JPH0723251U - 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、スペーサを介して固定
ピン１７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、固定ピンの両端部に設けた逆テーパ部１７ａと固定
ピンの弾性との働きで、ベースおよび固定電極板をスペ
ーサに密着固定させる。 【効果】 固定ピンの働きにより固定電極板をスペーサ
を介してベースへ密着固定することで、固定電極板と可
動電極板との間隔を安定させた静電容量型圧力センサを
提供することが可能となる。

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４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、絶縁材料、たとえば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】

前述の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。したがって、組立時には可動電極板２４と固定電極板２５との 間隙をある一定の値に固定し、その後の圧力変化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の基準とならなければならない。

【０００９】 従来技術における静電容量型圧力センサでは、図４に示すように、固定電極板 ２５のベース２０への固定方法は、固定ピン２７の先端に固定リング２８を圧入 することにより行っている。

【００１０】 ところが圧入の際、固定ピン２７は固定リング２８との圧入抵抗によって一時 的に圧縮の弾性変形を起こし、圧入作業終了後の圧入力の解放で復元する現象が 見られる。

【００１１】 このことはスペーサ２６を介して行う固定電極板２５のベース２０への密着固 定が不可能ということになり、スペーサ２６と固定電極板２５との間、およびス ペーサ２６とベース２０との間に間隙が発生する。その結果、組立時の可動電極 板２４と固定電極板２５との間隙を、所定のある一定の値で固定できないという 課題を有する。

【００１２】 本考案の目的は、上記課題を解決して、固定電極板と可動電極板との間隔を所 定の値で安定して固定することが可能な静電容量型圧力センサを提供することで ある。

【００１３】

【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。

【００１４】 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とを備え、固定ピンの両 端部に設けた逆テーパ部と固定ピンの弾性との働きで、ベースおよび固定電極板 をスペーサに密着固定させることを特徴とする。

【００１５】

【作用】

固定ピンの先端に固定リングを圧入することにより行っている従来の固定電極 板のベースへの固定構造を、本考案の静電容量型圧力センサにおいては、固定ピ ンの中央部にスペーサを嵌合させた状態で、固定電極板とベースのそれぞれに設 けた一部切り欠きのある係合部に、スペーサを嵌合させた固定ピンを側面方向か ら挿入する構造を採用する。

【００１６】 固定ピンの両端部に設けた逆テーパ部は、固定電極板とベースをスペーサから 遠ざかることを規制する働きをもち、同時に固定ピンの弾性力と相俟って、ベー スおよび固定電極板をスペーサに密着固定させることが可能となる。

【００１７】

【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構造の詳細 を示す断面図である。また、図３はベースおよび固定電極板に設けられた固定ピ ンが納まる係合部を拡大して示す平面図である。

【００１８】 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。

【００１９】 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。

【００２０】 この可動電極板１４は、絶縁材料、たとえばプラスティック材料からなるリン 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。

【００２１】 固定電極板１５を、スペーサ１６を介してベース１０へ固定するには、絶縁性 と弾力性とを合わせ持った、たとえばプラスティック材料からなる固定ピン１７ を用いる。

【００２２】 図２に固定ピン１７の形状を示す。図２に示すように、固定ピン１７の長さ方 向のほぼ中央部に大径部１７ｂを設け、この大径部１７ｂでスペーサ１６の内径 部に嵌合して位置を決めている。

【００２３】 そして固定ピン１７の大径部１７ｂの両端部には、小径部１７ｃと逆テーパ部 １７ａとをそれぞれ設ける。さらにまた、固定ピン１６の中心には、逆テーパ部 １７ａの弾力性を助長する目的で穴１７ｄを設けている。

【００２４】 固定電極板１５のベース１０への固定は、まず固定ピン１７の中央部にスペー サ１６を嵌合させた状態で、図３に示す固定電極板１５とベース１０のそれぞれ に設けられた一部切り欠きのある係合部１０ａに、側面方向から固定ピン１７と スペーサ１６とを挿入することによって行うが、詳しくは後述する。

【００２５】 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。

【００２６】 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。

【００２７】 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。

【００２８】 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。

【００２９】 一方、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、そしてさらに可動電極端子１８を介して測定回路に接続し ている。

【００３０】 ここで固定電極板１５のベース１０への固定方法の詳細を、図２および図３を 参照して説明する。固定電極板１５とベース１０とのそれぞれには、一部切り欠 きのある係合部１０ａが設けられている。そしてこの切り欠きは係合部１０ａの 形作る径よりも小さな寸法の係止部１０ｂをなしている。

【００３１】 前述のように弾性を持った材料からなる固定ピン１７は、両端部に逆テーパ部 １７ａを備えており、そして逆テーパ部１７ａの弾性変形量を増大させるために 穴１７ｄを設け、中空構造になっている。その固定ピン１７の中央部にあらかじ めスペーサ１６を嵌合しておく。

【００３２】 固定ピン１７と一体化したスペーサ１６の上下面に、固定電極板１５とベース １０のそれぞれの係止部１０ｂを接しさせた状態に置き、その係止部１０ｂに対 して側面方向から固定ピン１７を挿入する。

【００３３】 その結果、弾力性を持った固定ピン１７は、係止部１０ｂを乗り越えて係止部 １０ａに納まる。

【００３４】 固定ピン１７の両端に設けられた逆テーパ部１７ａの最も太い部分の寸法は、 固定電極板１５とベース１０の係合部１０ａの径より大きな径に作られている。 このことから固定ピン１７は、その逆テーパ部１７ａの、係合部１０ａとほぼ等 しい径寸法の箇所で固定電極板１７とベース１０と引っかかることになる。

【００３５】 固定ピン１７の両端の係合部１０ａとほぼ等しい径の箇所を結んだ長さ方向の 距離は、スペーサ１６に固定電極板１７とベース１０とを加えた距離よりもあら かじめ短く設定しておく。これにより固定ピン１７の両端にある逆テーパ部１７ ａは、弾性変形して係合部１０ａに納まることになる。この弾性変形は結果とし て、固定電極板１７とベース１０とをスペーサ１６方向に押しつけるような力が 働く。

【００３６】 以上の説明では、スペーサ１６の材質にプラスティック材料を用いているが、 セラミック、ガラス、あるいは陶磁器のような熱変形と吸湿性において小さな値 の材質を用いることで、通常の環境と温度や湿度の変化した環境との間でも、固 定電極板１７と可動電極板１４との間隔を安定させることができる。

【００３７】

【考案の効果】

上記の説明のように本考案によれば、固定ピンの働きにより固定電極板をスペ ーサを介してベースへ密着固定することで、固定電極板と可動電極板との間隔を 安定させた静電容量型圧力センサを提供することが可能となる。

【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固定電極板のベースへ
の固定状態を詳細に示す断面図である。

【図３】本考案の実施例におけるベースおよび固定電極
板に設けられた固定ピンの納まる係合部を詳細に示す平
面図である。

【図４】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 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とを備え、固定ピンの両端部に設け
   た逆テーパ部と固定ピンの弾性との働きで、ベースおよ
   び固定電極板をスペーサに密着固定させることを特徴と
   する静電容量型圧力センサ。