JP2021086566A - キャップ及びポインティングスティック - Google Patents

Abstract

【課題】スティックの高さが低くなってもユーザの意図した通りにマウスポインタを操作しやすいキャップ及びポインティングスティックを提供する。【解決手段】キャップ３０は、基端から先端へ延在する軸部２１を有するスティック２０に装着されてポインティングスティック９を構成する。キャップ３０は、天蓋部３１と、フック部３２と、を備えている。天蓋部３１は、スティック２０の先端面２１Ａに対向している。フック部３２は、軸部２１が延在方向Ｚに交差する方向Ｘ，Ｙに突出したフランジ部２２に対して基端面２１Ｂ側からスティック２０に当接している。【選択図】図９

Description

本発明は、キャップ及び該キャップを備えたポインティングスティックに関する。

ノートパソコン等の電子機器には、ディスプレイに表示されたマウスポインタを操作するポインティングデバイスが付属している。ポインティングデバイスとして、コンピュータマウスに加えて、ポインティングスティック等が普及している。ＴｒａｃｋＰｏｉｎｔ（登録商標）は、ポインティングスティックの代表的な一例である。

ポインティングスティックは、圧力を検知する平板状のセンサモジュールと、該センサモジュールに固定された柱状のスティックと、該スティックの先端部に装着されたキャップと、を備えている（例えば、特許文献１参照）。キャップは、ディスプレイを開閉する際にキャップに触れることがある表示面へのダメージを抑えるため、或いは、ユーザの手触りを快適にするため、ゴム等の軟らかい材料から形成されている。

特開２０１５−７２５４０号公報

電子機器の薄型化が進むに従って、ポインティングスティックを構成するスティックの高さも低くなる。ユーザの指先がキャップを押圧する力をセンサモジュールに平行方向（略水平方向）と垂直方向（略鉛直方向）とに分解すると、スティックの高さが低くなるほど、垂直方向の成分の割合が大きくなる傾向がある。垂直方向の成分の割合が大きくなると、キャップが弾性変形して、ユーザが意図しない方向にマウスポインタが迷走することがある。

そこで、本発明は、スティックの高さが低くなってもユーザの意図した通りにマウスポインタを操作しやすいキャップ及び該キャップを備えたポインティングスティックを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係るキャップは、基端から先端へ延在する軸部を有するスティックに装着されてポインティングスティックを構成する。キャップは、天蓋部と、フック部と、を備えている。天蓋部は、スティックの先端側の端面に対向している。フック部は、軸部の延在方向に交差する方向に突出したフランジ部に対して基端側からスティックに当接している。

本発明の他の一態様に係るポインティングスティックは、スティックと、該スティックに装着されたキャップと、を備えている。スティックは、軸部と、フランジ部と、を備えている。軸部は、基端から先端へ延在している。フランジ部は、軸部の延在方向に交差する幅方向に突出している。キャップは、天蓋部と、フック部と、を備えている。天蓋部は、スティックの先端側の端面に対向している。フック部は、フランジ部に対して基端側から当接している。

これらの態様によれば、フック部とフランジ部との係合の解除によって不所望の方向に作用する力を逃がすことができるため、ユーザの意図した通りにマウスポインタを操作しやすくなる。詳しく述べると、ユーザがキャップを押圧する力は、スティックの延在方向に交差する方向の成分と、スティックの延在方向の成分とに分解できる。フック部は、フランジ部に対してスティックの基端側から当接している。そのため、基端側ではない方向へ押圧されたとき、フック部は、フランジ部に当接してスティックに力を伝達する。一方、基端側へ押し下げられたとき、フック部は、フランジ部から離間してスティックに力を伝達しない。

本発明によれば、スティックの高さが低くなってもユーザの意図した通りにマウスポインタを操作しやすいキャップ及びポインティングスティックを提供することができる。

図１は、本発明の各実施形態に係るポインティングスティックが搭載された電子機器の一例を示す斜視図である。 図２は、図１に示されたアッパーカバーを取り外してキーボード及びポインティングスティックを示す斜視図である。 図３は、図２に示されたポインティングスティックを分解して示す斜視図である。 図４は、図２に示されたポインティングスティックからキャップを取り外した状態を示す平面図である。 図５は、センサモジュール及びスティック本体を透過して本発明の第１実施形態のキャップの一例を示す底面図である。 図６は、外筒部を取り外して図５に示されたキャップを示す斜視図である。 図７は、フック部を取り外して図６に示された天蓋部を示す底面図である。 図８は、天蓋部を取り外して図６に示されたフック部を示す斜視図である。 図９は、図５中のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。 図１０は、図５中のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。 図１１は、本発明の第２実施形態に係るポインティングスティックの一例を分解して示す斜視図である。 図１２は、天蓋部を透過して図１１に示されたフック部とコイルばねとを示す斜視図である。

添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。本発明のキャップ３０及びポインティングスティック９は、キャップ３０が天蓋部３１とフック部３２とを備え（図６、図７及び図８参照）、該フック部３２がスティック２０のフランジ部２２に対してスティック２０の基端側から当接していることが特徴の一つである（図５、図９及び図１２参照）。

キャップ３０は、フック部３２をフランジ部２２に向かって付勢する付勢手段を備えている。付勢手段は、天蓋部３１の底面３１Ｂに形成された突起３４であってもよいし（図７、図９及び図１０参照）、コイルばね４０であってもよい（図１１及び図１２参照）。付勢手段の付勢力に逆らってフック部３２を押し下げると、フック部３２とフランジ部２２との係合が解除される。押圧力が弱くなると、付勢手段がフック部３２を押し戻してフック部３２とフランジ部２２とが係合する（図９参照）。

スティック２０は、軸部２１を含むスティック本体２３とフランジ部２２を含む外筒部２４とが分割可能に構成されていて製造しやすい（図３参照）。軸部２１とフランジ部２２とを一体的に製造してもよい。キャップ３０は、例えば二色成形品であって、天蓋部３１とフック部３２とが硬さの異なる材料から形成されている（図７及び図８参照）。天蓋部３１とフック部３２とを別々に成形して接着してもよい。以下、図１から図１２を参照して各構成について詳しく説明する。

図１は、本発明の各実施形態に係るポインティングスティック９が搭載された電子機器１の一例を示す斜視図である。図示した例では、電子機器１の一例としてノートパソコンを開示している。なお、電子機器１は、ノートパソコンに限定されず、デスクトップパソコン、タブレット端末、スマートフォン、携帯電話端末、ゲーム機器、デジタルサイネージ等の他種のコンピュータであってもよい。

図１に示すように、電子機器１は、パソコン本体２と、パソコン本体２にヒンジ４で連結されたディスプレイ３と、を備えている。ディスプレイ３は、画像を表示する表示面３Ａを有している。パソコン本体２は、扁平な箱状に形成された筐体６を備えている。筐体６内には、図示しないチップセット、バッテリーパック等が収容されている。

筐体６の天面には、ユーザの操作を入力するためのタッチパッド７、キーボード８、ポインティングスティック９等が設けられている。チップセットは、入力された操作に基づいてディスプレイ３に情報を表示する。バッテリーパックはディスプレイ３やチップセット等に電力を供給する。筐体６は、筐体６の底面を構成するロアカバー６１と、筐体６の天面を構成するアッパーカバー６２と、を備えている。

図２は、図１に示されたアッパーカバー６２を取り外してキーボード８及びポインティングスティック９を示す斜視図である。図２に示すように、アッパーカバー６２には、タッチパッド７、キーボード８、ポインティングスティック９等を露出させる開口が形成されている。キーボード８は、複数の電気接点が配列された平板状のキーボード基板８１と、キーボード基板８１の電気接点に装着された複数のキー８２と、を備えている。

図示した例では、ポインティングスティック９が、キーボード８の中央部、より詳しくは、「Ｇ」「Ｈ」「Ｂ」の三つのキー８２に囲繞されるように配置されている。ポインティングスティック９は、キー８２の配列を基準にキーボード８に入力するユーザから見た左右方向に沿うＸ軸方向、前後方向に沿うＹ軸方向の入力を検知する。キーボード基板８１の電気接点が配列された面を上面とし、該上面とは反対側の面を下面としたとき、Ｚ軸方向は、下面から上面へ向かう向きを上向きと、上面から下面へ向かう下向きと、を含む上下方向である。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は、互いに交差している。図示した例では、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向が、互いに直交している。

図３は、図２に示されたポインティングスティック９を分解して示す斜視図である。図３に示すように、ポインティングスティック９は、圧力を検知するセンサモジュール１０と、センサモジュール１０に固定された柱状のスティック２０と、スティック２０の先端部に装着されたキャップ（トラックポイントキャップ）３０と、を備えている。

スティック２０は、軸部２１と、フランジ部２２と、を備えている。軸部２１は、Ｚ軸に沿って基端から先端へ延在する柱状に形成されている。基端側の端面である基端面２１Ｂは、センサモジュール１０に固定されている。先端側の端面である先端面２１Ａは、キャップ３０に対向している。フランジ部２２は、軸部２１の延在方向であるＺ軸に交差する方向に突出している。図示した例では、フランジ部２２がＺ軸に交差するＸ軸及びＹ軸に沿って前後左右の四方向に突出している。フランジ部２２は、全方向へ放射状に突出してもよいし、Ｘ軸やＹ軸等のいずれか一軸に沿って二方向に突出してもよい。

軸部２１とフランジ部２２は、一体構造物として構成してもよいし、二以上の部品に分割可能に構成してもよい。図示した例では、スティック２０が、四角柱状に形成されてセンサモジュール１０に固定されたスティック本体２３と、スティック本体２３に外嵌された外筒部（スペーサ）２４と、で構成されている。スティック本体２３は、前述した軸部２１を含んでいる。外筒部２４は、前述したフランジ部２２を含んでいる。

スティック本体２３は、例えばセラミック材料から四角柱状に形成されている。なお、スティック本体２３は図示した例に限定されない。材質が樹脂製であってもよいし、外観が円柱状であってもよい。四角柱状に限定されず、円柱状であってもよいし、他の柱状であってもよい。

外筒部２４は、例えば樹脂材料からスティック本体２３の外形に倣う筒状に形成されている。図示した例では、外筒部２４は、スティック本体２３に形成された被嵌合部２５に嵌合する嵌合部２６と、四角筒状に形成された縮径部２７と、縮径部２７から外方（図示した例では、前後左右）に突出した拡径部２８と、を有している。拡径部２８は、前述したフランジ部２２の一例である。

図４は、図２に示されたポインティングスティック９からキャップ３０を取り外した状態を示す平面図である。センサモジュール１０は、例えば、負荷が作用すると平板状のプレート１２が僅かに弾性変形し、プレート１２に設けられた歪みセンサ（歪みゲージ）１１の抵抗値が変化する歪みゲージ式として構成されている。

図示した例では、センサモジュール１０が、平板状に形成されたプレート１２と、プレート１２の下面に設けられた歪みセンサ１１と、プレート１２を保持するブラケット１３と、を備えている。プレート１２は、好ましくはガラスエポキシ基板から形成されている。ただし、プレート１２の材質はこれに限定されず、セラミック製であってもよいし、樹脂製であってもよい。

ブラケット１３は、前述したキーボード基板８１に締結ねじ等で固定されている。スティック本体２３の基端面２１Ｂ（図９に示す）は、接着剤等でプレート１２の上面に固定されている。歪みセンサ１１は、印刷や貼着によってスティック２０から見て前後左右の四箇所に設けられ、押圧力Ｆの左右方向の成分Ｆｘと、押圧力Ｆの前後方向の成分Ｆｙと、を検知する。

歪みセンサ１１は、ケーブル１４によって前述したキーボード基板８１やチップセットに電気的に接続されている。キーボード基板８１又はチップセット等には、センサモジュール１０で検知された圧縮量又は引張量をアナログ信号に変換する抵抗値変化センサ回路、アナログ信号をデジタル信号にさらに変換する信号比較回路、増幅回路、Ａ／Ｄ変換回路等が実装されている。

なお、センサモジュール１０の構成は、ユーザから入力された力Ｆを検知できるものであれば特に限定されない。例えば、負荷が作用すると平板状の圧電素子が電荷を発生し、圧電素子に挟持された電極箔の電圧が変化する圧電式であってもよい。いずれにせよ、ポインティングスティック９は、平板状に形成されたセンサモジュール１０に柱状のスティック２０が固定されており、センサモジュール１０に平行な成分Ｆｘ，Ｆｙを検知するように構成されている。

［第１実施形態］
図５は、センサモジュール１０及びスティック本体２３を透過して本発明の第１実施形態のキャップ３０の一例を示す底面図である。図５で示すように、キャップ３０は、天蓋部３１と、フック部３２と、を備えている。天蓋部３１は、ＪＩＳ Ｋ７２１５：１９８６に準拠したプラスチックのデュロメータ硬さ試験方法において硬度Ａ２０度から硬度Ａ８５度のゴム弾性を有した材料（エラストマー）から形成されており、手指で押圧されると弾性変形する。フック部３２は、天蓋部１３よりも硬い硬質樹脂や金属等の材料から形成されている。フック部３２は、スティック２０に設けられたフランジ部２２に係合している。天蓋部３１は、フック部３２に固定されている。

図６は、外筒部２４を取り外して図５に示されたキャップ３０を示す斜視図である。図６に示した例では、天蓋部３１が熱可塑性エラストマーから形成され、フック部３２がＰＰ樹脂、ＰＣ樹脂、ＡＢＳ樹脂等の硬質樹脂から形成され、天蓋部３１とフック部３２とが二色成形品（ダブルモールド）として一体成形されている。なお、天蓋部３１の材質は、ゴム材料（熱硬化性エラストマー）であってもよい。その場合、別々に成形された天蓋部３１とフック部３２とを接着によって一体的に構成してもよい。

図７は、フック部３２を取り外して図６に示された天蓋部３１を示す底面図である。天蓋部３１は、例えばドーム状に形成され、図１に示された電子機器１が組み立てられた状態でキーボード８から露出する。天蓋部３１は、ユーザの指先に触れる天面３１Ａ（図９に示す）と、天面３１Ａとは反対側の底面３１Ｂと、を有している。

図７に示すように、底面３１Ｂの中央部には、突起３４が形成されている。突起３４は、キャップ３０がスティック２０の先端部に装着された状態でスティック２０の先端面２１Ａに向かって突出する。図示した例では、突起３４は、底面３１Ｂから突出した四角筒状に形成されている。突起３４の形状は、円筒状であってもよいし、角柱状や円柱状であってもよいし、角錐台状や円錐台状であってもよいし、半球状であってもよい。

図８は、天蓋部３１を取り外して図６に示されたフック部３２を示す斜視図である。図示した例では、フック部３２が、硬質樹脂等の材料から円環状に形成され、互いに対向する一対の係止爪３５を備えている。フック部３２を撓みやすくするため、切欠き３６を形成してもよい。図示した例では、フック部３２が、一対の切欠き３６を結んだ直線を軸に線対称に形成されている。

図９は、図５中のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図であり、図１０は、図５中のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。一対の係止爪３５は、スティック２０を挟むように配置される。図９及び図１０に示した例では、一対の係止爪３５の距離が、外筒部２４の縮径部２７の外寸と略同一に形成されている。係止爪３５は、中心に向かうに従って先細りに形成されている。一対の係止爪３５の相対角度を変化させると、係止爪３５と係止爪３５との間の距離が変化する。フック部３２を撓ませて、係止爪３５と係止爪３５との間に拡径部２８を通過させることができる。

拡径部２８は、外筒部２４に設けられたフランジ部２２の一例である。図９に示された係合状態において、係止爪３５は、拡径部２８に対してスティック２０の基端側から対向している。図示した例では、キャップ３０に突起３４が設けられている。スティック２０の先端面２１Ａと天蓋部３１の底面３１Ｂとの間で圧縮された突起３４の反発力によって、フック部３２の係止爪３５は、フランジ部２２に向かって付勢されている。

なお、キャップ３０がスティック２０に装着された初期状態において、付勢手段がフック部３２をフランジ部２２に向かって付勢していなくてもよい。例えば、拡径部２８に対して係止爪３５がちょうど当接する高さか、僅かに下回る高さかになるように突起３４の大きさを調整すれば、キャップ３０を押し下げるまで付勢手段に復元力が生じない。

図９及び図１０に示すように、ユーザがキャップを押圧する力Ｆは、センサモジュール１０に平行な成分Ｆｘ，Ｆｙと、センサモジュール１０に垂直な成分Ｆｚと、に分解できる。フック部３２は、フランジ部２２に対してスティック２０の基端側から当接している。図９に示すように、基端側ではないＸ軸方向へ押圧されたとき、フック部３２は、フランジ部２２に当接してスティック２０に平行成分Ｆｘを伝達する。一方、基端側へ押し下げられたとき、フック部３２は、フランジ部２２から離間してスティック２０に垂直成分Ｆｚを伝達しない。

図１０に示すように、基端側ではないＹ軸方向へ押圧されたとき、フック部３２は、スティック２０の一部（例えば、外筒部２４）に当接してスティック２０に平行成分Ｆｙを伝達する。一方、基端側へ押し下げられたとき、フック部３２は、スティック２０の一部（例えば、外筒部２４）に沿って摺動してスティック２０に垂直成分Ｆｚを伝達しない。なお、図９に示されたＹＺ断面がＸＺ断面になり、図１０に示されたＹＺ断面がＹＺ断面になるようにポインティングスティック９を９０°回転させて構成してもよい。

以上のように構成された第１実施形態のキャップ３０及び該キャップ３０を備えたポインティングスティック９によれば、キャップ３０を斜め下方に押圧する力Ｆにおいてセンサモジュール１０に垂直な垂直成分Ｆｚの割合が増加しても、フック部３４とフランジ部２２との係合の解除によって垂直成分Ｆｚを逃がすことができる。そのため、ユーザが意図したとおりにマウスポインタを操作しやすい。

従来のキャップは、ユーザの指先に触れる部位とスティック２０に装着される部位とが同じ材料で形成されていた。スティック２０に固定しやすい硬いゴム材料を選択すると、ユーザの指先が滑りやすくなる。指先が滑りにくくするため軟らかいゴムを選択すると、スティック２０に固定しにくくなる。第１実施形態によれば、天蓋部３１とフック部３２とが異なる材料から形成されているため、スティック２０にしっかりと固定できて指先が滑りにくいキャップ３０を構成できる。

加えて、ディスプレイ３の表示面３Ａにキャップ３０が接触したとき、キャップ３０が硬い材料であると表示面３Ａへの負担が大きくなる傾向がある。第１実施形態によれば、天蓋部３１に軟らかい材料を選択できるため、電子機器１の表示面３Ａへの負担を従来よりも軽減できる。天蓋部３１を熱可塑性エラストマーから形成し、フック部３２を熱可塑性エラストマーと接着しやすい硬質樹脂から形成すれば、天蓋部３１とフック部３２とを二色成形品として一体成形できる。

フランジ部２２を設けると、張り出した部分を残すようにして下部をくり抜いた形状（アンダーカット）が生じやすい。そのような形状は、セラミック材料では成形することが困難である。第１実施形態では、硬度に優れたセラミック材料から形成されたスティック本体２３と、成形しやすい樹脂材料から形成された外筒部２４とを組み合わせてスティック２０を構成している。外筒部２４に設けられた拡径部２８をフランジ部２２として構成しているため、スティック２０の製造コストを抑えることができる。

［第２実施形態］
続いて、図１０から図１２を参照して、本発明の第２実施形態のキャップ３０について説明する。なお、第１実施形態の構成と同一又は類似の機能を有する構成は、同一の符号を付して対応する第１実施形態の記載を参酌することとし、ここでの説明を省略する。図１１は、本発明の第２実施形態に係るポインティングスティック９の一例を分解して示す斜視図である。第２実施形態は、付勢手段がキャップ３０とスティック２０との間に挟まれたコイルばね４０である点が第１実施形態と異なる。図示した例では、コイルばね４０は、キャップ３０側からスティック２０側へ向かうに従ってコイル外径が小さくなる円錐ばねとして構成されている。

図１２は、天蓋部３１を透過して図１１に示されたフック部３２とコイルばね４０とを示す斜視図である。図示した例では、フック部３２の上面３２Ａに円形のばね座３７が形成されている。コイルばね４０を撓ませて、コイルばね４０のうちコイル外径が最も大きい座巻部４１をフック部３２に設けられたばね座３７に収容すれば、コイルばね４０がフック部３２から外れにくくなる。

第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に、コイルばね４０の付勢力に逆らって押し下げると、フック部３２とフランジ部２２との係合が解除されてキャップ３０を斜め下方に押圧する力Ｆの垂直成分Ｆｚを逃がすことができる。そのため、ユーザが意図したとおりにマウスポインタを操作しやすい。キャップ３０から指を離すと、コイルばね４０の復元力によってフック部３２がフランジ部２２に当接する初期状態の高さまでフック部３２を押し上げることができる。

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。

９…ポインティングスティック、２０…スティック、２１…軸部、２１Ａ…先端面（先端側の端面）、２２…フランジ部、２３…スティック本体、２４…外筒部、２８…拡径部（外筒部に設けられたフランジ部の一例）、３０…キャップ、３１…天蓋部、３２…フック部、３４…突起（付勢手段の一例）、４０…コイルばね（付勢手段の他の一例）、Ｘ…左右方向（軸部の延在方向に交差する方向の一例）、Ｙ…前後方向（軸部の延在方向に交差する方向の他の一例）、Ｚ…上下方向（軸部の延在方向の一例）。

Claims (10)

1. 基端から先端へ延在する軸部を有するスティックに装着されてポインティングスティックを構成するキャップであって、
   前記スティックの前記先端側の端面に対向する天蓋部と、
   前記軸部の延在方向に交差する方向に突出したフランジ部に対して前記基端側から前記スティックに当接するフック部と、を備えている、
   キャップ。
2. 前記天蓋部に設けられ、前記スティックの前記端面に向かって突出した弾性変形可能な突起を更に備えている、
   請求項１に記載のキャップ。
3. 前記フック部は、前記天蓋部よりも硬い材料から形成されている、
   請求項１又は２に記載のキャップ。
4. 前記天蓋部及び前記フック部が二色成形品として一体成形されている、
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載のキャップ。
5. 前記天蓋部が熱可塑性エラストマーから形成され、前記フック部が硬質樹脂から形成されている、
   請求項４に記載のキャップ。
6. 別々に成形された前記天蓋部と前記フック部とが接着されて一体的に構成されている、
   請求項１乃至５のいずれか一項に記載のキャップ。
7. スティックと、該スティックに装着されたキャップと、を備え、
   前記スティックは、基端から先端へ延在する軸部と、該軸部の延在方向に交差する幅方向に突出したフランジ部と、を備え、
   前記キャップは、前記スティックの前記先端側の端面に対向する天蓋部と、前記フランジ部に対して前記基端側から当接するフック部と、を備えている、
   ポインティングスティック。
8. 前記スティックは、柱状に形成されたスティック本体と、該スティック本体に外嵌された外筒部と、を備え、
   前記フランジ部は、前記外筒部に設けられている、
   請求項７に記載のポインティングスティック。
9. 前記フック部を戦記フランジ部に向かって付勢する付勢手段を更に備えている、
   請求項７又は８に記載のポインティングスティック。
10. 前記天蓋部と前記スティックの前記端面との間に介在し、前記軸部の前記延在方向に弾性変形可能なコイルばねを更に備えている、
    請求項７乃至９のいずれか一項に記載のポインティングスティック。

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