湿度センサ
【課題】煙草分子のような極小の分子が多く浮遊している雰囲気であれ、高い信頼性をもってその相対湿度を検出することのできる湿度センサを提供する。
【解決手段】湿度センサ１０は、例えば酸化チタン（ＴｉＯ２）からなる光触媒が多孔質フィルタに吹き付けられてコーティングされている光触媒フィルタ４０を、ケース開口部１１ａに、該ケース開口部１１ａを覆う状態で備えている。また、湿度検出素子２０を内部に収容するケース１１は、ケース開口部１１ａの周縁に凹部１２が形成されており、光触媒フィルタ４０は、ケース１１の凹部１２に対応した凸部４２を有する枠部材４１を有している。光触媒フィルタ４０は、枠部材４１の凸部４２がケース１１の凹部１２に圧入嵌合されることで、ケース１１に固定されている。
【解決手段】湿度センサ１０は、例えば酸化チタン（ＴｉＯ２）からなる光触媒が多孔質フィルタに吹き付けられてコーティングされている光触媒フィルタ４０を、ケース開口部１１ａに、該ケース開口部１１ａを覆う状態で備えている。また、湿度検出素子２０を内部に収容するケース１１は、ケース開口部１１ａの周縁に凹部１２が形成されており、光触媒フィルタ４０は、ケース１１の凹部１２に対応した凸部４２を有する枠部材４１を有している。光触媒フィルタ４０は、枠部材４１の凸部４２がケース１１の凹部１２に圧入嵌合されることで、ケース１１に固定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、当該湿度センサを取り巻く雰囲気の湿度を検出する湿度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の湿度センサとしては従来、例えば特許文献１に記載の技術が知られている。この技術も含め、従来一般に知られている技術について説明する。
【０００３】
湿度センサは、そもそも、当該センサを取り巻く雰囲気（空気）の相対湿度を検出するものであり、湿度センサの検出部であるセンサ素子、正確には、雰囲気に含まれる水分を吸収することのできる感湿膜は、空気にさらされていなければならない。そのため、従来一般に知られている技術では、センサ素子を保護するためのケースに該センサ素子が収容されているとともに、このケース内外に空気を流通させるためのケース開口部が該ケースに形成されている。さらに、そうした空気に併せて塵や埃あるいは水滴等がケース内部に進入することを抑制するため、空気を通過させる一方で塵埃や水滴等を通過させない程度の大きさの孔が多数形成された多孔質フィルタがケース開口部に配設されている。
【特許文献１】特開平１０−１４２１８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、こうした湿度センサを用いて、例えば煙草の煙などの極小の分子が多く浮遊する雰囲気の湿度を検出しようとすると、煙草の煙（煙草分子）は、上記多孔質フィルタの孔を通過し、センサ素子（感湿膜）表面に付着することがある。
【０００５】
詳しくは、図１０（ａ）及び（ｂ）に示されるように、感湿膜には、該感湿膜上表面で開口するとともに該感湿膜内部まで達する細孔が多数存在する。通常、空気に併せてケース内部に進入しようとする塵や埃あるいは水滴等は、上記多孔質フィルタによって捕捉・排除され、空気及び該空気に含まれる水分子のみがケース内部に進入する。そして、導電性を有する水分子が、こうした感湿膜の細孔開口から内部に入り込んで該細孔内表面に付着する、あるいは感湿膜表面に付着することで、感湿膜の誘電率が変化することとなる。すなわち、空気の相対湿度（空気中に含まれる水分子の数）に応じて感湿膜の誘電率が変化することとなる。このようにして、空気の相対湿度の変化は、誘電率（静電容量）の変化に基づいて検出されている。
【０００６】
しかしながら、煙草分子が浮遊する雰囲気の湿度を検出する際、煙草分子は、極小であるため、上記多孔質フィルタにて捕捉・排除されることなく、空気に含まれる水分子と併せてケース内部に進入する。そして、ケース内部に進入した煙草分子は、図１０（ａ）に示されるように、感湿膜の細孔内に水分子よりも先に入り込み、さらには、感湿膜の細孔の開口を塞いでしまうことがある。このように感湿膜の細孔の開口部が煙草分子で塞がれてしまうと、水分子は、感湿膜の細孔内表面に付着できなくなり、感湿膜の誘電率が小さくなってしまう。そして、空気は実際には同一の湿度であっても、電気容量が小さくなることがある。
【０００７】
逆に、空気に含まれる水分子と併せてケース内部に進入した煙草分子は、図１０（ｂ）に示されるように、感湿膜の細孔内に水分子よりも先に入り込み、さらには、より多くの水分子を吸着して感湿膜の細孔内表面に付着させることもある。このように感湿膜の細孔内表面により多くの水分子が付着してしまうと、感湿膜の誘電率は大きくなってしまい、空気は実際には同一の相対湿度であっても、電気容量が大きくなることもある。
【０００８】
具体的には、当該湿度センサの出力と相対湿度との関係を図１１に示す。同図１１に示されるように、雰囲気中に浮遊する煙草分子の数が少ない場合、当該湿度センサは、例えば直線Ａとして示すセンサ出力と相対湿度との関係をとる。一方、雰囲気中に浮遊する煙草分子の数が多く、感湿膜の細孔内表面への水分子吸着が煙草分子によって抑制された場合、当該湿度センサは、例えば直線Ｂとして示すセンサ出力と相対湿度との関係をとる。他方、雰囲気中に浮遊する煙草分子数が多く、感湿膜の細孔内表面への水分子吸着が煙草分子によって促進された場合、当該湿度センサは、例えば直線Ｃとして示すセンサ出力と相対湿度との関係をとる。ここで例えば、当該湿度センサのセンサ出力が「Ｖｈ」であったとすると、雰囲気中に浮遊する煙草分子の数が少ない場合には、相対湿度は「Ｒｈａ」として検出され、雰囲気中に浮遊する煙草分子の数が多い場合には、相対湿度は「Ｒｈｂ」あるいは「Ｒｈｃ」として検出されることとなる。このように、雰囲気の相対湿度にかかる検出精度が低下することが懸念される。
【０００９】
感湿膜の細孔の開口を塞ぐ、あるいは細孔内表面に煙草分子が付着することに対しては、例えば、上記多孔質フィルタに形成される多数の孔の大きさを、煙草分子を捕捉・除去することができる程度に小さくすることが考えられる。しかしながら、煙草分子の直径はおよそ「０．４ｎｍ」であって、極めて小さい。このような極小の煙草分子を捕捉・除去することのできる多孔質フィルタを使用しては、当該湿度センサ内外の空気の流通が滞り、当該センサの応答性を悪化させることが懸念される。さらには、多孔質フィルタの目詰まりが生じやすくなってしまう。
【００１０】
なお、感湿膜の誘電率（静電容量）の変化に基づき雰囲気の相対湿度変化を検出する、いわゆる容量式の湿度センサについて説明したが、感湿膜のインピーダンスの変化に基づき雰囲気の相対湿度変化を検出する、いわゆる抵抗式湿度センサにおいても、上述した事態は同様に起こり得る。
【００１１】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、煙草分子のような極小の分子が多く浮遊している雰囲気であれ、高い信頼性をもってその相対湿度を検出することのできる湿度センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
こうした目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、表面で開口しつつ内部に達する複数の細孔が形成された感湿膜と、前記感湿膜の細孔内表面を含む表面に水分が吸着することによって変化する当該感湿膜の物理量を検出するための一対の電極とを有する湿度検出素子と、前記湿度検出素子を内部に収容するとともに、内外に空気を流通させるための開口部である第１ケース開口部が形成されているケースと、を備える湿度センサとして、光触媒がコーティングされている多孔質フィルタである光触媒フィルタを、前記第１ケース開口部を覆う状態で該第１ケース開口部に備えることとした。
【００１３】
まず、光触媒について説明する。光（特に紫外光）が光触媒に照射されると、光触媒の表面から電子が飛び出し、電子が飛び出したことで形成された光触媒の穴は、正の電荷を帯びる正孔（ホール）となる。こうした正孔は強い酸化力を有しており、近くに存在する有機物から電子を奪う。このようにして電子が奪われることで、有機物は、該有機物を形成している分子同士の結合が切断され、最終的には、二酸化炭素や水となり、雰囲気中に発散していくことが知られている。なお、煙草分子（ニコチン等）も有機物である。
【００１４】
湿度センサとしての上記構成では、煙草分子は、空気に併せて前記光触媒フィルタを通過しようとする際、正の電荷を帯びた光触媒に吸い寄せられて、分解されることとなる。すなわち、煙草分子がいくら極小であっても、該煙草分子は、光触媒フィルタによって捕捉・排除され、空気中に含まれる水分子と併せて前記ケース内部に進入することが抑制される。したがって、当該湿度センサが多数の煙草分子が浮遊する雰囲気中にあっても、課題の欄で述べたような感湿膜の特性の変化を低減することができる。その結果、煙草分子のような極小の分子が多く浮遊している雰囲気であっても、高い信頼性をもってその相対湿度を検出することができるようになる。
【００１５】
なお、こうした構成においては、例えば請求項２に記載の発明のように、前記多孔質フィルタに前記光触媒を吹き付けてコーティングすることで前記光触媒フィルタを構成することができる。また、そうした光触媒としては、例えば請求項３に記載の発明のように、酸化チタン（ＴｉＯ２）を採用することができる。
【００１６】
また、請求項１〜３のいずれかに記載の構成において、例えば請求項４に記載の発明では、前記ケースの前記第１ケース開口部の周縁に凹部を形成し、前記ケースの前記凹部に対応した凸部を有する枠部材を有して前記光触媒フィルタを構成するとともに、前記枠部材の前記凸部を前記ケースの前記凹部に圧入嵌合することで、前記光触媒フィルタを前記ケースに固定することとした。これにより、簡素な構成で当該湿度センサを実現することができるようになる。
【００１７】
なお、請求項４に記載の構成において、例えば請求項５に記載の発明のように、前記ケースの前記凹部に接着剤を塗布し、前記枠部材の前記凸部と前記ケースの前記凹部とを、この接着剤により接着してもよい。これにより、前記枠部材と前記ケースとの結合が強められるため、これらの間に隙間が形成されにくくなる。そして、ひいては、これらの間の隙間を介して煙草分子がケース内部に進入することが低減され、より高い信頼性をもって雰囲気の相対湿度を検出することができるようになる。
【００１８】
一方、請求項１〜３のいずれかに記載の構成において、例えば請求項６に記載の発明では、前記ケースの前記第１ケース開口部の周縁に突起を形成し、前記突起の長さよりも短い貫通孔が前記突起に対応して形成された枠部材を有して前記光触媒フィルタを構成するとともに、前記ケースの前記突起を前記枠部材の前記貫通孔を介してかしめることで前記光触媒フィルタを前記ケースに固定することとした。これによっても、前記光触媒フィルタと前記ケースとの結合を強めることができるようになる。
【００１９】
こうした請求項４〜６のいずれかに記載の構成において、例えば請求項７に記載の発明では、前記ケースに、内外に空気を流通させるための開口部である第２ケース開口部を形成し、前記光触媒フィルタを前記第２ケース開口部にも備えることとした。これにより、空気を流通させるための開口面積が増加するため、より高い信頼性及び高い応答性をもって雰囲気の相対湿度を検出することができるようになる。
【００２０】
また、請求項１〜７のいずれかに記載の構成において、例えば請求項８に記載の発明によるように、前記ケース全面に光触媒をコーティングすれば、雰囲気中を浮遊する煙草分子をより多く分解することができるようになるため、煙草分子のような極小の分子が多く浮遊する雰囲気の相対湿度を検出する際の信頼性を、よりいっそう高めることができるようになる。
【００２１】
なお、例えば請求項９に記載の発明のように、前記感湿膜を、湿度に応じてその誘電率が変化するものとし、当該湿度センサを、前記感湿膜の誘電率の変化に基づいて湿度を検出する容量式の湿度センサとして構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（第１の実施の形態）
以下、本発明にかかる湿度センサの第１の実施の形態について、図１を参照して説明する。なお、本実施の形態の湿度センサは、以下に詳述するように、例えば酸化チタン（ＴｉＯ２）からなる光触媒が多孔質フィルタに吹き付けられてコーティングされている光触媒フィルタを、ケース開口部を覆う状態で該ケース開口部に備えている。これにより、煙草分子のような極小の分子が多く浮遊している雰囲気であれ、高い信頼性をもってその相対湿度を検出することができるようにしている。
【００２３】
図１（ａ）は、本実施の形態の平面構造を示す平面図である。また、図１（ｂ）は、同実施の形態の側面構造を示す一部側面断面図であり、図１（ｃ）は、図１（ｂ）の分解図である。これら図１（ａ）〜（ｃ）に示されるように、本実施の形態の湿度センサ１０は、基本的に、湿度検出素子２０及びリード端子３０を、例えば有底角筒状に形成されたケース１１の内底面に備えて構成されている。
【００２４】
このうち、湿度検出素子２０は、図１（ａ）〜（ｃ）に示されるように、ケース１１の内底面に載置されるとともに例えばシリコンからなる基板２１上に、同一平面に離間して対向配置された一対の電極２２ａ及び２２ｂと、当該湿度センサ１０を取り巻く雰囲気の湿度変化に応じて誘電率（物理量）が変化するとともに一対の電極２２ａ及び２２ｂ並びにこれら電極間を覆う感湿膜２３と、を有する湿度検出部２４を備えている。また、湿度センサ１０は、湿度検出素子２０における電極２２ａ及び２２ｂ間の静電容量の変化に基づいて雰囲気の相対湿度を検出する回路部２５を同じく基板２１上に備えている。
【００２５】
なお、一対の電極２２ａ及び２２ｂの形状は特に限定されるものではないが、本実施の形態では、図１（ａ）に示されるように、その形状として櫛歯形状を採用している。これにより、湿度検出部２４の配置面積を小さくするとともに、一対の電極２２ａ及び２２ｂが互いに対向する面積を大きくすることができ、雰囲気の湿度変化に伴って変化するこれら電極間の静電容量の変化量が大きくなる。ひいては、湿度センサ１０の湿度検出にかかる感度が向上する。また、こうした容量式湿度センサの検出原理については一般的に知られているため、ここでの詳細な説明を割愛する。
【００２６】
一方、リード端子３０は、図１（ａ）〜（ｃ）に示されるように、例えば略長方形状に形成されており、ケース１１の一端に複数（本実施の形態では２つ）、所定の間隔をもって配列され、ケース１１側壁を貫通した状態で該ケース１１に備えられている。これら複数のリード端子３０は、ボンディングワイヤ３１を介して、回路部２５の、例えばアルミニウムからなる図示しないパッド部とそれぞれ電気的に接続される。そして、回路部２５を通じて得られた雰囲気の相対湿度に関する情報は、「回路部２５（正確にはパッド部）→ボンディングワイヤ３１→リード端子３０」と順次伝わり、当該湿度センサ１０外部へ出力される。
【００２７】
ここで、ケース１１は、図１（ｂ）及び（ｃ）に示されるように、上方に向けて開口されたケース開口部１１ａを有する例えば有底角筒状に形成されている。そもそも湿度センサ１０は、当該湿度センサ１０を取り巻く雰囲気（空気）の相対湿度を検出するものである。そのため、湿度センサ１０の検出部である湿度検出素子２０、正確には、感湿膜２３は、雰囲気にさらされていなければならない。また、そうした雰囲気も、ケース１１内外で好適に入れ替わらなければならない。したがって、ケース１１の上面に、該ケース１１内外に空気を流通させるためのケース開口部１１ａが形成されている。
【００２８】
ただし、そうしたケース開口部１１ａは、空気に併せて塵や埃あるいは水滴等がケース１１内部に進入する要因となる。そのため、図１に示されるように、空気を通過させる一方で塵埃や水滴等を通過させない程度の大きさの孔が多数形成された光触媒フィルタ４０が、ケース開口部１１ａを覆う状態で該ケース開口部１１ａに備えられている。
【００２９】
詳しくは、図１に示されるように、ケース開口部１１ａの周縁（正確には、ケース１１の各角部）には、複数（本実施の形態では４つ）の円形状の凹部１２が適宜の深さ並びに適宜の直径にて形成されている。一方、光触媒フィルタ４０は、こうして形成されたケース１１の凹部１２に対応した高さ及び直径にて形成された複数（本実施の形態では４つ）の凸部４２を有する環状の枠部材４１を有して構成されている。そして光触媒フィルタ４０は、枠部材４１の各凸部４２がケース１１の各凹部１２にそれぞれ圧入嵌合されることで、ケース１１上面に固定されている。このようにして、光触媒フィルタ４０により、ケース１１内外に空気を流通させるとともに、塵や埃あるいは水滴等がケース１１内へ進入することを抑制している。
【００３０】
ところで、課題の欄でも記載したように、例えば煙草の煙などの極小の分子が多く浮遊する雰囲気の湿度を検出しようとすると、ケース開口部１１ａを覆う多孔質フィルタに光触媒がコーティングされていなければ、次のような不具合が生じ得る。
【００３１】
すなわち、煙草分子は、その直径がおよそ「０．４ｎｍ」ほどであり、塵や埃あるいは水滴に比較して極めて小さい。そのため、塵や埃あるいは水滴を捕捉・排除する目的で形成された大きさの孔では、煙草分子を捕捉することができず、空気に含まれる水分子と併せて煙草分子がケース１１内部に進入してしまう。
【００３２】
こうしてケース１１内部に進入した煙草分子は、感湿膜２３表面で開口するとともに該感湿膜２３内部まで達する細孔の中に、水分子よりも先に入り込む。さらには、感湿膜２３の細孔の開口を塞いでしまうことがある。このように感湿膜２３の細孔の開口部が煙草分子で塞がれてしまうと、水分子は、感湿膜２３の細孔内表面に付着することができなくなり、感湿膜２３の誘電率が小さくなる。そして、空気は実際には同一の相対湿度であっても、電気容量が小さくなってしまうことがある。逆に、空気に含まれる水分子と併せてケース１１内部に進入した煙草分子は、感湿膜２３の細孔内に水分子よりも先に入り込み、さらには、より多くの水分子を吸着して感湿膜２３の細孔内容面に付着させることもある。このように感湿膜２３の細孔内表面により多くの水分子が付着してしまうと、感湿膜２３の誘電率は大きくなり、空気は実際には同一の相対湿度であっても、電気容量が大きくなってしまうこともある。このように、雰囲気の相対湿度にかかる検出精度が低下することが懸念される。
【００３３】
そこで、本実施の形態の光触媒フィルタ４０は、例えば酸化チタン（ＴｉＯ２）からなる光触媒を多孔質フィルタに吹き付けてコーティングすることで構成されている。
【００３４】
光触媒に対し、光、特に紫外光が照射されると、この光触媒の表面から電子が飛び出す。電子が飛び出したことで形成された光触媒の穴は、正の電荷を帯びる正孔（ホール）となって強い酸化力を有し、近くに存在する有機物から電子を奪う。このようにして電子が奪われることで、有機物は、該有機物を形成している分子同士の結合が切断され、最終的には、二酸化炭素や水となり、雰囲気に発散していくこととなる。なお、煙草分子（ニコチン等）も有機物である。
【００３５】
このような機能を有する光触媒が多孔質フィルタにコーティングされることにより、煙草分子が光触媒フィルタ４０を通過しようとする際、該煙草分子は、正の電荷を帯びた光触媒に吸い寄せられ、分解されることとなる。すなわち、当該湿度センサが多数の煙草分子が浮遊する雰囲気に置かれても、煙草分子は、光触媒フィルタ４０によって捕捉・排除され、空気中に含まれる水分子と併せてケース１１内部に進入することが抑制される。その結果、煙草分子のような極小の分子が多く浮遊している雰囲気であっても、高い信頼性をもってその相対湿度を検出することができるようになる。
【００３６】
なお、上記第１の実施の形態は、例えば以下のような形態として実施することもできる。
【００３７】
上記第１の実施の形態では、枠部材４１の各凸部４２をケース１１の各凹部１２にそれぞれ圧入嵌合することで、光触媒フィルタ４０をケース１１に固定していたが、光触媒フィルタ４０の固定態様はこれに限られない。他に例えば、先の図１（ｃ）に対応する図として図２に示すように、ケース１１の各凹部１２に接着剤１３を塗布するとともに、枠部材４１の凸部４２とケース１１の各凹部１２とをこの接着剤１３によって接着することでこれらを固定し、湿度センサ１０ａを構成してもよい。
【００３８】
上記第１の実施の形態では、図１に示したように、ケース開口部１１ａの周縁に、複数の円形状の凹部１２を適宜の深さ及び適宜の直径にて形成するとともに、枠部材４１に、各凹部１２に対応する高さ及び直径にて凸部４２を形成することとした。逆に、ケース開口部の周縁に複数の凸部を適宜の深さ及び適宜の直径にて形成するとともに、光触媒フィルタを構成する枠部材に、各凸部に対応する高さ及び直径にて凹部を形成することとしてもよい。また、そうした凹部及び凸部の形状も円形状に限られず任意である。
【００３９】
（第２の実施の形態）
次に、本発明にかかる湿度センサの第２の実施の形態について、図３（ａ）及び（ｂ）を参照しつつ説明する。また、この図３において、先の図１及び図２に示した要素と同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して示しており、それら各要素についての重複する説明は割愛する。
【００４０】
図３（ａ）は、本実施の形態の側面構造を示す一部側面断面図であり、図３（ｂ）は、同図（ａ）の分解図である。これら図３（ａ）及び（ｂ）に示されるように、本実施の形態も、先の第１の実施の形態に準じた構造となっている。ただし、本実施の形態の湿度センサ１０ｂでは、ケース開口部１１ａの周縁に突起１４を形成し、この突起１４の長さよりも短い貫通孔４３が突起１４に対応して形成された枠部材４１ａを有して光触媒フィルタ４０ａを構成する。そして、ケース１１の突起１４を枠部材４１ａの貫通孔４３を介してかしめることで、光触媒フィルタ４０ａをケース１１に固定するようにしている。
【００４１】
詳しくは、図３（ｂ）に示すように、ケース開口部１１ａの周縁（正確には、ケース１１の各角部）には、複数（本実施の形態では４つ）の円形状の突起１４が例えば長さ「Ｌ１」並びに適宜の直径にて形成されている。一方、光触媒フィルタ４０ａは、例えば長さ「Ｌ２」並びに適宜の内径の貫通孔４３が複数（本実施の形態では４つ）、上記突起１４の形成される位置に対応して形成された枠部材４１ａを有して構成される。ここで、突起１４の長さ「Ｌ１」は、貫通孔４３の長さ「Ｌ２」よりも長く形成されている。したがって、ケース１１の突起１４を枠部材４１ａの貫通孔４３に嵌合すると、突起１４の先端部分は貫通孔４３から突き出すこととなる。そして、突起１４の貫通孔４３から突き出た部分のみを加熱すると、図３（ａ）に示すように、突起１４の貫通孔４３から突き出た部分が溶解し貫通孔４３の直径よりも大きくなる。これにより、突起１４の貫通孔４３から突き出た部分がフックの役割を果たし、ケース１１の突起１４は、枠部材４１ａの貫通孔４３から抜けなくなる。これにより、光触媒フィルタ４０ａとケース１１との結合力を強めることができるようになる。
【００４２】
（第３の実施の形態）
次に、本発明にかかる湿度センサの第３の実施の形態について、図４を参照しつつ説明する。また、この図４において、先の図１〜図３に示した要素と同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して示しており、それら各要素についての重複する説明は割愛する。
【００４３】
図４は、先の図１（ｂ）に対応する図であって、本実施の形態の側面構造を示す一部側面断面図である。同図４に示されるように、本実施の形態も、先の第１の実施の形態に準じた構造となっている。ただし、本実施の形態の湿度センサ１０ｃでは、ケース１１の全面、すなわち、湿度検出素子２０及びリード端子３０を除く全構成要素に対して光触媒が吹き付けられてコーティング５０がなされている。これにより、先の第１の実施の形態の効果に加え、新たに、次のような効果が得られるようになる。すなわち、本実施の形態の湿度センサ１０ｃによれば、当該湿度センサ１０ｃを取り巻く雰囲気中を浮遊するタバコ分子をより多く分解することができるようになるため、煙草分子のような極小の分子が多く浮遊する雰囲気の相対湿度を検出する際の信頼性を、よりいっそう高めることができるようになる。
【００４４】
なお、上記第３の実施の形態も、先の第１の実施の形態に準じて、例えば以下のような形態として実施することもできる。
【００４５】
上記第３の実施の形態では、枠部材４１の各凸部４２をケース１１の各凹部１２にそれぞれ圧入嵌合することで、光触媒フィルタ４０をケース１１に固定していたが、光触媒フィルタ４０の固定態様はこれに限られない。他に例えば、先の図４に対応する図として図５に示すように、ケース１１の各凹部１２に接着剤１３を塗布するとともに、枠部材４１の凸部４２とケース１１の各凹部１２とをこの接着剤１３によって接着することでこれらを固定して、湿度センサ１０ｄを構成してもよい。
【００４６】
上記第３の実施の形態では、図４に示したように、ケース開口部１１ａの周縁に、複数の円形状の凹部１２を適宜の深さ及び適宜の直径にて形成するとともに、枠部材４１に、各凹部１２に対応する高さ及び直径にて凸部４２を形成することとした。逆に、ケース開口部の周縁に複数の円形状の凸部を適宜の深さ及び適宜の直径にて形成するとともに、光触媒フィルタを構成する枠部材に、各凸部に対応する高さ及び直径にて凹部を形成することとしてもよい。また、そうした凹部及び凸部の形状も円形状に限られず任意である。
【００４７】
（第４の実施の形態）
次に、本発明にかかる湿度センサの第４の実施の形態について、図６を参照しつつ説明する。また、この図６において、先の図１〜図５に示した要素と同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して示しており、それら各要素についての重複する説明は割愛する。
【００４８】
図６は、先の図３（ａ）に対応する図であって、本実施の形態の側面断面構造を示す一部側面断面図である。この図６に示されるように、本実施の形態も、先の第２の実施の形態及び第３の実施の形態に準じた構造となっている。すなわち、図６に示されるように、本実施の形態の湿度センサ１０ｅでは、ケース開口部１１ａの周縁に突起１４を形成し、この突起１４の長さよりも短い貫通孔４３が突起１４に対応して形成された枠部材４１ａを有して光触媒フィルタ４０ａを構成する。そして、ケース１１の突起１４を枠部材４１ａの貫通孔４３を介してかしめることで、光触媒フィルタ４０ａをケース１１に固定するようにしている。また、ケース１１の全面、すなわち、湿度検出素子２０及びリード端子３０を除く全構成要素に対して光触媒が吹き付けられてコーティング５０がなされている。これにより、先の第２及び第３の実施の形態の効果に準じた効果が得られるようになる。
【００４９】
（第５の実施の形態）
次に、本発明にかかる湿度センサの第５の実施の形態について、図７（ａ）〜（ｃ）を参照しつつ説明する。また、この図７において、先の図１〜図６に示した要素と同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して示しており、それら各要素についての重複する説明は割愛する。
【００５０】
図７（ａ）は、本実施の形態の平面構造を示す平面図である。また、図７（ｂ）は、同実施の形態の側面構造を示す一部側面断面図であり、図７（ｃ）は、同実施の形態の平面構造を裏面側から示す図である。これら図７（ａ）〜（ｃ）に示されるように、本実施の形態も、先の第１の実施の形態に準じた構造となっている。ただし、本実施の形態の湿度センサ１０ｆでは、ケース１６の表面側に、内外に空気を流通させるための（第１）ケース開口部１６ａが形成されているだけでなく、ケース１６の裏面側にも、内外に空気を流通させるための（第２）ケース開口部１６ｂが形成されている。そして、光触媒フィルタ４０及び４５が、これら両ケース開口部１６ａ及び１６ｂをそれぞれ覆う状態で、これら両ケース開口部１６ａ及び１６ｂにそれぞれ備えられている。
【００５１】
詳しくは、図７（ａ）及び（ｂ）に示されるように、ケース１６は、上方に向けて開口されたケース開口部１６ａを有する例えば有底角筒状に形成されている。また、ケース１６は、図７（ｃ）に示されるように、その内底面に、例えば長方形状の複数（本実施の形態では４つ）の開口からなるケース開口部１６ｂが形成されている。ケース開口部１６ｂがこのような形状に形成されることで、ケース１６内外によりいっそう空気が流通する上、湿度検出素子２０をケース１６内に安定して支持することができるようになる。
【００５２】
ところで、こうしたケース開口部１６ｂは、空気に併せて塵や埃あるいは水滴等がケース１６内部に進入する要因となる。そのため、図７（ｃ）に示されるように、空気を通過させる一方で、塵埃や水滴等を通過させない程度の大きさの孔が多数形成された光触媒フィルタ４５が、ケース開口部１６ｂを覆う状態で該ケース開口部１６ｂに備えられている。
【００５３】
ただし、第１の実施の形態の説明でも記載したように、また、課題の欄でも記載したように、ケース開口部１６ｂを覆う多孔質フィルタに光触媒がコーティングされていなければ、例えば煙草の煙などの極小の分子が多く浮遊する雰囲気の湿度を検出しようとすると、雰囲気の相対湿度にかかる検出精度が低下することが懸念される。したがって、本実施の形態の湿度センサ１０ｆでは、例えば酸化チタン（ＴｉＯ２）からなる光触媒が多孔質フィルタに吹き付けられてコーティングされている光触媒フィルタ４５が、ケース開口部１６ｂを覆う状態で該ケース開口部１６ｂに備えられている。これにより、第１の実施の形態の効果に準じた効果が得られるとともに、空気を流通させるための開口面積が増加するため、より高い信頼性及び高い応答性をもって雰囲気の相対湿度を検出することができるようになる。
【００５４】
なお、上記第５の実施の形態は、例えば以下のような形態として実施することもできる。
【００５５】
上記第５の実施の形態では、枠部材４１の各凸部４２をケース１６の各凹部１７にそれぞれ圧入嵌合することで、光触媒フィルタ４０をケース１６に固定していたが、光触媒フィルタ４０の固定態様はこれに限られない。他に例えば、先の図７（ｂ）に対応する図として図８に示すように、ケース１６の各凹部１２に接着剤１８を塗布するとともに、枠部材４１の凸部４２とケース１６の各凹部１７とをこの接着剤１８によって接着することでこれらを固定し、湿度センサ１０ｇを構成してもよい。
【００５６】
（第６の実施の形態）
次に、本発明にかかる湿度センサの第６の実施の形態について、図９を参照しつつ説明する。また、この図９において、先の図１〜図８に示した要素と同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して示しており、それら各要素についての重複する説明は割愛する。
【００５７】
図９は、本実施の形態の側面構造を示す一部側面断面図である。この図９に示されるように、本実施の形態も、先の図３（ａ）に示した第２の実施の形態、及び、先の図６に示した第４の実施の形態に準じた構造となっている。すなわち、本実施の形態の湿度センサ１０ｈでは、ケース開口部１６ａの周縁に突起１９を形成し、この突起１９の長さよりも短い貫通孔４３が突起１９に対応して形成された枠部材４１ａを有して光触媒フィルタ４０ａを構成する。そして、ケース１６の突起１９を枠部材４１ａの貫通孔４３を介してかしめることで、光触媒フィルタ４０ａをケース１６に固定するようにしている。また、内外に空気を流通させるためのケース開口部１６ｂをケース１６の裏面側にも形成し、このケース開口部１６ｂを覆う状態で、光触媒フィルタ４５をケース開口部１６ｂに備えるようにしている。これにより、先の第２の実施の形態及び第４の実施の形態に準じた効果が得られるようになる。
【００５８】
（第７の実施の形態）
次に、本発明にかかる湿度センサの第７の実施の形態について説明する。この実施の形態は、先の図４に示した第３の実施の形態、及び、先の図７（ａ）〜（ｃ）に示した第５の実施の形態に準じた構造を有する。
【００５９】
すなわち、同図７に示されるように、本実施の形態の湿度センサ１０ｉでは、ケース１６の表面側に、内外に空気を流通させるための（第１）ケース開口部１６ａが形成されているだけでなく、ケース１６の裏面側にも、内外に空気を流通させるための（第２）ケース開口部１６ｂが形成されている。そして、光触媒フィルタ４０及び４５が、これら両ケース開口部１６ａ及び１６ｂをそれぞれ覆う状態で、これら両ケース開口部１６ａ及び１６ｂにそれぞれ備えられている。また、ケース１６の全面、すなわち、湿度検出素子２０及びリード端子３０を除く全構成要素に対して光触媒が吹き付けられてコーティング５０がなされている。これにより、先の第３及び第５の実施の形態の効果が得られるようになる。
【００６０】
なお、上記第７の実施の形態は、例えば以下のような形態として実施することもできる。
【００６１】
上記第７の実施の形態では、枠部材４１の各凸部４２をケース１６の各凹部１７にそれぞれ圧入嵌合することで、光触媒フィルタ４０をケース１６に固定していたが、光触媒フィルタ４０の固定態様はこれに限られない。他に例えば、先の図８に示すように、ケース１６の各凹部１２に接着剤１８を塗布するとともに、枠部材４１の凸部４２とケース１６の各凹部１７とをこの接着剤１８によって接着することでこれらを固定し、湿度センサ１０ｊを構成してもよい。
【００６２】
（第８の実施の形態）
次に、本発明にかかる湿度センサの第８の実施の形態について説明する。この実施の形態は、先の図６に示した第４の実施の形態、及び、先の図９に示した第６の実施の形態に準じた構造を有する。
【００６３】
すなわち、同図９に示されるように、本実施の形態の湿度センサ１０ｋでは、ケース１６の表面側に、内外に空気を流通させるための（第１）ケース開口部１６ａが形成されているだけでなく、ケース１６の裏面側にも、内外に空気を流通させるための（第２）ケース開口部１６ｂが形成されている。そして、光触媒フィルタ４０ａ及び４５が、これら両ケース開口部１６ａ及び１６ｂをそれぞれ覆う状態で、これら両ケース開口部１６ａ及び１６ｂにそれぞれ備えられている。また、ケース開口部１６ａの周縁に突起１９を形成し、この突起１９の長さよりも短い貫通孔４３が突起１９に対応して形成された枠部材４１ａを有して光触媒フィルタ４０ａを構成する。そして、ケース１６の突起１９を枠部材４１ａの貫通孔４３を介してかしめることで、光触媒フィルタ４０ａをケース１６に固定するようにしている。さらに、ケース１６の全面、すなわち、湿度検出素子２０及びリード端子３０を除く全構成要素に対して光触媒が吹き付けられてコーティング５０がなされている。これにより、先の第４及び第６の実施の形態の効果に準じた効果が得られるようになる。
【００６４】
（他の実施の形態）
上記各実施の形態（変形例を含む）では、酸化チタン（ＴｉＯ２）からなる光触媒を多孔質フィルタに吹き付けてコーティングすることにより、光触媒フィルタ４０、４０ａ、４５を構成することとしたが、光触媒は、酸化チタンに限られない。要は、多孔質フィルタにコーティングすることが可能であって、光が照射されると強い酸化力を持ち、煙草分子のような極小な有機物がフィルタを通過しようとする際にこれを捕捉・分解することができるのであれば、その材料は任意である。また、そうした光触媒を用いて光触媒フィルタ４０、４０ａ、４５を構成する構成方法も、吹きつけに限られない。他に、例えば含浸により、光触媒フィルタを構成することとしてもよい。
【００６５】
上記各実施の形態（変形例を含む）では、雰囲気の湿度変化を櫛歯型電極２２ａ及び２２ｂ間の静電容量の変化として検出する容量式湿度センサとして実現していたが、電極の形状はこれに限られない。また、検出原理についてもこれに限られない。他に例えば、雰囲気の湿度変化を感湿膜２３のインピーダンスの変化として検出する抵抗式湿度センサとして実現してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明にかかる湿度センサの第１の実施の形態について、（ａ）は、平面構造を示す平面図。（ｂ）は、（ａ）のＩＢ−ＩＢ線に沿った側面構造を示す側面断面図。（ｃ）は、（ｂ）の分解図。
【図２】同第１の実施の形態の変形例について、側面構造を分解して示す一部側面断面図。
【図３】本発明にかかる湿度センサの第２の実施の形態について、（ａ）は、側面構造を示す一部側面断面図。（ｂ）は（ａ）の分解図。
【図４】本発明にかかる湿度センサの第３の実施の形態について、（ａ）は、平面構造を示す平面図。（ｂ）は、側面構造を示す一部側面断面図。
【図５】同第３の実施の形態の変形例について、側面構造を分解して示す一部側面断面図。
【図６】本発明にかかる湿度センサの第４の実施の形態の側面構造を示す一部側面断面図。
【図７】本発明にかかる湿度センサの第５（及び第７）の実施の形態について、（ａ）は、平面構造を示す平面図。（ｂ）は、（ａ）のＩＩＢ−ＩＩＢ線に沿った側面構造を示す側面断面図。（ｃ）は、裏面構造を示す図。
【図８】同第５（及び第７）の実施の形態の変形例について、側面構造を分解して示す一部側面断面図。
【図９】本発明にかかる湿度センサの第６（及び第８）の実施の形態の側面構造を示す一部側面断面図。
【図１０】（ａ）は、感湿膜の細孔開口部を煙草分子が塞ぎ、水分子が細孔内表面に付着することができない様子を示した模式図。（ｂ）は、感湿膜の細孔内表面に付着した煙草分子がさらに水分子を吸着し、より多くの水分子が細孔内表面に付着した様子を示した模式図。
【図１１】雰囲気中で浮遊する煙草分子の多寡の別に、雰囲気の実際の相対湿度とセンサ出力との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
【００６７】
１０〜１０ｋ…湿度センサ、１１、１６…ケース、１１ａ、１６ａ…（第１）ケース開口部、１２、１７…凹部、１３、１８…接着剤、１４、１９…突起、１６ｂ…（第２）ケース開口部、２０…湿度検出素子、２１…基板、２２ａ、２２ｂ…櫛歯型電極（湿度検出用の電極）、２３…感湿膜、２４…湿度検出部、２５…回路部、３０…リード端子、３１…ボンディングワイヤ、４０、４０ａ、４５…光触媒フィルタ、４１、４１ａ…枠部材、４２…凸部、４３…貫通孔、５０…光触媒コーティング。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、当該湿度センサを取り巻く雰囲気の湿度を検出する湿度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の湿度センサとしては従来、例えば特許文献１に記載の技術が知られている。この技術も含め、従来一般に知られている技術について説明する。
【０００３】
湿度センサは、そもそも、当該センサを取り巻く雰囲気（空気）の相対湿度を検出するものであり、湿度センサの検出部であるセンサ素子、正確には、雰囲気に含まれる水分を吸収することのできる感湿膜は、空気にさらされていなければならない。そのため、従来一般に知られている技術では、センサ素子を保護するためのケースに該センサ素子が収容されているとともに、このケース内外に空気を流通させるためのケース開口部が該ケースに形成されている。さらに、そうした空気に併せて塵や埃あるいは水滴等がケース内部に進入することを抑制するため、空気を通過させる一方で塵埃や水滴等を通過させない程度の大きさの孔が多数形成された多孔質フィルタがケース開口部に配設されている。
【特許文献１】特開平１０−１４２１８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、こうした湿度センサを用いて、例えば煙草の煙などの極小の分子が多く浮遊する雰囲気の湿度を検出しようとすると、煙草の煙（煙草分子）は、上記多孔質フィルタの孔を通過し、センサ素子（感湿膜）表面に付着することがある。
【０００５】
詳しくは、図１０（ａ）及び（ｂ）に示されるように、感湿膜には、該感湿膜上表面で開口するとともに該感湿膜内部まで達する細孔が多数存在する。通常、空気に併せてケース内部に進入しようとする塵や埃あるいは水滴等は、上記多孔質フィルタによって捕捉・排除され、空気及び該空気に含まれる水分子のみがケース内部に進入する。そして、導電性を有する水分子が、こうした感湿膜の細孔開口から内部に入り込んで該細孔内表面に付着する、あるいは感湿膜表面に付着することで、感湿膜の誘電率が変化することとなる。すなわち、空気の相対湿度（空気中に含まれる水分子の数）に応じて感湿膜の誘電率が変化することとなる。このようにして、空気の相対湿度の変化は、誘電率（静電容量）の変化に基づいて検出されている。
【０００６】
しかしながら、煙草分子が浮遊する雰囲気の湿度を検出する際、煙草分子は、極小であるため、上記多孔質フィルタにて捕捉・排除されることなく、空気に含まれる水分子と併せてケース内部に進入する。そして、ケース内部に進入した煙草分子は、図１０（ａ）に示されるように、感湿膜の細孔内に水分子よりも先に入り込み、さらには、感湿膜の細孔の開口を塞いでしまうことがある。このように感湿膜の細孔の開口部が煙草分子で塞がれてしまうと、水分子は、感湿膜の細孔内表面に付着できなくなり、感湿膜の誘電率が小さくなってしまう。そして、空気は実際には同一の湿度であっても、電気容量が小さくなることがある。
【０００７】
逆に、空気に含まれる水分子と併せてケース内部に進入した煙草分子は、図１０（ｂ）に示されるように、感湿膜の細孔内に水分子よりも先に入り込み、さらには、より多くの水分子を吸着して感湿膜の細孔内表面に付着させることもある。このように感湿膜の細孔内表面により多くの水分子が付着してしまうと、感湿膜の誘電率は大きくなってしまい、空気は実際には同一の相対湿度であっても、電気容量が大きくなることもある。
【０００８】
具体的には、当該湿度センサの出力と相対湿度との関係を図１１に示す。同図１１に示されるように、雰囲気中に浮遊する煙草分子の数が少ない場合、当該湿度センサは、例えば直線Ａとして示すセンサ出力と相対湿度との関係をとる。一方、雰囲気中に浮遊する煙草分子の数が多く、感湿膜の細孔内表面への水分子吸着が煙草分子によって抑制された場合、当該湿度センサは、例えば直線Ｂとして示すセンサ出力と相対湿度との関係をとる。他方、雰囲気中に浮遊する煙草分子数が多く、感湿膜の細孔内表面への水分子吸着が煙草分子によって促進された場合、当該湿度センサは、例えば直線Ｃとして示すセンサ出力と相対湿度との関係をとる。ここで例えば、当該湿度センサのセンサ出力が「Ｖｈ」であったとすると、雰囲気中に浮遊する煙草分子の数が少ない場合には、相対湿度は「Ｒｈａ」として検出され、雰囲気中に浮遊する煙草分子の数が多い場合には、相対湿度は「Ｒｈｂ」あるいは「Ｒｈｃ」として検出されることとなる。このように、雰囲気の相対湿度にかかる検出精度が低下することが懸念される。
【０００９】
感湿膜の細孔の開口を塞ぐ、あるいは細孔内表面に煙草分子が付着することに対しては、例えば、上記多孔質フィルタに形成される多数の孔の大きさを、煙草分子を捕捉・除去することができる程度に小さくすることが考えられる。しかしながら、煙草分子の直径はおよそ「０．４ｎｍ」であって、極めて小さい。このような極小の煙草分子を捕捉・除去することのできる多孔質フィルタを使用しては、当該湿度センサ内外の空気の流通が滞り、当該センサの応答性を悪化させることが懸念される。さらには、多孔質フィルタの目詰まりが生じやすくなってしまう。
【００１０】
なお、感湿膜の誘電率（静電容量）の変化に基づき雰囲気の相対湿度変化を検出する、いわゆる容量式の湿度センサについて説明したが、感湿膜のインピーダンスの変化に基づき雰囲気の相対湿度変化を検出する、いわゆる抵抗式湿度センサにおいても、上述した事態は同様に起こり得る。
【００１１】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、煙草分子のような極小の分子が多く浮遊している雰囲気であれ、高い信頼性をもってその相対湿度を検出することのできる湿度センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
こうした目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、表面で開口しつつ内部に達する複数の細孔が形成された感湿膜と、前記感湿膜の細孔内表面を含む表面に水分が吸着することによって変化する当該感湿膜の物理量を検出するための一対の電極とを有する湿度検出素子と、前記湿度検出素子を内部に収容するとともに、内外に空気を流通させるための開口部である第１ケース開口部が形成されているケースと、を備える湿度センサとして、光触媒がコーティングされている多孔質フィルタである光触媒フィルタを、前記第１ケース開口部を覆う状態で該第１ケース開口部に備えることとした。
【００１３】
まず、光触媒について説明する。光（特に紫外光）が光触媒に照射されると、光触媒の表面から電子が飛び出し、電子が飛び出したことで形成された光触媒の穴は、正の電荷を帯びる正孔（ホール）となる。こうした正孔は強い酸化力を有しており、近くに存在する有機物から電子を奪う。このようにして電子が奪われることで、有機物は、該有機物を形成している分子同士の結合が切断され、最終的には、二酸化炭素や水となり、雰囲気中に発散していくことが知られている。なお、煙草分子（ニコチン等）も有機物である。
【００１４】
湿度センサとしての上記構成では、煙草分子は、空気に併せて前記光触媒フィルタを通過しようとする際、正の電荷を帯びた光触媒に吸い寄せられて、分解されることとなる。すなわち、煙草分子がいくら極小であっても、該煙草分子は、光触媒フィルタによって捕捉・排除され、空気中に含まれる水分子と併せて前記ケース内部に進入することが抑制される。したがって、当該湿度センサが多数の煙草分子が浮遊する雰囲気中にあっても、課題の欄で述べたような感湿膜の特性の変化を低減することができる。その結果、煙草分子のような極小の分子が多く浮遊している雰囲気であっても、高い信頼性をもってその相対湿度を検出することができるようになる。
【００１５】
なお、こうした構成においては、例えば請求項２に記載の発明のように、前記多孔質フィルタに前記光触媒を吹き付けてコーティングすることで前記光触媒フィルタを構成することができる。また、そうした光触媒としては、例えば請求項３に記載の発明のように、酸化チタン（ＴｉＯ２）を採用することができる。
【００１６】
また、請求項１〜３のいずれかに記載の構成において、例えば請求項４に記載の発明では、前記ケースの前記第１ケース開口部の周縁に凹部を形成し、前記ケースの前記凹部に対応した凸部を有する枠部材を有して前記光触媒フィルタを構成するとともに、前記枠部材の前記凸部を前記ケースの前記凹部に圧入嵌合することで、前記光触媒フィルタを前記ケースに固定することとした。これにより、簡素な構成で当該湿度センサを実現することができるようになる。
【００１７】
なお、請求項４に記載の構成において、例えば請求項５に記載の発明のように、前記ケースの前記凹部に接着剤を塗布し、前記枠部材の前記凸部と前記ケースの前記凹部とを、この接着剤により接着してもよい。これにより、前記枠部材と前記ケースとの結合が強められるため、これらの間に隙間が形成されにくくなる。そして、ひいては、これらの間の隙間を介して煙草分子がケース内部に進入することが低減され、より高い信頼性をもって雰囲気の相対湿度を検出することができるようになる。
【００１８】
一方、請求項１〜３のいずれかに記載の構成において、例えば請求項６に記載の発明では、前記ケースの前記第１ケース開口部の周縁に突起を形成し、前記突起の長さよりも短い貫通孔が前記突起に対応して形成された枠部材を有して前記光触媒フィルタを構成するとともに、前記ケースの前記突起を前記枠部材の前記貫通孔を介してかしめることで前記光触媒フィルタを前記ケースに固定することとした。これによっても、前記光触媒フィルタと前記ケースとの結合を強めることができるようになる。
【００１９】
こうした請求項４〜６のいずれかに記載の構成において、例えば請求項７に記載の発明では、前記ケースに、内外に空気を流通させるための開口部である第２ケース開口部を形成し、前記光触媒フィルタを前記第２ケース開口部にも備えることとした。これにより、空気を流通させるための開口面積が増加するため、より高い信頼性及び高い応答性をもって雰囲気の相対湿度を検出することができるようになる。
【００２０】
また、請求項１〜７のいずれかに記載の構成において、例えば請求項８に記載の発明によるように、前記ケース全面に光触媒をコーティングすれば、雰囲気中を浮遊する煙草分子をより多く分解することができるようになるため、煙草分子のような極小の分子が多く浮遊する雰囲気の相対湿度を検出する際の信頼性を、よりいっそう高めることができるようになる。
【００２１】
なお、例えば請求項９に記載の発明のように、前記感湿膜を、湿度に応じてその誘電率が変化するものとし、当該湿度センサを、前記感湿膜の誘電率の変化に基づいて湿度を検出する容量式の湿度センサとして構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（第１の実施の形態）
以下、本発明にかかる湿度センサの第１の実施の形態について、図１を参照して説明する。なお、本実施の形態の湿度センサは、以下に詳述するように、例えば酸化チタン（ＴｉＯ２）からなる光触媒が多孔質フィルタに吹き付けられてコーティングされている光触媒フィルタを、ケース開口部を覆う状態で該ケース開口部に備えている。これにより、煙草分子のような極小の分子が多く浮遊している雰囲気であれ、高い信頼性をもってその相対湿度を検出することができるようにしている。
【００２３】
図１（ａ）は、本実施の形態の平面構造を示す平面図である。また、図１（ｂ）は、同実施の形態の側面構造を示す一部側面断面図であり、図１（ｃ）は、図１（ｂ）の分解図である。これら図１（ａ）〜（ｃ）に示されるように、本実施の形態の湿度センサ１０は、基本的に、湿度検出素子２０及びリード端子３０を、例えば有底角筒状に形成されたケース１１の内底面に備えて構成されている。
【００２４】
このうち、湿度検出素子２０は、図１（ａ）〜（ｃ）に示されるように、ケース１１の内底面に載置されるとともに例えばシリコンからなる基板２１上に、同一平面に離間して対向配置された一対の電極２２ａ及び２２ｂと、当該湿度センサ１０を取り巻く雰囲気の湿度変化に応じて誘電率（物理量）が変化するとともに一対の電極２２ａ及び２２ｂ並びにこれら電極間を覆う感湿膜２３と、を有する湿度検出部２４を備えている。また、湿度センサ１０は、湿度検出素子２０における電極２２ａ及び２２ｂ間の静電容量の変化に基づいて雰囲気の相対湿度を検出する回路部２５を同じく基板２１上に備えている。
【００２５】
なお、一対の電極２２ａ及び２２ｂの形状は特に限定されるものではないが、本実施の形態では、図１（ａ）に示されるように、その形状として櫛歯形状を採用している。これにより、湿度検出部２４の配置面積を小さくするとともに、一対の電極２２ａ及び２２ｂが互いに対向する面積を大きくすることができ、雰囲気の湿度変化に伴って変化するこれら電極間の静電容量の変化量が大きくなる。ひいては、湿度センサ１０の湿度検出にかかる感度が向上する。また、こうした容量式湿度センサの検出原理については一般的に知られているため、ここでの詳細な説明を割愛する。
【００２６】
一方、リード端子３０は、図１（ａ）〜（ｃ）に示されるように、例えば略長方形状に形成されており、ケース１１の一端に複数（本実施の形態では２つ）、所定の間隔をもって配列され、ケース１１側壁を貫通した状態で該ケース１１に備えられている。これら複数のリード端子３０は、ボンディングワイヤ３１を介して、回路部２５の、例えばアルミニウムからなる図示しないパッド部とそれぞれ電気的に接続される。そして、回路部２５を通じて得られた雰囲気の相対湿度に関する情報は、「回路部２５（正確にはパッド部）→ボンディングワイヤ３１→リード端子３０」と順次伝わり、当該湿度センサ１０外部へ出力される。
【００２７】
ここで、ケース１１は、図１（ｂ）及び（ｃ）に示されるように、上方に向けて開口されたケース開口部１１ａを有する例えば有底角筒状に形成されている。そもそも湿度センサ１０は、当該湿度センサ１０を取り巻く雰囲気（空気）の相対湿度を検出するものである。そのため、湿度センサ１０の検出部である湿度検出素子２０、正確には、感湿膜２３は、雰囲気にさらされていなければならない。また、そうした雰囲気も、ケース１１内外で好適に入れ替わらなければならない。したがって、ケース１１の上面に、該ケース１１内外に空気を流通させるためのケース開口部１１ａが形成されている。
【００２８】
ただし、そうしたケース開口部１１ａは、空気に併せて塵や埃あるいは水滴等がケース１１内部に進入する要因となる。そのため、図１に示されるように、空気を通過させる一方で塵埃や水滴等を通過させない程度の大きさの孔が多数形成された光触媒フィルタ４０が、ケース開口部１１ａを覆う状態で該ケース開口部１１ａに備えられている。
【００２９】
詳しくは、図１に示されるように、ケース開口部１１ａの周縁（正確には、ケース１１の各角部）には、複数（本実施の形態では４つ）の円形状の凹部１２が適宜の深さ並びに適宜の直径にて形成されている。一方、光触媒フィルタ４０は、こうして形成されたケース１１の凹部１２に対応した高さ及び直径にて形成された複数（本実施の形態では４つ）の凸部４２を有する環状の枠部材４１を有して構成されている。そして光触媒フィルタ４０は、枠部材４１の各凸部４２がケース１１の各凹部１２にそれぞれ圧入嵌合されることで、ケース１１上面に固定されている。このようにして、光触媒フィルタ４０により、ケース１１内外に空気を流通させるとともに、塵や埃あるいは水滴等がケース１１内へ進入することを抑制している。
【００３０】
ところで、課題の欄でも記載したように、例えば煙草の煙などの極小の分子が多く浮遊する雰囲気の湿度を検出しようとすると、ケース開口部１１ａを覆う多孔質フィルタに光触媒がコーティングされていなければ、次のような不具合が生じ得る。
【００３１】
すなわち、煙草分子は、その直径がおよそ「０．４ｎｍ」ほどであり、塵や埃あるいは水滴に比較して極めて小さい。そのため、塵や埃あるいは水滴を捕捉・排除する目的で形成された大きさの孔では、煙草分子を捕捉することができず、空気に含まれる水分子と併せて煙草分子がケース１１内部に進入してしまう。
【００３２】
こうしてケース１１内部に進入した煙草分子は、感湿膜２３表面で開口するとともに該感湿膜２３内部まで達する細孔の中に、水分子よりも先に入り込む。さらには、感湿膜２３の細孔の開口を塞いでしまうことがある。このように感湿膜２３の細孔の開口部が煙草分子で塞がれてしまうと、水分子は、感湿膜２３の細孔内表面に付着することができなくなり、感湿膜２３の誘電率が小さくなる。そして、空気は実際には同一の相対湿度であっても、電気容量が小さくなってしまうことがある。逆に、空気に含まれる水分子と併せてケース１１内部に進入した煙草分子は、感湿膜２３の細孔内に水分子よりも先に入り込み、さらには、より多くの水分子を吸着して感湿膜２３の細孔内容面に付着させることもある。このように感湿膜２３の細孔内表面により多くの水分子が付着してしまうと、感湿膜２３の誘電率は大きくなり、空気は実際には同一の相対湿度であっても、電気容量が大きくなってしまうこともある。このように、雰囲気の相対湿度にかかる検出精度が低下することが懸念される。
【００３３】
そこで、本実施の形態の光触媒フィルタ４０は、例えば酸化チタン（ＴｉＯ２）からなる光触媒を多孔質フィルタに吹き付けてコーティングすることで構成されている。
【００３４】
光触媒に対し、光、特に紫外光が照射されると、この光触媒の表面から電子が飛び出す。電子が飛び出したことで形成された光触媒の穴は、正の電荷を帯びる正孔（ホール）となって強い酸化力を有し、近くに存在する有機物から電子を奪う。このようにして電子が奪われることで、有機物は、該有機物を形成している分子同士の結合が切断され、最終的には、二酸化炭素や水となり、雰囲気に発散していくこととなる。なお、煙草分子（ニコチン等）も有機物である。
【００３５】
このような機能を有する光触媒が多孔質フィルタにコーティングされることにより、煙草分子が光触媒フィルタ４０を通過しようとする際、該煙草分子は、正の電荷を帯びた光触媒に吸い寄せられ、分解されることとなる。すなわち、当該湿度センサが多数の煙草分子が浮遊する雰囲気に置かれても、煙草分子は、光触媒フィルタ４０によって捕捉・排除され、空気中に含まれる水分子と併せてケース１１内部に進入することが抑制される。その結果、煙草分子のような極小の分子が多く浮遊している雰囲気であっても、高い信頼性をもってその相対湿度を検出することができるようになる。
【００３６】
なお、上記第１の実施の形態は、例えば以下のような形態として実施することもできる。
【００３７】
上記第１の実施の形態では、枠部材４１の各凸部４２をケース１１の各凹部１２にそれぞれ圧入嵌合することで、光触媒フィルタ４０をケース１１に固定していたが、光触媒フィルタ４０の固定態様はこれに限られない。他に例えば、先の図１（ｃ）に対応する図として図２に示すように、ケース１１の各凹部１２に接着剤１３を塗布するとともに、枠部材４１の凸部４２とケース１１の各凹部１２とをこの接着剤１３によって接着することでこれらを固定し、湿度センサ１０ａを構成してもよい。
【００３８】
上記第１の実施の形態では、図１に示したように、ケース開口部１１ａの周縁に、複数の円形状の凹部１２を適宜の深さ及び適宜の直径にて形成するとともに、枠部材４１に、各凹部１２に対応する高さ及び直径にて凸部４２を形成することとした。逆に、ケース開口部の周縁に複数の凸部を適宜の深さ及び適宜の直径にて形成するとともに、光触媒フィルタを構成する枠部材に、各凸部に対応する高さ及び直径にて凹部を形成することとしてもよい。また、そうした凹部及び凸部の形状も円形状に限られず任意である。
【００３９】
（第２の実施の形態）
次に、本発明にかかる湿度センサの第２の実施の形態について、図３（ａ）及び（ｂ）を参照しつつ説明する。また、この図３において、先の図１及び図２に示した要素と同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して示しており、それら各要素についての重複する説明は割愛する。
【００４０】
図３（ａ）は、本実施の形態の側面構造を示す一部側面断面図であり、図３（ｂ）は、同図（ａ）の分解図である。これら図３（ａ）及び（ｂ）に示されるように、本実施の形態も、先の第１の実施の形態に準じた構造となっている。ただし、本実施の形態の湿度センサ１０ｂでは、ケース開口部１１ａの周縁に突起１４を形成し、この突起１４の長さよりも短い貫通孔４３が突起１４に対応して形成された枠部材４１ａを有して光触媒フィルタ４０ａを構成する。そして、ケース１１の突起１４を枠部材４１ａの貫通孔４３を介してかしめることで、光触媒フィルタ４０ａをケース１１に固定するようにしている。
【００４１】
詳しくは、図３（ｂ）に示すように、ケース開口部１１ａの周縁（正確には、ケース１１の各角部）には、複数（本実施の形態では４つ）の円形状の突起１４が例えば長さ「Ｌ１」並びに適宜の直径にて形成されている。一方、光触媒フィルタ４０ａは、例えば長さ「Ｌ２」並びに適宜の内径の貫通孔４３が複数（本実施の形態では４つ）、上記突起１４の形成される位置に対応して形成された枠部材４１ａを有して構成される。ここで、突起１４の長さ「Ｌ１」は、貫通孔４３の長さ「Ｌ２」よりも長く形成されている。したがって、ケース１１の突起１４を枠部材４１ａの貫通孔４３に嵌合すると、突起１４の先端部分は貫通孔４３から突き出すこととなる。そして、突起１４の貫通孔４３から突き出た部分のみを加熱すると、図３（ａ）に示すように、突起１４の貫通孔４３から突き出た部分が溶解し貫通孔４３の直径よりも大きくなる。これにより、突起１４の貫通孔４３から突き出た部分がフックの役割を果たし、ケース１１の突起１４は、枠部材４１ａの貫通孔４３から抜けなくなる。これにより、光触媒フィルタ４０ａとケース１１との結合力を強めることができるようになる。
【００４２】
（第３の実施の形態）
次に、本発明にかかる湿度センサの第３の実施の形態について、図４を参照しつつ説明する。また、この図４において、先の図１〜図３に示した要素と同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して示しており、それら各要素についての重複する説明は割愛する。
【００４３】
図４は、先の図１（ｂ）に対応する図であって、本実施の形態の側面構造を示す一部側面断面図である。同図４に示されるように、本実施の形態も、先の第１の実施の形態に準じた構造となっている。ただし、本実施の形態の湿度センサ１０ｃでは、ケース１１の全面、すなわち、湿度検出素子２０及びリード端子３０を除く全構成要素に対して光触媒が吹き付けられてコーティング５０がなされている。これにより、先の第１の実施の形態の効果に加え、新たに、次のような効果が得られるようになる。すなわち、本実施の形態の湿度センサ１０ｃによれば、当該湿度センサ１０ｃを取り巻く雰囲気中を浮遊するタバコ分子をより多く分解することができるようになるため、煙草分子のような極小の分子が多く浮遊する雰囲気の相対湿度を検出する際の信頼性を、よりいっそう高めることができるようになる。
【００４４】
なお、上記第３の実施の形態も、先の第１の実施の形態に準じて、例えば以下のような形態として実施することもできる。
【００４５】
上記第３の実施の形態では、枠部材４１の各凸部４２をケース１１の各凹部１２にそれぞれ圧入嵌合することで、光触媒フィルタ４０をケース１１に固定していたが、光触媒フィルタ４０の固定態様はこれに限られない。他に例えば、先の図４に対応する図として図５に示すように、ケース１１の各凹部１２に接着剤１３を塗布するとともに、枠部材４１の凸部４２とケース１１の各凹部１２とをこの接着剤１３によって接着することでこれらを固定して、湿度センサ１０ｄを構成してもよい。
【００４６】
上記第３の実施の形態では、図４に示したように、ケース開口部１１ａの周縁に、複数の円形状の凹部１２を適宜の深さ及び適宜の直径にて形成するとともに、枠部材４１に、各凹部１２に対応する高さ及び直径にて凸部４２を形成することとした。逆に、ケース開口部の周縁に複数の円形状の凸部を適宜の深さ及び適宜の直径にて形成するとともに、光触媒フィルタを構成する枠部材に、各凸部に対応する高さ及び直径にて凹部を形成することとしてもよい。また、そうした凹部及び凸部の形状も円形状に限られず任意である。
【００４７】
（第４の実施の形態）
次に、本発明にかかる湿度センサの第４の実施の形態について、図６を参照しつつ説明する。また、この図６において、先の図１〜図５に示した要素と同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して示しており、それら各要素についての重複する説明は割愛する。
【００４８】
図６は、先の図３（ａ）に対応する図であって、本実施の形態の側面断面構造を示す一部側面断面図である。この図６に示されるように、本実施の形態も、先の第２の実施の形態及び第３の実施の形態に準じた構造となっている。すなわち、図６に示されるように、本実施の形態の湿度センサ１０ｅでは、ケース開口部１１ａの周縁に突起１４を形成し、この突起１４の長さよりも短い貫通孔４３が突起１４に対応して形成された枠部材４１ａを有して光触媒フィルタ４０ａを構成する。そして、ケース１１の突起１４を枠部材４１ａの貫通孔４３を介してかしめることで、光触媒フィルタ４０ａをケース１１に固定するようにしている。また、ケース１１の全面、すなわち、湿度検出素子２０及びリード端子３０を除く全構成要素に対して光触媒が吹き付けられてコーティング５０がなされている。これにより、先の第２及び第３の実施の形態の効果に準じた効果が得られるようになる。
【００４９】
（第５の実施の形態）
次に、本発明にかかる湿度センサの第５の実施の形態について、図７（ａ）〜（ｃ）を参照しつつ説明する。また、この図７において、先の図１〜図６に示した要素と同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して示しており、それら各要素についての重複する説明は割愛する。
【００５０】
図７（ａ）は、本実施の形態の平面構造を示す平面図である。また、図７（ｂ）は、同実施の形態の側面構造を示す一部側面断面図であり、図７（ｃ）は、同実施の形態の平面構造を裏面側から示す図である。これら図７（ａ）〜（ｃ）に示されるように、本実施の形態も、先の第１の実施の形態に準じた構造となっている。ただし、本実施の形態の湿度センサ１０ｆでは、ケース１６の表面側に、内外に空気を流通させるための（第１）ケース開口部１６ａが形成されているだけでなく、ケース１６の裏面側にも、内外に空気を流通させるための（第２）ケース開口部１６ｂが形成されている。そして、光触媒フィルタ４０及び４５が、これら両ケース開口部１６ａ及び１６ｂをそれぞれ覆う状態で、これら両ケース開口部１６ａ及び１６ｂにそれぞれ備えられている。
【００５１】
詳しくは、図７（ａ）及び（ｂ）に示されるように、ケース１６は、上方に向けて開口されたケース開口部１６ａを有する例えば有底角筒状に形成されている。また、ケース１６は、図７（ｃ）に示されるように、その内底面に、例えば長方形状の複数（本実施の形態では４つ）の開口からなるケース開口部１６ｂが形成されている。ケース開口部１６ｂがこのような形状に形成されることで、ケース１６内外によりいっそう空気が流通する上、湿度検出素子２０をケース１６内に安定して支持することができるようになる。
【００５２】
ところで、こうしたケース開口部１６ｂは、空気に併せて塵や埃あるいは水滴等がケース１６内部に進入する要因となる。そのため、図７（ｃ）に示されるように、空気を通過させる一方で、塵埃や水滴等を通過させない程度の大きさの孔が多数形成された光触媒フィルタ４５が、ケース開口部１６ｂを覆う状態で該ケース開口部１６ｂに備えられている。
【００５３】
ただし、第１の実施の形態の説明でも記載したように、また、課題の欄でも記載したように、ケース開口部１６ｂを覆う多孔質フィルタに光触媒がコーティングされていなければ、例えば煙草の煙などの極小の分子が多く浮遊する雰囲気の湿度を検出しようとすると、雰囲気の相対湿度にかかる検出精度が低下することが懸念される。したがって、本実施の形態の湿度センサ１０ｆでは、例えば酸化チタン（ＴｉＯ２）からなる光触媒が多孔質フィルタに吹き付けられてコーティングされている光触媒フィルタ４５が、ケース開口部１６ｂを覆う状態で該ケース開口部１６ｂに備えられている。これにより、第１の実施の形態の効果に準じた効果が得られるとともに、空気を流通させるための開口面積が増加するため、より高い信頼性及び高い応答性をもって雰囲気の相対湿度を検出することができるようになる。
【００５４】
なお、上記第５の実施の形態は、例えば以下のような形態として実施することもできる。
【００５５】
上記第５の実施の形態では、枠部材４１の各凸部４２をケース１６の各凹部１７にそれぞれ圧入嵌合することで、光触媒フィルタ４０をケース１６に固定していたが、光触媒フィルタ４０の固定態様はこれに限られない。他に例えば、先の図７（ｂ）に対応する図として図８に示すように、ケース１６の各凹部１２に接着剤１８を塗布するとともに、枠部材４１の凸部４２とケース１６の各凹部１７とをこの接着剤１８によって接着することでこれらを固定し、湿度センサ１０ｇを構成してもよい。
【００５６】
（第６の実施の形態）
次に、本発明にかかる湿度センサの第６の実施の形態について、図９を参照しつつ説明する。また、この図９において、先の図１〜図８に示した要素と同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して示しており、それら各要素についての重複する説明は割愛する。
【００５７】
図９は、本実施の形態の側面構造を示す一部側面断面図である。この図９に示されるように、本実施の形態も、先の図３（ａ）に示した第２の実施の形態、及び、先の図６に示した第４の実施の形態に準じた構造となっている。すなわち、本実施の形態の湿度センサ１０ｈでは、ケース開口部１６ａの周縁に突起１９を形成し、この突起１９の長さよりも短い貫通孔４３が突起１９に対応して形成された枠部材４１ａを有して光触媒フィルタ４０ａを構成する。そして、ケース１６の突起１９を枠部材４１ａの貫通孔４３を介してかしめることで、光触媒フィルタ４０ａをケース１６に固定するようにしている。また、内外に空気を流通させるためのケース開口部１６ｂをケース１６の裏面側にも形成し、このケース開口部１６ｂを覆う状態で、光触媒フィルタ４５をケース開口部１６ｂに備えるようにしている。これにより、先の第２の実施の形態及び第４の実施の形態に準じた効果が得られるようになる。
【００５８】
（第７の実施の形態）
次に、本発明にかかる湿度センサの第７の実施の形態について説明する。この実施の形態は、先の図４に示した第３の実施の形態、及び、先の図７（ａ）〜（ｃ）に示した第５の実施の形態に準じた構造を有する。
【００５９】
すなわち、同図７に示されるように、本実施の形態の湿度センサ１０ｉでは、ケース１６の表面側に、内外に空気を流通させるための（第１）ケース開口部１６ａが形成されているだけでなく、ケース１６の裏面側にも、内外に空気を流通させるための（第２）ケース開口部１６ｂが形成されている。そして、光触媒フィルタ４０及び４５が、これら両ケース開口部１６ａ及び１６ｂをそれぞれ覆う状態で、これら両ケース開口部１６ａ及び１６ｂにそれぞれ備えられている。また、ケース１６の全面、すなわち、湿度検出素子２０及びリード端子３０を除く全構成要素に対して光触媒が吹き付けられてコーティング５０がなされている。これにより、先の第３及び第５の実施の形態の効果が得られるようになる。
【００６０】
なお、上記第７の実施の形態は、例えば以下のような形態として実施することもできる。
【００６１】
上記第７の実施の形態では、枠部材４１の各凸部４２をケース１６の各凹部１７にそれぞれ圧入嵌合することで、光触媒フィルタ４０をケース１６に固定していたが、光触媒フィルタ４０の固定態様はこれに限られない。他に例えば、先の図８に示すように、ケース１６の各凹部１２に接着剤１８を塗布するとともに、枠部材４１の凸部４２とケース１６の各凹部１７とをこの接着剤１８によって接着することでこれらを固定し、湿度センサ１０ｊを構成してもよい。
【００６２】
（第８の実施の形態）
次に、本発明にかかる湿度センサの第８の実施の形態について説明する。この実施の形態は、先の図６に示した第４の実施の形態、及び、先の図９に示した第６の実施の形態に準じた構造を有する。
【００６３】
すなわち、同図９に示されるように、本実施の形態の湿度センサ１０ｋでは、ケース１６の表面側に、内外に空気を流通させるための（第１）ケース開口部１６ａが形成されているだけでなく、ケース１６の裏面側にも、内外に空気を流通させるための（第２）ケース開口部１６ｂが形成されている。そして、光触媒フィルタ４０ａ及び４５が、これら両ケース開口部１６ａ及び１６ｂをそれぞれ覆う状態で、これら両ケース開口部１６ａ及び１６ｂにそれぞれ備えられている。また、ケース開口部１６ａの周縁に突起１９を形成し、この突起１９の長さよりも短い貫通孔４３が突起１９に対応して形成された枠部材４１ａを有して光触媒フィルタ４０ａを構成する。そして、ケース１６の突起１９を枠部材４１ａの貫通孔４３を介してかしめることで、光触媒フィルタ４０ａをケース１６に固定するようにしている。さらに、ケース１６の全面、すなわち、湿度検出素子２０及びリード端子３０を除く全構成要素に対して光触媒が吹き付けられてコーティング５０がなされている。これにより、先の第４及び第６の実施の形態の効果に準じた効果が得られるようになる。
【００６４】
（他の実施の形態）
上記各実施の形態（変形例を含む）では、酸化チタン（ＴｉＯ２）からなる光触媒を多孔質フィルタに吹き付けてコーティングすることにより、光触媒フィルタ４０、４０ａ、４５を構成することとしたが、光触媒は、酸化チタンに限られない。要は、多孔質フィルタにコーティングすることが可能であって、光が照射されると強い酸化力を持ち、煙草分子のような極小な有機物がフィルタを通過しようとする際にこれを捕捉・分解することができるのであれば、その材料は任意である。また、そうした光触媒を用いて光触媒フィルタ４０、４０ａ、４５を構成する構成方法も、吹きつけに限られない。他に、例えば含浸により、光触媒フィルタを構成することとしてもよい。
【００６５】
上記各実施の形態（変形例を含む）では、雰囲気の湿度変化を櫛歯型電極２２ａ及び２２ｂ間の静電容量の変化として検出する容量式湿度センサとして実現していたが、電極の形状はこれに限られない。また、検出原理についてもこれに限られない。他に例えば、雰囲気の湿度変化を感湿膜２３のインピーダンスの変化として検出する抵抗式湿度センサとして実現してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明にかかる湿度センサの第１の実施の形態について、（ａ）は、平面構造を示す平面図。（ｂ）は、（ａ）のＩＢ−ＩＢ線に沿った側面構造を示す側面断面図。（ｃ）は、（ｂ）の分解図。
【図２】同第１の実施の形態の変形例について、側面構造を分解して示す一部側面断面図。
【図３】本発明にかかる湿度センサの第２の実施の形態について、（ａ）は、側面構造を示す一部側面断面図。（ｂ）は（ａ）の分解図。
【図４】本発明にかかる湿度センサの第３の実施の形態について、（ａ）は、平面構造を示す平面図。（ｂ）は、側面構造を示す一部側面断面図。
【図５】同第３の実施の形態の変形例について、側面構造を分解して示す一部側面断面図。
【図６】本発明にかかる湿度センサの第４の実施の形態の側面構造を示す一部側面断面図。
【図７】本発明にかかる湿度センサの第５（及び第７）の実施の形態について、（ａ）は、平面構造を示す平面図。（ｂ）は、（ａ）のＩＩＢ−ＩＩＢ線に沿った側面構造を示す側面断面図。（ｃ）は、裏面構造を示す図。
【図８】同第５（及び第７）の実施の形態の変形例について、側面構造を分解して示す一部側面断面図。
【図９】本発明にかかる湿度センサの第６（及び第８）の実施の形態の側面構造を示す一部側面断面図。
【図１０】（ａ）は、感湿膜の細孔開口部を煙草分子が塞ぎ、水分子が細孔内表面に付着することができない様子を示した模式図。（ｂ）は、感湿膜の細孔内表面に付着した煙草分子がさらに水分子を吸着し、より多くの水分子が細孔内表面に付着した様子を示した模式図。
【図１１】雰囲気中で浮遊する煙草分子の多寡の別に、雰囲気の実際の相対湿度とセンサ出力との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
【００６７】
１０〜１０ｋ…湿度センサ、１１、１６…ケース、１１ａ、１６ａ…（第１）ケース開口部、１２、１７…凹部、１３、１８…接着剤、１４、１９…突起、１６ｂ…（第２）ケース開口部、２０…湿度検出素子、２１…基板、２２ａ、２２ｂ…櫛歯型電極（湿度検出用の電極）、２３…感湿膜、２４…湿度検出部、２５…回路部、３０…リード端子、３１…ボンディングワイヤ、４０、４０ａ、４５…光触媒フィルタ、４１、４１ａ…枠部材、４２…凸部、４３…貫通孔、５０…光触媒コーティング。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面で開口しつつ内部に達する複数の細孔が形成された感湿膜と、前記感湿膜の細孔内表面を含む表面に水分が吸着することによって変化する当該感湿膜の物理量を検出するための一対の電極とを有する湿度検出素子と、
前記湿度検出素子を内部に収容するとともに、内外に空気を流通させるための開口部である第１ケース開口部が形成されているケースと、を備える湿度センサにおいて、
光触媒がコーティングされている多孔質フィルタである光触媒フィルタが前記第１ケース開口部を覆う状態で該第１ケース開口部に備えられていることを特徴とする湿度センサ。
【請求項２】
前記光触媒フィルタは、前記多孔質フィルタに前記光触媒が吹き付けられてコーティングされている請求項１に記載の湿度センサ。
【請求項３】
前記光触媒は、酸化チタンである請求項１または２に記載の湿度センサ。
【請求項４】
前記ケースは、前記第１ケース開口部の周縁に凹部が形成されており、前記光触媒フィルタは、前記ケースの前記凹部に対応した凸部を有する枠部材を有しているとともに、
前記光触媒フィルタは、前記枠部材の前記凸部が前記ケースの前記凹部に圧入嵌合されることで、前記ケースに固定される請求項１〜３のいずれか一項に記載の湿度センサ。
【請求項５】
前記ケースの前記凹部には接着剤が塗布され、前記枠部材の前記凸部と前記ケースの前記凹部とは、この接着剤により接着されている請求項４に記載の湿度センサ。
【請求項６】
前記ケースは、前記第１ケース開口部の周縁に突起が形成されており、前記光触媒フィルタは、前記突起の長さよりも短い貫通孔が前記突起に対応して形成された枠部材を有しているとともに、
前記光触媒フィルタは、前記ケースの前記突起が前記枠部材の前記貫通孔を介してかしめられることで前記ケースに固定される請求項１〜３のいずれか一項に記載の湿度センサ。
【請求項７】
前記ケースには、内外に空気を流通させるための開口部である第２ケース開口部が形成されており、前記光触媒フィルタが前記第２ケース開口部にも備えられている請求項４〜６のいずれか一項に記載の湿度センサ。
【請求項８】
前記ケース全面に光触媒がコーティングされている請求項１〜７のいずれか一項に記載の湿度センサ。
【請求項９】
前記感湿膜は、湿度に応じてその誘電率が変化するものであり、当該湿度センサは、前記感湿膜の誘電率の変化に基づいて湿度を検出する容量式の湿度センサである請求項１〜８のいずれか一項に記載の湿度センサ。
【請求項１】
表面で開口しつつ内部に達する複数の細孔が形成された感湿膜と、前記感湿膜の細孔内表面を含む表面に水分が吸着することによって変化する当該感湿膜の物理量を検出するための一対の電極とを有する湿度検出素子と、
前記湿度検出素子を内部に収容するとともに、内外に空気を流通させるための開口部である第１ケース開口部が形成されているケースと、を備える湿度センサにおいて、
光触媒がコーティングされている多孔質フィルタである光触媒フィルタが前記第１ケース開口部を覆う状態で該第１ケース開口部に備えられていることを特徴とする湿度センサ。
【請求項２】
前記光触媒フィルタは、前記多孔質フィルタに前記光触媒が吹き付けられてコーティングされている請求項１に記載の湿度センサ。
【請求項３】
前記光触媒は、酸化チタンである請求項１または２に記載の湿度センサ。
【請求項４】
前記ケースは、前記第１ケース開口部の周縁に凹部が形成されており、前記光触媒フィルタは、前記ケースの前記凹部に対応した凸部を有する枠部材を有しているとともに、
前記光触媒フィルタは、前記枠部材の前記凸部が前記ケースの前記凹部に圧入嵌合されることで、前記ケースに固定される請求項１〜３のいずれか一項に記載の湿度センサ。
【請求項５】
前記ケースの前記凹部には接着剤が塗布され、前記枠部材の前記凸部と前記ケースの前記凹部とは、この接着剤により接着されている請求項４に記載の湿度センサ。
【請求項６】
前記ケースは、前記第１ケース開口部の周縁に突起が形成されており、前記光触媒フィルタは、前記突起の長さよりも短い貫通孔が前記突起に対応して形成された枠部材を有しているとともに、
前記光触媒フィルタは、前記ケースの前記突起が前記枠部材の前記貫通孔を介してかしめられることで前記ケースに固定される請求項１〜３のいずれか一項に記載の湿度センサ。
【請求項７】
前記ケースには、内外に空気を流通させるための開口部である第２ケース開口部が形成されており、前記光触媒フィルタが前記第２ケース開口部にも備えられている請求項４〜６のいずれか一項に記載の湿度センサ。
【請求項８】
前記ケース全面に光触媒がコーティングされている請求項１〜７のいずれか一項に記載の湿度センサ。
【請求項９】
前記感湿膜は、湿度に応じてその誘電率が変化するものであり、当該湿度センサは、前記感湿膜の誘電率の変化に基づいて湿度を検出する容量式の湿度センサである請求項１〜８のいずれか一項に記載の湿度センサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−７０２０１（Ｐ２００８−７０２０１Ａ）
【公開日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２４８３８８（Ｐ２００６−２４８３８８）
【出願日】平成１８年９月１３日（２００６．９．１３）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月１３日（２００６．９．１３）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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