JPH09213475A - 電子レンジ用絶対湿度センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電子レンジの自動調理制御用の絶対湿度センサ
に関し、加熱室内に設けられる湿度検知部と電子レンジ
制御回路部間のリード線として、撚り線を使用可能にす
る。 【解決手段】電子レンジの加熱室内の湿度を測定する絶
対湿度センサにおいて、雰囲気と接触可能に保持された
サーミスタＳを含む測定側の感熱素子１と乾燥空気中に
保持されたサーミスタＣを含む基準側の感熱素子２とを
備えた湿度測定部と、両サーミスタＳ，Ｃとともにブリ
ッジ回路を形成する抵抗Ｒ１，Ｒ２およびこのブリッジ
回路の電源を含む電子レンジ制御回路部との間を結ぶ３
本のコア線を含むリード線１３として、電子レンジから
発生するノイズの重畳を軽減させる、必要以上の密度の
撚りを持つリード線を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子レンジにおけ
る加熱室内の湿度を測定するための絶対湿度センサに関
し、特に湿度検知部と電子レンジ制御回路部間のリード
線として撚線を用いた電子レンジ用絶対湿度センサに関
するものである。

【０００２】自動調理を行う電子レンジにおいては、マ
イクロ波の照射に応じて食品から発生する水蒸気に基づ
く、加熱室内における湿度の変化を、絶対湿度センサを
用いて測定することによって、食品の加熱仕上がりを判
定する方法がとられている。

【０００３】このような目的に使用する絶対湿度センサ
においては、湿度検知部と電子レンジ制御回路部間を結
ぶリード線の構造を簡単化して、低価格化を可能にする
ことが要求されている。

【０００４】

【従来の技術】図４，図５は、従来のおよび本発明が適
用される絶対湿度センサの概要を説明するものであっ
て、図４は絶対湿度センサの測定原理と湿度検知部の構
成を示し、図５は絶対湿度センサの構造を示している。
絶対湿度センサにおいては、ガラス封止された、同じ特
性を有するチップ型サーミスタを用いた２個の感熱素子
を用いた湿度検知部によって、雰囲気中における水蒸気
量に対応する絶対湿度を測定する。

【０００５】図４において（ａ）は、絶対湿度センサの
測定原理を示す回路構成図であって、Ｓは被測定雰囲気
中に置かれた測定側のサーミスタ、Ｃは乾燥空気中に置
かれた基準側のサーミスタである。

【０００６】サーミスタＳ，Ｃと抵抗Ｒ１，Ｒ２とによ
ってブリッジを形成し、電源Ｅ０から直列抵抗Ｒｓを経
て電流を供給すると、自己加熱に基づいて両サーミスタ
Ｓ，Ｃの温度が上昇する。この際、雰囲気の熱伝導度が
含まれる水蒸気の量に応じて変化するため、湿った雰囲
気中に置かれた測定側のサーミスタＳの温度が変化し、
従って両サーミスタＳ，Ｃの抵抗値が不平衡となり、両
サーミスタＳ，Ｃの中点Ａと、両抵抗Ｒ１，Ｒ２の中点
Ｂとの間に、ブリッジの不平衡に基づく出力電圧を発生
するので、この電圧出力Ｖｍによって、感熱素子１が置
かれている雰囲気の絶対湿度を測定することができる。

【０００７】絶対湿度センサに使用するサーミスタは、
機械的保護と電気的シールドのために、金属製容器に収
容されている。図４において（ｂ）は、このような形式
の感熱素子の構造を例示したものであって、チップ型サ
ーミスタＴｈをハーメチック端子Ｔ１，Ｔ２の間に接続
して、金属容器Ｈによって封止した構造を有している。
この際、基準側の感熱素子には、湿度測定の基準となる
乾燥空気を封入するとともに、測定側の感熱素子には、
湿度を測定すべき雰囲気を導入するために、通気孔が設
けられている。

【０００８】絶対湿度センサを電子レンジに取り付ける
場合には、サーミスタＳ，Ｃを収容した感熱素子を一体
化して湿度検知部を形成して、加熱室内の湿度測定部位
に設置するとともに、他の回路部分は分離して電子レン
ジ制御回路部に設け、両者間を接続する信号線として、
図４（ａ）に示す接続線ａ，ｂ，ｃの部分を収容したリ
ード線を設けて、両者間を接続する。

【０００９】図４において、（ｃ），（ｄ）は湿度検知
部の構造を示し、（ｃ）は一部切り欠き側面図、（ｄ）
は底面図である。湿度検知部において、１，２はそれぞ
れサーミスタＳ，Ｃを収容した測定側と基準側の感熱素
子であって、両感熱素子１，２は、金属からなる熱伝導
性均熱ホルダ３に取り付けられることによって、それぞ
れの金属容器が等温度になるように保持されているとと
もに、金属製のセンサカバー４によって覆われて、機械
的に保護されるとともに、電気的にシールドされてい
る。測定側の感熱素子１には、矢印で示すように、通気
孔６が設けられている。

【００１０】湿度検知部と電子レンジ制御回路部間を結
ぶリード線５は、３本の接続線を一体化して構成されて
いる。図５において（ａ）は絶対湿度センサの全体構成
を示し、図４に示された湿度検知部と、センサカバー４
の一端を貫通するとともに、その部分で固定されたリー
ド線５が示されている。リード線５に収容された３本の
接続線中の１本は、図４（ｃ）に示すように、両感熱素
子１，２の一方の端子に共通に接続され、他の２本の接
続線は、それぞれ両感熱素子１，２の他方の端子に接続
されている。またリード線５の他端には、電子レンジ制
御回路部に接続するためのコネクタ７が設けられてい
る。

【００１１】従来、リード線５には、電子レンジ加熱室
内に放射されるマイクロ波に基づいて重畳するノイズを
防止するため、シールドを施した多心線が使用されてい
る。図５において（ｂ），（ｃ）はリード線の構成例を
示したものであって、（ｂ）は、図４（ａ）に示す接続
線ａ，ｂ，ｃに対応する３本のコア線８の周囲に、軟銅
線網からなる編組シールド９を設けた構造のリード線を
示し、（ｃ）はコア線８と編組シールド９の中間に、フ
ェライト粉末を混入したシリコンゴム（フェライトゴ
ム）層１０を設けた構造のリード線を示している。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来、電子レンジ用絶
対湿度センサの湿度検知部のリード線には、コア線８上
にフェライトゴム層１０を設け、さらにその上に編組シ
ールド９を施した、図５（ｃ）に示す構造のリード線が
多く用いられている。これは、この構造のリード線が、
最も高周波ノイズ防止性能が高いためである。

【００１３】図６，図７は、絶対湿度センサにおける、
リード線のシールド構造の違いに基づくノイズ防止性能
の違いを説明するものであって、図６は対比のために示
された、絶対湿度センサにおける他の構造のリード線を
例示し、図７はリード線の種類が異なる絶対湿度センサ
の出力を示したものである。

【００１４】図６において、（ａ）は図５（ａ）に示さ
れた従来のリード線から最上部の編組シールドを除去し
て、フェライトゴム層のみを設けた構造のリード線１１
を示し、（ｂ）はフェライトゴム層も取り除いてコア線
のみとした場合のリード線１２を示している。３本のコ
ア線は、撚りピッチｐ＝２０ｍｍで撚り合わせられてい
る。

【００１５】図７において、（ａ）は図５（ａ）に示さ
れた従来のリード線を使用した場合のセンサ出力、
（ｂ）は図６（ａ）に示すフェライトゴムシールドのみ
を用いたリード線の場合のセンサ出力、（ｃ）は図６
（ｂ）に示す撚り線からなるリード線の場合のセンサ出
力をそれぞれ示し、電子レンジにおいて食品の加熱を行
った場合に、時間の経過に伴って、食品から発生する水
蒸気が増加して、センサ出力が上昇する状態を示してい
る。

【００１６】図７（ａ）に示すように、フェライトゴム
シールドと銅線網による編組シールドとを併用した従来
のリード線の場合は、センサ出力には、ノイズは殆ど含
まれていないが、図７（ｂ）に示すように、フェライト
ゴムシールドのみの場合はややノイズが大きく、図７
（ｃ）に示すように、撚り線の場合は最もノイズが大き
い。

【００１７】絶対湿度センサの出力は比較的小さく、図
示のように数ｍＶのオーダーである。従来のフェライト
ゴムシールドと編組シールドとを併用したリード線の場
合は、図７（ａ）に示すように、ノイズが小さいのでそ
の影響は全くない。一般に、１％以下の誤差成分を持つ
信号であれば、制御に使用する上で支障を生じることは
ないと言われている。

【００１８】フェライトゴムシールドのみを使用したリ
ード線の場合は、図７（ｂ）に示すように重畳したノイ
ズはやや大きいが、センサ出力に対しては１／３以下に
抑えられている。例えば、制御したい湿度変化（１０ｇ
／ｍ³ ）に対応するセンサ出力が２ｍＶ程度の場合、セ
ンサ信号に含まれる誤差成分は３０〜１０％程度となる
が、この範囲であれば、一般的には制御可能信号レベル
の範囲に入ってくると言われている。

【００１９】従来の撚り線を使用したリード線の場合
は、図７（ｃ）に示すように、重畳したノイズの影響に
よって、センサ出力には約１ｍＶ（湿度値換算５ｇ／ｍ
³ ）の変動を生じている。従って例えば、制御したい湿
度変化量が２ｍＶ（湿度値換算１０ｇ／ｍ³ ）程度の場
合には、信号に含まれる誤差成分は５０％程度となるた
め、この場合のセンサ出力を制御に使用することは、十
分なノイズ除去対策を施さない限り困難である。

【００２０】このような結果から、従来、電子レンジ用
の絶対湿度センサのリード線としては、制御精度の向上
の見地から、図５（ａ）に示されたような、フェライト
ゴムシールドと銅線網による編組シールドとを併用し
た、二重シールド構造を持つリード線が、一般に用いら
れている。

【００２１】しかしながら、このような二重シールド構
造を持つリード線は高価であるとともに、接続加工が困
難であって、電子レンジ用絶対湿度センサのコストダウ
ンを妨げる要因になっていた。本発明は、このような従
来技術の課題を解決しようとするものであって、簡単な
構造であって低価格であり加工も容易なリード線を使用
して、絶対湿度センサにおいて重畳するノイズを低減す
ることができ、従って、安価な電子レンジ用絶対湿度セ
ンサを提供することができるとともに、延いては、自動
調理用電子レンジのコストダウンを実現可能にすること
を目的としている。

【００２２】

【課題を解決するための手段】このような課題に対し
て、本発明の発明者は、種々検討を重ね実験を繰り返し
た結果、電子レンジ用絶対湿度センサにおける、湿度検
知部と電子レンジ制御回路部間を結ぶリード線として、
３本のコア線を有するリード線を使用する場合に、シー
ルドを有しない撚り線をリード線として用いても、その
撚りピッチをある限度以下にすることによって、電子レ
ンジの加熱用マイクロ波に基づく重畳ノイズが急激に減
少し、実用上、使用可能な限度以下にすることが可能な
ことを見出した。

【００２３】従来、２本のコア線を持つリード線に対し
て、両コア線に対撚りを施すことによって、誘導電圧に
対しては隣接区間ごとに互いに打ち消し合い、さらにそ
れぞれの接続線の電流によって生じる磁束も、隣接区間
ごとに互いに打ち消し合って、外部に対する磁束の漏洩
が解消するので、ノイズの重畳を軽減することができる
ようになると言われている。

【００２４】本発明は、このようなリード線の構造を、
コア線が３本からなる絶対湿度センサ用のリード線に発
展的に応用するとともに、撚りピッチを規定することに
よって、絶対湿度センサにおいて、加熱用マイクロ波に
基づいて重畳するノイズを、実用上支障ない範囲に抑圧
することを可能にしたものである。このような構造のリ
ード線は、従来の二重シールド構造のリード線と比較し
て、はるかに安価に製作することが可能であり、従って
本発明によれば、電子レンジ用絶対湿度センサのコスト
ダウンを実現することができる。

【００２５】以下、本発明の課題を解決するための具体
的手段を掲げる。

【００２６】(1) 本発明の電子レンジ用絶対湿度センサ
は、電子レンジの加熱室内の湿度を測定する絶対湿度セ
ンサにおいて、雰囲気と接触可能に保持されたサーミス
タＳを含む測定側の感熱素子１と乾燥空気中に保持され
たサーミスタＣを含む基準側の感熱素子２とを備えた湿
度測定部と、両サーミスタＳ，Ｃとともにブリッジ回路
を形成する抵抗Ｒ１，Ｒ２およびこのブリッジ回路の電
源を含む電子レンジ制御回路部との間を結ぶ３本のコア
線を含むリード線１３として、電子レンジから発生する
ノイズの重畳を軽減させる、必要以上の密度の撚りを持
つリード線を用いたものである。

【００２７】(2) (1) の場合に、必要以上の密度の撚り
を持つリード線が、利用方法によっては使用可能な場合
の撚りピッチが１２〜２０ｍｍであり、使用可能な場合
の撚りピッチが１２ｍｍ以下のものである。

【００２８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態を示
したものであって、（ａ）は本発明の絶対湿度センサを
示し、図６（ｂ）の場合と同じものを同じ番号で示して
いる。本発明の場合、リード線として、撚りピッチｐを
約１２ｍｍ以下とした、高密度撚り線からなるリード線
１３を使用した点に特徴がある。（ｂ）は対比のために
示されたものであって、コア線に対して全く撚りを与え
ない構造のリード線１４を使用した場合の構成を示して
いる。

【００２９】本発明の絶対湿度センサにおける回路構成
は、図４（ａ）に示されたものと同様である。また本発
明の絶対湿度センサにおける湿度検出部の構成は、図４
（ｂ）〜（ｄ）の場合と同様である。すなわち、雰囲気
に対する通気孔を有する金属容器内に、測定側のサーミ
スタＳを収容した感熱素子１と、乾燥空気を封入した密
閉された金属容器内に、基準側のサーミスタＣを収容し
た感熱素子２とを、熱伝導性均熱ホルダ３に取り付け
て、両感熱素子のそれぞれの金属ケースが等温度になる
ように保持する。

【００３０】湿度検知部と図示されない電子レンジ制御
回路部とを結ぶリード線１３は、３本のコア線を撚りピ
ッチｐ＝１２ｍｍ以下で撚り合わせた、３芯高密度撚り
線からなっている。リード線１３のコア線と両感熱素子
の端子との接続部は、金属製のセンサカバー４で覆われ
ている。

【００３１】図２は、撚り線からなるリード線を用いた
絶対湿度センサの出力特性を示したものであって、電子
レンジに実装して、食品の高周波加熱を行った場合の、
マイクロ波の影響を受けたときの、図４（ａ）におけ
る、サーミスタＳ，Ｃの中点Ａと、抵抗Ｒ１，Ｒ２の中
点Ｂ間の出力を示している。

【００３２】図２において、（ａ）は撚りピッチｐ＝８
ｍｍの撚り線からなるリード線の場合を示し、（ｂ）は
撚りピッチｐ＝１２ｍｍの撚り線からなるリード線の場
合を示している。また（ｃ）は図６（ｂ）に示された従
来の撚り線（撚りピッチｐ＝２０ｍｍ）からなるリード
線の場合（再掲）を示し、（ｄ）は図１（ｂ）に示され
た撚りを有しないリード線の場合を示している。

【００３３】図３は、撚りピッチとノイズ振幅との関係
を示したものである。図２（ａ），（ｂ）に示す、撚り
ピッチが１２ｍｍ以下の撚り線の場合は、センサ出力に
おけるノイズ出力は極めて小さく、図６（ａ）に示され
た、リード線の外側に高周波用フェライトゴムからなる
シールのみを設けた絶対湿度センサの場合と、ほぼ同等
またはそれ以下であって、一般的に湿度信号として電子
レンジの制御に使用可能なレベルである（図３中、Ａの
範囲）。

【００３４】撚りピッチが１２ｍｍ〜２０ｍｍの撚り線
の場合は、ノイズ振幅はやや大きいが、利用方法によっ
ては、制御の目的に使用可能なレベルである（図３中、
Ｂの範囲）。

【００３５】一方、図２（ｄ）に示された撚りを有しな
いリード線の場合、または撚りピッチが非常に大きい場
合は、センサ出力におけるノイズ振幅は極めて大きく、
制御の目的に使用することは困難である（図３中、Ｃの
範囲）。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
子レンジの自動制御用絶対湿度センサにおいて、湿度検
知部と電子レンジ制御回路部間を結ぶ３本のコア線を含
む信号線として撚り線を使用し、その撚りピッチを適切
に選択することによって、この信号線における、電子レ
ンジの加熱用マイクロ波に基づくノイズの重畳を低減す
ることができる。

【００３７】本発明によれば、このような場合のリード
線として従来使用されていた、フェライトゴムシールド
と銅線網による編組シールドとを併用した、二重シール
ド構造を持つリード線の場合と比較して、リード線に必
要なコストを１／２以下とすることができるとともに、
その接続加工も容易なので、電子レンジ用絶対湿度セン
サの価格を大幅に低下させることができ、延いては、自
動調理用電子レンジのコストダウンに寄与することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す図である。

【図２】撚り線からなるリード線を用いた絶対湿度セン
サの出力特性を示す図である。

【図３】撚りピッチとノイズ振幅との関係を示す図であ
る。

【図４】絶対湿度センサの測定原理と湿度検知部の構成
を示す図である。

【図５】絶対湿度センサの構造を示す図である。

【図６】絶対湿度センサにおける他の構造のリード線を
例示する図である。

【図７】リード線の種類が異なる絶対湿度センサの出力
を示す図である。

【符号の説明】

１ 感熱素子 ２ 感熱素子 ３ 熱伝導性均熱ホルダ ４ センサカバー １３ リード線

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子レンジの加熱室内の湿度を測定する
   絶対湿度センサにおいて、 雰囲気と接触可能に保持されたサーミスタを含む測定側
   の感熱素子と乾燥空気中に保持されたサーミスタを含む
   基準側の感熱素子とを備えた湿度測定部と、該両サーミ
   スタとともにブリッジ回路を形成する抵抗および該ブリ
   ッジ回路の電源を含む電子レンジ制御回路部との間を結
   ぶ３本のコア線を含むリード線として、電子レンジから
   発生するノイズの重畳を軽減させる、必要以上の密度の
   撚りを持つリード線を用いたことを特徴とする電子レン
   ジ用絶対湿度センサ。
2. 【請求項２】 前記必要以上の密度の撚りを持つリード
   線が、利用方法によっては使用可能な場合の撚りピッチ
   が１２〜２０ｍｍであり、使用可能な場合の撚りピッチ
   が１２ｍｍ以下のものであることを特徴とする請求項１
   に記載の電子レンジ用絶対湿度センサ。