特開 2023-31218 入力ペン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023031218

(43)【公開日】2023-03-08

(54)【発明の名称】入力ペン

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/03 20060101AFI20230301BHJP

【ＦＩ】

G06F3/03 400F

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022032120

(22)【出願日】2022-03-02

(31)【優先権主張番号】P 2021135787

(32)【優先日】2021-08-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000005957

【氏名又は名称】三菱鉛筆株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】阪上 正史

(72)【発明者】

【氏名】柳 飛沙則

(57)【要約】

【課題】使用感を一定に保つことが可能な入力ペンを提供する。
【解決手段】入力ペン１０は、軸体１２と、軸体１２の一端に設けられ、導電性を有する導電接触部１４と、を有し、軸体１２の中心部に、導電性を有し導電接触部１４と電気的に接続された非筆記用の導電芯１６、及び導電性を有せず導電芯１６と直列に配置された色芯１８（非導電芯）を有するか、又は軸体１２が導電性を有すると共に導電接触部１４と電気的に接続され、該軸体１２の中心部に芯を有しない。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸体と、
前記軸体の一端に設けられ、導電性を有する導電接触部と、を有し、
前記軸体の中心部に、導電性を有し前記導電接触部と電気的に接続された非筆記用の導電芯、及び導電性を有せず前記導電芯と直列に配置された非導電芯を有するか、
又は前記軸体が導電性を有すると共に前記導電接触部と電気的に接続され、該軸体の中心部に芯を有しない入力ペン。

【請求項2】

前記軸体の中心部において、前記非導電芯の前記導電芯側と反対側に、導電性を有する筆記用芯が直列に設けられている請求項１に記載の入力ペン。

【請求項3】

前記軸体の少なくとも外面が導電性を有し、
前記導電接触部は、導電性を有し前記外面に接触する固定部材により前記軸体に固定されている請求項１又は請求項２に記載の入力ペン。

【請求項4】

前記固定部材は、複数の内方突起の形成により前記軸体と前記導電接触部とを固定する請求項３に記載の入力ペン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、入力ペンに関する。

【背景技術】

【0002】

外装及び芯を備え、一端に導電性の接触エレメントが設けられた入力機器が開示されている（特許文献１参照）。芯として、鉛芯、カラー芯、イレーザ芯、化粧芯等が択一的に使用される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特表２０１５－５２１３２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

最近は小学校において、電子教材の利用のためにタブレット端末等の電子機器が使用されつつある。入力部が感圧式又は静電容量式の電子機器を使用する際には、例えば入力ペンが使用される。筆記具の持ち方を習得途中であり、鉛筆をメインに使用する小学生の場合、入力ペンの軸としては鉛筆と形状と重さが近い木材を主に用いることが最適と考えられる。また、小学生は力の加減を誤ってペンを紛失したり破損したりしてペンを交換することが多いため、小学生用の入力ペンは安価であることが望ましい。

【0005】

静電容量式の入力ペンにおいては、静電容量を確保するために例えば導電性を有する芯が用いられ、該芯と導電接触部とが電気的に接続される。この場合、使用者が選択した筆記用芯の濃さ（カーボンブラック等の含有量）によって芯の静電容量が異なるため、導電接触部で電子機器の入力部にタッチしたときの使用感が変化してしまう。

【0006】

本発明は、使用感を一定に保つことが可能な入力ペンを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

第１の態様に係る入力ペンは、軸体と、前記軸体の一端に設けられ、導電性を有する導電接触部と、を有し、前記軸体の中心部に、導電性を有し前記導電接触部と電気的に接続された非筆記用の導電芯、及び導電性を有せず前記導電芯と直列に配置された非導電芯を有するか、又は前記軸体が導電性を有すると共に前記導電接触部と電気的に接続され、該軸体の中心部に芯を有しない。

【0008】

この入力ペンでは、入力部が静電容量式の電子機器に対し導電接触部を接触させることで、該電子機器に対し入力を行うことができる。また、この入力ペンでは、軸体の中心部に非筆記用の導電芯、及び該導電芯と直列に配置された非導電芯を有するか、又は軸体が導電性を有し、該軸体の中心部に芯を有しない構造となっている。

【0009】

入力ペンが導電芯及び非導電芯を有する場合、導電芯には非導電芯が直列に配置されているので、導電芯により一定の静電容量が確保されている。したがって、導電芯以外の他の芯の静電容量の違いに影響を受けることなく、導電接触部の使用感を一定に保つことができる。入力ペンが芯を有しない場合でも、軸体が導電性を有すると共に導電接触部と電気的に接続されているので、同様に導電接触部の使用感を一定に保つことができる。

【0010】

また、入力部が感圧式の電子機器に対しては、入力ペンの芯又は軸体を押し当てることで入力が可能である。

【0011】

第２の態様は、第１の態様に係る入力ペンにおいて、前記軸体の中心部において、前記非導電芯の前記導電芯側と反対側に、導電性を有する筆記用芯が直列に設けられている。

【0012】

この入力ペンでは、非導電芯の導電芯側と反対側に、導電性を有する筆記用芯が直列に設けられているので、該筆記用芯を利用して筆記することが可能である。筆記用芯の静電容量は、濃度（カーボンブラックの含有量）によって異なるが、筆記用芯と導電芯の間に非導電芯が配置されて絶縁されているので、筆記用芯の濃度等によって導電芯の静電容量が影響を受けることはない。このため、導電接触部の使用感を一定に保つことができる。

【0013】

また、第１の態様又は第２の態様に係る入力ペンにおいて、前記非導電芯が、筆記用の色芯である。

【0014】

この入力ペンでは、非導電芯が筆記用の色芯であるので、色芯を利用して筆記することが可能である。色芯は非導電芯であるため、色芯の種類によって導電芯の静電容量が影響を受けることはない。このため、導電接触部の使用感を一定に保つことができる。色芯が、墨芯と、導電接触部側の導電芯との間に配置される場合には、墨芯を使い切った後色芯が露出するので、該色芯での筆記が可能である。

【0015】

また、第１の態様又は第２の態様に係る入力ペンにおいて、前記導電芯が、導電樹脂である。

【0016】

この入力ペンでは、導電芯が導電樹脂であるので、導電芯に金属を用いる場合と比較して低コスト化と軽量化が可能である。

【0017】

また、第１の態様又は第２の態様に係る入力ペンにおいて、前記非導電芯が、前記導電芯と二色成形された樹脂である。

【0018】

非導電芯が、導電樹脂である導電芯と二色成形された樹脂であるので、非導電芯と導電芯を別々に成形して軸体内に配置する場合と比較して、製造の工数を削減することができる。

【0019】

第３の態様は、また、第１の態様又は第２の態様に係る入力ペンにおいて、前記軸体の少なくとも外面が導電性を有し、前記導電接触部は、導電性を有し前記外面に接触する固定部材により前記軸体に固定されている。

【0020】

この入力ペンでは、導電接触部が固定部材により軸体に固定されている。軸体の少なくとも外面は導電性を有しており、固定部材も導電性を有している。そして、固定部材が導電接触部と軸体の外面に接触しているので、導電接触部と軸体とが電気的に接続されている。したがって、軸体も入力ペンの静電容量の一部を担うこととなる。

【0021】

また、第３の態様に係る入力ペンにおいて、前記軸体が、外面に導電性を有する木製である。

【0022】

この入力ペンでは、軸体は、外面に導電性を有する木製であるので、形状と重さが鉛筆に近くなる。このため、小学生が利用し易い入力ペンを提供できる。

【0023】

第４の態様は、第３の態様に係る入力ペンにおいて、前記固定部材が、複数の内方突起の形成により前記軸体と前記導電接触部とを固定する。

【0024】

この入力ペンでは、固定部材が複数の内方突起の形成により軸体と導電接触部とを固定することで、軸体と導電接触部を容易に固着することができる。

【発明の効果】

【0025】

本発明によれば、使用感を一定に保つことが可能な入力ペンを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】第１実施形態に係る入力ペンを示す断面図である。

【図2】第２実施形態に係る入力ペンを示す断面図である。

【図3】第３実施形態に係る入力ペンを示す断面図である。

【図4】第４実施形態に係る入力ペンを示す断面図である。

【図5】第５実施形態に係る入力ペンを示す断面図である。

【図6】図５における入力ペンの導電接触部側を示す拡大断面図である。

【図7】第６実施形態に係る入力ペンを示す断面図である。

【図8】図７における入力ペンの導電接触部側を示す拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。各図面において同一の符号を用いて示される構成要素は、同一又は同様の構成要素であることを意味する。なお、以下に説明する実施形態において重複する説明及び符号については、省略する場合がある。また、以下の説明において用いられる図面は、いずれも模式的なものであり、図面に示される、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。また、複数の図面の相互間においても、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は必ずしも一致していない。

【0028】

［第１実施形態］
図１において、本実施形態に係る入力ペン１０は、軸体１２と、導電接触部１４と、導電芯１６と、非導電芯の一例としての色芯１８とを有している。

【0029】

軸体１２は、例えば鉛筆と同様の形状及び寸法の木製である。この軸体１２の中心部は、導電芯１６及び色芯１８を配置するため、例えば軸方向に貫通した中空状（管状）とされている。軸体１２の断面形状は任意であるが、例えば六角形、円形、楕円形、四角形である。軸体１２は導電性を有する樹脂であってもよく、また非導電性の樹脂であってもよい。軸体１２を木又は非導電性の樹脂等、非導電性の材質で構成し、外面に導電表装１２Ａ（図４から図８参照）を施してもよい。

【0030】

導電接触部１４は、軸体１２の一端に設けられ、導電性を有する、例えば軟質のコンタクトプラグである。導電接触部１４は、固定部材２２により軸体１２に固定されている。固定部材は、導電性を有する金属製又は樹脂製の圧着部材（フェルール）であり、軸体１２及び導電接触部１４に対して例えば加締められることで、軸体１２と導電接触部１４を連結している。

【0031】

導電芯１６は、軸体１２の中心部に、導電性を有し導電接触部１４と電気的に接続された非筆記用の芯である。この導電芯１６は、例えば導電樹脂により構成されており、その後端が導電接触部１４に当接している。入力ペン１０の軸方向において、導電接触部１４の長さと導電芯１６の長さの合計は、例えば２０ｍｍ以上９０ｍｍ未満である。

【0032】

色芯１８は、導電性を有せず、導電芯１６と直列に配置されている。この色芯１８は、導電芯１６に対し導電接触部１４側と反対側に配置されている。換言すれば、入力ペン１０において、色芯１８は先端側に配置され、導電接触部１４は後端に配置され、色芯１８と導電接触部１４の間に導電芯１６が配置されている。色芯１８と導電芯１６は、朱藍鉛筆の赤芯と青芯（図示せず）のように互いに突き当たっている。

【0033】

（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図１において、本実施形態に係る入力ペン１０では、入力部が静電容量式の電子機器（図示せず）に対し導電接触部１４を接触させることで、該電子機器に対し入力を行うことができる。また、この入力ペン１０では、軸体１２の中心部に非筆記用の導電芯１６、及び該導電芯１６と直列に配置された非導電芯としての色芯１８を有している。

【0034】

導電芯１６には非導電芯が直列に配置されているので、導電芯１６により一定の静電容量が確保されている。したがって、導電芯以外の他の芯の静電容量の違いに影響を受けることなく、導電接触部１４の使用感を一定に保つことができる。入力ペンが芯を有しない場合でも、軸体１２が導電性を有すると共に導電接触部１４と電気的に接続されているので、同様に導電接触部１４の使用感を一定に保つことができる。

【0035】

また、入力部が感圧式の電子機器に対しては、入力ペンの芯又は軸体１２を押し当てることで入力が可能である。

【0036】

更に、非導電芯が筆記用の色芯１８であるので、色芯１８を利用して筆記することが可能である。色芯１８は非導電芯であるため、色芯１８の種類によって導電芯１６の静電容量が影響を受けることはない。このため、導電接触部１４の使用感を一定に保つことができる。色芯１８が消耗した後も導電芯１６が残ることから、入力ペン１０を静電容量式のタッチペンとして使用することができる。

【0037】

また、導電芯１６が導電樹脂であるので、導電芯１６に金属を用いる場合と比較して低コスト化と軽量化が可能である。

【0038】

更に、軸体１２が木製であるので、形状と重さが鉛筆に近くなる。このため、小学生が利用し易い入力ペンを提供できる。

【0039】

このように、本実施形態によれば、使用感を一定に保つことが可能となり、改善された入力ペン１０を提供できる。

【0040】

［第２実施形態］
図２において、本実施形態に係る入力ペン２０では、軸体１２の中心部において、非導電芯の一例としての色芯１８の導電芯１６側と反対側に、導電性を有する筆記用芯である墨芯２４が直列に設けられている。換言すれば、入力ペン２０において、先端側から後端側に向かって、墨芯２４、色芯１８、導電芯１６の順に配置されている。そして、入力ペン２０の後端に導電接触部１４が配置されている。墨芯２４と導電接触部１４の間に非導電芯としての色芯１８とが配置されている。墨芯２４と色芯１８、該色芯１８と導電芯１６は、それぞれ互いに突き当たっている。

【0041】

本実施形態に係る入力ペン２０では、非導電芯としての色芯１８の導電芯１６側と反対側に、導電性を有する筆記用芯である墨芯２４が直列に設けられているので、該墨芯２４を利用して筆記することが可能である。墨芯２４の静電容量は、濃さ（カーボンブラックの含有量）によって異なるが、墨芯２４と導電芯１６の間に非導電芯としての色芯１８が配置されて絶縁されているので、墨芯２４の濃さによって導電芯１６の静電容量が影響を受けることはない。このため、導電接触部１４の使用感を一定に保つことができる。

【0042】

また、墨芯２４を使い切った後には色芯１８が露出するので、該色芯１８での筆記も可能である。

【0043】

他の部分については、第１実施形態と同様であるので、同一の部分には図面に同一の符号を付し、説明を省略する。

【0044】

［第３実施形態］
図３において、本実施形態に係る入力ペン３０では、図２における色芯１８の代わりに非導電芯２６が配置されている。この非導電芯２６は、導電芯１６と二色成形された樹脂である。

【0045】

本実施形態に係る入力ペン３０では、非導電芯２６が、導電樹脂である導電芯１６と二色成形された樹脂であるので、非導電芯２６と導電芯１６を別々に成形して軸体１２内に配置する場合と比較して、製造の工数を削減することができる。

【0046】

他の部分については、第１実施形態と同様であるので、同一の部分には図面に同一の符号を付し、説明を省略する。

【0047】

［第４実施形態］
図４において、本実施形態に係る入力ペン４０では、軸体１２の少なくとも外面が導電性を有している。具体的には、軸体１２は、外面に導電性を有する木製又は樹脂製である。軸体１２の外面には、例えば導電表装１２Ａが施されている。

【0048】

導電接触部１４は、固定部材２２により軸体１２に固定されている。この固定部材２２は導電性を有し、軸体１２の外面の導電表装１２Ａに接触している。

【0049】

軸体１２の中心部には、該軸体１２の全長に渡って延びる導電芯１６が設けられている。軸体１２の先端側の端面には、非導電性の先端部２８が設けられている。先端部２８は、例えば略半球面状に形成された樹脂である。この先端部２８は、導電芯１６が先端側に露出しないように軸体１２の端面を覆っている。

【0050】

本実施形態に係る入力ペン４０では、入力部が静電容量式の電子機器に対しては、導電接触部１４を接触させることで、該電子機器に対し入力を行うことができる。また、入力部が感圧式の電子機器に対しては、先端部２８を押し当てることで入力が可能である。

【0051】

なお、本実施形態では導電芯１６により静電容量が確保されているので、軸体１２の導電表装１２Ａが省略されていてもよい。

【0052】

他の部分については、第１実施形態と同様であるので、同一の部分には図面に同一の符号を付し、説明を省略する。

【0053】

［第５実施形態］
図５、図６において、本実施形態に係る入力ペン５０では、軸体１２が導電性を有し、該軸体１２の中心部に筆記用芯を有しない構造となっている。

【0054】

具体的には、軸体１２は、外面に導電性を有する木製又は樹脂製であり、芯を有しないため中実となっている。軸体１２の外面には、例えば導電表装１２Ａが施されている。軸体１２の少なくとも外面は導電性を有しており、固定部材２２も導電性を有している。そして、固定部材２２が導電接触部１４と軸体１２の外面に接触しているので、導電接触部１４と軸体１２とが電気的に接続されている。したがって、軸体１２も入力ペン５０の静電容量の一部を担うこととなる。また、固定部材２２を中心方向に押圧することにより形成される内方突起２２Ａにより、軸体１２及び導電接触部１４とを接着剤を用いずに強固に固着することができる。また、その固着力は、引き抜き方向で１０Ｎ以上とすることが好ましい。

【0055】

内方突起２２Ａを形成する際の導電接触部１４は、径方向のデュロメータＡ硬度が３０以上かつ軸線方向のヤング率Ｅが７以下であることが好ましい。デュロメータＡ硬度が３０未満だと内方突起の形成が不十分となり導電接触部１４の固着が得られず、またヤング率Ｅが７ＭＰａより上回ると十分な操作感が得られない。なお、デュロメータＡ硬度は、ＪＩＳ Ｋ ６２５３－１に準拠した測定によるものとする。ヤング率Ｅは、径方向の最大断面積Ｓ（ｍｍ^２）と、自然長からの押し込み量を１ｍｍに達した場合の荷重Ｐ（Ｎ）との比較にて算出される（Ｅ＝Ｐ／Ｓ）。

【0056】

本実施形態に係る入力ペン５０では、入力部が静電容量式の電子機器に対しては、導電接触部１４を接触させることで、該電子機器に対し入力を行うことができる。入力ペン５０が芯を有していなくても、軸体１２が導電性を有すると共に導電接触部１４と電気的に接続されているので、同様に導電接触部１４の使用感を一定に保つことができる。また、入力部が感圧式の電子機器に対しては、軸体１２の先端部を押し当てることで入力が可能である。

【0057】

他の部分については、第１実施形態と同様であるので、同一の部分には図面に同一の符号を付し、説明を省略する。

【0058】

［第６実施形態］
図７、図８において、本実施形態に係る入力ペン６０では、軸体１２が導電性を有し、該軸体１２の中心部に芯を有しない構造となっている。

【0059】

具体的には、軸体１２は、外面に導電性を有する木製又は樹脂製であり、軸方向に貫通した中空状（管状）に構成されている。軸体１２の外面には、例えば導電表装１２Ａが施されている。軸体１２の少なくとも外面は導電性を有しており、固定部材２２も導電性を有している。そして、固定部材２２が導電接触部１４と軸体１２の外面に接触しているので、導電接触部１４と軸体１２とが電気的に接続されている。したがって、軸体１２も入力ペン６０の静電容量の一部を担うこととなる。

【0060】

図８に示されるように、本実施形態では、一例として軸体１２の外面と固定部材２２の外面とが面一に構成されており、軸体１２から導電接触部１４にかけて段差の形成が抑制されている。

【0061】

本実施形態に係る入力ペン６０では、入力部が静電容量式の電子機器に対しては、導電接触部１４を接触させることで、該電子機器に対し入力を行うことができる。入力ペン６０が芯を有していなくても、軸体１２が導電性を有すると共に導電接触部１４と電気的に接続されているので、同様に導電接触部１４の使用感を一定に保つことができる。また、入力部が感圧式の電子機器に対しては、軸体１２の先端部を押し当てることで入力が可能である。軸体１２が中空状であるので、第５実施形態に係る入力ペン５０よりも軽量である。また軸体１２の外面と固定部材２２の外面とが面一であるため、比較的見栄えがよく、入力ペン６０を収納場所から出し入れ等する際に引っ掛かりが生じ難い。

【0062】

他の部分については、第１実施形態と同様であるので、同一の部分には図面に同一の符号を付し、説明を省略する。

【0063】

［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明の実施形態は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0064】

１０…入力ペン、１２…軸体、１２Ａ…導電表装、１４…導電接触部、１６…導電芯、１８…色芯（、導電芯）、２０…入力ペン、２２…固定部材、２４…墨芯、２６…非導電芯、２８…先端部、３０、入力ペン、４０…入力ペン、５０…入力ペン、６０…入力ペン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】