(57)【要約】【課題】印加される力に対する耐力を大きくすることができる力受付部材を提供する。【解決手段】受けた力に対応して生じる変位基づいて検出される電気的な変量から前記受けた力を検出する力検出センサの力受付部材である。軸心方向の一端の側が力を受ける位置となる棒状部と、制動部とを備える。制動部は、筒状形状を有し、筒状形状の中空部内に棒状部が部分的に収納されており、筒状形状の制動部の内壁面は、棒状部の軸心方向の一端の側の外側周面と結合すると共に、棒状部の軸心方向の一端とは異なる他端の側では棒状部の外側周面と空間的に離間するように構成されている。制動部の棒状部の他端側が係止された状態において受けた力により発生する変位を、棒状部と制動部との結合位置よりも、棒状部の他端側に設けられる力検出センサで検出するようにされる。【選択図】図１
2019016038.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受けた力に対応して生じる変位に基づいて検出される電気的な変量から前記受けた力を検出する力検出センサの力受付部材であって、
棒状部と制動部を備え、
前記棒状部は、軸心方向の一端の側で前記力を受けるように構成されており、
前記制動部は、筒状形状を有し、前記筒状形状の中空部内に前記棒状部が部分的に収納されており、前記筒状形状の前記制動部の内壁面は、前記棒状部の軸心方向の前記一端の側の外側周面と結合すると共に、前記棒状部の軸心方向の前記一端とは異なる他端の側では前記棒状部の前記外側周面と空間的に離間するように構成されており、
前記棒状部の前記他端の側にて前記制動部は係止されており、前記受けた力により生じる前記変位を、前記棒状部の軸心方向に前記棒状部と前記制動部との結合位置よりも前記棒状部の前記他端の側において前記制動部に配設された前記力検出センサで検出するようにされることを特徴とする力受付部材。
【請求項２】
前記棒状部は金属で構成され、前記制動部は樹脂で構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の力受付部材。
【請求項３】
前記制動部は、軸心方向において、前記棒状部の前記他端の側から前記棒状部との結合部に向かって先細となる外形形状を有している
ことを特徴とする請求項１に記載の力受付部材。
【請求項４】
前記棒状部には、軸心方向に凹部または貫通孔が設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の力受付部材。
【請求項５】
力受付部材で受けた力に対応して生じる変位に基づいて検出される電気的な変量から前記受けた力を検出する力検出部を備えた力検出センサであって、
前記力受付部材は、
棒状部と制動部を備え、
前記棒状部は、軸心方向の一端の側で前記力を受けるように構成されており、
前記制動部は、筒状形状を有し、前記筒状形状の中空部内に前記棒状部が部分的に収納されており、前記筒状形状の前記制動部の内壁面は、前記棒状部の軸心方向の前記一端の側の外側周面と結合すると共に、前記棒状部の軸心方向の前記一端の側とは異なる他端の側では前記棒状部の前記外側周面と空間的に離間するように構成されており、
前記棒状部の前記他端の側にて前記制動部は係止されており、前記力受付部材で受けた力により生じる前記変位を、前記棒状部の軸心方向に前記棒状部と前記制動部との結合位置よりも前記棒状部の前記他端の側において前記制動部に配設された前記力検出部で検出するように構成されていることを特徴とする力検出センサ。
【請求項６】
前記力検出部には、前記力受付部材で受けた前記軸心方向の力及び前記軸心方向に直交する方向の力を受感する複数個の変位受感素子が設けられている
ことを特徴とする請求項５に記載の力検出センサ。
【請求項７】
前記力検出部は、前記棒状部の軸心方向の前記他端の側に、ダイヤフラムを備えており、前記ダイヤフラムに、前記力受付部材で受けた前記軸心方向の力及び前記軸心方向に直交する方向の力を受感する複数個の変位受感素子が設けられている
ことを特徴とする請求項５に記載の力検出センサ。
【請求項８】
先端部が筒状の筐体の軸心方向の一方の開口部から外部に突出するように設けられた芯体に対して印加された力を検出する力検出センサを前記筒状の筐体の内部に備えた電子ペンであって、
前記力検出センサは、力受付部材で受けた力に対応して生じる変位に基づいて検出される電気的な変量から前記受けた力を検出するように構成されており、
前記力受付部材は、
棒状部と制動部を備え、
前記棒状部は、軸心方向の一端の側で前記力を受けるように構成されており、
前記制動部は、筒状形状を有し、前記筒状形状の中空部内に前記棒状部が部分的に収納されており、前記筒状形状の前記制動部の内壁面は、前記棒状部の軸心方向の前記一端の側の外側周面と結合すると共に、前記棒状部の軸心方向の前記一端の側とは異なる他端の側では前記棒状部の前記外側周面と空間的に離間するように構成されており、
前記棒状部の前記他端の側にて前記制動部は係止されており、前記力受付部材で受けた力により生じる前記変位を、前記棒状部の軸心方向に前記棒状部と前記制動部との結合位置よりも前記棒状部の前記他端の側において前記制動部に配設された前記力検出センサで検出するように構成されていることを特徴とする電子ペン。
【請求項９】
前記力検出センサは、前記力受付部材で受けた前記軸心方向の力及び前記軸心方向に直交する方向の力を受感する複数個の変位受感素子が設けられている
ことを特徴とする請求項８に記載の電子ペン。
【請求項１０】
前記力検出センサは、前記棒状部の軸心方向の前記他端の側に、ダイヤフラムを備えており、前記ダイヤフラムに、前記力受付部材で受けた前記軸心方向の力及び前記軸心方向に直交する方向の力を受感する複数個の変位受感素子が設けられている
ことを特徴とする請求項８に記載の電子ペン。
【請求項１１】
前記筐体の、前記芯体の先端部が突出する開口部の側は、前記開口部に向かって先細となる外形形状を有していると共に、
前記力受付部材の前記制動部は、軸心方向において、前記棒状部の前記他端の側から前記棒状部との結合部に向かって先細となる外形形状を有している
ことを特徴とする請求項８に記載の電子ペン。
【請求項１２】
前記力受付部材の棒状部は、前記芯体を軸芯方向に貫通させる貫通孔を備え、
前記力検出部は、前記力受付部材の前記棒状部を貫通した芯体の前記先端部の側とは反対側で前記芯体と嵌合している、
ことを特徴とする請求項８に記載の電子ペン。
【請求項１３】
信号発信回路を備えるとともに、
前記芯体は前記信号発信回路からの信号を前記芯体の前記先端部から送出させる導体部を備えており、
前記芯体の前記導体部は、前記棒状部の前記貫通孔を挿通して、前記信号発信回路と電気的に接続されることを特徴とする請求項１２に記載の電子ペン。
【請求項１４】
前記筐体の前記開口部の側には、共振回路の一部を構成するコイルが設けられている、
ことを特徴とする請求項８に記載の電子ペン。
【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ようにする力検出センサにおける力受付部材に関する。また、この発明は、この力受付部材で受け付けた外力を検出する力検出センサに関する。さらに、この発明は、この力検出センサを用いて、例えば電子ペンの芯体に対して軸芯方向に印加される筆圧（Ｚ軸方向の力成分）の力成分を検出する電子ペンに関する。
【背景技術】
【０００２】
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）を検出するための圧力センサを有するものが多い。圧力センサの構成としては、機構的に誘電体を２つの電極で挟み、筆圧に応じて２電極間の静電容量が変化する構成の容量可変キャパシタ（特許文献１参照）や、半導体デバイスで構成された容量可変キャパシタ（特許文献２参照）などが用いられることが多いが、ひずみゲージを用いることも提案されている（特許文献３及び特許文献４参照）。
【０００３】
ひずみゲージは、物体のひずみを測定するための力学的センサ（力検出センサ）であり、電子ペンでは、半導体ひずみゲージが用いられることが多い。半導体ひずみゲージは、半導体の電気抵抗率が応力により変化するピエゾ抵抗効果（piezoresistive effect）や、印加された圧力に比例した分極（表面電荷）が現れる圧電効果（piezoelectric effect）を利用したひずみゲージである。
【０００４】
ひずみゲージを用いた圧力センサとしては、いわゆる３軸力検出センサも提案されており、電子ペンでは、主として、この３軸力検出センサを用いることが考えられる（特許文献５及び特許文献６参照）。このひずみゲージを用いた３軸力検出センサを、電子ペンに用いた場合、位置検出センサの入力面に直交する電子ペンの軸心方向の圧力（筆圧）のみならず、位置検出センサの入力面に対し、電子ペンが所定の角度傾いた状態においても、電子ペンのペン先に印加される力を検出することができて、位置検出センサの入力面に対する電子ペンの傾き角なども検出することができて便利である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１８６８０３号公報
【特許文献２】特開２０１３−１６１３０７号公報
【特許文献３】米国特許第５５４８０９２号公報
【特許文献４】米国特許第９３２２７３２号公報
【特許文献５】特開２０１０−１６４４９５号公報
【特許文献６】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】
【０００６】
ところで、電子ペンの芯体に印加される外力をひずみゲージを用いて検出する力検出センサとしては、前述の特許文献５の３軸力検出センサを用いたもので構成することができる。図１６（Ａ）は、この種の力検出センサの一例を、電子ペンの筆圧などの外力の印加方向であるＺ軸方向に直交する方向から見た正面図であり、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とからなる。
【０００７】
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おいて、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。電子ペンの場合には、力受付部１０２は、電子ペンの芯体自身あるいは芯体が嵌合される棒状部材とされる。図１６（Ｂ）は、この例の力検出センサの縦断面図（Ｚ軸方向を含む方向の断面図）であり、図１６（Ｃ）は、その斜視図である。なお、図１６（Ｂ）〜（Ｅ）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。
【０００８】
起歪部１０１は、図１６（Ｂ）及び図１６（Ｃ）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が設けられたような構造を備えている。そして、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。
【０００９】
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、ひずみゲージ１０３が貼り付けられて取り付けられている。このひずみゲージ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、複数個のひずみ受感素子（図示は省略）が配設されたものからなる。
【００１０】
この例の３軸力検出センサにおいて、Ｚ軸方向の力（筆圧）が力受付部１０２を介して起歪部１０１に印加された場合には、起歪部１０１のダイヤフラム１０１ａには、引張・圧縮応力が加わり、図１６（Ｄ）に示すように、力受付部１０２のＺ軸方向の変位に応じて下側に凸となるように湾曲する。ひずみゲージ１０３は、ダイヤフラム１０１ａの湾曲に応じて変位して、図１６（Ｄ）の矢印で示すように、伸長変位する。このため、ひずみゲージ１０３のフレキシブル基板１０３ａに配設されているひずみ受感素子にも同様にして伸長する変位が生じ、そ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。
【００１１】
この場合に、この例の３軸力検出センサの場合には、芯体には、Ｚ軸方向に直交するＸ軸方向あるいはＹ軸方向の力成分も印加される。そして、このＸ軸方向あるいはＹ軸方向の力成分は、力受付部１０２の長さに応じた曲げモーメントとして作用し、起歪部１０１のダイヤフラム１０１ａには、曲げ応力及びせん断応力が加わる。したがって、ダイヤフラム１０１ａにおいては、図１６（Ｅ）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１０２との結合部よりも手前側では、ダイヤフラム１０１２ａが収縮するように変位し、力受付部１０２との結合部よりも後ろ側では、ダイヤフラム１０１ａが伸長するように変位する。この変位に応じたひずみを、ひずみゲージ１０３に配設されているひずみ受感素子により検出して、前記Ｘ軸方向及びＹ軸方向の力成分を検出することができる。そして、その検出した力から、電子ペンの傾きや電子ぺンの回転を検出できる。
【００１２】
ところで、電子ペンのような細長の筒状の筐体を有し、その筐体の軸心方向の一方の開口側に印加される外力の力成分を検出する場合には、図１６に示したような、軸心方向に所定の長さを有する力受付部１０２と、当該力受付部１０２が軸心方向において外力を受ける側とは反対側に設けられる起歪部１０１とからなる構造が一般的となる。
【００１３】
この場合に、Ｚ軸方向の力（電子ペンの場合には筆圧）は、力受付部１０２を介して起歪部１０１のダイヤフラム１０１ａに対して直接的に加わり、ダイヤフラム１０１ａには、素材の伸び・縮みを生じさせる引張・圧縮応力が生じる。この引張・圧縮応力は、ダイヤフラム１０１ａの断面積と荷重の関係のみで大きさが決まる。
【００１４】
一方、Ｚ軸方向に直交するＸ軸方向及びＹ軸方向の力成分は、力受付部１０２を介して曲げモーメントとして起歪部１０１に加わり、ダイヤフラム１０１ａには曲げ応力及びせん断応力として加わる。この曲げ応力及びせん断応力は、ダイヤフラム１０１ａから力点までの距離に応じた曲げモーメントに応じたものとなる。電子ペンにおいては、力点は、芯体の先端となるので、ダイヤフラム１０１ａから力点までの距離は、力受付部１０２の長さ分、あるいは力受付部１０２の長さ分に、当該力受付部１０２に嵌合された芯体の先端までの長さが加わったものとなって、曲げモーメントは大きくなる。したがって、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の力成分に基づいて起歪部１０１のダイヤフラム１０１ａに加わる曲げ応力及びせん断応力は、Ｚ軸方向の力成分に基づいてダイヤフラム１０１ａに加わる引張・圧縮応力に比較して大きなものとなる。
【００１５】
このため、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の力成分によりダイヤフラム１０１ａに生じるひずみは、比較的大きくなって、当該Ｘ軸方向及びＹ軸方向の力成分は比較的高感度で検出することができるが、Ｚ軸方向の力成分（筆圧）は、高感度で検出することが困難である。
【００１６】
ところで、起歪体に印加される応力と発生するひずみとの間には、一般的に、図１７に示すような関係があり、応力σに対してひずみεの関係が直線の比例関係にある弾性域を超える応力が加わると、図１７に示すように、塑性域に至り、応力とひずみの関係が直線ではなくなり、最悪の場合には破断に至る。そこで、起歪体においては、加わる応力が弾性域で収まるようにすることが重要である。
【００１７】
このことを考慮して、上述の例の３軸力検出センサにおいて、Ｚ軸方向の感度を上げるためには、図１７に示される弾性域で収まるような範囲となることを考慮しつつ、ダイヤフラム１０１ａの厚さを薄くして、Ｚ軸方向の力成分に基づいてダイヤフラム１０１ａに加わる引張・圧縮応力を大きくすることが考えられる。
【００１８】
しかしながら、Ｚ軸方向の感度を上げるためにダイヤフラム１０１ａの厚さを薄くした場合には、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の力成分による大きな曲げモーメントに基づく曲げ応力及びせん断応力により、ダイヤフラム１０１ａ自身や、ダイヤフラム１０１ａとダイヤフラム保持部１０１ｂとの結合部で破断が生じてしまう恐れがある。すなわち、上述の例の３軸力検出センサにおいては、Ｚ軸方向の力成分による引張・圧縮応力よりも、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の力成分による曲げモーメントに基づく曲げ応力及びせん断応力が大きいので、Ｚ軸方向の力成分に基づく引張・圧縮応力が、弾性域で収まるような範囲となるように考慮してダイヤフラム１０１ａの厚さを薄くしても、当該Ｘ軸方向及びＹ軸方向の力成分による曲げ応力及びせん断応力が、弾性域を超えてしまい、破断が生じてしまう恐れがある。
【００１９】
また、ダイヤフラム１０１ａの厚さを薄くした場合には、Ｚ軸方向に衝撃荷重が加わった場合に、ダイヤフラム１０１ａが破断してしまう恐れもあった。
【００２０】
さらに、近年の電子ペンの細型化に伴い、芯体や芯体が嵌合される力受付部１０２が非常に細くなるために、力点、つまり、芯体の先端に加わる外力のＸ軸方向及びＹ軸方向の力成分による大きな曲げモーメントによって、芯体や芯体が嵌合される力受付部１０２が破損してしまう恐れもあった。
【００２１】
この発明は、以上の点にかんがみ、印加される力に対する耐力を大きくすることができる力受付部材及び当該力受付部材を用いた力検出センサ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】
【００２２】
上記の課題を解決するために、
受けた力に対応して生じる変位に基づいて検出される電気的な変量から前記受けた力を検出する力検出センサの力受付部材であって、
棒状部と制動部を備え、
前記棒状部は、軸心方向の一端の側で前記力を受けるように構成されており、
前記制動部は、筒状形状を有し、前記筒状形状の中空部内に前記棒状部が部分的に収納されており、前記筒状形状の前記制動部の内壁面は、前記棒状部の軸心方向の前記一端の側の外側周面と結合すると共に、前記棒状部の軸心方向の前記一端とは異なる他端の側では前記棒状部の前記外側周面と空間的に離間するように構成されており、
前記棒状部の前記他端の側にて前記制動部は係止されており、前記受けた力により生じる前記変位を、前記棒状部の軸心方向に前記棒状部と前記制動部との結合位置よりも前記棒状部の前記他端の側において前記制動部に配設された前記力検出センサで検出するようにされることを特徴とする力受付部材を提供する。
【００２３】
上述の構成の力受付部材によれば、棒状部の軸心方向の中間位置で、棒状部の周囲を覆うような筒状形状の制動部と結合されている。したがって、棒状部の軸心方向の他端側に設けられる力検出部で、棒状部に印加される力による変位を検出する構成においても、印加される力による曲げモーメントや衝撃荷重は、制動部により抑圧されるので、棒状部の破断や棒状部に結合される起歪部での破断を防止することができる。
【発明の効果】
【００２４】
この発明によれば、印加される力に対する耐力を大きくすることができる力受付部材を提供することができる。このため、印加される力に対する耐力が大きい力検出センサを提供することができると共に、電子ペンを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明による力受付部材の第１の実施形態の構成例を説明するための図である。
【図２】この発明による力受付部材の第１の実施形態を用いた力検出センサの第１の実施形態の構成例を説明するための図である。
【図３】この発明による力検出センサの第１の実施形態を用いたひずみ検出回路の回路例を示す図である。
【図４】この発明による力検出センサの第１の実施形態を用いた電子ペンの第１の実施形態の要部の構成例を説明するための断面図である。
【図５】第１の実施形態の電子ペンの電子回路例を示す回路図である。
【図６】この発明による力受付部材の第２の実施形態の構成例を説明するための図である。
【図７】この発明による力受付部材の第２の実施形態を用いた力検出センサの第２の実施形態の構成例を説明するための図である。
【図８】この発明による力受付部材及び力検出センサの第３の実施形態の構成例を説明するための図である。
【図９】この発明による力検出センサの第３の実施形態の一部の構成例を説明するための図である。
【図１０】この発明による力受付部材及び力検出センサの第３の実施形態を用いた電子ペンの第３の実施形態の要部の構成例を説明するための断面図である。
【図１１】この発明による力受付部材及び力検出センサの第４の実施形態を用いた電子ペンの第４の実施形態の要部の構成例を説明するための断面図である。
【図１２】この発明による力検出センサの第４の実施形態の一部の構成例を説明するための図である。
【図１３】この発明による力受付部材及び力検出センサの第５の実施形態を用いた電子ペンの第５の実施形態の要部の構成例を説明するための断面図である。
【図１４】第５の実施形態の電子ペンの電子回路例を、位置検出装置の回路例と共に示す図である。
【図１５】この発明の実施形態で用いられる変位受感素子の他の例を説明するための図である。
【図１６】この発明による力検出センサと比較する力検出センサの例を説明するための図である。
【図１７】弾性部材に加わる応力と、生じるひずみとの関係を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、この発明による力受付部材の実施形態及び当該力受付部材の実施形態を用いた力検出センサの実施形態を、図を参照しながら説明する。また、この発明による力検出センサの実施形態を用いた電子ペンの実施形態についても説明する。
【００２７】
［第１の実施形態］
図１は、この発明による力受付部材の第１の実施形態の構造例を説明するための図である。この実施形態の力受付部材１０は、棒状部１１と制動部１２とが結合された構成とされる。なお、この実施形態の力受付部材１０は、発信信号をタブレット端末に静電結合方式で送出する電子ペンの筆圧、傾き角及び回転を検出するための力検出センサに用いる場合の例であり、力受付部材１０は、当該静電結合方式の電子ペンに適合するように構成されている。
【００２８】
図１（Ａ）は、この発明による力受付部材１０の実施形態の側面図であり、また、図１（Ｂ）は、この実施形態の力受付部材１０の縦断面図である。この実施形態の力受付部材１０には、実施形態の電子ペンの芯体２０（図１（Ｃ）参照）が装着されるものである。図１（Ｃ）は、芯体２０の一例の断面図である。そして、この実施形態の説明においては、電子ペンの芯体２０の軸心方向を、Ｚ軸方向とし、Ｚ軸方向に直交すると共に、互いに直交する方向として、Ｘ軸方向及びＹ軸方向を定義する。
【００２９】
この実施形態の力受付部材１０は、芯体２０に印加される外力のＺ軸方向の力成分（筆圧）と、芯体２０に印加される外力のＺ軸方向に直交するＸ軸方向の力成分及びＹ軸方向の力成分とに応じて後述する起歪部に生じたひずみ（変位の例）を、変位検出部の例としてのひずみ検出部において検出するようにするものである。
【００３０】
この実施形態の力受付部材１０の棒状部１１は、弾性を有する硬質の材料、この例では金属で構成されており、芯体２０を嵌合させると共に、貫通させるための貫通孔１１ａを備える筒状体の構成とされている。棒状部１１を構成する金属材料としては、この例ではＳＵＳが用いられている。棒状部１１は、この例では円筒形状を有するように構成されている。なお、以下の説明においては、芯体２０を挿入する側を棒状部１１の軸心方向の一端側とし、軸心方向の反対側を他端側とする。したがって、この例においては、棒状部１１は、その一端側において力が印加されることになる。
【００３１】
制動部１２は、この例では、弾性を有する硬質の材料であって、棒状部１１とは異なる材料、例えば樹脂で構成されており、この例では、図１（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、その中空部１２ａ内に棒状部１１を部分的に収納する筒状形状を有する。制動部１２を構成する樹脂材料としては、この例では、ＰＥＥＫ（Polyether ether ketone）が用いられている。
【００３２】
そして、この例では、制動部１２は、その軸心方向の一端側（棒状部１１の一端側と同じ側）の内壁面１２ｂが、棒状部１１の軸心方向の一端と他端との間の中間位置で棒状部１１の外周側面１１Ｄｂと結合されていると共に、軸心方向の他端側では、制動部１２の筒状形状の内壁面１２ｂが棒状部１１の外側周面１１ｂから離間するように構成されている。この例では、後述するように、棒状部１１に印加される力により棒状部に係る曲げモーメントをできるだけ抑圧することができるように、制動部１２は、できるだけ棒状部１１の一端側寄りの位置で棒状部１１と結合される。
【００３３】
すなわち、筒状形状の制動部１２の軸心方向の一端側の内径は、棒状部１１との結合のため、棒状部１１の外径Ｒ２と等しくなるように構成されている。そして、この制動部１２の一端側の内径がＲ２とされる部分１２ｃの軸心方向の長さは、所定の長さＬ１とされ、この軸心方向の長さＬ１の部分１２ｃが、棒状部１１の外側周面と接合されて、制動部１２が棒状部１１と結合されている。以下、制動部１２の軸心方向の一端側の部分１２ｃは、結合部１２ｃと称することとする。
【００３４】
この結合部１２ｃの軸心方向の位置は、できるだけ棒状部１１の一端側に近傍が良く、例えば制動部１２の結合部１２ｃの軸心方向の一端側の端面と、棒状部１１の一端側の端面とが同一位置となるような状態が最良である。しかし、この例では、力受付部材１０は、その軸心方向の一端側が、電子ペンの筐体のペン先側となり、電子ペンのペン先側は一般的に先端側に向かって先細となる形状であるので、その形状の制約に合わせて、最も棒状部１１の一端側となる軸心方向位置に、制動部１２の結合部１２ｃがなるように構成されている。
【００３５】
そして、この例では、制動部１２の軸心方向の他端側においては、その筒状形状の内径Ｒ３が、棒状部１１の外径Ｒ２よりも大きくされており（Ｒ３＞Ｒ２）、これにより、筒状形状の制動部１２の他端側の内壁面１２ｂと棒状部１１の他端側における側周面１１ｂとの間には空間が生じるように構成されている。この例では、制動部１２の軸心方向の他端側の内径Ｒ３の部分１２ｄは所定の長さＬ３とされており、この長さＬ３の他端側部分の外径はＲ４とされて一定とされており、したがって、その部分１２ｄの厚さは（Ｒ４−Ｒ３）で一定の円筒状形状とされている。この長さＬ３の部分１２ｄは、力受付部材１０を力検出センサに適用して、後述するように、電子ペンに用いられたときに、電子ペンの筐体内において、Ｚ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動不可となるように係止される部分とされる。以下、制動部１２の軸心方向の他端側の部分１２ｄは、係止用部１２ｄと称することとする。
【００３６】
そして、制動部１２の結合部１２ｃと係止用部１２ｄとの間の部分は、係止用部１２ｄ側から結合部１２ｃ側に、徐々に直線的に先細となる傾斜側面部１２ｅとされている。この実施形態では、この傾斜側面部１２ｅの軸心方向の長さは、所定の長さＬ２とされ、後述するように起歪部として用いられる。したがって、この例では、制動部１２は、軸心方向において、他端側から棒状部１１との結合部１２ｃに向かって先細となる外形形状を有する円錐台形状に構成されている。
【００３７】
制動部１２の厚さは、結合部１１ｃ，係止用部１１ｄ及び傾斜側面部１１ｅで同一としてもよいが、この例では、図１（Ｂ）に示すように、係止用部１１ｄの厚さは、他の部分よりも若干厚くされている。なお、傾斜側面部１１ｅは、この例では起歪部としても用いるので、結合部１２ｃよりも薄くしてもよい。
【００３８】
この場合に、この例では、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、制動部１２の軸心方向の長さは、棒状部１１の軸心方向の長さよりも長く選定されており、軸心方向において、棒状部１１は、その一端側及び他端側が、制動部１２で覆われない状態となっている。なお、図１（Ｂ）に示すように、制動部１２において内径が、棒状部１１の外径Ｒ２と等しくなる部分は、結合部１２ｃよりも若干傾斜側面部１２ｅ側にも伸びており、棒状部１１に対して、制動部１２がしっかりと接合された結合されるようにされている。
【００３９】
芯体２０は、この例では、導電体材料例えば導電性金属からなる信号伝達芯２１の一方の先端部２１ａ側が、例えば硬質樹脂からなるペン先保護部材２２により保護される構成を備える。なお、この例では、信号伝達芯２１のペン先保護部材２２で覆われていない部分は、外部に露出する状態となっているが、その表面は絶縁被覆されている。ただし、信号伝達芯２１のペン先側とは反対側の端部２１ｂは、後述するように、電子ペンの筐体内に設けられるプリント基板の回路と電気的に接続するために絶縁被覆は施されず、露出された状態とされている。
【００４０】
信号伝達芯２１の径Ｒ５は、例えば１ｍｍ程度とされており、前述の棒状部１１の貫通孔１１ａの径Ｒ１よりも小さい値（Ｒ５＜Ｒ１）とされている。なお、この例では、信号伝達芯２１のペン先保護部材２２側の先端部２１ａは、径Ｒ５よりも若干大きい径の球形とされている。
【００４１】
芯体２０のペン先保護部材２２は、信号伝達芯２１の先端部２１ａを覆うペン先部２２ａと、棒状部１１の貫通孔１１ａ内に挿入される嵌合部２２ｂとを備える。ペン先部２２ａは、頂部が丸められた円錐形状とされていると共に、この円錐形状の底面側には嵌合部２２ｂよりも若干径の大きい段差部２２ｃを備えている。
【００４２】
芯体２０の嵌合部２２ｂは、この例では、ペン先部２２ａの段差部２２ｃに連続して一体的に構成されており、棒状部１１の貫通孔１１ａに応じた柱状形状を備える。この場合に、芯体２０の嵌合部２２ｂの外径Ｒ６は、棒状部１１の貫通孔１１ａの径Ｒ１よりはわずかに小さい値とされており、嵌合部２２ｂは、貫通孔１１ａ内に嵌合されるが、芯体２０を引き抜くようにしたときには、芯体２０が容易に貫通孔１１ａから離脱することができるように構成されている。なお、芯体２０のペン先部２２ａの段差部２２ｃの径は、棒状部１１の貫通孔１１ａの径Ｒ１よりは大きく選定されている。
【００４３】
図１の構成の力受付部材１０においては、その棒状部１１の一端側から、芯体２０を、ペン先保護部材２２のペン先部２２ａとは反対側から、貫通孔１１ａ内に挿通させて、芯体２０のペン先保護部材２２の嵌合部２２ｂを棒状部１１に嵌合させた状態で取り付ける。そして、制動部１２の他端側の係止用部１２ｄがＸ軸方向及びＹ軸方向並びにＺ軸方向に動かないように係止されている状態で、芯体２０のペン先部２２ａに力が印加されると、芯体２０が力受付部材１０の棒状部１１に嵌合されているので、芯体２０に印加された力が、棒状部１１に伝達され、力受付部材１０には、Ｘ軸方向及びＹ軸方向並びにＺ軸方向の力成分が加わる。
【００４４】
そして、後述するように、この力受付部材１０を用いた力検出センサは、制動部１２の係止用部１２ｄがＸ軸方向及びＹ軸方向並びにＺ軸方向に動かないように係止されて使用されるので、芯体２０のペン先保護部材２２のペン先部２２ａに印加された力のＺ軸方向の力成分に基づく応力は、引張・圧縮応力（筆圧は主として圧縮応力）となって芯体２０及び力受付部材１０に加わる。また、Ｘ軸方向及びＹ軸方向Ｚ軸方向の力成分は、芯体２０及び力受付部材１０に対して曲げモーメントに基づく曲げ応力として加わる。
【００４５】
この場合に、制動部１２が存在しない場合には、棒状部１１には、その他端側が係止されているときには、当該棒状部１１の長さ全体に応じた大きな曲げモーメントによる曲げ応力が棒状部１１に加わる。これに対して、この実施形態では、棒状部１１には、制動部１２が結合されているので、曲げモーメントは、棒状部１１の一端側から制動部１２の結合部１２ｃまでの長さ分までは、直接的に棒状部１１に印加されるが、結合部１２ｃの位置から棒状部１１の他端側までに対しては、棒状部１１と制動部１２とに対してかかる状態となり、曲げモーメントは抑圧される。
【００４６】
これにより、この実施形態の力受付部材１０を用いた力検出センサによれば、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の曲げモーメントを抑圧することができるので、棒状部１１や芯体２０の破断を防止することができると共に、Ｚ軸方向の力成分に基づく応力と、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の力成分に基づく応力とを、バランス良く検出することができるようになる。
【００４７】
この実施形態の力受付部材１０を用いた力検出センサにおいては、制動部１２の係止用部１２ｄがＸ軸方向及びＹ軸方向並びにＺ軸方向に動かないように係止されるので、制動部１２の傾斜側面部１２ｅは、印加された力に応じた応力に基づいて、Ｘ軸方向及びＹ軸方向並びにＺ軸方向の変位としてのひずみを生じる。
【００４８】
そこで、この実施形態の力受付部材１０を用いた力検出センサでは、力受付部材１０の制動部１２の傾斜側面部１２ｅに、Ｘ軸方向及びＹ軸方向並びにＺ軸方向に生じるひずみを検出することで、芯体２０のペン先保護部材２２のペン先部２２ａに印加された力のＸ軸方向及びＹ軸方向並びにＺ軸方向の力成分を検出するようにする。
【００４９】
この場合に、前述したように、芯体２０のペン先保護部材２２のペン先部２２ａに印加された力のＺ軸方向の力成分に基づく応力は、引張・圧縮応力（筆圧は主として圧縮応力）となり、制動部１２の傾斜側面部１２ｅにおいては、結合部１２ｃと隣接する軸心方向位置部分では、よりＺ軸方向の力成分による圧縮応力に基づくＺ軸方向の変位（ひずみ）が生じし易いものとなっている。
【００５０】
そのため、この実施形態の力受付部材１０を用いた力検出センサ３０では、力受付部材１０の制動部１２の傾斜側面部１２ｅの、結合部１２ｃと隣接する軸心方向位置部分には、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、Ｚ軸方向の変位（ひずみ）を検出するための変位受感素子として、この例では、４個のひずみ受感素子Ｚ１〜Ｚ４が、傾斜側面部１２ｅの円周方向に並べられて配設されるように、設けられている。この場合に、ひずみ受感素子Ｚ１〜Ｚ４のそれぞれは、傾斜側面部１２ｅの軸心方向の伸び、縮みに応じて抵抗値を変化するひずみ受感素子が用いられている。
【００５１】
この場合において、ひずみ受感素子Ｚ１とひずみ受感素子Ｚ２とは互いに１８０度角間隔離れるように、また、ひずみ受感素子Ｚ３とひずみ受感素子Ｚ４とは互いに１８０度角間隔離れるように、配設されている。
【００５２】
なお、Ｚ軸方向のひずみを検出するためには、４個のひずみ受感素子Ｚ１〜Ｚ４を用いるのではなく、傾斜側面部１２ｅの円周方向に帯状に設けられた１個のひずみ受感素子で構成したり、２個のひずみ受感素子を円周方向に並べて配設するようにしてもよい。
【００５３】
そして、芯体２０のペン先保護部材２２のペン先部２２ａに印加された力のＸ軸方向及びＹ軸方向の力成分は、前述したように、芯体２０及び棒状部１１に対して曲げモーメントとして働くので、その曲げ応力に応じたひずみが制動部１２の傾斜側面部１２ｅに生じる。この例の力検出センサ３０では、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ひずみ受感素子Ｚ１〜Ｚ４の配設位置よりも軸心方向に他端側の部分の傾斜側面部１２ｅにおいて、この例では、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の変位を検出する変位受感素子として、４個ずつのひずみ受感素子Ｘ１〜Ｘ４、Ｙ１〜Ｙ４が、円周方向に並べられて配設されるように、設けられている。この場合に、ひずみ受感素子Ｘ１〜Ｘ４、Ｙ１〜Ｙ４のそれぞれは、傾斜側面部１２ｅにおいて軸心方向に直交する方向の伸び、縮みに応じて抵抗値を変化するひずみ受感素子が用いられている。
【００５４】
この場合において、ひずみ受感素子Ｘ１及びＸ２の組とひずみ受感素子Ｘ３及びＸ４の組とは互いに１８０度角間隔離れるように、また、ひずみ受感素子Ｙ１及びＹ２の組とひずみ受感素子Ｙ３及びＹ４の組とは互いに１８０度角間隔離れるように、配設されている。この１８０度角間隔離れた位置は、Ｘ軸方向、また、Ｙ軸方向の力成分による曲げ応力により、一方は、引張ひずみが生じ、他方は圧縮ひずみが生じる位置である。
【００５５】
なお、Ｘ軸方向、また、Ｙ軸方向のひずみを検出するためには、４個のひずみ受感素子Ｘ１〜Ｘ４、また、４個のひずみ受感素子Ｙ１〜Ｙ４を用いるのではなく、Ｘ軸方向、また、Ｙ軸方向のひずみ受感素子を、傾斜側面部１２ｅの円周方向に、１個ずつ、或いは２個ずつ並べて配設するようにしてもよい。
【００５６】
図３に、以上のように配設されたひずみ受感素子Ｚ１〜Ｚ４、ひずみ受感素子Ｘ１〜Ｘ４、Ｙ１〜Ｙ４が用いられて構成されるひずみ検出回路３１の例を示す。この例のひずみ検出回路３１は、図３に示すように、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向及びＺ軸方向のそれぞれのひずみを検出する回路として、それぞれブリッジ回路（ホイートストンブリッジ回路）３２Ｘ，３２Ｙ，３２Ｚが形成されて構成されている。
【００５７】
そして、図３に示すように、ひずみ検出回路３１からは、複数個の端子が導出されており、それらの端子が、電子ペンにこの実施形態の力検出センサ３０が用いられたときに、電子ペンの筐体内に設けられているプリント基板に形成されている電子回路と接続されている。
【００５８】
すなわち、図３に示すように、ひずみ検出回路３１からは、Ｘ軸方向のひずみを検出するためのブリッジ回路３２Ｘの出力端子３２Ｘａ，３２Ｘｂ、Ｙ軸方向のひずみを検出するためのブリッジ回路３２Ｙの出力端子３２Ｙａ，３２Ｙｂ、及びＺ軸方向のひずみを検出するためのブリッジ回路３２Ｚの出力端子３２Ｚａ，３２Ｚｂが設けられると共に、それら３個のブリッジ回路３２Ｘ，３２Ｙ，３２Ｚのそれぞれに共通に電源電圧を印加するための端子３２Ｖ及び端子３２Ｇが設けられている。
【００５９】
ひずみ検出回路３１は、図示は省略するが、例えば、絶縁性フィルムシートからなるフレキシブル基板上に、図３に示すように、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の力成分の大きさに応じたひずみを検出するブリッジ回路３２Ｘ，３２Ｙ及び３２Ｚのそれぞれを構成する複数個のひずみ受感素子Ｘ１〜Ｘ４，Ｙ１〜Ｙ４及びＺ１〜Ｚ４を配設すると共に、それらを導電パターンにより、図３に示すように、接続して構成することができる。そして、そのひずみ検出回路３１が形成されているフレキシブル基板を、ひずみ受感素子Ｘ１〜Ｘ４，Ｙ１〜Ｙ４，Ｚ１〜Ｚ４の配設位置が図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すような位置となるようにして、力受付部材１０の制動部１２の傾斜側面部１２ｅに貼り付けることで、力検出センサ３０を構成することができる。
【００６０】
また、このようなフレキシブル基板を用いる方法ではなく、ひずみ受感素子Ｘ１〜Ｘ４，Ｙ１〜Ｙ４，Ｚ１〜Ｚ４のそれぞれを、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すような配設位置となるようにして、力受付部材１０の制動部１２の傾斜側面部１２ｅに貼り付け、それら複数個のひずみ受感素子Ｘ１〜Ｘ４，Ｙ１〜Ｙ４，Ｚ１〜Ｚ４の間を、例えばＭＩＤ（Molded Interconnect Device）等を用いた印刷による導電パターンで、図３に示すように接続するようにしてもよい。
【００６１】
［第１の実施形態の電子ペン］
図４は、この実施形態の力検出センサ３０が搭載された電子ペン４０の主要部の構成例を説明するための断面図である。図４は、この実施形態の電子ペン４０の、円筒状の筐体４０１の軸心方向（Ｚ軸方向）の一方の開口側の断面図であり、筐体４０１の当該開口側には、上述した力受付部材１０を備える力検出センサ３０が収納されている。
【００６２】
この例では、筐体４０１の中空部内には、プリント基板４０８を載置する載置部を備えるホルダー部４０２が、当該中空部内において軸心方向に移動不可となる状態で収納されている。そして、このホルダー部４０２には、軸心方向の凹穴４０２ａが設けられており、この凹穴４０２ａ内に、力検出センサ３０の力受付部材１０の係止用部１２ｄが嵌合されることで、当該力検出センサ１が、筐体４０１の中空部内において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向のいずれの方向にも動かないように係止される。
【００６３】
そして、この状態において、図示は省略するが、力検出センサ３０の力受付部材１０の傾斜側面部１２ｅに被着されているひずみ検出回路３１の各出力端子３２Ｘａ，３２Ｘｂ、３２Ｙａ，３２Ｙｂ、３２Ｚａ，３２Ｚｂのそれぞれと、プリント基板４０８に形成されている筆圧及び傾き検出回路とが電気的に接続されると共に、ひずみ検出回路３１の端子３２Ｖ及び端子３２Ｇと電源供給回路とが電気的に接続されるようにされる。
【００６４】
芯体２０は、図４に示すように、筐体４０１の中空部内に収納された力検出センサ３０の力受付部材１０の棒状部１１の貫通孔１１ａ内に、芯体２０の嵌合部２２ｂが挿入されて、力受付部材１０に対して係止される。このとき、芯体２０の信号伝達芯２１は、力受付部材１０の貫通孔１１ａを通して、筐体４０１内のプリント基板４０８側まで挿入される。そして、図４に示すように、芯体２０の信号伝達芯２１の絶縁被覆されていない他端部２１ｂは、プリント基板４０８の形成されている電子回路に接続されている信号線４０３と電気的に接続して、信号伝達芯２１が、プリント基板４０８の電子回路と電気的に接続される。
【００６５】
この実施形態の電子ペン４０においては、筐体４０１の中空部内には、力検出センサ３０の周囲を覆うようにするカバー体４０４が、ホルダー部４０２に軸芯方向において嵌合されることで、設けられている。そして、筐体４０１の芯体２０のペン先部２２ａ側の開口側にはねじ部４０１ａが形成されており、このねじ部４０１ａに螺合することで、筐体４０１の開口側に結合するスリーブ部材４０５が設けられている。
【００６６】
スリーブ部材４０５は、芯体２０のペン先部２２ａ側に開口４０５ａを備え、この開口４０５ａに向かって先細となるような円錐台形状を有している。スリーブ部材４０５の開口４０５ａは、芯体２０のペン先部２２ａの段差部２２ｃの外径よりも大きい径を有している。このスリーブ部材４０５の開口４０５ａの径は、芯体２０がＸ軸方向及びＹ軸方向に大きな力を受けたときに、段差部２２ｃとスリーブ部材４０５の開口４０５ａの端面とが衝合することでストッパとして機能して、当該Ｘ軸方向及びＹ軸方向の衝撃荷重が芯体３０に加わっても芯体２０が保護されるように選定されている。
【００６７】
すなわち、スリーブ部材４０５の開口４０５ａの径は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の力による応力が芯体２０の弾性域内の所定の応力であるときに、芯体２０の段差部２２ｃと開口４０５ａの端面とが衝合するような値に選定されている。
【００６８】
そして、この例では、図４に示すように、カバー体４０４の、芯体２０のペン先部２０ａ側は、スリーブ部材４０５の形状に応じて先細となるようにされている。そして、このカバー体４０４の周囲には、電子ペン４０に内蔵されるバッテリー（図示は省略）を充電するために用いるコイル４０７が巻回されている。
【００６９】
以上のように構成された電子ペン４０において、芯体２０に対して外力が加わると、上述したようにして、その外力のＸ軸方向，Ｙ軸方向及びＺ軸方向の力成分に応じたひずみが、力受付部材１０の制動部１２の傾斜側面部１２ｅに生じ、そのひずみの大きさに応じた検出出力信号が、ひずみ検出回路３１から得られる。
【００７０】
そして、この実施形態の電子ペン４０では、このひずみ検出回路３１からの検出出力信号から、芯体２０に印加されている筆圧を検出すると共に、電子ペン４０の傾きを検出し、その検出した筆圧及び傾きの情報を、電子ペン４０と共に使用されるセンサ部を備えるタブレット端末に送信されるようにされる。
【００７１】
この実施形態の電子ペン４０における電子回路の例を、図５に示す。この図５に示すように、電子ペン４０のコイル４０７には、充電装置から送られてくる電磁波、あるいは電子ペン４０と共に使用されるセンサ部を備えるタブレット端末から送られてくる電磁波により誘導電流が発生し、その誘導電流が整流用ダイオード５１を通じて例えば電気二重層キャパシタ５２のようなキャパシタに流れて、この電気二重層キャパシタ５２を充電する。
【００７２】
電圧変換回路５３は、この電気二重層キャパシタ５２の充電電圧から電子回路の電源電圧Ｖｃｃを生成し、ひずみ検出回路３１及びプリント基板に形成されている筆圧及び傾き検出回路５４及び信号発信回路５５に供給する。
【００７３】
ひずみ検出回路３１では、上述したようにして、電子ペン４０の芯体２０に印加される外力のＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の力成分に応じたひずみを検出し、それぞれの方向のひずみ検出出力を筆圧及び傾き検出回路５４に供給する。
【００７４】
筆圧及び傾き検出回路５４は、Ｚ軸方向のひずみの検出出力から、電子ペン４０の芯体２０に印加される筆圧を検出し、その検出した筆圧に応じた、例えばデジタル信号を生成して、信号発信回路５５に供給する。また、筆圧及び傾き検出回路５４は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のひずみの検出出力から、電子ペン４０のセンサ部の入力面に対する傾き角を検出し、その検出した傾き角に応じた、例えばデジタル信号を生成して、信号発信回路５５に供給する。
【００７５】
信号発信回路５５は、タブレット端末のセンサ部に、静電容量方式で、芯体２０の信号伝達芯２１を通じて、位置検出用信号を供給すると共に、この位置検出用信号の付加情報として、筆圧及び傾き検出回路５４からの筆圧情報や傾き角の情報のデジタル信号に応じた信号を供給する。
【００７６】
なお、この図５の例の電子ペン４０では、筆圧情報や傾き角の情報のデジタル信号は、芯体２０の信号伝達芯２１を通じて、位置検出用信号の付加情報としてタブレット端末に送信するようにしたが、電子ペンに、例えばブルートゥース（登録商標）規格の無線通信部を搭載して、位置検出用信号とは別個に、タブレット端末に無線通信するように構成してもよい。
【００７７】
［第２の実施形態］
以上説明した第１の実施形態の力受付部材１０における制動部１２は、円錐台形状を備えており、ひずみ検出回路３１のひずみ受感素子Ｘ１〜Ｘ４，Ｙ１〜Ｙ４，Ｚ１〜Ｚ４のそれぞれを配設する傾斜側面部１２ｅは、曲面である。このため、受感素子Ｘ１〜Ｘ４，Ｙ１〜Ｙ４，Ｚ１〜Ｚ４を配設しにくいという問題がある。
【００７８】
以下に説明する第２の実施形態の力受付部材１０Ａは、この問題を解決することができるように構成したものである。図６（Ａ）は、この第２実施形態の力受付部材１０Ａの側面図であり、図６（Ｂ）は、この第２の実施形態の力受付部材１０Ａの縦断面図である。また、図６（Ｃ）は、この第２の実施形態の力受付部材１０Ａを軸心方向に棒状部１１の一端側から見た図であり、図６（Ｄ）は、この第２の実施形態の力受付部材１０Ａを軸心方向に棒状部１１の他端側から見た図である。また、図７（Ａ）及び（Ｂ）は、第２の実施形態の力受付部材１０Ａに、ひずみ検出回路を装着した力検出センサ３０Ａの実施形態を示すものである。この第２の実施形態の力受付部材１０Ａ及び力検出センサ３０Ａにおいて、上述した第１の実施形態の力受付部材１０及び力検出センサ３０と同一部分には、同一符号を付してある。
【００７９】
この第２の実施形態の力受付部材１０Ａにおいては、第１の実施形態の力受付部材１０と同様の構成の棒状部１１を備えると共に、第１の実施形態の力受付部材１０の制動部１２とは異なる形状の制動部１２Ａを備える。この第２の実施形態の力受付部材１０Ａの制動部１２Ａは、ひずみ検出回路３１のひずみ受感素子Ｘ１〜Ｘ４，Ｙ１〜Ｙ４，Ｚ１〜Ｚ４のそれぞれを配設する面を平面形状とするために、この例では、図６（Ａ）及び（Ｃ）に示すように、４角錐台形状に構成される。
【００８０】
したがって、制動部１２Ａの傾斜側面部１２Ａｅは、図６（Ａ）及び（Ｃ）に示すように、４個の傾斜平面部１２Ａｅａ、１２Ａｅｂ、１２Ａｅｃ、１２Ａｅｄを有する。そして、この例においては、図６（Ｂ）に示すように、この制動部１２Ａの傾斜側面部１２Ａｅの４個の傾斜平面部１２Ａｅａ、１２Ａｅｂ、１２Ａｅｃ、１２Ａｅｄの壁の厚さは一定とされている。これは、４個の傾斜平面部１２Ａｅａ、１２Ａｅｂ、１２Ａｅｃ、１２Ａｅｄのそれぞれ内の領域においては、ほぼ同様のひずみが発生するように考慮したものである。
【００８１】
このように構成されているため、図６（Ｂ）及び図６（Ｄ）に示すように、この第２の実施形態の力受付部材１０Ａにおいて、傾斜側面部１２Ａｅの４個の傾斜平面部１２Ａｅａ、１２Ａｅｂ、１２Ａｅｃ、１２Ａｅｄと棒状部１１との間を離間させる中空空間１２Ａａも、４角錐台形状となるようにされている。
【００８２】
そして、この第２の実施形態の力受付部材１０Ａでは、図６（Ａ）及び（Ｂ）、また、図７（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、制動部１２Ａの棒状部１１との結合部１２Ａｃは、第１の実施形態の力受付部材１０の結合部１２ｃと同様に円柱状形状を有するように構成されている。また、第２の実施形態の力受付部材１０Ａの制動部１２Ａの係止用部１２Ａｄの外形形状は、第１の実施形態の力受付部材１０の結合部１２ｃと同様に円柱状形状を有するように構成されている。
【００８３】
ただし、第２の実施形態の力受付部材１０Ａの制動部１２Ａの係止用部１２Ａｄの内壁面１２Ａｂの形状は、図６（Ｄ）に示すように、制動部１２Ａと棒状部１１との間の中空空間１２Ａａが４角錐台形状であることから、４角形形状とされる。
【００８４】
そして、この実施形態の力受付部材１０Ａを用いた力検出センサ３０Ａにおいては、図７（Ａ）に示すように、制動部１２Ａの傾斜側面部１２ｅの傾斜平面部１２Ａｅａには、Ｚ軸方向のひずみ受感素子Ｚ１と、Ｙ軸方向のひずみ受感素子Ｙ１及びＹ３が配設され、また、傾斜平面部１２Ａｅｂには、Ｚ軸方向のひずみ受感素子Ｚ３と、Ｘ軸方向のひずみ受感素子Ｘ１及びＸ３が配設される。また、図７（Ｂ）に示すように、制動部１２Ａの傾斜側面部１２ｅの傾斜平面部１２Ａｅｃには、Ｚ軸方向のひずみ受感素子Ｚ２と、Ｙ軸方向のひずみ受感素子Ｙ２及びＹ４が配設され、また、傾斜平面部１２Ａｅｄには、Ｚ軸方向のひずみ受感素子Ｚ４と、Ｘ軸方向のひずみ受感素子Ｘ２及びＸ４が配設される。
【００８５】
なお、制動部１２Ａの傾斜側面部１２ｅの傾斜平面部１２Ａｅａと傾斜平面部１２Ａｅｃとは、互いに１８０度角間隔だけ離れた部分となっており、Ｙ軸方向の力が棒状部１１に印加されたときに、その曲げモーメントにより、互いに逆向きのひずみ、つまり一方の面には圧縮ひずみが、他方の面には伸長ひずみが生じる。同様に、傾斜側面部１２ｅの傾斜平面部１２Ａｅｂと傾斜平面部１２Ａｅｄとは、互いに１８０度角間隔だけ離れた部分となっており、Ｘ軸方向の力が棒状部１１に印加されたときに、その曲げモーメントにより、互いに逆向きのひずみ、つまり一方の面には圧縮ひずみが、他方の面には伸長ひずみが生じる。
【００８６】
図７（Ａ）及び（Ｂ）に示したひずみ受感素子Ｘ１〜Ｘ４及びＹ１〜Ｙ４の配置は、上述した傾斜平面部１２Ａｅａ〜１２Ａｅｄにおけるひずみの発生方向を考慮して、ひずみに対応した力成分を効率良く検出することができるようにするための配置である。
【００８７】
なお、この第２の実施形態における力検出センサ３０Ａにおけるひずみ検出回路３１は、図４に示した第１の実施形態における力検出センサ３０と同様に構成されているものであり、ここではその説明は省略する。
【００８８】
そして、この第２の実施形態の力検出センサ３０Ａは、図４に示した第１の実施形態の電子ペン４０に、第１の実施形態の力検出センサ３０に代えて装着することができ、上述した第１の実施形態の電子ペン４０を構成することができる。
【００８９】
この第２の実施形態の力受付部材１０Ａ及び力検出センサ３０Ａによれば、ひずみ検出回路３１を構成するひずみ受感素子のそれぞれを配設する面が、制動部１２Ａの傾斜平面部１２Ａｅａ〜１２Ａｅｄとすることができるので、ひずみ検出回路３１の、力受付部材１０Ａへの装着が容易になるという効果を奏する。
【００９０】
なお、第１の実施形態及び第２の実施形態における力受付部材１０は、制動部１２の傾斜側面部１２ｅに、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の３軸の全ての力成分を検出するためのひずみ受感素子が配設されていて、棒状部１１の他端側は自由端となっているので、制動部１２の結合部１２ｃとの結合部分よりも棒状部１１の他端側の部分は省略してもよい。ただし、上述の第１及び第２の実施形態においては、棒状部１１の、制動部１２の結合部１２ｃとの結合部分よりも他端側の部分により、芯体２０の信号伝達芯２１が覆われて保護されていると共に、当該棒状部１１はこの例では、金属で構成されているので、信号伝達芯２１に対するシールドの役目を果たすこともできる。
【００９１】
［第３の実施形態の力検出センサ］
上述した第１の実施形態及び第２の実施形態の力検出センサ３０及び３０Ａでは、力受付部材１０及び１０Ａの制動部１２及び１２Ａの傾斜側面部１２ｅ及び１２Ａｅを起歪部として用い、その起歪部の部分に、ひずみ検出回路３１を構成するひずみ受感素子を配設するようにした。
【００９２】
しかし、この発明による力検出センサは、力受付部材の構成要素を起歪部とする構成に限らず、起歪部を、力受付部材に取り付けた構造とすることもできる。第３の実施形態の力検出センサは、そのように構成した場合の一例である。
【００９３】
図８を参照して、この第３の実施形態の力検出センサ３０Ｂについて説明する。この第３の実施形態の力検出センサ３０Ｂで用いる力受付部材としては、第１の実施形態の力受付部材１０または第２の実施形態の力受付部材１０Ａのいずれも用いることができる。図８の例の力検出センサ３０Ｂでは、力受付部材１０を用いた場合としている。この図８において、上述した第１の実施形態の力受付部材１０と同一部分には、同一参照符号を付してある。
【００９４】
この第３の実施形態の力検出センサ３０Ｂにおいては、力受付部材１０の棒状部１１の他端側に、起歪部６０とひずみゲージ７０とを設ける。起歪部６０は、力受付部材１０の棒状部１１の内径Ｒ１に等しいあるいは若干小さい外径Ｒ７を有する円柱状部６１と、この円柱状部６１の軸心方向の一方の端部側に、当該円柱状部６１と一体的に形成されている円板状のダイヤフラム部６２とからなる。ダイヤフラム部６２の径Ｒ８は、力受付部材１０の制動部１２の他方の端部側の内径Ｒ３と等しいあるいは若干小さい値とされている。起歪部６０は、円柱状部６１が円板状のダイヤフラム部６２の中央に位置するように構成されている。
【００９５】
そして、起歪部６０の円柱状部６１及びダイヤフラム部６２の中心位置には、芯体２０の信号伝達芯２１の径Ｒ５よりも若干大きい径Ｒ９の軸心方向の貫通孔６０ａが設けられている。この起歪部６０は、図８に示すように、力受付部材１０の棒状部１１の他端側の貫通孔１１ａ内に円柱状部６１が嵌合されて接合されると共に、ダイヤフラム部６２の周縁部が制動部１２の他端側の内壁面１２ｂと接合されるようにして、力受付部材１０の他端側に取り付けられる。
【００９６】
そして、起歪部６０のダイヤフラム部６２の、円柱状部６１が形成されている面とは反対側には、ひずみゲージ７０が被着されている。このひずみゲージ７０は、図９（Ａ）に示すように、ダイヤフラム部６２よりも径が若干小さい円板状の絶縁シート７１の上に、この例では、ひずみに応じて抵抗値が変化する複数個のひずみ受感素子Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２及びＺ１〜Ｚ４が配設されたものである。
【００９７】
すなわち、ひずみ受感素子Ｘ１とＸ２とは、Ｘ軸方向のひずみに応じて抵抗値が変化するように、互いに１８０度角間隔離れた位置に配設され、また、ひずみ受感素子Ｙ１とＹ２とは、Ｙ軸方向のひずみに応じて抵抗値が変化するように、互いに１８０度角間隔離れた位置に配設されている。そして、ひずみ受感素子Ｚ１及びＺ２は、図９（Ａ）において絶縁シート７１の上半分の領域において１８０度よりも若干小さい角範囲の円弧状に形成されると共に、ひずみ受感素子Ｚ３及びＺ４は、絶縁シート７１の下半分の領域において１８０度よりも若干小さい角範囲の円弧状に形成されて、Ｚ軸方向のひずみを検出するようにされている。
【００９８】
そして、図９（Ａ）では図示を省略するが、絶縁シート７１上には、周知のように、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向のひずみ検出用のブリッジ回路を構成するように、ひずみ受感素子Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２及びＺ１〜Ｚ４を電気的に接続するための導電パターンが形成されていると共に、接続用の端子が形成されている。
【００９９】
なお、ひずみゲージ７０の絶縁シート７１には、起歪部６０の貫通孔６０ａと連通して、芯体２０の信号伝達芯２１を貫通させるための貫通孔７１ａが形成されている。
【０１００】
以上のように構成される第３の実施形態の力検出センサ３０Ｂは、第１の実施形態と同様にして、静電結合方式の電子ペンに搭載することができる。図１０は、この第３の実施形態の力検出センサ３０Ｂを搭載した静電結合方式の電子ペン４０Ｂを示すもので、第１の実施形態の電子ペン４０と同様の部分には、同一参照符号を付して、その説明は省略する。
【０１０１】
図１０に示すように、力検出センサ３０Ｂは、制動部１２の他端側の係止用部１２ｄが、電子ペン４０Ｂのこのホルダー部４０２の凹穴４０２ａ内に、嵌合されることで、筐体４０１の中空部内において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向のいずれの方向にも動かないように係止される。
【０１０２】
そして、この第３の実施形態の電子ペン４０Ｂにおいては、図１０では図示を省略するが、ひずみゲージ７０に形成されている端子が、プリント基板４０８に設けられている回路素子と接続されることで、ひずみ検出回路が構成される。
【０１０３】
そして、芯体２０が、スリーブ部材４０５の開口４０５ａから挿入されることで、当該芯体のペン先保護部材２２が、棒状部１１の一端側において、貫通孔１１ａ内に嵌合される。このとき、芯体２０の信号伝達芯２１は、棒状部１１の貫通孔１１ａを通り、さらに、起歪部６０の貫通孔６０ａ及びひずみゲージ７０の絶縁シート７１の貫通孔７１ａを通って、プリント基板４０８側に突出するようになる。そして、前述の第１の実施形態の電子ペン４０と同様にして、芯体２０の信号伝達芯２１の絶縁被覆されていない他端部２１ｂは、プリント基板４０８の形成されている電子回路に接続されている信号線４０３と電気的に接続して、信号伝達芯２１が、プリント基板４０８の電子回路と電気的に接続される。
【０１０４】
この第３の実施形態の電子ペン４０Ｂにおける電子回路の構成は、図５に示したものと同様となる。電子ペン４０Ｂのその他の構成は、上述した第１の実施形態及び第２の実施形態と同様である。
【０１０５】
この図１０の例の電子ペン４０Ｂにおいて、芯体２０のペン先部２２ａに力が印加されると、芯体２０のペン先保護部材２２の嵌合部２２ｂが嵌合されている棒状部１１に、その力が伝達され、棒状部１１の他端側の起歪部６０のダイヤフラム部６２には、図９（Ｂ）及び（Ｃ）に示すような変位を生じ、その変位に応じたひずみを生じる。
【０１０６】
すなわち、この例の電子ペン４０Ｂにおいて、Ｚ軸方向の力（筆圧）が芯体２０のペン先保護部材２２のペン先部２２ａに印加された場合には、力検出センサ３０Ｂの起歪部６０のダイヤフラム部６２には、棒状部１１により引張・圧縮応力が加わり、図９（Ｂ）に示すように、ダイヤフラム部６２は、棒状部１１のＺ軸方向の変位に応じて下側に凸となるように湾曲する。
【０１０７】
すると、起歪部６０のダイヤフラム部６２に被着されているひずみゲージ７０の絶縁シート７１は、ダイヤフラム部６２の湾曲に応じて変位して、図９（Ｂ）で矢印で示すように、伸長変位する。このため、ひずみゲージ７０の絶縁シート７１に配設されているひずみ受感素子にも同様にして伸長する変位が生じ、そ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。
【０１０８】
また、芯体２０のペン先保護部材２２のペン先部２２ａに、Ｚ軸方向に直交するＸ軸方向あるいはＹ軸方向の力成分が印加された場合には、そのＸ軸方向あるいはＹ軸方向の力成分は、力受付部材１０に対して曲げモーメントとして作用し、起歪部６０のダイヤフラム部６２には、曲げ応力及びせん断応力が加わる。したがって、ダイヤフラム部６２においては、図９（Ｃ）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から見て棒状部１１よりも手前側では、ダイヤフラム部６２のひずみゲージ７０側が収縮するように変位し、棒状部１１よりも後ろ側では、ダイヤフラム部６２のひずみゲージ７０側が伸長するように変位する。
【０１０９】
このダイヤフラム部６２に変位に応じたひずみを、ひずみゲージ７０に配設されているひずみ受感素子Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２により検出して、前記Ｘ軸方向及びＹ軸方向の力成分を検出することができる。そして、その検出した力から、電子ペンの傾きや電子ぺンの回転を検出できる。
【０１１０】
以上のようにして、この第３の実施形態では、力受付部材１０と、起歪部６０とを組み合わせて力検出センサ３０Ｂを構成した点が、上述の第１の実施形態及び第２の実施形態とは異なるが、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様に、曲げモーメントに対する耐力の大きい力受付部材及び力検出センサを実現することができるという効果を奏する。
【０１１１】
［第４の実施形態］
ところで、電子ペンの芯体の先端に印加されるＺ軸方向の力を検出する力検出センサ、つまり、筆圧を検出する筆圧検出部材の例として、例えば、特開２０１３−１６１３０７号公報に開示されているような筆圧に応じて静電容量を可変とする半導体素子を用いた構成のものが知られている。この種の半導体素子は、従来、筆圧として検出するＺ軸方向の衝撃荷重に対する耐力の問題があった。
【０１１２】
上述の実施形態の力受付部材１０，１０Ａは、曲げモーメントに対する耐力が大きくなると共に、Ｚ軸方向の衝撃荷重に対しても耐力を有する。そこで、上述の実施形態の力受付部材１０，１０Ａを用いることで、上述のような半導体素子を用いた力検出センサの例としての筆圧検出手段の耐力の問題を解決することができる。
【０１１３】
以下に説明する第４の実施形態は、以上のことを考慮して、この実施形態の力受付部材１０や１０Ａを用いると共に、筆圧に応じて静電容量を可変とする半導体素子を用いた構成の力検出センサの例としての筆圧検出手段を搭載する電子ペンを提供するものである。
【０１１４】
図１１は、この第４の実施形態の電子ペン４０Ｃの要部の構成例を説明するための断面図であり、上述した第１〜第３の実施形態と同様に静電容量方式の電子ペンに適用した場合である。この図１１の例では、第１の実施形態の力受付部材１０を用いている。この図１１において、第１の実施形態の電子ペン４０と同一の部分には、同一の参照符号を付してある。
【０１１５】
この第４の実施形態の電子ペン４０Ｃにおいては、図１１に示すように、筐体４０１内のホルダー部４０２Ｃにはプリント基板４０８Ｃが載置されて設けられるが、この場合に、当該プリント基板４０８Ｃは筐体４０１の中空部内の中央位置となるようにされている。すなわち、プリント基板４０８Ｃの横断面の中心位置が、筐体４０１の円柱状の中空区間の中心線位置である、いわゆる軸心と一致するように、プリント基板４０８Ｃは配設されている。
【０１１６】
そして、このプリント基板４０８Ｃの長手方向（筐体４０１の軸心方向）のペン先側の端面には、図１１に示すように、筆圧に応じて静電容量を可変とする半導体素子９０を用いた筆圧検出部材８０が、芯体２０に印加される筆圧（Ｚ軸方向の力成分）を検出することが可能な状態で取り付けられている。
【０１１７】
そして、この第４の実施形態では、力受付部材１０の棒状部１１の貫通孔１１ａを貫通して、棒状部１１の他端側から、プリント基板４０８Ｃ側に突出する芯体２０の信号伝達芯２１の他端部２１Ｃｂが、筆圧検出部材８０に嵌合されている。この例では、芯体２０の信号伝達芯２１の他端部２１Ｃｂは、筆圧検出部材８０と嵌合するために、先端が丸められた形状とされている。
【０１１８】
図１２は、筆圧検出部材８０の構成を説明するための図であり、図１２（Ａ）は、この筆圧検出部材８０の斜視図、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）のＡ−Ａ線を含む縦断面図、図１２（Ｃ）は、筆圧検出部材８０をプリント基板４０８Ｃに取り付けたときの状態を示す図である。
【０１１９】
この例の筆圧検出部材８０は、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術により製作されている半導体チップとして構成される圧力感知チップ９０を、例えば立方体あるいは直方体の箱型のパッケージ８１内に封止したものである（図１２（Ａ）、（Ｂ）参照）。
【０１２０】
圧力感知チップ９０は、印加される圧力を、静電容量の変化として検出するものであり、この例では、第１の電極９１と、第２の電極９２と、第１の電極９１及び第２の電極９２の間の絶縁層（誘電体層）９３とからなる。この例の圧力感知チップ９０は、圧力Ｐを第１の電極９１の上面９１ａ側から受ける。第１の電極９１および第２の電極９２は、この例では、単結晶シリコン（Ｓｉ）からなる導体で構成される。絶縁層９３は、この例では酸化膜（ＳｉＯ２）からなる絶縁膜で構成される。なお、絶縁層９３は、酸化膜で構成する必要はなく、他の絶縁物で構成しても良い。
【０１２１】
そして、絶縁層９３の第１の電極９１と対向する面側には、この例では、当該面の中央位置を中心とする円形の凹部９４が形成されている。この凹部９４により、絶縁層９３と、第１の電極９１との間に空間が形成される。この例では、凹部９４の底面は平坦な面とされ、その直径Ｄは、例えばＤ＝１ｍｍとされている。また、凹部９４の深さは、この例では、数十ミクロン〜数百ミクロン程度とされている。
【０１２２】
この凹部９４からなる空間の存在により、第１の電極９１は、第２の電極９２と対向する面とは反対側の面９１ａ側から押圧されると、当該凹部９４からなる空間の方向に撓むように変位可能となり、第１の電極９１と第２の電極９２との間に形成される静電容量Ｃｖは、押圧力Ｐに基づいて第１の電極９１に生じた変位に応じた変化をする。
【０１２３】
この実施形態の筆圧検出部材８０においては、以上のような構成を備える圧力感知チップ９０は、圧力を受ける第１の電極９１の面９１ａが、図１２（Ａ）及び（Ｂ）において、パッケージ８１の上面８１ａに対向する状態でパッケージ８１内に収納されている。
【０１２４】
パッケージ８１は、この例では、セラミック材料や樹脂材料等の電気絶縁性材料からなるパッケージ部材８２と、このパッケージ部材８２内において、圧力感知チップ９０が圧力を受ける面９１ａ側に設けられる弾性部材８３とからなる。弾性部材８３は、所定の弾性を有する圧力伝達部材の一例である。
【０１２５】
そして、この例では、パッケージ部材８２内の、圧力感知チップ９０が圧力を受ける第１の電極９１の面９１ａ側の上部には、第１の電極９１の面積に対応した凹部８２ａが設けられており、この凹部８２ａ内には弾性部材８３が充填されて配置されている。弾性部材８３は、この例では、所定の弾性を有するシリコン樹脂、例えばシリコンゴムで構成されている。
【０１２６】
そして、パッケージ８１には、上面８１ａから弾性部材８３の一部にまで連通する連通穴８４が形成されている。すなわち、パッケージ部材８２には、当該連通穴８４の一部を構成する貫通孔８２ｂが形成されていると共に、弾性部材８３には、連通穴８４の端部を構成する凹穴８３ａが設けられている。また、パッケージ部材８２の連通穴８４の開口部側（上面８１ａ側）にはテーパー部８２ｃが形成されて、連通穴８４の開口部は、ラッパ状形状とされている。
【０１２７】
図１２（Ａ）及び（Ｂ）において、点線で示すように、連通穴８４には、この例では、芯体２０の信号伝達芯２１の他端側２１Ｃｂが挿入される。なお、この例では、貫通孔８２ｂの内径は、信号伝達芯２１の他端側２１Ｃｂの直径より若干大きくされていると共に、凹穴８３ａの内径は、信号伝達芯２１の他端側２１Ｃｂが凹穴８３ａに当接する部分の直径よりも若干小さくされていることで、テーパー部８２ｃと貫通孔８２ｂによって信号伝達芯２１の他端側２１Ｃｂの筆圧検出部材８０の内部へのガイドを容易にするとともに、筆圧検出部材８０に挿入された信号伝達芯２１の他端側２１Ｃｂが容易に脱落しないように構成されている。
【０１２８】
そして、図１２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、筆圧検出部材８０のパッケージ部材８２からは、圧力感知チップ９０の第１の電極９１と接続される第１のリード端子８５が導出されると共に、圧力感知チップ９０の第２の電極９２と接続される第２のリード端子８６が導出される。第１のリード端子８５は、例えば金線８５ａにより第１の電極９１と電気的に接続される。また、第２のリード端子８６は、第２の電極９２に接触した状態で導出されることにより第２の電極９２と電気的に接続される。もっとも、第２のリード端子８６と第２の電極９２とも、金線などで電気的に接続しても勿論良い。
【０１２９】
また、この例においては、パッケージ部材８２からは、図１２（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、信号伝達芯２１の他端部２１Ｃｂと電気的に接続されるように構成された第３のリード端子８７が導出される。
【０１３０】
すなわち、この例では、連通穴８４の貫通孔８２ｂの内壁面には、導体からなる接点８８が設けられており、信号伝達芯２１の他端側２１Ｃｂが連通穴８４内に挿入されたときに、他端側２１Ｃｂの絶縁被覆が剥がされた導体部分が、この接点８８と電気的に接続されるように構成されている。この接点８８は、第３のリード端子８７とは金線８７ａにより電気的に接続されている。
【０１３１】
この例では、第１、第２及び第３のリード端子８５，８６及び８７は、導体で構成され、図示のように幅広とされている。そして、この例では、第１、第２及び第３のリード端子８５，８６及び８７は、パッケージ８１の上面８１ａに対向した底面８１ｂから、当該底面８１ｂに対して垂直な方向に導出されていると共に、第１及び第３のリード端子８５及び８７と、第２のリード端子８６とは、筆圧検出部材８０が配設されるプリント基板４０８Ｃの厚さｄに対応する間隔を空けて、互いに平行に対向するように導出されている。
【０１３２】
そして、図１２（Ｃ）に示すように、筆圧検出部材８０を、プリント基板４０８Ｃの端面４０８Ｃａに対して、パッケージ８１の底面８１ｂが当接した状態で、第１及び第３のリード端子８５及び８７と、第２のリード端子８６（図１２（Ｃ）では第２のリード端子８６の図示は省略）とにより当該プリント基板４０８Ｃの厚さ方向を挟持するように配設する。なお、パッケージ８１の底面８１ｂには、位置決め用の突起８１ｃが設けられており、この突起８１ｃがプリント基板４０８Ｃの端面４０８Ｃａに設けられている凹穴（図示は省略）に嵌合することで、筆圧検出部材８０は、プリント基板４０８Ｃに対して位置決めされる。
【０１３３】
そして、プリント基板４０８Ｃの一面４０８Ｃｂに設けられている印刷配線パターン４０９及び４１０と、第１のリード端子８５及び第３のリード端子８７を半田４１１及び４１２にて電気的に接続しかつ固定する。また、図示は省略するが、同様にして、プリント基板４０８Ｃの一面４０８Ｃｂとは反対側の面に設けられている印刷配線パターンと、第２のリード端子８６を半田付けして固定する。
【０１３４】
なお、この例においては、図示は省略するが、プリント基板４０８Ｃには、第１のリード端子８５が接続される印刷配線パターン４０９と、第２のリード端子８６が接続される印刷配線パターンとが接続されている信号処理回路が設けられていると共に、第３のリード端子８７が接続されている印刷配線パターン４１０が接続されている信号発信回路が設けられている。信号処理回路は、筆圧検出部材８０の圧力感知チップ９０の静電容量Ｃｖから筆圧を検出し、その検出した筆圧を、信号発信回路に供給すると共に、信号発信回路を制御するようにする。信号発信回路は、電子ペン４０Ｃと共に使用される位置検出センサに対して、位置検出用信号を送出するとともに、信号処理回路の制御を受けて、信号処理回路からの筆圧の情報を、例えば芯体２０を通じて送出するようにする処理を行う。
【０１３５】
この状態で、図１２（Ｃ）に示すように、芯体２０の信号伝達芯２１の他端部２１Ｃｂを介して、筆圧検出部材８０に軸芯方向に押圧力Ｐが加わると、その押圧力Ｐに応じた圧力が弾性部材８３を介して、圧力感知チップ９０に印加される。すると、圧力感知チップ９０の第１の電極９１が印加された圧力に応じて撓む変位を生じ、圧力感知チップ９０の静電容量Ｃｖは、印加された圧力に応じて変化する。プリント基板４０８Ｃに設けられている信号処理回路は、この静電容量Ｃｖの容量値に応じた信号処理を行う。
【０１３６】
そして、第４の実施形態の電子ペン４０Ｃにおいては。芯体２０に印加された力が、直接に圧力感知チップ９０の第１の電極に印加されるのではなく、力受付部材１０を介して印加される。さらに、この例では、弾性部材８３が、芯体２０の信号伝達芯２１の他端部２１Ｃｂと圧力感知チップ９０の第１の電極９１との間に介在する。これにより、圧力感知チップ９０が圧力を受ける第１の電極９１における耐圧性、耐ショック性が向上し、当該第１の電極９１が過大な圧力、予期しない瞬間圧力などにより損壊されてしまうことを防止することができる。
【０１３７】
なお、図１１では、図示を省略したが、この第４の実施形態の電子ペン４０Ｃにおいては、力受付部材１０の制動部１２の傾斜側面部１２ｅには、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示したように、Ｘ軸方向のひずみを検出するためのひずみ受感素子Ｘ１〜Ｘ４と、Ｙ軸方向のひずみを検出するためのひずみ受感素子Ｙ１〜Ｙ４が配設されている。ただし、この第４の実施形態の電子ペン４０Ｃにおいては、Ｚ軸方向の変位は、上述のようにして、筆圧検出部材８０で検出するので、この傾斜側面部１２ｅには、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示したＺ軸方向のひずみ受感素子Ｚ１〜Ｚ４は設けられない。すなわち、この第４の実施形態の電子ペン４０Ｃに用いられている力検出センサ３０Ｃは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の力成分は、力受付部材１０の傾斜側面部１２ｅにおける変位（ひずみ）を検出するで構成され、Ｚ軸方向の力成分は、筆圧検出部材８０で構成されているものとなる。
【０１３８】
そして、この第４の実施形態では、Ｘ軸方向のひずみを検出するためのひずみ受感素子Ｘ１〜Ｘ４と、Ｙ軸方向のひずみを検出するためのひずみ受感素子Ｙ１〜Ｙ４についてのブリッジ回路が、ひずみ検出回路として、プリント基板４０８Ｃに設けられており、そのひずみ検出回路で検出されたＸ軸方向及びＹ軸方向の力成分により、電子ペン４０Ｃの傾斜角や回転が検出される。そして、その検出された傾斜角の情報や回転の情報が、筆圧と同様にして、信号発信回路からの信号として、芯体２０を通じて送出される。
【０１３９】
第１の実施形態の電子ペンと同様に、この第４の実施形態の電子ペンにおいても、筆圧情報、傾斜角の情報及び回転の情報は、芯体２０から送出するのではなく、別途、無線送信手段を用いて送信するようにしてもよい。
【０１４０】
なお、この第４の実施形態の電子ペンにおいては、力受付部材１０の傾斜側面部１２ｅには、Ｘ軸方向のひずみを検出するためのひずみ受感素子Ｘ１〜Ｘ４と、Ｙ軸方向のひずみを検出するためのひずみ受感素子Ｙ１〜Ｙ４を設けず、筆圧のみを検出する構成としてもよい。
【０１４１】
［第５の実施形態］
以上の第１〜第４の実施形態では、電子ペンが静電結合方式の場合であったが、この発明は、電磁誘導方式の電子ペンにも適用できる。
【０１４２】
図１３は、電磁誘導方式の第５の実施形態の電子ペン４０Ｄの要部の構成例を説明するための断面図であり、この例は、上述の第４の実施形態を、電磁誘導方式の電子ペンに適用した場合である。この図１３において、図１１の第４の実施形態の電子ペン４０Ｃの構成部分と同一部分には、同一参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【０１４３】
図１３に示すように、この第５の実施形態の電子ペン４０Ｄにおいては、プリント基板４０８Ｄの端部に筆圧検出部材８０Ｄが取り付けられており、この筆圧検出部材８０Ｄで、芯体２０Ｄに印加される筆圧を検出することができるように構成されている。この例の筆圧検出部材８０Ｄは、図１２に示した筆圧検出部材８０から、第３のリード端子８７及び接点８８並びにそれらを接続する金線８７ａを除去した構成を備える。
【０１４４】
この第５の実施形態における力受付部材１０Ｄも、棒状部１１Ｄと、この棒状部１１Ｄと結合される制動部１２とからなる構成は、上述の実施形態の力受付部材と同様であり、制動部１２は、その軸心方向の一端側の内壁面１２ｂが、棒状部１１Ｄの軸心方向の一端と他端との間の中間位置で棒状部１１Ｄの外周側面１１Ｄｂと結合されていると共に、軸心方向の他端側では、制動部１２の筒状形状の内壁面１２ｂが棒状部１１Ｄの外側周面１１Ｄｂから離間するように構成されている。ただし、第５の実施形態における力受付部材１０Ｄは、棒状部１１Ｄの構成が、上述の実施形態の力受付部材１０の棒状部１１とは異なる。
【０１４５】
すなわち、図１３に示すように、この第５の実施形態における力受付部材１０Ｄの棒状部１１Ｄは、軸心方向の貫通孔は備えず、中実の円柱状部材に、この電磁誘導方式の電子ペン４０Ｄ用の芯体２０Ｄを嵌合する凹穴１１Ｄａを設けた構成とされている。そして、この例では、棒状部１１Ｄの他端側には、筆圧検出部材８０Ｄの圧力感知チップ９０を押圧するように嵌合する押圧用突部１１Ｄｃが形成されている。この押圧用突部１１Ｄｃは、第４の実施形態の電子ペン４０Ｃの場合における芯体２０の信号伝達芯２１の他方の端部２１Ｃｂと同様の役割をする。
【０１４６】
そして、この第５の実施形態の電子ペン４０Ｄにおける芯体２０Ｄは、静電結合方式の電子ペン用の芯体２０の信号伝達芯２１を除去し、ペン先保護部材２２の部分のみで構成されているのと同様の構成を備える。すなわち、芯体２０Ｄは、例えば硬質の樹脂材料などで構成され、ペン先部２０Ｄａと、棒状部１１の凹穴１１Ｄａ内に挿入される嵌合部２０Ｄｂとを備える。ペン先部２０Ｄａは、頂部が丸められた円錐形状とされていると共に、この円錐形状の底面側には嵌合部２０Ｄｂよりも若干径の大きい段差部２０Ｄｃを備えている。
【０１４７】
この芯体２０Ｄは、図１３に示すように、力受付部材１０Ｄの棒状部１１Ｄの凹穴１１Ｄａ内に、その嵌合部２０Ｄｂが圧入嵌合されることで、力受付部材１０Ｄに対して装着される。しかし、芯体２０Ｄを強く引っ張ることで、力受付部材１０Ｄの棒状部１１Ｄから容易に離脱させることができる。
【０１４８】
この状態で、芯体２０Ｄのペン先部２０Ｄａに圧力が印加されると、芯体２０Ｄと棒状部１１Ｄとは印加された圧力に対して一体的変位するので、棒状部１１Ｄの軸心方向の他端側の押圧用突部１１Ｄｃにより、筆圧検出部材８０Ｄの圧力感知チップ９０に圧力が伝達され、筆圧が静電容量の変化として検出される。そして、検出された筆圧の情報は、この実施形態の電子ペン４０Ｄから、この例では、電磁結合により、電磁誘導方式の位置検出装置に送信される。
【０１４９】
この第５の実施形態の電子ペン４０Ｄにおいても、力受付部材１０Ｄの制動部１２の傾斜側面部１２ｅには、第４の実施形態の場合と同様に、Ｘ軸方向のひずみを検出するためのひずみ受感素子Ｘ１〜Ｘ４と、Ｙ軸方向のひずみを検出するためのひずみ受感素子Ｙ１〜Ｙ４が配設されている。そして、第５の実施形態の電子ペン４０Ｄにおいては、Ｘ軸方向のひずみを検出するためのひずみ受感素子Ｘ１〜Ｘ４と、Ｙ軸方向のひずみを検出するためのひずみ受感素子Ｙ１〜Ｙ４についてのブリッジ回路を含むひずみ検出回路３１Ｄ（後述の図１４参照）が設けられており、このひずみ検出回路３１Ｄで検出されたＸ軸方向及びＹ軸方向の力成分から、電子ペン４０Ｄの傾き角や回転が検出され、それら傾き角や回転の情報が、この例では、電磁結合により、電磁誘導方式の位置検出装置に送信される。
【０１５０】
図１４は、この第５の実施形態の電子ペン４０Ｄのプリント基板４０８Ｄに形成されている電子回路の一例を、この電子ペン４０Ｄと電磁誘導結合による信号授受を行う位置検出装置２００の回路構成例と共に示す図である。
【０１５１】
電子ペン４０Ｄは、この実施形態では、位置検出装置２００のセンサの導体と電磁誘導結合することにより、位置検出用信号を授受すると共に、筆圧検出部材８０Ｄを通じて検出される筆圧情報と、ひずみ検出回路３１Ｄの出力から検出される電子ペン４０Ｄの傾き角や回転の情報を、位置検出装置２００に送信するように構成される。
【０１５２】
電子ペン４０Ｄにおいては、コイル４０７に対して、キャパシタ５０１が並列に接続されて並列共振回路５０２が構成される。そして、電子ペン４０Ｄは、図１４に示すように、当該電子ペン４０Ｄの電子回路の全体を制御する、この例ではＩＣからなるペン制御回路５１０を備える。
【０１５３】
そして、並列共振回路５０２にて位置検出装置２００から電磁結合により受信した交流信号が、キャパシタ５０３を通じてダイオード５０５及び５０６と、整流電圧の蓄電用のキャパシタ５０７からなる整流回路５０４に供給されて整流され、キャパシタ５０７に蓄電される。そして、キャパシタ５０７の両端間に得られる整流出力電圧が、電圧安定化回路５０８で安定化され、ペン制御回路５１０の電源電圧として供給される。
【０１５４】
そして、この実施形態の電子ペン４０Ｄにおいては、並列共振回路５０２に並列に、スイッチ回路５０９が接続されている。このスイッチ回路５０９は、ペン制御回路５１０によりオン・オフ制御されるように構成されている。
【０１５５】
また、この実施形態の電子ペン４０Ｄでは、図１４に示すように、ペン制御回路５１０には、筆圧検出部材８０Ｄの圧力感知チップ９０で構成される可変容量キャパシタ９０Ｃが接続される。この可変容量キャパシタ９０Ｃには、抵抗５１１が並列に接続されている。この例では、ペン制御回路５１０は、可変容量キャパシタ９０Ｃを充電した後、抵抗５１１を通じて放電させ、可変容量キャパシタ９０Ｃが接続されている端子の電圧（可変容量キャパシタ９０Ｃ両端電圧に相当）が所定閾値になるまでの時間を計測することで、可変容量キャパシタ９０Ｃの静電容量を測定する。
【０１５６】
ペン制御回路５１０は、その測定した可変容量キャパシタ９０Ｃの静電容量の変化から筆圧の変化を検出し、芯体２０Ｄに筆圧が印加されたかどうかを検出すると共に、筆圧が印加されたことを検出したときには、その筆圧値を可変容量キャパシタ９０Ｃの静電容量の値から算出するようにする。
【０１５７】
そして、この実施形態では、ペン制御回路５１０は、算出した筆圧値の情報（筆圧データ）を、当該筆圧データによってスイッチ回路５０９をオン・オフ制御することで、複数ビットのデジタル信号を、ＡＳＫ信号あるいはＯＯＫ信号として位置検出装置２００に送信する。
【０１５８】
ペン制御回路５１０は、また、ひずみ検出回路３１Ｄで検出されたＸ軸方向及びＹ軸方向の力成分の出力から、電子ペン４０Ｄの傾き角や回転を算出し、算出した傾き角や回転の情報を、そのデジタル信号の各ビットによってスイッチ回路５０９をオン・オフ制御することで、ＡＳＫ信号あるいはＯＯＫ信号として位置検出装置２００に送信する。
【０１５９】
一方、位置検出装置２００には、図１４に示すように、Ｘ軸方向ループコイル群２１１Ｘと、Ｙ軸方向ループコイル群２１２Ｙとが積層されて位置検出コイルが形成されている。各ループコイル群２１１Ｘ，２１２Ｙは、例えば、それぞれｎ本，ｍ本の矩形のループコイルからなっている。各ループコイル群２１１Ｘ，２１２Ｙを構成する各ループコイルは、等間隔に並んで順次重なり合うように配置されている。
【０１６０】
また、位置検出装置２００には、Ｘ軸方向ループコイル群２１１Ｘ及びＹ軸方向ループコイル群２１２Ｙが接続される選択回路２１３が設けられている。この選択回路２１３は、２つのループコイル群２１１Ｘ，２１２Ｙのうちの一のループコイルを順次選択する。
【０１６１】
さらに、位置検出装置２００には、発振器２２１と、電流ドライバ２２２と、切り替え接続回路２２３と、受信アンプ２２４と、検波器２２５と、ローパスフィルタ２２６と、サンプルホールド回路２２７と、Ａ／Ｄ変換回路２２８と、処理制御部２２９とが設けられている。処理制御部２２９は、例えばマイクロコンピュータにより構成されている。
【０１６２】
発振器２２１は、周波数ｆ０の交流信号を発生する。電子ペン４０Ｄの共振回路１１１の共振周波数は、この周波数ｆ０を中心周波数とするように選定されている。そして、発振器２２１で発生した交流信号は電流ドライバ２２２に供給される。電流ドライバ２２２は、発振器２２１から供給された交流信号を電流に変換して切り替え接続回路２２３へ送出する。切り替え接続回路２２３は、処理制御部２２９からの制御により、選択回路２１３によって選択されたループコイルが接続される接続先（送信側端子Ｔ、受信側端子Ｒ）を切り替える。この接続先のうち、送信側端子Ｔには電流ドライバ２２２が、受信側端子Ｒには受信アンプ２２４が、それぞれ接続されている。
【０１６３】
選択回路２１３により選択されたループコイルに発生する誘導電圧は、選択回路２１３及び切り替え接続回路２２３を介して受信アンプ２２４に送られる。受信アンプ２２４は、ループコイルから供給された誘導電圧を増幅し、検波器２２５へ送出する。
【０１６４】
検波器２２５は、ループコイルに発生した誘導電圧、すなわち受信信号を検波し、ローパスフィルタ２２６へ送出する。ローパスフィルタ２２６は、前述した周波数ｆ０より充分低い遮断周波数を有しており、検波器２２５の出力信号を直流信号に変換してサンプルホールド回路２２７へ送出する。サンプルホールド回路２２７は、ローパスフィルタ２２６の出力信号の所定のタイミング、具体的には受信期間中の所定のタイミングにおける電圧値を保持し、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換回路２２８へ送出する。Ａ／Ｄ変換回路２２８は、サンプルホールド回路２２７のアナログ出力をデジタル信号に変換し、処理制御部２２９に出力する。
【０１６５】
処理制御部２２９は、選択回路２１３におけるループコイルの選択、切り替え接続回路２２３の切り替え、サンプルホールド回路２２７のタイミングを制御する。処理制御部２２９は、Ａ／Ｄ変換回路２２８からの入力信号に基づき、Ｘ軸方向ループコイル群２１１Ｘ及びＹ軸方向ループコイル群２１２Ｙから一定の送信継続時間をもって電磁誘導信号を送信させる。
【０１６６】
Ｘ軸方向ループコイル群２１１Ｘ及びＹ軸方向ループコイル群２１２Ｙの各ループコイルには、電子ペン４０Ｄから送信される電磁誘導信号によって誘導電圧が発生する。処理制御部２２９は、この各ループコイルに発生した誘導電圧の電圧値のレベルに基づいて電子ペン４０ＤのＸ軸方向及びＹ軸方向の指示位置の座標値を算出する。
【０１６７】
また、処理制御部２２９は、電流ドライバ２２２に、送信信号を断続制御するため感動の信号及び送信信号レベル制御のための信号を供給すると共に、電子ペン４０Ｄからの筆圧データや識別情報などの付加情報の受信処理を行うようにする。処理制御部２２９は、電子ペン４０Ｄからの、例えばＡＳＫ信号からなる断続信号を、複数ビットのデジタル信号として検出して、筆圧データや識別情報などの付加情報を検出するようにする。
【０１６８】
［電子ペン４０Ｄの動作及び位置検出装置２００の動作］
位置検出装置２００は、処理制御部２２９の処理制御に基づいて送信信号を送出している。なお、電子ペン４０Ｄは、位置検出装置２００ではなく、専用の充電装置と電磁結合することで、当該専用の充電装置から送出される交流信号を受信することもできる。
【０１６９】
電子ペン４０Ｄでは、位置検出装置２００あるいは充電装置からの交流信号を並列共振回路５０２で受信する状態にないときには、整流回路５０４のキャパシタ５０７には蓄電はされない。
【０１７０】
そして、電子ペン４０Ｄが、位置検出装置２００あるいは充電装置からの交流信号を並列共振回路５０２で受信する状態になると、並列共振回路５０２で受信された交流信号が整流回路５０４で整流され、キャパシタ５０７に蓄電される。ペン制御回路５１０は、整流回路５０４のキャパシタ５０７に得られる整流出力電圧が所定の電圧以上であれば、電圧安定化回路５０８からの電源電圧により、安定に動作することができる。
【０１７１】
この場合に、電子ペン４０Ｄのスイッチ回路５０９がオフであるときには、並列共振回路５０２は、位置検出装置２００から送信された交流信号に対して共振動作を行って、電磁誘導信号を位置検出装置２００に返送（帰還）する。位置検出装置２００のループコイル２１１Ｘや２１２Ｙは、電子ペン４０Ｄの共振回路５０２からの電磁誘導信号を受信する。これに対して、電子ペン４０Ｄのスイッチ回路５０９がオンであるときには、並列共振回路５０２は、位置検出装置２００からの交流信号に対する共振動作が禁止された状態になり、このために、並列共振回路５０２から位置検出装置２００に電磁誘導信号は返送（帰還）されず、位置検出装置２００のループコイル２１１Ｘや２１２Ｙは、電子ペン４０Ｄからの信号を受信しない。
【０１７２】
この例では、位置検出装置２００の処理制御部２２９は、電子ペン４０Ｄにより指示された位置を検出する位置検出動作時には、ループコイル２１１Ｘ及びループコイル２１２Ｙを順次に切り替えながら、発振器２２１からの交流信号を電子ペン４０Ｄに送信すると共に、送信後に受信に切り替えて、その帰還信号のレベルを検出する。この位置検出時においては、電子ペン４０Ｄのペン制御回路５１０は、スイッチ回路５０９は常時オフとして、常に、並列共振回路５０２で受信した交流信号を、位置検出装置２００に帰還する状態にする。
【０１７３】
位置検出装置２００の処理制御部２２９は、ループコイル２１１Ｘ及びループコイル２１２Ｙのそれぞれで受信した帰還信号のレベルの大きさを監視し、そのレベルに基づいて、電子ペン４０Ｄにより指示された座標位置を検出する。
【０１７４】
そして、この例では、位置検出装置２００の処理制御部２２９は、電子ペン４０Ｄからの受信信号の有無の検出を、電子ペン４０Ｄから伝達される情報のビット数分の回数だけ行うことにより、当該複数ビットのデジタル信号の情報を受信する。
【０１７５】
一方、電子ペン４０Ｄのペン制御回路５１０は、前述したように、位置検出装置２００に送信する筆圧データなどの情報に対応した複数ビットのデジタル信号を生成し、その複数ビットのデジタル信号により、位置検出装置２００との間の電磁誘導信号の送受信に同期してスイッチ回路５０９をオン・オフ制御する。
【０１７６】
位置検出装置２００の処理制御部２２９は、電子ペン４０Ｄからの受信信号の有無の検出を、電子ペン４０Ｄから伝達される情報のビット数分の回数だけ行うことにより、デジタル信号である前記電子ペン４０Ｄからの情報を受信することができる。
【０１７７】
この第５の実施形態の電子ペン４０Ｄを構成する力受付部材１０Ｄは、上述の実施形態の力受付部材と同様の作用効果を奏する。したがって、この第５の実施形態の電子ペン４０Ｄにおいても、半導体素子としての圧力感知チップ９０を用いた筆圧検出部材８０Ｄを用いても、外部から印加される力に対して耐力が大きくなる。
【０１７８】
なお、以上説明した電磁誘導方式の電子ペン４０Ｄは、静電結合方式の電子ペンの第４の実施形態に適用した場合として説明したが、静電結合方式の電子ペンの第１〜第３の実施形態にも適用することができる。その場合において、第１の実施形態及び第２の実施形態に適用した場合には、力受付部材１０及び１０Ａの傾斜側面部１２ｅに、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の３軸の全ての力成分を検出するためのひずみ受感素子が配設されていて、棒状部１１Ｄの他端側は筆圧検出部材８０Ｄを押圧する必要がないので、制動部１２の結合部１２ｃとの結合部分よりも他端側の棒状部１１Ｄの中実部分は省略してもよい。
【０１７９】
［他の実施形態または変形例］
上述の実施形態における力検出センサにおけるＸ軸方向及びＹ軸方向の力成分については、当該力成分に基づいて起歪部に生じる変位であるひずみを検出するようにするが、そのひずみ受感素子としては、上記の例のようなひずみ応じた抵抗変化を検出するものに限られるものではない。
【０１８０】
図１５は、起歪部に生じる変位であるひずみに応じた静電容量変化を検出するひずみ受感素子の一例を示すものである。すなわち、この例のひずみ受感素子３００においては、絶縁シートからなるフレキシブル基板３０３上に、互いに接続された複数個の第１の電極３０１と、複数個の第２の電極３０２とが、図１５（Ａ）に示すように櫛歯状に配設されている。そして、複数個の第１の電極３０１は、第１の端子ＴＸに共通に接続されると共に、複数個の第２の電極３０２は、第２の端子ＲＸに共通に接続される。
【０１８１】
この図１５（Ａ）の構成のひずみ受感素子３００は、図１５（Ｂ）の等価回路に示すように、第１の端子ＴＸと第２の端子ＲＸとの間に、キャパシタ３００Ｃが接続されているものとなる。そして、第１の端子ＴＸに交流信号の送信信号を供給するようにすれば、第２の端子ＲＸからは、キャパシタ３００Ｃの静電容量に応じた信号レベルの受信信号が得られる。
【０１８２】
そして、例えば図１５（Ｄ）に示すように、板状の起歪部３１０の上面にひずみ受感素子３００が被着されている場合において、Ｚ軸方向の力を起歪部３１０が受けた場合には、起歪部３１０は、図１５（Ｅ）に示すように撓んで、起歪部３１０の上面は収縮するようにひずむので、起歪部３１０の上面のひずみ受感素子３００のフレキシブル基板３０３も、図１５（Ｃ）及び（Ｅ）に示すように収縮する変位をする。このため、ひずみ受感素子３００では、第１の電極３０１と第２の電極３０２との間隔が狭くなり、キャパシタ３００Ｃの静電容量は、大きくなるように変化する。
【０１８３】
一方、例えば図１５（Ｇ）に示すように、板状の起歪部３１０の下面にひずみ受感素子３００が被着されている場合において、Ｚ軸方向の力を起歪部３１０が受けた場合には、起歪部３１０は、図１５（Ｈ）に示すように撓んで、起歪部３１０の下面は収縮するようにひずむので、起歪部３１０の下面のひずみ受感素子３００のフレキシブル基板３０３も、図１５（Ｆ）及び（Ｈ）に示すように伸長する。このため、ひずみ受感素子３００では、第１の電極３０１と第２の電極３０２との間隔が広くなり、キャパシタ３００Ｃの静電容量は、小さくなるように変化する。
【０１８４】
ひずみ受感素子３００の第２の端子ＲＸに得られる受信信号のレベルは、キャパシタ３００Ｃの静電容量の大きさに応じたものとなるので、この第２の端子ＲＸに得られる受信信号のレベルを検出することで、起歪部３１０に生じたひずみを検出することができ、その検出したひずみから、印加された力を検出することができる。
【０１８５】
また、第３の実施形態においては、力検出センサ３０Ｂにおいては、起歪部６０に、ひずみに応じて抵抗値が変化するひずみ受感素子を用いたひずみゲージ７０を被着するであったが、ひずみゲージ７０の部分において、図１５に示した、ひずみに応じて静電容量が変化するひずみ受感素子を用いてもよい。
【０１８６】
なお、上述の実施形態の力受付部材１０，１０Ａ，１０Ｄでは、棒状部１１、１１Ｄと制動部１２，１２Ａ，１２Ｄとは、異なる材料で構成して、結合するようにした。しかし、棒状部１１、１１Ｄと制動部１２，１２Ａ，１２Ｄとは、同一材料で構成して結合するようにしてもよい。例えば、棒状部１１、１１Ｄと制動部１２，１２Ａ，１２Ｄとを共に金属や硬質の樹脂などの同一材料で構成してもよい。その場合に、第１の実施形態及び第２の実施形態では、制動部１２，１２Ａは、起歪部としても使用するようにするので、制動部１２，１２Ａは、棒状部１１に印加された外力に応じてひずみを生じ易いように、厚さが薄い金属や樹脂で構成するようにしてもよい。
【０１８７】
また、棒状部１１、１１Ｄと制動部１２，１２Ａ，１２Ｄとを共に金属や硬質の樹脂などの同一材料で構成する場合には、棒状部１１、１１Ｄと制動部１２，１２Ａ，１２Ｄとを別部材ではなく一体的に構成することも可能である。
【符号の説明】
【０１８８】
１０、１０Ａ、１０Ｄ…力受付部材、１１、１１Ｄ…棒状部、１１ｂ…棒状部１１の外周側面、１２、１２Ａ、１２Ｄ…制動部、１２ａ…制動部１２と棒状部１１との間の空間、１２ｂ…制動部の内壁面、１２ｃ…結合部、１２ｄ…係止部、１２ｅ…傾斜側面部、２０、２０Ｄ…芯体、３０、３０Ａ、３０Ｃ、３０Ｄ…力検出センサ、３１…ひずみ検出回路、４０、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ…電子ペン、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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