JP2021093040A - Electronic pen - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、位置検出センサと共に使用される電子ペンに関する。 The present invention relates to an electronic pen used with a position detection sensor.
電子ペンとしては、電磁誘導方式、静電容量方式など種々のものがあるが、その芯体はペン先部分が摩耗することを考慮して、一般に、交換可能となっている。この場合に、芯体の先端部は電子ペンの筐体の開口から突出する状態となっているので、芯体の交換の際には、当該芯体の突出している先端部を把持して引っ張ることで、電子ペンから抜き取るようにする。 There are various types of electronic pens such as an electromagnetic induction type and a capacitance type, but the core body is generally replaceable in consideration of wear of the pen tip portion. In this case, since the tip of the core is in a state of protruding from the opening of the housing of the electronic pen, when the core is replaced, the protruding tip of the core is grasped and pulled. By doing so, pull it out from the electronic pen.
しかしながら、芯体の突出している先端部の長さは比較的短く、先端部を把持して引っ張ることが厄介である。また、通常、電子ペンには、芯体の先端部に印可される力(筆圧)を検出するために、筆圧検出部が設けられ、芯体は、この筆圧検出部に、直接的に、あるいは、筆圧伝達部材を介して間接的に、使用時に容易に外れてしまわない所定の弾性力で嵌合されて取り付けられている。したがって、この嵌合状態を解除することができるような力で芯体の先端部を引っ張って、芯体を引き抜く必要があるが、筐体の開口から突出している芯体の先端部の長さが短いために、うまく芯体に力が加わらず、引き抜きにくいという問題があった。 However, the length of the protruding tip of the core is relatively short, and it is troublesome to grip and pull the tip. Further, usually, the electronic pen is provided with a pen pressure detecting unit in order to detect the force (pen pressure) applied to the tip of the core body, and the core body is directly connected to the pen pressure detecting unit. It is fitted and attached to the pen or indirectly via a pressure transmitting member with a predetermined elastic force that does not easily come off during use. Therefore, it is necessary to pull out the core body by pulling the tip portion of the core body with a force capable of releasing this mated state, but the length of the tip portion of the core body protruding from the opening of the housing. There was a problem that it was difficult to pull out because the force was not applied to the core body well because it was short.
そこで、従来から、芯体を電子ペンから引き抜くための芯抜き具が提案されており、例えば特許文献1(実用新案登録第3005303号公報)や特許文献2(特開2019−128752号公報)には、電子ペンのキャップ部に当該芯抜き具を備えるものが提供されている。 Therefore, conventionally, a core pulling tool for pulling out a core body from an electronic pen has been proposed. For example, in Patent Document 1 (Utility Model Registration No. 3005303) and Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2019-128752). Is provided with the core removing tool provided in the cap portion of the electronic pen.
しかしながら、芯抜き具を電子ペンとは別個に用意するのは面倒であるし、当該芯抜き具を紛失してしまうという問題もある。特許文献1や特許文献2のように、電子ペンに付随する部品に芯抜き具を設けておけば、芯抜き具を紛失してしまう事態は防止することができるが、当該電子ペンに付随する部品に芯抜き具を設けるためにコスト高となるという問題がある。
However, it is troublesome to prepare the centering tool separately from the electronic pen, and there is also a problem that the centering tool is lost. If a centering tool is provided in a part attached to the electronic pen as in
この発明は、以上の問題点を解決することができるようにした電子ペンを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an electronic pen capable of solving the above problems.
上記の課題を解決するために、
芯体と、
前記芯体が、ペン筐体の開口から挿入されて、先端部が、前記開口から突出可能に装着される芯体保持部と、
前記芯体の前記先端部に印可される力を検出する筆圧検出部と、
を備え、
前記芯体保持部は、前記筆圧検出部が検出可能な範囲の力よりも大きい力で前記芯体が挿入されたときに、前記芯体を、前記先端部が前記開口から所定の長さ分だけ突出可能となる状態で保持すると共に、前記保持している前記芯体に、前記筆圧検出部が検出可能な範囲の力よりも大きい力が加わったときに、前記芯体の先端部を前記所定の長さ以上、前記開口から突出させる状態にする機構部を備える
ことを特徴とする電子ペンを提供する。
To solve the above problems
With the core
A core body holding portion in which the core body is inserted through the opening of the pen housing and the tip portion is mounted so as to project from the opening.
A pen pressure detection unit that detects the force applied to the tip of the core body,
With
When the core body is inserted with a force larger than the force within the range that the pen pressure detection unit can detect, the core body holding portion has a predetermined length of the core body and the tip portion of the tip portion from the opening. It is held in a state where it can be projected by the amount, and when a force larger than the force within the range that can be detected by the pen pressure detecting unit is applied to the holding core body, the tip portion of the core body is applied. Provided is an electronic pen comprising a mechanism portion for making the pen protrude from the opening by the predetermined length or more.
上述の構成の電子ペンによれば、使用者は、芯体を電子ペンに装着するときには、電子ペン筐体の開口から挿入し、芯体に筆圧検出部が検出可能な範囲の力よりも大きい力を加える。すると、芯体保持部は、芯体を電子ペン筐体の開口から所定の長さ分だけ突出可能となる状態で保持する。 According to the electronic pen having the above-described configuration, when the core body is attached to the electronic pen, the user inserts the core body through the opening of the electronic pen housing, and the force is greater than the force within the range that the pen pressure detection unit can detect in the core body. Apply great force. Then, the core body holding portion holds the core body in a state in which the core body can be projected from the opening of the electronic pen housing by a predetermined length.
そして、芯体を交換のために引き抜くようにする場合には、使用者は、芯体が芯体保持部に保持されている状態において、芯体に、再度、筆圧検出部が検出可能な範囲の力よりも大きい力を加える。すると、芯体保持部は、芯体の先端部を所定の長さ以上、電子ペンの開口から突出させる状態にする。したがって、使用者は、所定の長さ以上、電子ペンの開口から突出させられている芯体の先端部分を把持して、当該芯体を容易に取り外すことが可能となる。 Then, when the core body is pulled out for replacement, the user can detect the pen pressure detection unit again on the core body while the core body is held by the core body holding portion. Apply a force greater than the force of the range. Then, the core body holding portion makes the tip portion of the core body protrude from the opening of the electronic pen by a predetermined length or more. Therefore, the user can easily remove the core body by grasping the tip portion of the core body protruding from the opening of the electronic pen for a predetermined length or more.
図1は、この発明による電子ペンの実施形態の構成例を説明するための図である。この実施形態の電子ペン1の構成例は、アクティブ静電結合方式の電子ペンの場合であり、図1(A)は、この実施形態の電子ペン1のペン先側の縦断面図である。また、図1(B)は、この実施形態の電子ペン1の要部の構成を説明するための図である。また、図2は、この実施形態の電子ペン1のペン先側の構成を説明するための分解斜視図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration example of an embodiment of an electronic pen according to the present invention. The configuration example of the
この実施形態の静電容量方式の電子ペン1のペン筐体10は、ペン先側の第1の筐体部11と、後端側の第2の筐体部12とが、筒状結合部材13を介して結合されて構成されている。この実施形態では、第1の筐体部11と第2の筐体部12とは導電性材料、例えば金属で構成され、筒状結合部材13は、絶縁材料、例えば樹脂で構成されている。
In the
第1の筐体部11は、図1(A)に示すように、外径が一定の円筒形状部11aと、ペン先側に向かって徐々に先細となるようにテーパー状に形成されているテーパー部11bとを有する形状とされている。第2の筐体部12は、第1の筐体部11の円筒形状部11aの外径と等しい外径の円筒形状を有している。
As shown in FIG. 1A, the
筒状結合部材13は、その外周面の軸心方向の中ほどの位置には、当該外周側面から軸心方向に直交する方向に突出するリング状鍔部13Fが形成されている。そして、この筒状結合部材13の、リング状鍔部13Fよりも軸心方向の一方側であるペン先側から、第1の筐体部11が挿入されて嵌合されると共に、リング状鍔部13Fよりも軸心方向に後端側(ペン先側とは反対側)から、第2の筐体部12が挿入されて嵌合される。導電性材料からなる第1の筐体部11と第2の筐体部12とは、筒状結合部材13のリング状鍔部13Fの存在により接触することなく互いに電気的に分離(絶縁)されている状態となっている。
The
第1の筐体部11のペン先側には、図1(A)に示すように、絶縁性材料、例えば樹脂からなるフロントキャップ14が設けられている。このフロントキャップ14には、芯体21の径よりも若干大きい径の開口10aが形成されている。芯体21は、このフロントキャップ14の開口10aを通じて、電子ペン1のペン筐体10内に挿通される。
As shown in FIG. 1A, a
芯体21は、導電性材料、例えば導電性金属で構成され、図1(A)及び(B)に示すような棒状体からなる。導電性材料からなる芯体21と第1の筐体部11とは、図1(A)に示すように、絶縁材であるフロントキャップ14により、電気的に分離(絶縁)される。この実施形態の電子ペン1においては、第1の筐体部11は、図1(A)に示すように、芯体21の先端部21aよりも後端側を覆うように配されており、周辺電極を構成する。
The
第2の筐体部12の中空部内には、図1(A)に示すように、基板載置台部301にプリント基板31が載置された基板ホルダー30と、電源としての電池(図示は省略)が収納されている。
In the hollow portion of the
基板ホルダー30は、絶縁性の樹脂により構成され、電子ペン1の軸心方向となる長手方向において、基板載置台部301側とは反対側に、筆圧検出部保持部302を有している。基板ホルダー30は、図1(A)に示すように、ペン筐体10の中空部内に収納されたときに、電子ペン1の軸心方向となる長手方向に、筆圧検出部保持部302と、基板載置台部301とが連続する構成とされている。筆圧検出部保持部302は、内部の中空部に筆圧検出部5を構成する部品を収納する中空部を備える円筒形状とされる。基板載置台部301は、プリント基板31を載置して保持するボート状の形状であって、筒状体を軸芯方向に略半分切断したような形状とされている。
The
この例の筆圧検出部5は、芯体21に印加される筆圧に応じて静電容量が変化する容量可変コンデンサを用いた場合であり、図1(A)に示すように、誘電体51と、端子部材52と、導電部材53と、導電部材53を保持する保持部材54と、弾性部材55とからなる。端子部材52と導電部材53とは、誘電体51を介して互いに対向するように配設され、端子部材52が容量可変コンデンサの第1の電極を構成し、導電部材53が容量可変コンデンサの第2の電極を構成する。導電部材53は弾性部材55により常時誘電体51から離間する方向に弾性的に変位されている。
In this example, the pen
芯体21に筆圧が印可されたときには、その筆圧が保持部材54に伝達されて、この保持部材54に保持されている導電部材53が、弾性部材55の偏倚力に抗して誘電体51に接触するようになり、その接触面積が筆圧に応じて変化する。筆圧検出部5の容量可変コンデンサは、誘電体51と導電部材53との接触面積に応じた静電容量を呈する。したがって、筆圧検出部5は、容量可変コンデンサの静電容量として、筆圧を検出することができる。
When a writing pressure is applied to the
基板ホルダー30は、筆圧検出部保持部302が芯体21側となるように、ペン筐体10内に収納される。そして、この実施形態では、筆圧検出部保持部302に、筆圧伝達部材40が結合され、芯体21に印加される力(筆圧)は、この筆圧伝達部材40を介して、筆圧検出部保持部302の筆圧検出部5に伝達されるように構成されている。
The
この実施形態では、図1(A)に示すように、基板ホルダー30の筆圧検出部保持部302の一部が、筒状結合部材13の一部と嵌合することで、基板ホルダー30の筆圧検出部保持部302と筒状結合部材13とが結合されて構成されている。基板ホルダー30は、図1(A)に示すように、筆圧検出部保持部302が、軸心方向において、筒状結合部材13と嵌合結合されることで、ペン筐体10内において軸心方向に移動しないように位置規制されている。
In this embodiment, as shown in FIG. 1A, a part of the pen pressure detection
この実施形態では、プリント基板31上には、芯体21から送出する信号を発生する信号発生回路および当該信号発生回路からの信号の芯体21への送信を制御する制御回路を構成するIC(Integrate Circuit)及びその周辺回路部品が設けられている。
In this embodiment, on the printed
筆圧伝達部材40は、この実施形態では、図1(A)、(B)及び図2に示すように、筆圧伝達部本体41と、芯体保持部42とで構成される。筆圧伝達部本体41は、筆圧検出部5の保持部材54の嵌合凹部54aに嵌合される嵌合部411と、芯体保持部42を収納する収納凹部412とを備えている。収納凹部412の周側面には、図1(B)及び図2に示すように、係合貫通孔412a及び412bが形成されている。
In this embodiment, the pen
芯体保持部42は、図1(B)及び図2に示すように、芯体21の先端部21aとは反対側が挿入される凹孔42cを備えると共に、筆圧伝達部本体41の係合貫通孔412a及び412bと係合する突部42a及び42bを備える。
As shown in FIGS. 1B and 2, the core
そして、この実施形態では、筆圧伝達部本体41の収納凹部412内には、衝撃荷重を吸収するための弾性部材、この例では、コイルばね43が設けられている状態で、当該収納凹部412内に、芯体保持部42が軸心方向に挿入され、筆圧伝達部本体41の係合貫通孔412a及び412bに、突部42a及び42bが係合することで、芯体保持部42が筆圧伝達部本体41の収納凹部412内に係止される。
Then, in this embodiment, an elastic member for absorbing an impact load, in this example, a
衝撃荷重吸収用のコイルばね43は、筆圧検出部5の筆圧検出が可能な範囲の力(筆圧)では伸縮せず、また、芯体21が芯体保持部42に保持されるときに印可される力の範囲でも伸縮せず、例えば電子ペン1が誤って落下して芯体21の先端部21aに、芯体21が芯体保持部42に保持されるときに印可される力の範囲の力以上の衝撃荷重が印可されたようなときに伸縮して、当該衝撃荷重を吸収するようにするような構成を備える。
When the
芯体保持部42は、芯体21に対する保持状態制御機構部を備える。保持状態制御機構部は、筆圧検出部5が筆圧を検出可能な範囲の力よりも大きい力で芯体21が挿入されたときに、芯体21を、その先端部21aがペン筐体10の開口10aから、電子ペン1の使用状態において適切となる所定の長さ分だけ突出可能となる状態で保持すると共に、当該保持している芯体21に、さらに、再度、筆圧検出部5が筆圧を検出可能な範囲の力よりも大きい力が加わったときに、芯体21の先端部21aを前記所定の長さ以上、ペン筐体10の開口10aから突出させる状態にするように働く。
The core
この実施形態では、保持状態制御機構部は、プッシュラッチ機能を備える構成とされており、保持している芯体21に、さらに、筆圧検出部5が筆圧検出可能な範囲の力よりも大きい力が加わったときに、芯体21の保持を解除して、芯体21をペン筐体10の開口10aから飛び出させて、芯体21の先端部21aを所定の長さ以上、ペン筐体10の開口10aから突出させる状態にする。すなわち、この実施形態では、芯体保持部42の凹孔42c内には、図1(B)に示すように、プッシュラッチ機構部420が設けられている。このプッシュラッチ機構部420の構成例及びその動作については、後述する。
In this embodiment, the holding state control mechanism unit is configured to have a push latch function, and the force on the holding
この実施形態では、筆圧伝達部本体41は、導電性材料、例えばSUS(Steel Special Use Stainless)からなり、また、芯体保持部42は、例えば導電性材料、例えば導電性金属粉末が混入された樹脂からなる。そして、前述したように、筆圧伝達部本体41の嵌合部411が筆圧検出部5の保持部材54の嵌合凹部54aに嵌合されることにより、芯体21に印加される力(筆圧)が筆圧検出部5に伝達される。
In this embodiment, the pressure transmitting portion
そして、図1(A)及び図2に示すように、当該筆圧伝達部材40の筆圧伝達部本体41と基板ホルダー30の筆圧検出部保持部302との間に、導電性金属などの導電性材料からなる弾性部材の例としてのコイルばね22が設けられ、このコイルばね22により、基板ホルダー30に対して常に芯体21側に付勢されるように構成されている。このコイルばね22は、後述する導体端子部材23と共に、プリント基板31に配設されているICの信号発信回路からの信号を芯体21に伝達するための電気的接続用部材を構成するものである。
Then, as shown in FIGS. 1A and 2, a conductive metal or the like is formed between the pressure transmitting portion
すなわち、図1(A)に示すように、導電性材料からなる芯体保持部42を収納した筆圧伝達部本体41の嵌合部411をその先端に備える棒状部413に導電性のコイルばね22が装着された後、筆圧伝達部本体41の棒状部413は、基板ホルダー30の筆圧検出部保持部302内の筆圧検出部5の保持部材54に嵌合される。
That is, as shown in FIG. 1A, a conductive coil spring is formed on a rod-shaped
この場合に、この実施形態では、図1(A)及び図2に示すように、基板ホルダー30の筆圧検出部保持部302には、筆圧伝達部本体41の棒状部413が挿入される開口部302a側を覆うように、導電性を有する材料、例えばSUSからなる導体端子部材23が装着されている。
In this case, in this embodiment, as shown in FIGS. 1A and 2, the rod-shaped
この導体端子部材23は、図2(A)及び(B)に示すように、基板ホルダー30の筆圧検出部保持部302の開口部302a側を覆い、かつ、筆圧伝達部本体41の棒状部413が挿通する貫通孔231aを備える当接板部231と、この当接板部231に対して直交し、互いに対向する取り付け用板部232,233とを備えている。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
また、導体端子部材23には、基板ホルダー30の筆圧検出部保持部302の部分を跨いで、基板載置台部301の部分まで延伸する延伸部234が設けられている。この延伸部234の先端部には、この例では、プリント基板31の裏面に例えば半田付けされる端子部234aが形成されている。
Further, the
そして、導体端子部材23が基板ホルダー30の筆圧検出部保持部302に装着された状態においては、図1(A)に示すように、導体端子部材2の延伸部の234の先端の端子部234aは、基板ホルダー30の基板載置台部301に載置されているプリント基板31の裏面側の導体と当接し、例えば半田付けされる。これにより、導体端子部材23とプリント基板31の表面に形成されている信号発生回路とが電気的に接続される。
Then, in a state where the
そして、導体端子部材23は、導電性を有するコイルばね22を介して導電性を有する筆圧伝達部材40に電気的に接続されているので、筆圧伝達部材40の芯体保持部42に保持された芯体21は、プリント基板31の信号発信回路と電気的に接続されることになり、信号発信回路からの信号が芯体21に供給される状態となる。
Since the
なお、この実施形態では、プリント基板31に形成されているICと、周辺電極を構成する第1の筐体部11は、図1(B)に示すように、第2の筐体部12とは絶縁される状態で配設されている、例えば導電体金属からなる接続端子導体16を通じて電気的に接続されている。第1の筐体部11で構成される周辺電極は、例えば位置検出センサからの信号を静電結合により受信して、芯体21から送出する信号の送信タイミングを制御したり、電子ペン1の傾き検出のための信号を位置検出センサ側に送出したりする用途に用いられる。
In this embodiment, the IC formed on the printed
[芯体保持部42の保持状態制御機構部の例としてのプッシュラッチ機構部の説明]
この例のプッシュラッチ機構部420は、公知文献(例えば特開2003−173844号公報や特開2005−294203号公報等参照)に開示されているものと同等の構成を備えるもので、この例では、図1(B)に示すように、芯体保持部42の凹孔42c内の、円周方向の所定の角度位置において、軸心方向に沿って設けられている。
[Explanation of push latch mechanism as an example of holding state control mechanism of core holding portion 42]
The push
この例のプッシュラッチ機構部420は、スライダ421と、例えばコイルばねで構成される戻しばね422と、芯体21を係止保持するためのロックばね部材423と、カム機構部424とを備えて構成されている。
The push
スライダ421は、戻しばね422により、常時、芯体21が挿入される芯体保持部42の凹孔42cの開口側に弾性的に偏倚されている。そして、スライダ421は、芯体21の先端部21a側とは反対側の端部と係合する段部421aを備える。芯体21が凹孔42c内に挿入されて、所定の力により凹孔42cの奥の方に向かって押し込まれると、芯体21の端部が段部421aと係合し、戻しばね422の弾性力に抗して軸心方向に移動する。
The
ロックばね部材423は、スライダ421に設けられており、芯体保持部42の凹孔42cに挿入される芯体21を保持するようにするための部材である。図1(B)及び図2に示すように、この実施形態では、芯体21の先端部21a側とは反対側の所定の位置には、ロックばね部材423と係合する凹溝21bが形成されている。芯体21が凹孔42c内に押し込まれて、スライダ421が移動すると、ロックばね部材423が芯体21の凹溝21bに係合して、その位置で芯体21は、芯体保持部42の凹孔42c内に保持される。
The
芯体21の凹溝21bの形成位置は、当該凹溝21bがロックばね部材423と係合して芯体21が芯体保持部42の凹孔42c内に保持されたときに、電子ペン1のペン筐体10の開口10aから突出する先端部21aの突出長さが、電子ペン1の使用時に適切な長さとなるような位置とされている。
The position of forming the
カム機構部424は、スライダ421に設けられており、詳細構成は図示を省略するが、保持されている芯体21が、戻しばね422の弾性力に抗して再度凹孔42c内に押し込まれるように力を受けた時に、ロックばね部材423と凹溝21bとによる芯体21の保持状態を解除して、戻しばね422の弾性力により、芯体21が、凹孔42c外に押し戻されるようにする機能を備えている。
The
この場合に、戻しばね422は、その弾性力が、筆圧検出部5で検出可能な力(筆圧)よりも大きな力を受けたときに、弾性的に収縮してスライダ421を凹孔42c内の奥の方に移動可能となるようなものが用いられている。したがって、芯体21が芯体保持部42に保持されているときには、芯体21に印可される力が、筆圧検出部5で検出可能な力の大きさの範囲では、戻しばね422は収縮せず、芯体21に印可される筆圧が、そのまま筆圧伝達部材40を介して筆圧検出部5に伝達される。
In this case, when the elastic force of the
そして、芯体21が芯体保持部42に保持されているときに、芯体21に、筆圧検出部5で検出可能な力の大きさよりも大きい力がかかると、戻しばね422が収縮してスライダ421は凹孔42c内の奥の方に移動し、ロックばね部材423と凹溝21bとの係合が解除され、カム機構部424による機能及び戻しばね422の弾性力により、スライダ421が凹孔42cの開口側に戻される。これにより、芯体保持部42は、芯体21を、凹孔42c外に押し戻して飛び出させるように動作する。
Then, when the
[筆圧伝達部材40の芯体保持部42における芯体21の保持制御動作の説明]
以上のように構成されている電子ペン1における芯体21の装着及び取り外しについての動作について説明する。また、この実施形態では、芯体21が芯体保持部42に装着されている場合において、電子ペン1の落下等による芯体21への衝撃荷重がかかったときの保護動作についても併せて説明する。
[Explanation of the holding control operation of the
The operation of attaching and detaching the
この実施形態の電子ペン1における筆圧検出部5で検出可能な力(筆圧)の範囲と、芯体保持部42の戻しばね422の弾性力及び衝撃吸収用のコイルばね43の弾性力の関係については上述したが、具体的な力の範囲の数値を示して、さらに説明する。
The range of the force (pen pressure) that can be detected by the pen
すなわち、上述したように、芯体保持部42の戻しばね422は、筆圧検出部5で検出可能な範囲の力では収縮せず、筆圧検出部5の検出可能な範囲の力よりも大きい力がかかったときに収縮可能となり、芯体21の装着及び取り外しが可能、つまり、芯体21の交換が可能となるように構成されている。
That is, as described above, the
また、衝撃吸収用のコイルばね43は、筆圧検出部5で検出可能な範囲の力では収縮しない。したがって、筆圧検出部5で検出可能な範囲の力(筆圧)は、筆圧伝達部材40を介して、そのまま筆圧検出部5に伝達される。また、衝撃吸収用のコイルばね43は、芯体保持部42で芯体21の装着及び取り外し時に係る力の範囲でも収縮しない。したがって、芯体21の装着及び取り外しが、衝撃吸収用のコイルばね43に関係なくできる。
Further, the shock absorbing
そして、衝撃吸収用のコイルばね43は、筆圧検出部5で検出可能な範囲の力よりも大きく、かつ、芯体保持部42で芯体21の装着及び取り外し時に係る力よりも、大きな力、例えば衝撃荷重がかかったときに収縮することが可能であるように構成されている。
The shock absorbing
この例では、筆圧検出部5は、0〜500グラムの範囲の力(筆圧)を検出することが可能である。そして、芯体保持部42では、500グラム〜2000グラムの範囲の力が芯体21にかかることで、当該芯体21の装着及び取り外しが可能となる。さらに、2000グラム以上の力がかかると、衝撃吸収用のコイルばね43が収縮して衝撃を吸収し、筆圧検出部5を保護する。
In this example, the pen
次に、芯体21の装着及び取り外し、さらに、衝撃荷重に対する筆圧検出部5の保護動作について説明する。図3は、この実施形態の電子ペン1における芯体21の装着及び取り外しについての動作及び衝撃荷重に対する保護動作を説明するための図であり、電子ペン1における基板ホルダー30、筆圧検出部5及び筆圧伝達部材40を模式的に示した図である。
Next, the attachment / detachment of the
図3(A)に示すように、芯体21が電子ペン1のペン筐体10の開口10aから挿入され、この芯体21の先端部が机の面に押し当てられるなどされて、500グラム〜2000グラムの範囲の力が芯体21にかかると、戻しばね422が収縮して、プッシュラッチ機構部420が動作し、芯体21は、図3(B)に示すように、芯体保持部42に保持され、芯体21の先端部21aが所定の長さだけ突出する使用状態になる。
As shown in FIG. 3A, the
この保持状態において、図3(C)に示すように、再度、芯体21の先端部21aが机の面に押し当てられるなどされて、芯体21に500グラム〜2000グラムの範囲の力がかかると、戻しばね422が収縮して、プッシュラッチ機構部420が動作し、芯体21は、図3(D)に示すように、芯体保持部42による保持が解除されて、図3(B)及び(C)の使用状態の所定の長さよりも大きい長さに亘って、芯体21がペン筐体10の開口10aから大きく飛び出すような状態とされる。したがって、使用者は、使用状態よりも長く飛び出している芯体21の先端部21aを把持して、芯体21を容易に電子ペン1から取り外して交換することが可能となる。
In this holding state, as shown in FIG. 3C, the
また、図3(B)に示すように芯体21が芯体保持部42に保持されている状態において、電子ペン1が落下したときなど、図3(E)に示すような大きな力IMが芯体21に加わったときには、衝撃吸収用のコイルばね43が、図3(E)に示すように収縮して、衝撃荷重の力IMが吸収されて、筆圧検出部5に伝達されないようにされる。したがって、筆圧検出部5は、衝撃荷重から保護される。
Further, when the
以上のように、上述の実施形態の電子ペン1は、芯体保持部42が、芯体21に対する保持状態制御機構部として、プッシュラッチ機構部420を備えるので、芯体21の装着及び取り外しを、容易に行うことができる。特に、芯体21の取り外しのために、芯抜き具を必要としないので、非常に便利である。
As described above, in the
また、上述の実施形態の電子ペン1においては、筆圧伝達部材40は、芯体保持部42と筆圧伝達部本体41との間に衝撃吸収用のコイルばね43を設けているので、電子ペン1を落下させてしまった場合等に衝撃荷重が芯体21に加わったときにも、筆圧検出部5を保護することができるという効果を奏する。
Further, in the
[上述の実施形態の変形例]
上述の実施形態では、筆圧伝達部材40の芯体保持部42の保持状態制御機構部として、プッシュラッチ機構部420を用いた構成としたが、芯体保持部42の保持状態制御機構部は、これに限られるものではない。
[Modified example of the above-described embodiment]
In the above-described embodiment, the push
図4は、芯体保持部42の保持状態制御機構部の他の構成例を示すもので、この例は、いわゆるノック式ボールペンのノック機構を、保持状態制御機構部として応用した例である。なお、図4では、上述の実施形態の筆圧伝達部材40と同一の部分には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
FIG. 4 shows another configuration example of the holding state control mechanism unit of the core
この図4の例の筆圧伝達部材40Aは、筆圧伝達部本体41の収納凹部412内に、衝撃吸収用のコイルばね43を介して芯体保持部42Aが収納される構成は、上述の実施形態と同様である。この図4の例の筆圧伝達部材40Aの芯体保持部42Aにおいては、上述の例のプッシュラッチ機構部の代わりに、ノック機構部44が設けられる。なお、説明のために、図4では、ノック機構部44の部分は、破断せずに示してある。
The pen
この例の芯体保持部42Aのノック機構部44は、図4に示すように、芯体保持部42Aの凹孔42Ac内に、円柱状形状の回転カム441が戻しばね442により、常時、凹孔42Acの開口側に弾性的に偏倚されている状態で収納される。
As shown in FIG. 4, in the
そして、芯体保持部42Aの凹孔42Ac内には、さらに、回転カム441と軸心方向に係合する押下部材443が収納される。押下部材443が戻しばね422の弾性力に抗して押下されると、回転カム441はその軸心中心線を中心として回転するように構成されている。この構成は、ノック式ボールペンのノック機構の構成として公知であるので、ここでは詳細な説明は省略する。
Further, a pressing
回転カム441と押下部材443とは、戻しばね442の弾性力により軸心方向に係合するように配されている。押下部材443のペン先側には、嵌合孔443aが形成されており、この嵌合孔443aに、芯体21の先端部21aとは反対側の端部が嵌合されるようにされている。
The
そして、この例の芯体保持部42Aにおいては、凹孔42Acの内壁面には、軸心方向の突条444が、円周方向に複数個形成されている。複数個の突条444の隣り合うものの間の凹溝には、押下部材443に設けられている突起と係合する突起が形成されており、押下部材443が芯体保持部42Aから抜け落ちないようにされている。そして、回転カム441には、凹孔42Aaの内壁面の突条444と係合する複数個の突条441a(図4では、黒く塗り潰して示してある)が、当該円柱状形状の回転カム441の周囲側面に形成されている。
In the core
この図4の例の場合、芯体21は、ノック機構部44のノック棒の役割をするものとなる。そして、戻しばね442は、その弾性力が、上述の実施形態のプッシュラッチ機構部420の戻しばね422と同様に、筆圧検出部5で検出可能な範囲の力(筆圧)よりも大きな力を受けた時に、収縮可能となるように構成されている。
In the case of the example of FIG. 4, the
この図4の例においては、芯体21が押し込まれていない使用状態の前の状態では、図4(B)に示すように、回転カム441の突条441aは、芯体保持部42Aの凹孔42Acの内壁面に形成されている突条444の隣接するものの間の凹溝に入り込んだ状態となっており、戻りばね442の弾性力により、押下部材443が、芯体保持部42Aの凹孔42Ac内において、最も、ペン先側となる位置となっている。このときには、芯体21は、押下部材443の嵌合孔443aに保持されているものの、先端部21aのほとんどが電子ペン1のペン筐体10の開口10aから突出する状態となっている。すなわち、図4(A)に示す使用状態よりも、芯体21の先端部21a側がより長く突出する状態となっている。
In the example of FIG. 4, in the state before the use state in which the
この状態で、芯体21の先端部21a側を、机の面に押し当てるなどして、芯体21の先端部21a側に、筆圧検出部5で検出可能な範囲の力(筆圧)よりも大きな力を印可すると、芯体保持部42のノック機構部44では、押下部材443及び回転カム441が戻しばね442の弾性力に抗して、芯体保持部42Aの凹孔42Ac内の奥まで移動させられる。すると、回転カム441の凹孔42Ac内の突条444の間の凹溝との係合が解除されて、回転カム441が回転して、図4(A)に示すように、凹孔42Ac内の突条444と係合する状態でロックされる。このとき、芯体21は、押下部材443に保持されているので、図4(A)に示すように、電子ペン1の使用状態において、適切となる長さ分だけ、先端部21aがペン筐体10の開口10aから突出する状態となる。
In this state, the
なお、この図4(A)に示す使用状態においては、押下部材443は凹孔42Ac内において係止されていないので、そのままでは、芯体21は、その先端部21a側が図4(B)に示す状態になることができる状態となる。しかし、この実施形態では、電子ペン1のペン筐体10の開口側のフロントキャップ14の芯体21との対向面には、図4(A)及び(B)に示すように、芯体21の先端部21aを弾性的に支持する弾性部材45が設けられており、芯体21の先端部21aは、図4(A)の状態を維持するように構成されている。弾性部材45としては、例えば弾性ゴムやウレタン樹脂など、芯体21の先端部21aを係止することができるものであれば、どのようなものであって良い。
In the used state shown in FIG. 4 (A), the pressing
この図4(A)に示す使用状態から、芯体21を交換のために取り出すには、芯体21の先端部21a側を、机の面に押し当てるなどして、再度、芯体21の先端部21a側に、筆圧検出部5で検出可能な範囲の力(筆圧)よりも大きな力を印可する。すると、押下部材443及び回転カム441が戻しばね442の弾性力に抗して、凹孔42Ac内の奥まで移動させられて、回転カム441の凹孔42Ac内の突条444との係合が解除され、回転カム441が回転して、図4(B)に示すように、回転カム441の突条441aは、凹孔42Acの内壁面に形成されている突条444の隣接するものの間の凹溝に入り込むことが可能な状態になる。
In order to take out the
そのため、戻しばね442の弾性力により回転カム441がペン先側に移動し、図4(B)に示すように、押下部材443を凹孔42Ac内において、最も、ペン先側となる位置に戻すようにする。これにより、図4(B)に示すように、芯体21は、先端部21aのほとんどが電子ペン1のペン筐体10の開口10aから突出する状態となるようにされる。したがって、使用者は、この突出している芯体21の先端部21aをつまんで、芯体21を押下部材443の嵌合孔443aから引き抜くことで、電子ペン1から容易に取り外すことができる。
Therefore, the
なお、この図4の例においても、衝撃吸収用のコイルばね43により、衝撃荷重が芯体21に印可されたときには、上述の実施形態と同様にして、衝撃荷重を吸収して、筆圧検出部5を保護するようにすることができるものである。
Also in the example of FIG. 4, when the impact load is applied to the
[他の実施形態]
以上の実施形態は、この発明を、アクティブ静電結合方式の電子ペンに適用した場合であったが、この発明は、電磁誘導方式の電子ペンにも同様にして適用できるものである。
[Other Embodiments]
The above embodiment is a case where the present invention is applied to an active electrostatic coupling type electronic pen, but the present invention can be similarly applied to an electromagnetic induction type electronic pen.
図5は、この発明を電磁誘導方式の電子ペンに適用した場合の要部の構成を説明するための図である。すなわち、電磁誘導方式の電子ペンに適用した場合においては、図5に示すように、芯体21Bは、コイル61が巻回された磁性体コア、例えばフェライトコア62に形成されている貫通孔62aを挿通される。なお、電磁誘導方式の電子ペンでは、芯体21Bは、導電性を備えなくてよく、例えば硬質の樹脂などで構成される。
FIG. 5 is a diagram for explaining a configuration of a main part when the present invention is applied to an electromagnetic induction type electronic pen. That is, when applied to an electromagnetic induction type electronic pen, as shown in FIG. 5, the
そして、図5の例では、電子ペンの筐体内の空間の軸心方向において、フェライトコア62のペン先側とは反対側に、前述したプッシュラッチ機構部420を用いた芯体保持部42を筆圧伝達部本体41に収納した筆圧伝達部材40を設けて、フェライトコア62の貫通孔62aを挿通した芯体21の端部を、芯体保持部42に保持させるように構成する。
Then, in the example of FIG. 5, in the axial direction of the space inside the housing of the electronic pen, the core
この構成により、図5の電磁誘導方式の電子ペンの例においても、上述した実施形態と同様の作用効果を得られるものである。なお、筆圧伝達部材40の代わりに、図4の例の筆圧伝達部材40Aを用いることができることは言うまでもない。
With this configuration, even in the example of the electromagnetic induction type electronic pen of FIG. 5, the same action and effect as those of the above-described embodiment can be obtained. Needless to say, the pen
[その他の実施形態又は変形例]
なお、上述のアクティブ静電結合方式の電子ペンの実施形態では、周辺電極を備える構成としたが、周辺電極は必須のものではないことは言うまでもない。
[Other Embodiments or Modifications]
In the above-described embodiment of the active electrostatic coupling type electronic pen, a peripheral electrode is provided, but it goes without saying that the peripheral electrode is not essential.
また、上述の実施形態では、芯体保持部42は、筆圧伝達部材に設けるようにしたが、筆圧伝達部材を省略して、芯体保持部は、筆圧検出部に設けてもよい。すなわち、筆圧検出部が、保持状態制御機構部を備える芯体保持部を備える構成としてもよい。例えば、上述の実施形態における筆圧検出部5の保持部材54の嵌合凹部54aに、前述したプッシュラッチ機構部やノック式ボールペンのノック機構などの保持状態制御機構部を設け、この嵌合凹部54aに芯体21の端部を挿入させるようにして、保持状態制御機構部により芯体21の保持状態を制御するように構成してもよい。
Further, in the above-described embodiment, the core
なお、筆圧検出部は、上述ような構成のものに限られるものではなく、例えば容量可変コンデンサをMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)素子からなる半導体チップで構成したもの(例えば特許文献(特開2013−161307号公報)参照)を用いてもよい。 The pen pressure detection unit is not limited to the one having the above-mentioned configuration, and for example, the capacitance variable capacitor is composed of a semiconductor chip composed of a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) element (for example, Patent Document (Japanese Patent Laid-Open No. 2013). -1613007)) may be used.
また、芯体保持部が備える保持状態制御機構部は、上述したプッシュラッチ機構部やノック機構部を用いたものに限られるわけではなく、その他種々の構成が可能である。 Further, the holding state control mechanism portion provided in the core body holding portion is not limited to the one using the push latch mechanism portion and the knock mechanism portion described above, and various other configurations are possible.
1…電子ペン、5…筆圧検出部、10…筐体、21…芯体、30…基板ホルダー、31…プリント基板、40,40A…筆圧伝達部材、41…筆圧伝達部本体、42…芯体保持部、43…衝撃吸収用のコイルばね、44…ノック機構部、420…プッシュラッチ機構部 1 ... Electronic pen, 5 ... Pen pressure detector, 10 ... Housing, 21 ... Core body, 30 ... Board holder, 31 ... Printed circuit board, 40, 40A ... Pen pressure transmission member, 41 ... Pen pressure transmission unit body, 42 ... Core body holding part, 43 ... Coil spring for shock absorption, 44 ... Knock mechanism part, 420 ... Push latch mechanism part
Claims (11)
前記芯体が、ペン筐体の開口から挿入されて、先端部が、前記開口から突出可能に装着される芯体保持部と、
前記芯体の前記先端部に印可される力を検出する筆圧検出部と、
を備え、
前記芯体保持部は、前記筆圧検出部が検出可能な範囲の力よりも大きい力で前記芯体が挿入されたときに、前記芯体を、前記先端部が前記開口から所定の長さ分だけ突出可能となる状態で保持すると共に、前記保持している前記芯体に、前記筆圧検出部が検出可能な範囲の力よりも大きい力が加わったときに、前記芯体の先端部を前記所定の長さ以上、前記開口から突出させる状態にする保持状態制御機構部を備える
ことを特徴とする電子ペン。 With the core
A core body holding portion in which the core body is inserted through the opening of the pen housing and the tip portion is mounted so as to project from the opening.
A pen pressure detection unit that detects the force applied to the tip of the core body,
With
When the core body is inserted with a force larger than the force within the range that the pen pressure detection unit can detect, the core body holding portion has a predetermined length of the core body and the tip portion of the tip portion from the opening. It is held in a state where it can be projected by the amount, and when a force larger than the force within the range that can be detected by the pen pressure detecting unit is applied to the holding core body, the tip portion of the core body is applied. An electronic pen comprising a holding state control mechanism unit that allows the pen to protrude from the opening for a predetermined length or longer.
ことを特徴とする請求項1に記載の電子ペン。 The electronic pen according to claim 1, wherein the core holding portion is included in the pen pressure detecting portion.
前記芯体保持部は、前記筆圧伝達部材に設けられる
ことを特徴とする請求項1に記載の電子ペン。 A pen pressure transmission member for transmitting the force applied to the core body to the pen pressure detection unit is provided.
The electronic pen according to claim 1, wherein the core body holding portion is provided on the pen pressure transmitting member.
ことを特徴とする請求項1に記載の電子ペン。 When the core body is inserted with a force larger than the force within the range that can be detected by the pen pressure detection unit, the holding state control mechanism unit of the core body holding portion causes the core body to be inserted by the tip portion. When the core body is held in a state where it can be projected from the opening by a predetermined length and a force larger than the force within the detectable range of the pen pressure detecting unit is applied to the holding core body. The electronic pen according to claim 1, wherein the holding of the core body is released so that the tip end portion of the core body is projected from the opening by the predetermined length or more.
ことを特徴とする請求項1に記載の電子ペン。 When the core body is inserted with a force larger than the force within the range that can be detected by the pen pressure detection unit, the holding state control mechanism unit of the core body holding portion causes the core body to be inserted by the tip portion. When the core body is held in a state where it can be projected from the opening by a predetermined length and a force larger than the force within the detectable range of the pen pressure detecting unit is applied to the holding core body. The electronic pen according to claim 1, wherein the tip portion of the core body is brought out from the opening by a predetermined length or more while maintaining the holding of the core body.
前記芯体保持部と前記筆圧伝達部本体との間に、弾性部材が設けられている
ことを特徴とする請求項3に記載の電子ペン。 The pen pressure transmission member is composed of the core body holding portion and the pen pressure transmission portion main body arranged side by side along the axial direction of the core body.
The electronic pen according to claim 3, wherein an elastic member is provided between the core body holding portion and the pen pressure transmitting portion main body.
ことを特徴とする請求項6に記載の電子ペン。 In the elastic member, a force larger than a force larger than a force in a range that can be detected by the pen pressure detecting unit on which the holding state control mechanism unit of the core body holding portion works can be applied to the tip end side of the core body. The electronic pen according to claim 6, wherein when the pen is elastically displaced, it operates so as to absorb the larger force.
ことを特徴とする請求項1に記載の電子ペン。 The core body engages with the engaging portion of the holding state control mechanism portion of the core body holding portion when the core body is inserted with a force larger than a force within a range that can be detected by the pen pressure detecting portion. The electronic pen according to claim 1, further comprising an engaging portion for holding the tip portion in a state in which the tip portion can protrude from the opening by a predetermined length.
ことを特徴とする請求項1に記載の電子ペン。 The pen pressure detecting unit detects the force applied to the core body as a change in the capacitance of a capacitor having a configuration in which the first electrode and the second electrode face each other with a dielectric sandwiched between them. The electronic pen according to claim 1.
ことを特徴とする静電容量方式の請求項1に記載の電子ペン。 The electronic pen according to claim 1, wherein the core body is made of a conductive material and transmits a signal through the core body.
ことを特徴とする電磁誘導方式の請求項1に記載の電子ペン。 The first aspect of the electromagnetic induction method, wherein the core body is inserted through a through hole formed in a magnetic body core around which a coil is wound and held by the core body holding portion. Electronic pen.
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