JPH072947U - 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べく、スペーサ１６を介して固
定ピン１７と固定リング１７ａとによりベースに固定す
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１９とを備え、スペーサは、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
成させたものを使用する。 【効果】 スペーサに、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。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。

【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はプラスティックで作られている。このために温度変化や湿度変化におい て、スペーサ２６の熱変形や、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、スペーサを介して固定ピンと固定リングとによってベースに固 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に、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は固定電極板のベースへの固定手段につい て図１に示す構成とは別の実施例を示す断面図である。

【００１５】 図１に示すように、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】 この可動電極板１４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からなるリ ング状のスペーサ１６によって、所定位置に位置決め固定する固定電極板１５に 対してほぼ平行で、なおかつ可動電極板１４と固定電極板１５とは一定間隔を保 っている。

【００１８】 この位置関係に重ね合わせた固定電極板１５、スペーサ１６およびベース１０ は、その各々にあけられた穴を貫通する固定ピン１７と、その固定ピン１７の先 端部に圧入した固定リング１７ａとを用いて固定する。固定ピン１７は、ベース １０と固定電極板１５との間の絶縁状態を保つため、たとえばプラスティック材 料などの絶縁材料により作られている。

【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】 本考案における固定電極板１５のベース１０への固定手段を示す図１と、従来 の圧力センサのそれを示す図３との比較で解るように、構造的には何等変わりは なく、材質の面でスペーサ１６を、従来のプラスティックから圧縮強度が高く、 熱変形と吸湿性において小さな値の材質、たとえばセラミックに変更している。

【００２４】 以上の説明においてスペーサ１６の材質には、セラミックを用いているが、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。

【００２５】 また、ベース１０への固定電極板１５の固定手段としては、図２に示すように 構成もある。セラミックやガラスや陶磁器や導電材料の表面に絶縁物を形成した リング状のスペーサ１６を、固定電極板１５とベース１０との間に配置し、固定 ピン３７を挿入し、その固定ピン３７の上下を熱カシメするような構成も考えら れる。

【００２６】 いずれにしてもスペーサ１６の材質を、従来より圧縮強度が高く、しかもその うえ熱変形と吸湿性に優れた材質を用いることにより、本考案の効果を得ること ができる。

【００２７】

【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。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】本考案の他の実施例における固定電極板のベー
スへの固定構造を示す断面図である。

【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 １６ スペーサ １７ 固定ピン １７ａ 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、スペーサを介して固定ピンと固定リングと
   によっ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。