位置指示器以及位置指示器的芯体的制作方法_4

文档序号:9355128阅读:来源:国知局
座构件45的贯通孔45a而压入到底座构件45时,芯体主体部41B如上所述那样与底座构件45嵌合,且其前端部嵌合到在铁氧体芯6B的端面设置的凹孔6Ba内。此时,在该例中,由于底座构件45粘结且固定于铁氧体芯6B的端面,所以即使不将芯体4B的芯体主体部41B在铁氧体芯6B的凹孔6Ba中压入保持,芯体4B也如前所述那样通过底座构件45而被保持。因此,铁氧体芯6B的凹孔6Ba的尺寸精度可以不形成为如底座构件45的贯通孔45a那样的高精度,可以仅仅是能够将芯体4B的芯体主体部41B松嵌合(日语:遊嵌)的尺寸精度。
[0153]不过,在该第二实施方式中,由于通过芯体4B的芯体主体部41B具有如上述的角部,以多接点与凹型的嵌合部接触,通过使该角部变形,能够与凹型的嵌合部牢牢嵌合,所以通过将铁氧体芯6B的凹孔6Ba也形成为满足上述的(式I),能够使得与芯体4B的芯体主体部41B牢牢嵌合。因此,在能够通过铁氧体芯6B的凹孔6Ba而与芯体4B的芯体主体部41B牢牢嵌合的情况下,底座构件45即使不粘结到铁氧体芯6B,只将芯体4B的芯体主体部41B通过底座构件45的贯通孔45a而压入到铁氧体芯6B的凹孔6Ba,也能够固定在铁氧体芯6B的端面上。
[0154]在该情况下,如图7(E)所示,基座部43B的轴心方向的长度(高度)dl(参照图7⑶以及(C))成为如下长度:比外壳主体2Ba的开口部21B的内壁面的轴心方向的长度d5大,且在芯体4B与铁氧体芯6B成为一体而沿轴心方向移动了最大量时,基座部43B的侧周面也与开口部21B的内壁面对置。由此,与第一实施方式相同地,能够避免芯体4B的前端部44B与开口部21B的内壁面相互摩擦而摩耗的状态。
[0155]如以上所述,根据上述的第二实施方式,通过构成为不是使芯体4B直接压入铁氧体芯中,而是使用底座构件45来保持芯体4B的结构,能够实现芯体4B可插拔的位置指示器1B。在该情况下,根据该第二实施方式,由于不需要设为在铁氧体芯6B中设置贯通孔的结构,所以容易使铁氧体芯6B变细,从而位置指示器IB能够成为细型化的结构。
[0156]并且,由于将底座构件45的贯通孔45a的截面形状设为圆形,且将芯体4B的芯体主体部41B的截面形状设为以多个、在该例中8个角部与圆接触的形状,所以通过该角部的变形,能够使芯体4B与底座构件45牢牢嵌合。并且,该嵌合的解除也容易。
[0157]因此,该第二实施方式的位置指示器IB也与第一实施方式相同地起到能够成为细型化并能够更换芯体4B的显著的效果。
[0158][基板支架3B以及感压用部件7B的结构]
[0159]如图6所示,基板支架3B与第一实施方式的基板支架3相同地在芯体4B侧具有感压用部件支架部3Ba(以下,简称为支架部3Ba),并且在与芯体4B侧的相反侧,具有形成为与该支架部3Ba连续的印刷电路板载放台部3Bb。
[0160]并且,该第二实施方式的感压用部件7B由铁氧体片(ferrite chip)701、螺旋弹簧702以及弹性体构成,该弹性体在该例中为娃橡胶703。另外,铁氧体芯6B是第一磁性体的一例,铁氧体片701是第二磁性体的一例。
[0161]并且,在支架部3Ba中,构成感压用部件7B的铁氧体片701、螺旋弹簧702以及硅橡胶703在沿着从印刷电路板载放台部3Bb侧朝向芯体4B侧的方向的轴线方向上顺次排列而保持。进一步,在基板支架3B的印刷电路板载放台部3Bb中载放印刷电路板SB。
[0162]在该第二实施方式的位置指示器IB中,在印刷电路板SB的基板面SBa中,与第一实施方式相同地设置有拨动开关11、电容器12以及13、其他的部件以及导体图案。但是,在该第二实施方式中,与第一实施方式不同地,在印刷电路板SB中没有设置IC14以及其周边电路。另外,如图6所示,在该第二实施方式中,在印刷电路板载放台部3Bb中载放且被卡定的状态下,印刷电路板8B也成为不与外壳主体2Ba的内壁面接触而离间的状态。
[0163]铁氧体芯6B在与芯体4B侧的相反侧具有直径大于线圈5B的卷绕部分的凸缘部6Bb,通过该凸缘部6Bb的部分被支架部3Ba卡定,从而相对于基板支架3B卡定而被保持。
[0164]在该第二实施方式中,若由位置指示器IB的使用者对芯体4B的突出构件42B的前端部44B施加按压力(笔压),则根据该按压力,结合有芯体4B的铁氧体芯6B的凸缘部6Bb的端面抵抗螺旋弹簧702的偏移力,向铁氧体片701侧偏移而接近。于是,对应于此,线圈5B的电感发生变化,从谐振电路的线圈5B发送的电波的相位(谐振频率)发生变化。
[0165]并且,若按压力进一步变大,则铁氧体片701的端面与硅橡胶703抵接,使该硅橡胶703弹性偏移。由此,通过与硅橡胶703的弹性系数对应的变化特性,线圈5B的电感发生变化,从谐振电路的线圈5B发送的电波的相位(谐振频率)发生变化。
[0166]另外,在该第二实施方式中,螺旋弹簧702被设置为弹性系数比硅橡胶703小。即,若将螺旋弹簧702的弹性系数设为kl,将硅橡胶703的弹性系数设为k2,则成为kl < k2的关系。因此,螺旋弹簧702以更小的按压力进行弹性变形,硅橡胶703若不施加比螺旋弹簧702大的按压力则不进行弹性变形。
[0167]由于通过与该第二实施方式的位置指示器IB进行电磁感应耦合来进行位置检测以及笔压检测的位置检测装置202B的电路结构能够应用例如使用在日本特开2010-129920号公报中记载的结构等以往已知的结构,所以在该说明书中,省略其详细的说明。
[0168]另外,在上述的第二实施方式中,由于作为为了检测笔压而改变谐振电路的线圈的电感的方法,是使作为第一磁性体的铁氧体芯相对于作为第二磁性体的铁氧体片根据笔压的施加而移动的结构,所以芯体4B是经由底座构件45与作为第一磁性体的铁氧体芯6B嵌合的结构。
[0169]但是,作为为了检测笔压而改变谐振电路的线圈的电感的方法,也有使作为第二磁性体的铁氧体片相对于作为第一磁性体的铁氧体芯根据笔压的施加而移动的结构。本发明也能够应用于这样使铁氧体移动的情况。在该情况下,能够设为芯体4B经由底座构件45与作为第二磁性体的铁氧体片嵌合的结构。在该情况下,在铁氧体片的接合底座构件的端面上,形成要插入芯体4B的芯体主体部41B的凹孔。
[0170][第三实施方式]
[0171]接着,参照图10?图12说明本发明的位置指示器的第三实施方式的主要部分。该第三实施方式的位置指示器IC是与第一实施方式相同地根据静电电容的变化来检测笔压的例子。在以下的第三实施方式的说明中,对与第一实施方式的各部对应的各部,对相同参照标号附加后缀C来表示。
[0172]在该第三实施方式中,尤其通过所谓被称为MEMS(微电子机械系统(MicroElectro Mechanical System))的半导体设备来构成感压用部件7C。在以下的说明中,将使用了该MEMS的感压用的电容可变设备称为静电电容方式压力传感半导体设备(以下,称为压力传感设备)。并且,在该第三实施方式中,芯体4C与上述的第一实施方式以及第二实施方式不同,芯体主体部41C和突出构件42C的基座部43C不是一体,而是作为不同体而构成。
[0173]在该第三实施方式中,也与第一实施方式以及第二实施方式相同地通过在外壳主体2Ca内收纳与外壳盖子2Cb结合的基板支架3C来组装位置指示器IC的结构。
[0174]图10表示该第三实施方式中的基板支架3C的尤其是感压用部件支架部3Ca(以下,简称为支架部3Ca)的部分的立体图以及感压用部件7C的分解立体图。此外,图1l(A)是第三实施方式的位置指示器IC的部分截面图,尤其表示支架部3Ca附近。此外,图11⑶是用于说明在该第三实施方式中使用的压力传感设备的结构的截面图,是图10中的G-G线截面图。
[0175]如图10所示,该第三实施方式中的感压用部件7C由压力传感设备711、以螺旋弹簧构成的弹性构件712、保持构件713构成。
[0176]该例的压力传感设备711是例如将作为通过MEMS技术而制作的半导体设备来构成的压力感知芯片800在例如立方体或者长方体的箱型的封装体810内封装的设备(参照图10以及图11(B))。
[0177]压力感知芯片800是将被施加的压力作为静电电容的变化来检测的芯片,在该例中,具有如图1l(B)所示的结构。
[0178]该例的压力感知芯片800例如被设置为纵以及横的长度为1.5mm、高度为0.5mm的长方体形状。如图11⑶所示,该例的压力感知芯片800由第一电极801、第二电极802、第一电极801以及第二电极802之间的绝缘层(电介质层)803构成。在该例中,第一电极801以及第二电极802由以单结晶硅(Si)构成的导体构成。
[0179]并且,在该例中,在该绝缘层803的与第一电极801对置的面侧形成以该面的中央位置为中心的圆形的凹部804。在绝缘层803和第一电极801之间由该凹部804形成空间805。
[0180]在如以上的结构的压力感知芯片800中,在第一电极801和第二电极802之间形成静电电容Cd。并且,若从第一电极801的与第二电极802对置的面的相反侧的上面801a侧对第一电极801施加压力,则第一电极801向空间805侧弯曲,以第一电极801和第二电极802之间的距离缩短、静电电容Cd的值增大的方式变化。第一电极801的弯曲量根据被施加的压力的大小而变化。因此,静电电容Cd成为与对压力感知芯片800施加的压力的大小相应的可变电容。
[0181]并且,在该例中,在通过封装体810的压力感知芯片800来承受压力的第一电极801的上面801a侧的上面810a,设置有对由压力感知芯片800来承受压力的部分的面积进行覆盖的凹部811,在该凹部811内被充填弹性构件812。并且,在封装体810中,形成从上面810a连通到弹性构件812的一部分的连通孔813。
[0182]并且,如图10以及图1l(B)所示,从压力感知芯片800的封装体810导出与压力感知芯片800的第一电极801连接的第一引线端子821,且导出与压力感知芯片800的第二电极802连接的第二引线端子822。并且,在该例中,如图10以及图1UA)所示,第一引线端子821以及第二引线端子822被焊接在载放于基板支架3C的印刷电路板载放台部3Cb的印刷电路板8C的基板面。
[0183]弹性构件712由螺旋弹簧构成。并且,保持构件713在成为其轴心方向的芯体4C侧的侧,具有使芯体4C的芯体主体部41C的端部压入嵌合的环状突部713a,且在其轴心方向的相反侧,具有插通压力传感设备711的连通孔813的棒状突部713c。棒状突部713c将对芯体4C施加的笔压通过压力传感设备711的封装体810内的弹性构件812而传递到压力感知芯片800的第一电极801。
[0184]基板支架3C的支架部3Ca具有在构成该支架部3Ca的筒状体34C的侧周面的一部分形成的沿与轴心方向正交的方向具有开口的开口部35C。在该第三实施方式中,构成感压用部件7C的压力传感设备711、由螺旋弹簧构成的弹性构件712、保持构件713经由该开口部35C从与轴心方向正交的方向收纳在支架部3Ca内。
[0185][第三实施方式中的芯体4C的结构例]
[0186]如图10以及图1l(A)所示,在该第三实施方式中,与第一实施方式相同地,在卷绕了线圈5C的铁氧体芯6C中,形成有贯通孔6Ca。芯体4C的芯体主体部41C插通该铁氧体芯6C的贯通孔6Ca,其端部压入嵌合到由保持构件713的环状突部713b形成的嵌合凹部。
[0187]图12表示该第三实施方式中的芯体4C的结构例。图12 (A)是芯体4C的侧面图。此外,图12(B)是将芯体4C从芯体主体部41C侧沿其轴心方向观察的图。此外,图12(C)是图12㈧中的H-H线截面图(芯体4的纵截面图)。进一步,图12⑶是用于说明该第三实施方式中的芯体4C的制作方法以及组装的图。
[0188]芯体主体部41C在该例中被设置为截面成为圆形的细长的棒状体,且具有比铁氧体芯6C的贯通孔6Ca的内径小的外径R6。在该第三实施方式中,芯体主体部41C由金属构成,与突出构件42C的基座部43C成为不同体。
[0189]突出构件42C在该第三实施方式中也由基座部43C和前端部44C构成,具有炮弹型形状。并且,在第三实施方式中,以在前端部44C中形成的突部44Ca嵌合到设置在基座部43C的凹部43Ca的方式,与第一实施方式相同地,通过作为焊接、尤其是热焊接的例子的二色成型而形成基座部43C和前端部44C,从而形成突出构件42C。并且,与第一实施方式相同地,前端部44C由弹性体、优选为热可塑性的弹性体构成,基座部43C由比前端部44C更硬质的树脂、例如聚碳酸酯或ABS树脂构成。
[0190]但是,在该第三实施方式中,在基座部43C中,除了前端部44C的突部44Ca嵌合的凹部43Ca之外,与芯体主体部41C的直径大致相等的直径的凹孔43Cb形成在与前端部44C侧相反侧的端面的中央。并且,通过芯体主体部41C的一端部压入嵌合到通过二色成型而与前端部44C结合而形成为突出构件42C的基座部43C的凹孔43Cb,从而形成芯体4C。在该情况下,芯体主体部41C和基座部43C和前端部44C的硬度的关系成为如下。
[0191][前端部44C的硬度]< [基座部43C的硬度]([芯体主体部41C的硬度]
[0192]首先,该第三实施方式中的芯体4C将一次材料作为热可塑性弹性体而使用前端部44C的形成用的模具,从而形成具有突部44Ca的前端部44C。之后,以前端部44C的突部44Ca与基座部43C的凹部43Ca嵌合的方式,将作为二次材料的、例如聚碳酸酯流入基座部43的形成用的模具,通过二色成型而形成由具有凹孔43Cb的基座部43C和前端部44C构成的突出构件42C。并且,之后,伴着粘结剂,将由金属构成的芯体主体部41C的一个端部压入嵌合到基座部43C的凹孔43Cb。由此,形成芯体4C。
[0193]另外,在以上的二色成型时,在前端部44C的突部44Ca的与基座部43C的接合面,以能够将前端部44C和基座部43C可靠地接合的方式,例如通过放电纹理加工等而实施纹理加工处理的话更好。在芯体主体部41C和基座部43C的凹孔43Cb的接合面,也是相同的。
[0194]在该第三实施方式的芯体4C的情况下,与第一以及第二实施方式的芯体4以及4B不同,芯体主体部41C和基座部43C为不同构件,且将两者伴着粘结剂而结合。因此,与图19所示的例相同地,与突出构件42C和芯体主体部41C的结合部分的结合强度成为问题。
[0195]但是,在该第三实施方式中,突出构件42C由前端部44C和基座部43C构成,基座部43C能够由硬质的树脂构成,与硬质的芯体主体部41C的亲和性变好。因此,与如图19所示的例那样将硬质的芯体主体部112同由弹性构件构成的前端部111直接结合的情况下相比,芯体主体部41C和突出构件42C的基座部43C的结合强度格外提高。并且,与第一实施方式以及第二实施方式相同地,与将硬质的芯体主体部112同由弹性构件构成的前端部111直接结合的情况相比,由弹性构件构成的前端部44C和基座部43C的接合面积变大,更加强固地被接合,所以能够避免前端部44C从基座部43C脱离的情况。
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