JPH09264865A - 湿度センサの製造方法及び湿度センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 湿度センサの生産性を向上する。 【解決手段】 共通の帯９にピン６ａ，６ｂ，…の列を
有するリードフレームを実装工程に搬入し、実装工程で
は一組のピン６ａ，６ｂ，６ａ，６ｂのうち各対をなす
ピン６ａ，６ｂ間にそれぞれ感温素子１ａ，１ｂを結線
し、次いで一組のピン６ａ，６ｂ，６ａ，６ｂを包含し
てモールド樹脂による端子板２を組付ける。さらに、各
感温素子１ａ，１ｂに筒状のキャップ３を冠せる。キャ
ップ３は、その内部が仕切り１４によって２室に区画さ
れ、感温素子１ａ，１ｂを各区画内に収容し、キャップ
３の開口端を端子板２に結合する。最後に各対のピン６
ａ，６ｂを共通の帯９から切り離す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、サーミスタなどの感温
素子の対を用いて温湿度，ガス濃度などを測定する湿度
センサの製造方法及び湿度センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】サーミスタ等の感温素子をセンサ素子に
用いた湿度センサは、電子レンジ内の湿度を測定する湿
度センサとして多用されている。この湿度センサは、感
温素子を外気雰囲気中と、外気からしゃ断された密閉雰
囲気中とでそれぞれ自己発熱させ、両感温素子の抵抗値
の変化を検知して大気雰囲気中の水蒸気量（絶対湿度）
を測定するものである。

【０００３】感温素子を用いた湿度センサは、従来より
種々の構造のものが提案されているが、要するに、２つ
のケース内にそれぞれ感温素子を組み込み、一方のケー
スに小孔をあけて外気と連通させ、他方のケースを密閉
し、前者を感湿器、後者を温度補償器として組合される
ものである。

【０００４】図１２に湿度センサの一例を示す。この例
では、図１３のようにステム３１に取付けられた感温素
子３２を金属キャップ３３で覆い、キャップ３３の一部
に孔３４をあけてこれを感湿器３５とし、別にキャップ
３３に孔のないものを用いた温度補償器３６を準備し、
この感湿器３５と、温度補償器３６とを金属ケース３７
に内装するというものである。この例によれば、金属ケ
ース３７は、図１２のように一端にフランジ３８が設け
られ、他端に孔３９を有する金属板に覆われた筒状をな
し、この金属ケース３７内に、均熱金属板４０を一端に
固定した金属筒４１を圧入し、これに前記感湿器３５及
び温度補償器３６を固定し、さらに金属ケース３７の上
面を覆って金属カバー４２をフランジ３８に固定するこ
とによって組立てられる（実公平４−３５８０６号参
照）。

【０００５】湿度センサの従来の構造は、必ずしも図１
２のように感湿器と温度補償器とを別個に製作し、これ
を金属ケース内に組込む例に限られるものではないが、
従来の殆どのセンサは、感温素子を覆うキャップ，ケー
スその他の部品を含めセンサの構成部材には金属部品が
用いられ、ハーメチックシールをもってステムと金属キ
ャップを溶接して封止する構造となっていた。

【０００６】このように金属ケースの場合には、電気的
なシールド効果が期待できるが、熱伝導性に優れている
ために周囲の熱的影響を受けやすいという欠点がある。

【０００７】もっとも、湿度センサは、周囲の熱的影響
を阻止するために均熱構造が用いられている。しかし、
電子レンジ内の熱風が直接湿度センサに当るような条件
の下で周囲雰囲気が熱的に急激に変化した場合には、湿
度センサのケースの金属表面に均熱構造を施されていて
も、熱的バランスが崩れて正確な出力が得られない。

【０００８】さらに、電子レンジ壁面からの熱的影響や
レンジ自体の熱源から感温素子のリード線を通して熱干
渉を生じるなど、感温素子が取付けられているケースの
温度の急激な変化に対しても金属ケースが用いられたと
きにはどうしても熱的なバランスが崩れ、不安定となり
測定精度の信頼性に問題が生ずる。

【０００９】この問題を解決するため、出願人は、図１
１に示すように感湿用及び温度補償用の感温素子５１
ａ，５１ｂの封入にガラスケース５２を用い、また、ガ
ラスケース５２より引き出された感温素子５１ａ，５１
ｂのリード線５２ａ，５３ｂと、外部配線ケーブル５４
の芯線との結合部分を熱伝導率の小さい材料の成形体か
らなる端子板５５内に埋め込んで形成する湿度センサを
提案した（特願平７−４４５１３号参照）。この湿度セ
ンサによれば、周囲雰囲気の熱的な急激な変化や、リー
ド線を通して感温素子に加えられる熱緩衝を有効に阻止
して測定精度の安定を図ることができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】一方、図１１と図１２
とを比較して明らかなとおり、図１１のものは、図１２
のものに比して湿度センサの構造が極めて簡略化されて
いることが分かる。構造を簡略化することは組立の工数
が減少し、組立の自動化には極めて有利である。

【００１１】ところが、従来の組立工程を見直してみれ
ば、その殆どが一対のリード線間に感温素子を取付けた
ものを一部品として扱い、各感温素子を実装工程に整列
させて搬入し、端子板及びケースの組付けを行うのが通
例であり、感温素子が小さく、取扱いが厄介のため、感
温素子を自動組立のラインに整列させて搬入する処理に
格別の設備を要し、組立の自動化を進める上にも自ずか
ら限界がある。

【００１２】本発明の目的は、同一の組立ライン上で感
温素子の結線並びにケースの外装処理を行いうる方法、
特に湿度センサの組立ての自動化のラインの構築に適し
た湿度センサの製造方法及び湿度センサを提供すること
にある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による湿度センサの製造方法においては、ピ
ン搬入工程と、実装工程と、切断工程とを有する湿度セ
ンサの製造方法であって、ピン搬入工程は、共通の帯に
取付けられ、予め定められた間隔で定型に保型されたピ
ンの列を実装工程に搬入する工程であり、実装工程は、
素子結線処理と、素子内装処理とを行う工程であり、素
子結線処理は、搬入されたピンの列のうち、一組を選定
し、各組の対をなすピン間にそれぞれ感湿用及び温度補
償用の感温素子を取付ける処理であり、素子内装処理
は、ピンの一部を埋設してこれを定位置に保持させる端
子板の組付処理と、感温素子の収納空間を個別に封止す
るキャップの組付処理であり、感湿用となる感温素子を
閉止するキャップの一部には小孔が開口され、切断工程
は、素子内装処理後の端子板より張り出している各ピン
を共通の帯から切断する処理である。

【００１４】また、各感温素子の収納空間は、キャップ
内に形成されるものである。

【００１５】また、各感温素子の収納空間は、端子板内
に形成されるものである。

【００１６】また、端子板の組付処理は、素子結線処理
に先立って行われ、素子結線処理後、キャップの組付処
理を行うものである。

【００１７】また、素子結線処理は、共通の帯に平行に
取付けられたピンの列の互いに隣接する２本のピン間に
感温素子を結線する処理である。

【００１８】また、素子結線処理は、共通の帯に向き合
わせに取付けられたピンの対向端に感温素子を結線する
処理である。

【００１９】また、感湿用の感温素子と、温度補償用の
感温素子との対をなすピンのうち、１本は、共通端子用
であり、共通端子用のピンは、互いにショートピンで連
結されたものである。

【００２０】また、本発明による湿度センサにおいて
は、対の感温素子と、ピンと、端子板とキャップとを有
する湿度センサであって、対の感温素子は、それぞれ感
湿用及び温度補償用であり、キャップと端子板間に形成
される空間内に個別に収納され、ピンは、各感温素子の
電極端子であって、共通の帯より切り離されたものであ
り、端子板は、ピンの一部を埋設してこれを定位置に保
型するものであり、キャップは、端子板に取付けられ、
感温素子の収納空間を閉止するものであり、感湿用感温
素子の収納空間を閉止するキャップの一部には外気に通
ずる小孔が開口されているものである。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図に
よって説明する。

【００２２】（実施形態１）図１（ａ），（ｂ）は、本
発明の実施形態によって製造された湿度センサの一例を
示す図である。図において、本発明により製造された湿
度ンサは、一対のサーミスタ等の感温素子１ａ，１ｂ
と、端子板２と、キャップ３との組合せからなるもので
ある。

【００２３】感温素子１ａ，１ｂは、その両面の電極に
それぞれリード線４を有し、各々のリード線４は、端子
であるピン６ａ，６ｂに接続され、２本のピン６ａ，６
ｂは同方向に平行に延びており、各感温素子１ａ，１ｂ
の２本のピン６ａ，６ｂのうち、１本のピン６ａは、互
いにショートピン７によって短絡させている。端子板２
は、ショートピン７を含めて各感温素子１ａ，１ｂのピ
ン６ａ，６ｂの一部を埋設して各感温素子１ａ，１ｂを
定位置に保型するものである。端子板２は、合成樹脂剤
をもって定型に加工されたものであり、湿度センサの器
体の一部となるものである。キャップ３は、端子板２上
に支えられた各感温素子１ａ，１ｂを別個に収容するも
のであり、筒状をなし、各感温素子１ａ，１ｂを隔離収
容し、端子板２の鍔２ａに接着されたものである。この
実施形態では一つのキャップ３内を２室に区画し、各々
の区画内に感温素子１ａ，１ｂを個別に収容した例を示
している。一方の室に通ずるキャップ３の一部には小孔
８が開口されている。小孔８を通して外気に通ずる区画
内の感温素子１ａは感湿用であり、キャップ３内に密閉
された感温素子１ｂは、温度補償用である。

【００２４】図１に示す湿度センサは、ピン搬入工程と
実装工程と切断工程とによって得られる。以下に本発明
による湿度センサの製造方法を説明する。

【００２５】（１）ピン搬入工程 本発明において、感温素子の端子に共通の帯に保持され
たピンを使用する。図２において、ピン６ａ，６ｂ，６
ａ，６ｂは、共通の帯９に連結され、列をなして上向き
に平行に張り出させたものである。ピンの列は、共通の
帯９に４本ずつを一組として定型にパターン化されてお
り、いわゆるリードフレーム１０というべきものであ
る。ピン搬入工程では、各ピン６ａ，６ｂを上向きの姿
勢に保持して、このリードフレーム１０を実装工程に搬
入する。

【００２６】（２）実装工程 実装工程は、素子結線処理と、素子内装処理であり、素
子結線処理は、対のピン６ａ，６ｂ間に感温素子１ａ，
１ｂを結線する処理であり、素子内装処理は、感温素子
１ａ，１ｂの各ピン６ａ，６ｂに跨って端子板２を組付
ける処理と、さらにキャップを組付けて感温素子１ａ，
１ｂを端子板２とキャップ３とに囲まれた空間内に収容
する処理である。

【００２７】（２−１）素子結線処理 図３において、ビード型感温素子１ａ，１ｂのリード線
４を一組のピンの対をなす２本のピン６ａ，６ｂ間に溶
接する。なお、リードフレーム１０の、各対のピン６
ａ，６ｂの互いに隣接するピン６ａ，６ｂ間を予めショ
ートピン７で連結しておけば、両素子間に共通端子を形
成できる。感温素子は、ビート型に限らず、チップ型の
ものも使用できる。勿論、実装工程でピン６ａ、６ｂ間
にショートピン７を結線することもできる。

【００２８】（２−２）素子内装処理 図４において、ショートピン７を含んで一組のピン６
ａ，６ｂ及び６ａ，６ｂの一部を挾んでその両側から成
形用金型１２を組付け、該金型１２内にモールド樹脂を
注入し、これを固化して端子板２を形成する。これによ
って図１のように一組のピン６ａ，６ｂの一部は端子板
２内に埋設され、またショートピン７も端子板２に埋設
される。感温素子１ａ，１２ｂを取り付けたピンの部分
は、端子板２上に突出し、端子板２の下方に張り出した
ピンの部分は、外部配線ケーブル１３の接続端子であ
る。各対のピン６ａ，６ｂを突出させる端子板２の上面
には、上方に盛り上げた鍔２ａを一体に形成する。鍔２
ａは、キャップ３の嵌合縁となるものである。

【００２９】次に図５に示すように感温素子１ａ，１ｂ
の上方よりキャップ３を冠せる。この実施形態ではキャ
ップ３は下端が開放された筒状体であり、キャップ３内
は上下方向の仕切り１４をもって２室に区画され、感温
素子１ａ，１ｂはそれぞれの区画内に収容される。キャ
ップ３の開口縁を鍔２ａに嵌合させ、接着剤をもって一
体に結合する。キャップ３には、一方の区画に通ずる小
孔８が開口されており、小孔８を通して外気に通ずる側
の区画内に収容された感温素子１ａは感湿用であり、他
方の密閉された区画内の感温素子１ｂが温度補償用とな
る。

【００３０】（３）切断工程 図６において、各対のピン６ａ，６ｂを共通の帯９から
切り離す。得られた感湿センサのピン６ａ，６ｂには、
図１のように外部配線ケーブル１３を結線する。接地線
は、ショートピンで連結されたいずれか一方のピンに接
続すればよい。接地線が接続しない他方のピンは、不要
であれば切断除去する。

【００３１】以上の実施形態では、キャップ３と端子板
２とを接着することによって両者を結合したが、ケース
を端子板にモールドすることによって結合することもで
きる。実施形態２にこの例を示す。

【００３２】（実施形態２）この実施形態においてもピ
ン搬入工程と、実装工程と切断工程とによって製造され
る点は実施形態１と同じであるが、この実施形態では、
実装工程の素子結線処理に先立ち、図７のように各対の
ピン６ａ，６ｂに跨って予め成形加工された鍔１５を挿
入し、次いで素子結線処理を施して対のピン６ａ，６ｂ
間に感温素子１ａ，１ｂを溶接する。実装処理では、最
初に感温素子１ａ，１ｂにキャップ１６ａ，１６ｂを個
別に冠せ、その開口縁を鍔１５に係合させてこれを封止
し、各キャップ１６，１６の一部を含んで成形用金型１
２を組付け、モールド樹脂を金型１２内に注入して端子
板２を定型に成形加工し、キャップ１６の一部を端子板
２に埋設して一体成形する。

【００３３】この実施形態において、キャップ１６ａ，
１６ｂは合成樹脂，金属のいずれも用いることができ
る。金属キャップを用いるときには、鍔１５に結合した
キャップ１６の開口縁をかしめて、鍔１５とキャップ１
６間の気密を保たせることができる。もっとも、この実
施形態において１組の全ピン間に跨らせて鍔を取り付け
れば、キャップには内部を２室に区画したものが使用で
きる。切断処理によって共通の帯から各組のピンを切り
離す要領は前実施形態と同じである。

【００３４】感温素子は、キャップ内に収納する場合に
限らず、端子板内に収納することができる。また、リー
ドフレームから平行に突出させたピンの隣接相互間に感
温素子を結線する場合に限らない。以下の実施形態は、
リードフレームの対向するピン間に感温素子を接続し、
端子板をパッケージの形態に成形する例である。

【００３５】（実施形態３）この実施形態に使用するリ
ードフレーム１７は、図８のように２本の共通の帯１８
ａ，１８ｂ間に向き合わせにピンを有している。各帯１
８，１８より向き合わせに突出させた各２本のピン１９
ａ，１９ｂは感温素子１ａ，１ｂを接続するものであ
り、一方の帯１８ａの２本のピン１９ａ，１９ｂは、シ
ョートピン２０で連結され、その連結部分から他方の帯
に向けて接地用ピン１９ｃが延び、接地用ピン１９ｃ
は、他方の２本のピン１９ｂ，１９ｂ間で帯１８ｂにつ
ながれている。

【００３６】この実施形態では、ピン搬入工程で実装工
程に搬入されたリードフレーム１７に対し、まずリード
フレーム１７を挾んで成形用金型１２を組付け、成形用
金型１２内にモールド樹脂を注入して図９に示すように
端子板２１を成形する。端子板２１は、パッケージであ
り、２室に区画させた上面開放の凹所２２ａ，２２ｂを
内部に有している。対向する各２本のピン１９ａ，１９
ｂの内端を凹所２２ａ，２２ｂ内に露出させて各ピンの
一部を端子板２１２内にモールドする。次に、凹所２２
ａ，２２ｂ内に臨ませた対向するピン１９ａ，１９ｂの
端末間に感温素子１ａ，１ｂを接続し、図１０のように
端子板２１の各凹所２２ａ，２２ｂをキャップ２３で施
蓋する。この実施形態ではキャップ２３は単なる蓋であ
り、感温素子は、端子板２１内に収容される。なお、温
度補償となる感温素子１２ｂが収納された側の凹所２２
ａを塞ぐキャップ２３の一部には、小孔２４を開口す
る。切断処理では、端子板２１の対向面に張り出した各
ピン１９ａ，１９ｂ，１９ｃをそれぞれ共通の帯１８
ａ，１８ｂから切断して湿度センサを完成する。

【００３７】

【発明の効果】以上のように本発明によるときには、ピ
ンの列を共通の帯に有する定型のリードフレームを用
い、このリードフレームを実装工程に搬入し、実装工程
においてリードフレームのピンに感温素子の取付けと、
端子板及びキャップの取付けを行い、最後にリードフレ
ームのピンを共通の帯から切り離すことによって湿度セ
ンサの製品を完成でき、組立ての自動化をリードフレー
ムの搬送ラインに沿って容易に実現できる。

【００３８】以上実施形態では説明を判り易くするた
め、１組のピンに実装工程を順次施す例を説明したが、
実装工程は２組以上のピンの組合せに対して同時に端子
板の組付け並びにキャップの取付けを行うことができ
る。また、素子内装処理に先立って各ピンに外部配線ケ
ーブルを結線し、外部配線ケーブルを含んで端子板を形
成し、外部配線ケーブルを端子板内にモールドすれば、
ケーブルとピンとの接続部分を外部に露出させずに組付
けることができる。さらに、本発明においては、感温素
子を実装する端子板及びキャップ特に端子板に合成樹脂
を用いることによって、湿度センサの製品コストの低減
を図ることができ、得られた湿度センサは、単機能型電
子レンジ，オーブンレンジ用などの湿度センサとして広
範に利用でき、実装された対の感温センサの特性の違い
に対しては、キャップの一部を変形させて各々の感温素
子の収納空間の熱放散特性を容易に調整できる。本発明
によれば、構造が簡単で簡易型の湿度センサをリードフ
レームの搬送ライン上で能率よく生産できる効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法により製造された湿度センサの一実
施形態を示すもので、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は一部
断面平面図である。

【図２】本発明の実施形態１に用いるリードフレームの
形状を示す図である。

【図３】本発明の実施形態１の素子結線状況を示す図で
ある。

【図４】端子板の組付け状況を示す図である。

【図５】キャップの組付け状況を示す図である。

【図６】ピンを共通の帯から切り離す状況を示す図であ
る。

【図７】本発明の実施形態２の素子結線並びに実装工程
の状況を示す図である。

【図８】本発明の実施形態３に用いるリードフレームの
形状を示す図である。

【図９】素子結線並びに実装工程の状況を示す図であ
る。

【図１０】本発明の実施形態３によって製造された湿度
センサの断面図である。

【図１１】湿度センサの先行技術の改良例を示す図であ
る。

【図１２】絶対湿度センサの従来例を示す図である。

【図１３】従来の絶対湿度センサに用いられた感湿器を
示す図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ 感温素子 ２ 端子板 ２ａ 鍔 ３ キャップ ４ リード線 ６ａ，６ｂ ピン ７ ショートピン ８ 小孔 ９ 共通の帯 １０ リードフレーム １２ 成形用金型 １３ 外部配線ケーブル １４ 仕切り １５ 鍔 １６ａ，１６ｂ キャップ １７ リードフレーム １８ 共通の帯 １９ａ，１９ｂ，１９ｃ ピン ２０ ショートピン ２１ 端子板 ２２ａ，２２ｂ 凹所 ２３ キャップ ２４ 小孔

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピン搬入工程と、実装工程と、切断工程
   とを有する湿度センサの製造方法であって、 ピン搬入工程は、共通の帯に取付けられ、予め定められ
   た間隔で定型に保型されたピンの列を実装工程に搬入す
   る工程であり、 実装工程は、素子結線処理と、素子内装処理とを行う工
   程であり、 素子結線処理は、搬入されたピンの列のうち、一組を選
   定し、各組の対をなすピン間にそれぞれ感湿用及び温度
   補償用の感温素子を取付ける処理であり、 素子内装処理は、ピンの一部を埋設してこれを定位置に
   保持させる端子板の組付処理と、感温素子の収納空間を
   個別に封止するキャップの組付処理であり、感湿用とな
   る感温素子を閉止するキャップの一部には小孔が開口さ
   れ、 切断工程は、素子内装処理後の端子板より張り出してい
   る各ピンを共通の帯から切断する処理であることを特徴
   とする湿度センサの製造方法。
2. 【請求項２】 各感温素子の収納空間は、キャップ内に
   形成されるものであることを特徴とする請求項１に記載
   の湿度センサの製造方法。
3. 【請求項３】 各感温素子の収納空間は、端子板内に形
   成されるものであることを特徴とする請求項１又は２に
   記載の湿度センサの製造方法。
4. 【請求項４】 端子板の組付処理は、素子結線処理に先
   立って行われ、素子結線処理後、キャップの組付処理を
   行うものであることを特徴とする請求項１に記載の湿度
   センサの製造方法。
5. 【請求項５】 素子結線処理は、共通の帯に平行に取付
   けられたピンの列の互いに隣接する２本のピン間に感温
   素子を結線する処理であることを特徴とする請求項１に
   記載の湿度センサの製造方法。
6. 【請求項６】 素子結線処理は、共通の帯に向き合わせ
   に取付けられたピンの対向端に感温素子を結線する処理
   であることを特徴とする請求項１に記載の湿度センサの
   製造方法。
7. 【請求項７】 感湿用の感温素子と、温度補償用の感温
   素子との対をなすピンのうち、１本は、共通端子用であ
   り、共通端子用のピンは、互いにショートピンで連結さ
   れたものであることを特徴とする請求項１に記載の湿度
   センサの製造方法。
8. 【請求項８】 対の感温素子と、ピンと、端子板とキャ
   ップとを有する湿度センサであって、 対の感温素子は、それぞれ感湿用及び温度補償用であ
   り、キャップと端子板間に形成される空間内に個別に収
   納され、 ピンは、各感温素子の電極端子であって、共通の帯より
   切り離されたものであり、 端子板は、ピンの一部を埋設してこれを定位置に保型す
   るものであり、 キャップは、端子板に取付けられ、感温素子の収納空間
   を閉止するものであり、 感湿用感温素子の収納空間を閉止するキャップの一部に
   は外気に通ずる小孔が開口されているものであることを
   特徴とする湿度センサ。