(57)【要約】【課題】水滴により短絡することなく広範囲の結露状態を検出し、さらに外乱ノイズの影響が少なく感度が良い結露状態検出センサを提供する。【解決手段】窓用板状体１に少なくとも一対の電極５、５’と、一対の電極５、５’のそれぞれから連設された少なくとも一対の導体６、６’と、一対の導体６、６’に対応して形成された高分子被膜７とからなり、一対の導体６、６’は、静電容量結合しており、高分子被膜７の水分付着量の変化を比誘電率の変化で検出することにより結露状態を検出することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
窓用板状体の室内側に付着する水分を検出することにより結露を検知する結露状態検出センサであって、前記窓用板状体は、少なくとも一対の電極と、該一対の電極のそれぞれから連設された少なくとも一対の導体と、該一対の導体に対応して形成された高分子被膜とを有し、前記一対の導体は、静電容量結合しており、前記高分子被膜の水分付着量の変化を比誘電率の変化で検出することを特徴とする結露状態検出センサ。
【請求項２】
前記高分子被膜は、シート状の基材を介して前記窓用板状体の室内側表面に設けられている請求項１に記載の結露状態検出センサ。
【請求項３】
前記高分子被膜は、吸水性高分子からなる吸水層である請求項１または２に記載の結露状態検出センサ。
【請求項４】
前記高分子被膜は、親水性高分子からなる親水層である請求項１または２に記載の結露状態検出センサ。
【請求項５】
前記一対の導体は、一対の導体のそれぞれが互い違いに向き合った櫛歯形状で対向しているパターンである請求項１、２、３または４に記載の結露状態検出センサ。
【請求項６】
前記一対の導体は、一対の導体のそれぞれが互いに平行線で対向しているパターンである請求項１、２、３または４に記載の結露状態検出センサ。
【請求項７】
前記一対の電極は、増幅および信号変換のための電子回路に結線されており、該電子回路は、前記一対の導体の静電容量値を利用した発振回路、無安定・双安定マルチバイブレータやスイッチドキャパシタ回路からなる請求項１、２、３、４、５または６に記載の結露状態検出センサ。
【請求項８】
前記電極と前記導体は、銀ペーストの焼成体である請求項１、２、３、４、５、６または７に記載の結露状態検出センサ。
【請求項９】
前記窓用板状体が車両の窓枠に設けられ、請求項１、２、３、４、５、６、７または８に記載の結露状態検出センサが前記窓用板状体の車内側表面に形成されたことを特徴とする車両用窓用板状体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は窓用板状体の表面の曇り状態を検出するための結露状態検出センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車のフロントガラス、リアガラスなどの窓用板状体は、雨の日または雪の日などに、窓用板状体の車室内側と車室外側の雰囲気温度・湿度により、一方の窓用板状体の表面が露点以下になると、もしくは窓用板状体に対して急激な温度変化が起こった場合に、雰囲気中の水分が水滴として付着し、窓用板状体の表面に結露し、曇りを生じる。曇りが生じれば運転者の視界を妨げることになり、運転の支障になることがある。
【０００３】
曇りを取り除くために通常エアコンディショナーの温風または除湿風を窓用板状体の表面に吹き付け、結露した水滴を気化させることにより曇りを取り除くデフロスターと呼ばれる装置が備えられている。また、さらに効果的に曇りや霜を取り除くために電熱ヒーターをガラスに装着した電熱風防ガラスも実用化されている。
【０００４】
しかしこれらの装置は、自動車の運転者が曇りや霜の発生を視覚で検知し、装置のスイッチを手動で入れるものであり、スイッチを入れる動作中は前方から目をそらすことになる。走行中に曇りが発生した場合、スイッチ操作を行うことは危険である。
【０００５】
そのため自動的にエアコンディショナーのデフロスターや電熱ヒーターを作動させる装置が望まれている。曇りを除去する装置を自動的に作動させるには、窓用板状体の結露状態を検出する必要がある。このためにガラス表面の曇り状態を検出するための温湿度センサや結露センサが種々提案されている。
【０００６】
例えば、窓用板状体表面に温湿度センサや結露センサなどのセンサモジュールを取付けるものがある。センサモジュールには、紙・フェノール基板、ガラス・エポキシ基板やアルミナ基板などの絶縁物の基板上に温度湿度センサや結露センサおよびその付随電子回路を搭載している。
【０００７】
これらは、１０ｃｍ角程度の大きさの紙・フェノール基板、ガラス・エポキシ基板やアルミナ基板などの表面に印刷やエッチング処理などで電極や導体を形成し、さらにその上に多孔湿セラミックやカーボンを含有したアクリル樹脂やポリイミド樹脂などを感湿部として戴置して温度湿度センサや結露センサを構成している。そしてこのようなセンサ基板が粘着剤や接着剤を介して窓用板状体表面に取付けられている。
【０００８】
また、この温度センサの基板を金属にし、窓用板状体の表面とセンサ基板との接合部の熱容量を低減した構成が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この温度センサの金属基板の上に感湿材料が配設され、その上部に金属板がさらに配設される。温度センサの金属板が第一の電極となり、上部の金属板が第二の電極となり、第一の電極と第二の電極の間に感湿材料が挟まれた構造となって、コンデンサを形成している。この第一の電極である金属基板と窓用板状体の表面との間に高い熱伝導度を有する薄い箔片または粘着剤を介して、センサ基板を窓用板状体に固着する。
【０００９】
また、窓用板状体の車内側表面に検出用コンデンサおよび補償用コンデンサの導体パターン並びに電極をそれぞれ印刷し、さらにこの導体パターンおよび電極を保護する保護体と、この導体パターンおよび電極に結線されて信号を取り出すための差動増幅回路が取付けられる構成が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。保護体は、自動車のボディと接続され、接地の役目も担っている。
【００１０】
この構成において、窓用板状体の車外側表面に雨滴が付着する、または窓用板状体の車内側表面に結露が発生するなど窓用板状体の表面に水滴が付着すると、検出用コンデンサの静電容量値が変化し、補償用コンデンサの静電容量値との比率が変化する。これを電気的な信号として取り出し、窓用板状体に付着している水滴を検出する構成となっている。
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−２０２３１１号公報
【特許文献２】国際公開第０１／８１９３１号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
窓用板状体の表面に温湿度センサや結露センサなどのセンサモジュールを取付ける構造においては、微小なセンサ基板をガラス表面に取付けて使用するため、センサ基板を取付けた部分の局所的な検知しかできないという問題がある。この問題を解決するために、多数のセンサ基板をガラス表面に取付けて広範囲にわたってガラスの結露を検出させることも可能であるが、配線処理が煩雑となることやセンサ基板自体の部品代や取付け工数の点から現実的ではない。
【００１３】
また、この構成では、ガラス表面とセンサ基板の感湿部との間に、粘着剤層または接着剤層、および紙・フェノール、ガラス・エポキシまたはアルミナなどの絶縁物からなるセンサ基板自体が介在するため、ガラス表面に直接センサを設置する場合よりも余分な熱容量が存在することになるので、ガラス表面からセンサ基板の感湿部までの熱伝導の応答遅れが発生するという問題がある。すなわち、センサ基板近傍の熱の流れを阻害するため、センサ基板での結露の検知状況とセンサ基板より離れた部分の実際の結露状況とが異なるおそれがある。
【００１４】
さらに、センサ基板自体の取付けのためや配線の被覆のために保護部品が必要となるが、センサ基板の周縁を保護部品で覆ってしまうとセンサ基板近傍の空気の流れを阻害するため、センサ基板での結露の検知状況とセンサ基板より離れた部分の実際の結露状況とが異なるおそれがある。
【００１５】
特許文献１の構成では、センサ基板に金属板材を使用してセンサ基板の感湿部の熱容量を低減させることを考えている。この構成をとればセンサ基板自体の熱伝導は改善できるが、窓用板状体の表面からセンサ基板の感湿部までの間には粘着剤層や接着剤層などが介在しているため、熱的な応答遅れの問題は残る。
【００１６】
また、実用レベルで考えると、金属板材は、センサ基板として使用するため破損や変形の防止にある程度の厚みが必要であり、感湿部の剥離防止のために大きさもある程度必要であるため、結果的に熱容量を低減させることは難しい。窓用板状体としてガラスを用いた場合、金属材料の熱伝導率はガラスの熱伝導率より数百倍から数千倍大きいため、センサ基板の取付けられている部分のガラス表面温度とその他のガラス表面温度とに差ができ、それぞれで異なった結露状態となるおそれもある。また一般的にガラス表面への金属板材の粘着剤や接着剤などについては接着強度の確保が難しく、そのために下地にプライマー処理することによるコストアップや粘着剤・接着剤の塗布面積を増大させることによる熱容量の増加につながる。基板が大型化すると自動車用のフロントガラスへの設置も困難になる。
【００１７】
また、センサ基板には保護部品が取付けられ、配線などセンサ基板周りを覆う。センサ基板周りを保護部品で覆うとセンサ基板近傍の空気の流れを阻害することになり、結果として感湿部での結露の発生状況と窓用板状体のその他の部分での結露の発生状況とが異なるおそれがある。
【００１８】
また、特許文献２の構成は、窓用板状体の表面に直接導体パターンおよび電極を印刷などにより構成するため広い範囲で窓用板状体表面の結露の検出が可能である。特許文献２の構成での結露の検出能力は、窓用板状体表面の検出用コンデンサを形成する導体パターンにおける導体相互間の間隔の大きさに依存する。すなわち、導体間の間隔を広く設計すれば、検出用コンデンサの静電容量の変化は結露に対して鈍感となり、検知が困難となる。逆に、導体間の間隔を狭く取れば検出用コンデンサの静電容量の変化は結露に対して敏感となるが、間隔が狭すぎると、水滴によって導体間が短絡するおそれがある。
【００１９】
また、導体パターンの材料として銀ペーストなどのイオン伝導度の高い金属材料を用いた場合、使用が長期間にわたると銀にイオンマイグレーションが発生し、常時短絡した状態になるおそれもある。
【００２０】
仮に導体間が短絡しない最適な間隔を設計できたとしても、検出用コンデンサの容量に影響を与えるのはコンデンサを形成する導体間の空気および水滴であるため、乾燥時と結露時の静電容量の差は数〜数十ｐＦ程度であり、静電容量値としては小さく、外乱ノイズなどの影響により水滴の付着を検出できないおそれがある。特に、自動車のフロントガラスなどに特許文献１の構成を適用した場合、自動車のエンジンやオルタネーターからの電磁放射ノイズやワイパーアームの金属部分の円弧運動により電界が変動するため誤作動するおそれがあり、実用化できていない。
【００２１】
そこで、本発明の目的は、上記課題に鑑み、水滴により短絡することなく広範囲の結露状態を検出し、さらに外乱ノイズの影響が少なく感度がよい結露状態検出センサを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
前述の課題を解決するために、請求項１の発明は、窓用板状体の室内側に付着する水分を検出することにより結露を検知する結露状態検出センサであって、前記窓用板状体は、少なくとも一対の電極と、該一対の電極のそれぞれから連設された少なくとも一対の導体と、該一対の導体に対応して形成された高分子被膜とを有し、前記一対の導体は、静電容量結合しており、前記高分子被膜の水分付着量の変化を比誘電率の変化で検出することを特徴とする結露状態検出センサを提供する。
【００２３】
請求項２の発明は、前記高分子被膜は、シート状の基材を介して前記窓用板状体の室内側表面に設けられている請求項１に記載の結露状態検出センサを提供する。
【００２４】
請求項３の発明は、前記高分子被膜は、吸水性高分子からなる吸水層である請求項１または２に記載の結露状態検出センサを提供する。
【００２５】
請求項４の発明は、前記高分子被膜は、親水性高分子からなる親水層である請求項１または２に記載の結露状態検出センサを提供する。
【００２６】
請求項５の発明は、前記一対の導体は、一対の導体のそれぞれが互い違いに向き合った櫛歯形状で対向しているパターンである請求項１、２、３または４に記載の結露状態検出センサを提供する。
【００２７】
請求項６の発明は、前記一対の導体は、一対の導体のそれぞれが互いに平行線で対向しているパターンである請求項１、２、３または４に記載の結露状態検出センサを提供する。
【００２８】
請求項７の発明は、前記一対の電極は、増幅および信号変換のための電子回路に結線されており、該電子回路は、前記一対の導体の静電容量値を利用した発振回路、無安定・双安定マルチバイブレータやスイッチドキャパシタ回路からなる請求項１、２、３、４、５または６に記載の結露状態検出センサを提供する。
【００２９】
請求項８の発明は、前記電極と前記導体は、銀ペーストの焼成体である請求項１、２、３、４、５、６または７に記載の結露状態検出センサを提供する。
【００３０】
請求項９の発明は、前記窓用板状体が車両の窓枠に設けられ、請求項１、２、３、４、５、６、７または８に記載の結露状態検出センサが前記窓用板状体の車内側表面に形成されたことを特徴とする車両用窓用板状体を提供する。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
【００３２】
本発明は、窓用板状体に設けた一対の導体が静電容量結合してコンデンサを形成したものである。このコンデンサに対応して高分子被膜を形成させることにより、高分子被膜がコンデンサの誘電体となる。よって、誘電体である高分子被膜に水滴が付着しているときとそうでないときとで比誘電率の差が非常に大きいため、結露状況をコンデンサの静電容量値の変化として検出することが可能となる。
【００３３】
つまり、誘電体を高分子被膜とすることにより、空気や水滴のみのときと比べ、水分があるなしとでの比誘電率の変化が顕著となるため、外乱ノイズの影響を低減させることができ、コンデンサの静電容量値の変化として感度のよく結露状況の検出ができる。また、コンデンサを形成する導体上には、高分子被膜が形成されているため、水滴によって一対の導体が短絡することはない。さらに一対の導体が、窓用板状体の表面に直接形成されているので、窓用板状体の熱応答の遅れはほとんど無視できる程度になる。
【００３４】
また、請求項２の発明のように、シート状の基材に高分子被膜を形成させ、基材を粘着剤または接着剤等により窓用板状体に固着させることにより、容易に高分子被膜を一対の導体に対応させて形成させることができる。
【００３５】
さらに、請求項３の発明のように、高分子被膜が吸水性高分子からなる吸水層であると、高分子被膜中に水滴を取り込むことができ、比誘電率の変化をより顕著にすることができる。また、水滴ではなく、吸水層に水分を吸収させていくことになるため、局所的ではなく、高分子被膜が形成されている広範囲の結露状態を検出することが可能である。
【００３６】
また、請求項４の発明のように、高分子被膜が親水性高分子からなる親水層であると、高分子被膜に略均一に水膜が発生するため、水滴のときのような局所的ではなく、広範囲の結露状態を検出することが可能である。
【００３７】
さらに、請求項５の発明のように、一対の導体が櫛歯形状で対向しているパターンであると、測定の対象となる高分子被膜を大きくできるため、水滴の付着による静電容量値の変化を大きすることができ、外乱ノイズによる影響を低減できる。
【００３８】
また、請求項６の発明のように、一対の導体が互いに平行線で対向しているパターンであると、測定の対象となる高分子被膜を大きくできるため、水滴の付着による静電容量値の変化を大きすることができ、外乱ノイズによる影響を低減できる。
【００３９】
さらに、請求項７の発明のように、一対の導体の根幹には一対の電極が形成されており、この電極間の出力は発振回路や無安定・双安定マルチバイブレータ、スイッチドキャパシタ回路からなる増幅および信号変換のための電子回路に結線されているので、導体電極間の静電容量値の変化に応じて例えば発振周波数の変化や電圧の変化などのより取り扱いやすい電気信号の変化として取り出すことができる。
【００４０】
また、請求項８の発明のように、電極および導体を、銀ペーストを焼成させたもので形成させることにより、窓用板状体の表面に直接導体を形成させることができるため、窓用板状体の表面と吸水層または親水層表面との間の熱応答の遅れもほぼ解消できる。
【００４１】
さらに、請求項９の発明のように、結露状態検出センサが設けられた窓用板状体が車両用の窓用板状体、特に自動車用の窓であることにより、走行中の視界の妨げになる結露の発生状況を監視することが可能となる。
【００４２】
つまり、一対の導体間の高分子被膜に水滴が付着している状態とそうでない状態とで比誘電率を比較すると、その違いは非常に大きく、電極に増幅および信号変換のための電子回路が結線することにより、窓用板状体の表面へ付着している水分量の変化を、電極間の静電容量の変化として、数十から数百ｐＦの大きさで容易に検出することができる。
【００４３】
さらに、窓用板状体表面上に電極および導体を銀ペーストで印刷および焼成した後に、吸水性高分子あるいは親水性高分子からなる粘着性を持った層状膜に貼り付け、もしくは窓用板状態の表面および電極や導体の上に印刷や吹き付けや浸漬等による積層で形成できるため、薄膜化が容易であり、窓用板状体表面と吸水層または親水層表面との間の熱応答の遅れもほぼ解消できる。窓用板状体表面上の広範囲に導体のパターンおよび吸水膜または親水層を配設することができるので、広範囲でのガラス面上の結露状態の検出が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
【００４５】
図１は、本発明における結露状態検出センサを備えた窓用板状体の一例を示す概略図である。窓用板状体１の周縁部には、暗色セラミックペーストの焼成体（以下、「黒セラ」という）２が形成されている。黒セラ２は、窓用板状体１が車体に接着された状態で接着剤が紫外線により劣化するのを防止する目的と、車室外側から窓用板状体１と車体との接続部分が見えないよう見栄えを良くするために形成されている。窓用板状体１の中央部分が透明部３である。結露状態検出センサ４は、窓用板状体１の黒セラ２が形成されている領域に設けられている。
【００４６】
図２は、結露状態検出センサ４が設けられている領域の拡大図である。結露状態検出センサ４は、一対の電極５、５’と一対の導体６、６’とで構成されている。電極５、５’は、それぞれにリード線が取り付けられ、車体（不図示）に備えられた電子回路に結線されている。一対の導体６、６’に対応する部分の車室内側の表面には、高分子被膜７が形成されている。高分子被膜７を拡張させて、窓用板状体１の透明部３、または窓用板状体１の全体に形成させてもよい。高分子被膜７は吸水性高分子あるいは親水性高分子からなる。
【００４７】
一対の導体６、６’は、一対の電極５、５’より互いに間隔を保って線状に連設されている。また、高分子被膜７は、結露状態検出センサ４の導体６、６’の領域に形成されており、高分子被膜７が導体６、６’間の誘電体として機能し、一対の導体６、６’は静電容量結合してコンデンサを形成している。結露状態検出センサ４は、静電容量値を電子回路に出力する。
【００４８】
結露状態検出センサ４の電極５、５’と、結線している電子回路は、結露状態検出センサ４からの信号を増幅および変換する機能を有している。電子回路は、車両のバッテリーなどから電源の供給を受け、結露状態検出センサより伝達された信号である静電容量値の変化を、例えば発振周波数の変化や直流電圧の変化などのより扱いやすい電気量の変化へと増幅および変換される。
【００４９】
窓用板状体１に結露し始めると、高分子被膜７にも水分が付着し始める。高分子被膜７に水分が付着すると、高分子被膜７の比誘電率が変化し、結露状態検出センサ４のコンデンサ部分の静電容量値が変化する。その変化量により、現在の窓用板状体１の結露状態を監視することが可能となる。
【００５０】
図３と図４は、図２におけるＡ−Ａ断面図を示しており、図３は、高分子被膜７が窓用板状体１の表面に、直接的に形成された場合の一例を示し、図４は、高分子被膜７が基材８上に形成され、基材８が窓用板状体１に粘着された場合の一例を示している。
【００５１】
図３の場合は、窓用板状体１の周縁部の黒セラ２上に、一対の導体６、６’を互いに間隔を空けて静電容量結合するように設ける。そして、高分子被膜７を導体６、６’を覆うように形成させる。このように形成させることにより、静電容量結合している導体６、６’間の誘電体は高分子被膜７となり、高分子被膜７に付着している水分の量により比誘電率が変化し、結果的に水分付着量の変化を静電容量の変化として捉えることができるようになる。
【００５２】
図示していないが、さきに窓用板状体１に高分子被膜７を形成させて、高分子被膜７上に導体６、６’を形成させてもよい。その場合、窓用板状体１の面上および一対の導体６、６’上に直接もしくはプライマー処理をした上で吸水性高分子あるいは親水性高分子からなる材料を印刷や吹付けや浸漬等の手法により積層する。
【００５３】
図４の場合は、まず基材８の表面に高分子被膜７を生成させ、高分子被膜７が車室内側に位置するように、基材８を導体６、６’に対応する部分に貼着する。その際、基材８の貼着面に粘着剤を塗布して基材に接着層を形成させて、窓用板状体１に貼り付けてもよいし、窓用板状体１に接着層を設けて、基材８を貼着させてもよい。基材８には、薄膜プラスチックフィルムが適用できる。この基材８に導体６、６’を一定の間隔を空けて静電容量結合するように設ける。このように形成されることにより、導体６、６’間の比誘電率は、高分子被膜７に影響されることになり、高分子被膜７に付着した水分を静電容量値として検出することが可能となる。
【００５４】
導体６、６’間の比誘電率が高分子被膜７の影響を受けるのであれば、導体６、６’を設ける位置は特に問わない。例えば、基材８の表面に導体６、６’を設けた後に、高分子被膜７を形成させてもよい。また、基材はポリエチレンテレフタレートなどからなる薄膜プラスチックであることが成形性の点で好ましい。基材の厚さは、貼り付け作業性を考慮すると１０〜７０μｍがよく、また曲面への追従性から好ましくは１５〜４０μｍであり、接着層の厚さは接着力の点で５〜５０μｍがよく、また良好な視界を保つためには好ましくは１５〜４０μｍであり、防曇性被膜４の厚さは防曇性能の点で１〜１００μｍがよく、また良好な視界を保つためには好ましくは５〜５０μｍである。
【００５５】
一対の導体の別の実施の形態の一例を図５に示す。図５は、導体６、６’の形状以外は図２と同じである。一対の導体９、９’は、図２の一対の導体６、６’の下縁部で折り返して上縁部まで延設される形状である。
【００５６】
図５の一対の導体９、９’は、互いに対向する面積が図２の一対の導体６、６’に比べて大きくできるため、静電容量結合の誘電体となる高分子被膜７の体積が大きくなり、高分子被膜７に水滴が付着した場合の静電容量値の変化を大きくすることができる。その結果、外乱ノイズによる影響を低減でき、より正確な検知が可能となる。
【００５７】
また、図６に一対の導体の別の実施の形態の一例を示す。図６は、図２の導体６、６’以外の構成は同じである。一対の導体１０、１０’は、互いに櫛歯形状に対向しており、図６に示すように、その櫛歯の凹部と凸部とが噛み合うように形成される。
【００５８】
図６の一対の導体１０、１０’は、互いに対向する面積が図２の一対の導体６、６’に比べて大きくできるため、静電容量結合の誘電体となる高分子被膜７の体積が大きくなり、高分子被膜７に水滴が付着した場合の静電容量値の変化を大きくすることができる。その結果、外乱ノイズによる影響を低減でき、より正確な検知が可能となる。
【００５９】
さらに、図示していないが、図６の一対の導体１０、１０’の下縁部で図５のように折り返して上縁部まで延設される形状にすると、さらに高分子被膜７に水滴が付着した場合の静電容量値の変化を大きくなり、正確な検知ができるようになる。
【００６０】
図５および図６の高分子被膜は、図２の実施の形態の場合と同様に、高分子被膜が窓用板状体の表面に、直接的に形成されていてもよいし、高分子被膜が基材上に形成され、基材が窓用板状体に粘着されていてもよい。また、一対の導体も窓用板状体の表面上に直接形成されていてもよいし、高分子被膜の表面上に形成されていてもよい。
【００６１】
本発明の一対の電極にはリード線（非図示）が取り付けられ、さらにこのリード線の先には増幅および信号変換のための電子回路（非図示）が取り付けられる。この電子回路には駆動のための電源線（非図示）や出力用の信号線（非図示）が結線されている。
【００６２】
検出したの静電容量の変化を電極に結線されたリード線を通して、増幅および信号変換のための電子回路に伝達される。電子回路は、駆動のための電源線より自動車のバッテリーなどからの電源の供給を受け、伝達された静電容量の変化は例えば発振周波数の変化や直流電圧の変化などのより扱いやすい電気量の変化へと増幅および変換され出力用の信号線へ出力される。
【００６３】
出力用の信号線は自動車のエアコンディショナーの制御装置または電熱ガラスの制御装置に結線されており、結露状態を示す出力信号が伝達されると、例えばエアコンディショナーのデフロスターや電熱ガラスを動作させるといった結露を晴らすため動作を自動的に行うことができる。
【００６４】
本発明の窓用板状体は、無機ガラスであってもよいし、有機ガラスであってもよい。無機ガラスの場合は、強化ガラスであってもよいし、図３および図４に示すような２枚のガラス板にポリビニルブチラールからなる中間膜を挟み込んだ合わせガラスであってもよい。
【００６５】
一対の電極および一対の導体は金属などの導電体であれば特に材料は限定されないが、窓用板状体１が複曲を有するなど複雑な形状の場合は、銀とガラスフリットを主成分とする銀ペーストを窓用板状体を成形する前にスクリーン印刷し、焼成させることが生産性の面で好ましい。
【００６６】
一対の導体の幅および間隔については充分に安定的にコンデンサとして機能し、かつ電極６および導体７の形成工程で問題のない数値であれば特に限定されない。導体の幅は、０．５〜５ｍｍが導体自身の抵抗値を低下させかつ印刷などの手段により形成する点で好ましい。導体同士の間隔は、１〜１０ｍｍが十分な静電容量を得てかつ車両用の窓用板状体の周縁部に実装する点で好ましい。
【００６７】
一対の導体の長さについては、導体自身が配設可能な部分の面積および高分子被膜の付着水分の処理能力を考慮して決定されるが、導体の長さはおおよそ５０〜５００ｍｍであることが静電容量を得てかつ車両用の窓用板状体の周縁部に実装する点で好ましい。配設可能な部分が制限される場合は図４に示されるように折り返すか、図５に示すように櫛歯形状とする。
【００６８】
本発明の高分子被膜は、吸水性高分子材料からなる吸水層または親水性高分子材料からなる親水層であることが好ましい。
【００６９】
電極の端部から制御手段への接続は、リード線を用いて結線してもよいが、直接制御手段の電子回路を窓用板状体の面上に接続・配置してもよい。
【００７０】
また、電極にリード線または電子回路を接続する方法は、はんだ付けや導電性接着剤による接着、ロウ付け、超音波・高周波・レーザーなどによる溶接、または窓用板状体上にケーシングを設け、接続端子をケーシングに挿入して圧着や押圧などの手段で電極と接続することが可能である。
【００７１】
電子回路自体の構成は一対の導体間の静電容量値を安定的に増幅や変換できる回路構成であることが好ましい。例えば、一対の導体間の静電容量値を利用して発振するＣＲ発振回路や無安定マルチバイブレータ、双安定マルチバイブレータ、スイッチドキャパシタ回路からなる電子回路であることが低コストな回路構成で十分な変換精度を得る点で好ましい。
【実施例】
【００７２】
次に実施例について具体的に説明する。
【００７３】
１００ｍｍ×１００ｍｍ×厚さ２ｍｍのソーダライムガラスからなるガラス板の表面に暗色セラミックペーストをプリントし、その上層に図２のように銀ペーストで一対の電極５、５’と一対の導体６、６’をプリントし、焼成させた。さらに、一対の導体６、６’上に、表面に高分子被膜７が形成された樹脂フィルムを貼着した。図示していないが、図４において、黒セラ２と基材８との界面に導体７を形成させたものである。
【００７４】
一対の電極５、５’は、一辺が７．５ｍｍの正方形２個を５．５ｍｍ離して形成させた。一対の導体６、６’は、一対の電極５、５’それぞれより線幅０．７ｍｍで平行部分の長さが２７０ｍｍ、間隔が１．５ｍｍとなるように形成させた。
【００７５】
樹脂フィルムは、表面に吸水層からなる高分子被膜が形成され、裏面に粘着剤が積層されたものであり、「バス用くもり止めフィルムＮｏ．５１５６（アスベル社製）」として市販されているものを使用した。この樹脂フィルムを、ガラス板表面に形成された導体６、６’を覆うように切り出し、接着層をガラス板に向け、樹脂フィルムを加圧して貼り付けた。
【００７６】
また、電極５、５’にリード線をはんだ付けし、このリード線の他端をＬＣＲメーターと結線し、同時にこのリード線を切り替えてＣＲ発振回路にも結線できるようにした。
【００７７】
上記のように高分子被膜を形成させたガラス板を、温度を２５℃一定に設定した恒温恒湿槽に蓋をするように配置し、恒温恒湿槽と雰囲気との相対湿度が安定した状態で、一対の導体間の静電容量値をＬＣＲメーターで測定した。
【００７８】
その結果、相対湿度が８０％ＲＨ時の電極間の静電容量値は１９３ｐＦであったが、９０％ＲＨ時には３０８ｐＦ、９３％ＲＨ時には３４２ｐＦ、９６％ＲＨ時には３７３ｐＦと、相対湿度が上昇するにしたがい安定的に静電容量値が増加していくのが観察できた。
【００７９】
同様にＣＲ発振回路に切り替えて測定した結果、発振周波数が安定的な変化を示し、防曇性被膜に付着した水分量を安定的に検出できた。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、車両、特に自動車のフロントガラスやリヤガラスの表面での結露状態を検出するためのセンサに関するものであり、航空機や船舶や鉄道車両などの窓ガラスに対しても利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施の形態の窓用板状体の正面図。
【図２】図１における水分検出センサの拡大図。
【図３】図２における水分検出センサの断面図。
【図４】図２における別の形態を示す水分検出センサの断面図。
【図５】図１における別の形態を示す水分検出センサの拡大図。
【図６】図１における別の形態を示す水分検出センサの拡大図。
【符号の説明】
【００８２】
１：窓用板状体
２：暗色セラミックペーストの焼成体（黒セラ）
３：透明部
４：水分検出センサ
５：電極
６、６’、９、９’、１０、１０’：導体
７：防曇性被膜
８：基材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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