(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極によって構成された電界領域を検知領域とし、上記一対の電極中の少なくとも一方の電極が絶縁体を介して検知対象物に接する面を検知感度面とする電極部と、上記検知領域内に存在する水分量で決定される静電容量値を検知する容量検知回路及び該容量検知回路が検知した静電容量値から水分量に相当する電気量を持つ電気信号を出力する出力回路から少なくとも構成される水分量センサ回路部と、から成る静電容量式水分量センサにおいて、上記絶縁体を介して検知対象物に接する上記電極を上記検知感度面とは反対側の上記絶縁体の面に蒸着した金属蒸着膜により形成するとともに、該金属蒸着膜を蒸着して電極を形成する上記絶縁体の面にリブを一体に設けて成ることを特徴とする静電容量式水分量センサ。
【請求項２】
上記リブを一対の電極間で発生する電界方向と略平行で且つ略垂直方向となるように上記絶縁体面に垂立形成して成ることを特徴とする請求項１記載の静電容量式水分量センサ。
【請求項３】
上記水分量センサ回路部を実装した回路基板と、上記金属蒸着膜からなる電極とを半田付けによりリード線で接続するとともに、当該電極に対するリード線の半田付けによる接続部位を、金属蒸着膜形成位置に存在するリブとの境界位置にある当該電極の端部としたことを特徴とする請求項１又は２記載の静電容量式水分量センサ。
【請求項４】
上記水分量センサ回路部を実装した回路基板と、上記金属蒸着膜からなる電極とを半田付けによりリード線で接続するとともに、当該電極に対するリード線の半田付けによる接続部位を、上記電極の形成位置内に設けた凹部内としたことを特徴とする請求項１又は２記載の静電容量式水分量センサ。
【請求項５】
上記絶縁体が、上記水分量センサ回路部を実装した回路基板を収納する樹脂成型品である水分量センサ筐体の一部であって、該水分量センサ筐体内面には上記水分量センサ回路部の０Ｖ電位点と電気的に接続した金属蒸着膜による電波シールド部を形成して成ることを特徴とする請求項１乃至４の何れか記載の静電容量式水分量センサ。
【請求項６】
上記絶縁体が、上記水分量センサ回路部を実装した回路基板を収納する樹脂成型品である水分量センサ筐体の一部であって、該水分量センサ筐体内には、金属蒸着膜による導電部を表面に形成して該導電部を介して上記電極若しくはシールド部位と、上記回路基板の回路とを電気的に接続する構造体を設けて成ることを特徴とする請求項１乃至５の何れか記載の静電容量式水分量センサ。
【請求項７】
上記構造体は水分量センサ筐体と一体に形成されたもので、先端面にねじ螺入用孔を開口し、上記回路基板を上記先端面に載置支持するとともに、回路基板の側に設けた挿通孔を介してねじ螺入用孔に螺入される固定ねじの締結により回路基板を支持固定し、且つ上記固定ねじの締結により回路基板側の載置面に設けた導電パターンと構造体の先端面に位置する上記導電部とを圧接して成ることを特徴とする請求項６記載の静電容量式水分量センサ。
【請求項８】
上記構造体は水分量センサ筐体と一体に形成されたもので、先端部を上記回路基板に形成した挿入孔に回路基板裏面側から挿入して回路基板の表面側に露出させた上記先端部表面の上記導電部と、回路基板表面側の導電パターンとを電気的に接続して成ることを特徴とする請求項６記載の静電容量式水分量センサ。
【請求項９】
上記構造体の先端部に、上記回路基板側からの被接続コネクタを接続するコネクタ部を設けるとともに、被接続コネクタに電気的に接続するコネクタ部の接続導電体と、上記構造体の上記導電部とを電気的に接続して成ることを特徴とする請求項６記載の静電容量式水分量センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水分量の検出や水分の有無を検出する静電容量式水分量センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から水分量を測定する方法は、一般には大別すると、赤外線吸収式、マイクロ波式、電気抵抗式、静電容量式、重量式などがある。
【０００３】
しかし、上記の赤外線吸収式において透過赤外光を用いる水分量センサでは、検知対象物が赤外光を透過するような材質のものでなければならない。この場合、数ｍｍ程度までの薄い紙等には適するが、赤外光を透過させない材質のものには不向きである。さらに反射赤外光を用いる水分量センサでは、検知対象物の表面の凹凸状態、色によって反射条件が大きく左右される。つまり、照射光量に対する光量減少量が水分の吸収によるのか反射条件によるのかが定まらず、精度の良い水分量検知ができないという問題があった。
【０００４】
また、マイクロ波式は、複素誘電率によって発生する伝播エネルギ損失量を測定しているため、装置が複雑となって製作コストが高いという問題があった。
【０００５】
更に電気抵抗式は、水の電気抵抗式は、水の電気伝導度を用いた抵抗成分の測定を行う方法だが、実際は水分中に含まれる不純物、例えば塩分（ＮａＣｌ）などが電気分解によってできたイオン伝導度の方が桁違いに大きく、そのため抵抗で測定できる値は、正確には水分中に溶解している不純物濃度が実際のところである。
【０００６】
更にまた重量式は、その測定原理からオンライン計測には不向きな方法である。
【０００７】
一方静電容量式は比誘電率が水と同等なものが存在すると誤差の要因となるが、比誘電率が２０〜５０の有機溶剤系物質を含まない上記用途（発酵工程・米等の穀類・茶の葉・タバコの葉・生ゴミ・木材・土壌・コンクリート細骨材、等で、夫々が静止或いは移動している状態で夫々の物質に含まれる水分量をオンライン又はオフラインで検出する場合や、雨検知・バスお湯はり時の水位監視・人体の着席検知等）中に存在する物質では水と同等の比誘電率を有するものがないため、誤差の少ない水分量検知ができ、しかも検知対象物に対して接触させて検知対象物中の水分量を検知できる特徴がある。
【０００８】
この静電容量式の原理は、水が分極する物質（誘電体）である性質を用いて、図２２に示すように一対の電極１００ａ，１００ｂ間の静電容量値を測定してその静電容量値から水分量を検知する方法である。ここで水分量は水分量＝水体積／（Ｓ×ｄ）で表され、Ｓは電極１００ａ，１００ｂの面積、ｄは電極間距離であり、Ｓ×ｄは検知エリアの体積を示す。
そして水分量と静電容量Ｃｘは
Ｃｘ＝［ε’（水）×水分量＋ε’（他）×（１−水分量）］×ε０×Ｓ／ｄとなる。ここで水の比誘電率ε’（水）は８０，比誘電率ε’（他）は木材の場合には２、空気の場合には１であり、検知領域内の水分量によって静電容量Ｃｘが決定される。静電容量Ｃｘの値は電極１００ａ，１００ｂの大きさにも依存するが、乾燥状態で数ｐＦ、水分が多い状態で数１０ｐＦを示す。（例えば、工業計測技術体系編集委員会編：湿度・水分測定  日刊工業新聞社刊  １９６５  参照）
図２３は水分量と静電容量Ｃｘとの関係を示す。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような検知対象物に対して接触させて検知対象物中の水分量を検知できる静電容量式にあっても、次のような問題があった。
【００１０】
つまり図２４（ａ）（ｂ）に示すように構造物たる容器１０５の内壁の開口部１０１に絶縁構造物１０２を配設して、互いの電極面が対向するように平行配置した電極１００ａ，１００ｂでは電極１００ａ，１００ｂ間に検出対象物が埋まって、堆積物として残留してしまい、その結果容量検知回路１０３は電極１００ａ、１００ｂ間の堆積物の水分量を測定することになってしまい検知対象物の水分量を反映しなくなるという問題があった。そのためには堆積残留しないようにな清掃構造が必要になるが、清掃構造を持たせるためには、製作コストの上昇を招くという問題があった。尚容量検知回路１０３の検知出力を入力する出力部１０４は容量検知回路１０３が検知する静電容量値から水分量に相当する電気量、例えば電圧値を持つ電圧信号を出力する。
【００１１】
また容器１０５内に電極１００ａ，１００ｂが突出することになり、そのため容器１０５内の検知対象物の移動を阻害し、また電極１００ａ、１００ｂに荷重がかかったり、他の部分に堆積物が残留してしまうという問題があった。そのため電極１００ａ，１００ｂの構造に荷重に耐えるだけの強度を持たせることが必要になり、結果電極構造が大きくなったり、製作コストが上昇するという問題があった。
【００１２】
尚図２４（ｂ）中Ｃｘは検知対象物による静電容量を示す。
【００１３】
本発明は、上記の問題点に鑑みて為されたもので、その目的とするところは、一対の電極によって構成される電界領域を検知領域とするときに、検知領域中に含まれる水分量を、検知対象物の静止中及び移動中の何れにおいてもリアルタイムで誤差無く検知でき、しかも絶縁体の割れ、撓み、電極の剥離などを生じない静電容量式水分量センサを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明では、一対の電極によって構成された電界領域を検知領域とし、上記一対の電極中の少なくとも一方の電極が絶縁体を介して検知対象物に接する面を検知感度面とする電極部と、上記検知領域内に存在する水分量で決定される静電容量値を検知する容量検知回路及び該容量検知回路が検知した静電容量値から水分量に相当する電気量を持つ電気信号を出力する出力回路から少なくとも構成される水分量センサ回路部と、から成る静電容量式水分量センサにおいて、上記絶縁体を介して検知対象物に接する上記電極を上記検知感度面とは反対側の上記絶縁体の面に蒸着した金属蒸着膜により形成するとともに、該金属蒸着膜を蒸着して電極を形成する上記絶縁体の面にリブを一体に設けて成ることを特徴とする。
【００１７】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、上記リブを一対の電極間で発生する電界方向と略平行で且つ略垂直方向となるように上記絶縁体面に垂立形成して成ることを特徴とする。
【００１８】
請求項３の発明では、請求項１又は２の発明において、上記水分量センサ回路部を実装した回路基板と、上記金属蒸着膜からなる電極とを半田付けによりリード線で接続するとともに、当該電極に対するリード線の半田付けによる接続部位を、金属蒸着膜形成位置に存在するリブとの境界位置にある当該電極の端部としたことを特徴とする。
【００１９】
請求項４の発明では、請求項１又は２の発明において、上記水分量センサ回路部を実装した回路基板と、上記金属蒸着膜からなる電極とを半田付けによりリード線で接続するとともに、当該電極に対するリード線の半田付けによる接続部位を、上記電極の形成位置内に設けた凹部内としたことを特徴とする請する。
【００２０】
請求項５の発明では、請求項１乃至４の何れかの発明において、上記絶縁体が、上記水分量センサ回路部を実装した回路基板を収納する樹脂成型品である水分量センサ筐体の一部であって、該水分量センサ筐体内面には上記水分量センサ回路部の０Ｖ電位点と電気的に接続した金属蒸着膜による電波シールド部を形成して成ることを特徴とする。
【００２１】
請求項６の発明では、請求項１乃至５の何れかの発明において、上記絶縁体が、上記水分量センサ回路部を実装した回路基板を収納する樹脂成型品である水分量センサ筐体の一部であって、該水分量センサ筐体内には、金属蒸着膜による導電部を表面に形成して該導電部を介して上記電極若しくはシールド部位と、上記回路基板の回路とを電気的に接続する構造体を設けて成ることを特徴とする。
【００２２】
請求項７の発明では、請求項６の発明において、上記構造体は水分量センサ筐体と一体に形成されたもので、先端面にねじ螺入用孔を開口し、上記回路基板を上記先端面に載置支持するとともに、回路基板の側に設けた挿通孔を介してねじ螺入用孔に螺入される固定ねじの締結により回路基板を支持固定し、且つ上記固定ねじの締結により回路基板側の載置面に設けた導電パターンと構造体の先端面に位置する上記導電部とを圧接して成ることを特徴とする。
【００２３】
請求項８の発明では、請求項６の発明において、上記構造体は水分量センサ筐体と一体に形成されたもので、先端部を上記回路基板に形成した挿入孔に回路基板裏面側から挿入して回路基板の表面側に露出させた上記先端部表面の上記導電部と、回路基板表面側の導電パターンとを電気的に接続して成ることを特徴とする。
【００２４】
請求項９の発明では、請求項６の発明において、上記構造体の先端部に、上記回路基板側からの被接続コネクタを接続するコネクタ部を設けるとともに、被接続コネクタに電気的に接続するコネクタ部の接続導電体と、上記構造体の上記導電部とを電気的に接続して成ることを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下本発明を実施形態により説明する。
【００２７】
（実施形態１）
図１は本実施形態の静電容量式水分量センサ３０の全体の斜視図を示しており、底浅で底面の外形状が略正方形で、内底部の中央の円形状凹部１０に電極部を配設した合成樹脂製の絶縁体からなる水分量センサ筐体１と、この水分量センサ筐体１内に配置されるプリント基板からなる回路基板２と、この回路基板２の回路部品実装部を覆うように回路基板１上に配置されるシールドボックス３と、水分量センサ筐体１の開口部にパッキン４を介して被着される金属板のような導電体からなる蓋２９とで構成される。
【００２８】
水分量センサ筐体１は図２（ａ）〜（ｄ）に示すように、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド等の成形材料により成形されたもので、電極部を配設する凹部１０の底部の厚みを５ｍｍ乃至０．１ｍｍ程度に形成している。
【００２９】
凹部１０は図２（ａ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように底壁を外方向に膨出させることで形成され、底面上には同心状に３つの円環状のリブ２６１〜２６４を一体形成するとともに、中心のリブ２６１の外側周壁面から放射状に複数のリブ２６を凹部１０の内周面に達するまで形成してある。
【００３０】
図３（ａ）、（ｃ）、（ｄ）で示す例は図２における，リブ２６３を無くした例を示す。
【００３１】
中心のリブ２６１で囲繞される凹所Ａが電極５ａを構成する金属蒸着膜を形成する場所となり、外側のリブ２６３（或いは２６２）と、２６４とリブ２６と囲まれた凹所Ｂが環状の電極５ｂを構成する金属蒸着膜を形成する場所となり、これら凹所Ａ，Ｂが電極形成場所の目印ともなる。
【００３２】
電極５ａ，５ｂは銅、アルミニウム等の金属蒸着膜を凹所Ａの底面と、部位Ｂの底面に形成して、それらの金属蒸着膜により構成されたものである。またこれらの電極５ａ、５ｂの表面には腐食防止のために半田メッキ或いは金メッキを施して保護膜とする。
【００３３】
図４（ａ）〜（ｃ）は図２に示す水分量センサ筐体１における電極形成後を示しており、同図（ａ）において網線で示す部分が電極５ａ又は５ｂを示す。
【００３４】
ここで電極形成方法としては、上記凹み部Ａ，Ｂに金属蒸着膜を形成するように蒸着をコントロールするか、周辺を含めて金属蒸着膜を形成し、この形成後電極５ａ、５ｂを構成する部位を除くように選択的に剥離して形成する方法の何れかがあるが、適宜何れかの方法を採用すればよい。図５は、図３に示す水分量センサ筐体１における電極形成後を示しており、この場合リブ２６２，２６４の間に一旦金属蒸着膜を形成した後、図示するように電極５ｂの形状となるように不要な金属蒸着膜を選択除去した場合を示す。
【００３５】
尚図４或いは図５で示す電極５ｂはリブ２６によって分断される形で形成されるためこれら分断部を電気的に適宜な方法で接続して、一つの環状の電極５ｂを構成する。
【００３６】
図６はリブ２６を含めて金属蒸着膜を形成して、環状の電極５ｂを形成した例を示しており、この場合にはリブ２６により電気的に分断されることが無いため、分断部を電気的に接続する必要がない。またリブ２６を蒸着しなようにするための選択マスクを必要とせず、蒸着処理が簡単となる。
【００３７】
ところで図６のようにリブ２６表面にも金属蒸着膜を形成して電極５ｂを構成する場合には、該部位も検知領域内で電界領域を構成するため、後述する容量検知回路６で検知される静電容量値に影響を及ぼす恐れがある。つまりこの影響はリブパターンが検知領域の電界強度分布に密接な関係があり、リブパターンが電界方向と無関係に構築されると電界分布を不均一に乱すことになる。
【００３８】
そこで本実施形態における中心の電極５ａと、電極５ｂとの電界方向は図７（ａ）（ｂ）に示すように放射状で且つ垂直面を通ることから、リブ２６を電界方向に略平行となるように中心から放射状に延長形成し、かつ凹部１０の底面に対して垂直に垂立させて、対称性のある規則性を持たせ、検知領域内の電界分布が対称性をもって均一性な分布となるようにしてある。つまり検知対象物に異物が混入されて検知する水分量に誤差が含まれる場合、電界密度にばらつきがあるような不均一な電界分布では、電界密度の高いところに水分量が多い異物が混入すると、上記誤差が大きくなる。これに対して電界分布が均一であると、水分量の多い異物が混入されても、検知誤差を低くすることができる。
【００３９】
またリブ２６，２６１〜２６４を形成することで水分量センサ筐体１の強度を高め、しかも電極５ａ、５ｂを金属蒸着膜により構成するため、樹脂成形部位の割れや、電極５ａ、５Ｂの剥離が生じ難く、また金属蒸着膜により電極５ａ、５ｂを形成しているため電極５ａ，５ｂと検知感度面２３までの距離、つまりその間に介在する樹脂成形部位の厚みの管理が容易となる。
【００４０】
さて回路基板２は凹部１０の周辺の水分量センサ筐体１の底面に４隅付近に一体立設してある柱体１２上に載置した状態で図８に示すように柱体１２の孔１２ａに固定ねじ１３を螺入締結することで固定される。この回路基板２上には図８に示すように水分量センサ回路部たる水分量センサ回路ブロック９を構成する電子部品が実装され、更に電子部品を覆うように板金加工によって形成された金属製のシールドボックス３が載置固定されている。回路基板２上の回路と電極５ａ、５ｂとはリード線４０を介して接続されている。また蓋２９と回路基板２上の水分量センサ回路ブロック９の動作基準点αとはリード線４０’により接続されている。
【００４１】
水分量センサ回路ブロック９は、図９に示すように電極部を構成する一対の電極５ａ、５ｂ間の電界領域により構成される検知領域の静電容量値Ｃｘを検知する容量検知回路６と、容量検知回路６の検知容量値に応じた電気量、例えば電圧信号を出力する出力回路７と、これら容量検知回路６及び出力回路７に動作電源を供給する電源回路８と、これら回路６乃至８のグランド、つまり容量検知回路６の動作基準点αと、大地βとの間に接続して容量検知回路６の動作基準点αと大地βとの間のインピーダンスを決定するコンデンサＣＥとから構成され、回路基板１上に被着されるシールドボックス３によりシールドされ、また上記動作基準点αがシールドボックス３に接続される。電源回路８は例えば３端子レギュレータＩＣなどにより構成される。
【００４２】
電源回路８及び出力回路７は、一端が回路基板１側回路に接続され、他端側を図８に示すようにシールドボックス３、蓋２９を介して外部に導出したケーブル２０の先端に設けたコネクタ２１を用いて外部の操作盤１４に接続されるようになっており、ケーブル２０を介して操作盤１４から電源回路８の電源が供給され、また出力回路７の出力信号が操作盤１４へ送出される。
【００４３】
尚シールドボックス３は水分量センサ回路ブロック９を電磁遮蔽するものである。また凹部１０にはシリコンゴムなどの絶縁物１１が充填され、水分量センサ筐体１内で結露が発生しても、その水で電極５ａ，５ｂが短絡するのを防止している。
【００４４】
ところで本実施形態では上記リード線４０と電極５ｂとの接続を、図１０（ａ）（ｂ）に示すように電極５ｂの外周端部とリブ２６４との境界部においてリード線４０の芯線４０ａを半田付けして行うようになっている。この場合リブ２６４が半田１５の流れを防ぐ壁となり、信頼性を向上させている。
【００４５】
尚図１１（ａ）（ｂ）に示すように電極５ｂを形成している凹所Ｂの底面に一端がリブ２６４に連なり、且つ平行する部位を持つ壁１６を立設し、この壁２４とリブ２６４で形成される凹部１７をリード線４０と電極５ｂとの半田付け部位として、この凹部１７を構成する壁１６及びリブ２６４で半田１５の流れを防ぐ壁を構成しても良い。
【００４６】
而して上述のように構成した本実施形態の水分量センサ３０を検知対象物Ｘを入れている容器３１の壁面に取り付けるに当たっては、図８に示すように容器３１の壁面に開口した窓孔３２に水分量センサ筐体１の凹部１０に対応する膨出部２２を容器３１の外側から嵌合する。ここで膨出部２２の突出量と容器３１の壁の厚さとを略同じ寸法に設定しており、窓孔３２に膨出部２２を嵌め込む際に、膨出部２２の周辺の水分量センサ筐体１の外底面１ａと容器３１の外壁面とを直接当てて位置決めを行うことで、容器３１内に臨む膨出部２２の外面、つまり検知感度面２３が容器３１の内壁面と同一面（面一）となるように配置される。そして蓋２９、パッキン４、水分量センサ筐体１の４角に設けた孔２８ａ，２８ｂ，２８ｃを貫挿させた取り付けボルト（図示せず）により容器３１に水分量センサ３０を固定する。
【００４７】
本実施形態では上述のように水分量センサ３０を容器３１に取り付けることで、電極５ａ、５ｂが直接検知対象物Ｘに触れることがなく、また検知感度面２３が容器３１内に突出することもないため、電極５ａ、５Ｂ間に検知対象物Ｘが埋まったり、移動を阻害することがなく、例えば検知対象物Ｘが発酵工程の発酵物・米・穀類・茶葉・タバコの葉・生ゴミ・木材・土壌・コンクリート細骨材など何れにおいても、一対の電極５ａ、５ｂによって構成される電界領域を検知領域とするときに、その検知領域中に含まれる水分量を、検知対象物Ｘが静止中であっても、あるいは攪拌、搬送などの移動中においてもリアルタイムで誤差無く、検知することができる。
【００４８】
また電界分布に均一性を持たせるように構成しているため、検知対象物Ｘに異物が混入していても、誤差を低減することができる。
【００４９】
尚図１２（ａ）に示すように電極５ａを正方形で、周囲を囲む電極５ｂを４周枠状に形成して、電極５ａの一辺の長さｄ０と、電極５ｂの幅ｄ１とを同じ寸法とし、両者の並行する辺間の距離ｄ２を４周とも同じ寸法としても良い。この場合も浮遊容量に対する影響を低減することができる。
【００５０】
また中央の電極５ａの形状を正方形や円形ではなく、図１２（ｂ）に示すように長方形、或いは同図（ｃ）に示すように長円形、更には図１２（ｄ）に示すように楕円形とし、夫々に対応した環状の電極５ｂを組み合わせても良い。
【００５１】
（実施形態２）
ところで上記実施形態１は検知対象物Ｘが入っている容器３１の外壁面及び内壁面が共に平坦な面に対応するものであったが、少なくとも内壁面が曲面となっているような場合には、検知感度面２３を容器３１の内壁面と面一にはできない。
【００５２】
そこで本実施形態では図１３乃至図１５に示すように膨出部２２の外面、つまり検知感度面２３を容器３１の円弧状の内壁面と面一となるように曲面としてある。この場合膨出部２２の壁、つまり凹部１０の底壁の厚さを略等しく、凹部１０の底部に金属蒸着膜で形成する電極５ａ、５ｂと検知感度面２３までの距離を等しくしてある。
【００５３】
尚その他の構成は実施形態１と同じ構成であるので、図１３乃至図１５において、実施形態１の構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
【００５４】
尚図１３、図１４ではリブ２６、２６１〜２６４の図示を省略してある。
【００５５】
（実施形態３）
上記実施形態１，２は共に水分量センサ回路ブロック９をシールドボックス３で覆っていた。つまり、シールドボックス３により水分量センサ回路ブロック９で用いる周波数帯域（数１０ＭＨｚ〜数百ＭＨｚ）に合致するＦＭ放送やアマチュア無線周波数が到来しても遮蔽でき、誤動作要因を排除し、また逆に内部から輻射電波が外部に放射されるのを防止して、外部機器の誤動作を誘発する恐れを無くすようにしている。
【００５６】
しかし、シールドボックス３を金属部品にて作成する構成では、部品点数が多くなって部品コストが高くなる上に、組み立てコストも高くなる。
【００５７】
そこで本実施形態では電極５ａ、５ｂと同様に、金属蒸着膜からなるシールド部を構成し、部品点数の削減と、コスト削減を図った。
【００５８】
すなわち、図１６（ａ）（ｂ）に示すように水分量センサ筐体１の周壁の内面及び電極５ｂの外側に位置する凹部１０の底面、内周面、そして凹部１０の周辺の水分量センサ筐体１の底面に、電極５ａ、５ｂと同様に金属蒸着膜（網線で示す）を形成して、この金属蒸着蒸着膜によりシールド部２７を構成する。
【００５９】
従って、水分量センサ筐体１の開口部に金属の蓋２９を被着することで、蓋２７及びシールド部２７によって水分量センサ筐体１の内部をシールドすることができ、そのため到来する電波の内部への侵入防止と、内部の水分量センサ回路ブロック９から出る電波の外部への漏洩を防止することができる。
【００６０】
ここで蓋２９と回路基板２上の水分量センサ回路ブロック９の動作基準点αとは実施形態１と同様にリード線４０’により接続する（図８．図９参照）が、シールド部２７の金属蒸着膜と回路基板１上の水分量センサ回路ブロック９の動作基準点αとの接続は本実施形態では次のように行う。
【００６１】
つまり水分量センサ筐体１の底面に構造体として一体突設してある４本の柱体１２の内の１本の表面にも図１７（ａ）に示すようにシールド部２７の金属蒸着膜と連続している金属蒸着膜を導電部２７ａとして形成し、柱体１２の上に載置され、固定ねじ１３により固定される回路基板１の回路に金属蒸着膜よりなる導電部２７ａを通じて接続するようになっている。
【００６２】
このため回路基板１の裏面側には、図１７（ｃ）に示すように上記金属蒸着膜２７ａを形成した柱体１２のねじ螺入用の孔１２ａに対応するねじ挿通孔１９の開口周辺に導電パターン１８を形成し、また図１７（ｂ）に示すように回路基板１の表面側には水分量センサ回路ブロック９の動作基準点αに一端が接続された導電パターン３３の他端をねじ挿通孔１９の開口縁まで延長形成し、固定ねじ１５を回路基板１の表面側からねじ挿通孔１９に挿入して柱体１２の孔１２ａに螺入締結したときに、回路基板１側の載置面に設けた導電パターン１８が柱体１２の先端面の金属蒸着膜からなる導電部２７ａに圧接し、また固定ねじ１３の頭部が表面側の導電パターン３３に圧接し、動作基準点α、導電パターン３３、固定ねじ１３、導電パターン１８、柱体１２の金属蒸着膜からなる導電部２７ａ、シールド部２７の経路で、シールド部２７が動作基準点αを電気的に接続されるのである。
【００６３】
尚図１８は本実施形態を容器３１に取り付けた状態の概略構成の断面図を示している。そのの構成は実施形態１，２と同じであるので、ここでは特に図示しない。
【００６４】
（実施形態４）
上記実施形態３では、固定ねじ１３をシールド部２７と、回路基板１上の水分量センサ回路ブロック９の動作基準点αとの電気的接続を、金属蒸着膜２７ａを形成した柱体１２と、導電パターン１８，３３と、固定ねじ１３とを利用して行っているが、本実施形態では、図１９（ａ）に示すように高さ寸法を回路基板１の厚み分だけ他の柱体１２より高くした柱体１２’の表面に金属蒸着膜からなる導電部２７ａを形成するとともに、柱体１２’の先端部を貫挿させる挿入孔３４を図１９（ｃ）に示すように上記回路基板１に形成し、且つ図１９（ｂ）に示すように回路基板１の表面側において水分量センサ回路ブロック９の動作基準点αに一端が接続された導電パターン３３を挿入孔３４の開口部近くまで延設し、固定ねじ１３による回路基板１の固定を、導電部２７ａを表面に形成している柱体１２’以外の柱体１２に対して行うようになっている。
【００６５】
そして柱体１２’の上端面を挿入孔３４を介して表面側に臨ませて上端面の金属蒸着膜２７ａと、導電パターン３３とをリード線３５で電気的に接続することで、水分量センサ回路ブロック９の動作基準点α（図９参照）に、導電パターン３３と、リード線３５と、柱体１２’の金属蒸着膜からなる導電部２７ａとを介してシールド部２７を電気的に接続するのである。
【００６６】
尚図２０は本実施形態を容器３１に取り付けた状態の概略構成の断面図を示している。そのの構成は実施形態１，２と同じであるので、ここでは特に図示しない。
【００６７】
（実施形態５）
上記実施形態３，４は回路基板１を支持固定するために設けた柱体１２’を利用してシールド部２７と、回路基板１上の水分量センサ回路ブロック９の動作基準点αを接続する構成であったが、本実施形態では図２１に示すように回路基板１側の水分量センサ回路ブロック９の例えば容量検知回路６の入力端にリード線３８を介して接続している被接続用の雌型コネクタＣＮ１に対応する雄型のコネクタ部ＣＮ２を先端部に一体に設けた構造体３６を、水分量センサ筐体１の底面に一体的に設けるとともに、雌型コネクタＣＮ１に電気的に接続するコネクタ部ＣＮ２の接続導電体たるピン３７と、例えば電極５ａ、５ｂとを電気的に接続するために水分量センサ筐体１の底面上及び上記構造体３６の表面に亘るように金属蒸着膜からなる導電部２７ａ’を形成してある。
【００６８】
而して本実施形態では、回路基板１上の水分量センサ回路ブロック９の容量検知回路６と電極５ａ、５ｂとの接続は雌型コネクタＣＮ１を構造体３６の雄型コネクタ部ＣＮ２に接続することにより行える。尚３９ａは雄型コネクタ部ＣＮ２側に設けた係止片で、この係止片３９ａには雌型コネクタＣＮ１の弾性係止爪片３９ｂが係脱自在に係止され、コネクタＣＮ１の抜け止めを図っている。
【００６９】
尚本実施形態では電極の接続に用いたが、シールド部等の接続に用いても良い。
【００７０】
【発明の効果】
請求項１の発明は、一対の電極によって構成された電界領域を検知領域とし、上記一対の電極中の少なくとも一方の電極が絶縁体を介して検知対象物に接する面を検知感度面とする電極部と、上記検知領域内に存在する水分量で決定される静電容量値を検知する容量検知回路及び該容量検知回路が検知した静電容量値から水分量に相当する電気量を持つ電気信号を出力する出力回路から少なくとも構成される水分量センサ回路部と、から成る静電容量式水分量センサにおいて、上記絶縁体を介して検知対象物に接する上記電極を上記検知感度面とは反対側の上記絶縁体の面に蒸着した金属蒸着膜により形成したので、検知対象物中に含まれる水分量を、検知対象物が静止中は勿論のこと移動中であってもリアルタイムに検知できるものであり、電極部を構成する一対の電極の少なくとも一方が直接検知対象物に触れないため、当該電極の清掃が容易であり、また当該電極が水分中の金属イオンで溶けるという現象も防げ、また絶縁体により保護されているため、検知感度面の摩耗も均一となって、感度検知面に検知対象物の流れを阻害するよう凹凸ができにくくなり、その凹凸による検知対象物の堆積や、流れの阻害を生じる恐れがなく、また他方の電極との間に検知対象物が埋まる恐れも少ないものであって、絶縁体の検知感度面に検知対象物による荷重がかかっても、電極を接着している場合の剥離や、電極をインサートしている場合のような絶縁体の割れを招くことがなく、また曲面となった検知感度面に合わせて、電極面も曲面とする必要がある場合にも容易に電極形成ができ、電極と検知感度面までの距離の管理も容易に行えるという効果がある。しかも、上記金属蒸着膜を蒸着して電極を形成する上記絶縁体の面にリブを一体に設けてあるので、絶縁体の強度を強くすることができ、絶縁体の撓み、割れを防止することができるという効果がある。
【００７３】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、上記リブを一対の電極間で発生する電界方向と略平行で且つ略垂直方向となるように上記絶縁体面に垂立形成してあるので、リブの存在が検知領域内の電界分布を不均一にすることがない。
【００７４】
請求項３の発明では、請求項１又は２の発明において、上記水分量センサ回路部を実装した回路基板と、上記金属蒸着膜からなる電極とを半田付けによりリード線で接続するとともに、当該電極に対するリード線の半田付けによる接続部位を、金属蒸着膜形成位置に存在するリブとの境界位置にある当該電極の端部としたので、リブが半田の流れを防ぐ壁となり、信頼性の向上が図れる。
【００７５】
請求項４の発明では、請求項１又は２の発明において、上記水分量センサ回路部を実装した回路基板と、上記金属蒸着膜からなる電極とを半田付けによりリード線で接続するとともに、当該電極に対するリード線の半田付けによる接続部位を、上記電極の形成位置内に設けた凹部内としたので、凹部の壁面が半田の流れを防ぐ壁となり、信頼性の向上が図れる。
【００７６】
請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかの発明において、上記絶縁体が、上記水分量センサ回路部を実装した回路基板を収納する樹脂成型品である水分量センサ筐体の一部であって、該水分量センサ筐体内面には上記水分量センサ回路部の０Ｖ電位点と電気的に接続した金属蒸着膜による電波シールド部を形成してあるので、電波シールド部により外部からの電波を遮蔽できて、外部からの電波による誤動作を防ぎ、また内部からの輻射電波の漏洩を防いで、外部機器への影響を無くすことができ、また金属部品にてシールドケースを製作する場合に比べて部品数も増加せず、部品コストも安価であり、しかも組み込む工程も必要でないから組立コストも安価となる。
【００７７】
請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れかの発明において、上記絶縁体が、上記水分量センサ回路部を実装した回路基板を収納する樹脂成型品である水分量センサ筐体の一部であって、該水分量センサ筐体内には、金属蒸着膜による導電部を表面に形成して該導電部を介して上記電極若しくはシールド部位と、上記回路基板の回路とを電気的に接続する構造体を設けてあるので、シールド部位や電極と回路基板側との接続をリード線を用いて行う場合に比べて水分量センサ筐体内の配線が整然と行える。
【００７８】
請求項７の発明では、請求項６の発明において、上記構造体は水分量センサ筐体と一体に形成されたもので、先端面にねじ螺入用孔を開口し、上記回路基板を上記先端面に載置支持するとともに、回路基板の側に設けた挿通孔を介してねじ螺入用孔に螺入される固定ねじの締結により回路基板を支持固定し、且つ上記固定ねじの締結により回路基板側の載置面に設けた導電パターンと構造体の先端面に位置する上記導電部とを圧接してあるので、回路基板の配設固定と同時に回路基板側と、シールド部位や電極と回路基板側との電気的接続が行える。
【００７９】
請求項８の発明では、請求項６の発明において、上記構造体は水分量センサ筐体と一体に形成されたもので、先端部を上記回路基板に形成した挿入孔に回路基板裏面側から挿入して回路基板の表面側に露出させた上記先端部表面の上記導電部と、回路基板表面側の導電パターンとを電気的に接続してあるので、シールド部位や電極と回路基板側との電気的接続を回路基板表面側で行えるので、回路基板の下方の空間においてリード線を配線する場合に比べて整然と配線が行える。
【００８０】
請求項９の発明では、請求項６の発明において、上記構造体の先端部に、上記回路基板側からの被接続コネクタを接続するコネクタ部を設けるとともに、被接続コネクタに電気的に接続するコネクタ部の接続導電体と、上記構造体の上記導電部とを電気的に接続してあるので、シールド部位や電極と回路基板側との電気的接続が簡単且つ迅速に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１の分解斜視図である。
【図２】（ａ）は同上の水分量センサ筐体の一例の平面図である。
（ｂ）は同上の水分量センサ筐体の一例の側面図である。
（ｃ）は同上の水分量センサ筐体の一例の側断面図である。
（ｄ）は同上の（ａ）図のイ−イ断面図である。
【図３】（ａ）は同上の水分量センサ筐体の別の例の平面図である。
（ｂ）は同上の水分量センサ筐体の別の例の側面図である。
（ｃ）は同上の水分量センサ筐体の別の例の側断面図である。
（ｄ）は同上の（ａ）図のイ−イ断面図である。
【図４】（ａ）は同上の水分量センサ筐体の電極形成後の一例の平面図である。
（ｂ）は同上の水分量センサ筐体の電極形成後の一例の側面図である。
（ｃ）は同上の水分量センサ筐体の電極形成後の一例の側断面図である。
（ｄ）は同上の（ａ）図のイ−イ断面図である。
【図５】同上の水分量センサ筐体の電極形成後の別の例の平面図である。
【図６】同上の水分量センサ筐体の電極形成後の別の例の平面図である。
【図７】同上に水分量センサ筐体に形成するリブの方向の説明図である。
【図８】同上を容器に取り付けた状態の断面図である。
【図９】同上の水分量センサ回路ブロックの回路構成図である。
【図１０】（ａ）は同上の電極とリード線との接続部位の一部省略せる拡大上面図である。
（ｂ）は同上の電極とリード線との接続部位の一部省略せる拡大断面図である。
【図１１】（ａ）は同上の電極とリード線との接続部位の別の例の一部省略せる拡大上面図である。
（ｂ）は同上の電極とリード線との接続部位の別の例の一部省略せる拡大断面
【図１２】同上の電極形状の他の例の説明図である。
【図１３】実施形態２の断面図である。
【図１４】（ａ）は同上の水分量センサ筐体の概略平面図である。
（ｂ）は同上の水分量センサ筐体の概略側断面図である。
（ｃ）は同上の水分量センサ筐体の充填物の充填状態を示す概略側断面図である。
【図１５】（ａ）は同上の水分量センサ筐体の平面図である。
（ｂ）は同上の水分量センサ筐体の側面図である。
（ｃ）は同上の水分量センサ筐体の側面図である。
【図１６】（ａ）は実施形態３の水分量センサ筐体の平面図である。
（ｂ）は同上の水分量センサ筐体の側面図である。
（ｃ）は同上の水分量センサ筐体の側断面図である。
【図１７】（ａ）は同上の水分量センサ筐体の概略平面図である。
（ｂ）は同上の水分量センサ筐体の回路基板配設状態の概略平面図である。
（ｃ）は同上の回路基板の下面図である。
【図１８】同上を容器に取り付けた状態の概略断面図である。
【図１９】（ａ）は実施形態４の水分量センサ筐体の概略平面図である。
（ｂ）は同上の水分量センサ筐体の回路基板配設状態の概略平面図である。
（ｃ）は同上の回路基板の下面図である。
【図２０】同上を容器に取り付けた状態の概略断面図である。
【図２１】実施形態５の要部の一部省略せる分解斜視図である。
【図２２】静電容量式水分量検知センサの原理説明図である。
【図２３】検知される静電容量値と水分量の関係説明図である。
【図２４】（ａ）は従来例の電極部の一部省略せる平面図である。
（ｂ）は同上の回路結線図である。
【符号の説明】
１  水分量センサ筐体
２  回路基板
３  シールドボックス
４  パッキン
５ａ，５ｂ  電極
１０  凹部
２９  蓋
【図１】
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【図２】
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【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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