JPH0992108A - 静電容量型近接センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 主電極の静電容量の変化により検知物体を検
出するセンサにおいて、立体基板を用いることにより、
組み立て工数の削減と検出感度の均一化とを図ること。 【解決手段】 第１の立体基板２１を用いて主電極２１
ａと係合部２１ｂとを一体成形する。又第２の立体基板
を用いて補助電極２２ｂと回路実装部２２ａとを一体成
形する。このとき各電極と各回路部の導体パターンを同
時形成するため、下地となるめっき不可能な第１の樹脂
に、めっき可能な第２の樹脂を２色成形して導体部を作
る。次に立体基板２１、２２を嵌合することにより、各
電極と回路部の接続が完了する。更にケース２０とクラ
ンプ部２３を取り付けると、センサが容易に組み上が
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は立体構造を有する基
板を用いた静電容量型近接センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】静電容量型近接センサとは、検知物体の
近接状態をセンサヘッドの静電容量変化により検出する
ものである。従来の静電容量型近接センサの構造例を図
１５に示す。本図に示すように静電容量型近接センサ全
体は筒状のケース１で覆われ、その先端部に主電極２と
補助電極３が内設されている。主電極２は円形の導体を
片面に有する基板であり、カップ状の補助電極３により
囲まれている。補助電極３は例えば黄銅をプレス加工し
たもので、その内部は電極のキャビティ４ａを構成して
いる。

【０００３】キャビィティ４ａには制御回路５の一部で
ある発振回路５ａが内蔵されている。図１６は発振回路
５ａの構成を示す回路図である。本図に示すように主電
極２が初段のトランジスタＱ１のベースに接続され、補
助電極３は後段のトランジスタＱ２のエミッタに接続さ
れ、発振の帰還回路が構成されている。この発振回路５
ａは円形のプリント基板６ａに形成され、その入力部が
ジャンパー線を介して主電極２に結合されている。

【０００４】ケース１の内部後方には制御回路５とプリ
ント基板６とが、充填樹脂８と接続部材１０とにより保
持されている。プリント基板６は導体により回路パター
ンが形成された矩形の基板であり、その後端部にリード
線７が半田付けされている。接続部材１０はプリント基
板６の前端部を保持すると共に、発振回路５ａの信号端
子、電源端子、ＧＮＤ端子と、制御回路５の各端子とを
電気的に接続する機能を有している。充填樹脂８はケー
ス１とクランプ部９で遮蔽された制御回路５とプリント
基板６とを密閉して耐水性を確保すると共に、環境湿度
の変化による特性変化を防止するための樹脂である。

【０００５】図１７は発振回路５ａを含む制御回路５の
構成を示すブロック図である。検波回路１１は発振回路
５ａの発振出力を検波する回路である。処理回路１２は
検波回路１１の検波出力を弁別し、近接状態の信号を生
成する回路である。出力回路１３は処理回路１２の信号
により、オン又はオフ等の制御信号を出力する回路であ
る。さらに定電圧回路１４は外部から電源が供給される
と、安定化電圧を各部の回路に与える回路である。

【０００６】次に静電容量変化による物体の検出原理に
ついて図１８を用いて簡単に説明する。静電容量型近接
センサは、図１８の（ａ）、（ｂ）に示すように検知物
体Ｐと主電極２との静電容量Ｃ₀ の変化を検出するもの
である。補助電極３がＧＮＤ側にあるとすると、主電極
２と補助電極３との間にリファレンス容量Ｃ_R が存在す
る。こうすると主電極２と検知物体Ｐとの静電容量変化
を安定に検出できる。電磁誘導式の近接センサと異な
り、図１８（ｂ）に示すように検知物体Ｐ２が接地導体
のみならず、図１８（ａ）に示すように検知物体Ｐ１が
非接地の誘電体であっても検出できる。

【０００７】図１８（ｃ）に示す平行な導体平面の間に
おいて、各導体平面の静電気量をＱ、面積をｓ、電荷密
度をｑ_s 、 平面間隔をｄ、その電位差をＶ、電界強度を
Ｅ、検知物体Ｐの比誘電率をε_r とすると、次の（１）
〜（４）式が成り立つ。 ｑ_s ＝Ｑ／ｓ ・・・（１） Ｅ＝ｑ_s ／ε₀ ＝Ｑ／ε₀ ｓ・・・（２） Ｖ＝Ｅｄ＝（Ｑ／ε₀ ｓ）ｄ・・・（３） Ｃ＝Ｑ／Ｖ＝ε₀ ε_r ｓ／ｄ・・・（４）

【０００８】従って検知物体Ｐの存在によって静電容量
Ｃが変化し、発振回路５ａの発振周波数が変化する。こ
のとき図１７の検波回路１１が発振周波数を弁別するこ
とにより、検知物体の有無を検知することができる。又
図１５に示すように、補助電極３が発振回路５ａに対し
てシールドの機能を果たし、外乱の影響を受けないよう
にしている。

【０００９】以上のような構成の静電容量型近接センサ
の組み立て方法について図１９を用いて説明する。 （１）プリント基板を円形にカットし、その一方の面に
プリント基板外径よりやや小さい導体部をエッチング等
により残す。こうすると主電極２ができる。 （２）黄銅等の金属板を絞り加工し、カップ状に仕上げ
る。この場合カップの外径は、主電極２を構成する基板
外径とケース１の内径に対して所定の嵌め合い公差で仕
上げなければならない。こうして補助電極３ができる。 （３）補助電極３の内部に発振回路５ａを実装したプリ
ント基板６ａを挿入し、接続部材１０を用いて固定す
る。又主電極２に対してジャンパー線２ａで発振回路５
ａの入力端とを接続する。 （５）制御回路５をプリント基板６に実装する。 （６）接続部材１０の一端をプリント基板６に半田付け
する。 （７）クランプ部９をリード線７に挿入し、リード線７
の端部をプリント基板６に半田付けする。 （８）以上のような組品をケース１に挿入し、充填樹脂
８を注入する。 （９）最後にクランプ部９をケース１の後端部に嵌合さ
せ、回路部品の気密封じを行う。

【００１０】尚以上の（３）から（９）の工程は一例で
あり、この順序に限定されるものではない。

【００１１】図２０は従来の静電容量型近接センサの他
の例を示す斜視図である。この例では主電極１を円形の
基板によって構成し、薄い金属胴体片を環状に折り曲げ
て補助電極３とする。そしてプリント基板６に夫々を接
続して静電容量型近接センサを構成する。この場合には
図示しないケース内にこれらの電極とプリント基板を固
定するため、充填材を充填する必要がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】このような構造と組立
方法で形成された静電容量型近接センサは、次のような
欠点がある。 （ａ）主電極２と発振回路５ａとがキャビティである補
助電極３に内蔵されているため、センサヘッドを小型化
できない。 （ｂ）主電極２と補助電極３の位置決め精度が高くな
い。このため両電極間の静電容量Ｃの値がばらつき、製
造した各センサヘッド毎に検出距離が異なることがあ
る。 （ｃ）主電極２、補助電極３、ジャンパー線２ａ、プリ
ント基板６ａ等、センサヘッドを構成する部品点数が多
い。このため組立工数が多く、製造価格が高くなる。

【００１３】又ケース内に各部材を保持し耐水性を保つ
ため、ケース内に樹脂を充填することが多い。しかし充
填材として用いられるエポキシ樹脂は、主電極，補助電
極の充填材としては温度特性等に悪影響を及ぼすため不
適当である。従って電極部分にはウレタン樹脂等の他の
樹脂を充填し、その他の部分にエポキシ樹脂を充填する
必要がある。そのため組立工数が多く、製造価格が上昇
するという欠点があった。

【００１４】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、部品点数を少なくすることに
より組立工数を削減し、検出感度のばらつきのない静電
容量型近接センサを実現することを目的とするものであ
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、平面状の主電極と前記主電極を包むように配置され
た補助電極とを含む静電容量型のセンサヘッドを用い
て、検知物体の遠近時に前記検知物体と前記センサヘッ
ドとの静電容量が変化することにより、前記検知物体の
有無を検出する静電容量型近接センサであって、平板状
の平板部及び前記平板部と立体交差する第１の交差部材
を、めっき不可能な第１の樹脂を用いて一体成形し、前
記平板部の一部と前記第１の交差部材の一部とにめっき
可能な第２の樹脂を用いて２次成形し、前記第２の樹脂
に金属めっきを選択的に行うことにより、少なくとも前
記主電極を形成した第１の立体基板と、円筒状のカップ
部及び前記カップ部の底面と立体交差する第２の交差部
材を、めっき不可能な第１の樹脂を用いて一体成形し、
前記カップ部の表面の一部と前記第２の交差部材の一部
とにめっき可能な第２の樹脂を用いて２次成形し、前記
第２の樹脂に金属めっきを選択的に行うことにより、少
なくとも前記補助電極を形成した第２の立体基板と、を
具備し、前記第１，第２の立体基板のうちいずれか一方
に、前記第２の樹脂により前記平板部及び前記カップ部
で遮蔽される部分に、前記主電極を発振入力端に持つ発
振回路の導体パターン及び前記発振回路の信号を処理し
て検知物体の近接状態を出力する制御回路部の導体パタ
ーンを形成し、前記第２の立体基板のカップ部を前記第
１の立体基板の平板部で被うように前記第１，第２の立
体基板を結合し、前記主電極、前記補助電極、前記発振
回路、前記制御回路部を夫々電気的に接続して構成した
ことを特徴とするものである。

【００１６】このような特徴を有する請求項１の発明で
は、検知物体が接近すると、第１の立体基板に形成され
た主電極に電荷が誘起され、発振回路の発振周波数が変
化する。制御回路部は発振周波数の変化を検知し、検知
物体の近接を報知する。このような発振回路の周波数を
変化させるセンサヘッドを組み立てるには、第１の立体
基板を第２の立体基板に差し込むだけでよく、電気的に
も接続される。又制御回路部も第１の樹脂に対して第２
の樹脂によりパターンが形成でき、静電容量型近接セン
サの構造と組立方法が大幅に簡素化される。

【００１７】本願の請求項２の発明は、平面状の主電極
と前記主電極を包むように配置された補助電極とを含む
静電容量型のセンサヘッドを用いて、検知物体の遠近時
に前記検知物体と前記センサヘッドとの静電容量が変化
することにより、前記検知物体の有無を検出する静電容
量型近接センサであって、一面に主電極を形成し、これ
と隣接する面に補助電極を形成した立体基板を用いて構
成されたセンサヘッドと、前記立体基板の主電極と補助
電極とに接続された発振回路と、発振回路の信号に基づ
いて近接物体の近接状態を出力する制御回路部と、を具
備することを特徴とするものである。

【００１８】本願の請求項３の発明では、前記センサヘ
ッドを構成する立体基板は、発振回路部のパターンを同
時に形成したことを特徴とするものである。

【００１９】請求項２，３の発明は立体基板を用い、立
体基板に主電極と補助電極を共に形成したものであり、
寸法精度を正確に規定することができる。又立体基板に
同時に発振回路を形成することによって、電極と発振回
路との接続を容易にすることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態におけ
る静電容量型近接センサの構造と組立方法について図面
を参照しつつ説明する。図１は第１の実施の形態の静電
容量型近接センサの構造を示す分解斜視図である。尚発
振回路を含む制御回路のブロック構成は従来例と同一で
あり、それらの図示と説明は省略する。図１に示すよう
にケース２０の内部に第１の立体基板２１と第２の立体
基板２２とを設ける。第１の立体基板２１は主電極２１
ａを含む平板部と凹状の第１の係合部２１ｂ（第１の交
差部材）とが一体成形された立体の基板である。第２の
立体基板２２は矩形の回路実装部２２ａ（第２の交差部
材）と、補助電極２２ｂを有するカップ部２２ｄと、凸
状の第２の係合部２２ｃとが一体成形された立体の基板
である。

【００２１】ここで立体基板について説明する。立体基
板とはめっき不可能な第１の樹脂で３次元の基板を成形
し、更にめっき可能な第２の樹脂を用いて導体部となる
部分を形成し、第２の樹脂にのみめっきを選択的に行
い、導体パターンを形成する基板のことである。

【００２２】例えば図２（ａ）に示すように説明用とし
て衝立型の立体基板３０を考える。水平基板３１と垂直
基板３２とが一体になったものにおいて、基板に埋没し
た導体部３３ａと基板の表面の導体部３３ｂとを形成す
る場合、先ず図２（ｂ）に示す形状の基板をめっき不可
能な第１の樹脂３４、例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサ
ルファイド）を用いて１次形成する。次に図２（ｃ）に
示すように樹脂３４の導体部となる特定部分に対し、め
っき可能な第２の樹脂３５、例えばＰＥＳ（ポリエーテ
ルスルフォン）を用いて２次形成する。そして基板を無
電界めっきすることにより、第２の樹脂３５の部分に導
体部３３ａ、３３ｂを形成することができる。このよう
に導体部のパターンを２次成形の段階で任意に設定する
ことにより、基板の平面部のみならず、エッジに対して
も導体部を形成できる。尚、液晶ポリマー等をめっき可
能な樹脂及びめっき不可能な樹脂として用いることもで
きる。さらに図２（ａ）に示すように第１の樹脂の成形
時に小穴を設け、この部分の表面に第２の樹脂をコーテ
ィングすれば、スルーホール３６も形成できる。以下の
説明でこのような工程の説明は省略する。

【００２３】さて図１において、第１の係合部２１ｂに
第２の係合部２２ｃを嵌合させることにより、主電極２
１ａと補助電極２２ｂとを位置決めする。これらの組品
をケース２０内に挿入し、充填樹脂を注入し、クランプ
部２３を後ろから嵌めれば、センサヘッドが組み立てら
れる。

【００２４】図３は第１の立体基板２１と第２の立体基
板２２とが結合した状態を示す断面図である。第１の立
体基板２１として円板状の円板部２１ｃと凹状の歯を有
する係合部２１ｂとを第１の樹脂で一体成形する。次に
円板部２１ｃの裏面と係合部２１ｂの内側に第２の樹脂
を２次成形し、めっきをする。こうすると図４（ａ）の
ハッチングで示すように主電極２１ａが形成される。係
合部２１ｂの一部にスルーホール２１ｄを設けておけ
ば、主電極２１ａの接続部も同時に形成される。これら
の導体部の膜厚は無電界めっきの浸漬時間で制御でき
る。

【００２５】第２の立体基板２２は、平板状の回路実装
部２２ａ、凸状の歯を有する第２の係合部２２ｃ、円筒
状のカップ部２２ｄを第１の樹脂を用いて一体成形す
る。第２の係合部２２ｃの板厚は第１の係合部２１ｂの
溝幅よりやや小さくする。又第２の係合部２２ｃの付け
根に小穴を設け、回路実装部２２ａの表面に貫通するよ
うにしておく。更にカップ部２２ｄの外径はケース２０
の内径よりやや小さくする。カップ部２０ｄにスルーホ
ール２２ｅを設ける。回路実装部２２ａにも回路部品に
対応してスルーホールを設けなければならない。これら
のスルーホールの開口軸が第２の立体基板の金型の抜き
方向と合致しない場合、後加工により形成する。

【００２６】次に第２の立体基板２２に対して第２の樹
脂を２次成形する。この際の成形パターンは、カップ部
２２ｄの内側底面及び回路実装部２２ａの表面に対して
所定の導体パターンが得られるようにしておく。又カッ
プ部２２ｄの外側底面及び外周部に対しては第２の樹脂
を全面にコーティングする。そして２次成形された基板
をめっきすれば、所定パターンの導体部が完成する。

【００２７】この後、図１６に示す発振回路の部品をカ
ップ部２２ｄの内部に取り付け、図１０に示す制御回路
の部品を回路実装部２２ａに取り付ける。これらの部品
取り付けは例えば面実装法で行える。そして図４（ｃ）
に示すように第１の立体基板２１を第２の立体基板２２
に挿入すれば、ジャンパー線を用いることなく主電極２
１ａを発振回路に接続することができる。又発振回路の
出力はスルーホール２１ｄを介して制御回路に接続され
る。

【００２８】このような第１の実施の形態の構成と組立
方法により、次のような効果が得られる。 （Ａ）主電極と補助電極の嵌合精度が安定するので、セ
ンサヘッドにおける検出距離のばらつきを解消できる。 （Ｂ）キャビティ内のジャンパー線が不要となり、発振
回路の半田づけ工数が削減される。 （Ｃ）補助電極と発振回路、及び制御回路の接続作業が
不要となる。このため微小部品で構成される静電容量型
近接センサの製造工程が大幅に簡略化され、近接センサ
の製造価格を大幅に下げることができる。

【００２９】次に本発明の第２の実施の形態における静
電容量型近接センサの構造と組立方法について図面を参
照しつつ説明する。図５は第２の実施の形態の静電容量
型近接センサの構造を示す分解斜視図である。尚、発振
回路を含む制御回路のブロック構成は従来例と同一であ
り、それらの図示と説明は省略する。図５に示すように
ケース４０の内部には第１の立体基板４１と第２の立体
基板４２とを設ける。第１の立体基板４１は平板部であ
る円板部４１ａ及びこれと垂直な回路実装部４１ｃ（第
１の交差部材）とを一体成形した立体の基板である。第
２の立体基板４２はカップ部４２ａと係合部４２ｃ（第
２の交差部材）とを一体成形した立体基板である。

【００３０】第１の立体基板４１の円板部４１ａの背面
に、第１の実施の形態と同一の手順で導体により円形の
主電極４１ｂを形成する。回路実装部４１ｃは各回路部
品を結合する導体パターンを形成し、主電極４１ｂに近
接する側に発振回路を実装し、主電極４１ｂと隔たる側
に制御回路を実装するものである。第２の立体基板４２
のカップ部４２ａには、その外周部に補助電極４２ｂを
形成し、凸状の係合部４２ｃと接合する部分に開口部４
２ｄを形成する。開口部４２ｄは回路実装部４１ｂを貫
通させるための横長の開口である。

【００３１】図６は第１の立体基板４１と第２の立体基
板４２とを結合した状態を示す断面図である。第１の立
体基板として、先ず円板部４１ａと回路実装部４１ｃと
を第１の樹脂で一体成形する。次に円板部４１ａの裏面
と回路実装部４１ｃの表面に第２の樹脂を所定の回路パ
ターンとなるよう２次成形し、めっきをする。こうする
と図７（ａ）のハッチングで示すような主電極４１ｂが
形成され、発振回路に直接接続される。

【００３２】次に第２の樹脂で形成された回路実装部４
１ｃに対し、第１の実施の形態と同様の回路構成を有す
る発振回路と制御回路の部品を面実装により取り付け
る。そして図６に示すように、第１の立体基板４１の円
板部４１ａが第２の立体基板４２ａのカップ部を被うよ
うに第１の立体基板４１を所定位置まで挿入することに
より、主電極４１ｂと補助電極４２ｂとを位置決めす
る。この際係合部４２ｃの一部に形成した導体部と回路
実装部４１ｃの導体部とを半田付けすることにより、主
電極４１ｂを補助電極４２ｂに対して定位置で固定する
ことができる。こうすると１回の半田付けで近接センサ
の組立が完了する。この後、ケース４０を挿入して充填
樹脂を注入し、クランプ部４３を嵌めれば、静電容量型
近接センサが完成する。

【００３３】このように第２の実施の形態の構成と組立
方法により、次のような効果が得られる。 （Ｄ）主電極と発振回路が１つの成形部材でパターン形
成されるので、キャビティ内部に収まり易くなり、近接
センサの特性のばらつきが大幅に減少する。 （Ｅ）発振回路のパターン配置の自由度が高くなるの
で、主電極と補助電極の外径を小さくすることができ
る。 （Ｆ）第１の実施の形態と同様に構成部材を少なくで
き、部品及び材料費、組立工数を削減できる。 （Ｇ）第１の実施の形態と同様に耐水性を確保できる。

【００３４】図８（ａ），（ｂ）は第３の実施の形態に
よる近接センサの電極部を示す斜視図、図８（ｃ）は切
欠き部分から見た側面図である。本実施の形態では円柱
状の立体基板５１を用い、円弧状の切欠き部分を形成す
る。立体基板５１には一面の中央部に主電極５１ａが形
成され、その中央にスルーホール５１ｂの一端が設けら
れ、スルーホール５１ｂの他端は他方の面を介して切欠
き部分に接続されるランド部５１ｃが形成されている。
そして円柱の周囲には補助電極５１ｄを形成する。又円
弧状切欠き部分には周囲の補助電極５１ｄに接続される
ランド部５１ｅも設ける。こうして構成された立体基板
５１を図９に示すように円筒形のケース５２内に挿入
し、開口５２ａよりコード５３を挿入し、コード５３の
先端は立体基板１のランド部５１ｃ，５１ｅに接続し、
他端は図示しない発振回路及び制御回路を有するアンプ
部に接続する。そしてカバー５４を設けて近接センサの
ヘッド部を構成する。５４ａはカバー５４の切欠き部で
あり、コード５３の位置に合わせる。そして図９（ｂ）
に断面図を示すように、空隙部に樹脂を充填して密閉し
てヘッド部を構成する。

【００３５】こうすれば主電極５１ａと補助電極５１ｄ
とが１つの立体基板で構成されるため、各電極の組立て
に要する工数は削減され、位置決めも不要となる。又相
対位置が高精度で規定でき、製品間のばらつきが少なく
なる。又電極間に樹脂等を充填する必要がなくなる。

【００３６】次に本発明の第４の実施の形態について説
明する。第４の実施の形態は第３の実施の形態による立
体基板から成る電極部に発振回路等の回路部を実装する
基板を接続したものである。図１０（ａ），（ｂ）は第
４の実施の形態の電極部の異なる方向からの斜視図、
（ｃ）はその断面図、図１１は電極部に基板を取付ける
直前の状態を示す図である。これらの図に示すように立
体基板６１は第３の実施の形態と同様に、円弧状の切欠
きを有する円柱状の部材であって、その一面には主電極
６１ａが形成されており、中心にはスルーホール６１ｂ
が設けられる。立体基板６１は図１１に示すように主電
極と異なる面の中央部に小径の円柱状の突起部６２ａが
設けられ、又その周辺にも突起部６２ｂが設けられる。
突起部６２ａはスルーホール６１ｂをその内部に貫通さ
せる。立体基板６１の側面及び主電極６１ａと対称な面
には図示のように補助電極６１ｃを形成しておく。又立
体基板６１と同様に円形の切欠きを有する円形のプリン
ト基板６３を設ける。プリント基板６３は中央部及びそ
の周辺に立体基板６１の突起部６２ａ，６２ｂに応じた
貫通孔６３ａ，６３ｂを設けておく。そして中心の貫通
孔６３ａの周囲に主電極６１ａに接続するパターンを形
成し、他方の貫通孔６３ｂの周辺には補助電極６１ｃに
接続するパターンを形成する。又プリント基板６３の面
にはこれらのパターンを含む発振回路部のパターンを形
成し、発振回路の部品を実装しておく。

【００３７】図１２はこうして形成されたプリント基板
６３を含む立体基板６１をケース６４に収納する状態を
示す図である。ケース６４には開口６４ａを介してケー
ブル６５を導き、ケーブル６５に発振回路に接続される
パターンを接続する。そしてカバー６６を設けて図示の
ように空隙部にエポキシ樹脂等を充填してヘッド部とす
る。こうすればノイズの影響を受け易い電極部と発振部
との距離を短くすることができ、耐ノイズ性を向上させ
ることができる。

【００３８】図１３は本発明の第５の実施の形態による
静電容量型近接センサのヘッド部の主要部品を示す斜視
図である。本実施の形態では第３，第４の実施の形態と
同様に、立体基板７１を用いてその一面に主電極７１
ａ、その中央にスルーホール７１ｂを形成する。又円柱
状の側面には補助電極７１ｃを形成する。又主電極７１
ａの裏面側には、図１３（ｂ）に示すように発振回路部
のパターンを形成し、発振回路７２の回路部品を実装し
ている。又スルーホールによって主電極と接続し、更に
電極部の側面と連結するランドによって補助電極と接続
して発振回路部を構成する。こうすればプリント基板を
用いることなく発振回路の部品と電極とを接続して発振
回路７２が構成できることとなる。

【００３９】そして図１４に示すように立体基板７１を
第３又は第４の実施の形態と同様に、ケース７３内に収
納しケーブル７４と接続し、更にカバー７５で被って密
閉することによって近接センサのヘッド部を構成する。

【００４０】ここで第３〜第５の実施の形態において
は、主電極と補助電極との間の材質となる主体基板の材
料として液晶ポリマーを用いた場合には、両面プリント
基板材料として広く用いられているガラスエポキシ材や
セラミック材よりも誘電率が小さいため、プリント基板
で電極を構成する場合に比べて温度特性等の検出性能を
向上させることができるという効果も得られる。

【００４１】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本願の請求項
１の発明によれば、主電極と補助電極とを含むセンサヘ
ッドを立体基板を用いて結合するようにしているので、
各電極の取り付け精度が向上し、且つ発振回路との接続
も自動的に行うことができる。従って検出感度のばらつ
きが少なくなり、均一な静電容量型近接センサが実現で
きる。更に組立工数の大幅な削減ができるので、静電容
量型近接センサの製造価格が低減する。又請求項２，３
の発明では、立体基板を用いて主電極と補助電極とを同
時に形成しているため、各電極の組立てに要する工数が
削減され、又位置決めも不要となり、相対位置を高精度
で実現することができる。従って製品間の検出距離のば
らつきを小さくすることができる。又電極間にエポキシ
樹脂を充填する必要がなく、低誘電率の充填材を電極部
に充填する必要がなくなる。更に請求項３の発明では、
電極と発振回路までの距離を短くすることができ、耐ノ
イズ性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における静電容量型
近接センサの構造を示す分解斜視図である。

【図２】第１の実施の形態で用いられる立体基板の説明
図である。

【図３】第１の実施の形態における静電容量型近接セン
サの構造を示す断面図である。

【図４】第１の実施の形態における静電容量型近接セン
サの要部図面である。

【図５】本発明の第２の実施の形態における静電容量型
近接センサの構造を示す分解斜視図である。

【図６】第２の実施の形態における静電容量型近接セン
サの構造を示す断面図である。

【図７】第２の実施の形態における静電容量型近接セン
サの要部図面である。

【図８】本発明の第３の実施の形態による静電容量型近
接センサのヘッド部の構成を示す斜視図及び側面図であ
る。

【図９】第３の実施の形態による電極部を収納するケー
スを示す組立構成図及び断面図である。

【図１０】本発明の第４の実施の形態による静電容量型
近接センサのヘッド部の構成を示す斜視図及び側面図で
ある。

【図１１】第４の実施の形態のヘッド部の構成を示す断
面図である。

【図１２】第４の実施の形態による電極部を収納するケ
ースを示す組立構成図及び断面図である。

【図１３】本発明の第５の実施の形態による静電容量型
近接センサのヘッド部の構成を示す斜視図である。

【図１４】第５の実施の形態による電極部を収納するケ
ースを示す組立構成図及び断面図である。

【図１５】従来の静電容量型近接センサの構造例を示す
断面図である。

【図１６】静電容量型近接センサに内蔵される発振回路
の回路図である。

【図１７】静電容量型近接センサに内蔵される制御回路
の回路図である。

【図１８】静電容量型近接センサの動作原理を示す説明
図である。

【図１９】従来の静電容量型近接センサの組立手順を示
す説明図である。

【図２０】従来の静電容量型近接センサの他の例を示す
説明図である。

【符号の説明】

１，２０，４０ ケース ２，２１ａ，４１ｂ，５１ａ，６１ａ，７１ａ 主電極 ２ａ ジャンパー線 ３，２２ｂ，４２ｂ，５１ｃ，６１ｃ，７１ｃ 補助電
極 ４ａ キャビティ ５ 制御回路 ５ａ 発振回路 ６，６ａ プリント基板 ７ リード部 ９ クランプ部 １０ 接続部材 １１ 検波回路 １２ 処理回路 １３ 出力回路 １４ 定電圧回路 ２１，４１ 第１の立体基板 ２１ｃ，４１ａ 円板部 ２１ｂ，２２ｃ，４２ｃ 係合部 ２１ｄ，２２ｅ，３６，５１ｂ，６１ｂ，７１ｂ スル
ーホール ２２，４２ 第２の立体基板 ２２ａ，４１ｃ 回路実装部 ２２ｄ，４２ａ カップ部 ２３，４３ クランプ部 ３０ 立体基板 ３１ 水平基板 ３２ 垂直基板 ３３ａ，３３ｂ 導体部 ３４ 第１の樹脂 ３５ 第２の樹脂 ４２ｄ 開口部 ５１，６１，７１ 立体基板 ６３ プリント基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木谷 敏樹 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平面状の主電極と前記主電極を包むよう
   に配置された補助電極とを含む静電容量型のセンサヘッ
   ドを用いて、検知物体の遠近時に前記検知物体と前記セ
   ンサヘッドとの静電容量が変化することにより、前記検
   知物体の有無を検出する静電容量型近接センサであっ
   て、 平板状の平板部及び前記平板部と立体交差する第１の交
   差部材を、めっき不可能な第１の樹脂を用いて一体成形
   し、前記平板部の一部と前記第１の交差部材の一部とに
   めっき可能な第２の樹脂を用いて２次成形し、前記第２
   の樹脂に金属めっきを選択的に行うことにより、少なく
   とも前記主電極を形成した第１の立体基板と、 円筒状のカップ部及び前記カップ部の底面と立体交差す
   る第２の交差部材を、めっき不可能な第１の樹脂を用い
   て一体成形し、前記カップ部の表面の一部と前記第２の
   交差部材の一部とにめっき可能な第２の樹脂を用いて２
   次成形し、前記第２の樹脂に金属めっきを選択的に行う
   ことにより、少なくとも前記補助電極を形成した第２の
   立体基板と、を具備し、 前記第１，第２の立体基板のうちいずれか一方に、前記
   第２の樹脂により前記平板部及び前記カップ部で遮蔽さ
   れる部分に、前記主電極を発振入力端に持つ発振回路の
   導体パターン及び前記発振回路の信号を処理して検知物
   体の近接状態を出力する制御回路部の導体パターンを形
   成し、前記第２の立体基板のカップ部を前記第１の立体
   基板の平板部で被うように前記第１，第２の立体基板を
   結合し、前記主電極、前記補助電極、前記発振回路、前
   記制御回路部を夫々電気的に接続して構成したことを特
   徴とする静電容量型近接センサ。
2. 【請求項２】 平面状の主電極と前記主電極を包むよう
   に配置された補助電極とを含む静電容量型のセンサヘッ
   ドを用いて、検知物体の遠近時に前記検知物体と前記セ
   ンサヘッドとの静電容量が変化することにより、前記検
   知物体の有無を検出する静電容量型近接センサであっ
   て、 一面に主電極を形成し、これと隣接する面に補助電極を
   形成した立体基板を用いて構成されたセンサヘッドと、 前記立体基板の主電極と補助電極とに接続された発振回
   路と、 発振回路の信号に基づいて近接物体の近接状態を出力す
   る制御回路部と、を具備することを特徴とする静電容量
   型近接センサ。
3. 【請求項３】 前記センサヘッドを構成する立体基板
   は、発振回路部のパターンを同時に形成したことを特徴
   とする請求項２記載の静電容量型近接センサ。