CN112236656B - 压力检测元件 - Google Patents

Abstract

提供提高了接通载荷特性、响应特性及滞后特性的适合在位置指示器中使用的可靠性高的压力检测元件。在电介质(831)的一面设置导体层(834)，在另一面侧经由间隔件(832)而设置导电性弹性构件(833)，具有能够将导电性弹性构件(833)利用按压构件(7)向电介质(831)侧压入的结构。将按压构件(7)的按压导电性弹性构件(833)的端面(7b)构成为以其中心为顶部且以规定的曲率带有圆弧的平坦的面，而且在该端面(7b)的顶部设置突起(7c)。

Description

压力检测元件

技术领域

本发明涉及按照从外部施加的压力或位移而电容值变化的压力检测元件。

背景技术

作为个人计算机、被称作智能手机等的高功能电话终端、平板PC(PersonalComputer：个人计算机)之类的各种电子设备的输入设备之一，使用位置检测装置和位置指示器。位置指示器一般形成为笔型，被称作电子笔、触控笔等。并且，通过在位置检测装置的操作面上使位置指示器接触并移动，能够输入文字、图形等，另外，指示操作面上的设为目的的位置。在位置指示器为了检测正与位置检测装置的操作面接触的情况而搭载有笔压检测用的压力检测元件。对于压力检测元件，从以前起使用如后述的专利文献1所公开的静电电容方式的压力检测元件(容量可变电容器)。

图6示出了后述的专利文献1所公开的压力检测元件的结构例。图6所示的压力检测元件200具有大致圆盘状的电介质201、安装于电介质201的一面201a的第一电极202及配设于电介质201的与一面201a对向的另一面201b侧的第二电极203。第二电极203具有挠性，经由环状的间隔件204而配设于电介质201的另一面201b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而设置有棒状的芯体210。

在第一电极202的一面侧设置有由圆盘状的凸缘部206a和从该凸缘部206a的一面的大致中央延伸的引线部206b构成的第一端子206。另外，在第二电极203的端部设置有由圆盘状的凸缘部207a和从该凸缘部207a的一面的大致中央延伸的引线部207b构成的第二端子207。通过这些第一端子206及第二端子207，能够检测在第一电极202与第二电极203之间产生的静电电容。

该压力检测元件200在向芯体210完全不施加压力或位移的状态(初始状态)下，如图6(A)所示，在电介质201的另一面201b与第二电极203之间由间隔件204形成有稍微的间隔。该情况下的电容值(静电电容)非常小或者是零。并且，如图6(B)所示，若向芯体210施加压力，则弹性体205和第二电极203被芯体210按压而弹性变形。由此，第二电极203与电介质201的另一面201b接触。若该第二电极203与电介质201的另一面201b的接触面积增加，则第一与第二端子206、207之间的电容值增加。其结果，通过检测第一与第二端子206、207之间的电容值的变化，能够检测向芯体210施加的压力(笔压)。

另外，关于压力检测元件，进行了各种改良。例如，在后述的专利文献2中公开了使用在半球状的端部的顶端具有突起的导电性弹性构件作为第二电极而能够检测微小压力的压力检测元件。另外，在后述的专利文献3中公开了利用弹簧的施力在压力被解除的情况下将作为第二电极使用的导电性弹性构件迅速地从电介质拉开而恢复为初始状态的压力检测元件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平4-96212号公报

专利文献2：日本特开2009-130135号公报

专利文献3：日本特开2011-186803号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在由位置指示器使用的压力检测元件中，要求(1)能够检测微小的压力(笔压)、(2)能够合适地跟随压力的变化、(3)压力施加时和解除时的变化近似。换言之，(1)意味着接通载荷特性好，(2)意味着响应特性好，(3)意味着滞后特性好。并且，将上述的专利文献2所记载的压力检测元件与专利文献3所记载的压力检测元件进行比较可知，(1)接通载荷特性和(2)响应特性处于若追求一方则不得不牺牲另一方这一效益悖反(Trade-off)的关系。

也就是说，与专利文献3所记载的压力检测元件的情况同样，例如，若使用如图7(A)所示的按压弹性体205的按压端面更接近于平面的芯体210，则与该按压端面接触的弹性体205的面积变大。在该情况下，在接触的范围中弹性体205的复原力作用，因此得到大的复原力，响应性变好。但是，由于是弹性体205被芯体210整体地顶起的结构，所以弹性体205变形需要大的力，接通载荷特性变差。

另一方面，与专利文献2所记载的压力检测元件的情况同样，例如，考虑使用了如图7(B)所示的按压弹性体205的按压端面形成为曲率半径短的半球状的芯体210A的情况。即，是按压端面成为了更尖锐的形状的情况。在该情况下，虽然是窄的范围，但能够使弹性体205以比较轻的压力变形，因此接通载荷特性变好。但是，弹性体205的复原力仅在变形的范围中产生，因此响应特性变差。

专利文献2、3所公开的技术是有用的技术，应用于各种位置指示器而使用。另一方面，伴随于电子设备、位置检测装置的高性能化，关于位置指示器也存在进一步的高性能化的要求。例如，期望以即使反复进行在位置检测装置的操作面上咚咚敲打的轻敲操作也能够将其正确地在位置检测装置侧识别的方式，能够利用位置指示器正确地检测笔压并通知该笔压。也就是说，期望接通载荷特性、响应特性、滞后特性均良好的压力检测元件的实现。

鉴于以上情况，本发明的目的在于提供提高了接通载荷特性、响应特性及滞后特性的适合在位置指示器中使用的可靠性高的压力检测元件。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，提供一种压力检测元件，是静电电容方式的压力检测元件，在板形状的电介质的对向的2个面中的一面设置导体层，在另一面侧在通过经由间隔件而与所述另一面隔开了规定间隔的位置设置板形状的导电性弹性构件，能够将所述导电性弹性构件利用按压构件向所述电介质侧压入，其特征在于，

所述按压构件的按压所述导电性弹性构件的端面构成为以其中心为顶部且以规定的曲率带有圆弧的平坦的面，

在所述按压构件的所述端面的所述顶部设置有突起。

根据该压力检测元件，该压力检测元件在板形状的电介质的一面设置导体层，在另一面侧经由间隔件而设置板形状的导电性弹性构件，构成为能够将该导电性弹性构件利用按压构件向电介质侧压入。由此，构成将电介质利用导体层和导电性弹性构件夹入的容量可变电容器。并且，根据因导电性弹性构件向电介质的接触程度而变化的在导体层与导电性弹性构件之间产生的静电电容，能够检测通过按压构件而施加的压力。并且，按压构件的按压导电性弹性构件的端面构成为以其中心为顶部且以规定的曲率带有圆弧的平坦的面，而且在该端面的顶部设置有突起。

由此，若按压构件被向导电性弹性构件侧按压，则首先顶部的突起按压导电性弹性构件而使其与电介质侧接触，因此能够以微小的压力检测笔压(接通载荷特性的提高)。而且，若压力逐渐被施加，则按压构件的端面的很多部分与导电性弹性构件接触，按压该导电性弹性构件而使其与电介质接触。由此，能够根据向按压构件施加的压力的状态，合适地检测该压力。

并且，若向按压构件施加的压力被除去，则由于按压构件与导电性弹性构件接触的面积大，导电性弹性构件整体变形，所以在整体产生复原力，导电性弹性构件发挥大的复原力，能够迅速恢复为初始状态(响应特性的提高)。另外，导电性弹性构件的变形过程在压力的施加时和解除时反向地近似，检测的压力的变化近似(滞后特性的提高)。即，能够实现使接通载荷特性、响应特性、滞后特性都良好的可靠性高的压力检测元件。

附图说明

图1是用于说明应用本发明的压力检测元件的实施方式的电子笔的外观的例子和使用该电子笔的电子设备的外观的例子的图。

图2是用于说明应用本发明的压力检测元件的实施方式的电子笔的内部结构例的分解立体图。

图3是用于说明应用本发明的压力检测元件的实施方式的电子笔的笔压检测模块的结构例的分解立体图。

图4是用于说明本发明的压力检测元件的实施方式的按压构件的结构例的图。

图5是用于说明本发明的压力检测元件的实施方式的包括按压构件的主要部的结构例的图。

图6是用于对以往的压力检测元件的结构例进行说明的图。

图7是用于对成为按压构件的芯体的形状不同的压力检测元件的结构例进行说明的图。

具体实施方式

以下，一边参照图一边说明本发明的压力检测元件的实施方式。在以下说明的实施方式中，以将本发明的压力检测元件用于作为相对于位置检测装置的位置指示器使用的电子笔的笔压检测的情况为例来说明。需要说明的是，在位置检测装置及位置指示器(电子笔)的方式中，存在电磁感应方式(EMR(Electro Magnetic Resonance technology)方式)和主动静电耦合方式(AES(Active Electrostatic)方式)。

在电磁感应方式中，位置检测装置具备在X轴方向和Y轴方向上分别配设有多个环形线圈的传感器部。并且，交替设置向该传感器部的多个环形线圈依次供给电力而产生磁场的发送期间和停止电力的供给且接收来自外部的磁场的接收期间。对应的电子笔具备由线圈和电容器构成的谐振电路，根据来自该传感器部的磁场，通过在该线圈中流动电流而产生信号，在该信号中包括笔压信息并向位置检测传感器发送。在接收期间中位置检测装置接收该信号，检测电子笔的指示位置和笔压。

在主动静电耦合方式的情况下，电子笔在来自搭载于电子笔的振荡电路的信号中也包括笔压信息并发送，利用位置检测装置接收该信号，检测指示位置和笔压。本发明的压力检测元件既能够用于电磁感应方式的电子笔的笔压检测，也能够用于主动静电耦合方式的电子笔的笔压检测。但是，在以下说明的实施方式中，以在电磁感应方式(EMR方式)的电子笔中使用的情况为例来说明。

[搭载压力检测元件的电子笔和电子设备的外观的例子]

图1是用于说明应用本发明的压力检测元件的实施方式的电子笔的外观的例子和使用该电子笔的电子设备的外观的例子的图。该例子的电子设备300是搭载有具有比较大的显示画面300D的例如LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示器)等显示装置的高功能便携电话终端。在电子设备300的壳体内搭载有具有与显示画面300D的整面对应的位置检测传感器的电磁感应方式的位置检测装置302。

电子设备300的壳体具备收纳电子笔1的收纳凹孔301。使用者根据需要而将收纳于收纳凹孔301的电子笔1从电子设备300取出，将显示画面300D作为输入面(操作面)而进行位置指示操作。在电子设备300中，若在显示画面300D上由电子笔1进行位置指示操作，则具有与显示画面300D对应的位置检测传感器的位置检测装置302检测由电子笔1操作的位置及笔压。并且，电子设备300的位置检测装置302所具备的微型计算机实施与显示画面300D上的操作位置及笔压对应的显示处理。

在电子笔1中，在例如由树脂构成的筒状的外壳(壳体)2的中空部内以在轴心方向上排列的方式收纳有电子笔1的多个部件。并且，筒状的外壳的一端侧被设为尖细形状，并且在其端部设置有开口(在图1中省略图示)，通过该开口而后述的棒状的芯体3的顶端部32作为笔尖露出。并且，外壳2的与笔尖侧相反的一侧被嵌合外壳帽21，以确保考虑了防水性及防尘性的密封的状态被封闭。

另外，在电子笔1的外壳2以能够按下通过贯通孔而载置于印制基板的侧开关的方式设置有侧开关用的按下操作件22。按下操作件22对侧开关的按下操作作为与鼠标等指示设备的点击操作同样的操作，能够在具备位置检测装置302的电子设备300侧分配设定。

[电子笔的内部结构]

图2是用于说明应用本发明的压力检测元件的实施方式的电子笔1的内部结构例的分解立体图。如图2所示，在外壳2的中空部内，从笔尖侧起依次在外壳2的轴心方向上配置帽构件4、线圈构件5、线圈构件保持架6、按压构件7、笔压检测模块8及基板保持架9。在基板保持架9的基板收纳部91收纳并卡定印制基板10。印制基板10是电路基板的一例。

芯体3由芯体主体部31和成为笔尖的顶端部32构成，以在外壳2的中空部内收纳有上述的部件的全部的状态从外壳2的笔尖侧的开口向将芯体主体部31插入，通过与设置于笔压检测模块8的按压构件7卡合而安装。芯体3以能够将向顶端部32施加的压力(笔压)向笔压检测部81的感压部83传递的方式，由作为硬质的非导电性材料的例子的树脂(例如聚碳酸酯、合成树脂、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)树脂等)构成。该芯体3能够相对于电子笔1插拔。

线圈构件5由线圈51和卷绕有该线圈51的磁性体芯(在该例子中是铁氧体芯52)构成。线圈构件5的铁氧体芯52具备在中心轴位置为了插通棒状的芯体3的芯体主体部31而具有比该芯体主体部31的直径稍大的直径的贯通孔52a的柱状形状。在该实施方式中，铁氧体芯52具有与外壳2的中空部的横截面形状对应的扁平的横截面形状，笔尖侧被设为尖细的锥部52b的结构。需要说明的是，芯体3的顶端部32构成为具有比芯体主体部31的直径稍大的直径。

帽构件4设置于铁氧体芯52的成为电子笔的笔尖侧的锥部52b侧。帽构件4由具有弹性的材料(例如弹性橡胶)构成，具备覆盖铁氧体芯52的笔尖侧的帽形状，并且具有用于插通芯体3的芯体主体部31的开口(贯通孔)4a。在该例子中，开口4a的直径形成为比铁氧体芯52的贯通孔52a的直径大。并且，在该例子中，如图所示，帽构件4的外观被设为下摆展开的裙子形状。

线圈构件保持架6设置于铁氧体芯52的与成为电子笔的笔尖侧的锥部52b相反一侧的端部侧。线圈构件保持架6由具有弹性的材料(例如弹性橡胶)构成。铁氧体芯52的与成为电子笔的笔尖侧的锥部52b相反一侧的端部被设为未卷绕线圈51的线圈非卷绕部52c。线圈构件保持架6具备设置有将该铁氧体芯52的线圈非卷绕部52c嵌合收纳的凹孔61a的嵌合部61，并且具备向笔压检测模块8的后述的笔压传递构件82的中空部821a压入嵌合的突部62。

在线圈构件保持架6的突部62形成有供芯体3的芯体主体部31插通的贯通孔62a(未图示)。该突部62的贯通孔62a与嵌合部61的凹孔61a(未图示)连通。

并且，在线圈构件5的铁氧体芯52的线圈非卷绕部52c嵌合于线圈构件保持架6的嵌合部61的状态下，由于在铁氧体芯52形成有供芯体3的芯体主体部31插通的贯通孔52a，所以通过线圈构件5和线圈构件保持架6而形成插通芯体3的芯体主体部31的中空空间。

设置于线圈构件保持架6的突部62侧的按压构件7具备供芯体3的芯体主体部31的端部31a压入嵌合的7a。该按压构件7的外径被选定为比线圈构件保持架6的突部62的贯通孔62a大。因此，芯体3的芯体主体部31向铁氧体芯52及线圈构件保持架6的嵌合部61及突部62插通。并且，若在其端部31a向按压构件7侧突出的状态下该端部31a向按压构件7嵌合，则芯体3通过按压构件7的存在而成为不会脱落的状态。不过，芯体3由于压入于按压构件7的嵌合凹孔7a，所以能够拔出。也就是说，芯体3能够更换。

在该实施方式中，笔压检测模块8通过笔压检测部81与笔压传递构件82卡合并结合而构成。笔压检测部81由感压部83和保持该感压部83并且具备进行电连接的功能的保持架84构成，感压部83由多个感压用部件构成。保持架84由绝缘性材料(例如树脂)构成，一体地具备保持感压部83的后述的图3所示的保持部841和用于将保持于该保持部841的感压部83所具备的2个电极与收纳于基板保持架9的印制基板10电连接的后述的图3所示的连接部842。

笔压传递构件82通过与笔压检测部81的保持架84的保持部841卡合而使保持架84的保持部841保持感压部83的多个感压用部件。另外，如前所述，笔压传递构件82具备供线圈构件保持架6的突部62压入嵌合的后述的图3所示的中空部821a，通过线圈构件保持架6的突部62压入嵌合而笔压检测模块8与线圈构件5结合。

基板保持架9由绝缘性材料(例如树脂)构成，具备基板收纳部91和与笔压检测模块8的笔压检测部81的保持架84的嵌合部92。基板保持架9的基板收纳部91形成为不具有盖的箱型形状，在该基板收纳部91的凹部91a内使细长的矩形形状的印制基板10的长边方向成为电子笔1的轴心方向而收纳。在该例子的情况下，基板收纳部91的凹部91a的深度与印制基板10的厚度大致相等。

另外，在该实施方式中，基板保持架9的嵌合部92具备具有供笔压检测模块8的笔压检测部81的保持架84的连接部842插入的中空部的筒状形状。在印制基板10形成有以与笔压检测部81的保持架84的连接部842的连接于感压部83的2个电极的2个端子构件843、844电连接的方式被对位而形成的导体图案101、102。另外，在印制基板10搭载有电容器103、105、侧开关104等各种电路部件。

并且，笔压检测模块8的保持架84的连接部842若向基板保持架9的嵌合部92插入，则以与收纳于基板保持架9的基板收纳部91的印制基板10的上表面(基板面)10a接触的方式卡合。由此，保持于笔压检测部81的感压部83的2个电极和形成于印制基板10的基板面10a的导体图案101及102通过连接部842的2个端子构件843、844而成为通过笔压检测模块8的笔压检测部81与基板保持架9及印制基板10的嵌合结合而接触并电连接的状态。在该实施方式中，为了使电连接更牢固而将该部分软钎焊。

需要说明的是，基板保持架9通过外壳帽21而在向芯体3施加的笔压的施加方向上不能移动。因而，在使笔压检测模块8与基板保持架9嵌合时，在电子笔1的外壳2内，笔压检测模块8在轴心方向上不移动。因此，笔压检测部81能够可靠地检测向芯体施加的笔压。

另外，在基板保持架9的嵌合部92设置有用于与笔压检测模块8牢固地嵌合连接的嵌合槽92a、92b。而且，设置于基板保持架9的嵌合部92的密封构件93用于在收纳于外壳2内时堵住与外壳2的中空部的内壁之间的间隙，由弹性体(例如橡胶制的环状构件)构成。

[笔压检测模块的结构例]

图3是用于说明应用本发明的压力检测元件的实施方式的电子笔1的笔压检测模块8的结构例的分解立体图。如图3所示，笔压检测部81的感压部83由电介质831、间隔件832及导电性弹性构件833构成。电介质831例如呈大致圆板状，具有互相对向的圆形的一面831a及另一面831b，在电介质831的一面831a上形成有圆形的导体层834。该导体层834构成作为该例子的感压部83的容量可变电容器的第一电极。需要说明的是，导体层834形成于电介质831的一面831a上，因此在图3中未出现。

间隔件832由绝缘性材料构成，被设为外径与电介质831的直径相同的环形状(圆环状)的薄的板状体的结构。在该例子中，导电性弹性构件833由具有导电性的弹性橡胶构成。该例子的导电性弹性构件833被设为在外径与电介质831的直径相同的圆板状的薄的板状体833a的周缘形成有2个突出部833b、833c的形状。间隔件832例如粘接于该导电性弹性构件833的板状体833a。

并且，通过在电介质831的另一面831b侧经由间隔件832重叠导电性弹性构件833，构成作为该例子的感压部83的容量可变电容器。作为该例子的感压部83的容量可变电容器具备由形成于电介质831的一面831a的导体层834构成的第一电极和由导电性弹性构件833构成的第二电极。

笔压检测部81的保持架84作为使用了树脂的例如注射成型品而被设为一体地具备保持部841和连接部842的结构。笔压检测部81的保持架84的连接部842具备在相对于印制基板10的基板面10a平行的方向上突出的板状的突出部8421。该突出部8421的平面以在笔压检测模块8与基板保持架9嵌合而与印制基板10卡合时与基板面10a正好相接的方式设置。

在该实施方式中，在保持架84作为导电性的立体微小图案而从保持部841到连接部842沿着施加笔压的方向(即，在电子笔1的轴心方向上)形成有2个端子构件843及844(在图2及图3中，标注斜线而示出)。其结果，端子构件843及844成为一体地形成于保持架84的状态。在作为立体微小图案形成的端子构件843及844的表面为了通过接触而使电连接容易而形成有镀镍层，而且在该镀镍层上形成有镀金层。

笔压检测部81的保持架84的保持部841具备收纳电介质831、间隔件832及导电性弹性构件833结合而成的感压部83的凹部841a，并且具备从该凹部841a在轴心方向上朝向笔压传递构件82侧(芯体3侧)突出的卡合突部841b、841c、841d、841e。在凹部841a的底部，端子构件844的一方的端部844a露出而形成(参照图3的斜线部)。电介质831以使形成于一面831a的导体层834与凹部841a的底部的端子构件844的一方的端部844a抵接的方式被收纳。因此，在凹部841a内收纳保持电介质831的状态下，成为作为感压部83的第一电极的导体层834和端子构件844的一方的端部844a接触而电连接的状态。

另外，在笔压检测部81的保持架84的保持部841的卡合突部841b与841c之间形成有供导电性弹性构件833的突出部833b对接的端面，端子构件843的一方的端部843a露出而形成(参照图3的斜线部)。因此，在保持架84的凹部841a内导电性弹性构件833与电介质831及间隔件832一起被收纳保持的状态下，通过导电性弹性构件833的突出部833b与端子构件843的一方的端部843a对接，导电性弹性构件833与端子构件843接触而电连接。

这样，通过在笔压检测部81的保持架84的保持部841收纳保持感压部83，感压部83的第一电极及第二电极成为与连接部842的2个端子构件843及844自动地电连接的状态。并且，笔压检测部81的保持架84的连接部842的2个端子构件843及844构成为与形成于收纳于基板保持架9的印制基板10的导电图案电连接。

并且，在保持架84的保持部841收纳有感压部83的状态下，若相对于保持架84使笔压传递构件82在轴心方向上结合，则如图2所示，两者结合，由此，感压部83被保持于保持架84的保持部841。此时，保持架84的保持部841的4个卡合突部841b、841c、841d、841e与笔压传递构件82的2个卡合突起823a、823b卡合，笔压传递构件82相对于保持架84的保持部841卡合。由此，成为笔压传递构件82相对于保持架84卡定而两者结合的状态。

这样，在笔压传递构件82与保持架84卡合而结合的状态下，如图3所示，在笔压检测部81的保持架84的保持部841中，感压部83的电介质831的一方的端面的导体层834(第一电极)与端子构件844的一方的端部844a电连接，并且导电性弹性构件833(第二电极)的突出部833b与端子构件843的一方的端部843a电连接。

并且，在该笔压传递构件82与保持架84卡合而结合的状态下，若向芯体3施加笔压，则根据该施加的笔压而由按压构件7按压感压部83的导电性弹性构件833。因而，经由间隔件832而分离的导电性弹性构件833和电介质831接触，其接触面积根据笔压而变化。与该导电性弹性构件833与电介质831的接触面积对应的静电电容在感压部83的第一电极与第二电极之间得到。即，根据作为感压部83的容量可变电容器的静电电容，能够检测笔压。

并且，如上所述，笔压检测模块8通过向基板保持架9的嵌合部92嵌合而与印制基板10电连接，能够将笔压向印制基板10侧通知。另外，线圈构件5的线圈51的两端也连接于印制基板10，与电容器103等一起构成谐振电路。

[压力检测元件的主要部的结构]

在该实施方式中，由感压部83和按压构件7构成了1个压力检测元件。并且，通过主要在按压构件7的结构上下工夫，实现了使接通载荷特性、响应特性及滞后特性这3个都成为良好的特性的压力检测元件。图4是用于说明本发明的压力检测元件的实施方式的按压构件7的结构例的图。图5是用于说明本发明的压力检测元件的实施方式的包括按压构件7的主要部的结构例的图。

如图2所示，按压构件7是具有供芯体主体部31嵌合的嵌合凹孔7a的圆柱状的构件。按压构件7的与设置有嵌合凹孔7a的端面相反一侧的端面按压感压部83的导电性弹性构件833。如图4(A)所示，按压导电性弹性构件833的按压构件7的端面构成为以其中心为顶部且以规定的曲率带有圆弧的平坦的面7b，在该端面7b的顶部(中心位置)设置有突起7c。更具体而言，如图4(B)所示，按压构件7的端面7b形成为曲率半径例如为8cm(R8)的平缓地带有圆弧的平坦的面。并且，设置于端面7b的顶部的突起7c是曲率半径例如为0.4cm的曲面形状。

并且，如图5(A)所示，感压部83通过从下侧起依次层叠导电性弹性构件833、间隔件832、电介质831、导体层834而构成。成为了若向芯体3施加笔压则由按压构件7的设置有突起7c的端面7b按压感压部83的导电性弹性构件833的结构。

在该实施方式中，如图5(A)所示，间隔件832的内径是1.85mm或1.8mm，厚度例如是40μm(微米)。间隔件832的内径比以往的间隔件稍短。并且，柱状的按压构件7的外径也与间隔件832的内径大致相同或比其小。由此，按压构件7能够在合适的范围内按压导电性弹性构件833，使其相对于电介质831在合适的范围内接触。

另外，如上所述，也如图5(A)所示，端面7b是带有曲率半径R8的圆弧的平坦的面，突起7c是曲率半径R0.4的球面形状。在该实施方式中，如图5(A)所示，突起7c的外径例如为0.5mm。

并且，若向芯体3施加笔压，则通过芯体主体部31嵌合于嵌合凹孔7a而按压构件7与芯体3一起向导电性弹性构件833侧移动。在该情况下，首先，设置于端面7b的顶部的突起7c将导电性弹性构件833顶出，使导电性弹性构件833与电介质831接触。而且，若施加大的笔压，则端面7b与导电性弹性构件833接触而将其顶出，导电性弹性构件833以更大的面积与电介质831接触。

因此，通过按压构件7的端面7b的突起7c的功能，能够使接通载荷特性提高，即使是稍微的笔压也检测该笔压并向位置检测装置302发送。由此，关于所谓的轻敲操作、连续进行轻敲操作的细微的指示输入也能够可靠地进行。

另外，即使在向芯体3施加了比较大的笔压的情况下，端面7b也会从突起7c的附近朝向外侧而与导电性弹性构件833接触，一边使其接触面积扩大一边将导电性弹性构件833顶出。由此，导电性弹性构件833以从其中央部分朝向外侧的方式与电介质831的面831b接触，能够将向芯体3施加的笔压与该施加的状态(程度)一致地检测，因此能够进行与施加的笔压对应的指示输入。

并且，通过电子笔1的芯体3的顶端部32从位置检测装置的操作面离开，认为施加于芯体3的笔压被解除。在该笔压是所谓的轻敲操作程度的极其微小的笔压的情况下，是按压构件7的端面7b的突起7c部分正将导电性弹性构件833顶出的程度，因此，若该笔压被解除，则导电性弹性构件833能够迅速恢复为初始状态。

另外，在施加于芯体3的笔压比轻敲操作程度大的情况下，导电性弹性构件833与端面7b的接触面积也变大，在该接触部分处发挥导电性弹性构件833的复原力。因此，在施加的笔压大的情况下，得到大的复原力，能够迅速恢复为初始状态。这样，在施加于芯体3的笔压被解除的情况下，导电性弹性构件833能够迅速恢复为初始状态，能够使响应特性良好。

并且，也如上所述，在向芯体3施加笔压的情况下，通过突起7c将导电性弹性构件833顶出且接着端面7b与导电性弹性构件833接触而将其顶出，导电性弹性构件833与电介质831的接触面积逐渐扩大。因而，根据笔压的施加状况，导体层834与导电性弹性构件833之间的静电电容变化，能够根据笔压的施加的状况来进行该笔压的检测。

另外，在施加于芯体3的笔压被解除的情况下，以从端面7b的外侧朝向内侧的方式，导电性弹性构件833与端面7b的接触被解除。与此相应，电介质831与导电性弹性构件833的接触也从外侧朝向内侧逐渐被解除，因此能够根据该解除的状况而实现解除的方向的笔压的检测。因此，笔压施加时的滞后和笔压解除时的滞后近似，关于滞后特性也能够使其良好。

需要说明的是，如图5(B)所示，也能够取代曲率半径为R0.4的突起7c而在端面7b的顶部设置使曲率半径成为0.75mm的突起7cA。突起7cA与突起7c相比，圆弧平缓，突出量也变少，因此能够向降低接通载荷特性的方向调整。这样，形成于端面7b的顶部的突起的曲率半径、突出量能够设为各种值。另外，端面7b的曲率半径也能够设为各种值。端面7b的曲率半径例如能够设为比R4(曲率半径4cm)长的适当的值。

[其他实施方式]

在上述的实施方式中，按压构件7和突起7c、7cA是相同的材质。但是，也可以使材质不同。具体而言，按压构件7是硬质的POM材料，突起7c、7cA比POM材料软。在突起部软的情况下，在经由芯体3向按压构件施加笔压而压入于导电性弹性构件833时，突起部一边弹性变形一边将导电性弹性构件向电介质压入。在笔压被解除时，突起部的复原力也向导电性弹性构件的复原力叠加，因此响应特性与同一构件时相比提高。需要说明的是，形成于按压构件7的顶部的突起不限于具有曲率，例如也可以是圆柱形状、棱柱形状等各种形状的突起。

[实施方式的效果]

上述的实施方式的压力检测元件通过将按压构件7的端面7b设为带有规定的曲率的圆弧的平坦的面且在其顶部设置有突起7c的结构，能够使接通载荷特性、响应特性、滞后特性都良好。由此，即使是轻敲操作、多次反复轻敲操作的细微的操作，也能够合适地检知该操作并向位置检测装置通知。因此，能够合适地进行比以往细微的指示输入，对于高精度化的处理装置所执行的处理也能够充分应对。

[变形例]

需要说明的是，在上述的实施方式中，以对电磁感应方式的电子笔应用了本发明的压力检测元件的情况为例进行了说明，但不限于此。本发明的压力检测元件也能够应用于主动静电耦合方式的电子笔。即，本发明的压力检测元件适合在向笔尖施加的笔压等微小的压力、从微小的压力到比较的大的压力连续地变化的压力的检测中使用。

另外，关于间隔件832内径、厚度也能够各种变更，关于电介质的外径、厚度也能够各种变更。

另外，近年来，也有关于电子笔使其具备防水功能的情况。在上述的实施方式中，也通过帽构件4、密封构件93而关于配置笔压检测模块8的部分使其具有防水功能。并且，为了使其具有更牢固的防水功能，也可以在图3所示的笔压检测模块8的笔压传递构件82的后端侧设置由具有伸缩性的材料形成的防水用的片。即使在这样设置了防水片的情况下，按压构件也能够经由该防水片而按压导电性弹性构件833，因此不会使接通载荷特性、响应特性、滞后特性劣化而能够实现具备高精度的防水功能的电子笔。

标号说明

1…电子笔，2…外壳，21…外壳帽，22…按下操作件，3…芯体，31…芯体主体部，32…顶端部，4…帽构件，5…线圈构件，6…线圈构件保持架，7…按压构件，7a…嵌合凹孔，7b…端面，7c…突起(BOSS)，8…笔压检测模块，83…感压部，831…电介质，832…间隔件，833…导电性弹性构件，834…导体层，9…基板保持架，10…印制基板。

Claims (8)

1.一种压力检测元件，是静电电容方式的压力检测元件，在板形状的电介质的对向的2个面中的一面设置导体层且在另一面侧在通过经由间隔件而与所述另一面隔开了规定间隔的位置设置板形状的导电性弹性构件，能够将所述导电性弹性构件利用按压构件向所述电介质侧压入，其特征在于，

所述按压构件的按压所述导电性弹性构件的端面构成为以其中心为顶部且以规定的曲率带有圆弧的平坦的面，

在所述按压构件的所述端面的所述圆弧的所述顶部设置有突起。

2.根据权利要求1所述的压力检测元件，其特征在于，

所述按压构件的所述突起由与关于设置有该突起的所述端面的所述曲率相比曲率更高的曲面构成。

3.根据权利要求1所述的压力检测元件，其特征在于，

所述按压构件和所述突起由不同的材质构成。

4.根据权利要求3所述的压力检测元件，其特征在于，

所述突起由比所述按压构件软的材质构成。

5.根据权利要求1所述的压力检测元件，其特征在于，

所述按压构件的按压所述导电性弹性构件的端面所具有的曲率半径比4cm长。

6.根据权利要求1所述的压力检测元件，其特征在于，

所述间隔件形成为圆环状，

所述按压构件形成为具有比所述间隔件的内径短的外径的圆柱状。

7.根据权利要求1所述的压力检测元件，其特征在于，

所述间隔件形成为圆环状，

所述按压构件形成为具有与所述间隔件的内径相同的长度的外径的圆柱状。

8.根据权利要求1所述的压力检测元件，其特征在于，

对所述按压构件连接电子笔的芯体，检测向所述芯体施加的笔压。

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