JP7511129B2 - Window Glass Systems - Google Patents
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Description
本発明は、窓ガラスシステム、及び、窓ガラス装置に関する。 The present invention relates to a window glazing system and a window glazing device.
従来より、第１の合成樹脂製の窓材（グレージング）、ポリマー材料から作製された第１の積層中間層、ポリマー材料から作製された第２の積層中間層、可撓性のＯＬＥＤ(Organic Light Emitting Diode)要素又はスクリーン、ポリマー材料から作製された第３の積層中間層、及び第２の合成樹脂製の窓材を積層した輸送乗物用の窓構造がある（例えば、特許文献１参照）。Conventionally, there has been a window structure for a transportation vehicle that comprises a first synthetic resin window material (glazing), a first laminated interlayer made of a polymer material, a second laminated interlayer made of a polymer material, a flexible OLED (Organic Light Emitting Diode) element or screen, a third laminated interlayer made of a polymer material, and the second synthetic resin window material laminated together (see, for example, Patent Document 1).
また、厳冬期や寒冷地などにおいて、汽車、電車、トラック、乗用車などの車両の窓ガラス、あるいは建物の窓ガラスに、積雪、着氷、着霜あるいは曇りなどが生じ、視界が妨げられるなどの問題がある。そのため、窓ガラスの加熱手段として、通電加熱ガラスや加熱された空気を送風するデフロスタが採用されている。Furthermore, during harsh winters or in cold regions, snow, ice, frost or fogging can form on the windows of trains, trams, trucks, cars and other vehicles, or on the windows of buildings, causing problems such as impaired visibility. For this reason, electrically heated glass or defrosters that blow heated air are used as a means of heating the window glass.
ところで、従来の輸送乗物用の窓構造に含まれるＯＬＥＤ要素は、ある程度温度が高い高温環境下では安定的な表示等の素子特性を得ることが難しくなるおそれがある。However, OLED elements contained in conventional window structures for transportation vehicles may have difficulty in obtaining stable element characteristics such as display in high-temperature environments where the temperature is relatively high.
しかしながら、従来の輸送乗物用の窓構造は、窓ガラスの加熱手段を有しているものの、特に温度の管理を行っていない。なお、このような高温環境下での問題は、ＯＬＥＤに限らずに有機材料製の有機素子についても同様である。However, conventional window structures for transport vehicles have a means for heating the window glass, but do not specifically manage the temperature. Note that such problems in high-temperature environments are not limited to OLEDs, but are also the same for organic elements made of organic materials.
そこで、窓ガラスの加熱手段を有していても有機素子の安定的な素子特性が得られる窓ガラスシステム、及び、窓ガラス装置を提供することを目的とする。Therefore, the objective is to provide a window glass system and a window glass device that can obtain stable element characteristics of an organic element even if a means for heating the window glass is provided.
本発明の実施の形態の窓ガラスシステムは、移動体に取り付けられる窓ガラスと、前記窓ガラスに設けられ、有機材料製の有機素子を含むデバイスと、前記窓ガラスの温度を検出する温度センサと、前記移動体の車室内の温度及び湿度を検出する温湿度センサと、前記温度センサによって検出されるガラス温度と、前記温湿度センサによって検出される車室内の温度及び湿度とに基づいて、前記ガラス温度が露点温度を超えているかどうかを判定し、前記ガラス温度が露点温度以下であると判定すると、前記窓ガラスに取り付けられる電熱線もしくは電熱膜又はデフロスタを通電状態にし、前記温度センサによって検出されるガラス温度が所定温度を超えると、前記電熱線もしくは前記電熱膜を非通電状態にする、又は前記デフロスタをオフにする回路を有する制御部とを含む。A window glass system according to an embodiment of the present invention includes a window glass attached to a moving body, a device provided on the window glass and including an organic element made of an organic material, a temperature sensor for detecting the temperature of the window glass, a temperature and humidity sensor for detecting the temperature and humidity inside the vehicle interior of the moving body, and a control unit having a circuit for determining whether the glass temperature exceeds a dew point temperature based on the glass temperature detected by the temperature sensor and the temperature and humidity inside the vehicle interior detected by the temperature and humidity sensor, for energizing an electric heating wire or electric heating film or a defroster attached to the window glass when it is determined that the glass temperature is equal to or lower than the dew point temperature, and for deenergizing the electric heating wire or electric heating film or turning off the defroster when the glass temperature detected by the temperature sensor exceeds a predetermined temperature.
窓ガラスの加熱手段を有していても有機素子の安定的な素子特性が得られる窓ガラスシステム、及び、窓ガラス装置を提供することができる。It is possible to provide a window glass system and a window glass device that can obtain stable element characteristics of organic elements even when a means for heating the window glass is provided.
以下、本発明の窓ガラスシステム、及び、窓ガラス装置を適用した実施の形態について説明する。 Below, we will explain embodiments in which the window glass system and window glass device of the present invention are applied.
＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１の窓ガラスシステム１００を搭載した車両１０の一例を示す図である。窓ガラスシステム１００は、一例としてフロントガラスとして車両１０に取り付けられる。車両１０は、一例としてデフロスタ２０を含む。デフロスタ２０は、作動状態にされると、エアコンによって除湿されるとともに加熱された空気を窓ガラスシステム１００に向かって送風し、曇りを除去する装置である。
<First embodiment>
1 is a diagram showing an example of a
ここで、車両１０は、例えば、ＥＶ(Electric Vehicle)車、ＰＨＶ(Plug-in Hybrid Vehicle)車、ＨＶ(Hybrid Vehicle)車、ガソリン車、又はディーゼル車等の自動車である。また、車両１０は、電車や汽車であってもよい。車両１０は、乗員を運んで移動する移動体の一例である。
Here, the
また、ここでは、窓ガラスシステム１００が車両１０に取り付けられる形態について説明するが、窓ガラスシステム１００は、車両１０以外の移動体（例えば、航空機やヘリコプター等）に取り付けてもよい。
Although the description herein is of a form in which the
図２は、実施の形態１の窓ガラスシステム１００の一例を示す図である。図２は、窓ガラスシステム１００を車両１０（図１参照）側から見た構成を示す。窓ガラスシステム１００は、窓ガラス１１０、ＯＬＥＤディスプレイ１２０、電熱線１３０、スイッチ１４０、制御ユニット１５０（温度センサ１５０Ａ、温湿度センサ１５０Ｂ、制御部１５０Ｃ）を含む。電熱線１３０には電源１６０Ｈが接続されており、制御ユニット１５０には電源１６０ＬとＥＣＵ(Electronic Control Unit：電子制御装置)１７０が接続されている。また、窓ガラスシステム１００から制御ユニット１５０（温度センサ１５０Ａ、温湿度センサ１５０Ｂ、制御部１５０Ｃ）を除いたものは、窓ガラス装置の一例である。
Figure 2 is a diagram showing an example of a
ここでは、窓ガラスシステム１００が窓ガラス１１０を含む形態について説明する。しかしながら、窓ガラスシステム１００は、窓ガラス１１０の代わりに窓ガラス１１０以外のガラスを含んでいてもよい。Here, a form in which the
以下では、車両１０に取り付けられた状態における窓ガラスシステム１００の上下の関係を用いて説明する。
Below, we will explain the top and bottom relationship of the
窓ガラス１１０は、ガラス本体１１１を有する。窓ガラス１１０は、さらにセラミック層１１２を有していてもよい。ガラス本体１１１は、中間膜が封入された合わせガラスであってもよい。セラミック層１１２は、ガラス本体１１１の車室内（車両１０の室内）側の表面において、ガラス本体１１１の周囲に沿って設けられていることが好ましい。The
セラミック層１１２は、一例として、暗色セラミックペーストの焼成体であり、ガラス本体１１１が車両１０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、車両１０の外側からガラス本体１１１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。なお、セラミック層１１２が設けられていないガラス本体１１１の中央部１１１Ａは、透明な部分である。また、ガラス本体１１１が合わせガラスである場合、セラミックス層は、中間膜と接するように設けられるか、ガラス本体１１１の車室内側の表面に設けられることが好ましい。As an example, the
ＯＬＥＤディスプレイ１２０は、一例として、運転席の正面の下側に位置するように設けられている。ここでは一例として、車両１０（図１参照）が右ハンドル車であることとするため、ＯＬＥＤディスプレイ１２０は、車両１０を前から見てガラス本体１１１の左側の下側に位置する。前から見た車両１０の左側は、進行方向における車両１０の右側である。車両１０が左ハンドル車である場合には、車両１０を前から見てガラス本体１１１の右側の下側にＯＬＥＤディスプレイ１２０を設ければよい。ガラス本体１１１が合わせガラスである場合、ＯＬＥＤディスプレイ１２０は、中間膜に挟まれて設けられることが好ましい。ＯＬＥＤディスプレイ１２０は、一例として、運転手に車速や車両１０の状態を表す情報を表示する。なお、ＯＬＥＤディスプレイ１２０はこのような形態に限られず、例えば、種々の画像を表示するものであってもよい。また、ＯＬＥＤディスプレイ１２０の位置及びサイズは、図２に示すものに限られず、ガラス本体１１１のどの位置にあってもよく、ガラス本体１１１の略全面に設けられていてもよい。
As an example, the
電熱線１３０は、ガラス本体１１１の中央部１１１Ａの車室内側の表面に設けられていることが好ましい。電熱線１３０は、一例としてタングステン製の導線であり、端子１３１に接続される。電熱線１３０は、銀製の導線であってもよい。端子１３１は、一例として銀（Ａｇ）を印刷した銀箔製のバスバーである。電熱線１３０は、図２において破線で示す範囲の全体にわたって設けられている。図２に破線で示す電熱線１３０が設けられる範囲は、電熱線１３０によって加熱される加熱領域の一例である。The
一方の端子１３１（図中左）はスイッチ１４０に接続され、他方の端子１３１（図中右）は電源１６０Ｈに接続されている。
One terminal 131 (left in the figure) is connected to switch 140, and the other terminal 131 (right in the figure) is connected to
ガラス本体１１１が合わせガラスである場合、電熱線１３０は、２枚のガラスの間に存在し、両ガラスを接着する中間膜に挟まれて設けられることが好ましい。電熱線１３０は、セラミック層１１２の上に設けられていてもよい。When the
実施の形態１の窓ガラスシステム１００において、電熱線１３０を電熱膜に代えてもよい。電熱膜は、ガラス本体１１１の中央部１１１Ａに設けられることが好ましい。電熱膜は、一例としてＩＴＯ(Indium Tin Oxide)膜であり、端子１３１に接続すればよい。In the
スイッチ１４０は、ガラス本体１１１の車室内側の表面において、セラミック層１１２の上に設けられていてもよい。スイッチ１４０は、電熱線１３０又は電熱膜に接続される一方の端子と車両１０のグランド電位点との間に直列に挿入される。スイッチ１４０のオン／オフは、制御ユニット１５０によって切り替えられる。なお、スイッチ１４０を設けず、制御ユニット１５０が、窓ガラス１１０に取り付けられる電熱線１３０又は電熱膜を、通電状態（オン）又は非通電状態（オフ）にしてもよい。The
制御ユニット１５０は、ガラス本体１１１の中央部１１１Ａの車室内側の表面に設けられていてもよい。制御ユニット１５０は、制御部１５０Ｃと温度センサ１５０Ａと温湿度センサ１５０Ｂとを有する。制御部１５０Ｃは、窓ガラス１１０に取り付けられる電熱線１３０又は電熱膜を通電状態（オン）又は非通電状態（オフ）にする。温度センサ１５０Ａ及び温湿度センサ１５０Ｂは、窓ガラス１１０の一方の面に設けられることが好ましい。温度センサ１５０Ａ及び温湿度センサ１５０Ｂは、窓ガラス１１０の一方の面に施されているセラミック層１１２の上に設けられることが好ましい。温度センサ１５０Ａ及び温湿度センサ１５０Ｂは、ガラス本体１１１の下部に設けられることが好ましい。また、温度センサ１５０Ａ及び温湿度センサ１５０Ｂは、ガラス本体１１１の中央部１１１Ａのうち下部側でセラミック層１１２との境界の近くに設けられることが好ましい。また、温度センサ１５０Ａについては、図２に破線で示す電熱線１３０が設けられる範囲（加熱領域）内に設けられることが好ましい。電熱線１３０によって加熱されているガラス本体１１１の温度を測定するためである。The
制御ユニット１５０は、筐体１５１をさらに有していてもよい。筐体１５１は、制御部１５０Ｃ、温度センサ１５０Ａ及び温湿度センサ１５０Ｂを、内部に収納する。制御部１５０Ｃ、温度センサ１５０Ａ及び温湿度センサ１５０Ｂには、電源１６０Ｌから電力が供給される。なお、制御ユニット１５０は、セラミック層１１２の上に固定されていてもよい。この場合には筐体１５１をセラミック層１１２の上に固定すればよい。The
制御部１５０Ｃは、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、及び内部バス等を含むコンピュータ（回路）によって実現される。制御部１５０Ｃは、温度センサ１５０Ａによって検出されるガラス本体１１１の温度と、温湿度センサ１５０Ｂによって検出される車室内の温度及び湿度に基づいて、ガラス本体１１１の温度が露点温度に達しているかどうかを判定し、ガラス本体１１１の温度が露点温度に達すると電熱線１３０又は電熱膜を通電状態（オン）にし、ガラス本体１１１の温度が所定温度を超えると非通電状態（オフ）にする制御を行う。なお、以下では、温度センサ１５０Ａによって検出されるガラス本体１１１の温度をガラス温度と称す。また、制御部１５０Ｃによる制御の内容等については後述する。The
制御部１５０Ｃは、ＥＣＵ１７０を介して、車両１０に搭載される複数のＥＣＵ(Electronic Control Unit：電子制御装置)のうちのいずれかにネットワークを介して接続されていてもよい。例えば、制御部１５０ＣをＥＣＵ１７０を介してエアコン用のＥＣＵに接続しておけば、エアコンと連携して窓ガラスシステム１００を作動させることができる。また、窓ガラスシステム１００全体の電源のオン／オフは、エアコン等の操作部で行えるようになっていてもよい。The
温度センサ１５０Ａは、ガラス温度を検出する。温度センサ１５０Ａは、ガラス本体１１１に接触していることが好ましい。温湿度センサ１５０Ｂは、移動体の車室内の温度及び湿度を検出する。温湿度センサ１５０Ｂは、ガラス本体１１１上に設けられていてもよいが、ガラス本体１１１から離れていることがより好ましい。温湿度センサ１５０Ｂとしては、温度センサと湿度センサとが１つのチップとして一体化されたものを用いることができる。温度センサ１５０Ａ及び温湿度センサ１５０Ｂは制御部１５０Ｃに接続されており、検出したガラス温度、車室内の温度、及び車室内の湿度を表すデータを制御部１５０Ｃに出力する。The
なお、温湿度センサ１５０Ｂの代わりに別々の温度センサと湿度センサを用いてもよい。車室内の温度を検出する温度センサとしては、例えば熱電対を用いることができる。車室内の湿度を検出する湿度センサとしては、例えば、湿度の変化に応じて変化する素子の抵抗値を出力するセンサ、又は、湿度の変化により変化する素子の静電容量を出力するセンサを用いることができる。In addition, separate temperature and humidity sensors may be used instead of the temperature and
電源１６０Ｈは、電熱線１３０に接続される他方の端子１３１と、車両１０のバッテリ及び／又は発電機との間に接続されており、バッテリ及び／又は発電機から供給される電力を電熱線１３０又は電熱膜に供給する。電源１６０Ｈの出力電圧は、電源１６０Ｌの出力電圧よりも高い。電源１６０Ｈは、一例として電圧が１２Ｖの電力を電熱線１３０に供給する。
電源１６０Ｌは、制御ユニット１５０と、車両１０のバッテリ及び／又は発電機との間に接続されており、バッテリ及び／又は発電機から供給される電力を制御ユニット１５０に供給する。電源１６０Ｌの出力電圧は、電源１６０Ｈの出力電圧よりも低く、一例として５Ｖである。The
次に、制御部１５０Ｃによる電熱線１３０又は電熱膜の通電状態（オン）／非通電状態（オフ）の制御について説明する。Next, we will explain how the
図３は、制御部１５０Ｃが実行する処理を表すフローチャートの一例を示す図である。
Figure 3 is a diagram showing an example of a flowchart illustrating the processing performed by
制御部１５０Ｃは、ＥＣＵ１７０によって電源が投入されると処理をスタートする。
The
制御部１５０Ｃは、温度センサ１５０Ａ及び温湿度センサ１５０Ｂによって検出されるガラス温度、車室内の温度及び湿度に基づいて、ガラス温度が露点温度を超えているかどうかを判定する（ステップＳ１）。The
ガラス温度が露点温度を超えているかどうかは、ガラス温度と飽和水蒸気圧との関係を示す曲線を表すデータを制御部１５０Ｃの内部メモリに格納しておき、ガラス温度と、車室内の温度及び湿度から求まる飽和水蒸気圧とに基づいて、ガラス温度が露点温度を超えているかどうかを判定すればよい。Whether the glass temperature exceeds the dew point temperature can be determined by storing data representing a curve showing the relationship between glass temperature and saturated water vapor pressure in the internal memory of the
制御部１５０Ｃは、ガラス温度が露点温度を超えている（Ｓ１：ＹＥＳ）と判定すると、ステップＳ１の処理を繰り返し実行する。制御部１５０Ｃは、ガラス温度が露点温度を超えていない（Ｓ１：ＮＯ）と判定すると、電熱線１３０もしくは電熱膜を通電状態にする、又はデフロスタ２０をオンにする（ステップＳ２）。ガラス本体１１１の曇りを除去して視界が良好な状態にするとともに、ＯＬＥＤディスプレイ１２０の視認性を良好な状態にするためである。When the
制御部１５０Ｃは、温度センサ１５０Ａによって検出されるガラス温度が温度Ｔαを超えたかどうかを判定する（ステップＳ３）。制御部１５０Ｃは、ガラス温度が温度Ｔαを超えるまでステップＳ３の判定を繰り返し行う。The
温度Ｔαは、一例として４０℃である。温度Ｔαは、ＯＬＥＤを熱から保護するためのガラス温度の上限であり、ＯＬＥＤが晒される上限温度である。ＯＬＥＤディスプレイ１２０は、有機材料製の有機素子であるＯＬＥＤを発光部に含むので、安定的な素子特性を得るためにガラス温度が４０℃を超えないように制御することとしたものである。As an example, the temperature Tα is 40°C. The temperature Tα is the upper limit of the glass temperature for protecting the OLED from heat, and is the upper limit temperature to which the OLED is exposed. Since the
制御部１５０Ｃは、ガラス温度が温度Ｔαを超えた（Ｓ３：ＹＥＳ）と判定すると、電熱線１３０もしくは電熱膜を非通電状態にする、又はデフロスタ２０をオフにする（ステップＳ４）。ガラス温度が温度Ｔαを超えないようにするために、電熱線１３０、電熱膜又はデフロスタ２０を非通電状態（オフ）にすることとしたものである。When the
なお、制御部１５０Ｃは、ガラス温度が温度Ｔαを超えていない（Ｓ３：ＮＯ）と判定すると、ガラス温度が温度Ｔαを超えるまでステップＳ３の処理を繰り返し実行する。
If the
以上で一連の処理が終了する。窓ガラスシステム１００の電源がオンにされている間は、制御部１５０Ｃは、ステップＳ１からＳ４の処理を所定の制御周期で繰り返し実行する。This completes the series of processes. While the power of the
以上のように、実施の形態によれば、ガラス温度、車室内の温度及び湿度に基づき、ガラス本体１１１の温度が露点温度に達しているかどうかを判定し、ガラス本体１１１の温度が露点温度に達すると電熱線１３０もしくは電熱膜を通電状態にする、又はデフロスタ２０をオンにし、ガラス本体１１１の温度が所定温度を超えると非通電状態又はオフにする制御を行う。As described above, according to the embodiment, a determination is made as to whether the temperature of the
このため、ＯＬＥＤディスプレイ１２０の安定的な素子特性が得られるようにガラス温度の上昇を抑制することができる。
This makes it possible to suppress the increase in glass temperature so as to obtain stable element characteristics of the
したがって、有機素子の一例であるＯＬＥＤを含むＯＬＥＤディスプレイ１２０の安定的な素子特性が得られる窓ガラスシステム１００を提供することができる。Therefore, it is possible to provide a
また、ガラス本体１１１の温度が露点温度に達すると電熱線１３０もしくは電熱膜を通電状態にする、又はデフロスタをオンにすることにより、ガラス本体１１１の曇りの発生を未然に抑制してガラス本体１１１の視界が良好で、かつ、ＯＬＥＤディスプレイ１２０の視認性が良好な状態にすることができる。In addition, when the temperature of the
なお、電熱線１３０と電源１６０Ｈとの間に電圧変換部を設け、電熱線１３０に供給される電圧を１０Ｖ以下に抑えてもよい。ガラス温度の上昇を緩やかにして、ガラス温度が例えば４０℃に達して電熱線１３０を非通電状態（オフ）にする際に、ガラス温度が下がりやすくするためである。これは、電熱線１３０の代わりに電熱膜を用いる場合も同様である。電熱膜の場合は、供給される電圧を４０Ｖ以下に抑えてもよい。
A voltage conversion unit may be provided between the
また、電熱線１３０の電力密度を４００Ｗ／ｍ２以下に抑えてもよい。ガラス温度の上昇を緩やかにして、ガラス温度が例えば４０℃に達して電熱線１３０を非通電状態（オフ）にする際に、ガラス温度が下がりやすくするためである。これは、電熱線１３０の代わりに電熱膜を用いる場合も同様である。なお、電熱線１３０の電力密度とは、単位面積あたりの電熱線１３０に供給される電力である。電熱膜の場合は、単位面積あたりの電熱膜に供給される電力である。
Also, the power density of the
また、窓ガラスシステム１００が有機素子を含むデバイスとしてＯＬＥＤディスプレイ１２０又はＨＵＤ(Head Up Display：ヘッドアップディスプレイ)の光学装置を含む場合、電熱線１３０に印加される電圧を７Ｖ以下にして、かつ、電熱線１３０の電力密度を４００Ｗ／ｍ２以下に抑えてもよい。ガラス温度の上昇を緩やかにして、ガラス温度が例えば４０℃に達して電熱線１３０を非通電状態（オフ）にする際に、ガラス温度が下がりやすくするためである。これは、電熱線１３０の代わりに電熱膜を用いる場合も同様である。
Furthermore, when the
また、ガラス本体１１１に電熱線１３０が設けられている場合、電熱線１３０同士の間隔は３ｍｍ以上に設定してもよい。電熱線１３０同士の間隔を広めに取ることにより、ガラス温度が上昇しすぎないようにするためである。In addition, when the
ガラス本体１１１に電熱線１３０が設けられている場合は、電熱線１３０の線幅は、２５μｍ以上に設定してもよい。電熱線１３０の線幅を太めにすることにより、電熱線１３０の電気抵抗を小さくしてガラス温度が上昇しすぎないようにするためである。When the
さらに、ガラス本体１１１に設けられた電熱線１３０又は電熱膜が通電状態（オン）である場合、電熱線１３０又は電熱膜に流れる電流が周期的に変動してもよい。電流が所定時間比率で周期的に変動することにより、ガラス温度の上昇を緩やかにして、ガラス温度が例えば４０℃に達して電熱線１３０又は電熱膜を非通電状態（オフ）にする際に、ガラス温度が下がりやすくなる。特に、電流が周期的に非通電状態となることが好ましい。一例として、５秒毎に通電状態（オン）と非通電状態（オフ）を繰り返すようにすることで、電流が周期的に非通電状態になるようにすればよい。Furthermore, when the
また、以上では、車両１０のフロントガラスとして用いられる窓ガラスシステム１００にＯＬＥＤディスプレイ１２０が含まれる形態について説明した。しかしながら、ＯＬＥＤディスプレイ１２０は、フロントガラスに限られず、サイドガラス、リアガラス、ガラス製のルーフパネル、又は、ガラス製のサンルーフ等に取り付けられて表示等を行うように構成されていてもよい。In the above, a configuration has been described in which the
また、以上では、窓ガラスシステム１００が有機素子の一例としてＯＬＥＤを含む形態について説明した。しかしながら、窓ガラスシステム１００に含まれる有機素子は、ＯＬＥＤに限られず、例えば、液晶素子、調光素子、ホログラム、ＬＥＤフィルム等であってもよい。すなわち、ＯＬＥＤディスプレイ１２０の代わりに、有機材料製のディスプレイ部等を含むＬＣＤ(Liquid Crystal Display：液晶ディスプレイ)、調光ディスプレイ、ＨＵＤ、透明スクリーン等を用いてもよい。In the above, a configuration has been described in which the
ＬＣＤは、ＯＬＥＤの代わりに液晶素子を含む表示装置として用いることができ、ガラス本体１１１の一部や、サイドガラス、リアガラス、ガラス製のルーフパネル、又は、ガラス製のサンルーフ等に設けてもよい。The LCD can be used as a display device including a liquid crystal element instead of an OLED, and may be provided in part of the
調光ディスプレイは、電圧の印加によって透過率を変更することで、車外の光の車内への透過量を調整可能な調光素子を含んでいればよく、ガラス本体１１１の一部や、サイドガラス、リアガラス、ガラス製のルーフパネル、又は、ガラス製のサンルーフ等に設けてもよい。調光素子としては、懸濁粒子素子や液晶素子が挙げられる。The light-adjusting display only needs to include a light-adjusting element that can adjust the amount of light outside the vehicle that is transmitted into the vehicle interior by changing the transmittance through application of a voltage, and may be provided in a part of the
また、ＨＵＤは、有機素子を含む表示装置としてガラス本体１１１の一部等に設けることができる。有機素子を構成する材料としては、ホログラムとして用いられる重クロム酸ゼラチン、フォトポリマ―の他、液晶素子、ＰＥＴやＰＥＮを用いた樹脂積層膜、厚さが略漸減したポリビニルブチラール樹脂膜が挙げられる。有機素子は、ガラス本体１１１の一部や、サイドガラス、リアガラス、ガラス製のルーフパネル、又は、ガラス製のサンルーフ等に設けてもよい。また、有機素子は、ＰＥＴやＰＥＮを用いた樹脂積層膜、厚さが略漸減したポリビニルブチラール樹脂膜であってもよい。The HUD can be provided in a part of the
また、透明スクリーンは、ガラス本体１１１の一部や、サイドガラス、リアガラス、ガラス製のルーフパネル、又は、ガラス製のサンルーフ等に設け、透過率をある程度低くした状態で、プロジェクタ等から出力される画像を投影できるように構成されていればよい。透明スクリーン用有機素子としては、光硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ゾルゲル法により得られるシリカや有機無機ハイブリッド材料が挙げられる。具体的には、ポリエステル樹脂（ＰＥＴ、ポリエチレンナフタレート等）、ポリカーボネート樹脂、トリアセチルセルロース樹脂、シクロオレフィンポリマー樹脂、凹凸構造を有するアクリル樹脂である。The transparent screen may be provided on a part of the
また、ＬＥＤフィルムは有機素子を含む発光装置としてガラス本体１１１の一部等に設けることができる。ＰＥＴやＰＥＮを用いた樹脂積層膜等にＵＶ硬化樹脂等でＬＥＤを固定構成が例として挙げられる。In addition, the LED film can be provided as a light-emitting device including an organic element in a part of the
また、ＯＬＥＤディスプレイ１２０は、図２に示すように運転席の正面の下側に位置するように設ける形態に限らず、図４乃至図６に示す位置に設けてもよい。図４乃至図６は、ＯＬＥＤディスプレイ１２０の位置の変形例を示す図である。
The
図４乃至図６では、一例として、ガラス本体１１１の中央部１１１Ａを上下方向において３つの領域５０Ａ～５０Ｃに分割している。領域５０Ａは、３つの領域５０Ａ～５０Ｃのうちの上下方向における中央に位置し、領域５０Ｂは上側に位置し、領域５０Ｃは下側に位置する。領域５０Ａと領域５０Ｃを合わせた領域は、運転者の運転視界領域になる領域である。ここで、一例として、運転視界領域は、ガラス本体１１１の中央部１１１Ａのうち、平均的な運転者の車両１０の走行中における視界に含まれる範囲にある領域であり、意図的に視線を逸らして見る範囲は含まれない。
In Figures 4 to 6, as an example, the
領域５０Ａは、ガラス本体１１１の中央部１１１Ａから、運転中には殆ど見ることがない領域５０Ｂと、運転視界領域のうち、最も下方の帯状の領域５０Ｃとを除いた部分に相当する。
領域５０Ｂは、ガラス本体１１１の中央部１１１Ａのうちの最も上側において左右方向に延在する帯状の領域である。領域５０Ｂは、一例として車両１０が走行中の場合には運転者が意図的に視野を上方に向けることで視認できる領域である。領域５０Ｂは、凹部５１Ｂを有する。凹部５１Ｂは、中央部１１１Ａの凹部１１１Ａ０に対応して設けられている。凹部１１１Ａ０は、中央部１１１Ａの上端で左右方向における中央部に設けられ、ルームミラーや、自動ブレーキ又は自動運転等のために車両１０の前方の画像を取得するカメラを避けるために、中央部１１１Ａの上端が下方に凹んだ部分である。凹部５１Ｂは、領域５０Ｂの上側において、左右方向の中央部に設けられ、領域５０Ｂの上端が下側に凹んだ領域である。
また、領域５０Ｃは、ガラス本体１１１の中央部１１１Ａのうちの最も下側において左右方向に延在する帯状の領域である。領域５０Ｃは、一例として車両１０が走行中の場合には運転者が意図的に視野を下方に向けることで視認できる領域である。なお、車両１０の種類によってガラス本体１１１の上下方向と左右方向のサイズは異なる。また、車両１０の種類によってガラス本体１１１と運転席の位置関係は異なる。このため、領域５０Ａ～５０Ｃは、車両１０の種類によって異なるが、上側から下側にかけて領域５０Ｂ、領域５０Ａ、領域５０Ｃの順に並んでいる。領域５０Ａは、領域５０Ａ～５０Ｃのうち上下方向における真ん中に位置する領域である。
図４では、ＯＬＥＤディスプレイ１２０は、ガラス本体１１１の上側の領域５０Ｂ内に設けられている。ガラス本体１１１が合わせガラスである場合、ＯＬＥＤディスプレイ１２０は、中間膜に挟まれて設けられることが好ましい。領域５０Ｂに設けられるＯＬＥＤディスプレイ１２０には、例えば、運転者を含む乗員のために、交通標識、信号の表示、ガラス本体１１１を通じて乗員が見ることができる山の名称や標高等の情報、又は、現在位置に関する情報等を表示することができる。また、車両１０の外部に抜けて表示可能なように領域５０ＢにＯＬＥＤディスプレイ１２０を設ける場合には、「どうぞわたってください」等の歩行者向けのメッセージを表示してもよい。In FIG. 4, the
図５では、ＯＬＥＤディスプレイ１２０は、ガラス本体１１１の下側の領域５０Ｃ内に設けられている。ガラス本体１１１が合わせガラスである場合、ＯＬＥＤディスプレイ１２０は、中間膜に挟まれて設けられることが好ましい。領域５０Ｃに設けられるＯＬＥＤディスプレイ１２０には、例えば、運転者を含む乗員のために、ナビゲーションシステムの進行方向等の少なくとも一部の表示や、交通標識、信号の表示、又は、現在位置に関する情報等を表示することができる。In FIG. 5, the
図６には、４つのＯＬＥＤディスプレイ１２０を示す。４つのＯＬＥＤディスプレイ１２０は、ガラス本体１１１の中央部１１１Ａの端に沿って設けられている。より具体的には、図６では、中央部１１１Ａの下端の部分１１１Ａ１、右端のうちの下方の部分１１１Ａ２、上端のうちの右側の部分１１１Ａ３、中央部１１１Ａの外側の部分１１１Ｅに設けられている。部分１１１Ｅは、中央部１１１Ａの外側に位置し、中央部１１１Ａの凹部１１１Ａ０に相当する部分である。４つのＯＬＥＤディスプレイ１２０は、ガラス本体１１１が合わせガラスである場合、中間膜に挟まれて設けられることが好ましい。
Figure 6 shows four OLED displays 120. The four
４つのＯＬＥＤディスプレイ１２０には、例えば、運転者を含む乗員のために、ナビゲーションシステムの進行方向等の少なくとも一部の表示や、交通標識、信号の表示、又は、現在位置に関する情報等を表示することができる。なお、部分１１１Ａ１～１１１Ａ３及び１１１Ｅに、４つのＯＬＥＤディスプレイ１２０を設けなくてもよく、部分１１１Ａ１～１１１Ａ３及び１１１Ｅのうちの少なくとも１つにＯＬＥＤディスプレイ１２０を設ける構成であってもよい。また、４つの部分１１１Ａ１～１１１Ａ３及び１１１Ｅは、右ハンドル車と左ハンドル車で車両１０の幅方向における中心を前後方向に貫く軸を対称軸として線対称であってもよいし、同一の位置に設けられていてもよい。The four
また、図４乃至図６では、ＯＬＥＤディスプレイ１２０の配置について説明したが、ＯＬＥＤディスプレイ１２０の代わりに透明スクリーンを設けてもよい。また、図６のような複数の部分１１１Ａ１～１１１Ａ３及び１１１ＥにＯＬＥＤディスプレイ１２０と透明スクリーンを設けてもよい。また、図４及び図５において、ＯＬＥＤディスプレイ１２０又は透明スクリーンは、領域５０Ａ～５０Ｃを跨いで設けられていてもよく、図６においても同様である。
Although the arrangement of the
図７及び図８は、ＨＵＤ１８０の配置を示す図である。図７及び図８では、領域５０Ｂ及び５０Ｄを用いて説明する。領域５０Ｂは、図４乃至図６に示す領域５０Ｂと同一である。領域５０Ｄは、図４乃至図６に示す領域５０Ａと領域５０Ｃとを合わせた領域である。すなわち、領域５０Ｄは、運転視界領域である。
Figures 7 and 8 are diagrams showing the arrangement of
図７に示すように、ＨＵＤ１８０は、領域５０Ｄの全体に設けられてもよく、図８に示すように、領域５０Ｄのうちの左右方向における約半分の領域に設けてもよい。ＨＵＤ１８０は、運転者の座席の前方に位置するため、図８に示すＨＵＤ１８０は、一例として左ハンドル車のための配置である。ＨＵＤ１８０には、一例として、運転者を含む乗員のために、ナビゲーションシステムの進行方向等の少なくとも一部の表示や、交通標識、信号の表示、又は、現在位置に関する情報等を表示することができる。As shown in Figure 7, the
また、以上では、制御ユニット１５０は、ガラス本体１１１の車室内側の表面に設けられている形態について説明したが、制御ユニット１５０は、ガラス本体１１１の車室内側のセラミック層１１２の上に設けられていてもよい。この場合は、温湿度センサ１５０Ｂによって検出される温度が黒いセラミック層１１２の影響を受けるので、検出される温度をセラミック層１１２が存在しない中央部１１１Ａの値に換算すればよい。換算には、例えば換算式を用いればよい。In the above, the
また、以上では、制御部１５０Ｃが制御ユニット１５０に含まれ、ガラス本体１１１の中央部１１１Ａの車室内側の表面に設けられている形態について説明したが、制御部１５０Ｃが設けられる位置はこのような位置に限られるものではない。例えば、制御部１５０Ｃは、温湿度センサ１５０Ｂにケーブルを介して接続されていて、ガラス本体１１１には設けられていなくてもよい。また、制御部１５０Ｃは、温湿度センサ１５０Ｂ又はスイッチ１４０と、車両１０のＥＣＵとを接続するケーブルの途中に設けられていてもよい。In addition, in the above, the
また、以上では、制御部１５０Ｃが温湿度センサ１５０Ｂによって検出される温度及び湿度に基づいて電熱線１３０を通電状態（オン）にする形態について説明したが、電熱線１３０の代わりに、又は、電熱線１３０に加えて車両１０のデフロスタ２０を作動させてもよい。
In addition, the above describes a form in which the
＜実施の形態２＞
図９は、実施の形態２の窓ガラスシステム２００の一例を示す図である。窓ガラスシステム２００は、窓ガラス１１０、ＯＬＥＤディスプレイ１２０、電熱線１３０、スイッチ１４０、制御ユニット２５０（温度センサ１５０Ａ、温湿度センサ１５０Ｂ、制御部２５０Ｃ）、防曇膜２２０を含む。
<Embodiment 2>
9 is a diagram showing an example of a
実施の形態２の窓ガラスシステム２００は、実施の形態１の窓ガラスシステム１００に防曇膜２２０を追加するとともに、制御ユニット１５０の代わりに制御ユニット２５０を含む構成を有する。このため、実施の形態１の窓ガラスシステム１００の構成要素と同様の構成要素については同一符号を用いて説明を省略する。また、以下では相違点を中心に説明する。The
防曇膜２２０は、窓ガラス１１０の一方の面に設けられる。防曇膜２２０は、ガラス本体１１１の中央部１１１Ａの車室内（車両１０の室内）側の表面に設けられていることが好ましい。防曇膜２２０は、吸水性を有する。防曇膜２２０は、高い吸水性を実現するため、吸水性高分子又は親水性高分子を含むことが好ましい。防曇膜２２０は、粘着剤層を有するフィルムを介して窓ガラス１１０に取り付けられていてもよい。防曇膜２２０は、一例として、平面視で、ＯＬＥＤディスプレイ１２０および電熱線１３０と重なる位置に設けられている。The
制御ユニット２５０は、ガラス本体１１１の中央部１１１Ａの車室内側の表面に設けられていてもよい。制御ユニット２５０は、制御部２５０Ｃと温度センサ１５０Ａと温湿度センサ１５０Ｂとを有する。制御部２５０Ｃは、窓ガラス１１０に取り付けられる電熱線１３０又は電熱膜を通電状態（オン）又は非通電状態（オフ）にする。温度センサ１５０Ａ及び温湿度センサ１５０Ｂは、窓ガラス１１０の一方の面に設けられることが好ましい。温度センサ１５０Ａ及び温湿度センサ１５０Ｂは、窓ガラス１１０の一方の面に施されているセラミック層１１２の上に設けられることが好ましい。温度センサ１５０Ａ及び温湿度センサ１５０Ｂは、ガラス本体１１１の下部に設けられることが好ましい。また、温度センサ１５０Ａ及び温湿度センサ１５０Ｂは、平面視で、防曇膜２２０の外側に設けられていることが好ましい。例えば、温度センサ１５０Ａ及び温湿度センサ１５０Ｂは、ガラス本体１１１の中央部１１１Ａのうち下部側でセラミック層１１２との境界の近くに設けられることが好ましい。The
制御ユニット２５０は、セラミック層１１２の上に固定される筐体１５１をさらに有していてもよい。筐体１５１は、制御部２５０Ｃ、温度センサ１５０Ａ及び温湿度センサ１５０Ｂを、内部に収納する。制御部２５０Ｃ、温度センサ１５０Ａ及び温湿度センサ１５０Ｂには、電源１６０Ｌから電力が供給される。The
制御部２５０Ｃは、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、及び内部バス等を含むコンピュータ（回路）によって実現される。The
制御部２５０Ｃは、実施の形態１の制御部１５０Ｃと同様に、ガラス本体１１１の温度が露点温度に達しているかどうかを判定し、ガラス本体１１１の温度が露点温度に達すると電熱線１３０又は電熱膜を通電状態（オン）にし、ガラス本体１１１の温度が所定温度を超えると非通電状態（オフ）にする制御を行う。The
また、制御部２５０Ｃは、上述の制御に加えて、さらに以下の制御を行う。制御部２５０Ｃは、温度センサ１５０Ａによって検出されるガラス本体１１１の温度と、温湿度センサ１５０Ｂによって検出される車室内の温度及び湿度に基づいて、電熱線１３０又は電熱膜を通電状態（オン）にし、所定時間経過後に非通電状態（オフ）にする制御を行う。In addition to the above-mentioned controls, the
次に、制御部２５０Ｃが電熱線１３０又は電熱膜を通電状態（オン）にするタイミングを求める方法について説明する。Next, we will explain how the
防曇膜２２０は、温度と湿度に応じて吸水できる量（吸水性能が飽和する量（飽和吸水量））が変動する。防曇膜２２０は、吸水量が飽和吸水量を超えると曇り始める。すなわち、防曇膜２２０は、防曇膜２２０が設けられていない窓ガラスに比べて、曇りが生じるタイミングを遅らせることができる。The amount of water that the
また、制御部２５０Ｃは、電熱線１３０又は電熱膜を通電状態（オン）にしてから所定の時間が経過すると、電熱線１３０又は電熱膜を非通電状態（オフ）にする制御を行う。電熱線１３０又は電熱膜を通電状態（オン）にしてガラス温度を上昇させると、防曇膜２２０に含まれる水分が蒸発して防曇膜２２０の吸水量が低下する。In addition, when a predetermined time has elapsed since the
このため、制御部２５０Ｃが電熱線１３０又は電熱膜を通電状態（オン）にしてから非通電状態（オフ）にするまでの所定時間は、例えば、防曇膜２２０の吸水量が電熱線１３０を通電状態（オン）にする前の所定割合以下（例えば７０％以下）になるような時間に設定することができる。Therefore, the specified time from when the
また、例えば、防曇膜２２０の吸水量が最大量である場合に、電熱線１３０を通電状態（オン）にする前の所定割合以下（例えば７０％以下）になるような時間に設定すれば、どのような吸水量である場合においても、当分の間防曇膜２２０に曇りが生じない状況にすることができる。Furthermore, for example, if the time is set so that when the amount of water absorbed by the
次に、防曇膜２２０の曇りの発生を推測する方法について説明する。防曇膜２２０の曇りの発生を推測するには、防曇膜２２０全体の吸水状態を指標とするよりも、防曇膜２２０の最表面における相対吸水率ＦＲＨを指標とした方が、急激な温度及び湿度の変化による過渡応答条件や、低温下で水分吸収速度が遅くなっている条件でも、曇りが生じるタイミングをより正確に推測できる。Next, a method for predicting the occurrence of fogging in the
防曇膜２２０の材料中の水分拡散係数は、温度の関数であり、ガラス基板が低温になると拡散係数は小さくなる。The moisture diffusion coefficient in the material of the
水分拡散係数は、材料中の水分の活性化エネルギーの関数であり、ＪＩＳ７２０９－２０００（ＩＳＯ６２－１９９９）プラスチック－吸水率の求め方などの計測方法により、複数の異なる温度での拡散係数を求めることができる。The moisture diffusion coefficient is a function of the activation energy of moisture in a material, and the diffusion coefficient at several different temperatures can be determined using measurement methods such as JIS 7209-2000 (ISO 62-1999) Plastics - Determination of water absorption.
防曇膜２２０の最表面における水分吸収速度は、ある温度と湿度とを有する空気の水蒸気圧と、ある温度と吸水率とを有する防曇膜２２０の最表面の水蒸気圧との差によって決まる。The moisture absorption rate at the top surface of the
防曇膜２２０を備えない通常のガラスでは、単純に、ガラス温度が、ある温度と湿度とを有する空気の露点以下になると曇りが生じる。これに対して、防曇膜２２０では、車室内の空気から防曇膜２２０の最表面に向かう水分吸収速度の方が、防曇膜２２０の最表面から内部に向かう水分拡散速度より大きい場合は、防曇膜２２０が吸水飽和していなくても表の最表面が飽和してしまうことで曇りが生じる。In normal glass without the
防曇膜２２０が曇っている状態では、防曇膜２２０の最表面の相対吸水率ＦＲＨがほぼ１００％に到達しているものの、膜内の相対吸水率ＦＲＨが１００％に達しておらず、水分を吸収する余地が残っていることが一般的である。また、防曇膜２２０が乾燥する過程では、防曇膜２２０の最表面が乾燥状態になっているが、防曇膜２２０の膜内の相対吸水率ＦＲＨが最表面の相対吸水率ＦＲＨよりも高い状態であることが一般的である。When the
車両１０に多人数が乗り込んで車内の湿度が急激に上昇した条件や、低温のため飽和水蒸気圧が低くて防曇膜２２０の水分吸収速度が低い条件では、防曇膜２２０の最表面に曇りが生じても、膜内の相対吸水率ＦＲＨが70％程度である場合がある。In conditions where many people are in the
車両１０に乗員が乗り込む直前は、防曇膜２２０の相対吸水率ＦＲＨは、車室内の空気の湿度と平衡状態になっている。すなわち防曇膜２２０の水蒸気圧は、車室内の水蒸気圧と等しい。また、防曇膜２２０の最表面から最深部まで等しい水蒸気圧になっている。ガラス温度と車室内の温度とが異なる場合でも、そのガラス温度における膜内水蒸気圧は、室温での水蒸気圧と等しく平衡になっている。Just before passengers get into the
以上の考え方により、防曇膜２２０の最表面、膜中（膜内）、最深部における、Δｔ時間後の水分濃度分布をフィックの法則（濃度勾配の拡散方程式）で予測する。同条件（ガラス温度と車室内の温度及び湿度とが変化しない状態）が例えば１０分間続いた場合の１０分先までの水分濃度分布を計算する。Based on the above concept, the moisture concentration distribution after Δt time on the outermost surface, in the film (within the film), and at the deepest part of the
防曇膜２２０の最表面の相対吸水率ＦＲＨをモニターして１００％になったところを曇り発生と判断する。ここで、防曇膜２２０の最表面の相対吸水率ＦＲＨは、吸水質量濃度ＦＤを飽和吸水質量濃度ＦＷで除算することで得られる。The relative water absorption rate FRH of the outermost surface of the
曇りが発生すると予想される時点までの残り時間をあらかじめ設定した残り時間（例えば３０秒）に設定し、残り時間がゼロになった時点で、電熱線１３０又は電熱膜を通電状態（オン）にする、又は、エアコンの外気導入を行うことで、防曇膜２２０を乾燥するモードにする。The time remaining until the time when fogging is expected to occur is set to a preset remaining time (e.g., 30 seconds), and when the remaining time reaches zero, the
電熱線１３０又は電熱膜を通電状態（オン）にすると、残り時間は例えば１０分以上になるので、防曇膜２２０の最表面の相対吸水率ＦＲＨがあらかじめ設定した相対吸水率（例えば８０％）になるまで電熱線１３０又は電熱膜を通電状態（オン）にし、最表面の相対吸水率ＦＲＨが８０％未満になった時点で電熱線１３０又は電熱膜を非通電状態（オフ）にする。これは、エアコンの外気導入を行う場合も同様である。When the
次に、車室内の空気と防曇膜２２０の最表面との界面における曇りの発生について説明する。車室内の空気と防曇膜２２０の最表面との界面での水蒸気の流れは次の手順で計算する。Next, we will explain the occurrence of fogging at the interface between the air in the vehicle cabin and the top surface of the
ここで、水蒸気の分子量を１８として、水蒸気の１モルあたりの気体定数（８．３１４４５９８［Ｊ／Ｋ／ｍｏｌ］）を１キログラムあたりに換算すると、気体定数Ｒは４６１．５１４９［Ｊ／Ｋ／ｋｇ］である。水の比熱Ｃｗを１００７［Ｊ／Ｋ／ｋｇ］、室温で無風の自然対流状態における水蒸気の熱伝達係数Ｈを４．２［Ｗ／ｍ２／Ｋ］、室温Ｔｒｏｏｍ［℃］、車内の雰囲気中の水蒸気圧ＥＳ［Ｐａ］とする。 Here, assuming that the molecular weight of water vapor is 18, the gas constant per mole of water vapor (8.3144598 [J/K/mol]) is converted to per kilogram, and the gas constant R is 461.5149 [J/K/kg]. The specific heat of water Cw is 1007 [J/K/kg], the heat transfer coefficient H of water vapor in a windless natural convection state at room temperature is 4.2 [W/ m2 /K], the room temperature Troom [°C], and the water vapor pressure ES in the atmosphere inside the vehicle are assumed to be [Pa].
空気密度ρａｉｒは次式で表される。
ρａｉｒ＝（１．２９２３／（１＋０．００３６６×Ｔ））×（（１０１３２５－０．３７８×ＥＳ）／１０１３２５）［ｋｇ／ｍ３］
大気圧における空気の水拡散係数Ｄａｉｒの実験式は次式で表される。
Ｄａｉｒ＝０．２４１×（（Ｔｒｏｏｍ＋２７３．１５）／２８８）１．７５×１０－４［ｍ２／ｓ］
空気の熱拡散係数ＴＤａｉｒは次式で表される。
ＴＤａｉｒ＝（０．１３５６×Ｔｒｏｏｍ＋１８．５１）×１０－６［ｍ２／ｓ］
熱伝達率から換算した無風状態の水面上の蒸気圧差に応じた水分蒸発速度Ｈｗａｔｅｒは次式で表される。
Ｈｗａｔｅｒ＝Ｈ×（Ｄａｉｒ／ＴＤａｉｒ）（２／３）／（Ｒ×Ｃｗ×（Ｔｒｏｏｍ＋２７３．１５）×Ｄａｉｒ）［ｋｇ／ｓ／ｍ２／Ｐａ］
ある相対湿度の空気と平衡状態にある防曇膜２２０の相対吸水率ＦＲＨは、空気の相対湿度とほぼ等しい。空気の飽和水蒸気圧は、低温になると大幅に低下するが、防曇膜２２０の飽和吸水質量濃度ＦＷはほぼ一定で水蒸気圧だけ低下する。
The air density ρair is expressed by the following equation.
ρair = (1.2923/(1+0.00366×T))×((101325-0.378×ES)/101325) [kg/m 3 ]
The empirical formula for the water diffusion coefficient Dair of air at atmospheric pressure is expressed by the following formula.
Dair = 0.241 × ((Troom + 273.15) / 288) 1.75 × 10 -4 [m 2 /s]
The thermal diffusion coefficient of air, TDair, is expressed by the following equation.
TDair = (0.1356 x Troom + 18.51) x 10 -6 [m 2 /s]
The water evaporation rate Hwater corresponding to the vapor pressure difference above the water surface in a windless state, calculated from the heat transfer coefficient, is expressed by the following equation.
Hwater = H x (Dair / TDair) (2/3) / (R x Cw x (Troom + 273.15) x Dair ) [ kg/s/m2 /Pa]
The relative water absorption rate FRH of the
ここで、空気の相対湿度ＲＨ［％］、飽和水蒸気圧ＥＷ［Ｐａ］を用いると、車室内の空気の水蒸気圧ＥＳ［Ｐａ］は次式で表される。
ＥＳ＝ＥＷ×ＲＨ
また、防曇膜２２０の吸水質量濃度ＦＤ［ｋｇ／ｍ３］、防曇膜２２０の飽和吸水質量濃度ＦＷ［ｋｇ／ｍ３］を用いると、防曇膜２２０の最表面の相対吸水率ＦＲＨ［％］は次式で表される。
ＦＲＨ＝ＦＤ／ＦＷ
また、ガラス本体１１１のある温度における空気の飽和水蒸気圧ＥＷＦ［Ｐａ］とすると、防曇膜２２０の水蒸気圧Ｆｓは次式で表される。
Ｆｓ＝ＥＷＦ×ＦＲＨ［Ｐａ］
防曇膜２２０の最表面での水分移動量ＦＷＳ(Flow Water Surface)［ｋｇ／ｍ２／ｓ］は次式で表される。
ＦＷＳ＝（ＥＳ－ＦＳ）×Ｈｗａｔｅｒ
防曇膜２２０の膜内の水分拡散吸収Ｄ［ｍ２／ｓ］は次のように求めることができる。防曇膜２２０の最表面での水蒸気の拡散活性化係数α、気体定数Ｒ（＝４６１．５１４９）［Ｊ／Ｋ／ｋｇ］、膜内の水分活性化エネルギーｅＦｉｌｍ（＝２．８×１０６）［Ｊ］、ガラス温度Ｔｇ［Ｋ］とすると、水分拡散係数Ｄは次式で表される。
Ｄ＝α×Ｅｘｐ（－ｅＦｉｌｍ／Ｒ／（Ｔｇ＋２７３．１５））
防曇膜２２０の吸水質量濃度分布ＦＤ（ｘ，ｔ）［ｋｇ／ｍ３］の非定常解析を、以下の拡散方程式を用いて差分法で解析する。
∂ＦＤ（ｘ）／∂ｔ＝Ｄ×∂２ＦＤ（ｘ）／∂ｘ２＋ＦＷＳ （ｘ＝０）
∂ＦＤ（ｘ）／∂ｔ＝Ｄ×∂２ＦＤ（ｘ）／∂ｘ２ （０＜ｘ＜ｄ）
∂ＦＤ（ｘ）／∂ｘ＝０ （ｘ＝ｄ）
非定常解析は、無次元の吸水体積濃度Ｕ（ｘ，ｔ）で解く。防曇膜２２０の吸水質量濃度ＦＤ（ｘ，ｔ）は、下式で与えられる。ここでＣは水の密度であり１０００［ｋｇ／ｍ３］とする。
ＦＤ（ｘ，ｔ）＝Ｕ（ｘ，ｔ）×Ｃ［ｋｇ／ｍ３］
また、非定常解析は、膜厚ｘが０［ｍ］～ｄ［ｍ］の範囲で行う。防曇膜２２０を厚さ方向に等分割して取り扱う。例えば、防曇膜２２０の膜厚が２０μｍである場合、厚さ方向に最上層～最下層まで２μｍおきに１０分割する。ＦＤ（ｘ＝０，ｔ）は、防曇膜２２０の空気と接する最上層における吸水質量濃度である。ＦＤ（ｘ＝ｄ，ｔ）は、防曇膜２２０のガラス本体１１１と接する最下層における吸水質量濃度である。差分解析では、例えば、防曇膜２２０の最上層における吸水質量濃度ＦＤ（ｘ＝０，ｔ）について、一定時間評価する。また、時間ｔ＝０［ｓ］は、防曇膜２２０の最上層における吸水質量濃度を予測する時刻を表す。
Here, using the relative humidity of the air RH [%] and the saturated water vapor pressure EW [Pa], the water vapor pressure ES [Pa] of the air in the vehicle cabin is expressed by the following equation.
ES = EW x RH
In addition, using the water absorption mass concentration FD [kg/m3] of the
FRH = FD/FW
Furthermore, if the saturated water vapor pressure of air at a certain temperature of the
Fs = EWF x FRH [Pa]
The amount of water movement FWS (Flow Water Surface) [kg/m 2 /s] on the outermost surface of the
FWS = (ES - FS) x Hwater
The moisture diffusion absorption D [m 2 /s] within the
D = α × Exp (-eFilm/R/(Tg+273.15))
A non-steady state analysis of the water absorption mass concentration distribution FD(x, t) [kg/m 3 ] of the
∂FD(x)/∂t = D × ∂2FD(x)/ ∂x2 + FWS (x = 0)
∂FD(x)/∂t = D × ∂2FD(x)/∂x 2 (0 < x < d)
∂FD(x)/∂x=0 (x=d)
The unsteady analysis is solved with a dimensionless water absorption volume concentration U(x, t). The water absorption mass concentration FD(x, t) of the
FD(x,t) = U(x,t) × C [kg/m 3 ]
Moreover, the unsteady analysis is performed when the film thickness x is in the range of 0 [m] to d [m]. The
非定常解析は、最初に解析を開始した後、継続的に実施することが好ましい。 It is preferable to run a transient analysis continuously after the analysis is initially started.
この偏微分方程式である拡散方程式を解くには、途中で膜の吸水飽和によって最上層に曇りが発生する、解析的に不連続なポイントがあるため、時間に関して前進差分、空間に関して中心差分で、陽解法で計算するのが適切である。 To solve this partial differential equation, which is a diffusion equation, it is appropriate to use an explicit method, using forward differences in time and central differences in space, since there is an analytically discontinuous point along the way where clouding occurs in the top layer due to water absorption saturation in the membrane.
時刻ｔ＝０における初期条件の吸水体積濃度Ｕ（ｘ，０）［ｋｇ／ｍ３］はＵ（ｘ，０）＝Ｕ０（０≦ｘ≦ｄ）である。また、境界条件は、最上層での吸水体積濃度の変化Ｕ（０，ｔ）、最下層での吸水体積濃度の変化Ｕ（ｄ，ｔ）である。なお、Ｕ０は膜中の初期の均一な平衡吸水体積濃度［ｋｇ／ｍ３］である。 The initial condition water absorption volume concentration U(x,0) [kg/ m3 ] at time t=0 is U(x,0)=U0 (0≦x≦d). The boundary conditions are the change in water absorption volume concentration in the top layer U(0,t) and the change in water absorption volume concentration in the bottom layer U(d,t). U0 is the initial uniform equilibrium water absorption volume concentration in the membrane [kg/ m3 ].
陽解法の解の安定性の公式から時間前進差分のｄｔの制限範囲は下記となる。
ｄｔ＜ｄｘ２／２／（Ｈｗａｔｅｒ×ｄｘ＋Ｄ）×Ｃ×ρ［ｓ］
なお、ｄｘ：膜厚を分割する厚さ［ｍ］、Ｈｗａｔｅｒ：水分蒸発速度［ｋｇ／ｓ／ｍ２／Ｐａ］、Ｄ：膜中拡散係数［ｍ２／ｓ］、Ｃ：水の密度１０００［ｋｇ／ｍ３］、ρ：水の比熱［Ｊ／ｋｇ／Ｋ］である。
From the stability formula of the explicit solution, the limit range of the time forward difference dt is as follows.
dt < dx2 /2/(Hwater x dx + D) x C x ρ [s]
where dx is the thickness dividing the film thickness [m], Hwater is the water evaporation rate [kg/s/ m2 /Pa], D is the diffusion coefficient in the film [ m2 /s], C is the density of water 1000 [kg/ m3 ], and ρ is the specific heat of water [J/kg/K].
防曇膜２２０の最表面における吸水体積濃度の時刻ｔ＋ｄｔにおけるＵ（ｘ＝０，ｔ＋ｄｔ）は次式で表される。
Ｕ（０，ｔ＋ｄｔ）＝Ｈｗａｔｅｒ／Ｃ／ρ×（ＥＳ－ＦＷ）×ｄｔ×ｄｘ＋（１－Ｄ／Ｃ／ρ×（ｄｔ／ｄｘ２））×Ｕ（０，ｔ）＋Ｄ／Ｃ／ρ×（ｄｔ／ｄｘ２）×Ｕ（ｄｘ，ｔ）
防曇膜２２０の膜中（表面から深さｘの位置）における吸水体積濃度の時刻ｔ＋ｄｔにおけるＵ（ｘ，ｔ＋ｄｔ）は次式で表される。
Ｕ（ｘ，ｔ＋ｄｔ）＝Ｄ／Ｃ／ρ×（ｄｔ／ｄｘ２）×Ｕ（ｘ－ｄｘ，ｔ）＋（１－２×Ｄ／Ｃ／ρ×（ｄｔ／ｄｘ２））×Ｕ（ｘ，ｔ）＋Ｄ／Ｃ／ρ×（ｄｔ／ｄｘ２）×Ｕ（ｘ＋ｄｘ，ｔ）
防曇膜２２０の最下層（ｘ＝ｄ）における吸水体積濃度の時刻ｔ＋ｄｔにおけるＵ（ｘ＝ｄ，ｔ＋ｄｔ）は次式で表される。
Ｕ（ｘ＝ｄ，ｔ＋ｄｔ）＝Ｄ／Ｃ／ρ×（ｄｔ／ｄｘ２）×Ｕ（ｄ－ｄｘ，ｔ）＋（１－Ｄ／Ｃ／ρ×（ｄｔ／ｄｘ２））×Ｕ（ｄｔ）
以上より、防曇膜２２０に曇りが生じないようにするために、次のように制御ユニット２５０で制御すればよい。
The water absorption volume concentration U(x=0, t+dt) at the outermost surface of the
U(0,t+dt)=Hwater/C/ρ×(ES-FW)×dt×dx+(1-D/C/ρ×(dt/ dx2 ))×U(0,t)+D/C/ρ×(dt/ dx2 )×U(dx,t)
The water absorption volume concentration U(x, t+dt) in the anti-fogging film 220 (at a position of depth x from the surface) at time t+dt is expressed by the following equation.
U(x,t+dt)=D/C/ρ×(dt/ dx2 )×U(x-dx,t)+(1-2×D/C/ρ×(dt/ dx2 ))×U(x,t)+D/C/ρ×(dt/ dx2 )×U(x+dx,t)
The water absorption volume concentration U(x=d, t+dt) in the bottom layer (x=d) of the
U(x=d,t+dt)=D/C/ρ×(dt/ dx2 )×U(d-dx,t)+(1-D/C/ρ×(dt/ dx2 ))×U(dt)
From the above, in order to prevent fogging of the
防曇膜２２０の飽和吸水質量濃度ＦＷ［ｋｇ／ｍ３］と、防曇膜２２０の最上層の吸水質量濃度ＦＤ（ｘ＝０）との比較で、ＦＤ（ｘ＝０）＜ＦＷである場合、曇りは生じない。ＦＤ（ｘ＝０）≧ＦＷになった段階で、防曇膜２２０の飽和吸水質量濃度ＦＷ以上の凝縮水は曇りとなって表面に析出する。
When the saturated water absorption mass concentration FW [kg/ m3 ] of the
ＦＤ（ｘ＝０）≧ＦＷとなって、防曇膜２２０に曇りが生じるまでの所要時間Ｔｓ（防曇膜２２０の最上層の吸水質量濃度ＦＤ（ｘ＝０）を予測した時刻から、曇りが発生すると予想される時刻までの所要時間）を求め、所要時間Ｔｓが例えば３０秒以下（Ｔｓ≦３０［ｓ］）、好ましくは所要時間Ｔｓが１０秒以下（Ｔｓ≦１０［ｓ］）になったときに乾燥モードを始動させるようにスイッチ１４０をオンにして制御部２５０Ｃが電熱線１３０を通電状態（オン）にする。When FD(x=0)≧FW, the time required Ts until fogging occurs in the anti-fogging film 220 (the time required from the time when the water absorption mass concentration FD(x=0) of the uppermost layer of the
Ｆ（ｘ＝０）≧ＦＷとなって、防曇膜２２０に曇りが生じるまでの所要時間Ｔｓは、以下のように所定時間（例えば１０分）に至るまでの防曇膜２２０の最表面の吸水質量濃度を予測することにより、算出する。The time Ts required for F(x=0)≧FW to occur and for the
算出時点から１０分（６００［ｓ］）先までの吸水質量濃度ＦＤ（ｘ＝０）を予測する計算の、ｉ番目の計算ステップにおける時間ステップｄｔｉは可変であるが、ここでは説明の便宜上一定であることとする。 In the calculation for predicting the water absorption mass concentration FD(x=0) from the calculation time point up to 10 minutes (600 [s]) ahead, the time step dt i in the i-th calculation step is variable, but for convenience of explanation, it is assumed to be constant here.
各時刻ステップｔ＝０、１×ｄｔ、２×ｄｔ、３×ｄｔ、４×ｄｔ、５×ｄｔ、…、（ｎ－１）×ｄｔ、ｎ×ｄｔ、（ｎ＋１）×ｄｔ、…、６００［ｓ］において、逐次、防曇膜２２０の最上層の吸水質量濃度ＦＤ（ｘ＝０）［ｋｇ／ｍ３］を算出する。
At each time step t = 0, 1xdt, 2xdt, 3xdt, 4xdt, 5xdt, ..., (n-1)xdt, nxdt, (n+1)xdt, ..., 600 [s], the water absorption mass concentration FD(x = 0) [kg/ m3 ] of the uppermost layer of the
（ｎ－１）ステップの時刻Ｔｎ－１＝Σｄｔｉ（Ｉｉ＝１～ｎ－１）において、防曇膜２２０の最上層の吸水質量濃度ＦＤ（０，Ｔｎ－１）と飽和吸水質量濃度ＦＷには次の関係が成り立つ。
ＦＤ（０，Ｔｎ－１）［ｋｇ／ｍ３］＜ＦＷ［ｋｇ／ｍ３］
ｎステップの時刻Ｔｎ＝Σｄｔｉ（ｉ＝１～ｎ）において、防曇膜２２０の最上層の吸水質量濃度ＦＤ（０，Ｔｎ）と飽和吸水質量濃度ＦＷに次式が成り立つ。防曇膜２２０の最上層の吸水質量濃度（ｘ＝０）を予測した時刻から、時刻Ｔｎまでの所要時間を、防曇膜２２０に曇りが生じるまでの所要時間Ｔｓとする。
ＦＤ（０，Ｔｎ）［ｋｇ／ｍ３］≧ＦＷ［ｋｇ／ｍ３］
すなわち、Ｔｓが例えば３０秒以下（Ｔｓ≦３０［ｓ］）、好ましくは所要時間Ｔｓが１０秒以下（Ｔｓ≦１０［ｓ］）となった時に、制御部２５０Ｃが電熱線１３０又は電熱膜を通電状態（オン）にする。
At time T n-1 =Σdt i (Ii=1 to n-1) of the (n-1) step, the following relationship holds between the water absorption mass concentration FD(0, T n-1 ) of the uppermost layer of the
FD(0, T n-1 ) [kg/m 3 ] < FW [kg/m 3 ]
At time T n =Σdt i (i = 1 to n) of n steps, the following equation holds for the water absorption mass concentration FD (0, T n ) and the saturated water absorption mass concentration FW of the uppermost layer of the
FD(0, Tn ) [kg/ m3 ] ≥ FW [kg/ m3 ]
That is, when Ts becomes, for example, 30 seconds or less (Ts≦30 [s]), preferably when the required time Ts becomes 10 seconds or less (Ts≦10 [s]), the
そして、計算上、防曇膜２２０の最表面の相対吸水率ＦＲＨ（ｘ＝０）が例えば８０％以下（ＦＲＨ（ｘ＝０）≦８０％）になった時点で制御部２５０Ｃが電熱線１３０又は電熱膜を非通電状態（オフ）にする。Then, when the relative water absorption rate FRH(x=0) of the outermost surface of the
なお、ここでは、一例として防曇膜２２０を乾燥させるために、電熱線１３０又は電熱膜を通電状態（オン）にする形態について説明したが、電熱線１３０又は電熱膜を通電状態（オン）にすることの代わりに、又は、電熱線１３０又は電熱膜を通電状態（オン）にすることに加えて、デフロスタ２０をオンにすること、エアコンの内気循環モードを外気導入モードに切り替えること、又は、加湿器を停止させること等を行ってもよい。Here, an example has been described in which the
また、防曇膜２２０に曇りが発生するまでの所要時間Ｔｓは、最初に解析を開始した後、所定期間毎に算出されることが好ましい。所定期間は、制御周期の整数倍の期間であればよい。すなわち、所要時間Ｔｓは、最初に解析を開始した後、所定の周期で算出されることが好ましい。In addition, it is preferable that the time Ts required for fogging to occur on the
図１０は、制御部２５０Ｃが実行する処理を表すフローチャートの一例を示す図である。図１０に示すフローのうち、ステップＳ１～Ｓ３は、図３に示す実施の形態１のステップＳ１～Ｓ３と同様である。
Figure 10 is a diagram showing an example of a flowchart showing the processing executed by the
制御部２５０Ｃは、ＥＣＵによって電源が投入されると処理をスタートする。
The
制御部２５０Ｃは、温度センサ１５０Ａ及び温湿度センサ１５０Ｂによって検出されるガラス温度、車室内の温度及び湿度に基づいて、ガラス温度が露点温度を超えているかどうかを判定する（ステップＳ１）。The
制御部２５０Ｃは、ガラス温度が露点温度を超える条件ではない（Ｓ１：ＮＯ）と判定すると、電熱線１３０、電熱膜又はデフロスタ２０を通電状態（オン）にする（ステップＳ２）。When the
次いで、制御部２５０Ｃは、温度センサ１５０Ａによって検出されるガラス温度が温度Ｔαを超えたかどうかを判定する（ステップＳ３）。制御部２５０Ｃは、ガラス温度が温度Ｔαを超えるまでステップＳ３の判定を繰り返し行う。温度Ｔαは、一例として４０℃である。Next, the
制御部２５０Ｃは、ガラス温度が温度Ｔαを超えた（Ｓ３：ＹＥＳ）と判定すると、電熱線１３０もしくは電熱膜を非通電状態にする、又はデフロスタ２０をオフにする（ステップＳ１９）。ガラス温度が温度Ｔαを超えないようにするために、電熱線１３０もしくは電熱膜を非通電状態にする、又はデフロスタ２０をオフにすることとしたものである。ステップＳ１９の処理は、実施の形態１におけるステップＳ４の処理と同様である。When the
なお、制御部２５０Ｃは、ガラス温度が温度Ｔαを超えていない（Ｓ３：ＮＯ）と判定すると、ガラス温度が温度Ｔαを超えるまでステップＳ３の処理を繰り返し実行する。
If the
制御部２５０Ｃは、ガラス温度が露点温度を超える条件である（Ｓ１：ＹＥＳ）と判定すると、ガラス温度、車室内の温度及び湿度によって特定される例えば１０分後までの吸水質量濃度ＦＤ（ｘ）の算出を開始する（ステップＳ１３）。１０分のカウントは、吸水質量濃度ＦＤ（ｘ）を算出した時刻から行う。When the
制御部２５０Ｃは、１０分後までの防曇膜２２０の最上層の吸水質量濃度ＦＤ（ｘ＝０）が、予め設定した値以上であるかどうかを判定する（ステップＳ１４）。The
制御部２５０Ｃは、１０分後までの吸水質量濃度ＦＤ（ｘ＝０）が、予め設定した値以上でない（Ｓ１４：ＮＯ）と判定すると、ステップＳ１５には進まず、ステップＳ１４の処理を繰り返し実行する。If the
制御部２５０Ｃは、１０分後までの吸水質量濃度ＦＤ（ｘ＝０）が、予め設定した値以上である（Ｓ１４：ＹＥＳ）と判定すると、防曇膜２２０に曇りが生じるまでの所要時間Ｔｓ（残り時間）を求める（ステップＳ１５）。所要時間Ｔｓは、制御部２５０Ｃが上述した方法で求めればよい。When the
制御部２５０Ｃは、ステップＳ１５で求めた所要時間Ｔｓが、予め設定した時間以下であるかどうかを判定する（ステップＳ１６）。The
制御部２５０Ｃは、所要時間Ｔｓが、予め設定した時間を超えている場合は、ステップＳ１７には進まず、ステップＳ１６の処理を繰り返し実行する。If the required time Ts exceeds the preset time, the
制御部２５０Ｃは、所要時間Ｔｓが、予め設定した時間以下になった（Ｓ１６：ＹＥＳ）と判定すると、電熱線１３０もしくは電熱膜を通電状態にする、又はデフロスタ２０をオンにする（ステップＳ１７）。When the
制御部２５０Ｃは、継続して算出している１０分後までの吸水質量濃度ＦＤ（ｘ＝０）が、予め設定した値以下であるかどうかを判定する（ステップＳ１８）。制御部２５０Ｃは、例えば１０分後までの吸水質量濃度ＦＤ（ｘ＝０）が、予め設定した値を超えている場合は、ステップＳ１９には進まず、ステップＳ１８の処理を繰り返し実行する。The
制御部２５０Ｃは、１０分後までの吸水質量濃度ＦＤ（ｘ＝０）が、予め設定した値以下に到達した（Ｓ１８：ＹＥＳ）と判定すると、電熱線１３０、電熱膜又はデフロスタ２０を非通電状態（オフ）にする（ステップＳ１９）。When the
以上で一連の処理が終了する。窓ガラスシステム２００の電源が通電状態（オン）にされている間は、制御部２５０Ｃは、ステップＳ１からＳ１９の処理を所定の制御周期で繰り返し実行する。This completes the series of processes. While the power supply of the
以上のように、実施の形態によれば、ガラス温度、車室内の温度及び湿度に基づき、吸水質量濃度ＦＤ（ｘ＝０）を予測した時点から例えば１０分後までの防曇膜２２０の最上層の吸水質量濃度ＦＤ（ｘ＝０）を算出し、防曇膜２２０の最上層に曇りが生じるまでの所要時間Ｔｓを求める。As described above, according to the embodiment, the water absorption mass concentration FD(x=0) in the top layer of the
そして、所要時間Ｔｓが例えば３０秒以下（Ｔｓ≦３０［ｓ］）、好ましくは所要時間Ｔｓが１０秒以下（Ｔｓ≦１０［ｓ］）になったときに乾燥モードを始動させて電熱線１３０もしくは電熱膜を通電状態にする、又はデフロスタ２０をオンにする。Then, when the required time Ts becomes, for example, 30 seconds or less (Ts≦30 [s]), preferably 10 seconds or less (Ts≦10 [s]), the drying mode is started and the
このため、窓ガラス１１０の防曇膜２２０に曇りが生じることを未然に抑制することができる。This makes it possible to prevent fogging of the
また、実施の形態２では、実施の形態１と同様に、ガラス本体１１１の温度が露点温度に達しているかどうかを判定し、ガラス本体１１１の温度が露点温度に達すると電熱線１３０又は電熱膜を通電状態（オン）にし、ガラス本体１１１の温度が温度Ｔαを超えると非通電状態（オフ）にする制御を行う。
In addition, in embodiment 2, similar to
したがって、有機素子の一例であるＯＬＥＤを含むＯＬＥＤディスプレイ１２０の安定的な素子特性が得られるとともに、防曇性能を改善した窓ガラスシステム２００を提供することができる。Therefore, stable element characteristics of the
なお、以上では、ステップＳ１でガラス温度が露点温度を超えている（Ｓ１：ＹＥＳ）と判定された場合にステップＳ１３～Ｓ１８の処理を行い、ステップＳ１でガラス温度が露点温度以下である（Ｓ１：ＮＯ）と判定された場合にステップＳ２及びＳ３の処理を行う形態について説明した。In the above, we have described a form in which steps S13 to S18 are performed when it is determined in step S1 that the glass temperature exceeds the dew point temperature (S1: YES), and steps S2 and S3 are performed when it is determined in step S1 that the glass temperature is below the dew point temperature (S1: NO).
しかしながら、ステップＳ１７とＳ１８の間において、又は、ステップＳ１８でＮＯと判定した場合に、ステップＳ３と同様の判定処理を行ってもよい。However, between steps S17 and S18, or if the result of the judgment in step S18 is NO, a judgment process similar to step S3 may be performed.
より具体的には、前者の場合は、ステップＳ１７の処理の後にステップＳ３と同様の判定処理を行い、ガラス温度が温度Ｔαを超えていたらフローをステップＳ１９に進行させ、ガラス温度が温度Ｔα以下であればフローをステップＳ１８に進行させればよい。この場合に、ステップＳ１８でＮＯと判定した場合には、ステップＳ１７の次に挿入したステップＳ３と同様の判定処理にフローをリターンすればよい。More specifically, in the former case, a determination process similar to step S3 is performed after the process of step S17, and if the glass temperature exceeds temperature Tα, the flow proceeds to step S19, and if the glass temperature is equal to or lower than temperature Tα, the flow proceeds to step S18. In this case, if the determination in step S18 is NO, the flow is returned to a determination process similar to step S3 inserted after step S17.
また、ステップＳ１８でＮＯと判定し、ステップＳ３と同様の判定処理を行う場合は、ガラス温度が温度Ｔαを超えていたらフローをステップＳ１９に進行させ、ガラス温度が温度Ｔα以下であれば、フローをステップＳ１８の処理を繰り返すためにフローをステップＳ１８にリターンすればよい。 Furthermore, if the result of the judgment in step S18 is NO and a judgment process similar to that in step S3 is performed, if the glass temperature exceeds temperature Tα, the flow proceeds to step S19, and if the glass temperature is equal to or lower than temperature Tα, the flow returns to step S18 to repeat the process of step S18.
また、窓ガラス１１０は、図１１乃至図１３に示すように、移動体の外の情報を取得する情報取得装置２７０を備えてもよい。図１１乃至図１３は、情報取得装置２７０をガラス本体１１１に取り付けるブラケット２８０及び筐体２９０の構造を示す図である。図１１は、図１２におけるＡ－Ａ矢視断面を示す図であり、図１２は正面図である。ここでは、図１１に示すように情報取得装置２７０、ブラケット２８０、及び筐体２９０がガラス本体１１１に取り付けられた状態における上下方向を用いて説明する。また、図１１における左方向が車両の前方であり、右方向が車両の後方である。また、図面を貫通する方向が横方向（側方）であり、図面を表から裏に貫通する方向が右方向であり、図面を裏から表に貫通する方向が左方向である。左と右は、車両１０（図１参照）の進行方向に対する左と右である。以下では、前後方向と横方向（側方）を用いて説明する。図１１及び図１３には、前後左右の方向を示し、図１２には、左右の方向を示す。
The
また、図１１では、ガラス本体１１１は、ガラス板１１１Ｂ、１１１Ｄの間に中間膜１１１Ｃが封入された合わせガラスである。ガラス板１１１Ｂの車室内側の表面には、セラミック層１１２、防曇膜２２０、温度センサ１５０Ａ、温湿度センサ１５０Ｂ、及び風速センサ２５０Ｄが取り付けられている。
In Fig. 11, the
セラミック層１１２は、ブラケット２８０が取り付けられる部分に、ガラス本体１１１を正面から見て矩形環状に取り付けられている。The
防曇膜２２０は、ガラス本体１１１のガラス板１１１Ｂの車室内側の表面における、セラミック層１１２で囲まれた領域内の上端側を除いた部分に形成されている。防曇膜２２０は、情報取得装置２７０の情報取得部２７１の正面に位置しており、情報取得部２７１の正面におけるガラス本体１１１の曇りの発生を抑制するために設けられている。The
温度センサ１５０Ａ、温湿度センサ１５０Ｂ、及び風速センサ２５０Ｄは、ガラス本体１１１のガラス板１１１Ｂの車室内側の表面における、セラミック層１１２で囲まれた領域内で、防曇膜２２０を避けて設けられている。一例として、温度センサ１５０Ａ、温湿度センサ１５０Ｂ、及び風速センサ２５０Ｄは、防曇膜２２０よりも上側に設けられている。風速センサとしては、例えば、熱線式風速計や超音波式風速計を用いればよい。The
情報取得装置２７０としては、カメラなどの撮像装置、及び、レーダー又は光ビーコン等の信号を受信する受光装置等が挙げられる。情報取得装置２７０は、ブラケット２８０及び筐体２９０を介して窓ガラス１１０に固定される。ブラケット２８０及び筐体２９０は、取り付け部材の一例である。情報取得装置２７０は、情報取得部２７１を有し、情報取得部２７１で画像や、レーダー又は光ビーコン等の信号を取得することで、車両１０の前方の情報を取得する。ガラス本体１１１のうち、情報取得部２７１の正面の領域は、情報取得領域の一例である。防曇膜２２０は、少なくとも窓ガラス１１０の情報取得領域に設けられることになる。Examples of the
ブラケット２８０は、矩形環状の枠状の部材であり、前方の上面側に凹部２８１を有する。凹部２８１の部分は、ブラケット２８０の厚さが薄くなっている。ブラケット２８０は、凹部２８１以外の部分の厚さは略一定である。ブラケット２８０は、一例として樹脂製である。
The
筐体２９０は、図１３に示すように、矩形板状の底部２９１、三角板状の側壁２９２、及び矩形板状の背面壁２９３を有する。側壁２９２は、底部２９１の側方から上方向に延在しており、背面壁２９３は、底部２９１の後方から上方向に延在している。底部２９１、側壁２９２、及び背面壁２９３で囲まれた空間は、収納部２９４であり、背面壁２９３の前側の表面に固定される情報取得装置２７０は、収納部２９４内に位置する。筐体２９０は、一例として樹脂製である。13, the
このような筐体２９０は、底部２９１の前端と、側壁２９２及び背面壁２９３の上端とがブラケット２８０の下面に接着され、さらにブラケット２８０が接着層２８５を介してガラス本体１１１のガラス板１１１Ｂの車室内側の表面にあるセラミック層１１２に貼り付けられている。接着層２８５は、ブラケット２８０の矩形環形状に沿って分断されており、また、ブラケット２８０の凹部２８１の部分には設けられていない。In such a
筐体２９０が接着されたブラケット２８０を接着層２８５でガラス板１１１Ｂの車室内側の表面に取り付けると、ブラケット２８０の凹部２８１とガラス板１１１Ｂの車室内側の表面との間には隙間が生じる。また、ブラケット２８０の凹部２８１以外の部分とガラス板１１１Ｂの車室内側の表面との間には、接着層２８５で接着されていない区間において、隙間が生じる。When
このような隙間から筐体２９０の収納部２９４には、車室内側の空気が流入する。特に、凹部２８１の部分の隙間は大きく、前方の斜め下方向を向いているため、デフロスタ２０をオンにすると、収納部２９４には、デフロスタ２０で除湿された空気が流入する。Air from inside the vehicle cabin flows into the
このため、風速センサ２５０Ｄで、デフロスタ２０による風の風速又はエアコンによる風の風速を検出することができる。
Therefore, the
また、温度センサ１５０Ａで、ガラス本体１１１の近くにおける温度を検出でき、温湿度センサ１５０Ｂでガラス本体１１１の近くにおける温度及び湿度を検出できる。
In addition, the
また、デフロスタ２０で除湿された空気は、凹部２８１から収納部２９４内に流入し、防曇膜２２０に吹き付けられ、凹部２８１以外の隙間から流出するため、防曇膜２２０の最上層の吸水質量濃度ＦＤ（ｘ＝０）が効率的に下がり、デフロスタ２０の稼働時間を短くできる。
In addition, the air dehumidified by the
温度センサ１５０Ａ及び温湿度センサ１５０Ｂは、接着層２８５が分断された区間の隙間の近傍に設けられることが好ましい。温度センサ１５０Ａ及び温湿度センサ１５０Ｂが接着層２８５が分断された区間の隙間の近傍に設けられることで、防曇膜２２０の最上層の吸水質量濃度ＦＤ（ｘ＝０）を正しく算出できる。温度センサ１５０Ａ及び温湿度センサ１５０Ｂが設けられる位置は、隙間から平面視で半径５０ｍｍ以内であることが好ましく、４０ｍｍ以内であることがより好ましく、３０ｍｍ以内であることが特に好ましい。The
また、風速センサ２５０Ｄを用いれば、熱伝達率Ｈを求める式を、車室内の風速Ｖ［ｍ／ｓ］を考慮して熱伝達率Ｈを求める以下の式に置き換えて、防曇膜２２０に曇りが生じるまでの所要時間Ｔｓを算出することができる。
Ｈ＝５．８＋４．２Ｖ ［Ｗ／ｍ２／Ｋ］
風速センサ２５０Ｄは、デフロスタ２０で除湿された空気又はエアコンで調温された空気が通過する部分に設けられることが好ましい。このため、ここでは一例として、風速センサ２５０Ｄは、温度センサ１５０Ａ及び温湿度センサ１５０Ｂよりもブラケット２８０の凹部２８１に近い側に設けられている。また、風速センサ２５０Ｄは、接着層２８５が分断された区間の隙間の近傍に設けられている。
In addition, by using the
H = 5.8 + 4.2 V [W/ m2 /K]
The
風速センサが隙間の近傍に設けられることで、防曇膜２２０の最上層の吸水質量濃度ＦＤ（ｘ＝０）をさらに正しく算出できる。風速センサが設けられる位置は、接着層２８５が分断された区間の隙間から平面視で半径１００ｍｍ以内であることが好ましく、８０ｍｍ以内であることがより好ましく、５０ｍｍ以内であることが特に好ましい。By providing the wind speed sensor near the gap, the water absorption mass concentration FD (x = 0) of the uppermost layer of the
なお、図１１乃至図１３に示すブラケット２８０の代わりに、図１４に示すブラケット２８０Ｍを用いてもよい。図１４は、実施の形態２の変形例によるブラケット２８０Ｍを示す図である。
Note that
ブラケット２８０Ｍは、開口部２８１Ｍを有する。このようなブラケット２８０Ｍを用いれば、ブラケット２８０Ｍ及び筐体２９０で囲まれる空間内に、デフロスタ２０で乾燥された空気が流入するので、図１１乃至図１３に示すブラケット２８０を用いる場合と同様に、防曇膜２２０の最上層の吸水質量濃度ＦＤ（ｘ＝０）が効率的に下がり、デフロスタ２０の稼働時間を短くできる。また、風速センサ２５０Ｄを用いれば、熱伝達率Ｈを求める式を、車室内の風速Ｖ［ｍ／ｓ］を考慮して熱伝達率Ｈを求める以下の式に置き換えて、防曇膜２２０に曇りが生じるまでの所要時間Ｔｓを算出することができる。
The
以上、本発明の例示的な実施の形態の窓ガラスシステム、及び、窓ガラス装置について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。 The above describes exemplary embodiments of the window glazing system and window glazing device of the present invention, but the present invention is not limited to the specifically disclosed embodiments, and various modifications and variations are possible without departing from the scope of the claims.
本国際出願は２０１９年１２月１１日に出願した日本国特許出願２０１９－２２４０５２号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願２０１９－２２４０５２号の全内容を本国際出願に援用する。 This international application claims priority to Japanese Patent Application No. 2019-224052, filed on December 11, 2019, and the entire contents of Japanese Patent Application No. 2019-224052 are incorporated by reference into this international application.
１００、２００ 窓ガラスシステム
１１０ 窓ガラス
１１１ ガラス本体
１１１Ａ 中央部
１１２ セラミック層
１２０ ＯＬＥＤディスプレイ
１３０ 電熱線
１４０ スイッチ
１５０、２５０ 制御ユニット
１５０Ａ 温度センサ
１５０Ｂ 温湿度センサ
１５０Ｃ、２５０Ｃ 制御部
１６０Ｈ 電源
１６０Ｌ 電源
２２０ 防曇膜
２５０Ｄ 風速センサ
REFERENCE SIGNS
Claims (8)
前記窓ガラスに設けられ、有機材料製の有機素子を含むデバイスと、
前記窓ガラスの温度を検出する温度センサと、
前記移動体の車室内の温度及び湿度を検出する温湿度センサと、
前記温度センサによって検出されるガラス温度と、前記温湿度センサによって検出される車室内の温度及び湿度とに基づいて、前記ガラス温度が露点温度を超えているかどうかを判定し、前記ガラス温度が露点温度以下であると判定すると、前記窓ガラスに取り付けられる電熱線もしくは電熱膜又はデフロスタを通電状態にし、前記温度センサによって検出されるガラス温度が所定温度を超えると、前記電熱線もしくは前記電熱膜を非通電状態にする、又は前記デフロスタをオフにする回路を有する制御部と、
前記窓ガラスの一方の面に設けられる防曇膜と
を含み、
前記制御部は、前記ガラス温度が露点温度を超えていると判定すると、前記温度センサによって検出されるガラス温度と、前記温湿度センサによって検出される車室内の温度及び湿度とに基づいて前記防曇膜に曇りが生じるまでの所要時間Ｔｓを推測し、推測した所要時間Ｔｓに基づいて、前記窓ガラスに取り付けられる電熱線もしくは電熱膜を通電状態にするか又はデフロスタをオンにし、前記温度センサによって検出されるガラス温度が所定温度を超えると、前記電熱線もしくは前記電熱膜を非通電状態にする、又は前記デフロスタをオフにする回路を有する、窓ガラスシステム。 A window glass attached to the moving body;
a device provided on the window glass and including an organic element made of an organic material;
a temperature sensor for detecting the temperature of the window glass;
A temperature and humidity sensor for detecting a temperature and humidity inside a vehicle interior;
a control unit having a circuit for determining whether the glass temperature exceeds a dew point temperature based on the glass temperature detected by the temperature sensor and the temperature and humidity in the vehicle interior detected by the temperature and humidity sensor, and for energizing an electric heating wire or film attached to the window glass, or a defroster, when it is determined that the glass temperature is equal to or lower than the dew point temperature, and for deenergizing the electric heating wire or film, or turning off the defroster, when the glass temperature detected by the temperature sensor exceeds a predetermined temperature ;
an anti-fogging film provided on one surface of the window glass;
Including ,
When the control unit determines that the glass temperature exceeds a dew point temperature, it estimates the time Ts required for fogging to occur on the anti-fogging film based on the glass temperature detected by the temperature sensor and the temperature and humidity in the vehicle cabin detected by the temperature and humidity sensor, and based on the estimated required time Ts, it switches on an electric heating wire or electric heating film attached to the window glass or turns on a defroster, and when the glass temperature detected by the temperature sensor exceeds a predetermined temperature, it has a circuit that switches off the electric heating wire or electric heating film or turns off the defroster .
前記情報取得装置を前記窓ガラスに固定する取り付け部材と
をさらに含み、
前記窓ガラスと前記取り付け部材との間に隙間が存在する、又は、前記取り付け部材は開口部を有する、請求項１乃至７のいずれか一項記載の窓ガラスシステム。 An information acquisition device for acquiring information about the outside of the moving object;
and a mounting member for fixing the information acquisition device to the window glass,
8. A glazing system according to any one of the preceding claims, wherein there is a gap between the glazing and the mounting member, or the mounting member has an opening.
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