特許 7009545 静電容量型近接センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-14

(45)【発行日】2022-01-25

(54)【発明の名称】静電容量型近接センサ

(51)【国際特許分類】

   H01H 36/00 20060101AFI20220118BHJP

【ＦＩ】

H01H36/00 V

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020069102

(22)【出願日】2020-04-07

(65)【公開番号】P2021166150

(43)【公開日】2021-10-14

【審査請求日】2021-12-06

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000219602

【氏名又は名称】住友理工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001966

【氏名又は名称】特許業務法人笠井中根国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100103252

【弁理士】

【氏名又は名称】笠井 美孝

(74)【代理人】

【識別番号】100147717

【弁理士】

【氏名又は名称】中根 美枝

(72)【発明者】

【氏名】新枦 雄介

(72)【発明者】

【氏名】栗熊 甫

(72)【発明者】

【氏名】張 雲偉

【審査官】北岡 信恭

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－１０８８８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１３１４７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０１８８３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０９９２８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２２４２６３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｈ ３６／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

検出対象の接近を該検出対象とセンサ電極の間の静電容量に基づいて検出する静電容量型近接センサであって、
前記センサ電極に対して前記検出対象と反対側に配されて接地されるグラウンド電極と、該センサ電極と該グラウンド電極の間に配される中間層とを備えており、
該中間層は、電気絶縁性のガード支持体と、該センサ電極と同電位とされる第一ガード電極および第二ガード電極とを備え、
該第一ガード電極が該ガード支持体における該センサ電極との対向面に配されていると共に、該第二ガード電極が該ガード支持体における該グラウンド電極との対向面に配されており、
該第一ガード電極と該第二ガード電極を相互に導通する導通部が該中間層に設けられている静電容量型近接センサ。

【請求項2】

前記ガード支持体における前記センサ電極との対向面の全面が前記第一ガード電極によって覆われていると共に、該ガード支持体における前記グラウンド電極との対向面の全面が前記第二ガード電極によって覆われている請求項１に記載の静電容量型近接センサ。

【請求項3】

前記検出対象の接近による前記センサ電極の静電容量の変化を検出する検出装置を備えており、該検出装置を収容する収容空所が前記ガード支持体の内部に設けられている請求項１又は２に記載の静電容量型近接センサ。

【請求項4】

前記第一ガード電極と前記第二ガード電極の少なくとも一方が前記導通部と一体形成されている請求項１～３の何れか一項に記載の静電容量型近接センサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、検出対象の接近を静電容量の変化に基づいて検出する静電容量型近接センサに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、検出対象の接近を電気的な手段によって検出する近接センサが知られている。また、近接センサは、検出原理の異なる複数種類があり、例えば、特開２００３－２０２３８３号公報（特許文献１）に記載された物体検出装置のように、静電容量に基づいて検出する静電容量型近接センサも知られている。静電容量型近接センサは、導電体である人体などの検出対象がセンサ電極に接近する場合に、検出対象の接近を、検出対象とセンサ電極の間の静電容量の変化に基づいて、センサ電極から離れた位置において検出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００３－２０２３８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、静電容量型近接センサは、検出精度の向上を図るために、センサ電極の電気的な遮蔽を得るために設けられるグラウンド電極、グラウンド電極による静電容量を排除するためのガード電極等を備える場合がある。

【0005】

しかしながら、センサ電極とガード電極とグラウンド電極とが対向するように配置されると、センサ電極とガード電極の間の寄生容量と、ガード電極とグラウンド電極の間の寄生容量とが、検出に影響するほど大きくなるおそれがあった。

【0006】

本発明の解決課題は、寄生容量を低減することができる、新規な構造の静電容量型近接センサを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

以下、本発明を把握するための好ましい態様について記載するが、以下に記載の各態様は、例示的に記載したものであって、適宜に互いに組み合わせて採用され得るだけでなく、各態様に記載の複数の構成要素についても、可能な限り独立して認識及び採用することができ、適宜に別の態様に記載の何れかの構成要素と組み合わせて採用することもできる。それによって、本発明では、以下に記載の態様に限定されることなく、種々の別態様が実現され得る。

【0008】

上述した寄生容量を抑えるために、センサ電極とガード電極の間の第一誘電層およびガード電極とグラウンド電極の間の第二誘電層を、誘電率が低い空気等によって構成することが考えられる。しかし、センサ電極とグラウンド電極の間に位置するガード電極を電極単体で所定の位置に保持することは難しく、ガード電極は、一般的に電気絶縁性のガード支持体に固着されている。この場合に、第一誘電層と第二誘電層の少なくとも一方は、ガード支持体を含んで構成されることによって誘電率が増大し、センサ電極とグラウンド電極の間の寄生容量が大きくなってしまうという問題があった。

【0009】

そこで、第一の態様は、検出対象の接近を該検出対象とセンサ電極の間の静電容量に基づいて検出する静電容量型近接センサであって、前記センサ電極に対して前記検出対象と反対側に配されて接地されるグラウンド電極と、該センサ電極と該グラウンド電極の間に配される中間層とを備えており、該中間層は、電気絶縁性のガード支持体と、該センサ電極と同電位とされる第一ガード電極および第二ガード電極とを備え、該第一ガード電極が該ガード支持体における該センサ電極との対向面に配されていると共に、該第二ガード電極が該ガード支持体における該グラウンド電極との対向面に配されており、該第一ガード電極と該第二ガード電極を相互に導通する導通部が該中間層に設けられているものである。

【0010】

本態様に従う構造とされた静電容量型近接センサによれば、中間層におけるガード支持体の両面に設けられた第一ガード電極と第二ガード電極が導通部によって相互に導通されている。それゆえ、センサ電極とグラウンド電極の間の寄生容量に対して、第一ガード電極と第二ガード電極によって各電極の対向方向において挟まれたガード支持体の誘電率の影響が低減される。その結果、例えばガード支持体を比較的に誘電率の高い合成樹脂等の材料によって形成したり、ガード支持体の厚さ寸法を大きくしたとしても、寄生容量の増大による検出精度の低下が抑制されることから、ガード支持体の設計自由度を大きく得ることができる。

【0011】

第二の態様は、第一の態様に記載された静電容量型近接センサにおいて、前記ガード支持体における前記センサ電極との対向面の全面が前記第一ガード電極によって覆われていると共に、該ガード支持体における前記グラウンド電極との対向面の全面が前記第二ガード電極によって覆われているものである。

【0012】

本態様に従う構造とされた静電容量型近接センサによれば、ガード支持体の両面が全体にわたって第一ガード電極と第二ガード電極によって覆われることにより、センサ電極とグラウンド電極の間に生じる寄生容量に対して、第一ガード電極と第二ガード電極によって挟まれたガード支持体の誘電率の影響が一層低減される。

【0013】

第三の態様は、第一又は第二の態様に記載された静電容量型近接センサにおいて、前記検出対象の接近による前記センサ電極の静電容量の変化を検出する検出装置を備えており、該検出装置を収容する収容空所が前記ガード支持体の内部に設けられているものである。

【0014】

本態様に従う構造とされた静電容量型近接センサによれば、寄生容量に対するガード支持体の影響が低減乃至回避されることから、寄生容量を抑えつつガード支持体を厚肉として、ガード支持体の内部に検出装置を収容する収容空所を設けることも可能になる。検出装置をガード支持体内部の収容空所に配することにより、静電容量型近接センサ全体の小型化が図られ得ると共に、検出対象の接近検出に対する検出装置によるノイズが、第一ガード電極による遮蔽によって低減される。

【0015】

第四の態様は、第一～第三の何れか１つの態様に記載された静電容量型近接センサにおいて、前記第一ガード電極と前記第二ガード電極の少なくとも一方が前記導通部と一体形成されているものである。

【0016】

本態様に従う構造とされた静電容量型近接センサによれば、導通部が第一ガード電極と第二ガード電極の少なくとも一方に対して一体とされることにより、導通部をガード支持体に簡単に配することができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、静電容量型近接センサにおいて、寄生容量を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の第一の実施形態としての静電容量型近接センサを示す断面図であって、図２のＩ－Ｉ断面に相当する図

【図2】図１のＩＩ－ＩＩ断面図

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

【0020】

図１，２には、本発明の第一の実施形態としての静電容量型近接センサ１０が示されている。静電容量型近接センサ１０は、検出対象Ａの上方からの接近を静電容量に基づいて検出するセンサであって、表層１２と裏層１４と中間層１６とを備えている。以下の説明において、原則として、上下方向とは図１中の上下方向を、左右方向とは図１中の左右方向を、前後方向とは図２中の上下方向を、それぞれ言う。なお、図中において、表層１２、裏層１４、中間層１６、後述する第一誘電層３８、第二誘電層４０、各配線４４，４８，５０等は、見易さのために厚さや太さが大きく示されている。

【0021】

表層１２は、センサ支持体としての第一支持体１８にセンサ電極２０が重ね合わされた構造を有している。第一支持体１８は、電気絶縁性の合成樹脂などによって形成されており、本実施形態では四角平板形状とされている。第一支持体１８は、後述する検出対象Ａの検出を有利に実現するために、誘電率の大きな材料によって形成されることが望ましい。センサ電極２０は、銅や銀等の導電性金属或いは導電性金属を含む合金、合成樹脂に導電性フィラーを混合した導電性エラストマーなどの導電性材料によって形成されている。センサ電極２０は、第一支持体１８における下面の略全面を覆うように、第一支持体１８に固着されている。センサ電極２０は、板状や薄膜状であってよく、例えば、第一支持体１８の下面に対して導電性材料が蒸着、メッキ、塗装等によって固着されることにより形成される。また、金属板、導電布、金属箔等によって形成されたセンサ電極２０を第一支持体１８の下面に貼り付けることにより、センサ電極２０を第一支持体１８の下面に設けることもできる。

【0022】

裏層１４は、グラウンド支持体としての第二支持体２２にグラウンド電極２４が重ね合わされた構造を有している。第二支持体２２は、電気絶縁性の合成樹脂などによって形成されており、本実施形態では四角平板形状とされている。グラウンド電極２４は、センサ電極２０と同様の導電性材料によって形成されている。グラウンド電極２４は、第二支持体２２における上面の略全面を覆うように、第二支持体２２に固着されている。グラウンド電極２４は、板状や薄膜状であってよく、例えば、センサ電極２０と同様に、第二支持体２２への蒸着、メッキ、塗装等によって、形成と同時に第二支持体２２の上面に固着することができる。また、予め形成された金属板、導電布、金属箔等のグラウンド電極２４が、第二支持体２２の上面に貼り付けられるようにしてもよい。

【0023】

中間層１６は、ガード支持体としての第三支持体２６の上下両面に対して、第一ガード電極２８ａと第二ガード電極２８ｂが重ね合わされた構造を有している。

【0024】

第三支持体２６は、電気絶縁性の合成樹脂などによって形成されており、本実施形態では四角平板形状とされている。第三支持体２６は、内部に収容空所３０を備えている。本実施形態の収容空所３０は、直方体形状の空所であって、第三支持体２６の中央部分に設けられている。内部に収容空所３０を備える第三支持体２６は、例えば、別々に成形された複数の合成樹脂部材が、接着や機械的な係止等の手段によって固定される、或いは溶着によって一体化されることによって形成することができる。もっとも、収容空所３０の形状や配置は、特に限定されるものではなく、例えば、第三支持体２６の前端面に開放された状態で、第三支持体２６における前端部に設けられていてもよい。

【0025】

第一，第二ガード電極２８ａ，２８ｂは、それぞれ板状や薄膜状とされており、センサ電極２０と同様の導電性材料によって形成されている。第一ガード電極２８ａが第三支持体２６の上面に固着されていると共に、第二ガード電極２８ｂが第三支持体２６の下面に固着されている。本実施形態では、第一ガード電極２８ａが第三支持体２６の上面の全体を覆っていると共に、第二ガード電極２８ｂが第三支持体２６の下面の全体を覆っている。

【0026】

第一ガード電極２８ａと第二ガード電極２８ｂは、一対の導通部３２，３２によって相互に接続されている。導通部３２，３２は、第一，第二ガード電極２８ａ，２８ｂと同様の導電性材料によって形成されており、第三支持体２６の左右両面に固着されて、第一ガード電極２８ａと第二ガード電極２８ｂの左右端部に連続して設けられている。要するに、四角板状とされた第三支持体２６は、前後両面を除く表面が第一，第二ガード電極２８ａ，２８ｂと導通部３２とによって覆われている。これにより、第一ガード電極２８ａと第二ガード電極２８ｂは、導通部３２，３２によって相互に導通されている。導通部３２，３２は、第一，第二ガード電極２８ａ，２８ｂとは別体であってもよいが、好適には第一，第二ガード電極２８ａ，２８ｂと同じ形成材料によって一体形成される。

【0027】

なお、第一，第二ガード電極２８ａ，２８ｂと導通部３２，３２は、例えば、センサ電極２０やグラウンド電極２４と同様に、第三支持体２６への蒸着、メッキ、塗装等によって、形成と同時に第三支持体２６に固着することができる。また、予め形成された金属板、導電布、金属箔等を第三支持体２６に貼り付けることによって、第三支持体２６に固着された第一，第二ガード電極２８ａ，２８ｂと導通部３２，３２を得るようにしてもよい。

【0028】

表層１２と裏層１４と中間層１６は、上下方向において相互に所定の距離を隔てて略平行に配されている。また、表層１２が裏層１４よりも検出対象Ａ側となる上側に配置されていると共に、中間層１６が表層１２と裏層１４の対向面間に配置されている。表層１２と裏層１４と中間層１６は、左右方向の端部が一対の連結部材３４，３４によって連結されている。連結部材３４は、合成樹脂等の電気絶縁性の材料によって形成されて、板状とされている。連結部材３４は、左右方向の内側へ向けて突出する２つの凸部３６，３６を備えている。２つの凸部３６，３６は、上下方向に所定の距離だけ離れた位置に設けられており、それぞれ前後方向の全長にわたって連続して延びている。

【0029】

そして、表層１２の左右方向の端部が上側の凸部３６の上面に重ね合わされて固着され、裏層１４の左右方向の端部が下側の凸部３６の下面に重ね合わされて固着され、中間層１６の左右方向の端部が上下の凸部３６，３６の間に差し入れられて固着される。これにより、表層１２と裏層１４と中間層１６が連結部材３４，３４を介して相互に連結されている。そして、表層１２と裏層１４と中間層１６は、連結部材３４，３４によって相互に位置決めされており、対向方向である上下方向において所定の距離を隔てて配置されている。

【0030】

裏層１４のグラウンド電極２４は、表層１２のセンサ電極２０に対して、検出対象Ａのセンサ電極２０に対する接近側と反対側である下方に配されている。また、中間層１６の第一，第二ガード電極２８ａ，２８ｂは、センサ電極２０とグラウンド電極２４の間に配されている。そして、第一ガード電極２８ａが第三支持体２６におけるセンサ電極２０との対向面の全面を覆って配されていると共に、第二ガード電極２８ｂが第三支持体２６におけるグラウンド電極２４との対向面の全面を覆って配されている。

【0031】

表層１２と中間層１６の間および中間層１６と裏層１４の間は、それぞれ空間とされている。そして、センサ電極２０と第一ガード電極２８ａの上下方向の対向面間が、空気を誘電体とする第一誘電層３８とされていると共に、第二ガード電極２８ｂとグラウンド電極２４の上下方向の対向面間が、空気を誘電体とする第二誘電層４０とされている。

【0032】

また、第三支持体２６の収容空所３０には、検出装置としての検出基板４２が配されている。検出基板４２は、合成樹脂などの電気絶縁性の基板上に、後述するセンサ電極２０と検出対象Ａとの接近に伴う静電容量を検出する検出回路が設けられた構造を有している。検出回路は、例えば、センサ電極２０および第一，第二ガード電極２８ａ，２８ｂへの電圧の印加、センサ電極２０と検出対象Ａとの接近によって生じる静電容量に応じた出力信号の受信等を実行する回路とされる。検出基板４２は、第三支持体２６の収容空所３０に収容されていることにより、第三支持体２６の表面を覆う第一，第二ガード電極２８ａ，２８ｂと導通部３２，３２とによって囲まれている。

【0033】

センサ電極２０は、検出基板４２の検出回路に対して、センサ配線４４を介して接続されている。センサ配線４４は、導電性材料によって形成されており、一方の端部においてセンサ電極２０に導通されていると共に、他方の端部において検出基板４２の検出回路に導通されている。センサ配線４４は、センサ電極２０から第一ガード電極２８ａへ向けて下向きに延び出している。センサ配線４４は、長さを短くするために直線的に延びていることが望ましいが、必要に応じて屈曲していてもよい。センサ配線４４は、センサ電極２０と一体形成されていてもよいが、例えば、センサ電極２０とは別体のバスバーによって構成することも可能である。この場合には、例えば、バスバーの上端部分が、第一支持体１８によって支持されると共に、センサ電極２０に接触して導通される。センサ配線４４によって検出基板４２の検出回路に接続されたセンサ電極２０には、検出回路から所定の検出用電圧が印加される。

【0034】

センサ配線４４は、収容空所３０の上壁部を貫通している。即ち、収容空所３０の上壁部を構成する第三支持体２６の一部と第一ガード電極２８ａには、厚さ方向である上下方向に貫通する第一配線挿通孔４６が形成されており、センサ配線４４が第一配線挿通孔４６を貫通して配されている。第一配線挿通孔４６は、矩形断面を有する孔であって、センサ配線４４の断面よりも孔断面が大きくされている。これにより、センサ配線４４は、第一配線挿通孔４６への挿通部分において、第一ガード電極２８ａから離隔している。センサ配線４４は、第一配線挿通孔４６の略中央を貫通している。なお、第一配線挿通孔４６の孔断面形状は、矩形以外の円形等であってもよい。

【0035】

第一ガード電極２８ａは、検出基板４２の検出回路に対して、ガード配線４８を介して接続されている。ガード配線４８は、導電性材料によって形成されており、一方の端部において第一ガード電極２８ａに導通されていると共に、他方の端部において検出基板４２の検出回路に導通されている。ガード配線４８は、第一配線挿通孔４６の周縁部において上下方向に延びている。ガード配線４８は、第一ガード電極２８ａと一体形成されていてもよいが、センサ配線４４と同様に、第一ガード電極２８ａとは別体のバスバー等によって構成されていてもよい。ガード配線４８は、長さを短くするために直線的に延びていることが望ましいが、必要に応じて屈曲していてもよい。

【0036】

ガード配線４８によって検出基板４２の検出回路に接続された第一ガード電極２８ａは、検出回路から電圧が印加されて、センサ電極２０と同電位に保たれるアクティブガード電極とされる。なお、センサ電極２０と第一ガード電極２８ａは、実質的に同電位とされて、浮遊容量等による検知精度の低下を抑え得る電位が与えられるものであればよく、多少の電位の違いがあってもよい。

【0037】

さらに、中間層１６において、第一ガード電極２８ａと第二ガード電極２８ｂが導通部３２，３２を介して相互に導通されていることにより、第一ガード電極２８ａと第二ガード電極２８ｂは常に同電位とされる。したがって、第二ガード電極２８ｂは、第一ガード電極２８ａと同様に、センサ電極２０と同電位に保たれる。なお、例えば、第二ガード電極２８ｂに検出回路から電圧が印加されるようにしてもよいし、導通部３２，３２に検出回路から電圧が印加されるようにしてもよい。

【0038】

グラウンド電極２４は、検出基板４２の検出回路に対して、グラウンド配線５０を介して接続されている。グラウンド配線５０は、導電性材料によって形成されており、一方の端部においてグラウンド電極２４に導通されていると共に、他方の端部において検出基板４２の検出回路の接地端子に導通されている。これにより、グラウンド電極２４は、基準電位に保たれている。グラウンド配線５０は、グラウンド電極２４から第二ガード電極２８ｂへ向けて上向きに延び出している。グラウンド配線５０は、長さを短くするために直線的に延びていることが望ましいが、必要に応じて屈曲していてもよい。グラウンド配線５０は、グラウンド電極２４と一体形成されていてもよいが、例えば、センサ配線４４やガード配線４８と同様に、グラウンド電極２４とは別体のバスバー等によって構成されていてもよい。

【0039】

グラウンド配線５０は、収容空所３０の下壁部を貫通している。即ち、収容空所３０の下壁部を構成する第三支持体２６の一部と第二ガード電極２８ｂには、厚さ方向である上下方向に貫通する第二配線挿通孔５２が形成されており、グラウンド配線５０が第二配線挿通孔５２を貫通して配されている。第二配線挿通孔５２は、矩形断面を有する孔であって、グラウンド配線５０の断面よりも孔断面が大きくされている。これにより、グラウンド配線５０は、第二配線挿通孔５２への挿通部分において、第二ガード電極２８ｂから離隔している。グラウンド配線５０は、第二配線挿通孔５２の略中央を貫通している。なお、第二配線挿通孔５２の孔断面形状は、矩形以外の円形等であってもよい。

【0040】

静電容量型近接センサ１０は、例えば、連結部材３４，３４が図示しない装着対象に固定されることにより、装着対象に取り付けられる。装着対象は、特に限定されないが、検出対象Ａの接近や衝突を防ぐべき対象であって、例えば、産業用のロボットアーム，ロボット車両などが例示される。

【0041】

図１に二点鎖線で仮想的に示した人体等の検出対象Ａが静電容量型近接センサ１０に上方から接近すると、導電体である検出対象Ａとセンサ電極２０との間にコンデンサが構成される。そして、検出対象Ａとセンサ電極２０の間の静電容量に基づく検出信号が、センサ電極２０から検出基板４２の検出回路へ送信されることにより、静電容量型近接センサ１０は、検出対象Ａのセンサ電極２０に対する接近をセンサ電極２０から離れた位置において検出する。

【0042】

なお、静電容量型近接センサ１０において検出対象Ａの接近が検出された場合の応答は、特に限定されるものではないが、例えば、装着対象の移動を停止させる停止信号を発するなどして、検出対象Ａと装着対象の衝突を回避するようにしてもよい。また、警告音や警告灯の点灯等の手段によって、周囲に接近の検出を報知するようにしてもよい。

【0043】

このような本実施形態に係る静電容量型近接センサ１０は、センサ電極２０とグラウンド電極２４の間の寄生容量が低減されている。すなわち、従来の静電容量型近接センサは、第三支持体２６の上下一方の面にのみガード電極が設けられていたことから、センサ電極２０とグラウンド電極２４の間の寄生容量に第三支持体２６の誘電率が影響し、寄生容量が大きくなっていた。そこにおいて、本実施形態に係る静電容量型近接センサ１０は、第三支持体２６の上下両面に第一，第二ガード電極２８ａ，２８ｂが設けられていると共に、それら第一，第二ガード電極２８ａ，２８ｂが導通部３２，３２によって相互に導通されている。これにより、第一，第二ガード電極２８ａ，２８ｂの間に位置する第三支持体２６は、センサ電極２０とグラウンド電極２４の間の寄生容量に対する影響を抑えられる。それゆえ、第一，第二ガード電極２８ａ，２８ｂを支持する第三支持体２６を設けつつ、センサ電極２０とグラウンド電極２４の間の寄生容量を小さくすることができる。

【0044】

このように、センサ電極２０とグラウンド電極２４の間の寄生容量に対する第三支持体２６の誘電率の影響が低減されることにより、検出対象Ａの接近検出に対する寄生容量の影響を抑えつつ、第三支持体２６の設計自由度を大きくすることができる。それゆえ、第三支持体２６の形成材料として誘電率の大きな材料を選択することも可能になる。

【0045】

センサ電極２０とグラウンド電極２４の間の寄生容量に対する第三支持体２６の影響が低減されることにより、第三支持体２６を比較的に厚肉とし、第三支持体２６の内部に収容空所３０を設けて、収容空所３０に検出基板４２を配することも可能になる。これによれば、検出基板４２の配設スペースを外部に設ける必要がなくなって、静電容量型近接センサ１０の小型化が図られると共に、検出基板４２に接続される各配線４４，４８，５０の長さが短くなることによって、ノイズの低減等も図られる。また、検出基板４２が第一，第二ガード電極２８ａ，２８ｂと導通部３２，３２によって囲まれた収容空所３０に収容されることにより、検出基板４２が発する電磁波等が検出対象Ａの接近検出に及ぼす影響を低減することができる。

【0046】

本実施形態では、センサ電極２０と第一ガード電極２８ａの間の第一誘電層３８と、第二ガード電極２８ｂとグラウンド電極２４の間の第二誘電層４０とが、何れも空気を誘電体としている。それゆえ、電気絶縁性の合成樹脂等を誘電体とする場合に比して、センサ電極２０とグラウンド電極２４の間の寄生容量が小さくされている。

【0047】

本実施形態では、第三支持体２６におけるセンサ電極２０との対向面の全面が第一ガード電極２８ａによって覆われていると共に、第三支持体２６におけるグラウンド電極２４との対向面の全面が第二ガード電極２８ｂによって覆われている。これにより、センサ電極２０とグラウンド電極２４の間の寄生容量に対する第三支持体２６の誘電率の影響が、より低減され、センサ電極２０とグラウンド電極２４の間の寄生容量がより小さくされて、検出対象Ａの接近の検出精度の向上が図られ得る。

【0048】

第一，第二ガード電極２８ａ，２８ｂと導通部３２，３２が同じ材料によって一体形成されていることにより、第一，第二ガード電極２８ａ，２８ｂと導通部３２，３２が第三支持体２６の表面において容易に形成可能となる。

【0049】

以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、前記実施形態の第一ガード電極２８ａは、第三支持体２６におけるセンサ電極２０との対向面である上面の全体を覆って設けられていたが、第一ガード電極２８ａは、第三支持体２６の上面を部分的に覆って設けられていてもよい。同様に、第二ガード電極２８ｂは、第三支持体２６におけるグラウンド電極２４との対向面である下面を部分的に覆って設けられていてもよい。例えば、第一ガード電極２８ａと第二ガード電極２８ｂの少なくとも一方は、網目状とされ得る。

【0050】

前記実施形態の導通部３２，３２は、第一，第二ガード電極２８ａ，２８ｂの両方と一体形成されていたが、導通部３２，３２は、例えば、第一，第二ガード電極２８ａ，２８ｂの何れか一方とだけ一体形成されていてもよい。また、導通部３２，３２は、例えば、第一，第二ガード電極２８ａ，２８ｂの両方に対して別体として形成されて、第一，第二ガード電極２８ａ，２８ｂの少なくとも一方に対して接触によって導通されていてもよい。

【0051】

導通部３２，３２は、必ずしも左右一対が設けられる必要はなく、左右何れか一方だけでもよい。また、導通部３２は、第三支持体２６の左右両面と前後両面の全面を覆う環状とすることもできるし、第三支持体２６の前後少なくとも一方の面だけに設けられて左右両面には設けられないようにもできる。また、第三支持体２６の左右方向の端面に設けられる導通部３２が、前後方向において部分的に設けられていてもよいし、第三支持体２６の前後方向の端面に設けられる導通部３２が、左右方向において部分的に設けられていてもよい。また、例えば、第三支持体２６を貫通するスルーホールに導通部３２を形成して、第三支持体２６を貫通する導通部３２を設けることも可能である。

【0052】

検出基板４２は、各配線４４，４８，５０を短くし、センサ電極２０に対する遮蔽を確保する等の観点から、前記実施形態に示すように第三支持体２６の収容空所３０に配されることが望ましい。しかしながら、検出基板４２は、例えば、センサ電極２０とグラウンド電極２４の対向間を外れた外部に配することも可能である。例えば、グラウンド電極２４に固着される第二支持体２２の内部に収容空所を設けて、検出基板４２を当該収容空所に配することもできる。

【符号の説明】

【0053】

１０ 静電容量型近接センサ
１２ 表層
１４ 裏層
１６ 中間層
１８ 第一支持体
２０ センサ電極
２２ 第二支持体
２４ グラウンド電極
２６ 第三支持体（ガード支持体）
２８ａ 第一ガード電極
２８ｂ 第二ガード電極
３０ 収容空所
３２ 導通部
３４ 連結部材
３６ 凸部
３８ 第一誘電層
４０ 第二誘電層
４２ 検出基板
４４ センサ配線
４６ 第一配線挿通孔
４８ ガード配線
５０ グラウンド配線
５２ 第二配線挿通孔
Ａ 検出対象

【図1】

【図2】