JPH06201491A - 静電容量式力センサー - Google Patents
静電容量式力センサーInfo
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- JPH06201491A JPH06201491A JP5000540A JP54093A JPH06201491A JP H06201491 A JPH06201491 A JP H06201491A JP 5000540 A JP5000540 A JP 5000540A JP 54093 A JP54093 A JP 54093A JP H06201491 A JPH06201491 A JP H06201491A
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- electrode
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ゴミ等の影響を受けにくく且つ嵩の低い静電
容量式力センサーを提供すること。 【構成】 中央部に軸部１０を有した平板状の電極板１
とこの電極板１と対向する平板状の電極板３との間の各
位置のギャップの変化によって生じる静電容量変化によ
り、上記軸部１０に作用している外力の大きさ及び方向
が検出できる力センサーであって、前記電極板１と電極
板３との間に薄い弾性体２をこれらに密着させる態様で
介在させてある。
容量式力センサーを提供すること。 【構成】 中央部に軸部１０を有した平板状の電極板１
とこの電極板１と対向する平板状の電極板３との間の各
位置のギャップの変化によって生じる静電容量変化によ
り、上記軸部１０に作用している外力の大きさ及び方向
が検出できる力センサーであって、前記電極板１と電極
板３との間に薄い弾性体２をこれらに密着させる態様で
介在させてある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、力センサー、特に、
静電容量式力センサーに関するものである。
静電容量式力センサーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の静電容量式力センサーとして
は、例えば、図１０に示すようなものがある。この力セ
ンサーは、同図に示すように、中央部に変形部となるダ
イヤフラム部９０を有し且つ前記ダイヤフラム部９０の
中央に軸部９１を有した起歪体９ａと、前記起歪体９ａ
に略気密状態に取付けられた蓋体９ｂとを具備し、前記
起歪体９ａと蓋体９ｂ相互間に密閉室Ｋを形成させると
共にその密閉室Ｋ内において、起歪体９ａ側には電極板
１が、蓋体９ｂ側には絶縁板９４を介して電極板３がそ
れぞれ取付けられた構成としてある。そして、前記蓋体
９ｂの外壁に取付台９３を介して電子装置９２を取付け
てあり、更に、これら取付台９３及び電子装置９２を包
囲するようにしてキャップ９ｃを取付けてある。
は、例えば、図１０に示すようなものがある。この力セ
ンサーは、同図に示すように、中央部に変形部となるダ
イヤフラム部９０を有し且つ前記ダイヤフラム部９０の
中央に軸部９１を有した起歪体９ａと、前記起歪体９ａ
に略気密状態に取付けられた蓋体９ｂとを具備し、前記
起歪体９ａと蓋体９ｂ相互間に密閉室Ｋを形成させると
共にその密閉室Ｋ内において、起歪体９ａ側には電極板
１が、蓋体９ｂ側には絶縁板９４を介して電極板３がそ
れぞれ取付けられた構成としてある。そして、前記蓋体
９ｂの外壁に取付台９３を介して電子装置９２を取付け
てあり、更に、これら取付台９３及び電子装置９２を包
囲するようにしてキャップ９ｃを取付けてある。
【０００３】上記電極板１と電極板３との対向面にはそ
れぞれ電極部を設けてあり、具体的には、図１１に示す
如く前記電極板１側には電極部Ｃを、図１２に示す如く
前記電極板３側には電極部Ｃｘ＋，Ｃｘ−，Ｃｙ＋，Ｃ
ｙ−，Ｃｚを、それぞれ設けてある。又、上記した電子
装置９２は、電極板１，３相互間のギャップＧの変化に
伴う電極部Ｃと電極部Ｃｘ＋相互間，電極部Ｃと電
極部Ｃｘ−相互間，電極部Ｃと電極部Ｃｙ＋相互間，
電極部Ｃと電極部Ｃｙ−相互間，電極部Ｃと電極部
Ｃｚ相互間における静電容量の変化を電圧の変化に変換
するものとしてある。
れぞれ電極部を設けてあり、具体的には、図１１に示す
如く前記電極板１側には電極部Ｃを、図１２に示す如く
前記電極板３側には電極部Ｃｘ＋，Ｃｘ−，Ｃｙ＋，Ｃ
ｙ−，Ｃｚを、それぞれ設けてある。又、上記した電子
装置９２は、電極板１，３相互間のギャップＧの変化に
伴う電極部Ｃと電極部Ｃｘ＋相互間，電極部Ｃと電
極部Ｃｘ−相互間，電極部Ｃと電極部Ｃｙ＋相互間，
電極部Ｃと電極部Ｃｙ−相互間，電極部Ｃと電極部
Ｃｚ相互間における静電容量の変化を電圧の変化に変換
するものとしてある。
【０００４】この静電容量式力センサーは上記の如く構
成であるから、上記軸部９１に作用する力の大きさ及び
方向が検出できる。しかしながら、この力センサーは、
起歪体９ａや蓋体９ｂがそれぞれ所謂立体構造であるこ
とから嵩高かなものとなってしまい、更に、電極板１，
３相互間は空気が存在するためにゴミ等の影響を受けや
すい。
成であるから、上記軸部９１に作用する力の大きさ及び
方向が検出できる。しかしながら、この力センサーは、
起歪体９ａや蓋体９ｂがそれぞれ所謂立体構造であるこ
とから嵩高かなものとなってしまい、更に、電極板１，
３相互間は空気が存在するためにゴミ等の影響を受けや
すい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明で
は、ゴミ等の影響を受けにくく且つ嵩の低い静電容量式
力センサーを提供することを課題とする。
は、ゴミ等の影響を受けにくく且つ嵩の低い静電容量式
力センサーを提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この請求項１記載の発明
の静電容量式力センサーは、中央部に軸部１０を有した
平板状の電極板１とこの電極板１と対向する平板状の電
極板３との間の各位置のギャップの変化によって生じる
静電容量変化により、上記軸部１０に作用している外力
の大きさ及び方向が検出できる力センサーであって、前
記電極板１と電極板３との間に薄い弾性体２をこれらに
密着させる態様で介在させてある。
の静電容量式力センサーは、中央部に軸部１０を有した
平板状の電極板１とこの電極板１と対向する平板状の電
極板３との間の各位置のギャップの変化によって生じる
静電容量変化により、上記軸部１０に作用している外力
の大きさ及び方向が検出できる力センサーであって、前
記電極板１と電極板３との間に薄い弾性体２をこれらに
密着させる態様で介在させてある。
【０００７】
【作用】この発明は次の作用を有する。電極板１及び電
極板３は立体構造ではなく、これら相互間に介在せしめ
られた弾性体２は薄く設定されているから、従来の力セ
ンサーと比較して非常に嵩の低いものとなる。
極板３は立体構造ではなく、これら相互間に介在せしめ
られた弾性体２は薄く設定されているから、従来の力セ
ンサーと比較して非常に嵩の低いものとなる。
【０００８】又、前記電極板１と電極板３との間に薄い
弾性体２をこれらに密着させる態様で介在させているか
ら、従来の技術の欄に記載した力センサーのようにごみ
等の影響は全く受けない。
弾性体２をこれらに密着させる態様で介在させているか
ら、従来の技術の欄に記載した力センサーのようにごみ
等の影響は全く受けない。
【０００９】
【実施例】以下、この発明の構成を実施例として示した
図面に従って説明する。この実施例の静電容量式力セン
サーは、図１や図２に示すように、中央部に軸部１０を
有した平板状の電極板１と、この電極板１に対向配設さ
せた平板状の電極板３と、前記電極板１と電極板３相互
間に介在させてある薄い弾性体２と、前記電極板３に配
設した電子装置４とから構成してある。
図面に従って説明する。この実施例の静電容量式力セン
サーは、図１や図２に示すように、中央部に軸部１０を
有した平板状の電極板１と、この電極板１に対向配設さ
せた平板状の電極板３と、前記電極板１と電極板３相互
間に介在させてある薄い弾性体２と、前記電極板３に配
設した電子装置４とから構成してある。
【００１０】電極板１は基材を円形状の合成樹脂板（こ
れに限らず金属板でもよい）で構成してあり、図５に示
すように、電極板３と対向する面側に円形状に電極部Ｃ
を印刷すると共に、図２に示すように前記電極部Ｃと同
一面側に雄ねじ部５０を有する合成樹脂製の細軸５を突
設してある。電極板３は上記電極板１と同様の合成樹脂
板により構成してあり、図６に示すように電極板１と対
向する面側に円形を四分割してなる電極部Ｃｘ＋，Ｃｘ
−，Ｃｙ＋，Ｃｙ−を印刷すると共に、図２に示すよう
に上記細軸５が挿通される挿通孔３０を形成してある。
れに限らず金属板でもよい）で構成してあり、図５に示
すように、電極板３と対向する面側に円形状に電極部Ｃ
を印刷すると共に、図２に示すように前記電極部Ｃと同
一面側に雄ねじ部５０を有する合成樹脂製の細軸５を突
設してある。電極板３は上記電極板１と同様の合成樹脂
板により構成してあり、図６に示すように電極板１と対
向する面側に円形を四分割してなる電極部Ｃｘ＋，Ｃｘ
−，Ｃｙ＋，Ｃｙ−を印刷すると共に、図２に示すよう
に上記細軸５が挿通される挿通孔３０を形成してある。
【００１１】弾性体２は中央部に挿通孔２０を有したシ
リコンゴム板により構成してあり、図３及び図４に示す
ように、電極板１，３相互の接近・離反に伴って弾性変
形するようにしてある。尚、弾性体２は絶縁物で誘電率
が大きい程、電極板１，３相互間の静電容量が大きくな
り、浮遊容量等による外乱を受けにくくなる。電子装置
４は、電極板１，３相互間のギャップの変化に伴う電
極部Ｃと電極部Ｃｘ＋相互間，電極部Ｃと電極部Ｃｘ
−相互間，電極部Ｃと電極部Ｃｙ＋相互間，電極部
Ｃと電極部Ｃｙ−相互間における静電容量の変化を電圧
の変化に変換するものとしてある。
リコンゴム板により構成してあり、図３及び図４に示す
ように、電極板１，３相互の接近・離反に伴って弾性変
形するようにしてある。尚、弾性体２は絶縁物で誘電率
が大きい程、電極板１，３相互間の静電容量が大きくな
り、浮遊容量等による外乱を受けにくくなる。電子装置
４は、電極板１，３相互間のギャップの変化に伴う電
極部Ｃと電極部Ｃｘ＋相互間，電極部Ｃと電極部Ｃｘ
−相互間，電極部Ｃと電極部Ｃｙ＋相互間，電極部
Ｃと電極部Ｃｙ−相互間における静電容量の変化を電圧
の変化に変換するものとしてある。
【００１２】そして、図２に示すように、上記した電極
板１に具備させた細軸５を弾性体２の挿通孔２０及び電
極板３の挿通孔３０に挿通し、この状態で細軸５の雄ね
じ部５０にナット５１を螺合するようにして、電極板
１，３と弾性体２を密着させるようにしている。この実
施例の力センサーは上記の如く構成されているから、以
下に示すような働きをする。〔軸部１０の軸線に対して直角方向から外力が作用した
場合〕 図３に示すように、弾性体３が変形（厚みｄが部
分によってｄ−Δｄやｄ＋Δｄに変形）せしめられて
電極部Ｃと電極部Ｃｘ＋相互間，電極部Ｃと電極部Ｃ
ｘ−相互間，電極部Ｃと電極部Ｃｙ＋相互間，電極
部Ｃと電極部Ｃｙ−相互間における各部分の静電容量が
変化し、この静電容量の変化は電子装置４により電圧の
変化に変換される。〔軸部１０の軸線方向に外力が作用した場合〕 図４に示
すように、弾性体３が変形（厚みｄが全体的にｄ−Δｄ
に変形）せしめられて、電極部Ｃと電極部Ｃｘ＋相互
間，電極部Ｃと電極部Ｃｘ−相互間，電極部Ｃと電
極部Ｃｙ＋相互間，電極部Ｃと電極部Ｃｙ−相互間に
おける全体の静電容量和が変化し、この静電容量の変化
は電子装置４により電圧の変化に変換される。
板１に具備させた細軸５を弾性体２の挿通孔２０及び電
極板３の挿通孔３０に挿通し、この状態で細軸５の雄ね
じ部５０にナット５１を螺合するようにして、電極板
１，３と弾性体２を密着させるようにしている。この実
施例の力センサーは上記の如く構成されているから、以
下に示すような働きをする。〔軸部１０の軸線に対して直角方向から外力が作用した
場合〕 図３に示すように、弾性体３が変形（厚みｄが部
分によってｄ−Δｄやｄ＋Δｄに変形）せしめられて
電極部Ｃと電極部Ｃｘ＋相互間，電極部Ｃと電極部Ｃ
ｘ−相互間，電極部Ｃと電極部Ｃｙ＋相互間，電極
部Ｃと電極部Ｃｙ−相互間における各部分の静電容量が
変化し、この静電容量の変化は電子装置４により電圧の
変化に変換される。〔軸部１０の軸線方向に外力が作用した場合〕 図４に示
すように、弾性体３が変形（厚みｄが全体的にｄ−Δｄ
に変形）せしめられて、電極部Ｃと電極部Ｃｘ＋相互
間，電極部Ｃと電極部Ｃｘ−相互間，電極部Ｃと電
極部Ｃｙ＋相互間，電極部Ｃと電極部Ｃｙ−相互間に
おける全体の静電容量和が変化し、この静電容量の変化
は電子装置４により電圧の変化に変換される。
【００１３】つまり、各成分の静電容量をＣｘ＋，Ｃｘ
−，Ｃｙ＋，Ｃｙ−とし、電圧に変換した値をＶｘ＋，
Ｖｘ−，Ｖｙ＋，Ｖｙ−とすると、Ｍｘ＝（Ｖｘ＋）−
（Ｖｘ−）、Ｍｙ＝（Ｖｙ＋）−（Ｖｙ−）、Ｆｚ＝
（Ｖｘ＋）＋（Ｖｘ−）＋（Ｖｙ＋）＋（Ｖｙ−）の如
く外力を電気信号として検出できる。尚、図７に示すよ
うに、電極板３に電極部Ｃｚを追加した場合、Ｆｚ＝
（Ｖｘ＋）＋（Ｖｘ−）＋（Ｖｙ＋）＋（Ｖｙ−）又は
Ｖｚとなる。
−，Ｃｙ＋，Ｃｙ−とし、電圧に変換した値をＶｘ＋，
Ｖｘ−，Ｖｙ＋，Ｖｙ−とすると、Ｍｘ＝（Ｖｘ＋）−
（Ｖｘ−）、Ｍｙ＝（Ｖｙ＋）−（Ｖｙ−）、Ｆｚ＝
（Ｖｘ＋）＋（Ｖｘ−）＋（Ｖｙ＋）＋（Ｖｙ−）の如
く外力を電気信号として検出できる。尚、図７に示すよ
うに、電極板３に電極部Ｃｚを追加した場合、Ｆｚ＝
（Ｖｘ＋）＋（Ｖｘ−）＋（Ｖｙ＋）＋（Ｖｙ−）又は
Ｖｚとなる。
【００１４】そして、この静電容量式力センサーでは、
上記した作用の欄に記載したように、ゴミ等の影響を受
けにくく且つ嵩の低いものとなる。尚、上記実施例で
は、電極板１，３と弾性体２との密着サンドイッチ構造
を細軸５の雄ねじ部５０とナット５１との螺合（ネジ止
め構造）によってなされるものとしたが、これに限定さ
れることなく、図８に示すように、カシメ止め構造によ
ってなされるものとしてもよい。又、上記の如くネジ止
め構造やカシメ止め構造にかえて、図９に示す如く、電
極板１，３と弾性体２とを接着材８を使用して一体構造
とすることもできる。
上記した作用の欄に記載したように、ゴミ等の影響を受
けにくく且つ嵩の低いものとなる。尚、上記実施例で
は、電極板１，３と弾性体２との密着サンドイッチ構造
を細軸５の雄ねじ部５０とナット５１との螺合（ネジ止
め構造）によってなされるものとしたが、これに限定さ
れることなく、図８に示すように、カシメ止め構造によ
ってなされるものとしてもよい。又、上記の如くネジ止
め構造やカシメ止め構造にかえて、図９に示す如く、電
極板１，３と弾性体２とを接着材８を使用して一体構造
とすることもできる。
【００１５】
【発明の効果】この発明は、上述の如くの構成を有する
ものであるから、次の効果を有する。作用の欄に記載し
た内容から、ゴミ等の影響を受けにくく且つ嵩の低い静
電容量式力センサーを提供できた。
ものであるから、次の効果を有する。作用の欄に記載し
た内容から、ゴミ等の影響を受けにくく且つ嵩の低い静
電容量式力センサーを提供できた。
【図１】この発明の実施例の静電容量式力センサーの概
略斜視図。
略斜視図。
【図２】前記静電容量式力センサーの断面図。
【図３】前記静電容量式力センサーにおいて、軸部の軸
線に対して直角方向から外力が作用した場合の状態を示
す図。
線に対して直角方向から外力が作用した場合の状態を示
す図。
【図４】前記静電容量式力センサーにおいて、軸部の軸
線方向に外力が作用した場合の状態を示す図。
線方向に外力が作用した場合の状態を示す図。
【図５】前記静電容量式力センサーにおける一方の電極
板の電極部を示す図。
板の電極部を示す図。
【図６】前記静電容量式力センサーにおける他方の電極
板の電極部を示す図。
板の電極部を示す図。
【図７】電極部の他の態様を示す図。
【図８】前記実施例とは別構造の一番目の静電容量式力
センサーの断面図。
センサーの断面図。
【図９】前記実施例とは別構造の二番目の静電容量式力
センサーの断面図。
センサーの断面図。
【図１０】従来の静電容量式力センサーの断面図。
【図１１】一方の電極板の電極部を示す図。
【図１２】他方の電極板の電極部を示す図。
１ 電極板 ２ 弾性体 ３ 電極板 １０ 軸部
Claims (1)
- 【請求項１】 中央部に軸部（１０）を有した平板状の
電極板（１）とこの電極板（１）と対向する平板状の電
極板（３）との間の各位置のギャップの変化によって生
じる静電容量変化により、上記軸部（１０）に作用して
いる外力の大きさ及び方向が検出できる力センサーであ
って、前記電極板（１）と電極板（３）との間に薄い弾
性体（２）をこれらに密着させる態様で介在させてある
ことを特徴とする静電容量式力センサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5000540A JPH06201491A (ja) | 1993-01-06 | 1993-01-06 | 静電容量式力センサー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5000540A JPH06201491A (ja) | 1993-01-06 | 1993-01-06 | 静電容量式力センサー |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002060216A Division JP2002257655A (ja) | 2002-03-06 | 2002-03-06 | 静電容量式力センサー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06201491A true JPH06201491A (ja) | 1994-07-19 |
Family
ID=11476582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5000540A Pending JPH06201491A (ja) | 1993-01-06 | 1993-01-06 | 静電容量式力センサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06201491A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102607747A (zh) * | 2012-03-04 | 2012-07-25 | 江南大学 | 一种圆盘靶击打传感器 |
| KR20150020564A (ko) * | 2012-06-19 | 2015-02-26 | 베르-헬라 테르모콘트롤 게엠베하 | 물체의 움직임을 감지하기 위한 용량성 센서 |
| JP2018017537A (ja) * | 2016-07-26 | 2018-02-01 | 住友理工株式会社 | 弾性連結装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5824044U (ja) * | 1981-08-11 | 1983-02-15 | 株式会社東芝 | 静電容量形ロ−ドセル |
| JPS61164129A (ja) * | 1985-01-16 | 1986-07-24 | Murata Mfg Co Ltd | 圧力センサ− |
| US4719538A (en) * | 1986-12-02 | 1988-01-12 | Cox John D | Force responsive capacitive transducer |
| JPH03123814A (ja) * | 1989-10-09 | 1991-05-27 | Tokin Corp | 静電容量式変位センサ |
-
1993
- 1993-01-06 JP JP5000540A patent/JPH06201491A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5824044U (ja) * | 1981-08-11 | 1983-02-15 | 株式会社東芝 | 静電容量形ロ−ドセル |
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| KR20150020564A (ko) * | 2012-06-19 | 2015-02-26 | 베르-헬라 테르모콘트롤 게엠베하 | 물체의 움직임을 감지하기 위한 용량성 센서 |
| JP2015529989A (ja) * | 2012-06-19 | 2015-10-08 | ベーア−ヘラー サーモコントロール ゲーエムベーハー | 対象物の移動を検出する静電容量センサ |
| JP2018017537A (ja) * | 2016-07-26 | 2018-02-01 | 住友理工株式会社 | 弾性連結装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041203 |