JPH0142030Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、小型で取り換えが容易で組立工法を
簡略化し、コストの引き下げを可能にする湿度検
知素子に関するものである。

従来例の構成とその問題点 最近になつて空調、装置農業、食品工業、家電
等において湿度の正確で容易な計測と制御が望ま
れてきている。

現在、電気信号により湿度を検知する方式とし
ては、(1)塩化リチウムのような潮解性塩のイオン
伝導の変化によるもの、(2)マグネタイト、シリコ
ン半導体の水分吸脱着による抵抗変化を利用した
もの、(3)毛髪、ナイロン、ポリスチレンのような
繊維の水分吸脱着に伴う変形を応力素子、マイク
ロスイツチ等と組み合わせたもの、(4)カーボン、
金属粉末等の導電性微粒子を含んだ有機樹脂の膨
潤性を利用したもの、(5)酸化アルミニウムの多孔
質中への水分の吸脱着を容量、インピーダンス変
化として検出するもの、(6)α線吸収透過を利用し
たもの、(7)乾湿型湿度計の読みを直接、電気信号
に変えるもの、等がある。ところが、これらのも
のの中でイオン伝導を利用したものは経時変化が
大きく、樹脂型のものは応答速度が遅く、α線型
のものは高価である等、その他のものについても
いずれも精度、応答性、環境ガスの影響、測定可
能な湿度範囲、感度、耐熱性、ヒステリシス、経
時変化、取扱いの容易さ、価格の点で一長一短が
ある。

これに対し本考案による湿度検知素子は、誘電
体性酸化膜の吸脱湿による静電容量変化を検知す
るものであり、その構成および原理は特開昭54−
1897号公報に詳細に述べられている。

ここで、静電容量変化型湿度検知素子について
若干説明する。第１図ａ，ｂは、静電容量変化型
湿度検知素子の構成図である。タンタル、アルミ
ニウムのような弁作用金属基材１の上に陽極酸化
により、誘電体性金属酸化物膜２を形成し、さら
に前記誘電体性金属酸化物膜２上に全面又は一部
に例えば硝酸マンガンのような熱分解性金属塩の
熱分解によつて二酸化マンガンのような半導体性
金属酸化物３を形成する。そして前記半導体性金
属酸化物３の上にカーボン、銀ペイントを用いて
対向電極４を形成する。このようにして形成され
た湿度検知素子は相対湿度に応じた空気中の水分
を吸着し、この水分が誘電体酸化皮膜の対向電極
として作用し、雰囲気が高湿の場合、この電極面
積が増加するため静電容量が増加し、低湿の場合
には逆に静電容量が減少するので、空気中の相対
湿度を静電容量変化として検知する湿度検知素子
である。

前述したように本素子の感湿面はきわめてデリ
ケートであり、組立、ハウジングにおいても色々
困難な問題があり、使用者側にも使いにくいとこ
ろがあつた。

第２図は、従来のアキシヤルタイプの静電容量
変化型湿度検知素子の断面図である。

第２図で示される素子本体５を、通気孔６を有
する穴あき保護ケース７の底部にある半田層８を
介して固定し、反対端部は、ハーメチツクシール
９によつて固定してある。この構造では次に列挙
される問題点がある。

１ 素子本体５を穴あき保護ケース底部の半田層
８に素子が垂直、すなわちケース７の中心に固
定することがむずかしい。

２ 素子本体５にリード１０を溶接し、ハーメ
チツクシール９をリード１０に通してケース
底部に固定するので複雑な組立を必要とし、ハ
ーメチツクシール９がリード１０から素子本
体５にずれて素子が不良になる可能性が多い。

３ 穴あき保護ケース７が金属であるためケース
加工費が高く、又、ハーメチツクシールガラス
端子も高価である。

４ 本湿度検知素子は、極性があるため、本構造
では穴あき保護ケース７が負側となつてお
り、特にリード１０と保護ケース７側がハー
メチツクシール９を介して絶縁されているため
結露などのとき、ハーメチツクシール９上に水
滴が付着すると側と側が短絡することがあ
り、これが原因で漏れ電流の増大や素子自体の
劣化を招く場合がある。又これらがなくても前
述した部分の水滴が蒸発するまで素子機能が停
止するような問題があつた。

又、湿度検知素子を使用する側から見ると素
子は裸状で雰囲気に放置するため、各種の有機
溶剤、各種ガス、タバコの煙等の可酷な雰囲気
下で使用するため、半永久的に素子の特性を維
持することはできないと考えられており、取り
換えを考えた場合、従来のアキシヤルリードタ
イプの湿度検知素子は、基板に及びのリー
ドを半田付により取付けなければならないた
め、取り換えがやりにくく又工数もかかるとい
つた問題点があつた。

考案の目的 本考案はこのような従来の欠点を除去するもの
で、素子本体のハウジングを容易にし、小形化、
低コスト化、工数削減を目的とするものである。

考案の構成 本考案は、絶縁性穴あき保護ケースの中に湿度
検知素子本体を挿入し、両端を一対の金属ホルダ
ー端子で保持することにより静電容量変化型湿度
検知素子を構成したものである。

実施例の説明 第３図は本考案による湿度検知素子の実施例を
示す図である。

まず第３図ａにおいて、絶縁性穴あき保護ケー
ス１３としては厚さ0.2〜1.5mmのポリアセター
ル、ポリ四フツ化エチレン、強化ポリアミド、又
これらのガラス入強化グレード、炭素繊維強化グ
レード、あるいは金属酸化物、金属窒化物、金属
炭化物のうちいずれかで構成されている。本考案
の実施例としては、アルミナセラミツクスの高密
度焼結体を使用した。そして第３図ｂ，ｃに示さ
れるように金属ホルダー端子の底面に１mmφ〜
1.3mmφの穴１５のあいた一対の金属ホルダー端
子１４，１４′を使用し、一方の金属ホルダー端
子１４′に湿度検知素子本体１６を、スポツト溶
接及び圧着などで接続したエレメントを構成する
（第３図ｃ）。

組み立て方法としては第３図ｄのごとく金属ホ
ルダー端子１４′は、穴あき保護ケース１３の一
端は、取り付ける。取り付ける方法としては、金
属−セラミツク接着剤、金属ロー付、しぼり加
工、ねじ込み等が適用できる。本実施例では、ビ
スフエノールエポキシ樹脂を使用した。そこで湿
度検知素子本体１６を取り付けたエレメントを、
前述した絶縁性穴あき保護ケース１３と金属ホル
ダー端子１４との構成体に第３図ｄのごとく第３
図ｃで示されるエレメントを挿入し、第３図ｅに
示すように金属ホルダー端子１４の底面の穴から
取り出される湿度検知素子本体１６の予備半田部
１７を半田デイツピング、もしくは半田ゴテによ
り金属ホルダー端子１４に１８で示すように取り
付けて構成される。

第４図は第３図に詳細を示した湿度検知素子の
全体構成図で、第３図と同一参照数字は同一内容
を示している。同図ｂにおける１９は保護ケース
１３に設けた穴であり、また２０は極性表示用の
突起であり、同図ｃは、本考案の湿度検知素子を
汎用のホルダー２１に収納した状態を示してお
り、２２は保持具、２３は端子である。

考案の効果 以上のように本考案は、保護ケースの絶縁物が
インジエクシヨン、射出成形加工等の方法で安価
に量産でき、金属ホルダー端子も成形が簡単で大
量生産が可能であるので湿度検知素子の低コスト
化ができ、また小形化、使い易さ（取り換え易
さ）、工程工数の削減及び複雑な工程動作の削除
等が図れ、更に、従来のアキシヤルタイプに比較
して穴あき保護ケースが絶縁体であり高温におい
ても、高周波に対しても電気的特性も良くなり特
に腐食性ガスなどにも強く、またリードと金属
ケース間のハーメチツクシールを介しての結露に
よる短絡も防止でき特性向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は湿度検知素子の構成図、第２図は従来
のアキシヤルタイプの湿度検知素子図、第３図は
本考案の湿度検知素子の分解構成図、第４図は本
考案の湿度検知素子の全体概観図である。 １３……穴あき保護ケース、１４，１４′……
金属ホルダー端子、１５……穴、１６……湿度検
知素子本体、１７……予備半田部、１９……穴、
２０……極性表示突起、２１……ホルダー、２２
……保持具、２３……端子。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) タンタル、アルミニウム、ニオブ、チタン、
   ハフニウム、ジルコニウムのような弁作用金属
   基材の上に誘電体性金属酸化物膜を形成すると
   ともに、この誘電体性金属酸化物膜上に半導体
   性金属酸化物を積層し、この半導体性金属酸化
   物上の一部又は全部に対向電極を設けて構成し
   た湿度検知素子本体と、この湿度検知素子本体
   を保護する穴あき保護ケースと、前記湿度検知
   素子本体を保持する金属ホルダー端子とで構成
   する湿度検知素子において、前記穴あき保護ケ
   ースを絶縁物で構成したことを特徴とする湿度
   検知素子。 (2) 絶縁性穴あき保護ケースが厚さ0.2〜1.5mmの
   ポリアセタール、ポリ四フツ化エチレン、強化
   ポリアミドまたはこれらのガラス入強化グレー
   ド、炭素繊維強化グレードあるいは金属酸化
   物、金属窒化物、金属炭化物の焼結体のうちの
   いずれかで構成されることを特徴とする実用新
   案登録請求の範囲第(1)項記載の湿度検知素子。 (3) 湿度検知素子本体と穴あき保護ケースを一対
   の金属ホルダー端子で保持することを特徴とす
   る実用新案登録請求の範囲第(1)項記載の湿度検
   知素子。