(57)【要約】【課題】  本発明は、降雨を精度良く検知することができる降雨検知システムを提供する。【解決手段】  本発明の降雨検知システムＡは、ガラス１と、このガラス１の一面に固定されて上記ガラス１に当たった降雨によって生じたガラスの振動を検知する圧電センサ２とを備えており、好ましくは、圧電センサ２は、圧電シート21と、上記圧電シート21の一面に積層一体化されたシグナル電極22と、上記圧電シート21の他面に積層一体化された第一グランド電極23とを有していることから、ガラス１に当たった降雨を精度良く検知することできる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスと、このガラスの一面に固定されて上記ガラスに当たった降雨によって生じたガラスの振動を検知する圧電センサとを備えていることを特徴とする降雨検知システム。
【請求項２】
圧電センサは、圧電シートと、上記圧電シートの一面に積層一体化されたシグナル電極と、上記圧電シートの他面に積層一体化された第一グランド電極とを有していることを特徴とする請求項１に記載の降雨検知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、降雨検知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車のフロントガラスに降雨センサを設け、降雨センサによって降雨を検知してワイパーの動作間隔を自動制御することが行われており、特許文献１には、降雨を検知するセンサを備えた車両用フロントガラスが提案されている。
【０００３】
上記車両用フロントガラスにおいて用いられている降雨を検知するセンサは、電気抵抗や静電容量の変化を監視するものであるが、降雨の検知精度が低いという問題点を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２１９８１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、降雨を精度良く検知することができる降雨検知システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の降雨検知システムは、ガラスと、このガラスの一面に固定されて上記ガラスに当たった降雨によって生じたガラスの振動を検知する圧電センサとを備えていることを特徴とする。
【０００７】
上記降雨検知システムにおいて、圧電センサは、圧電シートと、上記圧電シートの一面に積層一体化されたシグナル電極と、上記圧電シートの他面に積層一体化された第一グランド電極とを有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の降雨検知システムは、上述の如き構成を有していることから、ガラスに当たった降雨を精度良く検知することできる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】圧電センサの一例を示した模式断面図である。
【図２】本発明の降雨検知システムの機能構成を示した図である。
【図３】本発明の降雨検知システムのハードウエア構成を示した図である。
【図４】電位の変化量を算出するときに用いられるグラフの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の降雨検知システムの一例を図面を参照しながら説明する。本発明の降雨検知システムＡは、図１及び図２に示したように、ガラス１と、このガラス１の一面に固定された圧電センサ２とを備えている。
【００１１】
本発明の降雨検知システムＡに用いられるガラス１としては、特に限定されないが、車両のガラスが好ましく、車両のフロントガラスがより好ましい。
【００１２】
本発明の降雨検知システムＡは、ガラス１の一面に一体的に固定された圧電センサ２を有している。ガラス１が車両のガラスである場合には、圧電センサ２は、ガラス１の車内面側の表面に固定される。
【００１３】
圧電センサ２は、圧電シート21を有している。圧電シート21としては、外力が加えられることによって電荷を発生させることができるシートであれば、特に限定されず、例えば、合成樹脂シート（合成樹脂発泡シート又は合成樹脂非発泡シート）に分極を付与した圧電シート、無機系圧電材料を樹脂に分散させた無機系シートに分極を付与した圧電シート、無機系圧電材料を含む無機系シートに分極を付与した圧電シートが挙げられ、感度が高く、厚み方向の変形で電荷を発生しやすいことから、合成樹脂シート（合成樹脂発泡シート又は合成樹脂非発泡シート）に分極を付与した圧電シートが好ましく、合成樹脂発泡シートに分極を付与した圧電シートがより好ましい。
【００１４】
合成樹脂シートを構成する合成樹脂としては、特に限定されず、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂などのポリオレフィン系樹脂、ポリフッ化ビニリデン、ポリ乳酸、液晶樹脂などが挙げられる。無機系シートを構成する無機材料としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛、チタン酸鉛、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、タングステン酸ナトリウム、酸化亜鉛、リチウムテトラボレート、Ｂａ2ＮａＮｂ5Ｏ5，Ｐｂ2ＫＮｂ5Ｏ15などが挙げられる。
【００１５】
合成樹脂シート又は無機系シートに分極を付与する方法としては、特に限定されず、例えば、（１）合成樹脂シート又は無機系シートを一対の平板電極で挟持し、帯電させたい表面に接触させている平板電極を高圧直流電源に接続すると共に他方の平板電極をアースし、合成樹脂シート又は無機系シートに直流又はパルス状の高電圧を印加して合成樹脂又は無機材料に電荷を注入して合成樹脂シート又は無機系シートに分極を付与する方法、（２）電子線、Ｘ線などの電離性放射線や紫外線を合成樹脂シート又は無機系シートの表面に照射して、合成樹脂シート又は無機系シートの近傍部の空気分子をイオン化することによって合成樹脂又は無機系シートに分極を付与する方法、（３）合成樹脂シート又は無機系シートの一面に、アースされた平板電極を密着状態に重ね合わせ、合成樹脂シート又は無機系シートの他面側に所定間隔を存して直流の高圧電源に電気的に接続された針状電極又はワイヤー電極を配設し、針状電極の先端又はワイヤー電極の表面近傍への電界集中によりコロナ放電を発生させ、空気分子をイオン化させて、針状電極又はワイヤー電極の極性により発生した空気イオンを反発させて合成樹脂又は無機系シートに分極を付与する方法などが挙げられる。
【００１６】
圧電シート21は、外力が加わると、シートに注入されて見かけ上、分極した状態でためられた正電荷と負電荷とが相対変位を生じ、この相対変位に伴って良好な電気応答を生じ、該電気応答を測定することにより、ガラスに当たった降雨によって生じた振動を検知することができる。
【００１７】
図１に示したように、圧電センサ２は、圧電シート21と、この圧電シート21の一面に積層一体化されたシグナル電極22と、上記圧電シート21の他面に積層一体化された第一グランド電極23と、上記シグナル電極22上に第一電気絶縁シート３を介して積層一体化された第二グランド電極24とを有している。
【００１８】
圧電シート21の両面にはその全面を被覆するように固定剤層（図示せず）を介して第一、第二電気絶縁シート３、４が積層一体化されており、第一電気絶縁シート３上には更に固定剤層（図示せず）を介して第三電気絶縁シート５が積層一体化されている。なお、第一〜第三電気絶縁シート３〜５は、電気絶縁性を有しておれば、特に限定されず、例えば、ポリエチレンテレフタレートシート、ポリエチレンナフタレートシートなどが挙げられ、ポリエチレンテレフタレートシートが好ましい。
【００１９】
固定剤層を構成している固定剤は、反応系・溶剤系・水系・ホットメルト系の接着剤又は粘着剤から構成されており、圧電シート21の感度を維持する観点から、誘電率の低い固定剤が好ましい。
【００２０】
第一電気絶縁シート３における圧電シート21に対向する面31には所定の面積を有するシグナル電極22が一体的に形成され、第二電気絶縁シート４における圧電シート21に対向する面41の全面には第一グランド電極23が一体的に形成され、第三電気絶縁シート５における圧電シート21に対向する面51の全面には第二グランド電極24が一体的に形成されている。従って、圧電シート21の一面にシグナル電極22が固定剤層を介して積層一体化されていると共に、圧電シート21の他面に固定剤層を介して第一グランド電極23が積層一体化されており、更に、シグナル電極22上に、電気絶縁シート３及び固定剤層を介して第二グランド電極24が積層一体化されている。なお、第二グランド電極24は、シグナル電極22が外部の電磁波の影響を受けることを防止するために設けられている。
【００２１】
電気絶縁シート上に電極（グランド電極及びシグナル電極）を形成する方法としては、例えば、（１）電気絶縁シート上に、バインダー中に導電性微粒子を含有させてなる導電ペーストを塗布、乾燥させる方法、（２）電気絶縁シート上に蒸着によって電極を形成する方法、（３）電気絶縁シート上に、銅シートなどの金属シートを積層一体化する方法などが挙げられる。
【００２２】
降雨検知システムＡは、機能的には、図２に示したように、ガラス１と、圧電センサ２と、降雨監視部３とを有している。又、降雨検知システムＡは、物理的には、図３に示したように、ガラス１と、圧電センサ２と、ＣＰＵ(Central Processing Unit)41と、ＲＯＭ(Read Only Memory)42と、ＲＡＭ(Random Access Memory)43と、ＳＳＤ（Solid State Drive）やＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの補助記憶装置44と、測定モジュール45とを有している。
【００２３】
図２において説明した降雨検知システムＡは、図３に示したＣＰＵ41やＲＡＭ43上に所定のプログラムを読み込ませることにより、ＣＰＵ41の制御のもとで測定モジュール45を作動させると共に、ＲＡＭ43や補助記憶装置44におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。
【００２４】
降雨検知システムＡの降雨監視部３は、ＣＰＵ41を備えたものであってＲＯＭ42などに記憶されているプログラムを実行することで所定の機能を発揮する。
【００２５】
圧電センサ２のシグナル電極22及び第一グランド電極23は測定モジュール45に導電線を介して電気的に接続されている。なお、第一グランド電極23と測定モジュール45とを接続している導電線は途中で二つに分岐されており、一方の分岐線を測定モジュール45に、他方の分岐線においてアースをとることによって第一グランド電極23を基準電位とし、シグナル電極22の電位を測定モジュール45によって測定し、シグナル電極22の電位の変化を電気信号として測定可能に構成されている。
【００２６】
降雨検知システムＡの動作について説明する。ガラス１に降雨が当たると、ガラス１に振動が発生し、この振動によって圧電シート21に圧縮応力が加えられ、圧電シート21において降雨に伴う電位が発生する。
【００２７】
降雨に伴って発生した全ての電位は測定モジュール45によって測定され、測定モジュール45にて測定された電位は電気信号として降雨監視部３に全て送信される。降雨監視部３は、圧電シート21から受けた電気信号に基づいて、単位時間当たりの電位の累積変化量を算出する。単位時間当たりの電位の累積変化量は、図４に示したように、横軸に時間、縦軸に電位をとったグラフにおいて斜線で示された部分の単位時間当たりの面積５から算出することができる。
【００２８】
降雨監視部３には、単位時間当たりの電位の累積変化量と降雨量との関係が予め記憶されており、降雨監視部３は、上記関係に基づいて、圧電シート21から受けた電気信号に基づいて算出された、単位時間当たりの電位の累積変化量から降雨量を算出し出力する。降雨監視部３から出力された降雨量に基づいて、例えば、車両のフロントガラスに設けられたワイパーの動作間隔が制御される。
【符号の説明】
【００２９】
１     ガラス
２     圧電センサ
21     圧電シート
22     シグナル電極
23     第一グランド電極
24     第二グランド電極
３      降雨監視部
Ａ     降雨検知システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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