(57)【要約】【課題】  ガラス面での凹凸を小さくでき、温度測定の応答性が高いと共に正確な温度測定が可能な温度センサ付き窓ガラスを提供すること。【解決手段】  窓に使用される板ガラス本体２と、該板ガラス本体２のガラス面に貼り付けられていると共にこの貼り付けられた領域に広がって配されて温度に応じて電気抵抗が変化する感熱部を有したフィルム状温度センサ４とを備え、該フィルム状温度センサ４が、絶縁性フィルム５と、該絶縁性フィルム５上に延在して形成された薄膜状の感熱部と、該感熱部に接続された一対のリード線６とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
窓に使用される板ガラス本体と、
該板ガラス本体のガラス面に貼り付けられていると共にこの貼り付けられた領域に広がって配されて温度に応じて電気抵抗が変化する感熱部を有したフィルム状温度センサとを備えていることを特徴とする温度センサ付き窓ガラス。
【請求項２】
請求項１に記載の温度センサ付き窓ガラスにおいて、
前記フィルム状温度センサが、前記板ガラス本体の上下方向に延在して貼り付けられていることを特徴とする温度センサ付き窓ガラス。
【請求項３】
請求項１または２に記載の温度センサ付き窓ガラスにおいて、
前記フィルム状温度センサが、絶縁性フィルムと、
該絶縁性フィルム上に延在して形成された薄膜状の前記感熱部と、
該感熱部に接続された一対のリード線とを備えていることを特徴とする温度センサ付き窓ガラス。
【請求項４】
請求項３に記載の温度センサ付き窓ガラスにおいて、
前記板ガラス本体の周縁部に取り付けられた枠部を備え、
前記絶縁性フィルムが、前記枠部の近傍に配置され、
前記リード線が、前記枠部内に配線されていることを特徴とする温度センサ付き窓ガラス。
【請求項５】
請求項３または４に記載の温度センサ付き窓ガラスにおいて、
前記感熱部が、前記絶縁性フィルム上に形成され前記一対のリード線が接続された一対のパターン電極と、
前記絶縁性フィルム上および前記一対のパターン電極上にパターン形成された薄膜サーミスタ部と、を備えていることを特徴とする温度センサ付き窓ガラス。
【請求項６】
請求項３または４に記載の温度センサ付き窓ガラスにおいて、
前記感熱部が、前記絶縁性フィルム上に白金膜でパターン形成された白金測温抵抗体であることを特徴とする温度センサ付き窓ガラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窓ガラスの温度を計測することができる温度センサ付き窓ガラスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、窓ガラスの温度を測定してカーテン、ブラインドまたは空調機器などを制御するために、窓ガラスに温度センサを取り付けたセンサ付き窓ガラスが検討されている。
従来、例えば特許文献１には、窓に使用される板ガラスにおいて、室内側ガラス面あるいは室外側ガラス面に、温度センサと光センサとを設けた窓ガラスが提案されている。
【０００３】
この窓ガラスでは、温度センサと光センサとで検知した温度と光量とに基づいて、ブラインドの昇降等の自動調整を行っている。なお、この窓ガラスに取り付ける温度センサとしては、線径０．３ｍｍの熱電対、サーミスタあるいは金属抵抗線などが用いられ、これを接着剤でガラス面に接着させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３３７０４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、上記特許文献１に記載の技術では、窓ガラスのガラス面に熱電対、サーミスタあるいは金属抵抗線をガラス面に接着剤で取り付けているが、これらをガラス面に取り付けると、窓ガラスのガラス面に局所的な凸部が生じ、掃除などの際に引っ掛かって外れやすい等の不都合があった。また、ガラス面に局所的な凸部状に設置された温度センサだけが、外気風などによって窓ガラス全体よりも急峻に温度変動しやすく、正確な温度測定ができないという問題もある。さらに、温度センサが窓ガラスに密着している面積が小さく、局所的であって熱伝導性も低くなるために窓ガラスの正確な温度を測定することが難しいと共に、凸部状である温度センサの体積に基づく熱容量によって応答性も低いという問題もある。
【０００６】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、ガラス面での凹凸を小さくでき、温度測定の応答性が高いと共に正確な温度測定が可能な温度センサ付き窓ガラス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】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明の温度センサ付き窓ガラスは、窓に使用される板ガラス本体と、該板ガラス本体のガラス面に貼り付けられていると共にこの貼り付けられた領域に広がって配されて温度に応じて電気抵抗が変化する感熱部を有したフィルム状温度センサとを備えていることを特徴とする。
【０００８】
この温度センサ付き窓ガラスでは、板ガラス本体のガラス面に貼り付けられていると共にこの貼り付けられた領域に広がって配されて温度に応じて電気抵抗が変化する感熱部を有したフィルム状温度センサを備えているので、板ガラス本体に貼り付けられたフィルム状温度センサの広い貼付面で温度を測定でき、従来の局所的に温度センサを密着固定したものに比べて、窓ガラスの温度を正確に測定することができる。特に、フィルム状温度センサの感熱部を大面積にするほど、広い面積での平均温度を測定可能になり、窓ガラスの正確な温度を測定可能になる。また、フレキシブルで外形状の凹凸が小さく薄い構造のフィルム状温度センサであるため、掃除等による剥がれも少なくなると共に、外気風などを受ける場合でも温度変動が生じ難い。さらに、フィルム状温度センサが薄く熱容量も小さいことから、温度計測の応答性が高い。
【０００９】
また、本発明の温度センサ付き窓ガラスは、前記フィルム状温度センサが、前記板ガラス本体の上下方向に延在して貼り付けられていることを特徴とする。
すなわち、この温度センサ付き窓ガラスでは、フィルム状温度センサが、板ガラス本体の上下方向に延在して貼り付けられているので、温度差が生じやすい窓ガラスの上下方向における平均温度が測定可能になり、上下方向の温度差による測定誤差を低減することができる。
【００１０】
また、本発明の温度センサ付き窓ガラスは、前記フィルム状温度センサが、絶縁性フィルムと、該絶縁性フィルム上に延在して形成された薄膜状の前記感熱部と、該感熱部に接続された一対のリード線とを備えていることを特徴とする。
すなわち、この温度センサ付き窓ガラスでは、フィルム状温度センサが、絶縁性フィルム上に延在して形成された薄膜状の感熱部を有するので、高い柔軟性によって板ガラス本体のガラス面に容易にかつ高い密着状態でフィルム状温度センサを接着させることができ、高精度かつ高応答性な温度計測が可能になる。
【００１１】
また、本発明の温度センサ付き窓ガラスは、前記板ガラス本体の周縁部に取り付けられた枠部を備え、前記絶縁性フィルムが、前記枠部の近傍に配置され、前記リード線が、前記枠部内に配線されていることを特徴とする。
すなわち、この温度センサ付き窓ガラスでは、絶縁性フィルムが、枠部の近傍に配置され、リード線が、枠部内に配線されているので、絶縁性フィルムおよび感熱部が板ガラス本体からの採光の妨げになり難く目立たないと共に、配線が枠部内に隠れていることで、外観上の美観を損ねることなく配線することが可能になる。
【００１２】
また、本発明の温度センサ付き窓ガラスは、前記感熱部が、前記絶縁性フィルム上に形成され前記一対のリード線が接続された一対のパターン電極と、前記絶縁性フィルム上および前記一対のパターン電極上にパターン形成された薄膜サーミスタ部と、を備えていることを特徴とする。
すなわち、この温度センサ付き窓ガラスでは、感熱部が、絶縁性フィルム上にパターン形成された薄膜サーミスタ部を備えているので、絶縁性フィルム上に広範囲に薄膜サーミスタ部を広い面積で形成して、より高精度かつ高応答性な温度計測が可能になる。
【００１３】
また、本発明の温度センサ付き窓ガラスは、前記感熱部が、前記絶縁性フィルム上に白金膜でパターン形成された白金測温抵抗体であることを特徴とする。
すなわち、この温度センサ付き窓ガラスでは、感熱部が、絶縁性フィルム上に白金膜でパターン形成された白金測温抵抗体であるので、絶縁性フィルム上に広範囲にわたって延在する白金測温抵抗体により、より高精度かつ高応答性な温度計測が可能になる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係る温度センサ付き窓ガラスによれば、板ガラス本体のガラス面に貼り付けられていると共にこの貼り付けられた領域に広がって配されて温度に応じて電気抵抗が変化する感熱部を有したフィルム状温度センサを備えているので、従来の局所的に温度センサを密着固定したものに比べて、窓ガラスの温度を正確に測定することができると共に応答性に優れ、外形状の凹凸を極力抑えて掃除等による剥がれや外気風による温度変動の抑制が可能になる。したがって、本発明の温度センサ付き窓ガラスを用いれば、窓ガラスの温度を高精度にかつ高応答性で測定でき、カーテン、ブラインドまたは空調機器などの制御を高精度に行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る温度センサ付き窓ガラスの第１実施形態を示す正面図である。
【図２】第１実施形態において、フィルム状温度センサを示す斜視図である。
【図３】第１実施形態において、フィルム状温度センサの製造方法を工程順に示す斜視図である。
【図４】本発明に係る温度センサ付き窓ガラスの第２実施形態において、フィルム状温度センサを示す斜視図である。
【図５】第２実施形態において、フィルム状温度センサの製造方法を工程順に示す斜視図である。
【図６】本発明に係る温度センサ付き窓ガラスの第３実施形態を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る温度センサ付き窓ガラスの第１実施形態を、図１から図３を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能又は認識容易な大きさとするために縮尺を適宜変更している。
【００１７】
本実施形態の温度センサ付き窓ガラス１は、図１及び図２に示すように、窓に使用される板ガラス本体２と、該板ガラス本体２の周縁部に取り付けられた枠部２ａと、該板ガラス本体２のガラス面に貼り付けられていると共にこの貼り付けられた領域に広がって配されて温度に応じて電気抵抗が変化する感熱部３を有したフィルム状温度センサ４とを備えている。
【００１８】
上記フィルム状温度センサ４は、絶縁性フィルム５と、該絶縁性フィルム５上に延在して形成された薄膜状の上記感熱部３と、該感熱部３に接続された一対のリード線６とを備えている。
上記絶縁性フィルム５は、枠部２ａの近傍に配置され、リード線６が、枠部２ａ内に配線されている。
【００１９】
上記感熱部３は、図２に示すように、絶縁性フィルム５上に形成され一対のリード線６が接続された一対のパターン電極７と、絶縁性フィルム５上および一対のパターン電極７上にパターン形成された薄膜サーミスタ部８と、を備えている。
上記絶縁性フィルム５は、例えばポリイミド樹脂シートで長方形状に形成されている。
【００２０】
上記一対のパターン電極７は、例えばＮｉＣｒ膜とＰｔ膜との積層金属膜でパターン形成され、互いに対向状態に配した櫛形パターンの櫛形電極部分を有している。これらパターン電極７の櫛形電極部分は、全体として長方形状の絶縁性フィルム５の延在方向（板ガラス本体２の上下方向）に沿って延在するように配置されている。また、一対のパターン電極７の基端部上には、リード線６の引き出し部としてめっき部１０が形成されている。さらに、このめっき部１０にリード線６の一端が半田材１１で接合されている。
【００２１】
上記薄膜サーミスタ部８は、例えばＴｉＡｌＮ、ＴｉＮ、ＮｂＡｌＮ、ＮｂＮ等の窒化物からなる薄膜サーミスタ材料で、互いに対向するパターン電極７の櫛形電極部分を覆うように矩形の帯状に絶縁性フィルム５にパターン形成されている。
【００２２】
次に、本実施形態の温度センサ付き窓ガラス１の製造方法について、図２および図３を参照して説明する。
まず、例えば、図３の（ａ）に示す厚さ５０μｍのポリイミド樹脂シートの絶縁性フィルム５上に、スパッタ法によってＮｉＣｒ膜（Ｎｉ：Ｃｒ＝８０ｍｏｌ％：２０ｍｏｌ％）を厚さ１０ｎｍ形成し、さらにその上にＰｔ膜を厚さ２００ｎｍ形成する。
【００２３】
次に、図３の（ｂ）に示すように、積層されたＮｉＣｒ膜とＰｔ膜との上にレジスト液をバーコーターで塗布し、８０℃で１０ｍｉｎプリベークした後、露光装置で所定の櫛形電極構造のパターン形状に感光し、不要部分を除去する。さらに、Ａｒによるドライエッチングによって一対のパターン電極７を所定パターンでパターニングする。
【００２４】
このパターン電極７が形成された絶縁性フィルム５上に、図３の（ｃ）に示すように、メタルマスクを介して反応性スパッタ法によりＴｉＡｌＮの薄膜サーミスタ部８を所定形状で厚さ５００ｎｍ成膜する。
その後、図３の（ｄ）に示すように、この薄膜サーミスタ部８を覆うように絶縁性フィルム５上に接着剤付きのポリイミドカバーレイフィルム１２を載せ、プレス機によって１５０℃で２Ｎ／ｃｍの圧力で３０ｍｉｎ加圧し、接着させる。なお、この際、めっき部１０を形成する一対のパターン電極７の基端部上は除いてポリイミドカバーレイフィルム１２を接着する。
【００２５】
次に、図３の（ｅ）に示すように、一対のパターン電極７の基端部上にめっき液によって厚さ３μｍのＮｉめっき層および厚さ１０μｍのＳｎめっき層を形成して、一対のめっき部１０とする。
さらに、これらめっき部１０にそれぞれリード線６の一端を半田材１１で接合することで、図２に示すフィルム状温度センサ４が作製される。
【００２６】
次に、図１に示す板ガラス本体２の枠部２ａ近傍に両面接着剤付きフィルム（図示略）を貼り付け、この両面接着剤付きフィルム上にフィルム状温度センサ４を接着させる。さらに、絶縁テープ１３でフィルム状温度センサ４の絶縁性フィルム５を覆うようにしてラッピングし、絶縁テープ１３を板ガラス本体２に貼り付ける。また、一対のリード線６は、枠部２ａ内に挿通させて配線することで、本実施形態の温度センサ付き窓ガラス１が作製される。なお、リード線６は、例えば、外部に設置された空調機器等の温度測定回路（図示略）に接続される。
【００２７】
このように本実施形態の温度センサ付き窓ガラス１では、板ガラス本体２のガラス面に貼り付けられていると共にこの貼り付けられた領域に広がって配されて温度に応じて電気抵抗が変化する感熱部３を有したフィルム状温度センサ４を備えているので、板ガラス本体２に貼り付けられたフィルム状温度センサ４の広い貼付面で温度を測定でき、従来の局所的に温度センサを密着固定したものに比べて、窓ガラスの温度を正確に測定することができる。
【００２８】
特に、フィルム状温度センサ４の感熱部３を大面積にするほど、広い面積での平均温度を測定可能になり、窓ガラスの正確な温度を測定可能になる。また、フレキシブルで外形状の凹凸が小さく薄い構造のフィルム状温度センサ４であるため、掃除等による剥がれも少なくなると共に、外気風などを受ける場合でも温度変動が生じ難い。さらに、フィルム状温度センサ４が薄く熱容量も小さいことから、温度計測の応答性が高い。
【００２９】
また、フィルム状温度センサ４が、絶縁性フィルム５上に延在して形成された薄膜状の感熱部３を有するので、高い柔軟性によって板ガラス本体２のガラス面に容易にかつ高い密着状態でフィルム状温度センサ４を接着させることができ、高精度かつ高応答性な温度計測が可能になる。
【００３０】
また、絶縁性フィルム５が、枠部２ａの近傍に配置され、リード線６が、枠部２ａ内に配線されているので、絶縁性フィルム５および感熱部３が板ガラス本体２からの採光の妨げになり難く目立たないと共に、配線が枠部内に隠れていることで、外観上の美観を損ねることなく配線することが可能になる。
さらに、感熱部３が、絶縁性フィルム５上にパターン形成された薄膜サーミスタ部８を備えているので、絶縁性フィルム５上に広範囲に薄膜サーミスタ部８を広い面積で形成して、より高精度かつ高応答性な温度計測が可能になる。
【００３１】
次に、本発明に係る温度センサ付き窓ガラスの第２実施形態および第３実施形態について、図４から図６を参照して以下に説明する。なお、以下の実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００３２】
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、感熱部３が薄膜サーミスタ部８を備えた薄膜サーミスタであるのに対し、第２実施形態の温度センサ付き窓ガラスは、図４および図５に示すように、感熱部２３が、絶縁性フィルム５上にＰｔ（白金）膜でミアンダ形状の線状にパターン形成された白金測温抵抗体２８である点である。
【００３３】
すなわち、第２実施形態のフィルム状温度センサ２４では、絶縁性フィルム５上に成膜されたＰｔ膜をミアンダ状にパターン形成して白金測温抵抗体２８が絶縁性フィルム５上の広範囲にわたって設けられている。
【００３４】
次に、第２実施形態の温度センサ付き窓ガラスの製造方法について、図４および図５を参照して説明する。
まず、図５の（ａ）に示すように、例えば厚さ５０μｍのポリイミド樹脂シートの絶縁性フィルム５上に、スパッタ法によってＮｉＣｒ膜（Ｎｉ：Ｃｒ＝８０ｍｏｌ％：２０ｍｏｌ％）を厚さ１０ｎｍ形成し、さらにその上にＰｔ膜を厚さ２００ｎｍ形成する。
【００３５】
次に、図５の（ｂ）に示すように、積層されたＮｉＣｒ膜とＰｔ膜との上にレジスト液をバーコーターで塗布し、８０℃で１０ｍｉｎプリベークした後、露光装置で所定のミアンダ構造のパターン形状に感光し、不要部分を除去する。さらに、Ａｒによるドライエッチングによって白金測温抵抗体２８を所定パターンでパターニングする。
【００３６】
その後、図５の（ｃ）に示すように、この白金測温抵抗体２８を覆うように絶縁性フィルム５上に接着剤付きのポリイミドカバーレイフィルム１２を載せ、プレス機によって１５０℃で２Ｎ／ｃｍの圧力で３０ｍｉｎ加圧し、接着させる。なお、めっき部１０が形成される白金測温抵抗体２８の一対の基端部上は除いてポリイミドカバーレイフィルム１２を接着する。
【００３７】
次に、図５の（ｄ）に示すように、白金測温抵抗体２８の一対の基端部上にめっき液によって厚さ３μｍのＮｉめっき層および厚さ１０μｍのＳｎめっき層を形成して、一対のめっき部１０とする。
さらに、これらめっき部１０にそれぞれリード線６の一端を半田材１１で接合することで、図４に示すフィルム状温度センサ２４が作製される。
【００３８】
次に、第１実施形態と同様に、板ガラス本体２に両面接着剤付きフィルム（図示略）を貼り付け、この両面接着剤付きフィルム（図示略）上にフィルム状温度センサ２４を、板ガラス本体２に接着させる。さらに、絶縁テープ１３でフィルム状温度センサ２４の絶縁性フィルム５を覆うようにしてラッピングし、絶縁テープ１３を板ガラス本体２に接着する。また、一対のリード線６は、枠部２ａ内に挿通させて配線することで、第２実施形態の温度センサ付き窓ガラスが作製される。
【００３９】
このように第２実施形態の温度センサ付き窓ガラスでは、感熱部２３が、絶縁性フィルム５上にＰｔ膜でパターン形成された白金測温抵抗体２８であるので、絶縁性フィルム５上に広範囲にわたって延在する白金測温抵抗体２８により、より高精度かつ高応答性な温度計測が可能になる。
【００４０】
次に、第３実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、長方形状のフィルム状温度センサ４が板ガラス本体２の下部に貼り付けられているのに対し、第３実施形態の温度センサ付き窓ガラス３１では、絶縁性フィルム３５が帯状に形成され、フィルム状温度センサ３４が、板ガラス本体２の上下方向に延在して貼り付けられている点である。
【００４１】
すなわち、第３実施形態では、帯状の絶縁性フィルム３５の延在方向（板ガラス本体２の上下方向）に感熱部３が帯状に延在している。特に、第３実施形態では、板ガラス本体２の上端近傍から下端近傍にわたって絶縁性フィルム３５および感熱部３が延在している。
なお、第３実施形態では、感熱部３が板ガラス本体２の上端近傍から下端近傍にわたって上下に延在するようにフィルム状温度センサ３４を接着した状態で、帯状の絶縁テープ３３でフィルム状温度センサ２４の絶縁性フィルム３５を覆うようにしてラッピングし、絶縁テープ３３を板ガラス本体２に接着する。
【００４２】
このように第３実施形態の温度センサ付き窓ガラス３１では、フィルム状温度センサ３４が、板ガラス本体２の上下方向に延在して貼り付けられているので、温度差が生じやすい窓ガラスの上下方向における平均温度が測定可能になり、上下方向の温度差による測定誤差を低減することができる。
【００４３】
なお、本発明の技術範囲は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記各実施形態では、平板状の板ガラス本体にフィルム状温度センサを貼り付けているが、フィルム状温度センサがフレキシブルな薄いフィルム状であるので、曲面状の板ガラス本体のガラス面にも容易に貼り付け可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１，３１…温度センサ付き窓ガラス、２…板ガラス本体、２ａ…枠部、３，２３…感熱部、４，２４，３４…フィルム状温度センサ、５，３５…絶縁性フィルム、６…リード線、７…パターン電極、８…薄膜サーミスタ部、２８…白金測温抵抗体
【図１】
2012067502.tif 000003
【図２】
2012067502.tif 000004
【図３】
2012067502.tif 000005
【図４】
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【図５】
2012067502.tif 000007
【図６】
2012067502.tif 000008