JPH0346041B2 - - Google Patents
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- JPH0346041B2 JPH0346041B2 JP59163022A JP16302284A JPH0346041B2 JP H0346041 B2 JPH0346041 B2 JP H0346041B2 JP 59163022 A JP59163022 A JP 59163022A JP 16302284 A JP16302284 A JP 16302284A JP H0346041 B2 JPH0346041 B2 JP H0346041B2
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- Japan
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- electrode
- housing
- tubular
- capacitive sensor
- stopper
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
- G01F23/26—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields
- G01F23/263—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields by measuring variations in capacitance of capacitors
- G01F23/268—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields by measuring variations in capacitance of capacitors mounting arrangements of probes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/24—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance
- G01D5/2405—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance by varying dielectric
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- Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、管形状の端面が閉じた合成樹脂製の
ハウジングと、該ハウジングの内部でその前側部
に配設されたセンサ電極と、少なくとも１つの管
状の遮蔽電極とを備え、上記電極はハウジングの
内部に、僅かな間隔で互いに連接するように配設
され、さらに上記ハウジングの内部に配設された
電子回路を有し、該電子回路は上記電極と接続さ
れると共に後側部でハウジングから放出されるケ
ーブル接続されている容量性センサに関する。
ハウジングと、該ハウジングの内部でその前側部
に配設されたセンサ電極と、少なくとも１つの管
状の遮蔽電極とを備え、上記電極はハウジングの
内部に、僅かな間隔で互いに連接するように配設
され、さらに上記ハウジングの内部に配設された
電子回路を有し、該電子回路は上記電極と接続さ
れると共に後側部でハウジングから放出されるケ
ーブル接続されている容量性センサに関する。
この種の容量性センサは例えば充填レベル測定
技術分野で、特に予め定められた充填レベルに達
したことを確定するためのリミツトスイツチとし
て用いられている。
技術分野で、特に予め定められた充填レベルに達
したことを確定するためのリミツトスイツチとし
て用いられている。
従来技術
この種の従来の容量性センサにおいては、合成
樹脂製のハウジングは、前端が一体形成された端
壁によつて閉ざされておつて後端が開いている一
体の管形状の部材から構成されている。電極なら
びに電子回路は、開いている後端部からハウジン
グ内に挿入される。しかる後に、後端部は適当な
カバーで閉鎖され、このカバーを通して接続ケー
ブルが引出される。この種の容量性センサは、特
定の分野での使用に際して課せられる総ての要件
を満してはいない。特に、爆発の危険のある領域
で使用される容量性センサは、センサの容器内に
突出した部分に及ぼされる全ゆる方向の衝撃応力
に耐えられなければならない。この理由から、容
量性センサは、軸方向および半径方向の衝撃力が
センサに加えられる衝撃試験を受ける。このよう
な衝撃力は、公知のセンサにおいては合成樹脂製
のハウジングだけによつて吸収しなければならな
い。と言うのは、管形状の電極は軸方向の応力な
いし荷重に対して実質的に抵抗を有さず、しかも
電極材料ならびにその寸法からして半径方向の衝
撃力を吸収するのに適してはいないからである。
樹脂製のハウジングは、前端が一体形成された端
壁によつて閉ざされておつて後端が開いている一
体の管形状の部材から構成されている。電極なら
びに電子回路は、開いている後端部からハウジン
グ内に挿入される。しかる後に、後端部は適当な
カバーで閉鎖され、このカバーを通して接続ケー
ブルが引出される。この種の容量性センサは、特
定の分野での使用に際して課せられる総ての要件
を満してはいない。特に、爆発の危険のある領域
で使用される容量性センサは、センサの容器内に
突出した部分に及ぼされる全ゆる方向の衝撃応力
に耐えられなければならない。この理由から、容
量性センサは、軸方向および半径方向の衝撃力が
センサに加えられる衝撃試験を受ける。このよう
な衝撃力は、公知のセンサにおいては合成樹脂製
のハウジングだけによつて吸収しなければならな
い。と言うのは、管形状の電極は軸方向の応力な
いし荷重に対して実質的に抵抗を有さず、しかも
電極材料ならびにその寸法からして半径方向の衝
撃力を吸収するのに適してはいないからである。
発明の目的
本発明の課題は、軸方向および半径方向の衝撃
応力ないし荷重に対して高い強度を有し、したが
つて爆発の危険のある領域での使用に特に適して
いる冒頭に述べた型の容量性センサを提供するこ
とにある。
応力ないし荷重に対して高い強度を有し、したが
つて爆発の危険のある領域での使用に特に適して
いる冒頭に述べた型の容量性センサを提供するこ
とにある。
課題を解決するための手段
上記課題は本発明により、合成樹脂製のハウジ
ングは、当該端面側にて開いている管状の本体部
分とキヤツプとからなる２部分構成体として構成
されており、前記本体部分には、ストツパが配置
されており、前記キヤツプによつて、管状の本体
部分の当該開端部が閉鎖されており、ここにおい
て上記の端面側のセンサ電極は、キヤツプ内に配
置されており、 管状の遮蔽電極は、耐衝撃性の金属管として構
成され、さらに前方から前記本体部分内にストツ
パに当接するまで挿入装着されており、前記遮蔽
電極の後端は、管状の本体部分にてストツパに支
持されており、さらに前記皿形状のキヤツプと管
形状の本体部分は、前記電極間に絶縁性の弾性間
隔材を介挿した状態でまとめられて構成され且つ
互いに密に連結されており、 上記センサ電極と管状の遮蔽電極は、絶縁性の
間隔材と共に１つのユニツト構造体を形成してお
り、該ユニツト構造体はこれによつてセンサに軸
方向及び半径方向で大きな耐衝撃性を与えるもの
であり、ここにおいて当該軸方向衝撃力は、軸方
向で互いに続き合う電極と間隔材を介してハウジ
ング本体部分の内側に形成されたストツパに伝達
されるように構成されており、当該の補強作用を
受けている電極は、ハウジング固定のストツパに
よつて位置固定されるように構成されて解決され
る。
ングは、当該端面側にて開いている管状の本体部
分とキヤツプとからなる２部分構成体として構成
されており、前記本体部分には、ストツパが配置
されており、前記キヤツプによつて、管状の本体
部分の当該開端部が閉鎖されており、ここにおい
て上記の端面側のセンサ電極は、キヤツプ内に配
置されており、 管状の遮蔽電極は、耐衝撃性の金属管として構
成され、さらに前方から前記本体部分内にストツ
パに当接するまで挿入装着されており、前記遮蔽
電極の後端は、管状の本体部分にてストツパに支
持されており、さらに前記皿形状のキヤツプと管
形状の本体部分は、前記電極間に絶縁性の弾性間
隔材を介挿した状態でまとめられて構成され且つ
互いに密に連結されており、 上記センサ電極と管状の遮蔽電極は、絶縁性の
間隔材と共に１つのユニツト構造体を形成してお
り、該ユニツト構造体はこれによつてセンサに軸
方向及び半径方向で大きな耐衝撃性を与えるもの
であり、ここにおいて当該軸方向衝撃力は、軸方
向で互いに続き合う電極と間隔材を介してハウジ
ング本体部分の内側に形成されたストツパに伝達
されるように構成されており、当該の補強作用を
受けている電極は、ハウジング固定のストツパに
よつて位置固定されるように構成されて解決され
る。
本発明の容量性センサにおいては、電極は間隔
材（スペーサ部材）を介在してキヤツプの端壁と
本体部分の内面に設けられたストツパとの間に張
架されて、有ゆる方向の衝撃応力に対し大きな強
度を有する内部管状枠を形成する。したがつて、
この容量性センサは、爆発の危険のある領域での
使用に対して課せられる条件を満す。ハウジング
を２つの部分から構成することにより、センサの
簡単な組立てが可能となる。と言うのは、本体部
分に設けられるストツパにより電極を後部から挿
入することが不可能となるからである。
材（スペーサ部材）を介在してキヤツプの端壁と
本体部分の内面に設けられたストツパとの間に張
架されて、有ゆる方向の衝撃応力に対し大きな強
度を有する内部管状枠を形成する。したがつて、
この容量性センサは、爆発の危険のある領域での
使用に対して課せられる条件を満す。ハウジング
を２つの部分から構成することにより、センサの
簡単な組立てが可能となる。と言うのは、本体部
分に設けられるストツパにより電極を後部から挿
入することが不可能となるからである。
ハウジングを２つの部分から構成することによ
りさらに大きな利点が得られる。特に、同じ本体
部分を、いろいろな種類のセンサ電極を収容する
ために異なつた形態に成形されているいろいろな
種類のキヤツプと共に使用することができる。ま
た、例えば異なつた種類のセンサの型を識別する
ために、ハウジングの本体部分とは異なつた色を
有するキヤツプを使用することができる。
りさらに大きな利点が得られる。特に、同じ本体
部分を、いろいろな種類のセンサ電極を収容する
ために異なつた形態に成形されているいろいろな
種類のキヤツプと共に使用することができる。ま
た、例えば異なつた種類のセンサの型を識別する
ために、ハウジングの本体部分とは異なつた色を
有するキヤツプを使用することができる。
電極間に配設された絶縁間隔材もしくはスペー
サは、衝撃応力に関しても同様に重要な役割を果
す。金属から形成される電極は軸方向において本
質的に変形不可能であるので、間隔材もしくはス
ペーサが軸方向の変形を受持つ。特に、少なくと
も１つの間隔材もしくはスペーサを、前端側から
の衝撃荷重に対して弾性的に変形する圧縮領域を
形成するように構成することが可能である。
サは、衝撃応力に関しても同様に重要な役割を果
す。金属から形成される電極は軸方向において本
質的に変形不可能であるので、間隔材もしくはス
ペーサが軸方向の変形を受持つ。特に、少なくと
も１つの間隔材もしくはスペーサを、前端側から
の衝撃荷重に対して弾性的に変形する圧縮領域を
形成するように構成することが可能である。
本発明の有利な実施態様および発展形態は、特
許請求の範囲第２項以下に記述されている。
許請求の範囲第２項以下に記述されている。
実施例
本発明の特徴および利点は、添付図面に示した
実施例に関する以下の説明から明らかとなろう。
実施例に関する以下の説明から明らかとなろう。
第１図に示した容量性センサは、前端面が閉じ
た管状の合成樹脂製のハウジング１０を有してお
り、このハウジングは、２つの部分即ち管状の主
部分もしくは本体部分１１と皿状のキヤツプ１２
とから構成されている。ハウジング１０の内部に
は、３つの電極、即ちセンサ電極１３、保護電極
１４およびシールドもしくは遮蔽電極１５が配設
されている。センサ電極１３は、扁平な鉢状の形
態を有しておつて、キヤツプ１２の端壁の内面に
当接する扁平の底部１３ａと、該底部に対し直角
に曲げて設けられた周辺縁１３ｂとを備えてい
る。保護電極１４は、上記センサ電極１３の後方
に僅かな間隔を置いてキヤツプ１２の内部に配設
され該キヤツプ１２の円筒状の内面に当接してい
る比較的短かい長さの管状の金属部材から構成さ
れている。電極１３と１４との間には、絶縁間隔
材円板もしくはスペーサ円板１６が挿入されてお
り、このスペーサ円板は上記２つの電極を所望の
間隔で離間して保持する働きをなす。遮蔽電極１
５は、保護電極１４と同じ断面寸法を有する管状
の金属部材から構成されているが、保護電極１４
よりも相当に大きな長さを有している。遮蔽電極
１５は、ハウジング１０の管状の本体部分１１の
長さの大きな部分に亘つて延在しており、キヤツ
プ１２内に僅かに突出しておつて、保護電極から
僅かに離間して終端している。保護電極１４と遮
蔽電極１５との間には、間隔材リングもしくはス
ペーサリング１７が挿入されている。電極１３，
１４および１５は総て、例えばステンレス鋼また
は錫めつきされた鋼のような同じ金属が構成する
ことができる。これら金属部材は、衝撃力に対し
て非常に安定なように成形され定寸されている。
電極１３および１４は、例えば、直径が26mmで
1.5mmの壁厚を有することができる鋼製の管部分
から形成するのが好ましい。センサ電極１３は同
じ厚さのシート鋼から成形することもできる。
た管状の合成樹脂製のハウジング１０を有してお
り、このハウジングは、２つの部分即ち管状の主
部分もしくは本体部分１１と皿状のキヤツプ１２
とから構成されている。ハウジング１０の内部に
は、３つの電極、即ちセンサ電極１３、保護電極
１４およびシールドもしくは遮蔽電極１５が配設
されている。センサ電極１３は、扁平な鉢状の形
態を有しておつて、キヤツプ１２の端壁の内面に
当接する扁平の底部１３ａと、該底部に対し直角
に曲げて設けられた周辺縁１３ｂとを備えてい
る。保護電極１４は、上記センサ電極１３の後方
に僅かな間隔を置いてキヤツプ１２の内部に配設
され該キヤツプ１２の円筒状の内面に当接してい
る比較的短かい長さの管状の金属部材から構成さ
れている。電極１３と１４との間には、絶縁間隔
材円板もしくはスペーサ円板１６が挿入されてお
り、このスペーサ円板は上記２つの電極を所望の
間隔で離間して保持する働きをなす。遮蔽電極１
５は、保護電極１４と同じ断面寸法を有する管状
の金属部材から構成されているが、保護電極１４
よりも相当に大きな長さを有している。遮蔽電極
１５は、ハウジング１０の管状の本体部分１１の
長さの大きな部分に亘つて延在しており、キヤツ
プ１２内に僅かに突出しておつて、保護電極から
僅かに離間して終端している。保護電極１４と遮
蔽電極１５との間には、間隔材リングもしくはス
ペーサリング１７が挿入されている。電極１３，
１４および１５は総て、例えばステンレス鋼また
は錫めつきされた鋼のような同じ金属が構成する
ことができる。これら金属部材は、衝撃力に対し
て非常に安定なように成形され定寸されている。
電極１３および１４は、例えば、直径が26mmで
1.5mmの壁厚を有することができる鋼製の管部分
から形成するのが好ましい。センサ電極１３は同
じ厚さのシート鋼から成形することもできる。
ハウジングの本体部分１１内には、回路板２０
が設けられており、該回路板２０の前端部分はキ
ヤツプ１２内に突出しておつて、スペーサ円板１
６に当接している。回路板２０は、容量性センサ
の電子回路の構成要素（図示せず）を担持してい
る。これら回路構成要素もしくは素子は、回路板
２０上に設けられた印刷回路（図示せず）により
所要の仕方で相互に接続されている。電極１３，
１４および１５は、接続導体２１，２２および２
３により回路板２０上の印刷回路に接続されてい
る。
が設けられており、該回路板２０の前端部分はキ
ヤツプ１２内に突出しておつて、スペーサ円板１
６に当接している。回路板２０は、容量性センサ
の電子回路の構成要素（図示せず）を担持してい
る。これら回路構成要素もしくは素子は、回路板
２０上に設けられた印刷回路（図示せず）により
所要の仕方で相互に接続されている。電極１３，
１４および１５は、接続導体２１，２２および２
３により回路板２０上の印刷回路に接続されてい
る。
ハウジング部分１１および１２は、所要の機械
的、化学的および電気的性質に対応して選択する
ことができる同じ合成樹脂または異なつた合成樹
脂から構成することができる。この種の材料とし
ては、特にポリカーボネートが有利であることが
判つた。例えば、皿状のキヤツプ１２には、
「Makrolon型6030」として市販されているポリ
カーボネート合成樹脂が適しており、そして管状
の本体部分１１には「Orgalon型12700」として
市販されているポリカーボネート合成樹脂が適し
ている。ハウジングの本体部分１１は、段階付け
られた内径を有している。即ち、前端から本体部
分１１の長さの大きな部分に亘つては遮蔽電極１
５の外径に等しい内径を有し、他方ハウジング本
体部分１１の後側の端部分は若干小さい直径を有
しておつて、その結果環状もしくはリング状の肩
部２４が形成されており、この肩部２４には、弾
性の合成樹脂、例えばシリコーンゴムからなるス
ペーサリング１８を介在して管状の遮蔽電極１５
の後部端面に当接する。管状のハウジング部分１
１の壁厚はほぼ均等であり、したがつて管状の遮
蔽電極１５を囲繞する部分は若干大きい外径を有
している。この部分には、ねじ２５が形成されて
おり、このねじは、それに螺着される２つのリン
グナツト２６および２７によるなどして、容量性
センサを壁開口に取付けるのに用いられる。管形
状のハウジング本体部分１１の前端面には、環状
もしくはリング状の内径拡大部２８（第２図）が
設けられており、この拡大部内には、キヤツプ１
２の後端面に形成されている環状の隆起縁部２９
が係合している。２つのハウジング部分即ちキヤ
ツプと本体部分１１および１２は、超音波溶接に
より互いに結合されて、それによりこれらハウジ
ング部分間には固定連結が形成される。
的、化学的および電気的性質に対応して選択する
ことができる同じ合成樹脂または異なつた合成樹
脂から構成することができる。この種の材料とし
ては、特にポリカーボネートが有利であることが
判つた。例えば、皿状のキヤツプ１２には、
「Makrolon型6030」として市販されているポリ
カーボネート合成樹脂が適しており、そして管状
の本体部分１１には「Orgalon型12700」として
市販されているポリカーボネート合成樹脂が適し
ている。ハウジングの本体部分１１は、段階付け
られた内径を有している。即ち、前端から本体部
分１１の長さの大きな部分に亘つては遮蔽電極１
５の外径に等しい内径を有し、他方ハウジング本
体部分１１の後側の端部分は若干小さい直径を有
しておつて、その結果環状もしくはリング状の肩
部２４が形成されており、この肩部２４には、弾
性の合成樹脂、例えばシリコーンゴムからなるス
ペーサリング１８を介在して管状の遮蔽電極１５
の後部端面に当接する。管状のハウジング部分１
１の壁厚はほぼ均等であり、したがつて管状の遮
蔽電極１５を囲繞する部分は若干大きい外径を有
している。この部分には、ねじ２５が形成されて
おり、このねじは、それに螺着される２つのリン
グナツト２６および２７によるなどして、容量性
センサを壁開口に取付けるのに用いられる。管形
状のハウジング本体部分１１の前端面には、環状
もしくはリング状の内径拡大部２８（第２図）が
設けられており、この拡大部内には、キヤツプ１
２の後端面に形成されている環状の隆起縁部２９
が係合している。２つのハウジング部分即ちキヤ
ツプと本体部分１１および１２は、超音波溶接に
より互いに結合されて、それによりこれらハウジ
ング部分間には固定連結が形成される。
ハウジング本体部分１１の後端は、45゜の角度
で斜切されており、それにより形成された斜切開
口内には絶縁材料から形成された接続板３０が挿
入され、例えば超音波溶接によるなどして該開口
内に固定されている。接続板３０は、接続端子を
担持しており、これら端子には回路板２０上に設
けられている電子回路が接続される。接続板３０
からは、直角に内ねじが設けられているスタツド
３１が突出している。斜めに位置する接続板３０
には、ねじスタツド３１に螺入されるねじ３４に
より、シール３３を介在して、対応の斜接面を備
えたブツシング部材３２を２つの異なつた角度位
置で固定することができる。即ち、ブツシング部
材３２に設けられたケーブル碍管３５を第１図に
示すようにハウジング１０の縦軸線に対して直角
に位置することもできるし、またブツシング部材
３２を180゜回転して設けた場合にはケーブル碍管
３５をハウジング軸の延長方向に位置付けること
ができる。ブツシング部材３２は、ケーブルを挿
通し、密封し且つ引張り応力が生じないように固
定する働きをなす。なお、ケーブルは接続板３０
の接続端子に接続することができ、それにより回
路板２０と外部機器との間の接続が形成される。
ハウジング１０とブツシング部材３２との間の斜
切面連結により、ケーブルの取出しを使用環境条
件に適合させることができる。
で斜切されており、それにより形成された斜切開
口内には絶縁材料から形成された接続板３０が挿
入され、例えば超音波溶接によるなどして該開口
内に固定されている。接続板３０は、接続端子を
担持しており、これら端子には回路板２０上に設
けられている電子回路が接続される。接続板３０
からは、直角に内ねじが設けられているスタツド
３１が突出している。斜めに位置する接続板３０
には、ねじスタツド３１に螺入されるねじ３４に
より、シール３３を介在して、対応の斜接面を備
えたブツシング部材３２を２つの異なつた角度位
置で固定することができる。即ち、ブツシング部
材３２に設けられたケーブル碍管３５を第１図に
示すようにハウジング１０の縦軸線に対して直角
に位置することもできるし、またブツシング部材
３２を180゜回転して設けた場合にはケーブル碍管
３５をハウジング軸の延長方向に位置付けること
ができる。ブツシング部材３２は、ケーブルを挿
通し、密封し且つ引張り応力が生じないように固
定する働きをなす。なお、ケーブルは接続板３０
の接続端子に接続することができ、それにより回
路板２０と外部機器との間の接続が形成される。
ハウジング１０とブツシング部材３２との間の斜
切面連結により、ケーブルの取出しを使用環境条
件に適合させることができる。
接続板３０はまた、該接続板３０に取付けられ
た接続片３６により回路板２０を担持している。
なお、該接続片３６の自由端には、支持に用いら
れる発泡材料部材３７が取付けられている。
た接続片３６により回路板２０を担持している。
なお、該接続片３６の自由端には、支持に用いら
れる発泡材料部材３７が取付けられている。
間隔材もしくはスペーサ円板１６は、比較的硬
質の弾性合成樹脂から造られた合成樹脂成形品で
ある。この材料としては、例えば、80シヨア硬さ
を有する「Desmopan」の商品名で市販されてい
る合成樹脂のような熱塑性的に加工が可能である
ポリウレタンエラストマが特に適している。この
合成樹脂成形品もしくはスペーサ円板１６は、互
いに間隔をあけて周辺に延在している２つのリン
グ形状のリブ４０を備えた扁平な皿の形態を有し
ており、該リブ４０はセンサ電極１３と保護電極
１４との間に位置する。スペーサ円板１６に一体
形成された截頭円錐形状のブツシング４１は、セ
ンサ電極１３を回路板２０に接続する接続導体２
１を受ける。さらに、スペーサ円板１６には２つ
の突起４２が形成されており、これら突起４２
は、組立てられた状態で回路板２０の端部分を受
けて支持する。突起４２の互いに対向する面は、
組立の際に回路板２０の挿入を容易にするように
斜切されている。
質の弾性合成樹脂から造られた合成樹脂成形品で
ある。この材料としては、例えば、80シヨア硬さ
を有する「Desmopan」の商品名で市販されてい
る合成樹脂のような熱塑性的に加工が可能である
ポリウレタンエラストマが特に適している。この
合成樹脂成形品もしくはスペーサ円板１６は、互
いに間隔をあけて周辺に延在している２つのリン
グ形状のリブ４０を備えた扁平な皿の形態を有し
ており、該リブ４０はセンサ電極１３と保護電極
１４との間に位置する。スペーサ円板１６に一体
形成された截頭円錐形状のブツシング４１は、セ
ンサ電極１３を回路板２０に接続する接続導体２
１を受ける。さらに、スペーサ円板１６には２つ
の突起４２が形成されており、これら突起４２
は、組立てられた状態で回路板２０の端部分を受
けて支持する。突起４２の互いに対向する面は、
組立の際に回路板２０の挿入を容易にするように
斜切されている。
保護電極１４と遮蔽電極１５との間のスペーサ
リング１７は、スペーサリング１８と同様に、弾
性合成樹脂、例えば40シヨア硬さを有するシリコ
ーンゴムから形成されている。
リング１７は、スペーサリング１８と同様に、弾
性合成樹脂、例えば40シヨア硬さを有するシリコ
ーンゴムから形成されている。
次に第２図を参照し、容量性センサの組立に関
し説明する。第２図には、その中に構成要素が配
設されている２つのハウジング部分１１および１
２が組立前の状態で示されている。
し説明する。第２図には、その中に構成要素が配
設されている２つのハウジング部分１１および１
２が組立前の状態で示されている。
電子回路が装着された回路板２０は、ハウジン
グ１１の外部で、接続部材３６により接続板３０
に取り付けられ、然る後に回路板２０と、接続板
３０に設けられている接続端子との間の所要の接
続を行う。遮蔽電極１５はスペーサリング１８と
共に前側から管状の本体部分１１内に、その後端
面がスペーサリング１８を介してリング形状の肩
部２４に当接するまで挿入される。回路板２０
は、接続板３０が本体部分１１の後部斜切開口内
に正しく位置するまでハウジング内に挿入する。
接続板３０はそこで、超音波溶接によりハウジン
グ本体部分１１と固定的に連結される。接続部材
３６の前端に設けられている発泡材料部分３７は
管状の遮蔽電極１５の内面に当接し、回路板２０
を付加的に機械的に支持する働きをなす。そこ
で、回路板２０と遮蔽電極１５との間に接続導体
２３により接続を形成することができる。そこ
で、ハウジング部分１１内に収容された容量性セ
ンサの構成要素は、第２図に示した仕上げ段階に
なる。管状の遮蔽電極１５は管状の本体部分１１
の前端を越えて若干突出しており、そして回路板
２０は管状の遮蔽電極１５の前端を越えて突出し
ている。
グ１１の外部で、接続部材３６により接続板３０
に取り付けられ、然る後に回路板２０と、接続板
３０に設けられている接続端子との間の所要の接
続を行う。遮蔽電極１５はスペーサリング１８と
共に前側から管状の本体部分１１内に、その後端
面がスペーサリング１８を介してリング形状の肩
部２４に当接するまで挿入される。回路板２０
は、接続板３０が本体部分１１の後部斜切開口内
に正しく位置するまでハウジング内に挿入する。
接続板３０はそこで、超音波溶接によりハウジン
グ本体部分１１と固定的に連結される。接続部材
３６の前端に設けられている発泡材料部分３７は
管状の遮蔽電極１５の内面に当接し、回路板２０
を付加的に機械的に支持する働きをなす。そこ
で、回路板２０と遮蔽電極１５との間に接続導体
２３により接続を形成することができる。そこ
で、ハウジング部分１１内に収容された容量性セ
ンサの構成要素は、第２図に示した仕上げ段階に
なる。管状の遮蔽電極１５は管状の本体部分１１
の前端を越えて若干突出しており、そして回路板
２０は管状の遮蔽電極１５の前端を越えて突出し
ている。
接続導体もしくはワイヤ２１がろう付されてい
るセンサ電極３０、スペーサ円板１６、接続ワイ
ヤ２２がろう付されている管状の保護電極１４お
よびスペーサリング１７が、逐次皿形状のキヤツ
プ１２内に挿入されて、それによりこれら部材は
第２図に示した位置をとる。接続導体２１および
２２を回路板２０にろう付した後に、挿入縁２９
を、本体部分１１の内径拡大部２８内に、ハウジ
ング部分１１およびキヤツプ１２が隙間なく互い
に当接するまで差し込む。この場合、弾性のスペ
ーサリング１７および１８は互いに圧縮され、そ
れにより存在し得る公差が補償される。続いて、
ハウジング部分１１および１２を超音波溶接によ
り接続箇所で永久的に相互接続する。最後に、ハ
ウジング１０の内部空間全体に、接続板３０に設
けられている開口（図示せず）を介して鋳造材料
を装入し充填する。斯くして、容量性センサの組
立は終了する。
るセンサ電極３０、スペーサ円板１６、接続ワイ
ヤ２２がろう付されている管状の保護電極１４お
よびスペーサリング１７が、逐次皿形状のキヤツ
プ１２内に挿入されて、それによりこれら部材は
第２図に示した位置をとる。接続導体２１および
２２を回路板２０にろう付した後に、挿入縁２９
を、本体部分１１の内径拡大部２８内に、ハウジ
ング部分１１およびキヤツプ１２が隙間なく互い
に当接するまで差し込む。この場合、弾性のスペ
ーサリング１７および１８は互いに圧縮され、そ
れにより存在し得る公差が補償される。続いて、
ハウジング部分１１および１２を超音波溶接によ
り接続箇所で永久的に相互接続する。最後に、ハ
ウジング１０の内部空間全体に、接続板３０に設
けられている開口（図示せず）を介して鋳造材料
を装入し充填する。斯くして、容量性センサの組
立は終了する。
発明の効果
第１図に示してある組立られた状態において、
電極１３，１４および１５は、キヤツプ１２の端
壁とリング形状の肩部２４との間で、間隔材もし
くはスペーサ１６，１７および１８を介在して固
定的に緊張状態で保持される。なお、スペーサリ
ング１７および１８の弾性変形で、存在し得る公
差が補償される。
電極１３，１４および１５は、キヤツプ１２の端
壁とリング形状の肩部２４との間で、間隔材もし
くはスペーサ１６，１７および１８を介在して固
定的に緊張状態で保持される。なお、スペーサリ
ング１７および１８の弾性変形で、存在し得る公
差が補償される。
３つの電極１３，１４および１５はスペーサ部
材１６，１７および１８と共に、センサに対して
軸方向および半径方向の衝激応力に対し大きな抵
抗を付与する枠を形成する。鉢形状のセンサ電極
１３の周辺縁１３ｂは、底部１３ａとスペーサ円
板１６との間に中空室４３を形成する作用をな
し、該中空室は軸方向の衝激力によつて惹起され
る底部１３ａの弾性変形を吸収し、それによりス
ペーサ円板１６が損傷される危険を阻止する。周
辺縁１３ｂと保護電極１４との間に存在するスペ
ーサ円板１６のリブ４０は、周辺縁１３ｂを介し
て伝達される軸方向の衝激力を吸収する弾性圧縮
領域を形成する。リブ４０は、このような軸方向
の衝激力により弾性的に圧縮され、そして荷重も
しくは負荷の消失後に再び元の形状および位置を
とるように形成されている。電極１４および１５
を形成する鋼管を介して衝激力が伝達される肩部
２４もこのような軸方向の衝激力を吸収する受部
としての働きをなし、そして該電極間に介在配設
された弾性のスペーサリング１７および１８は緩
衝作用をなす。
材１６，１７および１８と共に、センサに対して
軸方向および半径方向の衝激応力に対し大きな抵
抗を付与する枠を形成する。鉢形状のセンサ電極
１３の周辺縁１３ｂは、底部１３ａとスペーサ円
板１６との間に中空室４３を形成する作用をな
し、該中空室は軸方向の衝激力によつて惹起され
る底部１３ａの弾性変形を吸収し、それによりス
ペーサ円板１６が損傷される危険を阻止する。周
辺縁１３ｂと保護電極１４との間に存在するスペ
ーサ円板１６のリブ４０は、周辺縁１３ｂを介し
て伝達される軸方向の衝激力を吸収する弾性圧縮
領域を形成する。リブ４０は、このような軸方向
の衝激力により弾性的に圧縮され、そして荷重も
しくは負荷の消失後に再び元の形状および位置を
とるように形成されている。電極１４および１５
を形成する鋼管を介して衝激力が伝達される肩部
２４もこのような軸方向の衝激力を吸収する受部
としての働きをなし、そして該電極間に介在配設
された弾性のスペーサリング１７および１８は緩
衝作用をなす。
発泡材料部材３７は、鋳造材料塊を介して伝達
される軸方向の衝激力を受けて接続部材３６を介
し接続板３０に伝達し、それにより回路板２０は
軸方向の衝激力から保護される。
される軸方向の衝激力を受けて接続部材３６を介
し接続板３０に伝達し、それにより回路板２０は
軸方向の衝激力から保護される。
半径方向に作用する衝激力は、第１に遮蔽電極
１５によつて吸収される。該遮蔽電極１５は鋼管
として構成されているために、半径方向の応力に
対しては大きい抵抗を有する。管形状の遮蔽電極
１５の突出した前端部は、ハウジング部分１１と
１２との間の接続箇所を補強する。皿状のキヤツ
プ１２は、管状の保護電極１４および鉢形状のセ
ンサ電極１３により、半径方向の衝激応力に対し
て良好に補強される。電極１３，１４および１５
は材料の選択（鋼を用いること）およびその形状
ならびに定寸で、現れる衝激応力を、永久的に変
形されることなく、弾性的に吸収することができ
るように形成されている。
１５によつて吸収される。該遮蔽電極１５は鋼管
として構成されているために、半径方向の応力に
対しては大きい抵抗を有する。管形状の遮蔽電極
１５の突出した前端部は、ハウジング部分１１と
１２との間の接続箇所を補強する。皿状のキヤツ
プ１２は、管状の保護電極１４および鉢形状のセ
ンサ電極１３により、半径方向の衝激応力に対し
て良好に補強される。電極１３，１４および１５
は材料の選択（鋼を用いること）およびその形状
ならびに定寸で、現れる衝激応力を、永久的に変
形されることなく、弾性的に吸収することができ
るように形成されている。
ハウジング１０を２つの部分から構成すること
により、容量性センサの組立が可能となり且つ容
易にされる。衝激力を吸収するための機械的な受
部として設けられている肩部２４により、公知の
容量性センサで通例のように、電極を接続側から
組込むことはもはや不可能にされる。それに加え
て、ハウジングを２つの部分から構成することに
より別の利点が得られる。例えば、遮蔽電極およ
び回路板が配設されている同じハウジング部分１
１に異なつた形態のキヤツプ１２を設けることが
可能である。このようなキヤツプは、例えば、異
なつた形態のセンサ電極を収容するために異なつ
た形態を有することができ、そしていろいろなセ
ンサを識別表示するために異なつた色を有するこ
とができる。
により、容量性センサの組立が可能となり且つ容
易にされる。衝激力を吸収するための機械的な受
部として設けられている肩部２４により、公知の
容量性センサで通例のように、電極を接続側から
組込むことはもはや不可能にされる。それに加え
て、ハウジングを２つの部分から構成することに
より別の利点が得られる。例えば、遮蔽電極およ
び回路板が配設されている同じハウジング部分１
１に異なつた形態のキヤツプ１２を設けることが
可能である。このようなキヤツプは、例えば、異
なつた形態のセンサ電極を収容するために異なつ
た形態を有することができ、そしていろいろなセ
ンサを識別表示するために異なつた色を有するこ
とができる。
センサのここに述べた構成は、３つの電極、即
ちセンサ電極と遮蔽電極に加えてそれらの間に設
けられた保護電極が存在する事例に限定されるも
のでないことは言うまでもない。センサ電極と管
状の遮蔽電極だけを有する容量性センサの変形構
造も当業者には容易に想倒し得るであろう。この
場合には、スペーサ円板を備えたセンサ電極だけ
を皿状のキヤツプ内に配設し、そして遮蔽電極は
スペーサ円板まで延在せしめる。この事は、キヤ
ツプおよび（または）遮蔽電極の突出部分の適当
な定寸により達成される。また、鉢形状のセンサ
電極の周辺縁をも相応に長くし得ることは言う迄
もない。
ちセンサ電極と遮蔽電極に加えてそれらの間に設
けられた保護電極が存在する事例に限定されるも
のでないことは言うまでもない。センサ電極と管
状の遮蔽電極だけを有する容量性センサの変形構
造も当業者には容易に想倒し得るであろう。この
場合には、スペーサ円板を備えたセンサ電極だけ
を皿状のキヤツプ内に配設し、そして遮蔽電極は
スペーサ円板まで延在せしめる。この事は、キヤ
ツプおよび（または）遮蔽電極の突出部分の適当
な定寸により達成される。また、鉢形状のセンサ
電極の周辺縁をも相応に長くし得ることは言う迄
もない。
何れの場合にも、容量性センサは大きな機械的
強度を有し、特に軸方向および半径方向の衝激応
力に対して非常に大きい抵抗を有する。回路板を
囲繞する管状の遮蔽電極は電子回路の良好な電気
的遮蔽を実現する。
強度を有し、特に軸方向および半径方向の衝激応
力に対して非常に大きい抵抗を有する。回路板を
囲繞する管状の遮蔽電極は電子回路の良好な電気
的遮蔽を実現する。
発明の効果
従来技術の特に爆発の危険のある領域で用いら
れる容量性センサにおいて軸方向及び半径方向の
荷重ないし応力に対して強さを有していないとい
う合成樹脂（プラスチツク）製のハウジングの欠
点を取除き、軸方向及び半径方向の衝激力に対し
て高い強度を有し、特に爆発の危険のある領域で
の使用に殊に適する容量性を実現し得る。
れる容量性センサにおいて軸方向及び半径方向の
荷重ないし応力に対して強さを有していないとい
う合成樹脂（プラスチツク）製のハウジングの欠
点を取除き、軸方向及び半径方向の衝激力に対し
て高い強度を有し、特に爆発の危険のある領域で
の使用に殊に適する容量性を実現し得る。
第１図は本発明による容量性センサを組立てら
れた状態で示す縦断面図、そして第２図は組合せ
接続前の状態で内部に構成要素が配設されている
２つのハウジング部分を示す縦断面図である。 １０…ハウジング、１１…ハウジング本体部
分、１２…キヤツプ、１３…センサ電極、１４…
保護電極、１５…シールド電極、１６…絶縁スペ
ーサ円板、１７，１８…スペーサリング、２０…
回路板、２１，２２，２３…接続導体、２４…肩
部、２５，３４…ねじ、２６，２７…リングナツ
ト、２８…内径拡大部、２９…突出縁部、３０…
接続板、３１…スタツド、３２…ブツシング部
材、３３…シール、３５…ケーブル碍管、３６…
接続片、３７…発泡材料部材、４０…リブ、４１
…ブツシング、４２…突起。
れた状態で示す縦断面図、そして第２図は組合せ
接続前の状態で内部に構成要素が配設されている
２つのハウジング部分を示す縦断面図である。 １０…ハウジング、１１…ハウジング本体部
分、１２…キヤツプ、１３…センサ電極、１４…
保護電極、１５…シールド電極、１６…絶縁スペ
ーサ円板、１７，１８…スペーサリング、２０…
回路板、２１，２２，２３…接続導体、２４…肩
部、２５，３４…ねじ、２６，２７…リングナツ
ト、２８…内径拡大部、２９…突出縁部、３０…
接続板、３１…スタツド、３２…ブツシング部
材、３３…シール、３５…ケーブル碍管、３６…
接続片、３７…発泡材料部材、４０…リブ、４１
…ブツシング、４２…突起。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 管形状の端面が閉じた合成樹脂製のハウジン
グと、該ハウジングの内部でその端面側に配設さ
れたセンサ電極と、少なくとも１つの管状の遮蔽
電極とを有し、前記電極はハウジングの内部に、
僅かな間隔で互いに続き合うように配設され、更
に前記ハウジングの内部に配設された電子回路を
有し、該電子回路は前記電極に接続されると共に
後側部でハウジングから取り出されるケーブルに
接続されている容量性センサにおいて、 前記合成樹脂製のハウジング１０は、当該端面
側にて開いている管状の本体部分１１とキヤツプ
１２とからなる２部分構成体として構成されてお
り、 前記本体部分１１には、ストツパ２４が配置さ
れており、前記キヤツプ１２によつて、管状の本
体部分１１の当該開端部が閉鎖されており、ここ
において上記の端面側のセンサ電極１３は、キヤ
ツプ１２内に配置されており、 管状の遮蔽電極１５は、耐衝撃性の金属管とし
て構成され、さらに前方から前記本体部分１１内
にストツパ２４に当接するまで挿入装着されてお
り、前記遮蔽電極１５の後端は、管状の本体部分
１１にてストツパ２４に支持されており、さらに
前記皿形状のキヤツプ１２と管形状の本体部分１
１は、前記電極間に絶縁性の弾性間隔材１６，１
７を介挿した状態でまとめられて構成され且つ互
いに密に連結されており、 上記センサ電極１３と管状の遮蔽電極１５は、
絶縁性の間隔材１６，１７と共に１つのユニツト
構造体を形成しており、該ユニツト構造体はこれ
によつてセンサに軸方向及び半径方向で大きな耐
衝撃性を与えるものであり、 ここにおいて当該軸方向衝撃力は、軸方向で互
いに続きあう電極と間隔材を介してハウジング本
体部分１１の内側に形成されたストツパに伝達さ
れるように構成されており、当該の補強作用を受
けている電極は、ハウジング固定のストツパ２４
によつて位置固定されていることを特徴とする容
量性センサ。 ２ センサ電極が鉢形状をしている特許請求の範
囲第１項記載の容量性センサ。 ３ 電極を鋼から形成した特許請求の範囲第１項
または第２項に記載の容量性センサ。 ４ ストツパを管形状の本体部分内のリング状の
肩部により形成した特許請求の範囲第１項から第
３項までのいずれかに記載の容量性センサ。 ５ 遮蔽電極とストツパとの間に弾性変形可能な
間隔材リングを介在配設した特許請求の範囲第４
項記載の容量性センサ。 ６ 遮蔽電極を、ストツパに達するまで挿入した
時に管形状の本体部分の前端を越えて突出する長
さにした特許請求の範囲第１項から第５項までの
いずれかに記載の容量性センサ。 ７ 電極間の絶縁性の間隔材が弾性変形可能であ
る特許請求の範囲第１項から第６項までのいずれ
かに記載の容量性センサ。 ８ 電極間に配設される間隔材のうちの少なくと
も１つをエラストマ、例えばシリコーンゴムから
構成した特許請求の範囲第７項記載の容量性セン
サ。 ９ 電極間に配設される間隔材のうちの少なくと
も１つを、変形が可能なような形状を付与された
合成樹脂成形部材から構成した特許請求の範囲第
７項記載の容量性センサ。 １０ 合成樹脂成形部材が、互いに離間して位置
する２つの周辺リブを有し、該リブは電極間の介
在空間的に位置して、前側部からの衝撃応力の作
用下で互いに弾性変形可能な圧縮領域を形成する
特許請求の範囲第９項記載の容量性センサ。 １１ 合成樹脂成形部材をポリウレタンエラスト
マから構成した特許請求の範囲第９項または第１
０項記載の容量性センサ。 １２ 電子回路をハウジングの内部に配設された
回路板上に設け、該回路板を管形状のハウジング
本体部分内に取付けて、ハウジングを組立てられ
た状態でキヤツプ内に配設された合成樹脂成形部
材にまで延びる長さにし、そして該合成樹脂成形
部材に突起を形成して該突起間に前記回路板の端
部分を挿入した特許請求の範囲第９項から第１１
項までのいずれかに記載の容量性センサ。 １３ 管形状の本体部分およびキヤツプを超音波
溶接により相互接続する特許請求の範囲第１項か
ら第１２項までのいずれかに記載の容量性セン
サ。 １４ 管形状の端面が閉じた合成樹脂製のハウジ
ングと、該ハウジングの内部でその端面側に配設
されたセンサ電極と、少なくとも１つの管状の遮
蔽電極とを有し、前記電極はハウジングの内部
に、僅かな間隔で互いに続き合うように配設さ
れ、更に前記ハウジングの内部に配設された電子
回路を有し、該電子回路は前記電極に接続される
と共に後側部でハウジングから取り出されるケー
ブルに接続されている容量性センサにおいて、 前記合成樹脂製のハウジング１０は、当該端面
側にて開いている管状の本体部分１１とキヤツプ
１２とからなる２部分構成体として構成されてお
り、前記本体部分１１には、ストツパ２４が配置
されており、前記キヤツプ１２によつて、管状の
本体部分１１の当該開端部が閉鎖されており、こ
こにおいて上記の端面側のセンサ電極１３は、キ
ヤツプ１２内に配置されており、 管状の遮蔽電極１５は、耐衝撃性の金属管とし
て構成され、さらに前方から前記本体部分１１内
にストツパ２４に当接するまで挿入装着されてお
り、前記遮蔽電極１５の後端は、管状の本体部分
１１にてストツパ２４に支持されており、さらに
前記皿形状のキヤツプ１２と管形状の本体部分１
１は、前記電極間に絶縁性の弾性間隔材１６，１
７を介挿した状態でまとめられて構成され且つ互
いに密に連結されており、 上記センサ電極１３と管状の遮蔽電極１５は、
絶縁性の間隔材１６，１７と共に１つのユニツト
構造体を形成しており、該ユニツト構造体はこれ
によつてセンサに軸方向及び半径方向で大きな耐
衝撃性を与えるものであり、 ここにおいて当該軸方向衝撃力は、軸方向で互
いに続きあう電極と間隔材を介してハウジング本
体部分１１の内側に形成されたストツパに伝達さ
れるように構成されており、当該の補強作用を受
けている電極は、ハウジング固定のストツパ２４
によつて位置固定され、 さらにハウジングの内部でセンサ電極と管形状
の遮蔽電極との間に、管形状の保護電極を前記遮
蔽電極に対し同軸的に、前記センサ電極及び保護
電極から僅かに離間して位置するように配設し、 前記保護電極を耐衝撃性の金属管から形成し
て、絶縁性の間隔材を介挿させた状態で前記セン
サ電極と共にキヤツプ内に配設したことを特徴と
する容量性センサ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3328210A DE3328210C2 (de) | 1983-08-04 | 1983-08-04 | Kapazitiver Sensor |
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|---|---|---|---|
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