CN101751156B - 坐标输入装置、位置指示器及可变电容器 - Google Patents

Abstract

提供一种坐标输入装置、位置指示器及可变电容器，简化可变电容器的结构，并且使电介质与电极可靠地接触。在包括开口部与主表面部的框体中容纳电介质。导电销插入到贯通电介质的第一表面部与第二表面部的孔和设置在框体的主表面部上的贯通孔中，导电销的一端部从框体的主表面部突出到框体的外侧。并且，引线电极的电极部介于电介质的第二表面部与框体的主表面部之间，并且端子片从框体的主表面部突出到外侧。另外，导电性弹性部件靠近电介质的第一表面部而设置。并且，设置施力部件，对引线电极的第一电极部或电介质施力，使电介质的第二表面部与引线电极的电极部接触。由此，能够使电介质与电极可靠地接触，能够得到良好的笔压特性。

Description

坐标输入装置、位置指示器及可变电容器

技术领域

本发明涉及一种位置指示器、包括该位置指示器的坐标输入装置及用作笔压检测部的可变电容器。

背景技术

近年来，使用坐标输入装置作为个人计算机等的输入设备。该坐标输入装置例如包括笔形的位置指示器和位置检测装置，该位置检测装置具有使用该位置指示器进行指示操作及输入文字、图像等的输入面。

以往位置指示器的笔压检测部使用如专利文献1所记载的可变电容器。该专利文献1所记载的可变电容器具有安装在电介质的一个面上的第一电极及第二电极。并且，该第二电极具有挠性，被设置成与电介质的另一个面相对。该可变电容器具备使第二电极与电介质的另一个面之间除了其一部分以外略微隔开间隔的单元、以及在第二电极与电介质之间施加相对的压力或位移的单元。

图34表示专利文献1所公开的可变电容器的具体结构。该可变电容器200具有大致圆盘状的电介质201、安装在电介质201的一个面201a上的第一电极202、以及被配置在电介质201的另一个面201b一侧的第二电极203等。第二电极203具有挠性。该第二电极203经由环状的垫片204被配置在电介质201的另一个面201b一侧。另外，在第二电极203的与电介质201相反的一侧经由弹性体205设置有棒状的芯体210。

在第一电极202的一个面一侧设置有第一端子206。第一端子206由圆盘状的凸缘部206a和引线部206b构成。引线电极206b从凸缘部206a的一个面的大致中央向与电介质201相反的方向延伸。在施加笔压时，凸缘部206a与第一电极202的一个面接触，并与该第一电极202电连接。

第二端子207被设置在第二电极203的端部。该第二端子207与第一端子206同样地由圆盘状的凸缘部207a及引线部207b构成。该第二端子207从凸缘部207a的一个面的大致中央向电介质201一侧延伸。在施加笔压时，凸缘部207a与第二电极203的一个面的端部接触，并与该第二电极203电连接。

在电介质201的另一个面201b与第二电极203之间设置有垫片204。在不对芯体210施加任何压力或位移的状态(初始状态)下，在可变电容器200的另一个面201b与第二电极203之间略微形成间隔。如图34B所示，当对芯体210施加压力时，第二电极203与电介质201的另一个面201b接触。并且，当对芯体210施加较强的压力时，该第二电极203与电介质201的另一个面201b的接触面积增加。于是，第一和第二端子206、207之间的电容值增加。通过检测该第一和第二端子206、207之间的电容值的变化来检测施加到芯体210的压力(笔压)。

专利文献1：日本专利特开平4-96212号公报

然而，如图34所示，专利文献1所记载的可变电容器需要使第二电极203与电介质201之间除了其一部分以外略微隔开间隔的环状的垫片、以及具有挠性的第二电极203等。因此，存在部件数量增多、可变电容器的组装复杂的问题。并且，如果电介质201在组装时或使用时倾斜，则第一电极202或第二电极203无法与电介质201的一个面或另一个面可靠地接触，因此还存在对位置指示器的笔压特性产生不良影响的问题。

并且，专利文献1所记载的可变电容器在第二电极与电介质的另一个面之间略微设置有间隔。通过该第二电极与电介质的另一个面接触，检测施加到芯体的压力。因此，在施加到芯体的压力很小的情况下，由于第二电极与电介质不接触，因此无法检测出施加到芯体的压力。其结果，由于无法检测出微小的笔压，因此还存在无法再现细微的描绘的问题。

发明内容

本发明的目的在于，考虑上述问题点，并且提供一种能够简化可变电容器的结构并能够使电介质与电极可靠地接触的位置指示器、位置检测装置及可变电容器。

并且，本发明的目的在于，提供一种能够检测出微小的压力(笔压)并能够提高压力检测灵敏度的位置指示器、位置检测装置及可变电容器。

本发明的一种坐标输入装置包括具有输入面的位置检测装置和对输入面指示位置的位置指示器，其特征在于，位置指示器包括：壳体(Housing)；芯体(Crod),形成为棒状，被容纳在壳体中，并且具有向壳体的外侧突出的指示部(Pen tip)；以及可变电容器，检测按压指示部的力，可变电容器包括：中空的框体，具有一个面开口的开口部和与开口部相对并设置有贯通孔的主表面部；电介质，被容纳在框体中，并且具有贯通第一表面部和与第一表面部相对的第二表面部的孔；第一端子，插入电介质的孔和设置于框体的主表面部的贯通孔，该第一端子的一端从框体的主表面部向框体的外侧露出，并且该第一端子的另一端具有与电介质的第一表面部抵接的销头部；第二端子，具有第一电极部和端子部，第一电极部介于电介质的第二表面部与框体的主表面部之间，第一电极部构成可变电容器的一个电极，端子部从框体的主表面部向上述框体的外侧露出；导电性弹性部件，被配置成能够与电介质的第一表面部接触，导电性弹性部件利用按压指示部的力按压电介质的第一表面部，从而构成可变电容器的另一个电极即第二电极；以及施力部件，使电介质的第二表面部与上述第一电极部接触。

另外，本发明的一种位置指示器包括：壳体；芯体，形成为棒状，被容纳在壳体中，并且具有向壳体的外侧突出的指示部；以及可变电容器，检测按压指示部的力，该位置指示器的特征在于，可变电容器包括：中空的框体，具有一个面开口的开口部和与开口部相对并设置有贯通孔的主表面部；电介质，被容纳在框体中，并且具有贯通第一表面部和与第一表面部相对的第二表面部的孔；第一端子，插入电介质的孔和设置于框体的主表面部的贯通孔，该第一端子的一端从框体的主表面部向框体的外侧露出，并且该第一端子的另一端具有与电介质的第一表面部抵接的销头部；第二端子，具有第一电极部和端子部，第一电极部介于电介质的第二表面部与框体的主表面部之间，端子部从框体的主表面部向框体的外侧露出；导电性弹性部件，被配置成能够与电介质的第一表面部接触，导电性弹性部件利用按压指示部的力按压电介质的第一表面部，从而构成第二电极；以及施力部件，使电介质的第二表面部与第一电极部接触。

另外，本发明的一种可变电容器的特征在于，包括：中空的框体，具有一个面开口的开口部和与开口部相对并设置有贯通孔的主表面部；电介质，被容纳在框体中，并且具有贯通第一表面部和与第一表面部相对的第二表面部的孔；第一端子，插入电介质的孔和设置于框体的主表面部的贯通孔，该第一端子的一端从框体的主表面部向框体的外侧露出，并且该第一端子的另一端具有与电介质的第一表面部抵接的销头部；第二端子，具有第一电极部和端子部，第一电极部介于电介质的第二表面部与框体的主表面部之间，端子部从框体的主表面部向框体的外侧露出；导电性弹性部件，被配置成能够与电介质的第一表面部接触，导电性弹性部件利用按压指示部的力按压电介质的第一表面部，从而构成第二电极；以及施力部件，使电介质的第二表面部与第一电极部接触。

根据本发明的坐标输入装置、位置指示器及可变电容器，不仅能够简化作为笔压检测部的可变电容器的结构，还能够利用施力部件使电介质与电极可靠地接触，能够得到良好的笔压特性。

另外，根据本发明的位置指示器、坐标输入装置及可变电容器，能够检测出微小的压力(笔压)，能够提高压力的检测灵敏度。

附图说明

图1是表示本发明的位置指示器的实施方式的剖视图。

图2是表示本发明的可变电容器的第一实施方式的分解透视图。

图3是表示本发明的可变电容器的第一实施方式的透视图。

图4表示本发明的可变电容器的第一实施方式所涉及的导电销与接合部固定之前的状态，图4A是正视图，图4B是图4A的A-A线剖视图，图4C是图4A的B-B线剖视图。

图5表示本发明的可变电容器的第一实施方式所涉及的导电销与接合部固定之后的状态，图5A是正视图，图5B是图5A的A-A线剖视图，图5C是图5A的B-B线剖视图。

图6是表示本发明的可变电容器的第二实施方式的透视图。

图7表示本发明的可变电容器的第二实施方式，图7A是表示导电销与接合部固定之前的状态的剖视图，图7B是表示导电销与接合部固定之后的状态的剖视图。

图8是表示本发明的可变电容器的第三实施方式的透视图。

图9是表示本发明的可变电容器的第三实施方式所涉及的引线电极及第二引线电极的透视图。

图10A、图10B是表示本发明的可变电容器的第三实施方式的剖视图。

图11是表示本发明的可变电容器的第四实施方式的剖视图。

图12是表示本发明的可变电容器的第五实施方式所涉及的引线电极与第二引线电极的透视图。

图13是图12所示的引线电极与第二引线电极的正视图。

图14是从相反侧观察图12所示的引线电极与第二引线电极的透视图。

图15是表示本发明的可变电容器的第五实施方式的透视图。

图16是从相反侧观察图15所示的可变电容器的透视图。

图17是表示本发明的可变电容器所涉及的导电性弹性部件的其它实施方式的说明图。

图18是放大表示本发明的可变电容器所涉及的电介质的主要部分的剖视图。

图19是放大表示本发明的可变电容器所涉及的导电销的主要部分的剖视图。

图20是表示本发明的可变电容器所涉及的导电性弹性部件的透视图。

图21放大表示本发明的可变电容器的主要部分，是凹部的深度最小、销头部的厚度最大时的剖视图。

图22放大表示本发明的可变电容器的主要部分，是凹部的深度最大、销头部的厚度最小时的剖视图。

图23是表示图21所示的本发明可变电容器的相位-负荷特性的图表。

图24是表示图22所示的本发明可变电容器的相位-负荷特性的图表。

图25放大表示现有的可变电容器的主要部分，是凹部的深度最小、销头部的厚度最大时的剖视图。

图26放大表示现有的可变电容器的主要部分，是凹部的深度最大、销头部的厚度最小时的剖视图。

图27是表示图25所示的现有可变电容器的相位-负荷特性的图表。

图28是表示图26所示的现有可变电容器的相位-负荷特性的图表。

图29是表示本发明的可变电容器所涉及的导电性弹性部件的其它实施方式的说明图。

图30是表示本发明的可变电容器所涉及的导电性弹性部件的其它实施方式的说明图。

图31是表示本发明的坐标输入装置的实施方式的透视图。

图32是表示本发明的坐标输入装置所涉及的位置检测装置的电路结构概要的框图。

图33是表示本发明的坐标输入装置所涉及的位置指示器的电路概要的图。

图34示意性地说明现有的可变电容器，图34A是表示初始状态的图，图34B是表示对芯体施加压力(笔压)的状态的图。

具体实施方式

下面，说明用于实施本发明的位置指示器、坐标输入装置及可变电容器的实施方式。

首先，参照图1～图5说明本发明的第一实施方式。

位置指示器1包括形成外装部的壳体2、具有指示部3a的芯体3、位置检测用线圈4、可变电容器5、铁氧体芯6、以及安装有电子部件的印刷基板7等。

壳体2包括第一壳体8和第二壳体9。该壳体2为一端封闭的有底的圆筒状。在轴方向上重叠而组装接合该壳体2。

第一壳体8在轴方向的一端侧为大致圆锥状。并且，该第一壳体8在其前端具有开口部11。该第一壳体8在轴方向的另一端为开口。

第二壳体9为轴方向的一端开口的圆筒形。该第二壳体9的另一端被封闭。第一壳体8与第二壳体9被配置在同一轴线上，由粘结剂、固定螺钉等固定单元固定。

利用粘结剂、固定螺钉等固定单元在该第二壳体9上固定印刷基板7。铁氧体芯6容纳在第一壳体8中。

该铁氧体芯6为圆筒形。该铁氧体芯6在其筒孔6a中贯通芯体3。芯体3的指示部3a从该铁氧体芯6的轴方向一端侧突出。位置检测用线圈4缠绕铁氧体芯6的外周而安装。该位置检测用线圈4的未图示的两端经由印刷基板7电连接到电子部件。

芯体3是棒状的部件。该芯体3包括发挥笔尖作用的指示部3a和与该指示部3a连接的轴部3b。该芯体3沿壳体2的轴方向容纳在壳体2内。指示部3a为大致圆锥状。当芯体3容纳在壳体2内时，该指示部3a从第一壳体8的开口部11突出到外侧。

芯支架12被安装在轴部3b的另一端。

根据图2详细说明本发明的可变电容器。可变电容器5是与所施加的压力对应地改变电容值的电容器。该可变电容器5包括作为框体的套筒部15、电介质16、作为第一端子的导电销17、由第一电极部和端子部构成的引线电极18、构成第二电极部的导电性弹性部件19、以及施力部件21等。

芯支架12是大致圆筒形的部件。在该芯支架12的外周设置有剖面形状为大致三角形的两个扣合部12a、12a。该芯支架12形成有从轴方向的一端切开预定长度的狭缝12b。从该狭缝12b一侧向筒孔插入芯体3的轴部3b。

套筒部15是中空的大致圆筒形部件。该套筒部15在其侧面具有平行地切割两个面而形成的平面部。该套筒部15在其轴方向的一端具有一个面开口的开口部22。该套筒部15在其轴方向的另一端具有主表面部23。该主表面部23与套筒部15的开口部22相对。在该主表面部23上设置有两个切口24、24和贯通孔25。引线电极18的端子部即两个端子片33、33贯通该切口24。贯通孔25被设置在主表面部23的大致中央。导电销17的一端部贯通该贯通孔25。在主表面部23上与平面部连接的两个角部分别形成有槽部26、26。在套筒部15的侧面部设置有两个受扣部27、27。该受扣部27与芯支架12的两个扣合部12a、12a扣合。套筒部15的材质例如使用工程塑料等。

电介质16为薄的大致长方体，其角部被处理成倒角。该电介质16包括大致四边形的第一表面部28和与该第一表面部28相对的第二表面部29。在该电介质16上设置有贯通第一表面部28和第二表面部29的孔30。在第一表面部28上，在孔30的边缘设置有直径大于该孔30的直径的锪孔10(凹部)。如图4和图5所示，电介质16将第二表面部29朝向套筒部15的主表面部23一侧而容纳在套筒部15内。

导电销17为细的棒状。该导电销17在电介质16的两端之间电导通。该导电销17在其轴方向的另一端具有圆盘状的销头部31。在导电销17插入到电介质16的孔30中时，该销头部31插入到设置在第一表面部28上的锪孔10(凹部)中。该导电销17的一端部例如通过电阻焊接、超声波焊接等连接到印刷基板7的未图示的接点部。通过该电阻焊接等连接，导电销17与印刷基板7的电子部件电连接。

引线电极18对印刷基板7上的电子部件与可变电容器进行电连接。该引线电极18包括构成第一电极部的大致平板状的电极部32和构成端子部的两个端子片33、33。该电极部32的大小与电介质16的第二表面部29大致相等。另外，该电极部32在其大致中心设置导电销17所插通的开口孔34。两个端子片33、33从电极部32上相对的两个边大致垂直且连续地形成。该引线电极18的材质例如使用对钛铜实施了镀银的材质等。

引线电极18容纳在套筒部15的内部。此时，该引线电极的两个端子片33、33插通设置在套筒部15的主表面部23上的两个切口24、24。该两个端子片33、33例如通过电阻焊接、超声波焊接等连接到印刷基板7的未图示的接点部。通过利用该电阻焊接等进行的连接，引线电极18与印刷基板7的电子部件电连接。

导电性弹性部件19例如形成为圆顶形(Dome shape)。该导电性弹性部件19的圆柱部容纳在芯支架12的筒孔中。这样，导电性弹性部件19经由芯支架12被安装在芯体3的轴方向另一端部。

施力部件21包括作为接合部件的索环(Grommet)36和弹簧部件37。该索环36包括圆筒部36a和凸缘部36b。导电销17的一端部插入索环36的筒孔。在导电销17插入到索环36的状态下，压溃该索环36的圆筒部36a的侧面而铆接，从而接合导电销17与索环36。凸缘部36b被设置在施力部件21的轴方向一端部。

弹簧部件37例如是大致コ字形的板弹簧。该弹簧部件37包括平面部37a、第一脚部37b、及第二脚部37c。平面部37a为大致长方形。第一脚部37b从平面部37a的长度方向一端大致垂直地连续形成。平面部37a在大致中央具有导电销17所贯通的开口孔38。第二脚部37c从平面部37a的长度方向另一端大致垂直地连续形成。该两个脚部37b、37c彼此相对。该两个脚部37b、37c插入到设置在套筒部15的主表面部23上的两个槽部26、26。弹簧部件37的材质只要具有弹性即可，例如使用钛铜、不锈钢等金属。

此外，在本实施方式中，说明了适用弹簧部件37为大致コ字形的板弹簧的例子，但是并不限于此。例如，也可以使用线圈弹簧、其他具有各种弹性的部件。

例如，如下组装具有上述结构的可变电容器5。下面，参照图2～图5说明该可变电容器5的组装。

首先，如图2所示，将引线电极18的两个端子片33、33插通到套筒部15的主表面部23的两个切口24、24，从而在套筒部15内容纳引线电极18。接着，在套筒部15内容纳电介质16，使得电介质16的第二表面部29与引线电极18的电极部32靠近。由此，引线电极18的电极部32介于电介质16与套筒部15的主表面部23之间。

接着，导电销17从电介质16的第一表面部28一侧插通到孔30、引线电极18的开口孔34、及套筒部15的主表面部23的贯通孔25。其结果，如图4B和图4C所示，导电销17的一端部从主表面部23的贯通孔25突出到外侧，销头部31插入到设置在电介质16的第一表面部28上的锪孔10(凹部)。此时，该销头部31与锪孔10(凹部)的底面抵接。

接着，如图4B所示，将弹簧部件37的第一和第二脚部37b、37c插入到主表面部23的两个槽部26、26，从而弹簧部件37安装到套筒部15。此时，导电销17的一端部从设置在弹簧部件37的平面部37a上的开口孔38突出。并且，使导电销17插通索环36的筒孔，使得索环36的凸缘部36b与弹簧部件37的平面部37a靠近。

并且，如图5所示，使索环36抵抗弹簧部件37的弹力向套筒15的主表面部23一侧按压弹簧部件37，使得该弹簧部件37的平面部37a与套筒部15的主表面部23接触。在该状态下，如图5B所示，从侧面对索环36的圆筒部36a进行压溃铆接，从而接合导电销17与索环36。于是，由于弹簧部件37的弹力，导电销17从套筒部15的主表面部23被拉向外侧(分离的方向)。

此时，设置在导电销17的另一端部上的销头部31与在电介质16的第一表面部28上设置的锪孔10(凹部)的底面抵接。因此，当导电销17被拉向外侧时，销头部31向套筒部15的主表面部23一侧对电介质16施力。在此，由于引线电极18的电极部32介于电介质16与主表面部23之间，因此该引线电极18的电极部32也与电介质16一起向套筒部15的主表面部23一侧受力。由于引线电极18的电极部32向套筒部15的主表面部23一侧受力，因此能够使电介质16的第二表面部29与引线电极18的电极部32可靠地接触。其结果，能够防止电介质16与引线电极18的接触不良。因而，能够提高可变电容器5的笔压特性。

接着，从开口部22一侧向套筒部15内插入安装有导电性弹性部件19的芯支架12。并且，如图5C所示，使芯支架12的扣合部12a与套筒部15的受扣部27扣合。于是，导电性弹性部件19的前端部19a靠近电介质16的第一表面部28及导电销17的销头部31。以上，结束图3所示可变电容器5的组装。

另外，如图4和图5所示，导电性弹性部件19被安装在芯支架12上而被容纳在套筒部15内。此时，导电性弹性部件19的前端部19a靠近电介质16的第一表面部28及导电销17的销头部31。并且，当对芯体3的指示部3a施加压力时，导电性弹性部件19的前端部19a被按压到电介质16的第一表面部28而变形(扁平化)，导电性弹性部件19与第一表面部28的接触面积增加。该导电性弹性部件的扁平化部分发挥第二电极的功能。并且，导电性弹性部件19与电介质16的第一表面部28的接触面积根据压力而变化，由此可变电容器5的电容值改变。并且，在导电销17与引线电极18之间检测出该可变电容器5的电容值。由此，能够检测施加在指示部3a上的压力。

在此，在本实施方式中，使导电销17穿过设置在电介质16的大致中心上的孔30而牵引导电销17，使电介质16的第二表面部29与引线电极18的电极部32平面接触。因此，能够防止电介质16倾斜。其结果，能够使电介质16与导电性弹性部件19不倾斜地均衡地接触。由此，能够提高可变电容器5的笔压特性。并且，还能够简化可变电容器的结构。

此外，在本实施方式中，说明了通过对索环36的圆筒部36a的侧面进行压溃铆接来接合导电销17与索环36的例子，但是并不限于此。只要能够维持电介质16与第二表面部29的电极部接触的状态即可，例如也可以使索环36与导电销17粘结而接合，或者不使用索环36而直接利用粘结剂等固定导电销17与套筒部15。

此外，在本实施方式中，说明了引线电极18的电极部32为大致平板状的例子，但是并不限于此。例如，也可以在电极部32上与电介质16的第二表面部29接触的表面上设置多个凸起。通过在引线电极18的电极部32上设置凸起，使该电极部32与第二表面部29点接触。其结果，即使根据冲压加工引线电极18时的加工精度而在电极部32上产生弯曲、浮起，也不会受到该弯曲、浮起的影响，能够使电介质16的第二表面部29与引线电极18的电极部32可靠地接触。此外，在这种情况下，为了使电介质16不倾斜地均衡地接触，优选设置在电极部32上的凸起的数量设为三个以上。

接着，参照图6和图7说明本发明的可变电容器的第二实施方式。

该第二实施方式的可变电容器50与第一实施方式所涉及的可变电容器5的不同点在于，构成施力部件21的弹簧部与接合部形成为一体。即，如图7A所示，代替图4所示的弹簧部件37，使索环36的凸缘部36b形成为吸盘状而赋予弹性。并且，如图7B所示，抵抗弹力将该凸缘部36b按压到套筒部15的主表面部23一侧而固定索环36和导电销17。由此，与第一实施方式同样地，能够向从套筒部15的主表面部23分离的方向牵引导电销17。

其它结构与第一实施方式所涉及的可变电容器5相同，因此省略其说明。利用具有上述结构的可变电容器50也能够得到与第一实施方式所涉及的可变电容器5相同的作用和效果。此外，在本实施方式所涉及的可变电容器50中，不仅索环36的圆筒部36a发挥接合部的作用，而且凸缘部36b发挥弹簧部的作用。其结果，能够比上述第一实施方式所涉及的可变电容器5减少弹簧部件37的部件数量。

接着，参照图8～图10说明本发明的可变电容器的第三实施方式。如图8所示，本实施方式所涉及的可变电容器60由一个部件形成引线电极18的端子片33，并且设置有使导电销17与印刷基板7的电子部件电连接的第二引线电极61。

如图9所示，第二引线电极61是大致U字形的部件。该第二引线电极61的两个长边中的一个边弯曲。该第二引线电极61包括端子片62、弹簧部63、及连接部65等。该第二引线电极61例如使用电阻焊接、超声波焊接等方法将该端子片62连接在印刷基板7的接点部上。弹簧部63是施力部件的其他具体例。连接部65是连接端子片62与弹簧部63的部件。并且，如图10所示，该第二引线电极61的连接部65固定于套筒部15的主表面部23。

弹簧部63弯曲成大致U字状，从其一端大致垂直地设置有接合部64。导电销17的一端部例如通过焊接等方法固定在该接合部64上。并且，在弹簧部63上形成有导电销17所贯通的开口孔66。在使该弹簧部63抵抗其弹力而收缩的状态下，使导电销17的一端部插通开口孔66，并将导电销17的一端部固定在接合部64上。通过将导电销17的一端部固定在接合部64上，能够与第一实施方式同样地向从套筒部15的主表面部23分离的方向牵引导电销17。

另外，在本实施方式中，代替导电销17连接在印刷基板7(参照图1)的接点部上，第二引线电极61的端子片62通过电阻焊接、超声波焊接等连接在印刷基板7的接点部上。导电销17经由第二引线电极61与印刷基板7的电子部件电连接。其结果，能够在引线电极18与第二引线电极61之间检测出可变电容器5的电容值。

此外，在本实施方式中，套筒部15、引线电极18及第二引线电极61例如通过环箍(Hoop)成型而形成为一体。即，通过环箍成型而将套筒部15、引线电极18及第二引线电极61一体成型，从而能够在一个工序进行引线电极18和第二引线电极61的冲压加工以及套筒部15的注射成型。因此，能够减少在套筒部15内安装引线电极18及第二引线电极61的作业，并且能够容易进行组装作业。

其它结构与第一实施方式所涉及的可变电容器5相同，因此省略其说明。利用具有上述结构的可变电容器60也能够得到与上述第一实施方式所涉及的可变电容器5相同的作用和效果。

接着，参照图11说明本发明的可变电容器的第四实施方式。本实施方式所涉及的可变电容器70在引线电极18一侧设置施力部件。即，如图11所示，引线电极18的电极部32在与套筒部15的主表面部23相对的表面上具备弹簧部71。

弹簧部71弯曲成大致U字形。该弹簧部17的弯曲成大致U字形的一端通过焊接等固定方法安装在电极部32上。在该弹簧部71的另一端连续地设置有一个端子片71a。与第一实施方式同样地，该弹簧部71的端子片71a从套筒部15的主表面部23突出到套筒部15的外侧，并与印刷基板7电连接。此外，在本实施方式中，说明了弹簧部71与引线电极18构成为不同部件的例子。但是，也可以使用冲压加工等使该引线电极18与弹簧部71一体地形成为同一部件。这样，通过利用冲压加工等使弹簧部71与引线电极18形成为一体，省去将弹簧部71焊接在引线电极18上的工夫。其结果，能够实现组装作业的简单化。

并且，本实施方式所涉及的可变电容器70包括第二引线电极72。第二引线电极72是大致J字形的部件。该第二引线电极72在该第二引线电极72的一端部具有端子片72a，在另一端部具有接合部72b。该端子片72a例如通过电阻焊接、超声波焊接等连接在印刷基板7(参照图1)的未图示的接点部上。接合部72b利用焊接部74等固定单元与导电销17的一端部连接。因此，在本实施方式中，与上述第三实施方式同样地，在引线电极18与第二引线电极72之间检测出可变电容器5的电容值。

在此，导电销17的销头部31插入到电介质16的锪孔(凹部)中。其结果，如图11所示，由导电销17使电介质16固定在套筒部15内的主表面部23一侧。并且，在该第四实施方式所涉及的可变电容器70中，由于弹簧部71的弹力，引线电极18的电极部32向从套筒部15的主表面部23分离的方向、即向电介质16的第二表面部29一侧受力。由此，在本实施方式中，也能够使引线电极18的电极部23与电介质16的第二表面部29可靠地接触。

其它结构与第一实施方式所涉及的可变电容器5相同，因此省略其说明。利用具有上述结构的可变电容器70也能够得到与上述第一实施方式所涉及的可变电容器5相同的作用和效果。

接着，参照图12～图16说明本发明的可变电容器的第五实施方式。本实施方式所涉及的可变电容器80设置一个引线电极18的端子片33，并且在电极部32上形成多个弹簧部81作为施力部件。

在引线电极18的电极部32上设置三个弹簧部81a、81b、81c。以开口孔34为中心等角度间隔地设置该三个弹簧部81a、81b、81c。通过切开电极部32的预定位置而大致U字状地形成三个弹簧部81a、81b、81c。该三个弹簧部81a、81b、81c通过使其前端部向与端子片33相反的方向弯曲而被赋予弹性。本实施方式中弹簧部81的挠度例如被设定为从电极部32起例如0.3mm，其触点压力例如被设定为整体在100g以上(此外，电极部32的板厚例如是0.12mm，材质例如使用对钛铜镀银的材质。)并且，在该三个弹簧部81a、81b、81c的前端部分别设置向端子片33的相反侧突出的凸部82。

另外，在本实施方式中，说明了在电极部32上设置三个弹簧部的例子，但是并不限于该数量。该弹簧部32也可以设置一个至两个、或者四个以上。

另外，在本实施方式所涉及的可变电容器80中也设置与导电销17的一端部接合的第二引线电极84。该第二引线电极84为大致J字形。该第二引线电极84包括端子片84a、接合部84b、及连接部84c。端子片84a被设置在第二引线电极84的一端部。该端子片84a通过例如电阻焊接、超声波焊接等连接在印刷基板7的未图示的接点部上。接合部84b被设置在第二引线电极84的另一端部。该接合部84b通过焊接等固定方法与导电销17的一端部连接。连接部84c连接端子片84a与接合部84b。

并且，本实施方式所涉及的可变电容器80通过环箍成型使套筒部15、引线电极18、及第二引线电极84形成为一体。引线电极18的电极部32被固定于套筒部15的主表面部23。在该引线电极18的电极部32固定于套筒部15的主表面部23时，三个弹簧部81a、81b、81c的前端部从主表面部23的内侧表面向套筒部15内突出。在该套筒部15的主表面部23上，在与引线电极18的三个弹簧部81a、81b、81c对应的位置设置铸造用的孔85、85、85。该铸造用的三个孔85、85、85用于使用金属模具进行注射成型。

其它结构与第一实施方式所涉及的可变电容器5相同，因此省略其说明。利用具有上述结构的可变电容器80也能够得到与上述第一实施方式所涉及的可变电容器5相同的作用和效果。

此外，本实施方式所涉及的可变电容器80在电极部32上等角度间隔地设置三个弹簧部81。通过等角度间隔地设置该弹簧部81，能够消除施加到电介质16的压力偏差。其结果，能够使电介质16的第二表面部29与电极部32均衡地接触。并且，能够防止电介质16由于电极部32的弹簧部81而倾斜，能够防止电介质16与导电性弹性体19的接触面倾斜。并且，由于在弹簧部81的前端设置有凸部82，因此弹簧部81与第二表面部29为点接触。其结果，即使在进行冲压加工而制造引线电极18时加工精度差，在电极部32上产生弯曲、浮起，也不会受到该弯曲、浮起的影响，能够使电介质16与电极部32可靠地接触。

并且，通过使弹簧部81的形状形成为大致U字状，能够使弹簧部81的长度变长。其结果，能够抑制弹簧部81的反作用力增大到所需以上。从而，能够防止由于弹簧部81的反作用力增大到所需以上而对位置指示器1的笔压特性产生影响。

接着，根据图17～30说明导电性弹性部件19的其他实施方式。此外，对同一部件标以同一标号，并省略详细说明。

参照图17说明本发明的可变电容器中导电性弹性部件的其他实施方式。可变电容器5包括套筒部15，电介质16，导电销17，两个引线电极18A、18B，及导电性弹性部件19等。与上述第一实施方式的不同点在于，在导电性弹性部件19的前端部19a′设置凸起40。

图18是放大表示可变电容器5中电介质16的主要部分的剖视图。该图是在轴方向上切断电介质16的图，表示孔30及锪孔10(凹部)的尺寸。孔30的直径设为U。锪孔10(凹部)的直径设为T。考虑到加工时的尺寸公差，锪孔10(凹部)的深度设定为S_MIN＜S＜S_MAX。

图19是放大表示本发明的可变电容器中导电销17的主要部分的剖视图。

导电销17的轴径设为N。销头部31的直径设为M。考虑到加工时的尺寸公差，销头部31的厚度设定为L_MIN＜L＜L_MAX。

图20是表示本发明导电性弹性部件的实施方式的透视图。导电性弹性部件19在轴方向的一端部形成为圆顶形状，另一端部形成为圆柱形状。在该导电性弹性部件的一端部的前端部19a′形成平面部。该前端部19a′是与另一端侧的底面大致平行的大致圆形的平面部。该前端部19a′的直径E例如被设定为与电介质16的锪孔10(凹部)的直径T相等，或者略大于直径T(E≥T)。

在该前端部19a′的大致中央设置向轴方向的一端侧突出的大致半球状的小凸起40。通过使该凸起40形成为大致半球状，能够均衡地分散对该凸起40施加的负荷(压力)。其结果，能够提高该凸起40的耐久性。该凸起40的高度被设定为等于电介质16的锪孔10(凹部)的最大允许尺寸S_MAX和导电销17的销头部31的最小允许尺寸L_MIN的尺寸差P，或者稍高于P。另外，该凸起40的半径小于电介质16的锪孔10(凹部)的开口半径。另外，凸起40容易由于5g以下的微小负荷而变形。导电性弹性部件19的材质例如使用硅导电橡胶、加压导电橡胶等。

图21和图22是各部分尺寸的例子。在锪孔10(凹部)的深度是最小允许尺寸S_MIN、销头部31的厚度是最大允许尺寸L_MAX时，S_MIN＝L_MAX，销头部31不从锪孔10(凹部)的开口面突出到电介质16的外侧。在锪孔10(凹部)的深度是最大允许尺寸S_MAX、销头部31的厚度是最小允许尺寸L_MIN时，锪孔10(凹部)与销头部31的尺寸差是P。

具有上述结构的导电性弹性部件19在芯支架12上安装另一端部的圆柱部之后容纳到套筒部15内。这样，导电性弹性部件19经由芯支架12被安装在芯体3的轴方向另一端部。该导电性弹性部件19的圆顶型状的一端部例如靠近电介质16的第一表面部28及导电销17的销头部31而设置。其结果，该导电性弹性部件19的前端部19a′与电介质16的第一表面部28及锪孔10(凹部)大致平行地相对。另外，该导电性弹性部件19的前端部19a′与导电销17的销头部31也大致平行地相对。并且，导电性弹性部件19的凸起40位于与导电销17的销头部31相对的位置。

在该状态下，当对芯体3的指示部3a施加压力时，导电性弹性部件19的凸起40与导电销17的销头部31接触，并且平面部37与电介质16的凹部10的周缘部接触。因此，导电销17的销头部31与导电性弹性部件19电连接。在该状态下，当对芯体3的指示部3a进一步施加压力时，导电性弹性部件19的凸起40完全被压扁，导电性弹性部件19的前端部19a′与第一表面部28接触。于是，导电性弹性部件19的前端部19a′与电介质16的第一表面部28的接触面积改变。其结果，第一电极部32与导电性弹性部件19的相对面积改变，由此可变电容器5的电容值改变。并且，在该导电销17与第一引线电极18A之间检测出该可变电容器5的电容值。此外，在该状态下，当对芯体3的指示部3a进一步施加压力时，压力进一步施加到导电性弹性部件19的前端部19a′，导电性弹性部件19进一步扁平化。其结果，导电性弹性部件19的前端部19a′与第一表面部28的接触面积增加。其结果，与第一电极部32的相对面积进一步增加，可变电容器5的电容值进一步增加。这样，能够检测出施加到指示部3a的压力的变化。

接着，参照图21～图24说明可变电容器5的压力检测精度。在此，在图21中，电介质16的锪孔10(凹部)的深度设定为最小的S_MIN，导电销17的销头部31的厚度设定为最大的L_MAX。在图22中，电介质16的锪孔10(凹部)的深度设定为最大的S_MAX，导电销17的销头部31的厚度设定为最小的L_MIN。图23和图24是表示横轴取施加到芯体3的负荷、纵轴取相位的、可变电容器5的相位-负荷特性的图表。图23是与图21所示的锪孔10(凹部)与销头部31的尺寸相关的图表，图24是与图22所示的锪孔10(凹部)与销头部31的尺寸相关的图表。

如图21所示，在电介质16的锪孔10(凹部)的深度与导电销17的销头部31的高度方向尺寸之间没有尺寸差的情况下，当导电销17的销头部31与凸起40接触时，导电性弹性部件19经由导电销17电连接。之后，当施加压力时，设置在导电性弹性部件19的前端部19a′上的小凸起40变形，则该小凸起40几乎被完全压扁，导电性弹性部件19的前端部19a′与电介质16的第一表面部28接触。并且，通过导电性弹性部件19的前端部19a′与电介质16的第一表面部28接触而产生电容。因而，通过仅使设置在导电性弹性部件19的前端部19a′上的小凸起40变形，就能够检测出压力。其结果，能够检测出5g以下的微小的负荷(压力)。

另外，如图22所示，在电介质16的锪孔10(凹部)的深度与导电销17的销头部31的高度方向尺寸之间的尺寸差最大的情况下，设置在导电性弹性部件19上的凸起40插入到电介质16的锪孔10(凹部)内。导电性弹性部件19的前端部19a′非常接近电介质16的锪孔10(凹部)的周缘部，但是不接触。即，导电性弹性部件19的前端部19a′与电介质16的第一表面部28能够因之后施加的微小的压力而接触。因此，能够利用微小的负荷使导电性弹性部件19与电介质16接触。

其结果，如图24所示，即使在电介质16的锪孔10(凹部)与导电销17的销头部31的尺寸差最大的情况下，也能够检测出5g以下的微小的负荷(压力)。这样，本实施方式的可变电容器5能够正确地检测出施加到芯体3的微小的压力。另外，能够不受电介质16的凹部10与导电销17的销头部31的尺寸差影响地正确检测出施加到芯体3的压力。

接着，参照图25～图28说明在导电性弹性部件19的前端部不设置平面部及凸起时可变电容器的压力检测精度。此外，在图25中，电介质16的锪孔10(凹部)的深度和导电销17的销头部31的厚度的尺寸与图21相同。在图26中，电介质16的锪孔10(凹部)的深度和导电销17的销头部31的厚度的尺寸与图22相同。图27是表示施加到图25所示可变电容器5的芯体3上的负荷与相位的关系的图表。图28是表示施加到图26所示可变电容器5的芯体3上的负荷与相位的关系的图表。

如图25所示，导电性弹性部件19A的前端部与导电销17的销头部31接触，但是不与电介质16接触。因此，为了使导电性弹性部件19A与电介质16接触，需要使导电性弹性部件19A的前端部整体变形(扁平)。其结果，在微小的负荷(压力)下，导电性弹性部件19A的前端部整体不变形。其结果，如图27所示的图表，若不施加预定以上的负荷(在本例中是5g以上)，则无法检测出压力。

如图26所示，导电性弹性部件19A与电介质16的凹部10的周缘部接触，但是其前端未与导电销17的销头部31接触。因此，需要预定的负荷(压力)直到导电性弹性部件19A与导电销17的销头部31接触、导电性弹性部件19A与电介质16的第一表面部28接触。其结果，如图28所示的图表，若不施加5g以上的负荷，则无法检测出施加到芯体3的压力。这样，利用具有如图26和图27所示形状的导电性弹性部件19A的可变电容器无法检测出5g以下的微小的压力(笔压)。

此外，在本实施方式中，说明了导电性弹性部件19的凸起40的形状形成为大致半球状的例子，但是并不限于此。例如，如图29所示，凸起40A也可以形成为圆柱或棱柱状。并且，如图30所示，也可以在前端部19a′设置多个凸起40B。

图31表示具备具有上述结构和作用的位置指示器1的本发明坐标输入装置的实施方式。另外，图32是表示图31所示的坐标输入装置所涉及的位置指示器结构的框图。

如图31所示，表示本发明坐标输入装置的实施方式的坐标输入装置101包括：位置检测装置102，具有输入面102a；和位置指示器1，对该位置检测装置102的输入面102a指示位置。该坐标输入装置101通过将位置检测装置102与个人计算机、PDA(个人数字助理)等未图示的外部装置连接而用作上述外部装置的输入装置。

接着，根据图31和图32说明该坐标输入装置101的位置检测装置102的结构和使用该位置检测装置102的位置检测方法的概要。

坐标输入装置101的位置检测装置102是大致四边形的平板状装置。该位置检测装置102在其一个平面具有输入面102a，与该输入面102a相反侧的平面是载置面。在该位置检测装置102的内部，在与输入面102a对应的位置设置有电磁感应方式的位置检测部105。

位置检测部105包括X₁～X₄₀和环形线圈Y₁～Y₄₀。该环形线圈X₁～X₄₀例如在X轴方向上排列配置40根环形线圈。环形线圈Y₁～Y₄₀例如在Y轴方向上排列配置40根环形线圈。上述环形线圈X₁～X₄₀及环形线圈Y₁～Y₄₀连接到选择各环形线圈的选择电路106。

该选择电路106与收发切换电路107连接。该收发切换电路107在其接收侧端子R上连接有放大器108。该放大器108与检波电路109连接。该检波电路109经由低通滤波器(LPF)110与采样保持电路112连接。该采样保持电路112与模拟/数字转换电路(AD转换电路)113连接。该模拟/数字转换电路113与CPU(中央处理装置)114连接。该CPU114向上述的选择电路106、采样保持电路112、模拟/数字转换电路113及收发切换电路107供给控制信号。

另外，在位置检测装置102上设置有产生频率为f₀的交流信号的振荡器116和将交流信号转换为电流的电流驱动器117。该电流驱动器117与收发切换电路107的发送侧端子T连接。当收发切换电路107的接点根据从CPU 114供给的控制信号而从接收侧端子R切换到发送侧端子T时，从位置检测部105的环形线圈X₁～X₄₀及环形线圈Y₁～Y₄₀产生磁场。

当位置指示器1靠近位置检测部105时，内至于位置指示器1中的共振电路共振，并产生感应电压。位置检测部105根据从CPU 114供给的控制信号将收发切换电路107的接点从发送侧端子T切换到接收侧端子R。于是，不向位置指示器1供给磁场。其结果，在接收时产生的感应电压从位置检测线圈4产生磁场。位置检测部105通过检测从该位置检测线圈4产生的磁场来检测位置指示器1的位置。

并且，根据环形线圈X₁～X₄₀、Y₁～Y₄₀的选择位置，将位置指示器1所指示的位置以X-Y坐标检测出。

在此，根据图33说明图31所示的位置指示器1的电路概要。在该位置指示器1的电路中，例如由位置指示线圈4和共振电容器7a构成共振电路13，该共振电路13以从设置在写字板101上的位置检测线圈105发送的f₀的频率共振。另外，在图1中的印刷基板7上配置通过周知的CMOS技术形成的集成电路(IC：Integrated Circuit)14。利用由二极管7b与电容器7c构成的驱动电源驱动该集成电路14。

该二极管7b与共振电路13连接。并且，对该二极管7b施加根据从位置检测线圈4供给的励磁信号而在共振电路13上产生的交流电压。该交流电压通过二极管7b与电容器7c进行整流，进一步转换为直流，从而作为集成电路14的驱动电源。另外，在共振电路13上产生的信号经由电容器7d提供给集成电路14。该集成电路14根据经由电容器7d提供的信号，生成用于在位置指示器1与写字板101之间收发信号的时钟信号以及用于检测笔压的时钟信号。

并且，如上所述，可变电容器5的电容根据笔压而变化。该可变电容器5与电阻(未图示)连接而构成时间常数电路，时间常数根据随笔压而改变的电容而改变。并且，对应于与该时间常数对应的时间，利用集成电路14测量在共振电路13中产生的信号的波数。该测量出的数值被转换为预定的位数、例如8位的笔压值。

与上述写字板101中的、用于在和位置指示器1之间收发信号的时钟信号同步地，从集成电路14按每一位输出如上所述求出的笔压数据，从而控制与共振电路13并联连接的开关13a。因而，在该开关13a断开(off)时，在写字板101能够检测出来自位置指示器1的信号，在开关13a接通(on)时，共振电路13被旁路(Shunt)而无法检测从位置指示器1发送的信号。

由此，在写字板101中，检测从位置检测线圈4在一定时间发送励磁信号之后从位置指示器1发送的信号，由此能够求出笔压。

如上所述，根据本发明的可变电容器，设置有对电介质或引线电极的电极部施力的施力部件。由此，能够使电极部与电介质可靠地接触，能够防止电介质与引线电极的接触不良。另外，本发明的可变电容器不需要现有的可变电容器中使用的圆环状的垫片及具有挠性的第二电极，因此能够简化可变电容器的结构。

并且，通过箍成型使可变电容器的框体即套筒部与引线电极在一个工序中形成为一体。因此，能够同时进行引线电极的冲压加工及套筒部的注射成型。其结果，不需要在套筒部内安装引线电极的作业，能够减少组装作业的工序数量，能够实现作业效率的提高。

此外，本发明并不限于上述说明和附图所示的实施方式，在不脱离权利要求书所记载的本发明要旨的范围内，能够进行各种变形。

Claims (9)

1.一种可变电容器，其特征在于，

包括：中空的框体，具有一个面开口的开口部和与该开口部相对并设置有贯通孔的主表面部；

电介质，被容纳在上述框体中，并且具有贯通第一表面部和与该第一表面部相对的第二表面部的孔；

导电销，插入上述电介质的孔和设置于上述框体的主表面部的上述贯通孔，该导电销的一端从上述框体的主表面部向上述框体的外侧突出，并且该导电销的另一端具有与上述电介质的第一表面部抵接的销头部；

引线电极，具有接触部和端子片，上述接触部介于上述电介质的第二表面部与上述框体的主表面部之间，上述端子片从上述框体的主表面部向上述框体的外侧突出；以及

导电性弹性部件，靠近上述电介质的第一表面部而设置，

并且该可变电容器设置有具有弹性的施力部件，对上述引线电极的接触部或上述电介质施力，使上述电介质的第二表面部与上述引线电极的接触部接触。

2.一种位置指示器，其特征在于，

包括：壳体，形成为外装部；

棒状的芯体，被容纳在上述壳体中，并且具有向上述壳体的外侧突出的指示部；以及

可变电容器，通过按压上述芯体而检测压力，

上述可变电容器包括：

中空的框体，具有一个面开口的开口部和与该开口部相对并设置有贯通孔的主表面部；

电介质，被容纳在上述框体中，并且具有贯通第一表面部和与该第一表面部相对的第二表面部的孔；

导电销，插入上述电介质的孔和设置于上述框体的主表面部的上述贯通孔，该导电销的一端从上述框体的主表面部向上述框体的外侧突出，并且该导电销的另一端具有与上述电介质的第一表面部抵接的销头部；

引线电极，具有接触部和端子片，上述接触部介于上述电介质的第二表面部与上述框体的主表面部之间，上述端子片从上述框体的主表面部向上述框体的外侧突出；以及

导电性弹性部件，靠近上述电介质的第一表面部而设置，

并且上述可变电容器设置有具有弹性的施力部件，对上述引线电极的接触部或上述电介质施力，使上述电介质的第二表面部与上述引线电极的接触部接触。

3.根据权利要求2所述的位置指示器，其特征在于，

上述施力部件包括具有弹性的弹簧部，上述施力部件利用该弹簧部的弹力对上述电介质和上述引线电极的接触部施力。

4.根据权利要求3所述的位置指示器，其特征在于，

上述施力部件还包括接合该施力部件与上述导电销的接合部。

5.根据权利要求4所述的位置指示器，其特征在于，

上述施力部件包括接合该施力部件与导电销的接合部件和具有弹性的弹性部件。

6.根据权利要求2所述的位置指示器，其特征在于，

上述施力部件包括在上述引线电极的接触部上设置的具有弹性的弹簧部，上述施力部件被配置在上述框体的主表面部与上述电介质之间，对上述引线电极的接触部和上述电介质施力。

7.根据权利要求6所述的位置指示器，其特征在于，

在上述引线电极的接触部上等角度间隔地形成多个上述弹簧部。

8.根据权利要求2～7中任一项所述的位置指示器，其特征在于，

通过环箍成型使上述引线电极与上述框体形成为一体。

9.一种坐标输入装置，包括具有输入面的位置检测装置和在上述输入面上指示位置的位置指示器，其特征在于，

上述位置指示器包括：

壳体，形成为外装部；

棒状的芯体，被容纳在上述壳体中，并且具有向上述壳体的外侧突出的指示部；以及

可变电容器，通过按压上述芯体而检测压力，

上述可变电容器包括：

中空的框体，具有一个面开口的开口部和与该开口部相对并设置有贯通孔的主表面部；

电介质，被容纳在上述框体中，并且具有贯通第一表面部和与该第一表面部相对的第二表面部的孔；

导电销，插入上述电介质的孔和设置于上述框体的主表面部的上述贯通孔，该导电销的一端从上述框体的主表面部向上述框体的外侧突出，并且该导电销的另一端具有与上述电介质的第一表面部抵接的销头部；

引线电极，具有接触部和端子片，上述接触部介于上述电介质的第二表面部与上述框体的主表面部之间，上述端子片从上述框体的主表面部向上述框体的外侧突出；以及

导电性弹性部件，靠近上述电介质的第一表面部而设置，并且被压向上述电介质，

并且上述可变电容器设置有具有弹性的施力部件，对上述引线电极的接触部或上述电介质施力，使上述电介质的第二表面部与上述引线电极的接触部接触。

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