JP6460496B2 - 磁心コイルおよび電子ペン - Google Patents

Description

この発明は、位置検出装置と共に使用される電子ペン用として使用して好適な磁心コイルおよび当該磁心コイルを用いた電子ペンに関する。

電磁誘導方式の電子ペンでは、電磁誘導方式の位置検出装置のセンサの電極導体と電磁結合するためのコイルが備わっている。このコイルは、一般的には、フェライトコア等の磁性体コアに巻回されている磁心コイルの構成とされている。そして、電磁誘導方式の電子ペンにおいては、位置検出装置のセンサとの間で電磁エネルギーの送信又は受信を行って信号の送信又は受信を行うための電子回路を備えており、磁心コイルは、この電子回路に接続する必要がある。

磁心コイルと、電子回路が形成されている回路基板とは、電子ペンの筒状の筐体内において、軸心方向に並べられて配置される。磁心コイルは、位置検出装置のセンサと電磁結合し易くすることを考慮して、電子ペンのペン先側の、センサにできるだけ近くなる先端近傍に配置される。電子回路の回路基板は、電子ペンのペン先側から見て、磁心コイルの後方に配置される。

従来、コイルを、回路基板の電子回路に電気的に接続する方法としては、コイルの巻き始め端及び巻き終わり端の両端部を回路基板に直接半田付けをしていた。この場合に、電子ペンで用いられる磁心コイルでは、一般に線材として例えば０．２ｍｍ径の細いリッツ線が用いられているが、この細いリッツ線は一定の形態を保つことが困難であるため、回路基板の所定の場所に半田付けをすることは熟練の技術が必要であった。

そこで、電子ペンにおける磁心コイルとして、金属の端子部材を備えることで、リッツ線による半田付けをする必要がなく、回路基板に対する電気的接続を容易にしたものが、例えば特許文献１（特開２０１４−１５０１２３号公報）や、特許文献２（特開２０１５‐３２１６７号公報）等に開示されている。

図１２は、特許文献２に開示されている磁心コイルの構成例を示す図である。この図１２に示すように、この例の磁心コイル１００においては、磁性体コアの例としてのフェライトコア１０２に対して、コイル１０１が巻回されていると共に、フェライトコア１０２の、コイル１０１の巻回断面に直交する軸心方向の一方の端部に、例えば樹脂からなる端子導出部材１０３が結合され、この端子導出部材１０３に対して、１対の金属端子片１０４及び１０５が設けられて構成されている。

図１２の例では、フェライトコア１０２は、その中心位置に軸心方向に沿う貫通孔１０２ａを有し、断面が扁平形状の棒状（柱状）に構成されている。貫通孔１０２ａには、図示を省略するが、電子ペンの芯体の先端部（ペン先となる）を除く芯体本体部が挿通される。端子導出部材１０３は、フェライトコア１０２に対して、芯体の先端部側とは反対側に設けられ、電子回路が形成される回路基板に対する接続用とされる。フェライトコア１０２は、端子導出部材１０３に設けられている凹部内に嵌合され、接着材により接着されて端子導出部材１０３と結合される。

金属端子片１０４及び１０５は、その一方の端部側が、端子導出部材１０３内に樹脂モールドによって固定されると共に、当該一方の端部の先端１０４ａ及び１０５ａが、図１２に示すように、端子導出部材１０３の外部に突出して露呈する状態とされる。そして、フェライトコア１０２に巻回されているコイル１０１の一端１０１ａが金属端子片１０４の一方の端部の先端１０４ａに、また、コイル１０１の他端１０１ｂが金属端子片１０５の一方の端部の先端１０５ａに、例えば半田付けされて接続される。

金属端子片１０４及び１０５のそれぞれの他端側は、図１２に示すように、端子導出部材１０３から、フェライトコア１０２の軸心方向に、フェライトコア側とは反対側に延びるように導出されている。

そして、金属端子片１０４及び１０５の他方の端部側の先端部は、図１２に示すように、軸心方向に直交する方向に、電子回路の回路基板側に向けて折り曲げられた折り曲げ部１０４ｂ、１０５ｂとされている。一方、回路基板側には、当該金属端子片１０４，１０５の他方の端部側の折り曲げ部１０４ｂ，１０５ｂと対応する位置にスルーホールが形成されている。そして、金属端子片１０４，１０５の他方の端部側の折り曲げ部１０４ｂ，１０５ｂが、回路基板のスルーホールを通じて挿入され、半田付けされることで、磁心コイル１００が回路基板の電子回路に電気的に接続される。

この図１２の例の磁心コイル１００は、先ず初めに、フェライトコア１０２を、端子導出部材１０３に固定してから、フェライトコア１０２と端子導出部材１０３ごと回転させて線材を巻きつけてコイル１０１をフェライトコア１０２に巻回して生成する。その後、コイル１０１の一端（例えば巻き始め端）１０１ａ及び他端（例えば巻き終わり端）１０１ｂを、金属端子片１０４の一方の端部の先端１０４ａ及び金属端子片１０５の一方の端部の先端１０５ａに、それぞれ半田付けするようにする。

この図１２の例の磁心コイル１００によれば、端子導出部材１０３および金属端子片１０４，１０５を用いない場合に比べて、磁心コイル１００の回路基板に対する取り付けが格段に容易になる。

特開２０１４−１５０１２３号公報 特開２０１５‐３２１６７号公報

ところで、近年、位置検出装置が入力装置として適用される携帯端末は、より小型化、薄型化が主流となっている。その為、位置検出装置と共に用いられる電子ペンも、小型化及び細型化が求められている。

ところが、上述した端子導出部材１０３を介して金属端子片１０４，１０５を備えるようにした磁心コイル１００を電子ペンに用いた場合、端子導出部材１０３の分だけ、電子ペンが大型になってしまうと共に、コスト的に高価になってしまうという問題がある。

すなわち、フェライトコア１０２は端子導出部材１０３に設けられている凹部内に嵌合され、接着材により接着される構成であるために、端子導出部材１０３の軸心方向に直交する方向の外形は、フェライトコア１０２の軸心方向に直交する方向の外形よりも大きくなる。また、金属端子片１０４，１０５の一端側の先端１０４ａ，１０５ａは、コイル１０１の一端及び他端を接続するために、端子導出部材１０３から、軸心方向に直交する方向に突出するようにされており、この金属端子片１０４，１０５の一端側の先端１０４ａ，１０５ａも、磁心コイル１００の小型化及び細型化を阻害している。

さらに、磁心コイル１００を作成する際には、金属端子片１０４，１０５を装備するように構成した端子導出部材１０３にフェライトコア１０２を固定する必要があり、その分だけ工数が余分にかかり、また、コスト的にも無駄が多く、高価になってしまうという問題がある。

この発明は、以上の問題点を解決することができるようにした磁心コイル及び電子ペンを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、この発明による磁心コイルは、
磁性体からなるコアにコイルが巻回されると共に、導電性材料からなる２個の端子部材を有する磁心コイルであって、
前記２個の端子部材は、前記コアの、前記コイルの巻回断面に直交する軸心方向の一方の端部から、前記軸心方向に延伸する状態で、前記コアに対して固定されており、
前記コアの前記軸心方向に沿う外側面に、前記軸心方向に沿う方向の２本の溝が形成されていて、前記２本の溝に前記２個の端子部材が嵌め込まれており、
前記コイルの巻き始め端及び巻き終わり端が、前記２個の端子部材の、前記コアの一方の端部から軸心方向に突出している部分に電気的に接続されている
ことを特徴とする。

また、この発明による電子ペンは、
筒状の筐体内に、前記筐体の軸心方向に沿って、磁心コイルと、圧力検出部と、回路基板とが配置されている電子ペンであって、
前記磁心コイルは、
磁性体からなるコアにコイルが巻回されると共に、導電性材料からなる２個の端子部材を有し、
前記２個の端子部材は、前記コアの、前記コイルの巻回断面に直交する軸心方向の前記回路基板側の一方の端部から、前記軸心方向に延伸する状態で、前記コアに対して固定されており、
前記コアの前記軸心方向に沿う外側面に、前記軸心方向に沿う方向の２本の溝が形成されていて、前記２本の溝に前記２個の端子部材が嵌め込まれており、
前記コイルの巻き始め端及び巻き終わり端が、前記２個の端子部材の、前記コアの一方の端部から軸心方向に突出している部分に電気的に接続されていると共に、
前記２個の端子部材の先端部が、前記回路基板に形成されているコンデンサと共振回路を構成するように、前記回路基板に接続されており、
前記圧力検出部は、前記筒状の筐体の一方の開口から突出する芯体の先端に印加される圧力を検出する
ことを特徴とする。

上述の構成のこの発明による磁心コイルにおいては、２個の端子部材が、磁性体からなるコアに対して、コイルの巻回断面に直交する軸心方向の一方のコアの端部から、前記軸心方向に突出する状態で固定されている。すなわち、２個の端子部材は、コアに対して、端子導出部材を介さずに、直接に固定されている。そして、コイルの巻き始め端及び巻き終わり端が、２個の端子部材の、コアの一方の端部から軸心方向に突出している部分において電気的に接続されている。そして、コアの一方の端部から軸心方向に延伸されている２個の端子部材が、回路基板に接続されることで、回路基板に形成されている電子回路に接続されている。

この発明による磁心コイルは、コアに２個の端子部材が直接に固定されているので、磁心コイルの、コアの軸心方向に直交する方向の外形は、ほぼコアの外径と等しくすることができる。そして、コイルの巻き始め端及び巻き終わり端は、２個の端子部材の、コアの一方の端部から軸心方向に突出している部分において電気的に接続されているので、当該接続点の部分も、コアの軸心方向に直交する方向に突出することが無く、その点でも、磁心コイルの、コアの軸心方向に直交する方向の外形は、ほぼコアの外径と等しくすることができる。

よって、磁心コイルの、コアの軸心方向に直交する方向の外形を、コアの外径と等しい細いものとすることができる。さらに、従来例で説明した端子導出部材を省略することができるので、軸心方向の長さ（大きさ）も小さくすることができる。

しかも、端子導出部材を用いることなく、コイルを２個の端子部材に直接に接続するようにするために、製造の工数が少なくなると共に、コスト的にも安価に製造することが可能となる。

そして、電子ペンの発明においては、磁心コイルが細く、小型になるので、電子ペン自身の細型化、及び小型化に寄与する。

この発明による磁心コイルは、細型及び小型にできると共に、製造の工数が少なくなり、コスト的にも安価に製造することが可能となる。

また、この発明による電子ペンによれば、磁心コイルが細く、小型になるので、電子ペン自身も細型化、及び小型化にすることができる。

この発明による電子ペンの実施形態の構成例を説明するための図である。 この発明による磁心コイルの実施形態で用いるフェライトコアの構成例を説明するための図である。 この発明による磁心コイルの実施形態で用いるフェライトコアと端子部材との結合状態の構成例を説明するための図である。 この発明による磁心コイルの実施形態の構成例を説明するための図である。 この発明による磁心コイルの実施形態におけるフェライトコアと端子部材との構成例を説明するための図である。 この発明による電子ペンの実施形態の内部構成例を説明するための図である。 この発明による電子ペンの実施形態で用いる筆圧検出モジュールの要部の一例を説明するための図である。 この発明による電子ペンの実施形態が適用される位置検出装置の回路構成例を示すブロック図である。 この発明による磁心コイルの他の実施形態におけるフェライトコアと端子部材との構成例を説明するための図である。 この発明による磁心コイルの、更に他の実施形態におけるフェライトコアと端子部材との構成例を説明するための図である。 この発明による電子ペンの他の実施形態の内部構成例を説明するための図である。 電子ペンに用いられる従来の磁心コイルの一例を示す図である。

以下、この発明による磁心コイルの実施形態及び電子ペンの実施形態を、図を参照しながら説明する。

図１は、この発明による電子ペンの実施形態の構成例を説明するための図であり、この実施形態の電子ペン１の全体の概要を示すものである。図１（Ａ）は、説明のために、電子ペン１のケース２（筐体）のケース本体２ａのみを破断して、その内部を示したものである。また、図１（Ｂ）は、この実施形態の電子ペン１を、芯体４側から軸心方向に見た図である。

図１（Ａ）に示すように、電子ペン１は、軸心方向に細長であって、軸心方向の一方が開口とされると共に、軸心方向の他方が閉じられた有底の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、内部に中空部を有する筒形状のケース本体２ａと、このケース本体２ａと結合されるケースキャップ２ｂとにより構成されている。

この実施形態では、ケース本体２ａの中心軸に直交する方向の外形形状（ケース本体２ａの横断面の輪郭形状に等しい）は、図１（Ｂ）に示すように、扁平形状とされており、ケース本体２ａの中心軸に直交する方向の外形形状は、図１（Ｂ）に示すように、中心軸を挟んで対向する互いに平行な２平面２３、２４を有するものとされている。そして、このケース本体２ａの内部の中空部も、その横断面形状がケース本体２ａの外形形状に応じた扁平形状とされている。

このケース本体２ａの中空部内には、基板ホルダー３に対して、芯体４と、磁心コイル５とが、筆圧検出モジュール７を介して結合されて収納される。磁心コイル５は、磁性体コア、この例ではフェライトコア６にコイル５０が巻回されて構成され、後述するように端子部材を備えている。

芯体４は、細みの棒状体からなる芯体本体部４１と、この芯体本体部４１の軸心方向の一端側に形成される先端部４２とを備える。芯体４の先端部４２は、ケース本体２ａのペン先となる軸心方向の一方の端部に形成された開口２１を通じて外部に突出して露呈するようにされる。芯体４の先端部４２の外径は、例えば１ｍｍ〜２ｍｍであり、芯体本体部４１は、この先端部４２の径よりも小径の円柱形の棒状体である。

［磁心コイル５の実施形態］
図２は、この実施形態の電子ペン１の磁心コイル５に用いられるフェライトコア６の構成例を示すものである。フェライトコア６は、この例では、中心軸位置に、芯体４の芯体本体部４１を挿通するために、芯体本体部４１の径Ｒ０よりも若干大きい径Ｒ１の貫通孔６ａを有する柱状形状を備える。このフェライトコア６は、この実施形態では、ケース本体２ａの中空部の横断面形状に対応した扁平の横断面形状を有する。

図２（Ａ）は、この例のフェライトコア６の斜視図である。また、図２（Ｂ）は、この例のフェライトコア６を、ケース本体２ａ内に収納したときに、ケース本体２ａの外形形状の２平面２３，２４に直交する方向となる方向から見た上面図である。また、図２（Ｃ）は、この例のフェライトコア６を、ケース本体２ａ内に収納したときに、ケース本体２ａの外形形状の２平面２３，２４に平行な方向となる方向から見た側面図である。そして、図２（Ｄ）は、この例のフェライトコア６を、軸心方向の芯体４側から見た図である。さらに、図２（Ｅ）は、図２（Ｂ）に示したＡ−Ａ線での断面図（フェライトコア６の縦断面図）であり、また、図２（Ｆ）は、図２（Ｃ）に示したＢ−Ｂ線での断面図（フェライトコア６の横断面図）である。

この実施形態では、フェライトコア６は、柱状の構成を備えると共に、その中心軸位置に直径Ｒ１の貫通孔６ａを有する。そして、このフェライトコア６の中心軸に直交する方向の外形形状は、図２（Ｄ）に示すように、ケース本体２ａの横断面の輪郭形状に応じた扁平形状とされている。

柱状のフェライトコア６は、側面部に、中心軸を挟んで互いに平行な平面６１Ｐ及び６２Ｐを備えると共に、この平行な２つの平面６１Ｐ及び６２Ｐの間を、曲面６３Ｃ及び６４Ｃで連結した形状を有する。この曲面６３Ｃ及び６４Ｃの存在により、フェライトコア６は、扁平形状であっても、コイル５０をフェライトコア６の外表面にぴったりと密着させて巻回させることができる。

この実施形態では、貫通孔６ａに芯体４が挿通されたときに、芯体４の先端部４２側となるフェライトコア６の軸心方向の端部には、芯体４の先端部４２側に向かって先細となるように形成されたテーパ部６５が形成されている。

フェライトコアを扁平形状にした場合には、当該フェライトコアの端面が横広がりとなり、従来の真円の端面の場合よりも、磁束を芯体４の先端部４２に集中させにくくなる恐れがある。しかし、この例のフェライトコア６の場合には、芯体４の先端部４２側の端部は、テーパ部６５を備えると共に、テーパ部６５は、円環状平面６７で終端するように構成されているので、磁束を円環状平面６７に集中させることができ、延いては、磁束を芯体４の先端部４２に集中させることができる。

そして、この実施形態においては、フェライトコア６の平面６１Ｐ，６２Ｐの一方、この例では、平面６１Ｐには、フェライトコア６の軸心方向に沿って互いに平行な２本の溝６８及び６９が形成されている。この実施形態では、２本の溝６８及び６９は、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、フェライトコア６の軸心方向の全長に亘って形成されている。

この２本の溝６８及び６９には、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、２個の端子部材５１及び５２が嵌め込まれる。２個の溝６８及び６９は、２個の端子部材５１及び５２を嵌め込むための細条の凹部の一例であり、その断面形状（溝形状）は円弧状やＶ字状やＵ字状など種々の形状でよい。２個の端子部材５１及び５２は、導電性材料、例えば導電性金属で構成された細い棒状部材、あるいは、細い薄板部材からなる直線状の部材とされている。端子部材５１及び５２は、それぞれ、導電性金属の一体物として構成されているが、この例では、説明の都合上、コア結合部５１ａ及び５２ａと、延伸部５１ｂ及び５２ｂと、折り曲げ部５１ｔ及び５２ｔとを、部分名称として備えるものとしている。

図３（Ｂ）に示すように、端子部材５１及び５２は、それぞれのコア結合部５１ａ及び５２ａにおいてフェライトコア６の溝６８及び６９に嵌め込まれ、例えば接着材により接着されてフェライトコア６に結合される。そして、端子部材５１及び５２のそれぞれの延伸部５１ｂ及び５２ｂが、フェライトコア６のテーパ部６５が形成されていない方の端部から、軸心方向に延伸するようにされている。さらに、端子部材５１及び５２の延伸部５１ｂ及び５２ｂの先端が、フェライトコア６の平面６２Ｐの延長面方向側に、所定の角度例えば直角に折り曲げられて折り曲げ部５１ｔ及び５２ｔが形成されている。折り曲げ部５１ｔ及び５２ｔの先端は、後述するように、プリント基板の電子回路との接続用端部となる。

以上のようにして、フェライトコア６に端子部材５１及び５２が結合された状態において、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、例えばリッツ線がフェライトコア６に巻回されることによりコイル５０が形成される。したがって、端子部材５１及び５２は、フェライトコア６の溝６８及び６９に嵌め込まれて接着されるだけでなく、コイル５０の巻回部により、フェライトコア６に対して縛られるようにして結合されることにり、端子部材５１及び５２は、フェライトコア６に対して強固に固定される。

この場合に、この例では、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、コイル５０の巻き始め端５０ａは、フェライトコア６の端部から軸心方向に突出している端子部材５１の延伸部５１ｂのフェライトコア６の端部近傍に複数回巻き付けられると共に、当該端子部材５１の延伸部５１ｂに半田付けされる。同様に、コイル５０の巻き終わり端５０ｂは、フェライトコア６の端部から軸心方向に突出している端子部材５２の延伸部５２ｂのフェライトコア６の端部近傍に複数回巻き付けられると共に、当該端子部材５２の延伸部５２ｂに半田付けされる。以上により、磁心コイル５が製造される。

フェライトコア６に対してコイル５０を巻回する方法としては、フェライトコア６側を固定しておいて、コイル５０を巻き付ける方法と、フェライトコア６側を回転させることによりコイル５０を巻回する方法との２通りがあるが、いずれの方法を用いてもよい。いずれの方法を用いる場合においても、コイル５０の巻き始め端５０ａ及び巻き終わり端５０ｂを、端子部材５１及び５２の延伸部５１ｂ及び５２ｂに巻き付ける工程を含め、コイル５０をフェライトコア６に巻回する工程は、自働機械を用いて行うことができる。

例えば、フェライトコア６側を固定してコイル５０を巻き付ける方法の場合には、コイル５０を構成するリッツ線の繰り出しノズルを、端子部材５１の延伸部５１ｂを中心として回転させて、コイル５０の巻き始め端５０ａを、当該延伸部５１ｂに巻き付けた後、前記リッツ線の繰り出しノズルを、フェライトコア６を中心として回転させて、コイル５０をフェライトコア６に巻回し、その後、リッツ線の繰り出しノズルを、端子部材５２の延伸部５２ｂを中心として回転させて、コイル５０の巻き始め端５０ａを、当該延伸部５１ｂに巻き付けるようにする。

また、フェライトコア６側を回転させる方法の場合には、先ず、端子部材５１の延伸方向位置を回転軸位置としてフェライトコア６を回転させてリッツ線を、コイル５０の巻き始め端５０ａとして端子部材５１の延伸部５１ｂに巻き付ける。次に、フェライトコア６の中心線位置を回転軸位置としてフェライトコア６を回転させてリッツ線をフェライトコア６に巻回する。そして、フェライトコア６へのコイル５０の巻回が終了したら、端子部材５２の延伸方向位置を回転軸位置としてフェライトコア６を回転させてリッツ線をコイル５０の巻き終わり端５０ｂとして端子部材５２の延伸部５２ｂに巻き付ける。

そして、端子部材５１の延伸部５１ｂに巻き付けられたコイル５０の巻き始め端５０ａと、端子部材５２の延伸部５２ｂに巻き付けられたコイル５０の巻き終わり端５０ｂとが、それぞれ端子部材５１及び端子部材５２に半田付けされることで、電気的に端子部材５１及び５２に接続される。

なお、図５（Ｂ）に示すように、端子部材５１及び５２の延伸部５１ｂ及び５２ｂのフェライトコア６の端部の近傍位置に、延伸部５１ｂ及び５２ｂのそれぞれとの間で楔形（Ｖ字溝）を形成するようにした突起５１ｃ及び５２ｃを形成しておくようにしてもよい。このような構成にすれば、コイル５０を構成するリッツ線を、突起５１ｃ及び５２ｃと延伸部５１ｂ及び５２ｂとの間の当該楔形（Ｖ字溝）に係合させることで、端子部材５１及び５２に対して係止し易くすることができる。

また、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、フェライトコア６のコイル５０が巻回される部分は、他の部分よりも低い高さとして、コイル５０が巻回される部分の両端に段差部６ｂ，６ｃを有するように構成してもよい。これにより、コイル５０としてフェライトコア６に対して巻回されるリッツ線を、当該段差部６ｂ、６ｃをガイドとして、整列して巻回し易くすることができる。

なお、図５（Ｃ）に示すように、段差部６ｂ、６ｃの代わりに、これら段差部６ｂ、６ｃの位置に、コイル５０のリッツ線の太さと同程度の高さの細い環状突起６ｄ、６ｅを、フェライトコア６に形成するようにしてもよい。

なお、端子部材５１及び５２のフェライトコア６への嵌め込みについては、次のようにして容易にできる。すなわち、端子部材５１及び５２のそれぞれを構成する導電性金属の線状物の２本を、フェライトコア６の２本の溝６８，６９の間隔分だけ隔てて、レール上に敷設しておく。そして、複数個のフェライトコア６を、その２本の導電性金属の線状物の上から、延伸部５１ｂ及び５２ｂと折り曲げ部５１ｔ及び５２ｔとを考慮した間隔で、２本の溝６８，６９に導電性金属の線状物を嵌合させるように押し付けて、フェライトコア６のそれぞれに対して導電性金属の線状物を結合させてゆく。その際には、溝６８，６９には、接着材を塗布しておき、溝６８，６９に、端子部材５１，５２を固着させるようにする。そして、２本の導電性金属の線状物を、フェライトコア６と延伸部５１ｂ及び５２ｂと折り曲げ部５１ｔ及び５２ｔとの軸心方向の長さを考慮した間隔で、切断する。

その後、上述したように、コイル５０をフェライトコア６に巻回し、コイル５０の両端を端子部材５１及び５２に半田付けした後、折り曲げ部５１ｔ及び５２ｔを形成するようにする。なお、折り曲げ部５１ｔ及び５２ｔは、コイル５０をフェライトコア６に巻回する前に、形成するようにしても勿論よい。

以上のように構成される磁心コイル５は、図１（Ａ）に示すように、電子ペン１のケース本体２ａの中空部内の最も、開口２１側に設けられる。そして、図１（Ａ）に示すように、電子ペン１のケース本体２ａの中空部内において、この磁心コイル５の開口２１側とは反対側には、筆圧検出モジュール７を介して、プリント基板８を保持する基板ホルダー３が配置されている。

［電子ペン１のケース本体２ａ内の主要な構成］
図６（Ａ）は、図１（Ｂ）のＸ−Ｘ線断面図であり、これは、電子ペン１の軸心位置を通り、かつ、ケース本体２ａの外形の２平面２３，２４（図１（Ｂ）参照）に平行な方向に電子ペン１を切断した要部の断面図である。また、図６（Ｂ）は、図１（Ｂ）のＹ−Ｙ線断面図であり、これは、電子ペン１の軸心位置を通り、かつ、前記２平面２３，２４に垂直な方向に電子ペン１を切断した要部の断面図である。

この場合に、ケース本体２ａの中空部は、開口２１の径よりも大きい径を有し、この中空部を構成する内壁面の開口２１側には段部２２が形成されている。磁心コイル５のフェライトコア６のテーパ部６５の先端側が、この段部２２と衝合して、磁心コイル５は、ケース本体２ａの中空部から外部に抜け落ちないようにされている。

芯体４は、フェライトコア６の貫通孔６ａ（図２参照）を挿通して筆圧検出モジュール７に係合して、先端部４２に印加される圧力（筆圧）を、筆圧検出モジュール７に伝達することができるように、硬質の材料の例としての樹脂、例えばポリカーボネート、合成樹脂やＡＢＳ（acrylonitrile−butadiene−styrene）樹脂等からなる。

基板ホルダー３は、例えば樹脂により構成され、ケース本体２ａの中空部内に収納されたときに、電子ペン１の軸心方向となる長手方向にプリント基板載置台部３ａを備えている。この基板ホルダー３のプリント基板載置台部３ａには、プリント基板８が載置される。プリント基板８は、ケース本体２ａの内径よりも狭い幅を有し、長手方向に所定の長さを有する細長の矩形形状とされている。プリント基板載置台部３ａの基板載置平面の長手方向の長さは、プリント基板８の長手方向の長さとほぼ等しい、あるいは、僅かに大きい長さとされている。また、プリント基板載置台部３ａの基板載置平面の幅方向の長さは、プリント基板８の幅よりも若干大きく選定されている。

プリント基板８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（サイドスイッチ）１１が設けられていると共に、フェライトコア６に巻回されたコイル５０からなるインダクタンス素子と共に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８には、図示を省略するその他の回路部品及び導体パターンが形成される。なお、共振回路には、後述する筆圧検出モジュール７の半導体チップ８０で構成される静電容量Ｃｄも、インダクタンス素子と並列に接続されるものである。

そして、この例では、電子ペン１のケース本体２ａの側周面の、サイドスイッチ１１に対応する位置には貫通孔（図示は省略）が穿かれており、サイドスイッチ１１の押下操作子１６（図１（Ｂ）参照）が、その貫通孔を通じて当該サイドスイッチ１１を押下することができるように露呈するようにされている。この場合、押下操作子１６によるサイドスイッチ１１の押下操作に対しては、後述する位置検出装置２００を備える電子機器側で所定の機能が割り当て設定される。例えば、この例の電子機器においては、押下操作子１６によるサイドスイッチ１１の押下操作は、マウスなどのポインティングデバイスにおけるクリック操作と同様の操作として割り当て設定が可能である。

共振回路の一部を構成するコンデンサ１２，１３は、この例ではチップ部品としてプリント基板８に配設される。そして、この実施形態では、トリマーコンデンサ１２の静電容量が調整されることで、共振回路の共振周波数が調整される。

この例の場合、基板ホルダー３のプリント基板載置台部３ａの長手方向の芯体４側の端部には、プリント基板載置台部３ａに対して直交する方向に植立された壁部３１が形成されている。基板ホルダー３は、この壁部３１の部分が長手方向の一方の端部となっており、この壁部３１の芯体４側の面は、平面とされている。

また、図１（Ａ）に示すように、基板ホルダー３のプリント基板載置台部３ａの長手方向の、芯体４側とは反対側の端部には、プリント基板８の長手方向の端部において当該プリント基板８の厚さ方向を挟むことで、プリント基板８の当該端部をプリント基板載置台部３ａに係止させる係止部３２が形成されている。

そして、ケース本体２ａの中空部の軸心方向において、この基板ホルダー３の壁部３１と、コイル５０が巻回されたフェライトコア６との間に、筆圧検出モジュール７が設けられる。この場合に、後述するように、筆圧検出モジュール７の芯体４側とは反対側の端面は平面とされ、基板ホルダー３の壁部３１の面と衝合する状態となる。

そして、筆圧検出モジュール７に保持された圧力センシングデバイス７１から軸心方向に導出される金属端子片７１ａ，７１ｂ（図６（Ｂ）及び後述の図７（Ａ），（Ｂ）参照）が、基板ホルダー３のプリント基板載置台部３ａの長手方向の芯体４側の壁部３１の近傍において、半田付け部８ｂ，８ｃにおいて半田付けされることで、筆圧検出モジュール７が基板ホルダー３に対して固定される。

この場合に、図６（Ｂ）及び後述の図７（Ａ），（Ｂ）に示すように、金属端子片７１ａ，７１ｂは、圧力センシングデバイス７１から、ケース本体２ａの中空部の軸心方向に導出されるが、その先端側が、前記軸心方向に直交する方向に、プリント基板８に向けて折り曲げられている。そして、プリント基板８の前記半田付け部８ｂ，８ｃの位置にはスルーホールが形成されていると共に、基板ホルダー３のプリント基板載置台部３ａの対応する位置には、貫通孔が形成されている。そして、筆圧検出モジュール７の金属端子片７１ａ，７１ｂの先端部の折り曲げられた部分が、プリント基板載置台部３ａの裏側から、当該プリント基板載置台部３ａの貫通孔及びプリント基板８のスルーホールを通じて、挿入されて、プリント基板８の基板面８ａ側に突出するようにされる。このプリント基板８の基板面８ａ側に突出した金属端子片７１ａ，７１ｂの先端部が半田付けされることで、半田付け部８ｂ，８ｃが形成される。

この半田付け部８ｂ，８ｃにより、プリント基板８の各回路部品と圧力センシングデバイス７１の圧力感知部との電気的接続がなされると共に、この圧力センシングデバイス７１を保持する筆圧検出モジュール７が、基板ホルダー３の壁部３１に衝合する状態で、この半田付け部８ｂ，８ｃで半田付けが実行されることにより、筆圧検出モジュール７が基板ホルダー３に固定される。

そして、電子ペン１のケース本体２ａの中空部内においては、筆圧検出モジュール７の基板ホルダー３の結合部とは反対側は、磁心コイル５のフェライトコア６の端子部材５１及び５２が軸心方向に突出する端面側と衝合する状態とされる。フェライトコア６の一部が筆圧検出モジュール７に嵌合されるようにしてもよい。

この場合に、フェライトコア６の筆圧検出モジュール７と衝合する端面から軸心方向に突出して延伸するようにしてフェライトコア６に結合されている２個の端子部材５１及び５２は、筆圧検出モジュール７の外側面に沿って基板ホルダー３のプリント基板８の位置まで延伸部５１ｂ及び５２ｂが延伸されている。そして、端子部材５１及び５２の折り曲げ部５１ｔ及び５２ｔの先端が、プリント基板８に形成されているスルーホールに挿入されて、プリント基板８の基板面８ａ側に突出するようにされる。そして、このプリント基板８の基板面８ａ側に突出した端子部材５１及び５２の折り曲げ部５１ｔ及び５２ｔの先端部が半田付けされることで、半田付け部８ｄ，８ｅが形成される。

この半田付け部８ｄ，８ｅにより、プリント基板８のコンデンサ１２，１３と磁心コイル５のコイル５０とが並列に接続されて、共振回路を形成するように電気的接続がなされると共に、磁心コイル５と基板ホルダー３との間に筆圧検出モジュール７を保持する状態で、この半田付け部８ｄ，８ｅで半田付けが実行されることにより、磁心コイル５が基板ホルダー３に固定される。

なお、図１に示すように、プリント基板８は、プリント基板載置台部３ａに対して、係止部３２により係止されると共に、半田付け部８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅにより固定される状態では、ケース本体２ａの内壁面とは接触せずにケース本体２ａとは離間している状態となっている。

また、図１（Ａ）に示すように、この例では、基板ホルダー３は、プリント基板載置台部３ａの長手方向の芯体４側とは反対側の端部の結合部３ｃにおいてケースキャップ２ｂと結合されており、ケースキャップ２ｂと基板ホルダー３とは一体のものとして扱うことができるように構成されている。

したがって、この例においては、基板ホルダー３のプリント基板載置台部３ａにプリント基板８を載置して固定すると共に、この基板ホルダー３に、筆圧検出モジュール７及び磁心コイル５を固定保持させたものを、一つのモジュール部品（ペンモジュール部品という）として扱うことができる。そして、そのペンモジュール部品を、ケース本体２ａの中空部内に収納させ、芯体４をケース本体２ａの開口２１から挿入し、フェライトコア６の貫通孔６ａ及び端子導出部材９の貫通孔９ｂを通じて筆圧検出モジュール７に係合させることで、電子ペン１を完成させることができる。

この場合に、ケースキャップ２ｂがケース本体２ａと結合されることで、基板ホルダー３は、ケース本体２ａの中空部において、軸心方向には移動しないように係止される。そして、この基板ホルダー３に、筆圧検出モジュール７が固定されることにより、筆圧検出モジュール７もケース本体２ａの中空部において、軸心方向には移動しないように係止され、芯体４に印加される筆圧を受けることが可能となる。

なお、基板ホルダー３に対して、筆圧検出モジュール７及び磁心コイル５が結合されるときに、筆圧検出モジュール７の軸心方向の中心線位置と、磁心コイル５の軸心方向の中心線位置とが一致するように構成されている。また、ペンモジュール部品を、ケース本体２ａの中空部内に収納した状態では、筆圧検出モジュール７の軸心方向の中心線位置及び磁心コイル５の軸心方向の中心線位置が、当該ケース本体２ａの中空部の軸心方向の中心線位置と一致するように、基板ホルダー３がケースキャップ２ｂに結合されている。

［筆圧検出モジュール７の構成例］
次に、この実施形態における筆圧検出モジュール７の構成について、図６及び図７を用いて説明する。

筆圧検出モジュール７は、図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、圧力センシングデバイス７１と、第１のホルダーとしての外側ホルダー７２と、第２のホルダーとしての内側ホルダー７３とを備える。外側ホルダー７２は、硬質の樹脂、例えばＰＯＭ（polyoxymethylene；ポリアセタール）樹脂やポリカーボネートで構成されている。

外側ホルダー７２は、筒状の形状を有し、その中空部７２ａ内に、圧力センシングデバイス７１と内側ホルダー７３とを軸心方向に並べて収納する。内側ホルダー７３は、図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、芯体４の芯体本体部４１と係合して芯体本体部４１を内側ホルダー７３に係止する第１の部材の例としての係止部材７３１と、後述するように、圧力センシングデバイス７１と当接して、圧力センシングデバイス７１に、芯体４に印加された圧力を伝達する第２の部材の例としての押圧部材７３２とからなる。

そして、係止部材７３１の軸心方向の芯体本体部４１側の中心部には、芯体本体部４１が挿入される凹穴７３１ａが軸心方向に形成されている。この凹穴７３１ａは、円柱形状であり、その内壁面には、円弧状に突出する環状突部７３１ｂが形成されている。

一方、芯体本体部４１の端部の所定位置には、図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、軸心方向に直交する方向に、この例では円弧状に突出する環状突部４１１が形成されている。

すなわち、芯体本体部４１は、外側ホルダー７２の貫通孔７２ｂを通じて、内側ホルダー７３の係止部材７３１の凹穴７３１ａ内に挿入される。そして、芯体本体部４１の環状突部４１１が、凹穴７３１ａの環状突部７３１ｂを乗り越えたとき、芯体本体部４１の端面が、凹穴７３１ａの底部に衝合するようにされる。そして、この芯体本体部４１の端面と凹穴７３１ａの底部との衝合状態では、環状突部７３１ｂと環状突部４１１との係合により、芯体本体部４１は、係止部材７３１の凹穴７３１ａ内に係止される。この場合に、芯体本体部４１を所定の力で引き抜くようにしない限り、芯体本体部４１は係止部材７３１の凹穴７３１ａ内に係止される状態を維持する。

次に、内側ホルダー７３の第２の部材の例としての押圧部材７３２は、この実施形態では、弾性部材で構成されている。

この押圧部材７３２は、係止部材７３１の軸心方向の圧力センシングデバイス７１と対向する側に、係止部材７３１に結合されて形成されている。そして、この押圧部材７３２の軸心方向の端面には、当該端面から凸形状に突出する突部、この例では、小径の円柱状突部７３２ａが形成されている。この時、押圧部材７３２の円柱状突部７３２ａの端面は、圧力センシングデバイス７１側を向いて、圧力センシングデバイス７１と当接することが可能な状態とされる。

次に、外側ホルダー７２の第２の収納空間７２２に収納される圧力センシングデバイス７１について説明する。図７は、この例の圧力センシングデバイス７１を説明するための図である。

図７（Ａ）に示すように、この実施形態の圧力センシングデバイス７１は、静電容量方式の圧力感知部を構成する半導体チップ８０と、この半導体チップ８０を収納すると共に、前述した金属端子片７１ａ，７１ｂを備えるソケット７１０からなる。半導体チップ８０は、図７（Ｂ）に示すように、ソケット７１０の収納凹部７１１に収納されることで、後述する第１の電極８１および第２の電極８２が、金属端子片７１ａ及び７１ｂにそれぞれ接続される。

図７（Ｃ）は、半導体チップ８０の断面図を示している。そして、図７（Ｄ）は、この半導体チップ８０を、図７（Ｃ）に示す圧力Ｐの印加方向から見た平面図である。図７（Ｃ）は、図７（Ｄ）におけるＢ−Ｂ線断面図となっている。

この例の半導体チップ８０は、印加される圧力を、静電容量の変化として検出するものであり、この例では、図７（Ｃ）に示すような構成を備える。この例の半導体チップ８０は、図７（Ｄ）に示すように、例えば縦及び横の長さＬが１．５ｍｍ、高さＨが０．５ｍｍの直方体形状とされている。この例の半導体チップ８０は、図７（Ｃ）に示すように、第１の電極８１と、第２の電極８２と、第１の電極８１及び第２の電極８２の間の絶縁層（誘電体層）８３とからなる。第１の電極８１および第２の電極８２は、この例では、単結晶シリコン（Ｓｉ）からなる導体で構成される。

そして、この絶縁層８３の第１の電極８１と対向する面側には、この例では、当該面の中央位置を中心とする円形の凹部８４が形成されている。この凹部８４により、絶縁層８３と、第１の電極８１との間に空間８５が形成される。空間８５の存在により、第１の電極８１は、第２の電極８２と対向する面とは反対側の上面８１ａ側から押圧されると、当該空間８５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の例としての半導体チップ８０においては、第１の電極８１と第２の電極８２との間に静電容量Ｃｄが形成される。そして、第１の電極８１の第２の電極８２と対向する面とは反対側の上面８１ａ側から第１の電極８１に対して圧力が印加されると、第１の電極８１は、空間８５側に撓むように変位し、第１の電極８１と、第２の電極８２との間の距離が短くなり、静電容量Ｃｄの値が大きくなるように変化する。

以上のような構成を有する実施形態の電子ペン１において、芯体４に筆圧が印加されると、筆圧検出モジュール７においては、芯体４の芯体本体部４１が係合されている内側ホルダー７３の係止部材７３１が、外側ホルダー７２内を、印加された筆圧に応じて軸心方向に、外側ホルダー７２内を、圧力センシングデバイス７１の半導体チップ８０側に変位する。このため、係止部材７３１に嵌合されている押圧部材７３２により、圧力センシングデバイス７１の半導体チップ８０の第１の電極８１が、空間８５を介して、第２の電極８２側に撓み、これにより、半導体チップ８０の第１の電極８１と第２の電極８２との間で構成されるコンデンサの静電容量Ｃｄが、筆圧に応じて変化する。そして、この静電容量Ｃｄの変化により、電子ペン１の共振回路の共振周波数が変化し、この共振周波数の変化を、位置検出装置で検出することにより、位置検出装置は、電子ペン１の芯体４に印加される筆圧を検出する。

［位置検出装置による位置検出及び筆圧検出のための回路構成］
次に、上述の実施形態の電子ペン１を用いて指示位置の検出および筆圧の検出を行う位置検出装置における回路構成例について、図８を参照して説明する。図８は、この例の位置検出装置２００の回路構成例を示すブロック図である。

電子ペン１は、コイル５０とコンデンサ１２，１３及び半導体チップ８０で構成されるコンデンサ（静電容量Ｃｄ）とからなる共振回路を備える。この共振回路は、図８に示すように、インダクタンス素子としてのコイル５０と、チップ部品により構成されるトリマーコンデンサ１２と、半導体チップ８０で構成されるコンデンサ（静電容量Ｃｄ）が互いに並列に接続されると共に、サイドスイッチ１１とチップ部品からなるコンデンサ１３との直列回路が、さらに並列に接続されて構成される。

この場合、サイドスイッチ１１のオン・オフに応じて、コンデンサ１３の、並列共振回路への接続が制御され、共振周波数が変化する。また、半導体チップ８０で構成されるコンデンサ（静電容量Ｃｄ）印加された筆圧に応じた半導体チップ８０で構成されるコンデンサの静電容量Ｃｄの変化により、筆圧に応じて、共振周波数が変化する。位置検出装置２０２では、電子ペン１からの信号の位相変化を検出することより周波数変化を検出して、サイドスイッチ１１が押されたか否かと、電子ペン１の芯体４に印加された筆圧を検出するようにする。

位置検出装置２００には、Ｘ軸方向ループコイル群２１１と、Ｙ軸方向ループコイル群２１２とが積層されて位置検出コイル２１０が形成されている。また、位置検出装置２０２には、Ｘ軸方向ループコイル群２１１及びＹ軸方向ループコイル群２１２が接続される選択回路２１３が設けられている。この選択回路２１３は、２つのループコイル群２１１，２１２のうちの一のループコイルを順次選択する。

さらに、位置検出装置２０２には、発振器２３１と、電流ドライバ２３２と、切り替え接続回路２３３と、受信アンプ２３４と、検波器２３５と、ローパスフィルタ２３６と、サンプルホールド回路２３７と、Ａ／Ｄ変換回路２３８と、同期検波器２３９と、ローパスフィルタ２４０と、サンプルホールド回路２４１と、Ａ／Ｄ変換回路２４２と、処理制御部２４３とが設けられている。処理制御部２４３は、マイクロコンピュータにより構成されている。

発振器２３１は、周波数ｆ０の交流信号を発生する。そして、発振器２３１は、発生した交流信号を、電流ドライバ２３２と同期検波器２３９に供給する。電流ドライバ２３２は、発振器２３１から供給された交流信号を電流に変換して切り替え接続回路２３３へ送出する。切り替え接続回路２３３は、処理制御部２４３からの制御により、選択回路２１３によって選択されたループコイルが接続される接続先（送信側端子Ｔ、受信側端子Ｒ）を切り替える。この接続先のうち、送信側端子Ｔには電流ドライバ２３２が、受信側端子Ｒには受信アンプ２３４が、それぞれ接続されている。

選択回路２１３により選択されたループコイルに発生する誘導電圧は、選択回路２１３及び切り替え接続回路２３３を介して受信アンプ２３４に送られる。受信アンプ２３４は、ループコイルから供給された誘導電圧を増幅し、検波器２３５及び同期検波器２３９へ送出する。

検波器２３５は、ループコイルに発生した誘導電圧、すなわち受信信号を検波し、ローパスフィルタ２３６へ送出する。ローパスフィルタ２３６は、前述した周波数ｆ０より充分低い遮断周波数を有しており、検波器２３５の出力信号を直流信号に変換してサンプルホールド回路２３７へ送出する。サンプルホールド回路２３７は、ローパスフィルタ２３６の出力信号の所定のタイミング、具体的には受信期間中の所定のタイミングにおける電圧値を保持し、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換回路２３８へ送出する。Ａ／Ｄ変換回路２３８は、サンプルホールド回路２３７のアナログ出力をディジタル信号に変換し、処理制御部２４３に出力する。

一方、同期検波器２３９は、受信アンプ２３４の出力信号を発振器２３１からの交流信号で同期検波し、それらの間の位相差に応じたレベルの信号をローパスフィルタ２４０に送出する。このローパスフィルタ２４０は、周波数ｆ０より充分低い遮断周波数を有しており、同期検波器２３９の出力信号を直流信号に変換してサンプルホールド回路２４１に送出する。このサンプルホールド回路２４１は、ローパスフィルタ２４０の出力信号の所定のタイミングにおける電圧値を保持し、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換回路２４２へ送出する。Ａ／Ｄ変換回路２４２は、サンプルホールド回路２４１のアナログ出力をディジタル信号に変換し、処理制御部２４３に出力する。

処理制御部２４３は、位置検出装置２０２の各部を制御する。すなわち、処理制御部２４３は、選択回路２１３におけるループコイルの選択、切り替え接続回路２３３の切り替え、サンプルホールド回路２３７、２４１のタイミングを制御する。処理制御部２４３は、Ａ／Ｄ変換回路２３８、２４２からの入力信号に基づき、Ｘ軸方向ループコイル群２１１及びＹ軸方向ループコイル群２１２から一定の送信継続時間をもって電波を送信させる。

Ｘ軸方向ループコイル群２１１及びＹ軸方向ループコイル群２１２の各ループコイルには、電子ペン１から送信される電波によって誘導電圧が発生する。処理制御部２４３は、この各ループコイルに発生した誘導電圧の電圧値のレベルに基づいて電子ペン１のＸ軸方向及びＹ軸方向の指示位置の座標値を算出する。また、処理制御部２４３は、送信した電波と受信した電波との位相差に応じた信号のレベルに基づいて、サイドスイッチ１１が押下されたか否かと筆圧を検出する。

このようにして、位置検出装置２００では、接近した電子ペン１の位置を処理制御部２４３で検出することができる。しかも、受信した信号の位相（周波数偏移）を検出することにより、電子ペン１において、サイドスイッチ１１の押下操作子１６が押下されたか否かを検出することができると共に、電子ペン１の芯体４に印加された筆圧を検出することができる。

［実施形態の効果］
以上説明したように、上述の実施形態の電子ペン１における磁心コイル５においては、フェライトコア６に２個の端子部材５１，５２が直接に固定されているので、磁心コイル５の、フェライトコア６の軸心方向に直交する方向の外形は、ほぼフェライトコア６の外径と等しくすることができる。

そして、コイル５０の巻き始め端５０ａ及び巻き終わり端５０ｂは、２個の端子部材５１，５２の、フェライトコア６の一方の端部から軸心方向に突出している部分において電気的に接続されているので、当該接続点の部分も、フェライトコア６の軸心方向に直交する方向に突出することが無く、その点でも、磁心コイル５の、フェライトコア６の軸心方向に直交する方向の外形は、ほぼフェライトコア６の外径と等しくすることができる。

よって、磁心コイル５の、フェライトコア６の軸心方向に直交する方向の外形を、コアの外径と等しい細いものとすることができる。さらに、従来例で説明した端子導出部材を省略することができるので、軸心方向の長さ（大きさ）も小さくすることができる。

しかも、端子導出部材を用いることなく、コイル５０の端部５０ａ，５０ｂを２個の端子部材５１，５２に直接に接続するようにするために、製造の工数が少なくなると共に、コスト的にも安価に製造することが可能となる。そして、２個の端子部材５１，５２により、プリント基板８に直接的に接続が可能であり、その点でも工数削減になる。

また、上述の実施形態の磁心コイル５は、端子導出部材を用いることなく、２個の端子部材５１，５２をフェライトコア６に直接的に結合しているので、磁心コイル５の単体のインダクタンス値などのコイル定数の測定が容易になり、コイル定数の管理精度を向上させることができるという効果もある。

また、実施形態の電子ペンにおいては、磁心コイルが細く、小型になるので、電子ペン自身の細型化、及び小型化に寄与する。

［実施形態の磁心コイルの変形例］
上述の実施形態の磁心コイル５においては、扁平形状のフェライトコア６の互いに対向する２個の平面６１Ｐ，６２Ｐの一方の平面６１Ｐに、２個の端子部材５１，５２を形成するようにすると共に、端子部材５１，５２のコア結合部５１ａ，５２ａをフェライトコア６の軸心方向の略全長に相当する長さとしたが、フェライトコア６に対する２個の端子部材５１，５２の結合の仕方は、上述の例に限られるものではない。

図９（Ａ）〜（Ｅ）のそれぞれは、磁心コイル５におけるフェライトコア６に対する２個の端子部材５１，５２の結合の仕方の他の構成例を示す図であり、コイル５０が巻回される前の状態をそれぞれ示している。なお、図９（Ａ）〜（Ｅ）のそれぞれは、磁心コイル５の４面図を示しており、左側の２個の図は、扁平のフェライトコア６のテーパ部６５が形成されている側から軸心方向に見た図、右側の２個の図は、軸心方向に直交する方向から見た図である。そして、図９（Ａ）〜（Ｅ）のそれぞれの上側の２個の図は、平面６１Ｐ，６２Ｐを水平に置いた状態の場合の図であり、また、下側の２個の図は、平面６１Ｐ，６２Ｐを垂直に置いた状態の場合の図である。

図９（Ａ）の例の磁心コイル５Ａにおいては、端子部材５１及び５２は、上述の実施形態の例と同様に、フェライトコア６の平面６１Ｐ側に設けられている２個の溝６８Ａ及び６９Ｂに、コア結合部５１Ａａ及び５２Ａａが嵌め込まれて接合される。ただし、この図９（Ａ）の場合には、溝６８Ａ及び６９Ａの軸心方向の長さが、フェライトコア６の軸心方向の長さよりも短く、例えばフェライトコア６の軸心方向の長さの１／２以下とされている。その他は、上述の実施形態の例と同様である。

フェライトコア６の軸心方向に２個の端子部材５１及び５２が結合された場合には、当該端子部材５１，５２が導電性素材であることから、当該端子部材５１及び５２により磁束路が乱されるので、電子ペン１と位置検出装置との電磁結合の強度が低下する恐れがある。そのため、図９（Ａ）のように、２個の端子部材５１及び５２のコア結合部５１Ａａ及び５２Ａａの長さが短くなれば、電子ペン１と位置検出装置との電磁結合の強度が低下を少なくすることができる。

次に、図９（Ｂ）の例の磁心コイル５Ｂにおいては、端子部材５１Ｂ及び５２Ｂのコア係合部５１Ｂａ及び５２Ｂａを嵌め込む溝６８Ｂ及び６９Ｂを、フェライトコア６の曲面６３Ｃ及び６４Ｃの略中央位置において、軸心方向の略全長に亘って設ける。なお、この図９（Ｂ）の例では、端子部材５１Ｂ及び５２Ｂの延伸部５１Ｂｂ及び５２Ｂｂの先端部には、軸心方向に直交する方向に折り曲げられて、互いが近接するようになる折り曲げ部５１Ｂｔ及び５２Ｂｔが形成される。この例の場合の折り曲げ部５１Ｂｔ及び５２Ｂｔは、プリント基板の基板面に対して平行な方向に、プリント基板の基板面上にまで延長するように形成されることで、プリント基板の基板面において、半田付けが可能となる。

次に、図９（Ｃ）の例の磁心コイル５Ｃは、図９（Ｂ）の例の磁心コイル５Ｂの変形例であり、フェライトコア６の曲面６３Ｃ及び６４Ｃに形成される溝６８Ｃ及び６９Ｃの軸心方向の長さが、図９（Ｂ）の例の場合のフェライトコア６の曲面６３Ｃ及び６４Ｃに形成される溝６８Ｂ及び６９Ｂよりも短く、例えば全長の１／２以下のとされる。したがって、端子部材５１Ｃ及び５２Ｃのコア結合部５１Ｃａ及び５２Ｃａの長さも、溝６８Ｃ及び６９Ｃの軸心方向の流さに応じたものとされる。図９（Ｃ）の例の磁心コイル５Ｃのその他の構成は、図９（Ｂ）の例の磁心コイル５Ｂと同様である。

以上の例では、フェライトコア６の外側表面に、２個の端子部材用の溝を形成するようにしたが、フェライトコア６の軸心方向に、端子部材用の貫通孔を形成して、その貫通孔に対して、端子部材を嵌合させることで、フェライトコア６に、端子部材を装着及び固定するようにしてもよい。

図９（Ｄ）は、その場合の一例であり、この図９（Ｄ）の例の磁心コイル５Ｄにおいては、芯体４が挿通されるフェライトコア６の貫通孔６ａの内壁面に一部が連結するようにして、フェライトコア６の軸心方向の略全長に亘って２個の貫通孔６８Ｄ及び６９Ｄが形成される。この２個の貫通孔６８Ｄ及び６９Ｄは、図９（Ｄ）の例においては、貫通孔６ａの中心線を含み、平面６１Ｐ及び６２Ｐに平行な面内において、貫通孔６ａの中心位置を挟んだ位置に設けられている。

そして、この例においては、２個の端子部材５１Ｄ及び５２Ｄのコア結合部５１Ｄａ及び５２Ｄａは、貫通孔６８Ｄ及び６９Ｄと嵌合する形状とされて、当該貫通孔６８Ｄ及び６９Ｄに例えば圧入嵌合されて、フェライトコア６に固定される。

なお、図９（Ｄ）の例においては、フェライトコア６の軸心方向の全長に亘る貫通孔６８Ｄ及び６９Ｄを形成するようにしたが、２個の端子部材５１Ｄ及び５２Ｄのコア結合部５１Ｄａ及び５２Ｄａとの嵌合部は、図９（Ｃ）の例のように、軸心方向の一部としてもよく、その場合には貫通孔ではなく、嵌合穴となる。

磁心コイル５において、コイル５０に電流が流れたときの磁束の強さは、フェライトコア６の中心線位置、つまり、貫通孔６ａの近傍の方が外周側面側よりも小さい。このため、端子部材５１Ｄ、５２Ｄの結合部５１Ｄａ及び５２Ｄａの位置を貫通孔６ａの近傍とすることにより、磁束路に対する影響を小さくすることができ、電子ペン１と位置検出装置との電磁結合の強度が低下を少なくすることができる。

２個の端子部材を嵌合させて固定するための貫通孔は、図９（Ｄ）の例のように貫通孔６ａに一部が連結するように形成するのではなく、フェライトコア６の貫通孔６ａとは全く独立に形成するようにしてもよい。

図９（Ｅ）は、その場合の一例であり、この図９（Ｅ）の例の磁心コイル５Ｅにおいては、芯体４が挿通されるフェライトコア６の貫通孔６ａとは全く別個に、フェライトコア６の軸心方向の一部に２個の嵌合穴６８Ｅ及び６９Ｅが形成される。この２個の嵌合穴６８Ｅ及び６９Ｅは、図９（Ｅ）の例においては、貫通孔６ａの中心線を含み、平面６１Ｐ及び６２Ｐに平行な面内において、貫通孔６ａの中心位置を挟んだ位置に設けられている。

そして、この例においては、２個の端子部材５１Ｄ及び５２Ｄのコア結合部５１Ｄａ及び５２Ｄａは、嵌合穴６８Ｅ及び６９Ｅと嵌合する形状及び長さとされて、当該嵌合穴６８Ｅ及び６９Ｅに例えば圧入嵌合されて、フェライトコア６に固定される。

なお、図９（Ｅ）の例においては、フェライトコア６の軸心方向の一部の長さである嵌合穴６８Ｅ及び６９Ｅを形成して、端子部材５１Ｅ及び５２Ｅのコア結合部５１Ｅａ及び５２Ｅａを嵌合するようにしたが、図９（Ｄ）の例と同様に、嵌合穴６８Ｅ及び６９Ｅを延長して、フェライトコア６の軸心方向の全長に亘る貫通孔を形成するようにすると共に、２個の端子部材５１Ｅ及び５２Ｅのコア結合部５１Ｅａ及び５２Ｅａの長さも対応する長さとして、両者を嵌合させるようにしてもよい。

また、上述の実施形態では、磁心コイルのフェライトコアの断面形状は、扁平形状としたが、この発明による磁心コイルの磁性体コアの断面形状は、どのような形状であってもよい。

図１０（Ａ）及び（Ｂ）は、磁性体コアの例としてのフェライトコア６Ｆの断面形状が円形の場合の磁心コイル５Ｆの例であり、それぞれの左側の図は、フェライトコア６Ｆを、芯体の挿入側から軸心方向に見た図であり、また、右側の図は、フェライトコア６Ｆを、軸心方向に直交する方向から見た図である。

図１０（Ａ）の例の磁心コイル５Ｆは、断面が円形のフェライトコア６Ｆに、芯体が挿入される貫通孔６Ｆａが形成されていると共に、側周面の互いに１８０度の角間隔離れた位置に、軸心方向の全体に、２本の溝６８Ｆ及び６９Ｆが形成されている。そして、２個の端子部材５１Ｆ及び５２Ｆのコア結合部５１Ｆａ及び５２Ｆａが、フェライトコア６Ｆの２本の溝６８Ｆ及び６９Ｆに嵌め込まれ、例えば接着材により接合される。これにより、端子部材５１Ｆ及び５２Ｆの延伸部５１Ｆｂ及び５２Ｆｂが、フェライトコア６Ｆの軸心方向に突出して延伸する状態で、端子部材５１Ｆ及び５２Ｆが、フェライトコア６Ｆに固定される。この図１０（Ａ）の例は、図９（Ｂ）の例に対応する例であるが、図９（Ｃ）の例に対応するように、フェライトコア６Ｆと、端子部材５１Ｆ及び５２Ｆとが結合する部分の長さが、フェライトコア６Ｆの軸心方向の長さよりも短くてもよい。

また、図１０（Ｂ）の例の磁心コイル５Ｇは、断面が円形のフェライトコア６Ｆに、芯体が挿入される貫通孔６Ｇａが形成されていると共に、この貫通孔６Ｇａと一部が連結する２本の溝６８Ｇ及び６９Ｇが、図９（Ｄ）の例と同様にして、軸心方向に形成されている。そして、この例においては、２個の端子部材５１Ｄ及び５２Ｄのコア結合部５１Ｄａ及び５２Ｄａは、嵌合穴６８Ｄ及び６９Ｄと嵌合する形状及び長さとされて、当該嵌合穴６８Ｄ及び６９Ｄに例えば圧入嵌合されて、フェライトコア６に固定される。なお、フェライトコア６Ｇと、端子部材５１Ｇ及び５２Ｇとが結合する部分の長さが、フェライトコア６Ｇの軸心方向の長さよりも短くてもよい。

以上の例の磁心コイル５〜５Ｇは、芯体側とは反対側に筆圧検出モジュールが配置されるために、磁性体コアには、芯体を挿通するための貫通孔を備えるものとしたが、筆圧検出モジュールを、磁心コイルの芯体側に設ける構成の電子ペンにおいては、磁性体コアには、芯体の挿通用の貫通孔は設ける必要はない。

図１０（Ｃ）は、その場合の一例の磁心コイル５Ｈの構成例を示すものである。すなわち、この例の磁心コイル５Ｈは、断面形状は円形とされているフェライトコア６Ｈの外周側面において、互いに１８０度の角間隔だけ離れた位置において、軸心方向の全体に、２本の溝６８Ｈ及び６９Ｈが形成されている。そして、２個の端子部材５１Ｈ及び５２Ｈのコア結合部５１Ｈａ及び５２Ｈａが、フェライトコア６Ｈの２本の溝６８Ｈ及び６９Ｈに嵌め込まれ、例えば接着材により接合される。これにより、端子部材５１Ｈ及び５２Ｈの延伸部５１Ｈｂ及び５２Ｈｂが、フェライトコア６Ｈの軸心方向に突出して延伸する状態で、端子部材５１Ｈ及び５２Ｈが、フェライトコア６Ｈに固定される。なお、フェライトコア６Ｈと、端子部材５１Ｈ及び５２Ｈとが結合する部分の長さが、フェライトコア６Ｈの軸心方向の長さよりも短くてもよい。

この図１０（Ｃ）の磁心コイル５Ｈを用いた電子ペン１Ａの構成例を、図１１に示す。この図１１は、電子ペン１Ａの断面図である。この電子ペン１Ａにおいては、共振回路の一部を構成するインダクタンスが、ペン先に印加される押圧力（筆圧）に応じて変化するように構成し、このインダクタンスの変化に基づく共振周波数の変化から、筆圧を検出するようにする機能を有する。

すなわち、図１１に示すように、この例の電子ペン１Ａは、フェライトコア６Ｈにコイル５０が巻回されている磁心コイル５Ｈと、磁性体チップこの例ではフェライトチップ９１とを、Ｏ（オー）リング９２を介して対向させ、ペン先を構成する突出部材４Ａに押圧力（筆圧）が加わることによりフェライトチップ９１が磁心コイル５Ｈのフェライトコア６Ｈ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９２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４Ａが当接するフェライトチップ９１が、突出部材４Ａに加わる押圧力に応じてフェライトコア６Ｈに接近すると、これに応じてフェライトコア６Ｈに巻回されているコイル５０のインダクタンスが変化し、共振回路のコイル５０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電子ペン１Ａ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、電子ペン１Ａの突出部材４Ａに印加される筆圧を検出することができる。

この電子ペン１Ａでは、突出部材４Ａは、フェライトチップ９１の、ケース本体２Ａａの開口２１Ａ側の端面に設けられる。この場合に、突出部材４Ａは、ケース本体２Ａａの開口２１Ａに形成される段部２２Ａと係合する鍔部４Ａａを備えると共に、この鍔部４Ａａのフェライトチップ９１と対向する上面には、フェライトチップ９１の端面に形成されている凹部９１ａに嵌合する突部４Ａｂが形成されている。突出部材４Ａは、この突部４Ａｂを、フェライトチップ９１の凹部９１ａ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４Ａの鍔部４Ａａの上面が、フェライトチップ９１の端面に接着材により接着されることで、突出部材４Ａはフェライトチップ９１に固着される。

なお、この場合に、フェライトチップ９１の端面に形成されている凹部９１ａは、突出部材４Ａの突部４Ａｂ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、この電子ペン１Ａのフェライトチップ９１は細いので、凹部９１ａを、突部４Ａｂ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９１ａは、突出部材４Ａの突部４Ａｂ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、電子ペン１Ａのケース本体２Ａａ内には、上述した部分の他、複数個の共振用コンデンサ９３ａ〜９３ｈが配設されているプリント基板９４と、このプリント基板９４を保持する基板ホルダー９５と、プリント基板９４の共振用コンデンサ９３ａ〜９３ｈに接続して共振回路を構成するための磁心コイル５Ｈと、緩衝部材９６とが収納され、ケースキャップ２Ａｂによりそれらの位置が固定されている。なお、図１１に記載されている磁心コイル５Ｈの端子部材５１Ｈ及び５２Ｈは、当該端子部材５１Ｈ及び５２Ｈが、プリント基板９４に対して電気的に接続されていることを模式的に示したものである。

以上のように、この特許文献２の電子ペン１Ａは、突出部材４Ａを、フェライトチップ９１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６Ｈに貫通孔を形成する必要はないので、電子ペン１Ａを細型化することが可能である。

［その他の変形例］
なお、可変容量キャパシタを用いる筆圧検出モジュール７は、半導体チップを用いた構成としたが、例えば特許文献：特開２０１１−１８６８０３号公報に記載されている、誘電体を第１の導体と第２の導体とで挟み、誘電体と第１の導体または第２の導体との接触面積が筆圧に応じて変化することで、第１の導体と第２の導体との間の静電容量が変化する可変容量キャパシタの構成の周知の機構的な構成の筆圧検出手段を使用した構成とすることもできる。

また、この発明の磁心コイルは、電磁誘導方式の電子ペンに限らず、静電結合方式の電子ペンにおける充電エネルギーを受信するためのものとして使用することもできる。

また、この発明の磁心コイルは、電子ペンに用いる用途に限られるものではなく、種々の用途に用いることができることは言うまでもない。

また、上述の実施形態では、磁性体コアは、フェライトコアとしたが、コア材料の磁性体はフェライトに限られるものではなく、その他種々の磁性体を用いることができることは言うまでもない。

１…電子ペン、２…ケース、３…基板ホルダー、４…芯体、５…磁心コイル、６…フェライトコア、７…筆圧検出モジュール、８…プリント基板、５０…コイル、５１，５２…端子部材、６８，６９…溝、

Claims (16)

1. 磁性体からなるコアにコイルが巻回されると共に、導電性材料からなる２個の端子部材を有する磁心コイルであって、
   前記２個の端子部材は、前記コアの、前記コイルの巻回断面に直交する軸心方向の一方の端部から、前記軸心方向に延伸する状態で、前記コアに対して固定されており、
   前記コアの前記軸心方向に沿う外側面に、前記軸心方向に沿う方向の２本の溝が形成されていて、前記２本の溝に前記２個の端子部材が嵌め込まれており、
   前記コイルの巻き始め端及び巻き終わり端が、前記２個の端子部材の、前記コアの一方の端部から軸心方向に突出している部分に電気的に接続されている
   ことを特徴とする磁心コイル。
2. 前記２本の溝は、前記コイルの巻回断面において、中心線位置に対して偏った一側になるように設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の磁心コイル。
3. 前記コイルは、前記２本の溝に嵌め込まれた前記端子部材の部分の少なくとも一部を覆うように巻回されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の磁心コイル。
4. 前記２個の端子部材は、前記コアの軸心方向に埋め込まれて、前記コアに対して固定されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の磁心コイル。
5. 磁性体からなるコアにコイルが巻回されると共に、導電性材料からなる２個の端子部材を有する磁心コイルであって、
   前記２個の端子部材は、前記コアの、前記コイルの巻回断面に直交する軸心方向の一方の端部から、前記軸心方向に延伸する状態で、前記コアに対して固定されており、
   前記コイルの巻き始め端及び巻き終わり端が、前記２個の端子部材の、前記コアの一方の端部から軸心方向に突出している部分に電気的に接続されており、
   前記コアには、前記軸心方向の貫通孔が、前記コイルの巻回断面の中心位置に設けられていると共に、
   前記コアの前記貫通孔の内壁面に、前記軸心方向に沿う方向の２本の溝が形成されており、前記２本の溝に前記２個の端子部材が嵌め込まれている
   ことを特徴とする磁心コイル。
6. 前記コアは、樹脂バインダーに磁性体粉が混合されて固化されたものである
   ことを特徴とする請求項１又は請求項５に記載の磁心コイル。
7. 前記コアは、扁平形状とされている
   ことを特徴とする請求項１又は請求項５に記載の磁心コイル。
8. 筒状の筐体内に、前記筐体の軸心方向に沿って、磁心コイルと、圧力検出部と、回路基板とが配置されている電子ペンであって、
   前記磁心コイルは、
   磁性体からなるコアにコイルが巻回されると共に、導電性材料からなる２個の端子部材を有し、
   前記２個の端子部材は、前記コアの、前記コイルの巻回断面に直交する軸心方向の前記回路基板側の一方の端部から、前記軸心方向に延伸する状態で、前記コアに対して固定されており、
   前記コアの前記軸心方向に沿う外側面に、前記軸心方向に沿う方向の２本の溝が形成されていて、前記２本の溝に前記２個の端子部材が嵌め込まれており、
   前記コイルの巻き始め端及び巻き終わり端が、前記２個の端子部材の、前記コアの一方の端部から軸心方向に突出している部分に電気的に接続されていると共に、
   前記２個の端子部材の先端部が、前記回路基板に形成されているコンデンサと共振回路を構成するように、前記回路基板に接続されており、
   前記圧力検出部は、前記筒状の筐体の一方の開口から突出する芯体の先端に印加される圧力を検出する
   ことを特徴とする電子ペン。
9. 筒状の筐体内に、前記筐体の軸心方向に沿って、磁心コイルと、圧力検出部と、回路基板とが配置されている電子ペンであって、
   前記磁心コイルは、
   磁性体からなるコアにコイルが巻回されると共に、導電性材料からなる２個の端子部材を有し、
   前記２個の端子部材は、前記コアの、前記コイルの巻回断面に直交する軸心方向の前記回路基板側の一方の端部から、前記軸心方向に延伸する状態で、前記コアに対して固定されており、
   前記コアには、前記軸心方向の貫通孔が、前記コイルの巻回断面の中心位置に設けられていると共に、
   前記コアの前記貫通孔の内壁面に、前記軸心方向に沿う方向の２本の溝が形成されており、前記２本の溝に前記２個の端子部材が嵌め込まれており、
   前記コイルの巻き始め端及び巻き終わり端が、前記２個の端子部材の、前記コアの一方の端部から軸心方向に突出している部分に電気的に接続されていると共に、
   前記２個の端子部材の先端部が、前記回路基板に形成されているコンデンサと共振回路を構成するように、前記回路基板に接続されており、
   前記圧力検出部は、前記筒状の筐体の一方の開口から突出する芯体の先端に印加される圧力を検出する
   ことを特徴とする電子ペン。
10. 前記磁心コイルのコアには、軸心方向の貫通孔が形成されており、
    前記筐体内には、前記一方の開口側から順に、前記軸心方向に、前記磁心コイル、前記圧力検出部、前記回路基板が配され、
    前記芯体は、前記磁心コイルの前記コアの前記貫通孔を挿通して前記圧力検出部に、前記芯体の先端に印加される圧力を前記圧力検出部で検出可能となるように結合されている
    ことを特徴とする請求項８に記載の電子ペン。
11. 前記筐体内には、前記一方の開口側から順に、前記軸心方向に、前記磁心コイル、前記圧力検出部、前記回路基板が配され、
    前記芯体は、前記磁心コイルの前記コアの前記貫通孔を挿通して前記圧力検出部に、前記芯体の先端に印加される圧力を前記圧力検出部で検出可能となるように結合されている
    ことを特徴とする請求項９に記載の電子ペン。
12. 前記筐体内には、前記一方の開口側から順に、前記軸心方向に、前記圧力検出部、前記磁心コイル、前記回路基板が配され、
    前記芯体は、前記圧力検出部に対して、前記芯体の先端に印加される圧力を前記圧力検出部で検出可能となるように結合されている
    ことを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の電子ペン。
13. 前記圧力検出部は、前記芯体の先端に印加される圧力を静電容量の変化として検出する
    ことを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の電子ペン。
14. 前記圧力検出部は、前記芯体の先端に印加される圧力をインダクタンス値の変化として検出する
    ことを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の電子ペン。
15. 前記圧力検出部は、前記芯体の先端に印加される圧力を静電容量の変化として検出する
    ことを特徴とする請求項１２に記載の電子ペン。
16. 前記圧力検出部は、前記芯体の先端に印加される圧力をインダクタンス値の変化として検出する
    ことを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の電子ペン。

Images