(57)【要約】【課題】  組み立て不良を削減することができるセンサの製造方法を提供する。【解決手段】  円柱状基材５１を円筒状基材５２に挿入し、内側電極構成部５４と円筒状基材５２間に内間隙６１を形成する。また、内嵌部５３Ｂと円筒状基材５２間に、内間隙６１と外部を連通する内連通路６６を形成し、内間隙６１に充填剤を充填する。さらに、円筒部材５３Ａへ挿入し、外側電極構成部７２と円筒部材５３Ａ間の外間隙８１に充填剤を充填する。このワーク４１を負圧が加えられた密閉容器に収容して放置した後、大気圧に戻して加熱して充填剤を硬化する。このワーク４１を切断部４２で切断して静電容量センサ１を形成する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端側の内側電極構成部が基端側の内嵌部より小径に形成された円柱状基材を円筒状の円筒状基材に挿入して、前記円柱状基材の前記内嵌部を前記円筒状基材に密着して内嵌した状態で、当該円柱状基材の前記内側電極構成部と前記円筒状基材との間に間隙を確保するとともに、この間隙に充填剤を充填し硬化させて絶縁層を形成した後、前記円筒状基材に前記円柱状基材の前記内嵌部が内嵌した部分を切断して、前記円柱状基材の前記内側電極構成部で構成された内側電極と、前記円筒状基材の先端部で構成された外側電極と、該外側電極及び前記内側電極間に形成された前記絶縁層とからなるセンサ及びこの外側にさらに絶縁層、シールド層を有するセンサを製造するセンサの製造方法において、
前記内嵌部の外側面に長さ方向に延在する切欠部が設けられた前記円柱状基材を前記円筒状基材に挿入して前記内嵌部を前記円筒状基材に密着して内嵌した状態で、前記内嵌部と前記円筒状基材との間に、前記内側電極構成部及び前記円筒状基材間に形成された前記間隙と前記内嵌部より基端側の外部とを連通する連通路を形成した後、前記間隙に前記充填剤を充填する充填工程を備えたことを特徴とするセンサの製造方法。
【請求項２】
前記充填剤を加熱時に硬化する熱硬化型の液状物で構成し、
前記充填工程後にて前記充填剤が充填された前記円柱状基材及び前記円筒状基材からなるワークを、負圧が供給された負圧部に収容して前記充填剤に混入した気泡を除去する気泡除去工程と、
該気泡除去工程を終了した前記ワークを加熱して前記充填剤を熱硬化させる硬化工程と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載のセンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電容量を利用して寸法を測定するセンサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、非接触で寸法を測定するセンサとしては、静電容量センサが知られている。
【０００３】
この静電容量センサは、電極面積・空気の誘電率を一定として静電容量を測定することにより、電極と対象物間の寸法を高精度に測定するものである。
【０００４】
前記静電容量センサは、中心部に設けられた測定電極と、その外周部に設けられたガードリング電極とを備えており、該ガードリング電極と前記測定電極との間には、絶縁層が設けられている。これにより、前記測定電極と前記ガードリング電極と間隙は、一定距離に維持されている。
【０００５】
この静電容量センサを組み立てる際には、外径の先端側が基端側より小径に形成された円柱状基材と、外径の先端側が基端側より小径に形成された円筒状基材とを用意するとともに、前記円筒状基材内に前記円柱状基材を挿入する。このとき、前記円柱状基材の基端部が前記円筒状基材の内側面に密着した状態で内嵌することによって、前記円柱状基材の先端側と前記円筒状基材の内側面との間に、一定距離に保たれた間隙が形成される。
【０００６】
そして、この間隙に液状の充填剤を注入して硬化することで前記絶縁層を形成した後、前記両基材の基端側の嵌合部分を切断して静電容量センサを組み立てていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このようなセンサの製造方法にあっては、間隙に充填剤を注入する際に、気泡が混入し残存することがあった。
【０００８】
この場合、硬化後に切断・研磨する際に、切り粉や水分が気泡で形成された空洞内に入り込み、短絡・絶縁劣化などを発生する恐れがあった。
【０００９】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、組み立て不良を削減することができるセンサの製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために本発明の請求項１のセンサの製造方法にあっては、先端側の内側電極構成部が基端側の内嵌部より小径に形成された円柱状基材を円筒状の円筒状基材に挿入して、前記円柱状基材の前記内嵌部を前記円筒状基材に密着して内嵌した状態で、当該円柱状基材の前記内側電極構成部と前記円筒状基材との間に間隙を確保するとともに、この間隙に充填剤を充填し硬化させて絶縁層を形成した後、前記円筒状基材に前記円柱状基材の前記内嵌部が内嵌した部分を切断して、前記円柱状基材の前記内側電極構成部で構成された内側電極と、前記円筒状基材の先端部で構成された外側電極と、該外側電極及び前記内側電極間に形成された前記絶縁層とからなるセンサを製造するセンサの製造方法において、前記内嵌部の外側面に長さ方向に延在する切欠部が設けられた前記円柱状基材を前記円筒状基材に挿入して前記内嵌部を前記円筒状基材に密着して内嵌した状態で、前記内嵌部と前記円筒状基材との間に、前記内側電極構成部及び前記円筒状基材間に形成された前記間隙と前記内嵌部より基端側の外部とを連通する連通路を形成した後、前記間隙に前記充填剤を充填する充填工程を備えている。
【００１１】
すなわち、センサを製造する際には、先端側の内側電極構成部が基端側の内嵌部より小径に形成された円柱状基材を円筒状の円筒状基材に挿入して、前記円柱状基材の前記内嵌部を前記円筒状基材に密着して内嵌し、前記内側電極構成部と前記円筒状基材との間に間隙を形成する。このとき、前記内嵌部の外側面には、長さ方向に延在する切欠部が設けられており、前記内嵌部を前記円筒状基材に密着して内嵌した状態では、前記内嵌部と前記円筒状基材との間に、前記内側電極構成部及び前記円筒状基材間に形成された前記間隙と前記内嵌部より基端側の外部とを連通する連通路が形成される。
【００１２】
そして、前記間隙に充填剤を充填する。このとき、充填剤に気泡が混入することがあるが、前記間隙は、前記内嵌部と前記円筒状基材との間に形成された連通路によって前記内嵌部より基端側の外部に連通している。このため、前記充填剤に混入した気泡は、前記連通路を介して外部に排出される。
【００１３】
次に、前記充填剤を硬化して絶縁層を形成した後、前記円筒状基材に前記内嵌部が内嵌した部分を切り離すことによって、前記円柱状基材の前記内側電極構成部で構成された内側電極と、前記円筒状基材の先端部で構成された外側電極と、該外側電極及び前記内側電極間に形成された前記絶縁層とからなるセンサが形成される。
【００１４】
また、請求項２のセンサの製造方法においては、前記充填剤を加熱時に硬化する熱硬化型の液状物で構成し、前記充填工程後にて前記充填剤が充填された前記円柱状基材及び前記円筒状基材からなるワークを、負圧が供給された負圧部に収容して前記充填剤に混入した気泡を除去する気泡除去工程と、該気泡除去工程を終了した前記ワークを加熱して前記充填剤を熱硬化させる硬化工程と、をさらに備えている。
【００１５】
すなわち、円柱状基材の内側電極構成部と円筒状基材間の間隙に充填剤が充填されたワークは、負圧が供給された負圧部に収容される。すると、前記充填剤に残存した小さな気泡は、その外部が低圧とされることによって膨張し、連通路及び先端側を介して排出される。
【００１６】
そして、このワークを加熱する。このとき、前記充填剤は、加熱時に硬化する熱硬化型の液状物からなり、熱が加えられることによって硬化して絶縁層が形成される。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように本発明の請求項１のセンサの製造方法にあっては、円柱状基材の内側電極構成部と円筒状基材間の間隙に注入された充填剤に気泡が混入した場合であっても、この気泡を、前記円柱状基材の内嵌部と前記円筒状基材間に形成された連通路を介して外部に排出することができる。
【００１８】
したがって、充填剤に混入した気泡が前記間隙に残存し、硬化後に形成される絶縁層に空洞が形成されてしまう従来と比較して、空洞への切り粉や水分の進入による短絡や絶縁劣化などを防止することができる。これにより、組み立て不良を削減することができるとともに絶縁特性も向上することができる。
【００１９】
また、請求項２のセンサの製造方法においては、円柱状基材の内側電極構成部と円筒状基材間の間隙に充填剤が充填されたワークを、負圧が供給された負圧部に収容することで、前記充填剤に残存した小さな気泡を膨張させ、前記連通路及び先端側から排出することができる。
【００２０】
そして、このワークを加熱することで、前記充填剤を熱硬化して前記絶縁層を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施の形態を図面に従って説明する。図１は、本実施の形態にかかるセンサの製造方法で組み立てられた静電容量センサ１を示す図である。該静電容量センサ１は、非接触で寸法を測定するセンサであり、電極面積及び空気の誘電率を一定として静電容量を測定することで電極と対象物間の寸法を高精度に測定するものである。
【００２２】
この静電容量センサ１のセンサ本体１１は、円柱状に形成されており、その中央部には、円柱状の測定電極１２が配置されている。該測定電極１２の外周部には、内絶縁層１３を介して、円筒状のガードリング電極１４が配置されており、前記測定電極１２と前記ガードリング電極１４間の離間距離は、前記内絶縁層１３により全周に渡って一定に保たれている。
【００２３】
前記ガードリング電極１４の外周部には、外絶縁層２１を介して、円筒状のシールドケース２２が配置されており、前記ガードリング電極１４と前記シールドケース２２との間の離間距離は、前記外絶縁層２１により全周に渡って一定に保たれている。
【００２４】
そして、前記測定電極１２には、ハーネス３１内の信号線が接続されており、前記ガードリング電極１４には前記ハーネス３１の内側シールド線が接続され、前記シールドケース２２には、前記ハーネス３１の外側シールド線が接続されている。
【００２５】
図２は、前記静電容量センサ１が形成される直前のワーク４１を示す図であり、該ワーク４１を切断部４２にて切断することで、前記静電容量センサ１のセンサ本体１１が形成される。
【００２６】
すなわち、前記ワーク４１の中心部には、前記測定電極１２を形成する為の円柱状基材５１が設けられており、該円柱状基材５１の外側には、前記ガードリング電極１４を形成する為の円筒状基材５２が設けられている。この円筒状基材５２の外側には、前記シールドケース２２を形成する為の円筒部材５３Ａが設けられている。
【００２７】
前記円柱状基材５１は、図３にも示すように、円柱状の金属棒で形成されており、該円柱状基材５１は、前記切断部４２を境とした基端側に、前記円筒状基材５２に密着した状態で内嵌する内嵌部５３Ｂが設定されている。また、前記切断部４２を境とした先端側は、前記測定電極１２を形成する内側電極構成部５４が設定されており、該内側電極構成部５４の先端面には、信号線を接続するための円形穴５５が穿孔されている。
【００２８】
この内側電極構成部５４は、前記内嵌部５３Ｂより小径に形成されており、該内嵌部５３Ｂと前記内側電極構成部５４との間には、段差が形成されている。これにより、図２に示したように、当該円柱状基材５１を前記円筒状基材５２に挿入して前記内嵌部５３Ｂを前記円筒状基材５２に密着して内嵌した状態で、前記内側電極構成部５４と前記円筒状基材５２との間に、離間距離が全周に渡って一定距離に保たれたリング状の内間隙６１を形成できるように構成されている。
【００２９】
前記内嵌部５３Ｂの外周面は、図３中斜線で示した部分が面カットされており、当該内嵌部５３Ｂの外周面には、一部が欠損してなる内切欠部６５が当該内嵌部５３Ｂの長さ方向全域に渡って形成されている。この内切欠部６５によって、図２に示したように、当該円柱状基材５１を前記円筒状基材５２に挿入して前記内嵌部５３Ｂを前記円筒状基材５２に密着して内嵌した状態で、前記内嵌部５３Ｂと前記円筒状基材５２との間に、前記内間隙６１と前記内嵌部５３Ｂより基端側の外部とを連通する内連通路６６を形成できるように構成されている。
【００３０】
前記円筒状基材５２は、図４にも示すように、円筒状の金属パイプで形成されており、該円筒状基材５２は、前記切断部４２を境とした基端側に、前記円筒部材５３Ａに密着した状態で内嵌する大径部７１が設定されている。また、前記切断部４２を境とした先端側は、前記ガードリング電極１４を形成する外側電極構成部７２が設定されており、該外側電極構成部７２の長さ寸法は、前記内側電極構成部５４より長く設定されている。
【００３１】
この外側電極構成部７２の外形寸法は、前記大径部７１より小さくなるように形成されており、該大径部７１と前記外側電極構成部７２との間には、段差が形成されている。これにより、図２に示したように、当該円筒状基材５２を前記円筒部材５３Ａに挿入して前記大径部７１を前記円筒部材５２に密着して内嵌した状態で、前記外側電極構成部７２と前記円筒部材５３Ａとの間に、離間距離が全周に渡って一定距離に保たれたリング状の外間隙８１を形成できるように構成されている。
【００３２】
前記大径部７１の外周面は、図４中斜線で示した部分が面カットされており、当該大径部７１の外周面には、一部が欠損した外切欠部８５が当該大径部７１の長さ方向全域に渡って形成されている。この外切欠部８５によって、図２に示したように、当該円筒状基材５２を前記円筒部材５３Ａに挿入して前記大径部７１を前記円筒部材５３Ａに密着して内嵌した状態で、前記大径部７１と前記円筒部材５３Ａとの間に、前記外間隙８１と前記大径部７１より基端側の外部とを連通する外連通路８６を形成できるように構成されている。
【００３３】
そして、前記円筒部材５３Ａは、図５にも示すように、円筒状の金属パイプで形成されており、全長に渡ってストレートに形成されているとともに、図２に示したように、その全長は、前記円筒状基材５２より長く設定されている。
【００３４】
以上の構成にかかる本実施の形態において、前記静電容量センサ１を組み立てる際には、円柱状基材５１を円筒状基材５２に挿入して基端面を揃え、前記円柱状基材５１の内嵌部５３Ｂを前記円筒状基材５１に密着して内嵌状態を形成する。これにより、前記円柱状基材５１先端側の内側電極構成部５４と前記円筒状基材５２との間に、内間隙６１が形成されるので、当該ワーク４１の先端側から注射器やディスペンサを利用して前記内間隙６１に充填剤を充填する。この充填剤としては、二液混合タイプであって、加熱時に硬化する熱硬化型の液状物を利用する。
【００３５】
このとき、前記内嵌部５３Ｂの外側面には、長さ方向に延在する内切欠部６５が設けられており、前記内嵌部５３Ｂを前記円筒状基材５２に密着して内嵌した状態では、前記内嵌部５３Ｂと前記円筒状基材５２との間に、前記内側電極構成部５４及び前記円筒状基材５２間に形成された前記内間隙６１と前記内嵌部５３Ｂより基端側の外部とを連通する内連通路６６が形成される。このため、充填剤充填時において充填剤に気泡が混入した場合であっても、この気泡を、前記内連通路６６を介して外部に排出することができる。
【００３６】
次に、円柱状基材５１及び円筒状基材５２からなる円筒部材を円筒部材５３Ａに挿入して基端面を揃え、前記円筒状基材５２の大径部７１を前記円筒部材５３Ａに密着して内嵌状態を形成する。これにより、前記円筒状基材５２先端側の外側電極構成部７２と前記円筒部材５３Ａとの間に外間隙８１が形成されるので、当該ワーク４１の先端側から注射器やディスペンサを利用して前記外間隙８１に前述の充填剤を充填する。
【００３７】
このとき、前記大径部７１の外側面には、長さ方向に延在する外切欠部８５が設けられており、前記大径部７１を前記円筒部材５３Ａに密着して内嵌した状態では、前記大径部７１と前記円筒部材５３Ａとの間に、前記外間隙８１と前記大径部７１より基端側の外部とを連通する外連通路８６が形成される。このため、充填剤充填時において充填剤に気泡が混入した場合であっても、この気泡を、前記外連通路８６を介して外部に排出することができる。
【００３８】
そして、このワーク４１を、負圧部を構成する密閉容器に収容するとともに、該密閉容器内の空気を真空ポンプで排出する。これにより、当該密閉容器内を負圧とし、この負圧環境下において、前記ワーク４１を所定時間放置する。
【００３９】
このとき、前記充填剤に小さな気泡が残存している場合、この小さな気泡は、外部が低圧とされることによって膨張し、前記各連通路６６，８６を介して外部に排出することができる。
【００４０】
前記放置状態において所定時間が経過したら、前記密閉容器から前記ワーク４１を取り出して、大気圧に戻す。このとき、前記ワーク４１の外部が大気圧となるので、極小さな気泡が前記充填剤に残留していた場合であっても、これをセンサとして問題のない大きさまで小さくすることができる。
【００４１】
次に、前記ワーク４１を加熱する。このとき、前記充填剤は、加熱時に硬化する熱硬化型の液状物からなり、熱が加えられることによって硬化する。これにより、前記各絶縁層１３，２１を形成することができる。
【００４２】
そして、前記ワーク４１を切断部４２にて切断して、前記円柱状基材５１の内嵌部５３Ｂと、前記円筒状基材５２の前記大径部７１とを切り離すとともに、前記ワーク４１の基端部を切断除去することで前記静電容量センサ１を形成する。
【００４３】
このように、前記各間隙６１，８１に注入された充填剤に気泡が混入した場合であっても、この気泡を、前記各連通路６６，８６を利用して確実に外部に排出することができる。
【００４４】
したがって、充填剤に混入した気泡が前記各間隙６１，８１に残存し、硬化後に形成される各絶縁層１３，２１に空洞が形成されてしまう従来と比較して、空洞への切り粉や水分の進入による短絡や絶縁劣化などを防止することができる。これにより、組み立て不良を削減することができるとともに絶縁特性も向上することができる。
【００４５】
なお、本実施の形態にあっては、前記内嵌部５３Ｂの外周面及び前記大径部７１の外周面に面カットを施して各切欠部６５，８５を形成した場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば前記内嵌部５３Ｂの外周面及び前記大径部７１の外周面に溝を形成して前記各切欠部６５，８５を構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施の形態を示す斜示図ある。
【図２】同実施の形態のワークを示す説明図である。
【図３】同実施の形態の円柱状基材を示す説明図である。
【図４】同実施の形態の円筒状基材を示す説明図である。
【図５】同実施の形態の円筒部材を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４７】
１    静電容量センサ
１２    測定電極
１３    内絶縁層
１４    ガードリング電極
４１    ワーク
５１    円柱状基材
５２    円筒状基材
５３Ａ  円筒状基材
５４    内側電極構成部
６５    内切欠部
６６    内連結通路
【図１】
2006153685.tif 000003
【図２】
2006153685.tif 000004
【図３】
2006153685.tif 000005
【図４】
2006153685.tif 000006
【図５】
2006153685.tif 000007