特許 7138979 簡略化されたキャパシタンスペンのリフィルモジュール及びその組み立て方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-09-09

(45)【発行日】2022-09-20

(54)【発明の名称】簡略化されたキャパシタンスペンのリフィルモジュール及びその組み立て方法

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/03 20060101AFI20220912BHJP

   G06F 3/044 20060101ALI20220912BHJP

【ＦＩ】

G06F3/03 400F

G06F3/044 Z

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021077654

(22)【出願日】2021-04-30

【審査請求日】2021-04-30

(73)【特許権者】

【識別番号】520162846

【氏名又は名称】インクゥソン・ピーイー・リサーチ・アンド・ディベロップメント・センター・シェンツェン・カンパニー・リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＹｉｎｇＫｅＳｏｎｇ ＢｉＹｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｅｎｔｅｒ Ｓｈｅｎｚｈｅｎ ＣＯ．， ＬＴＤ

【住所又は居所原語表記】５０１－１， Ｂｌｄｇ． Ａ， ＤｏｎｇＺｈｉｊｉａ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐｋ．， Ｌｅｚｈｕｊｉａｏ， Ｈｕａｎｇｍａｂｕ ｃｏｍｍ．， Ｈａｎｇｃｈｅｎｇ ｓｔ．， Ｂａｏ’ａｎ Ｄｉｓｔ．， Ｓｈｅｎｚｈｅｎ， Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】100145470

【弁理士】

【氏名又は名称】藤井 健一

(72)【発明者】

【氏名】ハオ・リウ

【審査官】岩橋 龍太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０３０８４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／０４９４５２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－０１８１４９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ ３／０３

Ｇ０６Ｆ ３／０４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

キャパシタンスペンのリフィルモジュールであって、簡略化されたリフィルモジュールは、PCBボード及びPCBボードに套設されるリングアセンブリで構成されるリフィル本体を含み、前記PCBボードは3層回路であり、それぞれが一次送信回路、二次送信回路と接地回路で、前記PCBボードの後端にピンが接続され、当該ピンは、前記PCBボードの3層回路に電気的に接続されることを特徴とするキャパシタンスペンのリフィルモジュール。

【請求項2】

前記ピンはFPCボードで構成され、PCBボードにFPCボードがピンとして覆われ、前記3層回路はFPCボードに電気的に接続され、それぞれ対応しているピンをオンにすることを特徴とする請求項１記載のキャパシタンスペンのリフィルモジュール。

【請求項3】

前記リングアセンブリは、中空のテーパー部、中空の金属シリンダーと中空ネジ座を含み、中空のテーパー部、中空の金属シリンダーと中空ネジ座は順番にPCBボードに套設され、互いに、PCBボードに嵌着される耐高温の絶縁リングを設置していることを特徴とする請求項１記載のキャパシタンスペンのリフィルモジュール。

【請求項4】

前記PCBボードは、ソケット部とステップ部により構成され、前記ソケット部が前記リングアセンブリと前記絶縁リングの接続に使用され、前記ソケット部の後端にステップ部が接続され、当該ステップ部と前記中空ネジ座が当て止めを形成し、前記ステップ部の後ろに延伸部があり、延伸部が、FPCボードで構成されることを特徴とする請求項３記載のキャパシタンスペンのリフィルモジュール。

【請求項5】

前記PCBボードに複数のパッドが設置され、前記パッドがそれぞれ前記テーパー部、前記金属シリンダー、前記ネジ座の中空内部と溶接固定され、電気的に接続され、そのうち、前記金属シリンダーは、二次送信回路、前記ネジ座に電気的に接続され、前記テーパー部は接地回路に電気的に接続されることを特徴とする請求項３記載のキャパシタンスペンのリフィルモジュール。

【請求項6】

前記PCBボードの前記ソケット部の前記ステップ部から離れた端面に、一次送信端面が設置され、一次送信端面と一次送信回路が電気的に接続されることを特徴とする請求項４記載のキャパシタンスペンのリフィルモジュール。

【請求項7】

PCBボードの複数のパッドに、はんだペーストが塗布され、中空のテーパー部、中空の金属シリンダーと中空ネジ座、及び互いに取り付ける絶縁リングが、順番にPCBボードに嵌着されることで、中空のリングアセンブリを組み立て完了した後、前記はんだペーストは、各部品の内部に充填され、その後、加熱部品を介してリフィルモジュールを加熱するとき、前記はんだペーストが溶融し、各部品の内面をPCBボードのパッドに電気的に接続し、はんだペーストが冷却したら固形金属錫になり、中空リングアセンブリとPCBボードが固定し、リフィルモジュールの組み立てを完了し、続いて、検査部品を介してリフィルモジュールの各回路をテストし、組み立て合否を確認することを特徴とする請求項１記載のキャパシタンスペンのリフィルモジュールの組み立て方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子キャパシタンスペンの技術分野に関わり、具体的に、簡略化されたリフィルモジュール及びその組み立て方法に関わる。

【背景技術】

【0002】

キャパシタンスタッチは、タッチパネルの主流の入力技術であり、モバイル通信装置、タブレットコンピュータ、またはタッチスクリーンを使用するあらゆる機器で広く使用される。ユーザーは指とキャパシタンスペンで入力操作を行うことを選択できます。ただし、市場既存の専用型キャパシタンスペンのリフィル構造は複雑すぎて、生産効率が低く、コストが高い。また、従来技術のリフィル構造は、複数部品の接続・接合を必要とする。工業生産で様々な不良が発生しやすく、人件費や材料の浪費が多く、量産化に不利である。

【0003】

従来技術では、簡略化された自発的なキャパシタンスペンモジュール(CN210402293U)では、リフィルコンポーネントがテーパーペン先、ネジ部、プラスチックスリーブ、ペン先カバーなどの構造でリフィルコンポーネントを包む。リフィルコンポーネントは、レシービングヘッド、リフィルシリンダー、リフィルホルダー、リード線、バネで構成された後、回路板に接続され、上記部品の組み合わせでリフィル構造を形成し、大幅に組み立て難度を向上させ、良品率を大幅に低減した。

【0004】

また、従来技術KR1020160022369Aは、電子ペンを公開した。そのうち、回路キャリアシリンダー208は対象物210に設置され、書き込みパッド203は圧電発電コンポーネント204に接続され、圧電エンジン205、デジタル制御装置217などは接合接続されるので、ペン構造が複雑である。

【0005】

本発明は、キャパシタンスペンのリフィルモジュールを提案した。従来技術のリフィル機能を実現した上で、リングアセンブリを介してPCBボードに嵌着溶接され、一体化してキャパシタンスペンのリフィルを形成し、大幅にリフィル構造を簡略化した。ユーザーがタッチパネルで細やかで多機能の書き込みや描画などの入力操作を行うニーズを満たすだけでなく、キャパシタンスペンの故障率を低減し、工業生産組み立てコストを削減した。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の目的は、従来技術の欠陥と不足に対して、簡略化されたキャパシタンスペンのリフィルモジュールを提供することである。本発明は、PCBボードをリフィルの本体として、大量な複雑構造部を直接に代替し、内孔溶接工法を使用し、工程と加工時間を大幅に減少し、不良率を大幅に低減した。外観は滑らかできれい。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、本発明は次の技術的解決策を提供した：
簡略化されたキャパシタンスペンのリフィルモジュールは、PCBボード及びPCBボードに套設されるリングアセンブリで構成されるリフィル本体を含み、下記を特徴とする。前記のPCBボードは3層回路であり、それぞれが一次送信回路、二次送信回路と接地回路である。PCBボードの後端にピンが接続され、ピンはPCBボードの3層回路に電気的に接続される。

【0008】

好ましくは、PCBボードにFPCボードがピンとして覆われ、前記3層回路はFPCボードに電気的に接続され、それぞれ対応しているピンをオンにする。

【0009】

好ましくは、前記のリングアセンブリは、中空のテーパー部、中空の金属シリンダーと中空ネジ座を含む。中空のテーパー部、中空の金属シリンダーと中空ネジ座は順番にPCBボードに套設され、互いにPCBボードに嵌着される耐高温の絶縁リングを設置している。耐高温の絶縁リングは、中空のテーパー部、中空の金属シリンダーと中空ネジ座を互いに隔てて、相互間の電性影響を抑え、キャパシタンスペンの書き込み精度を向上させた。また、各部品間の絶縁と間隔の確定に使用され、各部品間の隙間を埋め、外観を美しくする。

【0010】

好ましくは、前記PCBの上にソケット部が設置され、前記のソケット部がリングアセンブリと絶縁リングの接続に使用される。ソケット部の後端にステップ部が接続され、ステップ部と中空ネジ座が当て止めを形成する。ステップ部の後ろに延伸部があり、延伸部がFPCボードで構成される。

【0011】

好ましくは、前記PCBボードに複数のパッドが設置され、前記パッドがそれぞれテーパー部、金属シリンダー、ネジ座の中空内部と溶接固定され、電気的に接続される。そのうち、金属シリンダーは二次送信回路、ネジ座に電気的に接続され、テーパー部は接地回路に電気的に接続される。

【0012】

好ましくは、前記PCBボードのソケット部のステップから離れた端面に一次送信端面が設置され、一次送信端面と一次送信回路が電気的に接続される。中空のネジ座はPCBボードのストリップ部に套設され、ストリップ部のルートステップに電気的に接続・固定される。このネジ座は接地回路に電気的に接続される。

【0013】

リフィルモジュールの組み立て方法は、PCBボード及びPCBボードに套設されるリングアセンブリで構成されるリフィル本体を含む。前記のPCBボードは3層回路であり、それぞれが一次送信回路、二次送信回路と接地回路である。前記のPCBボードにFPCボードがピンとして覆われ、前記3層回路はFPCボードに電気的に接続され、それぞれ対応しているピンをオンにする。そして、下記を特徴とする。PCBボードの複数のパッドにはんだペーストが塗布される。中空のテーパー部、中空の金属シリンダーと中空ネジ座、及び互いに取り付ける絶縁リングは、順番にPCBボードに嵌着される。中空のリングアセンブリを組み立て完了した後、はんだペーストは各部品の内部に充填される。その後、加熱部品を介してリフィルモジュールを加熱するとき、はんだペーストは溶融する。各部品の内面をPCBボードのパッドに電気的に接続し、はんだペーストが冷却したら固形金属錫になり、中空リングアセンブリとPCBボードが固定する。リフィルモジュールの組み立てを完了する。検査部品を介してリフィルモジュールの各回路をテストし、組み立て合否を確認する。

【発明の効果】

【0014】

要約すると、本発明は、従来技術に比べて、以下の有益な効果を持っている。
(1)本発明は設計が合理的で、PCBボードをリフィル本体として使用し、PCBボードの構造を最適化し、PCBボードが中空リングアセンブリと嵌着できるようにする。異なる部分の中空コンポーネントがそれぞれ一次送信回路、二次送信回路、接地電路に接続することで、構造を簡略化し、大量な複雑構造部を直接に代替した。

【0015】

(2)PCBボードは3層回路の構造を採用し、多層回路の設計を通して、リフィル本体とするPCBボードの強度を向上させた。また、多層回路の設計は、パッドの配置に合わせて、PCBボードと中空コンポーネントの溶接の安定性と強度をさらに向上させ、キャパシタンスペンの使用における衝突・落下に起因する故障を避けた。また、組み立て時に内孔溶接工法を採用し、人件費と材料費を大幅に減少し、リフィル外観が滑らかできれい。

【0016】

(3)PCBボードの後端にFPCボードがピンとして設置され、FPCとキャパシタンスペンの主制御基板との接続を通じて、電気的接続の性能を改善した。具体的に、FPCがフレキシブル接続であるため、キャパシタンスペンが落下などによる衝突を受けることを避け、電気接続点の切断による故障を避け、キャパシタンスペンの落下防止性能をさらに向上させた。

【0017】

(4)改善されたリフィルモジュールにより、リフィルモジュール組み立て完了後、その本体のPCBボードは完全にリングアセンブリに包まれて接続される。PCBボードの回路が外物によって擦られ、衝突される場合の損害を避け、リフィルコンポーネントの安定性をさらに向上させた。

【0018】

本発明の実施例または従来技術における技術的解決策をさらにはっきり説明するために、以下は、実施例または従来技術の記述に使用される附図を簡単に紹介する。明らかに、下記の附図は本実用新案のいくつかの実施例にすぎない。本分野の一般技術者にとって、創造的な労働をしない場合、これらの附図によりその他の附図を取得することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明実施例の構造の概略図である。

【図2】本発明実施例の回路の概略図である。

【図3】本発明実施例の回路パッドの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下は、附図及び具体的な実施例に基づいて、本発明の技術的解決策をさらに説明する。
（実施例1）
図1～図3に示すように、簡略化されたリフィルモジュールは、PCBボード及びPCBに套設されるリングアセンブリがリフィル本体を構成し、PCBボードがソケット部とステップ部で構成され、リングアセンブリがソケット部に嵌着し、リングアセンブリが中空のテーパー部2、中空の金属シリンダー4と中空ネジ座5を含む；ステップ部と中空ネジ座5が当て止めを形成する。嵌着部がストリップ形である。中空のテーパー部2、中空の金属シリンダー4と中空ネジ座5は順番にPCBボードに套設され、互いにPCBボードに嵌着される耐高温の絶縁リング3を設置している。ステップ部の後ろに延伸部があり、延伸部がFPCボードで構成される。

【0021】

PCBボード(1)にFPCボードはピンとして覆われる。そのうち、PCBボード(1)は3層回路に分けられ、それぞれが接地回路(C)、一次送信回路(B)、二次送信回路(A)であり、3つの回路がFPCに電気的に接続され、それぞれ対応しているピンをオンにする。前記の一次送信端面(B1)はPCBボード(1)のストリップ部の端面上にある。

【0022】

PCBボードは、正面第一層、中間層と背面第三層に分けられる。正面第一層のソケットから一定距離を置く所にテーパー部接地パッドC1がある。ステップ部にネジ部接地パッドC2があり、テーパー部接地パッドC1とネジ部接地パッドC2が同一の面にある。背面第三層に二次送信パッドA1があり、背面第三層にネジ部接地パッドC2がある。二次送信パッドA1はテーパー部接地パッドC1とネジ部接地パッドC2の中央にある。

【0023】

附図2に示すように、テーパー部接地パッドC1、ネジ部接地パッドC2、接地ピンC3、及び三者を接続するリード線は、接地回路(C)を構成している。一次送信端面B1、一次送信ピンB2、及び両者を接続するリード線は、一次送信回路(B)を構成している。二次送信パッドA1、二次送信ピンA2、及び両者を接続する直接リード線は、二次送信回路(A)を構成している。前記の3つの回路には、異なるPCB層を配置する。異なる層にあるB1、B2、C2、C3、A2ピンまたは端面位置は重なって接続する。

【0024】

中空のネジ座(5)はPCBボード(1)のストリップ部に套設され、ストリップ部のルートステップに電気的に接続・固定される。このネジ座(5)は接地回路(C2)に電気的に接続される。
中空の金属シリンダー(4)、中空のテーパー部(2)は、順番にPCBボード(1)のストリップ部の相対位置に套設され、中空の内部からPCBボード(1)のパッドに電気的に接続され、相対位置に固定される。そのうち、金属シリンダー(4)は二次送信回路(A1)に電気的に接続され、テーパー部(2)は接地回路(C1)に電気的に接続される。

【0025】

ネジ座(5)、金属シリンダー(4)、テーパー部(2)の間に、それぞれ耐高温の絶縁リング(3)が套設され、各部品間の絶縁と間隔を確定し、各部品の相互間の電性影響を抑え、キャパシタンスペン書き込みの精度を向上させた。また、各部品間の絶縁と間隔の確定に使用され、各部品間の隙間を埋め、外観を美しくする。
PCBボードのソケット部の「ステップ部から離れた端面」に一次送信端面B1が設置され、一次送信端面B1と一次送信回路が電気的に接続される。
図2に示すように、A2/B2/C3の3つのピンはFPCフレキシブル回路基板であり、ピンはキャパシタンスペンのメイン基板に電気的に接続される。

【0026】

リフィルモジュールの組み立て方法は、PCBボード及び「PCBボードに套設されるリングアセンブリ」で構成されるリフィル本体を含む。前記のPCBボードは3層回路であり、それぞれが一次送信回路、二次送信回路と接地回路である。前記のPCBボードにFPCボードがピンとして覆われ、前記3つの回路はFPCボードに電気的に接続され、それぞれ対応しているピンをオンにする。PCBボードの複数のパッドにはんだペーストが塗布される。中空のテーパー部、中空の金属シリンダーと中空ネジ座、及び互いに取り付ける絶縁リングは、順番にPCBボードに嵌着される。中空のリングアセンブリを組み立て完了した後、はんだペーストは各部品の内部に充填される。その後、加熱部品を介してリフィルモジュールを加熱するとき、はんだペーストは溶融する。各部品の内面をPCBボードのパッドに電気的に接続し、はんだペーストが冷却したら固形金属錫になり、中空リングアセンブリとPCBボードが固定する。リフィルモジュールの組み立てを完了する。検査部品を介してリフィルモジュールの各回路をテストし、組み立て合否を確認する。

【0027】

キャパシタンスペンリフィルモジュールの作りを完了した後、リフィルモジュールをキャパシタンスペンのキットに取り付ける。その一次送信端面B1はキャパシタンスペン先コンポーネントに嵌合して電気的に接続される。中空ネジ座5の雄ねじとキャパシタンスペンキットの雌ねじは嵌合して接続され、リフィルモジュールをキャパシタンスペンキットに取り付け、その後端をキャパシタンスペンの主制御基板に接続する。

【0028】

（実施例2）
簡略化されたリフィルモジュールは、PCBボード及びPCBに套設されるリングアセンブリがリフィル本体を構成し、PCBボードがソケット部とステップ部で構成され、リングアセンブリがソケット部に嵌着され、リングアセンブリが中空のテーパー部2、中空の金属シリンダー4と中空ネジ座5を含む。ステップ部と中空ネジ座5が当て止めを形成する。嵌着部がストリップ形である。中空のテーパー部2、中空の金属シリンダー4と中空ネジ座5は順番にPCBボードに套設され、互いに「PCBボードに嵌着される耐高温の絶縁リング3」がある。PCBボードの後端にピンが接続され、ピンが前記PCBボードの送信及び接地回路に電気的に接続される。本実施例では、PCBボード後端の接続は硬性接続の方式を採用する。具体的に、PCBボードに、銅線、鋼線などのワイヤーをピンとする。ワイヤーをキャパシタンスペンの主制御基板に電気的に接続し、キャパシタンスペンの組み立てを完了する。

【0029】

FPCボードをピンとする技術的解決策に比べて、実践運用において一定の優劣がある。ワイヤーで電気的に接続する技術的解決策は、接続がしっかりしているが、剛性が高く、書く時に手触りが硬く、外力衝撃を受ける時に溶接点が破裂し、割れる可能性がある。加工溶接時に手動溶接点が多く、操作が難しい。

【0030】

FPCボード(フレキシブルリード線)をピンとする技術的解決策は、「接続点が硬い」問題を解決できる。フレキシブルリード線を収容し、耐衝撃性を改善するために、より多くのキャパシタンスペン内部スペースが必要になる。

【0031】

要約すると、本発明は設計が合理的で、PCBボードをリフィル本体として使用し、大量な複雑構造部を直接に代替し、内孔溶接工法を使用し、人件費と材料費を大幅に減少し、外観が滑らか、きれいで、不良率が大幅に低減された。

【0032】

電気的接続の信頼性と安定性を保証しただけでなく、外表面に溶接痕跡がなく、「外部の溶接点が突き出し、その他の部品の組み合わせを妨げること」を避け、外観の完全性を実現し、美観効果を達成した。

【0033】

以上は、具体的な実施例に基づいて本発明の技術原理を説明した。これは本発明の好ましい実施形態にすぎない。本発明の保護範囲は、上記の実施例に限られない。本発明に基づく技術的解決策は、本発明の保護範囲内とする。本分野の技術者は、創造的労働なしで、本実用新案の他の具体的な実施形態を連想できる。これらの方式はすべて本発明の保護範囲内とする。

【符号の説明】

【0034】

1-PCB+FPCボード、2-テーパー部、3-絶縁リング、4-金属シリンダー、5-ネジ座、A1-二次送信パッド、A2-二次送信ピン、B1-一次送信端面、B2-一次送信ピン、C1-テーパー部接地パッド、C2-ネジ部接地パッド、C3-接地ピン。

【要約】      （修正有）

【課題】簡略化されたキャパシタンスペンのリフィルモジュールを提供する。
【解決手段】リフィルモジュールは、ＰＣＢボード１を本体として使用し、そのＰＣＢボードにＦＰＣボードがピンとして覆われる。中空のネジ座５は、ＰＣＢボードのストリップ部に套設され、ストリップ部のルートステップに電気的に接続・固定される。中空の金属シリンダー４、中空のテーパー部２は、順番にＰＣＢボードのストリップ部の相対位置に套設され、中空の内部からＰＣＢボードのパッドと電気的に接続され、相対位置に固定される。そのうち、ネジ座、金属シリンダー、テーパー部の間に、耐高温の絶縁リング３がそれぞれ套設される。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】