可变容量电容器及位置指示器的制作方法

专利名称：可变容量电容器及位置指示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种容量值对应由外部施加的压力或位移而改变的可变容量电容器及使用该电容器的位置指示器。
背景技术：
例如专利文献1 (日本特开昭64-53223号公报)所示，由笔型的位置指示器和位置检测装置构成的位置输入装置已被公知。位置检测装置具有用于检测由位置指示器所指示的位置的传感部。该传感部一般是平板状，具有检测位置指示器的指示输入位置的指示检测平面。 并且，在电磁感应式的位置检测装置中，在传感部上排列设置多个分别在X轴向及Y轴向上细长的环形线圈。另一方面，位置指示器具有由线圈和电容器构成的共振电路。并且，位置检测装置向传感部的各环形线圈逐个地流入特定频率的电流(励磁用发送电流)，由该环形线圈产生磁场。这样一来，位置指示器靠近产生了磁场的环形线圈时， 位置指示器的共振电路通过电磁感应而共振，产生感应磁场。接着使环形线圈停止产生磁场。并且，接着用环形线圈接收从位置指示器的共振电路发出的感应磁场，检测在该环形线圈中流动的信号电流(接收电流)。位置检测装置按照各个环形线圈进行该动作，根据接收电流检测位置指示器的位置。并且，在现有的位置指示器中，用于检测笔压的芯体，同时具有对应施加给该芯体的笔压而使线圈的阻抗可变的机构。这样一来，在位置指示器中，通过笔压的变化，共振电路的共振频率变化，在位置检测器中，其构成是，检测出该共振频率的变化(相位变化)，也检测出施加给位置指示器的笔压。但在专利文献1记载的位置指示器中，存在其构造上产生一定程度的行程并且无法使共振频率的变化幅度过大的问题。为解决该问题，本申请的申请人在日本特开平 4-96212号公报(以下称为专利文献2)、日本特开平5-275283号公报(以下称专利文献 3)、日本特愿2008-305556号(以下称为在先申请涉及的发明)中，提出了使用对应施加给芯体的笔压而使容量变化的可变容量电容器的位置指示器的方案。即，在位置指示器的共振电路上设置可变容量电容器，对应笔压改变该可变容量电容器的容量，从而改变该共振电路的共振频率。具体而言，专利文献2记载的位置指示器使用如下可变容量电容器在电介质的一个面上设置第1电极，在该电介质的另一个面上夹设衬垫地设置第2电极，通过使该第2 电极夹设弹性体可通过芯体向电介质一侧推压。此时其构成是，对应施加给芯体的推压力 (笔压)，经由弹性体使第2电极与电介质接触，对应该接触状态，可变容量电容器的容量变化。这样一来，可解决对应线圈的阻抗变化而改变共振频率的专利文献1记载的位置指示器中所存在的问题。并且，专利文献3记载的位置指示器使用如下可变容量电容器在电介质的一个面上设置第1电极，在该介质的另一个面上夹设衬垫而配置由具有可挠性及弹性的导电性橡胶形成的第2电极。并且如下构成，对应施加给芯体的推压力(笔压)使导电性橡胶的第2电极与电介质接触，对应该接触状态改变可变容量电容器的容量。此时，第2电极由具有可挠性和弹性的导电性橡胶形成，因此与专利文献2记载的位置指示器相比，可实现通过较小的笔压获得稳定的输出值的位置指示器。并且，在先申请涉及的发明(日本特愿2008-305556)和专利文献1及2—样，使用具有电介质、第1、第2电极的可变容量电容器，但该可变容量电容器的构成是，电介质和第 2电极的位置关系可切实恢复到初始状态，从而提高了耐久性。具体而言，在支架内具有 电介质；向该电介质施力的端子部件；和构成以夹持该端子部件和该电介质的方式设置的第2电极的导电部件；在该导电部件的周围，设有向与该电介质相反的一侧推压该导电部件的弹性部件。并且，其构成是，向芯体施加推压力时，该导电部件被向电介质方向推压。因此，本申请的申请人考虑到使用用途、耐久性等各方面，对与平板同时使用的位置指示器完成了各种发明。此外，上述专利文献1、专利文献2、专利文献3及在先申请(日本特愿2008-305556)涉及的发明作为分别具有特征的装置，现在广泛应用于由终端用户支撑的位置指示器。专利文献1 日本特开昭64-53223号公报专利文献2 日本特开平4-96212号公报专利文献3 日本特开平5-275283号公报利用了上述专利文献2、专利文献3、在先申请(特愿2008-305556)记载的发明的可变容量电容器的各位置指示器，如图20 图22的笔压特性的图表所示，具有特有的特性。其中，图20表示使用了专利文献2所述的可变容量电容器的位置指示器的笔压特性， 图21表示使用了专利文献3所述的可变容量电容器的位置指示器笔压特性。并且，图22 表示使用了在先申请涉及的发明的可变容量电容器的位置指示器的笔压特性。并且，图20 图22分别是表示施加给对应的可变容量电容器的推压力和输出值的关系的图表。横轴是推压力的大力，单位是克重。纵轴是可变容量电容器的输出值，如上所述，表示将可变容量电容器的共振频率的变化作为感应电压的相位角的位移检测时的相位，单位是度。即，如专利文献1所公开的，上述各可变容量电容器的容量值的变化作为通过共振反射的电波的相位的偏差而输出。并且，在图20 图22中，下侧的图表如向上的箭头所示，表示逐渐增大推压力时的推压力的输出值的关系。并且，上侧的图表如向下的箭头所示，表示逐渐减小施加给500 克重的推压力时的推压力和输出值的关系。并且如图20 图22所示，专利文献2、专利文献3、在先申请(日本特愿 2008-305556)所述的可变容量电容器的输出值是对数变化的值。即，推压力值较小时，输出值的变化是线性的，而在推压力大的区域中，输出值的增加达到顶点。该结果是由共振电路的特性产生的，而不是人为获得的，但对照以触觉为首的人类的五官呈对数性这一研究结果，也具有良好的人机界面舒适性，并且可提供一种实际上易于使用的触控笔。并且，比较图20 图22所示的笔压特性，它们各有特征。在图20所示的硬件型的可变容量电容器的笔压特性中，上升负荷为30克重左右，略重，笔压特性的曲线(笔压曲线)的膨胀中中等程度，但磁滞较小。其中磁滞是指，随着一定量(在此是推压力)的变化其他量(在此是相位)发生变化时，因一定量(推压力)的变化的路径(逐渐增大推压力
5的路径、及逐渐减小推压力的路径)不同，相对相同量(推压力)的其他量(相位)不同。并且，在图21所示的软件型的可变容量电容器的笔压特性中，上升负荷为10克重左右，小于硬件型可变容量电容器，但笔压曲线的膨胀和磁滞均较大。并且，图22所示的小型可变容量电容器中，上升负荷为1克重左右，非常小，但笔压曲线的膨胀较大，磁滞为中等程度。如上所述，和推压力对应的输出值(相位)的变化是对数性的，从人机界面舒适性角度而言并不差。但为了较精密地进行信息输入，优选和推压力对应的输出值(相位)的变化是线性的(直线)。进一步，尽量减小上升负荷的同时减小磁滞，从而可通过用户的操作进行一致的信息输入。因此，对于适用于与平板同时使用的位置指示器的可变容量电容器，优选上升负荷小、推压力所对应的输出值(相位)的变化是较为线性的、磁滞尽量小的特性的装置。因此，本申请涉及的发明的发明人对推压力所对应的输出值(相位)的变化平滑、 磁滞较小的专利文献2所述的可变容量电容器的电介质和第2电极的接触面积的变化进行了调查。图23是说明硬件型可变容量电容器中的电介质和第2电极的接触面积的变化的图。如图23所示，对于第2电极，向电介质一侧施加推压力(负荷)时，第2电极和电介质接触。并且，对第2电极的推压力在0克重到50克重之间时，第2电极和电介质的接触面积变得较大。但对第2电极的推压力超过50克重时，第2电极和电介质的接触面积仅略有增大。即，对第2电极的推压力在0克重到50克重之间时，硬件型可变容量电容器的输出值线性变化，与之相对，当推压力超过50克重时，硬件型可变容量电容器的输出值达到顶点。图M是电容器的容量的计算公式，图25表示根据图M所示的计算公式计算出专利文献2所述的可变容量电容器的容量并图表化。此时，第2电极和电介质的接触面积 (电极面积A)如图25(B)所示，对应推压力而变化。即，如图23所示，推压力在0克重到 50克重时，接触面积变得较大，当推压力超过50克重时，接触面积的扩展逐渐变小，因此增加率也变小。因此，随着施加的推压力的变大，第2电极和电介质的接触面积达到顶点，如图25(A)所示，可变容量电容器的容量具有非线性的特性。

发明内容
鉴于以上情况，发明人想到，使第2电极和电介质的接触面积在推压初期较小，随着推压力变大而增大接触面积，如果可实现这一构成，则可获得具有所需容量特性的可变容量电容器。本发明基于以上设想，其目的在于提供一种上升负荷小、且使由用户施加的推压力所对应的输出值及磁滞变为所需特性的可变容量电容器及使用该电容器的位置指示器。为解决上述课题，技术方案1记载的发明的可变容量电容器的特征在于，具有电介质，具有第1面部及与该第1面部相对的第2面部；第1电极，配置在上述电介质的第1面部上；第2电极，与上述电介质的上述第2面部相对地配置；和
推压部件，用于使上述第2电极和上述电介质接触；上述第2电极是具有与上述推压部件抵接的抵接中心部、且至少具有一个从该抵接中心部向上述电介质的周边部的方向以放射状形状延伸的部分的电极片；对应上述推压部件的推压力改变上述电介质和上述第2电极的接触面积，从而改
变静电容量。根据技术方案1记载的发明的可变容量电容器，其构成是，在电介质的第1面部上设置第1电极，与该电介质的第2面部相对地设置第2电极，该第2电极在经由推压部件被向电介质一侧推压时与电介质接触。并且，第2电极可以如下构成，是具有一个以上从与推压部件接触的部分的中心 (抵接中心部)开始沿着第2面部向其周边部的方向以放射状形状延伸的部分的电极片，对应经由推压部件被施加的推压力改变与电介质的接触面积，从而改变作为电容器的静电容量。因此，第2电极如下构成，具有从推压部件的抵接中心部开始沿着电介质的第2面部向其周边部方向以放射状形状延伸的部分，从而在经由推压部件被推压时，使电介质的第2面部和第2电极的接触面积在抵接初期较小，随着推压力变大而增大。这样一来，可实现上升负荷小、且使推压力所对应的输出值及磁滞变为所需特性的可变容量电容器。根据本发明涉及的可变容量电容器，上升负荷较小，可使由用户施加的推压力所对应的输出值及磁滞变为所需特性。并且，通过将该可变容量电容器应用于位置指示器，通过用户的操作可进行一致的信息输出，实现可更为精密地输入信息的位置指示器。


图1是说明本发明的位置指示器的一个实施方式所使用的输入装置的外观的立体图。图2是说明本发明的可变容量电容器的第1实施方式的截面图。图3是说明构成图2所示的第1实施方式的可变容量电容器的主要部件的分解立体图。图4是说明第1实施方式的可变容量电容器的第2电极3的形状的一例的图。图5是说明图2所示的可变容量电容器的作用的图。图6是表示图2所示的可变容量电容器的相位-负荷特性的图。图7是说明图2所示的可变容量电容器的第2电极的形状的一例的图。图8是说明图2所示的可变容量电容器的第2电极的中心的宽D的不同所对应的输出特性的不同的图。图9是说明图2所示的可变容量电容器的第2电极的延伸部的宽L的不同所对应的输出特性的不同的图。图10是说明图2所示的可变容量电容器的第2电极的形状的其他例子的图。图11是表示使用了图2所示的可变容量电容器的位置指示器的一个实施例的图。图12是说明本发明的可变容量电容器的第2实施方式的截面图。
图13是说明构成图12所示的可变容量电容器的主要部件的分解立体图。图14是说明图12所示的可变容量电容器的作用的图。图15是说明本发明的可变容量电容器的第3实施方式的立体图。图16是说明图15所示的可变容量电容器的截面图。图17是表示将图15所示的可变容量电容器涉及的导电部件及电介质安装到保持部的状态的立体图。图18是说明图15所示的可变容量电容器涉及的导电部件的形状的立体图。图19是说明本发明的可变容量电容器的第4实施方式的立体图。图20是表示专利文献2涉及的硬件型可变容量电容器的相位-负荷特性的图。图21是表示专利文献3涉及的软件型可变容量电容器的相位-负荷特性的图。图22是表示在先申请所述的小型可变容量电容器的相位-负荷特性的图。图23是说明专利文献2涉及的硬件型可变容量电容器中的电介质和第2电极的接触面积的变化的图。图24是表示可变容量电容器的容量的计算公式的图。图25是表示专利文献2涉及的硬件型可变容量电容器的容量-负荷特性(图 25(A))、面积-负荷特性(图25(B))的图。
具体实施例方式以下参照

本发明的一个实施方式。以下首先说明由位置检测装置和本发明涉及的位置指示器构成的输入装置的概要。之后说明应用于本发明的位置指示器的一个实施方式的本发明的可变容量电容器的四个不同的实施方式。(输入装置)首先说明使用本发明的位置指示器而构成的输入装置的一个实施方式的概要。图 1是说明本实施方式的输入装置的概要构成的立体图。如图1所示，本实施方式的输入装置由位置指示器100和位置检测装置200构成。(位置检测装置)位置检测装置200通过电缆205连接个人计算机、PDA (Personal Digital Assistant :个人数字助理)等未图示的外部装置，从而作为这些外部装置的输入装置来使用。此外，虽未特别图示说明，但可将所述位置检测装置200内置于个人计算机等中。位置检测装置200由以下部分构成检测部201，检测由下述位置指示器100所指示的位置；和框体202，该检测部201，呈中空的较薄的大致长方体。框体202具有上部框体204，具有用于使检测部201的检测面露出的开口部203 ；和与该上部框体204重合的未图示的下部框体。并且，检测部201嵌入到上部框体204的四边形的开口部203中，检测部201的检测面露出。在该框体202的内部安装用于收发电波的多个环形线圈、必要的电路部。具有该构成的位置检测装置200接收通过下述位置指示器100的指示操作所形成的文字及图片等的输入。(位置指示器)如图1所示，位置指示器100形成为笔型。并且，在位置指示器100的壳体11内设有下文描述的其中一个前端部分从壳体11突出的芯体71、用于芯体71的位置指示线圈、可变容量电容器、印刷基板等。并且，在上述专利文献1中已经详细说明了其原理，例如如图1所示，在形成平板结构的位置检测装置200和形成笔型结构的位置指示器100之间，进行电波交换。这样一来，如下构成，在位置检测装置200 —侧，测位置指示器100的指定位置，并且检测出相对于位置指示器100的使用状态的变化，并可将其提供到个人计算机等外部装置。(可变容量电容器的第1实施方式)接着说明本发明的位置指示器中使用的本发明的可变容量电容器的第1实施方式。该第1实施方式的可变容量电容器沿袭了上述专利文献2公开的可变容量电容器中使用的技术，并且通过进一步进行改良而得以实现。图2是表示该第1实施方式的可变容量电容器的构造的截面图。图中的1是电介质，2是第1电极，3是第2电极，4是衬垫，5是弹性体，6是外壳，7是推压体，8及9是端子。图3是表示构成该第1实施方式的可变容量电容器的主要部件的形状的分解立体图。如图2、图3所示，该第1实施方式的可变容量电容器形成在由第1外壳部件61、从下侧插入到其中的第2外壳部件62所构成的外壳6内。并且如图2、图3所示，按照第1电极2、电介质1、衬垫4、第2电极3、弹性体5的顺序进行层压，并且其构成是，由芯体71和盖体72构成的推压体7可以经由弹性体5向电介质1 一侧推压第2电极3。电介质1由具有彼此平行的二个面Ia及Ib的大致圆盘状的硬质材料构成，因此在此使用厚度为2mm、直径为4. 6mm、相对介电常数为7000的陶瓷。并且在图2、图3中，在作为电介质1的上侧的面的面Ia—侧设置第1电极2，在作为电介质1的下侧的面的面Ib 一侧设置第2电极3。第1电极2由厚度为0. 2mm、直径为4. Omm的大致圆盘状的银板构成，因此被烧结并安装到电介质1的一个面Ia上。第2电极3通过在具有可挠性的绝缘薄膜、在此是厚度为75 μ m的聚酰亚胺薄膜上蒸镀厚度为1000埃的镍铬耐热合金而形成。衬垫4由厚度为40 μ m、相对介电常数为3. 5的聚酰亚胺薄膜构成，形成为外径为 4. 6mm及内径为3. 3mm的环形。弹性体5由厚度为0. 35mm的硅酮橡胶构成，由直径为4. 6mm 的圆盘状的主体部和从与其径向相对的2个位置以舌状延伸的固定部构成。此外，电介质 1的与第2电极相对的面Ib被光滑地研磨加工，以使其表面精度为Ra = 0. 1 μ m以下。如上所述，外壳6由第1外壳部件61及第2外壳部件62构成，它们均由刚性强的合成树脂构成，在本实施方式中是含有玻璃纤维的聚酰胺构成。如图3所示，外壳部件61 大致呈有底圆筒状。并且，外壳部件62是可收纳到外壳部件61的内部的大致圆柱状的部件，在外壳部件62的轴向的一端一体地设置与外壳部件61具有相同直径的环形凸缘体621而形成。并且，如图3所示，外壳部件62上设置了在其轴向上贯通的通孔622。并且，外壳部件62的外径与电介质1、第2电极3的电极部、衬垫4、弹性体5的外径相同。如上所述，推压体7由芯体71及盖体72构成，因此它们分别由硬质材料及刚性强的材料构成，在此是由陶瓷及含有玻璃纤维的聚酰胺构成。芯体71具有比外壳部件62的图3所示的通孔622的内径略小的外径，其一端71a形成为半球状。盖体72具有比外壳部件62的通孔622略小的外径、及比芯体71的外径略小的内径，呈轴向长度小于外壳部件62的大致有底圆筒状。并且，端子8连接到第1电极2上，端子9连接到第2电极3上。这些端子8、9例如通过在黄铜上实施镀镍及镀金而形成。接着，说明本第1实施方式的可变容量电容器的组装方法。首先如图2、图3所示， 从第1外壳部件61的上部插入并安装端子8、9。接着，在第1外壳部件61的内部按照以下顺序层压收纳一个面Ia上烧结并安装有第1电极2的电介质1、衬垫4、第2电极3及弹性体5。此时，电介质1的一面Ia—侧、即第1电极2与端子8抵接(连接)。并且，如下所述，第2电极2被如下配置在被推压体7推压时，第2电极3的蒸镀面一侧可以经由衬垫4与电介质1的另一面Ib接触。并且，端子9与第2电极3的端子部33a抵接(连接)。接着，将盖体72收纳到第2外壳部件62的通孔622内后，将该第2外壳部件62 从第2外壳部件61的下侧嵌入到其内部。此时，第1外壳部件61和第2外壳部件62通过设置在规定位置上的切口、凹部、凸部的卡合而彼此固定。并且，在该状态下，为了使规定的力施加给各配件之间、尤其是第1电极2和端子8之间及第2电极3和端子9之间，设定第 1外壳部件61及第2外壳部件62的各部分的尺寸。最后，将芯体71的另一端71b插入、固定到通过第2外壳部件62的通孔622收纳的盖体72的内部。此外，提前组合好芯体71和盖体72，将它们收纳到第2外壳部件62后， 将该第2外壳部件62嵌入到第1外壳部件61即可。这样一来，在外壳6内，夹着电介质1及衬垫4而在其两侧配置第1电极2及第2 电极3，通过这些形成电容器。并且，第2电极3夹着衬垫4而与电介质1的面Ib相对，因此对应通过推压部7施加的推压力，电介质1的面Ib和第2电极3的接触面积改变，从而实现可变容量电容器。并且，该第1实施方式的可变容量电容器的上述基本构成和上述专利文献2公开的可变容量电容器相同。但在该第1实施方式的可变容量电容器中，第2电极3的形状与专利文献2公开的可变容量电容器完全不同。图4是说明该第1实施方式的可变容量电容器的第2电极3的形状的一例的图。 该第1实施方式的可变容量电容器的第2电极3的形状如图4所示，由以下部分构成包括中心0的具有规定面积的中心部31 ；夹着该中心部31而从中心部31延伸的延伸部32a、 32b ；以及设置在延伸部32a、32b的端部上的端子部33a、33a。中心部31是通过推压体7施加推压力时，最先与电介质1的面Ib接触的部分，与推压体7的抵接中心部一致。并且，换言之，图4所示的例子中，如图4中虚线圆所示，中心部31可定义为包括中心0、通过中心0的中心部31的中心的长度(直径)为长度D的圆形部分。此外，长度D可有各种选择。并且，延伸部32a、32b是如下构成的部分从以中心0为中心的中心部31向其半径方向(图4中为χ轴向)以放射状形状延伸，对应推压力变为与电介质1的面Ib接触的状态，与该半径方向正交的方向的长度L随着离开中心部31而变长。此外，图4所示的例子中，除了端子部33a、33a外，以χ轴为中心的上下部分线对称、且以y轴为中心的左右部分线对称地形成。此外，延伸部3 —侧的端子部33a是作为上述端子9的连接部并用于将第3电极固定到外壳6内的部分。此外，这二个端子部33a、33a之所以形状不同，例如是为了简单区别第2电极的正反，以防止产生层压状态混乱等问题。
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因此，在该第1实施方式的可变容量电容器中，第2电极3的形状通过像以往的圆形的第2电极加工大致扇形的切口，从而如图4所示，具有所谓如蝴蝶展开翅膀一样的形状。并且，通过推压部7向第2电极3施加推压力时，中心部31首先与电介质1的面Ib接触，随着推压力变大，与电介质1的面Ib接触的部分向第2电极3的延伸部32a、32b的部分扩大。图5是说明该第1实施方式的可变容量电容器的作用的图。在该第1可变容量电容器中，在向推压部7的芯体71完全未施加压力或位移的状态(初始状态)下，电介质1 的面Ib和第2电极3通过衬垫4如图5 (A)所示地除了其周边部外以相当于该衬垫4的厚度的间隔分离，在其之间形成空气层10。因此，此时的端子8、9之间的容量值(初始容量) 基本变为电介质1的容量和相对介电常数为1. 0的空气层10的容量的串联合成容量，是相当小的。另一方面，向芯体71施加压力或位移，推压部7的盖体72经由弹性体5使第2电极3向电介质1 一侧弯曲时，空气层10的厚度小于衬垫4的厚度，但该空气层10的容量与空气层10的厚度成反比而变大，从而使端子8、9之间的容量值也相应地变大。之后，施加给芯体71的压力或位移增加，如图5(B)所示，第2电极3与电介质1 的面Ib接触时，在该接触部分上仅是电介质1的容量，端子8、9之间的容量值基本与接触面积成正比地增加。因此，该第1实施方式的可变容量电容器中，对应施加给推压体7的一端的压力或极微小的位移而大幅变化的容量值被从端子8、9取出。并且，该第1实施方式的可变容量电容器中，如图4所示，第2电极3的形状是，其中心部31的部分的面积狭小，延伸部32a、32b的面积随着靠近外侧而变得更大。因此，随着施加给第2电极3的推压力变大，与电介质1的面Ib接触的第2电极3的面积增加。S卩，如参照图23 图25说明的专利文献2所述的可变容量电容器所示，随着推压力变大，电介质1和第2电极3的接触面积的增加方式为以接近线性的状态增加，而不会达到顶点。因此，该第1实施方式的可变容量电容器中，对于相位-负荷特性，可以设定为相位变化不会随着负荷增加而达到顶点。图6是表示该第1实施方式的可变容量电容器的相位-负荷特性的图。比较图6 及表示现有可变容量电容器的相位-负荷特性的图20 图22，可得出以下结论。在该第 1实施方式的可变容量电容器中，可实现以下特性上升负荷非常小，并且相位-负荷特性 (所谓笔压特性)的凸起较小，磁滞也较小。和上述现有可变容量电容器相比可实现以下特性上升负荷较小，推压力所对应的输出值接近线性，且磁滞也较小。(第1实施方式的可变容量电容器的变形例)对该第1实施方式的可变容量电容器的第2电极3的形状，可进行各种调整。图 7是说明第2电极3的形状的调整示例的图。在图7(A)、(B)、(C)、⑶中，χ轴、y轴分别表示通过中心部31的中心0并彼此正交的轴。在图7中，表示调整中心部31的直径D及延伸部32a、32b的与中心部31的半径方向(图7中是χ轴向)正交的方向上的最大长度L时的第2电极3的形状的四个例子。并且，通过比较图7(A)、(B)、(C)、(D)可知，如 D(I) > D⑵〉D(3) > D(4)所示地，中心部31的直径在图7(A)所示的形状下最长，图7(D)所示的形状下最短。并且，延伸部32a、32b的与中心部31的该半径方向正交的方向上的最大长度与图7(A)的 L(I)和图 7(D)的 L(4)相同，但图 7(B)的 L(2)和图 7 (C)的 L(3)比 L(1)、L(4) 长。并且，图7所示的例子中表示了设定为L(2) >L(3)的情况。因此，通过调整中心部31的直径D及延伸部32a、32b的与中心部31的该半径方向正交的方向上的最大长度L中的一个或两个，可调整该第1实施方式的可变容量电容器的相位-负荷特性(笔压特性)。图8是说明与中心部31的直径D对应的相位-负荷特性的图，图9是说明延伸部 32a、32b的与中心部31的半径方向(在图9中是χ轴向)正交的方向上的最大长度L所对应的相位-负荷特性的图。首先如图8(A)、⑶所示，说明使用了中心部31的直径D的长度不同的第3电极 3的可变容量电容器的相位-负荷特性。在图8(C)中，特性FA是使用了图8(A)所示的直径D较短的第2电极3时的可变容量电容器的相位-负荷特性。并且，在图8(C)中，特性 FB是使用了图8 (B)所示的直径D较长的第2电极3时的可变容量电容器的相位_负荷特性。比较这些特性FA、特性FB可知，如图8(A)所示，当第2电极3的中心部31的直径D较短时，将初始接触时的第2电极3和电介质1的面Ib的接触面积抑制得较小，之后可逐渐增大接触面积。因此，如图8(C)的特性FA所示，可使相位-负荷特性为线性特性。与之相对，如图8(B)所示，当第2电极3的中心部31的直径D较长时，初始接触时的第2电极3和电介质1的面Ib的接触面积变得较大。因此，和使用直径D较短的形状的第2电极3时的相位-负荷特性FA相比，上升虽较好，但线性较差。因此，通过调整第2 电极3的中心部31的直径D，可主要调整相位-负荷特性的线性。接着说明使用如图9(A)、(B)、(C)所示地虽然中心部的直径D相同、但延伸部 32a、32b的与中心部31的半径方向(图9中是χ轴向)正交的方向上的最大长度L不同的第2电极3的可变容量电容器的相位-负荷特性。并且如图9 (A)、⑶、(C)所示，不改变中心部31的直径D地、加长延伸部32a、32b的与该半径方向正交的方向上的最大长度L的长度时，通过中心部31的直径D的端部ol并与χ轴平行的直线k及延伸部32a、32b的边所成的角度θ也变大。并且，在图9(D)中，特性!^是使用图9㈧所示的最大长度L最短的第2电极3 时的可变容量电容器的相位-负荷特性。并且在图9(D)中，特性冊是使用图9(B)所示的最大长度L为中等程度的长度的第2电极3时的可变容量电容器的相位-负荷特性。并且在图9(D)中，特性Fc是使用图9(C)所示的最大长度L最长的第2电极3时的可变容量电容器的相位-负荷特性。比较这些图9(D)所示的特性1 、特性1 、特性Fc后可知，随着延伸部32a、32b的与中心部31的半径方向正交的方向上的最大长度L变长，相位-负荷特性的斜率变大。其中，如上所述，中心部31的半径方向是图9(A)、(B)、(C)中的χ轴向。因此，通过调整延伸部32a、32b的与中心部31的该半径方向正交的方向上的最大长度L，可调整相位-负荷特性的斜率。此外，调整延伸部32a、32b的与中心部31的该半径方向正交的方向上的最大长度 L，与调整通过中心部31的直径D的端部ol并与χ轴平行的直线k及延伸部32a、32b的边所成的角度θ是等价的。进一步来说，延伸部32a、32b具有扇形形状。因此，将延伸部32a、32b看作以中心0为中心的扇形形状时，延伸部32a、32b的与中心部31的该半径方向正交的方向上的最大长度L的调整，可以说与该扇形形状的中心角的调整等价。并且，通过调整中心部31的直径D及延伸部32a、32b的与中心部31的该半径方向正交的方向上的最大长度L中的一个或两个，可将该第1实施方式的可变容量电容器的相位-负荷特性调整为目的特性。此外，最大长度L的调整与该扇形形状中的中心角的调整等价，因此通过调整中心部31的直径D及延伸部32a、32b的中心角中的一个或两个，可将该第1实施方式的可变容量电容器的相位-负荷特性调整为目的特性。并且，不仅调整第2电极3的中心部31的直径D及延伸部32a、32b的与中心部31 的该半径方向正交的方向上的最大长度L，而且调整其他各种部分的长度、曲线部分的曲率等，可进行特性的微调。另外，第2电极3的形状不限于上述形状。图10是说明第2电极的形状的其他例子的图。图10(A)和上述第2电极的形状一样，具有中心部31和延伸部32a、32b，但延伸部 32a、32b的形状和上述不同。S卩，图I(KA)所示的第2电极3在延伸部32a、32b中，从中心部31向各自的弧(外边缘)的端部延伸的侧边形成为沿着延伸部32a、32b的内侧的圆弧状。因此，可调整其形状，使延伸部32a、32b的侧边部分不是直线，而变为曲线。并且，图10⑶所示的第2电极3只设置了一个延伸部32。S卩，上述第2电极夹着中心部31而具有二个延伸部32a、32b，但图10(B)所示的第2电极3的构成是，只设置了延伸部3 和延伸部32b中的任意一个。并且，图10(C)所示的第2电极3将延伸部的个数增加到四个。S卩，图10(C)的第 2电极3由八边形的中心部31和四个延伸部32a、32b、32c、32d构成。因此，通过增加延伸部的个数，主要可调整可变容量电容器的相位-负荷特性的斜率。此外，延伸部的大小、个数可以是各种大小、个数，中心部31的形状可以是圆形、多边形等。即，在作为从中心部31的中心朝向外侧的方向的半径方向上可设置多个延伸部。并且，图10(D)、(E)所示的第2电极3具有中心部31、延伸部32a、32b，但中心部 31的形状和上述不同。即，图10(D)的第2电极3中，中心部31是四边形的。该中心部31 的形状可以是正方形、长方形、梯形等各种四边形形状。并且，图10(E)的第2电极3中，中心部31以圆形形成。此外，圆形的中心部31的直径可以是各种值。因此，通过改变中心部 31的形状，可主要调整可变容量电容器的上升特性。并且，上述实施方式的第2电极3的延伸部中，外壳6内形成圆筒状，因此为了与其一致，除了端子部及卡止部以外的部分，具有大致扇形形状。但不限于此。延伸部的形状例如可以是不具有圆弧部分的梯形、三角形、其他各种形状。S卩，含有中心部及延伸部的第2电极3的形状被施加推压力而与电介质1的面Ib 接触时，接触初期可将接触面积抑制得较小，之后对应推压力，接触面积不会到达顶点地较大增加即可。这样一来，可使可变容量电容器的相位-负荷特性(笔压特性)上升较好，成为线性，且磁滞较小。(使用了第1实施方式的可变容量电容器的位置指示器)接着说明使用参照图1 图10说明的第1实施方式的可变容量电容器形成的位置指示器100。图11是说明使用了第1实施方式的可变容量电容器的本发明涉及的位置指示器100的一个实施方式的截面图。即，图11是图1所示的位置指示器100的A-A'线截面图。在图11中，11是笔轴，12是线圈，13是上述第1实施方式的可变容量电容器，14是基板，15是电容器。笔轴11由合成树脂等非金属材料构成，其前端一侧具有可插入芯体71的通孔。线圈12通过在具有可自由滑动地插入芯体71的通孔的铁氧体磁芯上缠绕高频低电阻的利兹线而形成，并被保持在笔轴1的前端侧和可变容量电容器13之间。并且，具体而言，在构成可变容量电容器13的第2外壳部件62的通孔622内，收纳、保持线圈12的一端。基板14用于安装电容器15，同时固定可变容量电容器13，其一侧固定到可变容量电容器13的第1外壳部件61的底部，另一侧与笔轴11的底部抵接。此外，也可在第1外壳部件61的底部提前一体设置用于与该基板14固定的突出片。电容器15是公知的片状电容器等，该电容器15与可变容量电容器13同时并联到线圈12上，构成公知的共振(同步)电路°并且，在该位置指示器100中，只要芯体71的一端71a不以一定值以上的压力推压位置检测装置(平板)200的检测部4的输入面等，则可变容量电容器13中的容量值和电容器15相比极小，因此共振电路的共振频率基本取决于线圈12及电容器15的值。另一方面，以一定值以上的压力推压芯体71的一端71a时，可变容量电容器13中的容量值变成具有对共振电路的共振频率产生影响的程度的值，该共振电路的共振频率变化。之后，进一步增加施加给芯体71的一端71a的压力时，可变容量电容器13中的容量值与施加给该芯体71的压力成正比地变化，共振电路的共振频率也与该压力成正比地变化。因此，根据使用第1实施方式的可变容量电容器构成的位置指示器100，在未施加一定值以上的压力的状态和施加了一定值以上的压力的状态下，可使共振电路的共振频率明显变化，可传递开关式的信息。并且，之后在位置指示器100中，可与压力成正比地使共振频率连续变化，将连续性的笔压信息传递到平板一侧。并且，在不具有上述电源的共振电路中，因在该电路中流动的电流是极微量的，所以使用现有的机械式开关时，不能期望通过其自动清洗作用来维持性能，缺乏耐久性。但在位置指示器100中，通过使用第1实施方式的可变容量电容器13，可长期将稳定的信息传递到位置检测装置(平板)200 一侧。并且，可变容量电容器13如上所述，根据电介质及电极间的微小的间隔变化，容量值也变化，位移量是极其微小的(数10 μ m左右以下)，因此可获得顺畅、自然的操作感。 并且，第1实施方式的可变容量电容器中，第2电极3的形状例如是图4所示的形状，因此可根据用户的操作实现线性变化的相位-负荷特性(笔压特性)，可进行细微的信息输入。(可变容量电容器的第2实施方式)接着说明本发明的可变容量电容器的第2实施方式。该第2实施方式的可变容量电容器沿袭了上述专利文献3公开的可变容量电容器中使用的技术，并且通过进一步进行改良而实现。此外，为简化说明，在该第2实施方式的可变容量电容器中，对与使用图2 图10说明的上述第1实施方式的可变容量电容器同样地形成的部分，标注相同的附图标记，并省略这些部分的详细说明。图12是表示该第2实施方式的可变容量电容器的构造的截面图。该第2实施方式的可变容量电容器与图2所示的表示第1实施方式的可变容量电容器的构造的截面图相比，可知大致的构造基本相同。但不同点在于，取代图2所示的第1实施方式的可变容量电容器具有的第2电极3和弹性体5，在图12所示的该第2实施方式的可变容量电容器中设置第2电极23。图13是表示作为构成该第2实施方式的可变容量电容器的主要部件的电介质1 及与其抵接的部件的形状的分解立体图。比较图3和图13，可进一步明确该第2实施方式的可变容量电容器和上述第1实施方式的可变容量电容器的不同点。如图13 (A)所示，电介质1由具有彼此平行的二个面即一个面Ia及其相反侧的另一个面Ib的大致圆板状的硬质原材料构成，在此使用厚度为2毫米、直径为4. 6毫米、相对介电常数为5800左右的陶瓷。第1电极2由厚度为0. 2毫米、直径为4. 0毫米的大致圆板状的银板构成，烧结并安装到电介质1的一个面Ia上。在第1实施方式的可变容量电容器中，对电介质1的另一个面Ib进行了镜面加工。但在该第2实施方式的可变容量电容器中，使第2电极23为导电橡胶，从而无需上述加工。陶瓷电介质是烧结体，因此其表面取决于结晶粒径(数微米到数十微米左右)，是粗糙的状态，但即使在素瓷的表面状态下也可充分满足特性要求。第2电极23由厚度为0. 4mm的导电橡胶构成，其形状例如与参照图4所说明的第 1实施方式的第2电极3相同。S卩，该第2实施方式的可变容量电容器的第2电极23具有 中心部231、延伸部23^i、232b以及两侧的端子部233a、233a。其中，中心部231对应于第1实施方式的中心部31，延伸部23加、23沘对应于第1 实施方式的延伸部32a、32b。并且，端子部233a、233a对应于第1实施方式的端子部33a、 33a。因此，第2电极23通过中心部231、延伸部23^i、232b，形成与电介质1的另一面Ib 的抵接面23a。并且，含有第2电极23的切口部分的形状是直径为4. 6毫米的圆板状(平板状)。其中，构成第2电极23的导电橡胶是指，混合了碳素粒子或银粒子等导电粒子的合成橡胶，是具有导电性并同时具有可挠性和弹性的材料。一般情况下，广义的导电橡胶包括电阻值取决于压力的类型，即具有被施加的推压力越大则电阻值越小的趋势的类型 (以下称为“感压橡胶”)；和电阻值不取决于压力的类型(以下称为“狭义的导电橡胶”)。这二种类型中的任意一种均可使用该第2实施方式的可变容量电容器的第2电极 23。但是，在该第2实施方式中，使用作为狭义的导电橡胶的、日本工业规格下的橡胶硬度为70、体积固有电阻为5欧姆以下的材料。衬垫4由厚度为40 μ m、相对介电常数为3. 5的聚酰亚胺薄膜构成，是外径为 4. 6mm及内径为2. Omm的环形的构造。此外，该第2实施方式的可变容量电容器的外壳部6、推压部7、端子8、9和上述第 1实施方式的可变容量电容器的外壳部6、推压部7、端子8、9的构造相同。图14是表示该第2实施方式的可变容量电容器的作用的说明图。在该第2实施方式的可变容量电容器中，在向芯体71完全未施加压力或位移的状态(初始状态)下，电介质1的另一面Ib和第2电极23通过衬垫14如图14(A)所示，除了其周边部外，以相当于该衬垫4的厚度的间隔分离，其之间形成空气层10。因此，此时的端子8、9之间的容量值 (初始容量)基本与电介质1的容量和相对介电常数为1.0的空气层的容量的串联合成容量相等，相当小。
另一方面，向芯体71施加压力或位移，盖体72使第2电极23向电介质1 一侧弯曲时，上述空气层10的厚度小于衬垫4的厚度，但该空气层10的容量与空气层10的厚度成反比地变大，因此端子8、9之间的容量值也相应地变大。此时，因第2电极23具有弹性， 所以经由盖体72传递到第2电极23的推压力被均勻地分散，可平滑地减少空气层10的厚度地动作。之后，施加给芯体71的推压力或位移增加，如图14(B)所示，该第电极23与电介质1的另一面Ib接触时，在该接触部分，仅有电介质1的容量，端子8、9之间的容量值基本与接触面积成正比地增加。根据该第2实施方式的可变容量电容器，对应施加给推压体7的一端的推压力极微小的位移而大幅变化的容量值被从端子8、9取出。并且，在该第2实施方式的可变容量电容器中，第2电极23的形状具有和参照图4 所说明的第1实施方式的可变容量电容器的第2电极3同样的形状。S卩，第2实施方式的可变容量电容器的第2电极23如图13所示，其中心部231的部分的面积狭小，延伸部23加、 232b的面积随着靠近外侧而变得更宽。因此，随着施加给第2电极23的推压力变大，与电介质1的面Ib接触的第2电极23的面积以线性增大。S卩，在该第2实施方式的可变容量电容器中，如使用图23 图25说明的现有硬件型可变容量电容器所示，随着推压力变大，电介质1和第2电极3的接触面积的增加方式不会达到顶点。因此，在该第2实施方式的可变容量电容器中，对于相位-负荷特性，随着负荷增加，相位的变化也不会达到顶点。并且，在该第2实施方式的可变容量电容器中，用导电橡胶形成第2电极23，因此在推压力小的区域中，也可获得稳定的输出值。并且如上所述，第2电极23的形状变为图 13(C)所示的形状，从而可使其相位-负荷特性(笔压特性)为线性，并且可使磁滞较小。(第2实施方式的可变容量电容器的变形例)并且，对该第2实施方式的可变容量电容器的第2电极23的形状，也可与参照图 7 图9说明的第1实施方式一样地进行各种调整。并且，对于该第2实施方式的可变容量电容器的第2电极23，也可与参照图10说明的第1实施方式一样地形成各种形状。(使用了第2实施方式的可变容量电容器的位置指示器)在使用参照图11说明的第1实施方式的可变容量电容器13形成的位置指示器 100中，可将可变容量电容器13变为参照图12 图14说明的第2实施方式的可变容量电容器。这样一来，可构成使用了参照图12 图14说明的第2实施方式的可变容量电容器的位置指示器100。并且，如上所述，第2实施方式的可变容量电容器根据电介质及电极之间的微小的间隔变化，容量值变化，因此位移量是极小的(数十微米程度以下)，因此可获得顺畅、自然的操作感。此外，在第1、第2实施方式中，使可变容量电容器的推压体的移动方向与笔轴向一致，但也可使其与笔轴向正交，通过设置在侧面的操作按钮等用手指推压。(可变容量电容器的第3实施方式)接着说明本发明的可变容量电容器的第3实施方式。该第3实施方式的可变容量电容器沿袭了在先申请(日本特愿2008-305556)所述的可变容量电容器中使用的技术，并且通过进一步进行改良而实现。
16
图15是该第3实施方式的可变容量电容器的立体图，图16是图15所示的可变容量电容器的B-B'线截面图。该第3实施方式的可变容量电容器也和上述第1、第2实施方式的可变容量电容器一样，对应施加的压力来改变容量值。该第3实施方式的可变容量电容器的外壳121内大致呈中空的圆筒形，在该外壳121内安装该第3实施方式的可变容量电容器的主要部分，从上部导出端子139和端子 153。并且，如图16所示，该外壳121内具有电介质122、对该电介质122施力的端子部件 123、保持部件124、导电部件126以及弹性部件127。图16所示的电介质122例如大致呈圆盘状，具有大致圆形的第1面部12 ；和与该第1面部12 大致平行相对的大致圆形的第2面部122b。第1面部12 中，大致在其整体上设置第1电极部136。该第1电极部136例如通过将银板烧结到第1面部12 上而形成。并且，第2面部122b例如通过对表面进行镜面研磨而实施镜面加工。并且如图16所示，该电介质122使第2面部122b朝向外壳121的轴向的另一端， 放置在法兰部131上。进一步，该电介质122在放置到外壳121的法兰部131的状态下，通过端子部件123向支架121的轴向的另一侧施力。此外，电介质122的形状也可不是大致圆盘状，而形成为大致四边形、大致六边形等平板状。并且，说明了对第2面部122b进行镜面加工的例子，也可不对第2面部122b实施镜面加工。端子部件123具有作为接点部的一个具体示例的平坦部137 ；从该平坦部137连续形成的二个卡止部138、138 ；以及导线片139。平坦部137大致形成平板状，大致在中央设置突起137a。这二个卡止部138、138是第2固定部的一个具体示例。设有二个卡止部138、138，在其间夹持该平坦部137。该卡止部138、138大致呈L 字状。该卡止部138通过从平坦部137的外边缘二次弯折而具有弹性。并且，卡止部138 的端部例如设置大致四边形的开口部138a。并且，导线片139向与卡止部138的端部突出的方向相反的方向突出地设置。此外，作为该端子部件123的材质，例如包括对钛铜进行镀银的材质等。并且，如图15及图16所示，端子部件123中，二个卡止部138、138的开口部138a、 138a卡止到外壳121的卡止支承部133、133，并固定到支架121。此时，端子部件123的平坦部137与设置在电介质122的第1面部12 上的第1电极部136抵接。并且，端子部件123中，由于二个卡止部138、138具有弹性，因此向外壳121的轴向的另一端侧对电介质 122施力。这样一来，可使平坦部137和第1电极部136切实接触，可防止或抑制电介质122 和端子部件123的接触不良。进一步，可防止或抑制电介质122在支架121内倾斜。并且，通过在端子部件123的平坦部137上设置突起137a，平坦部137和电介质 122面接触。这样一来，不会受到端子部件123的冲压加工时产生的翘曲、上浮的影响，可切实使设置在电介质122的第1面部12 上的第1电极部136与端子部件123的平坦部 137接触。因此，端子部件123具有以下二个作用向外壳121 —侧对电介质122施力的作用；和作为连接到安装有该可变容量电容器的位置指示器100的印刷基板的电极端子的作用。此外，在该示例中，说明了用一个部件形成端子部件123的情况，但平坦部137及卡止部138、导线片139也可分别作为不同部件形成。保持部件IM具有大致棱柱状的基部141和大致圆筒状的嵌合部142。基部141上设有大致以圆柱状凹陷的卡合凹部143。如图16所示，该卡合凹部143中插入芯体71的轴向的另一端71b。这样一来，保持部件1 和芯体71被接合。并且，在该基部141的侧面部中的彼此相对的二个平面部上，设有截面形状大致呈三角形的二个卡合部144、144。并且，这二个卡合部144、144与设置在外壳121上的二个卡合孔132、132卡合。这样一来，保持部件124以可沿着外壳121的轴向移动的方式被支撑。进一步，基部141上设有狭缝146、146。图17是表示通过保持部件1 保持导电部件126及弹性部件127的状态的立体图。如图17所示，设置在基部141上的二个狭缝 146,146分别从基部141的轴向一端向另一端跨越规定长度地形成切口而形成。并且，作为凹部的一个具体例的嵌合部142向基部141的另一端突出地形成。并且，该嵌合部142上，以大致等角度的间隔形成二个切口 147、147。这二个切口 147、147从嵌合部142的轴向一端到基部41形成切口而形成。此外，该切口 147的个数不限于2个， 也可形成为3个以上，只要至少具有一个，即可实现其目的。并且，导电部件126嵌合到该嵌合部142中。如图16及图17所示，导电部件1 例如形成为炮弹型，在其轴向的一端具有曲面部126a。该曲面部126a的形状在该第3实施方式的可变容量电容器和在先申请涉及的可变容量电容器中不同。此外，在下文详述该第3实施方式的可变容量电容器的导电部件126 的曲面部126a的形状，为了作为比较对象，在图17中，导电部件126的曲面部126a是在先申请涉及的可变容量电容器的形状。并且，该导电部件126中，轴向的另一端的圆柱部126b嵌合到保持部件125的嵌合部142中。此外，该导电部件126的圆柱部126b的直径例如设定得比保持部件125的嵌合部件142的内径略大。这样一来，导电部件1 和保持部件IM的嵌合部142的嵌合关系设定为过盈配合的关系。其结果可防止或抑制导电部件1 从保持部件124的嵌合部142 脱落。并且，该导电部件126由具有导电性的同时可弹性变形的部件构成。作为该部件， 例如包括硅导电橡胶、加压导电橡胶(PCR :Pressure sensitive Conductive Rubber/加压导电橡胶)等。通过使用上述部件，随着施加给芯体71的笔压(压力)的增加，电介质122 的第2面部122b和导电部件126的接触面积增加。弹性部件127例如是具有导电性的螺旋弹簧，其具有具有弹性的缠绕部151 ；位于该缠绕部151的一端部的端子片153 ；和位于缠绕部151的另一端部的连接部152。并且如图16所示，导电部件1 及弹性部件127安装到保持部件IM上，收纳在外壳121的筒孔121a中。此时，导电部件126的轴向的一端上形成的曲面部26a与电介质 122的第2面部122b相对地形成第2电极部。并且如图16所示，对于芯体71的指示部(前端)71a，向该第3实施方式的可变容量电容器施加压力(笔压)时，该可变容量电容器的保持部件1 推压芯体71的轴部71b 的另一端。这样一来，保持部件124向外壳121的轴向的一端移动。并且，导电部件126的曲面126a与电介质122的第2面部122b接触，形成第2电极部。进一步向芯体71的指示部71a施加压力时，导电部件1 推压电介质122的第2面部122b，产生变形(扁平化)。 结果是，导电部件126和第2面部122b的接触面积变化，从而使电介质22的容量值变化。 并且，在端子部件123和弹性部件127之间检测出其容量值。这样一来，可检测出施加给指示部71a的压力。这样一来，在第3实施方式的可变容量电容器中，对芯体71未施加压力时，导电部件1 不与电介质122接触。因此，变为与存在上述第1、第2实施方式的可变容量电容器的空气层10相同的状态，该可变容量电容器的容量极小。但向芯体71施加压力时，导电部件I26与电介质I22接触，对应施加的压力，接触面变大，可检测出和接触面积对应的容量。(导电部件126的曲面部126a的形状)如上所述，该第3实施方式的可变容量电容器的导电部件1 形成为炮弹型。但如图17所示，该第3实施方式的导电部件126的曲面部126a未形成在拱顶上。图18是表示该第3实施方式的可变容量电容器的导电部件1 的曲面部126a的形状的图。图18㈧ 是从开口部26aR —侧表示曲面部126a的立体图，图18(B)是从延伸部—侧表示曲面部126a的立体图。并且，图18(C)是从正上方观察曲面部126a时的俯视图。如图18所示，该第3实施方式的导电部件126的曲面部126a在其两侧设置开口部^aR、2feL，从上面观察时，具有中心部^al、夹着中心部^al的延伸部^a2、26a3地形成。即，中心部^al、夹着中心部^al的延伸部沈&2、26&3构成与电介质122的面122b接触的接触部(第2电极部)。并且，曲面部126a的形状是，中心部^al部分的宽度狭小，延伸部^a2、26a3越靠近外侧，与半径方向(图18(C)中与直径D正交的方向)正交的方向上的长度越长。艮口， 中心部^al是指，通过芯体71被施加推压力时，最初与电介质122的面122b接触的部分。 并且，换言之，中心部^al如图18(C)中虚线圆所示，可定义为包括中心0、通过中心0的中心部的^al的中心的长度(直径)为长度D的圆形部分。此外，长度D可有各种选择。并且，延伸部^a2、26a3是以下部分从以中心0为中心的中心部^al向该半径方向延伸，对应推压力成为与电介质122的面122b接触的状态，与该半径方向正交的方向的长度L随着离开中心部^al而变长地构成。即，该第3实施方式的导电部件1 的曲面部126a中，与电介质122的面122b的接触部分的形状形成为与参照图4、图7 图9说明的第1、第2实施方式的第3电极3相同的形状。通过具有这样的形状，在第3实施方式的可变容量电容器中，当芯体71被施加推压力时，可使导电部件126的曲面部126a和电介质122的面122b最初的接触面积狭小，随着推压力变大使接触面积线性增大。即，在第3实施方式的可变容量电容器中，如参照图23 图25说明的现有硬件型的可变容量电容器所示，随着推压力变大，电介质122与形成第2电极的导电部件1 的曲面部126a的接触面积的增加方式不会达到顶点。因此，该第3实施方式的可变容量电容器中，对于相位-负荷特性可以设定为，随着负荷的增加相位变化不会达到顶点。并且，该第3实施方式的可变容量电容器中，用导电橡胶形成导电部件126，因此在推压力小的区域中，也可获得稳定的输出值。并且如上所述，导电部件1 的曲面部126a 的形状是图18所示的形状，从而可使其相位-负荷特性(笔压特性)为线性，并且可使磁滞较小。(第3实施方式的可变容量电容器的变形例)并且，对该第3实施方式的可变容量电容器的导电部件126的曲面部126a的形状，也可与参照图7 图9说明的第1、第2实施方式一样地进行各种调整。并且，对于该第3实施方式的可变容量电容器的导电部件1 的曲面部126a，也可与参照图10说明的第1、 第2实施方式一样地形成各种形状。(使用了第3实施方式的可变容量电容器的位置指示器)并且，在使用参照图11说明的第1实施方式的可变容量电容器13形成的位置指示器100中，可将可变容量电容器13变为参照图15 图18说明的第3实施方式的可变容量电容器。这样一来，可构成使用了参照图15 图18说明的第3实施方式的可变容量电容器的位置指示器100。并且，该第3实施方式的可变容量电容器通过弹性部件127的弹力和导电部件1 的曲面部126a的复原力，向离开电介质122的方向对导电部件126施力。这样一来，防止电介质122和导电部件126的曲面部126a处于始终接触的状态，防止弹性部件的老化，提高可变容量电容器的耐久性，实现可靠性强的位置指示器。并且，该第3实施方式的可变容量电容器可减小磁滞，并减小施加一定负荷时和去除负荷时的相位差。结果易于进行笔压的控制，在将该第3实施方式的可变容量电容器 15安装到位置指示器100上时，可提高位置指示器的书写感、触感。(可变容量电容器的第4实施方式)接着说明本发明的可变容量电容器的第4实施方式。该第4实施方式的可变容量电容器与参照图15 图18说明的上述第3实施方式的可变容量电容器具有同样的构成。 但构成电介质122和第2电极的导电部件126的结构与第3实施方式的不同。除此以外， 和第3实施方式的可变容量电容器一样地形成。因此，该第4实施方式的可变容量电容器和参照图15 图17说明的第3实施方式的可变容量电容器同样地构成，以和第3实施方式的可变容量电容器不同的部分为中心来进行说明。图19是说明该第4实施方式的可变容量电容器的要部的图。在该第4实施方式的可变容量电容器中，和参照图15 图18说明的第3实施方式的可变容量电容器不同的部分，在构成图19(A)所示的可变容量电容器的部分中，是电介质122和导电部件126。在该第4实施方式的可变容量电容器中，电介质122的第2面部122b的结构是图 19(B)所示的结构。即，如上所述，电介质122是大致圆板状。并且，在该第4实施方式的可变容量电容器的电介质122中，如图I(B)所示，与作为第2电极的导电部件1 接触的第 2面部由电极接触部122bl和遮蔽部12^2、122b3构成。其中，电极接触部122bl是介电常数大的电介质部分露出的部分。遮蔽部122b2、 122b3是由相对介电常数尽量接近空气的物质、例如橡胶、树脂或聚酰亚胺薄膜等进行遮蔽的部分。其中，电极接触部分122bl具有和上述第1、第2实施方式的第2电极相同的形状。 即，是具有中心部bll和延伸部bla、bib的形状。中心部bll是与包括构成第2电极的导电部件1 与电介质的第2面部最初接触的抵接中心在内的部分接触的部分。并且，换言之，如图19(B)中虚线的圆所示，中心部bll 可定义为包括中心0、通过中心0的中心部bll的中心的长度(直径)为长度D的圆形部分。此外，长度D可有各种选择。并且，延伸部bla、blb是如下构成的部分从以中心0为中心的中心部bll向该半径方向(图19(B)中与直径D正交的方向)以放射状形状延伸，对应推压力，变为与导电部件126接触的状态，与该半径方向正交的方向的长度L随着离开中心部bll而变长。并且，导电部件1 具有与上述在先申请(日本特愿2008-305556)涉及的可变容量电容器的导电部件126相同的形状。即，该第4实施方式的可变容量电容器的导电部件 126的曲面部126a具有拱顶上的形状。并且，向芯体71施加推压力，导电部件126被上推时，导电部件126和电介质122 的第2面部122b相接触。此时，导电部件126与电介质122的第2面部122b的电极接触部分122bl接触，这二个接触的部分的面积最初狭小，随着推压力变大而线性增大。S卩，可形成可获得和上述第3实施方式的可变容量电容器一样的输出特性的可变容量电容器。该第4实施方式的可变容量电容器中，无需将导电部件126的形状加工为图 18所示的形状，使电介质122的第2面部122b的结构是参照图19(B)说明的结构即可，因此可简单地制造。此外，在上述第4实施方式中，说明了电介质122的第2面部122b的遮蔽部122b2、 122b3是通过橡胶等遮蔽的部分的情况，但不限于此。也可通过切削图19(B)中网格所示的遮蔽部122b2、122b3的部分而形成空气层。(第4实施方式的可变容量电容器的变形例)并且，对该第4实施方式的可变容量电容器的电介质122的第2面部122b上形成的电极接触部分122bl的形状，也可与参照图7 图9说明的第1、第2实施方式一样地进行各种调整。并且，对于该第4实施方式的可变容量电容器的电介质122的第2面部122b 上形成的电极接触部分122bl的形状，也可与参照图10说明的第1、第2实施方式的第2电极一样地形成各种形状。(使用了第4实施方式的可变容量电容器的位置指示器)并且，在使用参照图11说明的第1实施方式的可变容量电容器13形成的位置指示器100中，可将可变容量电容器13变为参照图15 图17、图19说明的第4实施方式的可变容量电容器。这样一来，可构成使用了参照图15 图17、图19说明的第4实施方式的可变容量电容器的位置指示器100。并且，该第4实施方式的可变容量电容器的基本结构与上述第3实施方式的可变容量电容器相同。因此，可防止电介质122和导电部件126的曲面部126a处于始终接触的状态，防止弹性部件的老化，提高可变容量电容器的耐久性，实现可靠性强的位置指示器。此外，该第4实施方式的可变容量电容器可减小磁滞，减小施加一定负荷时和去除负荷时的相位差。结果易于进行笔压的控制，在将该第4实施方式的可变容量电容器安装到位置指示器100上时，可提高位置指示器的书写感、触感。
2权利要求
1.一种可变容量电容器，其特征在于， 具有电介质，具有第ι面部及与该第1面部相对的第2面部； 第1电极，配置在上述电介质的第1面部上； 第2电极，与上述电介质的上述第2面部相对地配置；和推压部件，用于使上述第2电极和上述电介质接触；上述第2电极是具有与上述推压部件抵接的抵接中心部、且至少具有一个从该抵接中心部向上述电介质的周边部的方向以放射状形状延伸的部分的电极片；对应上述推压部件的推压力改变上述电介质和上述第2电极的接触面积，从而改变静电容量。
2.根据权利要求1所述的可变容量电容器，其特征在于， 上述第2电极进一步由导电性弹性部件构成，并形成平板状。
3.根据权利要求2所述的可变容量电容器，其特征在于， 上述第2电极具有从上述抵接中心部向上述电介质的周边部的方向以放射状形状延伸的电极片；和向与上述方向相反的方向以放射状形状延伸的电极片。
4.根据权利要求3所述的可变容量电容器，其特征在于，上述电极片由从上述抵接中心部向上述电介质的周边方向延伸的扇形形状构成。
5.根据权利要求4所述的可变容量电容器，其特征在于，通过调整上述抵接中心部的宽度及上述扇形形状的中心角中的一个或两个，来改变与上述接触面积对应的静电容量相对于上述推压力的变化特性。
6.一种可变容量电容器，其特征在于， 具有电介质，具有第1面部及与该第1面部相对的第2面部； 第1电极，配置在上述电介质的第1面部上； 第2电极，与上述电介质的上述第2面部相对地配置；和推压部件，用于使上述第2电极和上述电介质接触，上述第2面部中，对于除了至少具有一个从中心部向上述电介质的周边部的方向以放射状形状延伸的部分的形状以外的部分，以具有比上述电介质低的介电常数的遮蔽进行覆至 ΓΤΠ，对应上述推压部件的推压力来改变与上述第2电极的接触面积，从而改变静电容量。
7.根据权利要求6所述的可变容量电容器，其特征在于，上述第2电极进一步通过导电性弹性部件形成大致圆柱状，并且与上述第2面部抵接的部分形成大致拱顶形状。
8.—种位置指示器，其特征在于，具有权利要求1、权利要求2、权利要求3、权利要求4、权利要求5、权利要求6或权利要求7所述的可变容量电容器，并具有将该可变容量电容器作为电路元件的一部分的共振电路。
9.根据权利要求8所述的位置指示器，其具有记录用具式的框体即笔轴，其特征在于，配置上述可变容量电容器，使改变存在于上述第2电极和上述电介质之间的相对压力或位移的方向与该笔轴的长度方向一致，在上述笔轴的前端设置能够在与该方向相同的方向上略微滑动的芯体， 连接该芯体和上述可变容量电容器，以使施加给该芯体的压力传递到上述可变容量电容器。
全文摘要
本发明提供一种可变容量电容器及位置指示器，其上升负荷小、且使由用户施加的推压力所对应的输出值及磁滞变为所需特性。其构成是，在电介质的第1面部上配置第1电极，与该电介质的第2面部相对地配置第2电极(3)，该第2电极在经由推压部件被向电介质一侧推压时与电介质接触。第2电极(3)是具有从与推压部件接触的部分的中心(抵接中心部)(31)开始沿着电介质(1)的第2面部(1b)向端部方向以放射状形状延伸的部分(32a、32b)的电极片，其构成是，对应经由推压部件施加的推压力，改变与电介质(1)的接触面积，从而改变作为电容器的静电容量。
文档编号G06F3/033GK102254681SQ20111008365
公开日2011年11月23日 申请日期2011年3月30日 优先权日2010年3月31日
发明者福岛康幸, 藤冢广幸 申请人:株式会社和冠