JPH1167033A - 静電容量形近接センサー - Google Patents
静電容量形近接センサーInfo
- Publication number
- JPH1167033A JPH1167033A JP24339197A JP24339197A JPH1167033A JP H1167033 A JPH1167033 A JP H1167033A JP 24339197 A JP24339197 A JP 24339197A JP 24339197 A JP24339197 A JP 24339197A JP H1167033 A JPH1167033 A JP H1167033A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrodes
- proximity sensor
- capacitance
- comb
- solid dielectric
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- Pending
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- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 非接触センサーとして用いられる静電容量形
近接センサーの検出距離を大きく向上できることを目的
とする。 【構成】 一対の電極と、一対の電極の間に挟持される
固体誘電体より構成されるもので、固体誘電体が櫛歯状
に成形されたシートあるいは櫛歯状部が互いに直交する
よう積層され形成されるものである。
近接センサーの検出距離を大きく向上できることを目的
とする。 【構成】 一対の電極と、一対の電極の間に挟持される
固体誘電体より構成されるもので、固体誘電体が櫛歯状
に成形されたシートあるいは櫛歯状部が互いに直交する
よう積層され形成されるものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は非接触で導電性のある物
体の有無を検知する静電容量形近接センサーに関する。
体の有無を検知する静電容量形近接センサーに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の静電容量形近接センサーは、一対
の電極の間に薄いシート状の誘電体を挟持されたものが
用いられてきた。
の電極の間に薄いシート状の誘電体を挟持されたものが
用いられてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の静電容量形近接
センサーは、電極間間隔を一定にするため厚さの一定な
薄いシート状の固体誘電体を電極間に挟持していた。し
たがって電極間間隔は大きくとれないこと、また誘電体
の比誘電率は誘電体固有の数値を示すもので、被検出物
との間の誘電体となる空気に比し、数倍の値をもつこと
から、被検出物と静電容量形近接センサーとの間に有す
る静電容量に比べ、従来の静電容量形近接センサーの有
する静電容量が大きくなっていた。
センサーは、電極間間隔を一定にするため厚さの一定な
薄いシート状の固体誘電体を電極間に挟持していた。し
たがって電極間間隔は大きくとれないこと、また誘電体
の比誘電率は誘電体固有の数値を示すもので、被検出物
との間の誘電体となる空気に比し、数倍の値をもつこと
から、被検出物と静電容量形近接センサーとの間に有す
る静電容量に比べ、従来の静電容量形近接センサーの有
する静電容量が大きくなっていた。
【０００４】そのため静電容量の変化は、静電容量形近
接センサーからの離間距離が僅か大きくなると、検知で
きなくなり、検出距離を大きくとれなかった。
接センサーからの離間距離が僅か大きくなると、検知で
きなくなり、検出距離を大きくとれなかった。
【０００５】本発明は、非検出物の検出距離を大きくと
れる静電容量形近接センサーを提供することを目的とす
る。
れる静電容量形近接センサーを提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明静電容量形近接センサーは、電極の間に挟持
される固体誘電体を櫛歯状にするものである。
に、本発明静電容量形近接センサーは、電極の間に挟持
される固体誘電体を櫛歯状にするものである。
【０００７】即ち、互いに平行に配された導電体からな
る一対の電極１ａ，１ｂと一対の電極１ａ，１ｂ間に挟
持され、櫛歯状に成形された固体誘電体２とよりなるも
のである。
る一対の電極１ａ，１ｂと一対の電極１ａ，１ｂ間に挟
持され、櫛歯状に成形された固体誘電体２とよりなるも
のである。
【０００８】また、櫛歯状に成形された固体誘電体２
が、櫛歯状部が互いに直交するよう積層することも良い
ものである。
が、櫛歯状部が互いに直交するよう積層することも良い
ものである。
【０００９】また、櫛歯状に成形された固体誘電体２を
天然ゴムとすることも良いものである。
天然ゴムとすることも良いものである。
【００１０】
【作用】櫛歯状に成形された固体誘電体２は、一対の電
極１ａ，１ｂの間隔を一定に保つとともに、櫛歯状に成
形されることによって生ずる複数の凹部ｃに、比誘電率
の小さい空気が入り一対の電極１ａ，１ｂとの間で空気
層３が形成される静電容量形近接センサーの静電容量を
小さくする。
極１ａ，１ｂの間隔を一定に保つとともに、櫛歯状に成
形されることによって生ずる複数の凹部ｃに、比誘電率
の小さい空気が入り一対の電極１ａ，１ｂとの間で空気
層３が形成される静電容量形近接センサーの静電容量を
小さくする。
【００１１】
【実施例】以下図面にもとづき説明をくわえる。図１は
本発明にかかる静電容量形近接センサーの説明図であ
る。一対の平板導体で形成される電極１ａ，１ｂは櫛歯
状に成形された固体誘電体２の櫛歯状部１４ａによって
互いに平行に配設されている。誘電体２の凹部６と電極
１ａとの間には空気層３が形成される。
本発明にかかる静電容量形近接センサーの説明図であ
る。一対の平板導体で形成される電極１ａ，１ｂは櫛歯
状に成形された固体誘電体２の櫛歯状部１４ａによって
互いに平行に配設されている。誘電体２の凹部６と電極
１ａとの間には空気層３が形成される。
【００１２】静電容量形近接センサー１０の静電容量
は、誘電体と空気層３と電極１ａ，１ｂの間隔、面積に
よって決定される。誘電体２は電極１ａ，１ｂの間隔を
保つため固体が用いられる。したがって、空気層３に比
し数倍の比誘電率となり、静電容量が小さくなる傾向と
なる。
は、誘電体と空気層３と電極１ａ，１ｂの間隔、面積に
よって決定される。誘電体２は電極１ａ，１ｂの間隔を
保つため固体が用いられる。したがって、空気層３に比
し数倍の比誘電率となり、静電容量が小さくなる傾向と
なる。
【００１３】図２（ａ），（ｂ）は、本発明静電容量形
近接センサーを用いた被検出物４の検出手段説明図であ
る。図２において、記号１０は本発明にかかる静電容量
形近接センサーで固定した静電容量Ｃ1 を有する。静電
容量形近接センサー１０を構成する電極１ａは、被検出
物４と共通のグランド１１に接続されることにより、電
極１ａ，１ｂとの間で、被検出物４と電極１ｂとの間に
有する静電容量Ｃ2 が図２（ａ）に示されるごとく並列
接続された状態となる。
近接センサーを用いた被検出物４の検出手段説明図であ
る。図２において、記号１０は本発明にかかる静電容量
形近接センサーで固定した静電容量Ｃ1 を有する。静電
容量形近接センサー１０を構成する電極１ａは、被検出
物４と共通のグランド１１に接続されることにより、電
極１ａ，１ｂとの間で、被検出物４と電極１ｂとの間に
有する静電容量Ｃ2 が図２（ａ）に示されるごとく並列
接続された状態となる。
【００１４】電極１ａ，１ｂの間で被検出物４を検出し
ようとする場合、電極１ａ，１ｂの間に静電容量（Ｃ1
＋Ｃ2 ）が一定以上になったことを検知し、表示等によ
り判別する検出装置１２が接続されるわけであるが、被
検出物４が作る静電容量Ｃ2は図２（ｂ）に示されるよ
うに空気を主な誘電体とすることから静電容量形近接セ
ンサー１０の静電容量Ｃ1 に比し大きくなる傾向にあ
る。ここで誤差、ノズル等を考慮に入れると静電容量Ｃ
1 が小さいほど、静電容量Ｃ2 の変化にもとづく静電容
量Ｃ1 ＋Ｃ2 の変化分が明確になり被検出物４を検知し
やすくできる。
ようとする場合、電極１ａ，１ｂの間に静電容量（Ｃ1
＋Ｃ2 ）が一定以上になったことを検知し、表示等によ
り判別する検出装置１２が接続されるわけであるが、被
検出物４が作る静電容量Ｃ2は図２（ｂ）に示されるよ
うに空気を主な誘電体とすることから静電容量形近接セ
ンサー１０の静電容量Ｃ1 に比し大きくなる傾向にあ
る。ここで誤差、ノズル等を考慮に入れると静電容量Ｃ
1 が小さいほど、静電容量Ｃ2 の変化にもとづく静電容
量Ｃ1 ＋Ｃ2 の変化分が明確になり被検出物４を検知し
やすくできる。
【００１５】ここで静電容量形近接センサー１０の電極
１ａ，１ｂの対向面積を小さくする手段もあるが、対向
面積を小さくすると被検出物４と電極１ｂとの間の静電
容量も、同様小さくなってしまう。したがって被検出物
４との対向面積と同等程度にすることが良い。
１ａ，１ｂの対向面積を小さくする手段もあるが、対向
面積を小さくすると被検出物４と電極１ｂとの間の静電
容量も、同様小さくなってしまう。したがって被検出物
４との対向面積と同等程度にすることが良い。
【００１６】そこで、静電容量形近接センサー１０の電
極１ａ，１ｂの対向面積以外の要素をもって静電容量Ｃ
1 を小さくする必要が生ずる。静電容量Ｃ1 を決定する
要因の一つに比誘電率がある。比誘電率が小さく、安定
したものを考慮すると天然ゴムが４．５と小さく、温
度、湿度等に安定した性質を保つことが推することがで
きる物質の一つである。また、同様に比誘電率が小さ
く、安定したものを考慮するとシリコンゴムも３と小さ
く、温度、湿度等に安定した性質を保つことが推するこ
とがでる他の一つの物質である。
極１ａ，１ｂの対向面積以外の要素をもって静電容量Ｃ
1 を小さくする必要が生ずる。静電容量Ｃ1 を決定する
要因の一つに比誘電率がある。比誘電率が小さく、安定
したものを考慮すると天然ゴムが４．５と小さく、温
度、湿度等に安定した性質を保つことが推することがで
きる物質の一つである。また、同様に比誘電率が小さ
く、安定したものを考慮するとシリコンゴムも３と小さ
く、温度、湿度等に安定した性質を保つことが推するこ
とがでる他の一つの物質である。
【００１７】そこで、静電容量形近接センサー１０を構
成する誘電体２を櫛歯状にして、電極１ａ，１ｂの間隔
を均一に広げるとともに、誘電体２の電極１ａ，１ｂ間
における専有体積を小さくし、誘電体２の凹部６を形成
する空気層３、残部を薄くなった固体誘電体２となる二
層誘電体の静電容量形成部を作ることにより、空気層３
による静電容量部と薄くなった固体誘電体２による静電
容量部とが電極１ａ，１ｂの中で直列に配されることに
より全体として静電容量形近接センサー１０の静電容量
を小さくできる。こうしたことから被検出物４の検出距
離を伸ばせることになる。
成する誘電体２を櫛歯状にして、電極１ａ，１ｂの間隔
を均一に広げるとともに、誘電体２の電極１ａ，１ｂ間
における専有体積を小さくし、誘電体２の凹部６を形成
する空気層３、残部を薄くなった固体誘電体２となる二
層誘電体の静電容量形成部を作ることにより、空気層３
による静電容量部と薄くなった固体誘電体２による静電
容量部とが電極１ａ，１ｂの中で直列に配されることに
より全体として静電容量形近接センサー１０の静電容量
を小さくできる。こうしたことから被検出物４の検出距
離を伸ばせることになる。
【００１８】図３ａ，３ｂ，３ｃは櫛歯状に形成された
固体誘電体の他の実施例説明図である。図３ａは正面
図、図３ｂは側面図、図３ｃは斜視図を示す。固体誘電
体２は、図３（ａ）に示されるように櫛歯状に形成され
ている。また櫛歯状を形成する背部１３ａは図３（ｂ）
に示されるように櫛歯状を形成され、上面の櫛歯状部１
４ａと下面の櫛歯状部１４ｂとは互いに直交する。そこ
で、図３（ｃ）に示されるように上面、下面の凹部が互
いに連通孔１５を形成する。
固体誘電体の他の実施例説明図である。図３ａは正面
図、図３ｂは側面図、図３ｃは斜視図を示す。固体誘電
体２は、図３（ａ）に示されるように櫛歯状に形成され
ている。また櫛歯状を形成する背部１３ａは図３（ｂ）
に示されるように櫛歯状を形成され、上面の櫛歯状部１
４ａと下面の櫛歯状部１４ｂとは互いに直交する。そこ
で、図３（ｃ）に示されるように上面、下面の凹部が互
いに連通孔１５を形成する。
【００１９】この時の静電容量を決定する誘電体部分
は、電極１ａ，１ｂの間が空気層３のみの部分と、空気
層３と固体誘電体２の二層部分とからなる誘電体ができ
る。空気の比誘電率は１に近いこと、固体誘電体２は電
極１ａ，１ｂの間を大きく等間隔に広げることができる
ことから、より静電容量を小さくでき、被検出物４との
間に発生される静電容量変化分の比率を大きくすること
ができる。したがって、電極１ａ，１ｂとの間に電気的
に接続された検出装置１２による検出距離を大きくとれ
るようにできる。
は、電極１ａ，１ｂの間が空気層３のみの部分と、空気
層３と固体誘電体２の二層部分とからなる誘電体ができ
る。空気の比誘電率は１に近いこと、固体誘電体２は電
極１ａ，１ｂの間を大きく等間隔に広げることができる
ことから、より静電容量を小さくでき、被検出物４との
間に発生される静電容量変化分の比率を大きくすること
ができる。したがって、電極１ａ，１ｂとの間に電気的
に接続された検出装置１２による検出距離を大きくとれ
るようにできる。
【００２０】
【発明の効果】上記説明のとうり、本発明静電容量形近
接センサーは非接触による被検出物４の検出を静電容量
の変化によって検出するもので、その構造は簡素で、従
来以上に検出距離を大きくできる効果がある。
接センサーは非接触による被検出物４の検出を静電容量
の変化によって検出するもので、その構造は簡素で、従
来以上に検出距離を大きくできる効果がある。
【図１】 本発明にかかる静電容量形近接センサーの説
明図。
明図。
【図２】 本発明静電容量形近接センサーを用いた被検
出物の検出手段説明図。
出物の検出手段説明図。
【図３】 櫛歯状に成形された固体誘電体の他の実施例
説明図。
説明図。
１ａ，１ｂ〜電極 ２〜固体誘電体 ３〜空気層 ４〜被検出物 １０〜静電容量形近接センサー １３ａ，１３ｂ〜背部 １４ａ，１４ｂ〜櫛歯状部
Claims (4)
- 【請求項１】 互いに平行に配された導電体からなる一
対の電極と、該電極の間に挟持され、櫛歯状に成形され
たゴム等の固体誘電体とより構成され、電極の間隔を一
定に保つとともに櫛歯状に成形された固体誘電体と電極
との間に空気が入り込むようにしたことを特徴とする静
電容量形近接センサー。 - 【請求項２】 請求項１記載の櫛歯状に成形された固体
誘電体において、櫛歯状部が互いに直交するように上下
層に配されたことを特徴とする静電容量形近接センサ
ー。 - 【請求項３】 請求項１記載の櫛歯状に成形された固体
誘電体が天然ゴムよりなることを特徴とする静電容量形
近接センサー。 - 【請求項４】 請求項１記載の櫛歯状に成形された固体
誘電体がシリコンゴムよりなることを特徴とする静電容
量形近接センサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24339197A JPH1167033A (ja) | 1997-08-25 | 1997-08-25 | 静電容量形近接センサー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24339197A JPH1167033A (ja) | 1997-08-25 | 1997-08-25 | 静電容量形近接センサー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1167033A true JPH1167033A (ja) | 1999-03-09 |
Family
ID=17103171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24339197A Pending JPH1167033A (ja) | 1997-08-25 | 1997-08-25 | 静電容量形近接センサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1167033A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6545488B2 (en) | 2001-02-26 | 2003-04-08 | Unirec Co., Ltd. | Piping fluid decision device and piping fluid control system |
| JP2006242882A (ja) * | 2005-03-07 | 2006-09-14 | Omron Corp | 静電容量センサ及び静電容量センサ付きフラップ型ハンドル |
-
1997
- 1997-08-25 JP JP24339197A patent/JPH1167033A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6545488B2 (en) | 2001-02-26 | 2003-04-08 | Unirec Co., Ltd. | Piping fluid decision device and piping fluid control system |
| JP2006242882A (ja) * | 2005-03-07 | 2006-09-14 | Omron Corp | 静電容量センサ及び静電容量センサ付きフラップ型ハンドル |
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