JP2023073032A - 入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】入力部材を有する入力具と予備の入力部材とを有する入力装置を提供する。【解決手段】入力装置１が、軸筒１０と軸筒１０の前端部に配置された入力部材１１とを有する入力具２と、軸筒１０の前端部に嵌合可能なキャップ３と、を具備し、キャップ３がキャップ本体３０とカバー部材３１とを有し、キャップ本体３０の前端部に対して予備の入力部材１１が取り付けられ、予備の入力部材１１を覆うようにキャップ本体３０に対してカバー部材３１が取り付けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、入力装置に関する。

筆記具と、静電容量方式又は感圧式のスタイラス又はタッチペン等の入力具とが、一体となった入力装置が公知である（特許文献１参照）。特許文献１に記載の入力装置では、キャップの先端部に対して入力部材が取り付けられている。

特開２０１９－２１９９３０号公報

一般に、スタイラス又はタッチペン等の入力具は入力部材を有し、入力部材はタッチパネル等の画面に対する繰り返しの擦過によって摩耗する。特に、特許文献１の入力部材は半球状のゴム製であり、半球状の表面には導電性繊維が植毛されている。導電性繊維は、繰り返しの摩耗によって剥がれてしまう虞がある。摩耗等によって入力部材が破損すると、画面に対する入力ができない虞がある。このとき、予備の入力部材が手元にあると素早く交換できることから好ましい。

本発明は、入力部材を有する入力具と予備の入力部材とを有する入力装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、第１軸部材と前記第１軸部材の前端部に配置された入力部材とを有する入力具と、前記第１軸部材の前端部に嵌合可能なキャップと、を具備し、前記キャップがキャップ本体とカバー部材とを有し、前記キャップ本体の前端部に対して予備の入力部材が取り付けられ、前記予備の入力部材を覆うように前記キャップ本体に対して前記カバー部材が取り付けられていることを特徴とする入力装置が提供される。

前記カバー部材が前記キャップに対して螺合していてもよい。前記入力部材の表面には導電性繊維が植毛されていてもよい。前記カバー部材には、内部に配置された前記予備の入力部材を視認するための貫通孔が設けられていてもよい。

本発明の態様によれば、入力部材を有する入力具と予備の入力部材とを有する入力装置を提供するという共通の効果を奏する。

図１は、本発明の実施形態による入力装置の側面図である。 図２は、図１の入力装置の縦断面図である。 図３は、図１の入力装置の入力具の側面図である。 図４は、図１の入力装置の入力具の分解縦断面図である。 図５は、図１の入力装置の入力具の後端部の斜視図である。 図６は、軸筒と尾栓との嵌合の過程を示す模式図である。 図７は、図１の入力装置のキャップの分解縦断面図である。 図８は、筆記具を備えた図１の入力装置の縦断面図である。 図９は、筆記具の側面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳細に説明する。全図面に亘り、対応する構成要素には共通の参照符号を付す。

図１は、本発明の実施形態による入力装置１の側面図であり、図２は、図１の入力装置１の縦断面図である。図３は、図１の入力装置１の入力具２の側面図であり、図４は、図１の入力装置１の入力具２の分解縦断面図である。図５は、図１の入力装置１の入力具２の後端部の斜視図であり、特に図５（Ａ）は、軸筒１０と尾栓２０との嵌合直前の状態を示しており、図５（Ｂ）は、軸筒１０と尾栓２０との嵌合した状態を示している。

入力装置１は、入力具２とキャップ３とを有している。入力具２は、円筒状に形成された第１軸部材である軸筒１０と、軸筒１０の挿入端部である後端部から内部に挿入されて軸筒１０と嵌合する第２軸部材である尾栓２０と、軸筒１０の前端部に対して着脱可能に取り付けられた入力部材１１とを有している。なお、本明細書中では、入力装置１又は入力具２の軸線方向において、入力部材１１側を「前」側と規定し、入力部材１１とは反対側を「後」側と規定する。キャップ３については、閉鎖端側を「前」側と規定し、開口端側を「後」側と規定する。

図５に示されるように、軸筒１０は、頂点が丸められた正六角形の横断面形状を有している。軸筒１０の後端部と接続されることによって連続する尾栓２０の外形部２１も、同様に頂点が丸められた正六角形の横断面形状を有している。それによって、軸筒１０の外形、ひいては入力具２全体の外形が、一般的な鉛筆と同様の外形を呈している。そのため、例えば入力装置１を小学校又は中学校等の教育現場に導入するに際し、生徒及び教師にとってより受け入れやすくなる。

軸筒１０及び尾栓２０は、円形の横断面形状を有するようにしてもよいが、正六角形を含むその他多角形又は楕円形等の非円形の横断面形状を有することが好ましい。それによって、入力具２を机上等に置いたときの転がりを防止し、机上等からの落下を防止することができる。

軸筒１０の前端部には入力部材１１が嵌合可能な円筒状の嵌合部１３が設けられている。嵌合部１３の後方には嵌合部１３よりも大径の雄ねじ部１４が設けられている。軸筒１０の後端部の内周面には、第１係合凸部１５が環状に形成されている。第１係合凸部１５よりも後方の軸筒１０の内周面には、突起１６によって画成され、端部に向かって延びる溝状の６つの凹部１７が設けられている。６つの凹部１７は、周方向に沿って互いに等間隔に離間している。

入力部材１１は、略半球状且つキャップ状の部材である。入力部材１１の開口した後端部の外周面にはフランジ部１１ａが環状に設けられている。入力部材１１は、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、金属粉等の導電材料を含有する導電性ゴムから形成され、軸筒１０及び尾栓２０は、金属材、導電性樹脂材、金属粉末と混合された樹脂成形品等の導電材料から形成されている。それによって、軸筒１０及び尾栓２０を介して入力部材１１から使用者の手指までの導通が確保され、入力具２を静電容量方式のタッチペンとして使用することができる。入力部材１１の半球状の表面には導電性繊維が植毛されていてもよい。それによって、画面に対する入力部材１１の摩擦抵抗を低減させることができ、より滑らかで且つ精緻な入力操作をすることが可能となる。

入力部材１１は、円筒状の固定部材１２を介して軸筒１０に取り付けられる。具体的には、図４に示されるように、固定部材１２の内周面には、軸筒１０の雄ねじ部１４と螺合可能な雌ねじ部１２ａが設けられている。固定部材１２の前端部の内周面には、係止部１２ｂが環状に設けられている。入力部材１１を嵌合部１３に嵌合させた状態で、前方から固定部材１２を入力部材１１に対して挿入し、固定部材１２を軸筒１０に対して螺合させる。螺合が完了した状態では、入力部材１１の先端部が固定部材１２から突出し、且つ、入力部材１１のフランジ部１１ａが固定部材１２の係止部１２ｂに係止した状態となる。それによって、入力装置１の使用時、すなわち入力部材１１のタッチパネル等の画面に対する擦過動作によっても入力部材１１が外れることはない。

尾栓２０の前端部には、軸筒１０の挿入端部である後端部から内部に挿入される挿入部２２が形成されている。挿入部２２は、外形部２１よりも小径に形成されている。なお、図４では、尾栓２０のみ縦断面図ではなく側面図で示されている。挿入部２２の外周面には、軸線方向に延びる、具体的には外形部２１の前端面から前方に延びる２つの凸部２３が形成されている。２つの凸部２３は、尾栓２０の中心軸線に対して対称位置に配置されている。２つの凸部２３は、軸筒１０の凹部１７によって受容されるように構成されている。凸部２３の前端部には、凸部２３のその他の部分よりも幅広な幅広部２４が形成されている。なお、本明細書中で「幅」とは、円筒状の部材における外周面又は内周面において周方向に沿った方向における長さをいう。凸部２３よりも前方の挿入部２２の外周面には、２つの環状の第２係合凸部２５が軸線方向に離間して形成されている。

図６は、軸筒１０と尾栓２０との嵌合の過程を示す模式図である。図６では、凹部１７を画成する突起１６を周方向に展開したものに対して、凸部２３の位置を示している。図中、上方が入力装置１又は入力具２の前方であり、下方が入力装置１又は入力具２の後方である。

図６（Ａ）に示されるように、凹部１７は、凹部１７の幅が軸線方向における入口開口から奥に向かうに従って狭くなるように形成されている。すなわち、凹部１７において対向する突起１６の側面１８は、凹部１７の入口開口から奥に向かうに従って接近するように形成されている。したがって、凹部１７はテーパー状に形成されている。突起１６の先端部分、すなわち開口する凹部１７の入口近傍の部分には、外側に向かって凸状に形成された湾曲状の第１案内部１９が形成されている。他方、尾栓２０において、凸部２３の先端部分、特に幅広部２４の先端部分には、第１案内部１９と対応するように外側に向かって凸状に形成された湾曲状の第２案内部２６が形成されている。

図６（Ａ）は、軸筒１０に対して尾栓２０を挿入しようとしたとき、凹部１７と凸部２３とが周方向に一致せず、軸筒１０の第１案内部１９と尾栓２０の第２案内部２６とが当接した状態を示している。この状態で、軸筒１０に対して尾栓２０を軸線方向に沿って押し込むと、湾曲状の第１案内部１９及び湾曲状の第２案内部２６の互いの形状に起因して周方向の分力が発生し、尾栓２０が軸筒１０に対して中心軸線回りに回転する。すなわち、軸筒１０に対して尾栓２０を押し込むと、第１案内部１９と第２案内部２６とが協働し、凸部２３を周方向に移動させる（図６（Ｂ））。その結果、凸部２３が凹部１７内に案内される（図６（Ｃ））。このとき、正六角形の横断面形状である軸筒１０及び尾栓２０の対応する面が揃うように、軸筒１０の凹部１７及び尾栓２０の凸部２３の位置関係が決定されている。

図６（Ｃ）の状態から軸筒１０に対して尾栓２０をさらに押し込むと、凸部２３は、幅広部２４の両側面が凹部１７の側面１８と当接しながら前進する。側面１８は、凹部１７の入口開口から奥に向かうに従って狭くなるように形成されていることから、幅広部２４は、前進に応じて幅方向において弾性的に圧縮変形する（図６（Ｄ））。その結果、凹部１７と凸部２３とが嵌合する。

この一連の過程において、尾栓２０の２つの第２係合凸部２５は、軸筒１０の第１係合凸部１５を順次乗り越え、尾栓２０が軸筒１０から容易に抜けないように係止する。より後方の尾栓２０の第２係合凸部２５が、軸筒１０の第１係合凸部１５を乗り越えた瞬間に、尾栓２０の外形部２１の前端面が軸筒１０の後端面に当接する。それによって尾栓２０の挿入が規制されると共に、軸筒１０と尾栓２０との嵌合が完了する。凹部１７、及び凸部２３、ひいては幅広部２４は、軸筒１０及び尾栓２０の嵌合時に嵌合する。

特に図６（Ａ）乃至図６（Ｃ）を参照しながら説明したように、軸筒１０に対して尾栓２０を挿入しようとしたときに凹部１７と凸部２３とが周方向に一致しなかった場合でも、第１案内部１９と第２案内部２６とが協働して凹部１７と凸部２３とを周方向に一致させることができる。そのため、軸筒１０及び尾栓２０の挿入による嵌合をより容易に行うことができ、且つ、軸筒１０及び尾栓２０の各々の外面、具体的には正六角形の横断面形状を綺麗に整列させることができる。

第１案内部１９及び第２案内部２６はいずれも湾曲状であるが、第１案内部１９及び第２案内部２６のいずれか一方又は両方が、斜面状であってもよい。要するに、挿入された凸部２３が当接して凹部１７内に案内されるように構成されている限りにおいて、第１案内部１９及び第２案内部２６を任意に構成することができる。また、挿入された凸部２３が当接して凹部１７内に案内されるように構成されている限りにおいて、第１案内部及び第２案内部が両方設けられている必要はなく、第１案内部又は第２案内部のいずれか一方のみ設けられていてもよい。

図６（Ｄ）を参照しながら説明したように、凸部２３、特に幅広部２４が凹部１７に嵌合することから、軸筒１０及び尾栓２０の嵌合後のがたつきを抑制することができる。幅広部２４は全体として前方に向かってテーパー状に形成されていてもよい。この場合、テーパー状の幅広部２４は、奥に向かうに従って狭くなるように形成された凹部１７の側面１８の角度よりも急であることが好ましい。それによって幅広部２４は、軸筒１０に対して尾栓２０を押し込んだときに側面１８との当接によってより弾性変形し、幅広部２４を側面１８に対してより強く係止させることができる。

また、凸部２３の側面が軸線方向に亘って凹部１７の側面１８と当接するのではなく、幅広部２４の側面のみが側面１８と当接している。それによって、凸部２３が凹部１７内を前進するときの抵抗が少なくなりよりスムーズに前進可能となる一方で、上述したような弾性変形が促進される。要するに、凹部１７及び凸部２３が、軸筒１０及び尾栓２０の挿入の嵌合時に嵌合するように構成されている限りにおいて、凹部１７、凸部２３及び幅広部２４を任意に構成することができる。例えば、幅広部２４の外形を円形としてもよい。なお、幅広部２４を有さないように、すなわち凹部１７と略相補的に凸部２３を形成してもよい。

尾栓２０には２つの凸部２３が形成されているが、凸部２３は、１つ又は複数、例えば３つであってもよい。同様に、軸筒１０には６つの凹部１７が形成されているが、凹部１７は、対応する凸部２３と同一の数又はそれ以上の数である限りにおいて、１つ又は複数、例えば４つであってもよい。複数の凸部及び複数の凹部の各々は、周方向に沿って互いに等間隔に離間していることが好ましい。軸筒１０の内周面に凸部を形成し、尾栓２０の外周面に凹部を形成してもよい。

図７は、図１の入力装置１のキャップ３の分解縦断面図である。キャップ３は、キャップ本体３０と、クリップ３２を備えた円筒状のカバー部材３１とを有している。キャップ本体３０の前端部には入力部材１１が嵌合可能な円筒状の嵌合部３３が設けられており、嵌合部３３の後方には嵌合部３３よりも大径の雄ねじ部３４が設けられている。他方、カバー部材３１の後端部の内周面には、キャップ本体３０の雄ねじ部３４と螺合可能な雌ねじ部３１ａが設けられている。

キャップ本体３０の嵌合部３３に入力部材１１を嵌合させた状態でカバー部材３１をキャップ本体３０に対して取り付けることで、入力部材１１をキャップ３内に収容することができる。キャップ３に収容される入力部材１１は、入力具２の入力部材１１が摩耗等によって破損した場合に交換する予備として使用することができる。入力装置１が予備の入力部材１１を有することによって、素早い交換が可能となる。入力部材１１を覆うようにキャップ本体３０に対してカバー部材３１が取り付けられていることによって、入力部材１１の汚染や破損を防止することができる。キャップ本体３０とカバー部材３１とが螺合によって取り付けられることで、入力具２からキャップ３を外すときにカバー部材３１又はクリップ３２だけを引っ張ったとしても、カバー部材３１がキャップ本体３０から外れることがない。

カバー部材３１の外面、例えば外周面に円形又は矩形等の貫通孔を設け、キャップ３内の予備の入力部材１１の有無を確認できるようにしてもよい。それによって、キャップ３から予備の入力部材１１を取り出して入力具２の入力部材１１と交換した後に、補充をし忘れることが防止される。

図８は、筆記具４０を備えた図１の入力装置１の縦断面図であり、図９は、筆記具４０の側面図である。筆記具４０は、尾栓２０を備え且つ軸筒１０内に収容可能に構成されている。筆記具４０は、第３軸部材である小軸筒４１と、小軸筒４１内に収容されたリフィル４２とを有している。入力装置１において、尾栓２０の前端部が軸筒１０の後端部に挿入されて軸筒１０と嵌合し、小軸筒４１の後端部が尾栓２０の前端部に挿入されて尾栓２０と嵌合するように構成されている。

筆記具４０は、軸筒１０を把持しながら尾栓２０を引っ張ることによって、入力具２から分離させることができる。この状態で、入力具２は、入力部材１１を用いた入力をすることができ、且つ、筆記具４０は、リフィル４２によって筆記をすることができる。特に筆記具４０は、軸筒１０内に収容できる限りにおいて使用者が把持し易い充分な長さとすることができることから、入力具及び筆記具を分離させても各々使用し易い。

尾栓２０と小軸筒４１とは圧入によって嵌合させているが、螺合によって嵌合させてもよく、軸筒１０及び尾栓２０について上述したように、一方の係合凸部が他方の係合凸部を乗り越えるようにして係止させることが嵌合させてもよい。図８において小軸筒４１は、軸筒１０に対して半分程度の長さであるが、小軸筒４１を軸筒１０の全長に亘るくらい内部に収容される長さとしてもよい。それによって筆記具４０の全長が長くなり、より把持し易くなって筆記がし易くなる。また、リフィル４２の全長もより長くなることから、インク等をより多く収容することができ、より長く筆記することができる。

上述した入力装置１では、入力部材１１を含む入力具２全体を導電性材料で形成することによって静電容量方式のタッチペンとして構成したが、入力部材をより硬質の材料、例えば硬質プラスチックで形成し、且つ、テーパー状に構成することによって感圧式のスタイラスとして構成してもよい。要するに、入力具２は、静電容量方式又は感圧式のスタイラス又はタッチペン等の入力具とすることができる。

筆記具４０のリフィル４２は、ボールペン、サインペン、マーカーペン、シャープペンシル及び万年筆のリフィルであってもよい。リフィル４２には、熱変色性インクを収容してもよい。この場合、筆記具４０は熱変色性筆記具であり、キャップ３又は尾栓２０を摩擦体として構成してもよい。熱変色性筆記具としての筆記具４０では、摩擦体としてのキャップ３又は尾栓２０によって擦過した際に生じる摩擦熱によって、筆記具４０の筆跡を熱変色可能である。

ここで、熱変色性インクとは、常温（例えば２５℃）で所定の色彩（第１色）を維持し、所定温度（例えば６０℃）まで昇温させると別の色彩（第２色）へと変化し、その後、所定温度（例えば－５℃）まで冷却させると、再び元の色彩（第１色）へと復帰する性質を有するインクを言う。熱変色性インクを用いた筆記具４０では上記第２色を無色とし、第１色（例えば赤）で筆記した描線を昇温させて無色とすることを、ここでは「消去する」ということとする。したがって、描線が筆記された筆記面等に対して消去部としての摩擦体によって擦過して摩擦熱を生じさせ、それによって描線を無色に変化、すなわち消去させる。なお、当然のことながら上記第２色は、無色以外の有色でもよい。

図６を参照しながら上述した軸筒１０と尾栓２０との嵌合は、第１軸部材及び第２軸部材を有する他の入力装置に対しても適用可能である。第１軸部材及び第２軸部材とは、例えば、上述したような軸筒及び尾栓であってもよく、軸筒を構成する前軸及び後軸であってもよく、軸筒を構成する口先部材及び軸筒であってもよい。他の入力装置とは、上述したような静電容量方式又は感圧式のスタイラス又はタッチペン等の入力具以外に、例えば、塗布具であってもよい。ここで「塗布具」とは、修正液、接着剤及び薬品等の塗布具、並びに、マスカラ、アイライナー、口紅及びマニキュア等の化粧料の塗布具のみならず、ボールペン、サインペン、マーカーペン、シャープペンシル、万年筆、熱変色性筆記具等の筆記具も広く含むものである。

１ 入力装置
２ 入力具
３ キャップ
１０ 軸筒
１１ 入力部材
１１ａ フランジ部
１２ 固定部材
１２ａ 雌ねじ部
１２ｂ 係止部
１３ 嵌合部
１４ 雄ねじ部
１５ 第１係合凸部
１６ 突起
１７ 凹部
１８ 側面
１９ 第１案内部
２０ 尾栓
２１ 外形部
２２ 挿入部
２３ 凸部
２４ 幅広部
２５ 第２係合凸部
２６ 第２案内部
３０ キャップ本体
３１ カバー部材
３１ａ 雌ねじ部
３２ クリップ
３３ 嵌合部
３４ 雄ねじ部
４０ 筆記具
４１ 小軸筒
４２ リフィル

Claims (4)

1. 第１軸部材と前記第１軸部材の前端部に配置された入力部材とを有する入力具と、前記第１軸部材の前端部に嵌合可能なキャップと、を具備し、
   前記キャップがキャップ本体とカバー部材とを有し、前記キャップ本体の前端部に対して予備の入力部材が取り付けられ、前記予備の入力部材を覆うように前記キャップ本体に対して前記カバー部材が取り付けられていることを特徴とする入力装置。
2. 前記カバー部材が前記キャップに対して螺合している請求項１に記載の入力装置。
3. 前記入力部材の表面には導電性繊維が植毛されている請求項２に記載の入力装置。
4. 前記カバー部材には、内部に配置された前記予備の入力部材を視認するための貫通孔が設けられている請求項１乃至３のいずれか一項に記載の入力装置。

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