KR101218762B1 - 공기압력 정전식 터치펜 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공기압력 정전식 터치펜에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 도전성 고무팁의 내부가 밀폐되어 에어쿠션이 형성되고, 밀폐 공기층에 의하여 반구형 고무팁의 변형이 최소화되어 변형되었을 때 신속한 복원이 이루어져 사용이 편리하면서도 작업의 효율이 좋은 고품질의 터치펜에 관한 것이다.
전술한 본 발명은, 원통형 몸체(10)에 도전성 고무 팁(20)이 결합되어 스크린에 탄력 접촉되는 정전식 터치펜에 있어서, 상기 고무 팁(20)은 몸체(10)에 결합된 캡(11)의 출입공(11a)에 끼워지고, 팁(20)의 내부 공간부에는 공기층(20a)이 형성되어 막음부재(30)에 의하여 밀폐되며, 팁(20)은 캡(11)의 출입공(11a)에 강제 삽입되어 고무 팁(20)의 외경이 눌려지면 팁(20)의 내부에 돌출 형성된 가이드링(21)이 막음부재(30)의 외부에 형성된 가이드홈(31)에 긴밀하게 결합되어 공기층(20a)의 내부가 밀폐될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 공기압력 정전식 터치펜에 의하여 달성될 수 있는 것이다.

Description

공기압력 정전식 터치펜{a touch pen}
본 발명은 공기압력 정전식 터치펜에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 도전성 고무팁의 내부가 밀폐되어 에어쿠션이 형성되고, 밀폐 공기층에 의하여 반구형 고무팁의 변형이 최소화되어 변형되었을 때 신속한 복원이 이루어져 사용이 편리하면서도 작업의 효율이 좋은 고품질의 터치펜에 관한 것이다.
일반적으로 터치펜(touch pen)은 휴대전화, 노트북, PMP(portable multimedia player), 디지털 카메라, 캠코더, 네비게이션과 같은 전자제품들의 터치스크린을 가볍게 터치하여 기기(機械)들을 작동시키고 사용할 수 있도록 한 것으로 현재는 정전식 터치펜이 주로 사용된다.
정전식 터치펜에는 도전성 고무로 구성된 반구형(半球形) 팁이 사용되고, 반구형 고무 팁은 내부가 빈 중공(中空) 상태에서 눌려지면서 스크린을 터치하면 정전용량의 변화를 감지하는 것이므로 너무 강한 힘을 주면 팁이 심하게 변형되어 정확한 접촉이 이루어지지 않아 에러가 발생되었을 뿐 아니라 장기간 사용하면 복원력이 저하되어 필기 작업의 효율이 현저하게 저하되었다.
물론, 경우에 따라서는 팁의 내부에 금속 스프링, 금속 볼, 금속 작동봉과 같은 지지구를 내장하여 반구형 팁을 지지하는 기술이 제안된 바 있으나, 이들 지지구들도 반구형 팁의 외형을 안정적으로 지지할 수 없었을 뿐 아니라 별도의 부품을 사용함에 따라 전체적인 제조원가가 높아지고 조립작업에 상당한 시간이 소요되는 등의 폐단이 발생되었다.
특히, 금속 작동봉이 움직이면서 경도(硬度)가 높은 유리 화면에 접촉되면서 "딱딱"하는 소음이 발생되어 사용이 매우 불편하였다.
본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 그 목적은 도전성 팁의 내부에 에어쿠션이 형성되어 고무팁의 변형이 최소화되면서도 신속하게 복원되고, 심하게 변형되어 찌그려지거나 휘어지는 등의 종래 제반 문제점을 완벽하게 해소시킬 수 있는 고품질의 공기압력 정전식 터치펜을 제공함에 있는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 원통형 몸체(10)에 도전성 고무 팁(20)이 결합되고, 고무 팁(20)은 몸체(10)에 결합된 캡(11)의 출입공(11a)에 끼워지고, 팁(20)의 내부 공간부에는 공기층(20a)이 형성되어 막음부재(30)에 의하여 밀폐되며, 팁(20)은 캡(11)의 출입공(11a)에 강제 삽입되어 고무 팁(20)의 외경이 눌려지면 캡(11)의 내부에 돌출 형성된 가이드링(21)이 막음부재(30)의 외부에 형성된 가이드홈(31)에 긴밀하게 결합되어 공기층(20a)의 내부가 밀폐될 수 있도록 한 공기압력 정전식 터치펜에 있어서, 상기 캡(11)의 내부에는 원통형 금속관으로 구성된 유전체(40)가 결합되고, 유전체(40)의 내부에는 금속 막음부재(30)가 삽입되어 도전성 팁(20), 금속 막음부재(30) 및 금속 유전체(40)가 전기적으로 연결되어 유도전류(誘導電流)에 의한 전하를 발생시킬 수 있도록 구성되며, 상기 금속 막음부재(30)에 전도성 고무캡(32)이 씌워져 고정되고, 고무캡(32)의 둘레에는 가이드홈(32a)이 형성되어 고무 팁(20)의 가이드링(21)이 결합되며, 고무캡(32)에 의하여 공기층(20a)이 밀폐되도록 한 것을 특징으로 하는 공기압력 정전식 터치펜에 의하여 달성될 수 있는 것이다.
이상에서 상술한 바와 같은 본 발명은, 터치펜의 고무 팁(20)을 터치스크린에 접촉하면 공기층(20a)의 에어쿠션이 갖는 고탄력에 의하여 고무 팁(20)의 외형이 살짝 변형되면서 접촉되어 터치펜의 기능이 유지되고, 신속하게 복원되는 것이므로 반구형 고무 팁(20)이 심하게 변형되거나 양측으로 휘어지면서 찌그려지는 등의 종래 제반문제점이 완벽하게 해소되어 팁(20)이 심하게 변형되는 폐단을 효과적으로 방지할 수 있을 뿐 별도의 지지구를 사용하지 않더라도 팁(20)이 안정적으로 스크린에 접촉되어 기기가 정확하게 작동되는 것이므로 성능이 양호한 고품질의 터치펜을 제공할 수 있는 등의 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예를 예시한 분해사시도,
도 2는 본 발명의 일실시예를 예시한 정면도,
도 3은 본 발명의 일실시예를 예시한 결합단면도,
도 4a와 도 4b는 본 발명에 의한 고무팁, 막음부재 및 캡이 결합되기 전과 후의 상태를 각각 예시한 일부 확대단면도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예를 예시한 결합단면도.
이하, 상기한 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지는 도 3에서 도시한 바와 같이, 원통형 관(管)으로 구성된 몸체(10)에 전도성부재로 이루어진 반구형(半球形) 고무 팁(20)이 결합된다.
상기 고무 팁(20)은 스마트폰(smart phone)과 같은 터치스크린에 탄력적으로 접촉되면 살짝 눌려지면서 전하(轉荷)를 발생시켜 스크린이 작동되는 것으로서 고무에 도전성물질인 카본분말(carbon)이 함유된 반구형 고무 팁으로 구성되어 유연성과 전도성(傳導性)이 있는 소재이다.
물론 전술한 구성의 정전식 터치펜은 이미 알려진 바 있는 공지의 기술이다. 그러나, 본 발명의 중요한 특징은 팁의 내부에 밀폐된 공기층이 형성되어 에어쿠션에 의한 완충력을 얻을 수 있도록 한 것에 있다.
즉, 상기 몸체(10)에는 원추형 캡(11)이 결합되어 있고, 캡(11)의 출입공(11a)에는 고무 팁(20)이 끼워져 결합된다.
상기 팁(20)의 내부 공간부에는 공기층(20a)이 형성되어 있고, 공간부는 막음부재(30)에 의하여 밀폐되어 공기층(20a)이 에어쿠션 역할을 수행한다.
상기 고무 팁(20)은 캡(11)의 출입공(11a)에 끼워질 때 강제 삽입되고, 이때 고무 팁(20)의 외경이 눌려지면 팁(20)의 내부에 돌출 형성된 가이드링(21)이 막음부재(30)의 외부에 형성된 가이드홈(31)에 긴밀하게 밀착되면서 결합되어 공기층(20a)의 내부가 밀폐된다.
즉, 도 4a에서 도시한 바와 같이, 눌려지면 팁(20)의 내부 가이드링(21)이 사각으로 돌출된 상태에서 고무 팁(20)이 캡(11)의 출입공(11a)에 강제로 끼워져 눌림부(P)가 형성되면 도 4b에서 도시한 바와 같이, 사각 가이드링(21)이 막음부재(30)의 사다리꼴 가이드홈(31)에 눌려지면서 긴밀하게 밀착되어 공기층(20a)의 내부가 밀폐되는 것이다.
따라서, 공기층(20a)에 형성된 에어쿠션에 의한 완충력이 고무 팁(20)의 외형을 안정적으로 지지하는 한편, 공기층(20a)이 갖는 고탄력에 의하여 고무 팁(20)의 변형이 최소화될 뿐 아니라 터치스크린에 고무 팁(20)이 눌려지더라도 신속한 복원이 이루어져 그 사용이 매우 편리하면서도 작업의 효율이 좋은 고품질의 터치펜을 구현할 수 있는 것이다.
상기 고무 팁(20)와 막음부재(30)는 터치펜의 캡(11)에서 분리 및 결합되는 것이므로 사용자가 고무 팁(20)의 내부에 형성된 공기층(20a)의 탄력을 쉽게 조절할 수 있는 것이므로 그 사용이 매우 편리하다.
한편, 경우에 따라서는 상기 금속 막음부재(30)에 전도성 고무캡(32)을 씌워서 고정하고, 고무캡(32)의 둘레에는 가이드홈(32a)을 형성하여 고무 팁(20)의 가이드링(21)이 결합되도록 하면, 고무캡(32)이 공기층(20a)을 밀폐시켜 고 탄력을 갖도록 할 수 있다.
이때에는 고무캡(32)의 재질이 갖는 특성에 의하여 고무 팁(20)에 탄력적으로 밀착되면서 결합되는 것이므로 밀폐력을 더욱 높여줄 수 있고, 공기층(20a)의 공기가 누출되었을 때 고무캡(32)이 고무 팁(20)을 안정적으로 지지하여 과도하게 찌그려지면서 변형되는 것을 방지할 수 있는 것으로서 본 발명은 보다 다양하게 실시할 수 있는 것이다.
전술한 구성으로 이루어진 본 발명은, 터치펜의 고무 팁(20)을 터치스크린에 접촉하여 눌러주면 공기층(20a)의 에어쿠션이 갖는 고탄력에 의하여 고무 팁(20)의 외형이 살짝 변형되면서 접촉되고 신속하게 복원되는 것이므로 반구형 고무 팁(20)이 심하게 변형되거나 양측으로 휘어지면서 찌그려지는 등의 종래 제반문제점이 완벽하게 해소되어 팁(20)의 손상을 효과적으로 방지할 수 있을 뿐 아니라 그 사용이 매우 편리하면서도 팁(20)이 안정적으로 스크린에 접촉되어 기기가 정확하게 작동되는 것이므로 대외 경쟁력이 우수한 고품질의 터치펜을 제공할 수 있는 것이다.
특히, 반구형 팁(20)에 형성된 공기층(20a)의 에어쿠션에 의하여 팁(20)이 살짝 눌려지면 신속하게 복원되는 것이므로 스크린을 터치하거나 필기하는 작업이 매우 간편하여 작업의 효율을 최대한 높여줄 수 있는 동시에 팁(20)의 구조를 계량한 것이므로 팁(20)을 안정적으로 지탱하기 위한 별도의 부품을 사용할 필요가 없어 제조원가를 저렴하게 유지할 수 있을 뿐 아니라 터치펜의 사용시 불필요한 소음의 발생이 방지되는 등의 이점이 있다.
한편, 상기 원통형 몸체(10)는 금속으로 구성되어 인체에 흐르는 미세 전류를 터치펜의 팁에 전도(電鍍)하여 전하(電荷)를 발생시킬 수 있도록 되어 있으나, 원통형 금속관과 같은 유전체(誘電體)를 내장하는 경우에는 비전도성 합성수지나 목재(木材)로 이루어진 원통형 몸체를 사용하여도 무방하다.
즉, 상기 캡(11)의 내부에는 원통형 금속관으로 구성된 유전체(40)가 결합되고, 유전체(40)의 내부에는 금속 막음부재(30)가 삽입되어 도전성 팁(20), 금속 막음부재(30) 및 금속 유전체(40)가 전기적으로 연결되어 유도전류(誘導電流)에 의한 전하를 발생시킬 수 있는 것으로서 몸체(10)를 합성수지로 형성하여 터치펜의 색상과 무늬를 다양하게 형성할 수 있는 것이므로 다양한 캐릭터의 제품을 생산할 수 있다.
상기 유전체(40)에 의한 유도전류는 단극유도(unipolar induction)를 이용하였고, 단극유도는 유전체(誘電體)인 금속 원통(中空圓筒)을 축방향의 자기장 속에서 회전시키면, 원통 내에서 유도기전력이 발생되면서 반지름 방향의 분극(分極)이 형성되어 유도전류가 흐르는 현상으로 이때 발생되는 유도기전력은 유전체 원통 내의 자기력선속을 φ, 회전축의 각 속도를 ω라고 하면, 유도되어 발생하는 전압 V=φω/2π(MKSA 단위계)가 된다.
도면에 표현된 바로는 상기 유전체(40)가 캡(11)의 내부에 나사 결합되는 구성으로 되어 있으나, 기타 끼움식이나 열 압착에 의한 방식으로도 결합할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.
10 : 몸체
11 : 캡
11a : 출입공
20 : 팁
20a : 공기층
21 : 가이드링
30 : 막음부재
31, 32a : 가이드홈
32 : 고무캡
40 : 유전체
P : 눌림부

Claims (3)

  1. 원통형 몸체(10)에 도전성 고무 팁(20)이 결합되고, 고무 팁(20)은 몸체(10)에 결합된 캡(11)의 출입공(11a)에 끼워지고, 팁(20)의 내부 공간부에는 공기층(20a)이 형성되어 막음부재(30)에 의하여 밀폐되며, 팁(20)은 캡(11)의 출입공(11a)에 강제 삽입되어 고무 팁(20)의 외경이 눌려지면 캡(11)의 내부에 돌출 형성된 가이드링(21)이 막음부재(30)의 외부에 형성된 가이드홈(31)에 긴밀하게 결합되어 공기층(20a)의 내부가 밀폐될 수 있도록 한 공기압력 정전식 터치펜에 있어서,
    상기 캡(11)의 내부에는 원통형 금속관으로 구성된 유전체(40)가 결합되고, 유전체(40)의 내부에는 금속 막음부재(30)가 삽입되어 도전성 팁(20), 금속 막음부재(30) 및 금속 유전체(40)가 전기적으로 연결되어 유도전류(誘導電流)에 의한 전하를 발생시킬 수 있도록 구성되며, 상기 금속 막음부재(30)에 전도성 고무캡(32)이 씌워져 고정되고, 고무캡(32)의 둘레에는 가이드홈(32a)이 형성되어 고무 팁(20)의 가이드링(21)이 결합되며, 고무캡(32)에 의하여 공기층(20a)이 밀폐되도록 한 것을 특징으로 하는 공기압력 정전식 터치펜.
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