JPH0680147U - 静電容量型圧力センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ベース１０に固着するダイヤフラム１２と、
固定電極板１５とほぼ平行に配置してダイヤフラムに固
着する可動電極板１４と、可動電極板と電気的に接続
し、ベースを貫通して設ける可動電極端子１８と、可動
電極板と一定間隔を保つために、中央部の径を太くした
スペーサ部１７ａを持つスペーサピン１７および固定リ
ング１７ｂを用いてベースに固定する固定電極板と、固
定電極板と電気的に接続して設ける固定電極端子とを備
え、スペーサピンは、セラミック、ガラス、陶磁器、あ
るいは導電材料の表面に絶縁物を形成したものを使用す
る。 【効果】 通常の環境と、温度や湿度の変化した環境と
の間での静電容量のズレ量が小さく、結果として使用環
境に制約を受けない静電容量型圧力センサを提供するこ
とができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、流体の圧力変化の検出に用いる静電容量型圧力センサの構造に関す るものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来の静電容量型圧力センサの構成を、図３の断面図を用いて説明する。

【０００３】 流体導入管２１を固着したベース２０の上面には、ダイヤフラム２２をハンダ 付けによって固着している。

【０００４】 またダイヤフラム２２には、可動電極板２４を固定電極板２５に対して平行で なおかつ一定間隔を設けるように、ハンダ２３によって固着して、ダイヤフラム ２２と可動電極板２４とを一体化している。

【０００５】 ベース２０には、固定電極板２５を、絶縁性を持つプラスティック材料からな るスペーサ２６と、このスペーサ２６を貫通する固定ピン２７と、固定ピン２７ の先端部に挿入する固定リング２８とを用いて固定している。さらにこの固定電 極板２５には、ハンダ付けにより固定電極端子２９を接続している。

【０００６】 これに対して可動電極端子３０は、ベース２０に止めねじを用いて固定してい る。したがって、可動電極端子３０は、ベース２０とダイヤフラム２２とハンダ ２３とを介して、可動電極板２４と電気的接続を保っている。

【０００７】 この圧力センサは、ベース２０に固着した流体導入管２１から導入された流体 圧力によって生ずる、固定電極板２５と可動電極板２４との間隔の寸法変化を、 電極間の容量の変化として捉えている。そしてこの容量変化を固定電極端子２９ および可動電極端子３０により測定回路に導いている。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

前に述べた通り静電容量型圧力センサは、電極間の寸法変化を電極間の容量変 化として捉えているものであり、初期における可動電極板２４と固定電極板２５ との間隙が、後の流体圧力による電極間の寸法変化に対する絶対的な基準となら なければならない。

【０００９】 ところがこの可動電極板２４と固定電極板２５との間隙を決定しているスペー サ２６はプラスティック材料で作られている。このため温度変化や湿度変化にお いて、熱変形や、吸湿による変形が大きく、通常の使用環境における容量値に対 してズレを生ずるという課題を有する。

【００１０】 本考案の目的は、上記課題を解決して、通常の環境での容量値と、温度や湿度 の変化した環境における容量値との、ズレ量の小さい静電容量型圧力センサを提 供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために本考案の静電容量型圧力センサは、下記記載の構成 を採用する。

【００１２】 本考案の静電容量型圧力センサは、ベースに固着するダイヤフラムと、固定電 極板とほぼ平行に配置してダイヤフラムに固着する可動電極板と、可動電極板と 電気的に接続し、ベースを貫通して設ける可動電極端子と、可動電極板と一定間 隔を保つために、中央部の径を太くしたスペーサ部を持つスペーサピンおよび固 定リングを用いてベースに固定する固定電極板と、固定電極板と電気的に接続し て設ける固定電極端子とを備え、スペーサピンには、セラミック、ガラス、陶磁 器、あるいは導電材料の表面に絶縁物を形成したものを使用することを特徴とす る。

【００１３】

【作用】

可動電極板と固定電極板との間隙を決定しているスペーサピンに、プラスティ ック材料に比較して、圧縮強度で優り、熱変形と吸湿性において小さな値の材質 を使用することで、環境試験後の容量値と通常の環境での容量値との差を低減す ることができる。

【００１４】

【実施例】

以下図面に基づいて本考案の一実施例を説明する。図１は本考案の静電容量型 圧力センサを示す断面図であり、図２はその平面図を示す。以下図１と図２とを 交互に参照して説明する。

【００１５】 ベース１０に設ける中心穴には、ベース１０と別体の流体導入管１１をハンダ 付けで取り付ける。さらにベース１０の上面には、ダイヤフラム１２を、そのダ イヤフラム周辺部１２ａでハンダ付けしてベース１０に固着している。

【００１６】 また可動電極板１４は、ダイヤフラム１２とそれぞれの中心位置においてハン ダ１３によって固着している。

【００１７】 固定電極板１５は、ベース１０に対するその位置を、スペーサピン１７のスペ ーサ部１７ａの丈寸法で決められる。このスペーサピン１７は絶縁材料で、プラ スティックに比較して、圧縮強度で優り、熱変形と吸湿性において小さな値の材 質、たとえばセラミック材料で構成し、そしてスペーサピン１７の中央部の径を 太くして、スペーサ部１７ａを設ける。その結果として、可動電極板１４に対し てほぼ平行で、なおかつ一定の間隔を保つ。

【００１８】 この位置関係に組み合わせたベース１０、スペーサピン１７、および固定電極 板１５は、スペーサピン１７の両端に圧入した固定リング１７ｂを用いて固定す る。

【００１９】 さらに固定電極板１５には、ハンダ付けあるいは熔接により固定電極端子１９ を固着している。

【００２０】 可動電極端子１８は、ベース１０に固着したダイヤフラム１２の外周部に隣接 する位置に設けた穴を貫通し、ダイヤフラム周辺部１２ａの上面に可動電極端子 １８の鉤型部分１８ａを熔接して、固着している。

【００２１】 この圧力センサは、検出すべき流体圧力に対応して変位するダイヤフラム１２ に、ハンダ１３を介して固着した可動電極板１４と、固定電極板１５との間隔変 化を、可動電極板１４と固定電極板１５との電極間の容量の変化として捉える。

【００２２】 このため固定電極板１５は、その固定電極板１５と電気的に接続する固定電極 端子１９を介して、測定回路に接続する。これに対して可動電極板１４は、この 可動電極板１４に固着接続するハンダ１３と、ダイヤフラム１２と、そして可動 電極端子１８を介して測定回路に接続している。

【００２３】 以上の説明において、スペーサピン１７の材質にセラミックを用いた例で説明 したが、プラスティックに比較して、圧縮強度が高く、熱変形と吸湿性において 小さな値のガラス、陶磁器、あるいは導電材料の表面に絶縁物を形成したものな どを用いても同様な効果が得られる。

【００２４】

【考案の効果】

上記の説明のように本考案によれば、可動電極板と固定電極板の間隙を決定し ているスペーサピンに、プラスティックに比較して、圧縮強度が高く、熱変形と 吸湿性において小さな値の材質を用いている。

【００２５】 このことで通常の環境と、温度や湿度の変化した環境との間での静電容量のズ レ量が小さく、結果として使用環境に制約を受けない静電容量型圧力センサを提 供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例における静電容量型圧力センサ
を示す断面図である。

【図２】本考案の実施例における静電容量型圧力センサ
を示す平面図である。

【図３】従来の静電容量型の圧力センサを示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１０ ベース １２ ダイヤフラム １４ 可動電極板 １５ 固定電極板 １７ スペーサピン １７ｂ 固定リング １８ 可動電極端子 １９ 固定電極端子

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベースに固着するダイヤフラムと、固定
   電極板とほぼ平行に配置してダイヤフラムに固着する可
   動電極板と、可動電極板と電気的に接続し、ベースを貫
   通して設ける可動電極端子と、可動電極板と一定間隔を
   保つために、中央部の径を太くしたスペーサ部を持つス
   ペーサピンおよび固定リングを用いてベースに固定する
   固定電極板と、固定電極板と電気的に接続して設ける固
   定電極端子とを備え、スペーサピンは、セラミック、ガ
   ラス、陶磁器、あるいは導電材料の表面に絶縁物を形成
   したものを使用することを特徴とする静電容量型圧力セ
   ンサ。