WO2007007874A1 - 水分検知センサ - Google Patents

Abstract

　並んで延びる低抵抗導線１，２と、低抵抗導線の端部間を結ぶ高抵抗導線３とを含んだ回路部が、ともに防水性及び絶縁性のある担持体４と被覆体５との間に挟み込まれ、低抵抗導線を複数箇所にわたって露出させる露出孔６が被覆体に形成される。回路部に電流を流した状態で露出孔間に水分が付着し低抵抗導線間が短絡すると、水分が付着する前に比べて電流値が大きくなるようにし、小電流が流れる場合は回路が正常であると判断し、短絡が発生し大電流が流れると水分発生と判断する。事前に水分検知センサの良否を判別することができる。

Description

明 細 書

水分検知センサ

技術分野

[0001] 本発明は、水分検知センサに関する。

背景技術

[0002] 従来、電極間に水分が付着して電流が流れると、水分の存在、発生を検知する水 分検知センサが知られている（例えば、特許文献 1, 2, 3参照。；)。この水分検知セン サは、例えば自動車の自動ワイパー、ォムッに使用される。

[0003] 特許文献 1：特開昭 63— 290950号公報

特許文献 2：特開 2000 - 19136号公報

特許文献 3 :特開 2002— 82080号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] 従来の水分検知センサは、電極間に電位差を生じさせておき、電極間に水分が付 着して電流が流れると、水分が発生したとの信号を出力するようになって!/、るので、 電極等を含んだ回路の良否については判別することができない。このため、水分が 電極間に付着した力 電極不良等により信号が発生せず、水分の発生、存在を検知 することができな 、と 、う不都合を生じる。

また、従来の水分検知センサをォムッ等において排尿の検知に使用する場合、複 数回にわたって排尿を検知しょうとすると、抵抗値が変化してしまい誤作動を起こし やすくなるという問題がある。

[0005] 従って、本発明は上記問題点を解決することができる水分検知センサを提供するこ とを目的とする。

課題を解決するための手段

[0006] 上記問題点を解決するため、請求項 1に係る発明は、並んで延びる低抵抗導線（1 , 2)と、低抵抗導線（1, 2)の端部間を結ぶ高抵抗導線 (3)とを含んだ回路部が、と もに防水性及び絶縁性のある担持体 (4)と被覆体 (5)との間に挟み込まれ、低抵抗 導線（1, 2)を複数箇所にわたって露出させる露出孔 (6)が被覆体 (5)又は担持体（

4)に形成され、回路部に電流を流した状態で露出孔 (6)間に水分 (W)が付着し低 抵抗導線（1, 2)間が短絡すると、水分 (W)が付着する前に比べて電流値が大きくな るようにした水分検知センサを採用する。

[0007] また、請求項 2に係る発明は、請求項 1に記載の水分検知センサにおいて、フィル ム状の担持体 (4)に低抵抗導線（1, 2)及び高抵抗導線 (3)が印刷され、その上から 被覆体 (5)が印刷された水分検知センサを採用する。

[0008] また、請求項 3に係る発明は、請求項 1又は請求項 2に記載の水分検知センサにお いて、低抵抗導線（1, 2)における露出孔 (6)に対応した箇所が露出孔 (6)よりも大 面積を有する拡張部 (6a)とされた水分検知センサを採用する。

[0009] また、請求項 4に係る発明は、請求項 1乃至請求項 3のいずれかに記載の水分検 知センサにおいて、水分 (W)が集中しやすい箇所に低抵抗導線（1, 2)の延長部（1 a, 2a)及び露出孔 (6)が形成された水分検知センサを採用する。

[0010] また、請求項 5に係る発明は、請求項 1乃至請求項 4のいずれかに記載の水分検 知センサにおいて、担持体 (4)及び被覆体（5)に表裏間を貫通する水分通過孔（9a

, 9b)が形成された水分検知センサを採用する。

[0011] また、請求項 6に係る発明は、請求項 1に記載の水分検知センサにおいて、低抵抗 導線及び高抵抗導線が導電性カーボンを含んだ導電性インキで印刷された水分検 知センサを採用する。

[0012] この場合、低抵抗導線の印刷インキは高抵抗導線の印刷インキよりも導電性カーボ ンをより多く含んでいるものとすることができる。

[0013] また、請求項 8に係る発明は、請求項 1に記載の水分検知センサにおいて、露出孔 が設けられる被覆体又は担持体が印刷インキ層の積層体として形成され、この積層 体のうちの少なくとも一層が尿レジストインキで形成されている水分検知センサを採 用する。

[0014] この場合、積層体のうち尿レジストインキ層と低抵抗導線及び高抵抗導線との間に 介在する少なくとも一層を溶剤レジストインキで形成することができる。尿レジストイン キは、ポリエステルポリオールとイソシァネートとのウレタン結合インキ又は UV硬化型 榭脂インキとすることができる。また、溶剤レジストインキは、ポリエステル榭脂インキと することができる。

[0015] また、請求項 12に係る発明は、請求項 1に記載の水分検知センサにおいて、低抵 抗導線及び高抵抗導線が、導電性物質として導電性カーボンのみを含んだ導電性 インキで印刷された構成を採用する。

発明の効果

[0016] 請求項 1に係る発明によれば、回路部に電流を流した状態で露出孔（6)間に水分 ( W)が付着することにより並走する低抵抗導線（1, 2)間が短絡すると、水分 (W)が付 着する前に比べて回路を流れる電流が増えるようになっているので、回路部の良否 を確認したうえで水分検知センサとして使用することができ、従って、水分 (W)の存 否を正確に検知することができる。

[0017] 請求項 2に係る発明によれば、水分検知センサを薄く形成することができ、狭隘な 箇所、凹凸のある箇所等にも設置可能となる。

[0018] 請求項 3に係る発明によれば、低抵抗導線が細い場合であっても水分検知センサ としての精度を高めることができる。

[0019] 請求項 4に係る発明によれば、水分検知センサとしての感度を高めることができる。

[0020] 請求項 5に係る発明によれば、水分が露出孔（6)と反対側に存在したとしても、水 分通過孔（9a, 9b)を通って水分が露出孔（6)側に流れるので、水分 (W)の存在を 適正に検知することができる。

図面の簡単な説明

[0021] [図 1]本発明の実施の形態 1に係る水分検知センサの表面図である。

[図 2]水分検知センサの裏面図である。

[図 3]回路部の平面図である。

[図 4]図 1中、 IV— IV線矢視断面図である。

[図 5]本発明の実施の形態 2に係る水分検知センサの回路部の平面図である。

[図 6]本発明の実施の形態 3に係る水分検知センサの回路部の平面図である。

[図 7]本発明の実施の形態 4に係る水分検知センサの図 4と同様な断面図である。 符号の説明 [0022] 1, 2…低抵抗導線、 la, 2a…延長部、 3…高抵抗導線、 4…担持体、 5…被 覆体、 6…露出孔、 6a…拡張部、 9a, 9b…水分通過孔、 W…水分、 発明を実施するための最良の形態

[0023] 以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。

[0024] <実施の形態 1 >

図 1ないし図 4に示すように、この水分検知センサは、並んで延びる低抵抗導線 1, 2と、低抵抗導線 1, 2の端部間を結ぶ高抵抗導線 3とを含んだ回路部を備える。この 回路部は、ともに防水性及び絶縁性のある担持体 4と被覆体 5との間に挟み込まれ、 低抵抗導線 1, 2を複数箇所にわたって露出させる露出孔 6が被覆体 5に形成される

[0025] 担持体 4はこの水分検知センサの全体を担持するもので屈曲自在な帯状に形成さ れる。担持体 4は水分を通さないよう防水性を有し、電気を通さないよう絶縁性を有す る。また、回路部の良否を確認しやすくするため望ましくは透明に形成される。担持 体 4は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリアミド、ポリ イミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリスチレン等の二軸延伸フィルムにより作 られる。担持体 4の厚さは、望ましくは 30 μ m〜300 μ m、より望ましくは 50 μ m〜10 0 μ mである。

[0026] 回路部の低抵抗導線 1, 2は複数本設けられ、それぞれ担持体 4である帯状フィル ムの両側縁に沿って平行に延びる。低抵抗導線 1, 2は導電性インキを用いて担持 体 4に印刷することにより形成される。

[0027] 導電性インキは、ノインダ、導電性金属粉、その他の充填剤を混練してなるもので 、 ノインダとしてはポリ塩ィ匕ビ二ル系榭脂、ポリアクリル系榭脂、エポキシ系榭脂、ポリ エステル系榭脂、ポリアクリルウレタン系榭脂、ポリオレフイン系榭脂、ポリウレタン系 榭脂、フエノール系榭脂等を使用可能である。導電性金属粉としては、銀、金、銅、 ニッケル、アルミニウム、導電性カーボン等を使用可能である。充填剤には、粘度調 整剤、分散剤等が含まれる。導電性インキが、スクリーン印刷、ダイレクトグラビア印刷 、フレキソ印刷等により担持体 4上に細い帯状に塗布されることにより低抵抗導線 1, 2が形成される。各低抵抗導線 1, 2は、例えば幅 lmm、厚さ 10 m、望ましくは 5 m〜30 mとなるよう〖こ印刷される。この低抵抗導線 1, 2の抵抗値は、例えば上記 導電性インキの導電性金属粉の含有量が調整されることにより、望ましくは 0〜200k Ω、より望ましくは lOOkQ以下とされる。この実施の形態 1では lOOkQ程度に設定さ れる。

[0028] 回路部の高抵抗導線 3は、低抵抗導線 1, 2の印刷に用いられる導電性インキと同 様な組成の導電性インキで同様な印刷方式で印刷される。ただし、導電性インキに 含まれる導電性金属粉の量が少なぐその結果高抵抗導線 3の抵抗値は、低抵抗導 線 1, 2よりも大きく例えば数 Μ Ω程度に設定される。また、低抵抗導線 1, 2と識別し やすくするため、低抵抗導線 1, 2よりも細く形成され、例えば幅 0. 5mm程度に形成 される。また、高抵抗導線 3は一方の低抵抗導線 1の一端部からこの低抵抗導線 1に 沿って他端部へと延び、他方の低抵抗導線 2の他端部へ向かい、この低抵抗導線 2 に沿ってその一端部へと延びている。この結果、高抵抗導線 3と低抵抗導線 1, 2は 担持体 4上で一本の電線となって連なり、低抵抗導線 1, 2の後端部間に電位差が形 成されることにより一定量の電流が流れる。高抵抗導線 3の抵抗値は、望ましくは 1M Ω〜10M Ω、ょり望ましくは2M Ω〜6M Ωに設定される。

[0029] 二本の低抵抗導線 1, 2の他端部にはリード線 7, 8が接続される。このリード線 7, 8 も導電性インキによって担持体 4上に印刷される。これに使用する導電性インキは低 抵抗導線 1, 2用の導電性インキと同様なものを使用する。

[0030] また、水分 Wが集中しやすい箇所である例えば担持体 4の先端部分には、低抵抗 導線 1, 2の延長部 la, 2aが形成される。具体的には、各低抵抗導線 1, 2の一端部 が反対側の低抵抗導線 2, 1へと担持体 4を横断するように屈曲して延びている。また 、高抵抗導線 3も低抵抗導線 1, 2に倣って屈曲して延びている。

[0031] 被覆体 5は、担持体 4の表面に上記回路部上から被覆され、担持体 4と共に回路部 を外部力も絶縁する。被覆体 5は具体的には印刷インキで形成される。

[0032] 印刷インキは、バインダ、顔料、その他の充填剤を混練してなるもので、バインダと してはポリ塩ィ匕ビュル系榭脂、ポリアクリル系榭脂、エポキシ系榭脂、ポリエステル系 榭脂、ポリアクリルウレタン系榭脂、ポリオレフイン系榭脂、ポリウレタン系榭脂、フエノ 一ル系榭脂等を使用可能である。また、バインダとしては、ポリエステルポリオールと イソシァネートとをウレタン結合させたもの、あるいは uv硬化型榭脂を使用することも できる。顔料としては、回路部と識別しやすくするため例えば白色顔料が使用される 。充填剤には、粘度調整剤、分散剤等が含まれる。この印刷インキがスクリーン印刷

、ダイレクトグラビア印刷等により担持体 4の表面に回路部の上からリード線 7, 8を残 すように塗布されることにより被覆体 5が形成される。この被覆体 5が絶縁膜及び防水 膜として機能する。

[0033] 上記被覆体 5に低抵抗導線 1, 2を複数箇所にわたって露出させる露出孔 6が形成 される。これらの露出孔 6は被覆体 5の印刷時に同時に形成される。図示例では、二 本の平行に延びる低抵抗導線 1, 2に沿って所定の間隔で設けられ、低抵抗導線 1, 2の延長部 la, 2aにもそれぞれ一個又は複数個設けられる。露出孔 6は図示例では 円形であるが、楕円形、四角形等他の形状に適宜変更可能である。また、この露出 孔 6に対応した低抵抗導線 1, 2上の箇所には、露出孔 6よりも大面積の拡張部 6aが 必要に応じて形成される。これにより、露出孔 6の位置が多少ずれて形成されたとし ても、低抵抗導線 1, 2を外部に適正に露出させることができる。各低抵抗導線 1, 2 上の露出孔 6に跨るように水分 Wが付着すると、低抵抗導線 1, 2間を電流が短絡し て流れることとなる。この電流値は短絡しない場合の電流値よりも大きぐこれにより水 分 Wの付着が検知される。

[0034] 上記担持体 4には、その表裏間を貫通する水分通過孔 9が形成される。図示例で は、低抵抗導線 1, 2同士間、延長部 la, lb同士間に夫々略長方形に穿設されるが 、多数の小孔の集合によって形成する等他の形状、形態で穿設することも可能であ る。これにより、被覆体 5側に水分 Wが付着した場合であっても、水分 Wが水分通過 孔 9a, 9bを通って露出孔 6側へと回り込み水分 Wの検知が適正に行われることとな る。

[0035] 次に、上記水分検知センサの作用について説明する。

[0036] 水分検知センサの回路部と被覆体 5は透明フィルム力 なる担持体 4上に色違いの インキで印刷されていることから、回路部の断線の有無、被覆体 5の欠損の有無等が 目視により直ちに認識され、水分検知センサの良否の選別が簡易化される。

[0037] また、リード線 7, 8が図示しない電源に接続され、電圧が回路部に印加されると電 流が一方の低抵抗導線 1から高抵抗導線 3を経て他方の低抵抗導線 2へと流れる。 この電流の有無等が検知されることにより、水分検知センサの良否の選別が可能とな る。

[0038] 水分検知センサは例えば自動車の車体、窓ガラス等に露出孔 6側が車外に露出す るように貼着される。あるいは、ォムッに貼着される。リード線 7, 8がバッテリ等の電源 に接続され、電圧が回路部に印加されると電流が一方の低抵抗導線 1から高抵抗導 線 3を経て他方の低抵抗導線 2へと流れる。この電流が検知されることにより、水分検 知センサが正常か否かが判別される。

[0039] 雨等により水分 Wが二条の低抵抗導線 1, 2上の露出孔 6に跨るように付着すると、 低抵抗導線 1, 2間を電流が短絡して流れる。この電流値は短絡しない場合の電流 値よりも大きぐこれにより水分の付着が検知される。自動車の制御部は水分検知セ ンサからの信号の出力により、降雨と判断し、ワイパーを始動させる。雨がやんで水 分が蒸発すると、再び電流値が低減し、これにより制御部はワイパーを停止させる。 また、ォムッの場合は、排出された尿が二条の低抵抗導線 1, 2上の露出孔 6に跨る ように付着すると、低抵抗導線 1, 2間を電流が短絡して流れる。これにより、排尿の 有無等が警報等により知らされる。

[0040] <実施の形態 2 >

この実施の形態 2では、図 5に示すように、水分検知センサの回路部における高抵 抗導線 10が実施の形態 1の場合よりも短く形成される。

[0041] なお、実施の形態 1における部分と同じ部分には同じ符号を用いて示すことし、重 複した説明を省略する。

[0042] <実施の形態 3 >

この実施の形態 3では、図 6に示すように、水分検知センサの回路部における高抵 抗導線 11が実施の形態 1, 2の場合よりも短く形成され、二条の低抵抗導線 1, 2の 一端部間を直線状に延びて 、る。

[0043] なお、実施の形態 1, 2における部分と同じ部分には同じ符号を用いて示すことし、 重複した説明を省略する。

[0044] <実施の形態 4 > この実施の形態 4における水分センサでは、図 7に示すように、露出孔 6が設けられ る被覆体 5が印刷インキ層の積層体として形成される。具体的には、三層の印刷イン キ層からなり、担持体 4の表面に回路部の低抵抗導線 1, 2及び高抵抗導線 3の上か ら第一の溶剤レジストインキ層 5aが印刷され、その上力も尿レジストインキ層 5bが印 刷され、さらにその上力も第二の溶剤レジストインキ層 5cが印刷される。また各層 5a, 5b, 5cの印刷の際に非画線部として露出孔 6が同時に形成される。

[0045] 溶剤レジストインキとしては、ポリエステル榭脂のインキが使用される。また、尿レジ ストインキとしては、ポリエステルポリオールとイソシァネートとのウレタン結合インキ又 は UV硬化型榭脂インキが使用される。

[0046] この水分センサをォムッに装着した場合、多層の印刷インキ層 5a, 5b, 5cからなる 被覆体 5で低抵抗導線 1, 2及び高抵抗導線 3が保護されていることから、尿は中間 の尿レジストインキ層 5bにより低抵抗導線 1, 2及び高抵抗導線 3への浸透を阻止さ れ、したがって、回路部における低抵抗導線 1, 2及び高抵抗導線 3の抵抗値の変化 が防止される。この結果、排尿を複数回にわたって適正に検知することができ、ォム ッも複数回の排尿にわたって使用することができる。また、尿レジストインキ層 5bが含 有する溶剤等の成分の回路部への浸透が第一の溶剤レジストインキ層 5aにより遮断 され、回路部と反対側への浸透が第二の溶剤レジストインキ層 5cにより遮断される。

[0047] なお、実施の形態 1〜3における部分と同じ部分には同じ符号を用いて示すことし、 重複した説明を省略する。

[0048] <実施の形態 5 >

実施の形態 5における水分センサでは、上記実施の形態 1〜4の各態様において、 低抵抗導線 1, 2及び高抵抗導線 3が、導電性物質として導電性カーボンのみを含ん だ導電性インキで印刷される。これにより、低抵抗導線 1, 2及び高抵抗導線 3は尿成 分に対し更に高い耐性を示すこととなり、抵抗値の変動が抑止される。その結果この 水分センサによればォムッに使用した場合に排尿を繰り返し適正に検知することが 可能となる。

[0049] 以上本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定 されるものではなぐ例えば上記実施の形態では露出孔を被覆体に設けたが、担持 体に設けることも可能である。また、被覆体が印刷インキ層として設けられるとしたが、 被覆体を担持体と同様なフィルムで形成することも可能である。

Claims

請求の範囲

[1] 並んで延びる低抵抗導線と、低抵抗導線の端部間を結ぶ高抵抗導線とを含んだ 回路部が、ともに防水性及び絶縁性のある担持体と被覆体との間に挟み込まれ、低 抵抗導線を複数箇所にわたって露出させる露出孔が被覆体又は担持体に形成され 、回路部に電流を流した状態で露出孔間に水分が付着し低抵抗導線間が短絡する と、水分が付着する前に比べて電流値が大きくなるようにしたことを特徴とする水分検 知センサ。

[2] 請求項 1に記載の水分検知センサにお！、て、フィルム状の担持体に低抵抗導線及 び高抵抗導線が印刷され、その上カゝら被覆体が印刷されたことを特徴とする水分検 知センサ。

[3] 請求項 1又は請求項 2に記載の水分検知センサにおいて、低抵抗導線における露 出孔に対応した箇所が露出孔よりも大面積を有する拡張部とされたことを特徴とする 水分検知センサ。

[4] 請求項 1乃至請求項 3のいずれかに記載の水分検知センサにおいて、水分が集中 しゃすい箇所に低抵抗導線の延長部及び露出孔が形成されたことを特徴とする水 分検知センサ。

[5] 請求項 1乃至請求項 4のいずれかに記載の水分検知センサにおいて、担持体及び 被覆体に表裏間を貫通する水分通過孔が形成されたことを特徴とする水分検知セン サ。

[6] 請求項 1に記載の水分検知センサにお！ヽて、低抵抗導線及び高抵抗導線が導電 性カーボンを含んだ導電性インキで印刷されたことを特徴とする水分検知センサ。

[7] 請求項 6に記載の水分検知センサにおいて、低抵抗導線の印刷インキは高抵抗導 線の印刷インキよりも導電性カーボンをより多く含んで!/、ることを特徴とする水分検知 センサ。

[8] 請求項 1に記載の水分検知センサにおいて、露出孔が設けられる被覆体又は担持 体が印刷インキ層の積層体として形成され、この積層体のうちの少なくとも一層が尿 レジストインキで形成されていることを特徴とする水分検知センサ。

[9] 請求項 8に記載の水分検知センサにおいて、積層体のうち尿レジストインキ層と低 抵抗導線及び高抵抗導線との間に介在する少なくとも一層が溶剤レジストインキで形 成されて!/ヽることを特徴とする水分検知センサ。

[10] 請求項 8に記載の水分検知センサにおいて、尿レジストインキが、ポリエステルポリ オールとイソシァネートとのウレタン結合インキ又は UV硬化型榭脂インキであることを 特徴とする水分検知センサ。

[11] 請求項 9に記載の水分検知センサにおいて、溶剤レジストインキがポリエステル榭 脂インキであることを特徴とする水分検知センサ。

[12] 請求項 1に記載の水分検知センサにおいて、低抵抗導線及び高抵抗導線が、導 電性物質として導電性カーボンのみを含んだ導電性インキで印刷されたことを特徴と する水分検知センサ。