JP2019046429A - 入力タッチペン - Google Patents

Abstract

【課題】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、不使用時には先端を保護することができる入力タッチペンを提供する。【解決手段】軸筒20の内部に収容されるとともにその先端の開口部22から出没可能な接触先端82及びその後方に前記先端の開口部22より大径な先端段部95を有するデジタイザリフィル80と、軸筒20の後端の開口部24から突出するノック部材40とを備えた入力タッチペン10において、前記デジタイザリフィル80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。【選択図】図１

Description

本発明は、ノック機構を備えた軸筒を有する入力タッチペンに関する。

近年、画面上への物理的な接触により入力を行う、デジタイザ等のポインティングデバイスが広く用いられている。すなわち、ペン型に形成された位置指示器で、位置検出装置が設けられた板状の入力装置の入力面に接触して接触位置を検出するものである。
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。

ここで、上述の電磁誘導コイルは磁性体のコアの周りにコイルが巻き回されているものである。
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。

特開２００９−８６９２５号公報 ＷＯ ２０１６／０３１３２９ Ａ１

上記のような電磁誘導方式のデジタイザをリフィルとして形成し、これを軸筒に収容して手動操作で入力部を軸筒から出没可能な所謂ノック式の電磁誘導タッチペンとする場合、リフィル外面に設けられているコイル等の構造が、ノック動作により故障してしまうおそれがある。なお、デジタイザが電磁誘導方式でない場合（たとえば、静電容量方式又は感圧方式等）であっても、ノックや落下による衝撃は避けた方がよいことはいうまでもない。
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。

（１）第１の態様
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。

本態様の「入力タッチペン10」とは、「軸筒20」に「デジタイザリフィル80」が収容され、その「接触先端82」が軸筒20側に設けられている「ノック機構30」によって操作し得るものである。なお、本発明における「先端」とは、入力タッチペン10の接触先端82が位置する側であって「前方」とはこの「先端」に向かう方向をいい、「後端」及び「後方」とはそれぞれこれらの反対である。
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。

「軸筒20」とは、入力タッチペン10の外側を構成する部材であって、上記デジタイザリフィル80が装着可能に形成されている。たとえば、先端側と後端側との２部材が螺合する構造で、これらを分解してデジタイザリフィル80を装着ないし交換することが可能に構成されることが望ましい。この軸筒20の両端にはそれぞれ開口部22,24が設けられており、先端側の開口部22からは後述の「接触先端82」が出没可能となっている。また、後端側の開口部24からは後述の「ノック機構30」の一部が出没可能となっている。
「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。

このノック機構30とは、軸筒20とは別部材である「ノック部材40」及びこのノック部材40を軸筒20に対して常に後方へ付勢する「復帰スプリング26」とを構成として含む機構をいう。

「ノック部材40」とは、通常その最後端部を構成し、時に「ノックボタン」などと称される構造を使用者が押圧することによって前記軸筒20の後端の開口部24から出没動作を繰り返すものであって、この動作を通じて接触先端82の出没が操作されることとなっている。

すなわち、本発明は、デジタイザリフィル80にノック機構30に関与する構造を一切設けないこととなっている。
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。

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回のノックでノック部材40が前方に移動する最大距離が「Ｘ」で定義されている。また、接触先端82が先端の開口部22から突出した状態からノック部材40の操作により先端の開口部22内に没入した状態までに移動する距離、又は、接触先端82が先端の開口部22から突出した状態において、ノック部材40が軸筒20内に押し込まれている状態から接触先端82が先端の開口部22内に没入した状態までにノック部材40が後端方向へ移動する距離が「Ｙ」で定義されている。すなわち、接触先端82が先端の開口部22から突出している状態では、ノック部材40は、接触先端82が先端の開口部22の内部に没入している状態から先端方向へ移動しているが、その移動した距離がＹである。しかし、前記ノックストロークは、ノック部材40がこの距離Ｙを移動するよりも幾分長い距離を押し込むことができるように設定されており、その距離がＸである。したがって当然、ＸはＹより大きい。

そして、本発明においては、上記距離Ａ、Ｘ及びＹ間に、
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。

（２）第２の態様
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。

本態様の「入力タッチペン10」における「軸筒20」及び「デジタイザリフィル80」については、前記第１の態様と同様である。

「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。

このノック機構30とは、軸筒20側に設けられる構造としての「カム機構60」と、軸筒20とは別部材である「ノック部材40」、「回転部材50」及び「復帰スプリング26」とを構成として含む機構をいう。ここで、カム機構60については、軸筒20の内周面に一体に形成されるものであっても、また、別部材として形成しこれを軸筒20の内周面の当該位置に嵌挿して固定されるものであっても、いずれでもよい。
「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。

「ノック部材40」とは、通常その最後端部を構成し、時に「ノックボタン」などと称される構造を使用者が押圧することによって前記軸筒20の後端の開口部24から出没動作を繰り返すものであって、この動作を通じて接触先端82の出没が操作されることとなっている。このノック部材40の外周面には前記カム溝64に沿って摺動する「摺動突起41」が設けられている。この機能については後述する。
「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。

すなわち、本発明は、デジタイザリフィル80にノック機構30に関与する構造を一切設けないこととなっている。
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。
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。

さて、前記カム機構60における、係止突条61の係止縁62の後端（すなわち、係止縁62のうち最も後端に位置するポイント）と、この誘導縁63の先端（すなわち、誘導縁63のうち最も先端に位置するポイント）との距離が「Ｌ」の定義となっている。すなわち、この「Ｌ」とは、接触先端82が突出している状態から、後退する状態へ移行する際にカム機構60において前記摺動突条51が乗り越えなければならない距離を意味する。
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。

そして、本発明においては、上記距離Ａ、Ｂ、Ｌ及びＸ間に、
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。

軸筒20にデジタイザリフィル80を装着した場合、装着時の位置関係によっては、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と、係止突条61の係止縁62で係止している場合とのいずれかの状態を取ることとなる。
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、摺動突条51が係止突条61の先端を超えて押圧されると、係止突条61の係止縁62の傾斜に沿うようにして摺動突起41が係止縁62と係止することとなる。これに伴い、係止縁62が軸筒20内周の円周に占める弧の長さの分だけ、回転部材50が回転することとなる。この状態で、デジタイザリフィル80の接触先端82が軸筒20先端の開口部22から突出した位置を取ることとなる。ここまでにノック部材40が移動する最大距離が前記の距離Ｘである。
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。

次に、軸筒20にデジタイザリフィル80を装着した時点で回転部材50の摺動突条51が係止縁62と係止している場合、又は、ノック動作により摺動突条51が係止縁62と係止した状態となった場合において、ノック部材40を押圧すると、回転部材50も再び前方へ押圧されることになる。このとき、摺動突条51が誘導縁63を乗り越えるためには、距離Ｌを超えて押圧される必要がある。しかし、接触先端82が軸筒20先端の開口部22から突出している状態において、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はＢである。

そして、この距離Ｂは係止縁62と誘導縁63との段差に相当する距離Ｌより大なのであるから、ノック部材40をこの距離Ｂだけ押圧する前に、摺動突条51はこの距離Ｌを超えて移動することとなる。この間、やはりデジタイザリフィル80の先端段部95は軸筒20の内面とは当接することはない。そして摺動突条51は誘導縁63に至り、その傾斜に沿って次のカム溝64まで移動する。この際、回転部材50は、誘導縁63及びそれに隣接するカム溝64が軸筒20内周の円周に占める弧の長さの分だけ回転しつつ、復帰スプリング26の付勢力によりノック部材40を後方へ押圧し、かくして摺動突条51がカム溝64に位置する状態になる。

（３）第３の態様
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。

この第３の態様において、電磁誘導コイル85の先端縁が、前記先端段部95に相当することとなる。したがって、ノック動作によって電磁誘導コイル85の先端縁が軸筒20の先端側の内面に当接することはないため、電磁誘導コイル85へのノック動作による損傷を避けることができる。

（４）第４の態様
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。

振れ止め部材90とは、デジタイザリフィル80が軸筒20の内部で軸外径方向に揺れる余地を小さくするために、軸筒20の内部において、軸筒20の側に、デジタイザリフィル80との間に介装される部材である。この振れ止め部材90の材質は、ポリエチレンやポリプロピレン等の合成樹脂や、より効果を出すためであればシリコーンゴムや熱可塑性エラストマー等の粘弾性材料で形成される。
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。

（５）第５の態様
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。

（６）第６の態様
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。

ここでいう「略同サイズの筆記リフィル」とは、厳密に同じサイズであることを必ずしも要さず、互換性があるリフィルであることを意味し、筆記種類としては、ボールペン、シャープペンシル、固形芯又はマーキングペンが挙げられる。なお、実際に描線としての筆記は行わなくても、消しゴム又は摩擦具といった描線を消去する目的のリフィルや、感圧式タッチペンリフィル等もここでいう「筆記リフィル」の概念に包含される。

本発明は、上記の通り構成されているので、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することができる入力タッチペンを提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る入力タッチペンを、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。 本発明の第１の実施の形態に係る入力タッチペンにおいて、軸筒に装着されるデジタイザリフィルを正面図（Ａ）、側面図（Ｂ）及び側面断面図（Ｃ）で示したものである。 後軸の正面図（Ａ）、側面図（Ｂ）、側面断面図（Ｃ）、底面側斜視図（Ｄ）及び平面側斜視図（Ｅ）である。 図１の状態からノック部材を押圧した後の状態を正面図（Ａ）、側面図（Ｂ）及び側面断面図（Ｃ）で示したものである。 本発明の第１の実施の形態におけるノック機構の動作を部分斜視図で示したものである。 本発明の第１の実施の形態におけるノック機構の動作を部分斜視図で示したものである。 本発明の第１の実施の形態におけるノック機構の動作を部分斜視図で示したものである。 本発明の第１の実施の形態におけるノック機構の動作を部分斜視図で示したものである。 本発明の第１の実施の形態におけるノック機構の動作を部分斜視図で示したものである。 本発明の第１の実施の形態に係る入力タッチペンにおける電磁誘導コイルの回路図である。 本発明の第１の実施の形態に係る入力タッチペンの使用状態を示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態に係る入力タッチペンを、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。 本発明の第２の実施の形態におけるノック機構の動作を部分斜視図で示したものである。 本発明の第２の実施の形態におけるノック機構の動作を部分斜視図で示したものである。 本発明の第２の実施の形態におけるノック機構の動作を部分斜視図で示したものである。 本発明の第２の実施の形態におけるノック機構の動作を部分斜視図で示したものである。 本発明の第２の実施の形態におけるノック機構の動作を部分斜視図で示したものである。 本発明の第２の実施の形態におけるノック機構の動作を部分斜視図で示したものである。 本発明の第２の実施の形態におけるノック機構の動作を部分斜視図で示したものである。 本発明の第２の実施の形態におけるノック機構の動作を部分斜視図で示したものである。 本発明の第２の実施の形態におけるノック機構の動作を部分斜視図で示したものである。 本発明の第３の実施の形態に係る入力タッチペンを、接触先端の没入時における側面図（Ａ）及び側面断面図（Ｂ）、ノックボタンの最大押圧時における側面図（Ｃ）並びに接触先端の突出時における側面図（Ｄ）で示したものである。 本発明の第３の実施の形態に係る入力タッチペンを、ノックボタンの最大押圧時における側面断面図（Ａ）及び接触先端の突出時における側面断面図（Ｂ）で示したものである。

（１）第１の実施の形態
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。

一方、先軸21において、中間よりもやや後方寄りの位置を境に、その前方側の内径が後方側の内径よりも小さくなっており、この部分がスプリング支持段差27となっている。このスプリング支持段差27と回転部材50との間には、これらを離隔する方向へ付勢する復帰スプリング26が介装されている。なお、後軸23の内側面に、カム機構60が設けられているが、その詳細は後述する。

軸筒20の内部には、デジタイザリフィル80が装着されている。デジタイザリフィル80は、図２に示すように、金属製の収納筒83の先端に、棒状のフェライトコア84を内蔵した、たとえばポリプロピレンのような合成樹脂製の先端継手81が装着され、その先端に、たとえばポリアセタールのような合成樹脂製の接触先端82が装着されている。また、フェライトコア84の周囲には、先端継手81を挟んで電磁誘導コイル85が巻き回されている。この電磁誘導コイル85の先端縁が、先端段部95である。収納筒83の中には、電磁誘導コイル85と電気的に接続された感圧センサ86とコンデンサ87とが収納されている。また、収納筒83の後端には、固定部88が装着されている。さらに、収納筒83を先端方向に付勢するリターンスプリング89も装着されている。このリターンスプリング89は、先端継手81の押圧により収納筒83が後方へ移動する際に圧縮される。なお、デジタイザリフィル80は回転部材50に対し固定部88で着脱可能に圧入されており、接触先端82が摩耗したり、内蔵する電子機器類が故障したりした際には、容易に新品と交換することが可能となっている。

なお、先軸21の内部において、２箇所にシリコーンゴム素材で形成された筒状部材である振れ止め部材90が装着されている。この振れ止め部材90とデジタイザリフィル80とのクリアランスは、デジタイザリフィル80と先軸21の内周面との間の距離よりも狭くなっている。よって、デジタイザリフィル80が軸筒20の内部で側方に振れる振れ幅がこの振れ止め部材90により小さくなっている。

接触先端82は、図１（Ｃ）に示す状態では軸筒20先端の開口部22から突出せずに没入している。このときの回転部材50のリフィル装着孔52には、デジタイザリフィル80の固定部88が圧入され固定されている。
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３は、後軸23の正面図（Ａ）、側面図（Ｂ）、側面断面図（Ｃ）、底面側斜視図（Ｄ）及び平面側斜視図（Ｅ）である。後軸23の前方側23Aは縮径しており、先軸21の後端に螺合されるための雄ネジ23Bが外周面に形成されている。軸筒20内側面から内方に複数個等配されて突出しているように形成される係止突条61は、回転方向に沿って傾斜する先端面であって、回転方向の逆方向側で後端寄りの係止縁62と、正方向側で先端よりの誘導縁63とを有する。また、係止突条61間の溝状空間がカム溝64となっている。すなわちこのカム溝64も複数個等配されていることになる。そして、図３（Ｃ）に示すように、係止縁62の最後端と誘導縁63の最先端との距離が距離Ｌとなっている。

図４は、図１の状態から、ノック部材40を押圧して接触先端82を軸筒20の先端の開口部22から突出させた状態を正面図（Ａ）、側面図（Ｂ）及び側面断面図（Ｃ）で示したものである。ここで、ノック部材40が図１の状態から移動した最大距離がＸ、突出させた状態までの距離がＹである。なお、距離Ｘは、距離Ｙに前記距離Ｌ（図３（Ｃ）参照）を加えた距離以上としている。また、この状態で、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Ｂである。

次に、図５ａ〜図５ｅの部分斜視図を参照しつつ、ノック機構30の動作について説明する。なお、これらの図面においては、後軸23を半断面として表現している。また、以下の記載において言及する「回転方向」とは図の先端側から後端側を見通す視点で表現されるものとする。
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５ａの状態から、ノック部材40が押圧されると、図５ｂに示すように、摺動突条51がカム溝64内にて摺動突起41に前方へ押されることで、回転部材50も前方へ移動する。このとき、デジタイザリフィル80の先端段部95はまだ軸筒20先端の開口部22には達していない。
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）。

この図５ｄに示す状態から、ノック部材40が押圧されると、それに伴い回転部材50も前方へ押圧される。そして、摺動突条51が前方の誘導縁63方向へ移動し、係止縁62との係合が解かれつつある状態が、図５ｅに示す状態である。
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２及び図３参照）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）。

図４に示す状態の入力タッチペン10の接触先端82が押圧されると、デジタイザリフィル80のフェライトコア84も後方へ押圧される。これにより、感圧センサ86が接触した状態となる。
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。

図７は、本実施の形態の入力タッチペン10の使用状態を示すものである。入力装置70の入力面71の下面には、特定の周波数の電磁波を発生する図示しない位置検出装置が設けられている。そして、入力面71の上を入力タッチペン10の接触先端82で描線72のようになぞると、接触先端82が押圧される。これにより、図５に示す回路が閉状態となると、電磁誘導により、回路に電流が流れることになる。この電磁誘導が生じた位置を、入力装置70は座標情報として認識することで、描線72が電子データとしても記録されることとなる。

なお、接触先端82への押圧が解除されると、リターンスプリング69の復元力によりフェライトコア84も前方へ復帰して感圧センサ86の接触も解除され、図５の回路は開状態となる。

（２）第２の実施の形態
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。

一方、後軸23において、先軸21のすぐ後方に当たる位置には、先端側からスプリング支持部材25が挿入されている。このスプリング支持部材25と回転部材50との間には、これらを離隔する方向へ付勢する復帰スプリング26が介装されている。なお、軸筒20後端近傍の内側面に、カム機構60が設けられているが、その詳細についても前記第１の実施の形態と同様である。これらノック部材40、回転部材50、カム機構60及び復帰スプリング26がノック機構30を構成する。軸筒20の内部には、前記第１の実施の形態と同様のデジタイザリフィル80が装着されている。

次に、図９ａ〜図９ｉの部分斜視図を参照しつつ、第２の実施の形態のノック機構30の動作について説明する。なお、これらの図面においては、軸筒20のうち、係止突条61の肉厚相当部分以外の部分を省略して表現している。また、以下の記載において言及する「回転方向」とは図の先端側から後端側を見通す視点で表現されるものとする。
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９ａの状態から、ノック部材40が押圧されると、図９ｂに示すように、摺動突条51がカム溝64内にて摺動突起41に前方へ押されることで、回転部材50も前方へ移動する。このとき、デジタイザリフィル80の先端段部95はまだ軸筒20先端の開口部22には達していない。
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）。

この図９ｅに示す状態から、ノック部材40が押圧されると、それに伴い回転部材50も前方へ押圧される。そして、摺動突条51が前方の誘導縁63方向へ移動し、係止縁62との係合が解かれつつある状態が、図９ｆに示す状態である。
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。

本実施の形態のノック動作及び使用状態についてもまた前記第１の実施の形態と同様である。先軸21が後軸23とで螺合している先軸21の内部において、ポリエチレンやポリプロピレン等の合成樹脂や、より効果を出すためであればシリコーンゴムや熱可塑性エラストマー等の粘弾性材料で形成された筒状部材である振れ止め部材90が装着されている。この振れ止め部材90とデジタイザリフィル80とのクリアランスは、デジタイザリフィル80と先軸21の内周面との間の距離よりも狭くなっている。よって、デジタイザリフィル80が軸筒20の内部で側方に振れる振れ幅がこの振れ止め部材90により小さくなっている。なお、本実施の形態では、スプリング支持部材25の箇所でもデジタイザリフィル80の周囲の空間は狭くなっているため、このスプリング支持部材25も振れ止め部材90と同様の作用効果を奏することとなっている。

（３）第３の実施の形態
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。

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が突出している。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は、接触先端82の没入時において、ノック部材40が最大限に移動し得る距離で規定される（図１０（Ｂ）参照）。この距離Ｘは、デジタイザリフィル80の先端段部95が軸筒20先端の開口部22に当接するまでの距離Ａよりも短い。一方、接触先端82の没入時におけるノックボタン42の、軸筒20の後端からの出寸法Ｚは、距離Ｘよりも短く設定されている。

よって、図１０（Ｃ）に示すように、ノック部材40はこれを押圧する手指が軸筒20の後端に当接する位置までしか移動できず、距離Ｘを移動しきることがない（図１１（Ａ）参照）。すなわち、ノック部材40はこのノックボタン42の出寸法Ｚに相当する距離しか前方へ移動できない。この出寸法Ｚは、前記したように距離Ａより短い距離Ｘよりもさらに短いため、このノック部材40の押圧によって先端段部95が距離Ａを移動することはなく、よって、軸筒20の先端側の内面へ先端段部95が接触することはない。

なお、接触先端82の突出時には復帰スプリング26の復元力でノック部材40は後方へ少し押し戻され、摺動突条51の後端が前記カム機構60の係止縁62（図３（Ｃ）参照）に係止した状態となる。このとき、ノック部材40が、接触先端82の没入時に対して移動した距離Ｙ（図１０（Ｄ）参照）は当然、前記出寸法Ｚ（図１０（Ｃ）参照）より短い。この状態における先端段部95と軸筒20の先端側の内面との距離Ｂ（図１１（Ｂ）参照）は、前記した距離Ｌ（図３（Ｃ）参照）より長いため、カム機構60との係止を解くために距離Ｂを移動しきる前に、ノック部材40は距離Ｌを移動し終えて係止状態が解かれる。この際、最大限にノックボタン42を押圧したとしても図１０（Ｃ）に示す状態にまでしかならないため、やはり先端段部95は軸筒20の先端側の内面と接触することはない。なお、距離Ｘは距離Ａより長くする実施形態としてもよい。

その他の各部材の位置関係及び動作の詳細については前記第２の実施の形態と同様である。

本発明は、ノック機構を備えた軸筒を有する入力タッチペンに利用可能である。

10 入力タッチペン
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

この図５ｄに示す状態から、ノック部材40が押圧されると、それに伴い回転部材50も前方へ押圧される。そして、摺動突条51が前方の誘導縁63方向へ移動し、係止縁62との係合が解かれつつある状態が、図５ｅに示す状態である。
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）。

図７は、本実施の形態の入力タッチペン10の使用状態を示すものである。入力装置70の入力面71の下面には、特定の周波数の電磁波を発生する図示しない位置検出装置が設けられている。そして、入力面71の上を入力タッチペン10の接触先端82で描線72のようになぞると、接触先端82が押圧される。これにより、図６に示す回路が閉状態となると、電磁誘導により、回路に電流が流れることになる。この電磁誘導が生じた位置を、入力装置70は座標情報として認識することで、描線72が電子データとしても記録されることとなる。

なお、接触先端82への押圧が解除されると、リターンスプリング69の復元力によりフェライトコア84も前方へ復帰して感圧センサ86の接触も解除され、図６の回路は開状態となる。

Claims (6)

1. 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
   との関係を満たすことを特徴とする入力タッチペン。
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。
3. 前記デジタイザリフィルは、軸心に位置するフェライトコアと、前記フェライトコアの外周に配設される電磁誘導コイルと、前記フェライトコアの先端に装着される前記接触先端と、前記接触先端に加わる押圧を感知する感圧センサ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の先端が前記先端段部となっていることを特徴とする請求項１又は２記載の入力タッチペン。
4. 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請求項１、２又は３記載の入力タッチペン。
5. 前記デジタイザリフィルは、交換可能に形成されていることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の入力タッチペン。
6. 前記軸筒には、前記デジタイザリフィル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請求項１、２、３、４又は５記載の入力タッチペン。