JPH02227623A - 焦電センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の１−ＩＩ用分野 本発明は焦電体の焦電効果を利用した焦電センサに関し
、例えば、電子レンジの再加熱の自動化に応用するもの
に関する。

従来の技術 従来、電子レンジの再加熱の自動化に使用されているセ
ンサとしては、第７図に示すような湿度センサがあり、
センサチップ１９、ヒータ２０、樹脂ベース２１．メツ
シュカバー２２、端子２３で構成さている。センサチッ
プ１９は湿度変化（食品から発生する蒸気）によりその
抵抗値が変化するので、制御器は（図示せず）基準電圧
と抵抗とで分割される電圧により、食品の調理状態を検
出していた。

ヒータ２０は電子レンジに用いた場合、食品のガス、油
等によりセンサチップ１９が汚れるのを熱でリフレッシ
ュするためのものであり、メツシュカバー２２は、防風
用でありヒータ２０の省電力課のために用いている。（
ナショナル・テクニカル・レポートＶｏ１．２９Ｎｏ、
３） また、第１図に示すような焦電センサ７を電子レンジの
再加熱の自動化に用いた場合を説明する。

焦電センサ７は、金属板１、焦電体２、接着材３、電極
４、リード線５で構成されている。焦電センサは、食品
からの熱を持った水蒸気が、金属板１を介して焦電体２
に熱変化を与え時のみ、焦電体２に焦電流が流れ外部に
抵抗を接続すれば電圧として観測される。すなわち、食
品からの水蒸気が次、々に焦電体２に熱変化として加わ
る時点で食品の再加熱の終了の判断としているわけであ
る。センサの特性に関しては、特開昭６２−１１２９２
９号公報に示している。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような湿度センサを用いると、調理
中に食品中のガスや油分等が、湿度センサに付着して検
出感度が落ちてくるため、−回の調理毎にリフレッシェ
加熱処理用のヒータで湿度センサの付着物を蓋発させな
ければならず、余分な電力やコストが発生する上、抵抗
両端の電圧を制御信号として用いているので、各構成要
素である湿度センサの抵抗、電源の電圧のばらつきが制
御信号のばらつきに結びつくことになり管理が困難であ
った。

また、焦電センサを用いた場合、構成は湿度センサに比
べて筒車であるが、次のような課題が生じた。

（１）　　最近ではトースター機能を有する電子レンジ
の普及に伴い、ヒータ温風の急激なヒートシラツクで金
属板と焦電体の熱膨張率の違いで接着剤等を介して焦電
体にクランクが発生し、センサ機能がなくなることがあ
った。

（２）同時に金属板・焦電体を防湿保護する樹脂に関し
ても同様なヒートシラツクを行うと、樹脂にクラックが
発生し、充分な防湿機能を果さずセンサ機能の劣化を生
じたことがあった。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の焦電センサは、導電
性の板体と焦電体の接着に関し、低硬度の接着材で接続
し、かつ低硬度の樹脂でモールドする構成としたもので
ある。

作用 本発明によれば、焦電体と板体との熱膨張の差によるひ
ずみを低硬度の接着剤でｍ衝する作用を有する。

実施例 以下、本発明の一実施例について添付図面にもとづいて
説明する。

第１図は、焦電センサ７の断面図である。金属板ｌ上に
、チタン酸鉛系とジルコン酸鉛系の組成を有する焦電体
２が、低硬度のシリコン系の接着剤３で接着されている
。焦電体２には、一対の電極４が形成され電極４からそ
れぞれ樹脂で被覆されたリード線５が接続され、さらに
焦電体２を接着している側の金属板１１焦電体２、接着
剤３、電極４、リード線５を低硬度のシリコン系の樹脂
６でモールドし、かつリード線５を樹脂６上で固着保持
させているものである。

第２図は、本発明の焦電センサ７を有する電子レンジの
本体構成図である０食品８を出し入れする加熱室９と、
食品８の高周波加熱するマグネトロン１０．排気部１１
、排気部１１に設けた焦電センサ７、マグネトロン１０
を冷却する冷却゛ファン１２、冷却ファン１２の風を一
部加熱室は送風するダクト１３、無電センサ７の出力信
号をろ波するフィルター１４、フィルターの信号を増幅
する増幅器１５、制御手段１６で構成されている。また
、１８はトースター用のヒータでパンを焼（時に使用す
るものである。

食品８の再加熱の自動化は次のようにしておこなわれる
。加熱室９内には、食品８が配され、マグネトロンｌＯ
を冷却する冷却風の一部は、ダクト１３を介して加熱室
９に導かれる。冷却風の一部を実矢線１７で食品８から
発生する水蒸気を点矢線で示している。冷却風の一部１
７と、食品８から発生する水蒸気は、排気部１１を通っ
て外部へ排出される。

ここで、第３図に水４００ｃｃを加熱した時の焦電セン
サ７の信号と雑音についての出力電圧波形例を示す、第
３図は加熱室１３内の水が沸騰するまでの時間とともに
推移する信号波形、第４図は、この波形をスペクトラム
分析した結果である。

第４図から解るように焦電センサ７に暖かい水蒸気が当
たるとＯから２０Ｈｚ帯で大きい信号の変化がみられる
。イは加熱室１３内の水が沸騰した場合、口は沸騰前の
場合、ハは電子レンジに通電されていない場合であり、
イと口の差は、約３０ｄＢ、信号レベルは数？Ｉｖの電
圧である。そこで、０から１０Ｈｚ帯を通過するフィル
ター１４、増幅器１５を通した波形が第３図に示すよう
に観測される。制御手段１６はこの信号によたマグネト
ロン１０等のオンオフを制御する。

次に、第５図にトースター機能を有する電子レンジにお
ける焦電体２の温度ストレスを示す、トースター使用時
、ヒータ１８がオンし、パン等を焼くことができる。し
かし、ヒータ１８を長時間使用すると、加熱室９内が上
昇し、マグネトロン１０の保護などのために冷却ファン
１２がオンし、加熱室内９を冷却する。すると、冷却フ
ァン１２の送風により加熱室９内に充満していた熱気が
金属板ｌを介し焦電体に急激な温度変化を加えることに
なる。

そこで本発明の一実施例ではこの急激な温度ストレスに
十分対応できる接着剤として、低硬度のシリコン系の接
着剤を用いたのである。

第６図は、従来の硬度の高いエポキシ系と、低硬度のシ
リコン系の接着剤のヒートストレスの寿命データである
。試験条件は、−４０℃〜１２０℃、湿度６０％中５分
サイクルのヒートショックの試験である。硬度の高いエ
ポキシ系の接着剤において、金属板１と焦電体２のハタ
離、焦電体２のワレ、エポキシ系の樹脂６のクラックが
発生した。しかし、低硬度のシリコン系の接着剤３、樹
７１！！６を使用したものは、そのような現象は発生し
なかった。

これは、硬度の高い接着剤で板体１と焦電体２を固定し
てしまうと、急激な温度変化に追従できず、金属板１の
熱膨張によるそりなどの相互作用で焦電体２のハタ離や
ワレが生じたものと考えられ、逆にシリコン系などの低
硬度の接着剤・樹脂はそのような急激な温度変化を加え
てもクツション的な熱緩衝材となってエポキシ系接着剤
のような現象は生じなかったものと考えられる。

発明の効果 以上述べてきたように本発明によれば、以下に述べる効
果が得られる。

（１）　　ヒータを付加した機器において急激な温度ス
トレスが生じても低硬度の接着剤で緩衝させるので、焦
電体のはく離が生ずることがなく、長期に安定した制御
が可能となる。

（２）また、急激な温度ストレスを加えても低硬度の樹
脂でモールドしているので、クランクが発生せず湿気の
混入を防ぎ、素子の劣化を防ぐことができる。

（３）低硬度の接着剤を使用しているので、急激な温度
ストレスにより、焦電体への歪みによる電圧発生（圧電
性）を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の焦電センサの断面図、第２
図は同電子レンジ装置に組み込んだ本体構成図、第３図
は同焦電の焦電センサの出力波形図、第４図は同焦電の
出力波形のスペクトラム分析図、第５図は同焦電の温度
ストレスに対する焦電センサの温度上昇図、第６図は同
センサのヒートシラツクの接着剤に対する寿命データ図
、第７図は従来の湿度センサの構成図である。 １・・・・・・金属板、２・・・・・・焦電体、３・・
・・・・接着剤、４・・・・・・電極、５・・・・・・
リード線、６・・・・・・樹脂。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名第１図 Ｉ　２　図 １−Ａ４脂 ／６　　１５ ／’ｉＬ 第 図 第 図 ［増重後］ 礪 図 ４間ｔ ［捻入］ 縛 ■ を 第 図 ヒー！−序クー４０と〜ｌ＆グヒを分プイクＡン（ｆ、
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Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）水蒸気、ガスなどの温度変化媒体によって電流を
   発生する焦電体と、前記焦電体に形成された一対の電極
   と、前記電極から導出されるリード線と、前記焦電体を
   導電性の板体上に低硬度の接着剤で接着し、かつ前記板
   体、前記焦電体、前記電極、前記リード線を各硬度の樹
   脂でモールドした焦電センサ。
2. （２）接着剤、樹脂は、シリコン系の材質で構成した特
   許請求の範囲第（１）項記載の焦電センサ。