特開 2020-149193 圧力検出部材及びスタイラス並びに圧力検出部材の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2020-149193(P2020-149193A)

(43)【公開日】2020年9月17日

(54)【発明の名称】圧力検出部材及びスタイラス並びに圧力検出部材の製造方法

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/03 20060101AFI20200821BHJP

   G01L 5/00 20060101ALI20200821BHJP

   G01L 5/16 20200101ALI20200821BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/03 400A

   G01L5/00 E

   G01L5/16

【審査請求】未請求

【請求項の数】18

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2019-44643(P2019-44643)

(22)【出願日】2019年3月12日

(71)【出願人】

【識別番号】000139403

【氏名又は名称】株式会社ワコム

(74)【代理人】

【識別番号】100091546

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 正美

(74)【代理人】

【識別番号】100206379

【弁理士】

【氏名又は名称】丸山 正

(72)【発明者】

【氏名】尾崎 希美

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 謙

(72)【発明者】

【氏名】杉山 義久

【テーマコード（参考）】

2F051

【Ｆターム（参考）】

2F051AA21

2F051AB09

2F051AC01

2F051DA03

(57)【要約】

【課題】スタイラスの細型化に貢献できる圧力検出部材を提供する。
【解決手段】ひずみを感知するひずみ受感材が、厚さ方向に対向する２個の面部の少なくとも一方に配設されている板状部材と、面部の面方向に交差する方向の力が印加されたときに力に応じて板状部材が面方向に交差する方向にひずみ変位をすることができる状態で板状部材を保持するために板状部材と接合される保持部材とを備える。保持部材は、板状部材の個の面部の一方の面部の周縁部の少なくとも一部において板状部材と厚さ方向に重なる板状の接合用部を備えると共に、板状部材と接合された状態では板状部材の面部の周縁部より外部に突出しない形状を備える。保持部材の接合用部と、この接合用部と厚さ方向に重なる板状部材の周縁部の少なくとも一部との間で、板状部材と保持部材とが接合されて固着される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ひずみを感知するひずみ受感材が、厚さ方向に対向する２個の面部の少なくとも一方に配設されている板状部材と、
前記面部の面方向に交差する方向の力が印加されたときに前記力に応じて前記板状部材が前記面方向に交差する方向にひずみ変位をすることができる状態で前記板状部材を保持するために前記板状部材と接合される保持部材と、
を備え、
前記保持部材は、前記板状部材の前記２個の面部の一方の面部の周縁部の少なくとも一部において前記板状部材と厚さ方向に重なる板状の接合用部を備えると共に、前記板状部材と接合された状態では前記板状部材の面部の周縁部より外部に突出しない形状を備え、
前記保持部材の前記接合用部と、当該接合用部と厚さ方向に重なる前記板状部材の周縁部の少なくとも一部との間で、前記板状部材と前記保持部材とが接合されて固着されている
ことを特徴とする圧力検出部材。

【請求項2】

前記板状部材の面部の面方向に直交する方向において、前記保持部材の前記板状部材との接合側とは離間した部位において接合されていると共に、前記板状部材とは非接触の状態で、前記板状部材の前記周縁部の外側を囲うように形成されている外乱遮蔽部材を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の圧力検出部材。

【請求項3】

前記ひずみ受感材は、前記板状部材の前記２個の面部の一方の面部に配設されていると共に、前記保持部材の前記接合用部は、前記板状部材の前記２個の面部の他方の面部の周縁部と厚さ方向に重なっている
ことを特徴とする請求項１に記載の圧力検出部材。

【請求項4】

前記板状部材及び前記保持部材は、溶接または溶着が可能な材料であり、
前記板状部材と前記保持部材との前記接合は、溶接または溶着である
ことを特徴とする請求項１に記載の圧力検出部材。

【請求項5】

前記板状部材と前記保持部材との接合は、レーザー溶接である
ことを特徴とする請求項４に記載の圧力検出部材。

【請求項6】

前記板状部材と前記保持部材との接合は、点位置での接合である
ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の圧力検出部材。

【請求項7】

前記板状部材の前記保持部材が接合されている前記面部とは反対側の前記面部に、前記板状部材の前記面部の面方向に直交する方向を軸芯方向とする棒状の力受付部が取り付けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の圧力検出部材。

【請求項8】

前記力受付部は、前記板状部材の前記保持部材が接合されている前記面部とは前記反対側の前記面部の中心位置に設けられている
ことを特徴とする請求項７に記載の圧力検出部材。

【請求項9】

前記板状部材と前記保持部材との接合は点的な接合であり、前記点的な接合位置は、前記板状部材の中心位置を中心とした円周方向において、互いに等角間隔離れた位置とされている
ことを特徴とする請求項１に記載の圧力検出部材。

【請求項10】

前記板状部材に配設されている前記ひずみ受感材と、外部の回路との接続のために、前記ひずみ受感材が配設されている前記面部に対して、フレキシブル基板が溶着されている
ことを特徴とする請求項１に記載の圧力検出部材。

【請求項11】

ペン形状を有する筐体の一方の端部から突出した先端部に印加される圧力を検出する圧力検出部材を、前記筐体内に備えるスタイラスであって、
前記圧力検出部材は、
ひずみを感知するひずみ受感材が、厚さ方向に対向する２個の面部の少なくとも一方に配設されている板状部材と、
前記先端部に印加される圧力が、前記面部の面方向に交差する方向の力として印加されるように前記板状部材を保持し、且つ、前記印加される圧力に応じて前記板状部材が前記面方向に交差する方向にひずみ変位をすることができる状態で前記板状部材を保持するために前記板状部材と接合される保持部材と、
を備え、
前記保持部材は、前記板状部材の前記２個の面部の一方の面部の周縁部の少なくとも一部において前記板状部材と厚さ方向に重なる板状の接合用部を備えると共に、前記板状部材と接合された状態では前記板状部材の面部の周縁部より外部に突出しない形状を備え、
前記保持部材の前記接合用部と、当該接合用部と厚さ方向に重なる前記板状部材の周縁部の少なくとも一部との間で、前記板状部材と前記保持部材とが接合されて固着されている
ことを特徴とするスタイラス。

【請求項12】

前記圧力検出部材は、
前記板状部材の面部の面方向に直交する方向において、前記保持部材の前記板状部材との接合側とは離間した部位において接合されていると共に、前記板状部材とは非接触の状態で、前記板状部材の前記周縁部の外側を囲うように形成されている外圧抑止部材を備える
ことを特徴とする請求項１１に記載のスタイラス。

【請求項13】

前記ひずみ受感材は、前記板状部材の前記２個の面部の一方の面部に配設されていると共に、前記保持部材の前記接合用部は、前記板状部材の前記２個の面部の他方の面部の周縁部と厚さ方向に重なっている
ことを特徴とする請求項１１に記載のスタイラス。

【請求項14】

前記圧力検出部材は、
前記板状部材の前記保持部材が接合されている前記面部とは反対側の前記面部に、前記反対側の前記面部の面方向に直交する方向を軸芯方向とするように取り付けられている棒状の力受付部を備え、
前記先端部に印加される圧力は、前記力受付部に伝達される
ことを特徴とする請求項１１に記載のスタイラス。

【請求項15】

前記力受付部は、前記板状部材の前記保持部材が接合されている前記面部とは前記反対側の前記面部の中心位置に設けられている
ことを特徴とする請求項１４に記載のスタイラス。

【請求項16】

前記圧力検出部材の前記板状部材と前記保持部材との接合は点的な接合であり、前記点的な接合位置は、前記板状部材の中心位置を中心とした円周方向において、互いに等角間隔離れた位置とされている
ことを特徴とする請求項１５に記載のスタイラス。

【請求項17】

前記筐体内には所定の回路を備え、
前記圧力検出部材の前記板状部材に配設されている前記ひずみ受感材と、前記所定の回路との接続のために、前記ひずみ受感材が配設されている前記面部に対して、フレキシブル基板が溶着されている
ことを特徴とする請求項１１に記載のスタイラス。

【請求項18】

ひずみを感知するひずみ受感材が、厚さ方向に対向する２個の面部の少なくとも一方に配設されている板状部材と、前記面部の面方向に交差する方向の力が印加されたときに前記力に応じて前記板状部材が前記面方向に交差する方向にひずみ変位をすることができる状態で前記板状部材を保持するために前記板状部材と接合される保持部材と、を備える圧力検出部材の製造方法であって、
前記保持部材は、前記板状部材の前記２個の面部の一方の面部の周縁部の少なくとも一部において前記板状部材と厚さ方向に重なる板状の接合用部を備えると共に、前記板状部材と接合された状態では前記板状部材の面部の周縁部より外部に突出しない形状を備え、
前記保持部材の前記接合用部と、当該接合用部と厚さ方向に重なる前記板状部材の周縁部の少なくとも一部とを、厚さ方向に重ね、前記保持部材の前記接合用部に対して、前記板状部材の面部の面方向に交差する方向から熱を加えることに基づいて、前記板状部材と前記保持部材とを接合して固着する
ことを特徴とする圧力検出部材の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、受けた力に応じて生じるひずみなどの変位を検出することに基づいて、前記受けた力を検出する圧力検出部材に関する。また、この発明は、圧力検出部材を用いて、例えば芯体に対して印加される力を検出するスタイラスに関する。さらに、この発明は、圧力検出部材の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

スタイラス（電子ペン）においては、位置検出センサの入力面に対する接触や、接触時の圧力（筆圧）筆圧を検出するための筆圧検出部を有するものが多く、ひずみゲージを用いることも提案されている（特許文献１及び特許文献２参照）。ひずみゲージは、ひずみ受感材の電気抵抗が、当該ひずみ受感材のひずみ（弾性ひずみだけでなく塑性ひずみを含む）によって変化する現象を利用したものである。

【0003】

ひずみゲージを用いた圧力検出部材としては、印加された力（圧力）の互いに直交する３軸方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）の力成分を検出する、いわゆる３軸圧力検出部材も提案されている（特許文献３及び特許文献４参照）。この３軸圧力検出部材を、スタイラスに用いた場合、スタイラスの軸心方向の圧力（筆圧）のみならず、スタイラスが所定の角度傾いた状態においても、スタイラスのペン先に印加される力を検出することができて、スタイラスの傾き角やスタイラスのペン先の摩擦力なども検出することができて便利である。

【0004】

図１０は、３軸圧力検出部材の一例を示すものである。この例の圧力検出部材は、起歪部１０１と、この起歪部１０１に一体に結合された力受付部１０２と、起歪部１０１に取り付けられる圧力センシングデバイス１０３とからなる。圧力センシングデバイス１０３は、ひずみゲージからなり、この例では、起歪部１０１の平面に対して直交する方向をＺ軸方向、起歪部１０１の平面に平行な方向であって、互いに直交する方向をＸ軸方向及びＹ軸方向として、力受付部１０２に印加された力のＸ，Ｙ，Ｚの各軸方向の力成分を検出する。

【0005】

図１０（Ａ）は、この例の圧力検出部材の斜視図である。図１０（Ｂ）は、この例の圧力検出部材の縦断面図（Ｚ軸方向を含む方向の断面図）である。なお、図１０（Ｂ）では、便宜上、力受付部１０２は起歪部１０１の近傍のみ示している。

【0006】

力受付部１０２は、起歪部１０１との結合側とは反対側の先端部に印加される力を受け付けて、起歪部１０１に伝達する機能を備えるもので、この例では、棒状部材とされる。

【0007】

起歪部１０１は、図１０（Ｂ）に示すように、円筒状のダイヤフラム保持部１０１ｂの一方の開口部側に、薄い円板状のダイヤフラム１０１ａが設けられた構造を備えている。そして、起歪部１０１は、円板状のダイヤフラム１０１ａの中央部において棒状の力受付部１０２と結合されている。

【0008】

ダイヤフラム１０１ａの、力受付部１０２との結合側と反対側の面には、圧力センシングデバイス１０３が接着材により貼り付けられて取り付けられている。

【0009】

この例の圧力センシングデバイス１０３は、例えば円板形状の絶縁性フィルムシートからなるフレキシブル基板１０３ａ上に、受けたひずみ変位に応じて抵抗値を変えるひずみ受感材が、複数個配設されたものからなる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】米国特許第５５４８０９２号公報

【特許文献2】米国特許第９３２２７３２号公報

【特許文献3】特開２０１０−１６４４９５号公報

【特許文献4】米国特許第４８９６５４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

ところで、最近のスタイラスは細型化の要請が大きくなっており、このため、上述した筆圧や傾きを検出する目的で用いられる圧力検出部材についても、更なる小型化の要請が大きくなっている。

【0012】

しかしながら、図１０を用いて説明した圧力検出部材では、円筒状のダイヤフラム保持部１０１ｂの一方の開口部側に、薄い円板状のダイヤフラム１０１ａが設けられ、このダイヤフラム１０１ａの、力受付部１０２との結合側と反対側の面に、圧力センシングデバイス１０３が貼り付けられて取り付けられている構造となっている。

【0013】

したがって、図１０を用いて説明した圧力検出部材では、ダイヤフラム保持部１０１ｂが必要であり、圧力センシングデバイス１０３の大きさよりも大きい形状となってしまい、細型化に限界がある。

【0014】

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圧力検出部材を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0015】

上記の課題を解決するために、
ひずみを感知するひずみ受感材が、厚さ方向に対向する２個の面部の少なくとも一方に配設されている板状部材と、
前記面部の面方向に交差する方向の力が印加されたときに前記力に応じて前記板状部材が前記面方向に交差する方向にひずみ変位をすることができる状態で前記板状部材を保持するために前記板状部材と接合される保持部材と、
を備え、
前記保持部材は、前記板状部材の前記２個の面部の一方の面部の周縁部の少なくとも一部において前記板状部材と厚さ方向に重なる板状の接合用部を備えると共に、前記板状部材と接合された状態では前記板状部材の面部の周縁部より外部に突出しない形状を備え、
前記保持部材の前記接合用部と、当該接合用部と厚さ方向に重なる前記板状部材の周縁部の少なくとも一部との間で、前記板状部材と前記保持部材とが接合されて固着されている
ことを特徴とする圧力検出部材を提供する。

【0016】

上述の構成の圧力検出部材においては、厚さ方向に対向する２個の面部の少なくとも一方に、ひずみを感知するひずみ受感材が配設されている板状部材により、圧力センシングデバイスが構成される。そして、板状部材が、印加された力に応じてひずみ変位をすることができる状態で、保持部材に接合される。

【0017】

保持部材は、この接合状態では、板状部材の周縁部から外部に突出することはない形状を備える。したがって、圧力検出部材の、板状部材の面部の面方向に沿う方向の大きさは、板状部材の面部の大きさとすることができ、前述した図８（Ｂ）に示した保持部材を用いるものに比較して、小型化が可能となる。この圧力検出部材をスタイラスの筆圧検出用に用いれば、スタイラスの細型化が可能となる。

【0018】

そして、上述の圧力検出部材においては、板状部材の周縁部の少なくとも一部で、板状部材と保持部材の板状の接合用部とが、それぞれの板の厚さ方向に重なるようにされて、その重なり部分で両者が接合されている。このため、例えば接合に当たって、溶接や溶着をするために熱を加える場合に、板状部材側からではなく、保持部材の板状の接合用部側から、その板面に直交する方向から、熱を加えるようにすることができる。

【0019】

接合に当たって、ひずみ受感材が配設される板状部材側から熱を加えると、当該板状部材の温度が上昇して、ひずみ受感材に悪影響を与えてしまう恐れがある。しかし、上述の構成の圧力検出部材では、板状部材側からではなく、保持部材の板状の接合用部側から、その板面に直交する方向から、熱を加えるようにすることができるので、保持部材の板状の接合用部の温度が上昇しても、板状部材側の温度上昇を抑えることができるので、板状部材に配設されているひずみ受感材への悪影響を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】この発明によるスタイラスの実施形態及び圧力検出部材の実施形態を説明するための図である。

【図2】この発明による圧力検出部材の実施形態の構成例を説明するための図である。

【図3】この発明による圧力検出部材の実施形態で用いる圧力センシングデバイスの一例を説明するための図である。

【図4】この発明による圧力検出部材の実施形態におけるひずみ検出原理を説明するための図である。

【図5】この発明による圧力検出部材の実施形態で用いる圧力センシングデバイスによるひずみ検出回路の構成例を示す図である。

【図6】この発明による圧力検出部材の実施形態における製造手順を説明するための図である。

【図7】この発明による圧力検出部材の実施形態の効果を説明するために用いる比較例を示す図である。

【図8】この発明による圧力検出部材の実施形態における製造手順を説明するための図である。

【図9】この発明による圧力検出部材の実施形態における製造手順を説明するための図である。

【図10】従来の圧力検出部材の例を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、この発明による圧力検出部材の実施形態を搭載したスタイラスの実施形態を、図を参照しながら説明する。以下に説明する実施形態のスタイラスは電磁誘導方式のもので、位置検出装置の位置検出用センサとの間で電磁誘導方式で信号の授受を行なうことで、位置検出装置はスタイラスによる指示位置を検出する。

【0022】

図１は、この発明による圧力検出部材の実施形態を筆圧検出や傾き検出用等として備える実施形態のスタイラス２の構造例を示す図である。図１（Ａ）は、スタイラス２の外観を示す図、図１（Ｂ）は、スタイラス２のペン先側の部分の断面図である。

【0023】

図１（Ａ）に示すように、この実施形態のスタイラス２は、細長形状の筒状の筐体２０１の軸心方向の一方の開口側がペン先側とされ、他方の開口側が後端側とされる。この例では、筐体２０１は、ペン先側ケース２０１１と後端側ケース２０１２とに、軸心方向に２分されており、例えばペン先側ケース２０１１と後端側ケース２０１２とが螺合することで、筐体２０１が構成されている。ペン先側ケース２０１１と後端側ケース２０１２とは一方の端部が他方の端部に圧入されることで結合されるように構成してもよい。後端側ケース２０１２の軸心方向の後端側は、後端キャップ部材２０２により閉塞されている。筐体２０１は、この例では、ＳＵＳで構成されている。筐体２０１は、樹脂で構成されてもよい。

【0024】

この実施形態のスタイラス２の筒状の筐体２０１のペン先側ケース２０１１のペン先側には、図１（Ｂ）に示すように、位置検出センサと電磁誘導結合するための共振回路を構成するコイル２１が巻回される磁性体コア、この例ではフェライトコア２２が配設されると共に、圧力センシングデバイス１を備える圧力検出部材３が、このペン先側ケース２０１１の中空部２０１１ａ内に固定されて配設される。

【0025】

フェライトコア２２には、棒状の芯体３１が挿通される軸心方向の貫通孔２２ａが、その中心位置に形成されている。

【0026】

芯体３１は、硬質材料、この例では、ＳＵＳで構成されており、その軸心方向の一端３１ａ側が、ペン先側ケース２０１１の開口２０１１ｂから突出するようにされ、その突出する一端３１ａには、この例では、樹脂で構成されるペン先部材２０３が圧入嵌合されて取り付けられている。

【0027】

芯体３１のペン先部材２０３が取り付けられた一端３１ａ側とは反対側の他端３１ｂ側は、後述するようにして圧力センシングデバイス１と結合されている。したがって、この例では、芯体３１は、ペン先部材２０３に印加される力を受け付ける力受付部を構成し、受け付けた力を圧力センシングデバイス１に伝達する機能を備える。

【0028】

なお、芯体３１は、この例では、ＳＵＳで構成したが、これに限られるものではなく、硬質材料であれば、例えば樹脂であってもよい。

【0029】

この実施形態の圧力センシングデバイス１は、後述する図３に示すように、円板状の板状部材１０の一方の面部１０ａに、複数個のひずみ受感材１１が配設されると共に、それら複数個のひずみ受感材１１と導電パターン（図示は省略）とからなる回路（ブリッジ回路）が配設されたものである。圧力検出部材３は、圧力センシングデバイス１を、その板状部材１０が、その面部に直交する方向及びその面部に沿う方向に弾性的にひずみ変位（撓み変位）可能に保持するように構成される。

【0030】

そして、圧力検出部材３は、図１（Ｂ）に示すように、圧力センシングデバイス１の板状部材１０の一方の面部１０ａの面方向が筐体２０１の軸心方向に直交する方向に向く状態で、ペン先側ケース２０１１の中空部２０１１ａ内に取り付けられて、ペン先側ケース２０１１に対して軸心方向に移動不可及び圧力検出部材３の周方向に移動不可の状態で固定配置される。

【0031】

図２は、圧力検出部材３を構成する部品の分解斜視図である。すなわち、この実施形態のスタイラス２の圧力検出部材３は、図２に示すように、圧力センシングデバイス１と、芯体３１と、保持部材３２と、保護ケース３３と、結合用ピン３４と、圧力センシングデバイス１と外部の回路との接続のためのフレキシブル基板３５とで構成される。

【0032】

＜圧力センシングデバイス１の構成例の説明＞
図３は、この発明の実施形態のスタイラス２で用いられる圧力検出部材３の圧力センシングデバイス１の構成例を説明するための図である。

【0033】

この例の圧力センシングデバイス１は、弾性を有する絶縁性部材の円板からなる板状部材１０の一方の面部１０ａに、複数個のひずみ受感材１１が配設されて形成されている。図３は、この実施形態の圧力センシングデバイス１の板状部材１０の一方の面部１０ａに配設される複数のひずみ受感材１１の配設位置と、印加された力に応じて板状部材１０に発生するひずみとの関係を示している。

【0034】

図３（Ａ）は、圧力センシングデバイス１を、その板状部材１０の一方の面部１０ａに対して直交する方向であって、当該一方の面部１０ａ側から見た図を示している。なお、板状部材１０を構成する円板は、この例では、図２（Ａ）及び図３（Ａ）に示すように、周縁部１０Ｅの一部が、直線状に切り欠かれた切欠き部１０ｓを備える。この切欠き部１０ｓは、後述するように、圧力センシングデバイス１の板状部材１０の面部１０ａに配設されてひずみ受感材１１で構成されるブリッジ回路との電気的な接続をするフレキシブル基板３５を折り曲げて、板状部材１０の面部１０ａとは反対側に延伸させるためものである。

【0035】

この実施形態の圧力センシングデバイス１では、板状部材１０は、弾性を有する材料の例としての金属板、この例では、ＳＵＳで構成されている。この例では、板状部材１０の一方の面部１０ａ側に絶縁層（図示は省略）が設けられて絶縁性部材とされる。そして、板状部材１０の一方の面部１０ａ側の絶縁層上に、ひずみ受感材１１及び導電パターン（図３では省略）が成膜されて形成されることで、この実施形態ではブリッジ回路が形成されて、圧力センシングデバイス１が形成される。

【0036】

この例では、図１に示すように、圧力センシングデバイス１の板状部材１０中心部には、力受付部の例としての芯体３１が結合用ピン３４により取り付けられて結合される。また、板状部材１０は、その周縁部１０Ｅ（図３において、外周縁と点線で示す円との間の領域）において保持部材３２と接合されて、当該周縁部１０Ｅが保持部材３２に対して軸心方向及び周方向に移動不可の状態で固定される。

【0037】

したがって、板状部材１０は、その周縁部１０Ｅの内側の領域が、力受付部としての芯体３１を通じて印加される力に応じて弾性的なひずみ変位が可能な領域とされる。ひずみ受感材１１は、この周縁部１０Ｅの内側の領域に配設される。

【0038】

ここで、ひずみ受感材１１としては、この実施形態では、ひずみ変形に応じて抵抗値を変える導電性材であって、ひずみの発生方向である半径方向（力の印加点から見た放射方向）の長さが所定の線状の導電部材を、円周方向に複数折り返してジグザグ状パターンとしたものを用いる。ひずみ受感材１１を構成する導電部材としては、例えばＣｕ−Ｎｉ合金とされている。

【0039】

なお、この例の圧力センシングデバイス１に適用可能なひずみ受感材１１としては、この例のようなジグザク状パターンの導電性材に限られるものではなく、例えば特許第６０８４３９３号公報に開示されたようなストリップ状の導電性材であっても良い。

【0040】

この例においては、圧力センシングデバイス１は、図３に示すように、円板形状の板状部材１０の一方の面部１０ａ上に、複数個のひずみ受感材１１として、図３の例ではひずみ受感材Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２，Ｚ１〜Ｚ４が、例えば成膜されて配設されたものからなる。ひずみ受感材Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２，Ｚ１〜Ｚ４の板状部材１０の面部１０ａへの配設方法としては、成膜に限らず、蒸着や印刷などであってもよい。

【0041】

ここで、ひずみ受感材Ｘ１及びＸ２は、Ｘ軸方向（Ｚ軸方向に直交する方向）のひずみを検出するためのものであり、ひずみ受感素子Ｙ１及びＹ２は、Ｙ軸方向（Ｚ軸方向及びＸ軸方向に直交する方向）のひずみを検出するためのものであり、ひずみ受感素子Ｚ１〜Ｚ４は、Ｚ軸方向のひずみを検出するためのものである。

【0042】

この例の圧力検出部材３において、Ｚ軸方向の力（筆圧）が力受付部の例としての芯体３１を介して圧力センシングデバイス１の板状部材１０に印加された場合には、板状部材１０には、引張・圧縮応力が加わり、図４（Ａ）に示すように、力受付部の例としての芯体３１のＺ軸方向の変位に応じて下側に凸となるようにひずみ変位をして湾曲し、外周と内周とに引張・圧縮ひずみが生じる。板状部材１０の面部１０ａのひずみ受感材１１においても、板状部材１０の湾曲（ひずみ変位）に応じて変位して、図４（Ａ）の矢印で示すように、伸長変位する。このため、板状部材１０の面部１０ａに配設されているひずみ受感材Ｚ１〜Ｚ４にも同様にして伸長する変位が生じ、当該ひずみ受感材Ｚ１〜Ｚ４の抵抗値が変化するので、その変化を検出することでＺ軸方向の力（筆圧）を検出することができる。

【0043】

また、この例の３軸力検出センサにおいて、Ｘ軸方向あるいはＹ軸方向の力が板状部材１０に印加された場合には、板状部材１０には、曲げ応力及びせん断応力が加わり、図４（Ｂ）に示すように、Ｘ軸方向あるいはＹ軸方向の力の印加方向において、力受付部の例としての芯体３１よりも手前側では、板状部材１０が伸長するように変位し、芯体３１よりも後ろ側では、板状部材１０が収縮するように変位する。

【0044】

このため、板状部材１０の面部１０ａ上に配設されているひずみ受感材Ｘ１及びＸ２、あるいはひずみ受感材Ｙ１及びＹ２にも同様にして伸長及び収縮の変位が生じ、当該ひずみ受感材Ｘ１及びＸ２、あるいはひずみ受感材Ｙ１及びＹ２の抵抗値の変化を検出することでＸ軸方向あるいがＹ軸方向の力を検出することができる。そして、その検出した力から、スタイラス２の傾きが検出できる。

【0045】

この実施形態の圧力センシングデバイス１は、板状部材１０の一方の面部１０ａに、予め、上述したようにひずみ受感材１１のそれぞれが形成されると共に、導電パターン（図示は省略）が形成されることで、所定の回路、この例ではブリッジ回路が形成される。そして、板状部材１０の一方の面部１０ａには、形成されたブリッジ回路と、圧力センシングデバイス１とは別個に、スタイラス２のケース２０１内に設けられるプリント基板２０４（図１（Ａ）参照）に形成されている回路部分との接続用電極が形成される。

【0046】

この実施形態の圧力センシングデバイス１においては、前述したように配設された複数個のひずみ受感材１１により、ひずみ検出回路を構成するブリッジ回路が構成される。

【0047】

図５は、形成されるブリッジ回路３０の回路例を示す図である。図５の例のブリッジ回路３０は、Ｘ軸方向の力成分を検出するブリッジ回路３０Ｘと、Ｙ軸方向の力成分を検出するブリッジ回路３０Ｙと、Ｚ軸方向の力成分を検出するブリッジ回路３０Ｚとからなる。

【0048】

Ｘ軸方向の力成分を検出するブリッジ回路３０Ｘは、ひずみ受感材Ｘ１及びＸ２と、リファレンス抵抗器ＲＸ３及びＲＸ４とからなる。リファレンス抵抗器ＲＸ３及びＲＸ４は、ひずみ受感材Ｘ１及びＸ２においてひずみ変位が生じていないときの抵抗値と等しい抵抗値を有するもので、この例では、板状部材１０の面部１０ａ上ではなく、例えば外部のプリント基板２０４（図１（Ａ）参照）に配設されている。そして、ひずみ受感材Ｘ１とＸ２との接続中点から第１の出力端子ｔＸａが導出され、また、リファレンス抵抗器ＲＸ３及びＲＸ４の接続中点から第２の出力端子ｔＸｂが導出される。Ｘ軸方向の力成分に応じた検出電圧は、第１の出力端子ｔＸａと第２の出力端子ｔＸｂとの電位差として検出される。

【0049】

また、Ｙ軸方向の力成分を検出するブリッジ回路３０Ｙは、ひずみ受感材Ｙ１及びＹ２と、リファレンス抵抗器ＲＹ３及びＲＹ４とからなる。リファレンス抵抗器ＲＹ３及びＲＹ４は、ひずみ受感材Ｙ１及びＹ２においてひずみ変位が生じていないときの抵抗値と等しい抵抗値を有するもので、この例では、板状部材１０の面部１０ａ上ではなく、例えば外部のプリント基板２０４に配設されている。そして、ひずみ受感材Ｙ１とＹ２との接続中点から第１の出力端子ｔＹａが導出され、また、リファレンス抵抗器ＲＸ３及びＲＸ４の接続中点から第２の出力端子ｔＹｂが導出される。Ｙ軸方向の力成分に応じた検出電圧は、第１の出力端子ｔＹａと第２の出力端子ｔＹｂとの電位差として検出される。

【0050】

さらに、Ｚ軸方向の力成分を検出するブリッジ回路３０Ｚは、ひずみ受感材Ｚ１〜Ｚ４からなる。そして、ひずみ受感材Ｚ１とＺ２との接続中点から第１の出力端子ｔＺａが導出され、また、ひずみ受感材Ｚ３及びＺ４の接続中点から第２の出力端子ｔＺｂが導出される。Ｚ軸方向の力成分に応じた検出電圧は、第１の出力端子ｔＺａと第２の出力端子ｔＺｂとの電位差として検出される。

【0051】

なお、図５において、端子ｔＶは電源電圧Ｖｃｃが供給される端子、端子ｔＧは接地される端子である。電源電圧Ｖｃｃは、スタイラス２のケース２０１内に収納されているバッテリーから供給される。この例では、バッテリーは、図１（Ｂ）に示すバッテリーケース４１内に収納されている。

【0052】

なお、この例の圧力センシングデバイス１は量産が容易である。例えば、この例ではＳＵＳからなる金属板上に、この実施形態の圧力センシングデバイス１の板状部材１０を構成するための円板領域を形成し、その各円板領域に、図３（Ａ）に示すように配設される複数個のひずみ受感材１１を、例えば成膜したり、蒸着したり、印刷したりすることで配設したのち、それら円板領域をＳＵＳからなる金属板から切り抜くことで、上述した板状部材１０を大量に量産することができる。

【0053】

＜圧力検出部材３を構成するその他の部材の構成例＞
保持部材３２は、圧力センシングデバイス１を構成する板状部材１０を、芯体３１により伝達される圧力に応じて弾性変位（撓み変位）をすることができるように保持するための部材であり、圧力検出部材３で検出する力の範囲内では、弾性的な変位をしないような部材で構成される。この例では、板状部材１０よりも硬質のＳＵＳで構成されている。

【0054】

この保持部材３２は、図２（Ａ）の分解斜視図に示すように、ほぼ四角形（ほぼ正方形）の底板３２１と、当該底板３２１の４辺の部分から当該底板３２１に対して直交し、互いに高さが同一の４枚の壁板３２２，３２３，３２４，３２５とを備える。そして、この例では、４枚の壁板３２２，３２３，３２４，３２５のそれぞれは、底板３２１に対して直交する方向の端縁において、それぞれの壁板３２２，３２３，３２４，３２５に対して直交する方向であって、かつ外方に折り曲げられて形成された接合用板部３２２ａ，３２３ａ，３２４ａ，３２５ａを備える。

【0055】

図２（Ｂ）は、保持部材３２をその底板３２１に直交する方向であって、壁板３２２，３２３，３２４，３２５側と反対側から見た図である。図２（Ｂ）で点線で示したのは、保持部材３２を板状部材１０と接合したときの板状部材１０の外周端縁の位置である。この図２（Ｂ）に示すように、保持部材３２は、板状部材１０と接合したときには、板状部材１０の外周端縁から外部に突出しないように形成されている。このため、この例では、保持部材３２の接合用板部３２２ａ，３２３ａ，３２４ａ，３２５ａの外周端縁は、板状部材１０の径と同径、あるいは、板状部材１０の径より若干小さい径の円弧状に形成されている。

【0056】

そして、保持部材３２の接合用板部３２２ａ，３２３ａ，３２４ａ，３２５ａの壁板３２２，３２３，３２４，３２５から突き出している長さの最大値（壁板３２２，３２３，３２４，３２５から接合用板部３２２ａ，３２３ａ，３２４ａ，３２５ａの外周端縁までの長さの最大値）ｗは、図２（Ｂ）に示すように、板状部材１０に対して接合したときに、接合用板部３２２ａ，３２３ａ，３２４ａ，３２５ａが、板状部材１０の周縁部１０Ｅ内に収まっているような長さとされている。つまり、保持部材３２の接合用板部３２２ａ，３２３ａ，３２４ａ，３２５ａは、板状部材１０に対して接合したときに、芯体３１に印加された力により板状部材１０にひずみ変形が生じる領域外である板状部材１０の周縁部１０Ｅで重なるように構成されている。

【0057】

そして、保持部材３２の底板３２１には、この例では、板状部材１０と接合した後に、結合用ピン３４を挿入することができるようにするための開口３２１ａが設けられている。また、図２（Ｂ）に示すように、保持部材３２の底板３２１の外表面には、後述する保護ケース３３と結合する際に、芯体３１の軸心方向を中心とした回転方向の位置決めをするための突起３２１ｂ及び３２１ｃが設けられている。

【0058】

保護ケース３３は、この例では、図２（Ａ）に示すように、一方の開口側が底板３３１により閉塞された筒状体からなり、圧力センシングデバイス１に対する外乱遮蔽部材の役割をする。保護ケース３３は、圧力検出部材３で検出する力の範囲内では、弾性的な変位をしないような部材で構成され、この例では、板状部材１０よりも硬質のＳＵＳで構成されている。

【0059】

保護ケース３３は、図１（Ｂ）に示すように、板状部材１０と保持部材３２とが接合されたものを、その円柱状の空間内に収納するもので、保護ケース３３の円柱状の空間の径は、図１（Ｂ）から分かるように、板状部材１０の径よりも大きく、また、円柱状の空間の深さは、板状部材１０と保持部材３２とを接合したときの軸心方向の長さよりも大きいものとされている。

【0060】

そして、保持部材３２の底板３２１が、保護ケース３３の底板３３１と接触した状態で、保持部材３２が保護ケース３３に対して接合される。保護ケース３３の底板３３１の内側底面には、この接合の際に、保持部材３２の底板３２１の外表面の突起３２１ｂ，３２１ｃと嵌合して位置決めするようにするための凹孔３３１ａ及び３３１ｂが形成されている。この位置決めにより、保護ケース３３に、板状部材１０と保持部材３２とが接合されたものを収納して保持部材３２と接合したときに、板状部材１０の外周端縁と保護ケース３３とは接触せずに離間するようにされる。

【0061】

また、保護ケース３３の底板３３１には、板状部材１０に被着されて電気的な接続がなされるフレキシブル基板３５の延伸部３４ｂを挿通させて、スタイラス２のケース２０１内において、バッテリーケース４１よりも後端側に配設されるプリント基板２０４（図１（Ａ）参照）にまで到達させるようにするためのスリット３３１ｓが形成されている。前述した保持部材３２の底板３２１の外表面の突起３２１ｂ，３２１ｃと、保護ケース３３の底板３２１の凹孔３３１ａ及び３３１ｂとによる位置決めにより、板状部材１０の切欠き部１０ｓの位置と、保護ケース３３の底板３３１のスリット３３１ｓとの位置合わせもなされる。

【0062】

なお、保護ケース３３の底板３３１と保持部材３２の底板３２１との接合は、この例では、レーザー溶接によりなされるもので、図２（Ｃ）に示す点的な位置３３１ｃ及び３３１ｄにおいて、保護ケース３３の底板３２の外側からレーザー光が照射されることで溶接されて、保護ケース３３の底板３３１と保持部材３２の底板３２１とが接合されるものである。

【0063】

また、図２（Ｃ）に示すように、保護ケース３３の底板３３１には、当該底板３３１の中心位置を中心とした同一の円上において、互いに９０度角間隔はなされた位置に、この例では４個の孔３３ｅ，３３ｆ，３３ｇ，３３ｈが形成されている。これら４個の孔３３ｅ，３３ｆ，３３ｇ，３３ｈは、図１（Ｂ）に示すように、圧力検出部材３を、保護ケース３３の底板３３１と、スタイラス内固定部材４２に取り付けたときに、スタイラス内固定部材４２に設けられている４個の突起４２ａが嵌合して、圧力検出部材３が軸心方向を中心とした回転方向に回転しないように係止させるための係止用孔である。この係止用孔は、４個である必要はなく、１個でも、また、２個以上の複数個であってもよい。

【0064】

フレキシブル基板３５は、図１（Ｂ）に示すように、芯体３１と板状部材１０とを結合する際に、芯体３１の端部３１ｂと板状部材１０の面部１０ａとの間に挟持されるようにされる。このため、フレキシブル基板３５は、図２（Ａ）に示すように、板状部材１０の面部１０ａに被着される円形部３５ａと、この円形部３５ａから延出され、板状部材１０の切欠き部１０ｓのところで折り曲げられてスタイラス２の筐体２０１の軸心方向に延伸する延伸部３５ｂとを備える。

【0065】

フレキシブル基板３５の円形部３５ａの中心位置には、結合用ピン３４が挿通される貫通孔３５ｃが形成されている。

【0066】

＜圧力検出部材３の組み立て手順の例＞
先ず、図６（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、圧力センシングデバイス１に対して保持部材３２が接合される。すなわち、圧力センシングデバイス１の板状部材１０の面部１０ａとは反対側の面部の周縁部１０Ｅに、保持部材３２の接合用板部３２２ａ，３２３ａ，３２４ａ，３２５ａが重ねられる。このとき、板状部材１０の切欠き部１０ｓが位置決め用とされて、保持部材３２の接合用板部３２２ａ，３２３ａ，３２４ａ，３２５ａの、板状部材１０に対する円周方向位置が定められる。

【0067】

この例では、保持部材３２の接合用板部３２２ａと３２４ａとを結ぶ方向が、例えばひずみ受感材Ｘ１、Ｘ２が並ぶ半径方向に対して４５度異なり、保持部材３２の接合用板部３２３ａと３２５ａとを結ぶ方向が、例えばひずみ受感材Ｙ１、Ｙ２が並ぶ半径方向に対して４５度異なるような状態とされる。

【0068】

次に、このようにして、圧力センシングデバイス１の板状部材１０の周縁部１０Ｅの部分と保持部材の接合用板部３２２ａ，３２３ａ，３２４ａ，３２５ａを重ね合わせ状態で、図６（Ｂ）において、破線の矢印Ｌｚで示すように、保持部材の接合用板部３２２ａ，３２３ａ，３２４ａ，３２５ａ側から、レーザー光を照射して、圧力センシングデバイス１の板状部材１０の周縁部１０Ｅに、保持部材の接合用板部３２２ａ，３２３ａ，３２４ａ，３２５ａをレーザー溶接する。このときにレーザー溶接されるのは、図６（Ｃ）において、位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４で示すように、保持部材の接合用板部３２２ａ，３２３ａ，３２４ａ，３２５ａの中心位置である点的な位置である。ここで、点的な溶接位置とは、レーザー光が特定の位置に対して照射されたときに、溶接によって接合される位置を指す。

【0069】

このとき、レーザー光の照射により、保持部材３２及び板状部材１０は加熱されるが、保持部材の接合用板部３２２ａ，３２３ａ，３２４ａ，３２５ａ側からレーザー光を照射すると共に、板状部材１０の面部１０ａとは反対側の面部に対してレーザー光が照射されるので、ひずみ受感材１１が配設されている板状部材１０の面部１０ａ側の温度上昇が抑えられることが確かめられた。

【0070】

板状部材１０の面部１０ａの温度が高温になると、この面部１０ａに配設されているひずみ受感材１１に悪影響を及ぼすが、この実施形態では、板状部材１０の面部１０ａ側の温度上昇が抑えられるので、面部１０ａに配設されているひずみ受感材１１に対する悪影響を軽減することができる。

【0071】

図７は、圧力センシングデバイス１の板状部材１０を、当該板状部材１０の周縁部よりも外部に突出させずに、ひずみ変形可能に保持する保持部材の他の例を示すもので、上述した実施形態の保持部材３２で保持する場合との比較例である。

【0072】

図７の例の保持部材５０は、図７（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、外径が板状部材１０の径とほぼ等しい、あるいは若干小さい筒状部材である。この保持部材５０の開口５０ａ側の端面５０ｅと、圧力センシングデバイス１の板状部材１０の周縁部１０Ｅとを、図７（Ｂ）に示すように衝合させて、矢印Ｌｚ１に示すようにレーザー光を、板状部材１０の面部１０ａ側から照射することで、レーザー溶接する。この場合、板状部材１０の面部１０ａと反対側の周縁部１０Ｅは、筒状部材である保持部材５０の壁部となっているので、板状部材１０の面部１０ａと反対側からレーザー光を照射することはできない。

【0073】

このように、矢印Ｌｚ１で示すようにレーザー光を、板状部材１０の面部１０ａ側から照射すると、板状部材１０の面部１０ａの温度が高温になって、当該面部１０ａに配設されているひずみ受感材が剥がれたり、収縮したりするなど悪影響が発生して、ひずみ受感材が正しく働かなくなる恐れがある。

【0074】

図７（Ｂ）において、矢印Ｌｚ２で示すように、保持部材５０の開口５０ａ側の端面５０ｅと、圧力センシングデバイス１の板状部材１０の周縁部１０Ｅとの接合部に対して、横方向からレーザー光を照射して、レーザー溶接することもできるが、板状部材１０の面部１０ａの温度が高温になってしまうのは、矢印Ｌｚ１で示すレーザー照射の場合と同様であり、ひずみ受感材が正しく働かなくなる恐れがある。

【0075】

上述した、この実施形態の圧力検出部材３の場合には、前述したように、保持部材の接合用板部３２２ａ，３２３ａ，３２４ａ，３２５ａ側からレーザー光を照射すると共に、板状部材１０の面部１０ａとは反対側の面部に対してレーザー光が照射されるので、ひずみ受感材１１が配設されている板状部材１０の面部１０ａ側の温度上昇が抑えられ、ひずみ受感材１１に対する悪影響を抑えることができる。点的な溶接位置であることも、温度上昇を抑えることに寄与する。

【0076】

また、板状部材１０の周縁部１０Ｅと、保持部材の接合用板部３２２ａ，３２３ａ，３２４ａ，３２５ａとの板状部分同士を接合部分としているので、筒状の保持部材５０の端面５０ａと板状部材の周縁部１０Ｅとの接合では、端面５０ａの幅が保持部材５０の壁板の厚さに限定されてしまうのに比べて、接合部分である接合用板部３２２ａ，３２３ａ，３２４ａ，３２５ａの面積を大きくすることが容易であるという利点もある。

【0077】

次に、以上のようにして圧力センシングデバイス１の板状部材１０と保持部材３２とを接合したら、図８に示すように、フレキシブル基板３５の円板部３５ａを、圧力センシングデバイス１の板状部材１０の面部１０ａに対して圧着することで、フレキシブル基板３５と、板状部材１０の面部１０ａの接続用端子部との電気的接続を行う。

【0078】

なお、圧力センシングデバイス１の板状部材１０の面部１０ａ側には、ひずみ受感材１１及び導電パターンとからなる回路が形成されていると共に、フレキシブル基板３５の円板部３５ａに形成されている導体パターンとの接続用端子部も形成されている。

【0079】

次に、この例では、図９に示すように、圧力センシングデバイス１の板状部材１０に対して、結合用ピン３４を用いることで、芯体３１を結合する。すなわち、結合用ピン３４を、保持部材３２の開口３２１ａを通じて挿入して、圧力センシングデバイス１の板状部材１０の中心孔１０ｃ及びフレキシブル基板３５の円板部３５ａの貫通孔３５ｃに差し込む。そして、結合用ピン３４の板状部材１０の面部１０ａ側に突出した部分を、芯体３１の端部３１ｂに形成されている嵌合孔３１ｃに挿入する。

【0080】

ぞして、芯体３１と結合用ピン３４とにより、板状部材１０及びフレキシブル基板３５をしっかりと挟持させた状態において、図９において点線矢印Ｌｚで示すように、レーザー光を、芯体３１の軸心方向に直交する方向から照射して、芯体３１と結合用ピン３４とをレーザー溶接する。この場合にも、レーザー溶接は、点的な溶接位置において行う。そして、その場合におけるレーザー光の照射位置は、図９の例においては、芯体３１の周囲の互いに１８０度角間隔、離れた２点の位置とする。しかし、レーザー光の照射位置は、１点であってもよいし、また、芯体３１の周囲の互いに等角間隔、離れた３点以上の位置としてもよい。

【0081】

板状部材１０に対する芯体３１の結合方法としては、結合用ピン３４をネジにより構成して、板状部材１０及びフレキシブル基板３５を間に挟持させた状態で、結合用ピン３４を芯体３１の端部３１ｂにねじ込むようにすることもできる。しかし、結合用ピン３４をネジにより構成して、芯体３１に対して結合用ピン３４をねじ込む構造の場合には、経年変化によりネジによる結合が緩む恐れがある。これに対して、図９の例のように、結合用ピン３４と芯体３１とをレーザー溶接した場合には、ネジの場合のような経年変化によるネジによる結合のゆるみが生じないというメリットがある。

【0082】

次に、以上のようにして芯体３１を板状部材１０の面部１０ａ側にフレキシブル基板３５を介して結合したものを、図９に示すように、保持部材３１の底板３２１側から保護ケース３３の円柱状空間内に収納する。この場合に、フレキシブル基板３５の延伸部３５ｂは保護ケース３３の底板３３１に形成されているスリット３３１ｓ（図２（Ｃ）参照）を通して、保護ケース３３よりも後ろ側に導出される。

【0083】

そして、保持部材３２の底板３２１に形成されている突起３２１及び３２１ｃを、保護ケース３３の底板３３１に形成されている凹孔３３１ａ及び３３１ｂに嵌合させることで、位置合わせをしながら、保持部材３２の底板３２１と保護ケース３３の底板３３１とを衝合させる。そして、この衝合状態を維持しながら、保護ケース３３の底板３３１に直交する方向において、当該保護ケース３３の底板３３１の外側からレーザー光を照射して、保護ケース３３を保持部材３２に対してレーザー溶接する。この場合のレーザー溶接も、点的な位置において行い、そのレーザー溶接位置は、図２（Ｃ）で示した保護ケース３３の底板３３１の位置３３１ｃ及び３３１ｄの２点とされる。この場合のレーザー溶接位置も、２点ではなく、１点でも、また、３点以上であってもよい。

【0084】

以上のようにして、この実施形態の圧力検出部材３が完成となる。この圧力検出部材３は、図１（Ｂ）のようにして、スタイラス２の筐体２０１のペン先側ケース２０１１内に収納される。この場合に、図１（Ｂ）に示すように、この例のスタイラス２においては、圧力検出部材３は、保護ケース３３の底板３３１が、台座部材４２の上板に取り付けられる。

【0085】

台座部材４２の上板には、図１（Ｂ）に示すように、保護ケース３３の底板３３１に形成されている４個の孔３３ｅ，３３ｆ，３３ｇ，３３ｈに嵌合する突起４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄが形成されている。そして、保護ケース３３の底板３３１に形成されている４個の孔３３ｅ，３３ｆ，３３ｇ，３３ｈに、台座部材４２の突起４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄが嵌合することで、保護ケース３３は、台座部材４２に対して軸心方向を中心とした回転をすることなく結合される。したがって、台座部材４２がスタイラス２の筐体２０１内で、軸心方向を中心とした回転をしないように固定保持されることで、圧力検出部材３は、軸心方向を中心とした回転をしないように固定保持される。

【0086】

そして、この台座部材４２が、台座固定用部材４３を介してバッテリーケース４１の軸心方向の端部に突き当てられることにより、圧力検出部材３は、スタイラス２の筐体２０１内において軸心方向に移動不可となるように係止されて収納される。なお、バッテリーケース４１は、筐体２０１の後端側が後端キャップ部材２０２で閉塞されていることにより、筐体２０１内において、軸心方向に移動不可の状態とされている。

【0087】

以上のようにして、図１（Ｂ）に示すように、圧力検出部材３が、スタイラス２の筐体２０１内に収納された状態においては、芯体３１の一端３１ａが圧入嵌合されているペン先部材２０３に圧力が印加されると、その圧力は芯体３１を通じて圧力センシングデバイス１に伝達される。そして、圧力センシングデバイス１では、板状部材１０は保持部材３２により保持されているので、当該板状部材１０が、その伝達された圧力に応じた変位をすることが可能な状態となっている。

【0088】

そして、図１（Ｂ）に示すように、この実施形態の圧力検出部材３は、保護ケース３３により形成されている円柱状空間に、圧力センシングデバイス１が配されていて、且つ、板状部材１０は、保護ケース３３とは非接触であって、空間に存在するようにされている。したがって、スタイラス２の筐体２０１に外部からの力（外乱）が加わったとしても、その力は、保護ケース３３により圧力センシングデバイス１には、伝達されないように遮蔽される。このため、圧力センシングデバイス１は、先端部２０３に印加される圧力を、精度良く検出することが可能となる。

【0089】

なお、圧力検出部材３をスタイラス２の筐体２０１内に収納するときに、台座部材４２を用いることは必須ではなく、保護ケース３３を、筺体２０１内で、軸心方向に移動不可及び回転不可の状態で固定することができればよい。

【0090】

なお、図１（Ｂ）では図示を省略したが、フェライトコア２２に巻回されているコイル２１の両端のリード線は、圧力検出部材３及びバッテリーケース４１を跨いで後端側に導出され、プリント基板２０４に接続されている。このコイル２１の両端のリード線は、プリント基板２０４上に設けられているキャパシタの両端に電気的に接続されるようにプリント基板２０４に対して接続される。このコイル２１とキャパシタとにより、位置検出センサと電磁誘導結合するための共振回路が構成されている。

【0091】

この実施形態のスタイラス２は、以上のように構成されているので、位置検出装置の位置検出センサの入力面に対してペン先部材２０３が接触して、当該ペン先部材２０３を通じて芯体３１に印加される力に応じて、圧力検出部材３の圧力センシングデバイス１の板状部材１０がひずみ変形をする。

【0092】

圧力センシングデバイス１の一方の面部１０ａに配設されたひずみ受感材１１では、そのひずみ変形に応じて抵抗値変化を生じるので、当該面部１０ａに形成されている回路部（ブリッジ回路）の端子には、印加された力に応じた出力電圧が得られる。

【0093】

プリント基板２０４には、この実施形態では、芯体３１の軸心方向（Ｚ軸方向）に印加される力成分を、ペン先部材２０３に印加される筆圧として検出すると共に、芯体３１の軸心方向に直交する方向に印加される力成分から、位置検出センサの入力面に対するスタイラス２の傾き角を検出するペン状態検出回路が設けられている。ペン状態検出回路は、フレキシブル基板３５を通じて送られてくる圧力センシングデバイス１の出力電圧に基づいて、前記筆圧及び前記傾きを検出する。ペン状態検出回路は、圧力センシングデバイス１の出力電圧に基づいて、スタイラス２のペン先部材２０３と、位置検出センサの入力面との間の摩擦力をも検出するように構成することもできる。

【0094】

そして、検出した筆圧や傾きの情報は、この実施形態では、プリント基板２０４に設けられる制御ＩＣ（Integrated Circuit；集積回路）により、共振回路がオンオフされることで、ＡＦＫ信号として位置検出センサに送信される。なお、プリント基板２０４に位置検出装置と電波による無線通信を行う無線通信部を設けて、その無線通信部を通じて、検出した筆圧や傾きの情報を、位置検出装置に送信するように構成してもよい。

【0095】

［その他の実施形態または変形例］
上述の実施形態では、圧力センシングデバイス１の板状部材１０は、円板形状としたが、円板形状に限られるものではなく、横断面が多角形形状であってもよい。

【0096】

また、圧力センシングデバイス１の板状部材１０は、一定の厚さとしたが、力の印加部を中心とした放射方向において厚さが変化しているものであってもよい。例えば、板状部材１０の周縁部１０Ｅよりも内側の領域において、ひずみ受感材を配設する部分近傍は、ひずみ変形がし易いように厚さを他の部分よりも薄く構成してもよい。

【0097】

また、上述の実施形態の圧力検出部材３では、芯体３１を力受付部として構成したが、芯体を力受付部とするのではなく、力受付部と芯体とを別部材として形成し、芯体を、板状部材１０に固定された力受付部に嵌合するように構成してもよい。

【0098】

また、保持部材３２は、圧力センシングデバイス１の板状部材１０の周縁部１０Ｅの互いに９０度角間隔離れた４個の位置で、板状部材１０と接合するようにしたが、周縁部１０Ｅの１個の位置で接合するようにしてもよいし、また、４個に限らす、２個以上の複数個の位置で接合するようにしても勿論よい。

【0099】

また、圧力センシングデバイス１の板状部材１０と保持部材３２との接合は、レーザー溶接としたが、溶接の方法は、レーザー溶接に限られるものではない。また、接合は、溶接に限らず、接着材を用いた接着などであってもよい。

【0100】

また、上述の実施形態では、板状部材１０に対して、力受付部の例としての芯体３１とは別個として、結合用ピン３４を用いて結合するようにしたが、板状部材１０と芯体３１とを、例えばＳＵＳにより一体に形成するようにしてもよい。

【0101】

また、上述の実施形態では、圧力センシングデバイス１では、板状部材１０の一方の面部１０ａにのみひずみ受感材を配設するようにしたが、一方の面部と他方の面部との両方にひずみ受感材を配設するようにしてもよい。その場合に、例えば、一方の面部には、Ｚ軸方向のひずみを検出するためのひずみ受感材を配設し、他方の面部には、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のひずみを検出するためのひずみ受感材を配設するようにしてもよい。

【0102】

また、図３に示した板状部材１０の面部１０ａにおけるひずみ受感材の配設例は、一例であり、この図３の例に限られるものではないことは言うまでもない。

【0103】

また、上述の実施形態では、圧力センシングデバイス１は、印加される力のＺ軸方向の力成分、Ｘ軸方向の力成分及びＹ軸方向の力成分の３軸方向の力成分に応じたひずみ検出出力を得るようにしたが、Ｚ軸方向、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の内の一つの軸方向の力成分のみを検出する場合や、Ｚ軸方向、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の内の２つの軸方向の組の力成分を検出する場合にも、この発明は適用可能である。

【0104】

また、上述の実施形態では、スタイラスの筐体２０１を、ペン先側ケース２０１１と後端側ケース２０１２とに２分するようにしたが、筐体２０１は、この例のように２分するのではなく、１個の筒状のケースで構成されていても勿論よい。

【0105】

なお、上述の実施形態のスタイラスは、電磁誘導方式のものとしたが、この発明によるスタイラスは、ペン先部に印加される力を、圧力検出部材の圧力センシングデバイスのひずみ受感材を用いて検出するものであれば、静電結合方式の他、いずれの方式のものであってもよい。

【0106】

また、上述の実施形態では、圧力センシングデバイスは、板状部材に直接的にひずみ受感材及び導電パターンを形成するようにしたが、板状部材の形状に合わせたフレキシブル基板に、上述のようにして、ひずみ受感材と導電パターンを形成して、そのフレキシブル基板を、板状体の面部に接着するようにしてもよいことは言うまでもない。

【符号の説明】

【0107】

１…圧力センシングデバイス、２…スタイラス、３…圧力検出部材、１０…板状部材、１０ａ…板状部材１０の一方の面部、１０Ｅ…板状部材１０の周縁部、１１…ひずみ受感材、３１…芯体、３２…保持部材、３３…保護ケース、３４…結合用ピン、３５…フレキシブル基板、３２２ａ，３２３ａ，３２４ａ，３２５ａ…接合用板部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】