JPS5937697Y2 - 変位検出器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は人力された変位に応じて板バネが変位され、
その変位に対応して静電容量、インダクタンス値或は抵
抗値などの変化として入力変位が検出される変位検出器
に関する。

従来の変位検出器例えば静電容量として検出するものに
おいては、第１図に示すようにボディ１１内に移動電極
１２が配され、その移動電極１２０両面とそれぞれ対向
してボディ１１内に絶縁部材１３及び１４が固定され、
それら絶縁部材１３及び１４に移動電極１２と対向した
固定電極１５．１６が形成される。

更にボディ１１の両端面に受圧要素としてダイヤフラム
１７及び１８が配されそのダイヤフラム１７及び１８の
各外周縁部はボディ１１の端面にそれぞれ固定され、内
周縁部はディスク２１．２２の周縁部に固定されている
。

ボディ１１に移動電極１２の中心を通る貫通孔２３が形
成され、その貫通孔２３に連結軸２４が配され連結軸２
４の両端面はディスク２１゜２２０中心にそ社ぞれ連結
固定されている。

移動電極１２に対する端子２５、固定電極１５．１６に
対する各端子２６，２７はボディ１１と絶縁されて気密
端子として外部に導出されている。

従来の移動電極１２は板バネ２８の両面に電極板３１，
３２が取付げられ、その板バネ２８の周縁部の両面が金
属リング３３．３４で挾まれこの金属リング３３．３４
が絶縁部材１３．１４間に挾まれてボディ１１に保持さ
れる。

板バネ２８、電極板３１．３２は連結軸２４に対し電気
的に絶縁されて固定され、かつその固定によりこれら板
バネ及び電極板は互に固定されていた。

ボディ１１内には封液３５が封入されている。

受圧ダイヤフラム１７及び１８が受げる圧力差に応じて
連結軸２４がその軸方向に移動し、これにより板バネ及
び電極板、つまり移動電極１２が変位して移動電極１２
と固定電極１５．１６との間の静電容量が変化する。

このようにして変位が電気信号として検出される。

この従来の変位検出器においては移動電極１２は板バネ
２８と電極板３１．３２とよりなり、更にその板バネ２
８を二つの金属リング３３． ３４で挾んで保持してい
る。

このため比較的部品点数が多く高価になり、しかも移動
電極１２０重量が比較的型いため板バネ２８が完全に垂
直状態で使用されている場合は問題ないが、板バネ２８
が水平面に対して斜め或は水平状態で使用されると移動
電極１２の自重によってそれが変位してゼロ点が移動す
る欠点があった。

この考案の目的は部品点数が少く、従って小型にして安
価に構成することができ、しかもその姿勢に関係なくゼ
ロ点が移動し難い変位検出器を提供することにある。

この考案によれば一つのリングの両面に２枚の板バネが
その周縁部で固定され、その板バネは中心部においてス
ペーサーにより互に連結される。

この場合そのリングの板バネとの対向面はその板バネに
対して彎曲した形状とされ、板バネの変位がある範囲を
越えるとそのリングの彎曲面に板バネが面接触するよう
に突き当って板バネが過大変位を受げないようにするこ
とが好ましい。

第２図はこの考案による変位検出器を静電容量式の場合
に適用した例であって第１図と対応する部分に同一符号
を付けである。

この実施例においては絶縁部材１３，１４の間において
、即ちボディ１１内においてその連結軸２４に対し直角
な同軸心を持つリング３６が配される。

リング３６の両面に板バネ３７．３８がその周縁部で固
定される。

板バネ３７，３８はその中心部においてスペーサー３９
により互に連結される。

即ちこれらリング３６、板バネ３７． ３８、更にスペ
ーサー３９は第３図に分解して示し、第４図に組立てた
状態で示すようにリング３６はほぼ円板状をしており、
その中心部に孔４１が開げられている。

リング３６の両面の周縁部にはリング状凸条４２，４３
がそれぞれ形成され、更にその凸条の内側において僅か
の幅を残して浅い凹所４４．４５が全面に形成される。

従って凹所４４゜４５と凸条４２，４３との間にそれぞ
れリング状受部４６．４７が形成され、これら受部４６
．４７に板バネ３７．３８の一面の周縁部が対接され、
例えばリング３６に溶接される。

従ってリング３６は金属材で構成される。

スペーサ−３９は孔４１内に位置しその厚みは受部４６
，４７の間隔と等しく選定されており、板バネ３７．３
８と互に溶接して固定される。

板バネ３７．３８には連結軸２４に連結するための孔４
８．４９がそれぞれ形成されている。

このように９７７３６０周縁部と板バネ３７，３８の周
縁部とを固定する受部４６．４７以外の部分、つまり凹
部４４，４５が広く板バネ３７．３８と対向するように
することによって、これら板バネ及びリング間の空間を
少なくしてボディ１１内に封入される射流３５の量を少
なくされる。

第２図に示したこの考案の検出器によればリング３６、
板バネ３７．３８、スペーサー３９により移動電極が構
成され、板バネ３７．３８が移動電極として作用しこれ
らと固定電極１５．１６との間の静電容量が連結軸２４
の変位に応じて差動的に変化する。

なお第２図において絶縁リング５１．５２はそれぞれ連
結軸２４と杯バネ３７゜３８との絶縁をとるものであり
、絶縁リング５３はスペーサー３９と連結軸２４の中央
連結部２４ａとの電気的絶縁をとるためのものである。

又板バネ３７，３８にはそれぞれ封液の通路として／Ｊ
′−ｆＬ５４．５５が形成されている。

リング３６の凹部４４，４５としては第５図に示すよう
に凹曲面としその中央部、つまり孔４１に近づくに従っ
てそのへこみが犬となるような凹曲面とすることが好ま
しい。

このようにすると過大変位を受げたとき板バネ３７，３
８の一方が凹曲面４４，４５の一方と対接される。

なおリング状凸条４２，４３の高さ、つまり受部４６．
４７に対する凸条４２，４３の高さを予め決定し、これ
により板バネ３７．３８と固定電極１５．１６との間隔
が決定されるようにすることが好ま乙い。

このように凹所４４，４５を凹曲面として過大圧力が例
えばダイヤフラム１１に加わるとこれによりダイヤフラ
ムが変位してそのボディ１１０対向面に形成されたダイ
ヤフラムと同一形状の波形の面に接してダイヤフラム１
７が保護されると共に連結軸２４の変位は板バネ３７が
リングの凹所４４に接してその変位が受けとめられる。

連結軸２４の過大変位を防止するためにディスク２１が
ボディ１１と対接するようにすることもできるが、ディ
スク２１とボディ１１のディスク２１０対向面との間隔
はそれぞれその多くの部品が関連して決定されるため全
体として各部品の寸法精度、加工精度を高くする必要が
ある。

しかし第５図に示したようにリング３６に板バネを受げ
とめさせる場合はこのリング３６の加工のみで板バネが
リング３６に接する変位が決定されその寸法精度を出す
のは容易である。

しかもリング３６は金属材で作ることによって比較的容
易に加工することができる。

リング３６に板バネ３７．３８が接触してもこれらはも
ともと同電位であるため問題はない。

板バネが固定電極と接触してその変位を受けとめるよう
にする場合はその接触により出力がふり切れてしまうお
それがあり、そのような場合は固定電極に絶縁被覆を施
す必要がある。

しかしリング３６で板バネを受げさせる場合はそのよう
な面倒な操作はする必要がない。

又固定電極によって受けとめる場合はその固定電極側を
凹曲面に加工する必要があり、そのような加工を絶縁部
材に施すことは研磨によって行うため加工が大変である
。

しかし金属リングの加工は簡単に行うことができる。

封液の通路として板バネ３７．３８に小孔５４５５を形
成することなく、第６図に示すようにリング３６０周縁
部の近くにおいて液通路５６を貫通して形成するととも
にこの液通路５６に貫通孔４１とを通じる液通路５７を
形成してもよい。

更にリング３６として第７図に示すようにリング状凸条
４２，４３を省略し、板バネ３７，３８のリング３６と
の対接部分と反対側にそれぞれリング条スペーサー５８
．５９を配し、これらリング状スペーサー５８．５９、
板バネ３７，３８、リング３６を溶接６１，６２により
互に一体にすることもできる。

更に第８図に示すように連結軸２４を設けることなく板
バネ３７，３８の一方、例えば３８は小孔５５を形成す
ることなく、板バネ３８の両側の封液が互に流通しない
ようにボディ１１を板バネ３８により二つの部屋に分け
て受圧ダイヤフラム１７．１８により受けた圧力を封液
を介して板バネ３８に伝達し、その圧力差で板バネ３８
が変位しその板バネ３８の変位がスペーサー３９を通し
て板バネ３７に伝達するように構成することもできる。

先の説明ではボディ１１内にお“いて板バネの変位を静
電容量の変化として検出したが、板バネの変位を板バネ
に例えばストレインゲージを貼りつげて抵抗値の変化と
して検出したり、或は板バネと対向してコイルを配置し
板バネとして磁性材のものを用いインダクタンスの変化
として検出することもできる。

第８図において差圧検出ではなく圧力検出の場合には流
体圧として変位を受ける方の板バネ３８側の受圧ダイヤ
フラム１８により被検出出力を受けるようにすればよい
。

実施例においては圧力に基ずく変位を検出したが、その
他の物理量の変化変位を検出する場合にもこの考案は適
用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の静電容量式変位検出器を示す断面図、第
２図はこの考案を適用した静電容量式変位検出器の一例
を示す断面図、第３図はその移動電極部分の分解断面図
、第４図は第３図の組立て断面図、第５図は移動電極及
びその保持リングの他の例を示す分解断面図、第６図及
び第１図はそれぞれ移動電極及びリングの更に他の例を
示す断面図、第８図はこの考案を適用した容量式変位変
換器の更に他の例を示す断面図である。 １１ ：ボデイ、１３，１４：絶縁部材、１７゜１８：
受圧要素、２１，２４：連結軸、１５，１６：固定電極
、３６：リング、３７，３８：板バネ、３９ニスペーサ
−０

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ボディ内にリングが設けられ、そのリングの両面に２枚
   の板バネがその周縁部でそれぞれ取付ゆられ、これら板
   バネの中心部はスペーサーで互に連結され、上記ボディ
   の少くとも一端面に変位入力要素が配され、その変位入
   力要素に入力された変位が上記板バネに伝達されるよう
   に構成され、上記板バネの変位を電気信号に変換する手
   段が上記ボディ内に設けられている変位検出器。