JP7198370B2 - インダクタ用コア、電子ペンおよび入力装置 - Google Patents

Description

本発明は、インダクタ用コア、電子ペンおよび入力装置に関する。

位置検出センサが配設されたタブレットおよびディスプレイなどにおける位置を検出して、ＰＣ（Personal Computer)およびスマートフォンなどに位置情報入力する入力装置において、位置検出センサ上の位置を指示するために電子ペンが使用されている。

このような電子ペンとして、特許文献１では、軸筒内に、紙面に描線を筆記可能な筆記ユニットと、外周に電磁誘導コイルが配設されているフェライトコアと、筆記ユニットに加わる押圧を感知する感圧センサとが収容されたデジタイザ筆記具が提案されている。特許文献１に記載されたデジタイザ筆記具において、軸筒の先端部分は外径が漸減する先細に形成されるとともに、筆記ユニットが突出する開口部が先端に形成されている。フェライトコアは、筆記ユニットとは別体に形成され軸筒内で筆記ユニットと並行に位置している。

特開２０１８－４１４２９号公報

このような電子ペンの軸筒を持ちやすくするためには、フェライトコアの直胴部の外径を小さくして、軸筒の外径を小さくするという方法が考えられる。しかし、フェライトコアの直胴部の外径を小さくして、コイルに高い張力を与えて卷回すると、インダクタ用コアの直胴部の破損のおそれが高くなる。

本開示のインダクタ用コアは、気孔を有する磁性体からなる柱状の磁性体本体を含む。磁性体本体は、磁性体本体の一端から他端に向かって外径が大きくなる円錐台の周面をなす傾斜面を有する傾斜部と；傾斜部と同軸上にあって、他端から前記一端に向かって延び、円柱体の周面をなす外周面を有し、傾斜部と接続する直胴部とを有する。直胴部における気孔の重心間距離の平均値と直胴部における気孔の平均径との差が、傾斜部における気孔の重心間距離の平均値と傾斜部における気孔の平均径との差よりも大きい。

本開示の電子ペンは、開口を有する筐体と、筆記対象面に対して筆記可能な筆記ユニットと、上記インダクタ用コアとを備える。筆記ユニットが筐体の中心軸に沿って位置し、インダクタ用コアが筐体の内部で筆記ユニットと並んで位置する。

本開示の入力装置は、上記電子ペンと、電子ペンが近接した位置を検出するセンサを備えた位置検出装置とを含む。

本開示のインダクタ用コアによれば、直胴部が細くなっても、機械的強度および剛性を低下させる気孔は疎らに散在している。その結果、直胴部は破損しにくくなり、信頼性の高いインダクタ用コアを実現することができる。

本開示の電子ペンによれば、信頼性の高いインダクタ用コアを有している。その結果、信頼性の高い電子ペンを提供することができる。

本開示の入力装置によれば、信頼性の高い電子ペンを有している。その結果、信頼性の高い入力装置を提供することができる。

本開示に係るインダクタ用コアの第１実施形態を示し、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＡ部を拡大した断面図である。 本開示に係るインダクタ用コアの第２実施形態を示し、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ部を拡大した断面図である。 インダクタ用コアの傾斜部を研磨して得られる鏡面の顕微鏡写真の一例である。 インダクタ用コアの直胴部の中央部付近を研磨して得られる鏡面の顕微鏡写真の一例である。 インダクタ用コアの他端の近傍を研磨して得られる鏡面の顕微鏡写真の一例である。 インダクタ用コアの傾斜部を研磨して得られる鏡面の気孔の重心間距離を解析した写真の一例である。 インダクタ用コアの直胴部の中央部付近を研磨して得られる鏡面の気孔の重心間距離を解析した写真の一例である。 インダクタ用コアの直胴部の他端の近傍を研磨して得られる鏡面の気孔の重心間距離を解析した写真の一例である。 インダクタ用コアの観察面の一例と直線の引き方とを示す写真である。 本開示に係る電子ペンの一実施形態を示し、（Ａ）は中心軸方向に沿って切断した断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＣＣ’線における断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）に示すインダクタ用コアの拡大図の一部である。 本開示に係る入力装置の一実施形態を示す斜視図である。

図１は、本開示に係るインダクタ用コアの第１実施形態を示す。図１（Ａ）は平面図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ部を拡大した断面図である。インダクタ用コア１は、フェライト焼結体などの磁性体からなる磁性体本体１０で構成されている。

磁性体本体１０を構成する磁性体としては、例えば、粉状または粒状のフェライトなどを焼結したものが用いられる。そのため、磁性体本体１０内部には多数の気孔が存在している。磁性体本体１０は、一端１０ａから他端１０ｂへ向かって外径が大きくなる円錐台の周面をなす傾斜面１１ａを有する傾斜部１１と傾斜部１１と同軸上で、他端１０ｂから一端１０ａに向かって延びる円柱体の外周面１２ａを有し、傾斜部１１と接続する直胴部１２とを有している。

磁性体本体１０の一端１０ａから他端１０ｂまでの長さは５ｍｍ～５０ｍｍ程度である。直胴部１２の長さは３ｍｍ～１２ｍｍ程度である。直胴部１２の外径は２．０ｍｍ～３．０ｍｍ程度である。傾斜部１１の長さは０．５ｍｍ～２．０ｍｍ程度である。傾斜部１１の一端１０ａ側の外径は１ｍｍ～２ｍｍ程度である。傾斜部１１の一端１０ａと反対側の外径は、直胴部１２の外径とほぼ同じである。このように傾斜部１１は、一端１０ａに向かって先細の形状となっている。

磁性体本体１０の中心軸に沿った断面において、傾斜部１１の外径は、一端１０ａから他端１０ｂに向かって大きくなっている。すなわち、傾斜部１１は、一端１０ａに向かって先細の形状となっている。傾斜面１１ａは、図１（Ｂ）に示すように直線状の部分である傾斜面１１ａ１と丸みを帯びた傾斜面１１ａ２とを含んでいてもよい。傾斜面１１ａ１は、円錐台の周面をなしていてもよい。一端１０ａ近傍の傾斜面１１ａは、凸状の曲面であってもよい。つまり、傾斜部１１の傾斜面１１ａ１と傾斜部１１の端面１１ｂとは、傾斜面１１ａの一部であって、凸状の曲面である傾斜面１１ａ２で接続されていてもよい。

このように、傾斜面１１ａ１と端面１１ｂとは凸状の曲面である傾斜面１１ａ２で接続されている。そのため、例えば、傾斜部１１の端面１１ｂが電子ペンの筐体に接触した場合などに、破損する可能性を低減することができる。図１（Ｂ）に示すように、磁性体本体１０の中心軸に沿った断面において、傾斜部１１の傾斜面１１ａ１と傾斜部１１の端面１１ｂとを接続する傾斜面１１ａ２の曲率半径をＲ１としたとき、曲率半径Ｒ１は０．１ｍｍ～０．２ｍｍ程度である。

図２は、本開示に係るインダクタ用コアの第２実施形態を示す。図２（Ａ）は平面図である。図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＢ部を拡大した断面図である。第１実施形態のインダクタ用コア１に比べて、直胴部１２と傾斜部１１とが鍔部１３を介して接続されている点が異なっている。磁性体本体１０は、一端１０ａから他端１０ｂへ向かって外径が大きくなる円錐台の周面をなす傾斜面１１ａを有する傾斜部１１と；傾斜部１１と同軸上で、他端１０ｂから一端１０ａに向かって延びる円柱体の外周面１２ａをなす直胴部１２と；傾斜部１１と直胴部１２との間にあって、傾斜部１１と直胴部１２とを接続している鍔部１３とから構成されている。傾斜部１１、鍔部１３および直胴部１２は、この順に一端１０ａから、他端１０ｂに向かって配置される。鍔部１３の外周面１３ａは、傾斜部１１の傾斜面１１ａおよび直胴部１２の外周面１２ａの各外径よりも大きな外径を有している。

例えば、鍔部１３以外の直胴部１２の外径が２．１ｍｍ～２．５ｍｍの場合に、鍔部１３の外周面１３ａの外径の最大値は２．１２ｍｍ～２．７２ｍｍである。鍔部１３は、直胴部１２の外周面１２ａから、最大０．０２ｍｍ～０．２２ｍｍ突出している。鍔部１３によって直胴部１２が変形しにくくなる。そのため、傾斜部１１に力が加わって、傾斜部１１が変形しても、直胴部１２の変形を軽減することができる。図２（Ｂ）に示すように、磁性体本体１０の中心軸に沿った断面において、傾斜面１１ａ２の曲率半径Ｒ１は、例えば０．１ｍｍ～０．２ｍｍである。

上述の第１実施形態および第２実施形態のインダクタ用コア１を形成している磁性体本体１０は焼結体であるため、内部には気孔が多数含まれている。これらの気孔の分布を重心間距離によって評価したとき、直胴部１２における気孔の重心間距離の平均値と直胴部１２における気孔の平均径との差が、傾斜部１１における気孔の重心間距離の平均値と傾斜部１１における気孔の平均径との差よりも大きい構成とする。このような構成とすることによって直胴部１２が細くなっても、機械的強度および剛性を低下させる気孔は疎らに散在している。そのため、直胴部１２は破損しにくくなる。傾斜部１１における重心間距離の平均値と気孔の平均径との差を直胴部１２よりも小さくしておくことで、傾斜部１１の剛性を低くしてしなりやすくすることができる。したがって、電子ペンの握りによって生じる外圧が電子ペンの筐体を介して傾斜部１１に加わっても、電子ペンの筐体の変形に応じて、傾斜部１１も追従する。その結果、傾斜部１１と直胴部１２の接続部を起点とする破損を低減することができる。

さらに、直胴部１２の他端１０ｂの近傍１２ｃにおける気孔の重心間距離の平均値と直胴部１２の他端１０ｂの近傍１２ｃにおける気孔の平均径との差が、直胴部１２の中央部１２ｂにおける気孔の重心間距離の平均値と直胴部１２の中央部１２ｂにおける気孔の平均径との差よりも大きい構成としてもよい。このような構成にすると、直胴部１２の他端１０ｂの近傍１２ｃにおける密度が高くなる。その結果、透磁率が高くなり感度が向上する。直胴部１２の外周面上にコイルを巻回する場合、コイルの張力が中央部１２ｂよりも他端の近傍１２ｃの方が高くなりやすい。しかし、中央部１２ｂよりも他端１０ｂの近傍１２ｃの方が気孔の単位面積あたりの個数が少なくなる。そのため、他端の近傍１２ｃから生じやすい脱粒を低減することができる。

気孔の重心間距離および円相当径の測定は、例えば図３～図５に示される顕微鏡写真のように、直胴部１２および傾斜部１１の軸方向に沿った切断面をダイヤモンド砥粒で研磨することによって得られる鏡面を測定の対象とする。図３は、傾斜部を研磨して得られる鏡面の顕微鏡写真の一例である。図４は、直胴部の中央部付近を研磨して得られる鏡面の顕微鏡写真の一例である。図５は、直胴部の他端の近傍を研磨して得られる鏡面の顕微鏡写真の一例である。図３～図５において、曲線で囲まれた領域および点状の部分が気孔である。このように、傾斜部１１から直胴部１２の他端１０ｂに向かうにつれて気孔の割合が小さくなっている。

これらの鏡面から気孔の大きさや分布が平均的に観察される部分を傾斜部１１、直胴部１２の中央部１２ｂおよび直胴部１２の他端の近傍１２ｃからそれぞれ選択する。その後、面積が３．４×１０^５μｍ^２（例えば、横方向の長さが６８０μｍ、縦方向の長さが５００μｍ）となる範囲の画像を観察の対象として、画像解析ソフト「Ａ像くん」（登録商標、旭化成エンジニアリング（株）製、以下単に「画像解析ソフト」と記載する。）によって重心間距離を測定する。

気孔の円相当径の測定は、上記画像を観察の対象として、画像解析ソフトの粒子解析によって測定する。気孔の重心間距離および円相当径は、画像の気孔部分を粒子とみなして測定することができる。画像解析ソフトの設定条件の明度を暗、２値化の方法を手動、しきい値を６０～８０、小図形除去面積を０．１μｍ^２および雑音除去フィルタを有とし、このような解析条件で画像解析ソフトを用いて解析を行う。この解析によって、気孔の重心間距離および円相当径が求められる。それぞれ平均値を算出して、重心間距離の平均値および円相当径の平均径が求められる。

上述の測定に際し、しきい値は６０～８０としている。しかし、観察範囲である画像の明るさに応じて、しきい値を調整すればよい。粒子の明度を暗、２値化の方法を手動とし、小図形除去面積を０．１μｍ^２および雑音除去フィルタを有とした上で、画像に現れるマーカーが気孔の形状と一致するように、しきい値を調整すればよい。

図６は、インダクタ用コアの傾斜部を研磨して得られる鏡面の気孔の重心間距離を解析した写真の一例である。図７は、インダクタ用コアの直胴部の中央部付近を研磨して得られる鏡面の気孔の重心間距離を解析した写真の一例である。図８は、インダクタ用コアの直胴部の他端の近傍を研磨して得られる鏡面の気孔の重心間距離を解析した写真の一例である。

図６～図８において、気孔は図中の黒色部の領域で示されている。これらの写真に示される直線は、隣り合っている気孔の重心点を結ぶ直線である。気孔の重心点とは、解析される断面における各気孔の領域の重心の位置である。傾斜部１１（図６）に比べて直胴部１２（図７、図８）の方が気孔間を結ぶ直線が長くなっていることがわかる。直胴部１２において、中央部１２ｂよりも他端の近傍１２ｃの方が気孔間を結ぶ直線が長くなっていることがわかる。磁性体本体１０の一端１０ａ側よりも磁性体本体１０の他端１０ｂ側の方が重心間距離が長くなっていることがわかる。

表１を参照すると、傾斜部１１における気孔の重心間距離の平均値と傾斜部１１における気孔の平均径との差は３６．９４μｍである。直胴部１２の中央部１２ｂにおける気孔の重心間距離の平均値と直胴部１２の中央部における気孔の平均径との差は４８．３１μｍである。直胴部１２の他端の近傍１２ｃにおける気孔の重心間距離の平均値と直胴部１２の他端の近傍における気孔の平均径との差は７１．５μｍである。したがって、直胴部１２における気孔の重心間距離の平均値と直胴部１２における気孔の平均径との差は、傾斜部１１における気孔の重心間距離の平均値と傾斜部１１における気孔の平均径との差よりも大きくなっているといえる。その結果、直胴部１２は、傾斜部１１に比べて機械的強度および剛性が高く、破損しにくいといえる。

磁性体本体１０の気孔の平均径は、５μｍ以下であってもよい。気孔の平均径がこの範囲であると気孔が小さいので、その周囲が破壊の起点となりにくくなる。そのため、機械的強度および破壊靭性の高いインダクタ用コア１を提供することができる。

磁性体本体１０の見掛け気孔率をアルキメデス法によって測定したところ、０．２５％であった。見掛け気孔率は１．５％以下であってもよく、見掛け気孔率をこの範囲にすることによって、磁性体本体１０がより緻密質になる。その結果、機械的強度および破壊靭性の高いインダクタ用コア１を得ることができる。上記見掛け気孔率は、ＪＩＳ Ｃ ２１４１：１９９２で定義される値である。

磁性体本体１０は、Ｆｅ、Ｚｎ、ＮｉおよびＣｕの酸化物からなるフェライトを主成分とするセラミックスからなり、下記式（１）で示される前記セラミックスの平均結晶粒径の変動係数ＣＶは、０．０８以上０．３以下であってもよい。
ＣＶ＝σ／ｘ ・・・・（１）
但し、
ｘは前記セラミックスの平均結晶粒径の平均値
σは前記セラミックスの平均結晶粒径の標準偏差

主成分とは、セラミックスを構成する全成分のうち９５質量％以上を占める成分をいい、特に、９９質量％以上であるとよい。

セラミックスを構成する成分は、ＣｕＫα線を用いたＸ線回折装置による測定結果から同定することができ、Ｆｅ、Ｎｉ、ＺｎおよびＣｕの金属成分の含有量は、例えばＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）発光分光分析装置または蛍光Ｘ線分析装置により求め、酸化物に換算すればよい。

変動係数ＣＶが０．０８以上であると、結晶粒子の粒径が適度にばらついて、大きな結晶粒子同士の間に小さな結晶粒子が配置される。その結果、破壊靭性を高くすることができる。変動係数ＣＶが０．３以下であると、標準偏差に対して粒径の大きい結晶粒子の割合が増えるので透磁率が高くなる。変動係数ＣＶが０．０８以上０．３以下であれば、高い破壊靭性および高い透磁率を兼ね備えることができる。特に、変動係数ＣＶは０．１以上０．２以下であるとよい。

平均結晶粒径は、以下のようにして求めることができる。まず、インダクタ用コア１の破断面を、平均粒径Ｄ_５０が３μｍのダイヤモンド砥粒を用いて銅盤にて研磨する。その後、平均粒径Ｄ_５０が０．５μｍのダイヤモンド砥粒を用いて錫盤にて研磨する。これらの研磨によって得られる研磨面を、温度を９５０℃として結晶粒子と粒界層とが識別可能になるまでエッチングして観察面を得る。

走査型電子顕微鏡によって、観察面を５０００倍に拡大した１５５μｍ×１１５μｍの範囲で、任意の点を中心にして放射状に同じ長さ、例えば、１００μｍの直線を６本引く。この６本の直線上に存在する結晶の個数をこれらの個々の直線で除すことで平均結晶粒径を求めることができる。

図９は、インダクタ用コアの観察面の一例と直線の引き方とを示す写真である。平均結晶粒径の平均値、標準偏差および変動係数ＣＶは、このような観察面を７画面選択し、平均結晶粒径４２個を対象としてそれぞれ算出すればよい。

平均結晶粒径の尖度Ｋｕが０以上であってもよい。平均結晶粒径の尖度Ｋｕがこの範囲であると、結晶粒子の粒径のばらつきが抑制されている。そのため、気孔の凝集が減少して、気孔の輪郭や内部から生じる脱粒を減らすことができる。特に、平均結晶粒径の尖度Ｋｕは、１以上であるとよい。

尖度Ｋｕとは、分布のピークと裾が正規分布からどれだけ異なっているかを示す指標（統計量）である。尖度Ｋｕ＞０である場合、鋭いピークを有する分布となる。尖度Ｋｕ＝０である場合、正規分布となる。尖度Ｋｕ＜０である場合、分布は丸みがかったピークを有する分布となる。平均結晶粒径の尖度Ｋｕは、Excel（登録商標、Microsoft Corporation）に備えられている関数Ｋｕｒｔを用いて求めればよい。

平均結晶粒径の歪度Ｓｋが０以上であってもよい。平均結晶粒径の歪度Ｓｋがこの範囲であると、結晶粒子の粒径の分布が粒径の小さな方向に移動している。そのため、気孔の凝集が減少して、気孔の輪郭や内部から生じる脱粒をさらに減らすことができる。

歪度Ｓｋとは、分布が正規分布からどれだけ歪んでいるか、すなわち、分布の左右対称性を示す指標（統計量）である。歪度Ｓｋ＞０である場合、分布の裾は右側に向かう。歪度Ｓｋ＝０である場合、分布は左右対称となる。歪度Ｓｋ＜０である場合、分布の裾は左側に向かう。平均結晶粒径の歪度Ｓｋは、Excel（登録商標、Microsoft Corporation）に備えられている関数ＳＫＥＷを用いて求めればよい。

本開示のインダクタ用コアは、主成分を合計した組成１００モル％のうち、ＦｅがＦｅ_２Ｏ_３換算で４９モル％以上５０モル％以下、ＺｎがＺｎＯ換算で２９モル％以上３４モル％以下、ＮｉがＮｉＯ換算で１０モル％以上１２．５モル％以下、ＣｕがＣｕＯ換算で４モル％以上９モル％以下であるとよい。

電子ペンに用いられるインダクタ用コアは、透磁率、比抵抗（電気抵抗）およびキュリー温度がいずれも高いことが求められている。ＦｅがＦｅ_２Ｏ_３換算で４９モル％以上であると、透磁率が高くなり、５０モル％以下であると比抵抗が高くなる。ＺｎがＺｎＯ換算で２９モル％以上であると透磁率が高くなり、３４モル％以下であるとキュリー温度が高くなる。ＮｉがＮｉＯ換算で１０モル％以上であると、キュリー温度が高くなり、１２．５モル％以下であると透磁率が高くなる。ＣｕがＣｕＯ換算で４モル％以上であると、透磁率が高くなり、９モル％以下であるとキュリー温度が高くなる。

電子ペンに用いられるインダクタ用コアは、Ｆｅ、Ｚｎ、ＮｉおよびＣｕが上記範囲であると、透磁率を２０００以上、比抵抗を１０^９Ω・ｍ以上、キュリー温度を９０℃以上とすることができ、好適に用いることができる。特に、ＮｉのＮｉＯ換算でのモル％の値と、ＺｎのＺｎＯ換算でのモル％の値との比率（ＺｎＯ換算でのモル％の値／ＮｉＯ換算でのモル％の値）が、２．８５～３．１５であるとよい。

インダクタ用コアは、Ｍｏの酸化物およびＢｉの酸化物の少なくともいずれかを含み、主成分１００質量部に対するＭｏの酸化物の含有量がＭｏＯ_３換算で０．０１質量部以上０．２質量部以下であり、Ｂｉの酸化物の含有量がＢｉ_２Ｏ_３換算で０．０１質量部以上０．２質量部以下であるとよい。ＭｏおよびＢｉの酸化物は、主結晶の粒成長を促進させる。さらに、ＭｏおよびＢｉの酸化物の含有量を上記範囲とすることによって、キュリー温度をほとんど低下させることなく、透磁率を高くすることができる。特に、Ｍｏの酸化物の含有量は、ＭｏＯ_３換算で０．０５質量部以上０．１質量部以下であって、Ｂｉの酸化物の含有量は、Ｂｉ_２Ｏ_３換算で０．０５質量部以上０．１質量部以下であるとよい。

インダクタ用コアは、Ｍｎの酸化物およびＴｉの酸化物の少なくともいずれかを含み、主成分１００質量部に対するＭｎの酸化物の含有量がＭｎＯ_２換算で０．０１質量部以上０．３質量部以下であり、Ｔｉの酸化物の含有量がＴｉＯ_２換算で０．０１質量部以上０．２質量部以下であるとよい。ＭｎおよびＴｉは、複数の原子価を取り得ることから、焼成時に、価数変化による余剰の酸素で主結晶であるフェライト結晶の酸素欠陥を埋められる。その結果、フェライト結晶の酸素欠陥が少なくなり透磁率を高くすることができる。

インダクタ用コアは、Ｚｒの酸化物を含み、主成分１００質量部に対するＺｒの酸化物の含有量がＺｒＯ_２換算で０．０１質量部以上０．２質量部以下であるとよい。Ｚｒの酸化物の含有量を上記範囲とすることにより、透磁率をほとんど低下させることなく、比抵抗を高くすることができる。特に、Ｚｒの酸化物の含有量がＺｒＯ_２換算で０．０２質量部以上０．１１質量部以下であるとよい。

インダクタ用コアは、Ｃｒの酸化物を含み、主成分１００質量部に対するＣｒの酸化物の含有量がＣｒ_２Ｏ_３換算で０．０２質量部以上０．３質量部以下であるとよい。Ｃｒの酸化物の含有量を０．０２質量部以上とすることにより、セラミックスの焼結を促進するとともに、インダクタ用コアの飽和磁束密度Ｂｓを高くする。Ｃｒの酸化物の含有量を０．３質量部以下とすることにより、磁気損失Ｐｃｖおよびセラミックスの焼結で生じるおそれのある異常な粒成長を抑制することができる。

主成分以外の金属元素は、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）発光分光分析装置またはグロー放電質量分析装置（ＧＤＭＳ）を用いて測定し、それぞれ酸化物に換算すればよい。

フェライト結晶の少なくとも一部は、フェライト結晶の中央部におけるＦｅの含有量が、フェライト結晶の外縁部におけるＦｅの含有量よりも多いとよい。このような構成であると、キュリー温度を維持しつつ高い透磁率を有することができる。この理由は、中央部において２価のＦｅが多く存在することとなって異方性磁界が弱まり、外縁部において３価のＦｅが存在することとなってホッピング伝導が生じにくく、抵抗が低下しにくくなることに起因しているものと推察される。

外縁部とは、インダクタ用コアを鏡面研磨した後、サーマルエッチングした面（以下、この面を「観察面」と記載する場合がある）で観察されるフェライト結晶の界面から、長径の２０％の長さまでの領域をいう。長径とは、ＪＩＳ Ｒ １６７０：２００６に記載されているように、グレイン（フェライト結晶）の最も長い方向における長さをいう。中央部とはフェライト結晶の長径の中心から界面に向かって長径の２０％の長さまでの領域を意味する。

観察面からフェライト結晶を選択するにあたっては、観察面において算出した平均結晶粒径をＤ_５０としたとき、Ｄ_４０～Ｄ_６０の範囲の大きさのフェライト結晶を選択するものとする。フェライト結晶におけるＦｅの含有量とは、エネルギー分散型Ｘ線分光器（ＥＤＳ）を用いて、中央部および外縁部にそれぞれスポット（φ１ｎｍ）を当てて得られる、各スポットの含有量を１００質量％としたときのＦｅの含有量をいう。

中央部におけるＦｅの含有量と、外縁部におけるＦｅの含有量との差が１．３質量％以上４．０質量％以下であるとよい。このような構成であると、キュリー温度を維持しつつさらに高い透磁率を有することができる。この理由は、フェライト結晶の中央部と外縁部とにおいて、２価のＦｅと３価のＦｅとが最適な割合で存在していることが寄与していると推察される。

Ｃｕ－Ｋα線を用いたＸ線回折によって得られる、回折角（２θ）が３５°以上３６°以下におけるＸ線回折ピーク強度をＩ_１、回折角（２θ）が２９．５°以上３０．５°以下におけるＸ線回折ピーク強度をＩ_２としたとき、Ｉ_２／Ｉ_１が０．２９以上０．３８以下であるとよい。このような構成であると、高い透磁率を維持しつつ、キュリー温度を高くすることができる。

Ｘ線回折ピーク強度Ｉ_１の半値幅が０．０５以上０．３５以下であるとよい。このような構成であると、非晶質の粒界層が多くなり過ぎることなく、フェライト結晶を成長させることができるため、透磁率を低下させることなく、機械的特性を向上させることができる。半値幅とは、得られた回折チャートにおいて、回折角（２θ）が３５°以上３６°以下におけるＸ線回折ピーク強度の極大値の１／２強度における回折ピーク間の幅の半分の値である。

回折角（２θ）が４２°以上４３°以下におけるＸ線回折ピーク強度をＩ_３としたとき、Ｉ_３／Ｉ_１が０．１４以下であるとよい。このような構成であると、機械的特性が向上するため、焼結後、バレル加工などでバリ取りもしても欠けなどが生じにくくなる。その結果、巻き線や電極付けを行なう際の固定やハンドリング時に掛かる応力による破損が少なくなる。

少なくとも傾斜部１１がＭｏを含み、Ｍｏはフェライト結晶の粒内よりも隣り合うフェライト結晶に挟まれる粒界層に多く含まれていてもよい。Ｍｏがフェライト結晶の粒内よりも粒界層に多く含まれていると、フェライト結晶粒子同士の結合力が抑制される。その結果、容易に曲率半径Ｒ１の大きな傾斜面１１ａ２を得ることができる。フェライト結晶の粒内および粒界層におけるＭｏの含有量は、透過型電子顕微鏡とこの透過型電子顕微鏡に付随するエネルギー分散型Ｘ線分光器（ＥＤＳ）を用いて元素分析を行えばよい。

インダクタ用コア１に使用される磁性体本体１０は、次のようにして製造することが可能である。まず、出発原料として、Ｆｅ、Ｚｎ、ＮｉおよびＣｕの酸化物あるいは焼成により酸化物を生成する炭酸塩、硝酸塩などの金属塩を用意する。このとき平均粒径としては、例えば、Ｆｅが酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）、Ｚｎが酸化亜鉛（ＺｎＯ）、Ｎｉが酸化ニッケル（ＮｉＯ）およびＣｕが酸化銅（ＣｕＯ）であるとき、それぞれ０．５μｍ以上５μｍ以下である。

主成分を合計した組成１００モル％のうち、ＦｅがＦｅ_２Ｏ_３換算で４９モル％以上５０モル％以下、ＺｎがＺｎＯ換算で２９モル％以上３４モル％以下、ＮｉがＮｉＯ換算で１０モル％以上１２．５モル％以下、ＣｕがＣｕＯ換算で４モル％以上９モル％以下であるインダクタ用コアを得る場合、Ｆｅ源粉末、Ｚｎ源粉末、Ｎｉ源粉末およびＣｕ源粉末が上記範囲となるように設定する。

以下、Ｆｅ源粉末、Ｚｎ源粉末、Ｎｉ源粉末およびＣｕ源粉末がいずれも酸化物の粉末である場合を例として説明する。

Ｆｅ_２Ｏ_３－ＺｎＯ－ＮｉＯから構成される仮焼粉体からなる第１の原料と、Ｆｅ_２Ｏ_３－ＣｕＯから構成される仮焼粉体からなる第２の原料とを作製するにあたり、第１の原料用に、酸化鉄、酸化亜鉛および酸化ニッケルを所望の量に秤量する。第２の原料用に、酸化鉄および酸化銅を所望の量に秤量する。ここで、第１の原料および第２の原料の作製における酸化鉄の添加量は、第２の原料の作製における酸化鉄の添加量を、例えば、酸化銅と等モル％とし、残量を第１の原料の作製に用いる。

そして、第１の原料および第２の原料用に秤量した粉末を、それぞれ別のボールミルや振動ミルなどで粉砕混合する。その後、第１の原料の作製については、還元雰囲気において７５０℃で２時間以上仮焼する。第２の原料の作製については、還元雰囲気において６５０℃で２時間以上それぞれ仮焼する。このような手順によって、それぞれ仮焼体を得る。

次に、第１の原料および第２の原料となる仮焼体を、それぞれ別のボールミルや振動ミルなどに入れて粉砕することにより、仮焼粉体からなる第１の原料および第２の原料を得る。このとき、特に第２の原料となる仮焼体は、平均粒径Ｄ_５０が０．７μｍ以下となるように粉砕する。この第１の原料および第２の原料を所望の量に秤量して混合する。混合物を、大気中において６００℃以上７００℃以下、昇温速度１００℃／時以下の条件で再仮焼することにより、Ｆｅ、Ｚｎ、ＮｉおよびＣｕの酸化物からなるフェライトに合成された仮焼体が得られる。

次に、再仮焼によって得られた仮焼体を、ボールミルや振動ミルなどに入れて粉砕し、所定量のバインダなどを加えてスラリーとする。スプレードライヤを用いて得られたスラリーを噴霧して造粒することにより、球状の顆粒を得る。

再仮焼によって得られた仮焼体を、平均粒径Ｄ_５０が０．７μｍ以下となるまで粉砕すると、Ｉ_３／Ｉ_１を０．１４以下とすることができる。平均粒径Ｄ_５０を小さくしようとすれば、粉砕時間を長くしなければならない。長時間粉砕すると、粉砕に用いるボールから脱離した粒子の混入のおそれが高くなるので、平均粒径Ｄ_５０の下限値は０．５μｍにするとよい。

Ｍｏ、Ｂｉ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒなどの酸化物をインダクタ用コアに含有させるには、例えば、酸化モリブデン（ＭｏＯ_３）、酸化ビスマス（Ｂｉ_２Ｏ_３）、酸化マンガン（ＭｎＯ_２）、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）、酸化クロム（Ｃｒ_２Ｏ_３）などの各粉末を再仮焼後の粉砕時に添加すればよい。

少なくとも傾斜部１１がＭｏを含み、Ｍｏは、フェライト結晶の粒内よりも隣り合うフェライト結晶に挟まれる粒界層に多く含まれるインダクタ用コア１を得る場合、再仮焼によって得られた仮焼体を粉砕して得られる紛体１００質量部に対して、酸化モリブデン（ＭｏＯ_３）の粉末を、例えば、０．０１質量部以上０．０３質量部以下添加してスラリーとする。得られたスラリーを噴霧して造粒することにより球状の顆粒を得ればよい。

得られた球状の顆粒を用いてプレス成形して所定形状の成形体を得る。このプレス成形の際に、傾斜部１１側よりも直胴部１２側により大きな圧力が加わるように調整する。このようにして、磁性体本体１０の他端１０ｂから一端１０ａに向かって気孔の分布密度が増えていくような構成が可能となる。

その後、成形体を脱脂炉にて４００～８００℃の範囲で脱脂処理を施して脱脂体とする。次いで、これを焼成炉にて１０００～１２００℃の最高温度で２～５時間保持して焼成することにより、磁性体本体１０を形成し、本実施形態のインダクタ用コア１を得ることができる。

回折角（２θ）が３５°以上３６°以下におけるＸ線回折ピーク強度Ｉ_１の半値幅を０．０５以上０．３５以下であるインダクタ用コアを得るには、焼成における昇温速度を１００℃／時以上３００℃／時以下とするとよい。

Ｉ_２／Ｉ_１が０．２９以上０．３８以下であるインダクタ用コアを得るには、最高温度から６００℃までの降温速度を５００℃／時～１２００℃／時の範囲とすればよい。

フェライト結晶の中央部におけるＦｅの含有量が、フェライト結晶の外縁部におけるＦｅの含有量よりも多いインダクタ用コアを得る場合には以下のようにする。すなわち、出発原料のうち、酸化亜鉛、酸化ニッケルおよび酸化銅の各粉末が上記範囲となるように秤量して混合し、混合後の粉末を２等分する。

酸化鉄の粉末は、例えば、２５モル％分と、２４．５モル％分として、２等分された上記粉末にそれぞれ添加して、ボールミルや振動ミルなどで粉砕混合する。ここで、２５モル％添加側を第３の混合粉末とし、２４．５モル％添加側を第４の混合粉末とする。次に、それぞれ大気中において７００℃～１０００℃の温度で仮焼して、第３の混合粉末を仮焼した第３の仮焼体および第４の混合粉末を仮焼した第４の仮焼体を得る。

その後、第３の仮焼体を水とともにボールミルなどに入れて粉砕・混合する。第４の仮焼体についても、水とともに別のボールミルなどに入れて粉砕・混合する。このとき、第４の仮焼体の粉砕・混合は、第３の仮焼体の粉砕・混合よりも長時間行ない、粒径を小さくする。そして、これらを合わせた後、所定量のバインダなどを加えてスラリーとする。次に、スプレードライヤを用いてこのスラリーを噴霧して造粒することにより球状の顆粒を得る。これ以降、インダクタ用コア１を得るまでの製造方法は、上述した製造方法と同じである

図１０は、本開示に係る電子ペンの一実施形態を示す。図１０（Ａ）は中心軸方向に沿って切断した断面図である。図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）のＣＣ’線における断面図である。図１０（Ｃ）は図１０（Ａ）に示すインダクタ用コアの拡大図の一部である。図１０に示す電子ペンは、例えば０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下の直系を有する芯（図示しない）を収容し、芯を押し出して筆記を行うシャープペンシル５０である。

筐体５２は、射出成形によって略円筒状に形成された合成樹脂で形成されている。先端側に位置する第１筒体５３と後端側に位置する第２筒体５４とが、軸継手５５を介して連結されている。第１筒体５３の先端部は外径が先端に向かって漸減するテーパ部５３ａを有する。テーパ部５３ａの先端には、後述のシャープペンシルユニット５６の筆記先端５７が突出する開口部５３ｂが設けられている。

図１０（Ｂ）に示すように、第２筒体５４は、中心軸方向の途中で中心軸に直交する後方隔壁５４ａを備えている。後方隔壁５４ａは、中心軸を挟んで一対の円弧状の脚部貫通孔５４ｂを有する。脚部貫通孔５４ｂは、後述の消しゴム受け台５８の脚部５８ａが挿入される孔である。

第２筒体５４の後方隔壁５４ａの後方側の内部空間には、シャープペンシル５０のノック機構の一部である消しゴム受け台５８が挿入されている。消しゴム受け台５８の先端側の内部空間にはノックスプリング５９が挿入されている。ノックスプリング５９の先端は後方隔壁５４ａの後端側の面に接している。消しゴム受け台５８の後端部分は第２筒体５４の後端縁から突出しており、その後端縁に設けられた凹部に消しゴム６０が装着される。

消しゴム６０は、消しゴム受け台５８が第２筒体５４の後端縁から突出している部分とともに、先端側が開放した円筒状の消しゴムカバー６１で被覆されている。消しゴムカバー６１は後述のように、シャープペンシル５６のノックボタンとしても機能する。一方、消しゴム受け台５８の先端からは一対の脚部５８ａが突出している。脚部５８ａは、消しゴムカバー６１を押圧するノック動作に伴って、後方隔壁５４ａを前後に摺動自在に貫通している。

第２筒体５４の後方隔壁５４ａの先端側の面には、感圧センサ６３が固定されている。この感圧センサ６３を取り囲むようにして、リフィル継手６４が設けられている。このリフィル継手６４は、後方隔壁５４ａを挿通する脚部５８ａと接続されており、消しゴムカバー６１のノック動作に伴って、第２筒体５４内を前後に移動可能となっている。

リフィル継手６４と後方隔壁５４ａの先端側の面との間には、感圧センサスプリング６５が介装されている。ノック動作も筆記もされていない状態では、リフィル継手６４と感圧センサ６３とは接触しておらず、芯も筆記先端５７から出ていない状態である。リフィル継手６４には、筆記ユニットであるシャープペンシルユニット５６の芯ケースパイプ６６の後端が挿入固定されている。これによって、芯ケースパイプ６６は、リフィル継手６４の前後移動に伴って前後に移動することとなっている。

軸継手５５の内部の先端付近には、軸方向と直交する前方隔壁５５Ａが形成されている。この前方隔壁５５ａには、ユニット貫通孔５５ｂが形成され、芯ケースパイプ６６はユニット貫通孔５５ｂを貫通している。芯ケースパイプ６６の先端に接続されている内部機構６７の先端部分である筆記先端６９が、開口部５３ｂから突出している。

前方隔壁５５ａの先端側の面には、インダクタ用コア１の後端が装着されるコア装着孔５５ｃが形成されている。インダクタ用コア１は、柱状であり、円柱体の直胴部の周囲にはコイル２１が券回されている。インダクタ用コア１はシャープペンシルユニット５６と並んで位置しており、その先端はテーパ部５３ａに達している。さらに、軸継手５５の後方側の内部空間には、コンデンサ７０が収容されている。コイル２１、コンデンサ７０および感圧センサ６３は、配線（図示しない）によって回路を形成している。

図１１は、本実施形態の入力装置を示す斜視図である。入力装置２は、電子ペン５０と、位置を検出するセンサ（図示しない）とを備えた位置検出装置である、タブレット４１からなっている。入力装置２は、芯体７１の先端部がタブレット４１に接触した位置を検出することができる。位置検出装置としては、タブレット４１の他、タッチパネルディスプレイを備えた携帯端末などであってもよい。入力装置２おける位置検出方法としては、電磁誘導方式を用いることができる。破損しにくい直胴部１２が用いられているので、信頼性の高い入力装置２を実現することができる。

以上のように、実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更、改良などが可能である。

１ インダクタ用コア
２ 入力装置
１０ 磁性体本体
１０ａ 一端
１０ｂ 他端
１１ 傾斜部
１１ａ 傾斜面
１１ｂ 端面
１２ 直胴部
１２ａ 外周面
１２ｂ 中央部
１２ｃ 他端の近傍
１３ 鍔部
１３ａ 外周面
５０ 電子ペン（シャープペンシル）

Claims (20)

1. 気孔を有する磁性体からなる柱状の磁性体本体を含み、
   前記磁性体本体は、
   前記磁性体本体の一端から他端に向かって外径が大きくなる円錐台の周面をなす傾斜面を有する傾斜部と、
   前記傾斜部と同軸上にあって、前記他端から前記一端に向かって延び、円柱体の周面をなす外周面を有し、前記傾斜部と接続する直胴部とを有し、
   前記直胴部における気孔の重心間距離の平均値と前記直胴部における気孔の平均径との差が、前記傾斜部における気孔の重心間距離の平均値と前記傾斜部における気孔の平均径との差よりも大きいインダクタ用コア。
2. 前記直胴部の前記他端の近傍における気孔の重心間距離の平均値と前記直胴部の前記他端の近傍における気孔の平均径との差が、前記直胴部の中央部における気孔の重心間距離の平均値と前記直胴部の前記中央部における気孔の平均径との差よりも大きい、請求項１に記載のインダクタ用コア。
3. 前記磁性体本体の気孔の平均径が５μｍ以下である、請求項１または請求項２に記載のインダクタ用コア。
4. 前記磁性体本体の見掛け気孔率が１．５％以下である、請求項１～３のいずれか１つに記載のインダクタ用コア。
5. 前記磁性体本体が、Ｆｅ、Ｚｎ、ＮｉおよびＣｕの酸化物からなるフェライトを主成分とするセラミックスからなり、下記式（１）で示される前記セラミックスの平均結晶粒径の変動係数ＣＶは、０．０８以上０．３以下である、請求項１～４のいずれかに記載のインダクタ用コア。（好適な範囲：変動係数σ／ｘが０．２以下）
   ＣＶ＝σ／ｘ ・・・・（１）
   但し、
   ｘは前記セラミックスの平均結晶粒径の平均値
   σは前記セラミックスの平均結晶粒径の標準偏差
6. 前記平均結晶粒径の尖度が０以上である、請求項５に記載のインダクタ用コア。
7. 前記平均結晶粒径の歪度が０以上である、請求項５または６に記載のインダクタ用コア。
8. 前記主成分を合計した組成１００モル％のうち、ＦｅがＦｅ_２Ｏ_３換算で４９モル％以上５０モル％以下、ＺｎがＺｎＯ換算で２９モル％以上３４モル％以下、ＮｉがＮｉＯ換算で１０モル％以上１２．５モル％以下、ＣｕがＣｕＯ換算で４モル％以上９モル％以下である、請求項５～７のいずれかに記載のインダクタ用コア。
9. Ｍｏの酸化物およびＢｉの酸化物の少なくともいずれかを含み、前記主成分１００質量部に対するＭｏの酸化物の含有量がＭｏＯ_３換算で０．０１質量部以上０．２質量部以下、またはＢｉの酸化物の含有量がＢｉ_２Ｏ_３換算で０．０１質量部以上０．２質量部以下である請求項８に記載のインダクタ用コア。
10. Ｍｎの酸化物およびＴｉの酸化物の少なくともいずれかを含み、前記主成分１００質量部に対するＭｎの酸化物の含有量がＭｎＯ_２換算で０．０１質量部以上０．３質量部以下、またはＴｉの酸化物の含有量がＴｉＯ_２換算で０．０１質量部以上０．２質量部以下である、請求項８または９に記載のインダクタ用コア。
11. Ｚｒの酸化物を含み、前記主成分１００質量部に対するＺｒの酸化物の含有量がＺｒＯ_２換算で０．０１質量部以上０．２質量部以下である、請求項８～１０のいずれかに記載のインダクタ用コア。
12. Ｃｒの酸化物を含み、前記主成分１００質量％に対するＣｒの酸化物の含有量がＣｒ_２Ｏ_３換算で０．０２質量部以上０．３質量部％以下である、請求項８～１１のいずれかに記載のインダクタ用コア。
13. 少なくとも前記傾斜部がＭｏを含み、Ｍｏはフェライト結晶の粒内よりも隣り合う前記フェライト結晶に挟まれる粒界層に多く含まれている、請求項８～１２のいずれかに記載のインダクタ用コア。
14. フェライト結晶の少なくとも一部は、前記フェライト結晶の中央部におけるＦｅの含有量が、前記フェライト結晶の外縁部におけるＦｅの含有量よりも多い、請求項８～１３のいずれかに記載のインダクタ用コア。
15. 前記中央部におけるＦｅの含有量と、前記外縁部におけるＦｅの含有量との差が１．３質量％以上４．０質量％以下である、請求項１４に記載のインダクタ用コア。
16. Ｃｕ－Ｋα線を用いたＸ線回折によって得られる、回折角（２θ）が３５°以上３６°以下におけるＸ線回折ピーク強度をＩ_１、回折角（２θ）が２９．５°以上３０．５°以下におけるＸ線回折ピーク強度をＩ_２としたとき、Ｉ_２／Ｉ_１が０．２９以上０．３８以下である、請求項８～１５のいずれかに記載のインダクタ用コア。
17. 前記Ｘ線回折ピーク強度Ｉ_１の半値幅が０．０５以上０．３５以下である、請求項１６に記載のインダクタ用コア。
18. 回折角（２θ）が４２°以上４３°以下におけるＸ線回折ピーク強度をＩ_３としたとき、Ｉ_３／Ｉ_１が０．１４以下である、請求項１６または１７に記載のインダクタ用コア。
19. 開口を有する筐体と、
    筆記対象面に対して筆記可能な筆記ユニットと、
    請求項１～１８のいずれかに記載のインダクタ用コアと、
    を備え、
    前記筆記ユニットは、前記筐体の中心軸に沿って位置し、前記インダクタ用コアは、前記筐体の内部で前記筆記ユニットと並んで位置する、
    電子ペン。
20. 請求項１９に記載の電子ペンと、
    前記電子ペンが近接した位置を検出するセンサを備えた位置検出装置と、
    を含む入力装置。

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