(57)【要約】【課題】  導電パターンに常時、電流を流すことなく、導電パターンの長さが制限されない水滴浸入検出装置を提供する。【解決手段】  抵抗値がほぼ無限大（∞）の開回路を構成するように平行に対向した２本の独立した導電パターンＰが回路基板１上に設けられ、水滴が浸入して２本の導電パターンＰを短絡すると閉回路を構成する。導電パターンＰが短絡すると、演算増幅器Ａの出力がＨからＬに、コンパレータＣｏｍｐの出力がＨからＬとなり、水滴浸入を検出する。【選択図】  図１
2006208219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水滴の浸入を検出して電子機器の電源を切断するための水滴浸入検出装置において、
前記電子機器の有する回路基板上に、抵抗値が無限大の開回路になるように対向して配置された一対の導電パターンと、
水滴が前記一対の導電パターンに接触して、前記一対の導電パターン間の抵抗値が無限大から所定の抵抗値以下に変化したときに水滴の浸入として検出する検出手段とを、
備えたことを特徴とする水滴浸入検出装置。
【請求項２】
水滴の浸入を検出して電子機器の電源を切断するための水滴浸入検出装置において、
前記電子機器の有する回路基板上に、抵抗値が無限大の開回路になるようにそれぞれ対向して配置された複数組の一対の導電パターンと、
水滴が前記複数組の一対の導電パターンのうちいずれか一組以上の一対の導電パターンに接触して、前記複数組それぞれの一対の導電パターン間の抵抗値に所定値以上の差分が生じたときに水滴の浸入として検出する検出手段とを、
備えたことを特徴とする水滴浸入検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器における水滴浸入検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
商用電源などを用いた電子機器において、ユーザが水をこぼすなどの原因で水が浸入した場合、電源回路などが短絡して過電流による機器の損傷や発煙、感電などの安全上の問題が発生する。この対応として、機器のカバーの放熱穴などを極力少なくしたり、放熱穴の直下には電源回路を配置しないなどの配慮がなされている。さらに、寒冷地での結露に対しては結露センサを備えるなどの対応がなされている機器もある。また、下記の特許文献１には、閉回路を構成する導電部材の抵抗値の変化を検出して電源制御手段によって電源を切断する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平４−１７６０４３号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、電子機器において機器のカバーの放熱穴などを極力少なくすることには限界があり、電源回路の配置についても内部構造により制約がある。また、結露センサなどのセンサを使用する場合その個数及び配置により、検出できる範囲はかなり限定される。また、特許文献１による技術では、導電パターンが閉回路であるため、常時、電流を流す必要があり、検出範囲が広くなると、機器の消費電力の増加を招いていた。さらに、導電パターンの長さにより抵抗値が変化するため、パターン配置に制限があった。
【０００４】
本発明は上記従来例の問題点に鑑み、水滴浸入を検出する導電パターンに、常時電流を流すことなく、導電パターンの長さが制限されない水滴浸入検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記目的を達成するために、
水滴の浸入を検出して電子機器の電源を切断するための水滴浸入検出装置において、
前記電子機器の有する回路基板上に、抵抗値が無限大の開回路になるように対向して配置された一対の導電パターンと、
水滴が前記一対の導電パターンに接触して、前記一対の導電パターン間の抵抗値が無限大から所定の抵抗値以下に変化したときに水滴の浸入として検出する検出手段とを、
備えたことを特徴とする。
【０００６】
また、本発明は上記目的を達成するために、
水滴の浸入を検出して電子機器の電源を切断するための水滴浸入検出装置において、
前記電子機器の有する回路基板上に、抵抗値が無限大の開回路になるようにそれぞれ対向して配置された複数組の一対の導電パターンと、
水滴が前記複数組の一対の導電パターンのうちいずれか一組以上の一対の導電パターンに接触して、前記複数組それぞれの一対の導電パターン間の抵抗値に所定値以上の差分が生じたときに水滴の浸入として検出する検出手段とを、
備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、水滴の浸入を検出する導電パターンが、対向した一対の独立した開回路の導電パターンであるため、常時、微弱な電流の消費しかなく、閉回路による検出回路に比べて消費電力を低くすることができる。さらに、導電パターンの長さによる抵抗値の変化を配慮する必要がないため、パターンを自在に配置でき、また、導電パターンを基板の余剰部分に配置すればコスト的にも有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１は本発明に係る水滴浸入検出装置の第１の実施の形態の導電パターンを示す構成図、図２は本発明に係る水滴浸入検出装置の第１の実施の形態の検出回路を示す回路図である。
【０００９】
図１において、電子機器の危険部位や、危険部位への水の通り道になり、また結露の可能性のある回路基板１上の一辺に、抵抗値がほぼ無限大（∞）の開回路を構成するように平行に対向した２本の独立した導電パターンＰと、図２に詳しく示すような検出回路１０が設けられている。水滴が浸入して２本の導電パターンＰを短絡すると閉回路を構成し、この導電パターンＰの抵抗変化で水分などの検出をすることで結露センサなどの欠点である「点の検出」ではなく「線の検出」により、検出範囲を拡大することができる。
【００１０】
図２において、２本の導電パターンＰの一方には、抵抗Ｒを介して回路電源＋Ｂが印加され、導電パターンＰの他方は接地されている。導電パターンＰの一方と抵抗Ｒの接続点Ｘは、ノイズ抑圧のためのコンデンサＣを介して接地されるとともに、高インピーダンスバッファとして使用する演算増幅器Ａの＋入力端子に接続されている。演算増幅器Ａの−入力端子と出力端子は共にコンパレータＣｏｍｐの＋入力端子に接続され、コンパレータＣｏｍｐの−入力端子には閾値電圧Ｖthが印加されている。コンパレータＣｏｍｐの出力は、後述する図４に示すように電源切断手段である電子スイッチ（ＳＷ）２の制御信号として印加され、電子ＳＷ２にて２次電源回路３への電源を切断する。
【００１１】
上記構成において、導電パターンＰが短絡していない場合には、Ｘ点の電位がＨ、演算増幅器Ａの出力がＨ、コンパレータＣｏｍｐの出力がＨである。これに対し、導電パターンＰが水の浸入によって短絡すると、Ｘ点の電位が下がり、演算増幅器Ａの出力がＬ、コンパレータＣｏｍｐの出力がＬとなるので、水滴浸入を検出することができる。抵抗Ｒの値は、導電パターンＰが短絡した場合に適切な動作点となるように選択される。また、コンデンサＣを具備することにより、Ｘ点のインピーダンスが比較的高くても、安定した動作が期待できる。
【００１２】
＜第２の実施の形態＞
図３は本発明の水滴浸入検出装置の第２の実施の形態の導電パターンを示し、電子機器の回路基板１に、互いに対向した平行な２本の独立した導電パターンを少なくとも２組以上（図では導電パターンＰ１、Ｐ２とする。）設け、各組の導電パターンＰ１、Ｐ２間の抵抗値の差分を図４に示す検出回路２０で検出して、電源切断手段である電子スイッチ（ＳＷ）２によって２次電源回路３への電源を切断する。第２の実施の形態によれば、より広い範囲を検出することができるとともに、個別に電源回路周辺に導電パターンＰ１、Ｐ２を設けることで、より集中的に検出することが可能である。水は高い所から低い所へ流れるので、回路基板１の対向する面（左右、上下、表裏）に導電パターンＰ１、Ｐ２を設ける。そして、各組の導電パターンＰ１、Ｐ２間の抵抗値の差分を検出するように検出回路２０を構成することにより、高感度に、かつ空中湿度の変化などで誤動作することのない検出動作が可能となる。
【００１３】
図４において、２組の導電パターンＰ２、Ｐ１の各々の一方には、それぞれ抵抗Ｒ６、Ｒ５を介して回路電源＋Ｂが印加され、導電パターンＰ２、Ｐ１の各々の他方は接地されている。導電パターンＰ２の一方と抵抗Ｒ６の接続点は、ノイズ抑圧のためのコンデンサＣ１を介して接地されるとともに、演算増幅器Ａ２の＋入力端子に接続されている。演算増幅器Ａ２の出力端子は、演算増幅器Ａ２の−入力端子に接続されるとともに、抵抗Ｒ１を介して演算増幅器Ａ１の−入力端子に接続されている。同様に、導電パターンＰ１の一方と抵抗Ｒ５の接続点は、ノイズ抑圧のためのコンデンサＣ２を介して接地されるとともに、演算増幅器Ａ３の＋入力端子に接続されている。演算増幅器Ａ３の出力端子は、演算増幅器Ａ３の−入力端子に接続されるとともに、抵抗Ｒ３を介して抵抗Ｒ４の一方と演算増幅器Ａ１の＋入力端子に接続されている。そして、抵抗Ｒ４の他方は接地されている。
【００１４】
演算増幅器Ａ１の出力端子は、帰還抵抗Ｒ２を介して演算増幅器Ａ１の−入力端子に接続されるとともに、コンパレータＣｏｍｐ１の＋入力端子とコンパレータＣｏｍｐ２の−入力端子とに接続されている。そして、抵抗Ｒ９の一端に回路電源＋Ｂが印加され、抵抗Ｒ９の他端がコンパレータＣｏｍｐ１の−入力端子と抵抗Ｒ８の一端に接続されている。また、抵抗Ｒ８の他端がコンパレータＣｏｍｐ２の＋入力端子と抵抗Ｒ７の一端に接続され、抵抗Ｒ７の他端に回路電源−Ｂが印加される。さらに、コンパレータＣｏｍｐ１、Ｃｏｍｐ２の出力端子は、それぞれトランジスタＱ１、Ｑ２の各ベースに接続され、トランジスタＱ１、Ｑ２の各コレクタは共通に、電圧Ｖ５で示す接続点で回路電源＋Ｂが抵抗Ｒ１０を介して印加されるとともに、電子ＳＷ２に接続されている。そして、トランジスタＱ１、Ｑ２の各エミッタは接地されている。
【００１５】
上記構成において、導電パターンＰ１、Ｐ２が共に短絡していない場合には、演算増幅器Ａ１の出力Ｖ１は０に近い（図５に示す通常時値となる）。これにより、コンパレータＣｏｍｐ１、Ｃｏｍｐ２の出力は共にＬであり、トランジスタＱ１、Ｑ２は共にオフになるので、電圧Ｖ５はＨである。これに対し、例えば導電パターンＰ１が短絡すると、演算増幅器Ａ１の出力Ｖ１が−側に低下してＶ２以下になると、コンパレータＣｏｍｐ２の出力がＨとなり、トランジスタＱ２がオンになり、電圧Ｖ５はＬとなる。同様に、導電パターンＰ２が短絡すると、演算増幅器Ａ１の出力Ｖ１が＋側に上昇してＶ３以上になると、コンパレータＣｏｍｐ１の出力がＨとなり、トランジスタＱ１がオンになり、電圧Ｖ５はＬとなる。
【００１６】
ここで、機器に水滴などの水分が浸入した場合、回路基板１のちょうど中央部に浸入することはまれである。このため、水分が浸入した回路基板１の場所により、導電パターンＰ１、Ｐ２への到達時刻が異なる。また、たとえ水分が回路基板１のちょうど中央部に浸入したとしても、回路基板１の水平方向の角度により１つの方向に流れる。このため、水分の到達時刻が早い方の導電パターンのインピーダンスが急速に低下するので、水分の浸入を安定して確実に検出することができる。
【００１７】
本発明の特徴は、検出用の導電パターンＰ、Ｐ１、Ｐ２が閉回路の構成ではないことである。すなわち、導電パターンＰ、Ｐ１、Ｐ２には常時、電流を流さないので機器の消費電力を押さえることができる。また、導電パターンＰ、Ｐ１、Ｐ２の長さによる抵抗値変化を無視できるので、導電パターンＰ、Ｐ１、Ｐ２の引き回しが容易である。さらに、導電パターンＰ、Ｐ１、Ｐ２は電子部品を搭載できない回路基板１の余剰部分に配置すればよいのでコスト的にも有利となる。以上の説明から、本発明によれば、商用電源を用いた電子機器において、水をこぼすなどの原因で水分が浸入した場合、短絡して過電流による機器の損傷や発煙、感電などの安全上の問題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る水滴浸入検出装置の第１の実施の形態の導電パターンを示す構成図である。
【図２】本発明に係る水滴浸入検出装置の第１の実施の形態の検出回路を示す回路図である。
【図３】本発明に係る水滴浸入検出装置の第２の実施の形態の導電パターンを示す構成図である。
【図４】本発明に係る水滴浸入検出装置の第２の実施の形態の検出回路を示す回路図である。
【図５】図４の検出回路の処理を示す説明図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  回路基板
２  電子スイッチ（電子ＳＷ）
３  ２次電源回路
１０、２０  検出回路
Ｐ、Ｐ１、Ｐ２  導電パターン
Ａ、Ａ１  演算増幅器
＋Ｂ  回路電源
Ｃ、Ｃ１、Ｃ２  コンデンサ
Ｃｏｍｐ、Ｃｏｍｐ１、Ｃｏｍｐ２  コンパレータ
Ｒ、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０  抵抗
Ｒ２  帰還抵抗
Ｑ１、Ｑ２  トランジスタ
【図１】
2006208219.tif 000003
【図２】
2006208219.tif 000004
【図３】
2006208219.tif 000005
【図４】
2006208219.tif 000006
【図５】
2006208219.tif 000007