(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングにセンサを取付ける絶対湿度センサの取付構造であって、
ハウジングは、絶対湿度センサを用いて湿度の測定を行うべき電子レンジ等の機器のケーシングの一部であり、凹部を有し、
凹部は、ケーシングの一部に形成された窪みであり、窪みの面に通気孔を有し、
通気孔は、湿度を測定すべき機器内に開口したものであり、
絶対湿度センサは、湿度検知用センサ素子と、温度補償用センサ素子と、基盤とを有し、
前記湿度検知用センサ素子は、外気雰囲気中で自己発熱した感熱素子の抵抗値の変化を外部に出力するものであり、
前記温度補償用センサ素子は、外気から隔離された密閉雰囲気中で自己発熱した感熱素子の抵抗値の変化を外部に出力するものであり、
基盤は、前記両センサ素子を支持するものであり、
両センサ素子は、ケーシングの凹部内に収容され、基盤はケーシングの面に定着されたものであることを特徴とする絶対湿度センサの取付構造。
【請求項２】
基盤は、機器のケーシングの平面部に脱着可能にねじ止めされたものであることを特徴とする請求項１に記載の絶対湿度センサの取付構造。
【請求項３】
機器のケーシングは金属板であり、基盤は、熱伝導層を有し、
熱伝導層は、ケーシングに導通して両センサ素子への周囲環境の温度変化の影響をなくすものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の絶対湿度センサの取付構造。
【請求項４】
凹部は、機器の外面側のケーシングの一部に形成され、
機器内の湿度は、ケーシングに形成された通気孔を通して凹部内のセンサ素子に感知されるものであることを特徴とする請求項２に記載の絶対湿度センサの取付構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子レンジ等の機器のケーシングに実装する絶対湿度センサの取付構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
サーミスタ等の感熱素子を用いた絶対湿度センサは、電子レンジの調理室等の湿度を測定する湿度センサとして多用されている。この種の感熱素子は、電圧が印加されて自己発熱した状態において周囲湿度が変化すると、その抵抗値が変化する特性をもっているため、この抵抗値の変化を検知することにより周囲環境の湿度の変化を把握することができる。
【０００３】
そこで、絶対湿度センサとして利用する場合には、外気雰囲気中と、外気から隔離した密閉雰囲気中との環境が異なる２つの雰囲気中で感熱素子を自己発熱させ、周囲環境の湿度変化に伴う２つの感熱素子の抵抗値の変化の差を演算すれば、その差の大小により大気中の水蒸気量（湿度）を絶対湿度として検知することができる。
【０００４】
上述した構成の絶対湿度センサでは、外気雰囲気中で自己発熱させるため感熱素子を大気に開放した金属ケース内に設置し、一方、外気から隔離した密閉雰囲気中で自己発熱させるために感熱素子を密閉した金属ケース内に設置している。大気に開放した金属ケース内に感熱素子を設置したものは、湿度検知用センサ素子であり、密閉した金属ケース内に感熱素子を設置したものは、温度補償用センサ素子である。
【０００５】
前記湿度検知用センサ素子と温度補償用センサ素子を対で用いた従来の絶対湿度センサの一例を図８に示す。図８に示す絶対湿度センサは、湿度検知用センサ素子２０及び温度補償用センサ素子２１と、フランジ２２と、金属カバー２３と、金属製のハウジング２４と、均熱板２５と、金属筒２６とを備えているものである（実公平４−３５８０６号参照）。
【０００６】
湿度検知用センサ素子２０及び温度補償用センサ素子２１は、それぞれが予め金属ケースに収納されているものであるが、両センサ素子２０，２１は、これを１組として金属製のハウジング２４に内装されているのである。
【０００７】
このハウジング２４は、湿度検知用センサ素子２０及び温度補償用センサ素子２１に対する電磁シールド及び風よけの機能を発揮するものであり、短筒状をなし、その前面に孔２４ａが開口され、その孔２４ａを通してセンサ素子２０，２１が周囲環境に晒されるようになっている。また金属ケース２４の後面には、フランジ２２及び金属カバー２３が取付けられ、このフランジ２２を用いて、電子レンジ等の機器のケーシングに実装されていた。
【０００８】
より具体的には、ハウジング２４内に圧入して金属筒２６がハウジング２４内に固定されており、金属筒２６には、均熱板２５が取付けられ、均熱板２５に湿度検知用センサ素子２０及び温度補償用センサ素子２１を圧入して固定することにより各センサ素子の取付けを行っていたのである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように従来の絶対湿度センサは、その組立てに際して湿度検知用センサ素子２０及び温度補償用センサ素子２１のほかに、フランジ２２と、金属カバー２３と、ハウジング２４と、均熱板２５と、金属筒２６とを必要とし、しかも、これらの部品は、単品の部品として製造されているため、これらを順次組立てる必要があり、組立工数が増加し、ひいては製品価格を高価にさせてしまうという問題があった。
【００１０】
もっとも、単純に考えてハウジング２４を取り除くことが考えられるが、ハウジング２４は、電磁シールド及び風よけの機能を果たすほか、均熱板２５，湿度検知用センサ素子２０及び温度補償用センサ素子２１，フランジ２２，金属カバー２３，金属筒２６をそれぞれ支える機枠の役割があり、ハウジング２４をなくすことは、これらの部品を支持することが不可能となるため、ハウジング２４を単純に取り除くというわけにはいかない。
【００１１】
本発明の目的は、絶対湿度センサのハウジングに、該センサを実装すべき機器のケーシングを用いて絶対湿度センサの取付けを簡略化した絶対湿度センサの取付構造を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明による絶対湿度センサの取付構造においては、ハウジングにセンサを取付ける絶対湿度センサの取付構造であって、
ハウジングは、絶対湿度センサを用いて湿度の測定を行うべき電子レンジ等の機器のケーシングの一部であり、凹部を有し、
凹部は、ケーシングの一部に形成された窪みであり、窪みの面に通気孔を有し、
通気孔は、湿度を測定すべき機器内に開口したものであり、
絶対湿度センサは、湿度検知用センサ素子と、温度補償用センサ素子と、基盤とを有し、
前記湿度検知用センサ素子は、外気雰囲気中で自己発熱した感熱素子の抵抗値の変化を外部に出力するものであり、
前記温度補償用センサ素子は、外気から隔離された密閉雰囲気中で自己発熱した感熱素子の抵抗値の変化を外部に出力するものであり、
基盤は、前記両センサ素子を支持するものであり、
両センサ素子は、ケーシングの凹部内に収容され、基盤はケーシングの面に定着されたものである。
【００１３】
また基盤は、機器のケーシングの平面部に脱着可能にねじ止めされたものである。
【００１４】
また機器のケーシングは金属板であり、基盤は、熱伝導層を有し、
熱伝導層は、ケーシングに導通して両センサ素子への周囲環境の温度変化の影響をなくすものである。
【００１５】
また凹部は、機器の外面側のケーシングの一部に形成され、
機器内の湿度は、ケーシングに形成された通気孔を通して凹部内のセンサ素子に感知されるものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施形態を図によって説明する。図１において、絶対湿度センサＳは、ハウジングＨ内に収められる。本発明において、ハウジングＨとは、電子レンジなどの絶対湿度センサＳを搭載すべき機器１６のケーシング１２の一部であり、本発明では、ケーシング１２の一部を絶対湿度センサＳのハウジングＨに利用するものである。図１において、センサのハウジングＨとして利用すべきケーシング１２の一部には機器１６の外面側から内側に向けて凹部１３を付し、その凹部１３内に絶対湿度センサＳを収納している。
【００１７】
凹部１３はケーシング１２の一部に形成された窪みであり、窪みの面には、機器１６内に連通する通気孔１４が開口されている。絶対湿度センサＳのハウジングＨに利用すべきケーシング１２の部分は、機器１６の側面，上面，背面，座面など制約されるものではない。もっとも、電子レンジの場合には、図２のように排気ダクト１７を形成するケーシング１２の部分に設ければ、内部の湿度検知がしやすい。ハウジングＨに利用できる部分は、凹部１３を形成でき、しかも、凹部１３の周囲に絶対湿度センサＳの取付面となる平面部分を確保できればよい。
【００１８】
図３において、本発明に係る絶対湿度センサＳは基本的構成として、湿度検知用センサ素子１及び温度補償用センサ素子２と、基盤３とを有するものである。
【００１９】
湿度検知用センサ素子１は、外気雰囲気中で自己発熱した感熱素子の抵抗値の変化を外部に出力するものであり、一方、温度補償用センサ素子２は、外気から隔離された密閉雰囲気中で自己発熱した感熱素子の抵抗値の変化を外部に出力するものである。
【００２０】
湿度検知用センサ素子１と、温度補償用センサ素子２とは、基盤３の一面に突出して取付けられ、基盤３は、実装孔３ｄの対を有しており、基盤３に搭載した対のセンサ素子１，２を機器１６のケーシング１２に形成した凹部１３内に収容し、基盤３を凹部１３の周囲の平坦なケーシング１２の面にあてがい、実装孔３ｄにねじ１５を挿通してケーシング１２に一体に締付けている。
【００２１】
以下に本発明に用いる絶対湿度センサの好適な実施形態を説明する。
【００２２】
図４及び図５において、外気雰囲気中で自己発熱する感熱素子１ａは、透孔４ｃにより大気に開放した金属ケース４ａ内に収納しており、一方、外気から隔離した密閉雰囲気中で自己発熱する感熱素子２ａは、密閉金属ケース４ｂ内に収納している。大気に開放したケース４ａ内に感熱素子１ａを収納したものは、湿度検知用センサ素子１であり、密閉の金属ケース４ｂ内に感熱素子２ａを収納したものは温度補償用センサ素子２である。
【００２３】
次に、金属ケース４ａ，４ｂ内に感熱素子１ａ，２ａを収納する場合の構造をさらに詳細に説明する。金属ケース４ａ，４ｂの金属ベース４ｄ，４ｅには、感熱素子１ａ，２ａのリード１ｂ，２ｂを挿通するリード孔４ｆ，４ｇを有し、リード１ｂ，２ｂをリード孔４ｆ，４ｇに挿通させて感熱素子１ａ，２ａを金属ケース４ａ，４ｂ内に収納し、感熱素子１ａ，２ａのリード１ｂ，２ｂと金属ベース４ｆ，４ｇを絶縁材で電気的に絶縁するとともに、気密にシール（ハーメチックシール）している。金属ケース４ａ及び４ｂは、一般に銅素材から構成されるが、銅製以外にもステンレス，洋白等の金属ケースを用いてもよい。また、感熱素子１ａ，２ａとしては、負特性サーミスタ等が用いられる。
【００２４】
また、基盤３は、少なくとも表面に銅層３ａ（裏面に銅層３ｂ）を設けた積層基板である。積層基板の銅層３ａ，３ｂは、熱伝導層であり、湿度検知用センサ素子１及び温度補償用センサ素子２に対する周囲環境の温度変化の影響を均一に設定するものであって、従来例の均熱板に相当するものであるが、従来例のように均熱板単品として設ける必要がなく、基盤の一部として組み込まれている。
【００２５】
また、積層基板は、その表面及び裏面の両面に銅層３ａ，３ｂが形成されているもの、或いは表面又は裏面のいずれか一面に銅層３ａ又は３ｂが形成されたものでもよく、要は少なくとも片面に銅層３ａ又は３ｂが設けられていればよい。また積層基板は、銅層が形成される基板としてガラスエポキシ樹脂，紙，フェノール，ベークライト等の絶縁板を用い、その一面又は両面に銅層を積層形成したものを用いている。また積層基板には、対をなす湿度検知用センサ素子１及び温度補償用センサ素子２のリード１ｂ，２ｂを挿通させる素子取付用透孔３ｃと、機器１６のケーシング１２に実装するための実装孔３ｄが設けられている。また、積層基板の銅層３ａ，３ｂは、蒸着による薄膜、或いはペイント塗布及び印刷処理等による薄膜等から構成される。
【００２６】
上述した金属ケース４ａ，４ｂは、積層基板の表面側銅層３ａに密着させて積層基板に取付けられている。またセンサ素子１，２のリード１ｂ，２ｂは、積層基板の素子取付用透孔３ｃに挿通されて積層基板の裏面側に引き出してある。なお、また金属ケース４ａ，４ｂを熱伝導性のよい接着剤を用いて積層基板の表面側銅層３ａに密着させれば、金属ケース４ａ，４ｂと積層基板の表面側銅層３ａの間の空腔もなくなり、積層基板の表面銅層３ａの熱を金属ケース４ａ，４ｂにより有効に伝熱することができ、センサ素子１及び２に対する周囲環境の温度変化の影響をより均一に設定することができる。
【００２７】
また、図４（ｂ）に示すように、積層基板の裏面には、回路パターン５を有している。この回路パターン５は、対をなす湿度検知用センサ素子１及び温度補償用センサ素子２のリード１ｂ，２ｂが接続されるものであって、積層基板の裏面側銅層３ｂに形成されている。また回路パターン５を銅層３ｂに設けるにあたっては、エッチング処理、或いは印刷処理等により形成する。
【００２８】
また、回路パターン５が形成された銅層３ｂは、両センサ素子１，２に対して均斉な形状に整形し、２つのセンサ素子１，２に対する周囲環境の温度変化の影響を均一にするようになっている。また積層基板の表面及び裏面側に銅層３ａ，３ｂが設けられている場合には、表面側の銅層３ａは、金属ケース４ａ，４ｂに密着する均熱板として作用し、裏面側の銅層３ｂは、補助的な均熱板として作用する。
【００２９】
回路パターン５が形成された銅層３ｂを、両センサ素子１，２に対して均斉な経時用に整形する場合の一例を図４（ｂ）に基づいて説明する。図４（ｂ）に示すように積層基板の中央部に２つのセンサ素子１，２を集積して配置し、積層基板の中心線３ｃを中心として左右にセンサ素子１のリード１ｂとセンサ素子２のリード２ｂをそれぞれ挿通させる素子取付用透孔３ｃ１，３ｃ２（３ｃ）を設け、両センサ素子１，２の一方のリード１ｂ，２ｂ間を接続させる横パターン３ｆを中心線３ｅに対して左右対称な長さに形成する。また積層基板の中心線３ｅ上に共通パターン３ｇを設け、共通パターン３ｇの一端を横パターン３ｆの中央部に結合させる。また両センサ素子１，２の他方のリード１ｂ，２ｂを挿通する素子取付用透孔３ｃ１，３ｃ２には、それぞれ独立されて縦パターン３ｈ，３ｉを共通パターン３ｇに対して左右対称に形成する。そして共通パターン３ｇと、縦パターン３ｈ，３ｉを積層基板の裏面の端縁側に引き出し、その引出箇所にランド３ｊ，３ｋ，３ｌをそれぞれ設けている。
【００３０】
そして図４（ｂ）において、積層基板の素子取付用透孔３ｃ（３ｃ１，３ｃ２）には、対をなす湿度検知用センサ素子１及び温度補償用センサ素子２のリード１ｂ，２ｂが挿通され、対をなす湿度検知用センサ素子１及び温度補償用センサ素子２のリード１ｂ，２ｂは積層基板の裏面側に引き出され、半田ディップにより回路パターン５に半田付けされる。したがって、従来のような各リード１ｂ，２ｂを回路パターン５に半田てこを用いた手作業で半田付けする必要がなくなる。なお、絶対湿度センサを高温雰囲気で使用する場合には、半田に代えて、センサ素子１及び２のリード１ｂ，２ｂを回路パターン５にスプライス又は溶接等により接続してもよい。また対をなす湿度検知用センサ素子１及び温度補償用センサ素子２のリード１ｂ，２ｂは、積層基板の裏面側に引き出し、これに直接引出線を半田付け，スプライス又は溶接等により接続するようにしてもよい。
【００３１】
また図６に示すブリッジ回路６を積層基板の回路パターン５に接続するにあたっては、共通パターン３ｇのランド３ｋ及び縦パターン３ｈ，３ｉのランド３ｊ，３ｌに３本の引出線（図示略）を半田付け或いは溶着し、その引出線に高周波等の影響を受けないように電磁シールドを施し、この引出線の端部にピン端子を取り付け、このピン端子をブリッジ回路６のコンタクトに差し込むことにより接続する。具体的にはランド３ｊ，３ｋ，３ｌに接続した引出線のピン端子をブリッジ回路６のコンタクト６ａ，６ｂ，６ｃに差し込み、湿度検知用センサ素子１及び温度補償用センサ素子２をブリッジ回路６の２辺に接続する。またブリッジ回路６のコンタクト６ａは、電源１５Ｖ端子に接続されている。またブリッジ回路６の湿度検知用センサ素子１と温度補償用センサ素子２に対抗する辺には抵抗８，９が接続されている。
【００３２】
なお、ブリッジ回路６は、積層基板とは別体に設けたが、ブリッジ回路６の抵抗８，９に対する温度補償対策を採ることにより、ブリッジ回路６を積層基板に一体に組み込んでもよい。
【００３３】
なお、以上の実施形態では、各センサ素子１，２の感熱素子１ａ及び２ａを金属ケース４ａ，４ｂに収納したが、図７に示すように対をなす湿度検知用センサ素子１及び温度補償用センサ素子２の感熱素子１ａ，２ａを、透孔１１ｃで大気開放したガラスケース１１ａと、密閉したガラスケース１１ｂ内にそれぞれ収納し、ガラスケース１１ａ，１１ｂを銅層３ａに密着させて基盤に支持するようにしてもよい。その場合にガラスケース１１ａ，１１ｂを熱伝導性のよい接着剤を用いて積層基板の表面側銅層３ａに密着させれば、ガラスケース１１ａ，１１ｂと積層基板の表面側銅層３ａの間の空腔もなくなり、積層基板の銅層３ａの熱をガラスケース１１ａ，１１ｂ内の感熱素子１ａ，２ａに伝熱して、センサ素子１及び２に対する周囲環境の温度変化の影響をより均一に設定することができる。
【００３４】
また、実施形態では、両金属ケース４ａ，４ｂを別個に構成したが、仕切壁を挾んで両側に大気開放の雰囲気と密閉雰囲気を一体に形成した一体の金属ケースを用いてもよい。このことは、ガラスケース１１ａ，１１ｂについても同じである。
【００３５】
本発明において、基盤３には、熱伝導層として銅層３ａを有しており、基盤３を機器１６のケーシング１２にねじ止めしたときには、この銅層３ａはケーシング１２に直接接続されることになる。機器のケーシング１２は、電子レンジがそうであるように金属板であるために基盤３の銅層３ａはハウジングの金属板と導通し、センサ素子１，２は、より精密に周囲環境温度に設定される。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように本発明によるときには、絶対湿度センサのハウジングに機器のケーシングの一部を用いるため、絶対湿度センサに個別のハウジングは不要となり、しかも、直接絶対湿度センサを機器に実装でき、組立並びに取付けの作業を簡略化できる。
【００３７】
また、機器のケーシングの一部に凹部を設けるのみで絶対湿度センサの取付けを行うことができ、絶対湿度センサの基盤をケーシングにねじ止めするだけで取付けることができる。さらに基盤に熱伝導層を設け、これを金属製のケーシングに直接接続したときには、均熱効果が向上し、各センサ素子を環境温度に設定できる。
【００３８】
また、凹部を機器の外面側のケーシングの一部に形成することによって、絶対湿度センサの脱着が容易であり、通気孔を通して湿度が感知され、絶対湿度センサを機器内の雰囲気に直接晒す必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す図である。
【図２】機器に絶対湿度センサを実装した状態を示す図である。
【図３】絶対湿度センサの一実施形態を示す図である。
【図４】（ａ）は、本発明に係る絶対湿度センサの好ましい一実施形態を示す分解斜視図、（ｂ）は、絶対湿度センサに用いた基盤を示す裏面図である。
【図５】（ａ）は、湿度検知用センサ素子を積層基板に実装した状態を示す断面図、（ｂ）は、温度補償用センサ素子を積層基板に実装した状態を示す断面図である。
【図６】ブリッジ回路を示す回路図である。
【図７】（ａ）は、本発明において金属ケースに代えてガラスケースを用いた場合を示す断面図、（ｂ）は、同側面図である。
【図８】従来例の絶対湿度センサを示す断面図である。
【符号の説明】
１  湿度検知用センサ素子
２  温度補償用センサ素子
３  基盤（積層基板）
３ａ，３ｂ  銅層
４ａ，４ｂ  金属ケース
５  回路パターン
１１ａ，１１ｂ  ガラスケース
１２  ケーシング
１３  凹部
１４  通気孔
１５  ねじ
１６  機器
１７  排気ダクト
Ｓ  絶対湿度センサ
Ｈ  ハウジング
【図１】
0003608062.tif 000002
【図２】
0003608062.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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