水分檢測傳感器的製作方法

2023-09-21 17:28:30 5

專利名稱：水分檢測傳感器的製作方法
技術領域：
本發明涉及水分檢測傳感器。
技術背景以往，若水分附著在電極之間，電流流動，則檢測水分的存在、產生的水分檢測傳感器已被公知(例如，參照專利文獻1、 2、 3)。 該水分檢測傳感器例如用於汽車的自動雨刷器、尿布。專利文獻l:特開昭63 - 290950號公報專利文獻2:特開2000 - 19136號ziSt艮專利文獻3:特開2002 - 82080號>^報因為以往的水分檢測傳感器是使電極之間產生電位差，若水分附 著在電極之間，電流流動，則輸出產生了水分的信號，所以，對包括 電極等的迴路的正常與否不能進行判別。因此，會產生雖然水分附著 在電極之間，但由於電極不良等沒有產生信號，不能檢測水分的產生、 存在的問題。另外，在以往的水分檢測傳感器在尿布等中用於排尿的檢測的情 況下，存在若想要多次檢測排尿，則電阻值變化，容易引起誤動作的 問題。因此，本發明的目的是提供一種能夠解決上述問題點的水分檢測 傳感器。 發明內容為了解決上述問題點，笫一發明採用一種水分檢測傳感器，在該 水分傳感器中，含有並列延伸的低電阻導線(1， 2)和連結低電阻導 線(1， 2)的端部之間的高電阻導線(3)的迴路部被夾在均具有防水 性以及絕緣性的承載體(4)和覆蓋體(5)之間，使低電阻導線(1， 2 )遍及多個部位露出的露出孔(6 )形成於覆蓋體(5 )或者承載體(4 )上，若在電流流動於迴路部的狀態下，水分(W)附著在露出孔(6) 間，低電阻導線(1， 2)之間短路，則與水分(W)附著前相比，電 流值增大。另外，第二發明採用下述的水分檢測傳感器，即，在第一發明的 水分檢測傳感器中，低電阻導線(l， 2)以及高電阻導線(3)被印刷 在薄膜狀的承載體(4)上，從其上面印刷覆蓋體(5)。另外，第三發明採用下述的水分檢測傳感器，即，在第一或者第 二發明的水分檢測傳感器中，低電阻導線(l， 2)的與露出孔(6)對 應的部位成為具有比露出孔(6)大的面積的擴張部(6a)。另外，第四發明採用下述的水分檢測傳感器，即，在第一至第三 發明中的任意一個的水分檢測傳感器中，在水分(W)容易集中的部 位形成低電阻導線(1， 2)的延長部(la， 2a)以及露出孔(6)。另外，第五發明釆用下述的水分檢測傳感器，即，在第一至第四 發明中的任意一個的水分檢測傳感器中，在承載體(4 )以及覆蓋體(5 ) 上形成貫穿表裡間的水分通過孔(9a， 9b)。另外，第六發明採用下述的水分檢測傳感器，即，在第一發明的 水分檢測傳感器中，低電阻導線以及高電阻導線由含有導電性碳的導 電性墨印刷。在該情況下，低電阻導線的印刷墨是與高電阻導線的印刷墨相比 可以含有更多的導電性碳。另外，第八發明採用下述的水分檢測傳感器，即，在第一發明的 水分檢測傳感器中，設置有露出孔的覆蓋體或者承栽體作為印刷墨層 的疊層體形成，該疊層體中的至少一層由防尿墨形成。在該情況下，可以是疊層體中的處於防尿墨層和低電阻導線以及 高電阻導線之間的至少 一層由防溶劑墨形成。防尿墨可以是聚酯多元 醇和異氰酸鹽的尿烷結合墨或者UV硬化型樹脂墨。另外，防溶劑墨 可以是聚酯樹脂墨。另外，第十二發明採用下述的水分檢測傳感器，即，在第一發明 的水分檢測傳感器中，低電阻導線以及高電阻導線由作為導電性物質，僅含有導電性碳的導電性墨印刷。 發明效果根據第一發明，因為若在電流流動於迴路部的狀態下，由於水分(W)附著在露出孔(6)間，造成平行的低電阻導線(1， 2)之間短 路，則與水分(W)附著前相比，在迴路流動的電流增加，所以，可 以在確認了迴路部正常與否的基礎上，作為水分檢測傳感器使用，因 此，能夠正確地檢測水分(W)的存在與否。根據第二發明，可以將水分檢測傳感器形成得很薄，在狹窄的部 位、存在凹凸的部位等也能夠設置。根據第三發明，即使是在低電阻導線細的情況下，也能夠提高作 為水分檢測傳感器的精度。根據第四發明，能夠提高作為水分檢測傳感器的靈敏度。根據第五發明，因為即使水分存在於露出孔(6)的相反一側，水 分也會通過水分通過孔(9a， 9b)流到露出孔(6)側，所以，能夠恰 當地檢測水分(W)的存在。


圖l是有關本發明的實施方式1的水分檢測傳感器的表面圖。圖2是水分檢測傳感器的裡面圖。圖3是迴路部的俯視圖。圖4是圖1中IV - IV線向視剖視圖。圖5是有關本發明的實施方式2的水分檢測傳感器的迴路部的俯 視圖。圖6是有關本發明的實施方式3的水分檢測傳感器的迴路部的俯 視圖。圖7是有關本發明的實施方式4的水分檢測傳感器的、與圖4相 同的剖視圖。 符號說明1， 2…低電阻導線；la， 2a…延長部；3…高電阻導線；4…承栽 體；5...覆蓋體；6...露出孔；6a…擴張部；9a， 9b…水分通過孔；W...水分；具體實施方式
下面，參照附圖，說明用於實施本發明的最佳方式。實施方式l如圖1至圖4所示，該水分檢測傳感器具有迴路部，該迴路部含 有並列延伸的低電阻導線1， 2和連結低電阻導線1， 2的端部之間的 高電阻導線3。該迴路部被夾在均具有防水性以及絕緣性的承載體4 和覆蓋體5之間，使低電阻導線1， 2遍及多個部位露出的露出孔6 形成於覆蓋體5上。承載體4是承載該水分檢測傳感器的整體的部件，被形成為自由 屈曲的帶狀。承載體4為了使水分不會通過而具有防水性，為了使電 不會導通而具有絕緣性。另外，為了容易地確認迴路部正常與否，希 望透明地被形成。承載體4由聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚酯、聚 醯胺、聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯等的雙軸延伸 薄膜製作。承載體4的厚度希望是30/rni-300gm,更希望是50^111-IOO拜。迴路部的低電阻導線l， 2設置有多條，分別沿作為承載體4的帶 狀薄膜的兩側緣平行地延伸。低電阻導線l， 2通過使用導電性墨，印 刷在承載體4上而形成。導電性墨是混合粘合劑、導電性金屬粉、其它的填充劑而成，作 為粘合劑，可以使用聚氯乙烯類樹脂、聚丙烯類樹脂、環氧類樹脂、 聚酯類樹脂、聚丙烯氨基曱酸乙酯類樹脂、聚烯烴類樹脂、聚氨基甲 酸乙酯類樹脂、苯酚類樹脂等。作為導電性金屬粉，可以使用銀、金、 銅、鎳、鋁、導電性碳等。填充劑含有粘度調整劑、分散劑等。通過 絲網印刷、直接凹版印刷、苯胺印刷等，將導電性墨以細的帶狀塗敷 在承載體4上，據此，形成低電阻導線l， 2。各低電阻導線l， 2被 印刷成例如寬度為lmm，厚度為10pm，希望是5^mi-30pm。通過例 如調整上述導電性墨的導電性金屬粉的含有量，希望使該低電阻導線 1， 2的電阻值為0-200kil，更希望為小於等於100kn。在該實施方式1中，設定為lOOkft程度。迴路部的高電阻導線3通過與用於低電阻導線1,2的印刷的導電 性墨同樣的組成的導電性墨，用同樣的印刷方式印刷。但是，在導電 性墨中含有的導電性金屬粉的量少，其結果為，高電阻導線3的電阻 值設定得比低電阻導線1， 2的電阻值大，例如設定成數Mfl程度。 另外，為了便於與低電阻導線l, 2區分，形成得比低電阻導線l， 2 細，例如被形成寬度0.5mm程度。另外，高電阻導線3從一個低電阻 導線1的一端部沿該低電阻導線1向另一端部延伸，朝向另一個低電 阻導線2的另一端部，沿該低電阻導線2向其一端部延伸。其結果為， 高電阻導線3和低電阻導線1， 2在承載體4上成為一根電線相連，由 於在低電阻導線l， 2的後端部之間形成電位差，因此， 一定量的電流 流動。高電阻導線3的電阻值希望設定在lMfi-10MJ]，更希望設定在 2Mft掘12。在兩條低電阻導線l, 2的另一端部連接著引導線7， 8。該引導 線7， 8也是通過導電性墨印刷在承載體4上。所使用的導電性墨使用 與低電阻導線l， 2用的導電性墨相同的墨。另外，在水分W容易集中的部位，例如承載體4的前端部分，形 成低電阻導線l， 2的延長部la， 2a。具體地說，各低電阻導線1， 2 的一端部向相反側的低電阻導線2，1以橫截承載體4的方式屈曲地延 伸。另外，高電阻導線3也仿效低電阻導線1， 2屈曲地延伸。覆蓋體5從上述迴路部上方覆蓋承載體4的表面，從外部對承載 體4和迴路部進行絕緣。覆蓋體5具體地由印刷墨形成。印刷墨是混合粘合劑、顏料、其它的填充劑而成，作為粘合劑， 可以使用聚氯乙烯類樹脂、聚丙烯類樹脂、環氧類樹脂、聚酯類樹脂、 聚丙烯氨基甲酸乙酯類樹脂、聚烯烴類樹脂、聚氨基甲酸乙酯類樹脂、 苯酚類樹脂等。另外，作為粘合劑，也可以使用將聚酯多元醇和異氰 酸鹽尿烷結合的粘合劑，或者使用UV硬化型樹脂。作為顏料，為了 便於與迴路部區分，例如使用白色顏料。填充劑含有粘度調整劑、分 散劑等。通過絲網印刷、直接凹版印刷等，從迴路部上面以留有引導線7, 8的方式，將該印刷墨塗敷在承載體4的表面，據此，形成覆蓋 體5。該覆蓋體5作為絕緣膜以及防水膜發揮功能。在上述覆蓋體5上，形成遍及多個部位，使低電阻導線l， 2露出 的露出孔6。這些露出孔6在印刷覆蓋體5時同時形成。在圖示的例 子中，沿兩根平行延伸的低電阻導線1， 2，以規定的間隔設置，在低 電阻導線l， 2的延長部la， 2a上，也分別設置一個或者多個。露出 孔6在圖示的例子中是圓形，但也可以恰當地變更為橢圓形、四邊形 等其它的形狀。另外，在與該露出孔6對應的低電阻導線1， 2上的部 位，根據需要，形成面積比露出孔6大的擴張部6a。據此，即使露出 孔6的位置稍許錯開地形成，也能夠使低電阻導線l， 2恰當地露出到 外部。若水分W以跨在各低電阻導線1， 2上的露出孔6的方式附著， 則電流在低電阻導線1， 2間短路流動。該電流值比沒有短路的情況下 的電流值大，據此，檢測水分W的附著。在上述承載體4上形成貫穿其表裡間的水分通過孔9。在圖示的 例子中，在低電阻導線l， 2彼此之間，延長部la, lb彼此之間被分 別貫穿設置成大致長方形，但也可以是以由多個小孔的集合所形成等 的其它的形狀、形式來貫穿設置。據此，即使是水分W附著在覆蓋體 5側的情況下，水分W也通過水分通過孔9a， 9b，向露出孔6側流入， 能夠恰當地進行水分W的檢測。接著，對上述水分檢測傳感器的作用進行說明。由於水分檢測傳感器的迴路部和覆蓋體5由顏色不同的墨印刷在 由透明薄膜構成的承載體4上，因此，通過目視立即識別迴路部是否 斷線、覆蓋體5有無損壞等，使水分檢測傳感器正常與否的辨別簡單 化。另夕卜，若引導線7， 8與未圖示出的電源連接，電壓施加到迴路部， 則電流從一個低電阻導線1經過高電阻導線3向另一個低電阻導線2 流動。通過檢測該電流的有無等，能夠辨別水分檢測傳感器正常與否。水分檢測傳感器以露出孔6側露出在車外的方式，粘貼在例如汽 車的車身、窗玻璃等。或者粘貼在尿布上。若引導線7， 8與電池等的電源連接，電壓施加到迴路部，則電流從一個低電阻導線1經過高電阻導線3向另一個低電阻導線2流動。通過檢測該電流，能夠判別水 分檢測傳感器是否正常。若由於雨等，水分W以跨在兩條低電阻導線1， 2上的露出孔6 的方式附著，則電流在低電阻導線l, 2間短路流動。該電流值比沒有 短路的情況下的電流值大，據此，檢測水分的附著。汽車的控制部通 過來自水分檢測傳感器的信號的輸出，判斷為降雨，使雨刷器起動。 若雨停，水分蒸發，則電流值再次降低，據此，控制部使雨刷器停止。 另外，在為尿布的情況下，若排出的尿以跨在兩條低電阻導線1， 2 上的露出孔6的方式附著，則電流在低電阻導線l， 2間短路流動。據 此，通過警報等，獲知有無排尿等。實施方式2在該實施方式2中，如圖5所示，水分檢測傳感器的迴路部的高 電阻導線10與實施方式1的情況相比形成得短。另外，對與實施方式1的部分相同的部分使用相同的符號表示， 省略重複的說明。實施方式3在該實施方式3中，如圖6所示，水分檢測傳感器的迴路部的高 電阻導線11與實施方式1， 2的情況相比形成得短，在兩條低電阻導 線l， 2的一端部之間，直線狀地延伸。另外，對與實施方式1,2的部分相同的部分使用相同的符號表示， 省略重複的說明。實施方式4在該實施方式4的水分傳感器中，如圖7所示，設置有露出孔6 的覆蓋體5作為印刷墨層的疊層體形成。具體地說，由三層的印刷墨 層構成，在承載體4的表面從迴路部的低電阻導線1， 2以及高電阻導 線3的上面印刷笫一防溶劑墨層5a，從其上面印刷防尿墨層5b，進而， 從其上面印刷第二防溶劑墨層5c。另外，在印刷各層5a, 5b， 5c時， 作為非劃線部，同時形成露出孔6。作為防溶劑墨，使用聚酯樹脂的墨。另外，作為防尿墨，使用聚酯多元醇和異氰酸鹽的尿烷結合墨或者uv硬化型樹脂墨。在將該水分傳感器安裝到尿布的情況下，由於由多層的印刷墨層5a， 5b， 5c構成的覆蓋體5保護低電阻導線1， 2以及高電阻導線3， 因此，通過中間的防尿墨層5b，阻止尿向低電阻導線1， 2以及高電 阻導線3的滲透，因此，防止迴路部的低電阻導線1， 2以及高電阻導 線3的電阻值的變化。其結果為，可以多次正確地檢測排尿，尿布也 可以用於多次的排尿。另外，通過第一防溶劑墨層5a阻斷防尿墨層 5b所含有的溶劑等的成分向迴路部的滲透，由第二防溶劑墨層5c阻 斷向與迴路部相反一側的滲透。另外，對與實施方式1-3的部分相同的部分，使用相同的符號表 示，省略重複的說明。實施方式5在實施方式5的水分傳感器中，在上述實施方式l-4的各形態中， 低電阻導線l， 2以及高電阻導線3由作為導電性物質，僅含有導電性 碳的導電性墨印刷。據此，低電阻導線l， 2以及高電阻導線3相對於 尿成分，顯示出更高的耐性，抑制了電阻值的變動。其結果為，根據 該水分傳感器，在用於尿布的情況下，能夠反覆正確地檢測排尿。上面對本發明的實施方式進行了說明，但本發明並不限定於上述 的實施方式，例如，雖然在上述實施方式中，將露出孔設置在覆蓋體 上，但也可以設置在承載體上。另外，雖然覆蓋體是作為印刷墨層而 設置的，但也可以由與承載體相同的薄膜形成覆蓋體，
權利要求
1.一種水分檢測傳感器，其特徵在於，含有並列延伸的低電阻導線和連結低電阻導線的端部之間的高電阻導線的迴路部被夾在均具有防水性以及絕緣性的承載體和覆蓋體之間，使低電阻導線遍及多個部位露出的露出孔形成於覆蓋體或者承載體上，若在電流流動於迴路部的狀態下，水分附著在露出孔間，低電阻導線之間短路，則與水分附著前相比，電流值增大。
2. 如權利要求l所述的水分檢測傳感器，其特徵在於，低電阻導 線以及高電阻導線被印刷在薄膜狀的承載體上，從其上面印刷覆蓋體。
3. 如權利要求1或2所述的水分檢測傳感器，其特徵在於，低電 阻導線的與露出孔對應的部位成為具有比露出孔大的面積的擴張部。
4. 如權利要求1至3中任一項所述的水分檢測傳感器，其特徵在 於，在水分容易集中的部位形成低電阻導線的延長部以及露出孔。
5. 如權利要求1至4中任一項所述的水分檢測傳感器，其特徵在 於，在承載體以及覆蓋體上形成貫穿表裡間的水分通過孔。
6. 如權利要求l所述的水分檢測傳感器，其特徵在於，低電阻導 線以及高電阻導線由含有導電性碳的導電性墨印刷。
7. 如權利要求6所述的水分檢測傳感器，其特徵在於，低電阻導 線的印刷墨與高電阻導線的印刷墨相比含有更多的導電性碳。
8. 如權利要求l所述的水分檢測傳感器，其特徵在於，設置有露 出孔的覆蓋體或者承載體作為印刷墨層的疊層體形成，該疊層體中的 至少一層由防尿墨形成。
9. 如權利要求8所述的水分檢測傳感器，其特徵在於，疊層體中 的處於防尿墨層和低電阻導線以及高電阻導線之間的至少 一層由防溶 劑墨形成。
10. 如權利要求8所述的水分檢測傳感器，其特徵在於，防尿墨 是聚酯多元醇和異氰酸鹽的尿烷結合墨或者UV硬化型樹脂墨。
11. 如權利要求9所述的水分檢測傳感器，其特徵在於，防溶劑墨是聚酯樹脂墨。
12.如權利要求1所述的水分檢測傳感器，其特徵在於，低電阻 導線以及高電阻導線由作為導電性物質、僅含有導電性碳的導電性墨 印刷。
全文摘要
本發明中，含有並列延伸的低電阻導線(1，2)和連結低電阻導線的端部之間的高電阻導線(3)的迴路部被夾在均具有防水性以及絕緣性的承載體(4)和覆蓋體(5)之間，使低電阻導線遍及多個部位露出的露出孔(6)形成於覆蓋體。若在電流流動於迴路部的狀態下，水分附著在露出孔間，低電阻導線之間短路，則與水分附著前相比，電流值增大，在小電流流動的情況下，判斷迴路為正常，若發生短路，大電流流動，則判斷為產生水分。可以在事前判別水分檢測傳感器正常與否。
文檔編號G01N27/04GK101223437SQ200680025618
公開日2008年7月16日 申請日期2006年7月14日 優先權日2005年7月14日
發明者上西利彥, 和田一郎, 平井裕一, 戶田清志, 林正保, 植松裕, 鈴木未央 申請人:尤妮佳股份有限公司