JPH0422815A - Electrostatic capacity type displacement detector - Google Patents

Electrostatic capacity type displacement detector

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Publication number
JPH0422815A
JPH0422815A JP12772690A JP12772690A JPH0422815A JP H0422815 A JPH0422815 A JP H0422815A JP 12772690 A JP12772690 A JP 12772690A JP 12772690 A JP12772690 A JP 12772690A JP H0422815 A JPH0422815 A JP H0422815A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
case
common electrode
electrodes
shield
Prior art date
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Pending
Application number
JP12772690A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akio Fujita
藤田 暁夫
Atsushi Kanayama
金山 淳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawaguchiko Seimitsu KK
Original Assignee
Kawaguchiko Seimitsu KK
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Filing date
Publication date
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Priority to JP12772690A priority Critical patent/JPH0422815A/en
Publication of JPH0422815A publication Critical patent/JPH0422815A/en
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Abstract

PURPOSE:To eliminate influence by floating capacity between plural electrodes on detection accuracy by providing a shield member between each confronting plane of plural cylindrical electrodes arranged coaxially via a constant gap on a common electrode. CONSTITUTION:The internal plane 1d of a case 1 is set as a reference guide plane, and a shield plate 12 that is the shield member is provided between the confronting planes of a variable electrode 2 and a reference electrode 3 mounted on the common electrode 20. Since the potential of the shield plate 12 is set at ground potential same as that of the case 1, an electric line of force generated between the confronting planes of the variable electrode 2 and the reference electrode 3 is shielded with the shield plate 12. Therefore, the electric line of force via the confronting planes of the electrodes can be prevented from functioning directly. Thereby, the flow-in of the current via the floating capacity to the electrodes can be eliminated by the shield plate 12 by grounding.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は機械的な変位量を静電容量の変化量として、
電気信号に変換するようにした静電容量型変位検出器の
構造に関するものであり、特に、同一中心軸線上に互い
に近接して設けられた複数の円筒状の電極と、これらの
電極とそれぞれ一定のすき間をもって同軸状に配置され
た共通電極と、上記円筒電極のうちの1つの電極と共通
電極とのすき間内を軸方向に移動可能に支持された円筒
状のスクリーンとを含み、このスクリーンと一体的なス
ピンドルの機械的な変位量を、円筒電極と共通電極とか
らなる容量の変化量として電気的に検出するようにした
静電容量型変位検出器の構造の改良に関するものである
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] This invention uses mechanical displacement as a change in capacitance,
It relates to the structure of a capacitive displacement detector that converts it into an electrical signal, and in particular, it includes a plurality of cylindrical electrodes arranged close to each other on the same central axis, and a constant distance between each of these electrodes. a cylindrical screen supported movably in the axial direction within the gap between one of the cylindrical electrodes and the common electrode; The present invention relates to an improvement in the structure of a capacitive displacement detector that electrically detects the amount of mechanical displacement of an integral spindle as the amount of change in capacitance made up of a cylindrical electrode and a common electrode.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第4図は従来の静電容量型変位検出器の構造を示す断面
図であり、例えば英国特許第1347235号公報に開
示されている。
FIG. 4 is a sectional view showing the structure of a conventional capacitive displacement detector, which is disclosed in, for example, British Patent No. 1,347,235.

第4図において、円筒状のケース51の内部には、絶縁
部材54によって互いに絶縁された円筒状の第1′g1
極(可変電極)52と、同じく円筒状の第2電極(基準
電極)53とが同軸状に設けられている。第2電極53
の第111極52と反対側では、絶縁部材56によって
第21i極53から絶縁されたガードリング55が設け
られている。共通電極57は、その右端でケース51の
小径段部内筒51bに絶縁部材5日を介して第1電極5
2と第2i極53とに対して同軸状に取付けられた円柱
状のロンドである。ネジ穴59は共通電極57の軸心に
穴あけされており、そこにセットネジ60がネジ込まれ
ている。複数の穴61は共通電極57の側面からネジ穴
59と出合うように穴あけされており、セットネジ60
の位置の調整によって第2電極53と対向する共通電極
570面積を調整して、目的に応して第2電極53と共
通電極57間の容量の調整を可能としている。
In FIG. 4, inside the cylindrical case 51, there are cylindrical first 'g1
A pole (variable electrode) 52 and a second electrode (reference electrode) 53, which is also cylindrical, are provided coaxially. Second electrode 53
A guard ring 55 insulated from the 21i-th pole 53 by an insulating member 56 is provided on the opposite side of the 111-th pole 52 . The common electrode 57 is connected to the first electrode 5 at its right end via an insulating member to the small diameter stepped inner cylinder 51b of the case 51.
2 and the second i-pole 53 in a cylindrical shape. A screw hole 59 is bored in the axis of the common electrode 57, and a set screw 60 is screwed into the screw hole 59. The plurality of holes 61 are drilled from the side surface of the common electrode 57 so as to meet the screw holes 59, and set screws 60
By adjusting the position of , the area of the common electrode 570 facing the second electrode 53 is adjusted, and the capacitance between the second electrode 53 and the common electrode 57 can be adjusted depending on the purpose.

スクリーン62は第1電極52と共通電極57間のすき
間内を矢印aの軸方向に動くことが可能なようにケース
51の端部で軸受63に軸支されると共に、一体的に設
けられたスピンドル62aが軸受63から外部に突出し
ている。軸受63は絶縁部材64によって第111極5
2と絶縁されて、ケース51の左開口端に取付けられて
いる。第1及び第2電極52.53からのリード線65
.66はケース51の内面51aと各電極52.53及
び絶縁部材54.56の外周とのすき間を通り、スクリ
ーン62の収納側とは反対側のケース51の端部壁の穴
51cを通って外部の電気測定装置(図示せず)のケー
ブル70に連結できるようになっている。また、ガード
リング55からのリード線67は、リード線65.66
と同様にケース51の穴51cを通ってアース電位に接
続されている。共通電極57からのり−ドvA68も同
しくスクリーン62と反対側のケース51の端部でケー
ブル71に連結されている。そしてカバー69がリード
線65,66.67及び68を保護している。
The screen 62 is pivotally supported by a bearing 63 at the end of the case 51 so as to be movable in the axial direction of arrow a within the gap between the first electrode 52 and the common electrode 57, and is integrally provided. A spindle 62a projects outward from the bearing 63. The bearing 63 is connected to the 111th pole 5 by the insulating member 64.
2, and is attached to the left open end of the case 51. Lead wires 65 from the first and second electrodes 52,53
.. 66 passes through the gap between the inner surface 51a of the case 51 and the outer periphery of each electrode 52.53 and the insulating member 54.56, and passes through the hole 51c in the end wall of the case 51 on the opposite side of the storage side of the screen 62 to the outside. It can be connected to a cable 70 of an electrical measuring device (not shown). Further, the lead wire 67 from the guard ring 55 is connected to the lead wire 65.66.
Similarly, it is connected to the ground potential through the hole 51c of the case 51. A node vA68 from the common electrode 57 is also connected to the cable 71 at the end of the case 51 opposite to the screen 62. A cover 69 protects the lead wires 65, 66, 67, and 68.

絶縁部材64.第1電極52.絶縁部材54第2電極5
3.絶縁部材56及びガードリング55は、この順序で
右方に向かってII@次圧入などの手段によって互いに
連結されており、最終的に左端の絶縁部材64の左端側
が軸受63と結合することによって、絶縁部材64から
ガードリング55までの一連の部材は軸受63によって
片持状態で支持されている。
Insulating member 64. First electrode 52. Insulating member 54 second electrode 5
3. The insulating member 56 and the guard ring 55 are connected to each other in this order toward the right by means such as II@next press-fitting, and finally the left end side of the left end insulating member 64 is connected to the bearing 63, so that A series of members from the insulating member 64 to the guard ring 55 are supported by a bearing 63 in a cantilevered state.

次に動作について説明する。Next, the operation will be explained.

第4図において、2つの円筒状の第1.第2電極52.
53に同一周波数で同電位の逆相の交流電圧をリード線
65.66を介して印加することによって、第1電極5
2と共通電極57間の可変の容量C1と、第2を極53
と共通電極57間の基準の容量C2とが形成される。ス
クリーン62は第1 を極52と共通電極57とのすき
間内のみを軸方向に動き、容量C1を変化させる。一方
、容量C2は第2−l極53と共通電極57とのすき間
内にスクリーン62が入り込まないので変化せず、一定
に保たれ、基準容量となる。
In FIG. 4, two cylindrical first . Second electrode 52.
The first electrode 5
a variable capacitance C1 between the second electrode 57 and the common electrode 57;
A reference capacitance C2 between the common electrode 57 and the common electrode 57 is formed. The screen 62 moves in the axial direction only within the gap between the first pole 52 and the common electrode 57, changing the capacitance C1. On the other hand, the capacitance C2 does not change because the screen 62 does not enter the gap between the second-l pole 53 and the common electrode 57, and is kept constant and becomes the reference capacitance.

従って、スピンドル62a及びスクリーン62の矢印a
方向の変位に応じて容量CIが変化し、基準容量C2と
可変容量C1との容量の差分(C2−CI)がスクリー
ン62の変位に比例して共通電極57より検出される。
Therefore, the arrow a of the spindle 62a and the screen 62
The capacitance CI changes in accordance with the displacement in the direction, and the difference in capacitance between the reference capacitance C2 and the variable capacitance C1 (C2-CI) is detected by the common electrode 57 in proportion to the displacement of the screen 62.

[発明が解決しようとする課題] この種変位検出器においては、直線性すなわちスピンド
ル62a(スクリーン62)が単位長さ変位したときに
得られる容量の変化量が測定範囲中とこでも一定の値で
あることや、スピンドル62aの静止時における検出値
の安定精度が検出器を評価する上で極めて重要な項目と
なっている。
[Problems to be Solved by the Invention] In this type of displacement detector, the linearity, that is, the amount of change in capacitance obtained when the spindle 62a (screen 62) is displaced by a unit length, is a constant value throughout the measurement range. This fact and the stability and accuracy of the detected value when the spindle 62a is stationary are extremely important items in evaluating the detector.

このことは、サブミクロンオーダーの高分解能、高精度
の検出器であればあるほど一層きびしく要求される。
This requirement becomes more severe as the detector has a high resolution and high precision on the submicron order.

上述した従来の静電容量型変位検出器は、第1電極52
と第2電極53との対向面間のすき間は、それぞれの共
通電極57とのすき間より狭く、この対向面間近傍に生
ずる浮遊容量(ストレイキャパシタンス)に対する対策
が取られていないため、第1.第2の電極52.53に
与えられる交流電圧による浮遊容量を通しての電流の流
れ込みが注じゃすく、直線性や安定性に誤差を与える大
きな要因となっていた。
In the conventional capacitive displacement detector described above, the first electrode 52
The gap between the opposing surfaces of the first electrode 53 and the second electrode 53 is narrower than the gap between the respective common electrodes 57, and no measures have been taken to prevent stray capacitance occurring near the opposing surfaces. The flow of current through the stray capacitance due to the alternating current voltage applied to the second electrodes 52, 53 is difficult, and is a major cause of errors in linearity and stability.

また、第2電極53の右端側の浮遊容量による影響を防
止するために設けられたガードリング55はアース電位
に取るためにわざわざリー ド線67を設けなければな
らず、検出器の小径化や作業性に問題があった。
In addition, the guard ring 55 provided to prevent the influence of stray capacitance on the right end side of the second electrode 53 has to be provided with a lead wire 67 to connect it to the ground potential, which leads to a reduction in the diameter of the detector. There was a problem with workability.

この発明は上記のような課題を解決するためになされた
もので、複数の電極間の浮遊容量による検出精度への影
響を除去するようにした静電容量型変位検出器を提供す
ることを目的としている。
This invention was made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to provide a capacitive displacement detector that eliminates the influence of stray capacitance between multiple electrodes on detection accuracy. It is said that

(課題を解決するための手段〕 この発明においては、共通電極に対して一定のすき間を
介して同軸状に配される複数の円筒状電極の各対向面間
にシールド部材を設けている。
(Means for Solving the Problems) In the present invention, a shield member is provided between each opposing surface of a plurality of cylindrical electrodes arranged coaxially with a certain gap between them with respect to a common electrode.

〔作 用〕[For production]

この発明における静電容量型変位検出器は、ケースの内
筒を基準ガイド面として取付けられる円筒状の電極の対
向面間にシールド′部材を設けることにより、電極同志
の対向面間の浮遊容量による精度への悪影響を取り除く
ことができ、しかもシールド部材を直接または間接的に
ケース内面と接触させることにより、アース電位が取れ
る。
The capacitive displacement detector according to the present invention is constructed by providing a shield member between the opposing surfaces of the cylindrical electrodes, which are attached using the inner cylinder of the case as a reference guide surface. The negative influence on accuracy can be eliminated, and the ground potential can be obtained by bringing the shield member into direct or indirect contact with the inner surface of the case.

〔実施例〕〔Example〕

第1図(A)および第1図(B)は、一体となってこの
発明による静電容量型変位検出器の好適な1つの実施例
を示す断面側面図である。第2図は第1図(B)に示さ
れた絶縁部材10近傍の拡大図である。
FIG. 1(A) and FIG. 1(B) are cross-sectional side views showing a preferred embodiment of a capacitive displacement detector according to the present invention. FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of the insulating member 10 shown in FIG. 1(B).

第1図および第2図において、1は円筒状のケースで、
左右に開口しており、その左右開口端側にはネジ部1a
、lcを備えている。2は円筒状の可変電極であり、3
は同じく円筒状の基準電極で、これら2つの電極2.3
はケース1の内面1dにガイドされた3つの絶縁部材4
,10および5によって電菟的に他の部材と絶縁されて
、ケース1と同軸状に支持されている。ケース1の内面
1dでは、このケース1の中に収納される部材の径方向
の同一基準ガイド面であり、内面1dとガイドされる部
材の外周面とは互いに損傷することなく分解・組立てが
できる程度の僅かな締め代を許容して組立てられている
In Figures 1 and 2, 1 is a cylindrical case;
It is open on the left and right, and there is a threaded part 1a on the left and right opening ends.
, lc. 2 is a cylindrical variable electrode;
is also a cylindrical reference electrode, and these two electrodes 2.3
are three insulating members 4 guided on the inner surface 1d of the case 1.
, 10 and 5, it is electrically insulated from other members and supported coaxially with the case 1. The inner surface 1d of the case 1 is the same reference guide surface in the radial direction of the members housed in the case 1, and the inner surface 1d and the outer peripheral surface of the guided member can be disassembled and assembled without damaging each other. It is assembled with a slight tightening allowance allowed.

6は金属材よりなるシールドリングで、左側段部が絶縁
部材5の右端と嵌着し、外周面は内面ldにガイドされ
ている。シールドリング6の左端面は基準電極3の右端
面と接触しないように僅かなすき間をもっている。7は
絶縁材よりなる支持リングで、外周面は内面1dにガイ
ドされ、その左端面はシールドリング6の右端面に接触
している。8は金属材よりなるシールド板で、外周面は
内面1dにガイドされ、その左端面は支持リング′lの
右端面に接触している。9は金属材よりなるリングネジ
で、ケース1の右開口端側に設けられたネジ部1cにネ
ジ込まれることによって、内面1dの左端より径方向内
方に突き出したリング状の段部1bと共に、このリング
ネジ9と段部1b間に介装された絶縁部材4からシール
ド板8間の部材を挟持し、軸方向の位置を規制している
。また、段部1bとリングネジ9間内の部材の径方向は
内面1dによって規制されている。
Reference numeral 6 denotes a shield ring made of a metal material, the left step portion of which fits into the right end of the insulating member 5, and the outer circumferential surface of which is guided by the inner surface ld. There is a slight gap between the left end surface of the shield ring 6 and the right end surface of the reference electrode 3 so that the left end surface does not come into contact with the right end surface of the reference electrode 3. Reference numeral 7 denotes a support ring made of an insulating material, the outer peripheral surface of which is guided by the inner surface 1d, and the left end surface of which is in contact with the right end surface of the shield ring 6. Reference numeral 8 denotes a shield plate made of a metal material, the outer peripheral surface of which is guided by the inner surface 1d, and the left end surface of which is in contact with the right end surface of the support ring 'l. Reference numeral 9 denotes a ring screw made of a metal material, which is screwed into a threaded portion 1c provided on the right opening end side of the case 1, and includes a ring-shaped step portion 1b protruding radially inward from the left end of the inner surface 1d. The member between the shield plate 8 and the insulating member 4 interposed between the ring screw 9 and the stepped portion 1b is held, and the axial position is regulated. Further, the radial direction of the member between the step portion 1b and the ring screw 9 is regulated by the inner surface 1d.

20は円柱状の共通電極で、その右端側では小径段部2
0aが支持リング7の中心穴に、部品同志を互いに損傷
しないで分解・組立てができる程度の僅かな締め代を許
容して取付けられており、さらに先端部に設けられたネ
ジ部にナツト21が取付けられて、共通電極20の右端
側は支持リング7がしっかりと固定されている。また共
通電極20は、その軸方向中程で、可変電極2と基準電
極3の支持および絶縁を兼ねた絶縁部材10の中心穴1
0aにその外周が互いに損傷しないで分解・組立てが可
能な僅かな締め代を許容して支持されている。従って、
共通電極20は全体として2カ所で支持されており、し
かも2カ所の支持部材である絶縁部材10および支持リ
ング7の外周面は電極2.3と同一の基準ガイド面であ
る内面1dにガイドされている。
20 is a cylindrical common electrode, and on the right end side there is a small diameter stepped portion 2.
0a is attached to the center hole of the support ring 7 with a slight tightening margin that allows for disassembly and assembly without damaging the parts, and a nut 21 is attached to the threaded part provided at the tip. The support ring 7 is firmly fixed to the right end side of the common electrode 20. Further, the common electrode 20 has a center hole 1 in the insulating member 10 which serves both to support and insulate the variable electrode 2 and the reference electrode 3 at its axial middle.
The outer peripheries are supported at 0a with a slight tightening margin that allows for disassembly and assembly without damaging each other. Therefore,
The common electrode 20 as a whole is supported at two places, and the outer peripheral surfaces of the two support members, the insulating member 10 and the support ring 7, are guided by the inner surface 1d, which is the same reference guide surface as the electrode 2.3. ing.

11は絶縁部材10のネジ穴10bにネジ込まれた固定
ネジで、共通電極20の軸方向の移動をさらに規制する
ために設けられており、中心穴10aと共通電極20の
外周面とのきん締力か弱い場合に使用するように設けら
れているもので、必ずしも必要ではない。22は断面が
コ字状の絶縁材よりなる絶縁キャップで、シールド板8
の中心穴内に嵌着されていて、ナンド21とシールド板
8とを絶縁している。23は絶縁材よりなるハネ受けで
、共通電極20の左端面位置でネジ結合によって共通電
極20に固定されている。2425.26は絶縁被覆さ
れたリード線で、リード線24は、その一端側は共通電
極20の右端中心にり軸方向内方に設けられた穴内を通
って、止めネジ27によって共通電極20と電気的に接
続されている。リード線25の一端側は、シールド板8
、支持リング7、シールドリング6、基準電極3、絶縁
部材10をそれぞれ貫通して可変電極2の右端内に達し
、そこで止めネジ28によって可変電極2と電気的に接
続されている。リード線26の一端側は、リード線25
に対して円周上でほぼ180度回転した等間隔位置で、
シールド板8、支持リング7、シールドリング6をそれ
ぞれ貫通して共通電極3内に達し、そこで止めネジ29
によって共通電極3と電気的に接続されている。また、
各リード線24.25および26の他端側はシールド板
8より右方に引き出されており、そこでケース1の右開
口端例のネジ部1cにネジ結合したコネクタキャップ3
0側のり一ド131に、それぞれ電気的にシールドされ
てキャップ30内のコネクタ(図示せず)によって着脱
自在に接続されている。
Reference numeral 11 denotes a fixing screw screwed into the screw hole 10b of the insulating member 10, which is provided to further restrict the movement of the common electrode 20 in the axial direction. This is provided for use when the tightening force is weak, and is not necessarily required. 22 is an insulating cap made of insulating material with a U-shaped cross section;
The NAND 21 and the shield plate 8 are insulated from each other. Reference numeral 23 denotes a spring receiver made of an insulating material, which is fixed to the common electrode 20 by screw connection at the left end surface position of the common electrode 20. 2425.26 is an insulated lead wire, and one end of the lead wire 24 passes through a hole provided inward in the axial direction at the center of the right end of the common electrode 20, and is connected to the common electrode 20 by a set screw 27. electrically connected. One end side of the lead wire 25 is connected to the shield plate 8
, the support ring 7, the shield ring 6, the reference electrode 3, and the insulating member 10, respectively, and reach the right end of the variable electrode 2, where it is electrically connected to the variable electrode 2 by a set screw 28. One end side of the lead wire 26 is connected to the lead wire 25
At equidistant positions rotated approximately 180 degrees on the circumference,
The shield plate 8, the support ring 7, and the shield ring 6 are penetrated into the common electrode 3, where the set screw 29 is inserted.
It is electrically connected to the common electrode 3 by. Also,
The other end of each lead wire 24, 25 and 26 is pulled out to the right from the shield plate 8, and there the connector cap 3 is screwed to the threaded portion 1c of the right open end of the case 1.
They are each electrically shielded and removably connected to the 0-side glue 131 by a connector (not shown) inside the cap 30.

32は円筒状のスクリーンで、スピンドル部33と一体
的に構成されており、ケース1の左開口端側に設けられ
たネジ部1aにネジ部34aを介してネジ結合したステ
ム34内に2つの軸受35.36によって軸支されてい
る。37はガイドビンで、ステム34に正大固定されて
いて、その先端は軸受36を貫通してスクリーン32に
設けられたガイド溝り2a内に入り込み、そこでスクリ
ーン32の軸方向移動時の案内と回転の規制をしている
。38は圧縮コイルスプリングで、スクリーン32の左
側の底面32bと共通電極20のバネ受け23間に介装
されていて、スクリーン32すなわちスピンドル33を
常時ステム34の外方(矢印す方向)に押圧している。
Reference numeral 32 denotes a cylindrical screen, which is integrally formed with the spindle part 33, and has two screws in the stem 34, which is screwed to the threaded part 1a provided on the left open end side of the case 1 via the threaded part 34a. It is supported by bearings 35, 36. Reference numeral 37 denotes a guide bin, which is fixed to the stem 34 in the correct size, and its tip passes through the bearing 36 and enters the guide groove 2a provided in the screen 32, where it guides and rotates the screen 32 when it moves in the axial direction. regulations. A compression coil spring 38 is interposed between the left bottom surface 32b of the screen 32 and the spring receiver 23 of the common electrode 20, and constantly presses the screen 32, that is, the spindle 33, to the outside of the stem 34 (in the direction indicated by the arrow). ing.

39は公知の測定子で、スピンドル33の先端にネジ結
合されている。
Reference numeral 39 denotes a known probe, which is screwed to the tip of the spindle 33.

12は金属材よりなるシールド部材としてのシールドプ
レートで、絶縁部材10の右側凹所1゜e内に位!し、
その上方側ではこのシールドプレート12に垂直に植設
された金属のパイプ13が絶縁部材10の上方の小穴1
0c内に挿入されている。パイプ13内には可変電極2
のリード線25が挿通されており、リード線25のパイ
プ13内部分はこのパイプ13によってシールドされて
いる。14はプラスチンクシートよりなる絶縁シートで
、シールドプレート12と基準電極3との対向面間に位
置して、これら2つの部材を互いに絶縁している。
12 is a shield plate as a shield member made of a metal material, and is located within the right recess 1°e of the insulating member 10! death,
On the upper side, a metal pipe 13 installed perpendicularly to this shield plate 12 is connected to a small hole 1 above the insulating member 10.
It is inserted in 0c. There is a variable electrode 2 inside the pipe 13.
A lead wire 25 is inserted through the pipe 13, and a portion of the lead wire 25 inside the pipe 13 is shielded by the pipe 13. Reference numeral 14 denotes an insulating sheet made of a plastic sheet, which is located between the facing surfaces of the shield plate 12 and the reference electrode 3 to insulate these two members from each other.

3aは金属材よりなるシールドパイプで、基準電極3内
を貫通するり一ドM25をこの電極3内で外被しており
、その左端面はシールドプレート12に接して電気的に
導通状態となっている。3bは絶縁材よりなる絶縁パイ
プで、シールドバイ13a+MFMして基準電極3とシ
ールドパイプ3aとを絶縁している。15はケースlの
ネジ穴に結合した導通ネジで、その先端はパイプ13と
接触して、パイプ13.シールドプレート】2.シール
ドパイプ3aをケース1と同電位(アース)に保つ。な
おこの導通ネジ15とパイプ13とにより導通部材が構
成されている。7a(第1図(B))は金属材よりなる
段付パイプで、支持リング7内を通過するリード線25
.26をそれぞれ外被しており、その左端側はシールド
リング6に接して、支持リング7内を通過するリード線
25.26をシールドしている。また、シールド板8も
、その外周面が内面1dと接触するとともに、リングネ
ジ9を介してケース1と同電位に保たれる。
Reference numeral 3a denotes a shield pipe made of a metal material, which passes through the inside of the reference electrode 3 and covers the inside of this electrode 3, and its left end surface is in contact with the shield plate 12 and is electrically conductive. ing. 3b is an insulating pipe made of an insulating material, and the reference electrode 3 and the shield pipe 3a are insulated by shield-by 13a+MFM. Reference numeral 15 denotes a conductive screw connected to a screw hole in the case L, the tip of which is in contact with the pipe 13, so that the pipe 13. Shield plate】2. Keep the shield pipe 3a at the same potential (earth) as the case 1. Note that the conduction screw 15 and the pipe 13 constitute a conduction member. 7a (FIG. 1(B)) is a stepped pipe made of metal material, and a lead wire 25 passing through the support ring 7.
.. 26, and the left end side thereof is in contact with the shield ring 6 to shield the lead wires 25 and 26 passing through the support ring 7. Further, the outer circumferential surface of the shield plate 8 also contacts the inner surface 1d, and is maintained at the same potential as the case 1 via the ring screw 9.

なお、これまでの説明ではシールドプレート12を絶縁
部材10の凹所10e内に設けた場合について図示説明
したが、シールドリング6と同様にその外径を大きくし
て、直接内面1dと接触させても勿論よい。その場合に
は絶縁部材10の右端側のフランジ部分10dはこの外
径の大きくなったシールドプレートによって絶縁部材1
0から分断されて、形状的には絶縁部材5と類似する。
In the explanation so far, the case where the shield plate 12 is provided in the recess 10e of the insulating member 10 has been illustrated and explained. Of course it's good too. In that case, the flange portion 10d on the right end side of the insulating member 10 is connected to the insulating member 10 by this shield plate having a larger outer diameter.
It is separated from 0 and is similar in shape to the insulating member 5.

次に動作について説明する。Next, the operation will be explained.

可変電極2と基準電極3とに同一周波数で同電位で逆相
の交流電圧を印加すると、可変電極2と共通電極20と
の間および基準電極3と共通電極20との間には、それ
ぞれ容量C1およびC2が形成され、共通電極20から
は容量の差分(C2−CI)に比例した電流が検出され
る。いま、第1図(A)、(B)図示の状態で、容量C
1とC2とが互いに等しく調整されているとすると、共
通電極20から得られる電流の和はゼロとなる。そこで
、スピンドル33をステム34内にハネ38に抗して矢
印C方向に押し込んでいくと、スクリーン32の先端3
2aが可変電極2と共通電極20とのすき量的を絶縁部
材10側に移動して、可変電極2と共通電極20との対
向面積を変化(この場合には減少)させるため、容量C
1が変化(減少)する。このとき、容量C2は変化せず
一定値のままである。従って、容量差(C2−CI)は
スピンドル33の移動量に依存して生しることになり、
スピンドル33の変位量を静電容量の変化量として電気
的に検出できる。
When an AC voltage of the same frequency, same potential, and opposite phase is applied to the variable electrode 2 and the reference electrode 3, capacitances are created between the variable electrode 2 and the common electrode 20 and between the reference electrode 3 and the common electrode 20, respectively. C1 and C2 are formed, and a current proportional to the capacitance difference (C2-CI) is detected from the common electrode 20. Now, in the state shown in Fig. 1 (A) and (B), the capacitance C
1 and C2 are adjusted to be equal to each other, the sum of the currents obtained from the common electrode 20 will be zero. Then, when the spindle 33 is pushed into the stem 34 in the direction of arrow C against the spring 38, the tip of the screen 32
2a moves the gap between the variable electrode 2 and the common electrode 20 toward the insulating member 10 side and changes (in this case, decreases) the opposing area between the variable electrode 2 and the common electrode 20, so that the capacitance C
1 changes (decreases). At this time, the capacitance C2 does not change and remains at a constant value. Therefore, the capacitance difference (C2-CI) depends on the amount of movement of the spindle 33,
The amount of displacement of the spindle 33 can be electrically detected as the amount of change in capacitance.

而して、この発明による静電容量型変位検出器において
は、ケース1の内面1dを基準ガイド面として取付けら
れる円筒状の2つの電極2,30対向面間にシールド部
材であるシーlレドプレート12を設け、このシールド
プレート12はケース1と同電位のアース電位に取られ
ているため、可変電極2と基準電極3との対向面間に生
ずる電気力線はこのシールドプレート12によって遮蔽
され、このため直接電極同志の対向面間を介して電気力
線が作用することがなくなる。従って、互いの電極への
浮遊容量を通じての電流の流れ込みはこのシールドプレ
ート12によってアースに落とされるのでなくなる。ま
た、電極2,3の対向面とは反対側の側面および外周に
ついても、段部1b、内面1dおよびこの内面1dにガ
イドされたシールドリング6によって完全にシールドさ
れている。
In the capacitive displacement detector according to the present invention, a shield plate, which is a shielding member, is installed between the opposing surfaces of two cylindrical electrodes 2 and 30, which are attached using the inner surface 1d of the case 1 as a reference guide surface. 12 is provided, and since this shield plate 12 is set to the same ground potential as the case 1, the lines of electric force generated between the opposing surfaces of the variable electrode 2 and the reference electrode 3 are shielded by this shield plate 12. Therefore, lines of electric force do not act directly between the opposing surfaces of the electrodes. Therefore, the current flowing into each electrode through the stray capacitance is grounded by the shield plate 12, and is therefore eliminated. Furthermore, the side surfaces and outer peripheries of the electrodes 2 and 3 opposite to the opposing surfaces are completely shielded by the stepped portion 1b, the inner surface 1d, and the shield ring 6 guided by the inner surface 1d.

第3図は他の実施例を示すもので、第1図(B)の基準
電極3の右側にさらに第3の円筒状の電極40を設けた
場合の一部要部断面図である。なお、第1図(B)と同
一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
FIG. 3 shows another embodiment, and is a partial sectional view of a main part when a third cylindrical electrode 40 is further provided on the right side of the reference electrode 3 in FIG. 1(B). Note that the same parts as in FIG. 1(B) are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

第3図に示すように円筒状の電極40をさらに追加して
3つの電極2.3.40を設けた場合であっても、この
電極40は電極3と同様ケース1の内面1dをガイドと
して絶縁部材5a、5bによって電気的に絶縁されて、
他の電極2.3と同軸的に配置されており、電極3と電
極40との対向面間は内面1dと接触したシールド部材
であるシールドリング41によってシールドされている
ため、第1図(B)で説明された電極2.3の対向面間
と同様に、電極同志の対向面間に生ずる浮遊容量による
悪影響は無くなる。
Even if a cylindrical electrode 40 is further added to provide three electrodes 2, 3, 40 as shown in FIG. electrically insulated by insulating members 5a and 5b,
It is arranged coaxially with the other electrode 2.3, and the opposing surfaces of the electrode 3 and the electrode 40 are shielded by a shield ring 41, which is a shield member in contact with the inner surface 1d. ), the adverse effects of stray capacitance occurring between the opposing surfaces of the electrodes are eliminated, similar to the case between the opposing surfaces of the electrodes 2.3.

従って、さらに第4.第5といった円筒状の電極を追加
した場合であっても第3図から分かるように、各電極の
対向面間にケース内面1dを接触したシールド部材を設
けることにより、この間の浮遊容量による影響を防止で
きる。
Therefore, in addition, the fourth. Even when a fifth cylindrical electrode is added, as can be seen from FIG. 3, by providing a shield member that contacts the inner surface of the case between the opposing surfaces of each electrode, the influence of stray capacitance between these electrodes can be reduced. It can be prevented.

〔発明の効果〕 以上に説明したように、この発明に係る静電容量型変位
検出器によれば、ケース内にそれぞれ絶縁部材を介して
同軸的に組み込まれる複数の円筒状の電極の対向面間に
ケースと同電位に保たれたシールド部材が設けられでい
るため、電極間に生しる浮遊容量による検出精度への悪
影響を防止することができ、直線性、安定性を向上させ
ることができる効果が得られる。さらに、従来のように
シールド部材をアース電位に保つためのり一ト線が不要
となるため、そのためのスペースがいらなくなり検出器
が小径化されると共に、組立て作業性が向上する等の効
果が得られる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the capacitive displacement detector according to the present invention, the opposing surfaces of the plurality of cylindrical electrodes coaxially incorporated in the case through the insulating member, Since a shield member maintained at the same potential as the case is provided between the electrodes, it is possible to prevent stray capacitance between the electrodes from having an adverse effect on detection accuracy, improving linearity and stability. You can get the desired effect. Furthermore, since there is no longer a need for a glue wire to keep the shield member at ground potential as in the past, there is no need for space for this, the detector can be made smaller in diameter, and there are other benefits such as improved assembly work efficiency. It will be done.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(AL (B)はこの発明の一実施例による静電
容量型変位検出器を示す断面側面図、第2図は第1[J
(B)の要部拡大断面側面図、第3図はこの発明の他の
実施例による静電容量型変位検出器を示す要部断面側面
図、第4図は従来の静電容量型変位検出器を示す断面側
面図である。 図において、1はケース、2は可変電極、3は基準電極
、4,5.10は絶縁部材、12はシールドプレート、
13はパイプ、20は共通電極。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
FIG. 1 (AL (B) is a cross-sectional side view showing a capacitive displacement detector according to an embodiment of the present invention, and FIG.
(B) is an enlarged cross-sectional side view of the main part, FIG. 3 is a cross-sectional side view of the main part showing a capacitive displacement detector according to another embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a conventional capacitive displacement detector. It is a sectional side view showing a container. In the figure, 1 is a case, 2 is a variable electrode, 3 is a reference electrode, 4, 5.10 is an insulating member, 12 is a shield plate,
13 is a pipe, 20 is a common electrode. In addition, in the figures, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)円筒状のケースと、上記ケースの内面を径方向の
基準ガイド面として絶縁部材を介して同軸状に配された
複数の円筒状電極と、上記複数の円筒状電極に対して一
定のすき間を介して同軸状に配された共通電極と、上記
複数の円筒状電極のうちの1つの円筒状電極と上記共通
電極とのすき間内を軸方向に移動可能に配されたスクリ
ーンと、上記複数の円筒状電極の各対向面間に設けられ
たシールド部材とを備えた静電容量型変位検出器。
(1) A cylindrical case, a plurality of cylindrical electrodes coaxially arranged via an insulating member with the inner surface of the case as a reference guide surface in the radial direction, and a constant a common electrode arranged coaxially through a gap; a screen arranged movably in the axial direction within a gap between one of the plurality of cylindrical electrodes and the common electrode; A capacitive displacement detector comprising a shield member provided between opposing surfaces of a plurality of cylindrical electrodes.
(2)上記シールド部材は上記絶縁部材内に設けられる
と共に導通部材を介して上記ケースに電気的に接続され
ている静電容量型変位検出器。
(2) A capacitive displacement detector, wherein the shield member is provided within the insulating member and electrically connected to the case via a conductive member.
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