１の磁石の表面は、前記第１のホルダー部材の端面を超えない位置に配置され、前記第２の磁石の表面は、前記第２のホルダー部材の端面を超えない位置に配置される、請求項１に記載の磁気ペン。
4. 前記第１のホルダー部材の外径または内径は、前記第２のホルダー部材の外径または内径よりも大きい、請求項１に記載の磁気ペン。
5. 前記第１のホルダー部材および第２のホルダー部材は、磁性体材料から構成された第１の磁性体部および第２の磁性体部をそれぞれ含み、第１および第２の磁性体部内に第１の磁石および第２の磁石が配置される、請求項１または３に記載の磁気ペン。
6. 第１のホルダー部材は、前記第１の磁性体部を含む第１の摺動部材を含み第２のホルダー部材は、前記第２の磁性体部を含む第２の摺動部材を含み、前記第１の摺動部材は、前記磁気パネルの表面上において第１の磁性体部の摺動を容易にし、
   前記第２の摺動部材は、前記磁気パネルの表面上において第２の磁性体部の摺動を容易にする、請求項５に記載の磁気ペン。
7. 前記第１の摺動部材および前記第２の摺動部材は、前記第１の磁性体部および前記第２の磁性体部と同一の底面を有する、請求項６に記載の磁気ペン。
8. 前記第１の摺動部材および前記第２の摺動部材のコーナー部分には面取りが形成されている、請求項６または７に記載の磁気ペン。
9. 磁気ペンはさらに、前記グリップ部の一方の端部と前記第１のホルダー部材とを結合する第１の自在継手と、前記グリップ部の他方の端部と前記第２のホルダー部材とを結合する第２の自在継手とを有する、請求項１に記載の磁気ペン。
10. 前記第１の自在継手は、前記第１のホルダー部材に結合され、表面に半球状の溝が形成された連結部と、前記一方の端部から延在し、かつ前記連結部の溝に先端を当接させる延在部と、前記延在部の先端が前記連結部の溝に一定の接圧で接触するように前記延在部を前記連結部に向けて付勢する付勢部とを含む、請求項９に記載の磁気ペン。
11. 前記付勢部は、前記第１のホルダー部材に接続されたフレキシブルな線と、当該フレキシブルな線に接続され、第１のホルダー部材を第１の端部側に向けて引っ張るバネとを有する、請求項１０に記載の磁気ペン。
12. 前記付勢部は、前記第１のホルダー部材と前記一方の端部との間に介在されたコイルスプリングを含み、当該コイルスプリングは、第１のホルダー部材を第１の端部側に向けて引っ張る、請求項１０に記載の磁気ペン。
13. 前記第１のホルダー部材の中心には磁性体材料が含まれる、請求項１に記載の磁気ペン。
14. 前記消去キャップはさらに、前記磁石を回転するための回転手段を含む、請求項２に記載の磁気ペン。
15. 前記消去キャップはさらに、前記磁石を回転させるためのスイッチを含む、請求項１４に記載の磁気ペン。
16. グリップ部は、内部に電池を含み、グリップ部の端部には、電力の電力を供給するための第１の端子が設けられ、前記消去キャップには、前記第１の端子と接続可能な第２の端子が設けられる、請求項１５に記載の磁気ペン。
17. 前記消去キャップ内の磁石は、前記回転手段の回転軸と直交する方向に着磁されたＮ極とＳ極とを有する、請求項１４に記載の磁気ペン。
18. 前記消去キャップは、先端部にフェルト部材を有する、請求項２に記載の磁気ペン。
19. 前記第１のホルダー部材および第２のホルダー部材とは、前記グリップ部から取り外して交換が可能である、請求項１に記載の磁気ペン。
20. 前記グリップ部の一方の端部には、第１の径の第１の開口部が形成され、他方の端部には、第２の径の第２の開口部が形成され、
    前記第１のホルダー部材は、第１の開口部に挿入可能な第１の部分を有し、前記第２のホルダー部材は、第２の開口部に挿入可能な第２の部分を有する、請求項１９に記載の磁気ペン。
21. 第１の径と第２の径とは等しい、請求項２０に記載の磁気ペン。
22. 磁気パネルに文字、図形等を描画するための磁気ペンであって、
    把持用のグリップ部と、
    前記グリップ部の一方の端部に取り付けられたホルダー部材と、
    前記グリップ部の他方の端部に取り付けられた消去部と、
    前記ホルダー部材の内部空間内に配置された第１の磁石と、
    前記消去部に取り付けられた第２の磁石とを有し、
    前記ホルダー部材は、前記磁気パネル上に文字等を描画するためのものであり、
    前記消去部は、前記磁気パネル上に描画された文字等を消去するためのものである、磁気ペン。
23. 前記消去部は、前記第２の磁石を回転するための回転手段を含む、請求項２２に記載の磁気ペン。
24. 前記消去部は、前記第２の磁石の磁力を調整するための磁力調整手段を含む、請求項２２に記載の磁気ペン。
25. 前記磁力調整手段は、前記グリップ部の軸方向を摺動可能な磁性体部材を含む、請求項２４に記載の磁気ペン。
26. 磁気ペンはさらに、前記グリップ部の一方の端部と前記ホルダー部材とを結合する自在継手を有し、当該自在継手は、前記ホルダー部材に結合され、表面に半球状の溝が形成された連結部と、前記一方の端部から延在し、かつ前記連結部の溝に先端を当接させる延在部と、前記延在部の先端が前記連結部の溝に一定の接圧で接触するように前記延在部を前記連結部に向けて付勢する付勢部とを含む、請求項２４に記載の磁気ペン。
27. 前記ホルダー部材は、磁性体材料から構成された磁性体部を含み、当該磁性体部内に第１の磁石が配置される、請求項２２に記載の磁気ペン。
28. 前記ホルダー部材は、前記磁性体部を含む摺動部材を含み、当該摺動部材は、前記磁気パネルの表面上において前記磁性体部の摺動を容易にするように、前記摺動部材は、前記磁性体部と同一の底面を有する、請求項２７に記載の磁気ペン。
29. 前記摺動部材のコーナー部分には面取りが形成されている、請求項２７または２８に記載の磁気ペン。
    

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