JPWO2019189938A1 - インダクタ用コア、電子ペン用芯体部、電子ペンおよび入力装置 - Google Patents
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Abstract
磁性体からなる筒状の磁性体本体１０を含み、磁性体本体１０は、磁性体本体１０の一端１０ａから他端１０ｂ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１１ａを有する傾斜部１１と、傾斜部１１と同軸上にあって、他端１０ｂから一端１０ａに向かって延び、円筒体の周面をなす外周面１２ａ、１２ｂを有し、傾斜部１１と接続する直胴部１２とを有し、直胴部１２の他端１０ｂの近傍の外周面１２ｃにおける算術平均粗さＲａは、直胴部１２の傾斜部１１の近傍の外周面１２ｂにおける算術平均粗さＲａよりも小さインダクタ用コア。
【選択図】 図１
【選択図】 図１
Description
本発明は、インダクタ用コア、電子ペン用芯体部、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。
位置検出センサと電子ペンとの間は、電磁誘導結合方式や、静電誘導結合方式などの結合方式によって位置検出信号の授受が行われることによって位置検出装置で検出することができる（例えば、特許文献１）。
このような入力装置に使用される電子ペンは、電子ペンの芯体の周りにフェライトなどの磁性体を配設して構成されるインダクタ用コアを有している。
本開示のインダクタ用コアは、磁性体からなる筒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、円筒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、前記直胴部の前記他端の近傍の外周面における算術平均粗さＲａは、前記直胴部の前記傾斜部の近傍の外周面における算術平均粗さＲａよりも小さいものである。
本開示の電子ペン用芯体部は、上記インダクタ用コアと、前記インダクタ用コアに挿通され、前記インダクタ用コアの一端から先端部が突出するように配設された芯体と、を含むものである。
本開示の電子ペンは、開口を有する筐体と、上記電子ペン用芯体部と、を含み、前記電子ペン用芯体部は、前記筐体に収納され、前記電子ペン用芯体部の前記先端部が前記筐体の開口から突出するように、または突出可能に配設されているものである。
本開示の入力装置は、上記電子ペンと、前記電子ペンが近接した位置を検出するセンサとを備えた位置検出装置と、を含むものである。
本発明の目的、特色、および利点は、下記の詳細な説明と図面とから、より明確になるであろう。
第１実施形態のインダクタ用コアの一例を示す平面図である。
第１実施形態のインダクタ用コアの一例を示す部分断面図である。
第２実施形態のインダクタ用コアの一例を示す平面図である。
本実施形態の電子ペン用芯体部の一例を示す平面図である。
本実施形態の電子ペンの一例を示す平面図である。
本実施形態の入力装置の一例を示す斜視図である。
インダクタ用コアの観察面の一例と直線の引き方を示す写真である。
以下、図面を参照して、本開示のインダクタ用コアについて詳細に説明する。
図１は、第１実施形態のインダクタ用コアの一例を示す平面図である。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。
図１は、第１実施形態のインダクタ用コアの一例を示す平面図である。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。
インダクタ用コア１は、筒状の磁性体本体１０で構成されており、一端１０ａから他端１０ｂへ貫通する円柱状の筒孔１０ｃを有している。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筒体の外周面１２ａ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、たとえば、５ｍｍ〜１５ｍｍ程度であり、筒孔１０ｃの直径は、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ程度である。直胴部１２の長さは、３ｍｍ〜１２ｍｍ程度であり、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程度であり、傾斜部１１の一端１０ａ側の外径は、１ｍｍ〜２ｍｍ程度であり、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、断面図において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。また、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で接続されているので、たとえば、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。また、電子ペンを倒してタブレットなどの表面に接触させたときには、芯体のほかに、磁性体本体１０の一端１０ａを含む先端がタブレットなどに接触する可能性があるが、傾斜面１１ａ１と傾斜部１１の端面１１ｂとは凸状の曲面である傾斜面１１ａ２で接続されているため角部がないので、インダクタ用コア１によってタブレットなどの表面が損傷する可能性を軽減することができる。
磁性体本体１０の筒孔１０ｃの内周面１０ｅにおいて、傾斜部１１側の開口１０ｄ付近の内周面１０ｅは丸みを帯びていてもよい。内周面１０ｅは、内周面１０ｅ１と、内周面１０ｅ１と傾斜部１１の端面１１ｂとを接続する、凸状の曲面である内周面１０ｅ２とを含んでいてもよい。筒孔１０ｃの内面と、傾斜部１１の端面１１ｂとが、凸状の曲面である内周面１０ｅ２で接続されているときには、芯体がタブレットなどの表面に押し付けられたときなどに、応力の集中を抑制して、磁性体本体１０が損傷する可能性を軽減できるので、信頼性の高いインダクタ用コア１を実現することができる。
また、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、筒孔１０ｃの内周面１０ｅ１と傾斜部１１の端面１１ｂとを接続する、内周面１０ｅ２の曲率半径をＲ２としたとき、傾斜面１１ａ２の曲率半径Ｒ１は、内周面１０ｅ２の曲率半径Ｒ２よりも大きくなっていてもよい。傾斜面１１ａ２の曲率半径Ｒ１は、たとえば０．１ｍｍ〜０．２ｍｍであり、内周面１０ｅ２の曲率半径Ｒ２は、たとえば０．０２ｍｍ〜０．０８ｍｍである。
図３は、第２実施形態のインダクタ用コアの一例を示す平面図である。第１実施形態のインダクタ用コア１に比べて、直胴部１２の傾斜部１１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筒体の外周面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ており、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。
たとえば、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であり、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ので、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。
このような第１実施形態および第２実施形態に示されるインダクタ用コア１は、筒孔１０ｃに後述する芯体を挿通して使用される。芯体は、芯体の先端部が磁性体本体１０の一端１０ａ側になるように挿通される。傾斜部１１が先細の形状となっているので、磁性体本体１０の一端１０ａを電磁誘導方式などによって位置を検出するタブレットなどの位置検出装置により近づけることができる。このように、磁性体本体１０の傾斜部１１を先細の形状とすることによって、位置検出装置の位置検出精度が向上する。また、磁性体本体１０の先端部が先細になっているので、芯体の先端部に加わる力によって芯体が変位しようとしたときに、傾斜部１１が変位しやすく構成されている。
また、直胴部１２の他端１０ｂの近傍の外周面１２ｃにおける算術平均粗さＲａは、直胴部１２の傾斜部１１の近傍の外周面１２ｂにおける算術平均粗さＲａよりも小さい。このことによって、直胴部１２の他端１０ｂの近傍の外周面１２ｃにリッツ線などの被覆線を巻回してコイルを形成した場合に、コイルが断線したりコイルの被覆部が損傷したりする可能性を低減することができる。
また、直胴部１２の他端１０ｂの近傍の外周面１２ｃにおける二乗平均平方根粗さＲｑは、直胴部１２の傾斜部１１の近傍の外周面１２ｂにおける二乗平均平方根粗さＲｑよりも小さい。このことによって、直胴部１２の他端１０ｂの近傍の外周面１２ｃにリッツ線などの被覆線を巻回してコイルを形成した場合に、コイルが断線したりコイルの被覆部が損傷したりする可能性を低減することができる。
また、直胴部１２の他端１０ｂの近傍の外周面１２ｃの切断レベル差（Ｒδｃ）は、直胴部１２の傾斜部１１の近傍の外周面１２ｂにおける切断レベル差（Ｒδｃ）よりも小さい。このことによって、直胴部１２の他端１０ｂの近傍の外周面１２ｃにリッツ線などの被覆線を巻回してコイルを形成した場合に、コイルが断線したりコイルの被覆部が損傷したりする可能性を低減することができる。
ここで、外周面１２ｃ、１２ｂの切断レベル差（Ｒδｃ）とは、対象とする外周面の粗さ曲線における２５％の負荷長さ率での切断レベルと、その外周面の粗さ曲線における７５％の負荷長さ率での切断レベルとの差である。
表１は、上述の本開示のインダクタ用コア１を構成する、磁性体本体１０の表面粗さの測定結果を示す表である。粗さ曲線の算術平均粗さＲａおよび二乗平均平方根粗さＲｑは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１に準拠し、レーザー顕微鏡（(株)キーエンス製、超深度カラー３Ｄ形状測定顕微鏡（ＶＫ−９５００））を用いて測定を行った。測定条件としては、倍率を２００倍（接眼レンズ：２０倍、対物レンズ：１０倍）、測定モードをカラー超深度、高さ方向の測定分解能（ピッチ）を０．０５μｍ、光学ズームを１．０倍、ゲインを９５３、観察範囲を１３１５μｍ×９８２μｍ、カットオフ値λｓを２．５μｍ、カットオフ値λｃを０．０８ｍｍとした。また、観察範囲のうち、焦点が合っている範囲（例えば、８１５μｍ〜１３１５μｍ×４２５μｍ〜６２５μｍ）を選択して測定範囲とした。数値の算出にあたっては、サンプル数を８以上とし、得られた値の平均値をそれぞれの部分における外周面における粗さ曲線の算術平均粗さＲａ、二乗平均平方根粗さＲｑおよび切断レベル差Ｒδｃを算出した。
表１に示されるように、算術平均粗さＲａは、傾斜部１１の傾斜面１１ａにおいて、６．８８μｍであり、直胴部１２の傾斜部１１の近傍の外周面１２ｂにおいて４．９６μｍであり、直胴部１２の他端１０ｂの近傍の外周面１２ｃにおいて、３．７６μｍである。このように、直胴部１２の他端１０ｂの近傍の外周面１２ｃにおける算術平均粗さＲａは、直胴部１２の傾斜部１１の近傍の外周面１２ｂにおける算術平均粗さＲａよりも小さくなっている。
また、二乗平均平方根粗さＲｑは、傾斜部１１の傾斜面１１ａにおいて、１１．６８μｍであり、直胴部１２の傾斜部１１の近傍の外周面１２ｂにおいて８．３６μｍであり、直胴部１２の他端１０ｂの近傍の外周面１２ｃにおいて、６．２２μｍである。このように、直胴部１２の他端の近傍の外周面１２ｃにおける二乗平均平方根粗さＲｑは、直胴部１２の傾斜部１１の近傍の外周面１２ｂにおける二乗平均平方根粗さＲｑよりも小さくなっている。
また、切断レベル差Ｒδｃは、傾斜部１１の傾斜面１１ａにおいて、７．１８μｍであり、直胴部１２の傾斜部１１の近傍の外周面１２ｂにおいて５．４３μｍであり、直胴部１２の他端１０ｂの近傍の外周面１２ｃにおいて、４．５０μｍである。このように、直胴部１２の他端の近傍の外周面１２ｃにおける切断レベル差Ｒδｃは、直胴部１２の傾斜部１１の近傍の外周面１２ｂにおける切断レベル差Ｒδｃよりも小さくなっている。
直胴部１２の傾斜部１１近傍の外周面１２ｂの算術平均粗さＲａを６μｍ以下にすることによって、コイルが巻回される他端１０ｂ近傍の外周面１２ｃの算術平均粗さＲａは、さらに低くなるので、直胴部１２の他端１０ｂの近傍の外周面１２ｃにリッツ線などの被覆線を巻回してコイルを配設した場合に、コイルが断線したりコイルの被覆部が損傷したりする可能性を低減することができる。
また、直胴部１２の傾斜部１１近傍の外周面１２ｂの二乗平均平方根粗さＲｑを１０μｍ以下にすることによって、コイルが巻回される他端１０ｂ近傍の外周面１２ｃの算術平均粗さはさらに低くなるので直胴部１２の他端１０ｂの近傍の外周面１２ｃにリッツ線などの被覆線を巻回してコイルを形成した場合に、コイルが断線したりコイルの被覆部が損傷したりする可能性を低減することができる。
また、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
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
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ので、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。
ここで、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Ｄ５０が３μｍのダイヤモンド砥粒を用いて銅盤にて研磨した後、平均粒径Ｄ５０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。
まず、インダクタ用コア１の破断面を、平均粒径Ｄ５０が３μｍのダイヤモンド砥粒を用いて銅盤にて研磨した後、平均粒径Ｄ５０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本引き、この６本の直線の長さをそれぞれの直線上に存在する結晶の個数で除すことで平均結晶粒径を求めることができる。
図７は、インダクタ用コアの観察面の一例と直線の引き方を示す写真である。図７に示す直線Ａ〜直線Ｆは、それぞれ長さが１００μｍの直線であり、これらの直線を用いて平均結晶粒径を求めればよい。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、４２個平均結晶粒径を対象としてそれぞれ算出すればよい。
また、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ので、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。
ここで、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）であり、尖度Ｋｕ＞０である場合、鋭いピークを有する分布となり、尖度Ｋｕ＝０である場合、正規分布となり、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。
また、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ので、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。
ここで、歪度Ｓｋとは、分布が正規分布からどれだけ歪んでいるか、即ち、分布の左右対称性を示す指標（統計量）であり、歪度Ｓｋ＞０である場合、分布の裾は右側に向かい、歪度Ｓｋ＝０である場合、分布は左右対称となり、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。
少なくとも傾斜部１１は、Ｍｏを含み、Ｍｏは、結晶粒内よりも粒界層に多く含まれていてもよい。
Ｍｏが結晶粒内よりも粒界層に多く含まれていると、フェライトを主成分とする結晶粒子同士の結合力が抑制されるので、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。
結晶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、硝酸塩等の金属塩を用意する。このとき平均粒径としては、たとえば、Ｆｅが酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）、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。
続いて、Ｆｅ２Ｏ３−ＺｎＯ−ＮｉＯから構成される仮焼粉体からなる第１の原料と、Ｆｅ２Ｏ３−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。また、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等で粉砕混合した後、第１の原料の作製にあたっては還元雰囲気において７５０℃で２時間以上、第２の原料の作製にあたっ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とにより、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Ｄ５０が０．７μｍ以下となるように粉砕する。そして、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した後、大気中において６００℃以上７００℃以下、昇温速度１００℃/ｈ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を得る。
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を得る。
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、所定量のバインダ等を加えてスラリーとし、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。
ここで、少なくとも傾斜部１１が、Ｍｏを含み、Ｍｏは、結晶粒内よりも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１００質量部に対して、酸化モリブデン（ＭｏＯ３）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して、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ればよい。
そして、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、成形型の表面性状を調整するともに、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とで、算術平均粗さＲａおよび二乗平均平方根粗さＲｑが磁性体本体１０の一端１０ａから他端１０ｂに向かって小さくなるような傾斜面１１ａおよび外周面１２ａの構成が可能となり、傾斜面１１ａよりも直胴部１２の外周面１２ａの表面粗さＲａ，Ｒｑの値を小さくすることができる。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した後、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。
実施形態１および実施形態２のインダクタ用コア１を構成する磁性体本体１０は、プレス成形によって形成されており、切削などの工程を行う必要はないので、コストダウンを図ることができる。また、切削などの後加工を行うと、後加工によって表面が変質してインダクタ用コアとしての特性を損なうことがあるが、本実施形態のインダクタ用コア１は焼成後の加工を行わないので、表面が変質することがない。これによって、信頼性の高いインダクタ用コア１を形成することができる。
図４は、本実施形態の電子ペン用芯体部の一例を示す平面図である。電子ペン用芯体部２は、インダクタ用コア１と、インダクタ用コア１の磁性体本体１０に巻回されているコイル２１と、磁性体本体１０の筒孔１０ｃに挿通されている芯体２２とを含んでいる。このような、電子ペン用芯体部２は、電磁誘導方式のタブレットなどの入力装置の電子ペンに内蔵することができる。
芯体２２は、磁化されにくいＳＵＳ３０４あるいはＳＵＳ３１６などの金属棒、ＳＵＳ以外の金属材料やセラミックおよび樹脂などを使用することができる。また、芯体２２はたとえば、ボールペンの芯などの実際に筆記できるものであってもよい。芯体２２は、磁性体本体１０の筒孔１０ｃに挿通されて固定されている。芯体２２は、先端部２２ａが、磁性体本体１０の一端１０ａ側の開口１０ｄから１〜２ｍｍ程度突出するような位置で磁性体本体１０に固定されている。また、芯体２２の後端部２２ｂは、磁性体本体１０の他端１０ｂの開口１０ｆから突出している。
磁性体本体１０の直胴部１２の他端１０ｂに近い領域の外周面１２ａ上に、エナメル線などを巻回して形成したコイル２１が配設されている。コイル２１は磁性体本体１０の直胴部１２うち、他端側に近い箇所に８ｍｍ〜１２ｍｍ程度の幅で巻回して固定されている。コイル２１の端子２１ａ，２１ｂは、回路基板（図示せず）に接続されている。
コイル２１は、エナメル線、リッツ線、ＵＳＴＣ線またはウレタンワイヤなどの被覆線を磁性体本体１０の周りに巻回して配設されている。コイル２１は、直胴部１２の他端１０ｂ近傍の外周面１２ｃ上に配設されている。この外周面１２ｃの算術平均粗さＲａおよび二乗平均平方根粗さＲｑなどの表面粗さが大きいと、巻回されるコイル２１の被覆が損傷するおそれがあるが、直胴部１２の他端１０ｂの近傍の外周面１２ｃにおける算術平均粗さＲａを、直胴部１２の傾斜部１１の近傍の外周面１２ｂにおける算術平均粗さＲａよりも小さくすることによって、滑らかな外周面１２ｃ上にコイル２１を配設することによって、コイル２１が損傷しにくくなり、信頼性の高い電子ペン用芯体部２を実現することができる。
図５は、本実施形態の電子ペンを示す図である、電子ペン３の筐体３１の一部は取り除いて示している。上述の電子ペン用芯体部２を筐体３１に収納して、電子ペン３が構成されている。電子ペン３は、筒状の筐体３１の空洞部３１ａ内に、電子ペン用芯体部２および回路基板（図示せず）を収納して構成されている。このような電子ペン３は、たとえば、電磁誘導方式のタブレットなどの入力装置において、位置を入力する手段として用いることができる。筐体３１の先端部３１ｂには芯体２２の先端部２２ａが突出可能な開口３１ｃが設けられており、ノック機構によって、開口３１ｃから先端部２２ａが突出または筐体３１内に収納可能に構成されている。
たとえば、筐体３１の後端部３１ｄには開口３１ｅが設けられており、開口３１ｅからノック棒３２が突出している。使用者は、ノック棒３２を押下することで、芯体２２の先端部２２ａを筐体３１から出し入れすることができる。本実施形態においては、芯体２２の先端部２２ａが開口３１ｃから出入りする構成であるが、芯体２２の先端部２２ａが開口３１ｃから突出した状態で固定されていてもよく、このような場合は、ノック機構は不要である。このような電子ペン３は、コイル２１が損傷しにくい電子ペン用芯体部２が内蔵されているので、信頼性の高い電子ペン３を実現することができる。
図６は、本実施形態の入力装置を示す斜視図である。入力装置４は、電子ペン３と、位置を検出するセンサ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４は、芯体２２の先端部２２ａ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４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。このような入力装置は、コイル２１が損傷しにくい電子ペン用芯体部２が内蔵された電子ペン３を備えているので、信頼性の高い入力装置４を実現することができる。
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形態で実施できる。したがって、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、本発明の範囲は請求の範囲に示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。さらに、請求の範囲に属する変形や変更は全て本発明の範囲内のものである。たとえば、本開示の実施形態の組み合わせから生じた発明も本発明の範囲内のものである。
１ インダクタ用コア
２ 電子ペン用芯体部
３ 電子ペン
４ 入力装置
１０ 磁性体本体
１０ａ 一端
１０ｂ 他端
１１ 傾斜部
１１ａ 傾斜面
１２ 直胴部
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 外周面
２ 電子ペン用芯体部
３ 電子ペン
４ 入力装置
１０ 磁性体本体
１０ａ 一端
１０ｂ 他端
１１ 傾斜部
１１ａ 傾斜面
１２ 直胴部
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 外周面
Claims (11)
- 磁性体からなる筒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、円筒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、
前記直胴部の前記他端の近傍の外周面における算術平均粗さＲａは、前記直胴部の前記傾斜部の近傍の外周面における算術平均粗さＲａよりも小さいインダクタ用コア。 - 前記直胴部の前記傾斜部の近傍の外周面における算術平均粗さＲａは、６μｍ以下である、請求項１に記載のインダクタ用コア。
- 前記直胴部の前記他端の近傍の外周面における二乗平均平方根粗さＲｑは、前記直胴部の前記傾斜部の近傍の外周面における二乗平均平方根粗さＲｑよりも小さい請求項１または２に記載のインダクタ用コア。
- 前記直胴部の前記傾斜部の近傍の外周面における二乗平均平方根粗さＲｑは１０μｍ以下である請求項３に記載のインダクタ用コア。
- 前記磁性体本体は、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以下である、請求項１〜４のいずれか１つに記載のインダクタ用コア。
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 - 前記平均結晶粒径の尖度Ｋｕが０以上である請求項５に記載のインダクタ用コア。
- 前記平均結晶粒径の歪度Ｓｋ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。
- 少なくとも前記傾斜部は、Ｍｏを含み、Ｍｏは、結晶粒内よりも粒界層に多く含まれている、請求項５〜７のいずれかに記載のインダクタ用コア。
- 請求項１〜８のいずれか１つに記載のインダクタ用コアと、
前記インダクタ用コアに挿通され、前記インダクタ用コアの一端から先端部が突出するように配設された芯体と、を含む電子ペン用芯体部。 - 開口を有する筐体と、
請求項９に記載の電子ペン用芯体部と、を含み、
前記電子ペン用芯体部は、前記筐体に収納され、
前記電子ペン用芯体部の前記先端部が前記筐体の開口から突出、または突出可能に配設されている、電子ペン。 - 請求項１０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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