KR20100013070U - 터치 패널을 사용하는 전자기기의 터치펜 어셈블리 - Google Patents

Abstract

터치 패널을 사용하는 전자기기의 터치펜 어셈블리는 제1 펜대부, 제2 펜대부, 부싱캡 및 뚜껑을 포함하며, 제1 펜대부는 후단이 막혀있는 실린더 형상을 갖고, 제2 펜대부는 제1 펜대부의 선단으로 인출입되는 중공의 실린더형 로드와, 로드의 후단에 결합되고 제1 펜대부에 내접하여 길이 방향으로 왕복 이동하는 피스톤과, 로드의 선단에 삽입 결합되는 터치용 팁부를 포함하며, 부싱캡은 제1 펜대부의 선단 개방부에 결합되고 길이 방향으로 통공을 구비하여 인출입되는 로드가 삽입 관통되며, 뚜껑은 부싱캡에 착탈되고 팁부를 수용하여 보호한다. 여기서, 피스톤은 선단부가 로드의 후단에 삽입 결합되며, 몸체 중앙에 길이 방향으로 형성된 제1 공기 통로와, 로드에 삽입된 선단부의 외주면 일측에 길이 방향으로 형성된 제2 공기 통로를 구비하며, 피스톤의 왕복 이동시 제1 펜대부 내부의 공기가 제1 및 제2 공기 통로를 통하여 피스톤의 전후방으로 소통되는 것을 특징으로 한다. 따라서, 신축 동작이 원활하여 제품의 신뢰성 및 사용 편리성이 향상된다.

Description

터치 패널을 사용하는 전자기기의 터치펜 어셈블리{Touch Pen Assembly in electronic apparatus using touch panel}

본 고안은 터치펜 어셈블리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 터치 패널 또는 터치 스크린 등을 사용하는 전자기기에서 정보 입력을 위해 일반적으로 사용되는 신축형 구조의 터치펜 어셈블리에 관한 것이다.

최근에 전자통신기술의 발달로 휴대폰과 DMB 방송 수신기가 융합되고 이러한 영상 및 음성을 융합한 멀티미디어 기술을 소비자들이 요구함에 따라 영상을 보여주기 위한 액정 디스플레이 장치의 사이즈 증가가 요구되고 있다.

일반적으로 휴대장치는 디스플레이와 사용자 입력장치, 예컨대 키패드가 필수적으로 구비되어야 하는 바, 휴대하기 편리한 사이즈를 유지하면서도 디스플레이 화면은 더욱 큰 사이즈를 요구하게 되었다. 결국 키패드가 차지하는 면적을 줄이기 위하여 화면상에서 정보 입력이 가능한 터치패널 기술이 화면기술과 더불어 휴대용 전자기기에서 크게 요구되고 있다.

이러한 요구에도 불구하고 그 동안에 터치패널의 입력오류 때문에 상품화가 더디게 진행되어 왔으나 최근에 관련 재료기술의 발달로 터치패널의 입력신뢰도가 향상되면서 특히 휴대폰을 중심으로 터치패널 방식의 입력장치가 급속히 증가되고 있다.

터치패널은 패널 상의 특정 부위를 눌러서 정보를 입력하는 방식으로 일반적으로 선단에 터치용 팁이 구비된 터치펜이 사용되고 있다. 터치펜은 소정 길이로 형성되는데, 휴대 및 보관의 용이성과 사용상의 편의성 등을 위하여 다단 신축 구조가 주로 사용되고 있다. 예컨대, 제1 펜대부와 제2 펜대부로 구성되어 제1 펜대부 내부로 제2 펜대부가 인출입되는 구조로, 제2 펜대부의 인입 및 인출을 통해서 전체적인 길이가 신축되는 구조를 갖는다. 따라서, 사용자는 그 길이를 줄여 휴대 및 보관하고 사용시에는 길이를 늘려 사용하게 된다. 또한, 일반적으로 다단 신축 구조의 터치펜은 유동 없이 안정적인 신축 동작을 위해서, 인출입되는 제2 펜대부의 후단에 제1 펜대부에 내접하여 왕복 이동하며, 그 외주면에는 고무링이 끼우지는 피스톤을 구비하게 된다.

하지만, 제1 펜대부에 내접하여 왕복 이동하는 피스톤으로 인하여 제2 펜대부가 인출입할 때 제1 펜대부 내부의 공기가 피스톤에 의해 압축되거나, 진공이 형성되게 된다. 이러한 압축 또는 진공은 반발력으로 작용하여 피스톤의 왕복 이동에 방해하는 요인이 되고, 궁극적으로는 제2 펜대부의 인출입을 방해하는 요인이 됨으로써, 터치펜의 신축 동작이 원활하지 못한 문제점이 되고 있다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 고안의 일 과제는 터치 패널을 사용하는 전자기기의 터치펜 어셈블리에서 펜대부의 신축 동작이 원활하게 이루어지는 터치펜 어셈블리를 제공하는 것이다.

상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 고안에 따른 터치 패널을 사용하는 전자기기의 터치펜 어셈블리는 제1 펜대부, 제2 펜대부, 부싱캡 및 뚜껑을 포함한다. 상기 제1 펜대부는 후단이 막혀있는 실린더 형상을 갖는다. 상기 제2 펜대부는 상기 제1 펜대부의 선단으로 인출입되는 중공의 실린더형 로드와, 상기 로드의 후단에 결합되고 상기 제1 펜대부에 내접하여 길이 방향으로 왕복 이동하는 피스톤과, 상기 로드의 선단에 삽입 결합되는 터치용 팁부를 포함한다. 상기 부싱캡은 상기 제1 펜대부의 선단 개방부에 결합되고, 길이 방향으로 통공을 구비하여 상기 인출입되는 로드가 삽입 관통된다. 상기 뚜껑은 상기 부싱캡에 착탈되고, 상기 팁부를 수용하여 보호한다. 여기서, 상기 피스톤은 선단부가 상기 로드의 후단에 삽입 결합되며, 몸체 중앙에 길이 방향으로 형성된 제1 공기 통로와, 상기 로드에 삽입된 선단부의 외주면 일측에 길이 방향으로 형성된 제2 공기 통로를 구비하며, 상기 피스톤의 왕복 이동시 상기 제1 펜대부 내부의 공기가 상기 제1 및 제2 공기 통로를 통하여 상기 피스톤의 전후방으로 소통되는 것을 특징으로 한다.

이 때, 일 실시예에 따르면, 상기 제2 공기 통로는 길이 방향을 따라서 절단 면 형태로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 공기 통로는 상기 로드의 후단에서 외부로 개방되도록 상기 절단면의 형성 길이는 상기 로드의 후단에 삽입되는 길이보다 긴 길이로 형성될 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 상기 로드는 후단부 내주면에 상기 피스톤과 나사결합 하기 위한 제1 나사산을 구비하고, 상기 피스톤은 선단부 외주면에 상기 로드의 후단에 나사결합 하기 위하여 상기 제1 나사산에 대응하는 제2 나사산을 구비할 수 있다.

또 다른 실시예에 따르면, 상기 로드는 후단부 내주면에 상기 피스톤과 결합을 위해 요입 형성된 요입단을 구비하고, 상기 피스톤은 선단부 외주면에 상기 로드의 후단에 결합하기 위하여 상기 요입단에 대응하는 요입홈을 구비할 수 있다.

또 다른 실시예에 따르면, 상기 팁부는 후단부 일부가 상기 로드의 선단에 억지끼움식 또는 나사결합식으로 결합되고, 상기 로드로부터 노출된 외주면에 상기 뚜껑에 착탈되기 위한 제1 고정홈을 구비하고, 그 선단에 터치용 팁을 구비한다. 상기 부싱캡은 상기 제1 펜대부로부터 노출된 외주면에 상기 뚜껑에 착탈되기 위한 제2 고정홈을 구비한다. 상기 뚜겅은 선단이 막힌 중공의 실린더형으로 그 내부에 상기 제1 고정홈에 대응하여 상기 팁부를 탄력적으로 착탈하기 위한 제1 파지관 및 상기 제2 고정홈에 대응하여 상기 부싱캡을 탄력적으로 착탈하기 위한 제2 파지관을 구비할 수 있다.

또한, 상기 제1 파지관은 후단부에 방사상으로 신축되는 다수의 호형 제1 탄 성편들을 구비하고, 상기 제1 탄성편들은 각각 내측면에 상기 제1 고정홈에 대응하는 제1 걸림 돌기가 형성된다. 상기 제2 파지관은 후단부에 방사상으로 신축되는 다수의 호형 제2 탄성편들을 구비하고, 상기 제2 탄성편들은 각각 내측면에 상기 제2 고정홈에 대응하는 제2 걸림 돌기가 형성될 수 있다.

또 다른 실시예에 따르면, 상기 피스톤은 단차 형성되고, 상기 로드로부터 노출된 후단부의 외주면에 고무링이 끼워지는 하나 이상의 실링홈을 구비하고, 상기 로드에 삽입된 선단부와 상기 실링홈이 형성된 후단부 사이의 몸체 외주면에 상기 부싱캡에 착탈되기 위한 걸림환테를 구비한다. 상기 부싱캡은 상기 제1 펜대부에 삽입된 후단부에 방사상으로 신축되는 다수개의 호형 탄성편들을 구비하고, 상기 탄성편들은 각각 내측면에 상기 걸림환테에 대응하는 걸림홈이 형성되어 상기 피스톤을 착탈할 수 있다.

이처럼 본 고안에 따른 터치펜 어셈블리는 펜대부의 신축 동작, 즉 제1 펜대부의 내부로 제2 펜대부가 인출입됨으로써 길이 조절이 가능하므로 길이를 줄여 보관 및 휴대시의 편리성을 확보하고, 길이를 늘려 사용시 편리성을 함께 확보할 수 있다. 특히, 제2 펜대부가 제1 펜대부 내부로 인출입할 때, 제1 펜대부 내부에서 피스톤의 전후방으로 공기의 소통이 이루어지므로 피스톤의 왕복 이동의 원활해지고, 나아가서 제2 펜대부의 인출입이 원활해져 제품의 신뢰성 및 사용 편리성을 향상시킬 수 있다. 또한, 피스톤에 형성되는 공기 통로를 간략하게 구성함으로써 제조 및 조립이 용이하고, 이를 통해 제조 원가와 공정 단계를 줄일 수 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 고안의 실시예에 따른 터치 패널을 사용하는 전자기기의 터치펜 어셈블리에 대하여 상세히 설명한다.

본 고안은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 고안을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 고안의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서 구조물들의 치수는 본 고안의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시할 수 있다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안되며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 고안의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 고안을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

실시예

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 터치펜 어셈블리의 개략적인 분해 사시도이고, 도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 터치펜 어셈블리를 나타내는 개략적인 조립 단면도들이고, 도 3a 및 도 3b는 도 1에 도시된 피스톤을 나타내는 개략적인 도면들이고, 도 4는 도 1의 부싱캡의 체결부를 확대하여 나타내는 부분 단면도이다.

도 1 내도 도 4를 참조하면, 본 고안의 일 실시예에 따른 터치 패널을 사용하는 전자기기의 터치펜 어셈블리(100)는 제1 펜대부(110), 제2 펜대부(120), 부싱캡(130) 및 뚜껑(140)을 포함한다. 상기 터치펜 어셈블리(100)는 사용자가 화면을 직접 눌러 화면상에서 원하는 정보를 입력하는 터치 패널 또는 터치 스크린 등을 사용하는 각종 전가기기에서 바람직하게 사용될 수 있다.

특히, 본 고안에 따른 터치펜 어셈블리(100)는 제2 펜대부(120)가 제1 펜대부(110)의 내부로 인입되거나 인출됨으로써, 전체적인 길이가 조절되는 2단 신축 구조를 갖는다.

상기 제1 펜대부(110)는 중공의 실린더형으로 후단은 막혀있고 선단은 개방된 구조를 갖는다. 제1 펜대부(110)는 후단의 밀폐부가 단일 몸체로 형성된 구조를 갖는 것이 바람직하다. 이와 달리, 선단 및 후단이 모두 개방된 중공의 실린더형 몸체와 상기 실린더형 몸체의 후단 개방부를 막기 위한 캡 부재로 구성되는 조립 구조를 가질 수도 있다. 제1 펜대부(110)는 선단으로부터 일정 깊이의 내측에 요홈(112)이 형성된다. 요홈(112)은 제1 펜대부(110)와 상기 부싱캡(130)의 결합을 위하여 구비된다. 요홈(112)은 제1 펜대부(110)의 내주면을 따라서 하나 또는 복수개로 형성될 수 있다. 요홈(112)은 그 단면 형상이 반구 형상을 가질 수도 있으나, 삽입 결합할 때의 용이성과 결합 후에 쉽게 분리되지 않도록 하기 위하여 안쪽으로 경사진 형상(예컨대 삼각형)을 가질 수 있다. 제1 펜대부(110)의 외관은 외주면 일부가 길이 방향으로 절단되어 절단면(114)이 형성된 구조를 가질 수 있다. 아울러, 절단면(114)은 서로 마주보며 대향하도록 양측에 형성될 수 있다. 상기 절단면(114)은 사용자가 터치펜 어셈블리(100)를 떨어뜨렸을 때 계속 구리지 않고 멈출수 있도록 함으로써, 터치펜 어셈블리(100)가 사용자 근처에 머무를 수 있게 한다. 이러한 제1 펜대부(110)는 외부로 노출된 상태로 사용되므로 그 외주면에 다양한 문양이나 색깔 등으로 디자인되어 시각적 심미감을 줄 수 있다.

상기 제2 펜대부(120)는 제1 펜대부(110)의 선단 개방부를 통해서 제1 펜대부(110) 내부로 인입 및 인출되도록 설치된다. 즉, 제2 펜대부(120)와 제1 펜대부(110)는 신축 구조로 설치된다. 이러한 제2 펜대부(120)는 중공의 실린더형 로 드(121)와, 로드(121)의 후단에 결합되는 피스톤(122) 및 로드(121)의 선단에 결합되는 팁부(123)로 구성된다.

상기 로드(121)는 중공의 실린더형으로 선단 및 후단이 개방된 구조를 가지며, 제1 펜대부(110)의 선단으로 인입 및 인출된다. 로드(121)는 그 외경이 제1 펜대부(110)의 내경보다 작게 구성된다. 따라서, 로드(121)의 외측면과 제1 펜대부(110)의 내측면은 서로 이격되고, 이러한 이격공간은 로드(121)가 제1 펜대부(110)의 내부에서 길이 방향으로 이동(예컨대 인입 또는 인출)될 때 내부의 공기가 흐를 수 있는 통로 및 저장 공간이 된다. 로드(121)는 팁부(123) 및 피스톤(122)과 결합을 위하여 선단부의 내주면 및 후단부의 내주면에 각각 나사산(121a)이 형성된다. 즉, 로드(121)는 나사산(121a)을 통해서 팁부(123) 및 피스톤(122)과 각각 나사결합 된다. 이와 달리, 로드(121)와 팁부(123)는 억지끼움식으로 결합될 수도 있다.

상기 피스톤(122)은 로드(121)의 후단에 나사결합 되며, 제1 펜대부(110)의 내부에 수용된다. 특히, 피스톤(122)은 제1 펜대부(110)에 내접하고, 로드(121)가 제1 펜대부(110) 내부로 인입 및 인출함에 따라서 제1 펜대부(110) 내부에서 길이 방향으로 왕복 이동한다. 피스톤(122)은 실린더 형상으로 단차를 갖도록 형성될 수 있다. 즉, 피스톤(122)은 로드(121)에 삽입되기 위하여 로드(121)의 내경에 대응하는 직경을 갖는 선단부와, 로드(121)의 외경에 대응하는 외경을 갖는 중간부 및 제1 펜대부(110)의 내경에 대응하는 외경으로 제1 펜대부(110)에 실질적으로 내접하게 되는 후단부로 구획할 수 있다. 피스톤(122)은 설명한 선단부, 중간부 및 후단 부가 순차적으로 직경이 크게 단차 형성된 구조를 갖는다.

상기 피스톤(122)의 선단부는 결합을 위해 로드(121)의 후단에 삽입되며, 그 외주면에는 로드(121)와 나사결합 하기 위하여 로드(121)의 나사산(121a)에 대응하는 나사산(122a)이 구비된다. 피스톤(122)의 중간부 외주면에는 피스톤(122)이 상기 부싱캡(130)에 착탈되기 위한 걸림환테(122b)가 구비된다. 이처럼 피스톤(122)이 걸림환테(122b)를 통해서 부싱캡(130)에 착탈됨으로써, 제2 펜대부(120)는 최대로 인출된 상태에서 소정의 힘으로 인출상태가 고정 지지된다. 걸림환테(122b)는 피스톤(122)의 외주면을 따라서 링 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 피스톤(122)의 후단부의 외주면에는 하나 이상의 실링홈(122c)이 구비된다. 이 실링홈(122c)에는 고무링(122d)이 끼워져 피스톤(122)과 제1 펜대부(110)의 내벽이 서로 마찰되는 것을 막고 피스톤(122)이 제1 펜대부(110) 내부에서 유격 없이 긴밀하게 접촉한 상태로 왕복 이동될 수 있게 한다. 각 실링홈(122c)에는 고무링(122d)이 하나 끼워질 수 있고, 또는 고무링(122d)이 2개 이상 끼워질 수도 있다.

본 실시예에서 상기 피스톤(122)은 제1 펜대부(110)의 내부에서 원활하게 왕복 이동할 수 있도록 압축 공기가 소통할 수 있는 통로를 확보한다.

구체적으로 상기 피스톤(122)은 몸체 중앙에 길이 방향으로 형성된 제1 공기 통로(124a)를 구비한다. 제1 공기 통로(124a)는 선단부에서 후단부까지 관통된 통공 형상을 갖는다. 제1 공기 통로(124a)는 제1 펜대부(110) 내부에서 피스톤(122)이 왕복 이동할 때, 피스톤(122)의 후방 영역과 로드(121)의 내부 공간(예컨대 피스톤(122)의 전방 영역) 사이에 공기가 흐를 수 있게 한다. 즉, 피스톤(122)의 후 방 영역의 공기가 피스톤(122)을 관통하여 로드(122) 내부로 흐르거나, 그 반대로 흐를 수 있게 한다. 또한, 피스톤(122)은 선단부의 외주면 일측에 길이 방향으로 형성된 제2 공기 통로(124b)를 구비한다. 제2 공기 통로(124b)는 피스톤(122)의 선단부 외주면에 길이 방향을 따라서 절단면(122e) 형태로 구비될 수 있으며, 한 쌍의 절단면(122e)이 대향하도록 구비될 수 있다. 즉, 2개의 제2 공기 통로(124b)가 피스톤(122)의 선단부 외주면 양측에 대향하여 구비될 수 있다. 다시 말해서, 제2 공기 통로(124b)는 절단면(122e)에 의해 로드(121)의 내벽과 피스톤(122)의 선단부 사이에 형성되는 이격 공간이다. 또한, 제2 공기 통로(126b)는 로드(121)의 후단에서 외부로 개방되도록 절단면(122e)이 형성된 길이는 로드(121)의 후단에 삽입되는 길이보다 긴 길이로 형성된다. 이처럼, 절단면(122e)의 길이를 로드(121)의 삽입 길이보다 길게 형성함으로써 자연적으로 제2 공기 통로(124b)가 개방부(125)를 갖게 된다.

이와 같은 제1 및 제2 공기 통로(124a, 124b)에 의해 피스톤(122)이 왕복 이동할 때, 제1 펜대부(110) 내부의 공기는 피스톤(122)의 전후방으로 소통된다. 예를 들어, 제2 펜대부(120)가 제1 펜대부(110) 내부로 인입됨에 의해 피스톤(122)이 후방으로 이동할 때, 피스톤(122)의 후방 영역의 공기는 순차적으로 제1 공기 통로(124a) 및 제2 공기 통로(124b)를 통해서 피스톤(122)의 전방 영역으로 흐르게 된다. 반대로 제2 펜대부(120)가 제1 펜대부(110)로부터 인출됨에 의해 피스톤(122)이 전방으로 이동할 때, 피스톤(122)의 전방 영역의 공기는 순차적으로 제2 공기 통로(124b) 및 제1 공기 통로(124a)를 통해서 피스톤(122)의 후방 영역으로 흐르게 된다. 따라서, 제1 펜대부(110) 내부에서 압축 공기가 형성되지 않으므로 피스톤(122)이 원활하게 왕복 이동할 수 있도록 하며, 궁극적으로는 제2 펜대부(120)가 원활하게 인입 및 인출되도록 한다.

상기 팁부(123)는 후단부 일부가 로드(121)의 선단에 삽입되어 결합된다. 이를 위해 팁부(123)는 후단부 외주면에 로드(121)의 나사산(121a)에 대응하는 나사산(123a)이 구비된다. 또한, 팁부(123)는 선단부가 로드(121)로부터 노출되도록 단차 형성되며, 로드(121)로부터 노출된 선단부는 원추 형상을 가질 수 있다. 팁부(123)는 원추 형상의 선단에 팁(123b)을 구비한다. 팁(123b)은 터치 패널 또는 터치 스크린 등의 화면에 직접 접촉하여 정보를 입력하게 된다. 따라서 팁(123b)은 그 끝부분이 터치 패널 또는 터치 스크린 등에 손상을 가하지 않도록 반구 형상과 같이 완만한 형상을 갖는 것이 바람직하다.

상기 팁부(123)는 로드(121)로부터 노출된 선단부의 외주면, 즉 원추 형상의 외주면에 상기 뚜껑(140)에 착탈되기 위한 제1 고정홈(123c)을 구비한다. 이러한, 팁부(123)는 단일체로 형성될 수 있다. 이와 달리 팁(123b)과 팁(123b)을 수용하면서 로드(121)에 결합되는 커버부재(미도시)로 구성되는 조립 구조를 가질 수도 있다. 아울러, 상기의 설명에서 팁부(123)는 나사산(123a)을 통해 로드(121)의 선단에 나사 결합되는 것으로 설명하였다. 이와 달리, 팁부(123)와 로드(121)의 결합은 본딩 또는 억지끼움식으로 결합될 수 있으며, 결합 방식에 따라서 팁부(123)의 나사산(123b)과 로드(121)의 나사산(121a)은 생략되고 결합 방식에 대응하는 구성이 마련될 수도 있다.

상기 부싱캡(130)은 중앙에 통공을 갖는 실린더형으로 제1 펜대부(110)의 선단 개방부에 결합된다. 예를 들어 부싱캡(130)은 억지끼움식으로 제1 펜대부(110)에 결합될 수 있다. 이를 위해 부싱캡(120)은 후단부 외주면에 제1 펜대부(110)의 요홈(112)에 대응하는 결합돌기(131)를 구비한다. 이와 달리, 부싱캡(130)과 제1 펜대부(110)의 결합은 본딩, 나사결합식 등 다양한 방식으로 결합될 수 있으며, 이 경우 요홈(112) 및 결합돌기(131)는 생략 또는 대체 될 수 있다. 상기 부싱캡(130)은 통공을 통해 제2 펜대부(120)의 로드가 삽입 관통되어 제1 펜대부(110)로 인입 및 인출된다. 아울러, 도시하진 않았지만 부싱캡(130)의 내부에는 제2 펜대부(120)의 로드(121)와 직접 접촉하여 인입 및 인출 동작을 가이드하기 위한 부싱 부재를 포함할 수 있다. 부싱캡(130)의 통공 내벽(혹은 부싱 부재가 구비되는 경우 부싱 부재의 내벽)과 로드(121) 사이에는 소정 간격을 둘 수 있다. 예를 들어, 부싱캡(130)의 통공 내벽과 로드(121) 사이에는 약 0.1㎜의 간격을 가질 수 있는데, 이러한 간격은 제2 펜대부(120)가 인입 및 인출될 때 제1 펜대부(110) 내부의 공기를 외부와 다소 유통시켜 제2 펜대부(120)의 원활한 인입 및 인출을 확보하기 위함이다.

상기 부싱캡(130)은 제2 펜대부(120)의 피스톤(122)을 착탈하기 위하여, 그 후단부에 방사상으로 신축 가능한 다수의 호형 탄성편(132)들을 구비한다. 탄성편(132)들 사이에는 슬릿이 형성되고, 탄성편(132)들은 외력이 가해지면 방사상, 즉, 길이 방향에 대해서 수직인 방향으로 휘어지고 외력이 제거되면 원래 위치로 복원된다. 탄성편(132)들과 제1 펜대부(110)의 내벽 사이에는 탄성편(132)들이 밀 려서 휘어지는 공간이 확보된다. 또한 탄성편(132)들 각각은 피스톤(122)을 파지하기 위하여 그 내측면에 걸림환테(122b)에 대응하는 걸림홈(133)을 구비한다. 따라서, 제2 펜대부(120)가 제1 펜대부(110)로부터 최대로 인출됐을 때, 걸림환테(122b)가 탄성편(132)들에 외력을 가해 탄성편(132)들이 방사상으로 휘어지고 걸림환테(122b)가 걸림홈(133)에 삽입되면서 탄성편(133)들이 원래 위치로 복원되어 피스톤(122)을 파지하게 된다. 결과적으로 걸림환테(122b)와 걸림홈(133)의 체결로 제2 펜대부(120)를 최대로 인출한 상태에서 소정 힘으로 고정함으로써, 제1 펜대부(110)만 파지하여 사용하여도 제2 펜대부(120)가 인입되는 현상을 억제할 수 있다. 또한, 상기 부싱캡(130)은 제1 펜대부(110)의 선단 개방부에 고정 결합되어 제2 펜대부(120)가 제1 펜대부(110)로부터 인출될 때 피스톤(122)이 걸리면서 완전 이탈하지 않도록 스토퍼 역할을 한다.

상기 부싱캡(130)은 제1 펜대부(110)로부터 노출된 선단부 외주면에 뚜껑(140)에 착탈되기 위한 제2 고정홈(134)을 구비한다. 제2 고정홈(134)은 외주면을 따라서 요홈 형태로 형성될 수 있다.

상기 뚜껑(140)은 부싱캡(130)에 착탈되고, 제2 펜대부(120)의 팁부(123)를 수용하여 보호하는 역할을 한다. 뚜껑(140)은 중공의 실린더형으로 선단은 막혀있고 후단은 개방된 구조를 갖는다. 뚜껑(140)은 부싱캡(130)과 팁부(123)를 함께 착탈할 수 있도록 구성됨으로써, 뚜껑(140)을 분리함과 동시에 제2 펜대부(120)를 제1 펜대부(110)로부터 인출시킬 수 있도록 구성된다. 이를 위해, 뚜껑(140)의 내부에는 부싱캡(130)을 탄력적으로 파지하기 위한 제1 파지관(141) 및 팁부(126)를 탄 력적으로 파지하기 위한 제2 파지관(142)이 순차적으로 삽입 설치된다. 뚜껑(140)의 내부에는 막혀있는 선단으로부터 팁(123b) 수용부, 제1 파지관(141) 삽입부 및 제2 파지관(142) 삽입부가 단차 형성된다. 이러한 단차를 통해서 제1 및 제2 파지관(141, 142)의 위치가 결정된다. 아울러, 제1 및 제2 파지관(141)은 삽입 또는 억지끼움 되어 고정될 수 있다. 이와 달리, 나사결합 또는 본딩 될 수도 있다. 또한, 제1 파지관(141)은 후단부에 방사상으로 신축 가능하도록 형성된 다수의 호형 제1 탄성편(141a)들을 구비하고, 제1 탄성편(141a)들 각각은 내측면에 팁부(123)의 제1 고정홈(123c)에 대응하는 제1 걸림 돌기(141b)를 구비한다. 제1 탄성편(141a)들과 뚜껑(140)의 내벽 사이에는 제1 탄성편(141a)들이 밀려서 휘어지는 공간이 확보된다. 제2 파지관(142)은 후단부에 방사상으로 신축 가능하도록 형성된 다수의 호형 제2 탄성편(142a)들을 구비하고, 제2 탄성편(142a)들 각각은 내측면에 부싱캡(130)의 제2 고정홈(134)에 대응하는 제2 걸림 돌기(142b)를 구비한다. 제2 탄성편(142a)들과 뚜껑(140)의 내벽 사이에는 제2 탄성편(142a)들이 밀려서 휘어지는 공간이 확보된다. 이러한 제1 파지관(141) 및 제2 파지관(142)은 서로 다른 직경을 가진다. 즉, 제1 파지관(141)은 팁부(123)에 대응하는 직경으로 형성되고 제2 파지관(142)은 부싱캡(130)에 대응하는 직경으로 형성됨으로써, 제1 파지관(141)이 제2 파지관(142) 보다 작은 직경으로 구성된다.

또한, 뚜껑(140)은 후단 개방부에 고정 삽입되어 제1 및 제2 파지관(141, 142)이 이탈되는 것을 방지하면서, 팁부(123)가 수용될 때 가이드 하는 고정관(143)을 구비할 수 있다. 또한, 뚜껑(140)의 외관은 제1 펜대부(110)의 외관에 대응하는 형상을 갖는다. 따라서, 뚜껑(140)의 외관은 외주면 일부가 길이 방향으로 절단되어 절단면(144)이 형성된 구조를 가질 수 있다. 뚜껑(140)의 절단면(144)은 외주면 양측에 대향하여 한 쌍으로 형성될 수 있다. 절단면(144)은 제1 펜대부(110)의 절단면(114)과 동일한 기능을 한다. 또한, 뚜껑(140) 역시 외부로 노출되므로 외주면에 다양한 문양이나 색깔 등으로 디자인되어 시각적 심미감을 줄 수 있다 또한, 터치펜 어셈블리(100)의 휴대 편리성을 위하여 뚜껑(140)의 선단에는 걸이끈(145)이 구비될 수 있다.

도 5는 도 1에 도시된 터치펜 어셈블리의 신축 동작을 나타내는 개략적인 도면이다.

도 2 및 도 5를 참조하면, 상기 터치펜 어셈블리(100)는 보관이나 휴대시에 뚜껑(140)으로 팁부(123)를 커버한 상태로 이용된다. 예컨대, 제2 펜대부(120)는 제1 펜대부(110)에 최대로 인입된 상태에서 뚜껑(140)의 제1 및 제2 파지관(414, 142)이 각각 팁부(123) 및 부싱캡(130)을 파지한 상태에서 휴대 및 보관한다.

이 상태에서 뚜껑(140)을 잡아 빼게 되면, 고정되어 있는 부싱캡(130)은 제2 파지관(142)으로부터 분리되지만, 고정되지 않은 제2 펜대부(120)는 팁부(123)가 제1 파지관(141)에 파지된 상태로 후방으로 이동하게 된다. 즉, 제2 펜대부(120)는 팁부(126)가 뚜껑(140)에 파지된 상태로 인출된다. 제2 펜대부(120)는 팁부(123)가 파지된 상태에서 뚜껑(140)을 따라 인출되다가 피스톤(122)이 부싱캡(130)에 의해 저지되면서 팁부(123)가 뚜껑(140)으로부터 분리된다. 이 순간에 피스톤(122)의 걸림환테(122b)는 부싱캡(130)의 탄성편(132)들에 외력을 가해 탄성편(132)들을 방사 상으로 밀어 올리고 탄성편(132)들의 걸림홈(133)에 수용되면서 외력이 사라져 탄성편(132)들은 원위치로 복귀하게 된다. 이를 통해서 제2 펜대부(120)는 최대로 인출된 상태에서 소정의 힘으로 고정된다. 결과적으로, 뚜껑(140)을 분리하는 한 동작에 의해 제2 펜대부(120)는 최대로 인출된 상태에서 소정의 힘으로 고정되게 되므로 사용자가 터치펜 어셈블리(100)를 바로 사용할 수 있는 편리성을 제공한다.

이와 같은 신축 동작에서 제1 펜대부(110)의 후단부 내측 공간은 제2 펜대부(120)의 인출에 따라 공간이 확장되어 진공력이 형성된다. 이러한 진공력은 제2 펜대부(120)를 잡아 당겨 인출동작을 방해하는 요인이 된다. 하지만 본 고안에서는 피스톤(122)의 제1 및 제2 공기 통로(124a, 124b)를 통해서 공기가 소통됨으로써 진공력이 발생되지 않게 되므로 제2 펜대부(120)의 인출이 원활하게 이루어진다. 이러한 기능은 제2 펜대부(120)의 인입 동작에서도 동일하게 작용한다. 즉, 제2 펜대부(120)가 인입됨에 따라 제1 펜대부(110)의 내부의 공기가 압축되어 압축 반발력이 형성되지만, 피스톤(122)의 제1 및 제2 공기 통로(124a, 124b)를 통해 소통됨으로써 압축 반발력이 발생되지 않게 된다. 따라서, 제2 펜대부(120)의 원활한 인입 및 인출 동작을 확보할 수가 있다.

도 6은 본 고안의 다른 실시예에 따른 터치펜 어셈블리의 개략적인 분해 사시도이고, 도 7은 도 6에 도시된 터치펜 어셈블리를 나타내는 개략적인 조립 단면도이고, 도 8a 및 도 8b는 도 6에 도시된 피스톤을 나타내는 개략적인 도면들이고, 도 9는 도 6에 도시된 터치펜 어셈블리의 신축 동작을 나타내는 개략적인 도면이다.

여기서, 도 6 내지 도 9에 도시된 터치펜 어셈블리(200)는 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 터치펜 어셈블리(100)와 유사하며, 특히 제1 펜대부(110), 부싱캡(130), 뚜껑(140)의 구성은 실질적으로 동일하므로, 동일 부재에 대해서는 동일한 부호를 사용하고 중복되는 부분은 그 상세한 설명을 생략하였다. 이하, 차이점 위주로 간략하게 설명하기로 한다.

도 6 내지 도 9를 참조하면, 본 고안의 다른 실시예에 따른 터치펜 어셈블리(200)는 제1 펜대부(110), 제2 펜대부(150), 부싱캡(130) 및 뚜껑(140)을 포함한다. 상기 터치펜 어셈블리(200)는 제2 펜대부(150)가 제1 펜대부(110)의 내부로 인입되거나 인출됨으로써 길이가 조절되는 2단 신축 구조를 갖는다.

상기 제2 펜대부(150)는 제1 펜대부(110)의 선단 개방부로 인입 및 인출되도록 설치된다. 제2 펜대부(150)는 중공의 실린더형 로드(151)와 로드(151)의 후단에 결합되는 피스톤(152) 및 로드(151)의 선단에 결합되는 팁부(153)로 구성된다.

상기 로드(151)는 중공의 실린더형으로, 제1 펜대부(110)의 선단으로 인입 및 인출된다. 로드(151)는 그 외경이 제1 펜대부(110)의 내경보다 작다. 로드(151)는 팁부(153) 및 피스톤(152)과 결합을 위하여 선단부 및 후단부에 각각 요입단(151a)을 갖는다. 요입단(151a)은 외주면을 따라서 직경이 감소되도록 요입되어 형성될 수 있다.

상기 피스톤(152)은 로드(151)의 후단에 억지끼움식으로 결합되며, 제1 펜대부(110) 내부에 수용된다. 피스톤(152)은 제1 펜대부(110)에 내접하여, 로드(151)의 인출입에 따라 왕복 이동한다. 피스톤(152)은 실린더 형상을 가지며, 로드(151) 에 삽입되기 위하여 로드(151)의 내경에 대응하는 직경을 갖는 선단부와, 로드(151)의 외경에 대응하는 외경을 갖는 중간부 및 제1 펜대부(110)의 내경에 대응하는 외경으로 제1 펜대부(110)에 실질적으로 내접하게 되는 후단부로 구획된다. 피스톤(152)은 선단부, 중간부 및 후단부가 순차적으로 직경이 크게 단차 형성된 구조를 갖는다.

상기 피스톤(152)의 선단부 일부는 로드(151)의 후단에 삽입되며, 삽입부의 외주면에는 로드(151)의 요입단(151a)에 대응하는 요입홈(152a)을 구비한다. 피스톤(152)의 중간부 외주면에는 부싱캡(130)에 착탈되기 위한 걸림환테(152b)를 구비한다. 피스톤(152)의 후단부 외주면에는 하나 이상의 실링홈(152c)을 구비하고, 이 실링홈(152c)에는 고무링(152d)이 끼워진다.

본 실시예에서 피스톤(152)은 제1 펜대부(110) 내부에서 원활하게 왕복 이동할 수 있도록 공기가 소통할 수 있는 통로를 확보한다.

구체적으로 피스톤(152)은 몸체 중앙에 길이 방향으로 형성된 제1 공기 통로(154a)를 구비한다. 제1 공기 통로(154a)는 선단부에서 후단부까지 통공 형상으로 형성된다. 또한, 피스톤(152)은 로드(151)에 삽입된 선단부의 외주면 일측에 길이 방향으로 형성된 제2 공기 통로(154b)를 구비한다. 제2 공기 통로(154b)는 길이 방향을 따라서 절단면(152e) 형태로 구비될 수 있다. 제2 공기 통로(154b)는 한 개가 구비될 수 있다. 이와 달리, 제2 공기 통로(154b)는 2개 이상으로 구비될 수 있다. 하지만, 제2 공기 통로(154b)는 절단면(154e) 형태로 구비되므로, 피스톤(152)과 로드(151)의 안정적인 결합을 위해서는 한 개 또는 2개 이하로 구비되는 것이 바람직하다. 제2 공기 통로(154b)는 절단면(154e)에 의해 로드(151)의 내벽과 피스톤(152)의 선단부 사이의 이격 공간으로 형성된다. 제2 공기 통로(154b)는 로드(151)의 후단에서 외부로 개방구(155)를 갖도록 절단면(154e)의 형성 길이는 로드(151)에 삽입되는 길이보다 긴 길이로 형성된다.

이와 같은 제1 및 제2 공기 통로(154a, 154b)는 역할은 도 1 내지 도 4에 도시된 터치펜 어셈블리(100)에서의 제1 및 제2 공기 통로(124a, 124b)와 실질적으로 동일하다.

상기 팁부(153)는 후단부 일부가 로드(151)의 선단에 삽입 결합되며, 후단부 외주면에 로드(151)의 요입단(151a)에 대응하는 요입홈(153a)을 구비한다. 팁부(153)는 선단부가 로드(151)로부터 노출되도록 단차 형성되고, 노출된 선단부는 원추 형상으로 그 선단에 터치용 팁(153b)을 구비한다. 또한, 원추 형상의 외주면에는 뚜껑(140)에 착탈되기 위한 제1 고정홈(153c)을 구비한다. 한편, 팁부(153)는 요입단(151a) 및 요입홈(153a)을 통해서 억지끼움식 결합되는 것으로 설명하였으나, 이와 달리 본딩 또는 나사결합 등 다양한 방식으로 결합될 수 있다.

상기 터치펜 어셈블리(200)의 신축 동작은 피스톤(152)의 제1 및 제2 공기 통로(154a, 154b)의 구성만 다를 뿐 앞서 도 6을 참조하여 설명한 터치펜 어셈블리(100)의 신축 동작과 실질적으로 동일하다. 따라서, 다른 실시예에 따른 터치펜 어셈블리(200)의 신축 동작에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상술한 본 고안에 따른 터치펜 어셈블리는 터치 패널 또는 터치 스크린을 채 용하는 전자기기에서 화면에 직접 접촉하여 정보 또는 명령을 입력하기 위한 입력 수단으로 널리 사용될 수 있다. 특히, 길이 조절이 가능한 신축 구조를 가지면서 신축 동작시에 내부의 공기 순환을 통해 원활한 신축 동작이 가능해진다. 따라서, 터치폰, 스마트폰, DMB 수신기, 네비게이션, PMP, 노트북 등과 같은 터치 패널 또는 터치 스크린을 채용하고, 휴대성 및 사용상의 편리성이 요구되는 휴대형 전자기기의 터치펜으로 널리 사용될 수 있다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 터치펜 어셈블리의 개략적인 분해 사시도이다.

도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 터치펜 어셈블리를 나타내는 개략적인 조립 단면도들이다.

도 3a 및 도 3b는 도 1에 도시된 피스톤을 나타내는 개략적인 도면들이다.

도 4는 도 1의 부싱캡의 체결부를 확대하여 나타내는 부분 단면도이다.

도 5는 도 1에 도시된 터치펜 어셈블리의 신축 동작을 나타내는 개략적인 도면이다.

도 6은 본 고안의 다른 실시예에 따른 터치펜 어셈블리의 개략적인 분해 사시도이다.

도 7은 도 6에 도시된 터치펜 어셈블리를 나타내는 개략적인 조립 단면도이다.

도 8a 및 도 8b는 도 6에 도시된 피스톤을 나타내는 개략적인 도면들이다.

도 9는 도 6에 도시된 터치펜 어셈블리의 신축 동작을 나타내는 개략적인 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100, 200: 터치펜 어셈블리 110: 제1 펜대부

112: 요홈 120, 150: 제2 펜대부

121, 151: 로드 122, 152: 피스톤

122b, 152b: 걸림환테 123, 153: 팁부

123b, 153b: 팁 123c, 153c: 제1 고정홈

130: 부싱캡 134: 제2 고정홈

140: 뚜껑 141: 제1 파지관

142: 제2 파지관 143: 고정관

145: 걸이끈

Claims (8)

1. 터치 패널을 사용하는 전자기기의 터치펜 어셈블리에 있어서,

   후단이 막혀있는 실린더형의 제1 펜대부;

   상기 제1 펜대부의 선단으로 인출입되는 중공의 실린더형 로드와, 상기 로드의 후단에 결합되고 상기 제1 펜대부에 내접하여 길이 방향으로 왕복 이동하는 피스톤과, 상기 로드의 선단에 삽입 결합되는 터치용 팁부를 포함하는 제2 펜대부;

   상기 제1 펜대부의 선단 개방부에 결합되고, 길이 방향으로 통공을 구비하여 상기 인출입되는 로드가 삽입 관통되는 부싱캡; 및

   상기 부싱캡에 착탈되고, 상기 팁부를 수용하여 보호하는 뚜껑을 포함하며,

   상기 피스톤은 선단부가 상기 로드의 후단에 삽입 결합되며, 몸체 중앙에 길이 방향으로 형성된 제1 공기 통로와, 상기 로드에 삽입된 선단부의 외주면 일측에 길이 방향으로 형성된 제2 공기 통로를 구비하며, 상기 피스톤의 왕복 이동시 상기 제1 펜대부 내부의 공기가 상기 제1 및 제2 공기 통로를 통하여 상기 피스톤의 전후방으로 소통되는 것을 특징으로 하는 터치펜 어셈블리.
2. 제1항에 있어서, 상기 제2 공기 통로는 길이 방향을 따라서 절단면 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 터치펜 어셈블리.
3. 제2항에 있어서, 상기 제2 공기 통로는 상기 로드의 후단에서 외부로 개방되 도록 상기 절단면의 형성 길이는 상기 로드의 후단에 삽입되는 길이보다 긴 길이로 형성된 것을 특징으로 하는 터치펜 어셈블리.
4. 제1항에 있어서, 상기 로드는 후단부 내주면에 상기 피스톤과 나사결합 하기 위한 제1 나사산을 구비하고,

   상기 피스톤은 선단부 외주면에 상기 로드의 후단에 나사결합 하기 위하여 상기 제1 나사산에 대응하는 제2 나사산을 구비하는 것을 특징으로 하는 터치펜 어셈블리.
5. 제1항에 있어서, 상기 로드는 후단부 내주면에 상기 피스톤과 결합을 위해 요입 형성된 요입단을 구비하고,

   상기 피스톤은 선단부 외주면에 상기 로드의 후단에 결합하기 위하여 상기 요입단에 대응하는 요입홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 터치펜 어셈블리.
6. 제1항에 있어서, 상기 팁부는 후단부 일부가 상기 로드의 선단에 억지끼움식 또는 나사결합식으로 결합되고, 상기 로드로부터 노출된 외주면에 상기 뚜껑에 착탈되기 위한 제1 고정홈을 구비하고, 그 선단에 터치용 팁을 구비하며,

   상기 부싱캡은 상기 제1 펜대부로부터 노출된 외주면에 상기 뚜껑에 착탈되기 위한 제2 고정홈을 구비하며,

   상기 뚜겅은 선단이 막힌 중공의 실린더형으로 그 내부에 상기 제1 고정홈에 대응하여 상기 팁부를 탄력적으로 착탈하기 위한 제1 파지관 및 상기 제2 고정홈에 대응하여 상기 부싱캡을 탄력적으로 착탈하기 위한 제2 파지관을 구비하는 것을 특징으로 하는 터치펜 어셈블리.
7. 제6항에 있어서, 상기 제1 파지관은 후단부에 방사상으로 신축되는 다수의 호형 제1 탄성편들을 구비하고, 상기 제1 탄성편들은 각각 내측면에 상기 제1 고정홈에 대응하는 제1 걸림 돌기가 형성되며,

   상기 제2 파지관은 후단부에 방사상으로 신축되는 다수의 호형 제2 탄성편들을 구비하고, 상기 제2 탄성편들은 각각 내측면에 상기 제2 고정홈에 대응하는 제2 걸림 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 터치펜 어셈블리.
8. 제1항에 있어서, 상기 피스톤은 단차 형성되고, 상기 로드로부터 노출된 후단부의 외주면에 고무링이 끼워지는 하나 이상의 실링홈을 구비하고, 상기 로드에 삽입된 선단부와 상기 실링홈이 형성된 후단부 사이의 몸체 외주면에 상기 부싱캡에 착탈되기 위한 걸림환테를 구비하며,

   상기 부싱캡은 상기 제1 펜대부에 삽입된 후단부에 방사상으로 신축되는 다수개의 호형 탄성편들을 구비하고, 상기 탄성편들은 각각 내측면에 상기 걸림환테에 대응하는 걸림홈이 형성되어 상기 피스톤을 착탈하는 것을 특징으로 하는 터치펜 어셈블리.

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