JP2014021674A - 位置指示器 - Google Patents
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Abstract
【課題】電磁誘導方式の位置指示器において、フェライトコアに貫通孔を設けることなく突出部材の交換を可能にする。
【解決手段】磁性体に巻回されるコイルと、このコイルと共振回路を構成するコンデンサと、ペン先となる突出部材とを備える電磁誘導方式の位置指示器である。筐体は、コイルとコンデンサとを軸芯方向に収納する中空部を備えると共に、突出部材の先端を外方に突出させるための開口を軸芯方向の一方の端部に備える。開口から脱落しない状態で筐体内に保持されるように、台座部材を筐体の中空部内に設ける。台座部材は、開口が形成された一方の端部と磁性体との間に設ける。突出部材は、開口から外方に突出する先端側とは反対側には、台座部材に設けられる第1の嵌合部に嵌合する第2の嵌合部を備える。突出部材は、開口を通じて筐体内の台座部材と挿脱可能に嵌合する。
【選択図】図1
【解決手段】磁性体に巻回されるコイルと、このコイルと共振回路を構成するコンデンサと、ペン先となる突出部材とを備える電磁誘導方式の位置指示器である。筐体は、コイルとコンデンサとを軸芯方向に収納する中空部を備えると共に、突出部材の先端を外方に突出させるための開口を軸芯方向の一方の端部に備える。開口から脱落しない状態で筐体内に保持されるように、台座部材を筐体の中空部内に設ける。台座部材は、開口が形成された一方の端部と磁性体との間に設ける。突出部材は、開口から外方に突出する先端側とは反対側には、台座部材に設けられる第1の嵌合部に嵌合する第2の嵌合部を備える。突出部材は、開口を通じて筐体内の台座部材と挿脱可能に嵌合する。
【選択図】図1
Description
この発明は、電磁誘導方式の位置指示器に関し、特に、芯体を交換可能に構成する技術に関する。
電磁誘導方式の座標入力装置は、多数のループコイルを座標軸のX軸方向及びY軸方向に配設してなるセンサを備える位置検出装置と、磁性体コアに巻回されたインダクタンス素子の例としてのコイルとコンデンサとからなる共振回路を有するペン形状の位置指示器とで構成される。
そして、位置検出装置は、所定の周波数の送信信号をセンサのループコイルに供給して、電磁エネルギーとして位置指示器に送信する。位置指示器の共振回路は、送信信号の周波数に応じた共振周波数を有するように構成されており、センサのループコイルとの間での電磁誘導作用に基づいて電磁エネルギーを蓄える。そして、位置指示器は、共振回路に蓄えた電磁エネルギーを位置検出装置のセンサのループコイルに返す。
センサのループコイルは、この位置指示器からの電磁エネルギーを検出する。位置検出装置は、送信信号を供給したループコイルの位置と、位置指示器の共振回路からの電磁エネルギーを検出したループコイルの位置により、位置指示器により指示されたセンサ上でのX軸方向及びY軸方向の座標値を検出する。
図11に、従来のペン型の位置指示器100Aの概略構成の一例を示す。この図11の例の位置指示器100Aは、特許文献1(特開2009−86925号公報)に記載されているものである。
この位置指示器100Aのケース(筐体)101は、軸芯方向に組立結合された第1のケース102と第2のケース103とからなる有底の円筒状形状を備える。第1のケースの軸芯方向の一端側には、一端側がペン先となる棒状の芯体109の、前記一端側を外部に突出させるための開口102aが形成されている。ケース101の中空部内には、位置検出用のコイル104と、圧力検出器の例を示す圧力検出部105と、コイル104と共に共振回路を構成するコンデンサ106などの電子部品が搭載されたプリント基板107とが、軸芯方向に順次に並べられて収納されている。
コイル104は、軸芯方向の貫通孔108aを有する円筒状の磁性体コアの例としてのフェライトコア108に巻回されている。芯体109は、このフェライトコア108の貫通孔108aを貫通するように設けられる。そして、このフェライトコア108にコイル104が巻回されたものが、最も開口102a側となるように収納され、芯体109の一端109aが開口102aを通じて外部に突出させられる。すなわち、芯体109の一端109aは、突出部材を構成する。
第1のケース102の中空部内の軸芯方向において、フェライトコア108の、第1のケース102の開口部102aとは反対側には、緩衝部材110を介して圧力検出部105が収納される。この圧力検出部105は、芯ホルダー111を備え、芯体109の他端109bが、この芯ホルダー111により保持される。
圧力検出部105は、端子105a及び端子105bにより、プリント基板107のコンデンサなどの電子部品と電気的に接続されていると共に、コイル104の一端及び他端と電気的に接続されている。圧力検出部105は、芯体109に圧力が印加されていないときであってもコイルと所定のコンデンサにより共振回路を構成しており、芯体109に圧力(筆圧)が印加されると圧力検出部105においてコンデンサ容量が変化し、共振周波数が変化する。位置指示器100Aは、この共振回路により、位置検出装置との間で電磁波の授受を行う。位置検出装置は、位置指示器100Aとの電磁波の授受を行っている座標位置として、位置指示器100Aの芯体109の指示位置を検出するようにする。
上述のように、従来の電磁誘導方式の位置指示器においては、軸芯方向の貫通孔108aを有するフェライトコア108を用い、そのフェライトコア108の貫通孔108aを通じて芯体109を配することにより、この芯体109に印加される圧力により圧力検出部105をオンとして、位置検出装置の入力面への位置指示器100Aの接触を検出することができる構成としている。
ところで、近年の小型化の嗜好により、携帯型の電子機器も、より小型化の要求が強くなっている。そして、ペン型の位置指示器は、この種の小型の電子機器用の位置検出装置と共に使用されるようになっており、より細型のものが求められている。
しかしながら、上述した特許文献1の従来の位置指示器の場合には、フェライトコアの軸芯方向の貫通孔に棒状の芯体を挿通させる構成であるために、細型化が困難であった。すなわち、この特許文献1の構成の位置指示器の場合にも、細いフェライトに、芯体を挿通させることができる高精度の貫通孔を形成することができれば、細型化が可能である。しかし、フェライトは硬く、正確な寸法精度の貫通孔を形成することが困難であると共に、貫通孔の形成によりフェライトの肉厚が薄くなり、破損し易くなるという問題があり、特許文献1の構造の位置指示器は、実質的に細型化が困難であった。
この問題を解決するため、フェライトコアに貫通孔を設けることなく、ペン先となる突出部材を設けることができるようにした位置指示器が、例えば特許文献2(特開2002−244806号公報)に記載されているように、提供されている。
図12は、この特許文献2に開示されている従来の位置指示器100Bの断面図である。この位置指示器100Bは、突出部材121に印加される押圧力(筆圧)を、共振回路のインダクタンスの変化に基づく共振周波数の変化を検出することにより検出する機能を有する。
すなわち、図12に示すように、位置指示器100Bは、コイル125が巻回されているフェライトコア124とフェライトチップ122とを、O(オー)リング123を介して対向させ、突出部材121に押圧力(筆圧)が加わることによりフェライトチップ122がフェライトコア124に近づく構成となっている。ここで用いられているOリング123は、合成樹脂や合成ゴム等の弾性材料からなる、断面が英字「O」状のリング状の弾性部材である。
ペン先を構成する突出部材121が当接するフェライトチップ122が、突出部材121に加わる押圧力に応じてフェライトコア124に接近すると、これに応じてフェライトコア124に巻回されているコイル125のインダクタンスが変化し、共振回路のコイル125から送信される電波の位相(共振周波数)が変化する。位置検出装置は、ループコイルで受信する位置指示器からの電磁波の位相(共振周波数)の変化を検出することで、位置指示器の突出部材121に印加される筆圧を検出することができる。
この位置指示器100Bでは、突出部材121は、フェライトチップ122の、ケース126の開口126a側の端面に設けられる。この場合に、突出部材121は、ケース126の開口126aに形成される段部と係合する鍔部121aを備えると共に、この鍔部121aのフェライトチップ122と対向する上面には、フェライトチップ122の端面に形成されている凹部122aに嵌合する突部121bが形成されている。突出部材121は、この突部121bを、フェライトチップ122の凹部122aに挿入して嵌合させることにより、位置決めがなされる。そして、突出部材121の鍔部121aの上面が、フェライトチップ122の端面に接着材により接着されることで、突出部材121はフェライトチップ122に固着される。
なお、この場合に、フェライトチップ122の端面に形成されている凹部122aは、突出部材121の突部121bの形状に応じた形状とされるが、フェライトは、材質が硬い上に、この位置指示器100Bのフェライトチップ122は細いので、凹部122aを、突部121bの形状に応じた所望の形状に、高精度で形成することはできない。このため、凹部122aは、突出部材121の突部121bを緩く嵌合することで、位置決めのみが可能な程度の形状とされている。
なお、位置指示器100Bのケース126内には、上述した部分の他、複数個の共振用コンデンサ127a〜127hが配設されているプリント基板128と、このプリント基板128を保持する基板ホルダー129と、コイル125をプリント基板128の共振用コンデンサ127a〜127hに接続して共振回路を構成するための接続線130と、緩衝部材131とが収納され、キャップ132によりそれらの位置が固定されている。
以上のように、この特許文献2の位置指示器100Bは、突出部材121を、フェライトチップ122の端面に接着材により結合させるものであって、フェライトコアに貫通孔を形成する必要はないので、位置指示器100Bを細型化することが可能である。
ところで、最近の位置指示器は、紙に鉛筆で筆記する場合の感覚に近い使用感覚が求められている。具体的には、紙に鉛筆で筆記する場合の紙と鉛筆の芯との間の摩擦の違いよる書き味の多様性と同様に、位置検出装置の入力面と位置指示器の突出部材の先端との間の摩擦の違いによる操作感の多様性が重視されるようになってきている。そのため、ペン型の位置指示器においても、突出部材の、特に、筐体の開口から外方に突出する先端部分(ペン先)の材質が異なる複数種類の位置指示器が要望されている。
しかしながら、突出部材の材質が異なる複数種類の位置指示器を用意することは、コストの観点で使用者の負担が大きくなる。そこで、1本の位置指示器において、突出部材を、材質が異なる複数種類のものに交換することができれば、コストの負担が軽くなり、使用者にとっては好都合である。
上述した特許文献1の位置指示器100Aのように、芯体109をフェライトコア108の貫通孔108aを通じて挿通させて、芯ホルダー111で保持するようにする構造の場合には、芯ホルダー111に対して、芯体109を抜き差しできるようにすることで、実質的に突出部材を交換できる構造とすることが可能である。
特許文献2の位置指示器100Bのように、細型化した位置指示器の場合においても、フェライトの端面に、突出部材121の突部121bの形状に高精度で対応する形状の嵌合凹部122aを設けることができれば、突出部材121をフェライトチップ122に圧入保持させる構造とすることで、突出部材121の交換が可能な構造とすることができる。
しかしながら、上述もしたように、硬い材質であって、且つ、細いフェライトに、突出部材の突部を圧入保持することができるように高精度の嵌合凹部を形成することは、精度と強度の問題から非常に困難である。このため、特許文献2のような細型化した位置指示器においては、従来は、突出部材の交換をすることが困難であった。
この発明は、以上の点にかんがみ、細型化した位置指示器においても、突出部材の交換を可能にすることができるようにすることを目的とする。
上記の課題を解決するために、この発明は、
磁性体に巻回されるコイルと、
前記コイルと共振回路を構成するコンデンサと、
ペン先となる突出部材と、
前記コイルと前記コンデンサとを軸芯方向に収納する中空部を備えると共に、前記突出部材の先端を外方に突出させるための開口を前記軸芯方向の一方の端部に備える筐体と、
前記筐体の前記中空部内に設けられ、前記開口から脱落しない状態で前記筐体内に保持される台座部材と、
を備え、
前記台座部材は、前記開口が形成された一方の端部と前記磁性体との間に設けられ、
前記突出部材は、前記開口から外方に突出する先端側とは反対側には、前記台座部材に設けられる第1の嵌合部に嵌合する第2の嵌合部を備え、前記開口を通じて前記筐体内の前記台座部材と挿脱可能に嵌合する
ことを特徴とする電磁誘導方式の位置指示器を提供する。
磁性体に巻回されるコイルと、
前記コイルと共振回路を構成するコンデンサと、
ペン先となる突出部材と、
前記コイルと前記コンデンサとを軸芯方向に収納する中空部を備えると共に、前記突出部材の先端を外方に突出させるための開口を前記軸芯方向の一方の端部に備える筐体と、
前記筐体の前記中空部内に設けられ、前記開口から脱落しない状態で前記筐体内に保持される台座部材と、
を備え、
前記台座部材は、前記開口が形成された一方の端部と前記磁性体との間に設けられ、
前記突出部材は、前記開口から外方に突出する先端側とは反対側には、前記台座部材に設けられる第1の嵌合部に嵌合する第2の嵌合部を備え、前記開口を通じて前記筐体内の前記台座部材と挿脱可能に嵌合する
ことを特徴とする電磁誘導方式の位置指示器を提供する。
上述の構成のこの発明による位置指示器においては、ペン先となる突出部材との嵌合部である第1の嵌合部を備える台座部材が、筐体の中空部内において、筐体の開口側の端部と磁性体との間の軸芯方向に設けられる。この台座部材は、開口を通じて筐体から脱落しない状態で、筐体内に保持される。
そして、ペン先となる突出部材は、筐体の開口を介して、その第2の嵌合部を台座部材の第1の嵌合部に嵌合させることにより、筐体に対して、挿脱可能に保持することができる。
この発明は、磁性体に直接的に突出部材を嵌合させるのではなく、磁性体と開口との間に台座部材を設けて、その台座部材に突出部材を嵌合させる構成であるので、磁性体に、突出部材を嵌合保持する高精度の嵌合部を設ける必要はない。そして、この発明によれば、台座部材の第1の嵌合部を、突出部材の第2の嵌合部の形状に応じた高精度の形状とすることが容易にでき、ペン先となる突出部材の交換をする構造とすることが可能となる。
以上のように、この発明による位置指示器によれば、磁性体には貫通孔を設けたり、高精度の嵌合部を形成したりする必要が無いので、細型化が可能となると共に、ペン先となる突出部材を交換することが可能となる。
この発明によれば、細型化した場合においても、突出部材の交換を可能にした位置指示器を提供することができる。
[第1の実施形態]
図1(A)は、この発明の第1の実施形態の位置指示器1の構成例を示す図であり、また、図1(B)は、図1(A)において点線の丸印で囲んだ位置指示器1のペン先部分の拡大断面図である。図1(A)では、説明のために、位置指示器1のケース2のみを破断して、その内部を示している。
図1(A)は、この発明の第1の実施形態の位置指示器1の構成例を示す図であり、また、図1(B)は、図1(A)において点線の丸印で囲んだ位置指示器1のペン先部分の拡大断面図である。図1(A)では、説明のために、位置指示器1のケース2のみを破断して、その内部を示している。
図1(A)に示すように、位置指示器1は、軸芯方向に細長であって、一方が閉じられた有底の円筒状の筐体を構成するケース2を備える。このケース2は、例えば樹脂などからなるもので、内部に断面が円形の中空部を有する円筒形状に構成されている。
そして、この実施形態においては、このケース2の中空部内に、インダクタンス素子の一例としての位置検出用のコイル3が巻回された磁性体の一例としてのフェライトコア4と、感圧用部品(筆圧検出用部品)5と、プリント基板6とが、ホルダー7により保持されて収納されている。ホルダー7は、例えば樹脂により構成される。
このケース2の軸芯方向の一端側がペン形状の位置指示器のペン先側とされており、ケース2は、このペン先側に、突出部材(ペン先部材)8を外部に突出させるための貫通孔からなる開口2aを備える。この場合に、ケース2の中空部は、開口2aの貫通孔の径よりも大きい径を有し、中空部を構成する内壁面の開口2a部には段部2bが形成されている。
ケース2の中空部内の開口2a側には、台座部材9が配される。この例では、この台座部材9は、後述するように、段部2bと係合して、開口2aから抜け落ちないような径の薄い円柱状形状を有する。フェライトコア4は、この例では、径が例えば1.5mm〜2.5mm程度とされた細型の円柱状形状を備える。そして、台座部材9は、この例では、後述するように、このフェライトコア4の一方の端面に接着材により接着されて固定されて設けられる。後述するように、突出部材8は、貫通孔である開口2aを通じて、この台座部材9及びフェライトコア4に挿脱自在に嵌合される。
そして、位置検出用のコイル3が巻回されたフェライトコア4は、位置検出コイル3の巻回部分よりも径が大きい鍔部4aを、台座部材9側とは反対側に備え、この鍔部4aの部分がホルダー7の係止部71で係止されることにより、ホルダー7により係止されて保持される。
また、ホルダー7は、開口2aとは反対側において、係止部71と連続するように形成されている部品配置部72を備え、更に、この部品配置部72に連続するように形成されているプリント基板載置部73を備える。そして、部品配置部72には、感圧用部品5が保持される。更に、ホルダー7のプリント基板載置部73には、プリント基板6が保持される。
感圧用部品5は、フェライトチップ51と、コイルバネ52と、弾性体、この例ではシリコンゴム53とで構成されている。この感圧用部品5を構成するフェライトチップ51、コイルバネ52及びシリコンゴム53は、ホルダー7の部品配置部72において、プリント基板6側からフェライトコア4側に向かう方向に沿う軸線方向に、順次並べられて保持される。
感圧用部品5のうちのシリコンゴム53は、フェライトコア42の鍔部4aの端面に装着される。このシリコンゴム53の外径は、フェライトコア42の鍔部4aの端面の径よりも小さく選定されている。そして、部品配置部72においては、コイルバネ52により、フェライトチップ51の一方の端面がフェライトコア4の鍔部4aの端面に装着されたシリコンゴム53との間に所定の空隙Arを形成するような状態で、感圧用部品5が保持される。このコイルバネ52により、フェライトコア4は、常時、ペン先側に弾性的に偏倚されて、係止部71に係止保持される状態となる。
そして、部品配置部72においては、フェライトチップ51の鍔部51aの端面が衝合して、軸芯方向の端部74側に移動しないようにする壁部72aを有する。そして、位置指示器1の使用者により、ペン先を構成する突出部材8に押圧力(筆圧)が印加されると、その押圧力に応じて、フェライトコア4が、コイルバネ52の偏倚力に抗して、フェライトチップ51側に偏倚して接近する。すると、これに応じて位置検出コイル3のインダクタンスが変化し、共振回路のコイル3から送信される電波の位相(共振周波数)が変化する。
そして、更に、押圧力が大きくなると、フェライトチップ51の端面が、シリコンゴム53に当接し、このシリコンゴム53を弾性偏倚させる。これにより、シリコンゴム53の弾性係数に応じた変化特性で、位置検出コイル3のインダクタンスが変化し、共振回路のコイル3から送信される電波の位相(共振周波数)が変化する。
プリント基板6は、ケース2の内径よりも狭い幅を有し、細長の矩形形状とされている。図示は省略するが、位置検出用のコイル3の一端及び他端は、このプリント基板6に形成されている導電パターンに、例えば半田付けされる。
このプリント基板6には、押下されたときにオンとなり、押下を停止するとオフに戻るプッシュスイッチ11が設けられていると共に、位置検出用のコイル3と共振回路を構成するコンデンサ12,13が設けられている。コンデンサ12は、この例では、静電容量の調整が可能なトリマーコンデンサである。更に、プリント基板6には、図示を省略する導体パターンが形成され、コンデンサ12が位置検出用のコイル3に並列に接続されると共に、コンデンサ13とプッシュスイッチ11とが直列に接続され、そのコンデンサ13とプッシュスイッチ11との直列回路が、位置検出用のコイル3に並列に接続される。
プッシュスイッチ11は、ケース2に設けられた図示を省略する押下操作子の押下操作によりオンとされて、位置検出コイル3とコンデンサ12との並列共振回路に対して、更にコンデンサ13を並列に接続することで、共振回路の共振周波数を変更する。
なお、ケース2のペン先側とは反対側は、蓋体16がケース2に嵌合するように装着されることで閉塞される。このとき、蓋体16の凹部16aが、ホルダー7に設けられている突部74が嵌合し、この嵌合により、ホルダー7は、ケース2内に係止される。
[突出部材8を挿脱自在にする構成]
前述したように、この第1の実施形態においては、突出部材8は、台座部材9が用いられて挿脱自在に装着される。
前述したように、この第1の実施形態においては、突出部材8は、台座部材9が用いられて挿脱自在に装着される。
図2は、この第1の実施形態の位置指示器1で用いる突出部材8の一例を説明するための図である。図2(A)は、突出部材8を、その軸芯方向に、先端部とは反対側から見た図、図2(B)は、突出部材8の側面図、図2(C)は、図2(A)におけるA−A断面図である。また、図3は、台座部材9の一例を説明するための図であり、図3(A)は、その上面図、図3(B)は、図3(A)のB−B断面図である。
この実施形態の突出部材8は、単一材料により、ペン先本体部81と嵌合突部82とが一体に形成されたものとされている。ペン先本体部81は、図1(B)に示すように、開口2aの径R1よりも若干小さい径R3(R3<R1)の円柱状の基台部81aと、この円柱状の基台部81aから先端に向かって、径が徐々に前記径R3よりも小さくなる紡錘形状の先端部81bとからなる。突出部材8のペン先本体部81の基台部81aの軸芯方向の長さd2は、図1(B)に示すように、ケース2の開口2aの部分の厚さd1よりも長く選定されている。例えば径R3は、1.5mm〜2mmとされている。
嵌合突部82は、図2(A)に示すように、ペン先本体部81の基台部81aの先端部81b側とは反対側の端面81cの中央部に形成されている。嵌合突部82は、この例では、図2(A)に示すように、全体として四角柱形状を有すると共に、その4角柱の4個の側面により形成される4個の角部82a,82b,82c,82dのそれぞれが、中心軸方向に矩形状に切り欠かれた形状を有する。すなわち、嵌合突部82の断面は、2個の長方形をその重心位置を同じにした状態で、互いの長辺方向が直交するように十字型に交差させた形状に等しい(図2(A)参照)。
そして、嵌合突部82は、図2(B)及び(C)に示すように、その先端側に向かって徐々に細くなるように形成されている。すなわち、図2(C)に示すように、嵌合突部82の基台部81aとの結合部における互いに対向する側面間の距離Taよりも、嵌合突部82の先端側における同じ側面間の距離Tbの方が小さくなるように、嵌合突部82は形成されている。そして、この嵌合突部82の軸芯方向の長さd3(図2(C)参照)は、台座部材9の高さ(厚さ)d4(図3(B)参照)よりも大きく選定されている。
以上のような構成の突出部材8は、材質の異なるものが複数種、用意される。例えば、突出部材8の材質の一例は、POM(polyoxymethylene;ポリアセタール)樹脂とされる。また、突出部材8の材質の他の一例は、ABS樹脂(acrylonitrile-butadiene-styrene resin)とされる。さらに、突出部材8の材質の他の一例は、フェルトとされる。
POM樹脂からなる突出部材8は、そのペン先本体部82の先端部と位置検出装置の入力面との間の接触感として、すべりが良いとの感触が得られる。また、ABS樹脂からなる突出部材8は、そのペン先本体部81の先端部81bと位置検出装置の入力面との間の接触感として、多少引っかかり感のある感触が得られる。更に、フェルトからなる突出部材は、比較的柔らかい接触感が得られる。
次に、台座部材9について説明する。この台座部材9は、図3(A)及び(B)に示すように、高さ(厚さ)がd4(d4<d3)の中空円柱(リング状円板)である。ここで、台座部材9の高さ(厚さ)d4は、例えば0.3〜0.4mmとされている。この台座部材9には、断面形状が、当該台座部材9の外周円と同心円の円形の貫通孔9aを有する。この例では、この台座部材9は、POM樹脂やABS樹脂からなる突出部材8よりも硬度が大である材料、例えばポリカーボネートで構成されている。なお、台座部材9は、突出部材8よりも硬度が大きい非磁性体の金属、例えばSUS305やSUS310Sなどにより構成するようにしても良い。
この台座部材9の外径R4は、図1(B)に示すように、位置指示器1のケース2の開口2aが形成されている側の中空部の径R2よりも僅かに小さい、あるいは径R2と同一であって、且つ、開口2aの径R1よりは大きいものとされている。すなわち、台座部材9の外径R4は、R1<R4≦R2とされている。したがって、台座部材9は、ケース2の開口2aから脱落してしまうことはなく、ケース2内の段部2bにより係止する。
また、台座部材9の貫通孔9aの径R5は、突出部材8の嵌合突部82が圧入嵌合される径とされている。すなわち、この例では、図2(A)に示すように、嵌合突部82の断面の形状において、4つの角部の切り欠き部82a〜82dのうちの対角にある切り欠き部、図2(A)の例では、切り欠き部82bと切り欠き部82dとの間の最も長い対角線距離をD1、最も短い対角線距離をD2としたときに、貫通孔9aの径R5は、
D2<R5<D1 ・・・ (式1)
に選定されている。ここで、嵌合突部82は、上述したように、その先端側ほど細くなるような形状とされているので、切り欠き部82bと切り欠き部82dとの間の最も長い対角線距離D1は、嵌合突部82の基台部81aとの結合部における値であり、また、最も短い対角線距離D2は、嵌合突部82の先端部における値である。
D2<R5<D1 ・・・ (式1)
に選定されている。ここで、嵌合突部82は、上述したように、その先端側ほど細くなるような形状とされているので、切り欠き部82bと切り欠き部82dとの間の最も長い対角線距離D1は、嵌合突部82の基台部81aとの結合部における値であり、また、最も短い対角線距離D2は、嵌合突部82の先端部における値である。
以上のように、台座部材9の貫通孔9aの形状が円形とされ、突出部材8の嵌合突部82の断面形状が角部を有する形状とされると共に、台座部材9の貫通孔9aの径R5と、突出部材8の嵌合突部82の大きさの寸法関係が定められた結果、突出部材8の嵌合突部82が、図4(A)に示すように、台座部材9の貫通孔9a内に挿入されると、台座部材9よりも硬度が小さい突出部材8の嵌合突部82が一部変形をすることにより、突出部材8は、図4(B)に示すように台座部材9と嵌合して、台座部材9に圧入保持される状態となる。
もしも、台座部材9の貫通孔9aの断面が円形であると共に、突出部材8の嵌合突部82の断面形状が円形である場合に、上述したように、嵌合突部82を先端ほど細くなるように形成したときには、台座部材9の貫通孔9aと嵌合突部82とが円形の線で接触するので、弾性変形ができずに、突出部材8を基台部81aとの結合部(付け根部)まで、台座部材9の貫通孔9a内に押し込めない場合がある。特に、この実施形態のように、細い嵌合突部82の付け根まで押し込んでしっかりと嵌合するように、貫通孔9aを高精度で形成することは非常に困難である。
これに対して、この例の突出部材8の嵌合突部82の断面形状は、複数個の角部を有する形状とされていると共に、台座部材9の貫通孔9aの断面形状は、円形であって、形状が異なる。
そして、この例の突出部材8は、図2(A)に示すように、4つの角部の切り欠き部82a〜82dを有するので、突出部材8を台座部材9の円形の貫通孔9aに挿入すると、貫通孔9aの内壁面と、8点で接触するようになる。この接触位置は、図2(C)にも示したように、突出部材8の嵌合突部82は、先端ほど細くなるように構成されているので、嵌合突部82の基台部81aとの結合部よりも手前の位置となる。
しかし、その位置から更に、嵌合突部82を、基台部81aとの結合部まで、貫通孔9aに圧入すると、突出部材8の嵌合突部の材質は、台座部材9の材質よりも硬度が小さいことと、突出部材8の嵌合突部82の貫通孔9aとの接触部が、前記8点の角部であるので変形が容易となるため、前記圧入により、当該角部がつぶれるように変形し、貫通孔9aと、しっかりと嵌合する。これにより、突出部材8は、台座部材9により圧入保持される。
ただし、このしっかりとした保持状態において、突出部材8に対して、台座部材9から引き抜くような力を与えると、台座部材9による突出部材8の圧入保持は解除され、突出部材8は、容易に台座部材9から引き抜くことができる。
なお、この例では、図1(B)に示すように、台座部材9は、フェライトコア4の端面に接着されて固定される。そして、フェライトコア4の端面の中央には、台座部材9の貫通孔9aと同じ径R5の凹穴4bが形成されている。この凹穴4bの深さd5は、突出部材8の嵌合突部82の長さd3から台座部材9の高さd4を差し引いた長さよりも大きくされている(d5>d3−d4)。
したがって、図1(B)に示すように、突出部材8の嵌合突部82を、台座部材9の貫通孔9aを貫通させて台座部材9に圧入させたときには、嵌合突部82の先端部は、フェライトコア4の端面に設けられている凹穴4b内に嵌合される。この場合に、この例では、台座部材9は、フェライトコア4の端面に接着されて固定されているので、突出部材8の嵌合突部82を、フェライトコア4の凹穴4aで圧入保持しなくても、突出部材8は、前述したように、台座部材9により保持される。このため、フェライトコア4の凹穴4aの寸法精度は、台座部材9の貫通孔9aのような高精度に形成しなくてもよくなり、単に、突出部材8の嵌合突部82を遊嵌することができる寸法精度でよい。
もっとも、この実施形態では、突出部材8の嵌合突部82が上述のような角部を有することで、多接点で凹型の嵌合部と接し、その角部を変形させることで、凹型の嵌合部としっかりと嵌合することができるので、フェライトコア4の凹穴4aも、上述した(式1)を満足するように形成することで、突出部材8の嵌合突部82としっかりと嵌合させるように構成することもできる。したがって、フェライトコア4の凹穴4aにより、突出部材8の嵌合突部82としっかりと嵌合させることができる場合には、台座部材9は、フェライトコア4に接着しなくても、突出部材8の嵌合突部82を、台座部材9の貫通孔9aを通じてフェライトコア4の凹穴4aに圧入するだけで、フェライトコア4の端面に固定することができる。
以上のようにして、上述した実施形態によれば、突出部材を、直接にフェライトコアに圧入させるのでなく、台座部材を用いて突出部材を保持するようにする構成することで、突出部材が挿脱可能になる位置指示器1を実現できる。この場合に、この実施形態によれば、突出部材を含む芯体を貫通させるように、フェライトコアに貫通孔を設ける構成とする必要はないので、フェライトコアを細くすることが容易となり、位置指示器1は、細型化の構成とすることができる。
そして、台座部材9の貫通孔9aの断面形状を円形とすると共に、突出部材の嵌合突部の断面形状を、円と、複数個、この例では8個の角部で接する形状としたので、この角部の変形により、台座部材9に対して突出部材をしっかりと嵌合させることができる。しかも、その嵌合の解除も容易である。
したがって、この実施形態の位置指示器は、細型化でありながら、突出部材の交換が可能であるという顕著な効果を奏する。
なお、上述の第1の実施形態では、筆圧を検出するために共振回路のコイルのインダクタンスを変える方法として、第1の磁性体としてのフェライトコアを第2の磁性体としてのフェライトチップに対して筆圧の印加に応じて移動させる構成であるため、突出部材は、台座部材を介して第1の磁性体としてのフェライトコアに嵌合する構成であった。
しかし、筆圧を検出するために共振回路のコイルのインダクタンスを変える方法として、前述の図12で説明したように、第2の磁性体としてのフェライトチップを第1の磁性体としてのフェライトコアに対して筆圧の印加に応じて移動させる構成もある。この発明は、このようにフェライトチップを移動させるようにする場合にも適用できる。その場合には、突出部材は、台座部材を介して第2の磁性体としてのフェライトチップに嵌合する構成とする。その場合も、フェライトチップの台座部材を接合する端面には、突出部材の嵌合突部が挿入される凹穴が形成されるものである。
[第2の実施形態]
図5は、この発明による位置指示器の第2の実施形態を説明するための図である。また、図6は、この第2の実施形態の位置指示器1Aに用いる突出部材の構成の一例を説明するための図である。
図5は、この発明による位置指示器の第2の実施形態を説明するための図である。また、図6は、この第2の実施形態の位置指示器1Aに用いる突出部材の構成の一例を説明するための図である。
図5(A)は、この第2の実施形態の位置指示器1Aの要部の断面図である。また、図5(B)は、この第2の実施形態で用いる圧力感知部材の例としての圧力センシング半導体デバイスの構成例を示す図である。
図5(A)に示すように、この第2の実施形態の位置指示器1Aは、第1の実施形態と同様に、軸芯方向に細長であって、一方が閉じられた有底の円筒状の筐体を構成するケース2Aを備える。このケース2Aのペン先側には、後述する突出部材8Aを外部に突出させるための貫通孔からなる開口2Aaを備える。
そして、この第2の実施形態においては、位置指示器1Aのケース2A内には、ユニット化された位置指示器本体10Aが設けられる。この例の位置指示器本体10Aは、インダクタンス素子の一例としての位置検出用のコイル3Aが巻回された磁性材料の一例としてのフェライトコア4Aと、圧力センシング半導体デバイス200と、基板21と、半固定の調整用コンデンサ22と、調整用コンデンサ23a〜23dとからなる。そして、位置検出用のコイル3Aと、圧力センシング半導体デバイス200で構成される可変容量コンデンサと、半固定の調整用コンデンサ22および調整用コンデンサ23a〜23dとにより共振回路が構成される。
位置指示器本体10Aは、この第2の実施形態においては、図5(A)に示すように、圧力センシング半導体デバイス200のパッケージ210から基板21が導出されているとともに、フェライトコア4Aが保持されて一体化構造とされたユニットの構成とされている。
図5(A)に示すように、フェライトコア4Aは、この例では、中実の円柱状形状を有すると共に、その中心軸方向のペン先の端部には、突出部材8Aの後述する嵌合突部を嵌合する凹穴4Aaが形成されている。
そして、フェライトコア4Aの凹穴4Aaが形成されている端面と、ペン先側の開口2Aa側の段部2Abとの間には、台座部材9Aが、第1の実施形態と同様に、設けられている。すなわち、この例の台座部材9Aは、第1の実施形態の台座部材9と全く同様の構成を有するもので、貫通孔9Aaを有する。そして、突出部材8Aの後述する嵌合突部が、この台座部材9Aの貫通孔9Aaに嵌合すると共に貫通して、フェライトコア4Aの凹穴4Aa内に嵌合する。台座部材9Aの貫通孔9Aaの直径は、第1の実施形態と同様に、突出部材8Aの嵌合突部の断面の大きさに応じたものとされる。フェライトコア4Aの凹穴4Aaの直径は、台座部材9Aの貫通孔9Aaの直径と同様とされる。
また、フェライトコア4Aの中心軸方向の圧力センシング半導体デバイス200側の端面には、圧力センシング半導体デバイス200の押圧部材24が被着されている。この例では、この押圧部材24は、その中央部に棒状突部24aを備える。この棒状突部24aの直径は、1mmとされとされている。なお、フェライトコア4Aのコイル3Aが巻回されている径大部4Acの直径は、2〜3mmとされている。
そして、押圧部材24のの棒状突部24aは、圧力センシング半導体デバイス200に筆圧に応じた圧力を伝達する圧力伝達部材となるように、圧力センシング半導体デバイス200内に挿入される。そして、この例では、図5(A)に示すように、フェライトコア4Aの径大部4Acの一部も、圧力センシング半導体デバイス200のパッケージ20内に保持されるように構成されている。
[圧力センシング半導体デバイス200の構成例]
次に、この例の圧力センシング半導体デバイス200の構成について説明する。
この例の圧力センシング半導体デバイス200は、例えば、MEMS技術により製作されている半導体素子として構成される圧力感知チップ300を、例えば立方体あるいは直方体の箱型のパッケージ210内に封止したものである(図5(A)参照)。
次に、この例の圧力センシング半導体デバイス200の構成について説明する。
この例の圧力センシング半導体デバイス200は、例えば、MEMS技術により製作されている半導体素子として構成される圧力感知チップ300を、例えば立方体あるいは直方体の箱型のパッケージ210内に封止したものである(図5(A)参照)。
この例の圧力感知チップ300は、図5(B)に示すように、第1の電極301と、第2の電極302と、第1の電極301及び第2の電極302の間の絶縁層(誘電体層)303とからなる。第1の電極301および第2の電極302は、単結晶シリコン(Si)からなる導体で構成される。絶縁層303は、この例では酸化膜(SiO2)からなる絶縁膜で構成される。
そして、この絶縁層303には、凹部304が形成され、絶縁層303と、第1の電極301との間に空間305が形成される。第1の電極301は、面301a側から押圧されると、空間305の方向に撓むように変位可能となる。
以上のような構成の圧力感知チップ300は、第1の電極301と第2の電極302との間に静電容量Cvが形成されるコンデンサである。そして、図5(B)に示すように、第1の電極301の面301a側から第1の電極301に対して圧力Pが印加されると、第1の電極301は、図5(B)において、点線で示すように撓み、第1の電極301と、第2の電極302との間の距離が短くなり、静電容量Cvの値が大きくなるように変化する。第1の電極301の撓み量は、印加される圧力Pの大きさに応じて変化する。したがって、静電容量Cvは、圧力感知チップ300に印加される圧力Pの大きさに応じて変化する。この静電容量Cvを測定することで圧力を検出することが可能となる。
なお、図5の例においては、押圧部材24の棒状突部24aは、パッケージ210内の圧力感知チップ300の上部に設けられた凹部212に充填された弾性部材、例えばシリコンゴム211を介して、圧力感知チップ300を押圧するように構成されている。
[第2の実施形態における突出部材8Aの構成例]
台座部材9Aは、この第2の実施形態においても、上述した第1の実施形態の台座部材9と全く同様に構成することができることは、前述したが、この第2の実施形態における突出部材8Aも、上述した第1の実施形態の突出部材8と全く同様の構成のものを使用しても良い。
台座部材9Aは、この第2の実施形態においても、上述した第1の実施形態の台座部材9と全く同様に構成することができることは、前述したが、この第2の実施形態における突出部材8Aも、上述した第1の実施形態の突出部材8と全く同様の構成のものを使用しても良い。
しかし、この第2の実施形態では、位置指示器を例えば表示画面上で使用する場合における、いわゆる書き味を、位置指示操作者の嗜好に応じて多種多様に変更することを可能にすることができるように、突出部材の構成を工夫している。
図6は、この第2の実施形態における突出部材8Aの構成を説明するための図である。この第2の実施形態における突出部材8Aは、全体としては、第1の実施形態における突出部材8と同様の形状とされる。ただし、上述した第1の実施形態の突出部材8は、基台部81aと先端部81bとからなるペン先本体部81と嵌合突部82とを全て一体に形成するようにしたのに対して、この第2の実施形態における突出部材8Aは、ペン先本体部を構成する基台部と先端部とを異なる材料で構成する二色成型構造とするようにした点が、第1の実施形態とは異なる。
図6(A)は、この第2の実施形態の突出部材8Aを、その軸芯方向に、先端部とは反対側から見た図、図6(B)は、突出部材8Aの側面図、図6(C)は、図6(A)におけるD−D断面図である。また、図6(D)は、この第2の実施形態の突出部材8Aの組立構成図である。更に、図6(E)は、図5(A)に示した第2の実施形態の位置指示器1Aにおける突出部材8A近傍の拡大断面図である。
図6(A)〜(D)に示すように、第2の実施形態における突出部材8Aも、ペン先本体部83と、嵌合突部84とで構成される。そして、ペン先本体部83は、基台部85と先端部86とからなるが、図6(C),(D)に示すように、これら基台部85と先端部86とは別部材として構成される。そして、別部材の基台部85と先端部86とが接合されて突出部材8Aとして組み上げられる。
すなわち、図6(C),(D)に示すように、基台部85は、外径がR3の円柱状形状を有すると共に、先端部86と対向する端面側に開口を備える凹部85aを、その中心軸方向に備える。そして、基台部85は、凹部85aが形成されている側とは反対側の端面から突出するように嵌合突部84が、この基台部85と一体に同一部材として形成されている。
一方、先端部86は、外径がR3の円柱状形状部分から、先端に向かって径が徐々に小さくなる紡錘形状とされるとともに、外径がR3の円柱状形状部分の端面には、基台部85の凹部85aと嵌合する突部86aが形成されている。
この例の場合、嵌合突部84と一体に構成される基台部85は、例えばABS樹脂により構成する。一方、先端部86は、例えばエラストマー、好ましくは熱硬化性エラストマーで構成する。そして、基台部85の凹部85aの内壁には、先端部86を確実に接合することができるように、例えば放電シボ加工などにより、シボ加工処理が施される。
そして、先端部86の突部86aが、基台部85の凹部85aに嵌合されて、接着材により接合されることにより、突出部材8Aが組み上げられて形成される。
そして、この例においても、嵌合突部84は、第1の実施形態の嵌合突部82と同様の形状に構成され、図6(A)に示すように、全体として四角柱形状を有すると共に、その四角柱の4個の側面により形成される4個の角部84a,84b,84c,84dのそれぞれが、中心軸方向に矩形状に切り欠かれた形状を有する。
台座部材9Aの構成は、前述もしたように、第1の実施形態の台座部材9と同一であるので、この第2の実施形態では、その説明は省略する。そして、この台座部材9Aの形状及び寸法と、この第2の実施形態における突出部材8Aの嵌合突部84の形状と寸法の関係は、図6にも示したように、第1の実施形態の嵌合突部82と全く同様とされている。
したがって、この第2の実施形態においても、図5(A)及び図6(E)に示すように、突出部材8Aの嵌合突部84を、位置指示器1Aのペン先の開口2Aaから、台座部材9Aを貫通させて、フェライトコア4Aの凹穴4Aaに嵌合させるように圧入することにより、突出部材8Aを位置指示器1Aに取り付けることができる。そして、突出部材8Aを、引っ張ることにより、位置指示器1Aから取り外すことができる。
この場合に、突出部材8Aの先端部86は、エラストマーからなり、硬度が小さく滑りが悪いので、開口2Aaの内壁面と擦れ合うと正確な圧力が伝わらない可能性がある。しかし、この第2の実施形態においては、図5(A)及び図6(E)に示すように、突出部材8Aの開口2Aaの内壁面と対向する部分は、基台部85となるように構成されており、この基台部85は、例えばABS樹脂などの硬度の大きい材料で構成されているので、先端部86が開口2Aaで引っかかるという問題は生じないという効果がある。
この実施形態の突出部材8Aは、先端部86を構成するエラストマーとして、種々の硬度、材質感を呈するものを採用することで、多種多様な書き味を実現できる突出部材8Aを構成することができる。位置指示操作者は、それらの多種多様な書き味の複数個の突出部材8Aの中から、自分の好みの突出部材を選択して位置指示器1Aに装着して利用することができ、また、操作目的に応じて突出部材を交換して使用することもできる。
[第3の実施形態]
図7に、この発明による位置指示器の第3の実施形態を説明するための図である。この第3の実施形態の位置指示器1Bは、圧力感知部材として、共振回路を構成するコンデンサの静電容量を、印加される筆圧に応じて変化させるようにする第2の実施形態の変形例である。この図7の第3の実施形態において、前述した第2の実施形態と同一部分には、同一参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
図7に、この発明による位置指示器の第3の実施形態を説明するための図である。この第3の実施形態の位置指示器1Bは、圧力感知部材として、共振回路を構成するコンデンサの静電容量を、印加される筆圧に応じて変化させるようにする第2の実施形態の変形例である。この図7の第3の実施形態において、前述した第2の実施形態と同一部分には、同一参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
この第3の実施形態においても、圧力感知部材としては、第2の実施形態における圧力センシング半導体デバイス200と同様の構成の圧力センシング半導体デバイス200Bを用いる。しかし、この第3の実施形態では、圧力センシング半導体デバイス200Bをコイル3Bが巻回されたフェライトコア4Bと、ケース2Bのペン先側の開口2Ba側との間に設け、圧力センシング半導体デバイス200Bの圧力感知チップ300を、突出部材8Bの嵌合突部により、筆圧に応じて直接的に押圧するように構成する。
この第3の実施形態の位置指示器1Bは、ケース2Bは、第2の実施形態と同様のものであり、そのペン先側には、開口2Baを有する。そして、この第3の実施形態においては、ケース2B内に収納される位置指示器本体10Bの構成が、上述の第2の実施形態の位置指示器本体10Aとは異なる。
すなわち、この第3の実施形態の位置指示器本体10Bは、圧力センシング半導体デバイス200Bと、位置検出コイル3Bが巻回された、磁性材料にて構成されたフェライトコア4Bと、挿脱可能な突出部材8Bと、基板21と、半固定の調整用コンデンサ22と、調整用コンデンサ23a,23b、23c,23dと、結合部材30とからなる。そして、この第3の実施形態では、圧力センシング半導体デバイス200Bのパッケージ210Bは、第2の実施形態と同様に、圧力感知チップ300を内蔵すると共に、この圧力感知チップ300の第1の電極301(図示は省略)を、凹部212内に充填した弾性部材211を介して、棒状の押圧部材が押圧可能に構成したものである。
すなわち、この第3の実施形態においては、パッケージ210Bは、その底面210Bb側においてフェライトコア4Bを保持するように構成する。また、パッケージ210Bは、その上面210Baに、凹部212に連通する連通穴213と、台座部材9Bの貫通孔9Baとが連通するような状態で、台座部材9Bを接着して固定する。そして、台座部材9Bは、ケース2Bの開口2Ba側の段部2Bbで係止させるようにして、開口21Baから脱落しないように配する。
そして、フェライトコア4Bは、この第3の実施形態では、径が一定の円柱状形状を有しており、その中心軸方向の一側が圧力センシング半導体デバイス200Bのパッケージ210Bの底面210Bb側に設けられた凹部211Baに嵌合される。また、フェライトコア4Bの中心軸方向の他側が、例えば樹脂からなる結合部材30に嵌合して結合されている。そして、この結合部材30は、基板21を、前述の圧力センシング半導体デバイス200のパッケージ210と同様にして保持する構成となっている。結合部材30は、ケース2Bの内径とほぼ同じ外径を有する円柱状の部材とされ、ケース2Bにより保持される。
そして、圧力感知チップ300の第1の電極301は、導体で構成される第1のリード端子31に接続され、また、第2の電極302は、導体で構成される第2のリード端子32に接続される。この第3の実施形態では、これら第1及び第2のリード端子31及び32は、図示は省略するが、基板21に金線などにより電気的に接続される。また、フェライトコア4Bに巻回されている位置検出用のコイル3Bの一端及び他端も、基板21に電気的に接続され、並列共振回路を構成する。
この第3の実施形態における突出部材8Bは、第2の実施形態における突出部材8Aと同様に、二色成型の構造を有し、嵌合突部84Bが一体に形成された基台部85Bと、基台部85Bに嵌合して組み合わされる先端部86Bとからなる。そして、この突出部材8Bの嵌合突部84Bは、台座部材9Bの貫通孔9Baを貫通して、圧力センシング半導体デバイス200B内の圧力感知チップ300の第1の電極301を、弾性部材211を介して押圧する長さとされる。
この第3の実施形態においては、圧力センシング半導体デバイス200Bがペン先側に配置されるので、筆圧を感度良く検出することができる。
[その他の実施形態または変形例]
以上の実施形態では、台座部材9,9A,9Bの貫通孔9a,9Aa,9Baの断面形状が円形とされ、突出部材8,8A,8Bの嵌合突部82,84,84Bの断面形状が矩形状とした。しかしながら、台座部材の貫通孔の断面形状と、突出部材の嵌合突部の断面形状との関係を、逆にしてもよい。
以上の実施形態では、台座部材9,9A,9Bの貫通孔9a,9Aa,9Baの断面形状が円形とされ、突出部材8,8A,8Bの嵌合突部82,84,84Bの断面形状が矩形状とした。しかしながら、台座部材の貫通孔の断面形状と、突出部材の嵌合突部の断面形状との関係を、逆にしてもよい。
すなわち、図8(A),(B)に示す突出部材8Cは、第1の実施形態における突出部材8と同様に、ペン先本体部81Cと嵌合突部82Cとが一体に形成されるものであるが、嵌合突部82Cは円柱状形状とされて、その断面形状は円形とされる。なお、この例の突出部材8Cにおいても、嵌合突部82Cは先端に向かうにしたがって徐々に径が細くなるように構成されている。
一方、台座部材9Cは、図8(C)及び図8(C)のE−E断面図である図8(D)に示すように、その貫通孔9Caの断面形状は、矩形の4つの角を切り欠いた形状とされている。すなわち、貫通孔9Caの断面形状は、図8(C)に示すように、2個の長方形を、その互いの長辺方向が直交するようにすると共に、重心位置を同じにして交差した形状に等しいものとされる。台座部材9Cの貫通孔9Caは、四角形を含む多角形の形状でもよい。
この図8の例の場合にも、台座部材9Cの材質の方が、突出部材8Cの材質よりも硬度が大きいものとされる。すると、突出部材8Cの嵌合突部82Cを台座部材9Cの貫通孔9Caに嵌合したときには、嵌合突部82Cが、貫通孔9Caとの接点部分で変形して、第1の実施形態の場合と同様にして、突出部材8Cが台座部材9Cにしっかりと嵌合する。
以上の説明では、突出部材に突型の嵌合部である嵌合突部を設け、台座部材に凹型の嵌合部の例である貫通孔を設けるようにしたが、突出部材に、凹型の嵌合部を設け、台座部材に突型の嵌合部を設けるようにしても良い。
図9は、その場合の一例である。すなわち、この例においては、突出部材8Dは、上述したペン先本体部と同様の形状に形成すると共に、先端側とは反対側に開口を備える嵌合凹部8Daを設ける。そして、突出部材8Dの外径は、位置指示器のケース2Dの開口2Daの径よりも僅かに小さくしておく。
一方、この例の台座部材9Dは、円板形状部を備えると共に、その円板形状部の一方の端面の中央に、突出部材8Dの嵌合凹部8Daに嵌合する嵌合突部9Daを設ける。また、この例の台座部材9Dには、円板形状部の他方の端面の中央に、フェライトコア4Dの凹部4Daに嵌合する突部9Dbを設ける。
そして、嵌合凹部8Daを台座部材9Dの嵌合突部9Daに嵌合させるように、突出部材8Dを、台座部材9Dに嵌合させる。この場合に、突出部材8Dの嵌合凹部8Daの断面形状と、台座部材9Dの嵌合突部9Daの断面形状との関係は、一方が円形で、他方が上述の実施形態と同様の矩形形状とすればよい。
なお、図9の例では、突出部材8Dは、一体型のペン先本体部と同様形状としたが、第2の実施形態の突出部材8Aと同様に、この突出部材8Dも、二色成型により基台部と先端部とに分けるようにして、開口2Daの壁面と側面が対向する基台部は、ABS樹脂などの硬度の大きいもので構成すると良い。この場合、嵌合凹部8Daは、基台部のみに形成するようにしても良いし、基台部と先端部とに渡って形成するようにしても良い。
なお、図9は、フェライトコア4Dの端面に台座部材9Dを設ける場合の例であるが、前述したように、図12の例の場合のフェライトチップ122の端面に設ける場合にも同様に適用することができる。
また、上述の第1及び第2の実施形態では、台座部材は、フェライトコアの端面に接合するようにすると共に、フェライトコアには、突出部材の嵌合突部を嵌合させる凹部を形成するようにした。しかし、フェライトコアと台座部材との間に、樹脂や非磁性体の金属などからなる円板状部材を介在させ、その円板状部材に凹部を設けて、台座部材の貫通孔を貫通する突出部材の嵌合突部の先端を嵌合させるように構成しても良い。
図10(A)は、そのように構成した場合の一例を示す図である。すなわち、この図10(A)の例の突出部材8Eは、第1の実施形態における突出部材8と同様にペン先本体部81Eと嵌合突部82Eとが一体に構成されたものである。また、台座部材9Eは、上述の実施形態の台座部材9と同様の構成を有し、貫通孔9Eaを有する。
そして、この図10(A)の例においては、フェライトコア4Eには、凹穴は設けず、その代わりに、台座部材9Eとフェライトコア4Eの端面との間に、円板状部材90を設ける。そして、この円板状部材90の厚さを、突出部材8Eの嵌合突部82Eを貫通させない値にすると共に、この円板状部材90に、突出部材8Eの嵌合突部82Eを嵌合させる凹部90aを形成するようにする。そして、円板状部材90は、フェライトコア4Eの端面に接着材により接着しておくようにする。
この場合に、突出部材8Eの嵌合突部8Eaの断面形状と、台座部材9Eの貫通孔9Ea及び円板状部材90の嵌合凹部90aの断面形状との関係は、一方が円形で、他方が上述の実施形態と同様の矩形形状とすればよい。
このようにすれば、円板状部材90の材質としてフェライトよりも硬度が小さいものを用いることができるので、その凹部90aを突出部材8Eの嵌合突部82Eを圧入させることができるように精度良く形成することが可能になる。
また、台座部材の厚さ(高さ)を、突出部材の嵌合突部が貫通しないような値とすることで、図10(A)の例のような円板状部材を用いずに、同様の効果を得るようにすることができる。すなわち、台座部材に形成する凹型の嵌合部を、貫通孔とするのではなく凹部とする構成である。
図10(B)は、その場合の例である。この図10(B)の例においては、この図10(A)の例の台座部材9Eと円板状部材90の代わりに、台座部材9Fを、フェライトコア4Eと開口2Eaとの間に設ける。この台座部材9Fの厚さ(高さ)は、突出部材8Eの嵌合突部82Eの長さよりも大きい。そして、この台座部材9Fに、突出部材8Eの嵌合突部82Eと嵌合する凹部9Faを形成する。この場合に、突出部材8Eの嵌合突部8Eaの断面形状と、台座部材9Fの嵌合凹部9Faの断面形状との関係は、一方が円形で、他方が上述の実施形態と同様の矩形形状とすればよい。
なお、この図10(A)及び(B)の例においても、突出部材8Eの代わりに、二色成型した第2の実施形態における突出部材8Aが同様に用いることができることは言うまでもない。
以上の説明では、突出部材と台座部材との一方に設ける突型の嵌合部の断面形状と、他方に設ける凹型の嵌合部の断面形状の一方は円形とし、他方は当該円形と3点以上の接点で接する角部を有する形状とした。しかし、2つの断面形状は、互いに3点以上の接点で接するようになるのであれば、両方共に、角部を有する形状であっても良い。要は、互いに線的に接触するのではなく、点的に接触することで、接触部の変形が容易になる形状であれば、どのような形状であっても良い。
また、上述の実施形態では、突出部材の材質よりも台座部材の材質を硬いものとしたが、両者を同一の材質としてもよい。その場合には、互いに変形することで、しっかりと嵌合するようになる。例えば、突出部材8をABS樹脂で構成すると共に、台座部材もABS樹脂で構成しても良い。
なお、台座部材9を軟質の材料で構成し、突出部材を硬質の材料で構成することも可能であるが、その場合には、変形が台座部材9に生じるために、多数回の突出部材の交換の後には、台座部材9の交換をすることが必要になる。この点、上述の実施形態のように、ケース内に収納される台座部材9の方を硬質として、突出部材を軟質の材料で構成する場合には、突出部材側のみが変形するので、突出部材の交換のみで、台座部材の交換が不要となるというメリットがある。
1…位置指示器、2…ケース(筐体)、3…位置検出のコイル、4…フェライトコア、5…圧力感知部材、8…突出部材、9…台座部材
Claims (14)
- 磁性体に巻回されるコイルと、
前記コイルと共振回路を構成するコンデンサと、
ペン先となる突出部材と、
前記コイルと前記コンデンサとを軸芯方向に収納する中空部を備えると共に、前記突出部材の先端を外方に突出させるための開口を前記軸芯方向の一方の端部に備える筐体と、
前記筐体の前記中空部内に設けられ、前記開口から脱落しない状態で前記筐体内に保持される台座部材と、
を備え、
前記台座部材は、前記開口が形成された一方の端部と前記磁性体との間に設けられ、
前記突出部材は、前記開口から外方に突出する先端側とは反対側には、前記台座部材に設けられる第1の嵌合部に嵌合する第2の嵌合部を備え、前記開口を通じて前記筐体内の前記台座部材と挿脱可能に嵌合する
ことを特徴とする電磁誘導方式の位置指示器。 - 前記第1の嵌合部と前記第2の嵌合部の一方は突型の嵌合部であり、他方は、前記突型の嵌合部に嵌合する凹型の嵌合部である
ことを特徴とする請求項1に記載の電磁誘導方式の位置指示器。 - 前記突型の嵌合部は、先端側に向かって徐々に細くなるように形成されている
ことを特徴とする請求項2に記載の電磁誘導方式の位置指示器。 - 前記突型の嵌合部が前記凹型の嵌合部に嵌合したときに、前記突型の嵌合部と前記凹型の嵌合部の少なくとも一方が変形することにより、前記突型の嵌合部が前記凹型の嵌合部に圧入保持されることで、前記突出部材が前記台座部材に係止される
ことを特徴とする請求項3に記載の電磁誘導方式の位置指示器。 - 前記突型の嵌合部の断面の形状と前記凹型の嵌合部の断面の形状の一方は円形であり、他方は前記円形との接点が3個以上とされる形状である
ことを特徴とする請求項2に記載の電磁誘導方式の位置指示器。 - 前記円形との接点が3個以上とされる形状は、2個の多角形を角部が互いに重ならないようにして交差させた形状である
ことを特徴とする請求項5に記載の電磁誘導方式の位置指示器。 - 前記円形との接点が3個以上とされる形状は、同じ大きさの2個の長方形の長辺が互いに直交するように交差させた形状である
ことを特徴とする請求項6に記載の電磁誘導方式の位置指示器。 - 前記凹型の嵌合部が前記台座部材に設けられ、前記突型の嵌合部が前記突出部材に設けられると共に、前記凹型の嵌合部は貫通孔からなる
ことを特徴とする請求項2に記載の電磁誘導方式の位置指示器。 - 前記台座部材は、前記磁性体の軸芯方向の前記筐体の前記開口側の端面に設けられると共に、前記磁性体の軸芯方向の前記筐体の開口側の端面には、前記台座部材の貫通孔に連通するようにされた凹部が設けられ、
前記突出部材の前記嵌合突部は、前記台座部材の貫通孔を通じて前記凹部に挿入されることで、前記台座部材が前記磁性体に固定される
ことを特徴とする請求項8に記載の電磁誘導方式の位置指示器。 - 前記突出部材の、前記筐体の前記開口の内壁面との対向側面は、前記開口の内壁面に対して摺動可能となる材質で構成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の電磁誘導方式の位置指示器。 - 前記突出部材は、前記台座部材と嵌合する第1の部材と、前記第1の部材と嵌合して前記ペン先部分となる第2の部材とからなる
ことを特徴とする請求項1に記載の電磁誘導方式の位置指示器。 - 前記第1の部材は樹脂からなると共に、前記第2の部材はエラストマーからなり、前記第1の部材と前記第2の部材との結合部には、シボ加工が施されている
ことを特徴とする請求項11に記載の電磁誘導方式の位置指示器。 - 前記台座部材は、前記磁性体の軸芯方向の前記筐体の前記開口側の端面に固定されている
ことを特徴とする請求項1に記載の電磁誘導方式の位置指示器。 - 前記台座部材は、前記突出部材よりも硬い材質で構成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の電磁誘導方式の位置指示器。
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