JPH04122360U - 感湿素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 湿度変化に対する抵抗値の変化が直線的で高
感度な感湿素子を提供するものである。 【構成】 セラミック基板１上に蛇行状に設けられた金
属酸化物系感湿材３に対し、棒状部分及び切欠部分を互
い違いに入り込ませることにより所定間隔が蛇行状に形
成される櫛形電極２を対向させて設けている。これによ
り、櫛形電極２及び金属酸化物系感湿材３の縁部が重な
って殆ど同一平面として形成され、櫛形電極２の電極間
抵抗が金属酸化物系感湿材３の抵抗値のみで定まり、湿
度−インピーダンス特性が向上する結果となる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、主として空調器や除湿器に具備され、室内の湿度をインピーダンス の変化により検出する抵抗式感湿素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、栽培ハウス用の空調器や除湿器には、湿度の検出制御を高精度に行い得 る技術が要求されている。そこで、最近はこうした要求に応えるべく、これらの 機器に具備される種々の感湿素子が提案されている。その中でも、金属酸化物系 感湿材として、金属酸化物焼結体を感湿材料とする感湿素子の開発は数多い。こ うした感湿素子は、湿度（相対湿度）に対する抵抗（インピーダンス）値の変化 を感度として得るものである。

【０００３】 図３は、このような感湿素子の構成を、その一部を破断して斜視により示すも のである。図示の如く、感湿素子は、アルミナ基板などのセラミック基板１の上 に、ＡｇＰｄ等で形成された櫛形電極２を例えばスクリーン印刷法によって印刷 ・焼成した後、櫛形電極２上にＡｌ₂ Ｏ₃ 系，ＺｎＯ−Ｌｉ₂ Ｏ−Ｖ₂ Ｏ₅ −Ｃ ｒ₂ Ｏ₃ 系，ＭｇＣｒ₂ Ｏ₄ −ＴｉＯ₂ 系，ＭｎＯ−ＺｎＯ−ＣｕＯ−Ｆｅ₂ Ｏ ₃ 系等の金属酸化物系感湿材３を更にスクリーン印刷法により印刷・焼成するこ とにより形成されている。

【０００４】 ところで、櫛形電極２は、一対の櫛形電極片をそれらの櫛形部分とその切欠部 分とを互いに入り込ませ、各櫛形電極片が対向して所定間隔が置かれるようにセ ラミック基板１上に具備されている。その上で、セラミック基板１及び金属酸化 物系感湿材３が結合されている。即ち、感湿素子は、金属酸化物系感湿材の表面 抵抗値若しくはその湿度変化に伴う抵抗値の変化を各櫛形電極片の各電極端子間 から取り出すことで、室内の湿度を検出できるようになっている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

従来の感湿素子においては、感湿材料の表面抵抗が各櫛形電極片の間の抵抗（ 電極間抵抗）よりも大きいことから、湿度により感湿素子の抵抗値の変化率に差 が生じ、例えば低湿度側ではその抵抗値の変化率が小さくなっているのに対し、 高湿度側になるにつれて大きくカーブを描いて次第に変化率が大きくなるという 傾向がある。この為、湿度に対する抵抗値の変化が直線的にならず、抵抗値に基 づく湿度検出を要する各種機器の検出制御が行い難くなっている。

【０００６】 本考案はかかる事情を鑑みなされたもので、その目的は、低湿度側と高湿度側 での抵抗値の変化率に差がなく、湿度変化に対する抵抗値の変化が直線的で高感 度な感湿素子を提供することにある。

【０００７】

【問題点を解決するための手段】

本考案によれば、棒状部分と切欠部分とをそれぞれ有する一対の櫛形電極片か ら成る櫛形電極に対し、棒状部分及び切欠部分を互い違いに入り込ませることに より、蛇行状の所定間隔が形成されるように各櫛形電極片を対向させて設けたセ ラミック基板と、湿度の変化によりインピーダンスが変化する感湿材料としての 金属酸化物系感湿材とを備えた感湿素子において、金属酸化物系感湿材を、所定 間隔に適合するようにセラミック基板上に設けた感湿素子が得られる。

【０００８】

【作用】

セラミック基板上に、互いに縁部が重なって殆ど同一平面として形成されるよ うに櫛形電極及び金属酸化物系感湿材を設けて感湿素子を構成している。これに より、櫛形電極の電極間抵抗が金属酸化物系感湿材の抵抗値のみで定まるように なる。

【０００９】

【実施例】

以下に実施例を挙げ、本考案の感湿素子について詳細に説明する。図１（Ａ） 及び（Ｂ）は、本考案の感湿素子の構成を示すもので、同図（Ａ）は感湿素子の 分解図を示し、同図（Ｂ）は組み合わせ後の斜視図を示している。尚、感湿素子 の構成は、以下の生成過程を経て形成されるものである。

【００１０】 先ず、ＭｎＯ，ＺｎＯ，ＣｕＯ、Ｆｅ₂ Ｏ₃ 等を混合し、仮焼粉砕して粒径１ μｍ以下のＭｎＯ−ＺｎＯ−ＣｕＯ−Ｆｅ₂ Ｏ₃ 系の金属酸化物粉末を生成する 。 そして、この金属酸化物粉末に高分子結合剤や分散剤などを混入・分散して、金 属酸化物ペーストとする。

【００１１】 引き続き、アルミナからなるセラミック基板１の上に、ここで得られた金属酸 化物ペーストをスクリーン印刷法により図１（Ａ）に示すように、蛇行状に印刷 して、セラミック基板１上に金属酸化物系感湿材３を形成する。この金属酸化物 系感湿材３は、後述する棒状部分と切欠部分とをそれぞれ有する一対の櫛形電極 片から成る櫛形電極２において、棒状部分及び切欠部分を互い違いに入り込ませ ることにより形成される蛇行状の所定間隔に適合されるものである。

【００１２】 更に、セラミック基板１上に、ＡｇＰｄペーストをスクリーン印刷法によって 一対の対向する櫛形に印刷して櫛形電極２を設ける。この場合、櫛形電極２は、 蛇行状の金属酸化物系感湿材３に適合されるように、上述した蛇行状の所定間隔 が形成されるように、セラミック基板１上に設けられる。結果として、櫛形電極 ２及び金属酸化物系感湿材料３は、互いに縁部が重なり、殆ど同一平面として形 成される。この上で、乾燥処理を行った後、温度８５０〜１０００℃にて２〜４ 時間焼成して、図１（Ｂ）に示すよう実施例の感湿素子を得る。

【００１３】 このようにして形成された感湿素子は、櫛形電極２及び金属酸化物系感湿材３ の縁部が重なって殆ど同一平面として形成され、櫛形電極２の電極間抵抗が金属 酸化物系感湿材３の抵抗値のみで定まるので、湿度−インピーダンス特性が向上 し、インピーダンス変化率が大きくなる。図２は、周波数１ｋＨｚ，室温２０℃ の条件下により本考案の感湿素子の湿度（％ＲＨ）−インピーダンス（Ω）特性 を測定し、従来のものに比較して示したものである。

【００１４】 使用範囲Ｘでの比較から明らかなように、本考案の感湿素子Ａの場合、湿度変 化に伴うインピーダンス変化率が直線状にサイクルしているのに対し、従来の感 湿素子Ｂでは湿度上昇に対するインピーダンス変化率の低下が低湿度側では小さ く、高湿度側では大きくなってサイクルしている。このことは、本考案の感湿素 子Ａの方が従来の感湿素子Ｂよりもインピーダンス変化率が平均的に大きく、湿 度変化に対して安定的に高感度になることを意味している。

【００１５】

【考案の効果】

以上のように、本考案によれば、湿度変化に対するインピーダンス変化率が直 線的に改善され、結果的に湿度変化に対して安定して高感度な感湿素子が提供さ れる。又、本考案の感湿素子は、セラミック基板上に互いの縁部が重なって殆ど 同一平面として形成される櫛形電極及び金属酸化物系感湿材を設けているので、 各部の結合力も充分に維持され、廉価に構成できるという長所がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の感湿素子の構成を分解図及び組み合わ
せ後の斜視図により示したものである。

【図２】本考案の感湿素子の湿度−インピーダンス特性
を従来のものに比較して示したものである。

【図３】従来の感湿素子の構成を、その一部を破断して
示したものである。

【符号の説明】

１ セラミック基板 ２ 櫛形電極 ３ 金属酸化物系感湿材

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 棒状部分と切欠部分とをそれぞれ有する
   一対の櫛形電極片から成る櫛形電極に対し、前記棒状部
   分及び切欠部分を互い違いに入り込ませることにより、
   蛇行状の所定間隔が形成されるように前記各櫛形電極片
   を対向させて設けたセラミック基板と、湿度の変化によ
   りインピーダンスが変化する感湿材料としての金属酸化
   物系感湿材とを備えた感湿素子において、前記金属酸化
   物系感湿材は、前記所定間隔に適合するように前記セラ
   ミック基板上に設けられたことを特徴とする感湿素子。