JP6106817B1 - 電子部品 - Google Patents

Abstract

【課題】非煩雑で新規技術を用いることなく、高い感度を持ち生産性に優れたセンシング電子部品を提供する。【解決手段】その電子部品は、内部で向かい合わせになった受光素子２と発光素子３の中間に外部空気環境に強く依存して変形する物体１を設け、受光素子への断光量を変形によって調整する。結果的に環境と電気特性に高い感度で関係を持たせることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、周辺の空気的性質に依存して光量を調整可能な電子部品に関する。

物理的、電磁気的、熱的、音響的、化学的性質を何らかの科学的原理を応用して電気信号に置き換える「センサ」は、それらの性質を電導媒体の電気抵抗値に影響させる可変抵抗として電子部品化された物が多い。それらも含め、量産される製品に使用される電子部品のコストは１０円単位の安さも切要されるため、産業用機械を通してつくられる以上、極力単純な構造にしたい。

関連技術として、自己保持回路などに使用されるフォトカプラに関するものが開示されている（特許文献１参照）。
また、温度変化による電気抵抗を利用したセンサに関するものが開示されている（特許文献２参照）。

特開平５−２２６６８８号公報 特開平１０−７３４９６号公報

しかしながら、市販されている空気的性質（温度、湿度、二酸化炭素等）を対象としたセンシングを行うような電子部品は、ただの抵抗、コンデンサー、インダクター、ＰＮ半導体素子といった基本素子よりは量産化開発されていなく、使用材料の多さや構造の複雑さが相俟って市場に多く出回っていないため一つの電子部品としては比較的高価であるという問題点があった。

本発明の目的は、安価で簡易な構成で光量を調整可能な電子部品を提供することにある。

また、本発明の第一の電子部品は、発光素子と、受光素子と、前記受光素子へ届く光量を調整する光量調整機構とを空気孔を有する筐体内部に備えた電子部品であって、
前記発光素子と前記受光素子との間に設けられた前記光量調整機構は、金属箔と紙とを貼り合わせてなり周辺の空気の湿度に基づき変形して前記発光素子からの光の通過面積を変化させることで前記受光素子へ届く前記光量を調整する。
このように構成することにより、空気孔を有する筐体内部の金属箔と紙とを貼り合わせてなる光量調整機構が周辺の空気の湿度に基づき変形するという簡易な構成で低コストで光量を調整可能な電子部品を実現することができる。

また、本発明の第二の電子部品は、発光素子と、受光素子と、前記受光素子へ届く光量を調整する光量調整機構とをそれぞれずれた位置に空気孔が設けられた外枠および内枠を有する筐体内部に備えた電子部品であって、
前記発光素子と前記受光素子との間に設けられたアルミホイルと紙とを貼り合わせた平板状機構からなる前記光量調整機構は、一端部が前記筐体の内壁に貼着され、周辺の空気の湿度が低くなるに伴い湾曲し、かつ、前記周辺の空気の湿度が高くなるに伴い前記平板状に戻り、前記発光素子からの光の通過面積を変化させることで前記受光素子へ届く前記光量を調整する。
このように構成することにより、筐体外部からの光をできるだけ遮断し、かつ筐体外部からの湿気を取り入れながら、筐体内部のアルミホイルと紙とを貼り合わせてなる光量調整機構が周辺の空気の湿度に基づき変形するという身近な材料を用いた簡易な構成で低コストで光量を調整可能な電子部品を実現することができる。

本発明によれば、安価で簡易な構成で光量を調整可能な電子部品を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る電子部品の構成を示す透過斜視図である。 本発明の実施の形態に係る電子部品の上面視からの断面図である。 本発明の実施の形態に係る電子部品の正面視からの断面図である。 本発明の実施の形態に係る電子部品の電子回路図である。 本発明の実施の形態に係る電子部品の特性線図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図１、図２および図３を参照すると、本実施形態に係る電子部品は、長方形の銀紙１と、電極の端子７を略直方体の筐体の外側にそれぞれ出して筐体内部で内側に向かい合った受光素子２および発光素子３とから構成されている。

銀紙１は、矩形の平板状からなる光量調整機構であり、具体的にはアルミホイルと薄い紙類を貼り合わせて形成されている。受光素子２と発光素子３の間に設けられ、片方の端部を電子部品の筐体の内壁下面（又は内壁上面や内壁側面）に貼着された状態で存在している。銀紙１は、筐体内壁下面と略平行面をなすが、筐体内壁下面と略垂直面をなすことでもよい。
紙類は空気中の湿度の低さに依存して収縮し、その際図３のように銀紙１は紙面を内側にして湾曲するため、受光素子２に向かう光の一部又は全てを遮断することとなる。図３の１ｂは銀紙１の変形前（低湿）の状態を示し、また図３の１ａは銀紙１の変形後（高湿）の状態を示す。すなわち、湿度の変化により銀紙１の紙側が収縮し、バイメタルの温度変化と似たような原理で曲がるため、発光素子３から受光素子２へ向かう光の銀紙１に阻まれる量が増減する。銀紙に限らず木片、バイメタルなど温度、湿度によって変形する物体でも代用可能である。

受光素子２は、周辺の光量に伴い直流抵抗が変化する光可変抵抗であり、例えばＣＤＳセルである。受光素子２は光量で抵抗率を変化させるので、結果的に抵抗率は温度、湿度に依存することとなる。

発光素子３は、光源としてのＬＥＤであるが、光量が常に同じ環境下で使用する場合、発光素子３は不必要である。すなわち、筐体の外部光源であってもよい。

図１、図２に示すように、内断光枠５、外断光枠６を二重以上に設け、風抜け孔４を内外枠に設けている。このようにすると、外部からの光をほぼ遮断し、かつ外部と空気的に接続させることができる。
依存する空気的性質を湿度とするには筐体外部からの光をできるだけ遮断し、かつ筐体外部からの湿気を取り入れる必要があるので、直方体の筐体内枠の外側をさらに直方体の形状の外枠を２〜３重以上に取り付けて、それぞれ光の反射率の低い黒色の材料を使い、それぞれに風抜け孔４を相互にずれた位置になるように設けると良い。

また依存する空気的性質を温度とする場合は、銀紙１の代わりに単純に熱膨張する物質や熱変形するバイメタル等を使用すれば良いが、銀紙１を使用するときは、筐体内部にある程度の湿り気を残した状態で外部と空気的に一切遮断するとよい。湿度は温度の関数なので、結果的に温度に依存する可変抵抗となる。

なお、電子部品を量産するにあたり個々の温湿度・抵抗特性を同じにするためには一定の温湿度下で製造することが望ましい。

以下、本実施形態の電子部品の実装方法の一例を、図４、図５を参照して説明する。

図４に示すように、消費電力を極力少なくするため、発光素子側陰極端子に比較的大きい抵抗を接続してある。

湿度６０％で換気扇のモーターを回したい場合、まず図５の特性線の湿度６０％に相当する抵抗値を読み取り、図４の回路図における図中右下の可変抵抗を線図で対応する抵抗値、この場合約１００ｋΩに設定する。

筐体内部の空気の湿度が通常の快適な低湿の状態から蒸し暑い高湿の状態へと上昇するにつれ銀紙１の紙面が膨張し、銀紙１の曲率半径が小さくなることによって、低湿では湾曲していた銀紙１が高湿では平板状へ復帰し、発光素子３からの光を遮っていた通過面積を小さく変化させるため受光素子２に到達する光量が増加して、直流抵抗が小さくなっていく。

そして、本実施形態の電子部品（ＤＲ）周辺及び筐体内部の湿度が６０％以上になった瞬間、ＤＲ受光素子側の＋端子側の電圧より、単電源オペアンプの＋端子側の電圧が高くなるので、オペアンプを介し換気扇のモーターに電圧を加えることができる。

上記の本実施形態によれば、安価で簡易な構成で光量を調整可能な電子部品を実現することができる

本実施形態に係る電子部品は、湿度、温度に依存する疑似抵抗や温湿度センサとして利用可能である。

その他、一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、各構成部分の大きさや形状を含む種々の変更が加えられて実施されてよい。

１ 銀紙
２ 受光素子
３ 発光素子
４ 風抜け孔
５ 内断光枠
６ 外断光枠
７ 端子

Claims (2)

1. 発光素子と、受光素子と、前記受光素子へ届く光量を調整する光量調整機構とを空気孔を有する筐体内部に備えた電子部品であって、
   前記発光素子と前記受光素子との間に設けられた前記光量調整機構は、金属箔と紙とを貼り合わせてなり周辺の空気の湿度に基づき変形して前記発光素子からの光の通過面積を変化させることで前記受光素子へ届く前記光量を調整する電子部品。
2. 発光素子と、受光素子と、前記受光素子へ届く光量を調整する光量調整機構とをそれぞれずれた位置に空気孔が設けられた外枠および内枠を有する筐体内部に備えた電子部品であって、
   前記発光素子と前記受光素子との間に設けられたアルミホイルと紙とを貼り合わせた平板状機構からなる前記光量調整機構は、一端部が前記筐体の内壁に貼着され、周辺の空気の湿度が低くなるに伴い湾曲し、かつ、前記周辺の空気の湿度が高くなるに伴い前記平板状に戻り、前記発光素子からの光の通過面積を変化させることで前記受光素子へ届く前記光量を調整する電子部品。

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