(57)【要約】【課題】静電容量型の距離センサにおいて、距離計測精度に対するリード部の影響を低減すること。【解決手段】静電容量型の距離センサであって、第１のガード電極と、センサ電極及び前記センサ電極から延びるリード部を備え、前記第１のガード電極に対して計測対象物側に配置される導電体と、前記導電体に対して計測対象物側に配置される第２のガード電極と、前記第１のガード電極と前記導電体との間、及び、前記導電体と前記第２のガード電極との間にそれぞれ配置される絶縁体と、を備え、前記第１のガード電極は、前記センサ電極及び前記リード部と重なる部分を備え、前記第２のガード電極は、前記リード部と重なる部分を備える一方、前記センサ電極とは重ならない。【選択図】図１
2015152584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電容量型の距離センサであって、
第１のガード電極と、
センサ電極及び前記センサ電極から延びるリード部を備え、前記第１のガード電極に対して計測対象物側に配置される導電体と、
前記導電体に対して計測対象物側に配置される第２のガード電極と、
前記第１のガード電極と前記導電体との間、及び、前記導電体と前記第２のガード電極との間にそれぞれ配置される絶縁体と、を備え、
前記第１のガード電極は、
前記センサ電極及び前記リード部と重なる部分を備え、
前記第２のガード電極は、
前記リード部と重なる部分を備える一方、前記センサ電極とは重ならない、
ことを特徴とする距離センサ。
【請求項２】
請求項１記載の距離センサであって、
前記センサ電極を囲むように配置された第３のガード電極を更に備える、
ことを特徴とする距離センサ。
【請求項３】
請求項１記載の距離センサであって、
前記第１のガード電極に対して計測対象物と反対側に配置される絶縁体と、
前記第２のガード電極に対して計測対象物側に配置される絶縁体と、を更に備え、
各々の前記絶縁体と、前記第１及び第２のガード電極と、前記導電体とは、
前記絶縁体、前記第１のガード電極、前記絶縁体、前記導電体、前記絶縁体、前記第２のガード電極、前記絶縁体の順で積層されたシート状の積層体を構成する、
ことを特徴とする距離センサ。
【請求項４】
請求項３記載の距離センサであって、
前記距離センサは、前記計測対象物に対向して配置される部材に貼り付けられる、
ことを特徴とする距離センサ。
【請求項５】
請求項１記載の距離センサであって、
前記導電体は、前記リード部の端部に接続された端子部を備え、
前記第１のガード電極は前記端子部と重なる部分を備える、
ことを特徴とする距離センサ。
【請求項６】
請求項１記載の距離センサであって、
前記リード部は前記センサ電極よりも幅細の線状をなしている、
ことを特徴とする距離センサ。
【請求項７】
請求項１記載の距離センサであって、
前記センサ電極は円形である、
ことを特徴とする距離センサ。
【請求項８】
請求項１記載の距離センサであって、
前記第１のガード電極と前記第２のガード電極との少なくともいずれか一方は、前記センサ電極を囲む部分を備える、
ことを特徴とする距離センサ。
【請求項９】
第１の物体と、第２の物体との距離を計測する計測方法であって、
前記第１の物体に、請求項１記載の距離センサを複数設ける準備工程と、
前記距離センサの前記第１及び第２のガード電極を前記導電体と同電位に維持しながら、前記導電体に計測信号を入力する計測工程と、を備え、
前記準備工程では、
各々の前記距離センサの前記センサ電極を互いに異なる位置に配置し、かつ、前記第１のガード電極が前記第１の物体側に、前記第２のガード電極が前記第２の物体側に位置するように、各々前記距離センサを設ける、
ことを特徴とする計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は静電容量型の距離センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
物体間の距離（ギャップ）等を計測するセンサとして、静電容量型の距離センサが知られている。このような距離センサとして、特許文献１には、センサ電極（感知電極）の周囲や背後にガード電極を設けてセンサの性能を改善しようとしたものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１３−５１６６０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
計測対象物の計測面が曲面である場合や可動物である場合、計測精度を向上するためには、計測範囲を狭くしてスポット的に距離を計測する必要が生じ得る。計測範囲を狭くするためにはセンサ電極の面積を小さくする必要がある。
【０００５】
しかし、センサ電極には、計測信号源から信号を入力するためのリード部が接続される。センサ電極を小さくすると、リード部と計測面との間の静電容量が計測精度を悪化させる場合がある。
【０００６】
本発明の目的は、距離計測精度に対するリード部の影響を低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、静電容量型の距離センサであって、第１のガード電極と、センサ電極及び前記センサ電極から延びるリード部を備え、前記第１のガード電極に対して計測対象物側に配置される導電体と、前記導電体に対して計測対象物側に配置される第２のガード電極と、前記第１のガード電極と前記導電体との間、及び、前記導電体と前記第２のガード電極との間にそれぞれ配置される絶縁体と、を備え、前記第１のガード電極は、前記センサ電極及び前記リード部と重なる部分を備え、前記第２のガード電極は、前記リード部と重なる部分を備える一方、前記センサ電極とは重ならない、
ことを特徴とする距離センサが提供される。
【０００８】
この構成によれば、前記第２のガード電極を設けたことにより、前記リード部から計測面に電気力線が生じることを抑制でき、距離計測精度に対するリード部の影響を低減することができる。
【０００９】
本発明においては、前記センサ電極を囲むように配置された第３のガード電極を更に備えてもよい。
【００１０】
この構成によれば、前記センサ電極の周縁において、電気力線が曲がることを低減できる。
【００１１】
また、本発明においては、前記第１のガード電極に対して計測対象物と反対側に配置される絶縁体と、前記第２のガード電極に対して計測対象物側に配置される絶縁体と、を更に備え、各々の前記絶縁体と、前記第１及び第２のガード電極と、前記導電体とは、前記絶縁体、前記第１のガード電極、前記絶縁体、前記導電体、前記絶縁体、前記第２のガード電極、前記絶縁体の順で積層されたシート状の積層体を構成してもよい。
【００１２】
この構成によれば、間隔が狭い物体間の間隔計測が行える。
【００１３】
また、本発明においては、前記距離センサは、前記計測対象物に対向して配置される部材に貼り付けられてもよい。
【００１４】
この構成によれば、本発明の距離センサを比較的簡易に設置できる。
【００１５】
また、本発明においては、前記導電体は、前記リード部の端部に接続された端子部を備え、前記第１のガード電極は前記端子部と重なる部分を備えてもよい。
【００１６】
この構成によれば、配線作業性を向上しながら、距離計測精度に対する前記端子部の影響を低減できる。
【００１７】
また、本発明においては、前記リード部は前記センサ電極よりも幅細の線状をなしていてもよい。
【００１８】
この構成によれば、距離計測精度に対する前記リード部の影響を更に低減できる。
【００１９】
また、本発明においては、前記センサ電極は円形であってもよい。
【００２０】
この構成によれば、計測範囲を狭くやすく、スポット的に距離を計測することを容易にすることができる。
【００２１】
また、本発明においては、前記第１のガード電極と前記第２のガード電極との少なくともいずれか一方は、前記センサ電極を囲む部分を備えてもよい。
【００２２】
この構成によれば、前記センサ電極の周縁において、電気力線が曲がることを低減できる。
【００２３】
また、本発明によれば、第１の物体と、第２の物体との距離を計測する計測方法であって、前記第１の物体に、上記距離センサを複数設ける準備工程と、前記距離センサの前記第１及び第２のガード電極を前記導電体と同電位に維持しながら、前記導電体に計測信号を入力する計測工程と、を備え、前記準備工程では、各々の前記距離センサの前記センサ電極を互いに異なる位置に配置し、かつ、前記第１のガード電極が前記第１の物体側に、前記第２のガード電極が前記第２の物体側に位置するように、各々前記距離センサを設ける、ことを特徴とする計測方法が提供される。
【００２４】
この構成によれば、複数の計測点でスポット的に距離を計測することで、計測面が曲面である場合や可動物である場合であっても、その計測精度を向上することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、距離計測精度に対するリード部の影響を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の一実施形態に係る距離センサの説明図。
【図２】図１（Ａ）〜（Ｃ）の距離センサの分解斜視図。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は比較例の分解斜視図。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は比較実験の結果を示す図。
【図５】実験結果を示す図。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は適用例の説明図。
【図７】（Ａ）及び（Ｂ）は別例の距離センサの説明図。
【図８】（Ａ）及び（Ｂ）は別例の距離センサの説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１（Ａ）〜図２を参照して本発明の一実施形態に係る距離センサ１について説明する。図１（Ａ）は距離センサ１を検知面側（後述する絶縁体６ｄ側）から見た外観図である。図１（Ｂ）は図１（Ａ）の線I-Iに沿う断面図であり、後述するセンサ電極２１を通る断面図である。図１（Ｃ）は図１（Ａ）の線II-IIに沿う断面図であり、後述するリード部２２を通る断面図である。図１（Ｂ）及び図１（Ｃ）は距離センサ１が取付けられる物体７と計測対象物である物体８、及び、計測回路を併記している。物体７及び８は導電体である。図２は距離センサ１の分解斜視図である。
【００２８】
距離センサ１は、電極を構成する膜状の導電体と、電極間を絶縁する膜状の絶縁体とが交互に積層されたシート状の積層体を構成している。以下、各構成を詳述する。なお、各図においては、一部の構成について、濃淡又は模様を付しているが、これはそれらの構成間の前後関係を図面上、理解し易くすることを目的としたものであって、その構成自体の濃淡又は模様を示すものではない。
【００２９】
距離センサ１は、導電体２と、ガード電極３〜５と、絶縁体６ａ〜６ｄ（総称する場合は絶縁体６という）と、を備える。導電体２及びガード電極３〜５は、導電性を有する材料、例えば、アルミニウム合金等の金属材料から構成でき、電気抵抗率が小さい材料が小さいものが好ましい。絶縁体６は例えば樹脂製のフィルムから構成される。
【００３０】
導電体２は、センサ電極２１と、センサ電極２１から延びるリード部２２と、リード部２２の端部に接続された端子部２３と、を一体的に備える。センサ電極２１は距離を検知する感知部であり、物体８に対向して配置される。センサ電極２１と物体８との間に生じる静電容量は両者の距離に応じて変化する。この静電容量を計測することで、センサ電極２１と物体８との間の距離（換言すると物体７と物体８との距離）を計測することができる。センサ電極１の外形形状は、角形、円形のいずれでもよいが、ここでは円形としている。円形の方が計測範囲を狭くやすく、スポット的に距離を計測することを容易にすることができる。
【００３１】
リード部２２は、センサ電極２１と端子部２３とを接続する。リード部２２は、センサ電極２１よりも幅細の線状をなしている。具体的には、センサ電極２１の直径よりもリード部２２の線幅を細くしている。リード部２２の線幅をより細くすることで、距離計測精度に対するリード部２２の影響を低減できる。
【００３２】
端子部２３には計測信号源９１からの配線が接続される。端子部２３を設けずに、リード部２２の端部に計測信号源９１からの配線を接続する構成も採用可能である。しかし、この構成の場合、配線作業性を考慮するとリード部２２の線幅を細くするのに制約が生じる場合がある。端子部２３を設けることで、リード部２２の線幅を細くして、距離計測精度に対するリード部２２の影響を低減しつつ配線作業性を向上できる。
【００３３】
ガード電極３は、導電体２に対して物体７側に配置される。逆に言うと、導電体２はガード電極３に対して物体８側に配置される。ガード電極３は、センサ電極２１及びリード部２２と平行に配設され、その法線方向（つまり距離センサ１の積層方向）でセンサ電極２１及びリード部２２と重なる部分３１、３２を備える。センサ電極２１及びリード部２２と、物体７との間にガード電極３が介在することで、ガード電極３を導電体２と等電位とするとセンサ電極２１及びリード部２２から物体７へ電気力線が発生することを防止できる。
【００３４】
部分３１、３２はセンサ電極２１及びリード部２２と同面積であってもよいが、本実施形態では、センサ電極２１及びリード部２２の周囲部分とも重なるように、より広い面積で形成している。これにより、センサ電極２１及びリード部２２から物体７へ電気力線が発生することをより確実に防止する。
【００３５】
また、本実施形態の場合、ガード電極３は、端子部２３と重なる部分３３も備えている。これにより、端子部２３から物体７へ電気力線が発生することを防止し、配線作業性を向上しながら、距離計測精度に対する端子部２３の影響を低減できる。
【００３６】
ガード電極４は、導電体２に対して物体８側に配置される。ガード電極３は、リード部２２と平行に配設され、その法線方向（つまり距離センサ１の積層方向）でリード部２２と重なる部分を備える。ガード電極３と異なり、ガード電極４はセンサ電極２１とは重ならない。
【００３７】
リード部２２と、物体８との間にガード電極４が介在することで、ガード電極４を導電体２と等電位とするとリード部２２から物体８の表面（計測面）へ電気力線が発生することを防止できる。ガード電極４はセンサ電極２１とは重ならないのでガード電極４を導電体２と等電位としてもセンサ電極２１から物体８の表面（計測面）には電気力線が発生する。
【００３８】
ガード電極４はリード部２２と同面積であってもよいが、本実施形態では、リード部２２の周囲部分とも重なるように、より広い面積で形成している。これにより、リード部２２から物体８へ電気力線が発生することをより確実に防止する。
【００３９】
ガード電極５は、導電体２と同じ平面上に配置される。ガード電極５は、センサ電極２１を囲むように配置されたガード部５１を備える。本実施形態では、ガード部５１の外形をセンサ電極２１の外形と相似形とし、したがって、ガード部５１の外形は円形である。ガード部５１の中央部には、センサ電極２１の外形よりも僅かに大きい開口部５１ａが形成されている。センサ電極２１は、開口部５１ａ内にガード部５１と非接触で配置される。
【００４０】
ガード電極５は、また、ガード部５１から延びるリード部５２を備える。リード部５２の幅方向中央部には、リード部２２及び端子部２３の外形よりも僅かに大きい開口部５１ａが形成されている。リード部２２及び端子部２３は、開口部５１ａ内にガード部５１と非接触で配置される。
【００４１】
絶縁体６ａは、ガード電極３に対して物体７側、換言すると、ガード電極３に対して物体８と反対側に配置されている。絶縁体６ａは、物体７とガード電極３とを絶縁する。
【００４２】
絶縁体６ｂは、ガード電極３と導電体２との間に配置されている。絶縁体６ｂは、導電体２とガード電極３とを絶縁する。絶縁体６ｃは、導電体２とガード電極４との間に配置されている。絶縁体６ｃは、導電体２とガード電極４とを絶縁する。
【００４３】
絶縁体６ｄは、ガード電極４に対して物体８側に配置されている。絶縁体６ｄはガード電極４と物体８とを絶縁するものであるが、その主要な目的は、物体８に対して距離センサ１を保護する保護膜としての機能にある。したがって、他の絶縁体６ａ〜６ｃよりも膜厚を厚くしてもよい。物体８が可動物等であり、計測中に距離センサ１に接触の可能性がある場合に、絶縁体６ｄは距離センサ１の内部の保護に有効である。逆に、物体８と距離センサ１との接触可能性が低い場合、絶縁体６ｄを省略することも可能である。
【００４４】
絶縁体６ａ〜６ｄは、長手方向の長さが異なっており、図１（Ａ）に示すように、距離センサ１の一端に、ガード電極３の部分３３、導電体２の端子部２３、ガード電極５のリード部５２、及び、ガード電極４が部分的に露出しており、これらに配線を接続することが可能となっている。
【００４５】
物体７は、距離センサ１を支持する基板、又は、ギャップ計測の対象となる計測対象物の一方を構成する部材（例えば物体８）に対向して配置され、計測対象物の他方を構成する部材である。物体７に対する距離センサ１の取付けは、例えば、絶縁体６ａと物体７との間に位置する粘着層を絶縁体６ａに設けておき、距離センサ１を物体７に貼り付けることで行うことができる。これにより距離センサ１を比較的簡易に設置できる。
【００４６】
距離センサ１の製造にあたっては、例えば、物体７上に、絶縁体６ａ、ガード電極３、絶縁体６ｂ、導電体２並びにガード電極５、絶縁体６ｃ、ガード電極４、及び、絶縁体６ｄの順でこれらをスパッタリング等により積層しながら形成する。また、別の例として、絶縁体６ａ〜６ｄとして樹脂製のフィルムを準備する。スパッタリング等により、絶縁体６ａ上にガード電極３を、絶縁体６ｂ上に導電体２及びガード電極５を、絶縁体６ｃ上にガード電極４をそれぞれ形成する。そして、絶縁体６ａ及びガード電極３、絶縁体６ｂ及び導電体２並びにガード電極５、絶縁体６ｃ及びガード電極４、絶縁体６ｄの順でこれらを積層し、薄膜のシート状の積層体として製造してもよい。
【００４７】
本実施形態では、導電体の層が３層（ガード電極３、導電体２及びガード電極５、ガード電極４）で、絶縁体の層が４層（絶縁体６ａ〜６ｄ）の層構造であるが、これに限られず、層数の異なる他の層構造を採用してもよい。
【００４８】
係る構成からなる距離センサ１の作用について図１（Ｂ）及び図１（Ｃ）を参照して説明する。これらの図では、距離センサ１が物体７の貼り付けられて物体７と物体８との距離を計測する場合を想定している。導電体２には計測信号源９１が接続され、例えば交流の計測信号が入力される。ガード電極３〜５には信号源９２が接続され、導電体２と等電位となるように信号が入力される。物体８は計測信号源９１及び信号源９２のグランドに接続される。なお、計測信号源９１及び信号源９２は一体であってもよい。
【００４９】
計測信号の入力により、図１（Ｂ）に示すようにセンサ電極２１から物体８へ、破線で示す電気力線が発生する。このとき、ガード電極５のガード部５１からも物体８へ破線で示す電気力線が生じて、端効果によってセンサ電極２１の周縁において電気力線が曲がることを低減できる。また、ガード電極３の存在により電気力線が物体７へ向かって発生することも抑制される。
【００５０】
センサ電極２１と物体８の表面（計測面）との間の静電容量は、これらの距離の大きさに比例して変化してそのインピーダンスが変化する。計測信号を観察することで、センサ電極２１と物体８との距離、つまり、物体７と物体８の距離を計測ないし演算することができる。
【００５１】
リード部２２に着目すると、図１（Ｃ）に示すように、ガード電極３の存在により電気力線が物体７へ向かって発生することが抑制されることに加えて、ガード電極４の存在により電気力線が物体８へ向かって発生することも抑制される。つまり、センサ電極２１の範囲内のみで、スポット的に、物体８との静電容量を計測することができ、距離計測精度に対するリード部２２の影響を低減することができる。
【００５２】
＜実験例＞
ガード電極３やガード電極４の存在による距離計測精度の向上効果について実験を行ったので図３（Ａ）〜図３（Ｃ）及び図４（Ａ）〜図４（Ｃ）を参照して説明する。
【００５３】
本発明の実施例は図２の構造とした。センサ電極２１は直径１ｍｍの円形とし、リード部２２は線幅０．１ｍｍとした。計測距離の範囲は０〜１００μｍ程度とし、距離の増大に反比例して、計測結果（電圧）が出力されるように計測回路を構成した。市販のプローブタイプの静電容量型距離センサを使用した同じ距離を計測し、その計測結果を基準値として実施例と比較例とを評価することとした。
【００５４】
図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は比較例のセンサ構造を示している。図３（Ａ）の比較例（比較例１と呼ぶ）は、ガード電極３〜５を設けない点が実施例と異なっている。図３（Ｂ）の比較例（比較例２と呼ぶ）は、ガード電極３及び４を設けない点が実施例と異なっている。図３（Ｃ）の比較例（比較例３と呼ぶ）は、ガード電極４を設けない点が実施例と異なっている。
【００５５】
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は比較例１〜３の計測結果を示し、図４（Ｃ）は実施例の計測結果を示している。各図において、破線は基準値である、市販のプローブタイプの静電容量型距離センサの計測結果を示している。
【００５６】
図４（Ａ）は比較例１及び２の計測結果を示している。距離に対して出力電圧が略一定であり、実用性が低い結果となった。
【００５７】
図４（Ｂ）は比較例３の計測結果を示している。距離に対して出力電圧が変化しており、基準値に変化の傾向が近づいているが、ずれが生じている。
【００５８】
図４（Ｃ）は実施例の計測結果を示している。基準値と略等しい計測結果が得られている。実施例と比較例３の構造並びに計測結果の比較から、比較例３の構造ではリード部２２と計測面との間の静電容量が計測結果に影響していること、及び、実施例ではガード電極４を設けたことによりリード部２２の影響をキャンセルできたこと、が理解される。
【００５９】
市販のプローブタイプの静電容量型距離センサに対する実施例の距離センサの優位性は、その適用部位の自由度にある。実施例の距離センサは、薄型のフィルム状に形成できることから、微小隙間の計測に適用できる。また、センサ電極２１を小さくすることで検知範囲を狭くできる点も有利である。例えば、静止物と可動物との間の隙間の計測に実施例の距離センサを利用することができ、多点計測とすれば、可動物の挙動計測も可能となる。具体的な適用例については後述する。
【００６０】
次に、センサ電極２１の直径が異なる複数の実施例を作成し、その出力特性を計測した。図５はその実験結果を示す。この実験では４つの実施例を作成し、センサ電極２１の直径を、それぞれ、０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、１．２ｍｍ、１．８ｍｍとした。計測距離に対する出力電圧の変化率について着目すると、センサ電極２１の直径が大きい程、より広範囲の計測距離について出力電圧の変化率が比較的均一である。例えば、直径１．８ｍｍのセンサ電極２１を備える実施例では、実験での計測距離の範囲全域に渡って出力電圧の線形性が高くなっている。一方、直径が０．５ｍｍや１．０ｍｍのもののように、相対的に小さいセンサ電極２１を備える実施例では、計測距離が短い領域においての出力電圧の線形性が高い。
【００６１】
以上のことから、計測距離の長さやび範囲に応じてセンサ電極２１の直径を選択することで、より精度の高い距離計測が行える。例えば、計測距離が短い場合には直径が小さいセンサ電極２１の採用が有利である。一方、計測距離の範囲が広い場合には直径が大きいセンサ電極２１の採用が有利である。
【００６２】
＜適用例＞
本発明の距離センサは、例えば、軸と軸受けとの隙間や、転がり軸受けのコロとコロ保持器との隙間といった微小隙間の距離計測に適用可能であり、しかも、多点計測とすることで軸やコロの挙動計測（傾き等）も可能となる。こういった微小隙間の距離計測のニーズは自動車産業等において高まっている。
【００６３】
近年のエンジン開発は、二酸化炭素低減に向けた燃費規制のため、小型・軽量化が進められており、又、高い燃焼圧力のため面圧(特に圧力変動)が増加している。面圧増加に伴うエンジン各部は、潤滑状態の悪化よる摩擦・摩耗の増大が問題となっている。エンジンやトランスミッション設計には、ＣＡＥによる基本設計が導入されている。しかし、個々の事例においては不十分な点も多く、実験による計算の検証や原因究明が不可欠であり、次代のエンジン又はトランスミッション開発の非常に有用な情報となる。例えば、ピストンスカートではキャビテーションやエアレーションによって気泡の発生量とタイミングが個々のエンジンで不明のため、計算と実測に違いが生じる場合がある。また、クラッチではそのたわみ量が一定ではなく、スティックスリップの原因とも言われている。
【００６４】
燃費向上を目的としたアイドリングストップ機構は、従来のエンジンやトランスミッションで生じていた摩擦・摩耗形態とは異なる新たな問題を生じている。これらの問題を明確にできる計測ツールが薄膜距離センサによる計測技術である。
【００６５】
即ち、薄膜距離センサは次世代のエンジン／トランスミッション開発は無論、開発に有用な解析ツールの性能向上に寄与できるセンサ技術であり、本発明はエンジン及びトランスミッション摺動部などの潤滑状態解明に必要な油膜厚さの計測に適用可能である。
【００６６】
図６（Ａ）〜（Ｃ）は上述した距離センサ１の適用例を示している。同図は、エンジンのクランク軸１０１と、その軸受けメタル１０２及び１０３のうちの一方との間の距離計測に適用した例を示している。
【００６７】
同図の例では距離センサ１を軸受けメタル１０３の内面に複数設けている。図６（Ｂ）は距離センサ１の配置を示しており、計測点が軸方向に３か所、周方向に３か所となるように、合計９つの距離センサ１が軸受けメタル１０３の内面に貼り付けられる。距離センサ１は、リード部２２の長さ等が異なる複数種類用意されており、端子部２３は、軸受けメタル１０３の端面に位置している。計測に先立って、このように複数の距離センサ１を、各センサ電極２１が互いに異なる位置となるように配置する（準備工程）。なお、図６（Ｂ）には図示しないが、ガード電極３は導電体２に対して軸受けメタル１０３の内面側に、ガード電極４は導電体２に対して反対側（クランク軸１０１側）に位置するように、各距離センサ１が設けられることは言うまでもない。
【００６８】
その後、図６（Ａ）の状態にクランク軸１０１、軸受けメタル１０２及び１０３を組み立てて隙間の計測に移る。計測工程では、上記のとおり、ガード電極３〜５を導電体２と同電位に維持しながら導電体２に計測信号を入力する。このとき、クランク軸１０１を回転させながら計測を行うことで実際のエンジン駆動時における隙間（つまり油膜）の計測を行える。
【００６９】
計測工程の実施により、クランク軸１０１周面と軸受けメタル１０３の内面との動的な隙間の変動について、９か所の計測結果を得られることになる。この結果、例えば図６（Ｃ）で矢印で示すようなクランク軸１０１の振れといった、駆動時のクランク軸１０１の挙動も検証可能となる。
【００７０】
＜他の実施形態＞
上記実施形態では、ガード電極５を設けたが、ガード電極５を省略することもできる。図７（Ａ）及び図７（Ｂ）はその一例を示す。図７（Ａ）は分解斜視図を示し、図７（Ｂ）はセンサ電極２１を通る断面図である。上記実施形態との違いは、ガード電極５の有無だけである。
【００７１】
ガード電極３の部分３１は、既に述べたとおり、センサ電極２１の周囲部分とも重なるように、より広い面積で形成されており、積層方向のずれはあるものの、センサ電極２１を囲む部分を有している。このため、図７（Ｂ）に示すように、ガード電極３の部分３１から物体８へ破線で示す電気力線が生じて、端効果によってセンサ電極２１の周縁において電気力線が曲がることを低減でき、ガード電極５を設けた場合と同等の効果を得られる。
【００７２】
図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、ガード電極５を省略した別例を示している。図８（Ａ）は分解斜視図を示し、図８（Ｂ）はセンサ電極２１を通る断面図である。上記実施形態との違いは、ガード電極５の有無と、ガード電極４の形状だけである。
【００７３】
図８（Ａ）及び図８（Ｂ）の例では、ガード電極４は、部分４１と部分４２とを有している。部分４２はリード部２２と重なる部分であり、本実施形態のガード電極４は、上記実施形態のガード電極４に部分４１を追加した形状をなしている。
【００７４】
部分４１は、積層方向のずれはあるものの、センサ電極２１を囲む形状を有している。具体的には、部分４１の外形は円形であり、その中央部には、センサ電極２１の外形よりも僅かに大きい開口部４１ａが形成されている。センサ電極２１は、開口部４１ａと重なるように配置され、したがって、ガード電極４はセンサ電極２１とは重ならない。
【００７５】
図８（Ｂ）に示すように、ガード電極４の部分４１から物体８へ破線で示す電気力線が生じて、端効果によってセンサ電極２１の周縁において電気力線が曲がることを低減でき、ガード電極５を設けた場合と同等の効果を得られる。開口部４１ａを設けたことで、センサ電極２１から物体８への電気力線の発生は妨げない。図８（Ａ）及び図８（Ｂ）の例ではガード電極３の部分３１もセンサ電極２１を囲む部分を有しているが、この囲む部分は無くしてもよい。
【００７６】
このようにガード電極３とガード電極４との少なくともいずれか一方が、センサ電極２１を囲む部分を備える構成とすることで、端効果によってセンサ電極２１の周縁において電気力線が曲がることを低減できる。
【００７７】
なお、本実施形態は、適宜設計可能で、例えば、センサ電極の大きさは、適宜変更可能であり、またその形状も円形に限らず他の形状であってもよい。
【図１】
2015152584.tif 000003
【図２】
2015152584.tif 000004
【図３】
2015152584.tif 000005
【図４】
2015152584.tif 000006
【図５】
2015152584.tif 000007
【図６】
2015152584.tif 000008
【図７】
2015152584.tif 000009
【図８】
2015152584.tif 000010