JP5253587B2 - 航空機で用いられる透明体、及び透明体が取り付けられた乗物 - Google Patents

Description

〔関連出願の相互参照〕
本出願は、アリ・ラシド（Ａｌｉ Ｒａｓｈｉｄ）、ジェームズ・プリディ（Ｊａｍｅｓ Ｐｒｉｄｄｙ）、及びモンロー・Ａ・ストーン（Ｍｏｎｒｏｅ Ａ．Ｓｔｏｎｅ）によって同日付で出願された、発明の名称「透明体の作動性能を維持するための方法及びシステム」の米国特許出願第＿＿＿＿＿＿号に関連する。米国特許出願第＿＿＿＿＿＿号は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

本発明は、透明体の性質変化、例えば、化学的変化、物理的衝撃、及び／又は電気的変化に反応するセンサを有する、窓等の透明体に関し、より詳しくは、例えば、フロントガラスの視界を確保するための補機の特徴、性質、又は特性のリアルタイム性能を監視するためのセンサを有する、航空機のフロントガラス等の、航空機の又は航空宇宙分野で用いられる窓に関する。

航空機の又は航空宇宙分野で用いられる窓、例えば、航空機のフロントガラスには、プラスチックの層又はシートの積層体や、ガラスの層又はシートの積層体、及びそれらを組み合わせたものがある。フロントガラスの内側部分の層は、航空機の内部に対向し、フロントガラスに構造的安定性を与える。フロントガラスの外側部分は、航空機の外部に対向し、通常ガラスシートの積層体を備える。フロントガラスの外側部分は、構造的安定性も与えることも可能だが、通常、視界を確保するための補機が設けられる。例えば、この内容には限定されないが、補機は、一対の離間されたバスバーの間に、当該バスバーに接続された電導性コーティング又は複数の電導性配線を備えることができる。この電導性コーティング又は電導性配線によってフロントガラスを加熱して、フロントガラスの外面に曇りや氷が形成されるのを防ぎ、且つ／又は、フロントガラスの外面から曇りや氷を除去する。

当業者に理解されるように、航空機のフロントガラスの使用期間が長くなると、フロントガラスの補機が機能しなくなるほどのときまで、フロントガラスの作動効率が低下し、フロントガラスを交換又は修理しなければならない。より詳細には、フロントガラスの周縁部は、フロントガラスのプラスチック及びガラス層又はシートの間に湿気が侵入するのを防止するためのバリアである機外防湿シールを有する。シールが故障、例えば、シールに亀裂が入ったり、且つ／又は、雨風による腐食によって層が剥離したりすると、湿気がフロントガラスの層間に侵入する。シールの亀裂や剥離が、構造的に問題の無い場合でも、フロントガラス内部に湿気が達すると、フロントガラスが剥離してしまい、内部に存在する導電性コーティング又は配線が、いずれにしてもダメージを受けて故障してしまう場合がある。これによって、フロントガラスの使用期間が減少してしまう。より詳細には、フロントガラスの剥離が起こると、フロントガラスの層間に移動する湿気の量が増加して、フロントガラスの劣化、例えば、バスバーや電導性コーティング又は配線のダメージ及び／又は故障を促進して、フロントガラスの霜取り能力が低下したり、失われたりする。

透明体の補機の異常が始まった時に、その異常を修理する時機を逸すると、透明体の作動効率が低下して、緊急のメンテナンス、例えば、透明体の修理や交換が必要になることがある。従って、透明体の修理又は交換が、緊急のメンテナンスではなく予定したメンテナンスで行えるように、透明体の性能を監視するセンサを有する透明体を提供することが有利となる。

本発明は、他のものに加えて、１つに接合されて、化学的性質、物理的性質、電気的性質、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される性質を有する透明体となる、複数の予め調整されたガラス及び／又はプラスチックシートと、透明体に取り付けられて、性質のうち少なくとも１つの性能を監視し、少なくとも１つの性質の性能を表す信号を生成するセンサと、フロントガラスの外部に位置する電気的コネクタであって、その一部がセンサに接続されて、センサによって生成される信号への外部アクセスを提供する電気的コネクタとを備える透明体に関する。

本発明の非限定の実施例は、湿気を検出するためのセンサ、透明体への衝撃又は透明体の振動を検出するためのセンサ、シートのうち１つの破砕を検出するためのセンサ、電気アーク放電を検出するためのセンサ、導電性部材の温度変化を検出するためのセンサ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されるセンサを備え、前記センサが、透明体の第１及び第２種面の間のシートの１つの表面に搭載される。

また、本発明は、他のものに加えて、乗物の本体に取り付けられる透明体であって、化学的性質、物理的性質、電気的性質、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される性質を有する透明体と、性質の性能を監視し、当該性質の前記性能を表す信号を生成するセンサと、乗物内に位置付けられて、センサからの信号を受信し、センサからの信号によって示される性質の性能と当該性質の所定の好適な性能との間の差を判断し、センサからの信号によって示される性能が所定の好適な性能と所定量異なる場合に、警告信号を生成するシステムとを備える乗物に関する。

さらに、本発明は、航空宇宙機の本体の開口に取り付けられて航空宇宙分野で用いられる透明体の加熱配置構成の過熱を防止するためのシステムに関する。このシステムは、他のものに加えて、１つに接合されて積層透明体となる複数のガラス及び／又はプラスチックシートを、他のものに加えて、備える前記透明体であって、複数のシートのうちの１つが、加熱配置構成によって加熱されるガラスシートであり、加熱配置構成は、他のものに加えて、ガラスシートの主面上に位置する導電性部材、例えば、導電性コーティング、又は透明体のプラスチックシートに埋め込まれた複数の導電性配線、と、導電性部材に電気的に接続された一対の離間されたバスバーとを備える、前記透明体を備える。電源が、第１配線によってバスバーのうちの一方に接続される第１端子と、第２配線によって他方のバスバーに接続される第２端子とを有し、スイッチが、第１及び第２配線のうちの１つに電気的に接続され、閉位置にあるときは、電流を電源とバスバーとの間に流し、開位置にあるときは、電流が電源とバスバーとの間を流れるのを防げる。スイッチに作用するコントローラが、当該スイッチに接続されるとともに、配線のうちの１つに接続され、このコントローラは、バスバーの抵抗値を測定し、測定抵抗値が所定のレベルを越えると、スイッチに作用して、スイッチを開位置に移動させる。

本発明の実施において使用される航空機のフロントガラスの非限定の実施例の断面図を示す。 本発明の加熱配置構成の非限定の実施例の等尺図を示す。 本発明の教示による、加熱配置構成の導電性部材上に位置付けられる衝撃センサ又は検出器の非限定の実施例の平面図を示す。 本発明の教示による、図３に示す衝撃センサの出力信号を監視し処理する本発明の電気系システムの非限定の実施例を示す。 本発明の破断センサ又は検出器の非限定の実施例の概略図を示す。 図５の６−６線に沿う図を示す。 本発明の破断センサ又は検出器の他の非限定の実施例の平面図を示す。 本発明の教示による、加熱配置構成の導電性部材の温度を監視するためのセンサ又は検出器の非限定の実施例の平面図を示す。 本発明の教示による、図８に示すセンサの出力信号を監視し処理する電気系システムの非限定の実施例を示す。 本発明の教示による、図８に示す加熱配置構成のバスバーの電圧出力を測定して加熱配置構成の導電性部材の温度を監視するための、本発明の電気系システムの非限定の実施例を示す。 本発明の教示による、加熱配置構成の導電性部材の温度を測定するためのセンサの他の非限定の実施例の平面図を示す。 本発明の教示による、加熱配置構成の導電性部材上に位置付けられる湿度センサ又は検出器の非限定の実施例の平面図を示す。 本発明の教示による、図１２に示す湿度センサの出力を監視するための電気系システムの非限定の実施例を示す。 図１２の１４−１４線に沿う図を示す。 本発明の教示による、加熱配置構成の導電性部材上に位置付けられる湿度センサの他の非限定の実施例の側面図を示す。 図１４の図と同様の図であって、本発明の教示による、図２に示すフロントガラスのシート上の湿度センサ又は検出器の他の非限定の実施例を示す。 本発明の実施において使用可能な湿度センサ又は検出器の他の非限定の実施例の平面図を示す。 Ａは、本発明の教示によるセンサ又は検出器の出力信号を監視して航空機の透明体に視力を提供する補機の特性、性質、又は特徴のリアルタイム性能を監視するための、本発明のシステムの非限定の実施例を概略的に示し、Ｂは、許容限界を越えて使用されていることがセンサ又は検出器の信号によって示される航空機の透明体の修理又は交換の予定を立てるためのシステムを概略的に示す。

本明細書で使用されるように、「内側」、「外側」、「左」、「右」、「上」、「下」、「水平」、「垂直」等のような空間的又は方向的表現は、本発明が図面の図において示されるような形で、本発明に関連する。しかしながら、本発明は、様々な他の配向を想定することができるため、このような表現は、限定とみなされるものではないことは理解されるべきである。さらに、明細書及び特許請求の範囲で使用される、寸法や物理的特性等を表現する全ての数は、「約」という表現によって、あらゆる場合において変更し得るものと理解されるべきである。従って、それに反して示されない限り、これ以降の明細書及び請求項で記載される数値は、本発明によって得られると望まれる、且つ／又は、得ようとする性質に応じて変更が可能である。最低限、そして、特許請求の範囲に対する等価物の適用を制限する意図ではなく、各数的パラメータは、少なくとも、報告された有効桁数を踏まえ、且つ、通常の丸め技術を適用することによって解釈されるべきである。さらに、本明細書に開示の全ての範囲は、それらの範囲に含まれる全ての部分的範囲を包含すると理解されるべきである。例えば、「１〜１０」という範囲が述べられている場合、それは、最小値の１と最大値の１０との間で且つそれらの数値をも含む、全ての部分的範囲、つまり、例えば１〜６．７や、３．２〜８．１、５．５〜１０といった、１以上の最小値で始まり１０以下の最大値で終わる全ての部分的範囲を含むと考えられるべきである。また、本明細書で使用されるように、「上に位置付けられる」又は「上に取り付けられる」という表現は、〜上に位置付けられる、又は、〜上に取り付けられることを意味するが、必ずしも面接触している状態を意味するものではない。例えば、ある物品又は物品のある部品「上に取り付けられた」他の物品又は物品の他の部品は、両物品間又は物品の両部品間の物質の存在を排除するものではない。

本発明の幾つかの非限定の実施例を説明する前に、本発明は、他の実施例も可能なため、その出願において、本明細書で示され説明される特定の非限定の実施例の詳細に限定されるものではないことは理解されよう。さらに、本発明を説明するために本明細書で使用される用語は、説明のためのものであり、限定するものではない。またさらに、特に示されない限り、以下の説明において、同様の符号は同様の構成要素を示す。

本発明の非限定の実施例は、航空機の積層透明体に関し、特に、航空機のフロントガラスに関する。しかしながら、本発明は、いかなる特定の種類の航空機の透明体にも限定されるものではない。本発明は、電気的刺激に反応して可視透過率を増減させる媒体を有する種類の航空機の窓、例えば、これに限定はされないが、米国特許出願公開第２００７／＿＿＿＿＿＿号に開示されている種類の窓に対する本発明の実施を考慮に入れている。また、本発明は、一対の積層シートの間に断熱空間を有する種類の航空機の窓、例えば、これに限定はされないが、米国特許第＿＿＿＿＿＿号に開示されている種類の窓に対する本発明の実施も考慮に入れている。これらの公報の開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。さらに、本発明は、商用及び住居用窓、例えば、これに限定はされないが、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第５，６７５，９４４号に開示されている種類の窓や、あらゆる種類の陸上車両の窓、あらゆる種類の航空機または宇宙船の天蓋、室窓、及びフロントガラス、あらゆる種類の水上又は水中船用の窓、及び、あらゆる種類の容器の覗き面又はドア用の窓、例えば、これらに限定はされないが、冷蔵庫、キャビネット及び／又はオーブンのドア、に対して実施することが可能である。さらにまた、本発明は、透明体の層又はシートの材料について限定されず、層又はシートは、これらに限定はされないが、硬化又は未硬化のプラスチックシート、並びに、アニール加工ガラスシート、倍強度ガラスシート、及び、倍強度・化学強化ガラスシート、透明ガラスシート、着色ガラスシート、コーティングが施されたガラスシート、及び施されていないガラスシートから作成することが可能である。さらにまた、本発明は、不透明シートを有する窓に対して実施することも可能である。このような窓の例として、これらに限定はされないが、木製又は金属製シートや、不透明コーティングが施されたガラスシート、及びそれらの組み合わせが挙げられる。

図１には、本発明の実施において使用可能な航空機のフロントガラス２０の非限定の実施例を示す。このフロントガラスは、第１のガラスシート２２と、第２のガラスシート２４と、第２ビニル中間層又はシート２８とを備える。第１のガラスシート２２は、第２のガラスシート２４に、第１中間層２６を介して固定されている。第２のシート２４は、第２ビニル中間層２８に、第１ウレタン中間層３０を介して固定されている。そして、第２ビニル中間層２８は、加熱可能部材３２に、第２ウレタン中間層３４を介して固定されている。当技術分野で使用される種類の縁部材又は防湿材３６、例えば、これに限定されないが、シリコーンゴム又は可撓性且つ耐久性の防湿材料が、（１）フロントガラス２０の周縁部３８、すなわち、第１及び第２のシート２２，２４、第１及び第２ビニル中間層２６，２８、第１及び第２ウレタン中間層３０，３４、及び加熱可能部材３２の周縁部３８と、（２）フロントガラスの外面４２のマージン又はマージン端４０、すなわち、フロントガラス２０の第１のガラスシート２２の外面４２のマージン４０と、（３）フロントガラス２０の外面４６のマージン又はマージン端４４、すなわち加熱可能部材３２の外面４６のマージンと、に固定されている。

当業者に理解されるように、ただし本発明を限定するものではないが、第１及び第２のガラスシート２２，２４、第１及び第２ビニル中間層２６，２８、及び第１ウレタン中間層３０は、フロントガラス２０の構造部分又は内側部分を形成し、フロントガラス２０の外面４２は、乗物、例えば航空機４７（図１８Ｂにのみ示す）の内部に対向する。また、第２ウレタン層３４及び加熱可能部材３２は、フロントガラス２０の非構造部分又は外側部分を形成し、フロントガラス２０の表面４６は航空機の外部に対向する。加熱可能部材３２は、以下に説明するような方法で、フロントガラス２０の外面４６から曇りを除去し、且つ／又は、外面４６上の氷を溶かすための熱を提供する。

理解されることができるように、本発明は、フロントガラス２０の構造について限定されず、当技術分野で使用される航空機の透明体の構造であればどのようなものでも本発明の実施において使用可能である。例えば、本発明に対して限定するものではないが、フロントガラス２０は、ビニル中間層２８及びウレタン中間層３０が省略された且つ／又はシート２２及び２４がプラスチックシートである構造を備えることも可能である。

一般的に、フロントガラス２０のガラスシート２２，２４は、透明な、化学強化ガラスシートである。しかしながら、本発明はこれに限定されない。ガラスシートは、倍強度又は熱強化ガラスシートとすることも可能である。さらに、理解されるように、本発明は、フロントガラス２０を構成するガラスシート、ビニル中間層、若しくはウレタン中間層の枚数について限定されない。フロントガラス２０は、シート及び／又は中間層を何枚有していてもよい。

本発明は、加熱可能部材３２の設計及び／又は構造について限定されない。シートの表面を加熱してシートの表面上の氷を溶かす、且つ／又は、表面から曇りを除去するために当技術分野で使用される導電性加熱可能部材であればどのようなものでも、本発明の実施において使用することが可能である。図２を参照すると、本発明の一非限定の実施例において、加熱可能部材３２は、その表面６４に導電性コーティング６２が塗布されたガラスシート６０と、当該導電性コーティング６２に電気的に接触する一対の離間されたバスバー６６，６８とを備える。本発明は、導電性コーティング６２の組成について限定されない。例えば、本発明を限定するものではないが、導電性コーティング６２は、適切であればどの導電性材料から作成することも可能である。本発明の実施において使用可能な導電性コーティングの非限定の例として、これらに限定はされないが、商標名ＮＥＳＡ（登録商標）でＰＰＧ・インダストリーズ（ＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ．）から販売されている種類の熱分解沈着フッ素ドープ酸化スズ膜や、商標名ＮＥＳＡＴＲＯＮ（登録商標）でＰＰＧ・インダストリーズから販売されている種類のマグネトロンスパッタ堆積スズドープ酸化インジウム膜が挙げられる。さらに、１つ以上のマグネトロンスパッタ堆積膜からなるコーティングも挙げられる。このような膜として、これらに限定はされないが、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第４，６１０，７７１号、第４，８０６，２２０号、及び第５，８２１，００１号に開示されるような、順番にマグネトロンスパッタリングによって付着される、例えば酸化亜鉛及び／又はスズ酸亜鉛といった金属酸化物膜間の、例えば銀などの金属膜が挙げられる。

理解されるように、本発明は、ガラスシート６０を加熱するための電導性コーティングの使用について限定されず、電気的に加熱可能なあらゆる種類の部材、例えば、これに限定はされないが、導電性配線の使用も考慮に入れている。配線、例えば、図１に仮想線で示される配線６９は、中間層３４内に埋め込み、バスバー６６及び６８に電気的に接続させることができる。このような加熱配置構造は、当技術分野では、ＰＰＧ・インダストリーズ・オハイオ（ＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｏｈｉｏ Ｉｎｃ．）のＡＩＲＣＯＮ（登録商標）で周知であり、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第４，０７８，１０７号に開示されている。

本発明は、バスバーの設計及び／又は構造について限定されず、当技術分野において使用されているものであればいかなる種類のバスバーをも本発明の実施において使用することができる。本発明の実施において使用可能なバスバーの例としては、これらに限定はされないが、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第４，６２３，３８９号、第４，８９４，５１３号、第４，９９４，６５０号、及び第４，９０２，８７５号に開示されている（銀セラミックガラスフリット上に焼成された）種類がある。本発明の好ましい実施において、バスバーは、銀セラミックガラスフリット上に焼成される、つまり米国特許第＿＿＿＿＿＿＿号に開示の種類である。バスバー６６及び６８は、それぞれ配線７０及び７１によって、電源７２、例えばバッテリに接続されている。電源７２は、バスバー６６及び６８並びに導電性コーティング６２に電流を流すことによって、導電性コーティング６２及びシート６０を加熱して、フロントガラス２０の表面４６から氷及び／又は曇りを除去する。オン・オフ用スイッチ、レオスタット又は可変変圧器７３が、配線の１つ、例えば、位置７１Ａと７１Ｂとの間の配線７１に接続されている。電源７２とバスバー６８との間のレオスタットを操作することによって、バスバー６８及び６６並びに導電性コーティング６２を流れる電流を変化又は調節して、導電性コーティング６２の温度を制御する。本発明を限定するものではないが、航空機４７（図１８Ｂにのみ示す）の金属製機体カバーへのバスバー６６及び６８のアーク放電を防止するために、バスバー６６の端部７５及びバスバー６８の端部７６は、隣接するガラスシート６０の辺７８〜８１から離間されている。

これより、本発明の教示による、フロントガラス２０の選択された部品の性能を監視するためのフロントガラス２０の当該選択された部品上のセンサ又は検出器の配置について説明する。

衝撃センサ
本発明の一非限定の実施例において、フロントガラス２０には、衝撃センサ又は検出器が設けられる。衝撃センサ又は検出器は、ある物体がフロントガラスに衝突又は激突、例えば、本発明を限定するものではないが、フロントガラス２０の外面４６に衝突した時に、信号を発生する。例えば、本発明を限定するものではないが、航空機が、離陸又は着陸中、滑走路を走行している時に、異物、例えば石が、空気中を飛んでフロントガラスの外面４６に衝突する可能性がある。フロントガラスのシートに取り付けられた衝撃検出器を使用して、１つ以上の異物がフロントガラスに衝突したこと、及び、任意であるが、外面４６における衝突又は激突が起きた位置や、フロントガラス２０の表面４６に対する衝撃の相対的エネルギーを示すことができる。

図３を参照すると、本発明の一非限定の実施例では、１つ以上の衝撃センサ又は検出器（図３では、４つの検出器８３Ａ，８３Ｂ，８３Ｃ，及び８３Ｄを示す）が、ガラスシート６０の辺７８〜８１のそれぞれに隣接して取り付けられている。本発明のこの非限定の実施例では、衝撃検出器のそれぞれが、圧電材料、例えば、これに限定はされないが、圧電結晶を備える。圧電材料が、振動、例えば、ガラスシート６０（図１及び２を参照）の外面４６に衝突した石によって引き起こされるガラスシート６０の振動に晒されると、圧電材料は、圧縮又は変形し、その結果、電界を生じる。この電界を使用して警報及び／又はレコーダを作動又は作動させることによって、衝突又は激突を知らせる、且つ／又は、記録することができる。さらに、３つ以上の衝撃検出器を使用して、以下に説明するように、フロントガラスの表面４６上における激突位置を特定することができる。

図３及び適宜図４を参照すると、ガラスシート６０のそれぞれの辺７８〜８１の１つに隣接して取り付けられた、衝撃検出器８３Ａ〜Ｄの１つを有する加熱可能部材３２が示されている。検出器８３Ａ〜Ｄは、導電性コーティング６２上に取り付けられている。検出器８３Ａ〜Ｄの一方の電気接点は導電性コーティング６２に電気的に接続され、検出器８３Ａ〜Ｄのそれぞれの他方の電気接点は、配線８４Ａ〜Ｄによって、レオスタット又は可変変圧器８５Ａ〜Ｄにそれぞれ接続されている。レオスタット８５Ａ〜Ｄのそれぞれは、配線８６Ａ〜Ｄによって、コンソール８８及び電源７２の正極に電気的に接続されている（図４参照）。このように、検出器８３Ａ〜Ｄへの電力が、電源７２によって供給され、レオスタット８５Ａ〜Ｄによってそれぞれ制御され、また、コンソール８８内のコンパレータによって測定又は監視される衝撃検出器８３Ａ〜Ｄのそれぞれの電界を変化させる。理解できるように、本発明は、電力を検出器８３Ａ〜Ｄに供給する方式については限定されず、どのような回路構成でも本発明の実施において使用することが可能である。例えば、本発明を限定するものではないが、検出器８３Ａ〜Ｄの一方の電気接点を、フロントガラスのシートのうち１つ以上に取り付け、検出器に電力を供給するための専用の電源の一方の極に直接接続するとともに、検出器８３Ａ〜Ｄの他方の接点を、当該専用の電源の他方の極に接続させることも可能である。理解できるように、本発明は、本発明の実施において使用される電源の種類については限定されず、電源が発生する電力は、交流又は直流電力のいずれであってもよい。

図３及び４に示す配置構成では、フロントガラスが振動、例えば、ある物体がフロントガラス２０の外面４６に衝突すると、検出器８３Ａ〜Ｄの圧電材料が、圧縮又は変形する。検出器の圧電結晶が振動することによって、電界又は電流が発生し、その電界又は電流が、検出器８３Ａ〜Ｄの配線８４Ａ〜Ｄのうち１つ以上を介して、コンソール８８に送られる（図１８Ａも参照）。コンソール８８には、データ処理設備、例えばソフトウェア、が設けられる。データ処理設備は、配線８６Ａ〜Ｄを介して送られてきた信号を分析して、検出器８３Ａ〜Ｄのうち選択された又は全ての検出器からの信号に対して三角測量を行うことによって衝突の位置を判断し、また、例えば電界の大きさから衝撃の大きさを判断し、そして、それらの情報を保存する。衝撃検出器、例えば圧電結晶の電気ファイルのための電子回路は、当技術分野では周知であり（例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第６，５３５，１２６号を参照されたい）、更なる説明は必要ないと思われる。本発明の他の非限定の実施例において、検出器８３Ａ〜Ｄからの信号が所定の電流量を越えると、コンソール８８に表示されて、例えば航空機の次の予定の停機時に、フロントガラス２０の外面４６を目視検査するべきであること、及び／又は、フロントガラスを修理すべきであることを示す。また任意に、必要な修理のスケジュールを立てるために、信号を、以下に説明するような方式で、コントロールセンターに転送することもできる。

理解されるように、離陸中、飛行中、及び着陸中、航空機が振動すると、衝撃検出器が振動して電界を発生させる。レオスタット８５Ａ〜８５Ｄ又は電子フィルタを使用して、所定のレベルよりも高い電界のみ通過させることが可能である。これによって、衝撃検出器は、フロントガラスに対する衝撃を検出し、航空機の振動に関するパフォーマンスログを提供することが可能である。

破断センサ
以下の説明において、参照によってその開示の全体が本明細書に組み込まれる米国特許第６，７９４，８８２号に開示されている破断又は亀裂検出器又はセンサを、本発明の実施において使用する。しかしながら、理解されるように、本発明はこれに限定されず、当技術分野において周知の亀裂センサ又は検出器であればどのようなものでも、本発明の実施において使用することが可能である。米国特許第６，７９４，８８２号に開示されている種類の破断センサ又は検出器の非限定の実施例を、図５に示し、符号８９によって示す。亀裂センサ８９は、フロントガラス２０のシート２２，２４，２８，および６０のうちの１つの主面の外周部３８（図１参照）の略全体に沿って且つ周囲に延在する導電性ストリップ９０を備える。図５及び６において、示される導電性ストリップ９０は、ガラスシート６０の導電性層６２上に取り付けられ、バスバー６６及び６８を囲繞し、電気絶縁層９６、例えば、ウレタン層又は非電導性コーティング層によって導電性コーティング６２から電気的に絶縁分離されている。

導電性ストリップ９０は、図５に示すように、シート６０の辺７８〜８１から離間されて導電性コーティング６２上に取り付けられている。理解することができるように、導電性ストリップ９０は、それが配置されるガラスシートの部分を通しての視認性を低下させうる。従って、導電性ストリップ９０の最大幅は、フロントガラス２０を介しての必要な又は特定のオペレータの視野による。航空機の透明体、例えば、フロントガラスには、必要とされる可視（又は透明）領域を規定する特定の安全要件がある。しかし、導電性ストリップ９０を、必要とされる導電性を有する、略又は完全な透明材料から形成する場合には、フロントガラスのシートに対する導電性ストリップ９０の配置を、大きく変更することも可能である。例えば、本発明を限定するものではないが、導電性ストリップ９０は、シートの表面上においてより中央側に位置付けられた内側の又は小さいストリップ又はバンドで形成することが可能である。あるいは、導電性部材９０は、ガラスシートの中心からシート２２，２４，２８，及び６０の外周部３８に向かって広がる複数の同心状ストリップ又はバンドを備えることができる。若しくは、導電性ストリップ９０は、シートの破断又は破壊の予期される性質や進行に応じて、「Ｘ」形状又は他の形状とすることができる。

上記したように、導電性コーティング６２は、電気絶縁層９６によって、導電性ストリップ９０から電気的に絶縁分離されている。理解することができるように、絶縁層９６は、導電性ストリップ９０が剥離するのを防止するので、ガラスシート３２における小さな亀裂の存在が隠されることがある。導電性ストリップ９０を、ガラスシート６０の非コーティング表面部分に貼り付けることによって、例えば、本発明を限定するものではないが、コーティング６２並びにバスバー６６及び６８を非コーティングガラスのストリップ９２（図２にのみ示す）によって囲繞することによって、この制限は解消することができる。非コーティングガラスストリップ９２は、コーティング加工中にガラス表面にマスキングを施すことによって、又は、ガラス表面からコーティングを研磨で若しくは化学的に除去することによって、適宜設けることができる。ガラスは化学的に強化されるため、強化ガラスを破砕しうる表面のダメージを避けるために、コーティング加工中、当該領域にマスキングを施すことが好ましい。

理解することができるように、導電性ストリップ９０は、積層フロントガラス２０のシートのうちどのシートのどの表面にも貼り付けることができるが、本発明の好ましい実施においては、導電性ストリップ９０は、シート６０の非コーティング部分９２とウレタン層３４との間に貼り付けるのが好ましい。図５に示す非限定の実施例では、導電性ストリップ９０は、シート６０の非コーティング部分９２上（図２参照）に取り付けられ、コーティング層６２の外周のほぼ全体に亘って延在している。導電性ストリップ９０は、第１末端面１０４及び第２末端面１０６を有する。第１末端面１０４と第２末端面１０６との間の距離又は隔たりは、末端面１０４及び１０６間のあらゆる記述的電界の伝達を防ぐのに十分である必要がある。

破断センサ９０は、電位を導電性ストリップ９０に印加するために導電性ストリップ９０と電気的に連絡する電源１０８をさらに備える。電源１０８は、従来の電源であればよく、例えば、これに限定はされないが、バッテリや発電機などでよい。さらに、破断センサ９０は、導電性ストリップ９０の電位を測定するために導電性ストリップ９０に連絡した、オームメータのような電気測定機構１１０を備える。ソフトウェア及びコンピュータのような制御機構１１２が、電源１０８及び電気測定機構１１０の両方を制御し、それらと通信するために使用される。この制御機構１１２は、電源１０８に、所定の又は特定の設定電位を導電性ストリップ８９に印加するよう命令し、印加後、制御機構１１２は、電気測定機構１１０を介して、導電性ストリップ９０の電位を収集及び／又は計算することができる。電源１０８、電気測定機構１１０、及び制御機構１１２の全ては、単一のユニット又は装置、例えば、コンソール８８（図１８参照）に組み合わせてまとめることが可能であるが、それぞれ独立したユニットとしてもよい（図５参照）。

電源１０８は、制御機構１１２によって設定又は特定されたように、設定電圧を導電性ストリップ９０に印加する。この設定電圧によって、導電性ストリップ９０に電流を流すことができる。電気測定機構１１０は、第１リード１１４及び第２リード１１６を介して、導電性ストリップ９０に接続される。第１リード１１４は、第１末端面１０４に接続され、第２リード１１６は、第２末端面１０６に接続される。この接続によって、導電性ストリップ９０は、電源１０８が電位を印加した時に、電気回路として動作することができる。

電気測定機構１１０は、第１末端面１０４に接続された第１リード１１４及び第２末端面１０６に接続された第２リード１１６を介して、導電性ストリップ９０に流れる電流を読み取る、又は、測定する。電源１０８が設定電圧を印加し、電気測定機構１１０が導電性ストリップ９０に流れる電流を読み取る、又は、測定するため、電気測定機構１１０（又は制御機構１１２）は、導電性ストリップ８９の抵抗値を計算することができる。

破断又は亀裂が起こりガラスシート６０にまで広がると、最終的には導電性ストリップ９０に達する。亀裂が発生して導電性ストリップ９０の一部に広がり破壊すると、電気測定機構１１０又は制御機構１１２の何れかによって計算される抵抗値が増加し始める。この抵抗値の増加が、ガラスシート６０の破断又は亀裂を示す。亀裂が導電性ストリップ９０を完全に横切って破壊すると、抵抗値は無限大に達し、深刻な破断状況を示す。

導電性ストリップ９０は、金属や、金属酸化物、半金属、合金、他の複合材料といった、適切な導電性材料から形成される導電性コーティング材料とすることができる。また、導電性ストリップ９０は、不透明であっても透明であってもよい。さらに、導電性ストリップ９０は、セラミック塗料又は導電性インクから形成される導電性コーティング材料であってもよい。導電性材料は、ガラスシートに亀裂が入った時に、亀裂が入る又は分割される材料であるか、若しくは、電気特性の変化が検出できるような形で電気特性を変化させる材料である必要がある。導電性ストリップ９０は、従来の薄膜堆積法又は従来の厚膜堆積法、従来の接着製造法、スクリーニング、若しくは他の類似のプロセスによって、ガラスシート２２，２４，２８，及び６０のうち１つ以上のシートの表面に堆積させることができる。一実施例において、導電性部材９０は導電性酸化インジウムスズコーティングである。

本発明は、２枚以上のシート上に導電性ストリップを付着させること、例えば、本発明を限定はしないが、ガラスシート２２，２４，２８，及び６０の表面上に導電性ストリップ９０を付着させることを考慮に入れている。理解されるように、導電性ストリップを２枚以上のシート上に配置する場合には、導電性ストリップ９０のそれぞれが、それ自身の電源１０８を有するか、単一の電源を設け、２つ以上の導電性ストリップ９０に電気的に接続するととともに、レオスタットを、衝撃センサ８３Ａ〜Ｄに関しては上記したように、破断センサに関しては以下に説明するように、導電性ストリップ９０のそれぞれへの電圧を制御するために、各導電性ストリップ９０に設ける。同様に、１つ又は複数の電気測定機構１１０を使用して、フロントガラス２０のシート２２，２４，２８，及び６０上の導電性ストリップ９０のそれぞれの電位又はそれぞれを流れる電流を読み取る、又は、測定することができる。このようにして、ガラスシート２２，２４，２８，及び６０のそれぞれの状態を監視することができる。

制御機構１１２及び／又は中央又は複数の専用電気測定機構１１０は、ガラスシート２２，２４，２８，及び６０上の個々の導電性ストリップ９０を識別し、各導電性ストリップ９０の電位（抵抗値）を計算するために具備される。このようにして、乗物のオペレータは、警報機構１１８によって、関連する導電性ストリップ９０の破壊又はブリッジングによるガラスシート２２，２４，２８，及び６０のそれぞれの破断の存在及び程度を示される。理解することができるように、破断状態の間は、どのガラスシートが破断した又はどのガラスシートに亀裂が入ったのか判別することが難しいのが典型的に証明されており、シート２２，２４，２８，及び６０のそれぞれに導電性ストリップ９０を設けることによって、乗物のオペレータは、故障状態にあるシートを識別することができる。

導電性ストリップ９０は、シート２２，２４，２８，及び６０の間の中間層２６，３０，及び３４に埋め込むことも可能である。この場合、導電性ストリップ９０は、その導電性ストリップを有するガラスシートの表面に亀裂が入ると導電性ストリップ９０が破壊又は分解されるようにシート２２，２４，２８，又は６０のそれぞれに接触してさえいればよい。表面上の破断位置の特定を向上するために、複数の導電性ストリップ９０を、グリッド又はアレイパターンでシートの主面全体に配置することもできる。また、任意だが、フロントガラス２０の視界の減少を最小限に抑えないように、アレイパターンを、図７に示すように、シートの外周部３８に隣接させて使用することもできる。

図７に示す本発明の非限定の実施例において、ガラスシート１２５の辺１２０〜１２３のそれぞれは、ガラスシート１２５のマージン１３５に、又は隣接して、導電性ストライプの２本の列１３２及び１３４を有している。このように導電性ストライプのアレイを設けることによって、シート１２６のどこで破断又は亀裂が生じたのかを、より厳密に特定することができる。より詳細には、導電性ストライプの第１列１３２は、シート１２５のコーナー部１４１〜１４４のそれぞれに導電性ストライプ１３６〜１３９と、シート１２５の辺１２１及び１２３のそれぞれに導電性ストリップ１４６及び１４７とを含む。続けて図７を参照すると、シート１２５の辺１２０において、ストリップ１３６の端部１３６Ａは、ストリップ１３９の端部１３９Ｂに対して隣接且つ離間している。シート１２５の辺１２１において、ストリップ１３６の端部１３６Ｂは、ストリップ１４６の端部１４６Ａに対して離間且つ隣接しており、ストリップ１４６の端部１４６Ｂは、ストリップ１３７の端部１３７Ａに対して隣接且つ離間している。辺１２２において、ストリップ１３７の端部１３７Ｂは、ストリップ１３８の端部１３８Ａに対して隣接且つ離間している。シート１２５の辺１２３において、導電性ストリップ１３８の端部１３８Ｂは、ストリップ１４７の端部１４７Ａに対して隣接且つ離間しており、ストリップ１４７の端部１４７Ｂは、ストリップ１３９の端部１３９Ａに対して隣接且つ離間している。

導電性ストリップの第２列１３４は、導電性ストリップ１５０〜１５３を含む。導電性ストリップ１５０は、ガラスシート１２５の辺１２１及び１２３間に延在しており、ストリップ１５１の端部１５１Ｂに対して隣接且つ離間している端部１５０Ａと、ストリップ１５３の端部１５３Ａに対して隣接且つ離間している端部１５０Ｂとを有する。導電性ストリップ１５１は、ガラスシート１２５の辺１２２及び１２０間に延在しており、ストリップ１５２の端部１５２Ｂに対して隣接且つ離間している端部１５１Ａを有する。導電性ストリップ１５２は、ガラスシート１２５の辺１２１及び１２３間に延在しており、ストリップ１５３の端部１５３Ｂに対して隣接且つ離間している端部１５２Ａを有する。導電性ストリップ１５３は、ガラスシート１２５の辺１２０及び１２２間に延在しており、ストリップ１５２の端部１５２Ａに対して隣接且つ離間している端部１５３Ｂを有する。

ストリップ１３６〜１３９，１４６，１４７，及び１５０〜１５３のそれぞれの端部Ａ及びＢはそれぞれ、電源１０８（図５参照）と、電気測定機構１１０とに電気的に接続されている。電源１０８は、導電性ストリップ１３６〜１３９，１４６，１４７，及び１５０〜１５３に対して電位を印加し、電気測定機構１１０は、導電性ストリップ１３６〜１３９，１４６，１４７，及び１５０〜１５３の電位を測定するためのものである。制御機構１１２は、上記電源１０８及び電気測定機構１１０を制御且つそれらと通信して、所定の又は特定の設定電位を導電性ストリップ１３６〜１３９，１４６，１４７，及び１５０〜１５３に印加するよう、電源１０８に対して命令し、印加後、制御機構１１２は、電気測定機構１１０を介して、導電性ストリップ１３６〜１３９，１４６，１４７，及び１５０〜１５３の電位を収集及び／又は計算することができる。導電性ストライプ１３６〜１３９，１４６，１４７，及び１５０〜１５３用の電源１０８、電気測定機構１１０、及び制御機構１１２の全ては、単一のユニット又は装置、例えば、コンソール８８（図１３参照）に組み合わせてまとめることが可能であるが、それぞれ独立したユニットとしてもよい。

続けて図７を参照すると、離間した導電性ストリップをそれぞれ有する２列１３２及び１３４の配置構造、例えば、ストライプ１３６〜１３９，１４６及び１４７を列１３２に有するとともに導電性ストライプ１５０〜１５３を列１３４に有する配置構造によって、ガラスシートの亀裂が入った又は破壊された位置をより詳しく知ることができる。より詳細には、本発明を限定するものではないが、亀裂１５６が、導電性ストリップ１４６及び１５１を破砕して、亀裂１５６は、シート１２５の辺１２１の中央領域にまで位置している、亀裂１５８が、導電性ストリップ１３９及び１５３を破砕して、亀裂１５８は、シート１２５の辺１３８に隣接する辺１２３にまで位置している。理解することができるように、図５に示す導電性ストリップの配置構造は、限定はしないが、航空機の機体におけるフロントガラス２０を固定するフレームの設計によって、亀裂が、偶発的出来事なのか、フロントガラスの縁部にかけられた応力によって起きたのかを判断する研究にも有益である。

アークセンサ又は検出器
今から、バスバー６６，６８と、導電性部材、例えば導電性コーティング６２又は中間層３４に埋め込まれた配線とを備える加熱配置構造の性能を監視することによって、アーク放電の発生を判断して、フロントガラスがアーク放電によってダメージを受ける前にフロントガラスを修理する、又はアーク放電が発生する可能性がきわめて高いことを判断して、アーク放電が起こる前にフロントガラスを交換すべきであることを示すための、本発明の非限定の実施例について説明する。ここでの説明において問題となる、ただし限定するものではないが、アーク放電は、コーティング６２及び／又はバスバー６６及び６８の亀裂、並びに／又は、バスバー６６，６８及び／又はコーティング６２の剥離によるアーク放電である。当業者によって理解されるように、加熱可能部材３２のガラスシート６０に対する衝撃が、ガラスシート６０の破砕を起こし、その結果、コーティング６２が破砕される。さらに、湿気がフロントガラス２０（図１を参照）の防湿材３６へ侵入すると、積層フロントガラスが剥離してしまう。フロントガラスが剥離すると、バスバー６６及び６８のうち１つまたは両方が、導電性コーティング、又は中間層３８に埋め込まれた配線から分離し得る。導電性コーティング６２の亀裂、及びバスバーとコーティングとの間の剥離、を介したアーク放電により、局所的に加熱されることによって、加熱可能部材３２のガラス６０が破砕される。

図８及び９を参照すると、符号１６０によって示される本発明の他の加熱部材の非限定の実施例が示されている。加熱部材１６０は、ガラスシート６０（図１及び２に示すシート６０）上の導電性コーティング６２に電気的に接続されたバスバー６６及び６８を備える。上記したように、導電性部材６２への電圧は、電源７２から、配線７１及びスイッチ又はレオスタット７３を介して、バスバー６８の端部７６へ、バスバー６８及びコーティング６２を介してバスバー６６へ、バスバー６６の端部７５からの配線７０を介して電源７２へ流れる電流によって与えられる（図２も参照）。必要に応じて図８及び９を参照すると、アークセンサ又は検出器１６４は、比較回路１６５を備える。比較回路１６５は、配線１６７を介してバスバー６８の反対側の端部１６６に接続されるとともに、電流入力配線７１に接続された入力側を有する。電流入力配線７１は、バスバー６８の端部７６に接続されている（図２も参照）。作動中、参照電圧が、バスバー６８の端部７６に接続された配線７１によって、コンパレータ回路１６５に与えられる。

電力は、配線７１を介してバスバー６８に流れ、導電性コーティング６２を介して反対側のバスバー６６に流れる。バスバー６８を流れる電力の一部は、バスバー６８の端部１６６の配線１６７によって、比較回路１６５に向けられる。コンパレータ回路１６５は、連続的に又は周期的に、配線７１からの参照電圧を、配線１６７の測定電圧と比較する。配線１６７の測定電圧が、一定量参照電圧と異なる場合、コンパレータ１６５の配線リード１６８から出力信号を発生する。この出力信号によって、バスバーに供給されている電力を遮断し、且つ／又は、以下に説明する方法で、加熱可能部材１６０の性能に関する状況報告を送信することができる。より詳しくは、配線１６７からの測定電圧が低下すると、それは、電流がバスバー６８を流れていないことを示している可能性がある。配線１６７からの測定電圧が増加すると、それは、バスバー６８を流れる電流が増加していることを示している可能性がある。バスバー６８における電流の増加は、例えば、導電性コーティング６２又はバスバー６６，６８の１つ又は両方の亀裂によって起こる導電性コーティング６２又はバスバー６６の抵抗値の増加による可能性がある。理解されるように、センサ１６４は、バスバー６８の端部１６６で測定される電圧の増加または低下を起こしている原因が何かを特定する能力はない。しかし、高基準値を超える増加、又は低基準値を下回る低下は、加熱可能部材１６０の性能が変化していること、及び、修復作業、例えば、加熱配置構造への電力入力を切断して、加熱可能部材１６０を修理、又はフロントガラス２０を交換しなければいけないことを示している。理解することができるように、比較回路１６４は、コンソール８８に取り付けることができる（図１８Ａを参照）。

センサ１６４は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第４，９０２，８７５号に開示されている種類のものである。理解されるように、本発明は、米国特許第４，９０２，８７５号に開示の種類のセンサに限定されず、導電性部材３２（図２を参照）又は１６０（図８を参照）の電圧又は電流を測定して、導電性部材３２又は１６０のバスバー６６，６８及び／又は導電性コーティング６２を流れる電流又は電圧の変化を示すものであれば、どのようなセンサでも本発明の実施において使用することが可能である。

図８及び図１０を適宜参照すると、符号１７０で示されるセンサの他の非限定の実施例が示されている。このセンサ１７０は、導電性コーティング６２の温度を測定し、フロントガラス２０の加熱可能部材の過熱を防止するために本発明の実施において使用することができる。センサ１７０は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第４，９９４，６５０号に開示されている種類のものである。理解されるように、本発明は、米国特許第４，９９４，６５０号に開示の種類のセンサに限定されず、導電性表面の温度を測定して、導電性表面の過熱を防止するものであれば、どのようなセンサでも本発明の実施において使用可能である。

センサ１７０は、コーティング６２に電気的に接続されて、バスバー６６及び６８間の所定の位置におけるコーティング電圧を監視する電界検出器である。センサ１７０は、配線１７２によって、電圧比較システム１７１に接続されている。本発明において限定するものではないが、図８に例示する本発明の特定の実施例において、センサ１７０は、フロントガラス２０を通して見た時にその存在が最少化されるように、バスバー６８に近接して離間するとともに、導電性部材１６０の上側コーナーに位置している。理解されるように、センサ１７０の位置は、バスバー６６，６８間の他の位置を選択することもできるし、また、透過性であれば、フロントガラス２０の視野に延出させることもできる。

続けて図８及び１０を参照すると、電圧コンパレータ１７１は、配線１７４によって、電源７２に接続されている。原則的に、電力をバスバー６６，６８に印加すると、電界がバスバー６６，６８間の導電性コーティング６２に形成される。電界内部の電圧は、コーティング６２内の特定の位置における電圧がその特定の位置のバスバーに対する物理的位置に比例するように、ほぼ線形に分布する。ある位置において、印加された電圧が変化すると、そのある位置における電圧も比例的に変化する。その結果、コーティング電圧の一定量の変化が分かると、バスバーへの電流が遮断されたか、バスバーの抵抗が増加したことによってバスバーを流れる電流が減少したと想定することができる。抵抗の増加は、断絶、すなわち、バスバーの破壊や、導電性コーティングの亀裂によるものと考えられる。このようにして、電界検出器１７０は、センサ１７０の位置における、コーティング６２の電圧を監視することによって、バスバー及び／又は導電性コーティングの破壊を検出するように動作する。本発明において限定するものではないが、以下の説明のために、コーティング６２内において電圧がバスバー６８からバスバー６６へと降下するように、バスバー６８からバスバー６６へコーティング６２に電流を流す。

図８及び１０に例示する特定の非限定の実施例において、参照電圧を、電源７２から、配線１７４を介して、コンパレータ１７１に与える。電流が、バスバー６８を介して、そしてコーティング６２を介して、バスバー６６に流れる。コンパレータ１７１の回路は、コーティング６２の電圧を監視する。コンパレータ１７１は連続的に、検出器配線１７２を介して、電源７２からの参照電圧をコーティング６２における測定電圧と比較する。検出器配線１７２からの測定電圧が参照電圧に対して所定量異なると、コンパレータ１７１からの出力信号が、リード１７６を介して、コンソール８８に送られる。電圧の差は、例えば、バスバーの破壊、バスバーとコーティングとの剥離、及び／又は、コーティング６２の亀裂による、バスバー６６，６８及び／又はコーティング６２の性能のシフト量を示す。コンソール８８は、コンパレータ１７１から受信した情報を分析し、これらに限定はされないが、バスバー６８への電力入力を遮断したり、導電性部材１６０のコーティング６２並びに／又はバスバー６６及び／又は６８が変化したこと、アーク放電やそれに関連する局所的な導電性部材６２の過熱を防止するためにメンテナンス又は修理が必要である又は必要になることを示したりといった、適切な動作を行ったりする。

理解することができるように、コンパレータ１６５（図９）及び／又は１７１（図１０）は、コンソール８８の回路に含めたり、コンソール８８の外部の別個の又は組み合わせシステムとしたりすることができる。

導電性コーティング温度センサ
図１１を参照すると、符号２００で示すセンサ又は検出器が示されている。センサ２００は、加熱可能部材３２の導電性コーティング６２の温度を測定し、加熱可能部材の過熱を防止するために使用することができる。センサ２００は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第４，８９４，５１３号に開示されている種類のものである。理解されるように、本発明は、米国特許第４，８９４，５１３号に開示の種類のセンサに限定されず、導電性部材の温度を測定するものであれば、どのようなセンサでも本発明の実施において使用可能である。

続けて図１１を参照すると、本発明のこの非限定の実施例の温度センサ２００は、１つ以上の配線ループを備える。例えば、本発明を限定するものではないが、図１１に示すセンサ２００は、配線ループ２０２〜２０６を有する。理解されるように、本発明の実施において、センサ２００が有する配線ループの数は幾つでも構わない。配線ループを１つのみ使用する場合は、導電性部材の設計及び／又は経歴に基づき過熱が起こりそうな（ホットスポットとなることが予測される）位置まで、導電性コーティング６２内を延在させるのが好ましい。配線ループ２０２〜２０６のそれぞれは、抵抗型装置、すなわち、温度が変化するとその抵抗値も変化する。本発明において限定するものではないが、配線ループ２０２〜２０６は、好ましくは、抵抗値が０．００８Ω／ｆｔ・℃オーム／フィート・摂氏温度（０．０２６オーム／メートル・摂氏温度）で変化する黒色の３４〜３６ゲージの鉄ニッケル配線である。

図１１に例示する特定の実施例において、配線ループは、バスバー６６及び６８間を、導電性コーティング６２を横切って延在しており、配線ループ２０２〜２０６のループ端２０８を除いて、バスバーに対して概ね平行である。配線ループ２０２〜２０６は、好ましくは、導電性コーティング６２を覆う中間層３４の表面に沿って位置している（図１を参照）。配線ループ２０２〜２０６は、導電性部材３２の回路を、温度センサ２００の電圧低下コンパレータ回路２１２〜２１６から絶縁分離して回路の短絡を防ぐために、コーティング６２から電気的に絶縁分離されている。代替策としては、配線ループの配線に絶縁カバーを設けたり、配線ループの配線を、上記ＡＩＲＣＯＮシステムの加熱配線が中間層３４に埋め込まれるのと同じように、中間層３４に埋め込んだりすることができる。

続けて図１１を参照すると、コンパレータ回路２１２〜２１６は、加熱可能部材３２の導電性コーティング６２の温度が変化すると変化する配線ループ２０２〜２０６の配線の抵抗値に基づき、配線ループ２０２〜２０６のそれぞれの温度を監視する。配線ループ２０２〜２０６のいずれかの平均温度が設定値に達すると、回路２１２〜２１６は、電源７２からバスバー６８への電力を遮断するか、導電性部材６２の温度が上昇しており修正作業が勧められることを示す警報又は信号を設定する。本発明の実施において使用可能な回路の詳細な説明については、本発明を限定するものではないが、米国特許第４，８９４，５１３号を参照されたい。

理解することができるように、コンパレータ回路２１２〜２１６は、コンソール８８（図１８Ａを参照）内に位置付けることができる。

本発明は、例えば、本発明に限定はされないが、加熱可能部材３２と同様の加熱可能部材を有する航空機の透明体の過熱を防止するために使用可能な変形配置構造も考慮に入れている。図２を参照すると、本発明の一非限定の実施例において、コントローラ２３０（図２に仮想線で示す）が、フロントガラス２０（図１を参照）の外部に取り付けられている。コントローラ２３０は、バスバー６６及び６８並びにコンパレータの抵抗値を測定するためのオームメータを備える。オームメータによって測定される抵抗値が所定値を超えると、コンパレータによって、配線２３２（仮想線で示される）に沿って信号が送られて、スイッチ７３が開き、電源７２からバスバー６６及び６８への電流の流れを遮断する。

湿度センサ
上記したように、また図１に示すように、フロントガラス又は透明体２０は、フロントガラス２０のガラスシート２２，２４，及び６０、並びに、プラスチック中間層又はシート２６，２８，３０，及び３４の間に湿気が侵入するのを防止するためのバリアである機外防湿シール３６を有する。より詳しくは、防湿シール３６が故障、例えば、風や雨による腐食により亀裂が入ったり剥離したりすると、湿気がフロントガラスのシート間に侵入する。防湿シールの亀裂や剥離は構造的な問題ではないが、湿気がシート間に侵入すると、フロントガラス２０が剥離したり、且つ／又は、加熱配置構造が損傷したり故障したりして、フロントガラスの使用期間が短くなる。フロントガラス２０の剥離が起こると、シート間に侵入する湿気の割合及び量が増加して、フロントガラスの劣化を促進する。理解することができるように、防湿材３６の状況又は性能を監視し、湿気の浸透によって起こるフロントガラスの劣化が始まる又は促進する前に防湿材を交換又は修理することが有利となる。

必要に応じて図１２〜１４を参照すると、湿度センサ２５０〜２５３を有する本発明の一非限定の実施例が示されている。ここで、湿度センサ２５０〜２５３は、図１２に示されるように、それぞれ、導電性コーティング６２の辺７８〜８１に隣接して導電性コーティング６２上に位置付けられている。センサ２５０〜２５３のそれぞれは、導電性コーティング６２上に配置された感湿電気抵抗性材料の層２５６（以下、「感湿層」とも称する）と、感湿層２５６の上に配置された導電性層２５８とを備える（図１４を参照）。センサ２５０〜２５３のそれぞれの導電性層２５８のそれぞれは、配線２６０Ａ〜Ｄを用いて、ＤＣ電源、例えば、電源７２の正極に、それぞれ独立して接続されている。若しくは、衝撃センサ８３Ａ〜Ｄを電源７２（図４を参照）に接続してセンサ２５０〜２５３の導電性層２５６のそれぞれへの電力入力を調節するのと同じように、配線を、配線２６０Ａ〜Ｄを用いて、ＤＣ電源７２の正極に、レオスタット又は可変変圧器を介して接続する。本発明は、感湿層２５６の材料については限定されず、湿電気抵抗性材料であればどのようなものでも本発明の実施において使用可能である。例えば、これらに限定するものではないが、二酸化チタン、並びに／又は、参照によってその開示の全体が本明細書に組み込まれる米国特許第４，６２１，２４９号及び４，７９３，１７５号に開示されている材料などが挙げられる。さらに、本発明は、感湿層２５６上の導電性層２５８の材料についても限定されず、どのような導電性材料でも使用可能である。例えば、これらに限定はされないが、アルミニウム、銅、金、及び銀が使用可能である。本発明の一非限定の実施例におけるセンサ２５０〜２５３は、インジウムスズ酸化物の導電性コーティング６２と、スパッタによる二酸化チタン膜の感湿層２５６と、スパッタによる金の導電性層２５８とを備える、図１２に示すような、伸長部材である（図１４を参照）。

感湿層２５６が湿気を吸収すると、感湿層２５６の抵抗が低下する。理解することができるように、層２５６の抵抗は、通常の方法で測定及び／又は監視することができる。本発明の一非限定の実施例において、配線２６２Ａ〜Ｄは、センサ２５０〜２５３の導電性層２５８にそれぞれ接続されている。配線２６０Ａ及び２６２Ａ、２６０Ｂ及び２６２Ｂ、２６０Ｃ及び２６２Ｃ、並びに２６０Ｄ及び２６２Ｄの各配線対間の電圧差は、コンパレータ２７０（図１３を参照）によって測定及び／又は監視される。図１３を参照すると、センサ２５０〜２５３のそれぞれの配線２６０は、コンパレータ２７０に接続されている。コンパレータ２７０は、センサ２５０〜２５３のそれぞれの感湿層２５６の抵抗を監視する。電圧差が所定量を越えると、信号が、配線２７２に沿って、警報又はモニタに送られる。ここで理解することができるように、コンパレータ２７０は、コンソール８８内部又はその一部に位置付けることができる（図１８Ａを参照）。

図１２及び１４に示す本発明の非限定の実施例において、電源、例えば、本発明を限定するものではないが、電源７０（図２を参照）の正極（＋）は、その正極（＋）が、配線２６０Ａ〜Ｄによって、センサ２５０〜２５３のそれぞれの導電性層２５８に接続されており、その負極（−）が、バスバー６６に接続された配線７０によって、加熱可能部材の導電性コーティング６２に接続されている。図１２に示すセンサ２５０〜２５３の層２５８の隣接する端部は、電流がセンサ２５０〜２５３並びにバスバー６６及び６８の隣接する端部の間でアーク放電するのを防止するのに十分な量だけ、互いに離間されている。

理解することができるように、図１２及び１４に示す本発明の非限定の実施例において、センサ２５０〜２５３は、電流が導電性コーティング６２を流れている間、作動可能である。しかし、湿度センサを常に作動させておきたい場合には、図１５に示す本発明の非限定の実施例を採用することができる。図１５のセンサ２７４の実施例は、以下の点を除いて、図１４に示すセンサ２５１の実施例と同様である。具体的には、図１５に示すセンサ２７４は、導電性コーティング６２上に塗布された非導電層、例えば、プラスチック膜２７６と、プラスチック膜２７６上の、且つ、感湿層２５６と電気的に接触する、層２５８と同様の導電性層２７８とを備える。図１５に示す実施例において、配線２６０Ａ及び２８０は、電源に接続され、配線２７８は、コンパレータ２７０（図１３を参照）に接続されている。

本発明の湿度センサを、１つ以上のシート、例えば、これに限定はされないが、フロントガラス２０のシート２４と、シート６０の非コーティング表面９２上（図２を参照）とに有したい場合には、図１６に示す実施例を採用することができる。図１６に示すセンサ２８０の実施例は、以下の点を除いて、図１５に示すセンサ２７４と同様である。具体的には、図１６に示すセンサ２８０では、センサ２７４のプラスチック膜２７６を省略している。図１６に示すように、ウレタン中間層３０が、ガラスシート２４及び湿度センサ２８０を覆っている。

図１７には、符号２８２で示される、本発明の湿度センサの他の非限定の実施例を示す。センサ２８２は、感湿層２５８に電気的に接続された一対の櫛型電極２８４及び２８６を備える。配線２８８及び２９０によって、電極２８４及び２８６が、それぞれ電源に電気的に接続される。理解することができるように、本発明は、この湿度センサの設計及び／又は構造に限定されず、当技術分野において周知の湿度センサの設計及び／又は構造であれば、どのようなものでも本発明の実施において使用することができる。例えば、これに限定はされないが、米国特許第４，６２１，２４９号、第４，７９３，１７５号、及び第５，０２８，９０６号に開示されているものを、本発明の実施において使用することができる。これらの特許の開示の全体は、参照により本明細書に組み込まれる。

理解することができるように、本発明は、フロントガラス２０のシート２２，２４，２６，２８，３０，３４，及び６０上に位置付けられる湿度センサ又は検出器の配置数について限定されない。例えば、本発明を限定するものではないが、湿度センサは、亀裂センサ又は検出器の導電性ストリップ８９で示したような（図５を参照）、１つ以上のシートのマージンの周りに延在する単一のストリップとすることができる。又は、湿度センサは、図１２に示される湿度センサ２５０〜２５３で示したように、シートの各辺に沿う伸長ストリップとすることができる。若しくは、湿度センサは、亀裂センサの導電性部材１３６，１３７，１３８，１３９，１４６，１４７，及び１５０について図７で示したような配置構造を有することもできる。

本発明の他の非限定の実施例において、湿度センサは亀裂検出器として使用することができる。より詳しくは、湿度センサ、例えば、図１５に示す湿度センサ２７４が、破砕したり分裂したりすると、電流は導電性層２５８及び２７８（図１５を参照）を流れなくなり、湿度センサに関連するシート２２，２４，及び／又は６０に亀裂が生じたことを示すことができる。

制御システム
図１８を参照すると、本発明の透明体２０の性能を監視し、許容限界を越えて使用されている透明体、例えば、航空機のフロントガラスのメンテナンス、例えば、修理又は交換の予定を適時立てる、本発明の一非限定の実施例が示されている。本発明のフロントガラス２０は、１つ以上の衝撃センサ若しくは検出器、破断センサ若しくは検出器、アークセンサ若しくは検出器、温度センサ若しくは検出器及び／又は湿度センサ若しくは検出器、例えば、これらに限定はされないが、これまでに説明した種類のものを有することができる。図１８Ａを参照すると、フロントガラスの部品の性能に関するデータを運ぶ信号を有するセンサからの配線が、コネクタ、例えば、電気的出力コネクタ３００の一部に接続されている。出力コネクタ３００は、本発明を限定するものではなく、積層体内に埋め込まれた電気装置への外部からの電気的アクセスを可能にする当技術分野において使用される種類のものであれば、どのようなものでもよい。出力コネクタ３００は、例えば入力電気コネクタ３０２に接続され、当該コネクタの反対側は、ケーブル３０４によって、コンソール８８に接続されている。本発明の一非限定の実施例において、コンソール８８は、フロントガラスの部品の性能を監視及び／又は判断するセンサ又は検出器からの信号を読み取り、分析するソフトウェアを有するコンピュータを備える。モニタ３０６が視覚的表示を提供し、スピーカ３０８が、フロントガラス及び／又はフロントガラスの個々の部品の性能に関する視聴可能な情報を提供する。コンソール８８は、モニタ３０６に注意を向けるための警報３１０を備えることができる。コンソール８８を航空機内に設置することによって、航空機の要員に、フロントガラスのリアルタイムな性能を提供することができる。

本発明の他の非限定の実施例において、コンソール８８は、無線送受信機３１２を有する。送信器３１２は、信号３１４を、送信塔３１６に送信する。信号３１４は、フロントガラス２０の性能に関するデータを運ぶ。塔３１６は、フロントガラス２０の性能に関するデータを運ぶ信号３１８を、衛星３２０に送信する。衛星３２０は、フロントガラスの性能に関するデータを運ぶ信号３２２を、コントロールセンター３２４に送信する。受信したデータを検証し、取るべき適切な行動の予定が立てられる。本発明の一非限定の実施例において、受信した情報に基づき、コントロールセンターにいる要員が、必要ならばどのような行動をとるべきかを判断する。フロントガラスを修理又は交換するといった行動が必要な場合、修理スケジュールを提供する信号３２６が、衛星３２０に送信される。衛星３２０は、修理スケジュールを有する信号３２８を、塔３１６に送信する。塔３１６は、修理スケジュールを有する信号３３０を、コンソール８８と、指定の修理場所（通常、当該航空機の次の予定の停機場所）に地理的に近いメンテナンスセンター３３２とに送信して、当該指定の修理場所にて必要となる全ての部品、装備、及び人員を手配できるようにする。

本発明の一非限定の実施例において、センサからのデータが、フロントガラス２０を修理する必要があることを示している場合、修理スケジュールには、航空機の次の予定の停機場所へのフロントガラスの発送を含めることができ、何らかの緊急の理由でフロントガラスを早く交換する必要がある場合には、すぐに着陸するための飛行計画の変更を修理スケジュールに含めるとともに、フロントガラスが、当該場所にあるように、又は間もなく到着するように手配することができる。乗客は適宜他の飛行機に乗り換えるか、修理が完了するまで待機することができる。修理の予定が組まれ、フロントガラスを取り外さずに修理を行うことができる場合、指定の修理場所に運ばれる要員と修理部品の修理スケジュールが与えられる。

理解することができるように、本発明は、情報を運ぶ信号を無線で送信することには限定されず、通信は、地上ラインによって行うこともできる。さらに、信号は、衛星のみによって、又は通信塔のみによって、又はそれらの組み合わせによって、２地点間を送信することもできる。

これまで提示又説明してきた本発明の実施例は、単に例示のためだけに提示したものであり、本発明はこれら実施例には限定されず、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲、及び、本出願に直接的に又は間接的に関連する出願に追加される追加請求項によってのみ限定されるものである。

Claims (17)

1. １つに積層された複数のガラス及び／又はプラスチックシートであって、前記積層シートの第１外面が透明体の第１主面であり、前記積層シートの反対側の第２主面が前記透明体の第２外面であり、該透明体の前記第１主面が前記透明体の外側面として指定され、該透明体は、化学的性質、物理的性質、電気的性質、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される性質を有する、１つに積層された複数のガラス及び/又はプラスチックシートと、
   前記透明体に取り付けられて、前記性質のうち少なくとも１つの性能を監視し、前記少なくとも１つの性質の前記性能を表す信号を生成するセンサであって、前記センサは、湿気を検出するためのセンサであり、第１電極と離間された第２電極とに電気的に接続された感湿材料の層を備え、前記第１及び第２電極は、前記コネクタに電気的に接続されるセンサと、
   前記フロントガラスの外部に位置する電気的コネクタであって、その一部が前記センサに接続されて、前記センサによって生成される信号への外部アクセスを提供する電気的コネクタと
   を備える航空機で用いられる透明体。
2. 前記透明体は積層フロントガラスであり、前記フロントガラスの前記第１主面はシートの第１主面であり、
   前記シートは、前記第１主面とは反対側の第２主面と、前記シートの前記第２面上の加熱配置構造とをさらに備え、前記加熱配置構造は、導電性部材と、前記導電性部材に電気的に接触する一対の離間されたバスバーとを備え、
   前記導電性部材の一部が、前記センサの前記電極のうちの１つである請求項１に記載の透明体。
3. 前記湿気を検出するためのセンサは、第１端部と反対側の第２端部とを有する第１伸長湿度センサであり、
   前記第１伸長湿度センサは、第２、第３、及び第４伸長湿度センサをさらに備え、前記湿度センサのそれぞれは、第１端部と反対側の第２端部とを備え、
   前記第１、第２、第３、及び第４湿度センサは、前記積層フロントガラスのシートの主面上に、前記シートの周縁部に隣接して取り付けられ、
   前記第１センサの前記第２端部は前記第２センサの前記第１端部に隣接し、前記第２センサの前記第２端部は前記第３センサの前記第１端部に隣接し、前記第３センサの前記第２端部は前記第４センサの前記第１端部に隣接し、前記第４センサの前記第２端部は前記第１センサの前記第１端部に隣接する請求項１に記載の透明体。
4. 前記センサは、前記透明体に対する衝撃又は前記透明体の振動を検出するためのセンサであり、衝撃センサとして定義され、前記衝撃センサは前記透明体の前記シートのうちの１つの第１主面に取り付けられ、
   前記シートのうちの前記１つの前記第１主面は、前記透明体の前記第１及び第２主面の間に位置し、
   前記衝撃センサは、第１電極と第２電極とを備え、前記第１電極は前記コネクタの第１リードに接続され、前記第２電極は前記コネクタの第２リードに接続される請求項１に記載の透明体。
5. 加熱配置構造が、前記シートのうちの前記１つの前記第１主面上に位置し、
   前記加熱配置構造は、導電性部材と、前記導電性部材と電気的に接触する一対の離間されたバスバーと、前記第１及び第２バスバーへの外部からの電気的アクセスとを備え、
   前記導電性部材は、導電性コーティングと複数の離間された配線からなる群から選択され、前記衝撃センサは、前記導電性部材上に取り付けられ、
   前記導電性部材は、前記衝撃センサの前記電極のうちの１つを提供する請求項４に記載の透明体。
6. 前記センサは、破砕センサとして定義される、前記シートのうちの１つの破砕を検出するためのセンサであり、
   前記破砕センサは、
   第１端部及び反対側の第２端部を備える導電性ストリップであって、前記第１端部が前記第２端部と電気的に絶縁分離している、前記透明体の前記複数のシートのうちの１つの主面上の導電性ストリップと、
   前記導電性ストリップに接続されるとともに前記透明体から延出して前記導電性ストリップを電源に接続する第１のリード対と、
   前記導電性ストリップの前記第１及び第２端部に接続される第２のリード対と
   を備え、
   前記第２のリード対が、前記透明体から延出して、前記コネクタに接続される請求項１に記載の透明体。
7. 前記センサは、アークセンサとして定義される、電気アーク放電を検出するためのセンサであり、
   前記透明体は、導電性部材と、前記導電性部材に電気的に接触している第１バスバー及び離間された第２バスバーとを備える加熱配置構成をさらに備え、
   前記アークセンサは、一方のリード接続が前記加熱配置構成に接続され、他方のリード接続が、前記コネクタに接続された配線の一端部と、前記配線の反対側の端部とに接続され、
   前記電気部材の性能に関する情報を有する信号が、前記配線に沿って送られる請求項１に記載の透明体。
8. 前記透明体の前記第１外側シートが、反対側の第２主面を有し、
   前記加熱配置構成の前記導電性部材が、前記透明体の前記第１外側シートの前記第２主面上の導電性コーティングであり、
   前記アーク検出器の前記一方のリードが、前記導電性コーティングに接続されている請求項７に記載の透明体。
9. 前記複数のシートのうちの１つが、ガラスシートであり、前記ガラスシートの主面上の導電性コーティングと、前記導電性コーティングに電気的に接触している一対の離間されたバスバーとをさらに備え、
   前記センサは、前記電導性コーティングの温度変化を検出するためのセンサであり、温度センサとして定義され、
   前記温度センサは、前記コーティングの一部の上に配されるとともに、前記コーティングから電気的に絶縁分離している配線を備え、
   前記配線は、第１端部と、反対側の第２端部とを備え、前記配線の前記第１及び第２端部は、前記コネクタに電気的に接続されている請求項１に記載の透明体。
10. 衝撃センサとして定義される、前記透明体に対する衝撃又は前記透明体の振動を検出するための前記センサをさらに備え、
    前記衝撃センサは、前記透明体の前記シートのうちの１つの第１主面上に取り付けられ、
    前記シートのうちの１つの前記第１主面は、前記透明体の前記１及び第２主面の間に位置し、
    前記衝撃センサは、第１電極と、第２電極とを備え、前記第１電極及び前記第２電極は、前記コネクタに接続されている請求項１に記載の透明体。
11. 破砕センサとして定義される、前記シートのうちの１つの破砕を検出するための前記センサをさらに備え、
    前記破砕センサは、
    第１端部及び反対側の第２端部を備える導電性ストリップであって、前記第１端部が前記第２端部と電気的に絶縁分離している、前記透明体の前記複数のシートのうちの１つの主面上の導電性ストリップと、
    前記導電性ストリップに接続されるとともに前記透明体から延出して前記導電性ストリップを電源に接続する第１のリード対と、
    前記導電性ストリップの前記第１及び第２端部に接続される第２のリード対と
    を備え、
    前記第２のリード対が、前記透明体から延出して、前記コネクタに接続される請求項１０に記載の透明体。
12. アークセンサとして定義される、電気アーク放電を検出するための前記センサをさらに備え、
    前記透明体は、導電性部材と、前記導電性部材に電気的に接触している第１バスバー及び離間された第２バスバーとを備える加熱配置構成をさらに備え、
    前記アークセンサは、一方のリード接続が前記加熱配置構成に接続され、他方のリード接続が、配線の一端部と、前記コネクタに接続された前記配線の反対側の端部とに接続され、
    前記電気部材の性能に関する情報を有する信号が、前記配線に沿って送られる請求項１１に記載の透明体。
13. 前記導電性部材は導電性コーティングであり、
    温度センサとして定義される、前記電導性コーティングの温度変化を検出するための前記センサをさらに備え、
    前記温度センサは、前記コーティングの一部の上に配されるとともに、前記コーティングから電気的に絶縁分離している配線を備え、
    前記配線は、第１端部と、反対側の第２端部とを備え、前記配線の前記第１及び第２端部は、前記コネクタに電気的に接続されている請求項１２に記載の透明体。
14. 乗物であって、
    前記乗物の本体に取り付けられる透明体であって、化学的性質、物理的性質、電気的性質、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される性質を有する透明体と、
    前記性質の性能を監視し、前記性質の前記性能を表す信号を生成するセンサであって、前記センサは、湿気を検出するためのセンサであり、第１電極と離間された第２電極とに電気的に接続された感湿材料の層を備え、前記第１及び第２電極は、前記コネクタに電気的に接続されるセンサと、
    前記乗物内に位置付けられて、前記センサからの前記信号を受信し、前記センサからの前記信号によって示される前記性質の性能と前記性質の所定の好適な性能との間の差を判断し、前記センサからの前記信号によって示される前記性能が前記所定の好適な性能と所定量異なる場合に、警告信号を生成するシステムとを備える乗物。
15. 前記システムは、前記性質の前記性能が前記所定の好適な性能と所定量異なる場合に、前記性質の性能を遮断する請求項１４に記載の乗物。
16. 前記システムは、信号を、前記乗物の外部にあるシステムに転送する請求項１５に記載の乗物。
17. 前記乗物は航空機であり、
    前記透明体は、１つに積層された複数のガラス及び／又はプラスチックシートを備え、前記積層シートの第１外面が前記透明体の第１主面であり、前記積層シートの反対側の第２主面が前記透明体の第２外面であり、前記透明体の前記第１主面が前記透明体の外側面であり、
    前記センサは、湿気を検出するためのセンサ、前記透明体への衝撃又は前記透明体の振動を検出するためのセンサ、前記シートのうち１つの破砕を検出するためのセンサ、電気アーク放電を検出するためのセンサ、導電性部材の温度変化を検出するためのセンサ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される請求項１５に記載の乗物。

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