本發(fā)明涉及靜電電容檢測(cè)式壓力開關(guān)及壓力傳感器，特別涉及將膜片用作一方的電極的靜電電容檢測(cè)式壓力開關(guān)及壓力傳感器。

背景技術(shù)：

已知一種膜片式壓力開關(guān)及傳感器，其在對(duì)制冷制熱、空調(diào)、汽車以及工業(yè)裝置用的系統(tǒng)進(jìn)行控制時(shí)，檢測(cè)工作介質(zhì)的壓力。在膜片式壓力開關(guān)中，已知觸點(diǎn)式壓力開關(guān)，但是，在觸點(diǎn)式壓力開關(guān)中，存在以下問題，即，存在在觸點(diǎn)間由于卡住異物(絕緣物)而發(fā)生導(dǎo)通不良的可能性，因此，靜電電容檢測(cè)式、光檢測(cè)式、磁性檢測(cè)式、應(yīng)變檢測(cè)式等非觸點(diǎn)式壓力開關(guān)及壓力傳感器也被使用。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2013-171614號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開平8-82564號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特表2013-537972號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的課題

為了檢測(cè)多個(gè)動(dòng)作液壓，已知如對(duì)比文獻(xiàn)1記載的液壓開關(guān)模塊，其具備多個(gè)觸點(diǎn)式液壓開關(guān)、外殼、連接電路以及板型部件等。

另外，在非觸點(diǎn)式壓力開關(guān)中的靜電電容檢測(cè)式壓力開關(guān)及壓力傳感器中，已知將金屬制膜片作為一方的電極，且將經(jīng)由絕緣件設(shè)于膜片的大氣壓側(cè)的固定電極作為另一方的電極，通過檢測(cè)兩個(gè)電極間的靜電電容的變化，從而檢測(cè)工作介質(zhì)的壓力。

在對(duì)比文獻(xiàn)2中公開了一種靜電電容檢測(cè)式壓力開關(guān)，其設(shè)有：設(shè)于膜片上的可動(dòng)電極；在從一個(gè)空間分離的空間內(nèi)與可動(dòng)電極具有預(yù)定間隔地配置的固定電極；設(shè)于至少任一個(gè)電極的表面的絕緣層；以及檢測(cè)兩電極間的靜電電容的檢測(cè)單元，在兩電極接觸前后的區(qū)域分離地設(shè)有開關(guān)的閉合區(qū)域以及斷開區(qū)域。

在對(duì)比文獻(xiàn)3中公開了一種應(yīng)用于血壓的測(cè)量的壓力計(jì)，該壓力計(jì)使用具備可動(dòng)電極裝置的靜電電容型壓力傳感器，該可動(dòng)電極裝置具備電極部和在其徑向的外周設(shè)置的彈性變形部，電極部和彈性變形部連結(jié)成一體，在軸向上受到應(yīng)力時(shí)，彈性變形部能夠產(chǎn)生相應(yīng)的變形，且使電極部沿軸向移動(dòng)。

在如上述的靜電電容檢測(cè)式壓力開關(guān)中，存在根據(jù)用作一方的電極的膜片與輸出來自膜片的信號(hào)的信號(hào)線的連接方法，而對(duì)膜片的壓力-位移特性、即膜片的動(dòng)作特性產(chǎn)生影響的問題。另外，因?yàn)槟てM(jìn)行微小的變形，所以，也存在難以確保膜片與信號(hào)線的穩(wěn)定的導(dǎo)通。

因此，本發(fā)明的目的在于提供一種靜電電容檢測(cè)式壓力開關(guān)及壓力傳感器，其對(duì)于用作一方的電極的膜片與用于檢測(cè)來自膜片的信號(hào)的信號(hào)線的連接，不會(huì)對(duì)膜片的動(dòng)作特性產(chǎn)生影響，能夠確保穩(wěn)定的導(dǎo)通。

用于解決可以的方案

為了解決上述課題，本發(fā)明的靜電電容檢測(cè)式壓力開關(guān)具備：膜片，其根據(jù)從管路供給的工作介質(zhì)的壓力的變動(dòng)而進(jìn)行位移；可動(dòng)電極，其電連接于上述膜片；固定電極，其設(shè)在上述膜片的與上述管路相對(duì)的大氣壓側(cè)；以及絕緣被膜，其確保上述固定電極與上述膜片的絕緣，上述靜電電容檢測(cè)式壓力開關(guān)構(gòu)成為，根據(jù)上述工作介質(zhì)的壓力的變動(dòng)，上述膜片進(jìn)行位移，將該位移作為與上述可動(dòng)電極連接的上述膜片和上述固定電極之間的靜電電容的變動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)，且基于該靜電電容的變動(dòng)，檢測(cè)上述工作介質(zhì)的壓力，上述靜電電容檢測(cè)式壓力開關(guān)的特征在于，形成有電極接觸部，其為在上述膜片的外周的一部分向外側(cè)延伸的至少一個(gè)突起部，且用于連接上述可動(dòng)電極。

另外，上述電極接觸部也可以形成為與上述可動(dòng)電極進(jìn)行鉚接加工的形狀。

另外，上述電極接觸部也可以形成為與上述可動(dòng)電極進(jìn)行點(diǎn)焊的形狀。

另外，上述電極接觸部也可以形成為與上述可動(dòng)電極進(jìn)行激光焊接的形狀。

另外，上述電極接觸部也可以形成為與上述可動(dòng)電極進(jìn)行連接器嵌合的形狀。

另外，上述電極接觸部也可以形成為在上述膜片的外周設(shè)有板簧的碟形彈簧形狀，且通過上述碟形彈簧的彈力與上述可動(dòng)電極連接。

為了解決上述課題，本發(fā)明的靜電電容檢測(cè)式壓力傳感器具備：膜片，其根據(jù)從管路供給的工作介質(zhì)的壓力的變動(dòng)而進(jìn)行位移；可動(dòng)電極，其電連接于上述膜片；固定電極，其設(shè)在上述膜片的與上述管路相對(duì)的大氣壓側(cè)；以及絕緣被膜，其確保上述固定電極與上述膜片的絕緣，上述靜電電容檢測(cè)式壓力傳感器構(gòu)成為，根據(jù)上述工作介質(zhì)的壓力的變動(dòng)，上述膜片進(jìn)行位移，將該位移作為與上述可動(dòng)電極連接的上述膜片和上述固定電極之間的靜電電容的變動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)，且基于該靜電電容的變動(dòng)，檢測(cè)上述工作介質(zhì)的壓力，上述靜電電容檢測(cè)式壓力傳感器的特征在于，形成有電極接觸部，其為在上述膜片的外周的一部分向外側(cè)延伸的至少一個(gè)突起部，且用于連接上述可動(dòng)電極。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明的靜電電容檢測(cè)式壓力開關(guān)及壓力傳感器，對(duì)于用作一方的電極的膜片與用于檢測(cè)來自膜片的信號(hào)的信號(hào)線的連接，不會(huì)對(duì)膜片的動(dòng)作特性產(chǎn)生影響，能夠確保穩(wěn)定的導(dǎo)通。

附圖說明

圖1是表示使用通常的圓板形狀的膜片的現(xiàn)有技術(shù)的靜電電容檢測(cè)式壓力開關(guān)的結(jié)構(gòu)的圖。

圖2是靜電電容檢測(cè)電路的框圖。

圖3(a)是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的圓板形的膜片和本發(fā)明的靜電電容檢測(cè)式壓力開關(guān)的膜片的施加接觸載荷時(shí)的特性進(jìn)行比較并示出的圖，是表示未施加載荷時(shí)的形狀的圖，圖3(b)是表示施加接觸載荷時(shí)的變形的圖，圖3(c)是表示施加接觸載荷時(shí)的應(yīng)力分布的圖。

圖4(a)是表示本發(fā)明的靜電電容檢測(cè)式壓力開關(guān)的膜片的形狀的一個(gè)例子的圖，是將電極接觸部形成為進(jìn)行鉚接加工的形狀的膜片的俯視圖，圖4(b)是在圖4(a)的IVb-IVb表示的剖視圖，圖4(c)是將可動(dòng)電極和電極接觸部一同放大進(jìn)行表示的圖，圖4(d)是放大表示將可動(dòng)電極插入電極接觸部的狀態(tài)的圖，圖4(e)是放大表示將可動(dòng)電極鉚接加工于電極接觸部的狀態(tài)的圖。

圖5(a)是表示本發(fā)明的靜電電容檢測(cè)式壓力開關(guān)的膜片的形狀的參考例的圖，是將電極接觸部形成為進(jìn)行錫焊的形狀的膜片的俯視圖，圖5(b)是在圖5(a)的Vb-Vb表示的剖面圖，圖5(c)是將可動(dòng)電極和電極接觸部一同放大進(jìn)行表示的圖，圖5(d)是放大表示將可動(dòng)電極插入電極接觸部的狀態(tài)的圖，圖5(e)是放大表示將可動(dòng)電極錫焊于電極接觸部的狀態(tài)的圖。

圖6(a)是表示本發(fā)明的靜電電容檢測(cè)式壓力開關(guān)的膜片的形狀的一個(gè)例子的圖，是將電極接觸部形成為進(jìn)行點(diǎn)焊的形狀的膜片的俯視圖，圖6(b)是在圖6(a)的VIb-VIb表示的剖面圖，圖6(c)是將可動(dòng)電極和電極接觸部一同放大進(jìn)行表示的圖，圖6(d)是放大表示將可動(dòng)電極與電極接觸部接觸的狀態(tài)的圖，圖6(e)是放大表示將可動(dòng)電極點(diǎn)焊于電極接觸部的狀態(tài)的圖，圖6(f)是放大表示將前端未折彎的形狀的可動(dòng)電極激光焊接于電極接觸部的狀態(tài)的圖。

圖7(a)是表示本發(fā)明的靜電電容檢測(cè)式壓力開關(guān)的膜片的形狀的一個(gè)例子的圖，是將電極接觸部形成為進(jìn)行連接器嵌合的形狀的膜片的俯視圖，圖7(b)是在圖7(a)的VIIb-VIIb表示的剖視圖，圖7(c)是在圖7(a)的VIIc-VIIc表示的剖視圖。

圖8(a)是表示本發(fā)明的靜電電容檢測(cè)式壓力開關(guān)的膜片的形狀的一個(gè)例子的圖，是在膜片的外周形成有構(gòu)成碟形彈簧形狀的多個(gè)板簧形狀的電極接觸部的膜片的俯視圖，圖8(b)是在圖8(a)的VIIIb-VIIIb表示的剖視圖。

圖9是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的靜電電容檢測(cè)式壓力開關(guān)的結(jié)構(gòu)的圖。

符號(hào)說明

100、900—壓力開關(guān)，110、910—膜片組件，111、300、400、500、600、700、800—膜片，112—O型圈，113—隔膜，120、920—靜電電容檢測(cè)部，121、321、421、521、621、621A、721、821、921—可動(dòng)電極，122—固定電極，123—絕緣被膜，124—靜電電容檢測(cè)IC，125—引線，130、930—固定部，131、931—支撐部件，132、932—罩，133—固定螺釘，134—墊圈，200—靜電電容檢測(cè)電路，210—振蕩電路，220—振蕩狀態(tài)檢測(cè)電路，230—輸出電路，301、401、501、601、701、801—電極接觸部。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。

首先，對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的靜電電容檢測(cè)式的壓力開關(guān)進(jìn)行說明。

圖1是表示使用通常的圓板形的膜片111的現(xiàn)有技術(shù)的靜電電容檢測(cè)式壓力開關(guān)100的結(jié)構(gòu)的圖。

在圖1中，壓力開關(guān)100安裝于工作介質(zhì)供給組件10進(jìn)行使用，工作介質(zhì)供給組件10具有：供給制冷制熱、空調(diào)、汽車以及工業(yè)裝置用的工作介質(zhì)的壓力的管路11；以及對(duì)工作介質(zhì)的壓力進(jìn)行密封的O型圈12。此外，壓力開關(guān)100也可以形成為將后述的支撐部件131等卸下，而以單體連接于接頭管等的開關(guān)。

壓力開關(guān)100具備：膜片組件110；靜電電容檢測(cè)部120；以及對(duì)膜片組件110及靜電電容檢測(cè)部120進(jìn)行保持，且固定于工作介質(zhì)供給組件10的固定部130。

膜片組件110具備：根據(jù)從管路11供給的工作介質(zhì)的壓力的變動(dòng)進(jìn)行位移的膜片111；配置于膜片111的管路11側(cè)且對(duì)工作介質(zhì)進(jìn)行密封的O型圈112；以及與O型圈112緊密接觸且對(duì)工作介質(zhì)進(jìn)行密封的隔膜113。

在靜電電容檢測(cè)式壓力開關(guān)中，對(duì)根據(jù)工作介質(zhì)的壓力的變動(dòng)而位移的膜片111與固定電極122之間的靜電電容的變動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)，基于靜電電容的變動(dòng)，檢測(cè)膜片111的位移，且根據(jù)膜片111的位移，對(duì)從管路11供給的工作介質(zhì)的壓力進(jìn)行檢測(cè)，因此，膜片111主要使用金屬制的膜片。另外，膜片111主要使用具有進(jìn)行反轉(zhuǎn)動(dòng)作、即進(jìn)行速動(dòng)的彈性的金屬制膜片，但是，在將本結(jié)構(gòu)應(yīng)用于輸出壓力的測(cè)量值的壓力傳感器的情況下，不能使用速動(dòng)的膜片。在來自管路11的工作介質(zhì)的壓力小于設(shè)定值的情況下，速動(dòng)的膜片111形成向下側(cè)膨脹的形狀，若來自管路11的工作介質(zhì)的壓力成為設(shè)定值以上，則利用該工作介質(zhì)的壓力從向下側(cè)膨脹的形狀可逆地反轉(zhuǎn)成向上側(cè)膨脹的形狀。

O型圈112配置于在支撐部件131的開口部131a的周邊所設(shè)置的凹部131d，且與后述的隔膜113一同對(duì)支撐部件131與膜片111之間的工作介質(zhì)進(jìn)行密封。

隔膜113貼附在膜片111的管路11側(cè)，與膜片111一同位移，且與O型圈112緊密接觸，保持工作介質(zhì)側(cè)的氣密。

靜電電容檢測(cè)部120具備：與膜片111的一部分電連接的可動(dòng)電極121；設(shè)于膜片111的大氣壓側(cè)的固定電極122；安裝于固定電極122的膜片111側(cè)的絕緣被膜123；以及經(jīng)由引線125與可動(dòng)電極121及固定電極122電連接，并對(duì)膜片111與固定電極122之間的靜電電容進(jìn)行檢測(cè)的靜電電容檢測(cè)IC124。

可動(dòng)電極121是與金屬制的膜片111的例如可動(dòng)的至少外周部電連接的金屬零件?？蓜?dòng)電極121經(jīng)由引線125與靜電電容檢測(cè)IC124連接，由此，膜片111形成靜電電容檢測(cè)中的電容器的一方的電極?？蓜?dòng)電極121既可以形成為與膜片111的外周部全體接觸的圓環(huán)形，也可以形成為，用樹脂制限位件覆蓋膜片111的外周部的大部分，在其一部分配置可動(dòng)電極121，再與金屬制的膜片111連接，也可以為其它形狀。

固定電極122是不與膜片111接觸且具有如覆蓋膜片111的大氣壓側(cè)的形狀的金屬零件。固定電極122經(jīng)由引線125與靜電電容檢測(cè)IC124連接，由此，固定電極122形成靜電電容檢測(cè)中的電容器的另一方的電極。此外，固定電極122的形狀為平板形、凹形等，只要是與靜電電容檢測(cè)IC124電連接且能夠形成電容器的另一方的電極的形狀即可。

絕緣被膜123位于膜片111與固定電極122之間，發(fā)揮靜電電容檢測(cè)中的電容器的電介體的功能。因此，由于根據(jù)材質(zhì)及厚度，靜電電容進(jìn)行變化，所以，絕緣被膜123根據(jù)后述的靜電電容檢測(cè)電路200的電路結(jié)構(gòu)對(duì)材質(zhì)及厚度進(jìn)行選擇。另外，為了防止固定電極122和膜片111接觸，絕緣被膜123既可以使用橡膠、聚酰亞胺膜等減震材料，也可以形成為通過濺射·CVD·PVD等進(jìn)行絕緣涂布而形成的零件。另外，絕緣被膜123貼附在固定電極122的表面，但是也可以貼附于膜片111。

靜電電容檢測(cè)IC124設(shè)想進(jìn)行模塊化，既可以將其配置于外部，也可以以與支撐部件131或罩132的上部接觸的方式固定。圖2表示集成到靜電電容檢測(cè)IC124的電路結(jié)構(gòu)，即靜電電容檢測(cè)電路200。

固定部130具備：確保膜片111與工作介質(zhì)供給組件10之間的絕緣，且將壓力開關(guān)100固定于工作介質(zhì)供給組件10的支撐部件131；對(duì)設(shè)于支撐部件131的大氣壓側(cè)的收納部131b進(jìn)行密封的罩132；固定支撐部件131和工作介質(zhì)供給組件10的多個(gè)固定螺釘133；以及防止多個(gè)固定螺釘133的每一個(gè)的松弛的多個(gè)墊圈134。

支撐部件131為大致圓板形，且為了確保膜片111與工作介質(zhì)供給組件10之間的絕緣，而由例如樹脂材料成形。在支撐部件131形成有：具有與管路11對(duì)應(yīng)的直徑的開口部131a；設(shè)于開口部131a的周圍的大氣壓側(cè)，且收納膜片組件110、可動(dòng)電極121以及固定電極122的圓筒形的凹部，即收納部131b；從收納部131b向周圍展寬，具有供固定螺釘133插入的螺孔131e且與工作介質(zhì)供給組件10接觸的外周部131c；以及作為收納部131b的內(nèi)部，設(shè)于開口部131a的周圍且配置O型圈112的凹部131d。

罩132配置于在支撐部件131的收納部131b所收納的膜片組件110、可動(dòng)電極121以及固定電極122的大氣壓側(cè)，且對(duì)收納部131b進(jìn)行密封。罩132由例如樹脂材料成形，其固定可動(dòng)電極121、固定電極122，并相對(duì)于膜片111進(jìn)行定位。罩132也可以構(gòu)成為通過按入、鉚接加工、或者粘結(jié)劑而固定于收納部131b。

作為壓力開關(guān)100的安裝方法的一個(gè)例子，首先裝配膜片組件110。然后，在膜片組件110的大氣壓側(cè)，將固定了可動(dòng)電極121及固定電極122的罩132收納并固定于支撐部件131的收納部131b。經(jīng)由引線125，連接可動(dòng)電極121及固定電極122和靜電電容檢測(cè)IC124。然后，將支撐部件131通過多個(gè)固定螺釘133及多個(gè)墊圈134而固定于工作介質(zhì)供給組件10。此外，不限定該安裝方法，根據(jù)工作介質(zhì)供給組件10的形狀、靜電電容的檢測(cè)方法等，能夠應(yīng)用各種方法。

接下來，對(duì)集成到靜電電容檢測(cè)IC124的電路結(jié)構(gòu)，即靜電電容檢測(cè)電路200進(jìn)行說明。

圖2是靜電電容檢測(cè)電路200的框圖。

圖2中，靜電電容檢測(cè)電路200具備振蕩電路210、振蕩狀態(tài)檢測(cè)電路220以及輸出電路230。可動(dòng)電極121及固定電極122作為構(gòu)成靜電電容檢測(cè)電路200的振蕩電路210的一部分的電容器而連接。振蕩電路210由例如RC電路等構(gòu)成，根據(jù)靜電電容的變動(dòng)，振蕩頻率進(jìn)行變動(dòng)。從而，當(dāng)膜片111位移，靜電電容變動(dòng)時(shí)，振蕩電路210的振蕩頻率變動(dòng)。然后，當(dāng)隨著膜片111的位移，振蕩頻率變動(dòng)時(shí)，引起振蕩的開始或停止。來自振蕩電路210的輸出被輸入振蕩狀態(tài)檢測(cè)電路220，從而檢測(cè)上述的振蕩的開始或停止。檢測(cè)到的檢測(cè)信號(hào)輸入輸出電路230，在放大后輸出到外部。此外，靜電電容檢測(cè)電路200為示例，只要能夠?qū)⒛て?11的位移作為靜電電容的位移進(jìn)行檢測(cè)即可。

在上述這樣的使用通常的圓板形的膜片111的現(xiàn)有技術(shù)的靜電電容檢測(cè)式壓力開關(guān)100及根據(jù)同樣的結(jié)構(gòu)而構(gòu)成的壓力傳感器中，存在根據(jù)用作一方的電極的膜片111與輸出來自膜片111的信號(hào)的固定電極122的連接方法，而對(duì)膜片111的壓力-位移特性、即膜片111的動(dòng)作特性產(chǎn)生影響的問題。另外，因?yàn)槟て?11進(jìn)行微小的變形，所以，也存在難以確保膜片111與固定電極122的穩(wěn)定的導(dǎo)通。

為了消除這種現(xiàn)有的靜電電容檢測(cè)式壓力開關(guān)及壓力傳感器的問題點(diǎn)，本發(fā)明的靜電電容檢測(cè)式壓力開關(guān)及壓力傳感器的特征在于，改變膜片的形狀，形成作為在膜片的外周的一部分向外側(cè)延伸的至少一個(gè)突起部的、用于連接可動(dòng)電極的電極接觸部。以下，使用圖3(a)至圖3(c)對(duì)本發(fā)明的靜電電容檢測(cè)式壓力開關(guān)及壓力傳感器的施加接觸載荷時(shí)的特性進(jìn)行說明。

圖3(a)是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的圓板形的膜片111和本發(fā)明的靜電電容檢測(cè)式壓力開關(guān)的膜片300的施加接觸載荷時(shí)的特性進(jìn)行比較并示出的圖，是表示未施加載荷時(shí)的形狀的圖，圖3(b)是表示施加接觸載荷時(shí)的變形的圖，圖3(c)是表示施加接觸載荷時(shí)的應(yīng)力分布的圖。

在圖3(a)至圖3(c)中，左側(cè)的圖表示現(xiàn)有技術(shù)的圓板形的膜片111，右側(cè)的圖表示本發(fā)明的靜電電容檢測(cè)式壓力開關(guān)及壓力傳感器的膜片300，膜片300構(gòu)成為，形成作為在膜片300的外周的一部分向外側(cè)延伸的至少一個(gè)突起部的、用于連接可動(dòng)電極的電極接觸部301。

在圖3(a)中，箭頭表示施加接觸載荷(在此為例如10N)的部位。該接觸載荷假設(shè)為在例如圖1的現(xiàn)有技術(shù)的靜電電容檢測(cè)式壓力開關(guān)100中，可動(dòng)電極121與膜片111連接，從外部施加了某些負(fù)載。也就是，示出了在圖3(a)的左側(cè)的現(xiàn)有的膜片111中，對(duì)圓板形狀的膜片的外周部的一部分施加負(fù)載，在圖3(a)的右側(cè)的本發(fā)明的靜電電容檢測(cè)式壓力開關(guān)及壓力傳感器的膜片300中，對(duì)作為在膜片300的外周的一部分向外側(cè)延伸的至少一個(gè)凸起部的、用于連接可動(dòng)電極121的電極接觸部301施加負(fù)載。

此外，在圓板形的膜片111中，實(shí)際上，不限制于如可動(dòng)電極121僅與膜片111的圓周部的一部分接觸的結(jié)構(gòu)，多構(gòu)成如通過可動(dòng)電極121、其它零件(例如限位件等)來保持圓周整體的結(jié)構(gòu)，但是，膜片111通常發(fā)生由軋制方向/翹曲/膨脹加工而引起的各向異性，因此難以同樣地保持圓周部。在這種條件下，可動(dòng)電極需要總是與膜片接觸，在此，對(duì)由向膜片111的局部接觸所帶來的影響和本發(fā)明進(jìn)行比較，并進(jìn)行解析。

觀察圖3(b)的表示施加接觸載荷時(shí)的變形的圖，在左側(cè)的現(xiàn)有的膜片111中可以發(fā)現(xiàn)對(duì)膜片的壓力-位移特性產(chǎn)生影響的向位于膜片111的中央部的碗部分的變形，但是在右側(cè)的本發(fā)明的膜片300中，變形被限定于作為突起部的電極接觸部301，未發(fā)現(xiàn)對(duì)碗部分的影響。

另外，同樣地，觀察圖3(c)的表示施加接觸載荷時(shí)的應(yīng)力分布的圖，在左側(cè)的現(xiàn)有的膜片111中，可以發(fā)現(xiàn)對(duì)膜片的壓力-位移特性產(chǎn)生影響的向位于膜片111的中央部的碗部分的應(yīng)力分布的位移，但是，在右側(cè)的本發(fā)明的膜片300中，應(yīng)力分布的位移被限定于作為突起部的電極接觸部301，未發(fā)現(xiàn)對(duì)碗部分的影響。

由此，設(shè)置作為在膜片300的外周的一部分向外側(cè)延伸的至少一個(gè)突起部的、用于連接可動(dòng)電極121的電極接觸部301，在該電極接觸部301連接可動(dòng)電極121，從而，能夠抑制對(duì)膜片的壓力-位移特性產(chǎn)生影響的向位于膜片的中央部的碗部分的變形、應(yīng)力分布的位移，能夠確保穩(wěn)定的導(dǎo)通。

接下來，對(duì)設(shè)于本發(fā)明的靜電電容檢測(cè)式壓力開關(guān)及壓力傳感器的膜片的電極接觸部的形狀的例子進(jìn)行說明。

圖4(a)是表示本發(fā)明的靜電電容檢測(cè)式壓力開關(guān)的膜片的形狀的一個(gè)例子的圖，是將電極接觸部401形成為進(jìn)行鉚接加工的形狀的膜片400的俯視圖，圖4(b)是在圖4(a)的IVb-IVb表示的剖視圖，圖4(c)是將可動(dòng)電極421和電極接觸部401一同放大進(jìn)行表示的圖，圖4(d)是放大表示將可動(dòng)電極421插入電極接觸部401的狀態(tài)的圖，圖4(e)是放大表示將可動(dòng)電極421鉚接加工于電極接觸部401的狀態(tài)的圖。

在圖4(a)至圖4(e)中，在膜片400設(shè)置作為在膜片400的外周的一個(gè)部位向外側(cè)延伸的一個(gè)突起部的、用于連接可動(dòng)電極421的電極接觸部401。電極接觸部401形成為進(jìn)行鉚接加工的形狀。電極接觸部401在中央設(shè)有貫通孔401a，如圖4(c)、圖4(d)所示，將形成為適于鉚接加工的形狀的可動(dòng)電極421插入貫通孔401a進(jìn)行配置后，如圖4(e)所示，通過鉚接加工，固定電極接觸部401和可動(dòng)電極421。此外，在電極接觸部401的圖4(a)所示的上側(cè)設(shè)有兩處倒角401b。通過這樣地設(shè)置倒角401b，能夠防止膜片成形時(shí)的成形的朝向錯(cuò)誤。在此，雖然在電極接觸部401的上側(cè)設(shè)置兩處倒角401b，但是也可以設(shè)置一處，也可以在下側(cè)設(shè)置。另外，在后述的圖5(a)至圖7(c)所述的實(shí)施方式中，也可以設(shè)置同樣的倒角。通過這種形狀，也能夠得到本發(fā)明的效果。

圖5(a)是表示本發(fā)明的靜電電容檢測(cè)式壓力開關(guān)的膜片的形狀的參考例，是將電極接觸部501形成為進(jìn)行錫焊的形狀的膜片500的俯視圖，圖5(b)是在圖5(a)的Vb-Vb表示的剖視圖，圖5(c)是將可動(dòng)電極521和電極接觸部501一同放大進(jìn)行表示的圖，圖5(d)是放大表示將可動(dòng)電極521插入電極接觸部501的狀態(tài)的圖，圖5(e)是放大表示將可動(dòng)電極521錫焊于電極接觸部501的狀態(tài)的圖。

在圖5(a)至圖5(e)中，在膜片500設(shè)置作為在膜片500的外周的一個(gè)部位向外側(cè)延伸的一個(gè)突起部的、用于連接可動(dòng)電極521的電極接觸部501。電極接觸部501形成為進(jìn)行錫焊加工的形狀。電極接觸部501在中央設(shè)有貫通孔501a，如圖5(c)、圖5(d)所示，將形成為適于錫焊加工的形狀的可動(dòng)電極521插入貫通孔501a進(jìn)行配置后，如圖5(e)所示，通過錫焊加工，用焊料502固定電極接觸部501和可動(dòng)電極521。此外，在電極接觸部501的根部附近，形成用于抑制錫焊加工時(shí)的熱傳導(dǎo)的薄壁部501b。通過這種形狀，也能夠得到本發(fā)明的效果。

圖6(a)是表示本發(fā)明的靜電電容檢測(cè)式壓力開關(guān)的膜片的形狀的一個(gè)例子，是表示將電極接觸部601形成為進(jìn)行點(diǎn)焊的形狀的膜片600的俯視圖，圖6(b)是在圖6(a)的VIb-VIb表示的剖視圖，圖6(c)是將可動(dòng)電極621和電極接觸部601一同放大進(jìn)行表示的圖，圖6(d)是放大表示將可動(dòng)電極621與電極接觸部601接觸的狀態(tài)的圖，圖6(e)是放大表示將可動(dòng)電極621點(diǎn)焊于電極接觸部601的狀態(tài)的圖，圖6(f)是放大表示將前端未折彎的形狀的可動(dòng)電極621A激光焊接于電極接觸部601的狀態(tài)的圖。

在圖6(a)至圖6(e)中，在膜片600設(shè)置作為在膜片600的外周的一個(gè)部位向外側(cè)延伸的一個(gè)突起部的、用于連接可動(dòng)電極621的電極接觸部601，電極接觸部601形成為進(jìn)行點(diǎn)焊的平坦的形狀。如圖6(c)、圖6(d)所示，在以適于點(diǎn)焊的方式，將具有前端折彎成L字形的形狀的可動(dòng)電極621與電極接觸部601接觸后，如圖6(e)所示，通過點(diǎn)焊602，固定電極接觸部601和可動(dòng)電極621。此外，在電極接觸部601的根部附近形成用于抑制點(diǎn)焊時(shí)的熱傳導(dǎo)的薄壁部601b。此外，雖然在此通過點(diǎn)焊進(jìn)行固定，但是可選擇地，也可以通過由激光焊接引起的熔融固化層602進(jìn)行固定。另外，在進(jìn)行激光焊接的情況下，也可以如圖6(f)所示地，使用前端未折彎的形狀的可動(dòng)電極621A，通過熔融固化層602A固定于電極接觸部601。通過這種形狀，也能夠得到本發(fā)明的效果。

圖7(a)是表示本發(fā)明的靜電電容檢測(cè)式壓力開關(guān)的膜片的形狀的一個(gè)例子的圖，是將電極接觸部701形成為進(jìn)行連接器嵌合的形狀的膜片700的俯視圖，圖7(b)是在圖7(a)的VIIb-VIIb表示的剖視圖，圖7(c)是在圖7(a)的VIIc-VIIc表示的剖視圖。

在圖7(a)至圖7(c)中，在膜片700設(shè)置作為在膜片700的外周的一個(gè)部位向外側(cè)延伸的一個(gè)突起部的、用于連接可動(dòng)電極721的電極接觸部701，電極接觸部701形成為與可動(dòng)電極721進(jìn)行連接器嵌合的形狀。在此，例如，如圖7(c)所示，電極接觸部701在前端形成從水平面折彎90度而成的突起形狀701a，該突起形狀701a形成為能夠供例如子彈型端子、Fsaton端子(注冊(cè)商標(biāo))等平型連接端子、壓接端子等連接的形狀，并將作為符合該突起形狀701a的形狀的可動(dòng)電極721的、上述端子中的一個(gè)插入而固定。此外，在將這種進(jìn)行連接器嵌合的形狀的可動(dòng)電極721插入突起形狀701a時(shí)，膜片700承受應(yīng)力而容易撓曲，因此，也可以在電極接觸部701的根附近形成切口702。通過這種形狀，也能夠得到本發(fā)明的效果。

圖8(a)是表示本發(fā)明的靜電電容檢測(cè)式壓力開關(guān)的膜片的形狀的一個(gè)例子的圖，是設(shè)有在膜片的外周構(gòu)成碟形彈簧形狀的多個(gè)板簧形狀的電極接觸部801a至801h的膜片800的俯視圖，圖8(b)是在圖8(a)的VIIIb-VIIIb表示的剖視圖。

在圖8(a)、圖8(b)中，對(duì)于膜片800，在膜片800的外周設(shè)置構(gòu)成碟形彈簧形狀的多個(gè)板簧形狀的電極接觸部801a至801h。如圖8(b)所示，多個(gè)板簧形狀的電極接觸部801a至801h形成朝向上方傾斜地折彎的形狀。形成為這種形狀的電極接觸部801a至801h具有水平方向的彈簧的彈力，因此，能夠通過該彈簧的彈力使其與可動(dòng)電極接觸。另外，通過該彈簧的彈力，具有以下效果，即、在安裝于圖1所示的支撐部件131、接頭管等時(shí)，在由于熱膨脹等引起了變形的情況下，也能夠可靠地接觸。此外，在此雖然形成具有多個(gè)板簧形狀的碟形彈簧形狀，但不限于此，板簧可以為其它的根數(shù)，也可以為單數(shù)形式。以下，對(duì)使用了該膜片800的實(shí)施方式進(jìn)行說明。

圖9是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的靜電電容檢測(cè)式壓力開關(guān)900的結(jié)構(gòu)的圖。

在圖9中，靜電電容檢測(cè)式壓力開關(guān)900主要的特征在于，取代圖1所示的通常的圓板形的膜片111，而具備圖8所示的碟形彈簧形狀的膜片800。對(duì)與圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)的壓力開關(guān)100相同的結(jié)構(gòu)要素，添加相同的符號(hào)，并省略說明。

壓力開關(guān)900具備：膜片組件910；靜電電容檢測(cè)部920；以及保持膜片組件910及靜電電容檢測(cè)部920，且固定于工作介質(zhì)供給組件10′的固定部930。

膜片組件910具備：根據(jù)從管路11′供給的工作介質(zhì)的壓力的變動(dòng)進(jìn)行位移的碟形彈簧形狀的膜片800；配置于膜片800的管路11′側(cè)且對(duì)工作介質(zhì)進(jìn)行密封的O型圈112；以及與O型圈112緊密接觸且對(duì)工作介質(zhì)進(jìn)行密封的隔膜113。

如圖8所示，碟形彈簧形狀的膜片800形成為在膜片800的外周設(shè)有多個(gè)板簧的碟形彈簧形狀，且以具有水平方向的彈簧的彈力的方式，由金屬材料構(gòu)成。碟形彈簧形狀的膜片800與后述的圓柱形狀的可動(dòng)電極921通過水平方向的彈簧的彈力而固定。另外，膜片111主要使用具有進(jìn)行反轉(zhuǎn)動(dòng)作、即進(jìn)行速動(dòng)的彈性的金屬制的膜片，但是，在將本結(jié)構(gòu)應(yīng)用于輸出壓力的測(cè)量值的壓力傳感器的情況下，不能使用速動(dòng)的膜片。

靜電電容檢測(cè)部920具備：與膜片800的一部分電連接的可動(dòng)電極921；設(shè)于膜片800的大氣壓側(cè)的固定電極122；安裝于固定電極122的膜片800側(cè)的絕緣被膜123；以及經(jīng)由引線125與可動(dòng)電極121及固定電極122電連接且對(duì)膜片800與固定電極122之間的靜電電容進(jìn)行檢測(cè)的靜電電容檢測(cè)IC124。

可動(dòng)電極921由金屬材料形成為筒狀的圓柱形，且在筒狀的圓柱形的內(nèi)面與設(shè)于膜片800的外周的構(gòu)成碟形彈簧形狀的多個(gè)板簧形狀的電極接觸部801a至801h接觸。電極接觸部801a至801h具有水平方向的彈簧的彈力，因此可動(dòng)電極921與電極接觸部801a至801h連接牢固，從而能夠確保穩(wěn)定地導(dǎo)通?？蓜?dòng)電極921經(jīng)由引線125與靜電電容檢測(cè)IC124連接，由此，膜片800形成靜電電容檢測(cè)中的電容器的一方的電極。此外，筒狀的圓柱形的可動(dòng)電極921通過按入或嵌入成形等而固定于支撐部件931的收納部931b。

固定部930具備：確保膜片800與工作介質(zhì)供給組件10′之間的絕緣且將壓力開關(guān)900固定于工作介質(zhì)供給組件10′的支撐部件931；對(duì)設(shè)于支撐部件931的大氣壓側(cè)的收納部931b進(jìn)行密封的罩932；固定支撐部件931和工作介質(zhì)供給組件10′的多個(gè)固定螺釘133；以及防止多個(gè)固定螺釘133的每個(gè)的松弛的多個(gè)墊圈134。

支撐部件931呈大致圓板形狀，且為了確保膜片800與工作介質(zhì)供給組件10′之間的絕緣，而由例如樹脂材料成形。在支撐部件931形成：具有與管路11′對(duì)應(yīng)的直徑的開口部931a；設(shè)于開口部931a的周圍的大氣壓側(cè)，且收納膜片組件910、可動(dòng)電極921以及固定電極122的圓筒形狀的凹部，即，收納部931b；從收納部931b向周圍展寬，具有供固定螺釘133插入的螺孔931e，且與工作介質(zhì)供給組件10′接觸的外周部931c；以及作為收納部931b的內(nèi)部，設(shè)于開口部931a的周圍且配置O型圈112的凹部931d。通過按入或嵌入成形等，將上述圓柱形狀的可動(dòng)電極921固定于收納部931b。

如上說述，通過本實(shí)施方式的靜電電容檢測(cè)式壓力開關(guān)900，也能夠得到本發(fā)明的效果。

另外，在本實(shí)施方式中，對(duì)于膜片，不使用速動(dòng)膜片，而使用慢動(dòng)膜片，如果以直接輸出線性變動(dòng)的靜電電容的方式變更靜電電容檢測(cè)電路的輸出信號(hào)，則也能夠?qū)⒈緦?shí)施方式的結(jié)構(gòu)應(yīng)用于壓力傳感器。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明的靜電電容檢測(cè)式壓力開關(guān)及壓力傳感器，設(shè)置作為在膜片的外周的一部分向外側(cè)延伸的至少一個(gè)突起部的、用于與可動(dòng)電極連接的電極接觸部，且在該電極接觸部連接可動(dòng)電極，從而能夠抑制對(duì)膜片的壓力-位移特性產(chǎn)生影響的膜片的向位于中央部的碗部分的變形、應(yīng)力分布的位移，能夠確保穩(wěn)定的導(dǎo)通。