(57)【要約】【課題】簡易な構成で着霜状態を検出することが可能な霜検出器及び着霜状態検出装置を提供することを目的とする。【解決手段】霜検出器１０１は、ベース部材１９と、水分によって抵抗値が変化する感湿体パターンによって構成される水分検知部１３と、感湿体パターン１３と電気的に接続された互いに離間する一対の電極部１７と、水分検知部１３の近傍に設けられ水分検知部１３に付着した霜及び水分を蒸発可能な発熱部１５と、を有することを特徴とし、着霜状態検出装置は、この霜検出器１０１と、発熱部１５に給電する給電手段と、一対の電極部１７間における感湿体パターンの抵抗値に対応した信号を出力する抵抗値検出手段と、抵抗値検出手段の信号が入力される制御手段と、を備え、発熱部１５に本給電する時間と感湿体パターンの抵抗値の変化とに基づいて、霜検出器１０１が配設される熱交換器等の被着霜部の着霜状態を検出することを特徴としている。【選択図】図１
2017133833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部材と、
該ベース部材の一面側に設けられ水分によって抵抗値が変化する感湿体パターンによって構成される水分検知部と、
前記感湿体パターンと電気的に接続された互いに離間する一対の電極部と、
前記水分検知部の近傍に設けられ前記水分検知部に付着した霜及び水分を蒸発可能な発熱部と、を有することを特徴とする霜検出器。
【請求項２】
前記ベース部材は、板状をなしており、
前記発熱部が、前記ベース部材の他面側に設けられるとともに、前記ベース部材を挟んで前記感湿体パターンと対向する位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の霜検出器。
【請求項３】
前記感湿体パターンは、ポリビニルピロリドンからなるバインダ樹脂中にカーボン粒子が分散されて形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の霜検出器。
【請求項４】
前記電極部は、フェノール樹脂からなるバインダ樹脂中に導電体粒子が分散された膜から形成されており、
前記電極部が前記感湿体パターンの一部を覆うようにして配設されていることを特徴とする請求項３に記載の霜検出器。
【請求項５】
前記ベース部材がビスマレイミドトリアジン樹脂からなることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の霜検出器。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の霜検出器と、
前記発熱部に給電する給電手段と、
前記一対の電極部間における前記感湿体パターンの抵抗値に対応した信号を出力する抵抗値検出手段と、
該抵抗値検出手段の出力に対応した信号が入力される制御手段と、を備え、
前記制御手段が、前記給電手段を制御し、
前記給電手段を駆動して前記発熱部に本給電する時間と前記感湿体パターンの抵抗値の変化とに基づいて、前記霜検出器が配設される熱交換器等の被着霜部の着霜状態を検出することを特徴とする着霜状態検出装置。
【請求項７】
前記感湿体パターンは、水分の吸湿によって抵抗値が高くなるものであり、
前記制御手段は、前記本給電を開始してから、前記一対の電極部間における前記感湿体パターンの抵抗値が予め定めた第１抵抗基準値に下がるまでの給電時間を検出し、
前記給電時間が予め定めた時間基準値よりも長くなった場合に、前記被着霜部が所定の着霜状態であると判定することを特徴とする請求項６に記載の着霜状態検出装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記給電時間を記憶する記憶部を具備し、
前記給電時間が前記時間基準値に達しなかった場合に、前記被着霜部が所定の着霜状態であるか否かを次回に判定する際に、前記記憶部に記憶した前回の給電時間を次回の給電時間に加えるようにすることを特徴とする請求項７に記載の着霜状態検出装置。
【請求項９】
前記感湿体パターンの抵抗値が予め定めた第２抵抗基準値よりも大きい場合に、前記給電手段は、前記発熱部への前記本給電を開始することを特徴とする請求項６ないし請求項８のいずれかに記載の着霜状態検出装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記抵抗値検出手段から前記信号を入手する前に、前記給電手段を駆動して前記発熱部に予備給電することを特徴とする請求項６ないし請求項９のいずれかに記載の着霜状態検出装置。
【請求項１１】
前記抵抗値検出手段は、前記感湿体パターンで構成される感湿体抵抗と該感湿体抵抗と中間接続部で接続される抵抗器とを有した直列回路と、該直列回路に電圧を印加する電圧印加手段と、を備え、
前記抵抗値検出手段は、前記直列回路に印加した電圧と前記中間接続部における分圧電圧とから、前記感湿体パターンの前記感湿体抵抗の抵抗値を得ることを特徴とする請求項６ないし請求項１０のいずれかに記載の着霜状態検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷蔵庫や冷凍庫に使用される熱交換器等に霜が付着していることを検出するのに用いることができる霜検出器及び該霜検出器を用いた着霜状態検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、冷蔵庫や冷凍庫等に使用される熱交換器（冷却器）において、水蒸気が冷却され霜となって熱交換器に付着し、この霜が付着することにより、熱交換器の効率が落ちてしまうという課題があった。
【０００３】
この課題を解消するために、種々の除霜方法が提案されてきた。例えば、熱交換器の近傍にヒータを備え、タイマーを用いて適当な時間間隔でヒータを駆動し、熱交換器を加熱することにより、除霜を行う方法があった。しかし、この方法では、除霜を確実に行うために、霜の有無や量に関係なく、ヒータの駆動時間の間隔を短くして行わなければいけなかった。このため、無駄な電力の消費が行われるという課題があった。一方、この課題を解決するために、熱交換器に霜が発生したか否かをセンサによって検知し、霜が発生した時にヒータを駆動して、除霜することが提案されている。これにより、ヒータの駆動時間を短くすることができ、熱交換器が使用される冷蔵庫や冷凍庫等の省エネルギー化が図れることとなる。
【０００４】
このような霜の発生を検出する装置として、特許文献１では、冷蔵庫または冷凍庫等における熱交換器（冷却器ＲＰ）の着霜状態を監視して霜取りを的確に行うために利用される着霜状態検出装置９０１が提案されている。図１４は、従来例の着霜状態検出装置９０１を説明する図であって、図１４（ａ）は、着霜状態検出装置９０１の構成を示す図であり、図１４（ｂ）は、着霜センサ９１３の外形を示す正面図である。
【０００５】
図１４（ａ）に示す着霜状態検出装置９０１は、冷却器ＲＰの表面に取り付けられる着霜センサ９１３と、着霜センサ９１３に交流信号を印加する駆動部９１１と、着霜センサ９１３の出力電圧の大きさに応じて２値化を行って着霜状態であるか否かを判断する判定部９１２と、を備えて構成されている。また、図１４（ｂ）に示す着霜センサ９１３は、基板９２１の表面上に、くし歯状パターンで互いに対向するように配設された第１のパターン電極９２２及び第２のパターン電極９２３を有して構成されている。
【０００６】
このように構成された着霜状態検出装置９０１は、霜が第１のパターン電極９２２と第２のパターン電極９２３との間に付着すると、第１のパターン電極９２２と第２のパターン電極９２３との間における抵抗値が増大しかつ静電容量が減少するようになる。この抵抗値及び静電容量の変化で交流信号に基づく出力電圧が増大し、出力電圧が閾値よりも大きくなった時に、着霜状態検出装置９０１は、着霜状態であると判定している。そして、着霜状態検出装置９０１の判定部９１２が着霜状態であることを示す検出信号を出力し、この検出信号に基づいて、冷却器ＲＰの除霜ヒータに電流を流して除霜動作を行わせている。その後、除霜ヒータの駆動によって冷却器ＲＰの霜が溶解して水滴になると、着霜センサ９１３における出力電圧が低下し、出力電圧の大きさが閾値以下になると、判定部９１２が着霜状態でないことを示す検出信号を出力し、冷却器ＲＰの除霜ヒータへの電流の供給が停止される。このようにして、従来例の着霜状態検出装置９０１は、着霜センサ９１３で着霜状態を検出でき、冷却器ＲＰの除霜ヒータのＯＮ／ＯＦＦを制御できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−２３３６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来例のような着霜センサ９１３を用いて着霜状態を検出する方法では、交流信号を印加する駆動部９１１を用いなければいけなく、簡易な着霜状態の検出ではなかった。また、着霜状態検出装置９０１においては、着霜状態であるかないかの判断を行うだけで、冷却器ＲＰに着霜した霜の量を検出することは困難であった。このため、省エネルギー化を行うために、霜が付着した量に基づいてきめ細かなタイミングで除霜ヒータのＯＮ／ＯＦＦを制御しようとしても、難しいという課題もあった。
【０００９】
本発明は、上述した課題を解決するもので、交流信号を用いることなく簡易な構成で着霜状態を検出することが可能な霜検出器及び該霜検出器を用いた着霜状態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】
【００１０】
この課題を解決するために、本発明の霜検出器は、ベース部材と、該ベース部材の一面側に設けられ水分によって抵抗値が変化する感湿体パターンによって構成される水分検知部と、前記感湿体パターンと電気的に接続された互いに離間する一対の電極部と、前記水分検知部の近傍に設けられ前記水分検知部に付着した霜及び水分を蒸発可能な発熱部と、を有することを特徴としている。
【００１１】
これによれば、本発明の霜検出器は、霜が感湿体パターンに付着すると、一対の電極部を介して得られる感湿体パターンの抵抗値が変化するようになる。このため、水分検知部（感湿体パターン）への着霜状態を、従来例のような交流信号を用いることなく、容易に検出することができる。
【００１２】
また、本発明の霜検出器は、前記ベース部材は、板状をなしており、前記発熱部が、前記ベース部材の他面側に設けられるとともに、前記ベース部材を挟んで前記感湿体パターンと対向する位置に配置されていることを特徴としている。
【００１３】
これによれば、感湿体パターンに付着した霜及び水分を確実かつ効率的に蒸発させることができる。このことにより、霜検出器の省エネルギー化を図ることができる。
【００１４】
また、本発明の霜検出器は、前記感湿体パターンがポリビニルピロリドンからなるバインダ樹脂中にカーボン粒子が分散されて形成されていることを特徴としている。
【００１５】
これによれば、ポリビニルピロリドンは吸湿性が高いので、より多くの水分をバインダ樹脂中に吸収して、バインダ樹脂が膨潤することとなる。このため、感湿体パターンにおける水分吸収による大きな抵抗値変化が得られるようになる。このことにより、霜検出器の感度が向上し、より容易に着霜状態を検出することができる。また、導電体としてカーボン粒子を用いているので、水分を吸収したバインダ樹脂中でも水分による悪影響を受けることがない。このことにより、感湿体パターンにおける安定した抵抗値変化を得ることができる。
【００１６】
また、本発明の霜検出器は、前記電極部がフェノール樹脂からなるバインダ樹脂中に導電体粒子が分散された膜から形成されており、前記電極部が前記感湿体パターンの一部を覆うようにして配設されていることを特徴としている。
【００１７】
これによれば、他の材料との密着性が劣るポリビニルピロリドンを感湿体パターンのバインダ樹脂として用いても、電極部により、感湿体パターンをベース部材に固定することができる。しかも他の材料との密着性が良いフェノール樹脂を電極部のバインダ樹脂として用いているので、ベース部材と電極部の密着性を良くすることができ、感湿体パターンをベース部材により確実に固定することができる。これらのことにより、霜検出器の耐久性を向上させることができる。
【００１８】
また、本発明の霜検出器は、前記ベース部材がビスマレイミドトリアジン樹脂からなることを特徴としている。
【００１９】
これによれば、このビスマレイミドトリアジン樹脂は高い耐熱性を有しているので、発熱部によって加熱されるベース部材に好適である。
【００２０】
また、本発明の着霜状態検出装置は、上記に記載の霜検出器と、前記発熱部に給電する給電手段と、前記一対の電極部間における前記感湿体パターンの抵抗値に対応した信号を出力する抵抗値検出手段と、該抵抗値検出手段の出力に対応した信号が入力される制御手段と、を備え、前記制御手段が、前記給電手段を制御し、前記給電手段を駆動して前記発熱部に本給電する時間と前記感湿体パターンの抵抗値の変化とに基づいて、前記霜検出器が配設される熱交換器等の被着霜部の着霜状態を検出することを特徴としている。
【００２１】
これによれば、霜検出器の発熱部が水分検知部（感湿体パターン）に付着した霜及び水分を蒸発させ、それに伴う感湿体パターンの抵抗値の変化を測定することができる。このため、給電手段を駆動して発熱部に本給電する時間と感湿体パターンの抵抗値の変化とに基づいて、霜検出器が配設される熱交換器等の被着霜部の着霜状態を検出、ひいては付着した霜の相対的な量を検出することができる。
【００２２】
また、本発明の着霜状態検出装置は、前記感湿体パターンが水分の吸湿によって抵抗値が高くなるものであり、前記制御手段が、前記本給電を開始してから、前記一対の電極部間における前記感湿体パターンの抵抗値が予め定めた第１抵抗基準値に下がるまでの給電時間を検出し、前記給電時間が予め定めた時間基準値よりも長くなった場合に、前記被着霜部が所定の着霜状態であると判定することを特徴としている。
【００２３】
これによれば、給電時間、つまり霜及び水分が蒸発するまでの経過時間の長さによって、霜が付着した量を相対的に検出することが可能となる。このことにより、本発明の着霜状態検出装置を熱交換器等に適用すると、霜取り開始のタイミングを適切に設定することができるので、熱交換器等の無駄な消費電力を抑制することが可能となる。
【００２４】
また、本発明の着霜状態検出装置は、前記制御手段が、前記給電時間を記憶する記憶部を具備し、前記給電時間が前記時間基準値に達しなかった場合に、前記被着霜部が所定の着霜状態であるか否かを次回に判定する際に、前記記憶部に記憶した前回の給電時間を次回の給電時間に加えるようにすることを特徴としている。
【００２５】
これによれば、１回の判定で給電時間が時間基準値に達し無い場合でも、複数回の判定を経た累計の給電時間で時間基準値と比較することができる。すなわち、１回の判定で感湿体パターンに付着した霜及び水分が蒸発するが、この蒸発に要した本給電の経過時間（給電時間）を次回以降の判定に利用しているので、同じ霜検出器を用いて被着霜部が所定の着霜状態であるか否かを判定することが可能となる。
【００２６】
また、本発明の着霜状態検出装置は、前記感湿体パターンの抵抗値が予め定めた第２抵抗基準値よりも大きい場合に、前記給電手段は、前記発熱部への前記本給電を開始することを特徴としている。
【００２７】
これによれば、抵抗値が小さい際、つまり霜の付着が少ない際に、発熱部への本給電が開始されない。このことにより、不要な発熱部への給電を防止することができ、着霜状態検出装置の省エネルギー化を図ることができる。
【００２８】
また、本発明の着霜状態検出装置は、前記制御手段が、前記抵抗値検出手段から前記信号を入手する前に、前記給電手段を駆動して前記発熱部に予備給電することを特徴としている。
【００２９】
これによれば、水分検知部（感湿体パターン）に付着した霜を僅かに溶かすことができる。このため、空気中の水蒸気から凝固して霜にならない場合、つまり水蒸気が昇華して霜になった場合であっても、僅かに溶かされた水分を感湿体パターンが検知することができる。このことにより、感湿体パターンの抵抗値が変化するようになり、水分検知部（感湿体パターン）への着霜状態を確実に検出することができる。
【００３０】
また、本発明の着霜状態検出装置は、前記抵抗値検出手段が、前記感湿体パターンで構成される感湿体抵抗と該感湿体抵抗と中間接続部で接続される抵抗器とを有した直列回路と、該直列回路に電圧を印加する電圧印加手段と、を備え、前記抵抗値検出手段が、前記直列回路に印加した電圧と前記中間接続部における分圧電圧とから、前記感湿体パターンの前記感湿体抵抗の抵抗値を得ることを特徴としている。
【００３１】
これによれば、簡易な構成でありながら、感湿体パターンの感湿体抵抗の抵抗値を容易に得ることができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の霜検出器は、霜が感湿体パターンに付着すると、一対の電極部を介して得られる感湿体パターンの抵抗値が変化するようになる。このため、水分検知部（感湿体パターン）への着霜状態を、従来例のような交流信号を用いることなく、容易に検出することができる。
【００３３】
また、本発明の霜検出器を用いた着霜状態検出装置は、霜検出器の発熱部が水分検知部（感湿体パターン）に付着した霜及び水分を蒸発させ、それに伴う感湿体パターンの抵抗値の変化を測定することができる。このため、給電手段を駆動して発熱部に本給電する時間と感湿体パターンの抵抗値の変化とに基づいて、霜検出器が配設される熱交換器等の被着霜部の着霜状態を検出、ひいては付着した霜の相対的な量を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１実施形態の霜検出器を説明する構成図であって、図１（ａ）は、上面図であり、図１（ｂ）は、下面図である。
【図２】本発明の第１実施形態の霜検出器を説明する構成図であって、図２（ａ）は、図１（ａ）に示すＩＩ−ＩＩ線における断面図であり、図２（ｂ）は、図１（ａ）に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の霜検出器に係わる検出原理を説明する模式図であって、図３（ａ）は、吸湿前の感湿体パターンを示した図であり、図３（ｂ）は、吸湿後の感湿体パターンを示した図である。
【図４】本発明の第２実施形態の霜検出器を用いた着霜状態検出装置を説明するブロック図である。
【図５】本発明の第２実施形態の霜検出器を説明する構成図であって、図５（ａ）は、上面図であり、図５（ｂ）は、下面図である。
【図６】本発明の第２実施形態の着霜状態検出装置を説明する図であって、給電手段と抵抗値検出手段における回路図である。
【図７】本発明の第２実施形態の着霜状態検出装置を説明するグラフであって、抵抗値検出手段からの出力の一例を示したものである。
【図８】本発明の第２実施形態の着霜状態検出装置を説明する図であって、図８（ａ）は、熱交換器等の被着霜部に着霜していない状態の写真であり、図８（ｂ）は、被着霜部に着霜した状態の写真であり、図８（ｃ）は、図８（ｂ）の状態よりも更に被着霜部に着霜した状態の写真である。
【図９】本発明の第２実施形態の着霜状態検出装置を説明するグラフであって、図９（ａ）及び図９（ｂ）は、それぞれ図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示す各状態から霜検出器の発熱部に給電した場合の抵抗値検出手段の出力の一例を示したものである。
【図１０】本発明の第２実施形態の着霜状態検出装置の制御手段における制御方法の一例を示したフローチャート図であり、パートＰＡ図である。
【図１１】本発明の第２実施形態の着霜状態検出装置の制御手段における制御方法の一例を示したフローチャート図であり、図１０のパートＰＡ図に続くパートＰＢ図である。
【図１２】本発明の第１実施形態に係わる霜検出器の変形例を説明する図であって、図１２（ａ）は、変形例１の霜検出器の上面図であり、図１２（ｂ）は、変形例２の霜検出器の上面図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に係わる霜検出器の変形例を説明する図であって、図１３（ａ）は、変形例３の霜検出器の下面図であり、図１３（ｂ）は、変形例４の霜検出器の下面図である。
【図１４】従来例の着霜状態検出装置を説明する図であって、図１４（ａ）は、着霜状態検出装置の構成を示す図であり、図１４（ｂ）は、着霜センサの外形を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３６】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態の霜検出器１０１を説明する構成図であって、図１（ａ）は、その上面図であり、図１（ｂ）は、その下面図である。図２は、本発明の第１実施形態の霜検出器１０１を説明する構成図であって、図２（ａ）は、図１（ａ）に示すＩＩ−ＩＩ線における断面図であり、図２（ｂ）は、図１（ａ）に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。図３（ａ）は、吸湿前の感湿体パターンを示した模式図であり、図３（ｂ）は、吸湿後の感湿体パターンを示した模式図である。なお、図３は、説明を分かり易くするために模式化しているので、実際の寸法とは異なる。
【００３７】
本発明の第１実施形態の霜検出器１０１は、図１に示すように、板状のベース部材１９と、ベース部材１９の一面１９ａ側に設けられた水分検知部１３と、互いに離間する一対の電極部１７（１７Ａ、１７Ｂ）と、ベース部材１９の他面１９ｚ側に設けられた発熱部１５と、を備えて構成されている。他に、第１実施形態の霜検出器１０１には、電極部１７（１７Ａ、１７Ｂ）のそれぞれと接続された一対の第１端子１８と、発熱部１５と電気的に接続された一対の第２端子２８と、を有している。
【００３８】
先ず、霜検出器１０１の水分検知部１３は、図１（ａ）に示すような長方形の感湿体パターンによって構成され、図２に示すように、ベース部材１９の一面１９ａ側に設けられている。この感湿体パターンは、図３に示すように、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ、Polyvinylpyrrolidone）からなるバインダ樹脂ＢＪ中に導電体であるカーボン粒子ＣＰが分散されて形成されており、導電性を有している。
【００３９】
また、感湿体パターン（水分検知部１３）は、図３（ａ）に示す吸湿前の状態から、感湿体パターン中に水分を含有すると、バインダ樹脂ＢＪを構成するポリビニルピロリドンが膨潤し、分散されたカーボン粒子ＣＰ同士が離れた図３（ｂ）のような状態になる。このため、カーボン粒子ＣＰ間の導電性が低下し、感湿体パターンの抵抗値が増大するようになる。つまり、感湿体パターンは、水分によって抵抗値が変化する機能を有している。このような機能を有した感湿体パターンを用いると、感湿体パターンに霜が付着して吸湿がおこり、水分検知部１３（感湿体パターン）への着霜状態を、従来例のような交流信号を用いることなく、容易に検出することができる。
【００４０】
また、本発明の第１実施形態では、感湿体パターンに吸湿性の高いポリビニルピロリドンからなるバインダ樹脂ＢＪを用いているので、より多くの水分をバインダ樹脂ＢＪ中に吸収して、バインダ樹脂ＢＪがより膨潤することとなる。このため、感湿体パターンにおける水分吸収による大きな抵抗値変化が得られるようになる。このことにより、霜検出器１０１の感度が向上し、より容易に着霜状態を検出することができる。また、導電体としてカーボン粒子ＣＰを用いているので、水分を吸収したバインダ樹脂ＢＪ中でも水分による悪影響を受けることがない。このことにより、感湿体パターンにおける安定した抵抗値変化を得ることができる。
【００４１】
次に、霜検出器１０１の電極部１７（１７Ａ、１７Ｂ）は、図１（ａ）に示すように、感湿体パターンの両端側の一部を覆うようにして配設され、感湿体パターンと電気的に接続されている。これにより、他の材料との密着性が劣るポリビニルピロリドンを感湿体パターンのバインダ樹脂ＢＪとして用いても、電極部１７により、感湿体パターンをベース部材１９に固定することができる。
【００４２】
また、互いに離間する一対の電極部１７（１７Ａ、１７Ｂ）は、それぞれ一対の第１端子１８とも電気的に接続されている。そして、第１端子１８に外部配線が接続され、この電極部１７を介して感湿体パターンの抵抗値が測定できるようになっている。また、第１端子１８と外部配線との接続は、図示はしていないが、図１に示すスルーホール１９ｈに外部配線のピン端子を挿入し、ピン端子と第１端子１８及びランド部１９ｒ（図１（ｂ）を参照）とをはんだ付けして行っている。
【００４３】
また、電極部１７は、フェノール樹脂からなるバインダ樹脂中に、カーボンや銀等の導電体粒子が分散された膜から形成されている。これにより、フェノール樹脂が他の材料との密着性が良いので、ベース部材１９と電極部１７との密着性を良くすることができ、感湿体パターン（水分検知部１３）をベース部材１９により確実に固定することができる。
【００４４】
次に、霜検出器１０１の発熱部１５は、図１（ｂ）に示すように、ミアンダ形状に形成され、図２に示すように、ベース部材１９の他面１９ｚ側に設けられている。そして、ベース部材１９を挟んで感湿体パターンと対向する位置に配置されている。これにより、ベース部材１９の厚みが１（ｍｍ）以下と非常に薄いので、水分検知部１３（感湿体パターン）の近傍に発熱部１５が設けられることなる。
【００４５】
また、発熱部１５は、図２に示すように、フェノール樹脂からなるバインダ樹脂中に銀の導電体粒子が分散された発熱層１５Ｇと、フェノール樹脂からなるバインダ樹脂中にカーボンの導電体粒子が分散された保護層１５Ｈと、から構成されている。なお、保護層１５Ｈは、エポキシ樹脂の塗膜で形成されたものでも良い。
【００４６】
また、発熱部１５は、図１（ｂ）に示すように、発熱部１５の両端側が一対の第２端子２８と接続されて、図示しない外部配線に接続されている。そして、外部配線及び第２端子２８を介して、発熱部１５に電力を給電できるようになっている。このため、発熱部１５に給電してベース部材１９を加熱することができ、感湿体パターン（水分検知部１３）に付着した霜及び水分を確実かつ効率的に蒸発させることができる。なお、第２端子２８と外部配線との接続は、図示はしていないが、図１に示すスルーホール１９ｋに外部配線のピン端子を挿入し、ピン端子と第２端子２８及びランド部１９ｄ（図１（ａ）を参照）とをはんだ付けして行っている。また、前述した第１端子１８及びランド部１９ｒと第２端子２８及びランド部１９ｄは、銅箔をパターニングしたものに、ニッケルめっき及び金めっきが施されたものを用いており、耐久性及びはんだ付け性が良好である。また、感湿体パターン、電極部１７、発熱層１５Ｇ及び保護層１５Ｈは、スクリーン印刷等の手法によって形成されている。
【００４７】
また、本発明の第１実施形態の霜検出器１０１を用いた場合、発熱部１５を駆動して感湿体パターン（水分検知部１３）に付着した霜及び水分を蒸発させ、蒸発するまでの時間を感湿体パターンの抵抗値の変化に基づいて測定すると、付着した霜の相対的な量を検出することも可能となる。つまり、蒸発に要する時間が長ければ長い程、水分検知部１３に付着した霜の量が多いと捉えることができる。
【００４８】
最後に、霜検出器１０１のベース部材１９は、図１及び図２に示すように、矩形の板状をなしており、ビスマレイミドトリアジン樹脂（Bismaleimide-Triazine Resin）を用いている。このビスマレイミドトリアジン樹脂は、高い耐熱性を有しているので、発熱部１５によって加熱されるベース部材１９に好適である。
【００４９】
以上のように構成された本発明の第１実施形態の霜検出器１０１における、効果について、以下に纏めて説明する。
【００５０】
本発明の第１実施形態の霜検出器１０１は、水分によって抵抗値が変化する感湿体パターンによって、水分検知部１３を構成したので、霜が感湿体パターンに付着すると、一対の電極部１７を介して得られる感湿体パターンの抵抗値が変化するようになる。このため、水分検知部１３（感湿体パターン）への着霜状態を、従来例のような交流信号を用いることなく、容易に検出することができる。また、水分検知部１３に付着した霜及び水分を蒸発可能な発熱部１５を有しているので、発熱部１５を駆動して霜及び水分が蒸発させ、蒸発するまでの時間を感湿体パターンの抵抗値の変化に基づいて測定した場合には、付着した霜の相対的な量を検出することも可能となる。つまり、蒸発に要する時間が長ければ長い程、水分検知部１３に付着した霜の量が多いと捉えることができる。
【００５１】
また、発熱部１５が板状のベース部材１９を挟んで感湿体パターンと対向する位置に配置されているので、感湿体パターンに付着した霜及び水分を確実かつ効率的に蒸発させることができる。このことにより、霜検出器１０１の省エネルギー化を図ることができる。
【００５２】
また、感湿体パターンにポリビニルピロリドンからなるバインダ樹脂ＢＪを用いており、ポリビニルピロリドンが吸湿性が高いので、より多くの水分をバインダ樹脂ＢＪ中に吸収して、バインダ樹脂ＢＪがより膨潤することとなる。このため、感湿体パターンにおける水分吸収による大きな抵抗値変化が得られるようになる。このことにより、霜検出器１０１の感度が向上し、より容易に着霜状態を検出することができる。また、導電体としてカーボン粒子ＣＰを用いているので、水分を吸収したバインダ樹脂ＢＪ中でも水分による悪影響を受けることがない。このことにより、感湿体パターンにおける安定した抵抗値変化を得ることができる。
【００５３】
また、膜からなる電極部１７が感湿体パターンの一部を覆うようにして配設されているので、他の材料との密着性が劣るポリビニルピロリドンを感湿体パターンのバインダ樹脂ＢＪとして用いても、電極部１７により、感湿体パターンをベース部材１９に固定することができる。しかも他の材料との密着性が良いフェノール樹脂を電極部１７のバインダ樹脂として用いているので、ベース部材１９と電極部１７の密着性が良く、感湿体パターンをベース部材１９により確実に固定することができる。これらのことにより、霜検出器１０１の耐久性を向上させることができる。
【００５４】
また、ベース部材１９がビスマレイミドトリアジン樹脂からなるので、このビスマレイミドトリアジン樹脂は高い耐熱性を有しているので、発熱部１５によって加熱されるベース部材１９に好適である。
【００５５】
［第２実施形態］
図４は、本発明の第２実施形態の霜検出器１０２を用いた着霜状態検出装置２００を説明するブロック図である。図５は、本発明の第２実施形態の霜検出器１０２を説明する構成図であって、図５（ａ）は、上面図であり、図５（ｂ）は、下面図である。なお、第１実施形態と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５６】
本発明の第２実施形態の霜検出器１０２を用いた着霜状態検出装置２００は、図４に示すように、水分検知部２３（図５（ａ）を参照）と発熱部２５（図５（ｂ）を参照）が設けられた霜検出器１０２と、発熱部２５に給電する給電手段ＳＰと、感湿体パターンの抵抗値に対応した信号を出力する抵抗値検出手段ＲＫと、抵抗値検出手段ＲＫの信号が入力される制御手段ＳＧと、を備えて構成されている。
【００５７】
先ず、着霜状態検出装置２００の霜検出器１０２について説明する。霜検出器１０２は、冷蔵庫や冷凍庫等の製品装置７７７に使用される熱交換器の被着霜部５５５に配設され、図５に示すように、板状のベース部材２９と、ベース部材２９の一面２９ａ側に設けられた水分検知部２３と、互いに離間する一対の電極部１７（１７Ａ、１７Ｂ）と、ベース部材２９の他面２９ｚ側に設けられた発熱部２５と、を備えて構成されている。他に、第２実施形態の霜検出器１０２には、電極部１７（１７Ａ、１７Ｂ）のそれぞれと接続された一対の第１端子１８と、発熱部２５と電気的に接続された一対の第２端子２８と、を有している。
【００５８】
霜検出器１０２の水分検知部２３は、図５（ａ）に示すような長方形の感湿体パターンが２つ設けられて構成され、ベース部材２９の一面２９ａ側に設けられている。この感湿体パターンは、第１実施形態と同様に、ポリビニルピロリドンからなるバインダ樹脂ＢＪ中に導電体であるカーボン粒子ＣＰが分散されて形成されており、導電性を有している。そして、この感湿体パターンは、前述したように、水分の吸湿によって抵抗値が高くなるものである。これにより、水分検知部２３である感湿体パターンに霜が付着して吸湿がおこり、水分検知部２３（感湿体パターン）への着霜状態を、従来例のような交流信号を用いることなく、容易に検出することができる。
【００５９】
また、本発明の第２実施形態でも、感湿体パターンにポリビニルピロリドンからなるバインダ樹脂ＢＪを用いているので、より多くの水分をバインダ樹脂ＢＪ中に吸収して、バインダ樹脂ＢＪがより膨潤することとなる。このため、感湿体パターンにおける水分吸収による大きな抵抗値の増加が得られるようになる。このことにより、霜検出器１０２の感度が向上し、より容易に着霜状態を検出することができる。また、導電体としてカーボン粒子ＣＰを用いているので、水分を吸収したバインダ樹脂ＢＪ中でも水分による悪影響を受けることがない。このことにより、感湿体パターンにおける安定した抵抗値変化を得ることができる。
【００６０】
霜検出器１０２の電極部１７（１７Ａ、１７Ｂ）は、第１実施形態と同様に、図５（ａ）に示すように、感湿体パターンの両端側の一部を覆うようにして配設され、感湿体パターンと電気的に接続されている。これにより、他の材料との密着性が劣るポリビニルピロリドンを感湿体パターンのバインダ樹脂ＢＪとして用いても、電極部１７により、感湿体パターンをベース部材２９に固定することができる。
【００６１】
霜検出器１０２の発熱部２５は、図５（ｂ）に示すように、ミアンダ形状に形成され、ベース部材２９の他面２９ｚ側に設けられている。そして、ベース部材２９を挟んで感湿体パターンと対向する位置に配置されている。そして、発熱部２５に給電してベース部材２９を加熱すると、このベース部材２９の厚みが０．５（ｍｍ）以下と非常に薄いので、水分検知部２３（感湿体パターン）に充分な熱が伝わり、感湿体パターン（水分検知部２３）に付着した霜及び水分を確実かつ効率的に蒸発させることができる。
【００６２】
霜検出器１０２のベース部材２９は、図５に示すように、矩形の板状をなしており、水分検知部２３及び電極部１７を挟んだ両側に、２つのスリット部２９ｓが形成されている。このスリット部２９ｓのピッチサイズは、霜検出器１０２が取り付けられる熱交換器等の被着霜部５５５（図４を参照）のフィンのピッチに合わせており、被着霜部５５５のフィンに霜検出器１０２を挟み込んで取り付けられるようになっている。
【００６３】
また、ベース部材２９には、第１実施形態と同様に、ビスマレイミドトリアジン樹脂（Bismaleimide-Triazine Resin）を用いている。このビスマレイミドトリアジン樹脂は、高い耐熱性を有しているので、発熱部２５によって加熱されるベース部材２９に好適である。
【００６４】
次に、霜検出器１０２以外の構成要素について説明する。図６は、給電手段ＳＰと抵抗値検出手段ＲＫにおける回路図である。図７は、抵抗値検出手段ＲＫからの出力の一例を示したグラフである。図８は、熱交換器等の被着霜部５５５に着霜する状態の変化を示した写真であって、図８（ａ）は、着霜していない状態を示し、図８（ｂ）は、着霜した状態を示し、図８（ｃ）は、図８（ｂ）の状態よりも更に着霜した状態を示している。図８（ａ）の縦の白い線状のものは被着霜部５５５のフィンであり、図８（ｂ）及び図８（ｃ）における白い部分は“霜”を示している。図９（ａ）及び図９（ｂ）は、それぞれ図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示す各状態にある被着霜部５５５に配置された霜検出器１０２の発熱部２５に給電した場合の抵抗値検出手段ＲＫの出力の一例を示したグラフである。なお、図７及び図９の横軸は経過時間を示し、縦軸は感湿体抵抗Ｒｓの抵抗値に対応した出力値を示している。
【００６５】
先ず、着霜状態検出装置２００の制御手段ＳＧは、中央演算処理装置（ＣＰＵ、Central Processing Unit）を用いて構成され、図４に示すように、抵抗値検出手段ＲＫと接続されて抵抗値検出手段ＲＫからの信号が入力されるとともに、給電手段ＳＰと接続し給電手段ＳＰによる給電を制御している。また、制御手段ＳＧには、給電手段ＳＰにおける給電時間を記憶する記憶部ＭＲを具備していいる。そして、制御手段ＳＧは、給電手段ＳＰを駆動する時間と感湿体パターンの抵抗値の変化とに基づいて、霜検出器１０２が配設される熱交換器等の被着霜部５５５の着霜状態を判断するようにしている。
【００６６】
次に、着霜状態検出装置２００の給電手段ＳＰは、図６に示すように、トランジスタＴｒと抵抗器Ｒ１及び抵抗器Ｒ２を用いた回路を有して構成され、制御手段ＳＧからの命令信号（制御信号）に基づき、霜検出器１０２に設けられた発熱部２５に対して、ＯＮ／ＯＦＦを行い、発熱部２５に電源（電圧源）ＤＧからの給電を行っている。
【００６７】
次に、着霜状態検出装置２００の抵抗値検出手段ＲＫは、一対の電極部１７間における感湿体パターンの抵抗値を検出するために、図６に示すように、感湿体パターンで構成される感湿体抵抗Ｒｓと固定の抵抗器Ｒｒとを直列で接続して直列回路とし、この直列回路の両端に電圧印加手段である電源ＤＧから電圧を印加している。そして、抵抗値検出手段ＲＫは、感湿体抵抗Ｒｓと抵抗器Ｒｒとが接続される中間接続部Ｐ1からの分圧電圧を制御手段ＳＧ側に出力している。
【００６８】
この抵抗値検出手段ＲＫからの出力は、感湿体パターンの抵抗値の変化に応じて変化する。例えば図７に示すように、霜検出器１０２の感湿体パターンに着霜していない状態（例えば図７に示すＡ時間及び図８（ａ））では、感湿体パターンの感湿体抵抗Ｒｓが抵抗器Ｒｒに比べて大幅に低い抵抗値となっており、その際の分圧電圧が低くなっている。そして、霜検出器１０２の感湿体パターンに着霜が開始（図７に示すＢ時間）されると、感湿体パターンが水分を吸湿して感湿体抵抗Ｒｓの抵抗値が上昇し、感湿体パターンに着霜が累積されるような状態（例えば図７に示すＣ時間及び図８（ｂ））になると、感湿体抵抗Ｒｓが抵抗器Ｒｒに比べて大幅に高い抵抗値となり、その際の分圧電圧が高くなる。そして、感湿体パターンの感湿体抵抗Ｒｓの抵抗値が充分高くなると、更に、着霜された状態（図８（ｃ））でも、その際の分圧電圧に変化は見られなくなる。
【００６９】
例えば図７に示すように、制御手段ＳＧからの命令信号で、給電手段ＳＰが発熱部２５に給電を開始（例えば図７に示すＤ時間）すると、感湿体パターンに着霜した霜及び感湿体パターンに吸湿された水分が蒸発し、時間の経過とともに徐々に感湿体抵抗Ｒｓの抵抗値が低下するようになる。そして、その際の分圧電圧も低下するようになり、ついには、霜検出器１０２の感湿体パターンに着霜していない状態（例えば図７に示すＥ時間）になり、元の分圧電圧にまで低下する。
【００７０】
このようにして、抵抗値検出手段ＲＫから感湿体パターンの抵抗値に対応した信号が出力され、この出力の信号が制御手段ＳＧに備えられたＡ／Ｄ変換器（図示していない）によってＡ／Ｄ変換されて、制御手段ＳＧに入力される。そして、この感湿体抵抗Ｒｓと抵抗器Ｒｒの直列回路に印加した電圧と、感湿体抵抗Ｒｓと抵抗器Ｒｒとが接続される中間接続部Ｐ1における分圧電圧と、から、感湿体パターンの感湿体抵抗Ｒｓの抵抗値を得るように構成されている。これにより、簡易な構成でありながら、感湿体パターンの感湿体抵抗Ｒｓの抵抗値を容易に得ることができる。
【００７１】
また、図８（ｂ）に示すような着霜状態にある霜検出器１０２の発熱部２５に給電を開始（図９（ａ）に示すＤｂ時間）する場合と、図８（ｃ）に示すような着霜状態にある霜検出器１０２の発熱部２５に給電を開始（図９（ｂ）に示すＤｃ時間）する場合とでは、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、出力されるデータプロファイルが異なっている。つまり、図９（ａ）の給電を開始（図９（ａ）に示すＤｂ時間）してから着霜していない状態（図９（ａ）に示すＥｂ時間）への経過時間Ｔｂと比較して、図９（ｂ）に示すように、着霜がより多い方が、給電を開始（図９（ｂ）に示すＤｃ時間）してから着霜していない状態（図９（ｂ）に示すＥｃ時間）への経過時間Ｔｃが長くなっている。なお、本第２実施形態においては、Ａ／Ｄ変換器が制御手段ＳＧを構成する中央演算処理装置（ＣＰＵ）に内蔵されているもので説明したが、Ａ／Ｄ変換器を内蔵していないＣＰＵを用いても良い。この場合には、抵抗値検出手段ＲＫと制御手段ＳＧとの間にＡ／Ｄ変換器が設けられる。また、抵抗値検出手段ＲＫがＡ／Ｄ変換器を備えていても構わない。
【００７２】
以上のようにして、本発明の第２実施形態の着霜状態検出装置２００は、制御手段ＳＧが給電手段ＳＰを制御して霜検出器１０２の発熱部２５に給電し、抵抗値検出手段ＲＫが感湿体パターンの抵抗値の出力に対応した信号を制御手段ＳＧに出力するように構成されている。このため、着霜状態検出装置２００は、霜検出器１０２の発熱部２５が水分検知部２３に付着した霜及び水分を蒸発させ、それに伴う感湿体パターンの抵抗値の変化を測定することができる。このため、給電手段ＳＰを駆動する時間と感湿体パターンの抵抗値の変化とに基づいて、霜検出器１０２が配設される熱交換器等の被着霜部５５５の着霜状態を検出、ひいては付着した霜の相対的な量を検出することができる。
【００７３】
次に、着霜状態検出装置２００の制御手段ＳＧにおける制御方法の一例について説明する。図１０は、着霜状態検出装置２００の制御手段ＳＧにおける制御方法の一例を示したフローチャート図のパートＰＡ図である。図１１は、図１０のパートＰＡ図に続くパートＰＢ図である。
【００７４】
先ず、着霜状態検出装置２００の制御手段ＳＧは、図１０に示すように、抵抗値検出手段ＲＫから出力信号を入手する前に、給電手段ＳＰに発熱部２５への予備給電を開始する命令信号を送信し、給電手段ＳＰを駆動して発熱部２５への予備給電を開始する。そして、予め記憶部ＭＲに格納されていた一定時間が経過した後、制御手段ＳＧは、給電手段ＳＰに発熱部２５への予備給電を停止する命令信号を送信し、発熱部２５への予備給電を停止する。これにより、水分検知部２３（感湿体パターン）に付着した霜を僅かに溶かすことができる。このため、空気中の水蒸気から凝固して霜にならない場合、つまり水蒸気が昇華して霜になった場合であっても、僅かに溶かされた水分を感湿体パターンが検知することができる。このことにより、感湿体パターンの抵抗値が変化するようになり、水分検知部２３（感湿体パターン）への着霜状態を確実に検出することができる。なお、予備給電を行う一定時間は、後に行われる本給電の時間よりも短い時間となるように設定されている。
【００７５】
次に、制御手段ＳＧは、図１０に示すように、抵抗値検出手段ＲＫからの出力信号を入手する。この出力信号は、霜検出器１０２の一対の電極部１７間における感湿体パターンの抵抗値に対応した信号であって、前述したように、感湿体抵抗Ｒｓと抵抗器Ｒｒとが接続される中間接続部Ｐ1からの分圧電圧である。そして、この分圧電圧値と直列回路に印加した電圧とから、感湿体パターンの感湿体抵抗Ｒｓの抵抗値を算出し、記憶部ＭＲに記憶させる。
【００７６】
次に、制御手段ＳＧは、図１０に示すように、算出した感湿体抵抗Ｒｓの抵抗値が予め記憶部ＭＲに格納されていた第２抵抗基準値Ｒｆ２より大きいか小さいかを確認する。そして、感湿体抵抗Ｒｓの抵抗値が第２抵抗基準値Ｒｆ２よりも大きい場合に、給電手段ＳＰに発熱部２５への本給電を開始する命令信号を送信し、給電手段ＳＰを駆動して発熱部２５への本給電を開始する。
【００７７】
一方、感湿体抵抗Ｒｓの抵抗値が第２抵抗基準値Ｒｆ２以下である場合、制御手段ＳＧは、図１０に示すように、一定時間、例えば数時間経過後に発熱部２５への予備給電を開始及び停止し、抵抗値検出手段ＲＫからの出力信号を再び入手するようする。そして、感湿体抵抗Ｒｓの抵抗値を再び算出し、再び第２抵抗基準値Ｒｆ２より大きいか小さいかを確認する。このような作業を繰り返す。これにより、感湿体抵抗Ｒｓの抵抗値が小さい際、つまり霜の付着が少ない際に、発熱部２５への本給電が開始されないようになる。このことにより、不要な発熱部２５への給電を防止することができ、着霜状態検出装置２００の省エネルギー化を図ることができる。
【００７８】
説明を戻して、制御手段ＳＧは、図１０に示すように、給電手段ＳＰを駆動して発熱部２５に本給電を開始した後、抵抗値検出手段ＲＫからの出力信号を入手して、感湿体パターンの感湿体抵抗Ｒｓの抵抗値を算出する。そして、算出した感湿体抵抗Ｒｓの抵抗値が予め記憶部ＭＲに格納されていた第１抵抗基準値Ｒｆ１より大きいか小さいかを確認する。そして、感湿体抵抗Ｒｓの抵抗値が第１抵抗基準値Ｒｆ１以上である場合には、抵抗値検出手段ＲＫからの出力信号を再び入手するようにして、感湿体抵抗Ｒｓの抵抗値を再び算出し、再び第１抵抗基準値Ｒｆ１より大きいか小さいかを確認する。このような作業を繰り返す。一方、感湿体抵抗Ｒｓの抵抗値が第１抵抗基準値Ｒｆ１よりも小さい場合、水分検知部２３に付着した霜或いは水分が蒸発したものと判断して、給電手段ＳＰに発熱部２５への給電を停止する命令信号を送信し、発熱部２５への本給電を停止する。
【００７９】
次に、発熱部２５への本給電を停止した後、制御手段ＳＧは、図１１に示すように、発熱部２５に本給電を開始してから第１抵抗基準値Ｒｆ１に下がるまでの給電時間を検出し、この本給電の経過時間を記憶部ＭＲに記憶させる。
【００８０】
次に、制御手段ＳＧは、図１１に示すように、経過時間（給電時間）が予め記憶部ＭＲに格納されていた時間基準値Ｔｆより長いか短いかを確認する。そして、制御手段ＳＧは、経過時間（給電時間）が時間基準値Ｔｆよりも長くなった場合に、霜検出器１０２が装着された被着霜部５５５が所定の着霜状態（例えば、霜取り処理を必要とする状態）であると判定する。なお、この時間基準値Ｔｆは任意に定めることができるとともに、複数の時間基準値Ｔｆを設定することができる。
【００８１】
このようにして、本給電を開始してから第１抵抗基準値Ｒｆ１に下がるまでの給電時間、つまり霜及び水分が蒸発するまでの経過時間を検出して、被着霜部５５５が所定の着霜状態であると判定するように構成したので、この経過時間（給電時間）の長さによって、霜が付着した量を相対的に検出することが可能となる。このことにより、本発明の着霜状態検出装置２００を冷蔵庫や冷凍庫等の製品装置７７７の熱交換器等に適用すると、霜取り開始のタイミングを適切に設定することができるので、製品装置７７７の無駄な消費電力を抑制することが可能となる。
【００８２】
一方、給電時間が時間基準値Ｔｆに達しなかった場合には、制御手段ＳＧは、図１０及び図１１に示すように、一定時間、例えば数時間経過後に、最初のステップに戻り、測定を再び行う。その際には、被着霜部５５５が所定の着霜状態であるか否かを判定する経過時間（給電時間）として、記憶部ＭＲに記憶した前回の経過時間（給電時間）を次回の経過時間（給電時間）に加えるようにしている。このため、１回の判定で経過時間が時間基準値Ｔｆに達し無い場合でも、複数回の判定を経た累計の経過時間で時間基準値Ｔｆと比較することができる。例えば、１回の判定で感湿体パターンに付着した霜及び水分が蒸発するので、時間基準値Ｔｆに達しない場合での判定を繰り返して行う虞があり、これにより、このような不具合を防止することができる。また、この不具合を防止するために、複数個の霜検出器１０２を用いる場合が考えられるが、本発明の第２実施形態では、１個の霜検出器１０２で測定を行うことができ、着霜状態検出装置２００を安く作製することができる。すなわち、１回の判定によって、感湿体パターンに付着した霜及び水分は蒸発するが、この蒸発に要した本給電の経過時間（給電時間）を次回以降の判定に利用することができるので、同じ霜検出器１０２を用いて被着霜部５５５が所定の着霜状態であるか否かを判定することが可能となる。
【００８３】
最後に、制御手段ＳＧは、図１１に示すように、被着霜部５５５が所定の着霜状態であると判定した際に、冷蔵庫や冷凍庫等の製品装置７７７へ霜取り処理が必要であることを示す着霜判定信号を送信する。そして、この着霜判定信号を受信した製品装置７７７は、霜取りのための除霜ヒータを駆動するようになる。このように、本発明の第２実施形態の霜検出器１０２を用いた着霜状態検出装置２００は、霜取り開始のタイミングを適切に設定することができる。
【００８４】
以上のように構成された本発明の第２実施形態の霜検出器１０２及び霜検出器１０２を用いた着霜状態検出装置２００における、効果について、以下に纏めて説明する。
【００８５】
本発明の第２実施形態の霜検出器１０２は、水分によって抵抗値が変化する感湿体パターンによって、水分検知部２３を構成したので、霜が感湿体パターンに付着すると、一対の電極部１７を介して得られる感湿体パターンの抵抗値が変化するようになる。このため、水分検知部２３（感湿体パターン）への着霜状態を、従来例のような交流信号を用いることなく、容易に検出することができる。
【００８６】
また、感湿体パターンにポリビニルピロリドンからなるバインダ樹脂ＢＪを用いており、ポリビニルピロリドンは吸湿性が高いので、より多くの水分をバインダ樹脂ＢＪ中に吸収して、バインダ樹脂ＢＪがより膨潤することとなる。このため、感湿体パターンにおける水分吸収による大きな抵抗値変化が得られるようになる。このことにより、霜検出器１０２の感度が向上し、より容易に着霜状態を検出することができる。また、導電体としてカーボン粒子ＣＰを用いているので、水分を吸収したバインダ樹脂ＢＪ中でも水分による悪影響を受けることがない。このことにより、感湿体パターンにおける安定した抵抗値変化を得ることができる。
【００８７】
また、ベース部材２９がビスマレイミドトリアジン樹脂からなるので、このビスマレイミドトリアジン樹脂は高い耐熱性を有しているので、発熱部２５によって加熱されるベース部材２９に好適である。
【００８８】
また、本発明の第２実施形態の霜検出器１０２を用いた着霜状態検出装置２００は、制御手段ＳＧが給電手段ＳＰを制御して霜検出器１０２の発熱部２５に給電し、抵抗値検出手段ＲＫが感湿体パターンの抵抗値に対応した信号を出力するように構成されている。このため、霜検出器１０２の発熱部２５が水分検知部２３に付着した霜及び水分を蒸発させ、それに伴う感湿体パターンの抵抗値の変化を測定することができる。このため、給電手段ＳＰを駆動する時間と感湿体パターンの抵抗値の変化とに基づいて、霜検出器１０２が配設される熱交換器等の被着霜部５５５の着霜状態を検出、ひいては付着した霜の相対的な量を検出することができる。
【００８９】
また、制御手段ＳＧが給電手段ＳＰを駆動して発熱部２５に本給電を開始してから、一対の電極部１７間における感湿体パターンの抵抗値が予め定めた第１抵抗基準値Ｒｆ１に下がるまでの給電時間、つまり霜及び水分が蒸発するまでの経過時間を検出し、給電時間が予め定めた時間基準値Ｔｆよりも長くなった場合に、被着霜部５５５が所定の着霜状態であると判定するように構成した。このため、この経過時間（給電時間）の長さによって、霜が付着した量を相対的に検出することが可能となる。このことにより、本発明の着霜状態検出装置２００を冷蔵庫や冷凍庫等の製品装置７７７の熱交換器等に適用すると、霜取り開始のタイミングを適切に設定することができるので、製品装置７７７の無駄な消費電力を抑制することが可能となる。
【００９０】
また、制御手段ＳＧが、被着霜部５５５の所定の着霜状態であるか否かを次回に判定する際に、記憶部ＭＲに記憶した前回の給電時間を次回の給電時間に加えるように構成したので、１回の判定で給電時間が時間基準値Ｔｆに達し無い場合でも、複数回の判定を経た累計の給電時間で時間基準値Ｔｆと比較することができる。このため、１回の判定で感湿体パターンに付着した霜及び水分が蒸発するので、時間基準値Ｔｆに達しない場合での判定を繰り返して行う虞があり、このような不具合を防止することができる。また、この不具合を防止するために、複数個の霜検出器１０２を用いる場合が考えられるが、本発明の第２実施形態では、１個の霜検出器１０２で測定を行うことができ、着霜状態検出装置２００を安く作製することができる。すなわち、１回の判定によって、感湿体パターンに付着した霜及び水分は蒸発するが、この蒸発に要した本給電の経過時間（給電時間）を次回以降の判定に利用しているので、同じ霜検出器１０２を用いて被着霜部５５５が所定の着霜状態であるか否かを判定することが可能となる。
【００９１】
また、感湿体パターンの抵抗値が第２抵抗基準値Ｒｆ２よりも大きい場合に、給電手段ＳＰが発熱部２５への本給電を開始するので、抵抗値が小さい際、つまり霜の付着が少ない際に、発熱部２５への本給電が開始されないようになる。このことにより、不要な発熱部２５への給電を防止することができ、着霜状態検出装置２００の省エネルギー化を図ることができる。
【００９２】
また、制御手段ＳＧが、抵抗値検出手段ＲＫから出力信号を入手する前に、給電手段ＳＰを駆動して発熱部２５に予備給電するので、水分検知部２３（感湿体パターン）に付着した霜を僅かに溶かすことができる。このため、空気中の水蒸気から凝固して霜にならない場合、つまり水蒸気が昇華して霜になった場合であっても、僅かに溶かされた水分を感湿体パターンが検知することができる。このことにより、感湿体パターンの抵抗値が変化するようになり、水分検知部２３（感湿体パターン）への着霜状態を確実に検出することができる。
【００９３】
また、感湿体抵抗Ｒｓと抵抗器Ｒｒとからなる直列回路に印加した電圧と、感湿体抵抗Ｒｓと抵抗器Ｒｒが接続された中間接続部Ｐ1における分圧電圧と、から、感湿体パターンの感湿体抵抗Ｒｓの抵抗値を得るように構成したので、簡易な構成でありながら、感湿体パターンの感湿体抵抗Ｒｓの抵抗値を容易に得ることができる。
【００９４】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば次のように変形して実施することができ、これらの実施形態も本発明の技術的範囲に属する。
【００９５】
図１２は、本発明の第１実施形態に係わる霜検出器１０１の変形例を説明する図であって、図１２（ａ）は、変形例１の霜検出器Ｃ１１１の上面図であり、図１２（ｂ）は、変形例２の霜検出器Ｃ１２１の上面図である。図１３は、本発明の第２実施形態に係わる霜検出器１０２の変形例を説明する図であって、図１３（ａ）は、変形例３の霜検出器Ｃ１３２の下面図であり、図１３（ｂ）は、変形例４の霜検出器Ｃ１４２の下面図である。
【００９６】
＜変形例１＞
上記第１実施形態では、発熱部１５が板状のベース部材１９を挟んで感湿体パターン（水分検知部１３）と対向する位置に配置されるように構成したが、これに限るものではなく、例えば、図１２（ａ）に示すように、発熱部Ｃ１５をベース部材１９の同じ一面１９ａ側に設け、感湿体パターン（水分検知部１３）を挟んだ位置に配設しても良い。また、片側だけに発熱部Ｃ１５を設けても良い。更に、第２実施形態の霜検出器１０２に適用しても良い。
【００９７】
＜変形例２＞
上記第１実施形態では、水分検知部１３の感湿体パターンが１本から構成されていたが、これに限るものではなく、例えば、図１２（ｂ）に示すように、複数本（図１２（ｂ）では５本）の感湿体パターンで水分検知部Ｃ１３が構成されていても良い。また、第２実施形態の霜検出器１０２でも、２本でなく、複数本の感湿体パターンで構成されていても良い。
【００９８】
＜変形例３＞
上記第２実施形態では、外部配線のピン端子（図示していない）と第２端子２８及びランド部１９ｒとをはんだ付けして行ったが、これに限るものではなく、例えば、図１３（ａ）に示すように、リード線ＲＤを直接、はんだ付け若しくは導電性接着材で接続しても良い。また、第１実施形態の霜検出器１０１に適用しても良い。
【００９９】
＜変形例４＞
上記第２実施形態では、発熱部２５にミアンダ形状のパターンを用いたが、これに限るものではなく、例えば、図１３（ｂ）に示すように、ベタパターンを用いた発熱部Ｃ２５でも良い。また、第１実施形態の霜検出器１０１に適用しても良い。
【０１００】
＜変形例５＞
上記第２実施形態では、第１抵抗基準値Ｒｆ１や第２抵抗基準値Ｒｆ２等を制御手段ＳＧに内蔵された記憶部ＭＲに格納していたが、これに限るものではなく、例えば制御プログラム内に組み込まれていても良い。また、外部記憶装置を用いて、そこに記憶部ＭＲを設ける構成でも良い。
【０１０１】
＜変形例６＞
上記第２実施形態では、抵抗値検出手段ＲＫから出力信号を入手する前に、給電手段ＳＰを駆動して発熱部２５への予備給電する制御方法にしたが、このステップを含まない制御方法でも良い。
【０１０２】
＜変形例７＞
上記実施形態では、電極部１７が感湿体パターンの一部を覆うようにして配設した構成としたが、電極部１７を下層に設け、感湿体パターンが電極部１７にかかる構成でも良い。
【０１０３】
＜変形例８＞
上記実施形態では、水分の吸湿によって抵抗値が高くなる感湿体パターンを用いた構成としたが、水分検知部（１３、２３）に、水分の吸湿によって抵抗値が低くなるパターンを用いても良い。
【０１０４】
＜変形例９＞
上記実施形態では、感湿体パターンの導電体としてカーボン粒子ＣＰを好適に用いたが、これに限るものではなく、例えば、銀粒子や銅粒子でも良い。
【０１０５】
＜変形例１０＞
上記実施形態では、ベース部材（１９、２９）にビスマレイミドトリアジン樹脂を好適に用いたが、これに限るものではなく、例えば、ポリイミド樹脂やエポキシ樹脂等の耐熱性が高い樹脂を用いても良い。
【０１０６】
＜変形例１１＞
上記実施形態では、電極部１７及び発熱部（１５、２５）のバインダ樹脂として、好適にフェノール樹脂を用いたが、これに限るものではなく、例えば、エポキシ樹脂を用いても良い。
【０１０７】
＜変形例１２＞
上記実施形態では、ベース部材（１９、２９）の表面に感湿体パターンを設けた構成としたが、感湿体パターンの密着性を上げるために、ベース部材（１９、２９）の表面に絶縁層を設け、その絶縁層の表面に感湿体パターンを設けた構成でも良い。
【０１０８】
本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【０１０９】
１３、２３、Ｃ１３    水分検知部
１５、２５、Ｃ１５、Ｃ２５    発熱部
１７、１７Ａ、１７Ｂ  電極部
１９、２９      ベース部材
１９ａ、２９ａ  一面
１９ｚ、２９ｚ  他面
ＢＪ    バインダ樹脂
ＣＰ    カーボン粒子
ＭＲ    記憶部
Ｐ1    中間接続部
ＤＧ    電源（電圧印加手段）
ＲＫ    抵抗値検出手段
Ｒｒ    抵抗器
Ｒｆ１  第１抵抗基準値
Ｒｆ２  第２抵抗基準値
Ｒｓ    感湿体抵抗
Ｔｆ    時間基準値
ＳＧ    制御手段
ＳＰ    給電手段
１０１、１０２、Ｃ１１１、Ｃ１２１、Ｃ１３２、Ｃ１４２  霜検出器
２００  着霜状態検出装置
５５５  被着霜部
【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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