JP5683486B2 - 透明体の動作性能を維持する方法及びシステム - Google Patents

Description

本発明は、透明体（たとえば乗物の窓）の動作性能を維持する方法及びシステムに関するものである。より詳細には、乗物の窓、たとえば航空機のウィンドシールドのセンサが、その特性が許容限度を外れていることを示した際、ウィンドシールドの修理又は交換を適時且つ経済的に実行する方法及びシステムに係るものである。

航空機又は宇宙船の窓（たとえば航空機のウィンドシールド）は、プラスチック層又はシート、ガラス層又はシート、及びこれらの組合せの積層板を有している。ウィンドシールドの内側領域の層は、航空機の内部に面し、ウィンドシールドの構造上の安定性をもたらしている。ウィンドシールドの外側領域は、航空機の外部に面し、通常はガラス・シートの積層板を含むものである。ウィンドシールドの外側領域は、同じく構造上の安定性をもたらすことができ、通常は視覚的明瞭さのための付属物を装備する。たとえば、この考察に限定しないが、ウィンドシールドの外側領域は、ウィンドシールドを加熱してウィンドシールドの外側表面での曇り及び氷の形成を防止し、及び／又はウィンドシールドの外側表面から曇り及び氷を除去するために、１対の隔置されたバス・バー（母線）間に、これらのバス・バーに接続された導電被覆又は複数の導電ワイアを有することができる。

当業者には理解されるように、航空機のウィンドシールドの運用時間が増大するにつれて、ウィンドシールドの付属物が機能しなくなり、ウィンドシールドを交換又は修理することが必要になるまで、ウィンドシールドの動作効率は低減する。より具体的には、ウィンドシールドの外縁部は、湿気がウィンドシールドのプラスチック及びガラス層又はシート間に入ることを防止するための障壁である機外防湿シールを有する。風及び雨によって引き起こされる浸食のため、シールが機能しなくなり、たとえば亀裂が入り、及び／又は層が剥離すると、ウィンドシールドの層間に湿気が入る。シールの亀裂又は剥離は構造上の問題ではないが、湿気がウィンドシールドの内側に到達すると、ウィンドシールドは層間剥離する可能性があり、導電被覆又はワイアのどちらか存在する方が、損傷して機能しなくなり、それによってウィンドシールドの有効寿命を低減させる可能性がある。より具体的には、ウィンドシールドの層間剥離が発生すると、多量の湿気がウィンドシールドの層間を移動し、ウィンドシールドの劣化、たとえばバス・バー及び導電被覆又はワイアの損傷及び／又は故障を加速させ、ウィンドシールドの除霜特性を低減させ又はなくならせる。

米国特許第５，６７５，９４４号明細書 米国特許第４，６１０，７７１号明細書 米国特許第４，８０６，２２０号明細書 米国特許第５，８２１，００１号明細書 米国特許第４，０７８，１０７号明細書 米国特許第４，６２３，３８９号明細書 米国特許第４，８９４，５１３号明細書 米国特許第４，９９４，６５０号明細書 米国特許第４，９０２，８７５号明細書 米国特許第６，５３５，１２６号明細書 米国特許第６，７９４，８８２号明細書 米国特許第４，６２１，２４９号明細書 米国特許第４，７９３，１７５号明細書 米国特許第５，０２８，９０６号明細書

透明体の付属物の欠陥が始まったときに適時に応答して修理しなければ、透明体の動作効率が低減して、その結果、緊急保守、たとえば透明体の修理又は交換が必要になる可能性がある。したがって、透明体の性能を監視するためのセンサを有する透明体、及び透明体の修理又は交換が緊急保守ではなく予定された保守になるように、センサからの情報に基づいて動作する方法を提供すると有利であろう。

本発明は、乗物の本体に取り付けられた透明体の特性が許容限度を外れて動作している場合に、透明体の修理又は交換を手配する方法であって、透明体の特性の動作性能を監視するステップと、特性の動作性能が許容動作性能限度を外れている場合に、ある地理的領域で透明体の修理又は交換を予定するステップと、指定の地理的作業領域で透明体の修理又は交換を準備するために予定を乗物及び保守地点へ転送するステップとを含む方法に関する。

さらに、本発明は、乗物の本体内に取り付けられた透明体の特性が許容限度を外れて動作している場合に、透明体の修理又は交換を手配するシステムに関する。とりわけ、このシステムは、特性の動作性能を監視し、特性の動作性能を提供する第１の信号を生成するセンサと、第１の信号の情報を受け取り、第１の信号によって指示される動作性能が許容動作性能限度を外れている場合、ある地理的領域で透明体の修理又は交換を予定する第２の信号を生成するデータ処理機器とを含み、透明体の修理又は交換を用意するために第２の信号を乗物及び保守地点へ転送するようになっている。

本発明の実施に際して使用される航空機のウィンドシールドの非限定的な一実施例の横断面図。 本発明の加熱装置の非限定的な一実施例の等角図。 本発明の教示による加熱装置の導電部材上に配置された衝撃センサ又は検出器の非限定的な一実施例の平面図。 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、それらの出力信号に基づいて動作する本発明の電気システムの非限定的な一実施例の図。 本発明の破断センサ又は検出器の非限定的な一実施例の概略図。 図５の線６−６に沿って切り取った図。 本発明の破断センサ又は検出器の別の非限定的な実施例の平面図。 本発明の教示による加熱装置の導電部材の温度を監視するセンサ又は検出器の非限定的な実施例の平面図。 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、それらの出力信号に基づいて動作する電気システムの非限定的な一実施例の図。 本発明の教示による加熱装置の導電部材の温度を監視する図８に示す加熱装置のバス・バーの電圧出力を測定する本発明の電気システムの非限定的な一実施例の図。 本発明の教示による加熱装置の導電部材の温度を測定するセンサの別の非限定的な実施例の平面図。 本発明の教示による加熱装置の導電部材の上に配置された湿度センサ又は検出器の非限定的な一実施例の平面図。 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電気システムの非限定的な一実施例。 図１２の線１４−１４に沿って切り取った図。 本発明の教示による加熱装置の導電部材上に配置された湿度センサの別の非限定的な実施例の側面立面図。 本発明の教示による図２に示す１枚のウィンドシールド上の湿度センサ又は検出器の別の非限定的な実施例を示す図１４の図に類似の図。 本発明の実施に際して使用できる湿度センサ又は検出器の別の非限定的な実施例の平面図。 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、航空機の透明体に視覚的明瞭さを提供する付属物の構成、特性、又は特質のリアルタイムの性能を監視する本発明のシステムの非限定的な一実施例の概略図。 許容限度を外れて機能していることをセンサ又は検出器の信号が示す航空機の透明体の修理又は交換を予定するシステムの概略図。

本明細書では、本発明に関する「内側」、「外側」、「左」、「右」、「上」、「下」、「水平」、「鉛直」などの空間又は方向に関する用語は、図面に示されたとおりである。しかし、本発明では、様々な代替の方向を想定できるので、そのような用語は限定的に見なされるものではないことを理解されたい。さらに、本明細書及び特許請求の範囲で使用される寸法、物性などを表すすべての数字は、「約」という用語によってすべて修飾されていると理解されるものとする。したがって、反対の表記がなければ、以下の明細書及び特許請求の範囲に述べる数値は、本発明によって得られることが望ましい且つ／又は求められる特性に応じて変動させることができる。少なくとも、特許請求の範囲への均等の原理の適用を限定することなくとも、各数値的パラメータは少なくとも、報告される有効桁数の点から、通常の四捨五入を適用することによって得られる解釈されるべきである。さらに、本明細書に開示するすべての範囲は、含まれるあらゆる部分範囲を包含すると理解されるものとする。たとえば、「１〜１０」という記載の範囲は、最小値１及び最大値１０を含めて、最小値１と最大値１０との間のあらゆる部分範囲、すなわち最小値１以上で始まり最大値１０以下で終わるすべての部分範囲、たとえば１〜６．７又は３．２〜８．１又は５．５〜１０を含むと見なされるべきである。

また、本明細書では、「〜上に配置される」又は「〜上に取り付けられる」という用語は、その上に配置され又は取り付けられることを意味するが、必ずしも表面接触しているというわけではない。たとえば、ある物品又は物品の構成要素が別の物品又は物品の構成要素「上に取り付けられる」又は「上に配置される」ということは、それぞれ物品間又は物品の構成要素間の材料の存在を排除しない。

本発明のいくつかの非限定的な実施例について論じる前に、本発明はその用途において、本明細書に示し且つ論じる特定の非限定的な実施例の詳細に限定されないことが理解されよう。本発明では他の実施例も可能である。さらに、本発明について論じるために本明細書で使用される術語は、限定ではなく説明を目的とする。さらに、別段指示しない限り、以下の議論では、同じ符号は同じ構成要素を指している。

本発明の非限定的な実施例は、航空機の積層透明体を対象とし、詳細には、航空機のウィンドシールドを対象とする。しかし本発明は、いかなる特定のタイプの航空機の透明体にも限定されるものではないが、本発明は、電気的刺激に応答して可視の伝送を増大又は低減させる媒体を有するタイプの航空機の窓（たとえばそれだけに限定されるものではないが米国特許出願公開第２００７／＿＿＿号に開示されるタイプの窓）及び１対の積層シート間に絶縁された空気空間を有するタイプの航空機の窓（たとえばそれだけに限定されるものではないが米国特許第＿＿＿＿号に開示されるタイプの窓）において本発明を実施することを企図する。これらの公開の全体的な開示を、本明細書に援用する。さらに、本発明は、工業用及び住宅用の窓（たとえばそれだけに限定されるものではないが米国特許第５，６７５，９４４号に開示されるタイプの窓）、任意のタイプの陸上乗物用の窓、任意のタイプの航空機及び宇宙船用のキャノピー（天蓋）、客室窓、及びウィンドシールド、任意の上記又は下記の水上船舶用の窓、並びに観察側面用の窓、又は任意のタイプのコンテナ用のドア（たとえばそれだけに限定されるものではないが冷蔵庫、キャビネット、及び／若しくはオーブンのドア）において実施できる。これらの特許を、全体として本明細書に援用する。さらに、本発明は、透明体の層又はシートの材料に限定されるものではなく、層又はシートは、それだけに限定されるものではないが、硬化及び未硬化のプラスチック・シート、焼なまし、熱補強並びに熱及び化学補強、透明、着色、被覆、並びに未被覆のガラス・シートから作ることができる。さらに、本発明は、不透明シート、たとえばそれだけに限定されるものではないが、木材及び金属シート並びに不透明な被覆を有するガラス・シート、並びにこれらの組合せを有する窓において実施できる。

図１には、本発明の実施に際して使用できる航空機のウィンドシールド２０の非限定的な一実施例を示す。ウィンドシールドは、第１の中間層２６によって第２のガラス・シート２４に固定された第１のガラス・シート２２を含み、第２のシート２４は、第１のウレタン中間層３０によって第２のビニル中間層又はシート２８に固定され、第２のビニル中間層２８は、第２のウレタン中間層３４によって加熱可能部材３２に固定される。当技術分野で使用されるタイプの縁部部材又は防湿層３６、たとえばそれだけに限定されるものではないがシリコーン・ゴム又は他の可撓性で耐久性のある耐湿性材料が、以下の領域に固定される。（１）ウィンドシールド２０の外縁部３８、すなわち第１のシート２２及び第２のシート２４、第１のビニル中間層２６及び第２のビニル中間層２８、第１のウレタン中間層３０及び第２のウレタン中間層３４、並びに加熱可能部材３２の外縁部３８、（２）ウィンドシールドの外側表面４２の周辺部又は周辺縁部４０、すなわちウィンドシールド２０の第１のガラス・シート２２の外側表面４２の周辺部４０、並びに（３）ウィンドシールド２０の外側表面４６の周辺部又は周辺縁部４４、すなわち加熱可能部材３２の外側表面４６の周辺部。

当業者には理解されるように、本発明を限定することはないが、第１のガラス・シート２２及び第２のガラス・シート２４、第１のビニル中間層２６及び第２のビニル中間層２８、並びに第１のウレタン中間層３０は、ウィンドシールド２０の構造部、又は内側領域を形成し、ウィンドシールド２０の外側表面４２は、乗物、たとえば航空機４７（図１８Ｂのみに示す）の内部に面し、第２のウレタン層３４及び加熱可能部材３２は、ウィンドシールド２０の非構造部、又は外側領域を形成し、ウィンドシールド２０の表面４６は、航空機の外部に面する。加熱可能部材３２は、下記に論じる方法で、ウィンドシールド２０の外側表面４６から曇りを除去し、及び／又は外側表面４６上の氷を溶解させるための熱を発生させる。

本発明は、ウィンドシールド２０の構造に限定されるものではなく、本発明の実施に際しては、当技術分野で使用される航空機の透明体のあらゆる構造を使用できることが理解されよう。たとえば、本発明に限定されることなく、ウィンドシールド２０は、ビニル中間層２８及びウレタン中間層３０が省略され、及び／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含むことができる。

通常、ウィンドシールド２０のガラス・シート２２、２４は、透明の化学的に補強されたガラス・シートであるが、本発明はそれに限定されるものではなく、ガラス・シートは、熱補強又は熱強化ガラス・シートとすることができる。さらに理解されるように、本発明は、ウィンドシールド２０を構成するガラス・シート、ビニル中間層、又はウレタン中間層の数に限定されるものではなく、ウィンドシールド２０は、任意の数のシート及び／又は中間層を有することができる。

本発明は、加熱可能部材３２の設計及び／又は構造に限定されるものではなく、本発明の実施に際しては、シートの表面を加熱してシートの表面上の氷を溶解させ、及び／又はシートの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任意の導電性の加熱可能部材を使用できる。図２を参照すると、本発明の非限定的な一実施例では、加熱可能部材３２は、表面６４に導電被覆６２が施されたガラス・シート６０と、導電被覆６２に電気的に接触している１対の隔置されたバス・バー６６、６８とを含む。本発明は、たとえば導電被覆６２の組成に限定されるものではなく、また本発明を限定するものではなく、導電被覆６２は、任意の適した導電材料から作ることができる。本発明の実施に際して使用できる導電被覆の非限定的な実施例は、それだけに限定されるものではないが、ＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．から商標ＮＥＳＡ（登録商標）で市販されているタイプの熱分解堆積されたフッ素ドープ酸化スズ膜、ＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃから商標ＮＥＳＡＴＲＯＮ（登録商標）で市販されているタイプのマグネトロン・スパッタ堆積されたスズ・ドープ酸化インジウム膜、並びにそれだけに限定されるものではないが金属膜、たとえば金属酸化物膜、たとえば酸化亜鉛及び／又はスズ酸亜鉛間の銀を含む１枚又は複数のマグネトロン・スパッタ堆積膜から構成された被覆を含み、これらの膜はそれぞれ、たとえば米国特許第４，６１０，７７１号、第４，８０６，２２０号、及び第５，８２１，００１号に開示されるように、マグネトロン・スパッタリングによって順次付与することができる。これらの開示を、全体として本明細書に援用する。

本発明は、ガラス・シート６０を加熱するために導電被覆を使用することに限定されるものではなく、電気的に加熱できる任意のタイプの部材、たとえばそれだけに限定されるものではないが導電ワイアを使用することを企図することが理解されよう。ワイア、たとえば図１に想像線で示すワイア６９は、中間層３４に埋め込んで、バス・バー６６及び６８に電気的に接続することができる。そのような加熱装置は、ＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｏｈｉｏ Ｉｎｃ．の登録商標ＡＩＲＣＯＮで当技術分野では周知であり、米国特許第４，０７８，１０７号に開示されている。同特許を、全体として本明細書に援用する。

本発明は、これらのバス・バーの設計及び／又は構造に限定されるものではなく、本発明の実施に際しては、当技術分野で使用される任意のタイプのバス・バーを使用できる。本発明の実施に際して使用できるバス・バーの例には、それだけに限定されるものではないが、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（銀セラミックのガラス・フリットに焼成される）に開示されるタイプが含まれる。これらの特許を、全体として本明細書に援用する。本発明の好ましい実施に際しては、これらのバス・バーは、たとえば米国特許第＿＿＿号に開示されるタイプの銀セラミックのガラス・フリット上で焼成される。バス・バー６６及び６８はそれぞれ、それぞれワイア７０及び７１によって電源７２、たとえば電池へ接続され、バス・バー６６及び６８並びに導電被覆６２に電流を流して導電被覆６２及びシート６０を加熱し、ウィンドシールド２０の表面４６から氷及び／又は曇りを除去する。ワイアのうちの１本には、オン−オフスイッチ、可変抵抗器、又は可変変圧器７３が接続され、たとえばバス・バー６８及び６６を通る電流の流れを変動又は調整するように電源７２とバス・バー６８の間に可変抵抗器を配置するための位置７１Ａ及び７１Ｂ間のワイア７１と、導電被覆６２の温度を制御するための導電被覆６２との間に接続される。本発明を限定するものではないが、バス・バー６６の端部７５とバス・バー６８の端部７６は、バス・バー６６及び６８と航空機４７（図１８Ｂのみに示す）の金属の本体カバーのアーク放電を防止するために、ガラス・シート６０の隣接する辺７８〜８１から隔置される。

次に、本発明の教示によって、ウィンドシールド２０の選択された構成要素上にセンサ又は検出器を配置してウィンドシールド２０の選択された構成要素の性能を監視することを議論の対象とする。

衝撃センサ
本発明の非限定的な一実施例では、ウィンドシールド２０は、物体がウィンドシールドに衝突し、又は衝撃を与えたとき、たとえば本発明を限定するものではないがウィンドシールド２０の外側表面４６に衝突したときに信号を生成する衝撃センサ又は検出器を備える。たとえば、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に滑走路を進むと、異物、たとえば石が空気中を飛んできて、ウィンドシールドの外側表面４６に衝突する可能性がある。１枚のウィンドシールド上に取り付けられた衝撃検出器を使用して、１枚又は複数の異物がウィンドシールドに衝突したことを示すことができ、任意選択で、衝突又は衝撃が発生した外側表面４６上の位置、及びウィンドシールド２０の表面４６上の衝撃の相対的なエネルギーを示すことができる。

図３を参照すると、本発明の非限定的な一実施例では、１つ又は複数の衝撃センサ又は検出器（図３には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る。本発明のこの非限定的な実施例では、衝撃検出器はそれぞれ、圧電材料、たとえばそれだけに限定されるものではないが圧電結晶を含む。圧電材料は、振動、たとえば石がガラス・シート６０の外側表面４６に衝突することによって引き起こされるガラス・シート６０（図１及び２参照）の振動に露出されると、圧縮又は歪みを受け、その結果、電界を生成する。この電界を使用して、警報器及び／又は記録器を作動させ、又は作用させ、衝突又は衝撃を通知及び／又は記録することができる。さらに、下記で論じるように、３つ以上の衝撃検出器を使用して、ウィンドシールドの表面４６上の衝撃の位置を識別できる。

必要に応じて図３及び図４を参照すると、衝撃検出器８３Ａ〜Ｄの１つがガラス・シート６０のそれぞれ辺７８〜８１の１つに隣接して取り付けられた加熱可能部材３２が示されている。検出器８３Ａ〜Ｄは導電被覆６２に取り付けられ、検出器８３Ａ〜Ｄの一つの電気的コンタクトは導電被覆６２に電気的に接続され、検出器８３Ａ〜Ｄのそれぞれの他の電気的コンタクトは、それぞれワイア８４Ａ〜Ｄによってそれぞれ可変抵抗器又は可変変圧器８５Ａ〜Ｄに接続される。可変抵抗器８５Ａ〜Ｄはそれぞれ、ワイア８６Ａ〜Ｄ（図４参照）を経由して操作盤（コンソール）８８及び電源７２の陽極に電気的に接続される。このようにして、検出器８３Ａ〜Ｄへの電力は、電源７２によって提供され、それぞれ可変抵抗器８５Ａ〜Ｄによって制御され、コンソール８８内の比較器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、検出器８３Ａ〜Ｄに電力が提供されるこの方法に限定されるものではなく、本発明の実施に際しては、任意の回路構成を使用することができ、たとえば、本発明を限定するものではなく、検出器８３Ａ〜Ｄの一方の電気的コンタクトは、ウィンドシールドの任意の１枚又は複数のシートに取り付けて、これらの検出器への電力提供専用の電源の一方の極に直接接続することができ、検出器８３Ａ〜Ｄの他方のコンタクトは、専用の電源の他方の極に接続される。理解できるように、本発明は、本発明の実施に際して使用される電源のタイプに限定されるものではなく、電源は、交流電流又は直流電流を生成することができる。

図３及び図４に示す構成では、検出器８３Ａ〜Ｄの圧電材料は、ウィンドシールドが振動を受けたとき、たとえば物体がウィンドシールド２０の外側表面４６に衝突したとき、圧縮又は歪みを受ける。検出器の圧電結晶の振動により、電界又は電流が生じ、検出器８３Ａ〜Ｄのそれぞれワイア８４Ａ〜Ｄの１本又は複数に沿ってコンソール８８（図１８Ａも参照されたい）まで送られる。コンソール８８は、データ処理機器、たとえばソフトウェアを備え、このデータ処理機器は、ワイア８６Ａ〜Ｄに沿って転送される信号を分析して、検出器８３Ａ〜Ｄのうちの選択された検出器又はすべての検出器からの信号の三角測量によって衝撃の位置を決定し、たとえば電界の大きさによって衝撃の大きさを決定し、その情報を記憶する。衝撃検出器、たと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、たとえば米国特許第６，５３５，１２６号を参照されたい。この特許を、全体として本明細書に援用し、さらなる議論は必要ないと考える。本発明の別の非限定的な実施例では、所定の量の電流を超過する検出器８３Ａ〜Ｄからの信号は、コンソール８８上に表示され、たとえば航空機の次の予定された降機地で、ウィンドシールド２０の外側表面４６の目視検査を行うべきであること、及び／又はウィンドシールドを修理すべきであることを示し、また任意選択で、下記に論じる方法でこれらの信号を管制センタへ転送して、任意の必要な修理を予定することができる。

理解されるように、離陸、飛行、及び着陸中の航空機は振動し、それによって衝撃検出器は振動して電界を生成する。可変抵抗器８５Ａ〜８５Ｄ又は電子フィルタを使用して、所定のレベルを上回る電界だけを通すことができる。このようにして、衝撃検出器を使用してウィンドシールドへの衝撃を検出し、航空機の振動に関する性能記録（ログ）を作成できる。

破断センサ
以下の議論では、本発明の実施に際して、米国特許第６，７９４，８８２号に開示される破断又は亀裂検出器又はセンサが使用されるが、理解されるように、本発明はそれに限定されるものではなく、本発明の実施に際しては、当技術分野で周知の任意の亀裂センサ又は検出器を使用することができる。同特許の開示全体を本明細書に援用する。米国特許第６，７９４，８８２号に開示されるタイプの破断センサ又は検出器の非限定的な一実施例を図５に示し、符号８９で指し示す。亀裂センサ８９は、ウィンドシールド２０のシート２２、２４、２８、及び６０のうちの１枚の主表面の実質的外周部３８（図１参照）全体に沿って又はその周りに延びる導電ストリップ９０を含む。図５及び図６では、導電ストリップ９０がガラス・シート６０の導電層６２に取り付けられ、バス・バー６６及び６８を取り囲み、電気絶縁層９６、たとえばウレタン層又は非導電性の被覆層によって、導電被覆６２から電気的に隔離されることを示す。

図５に示すように、導電ストリップ９０は、シート６０の辺７８〜８１から隔置された導電被覆６２上に取り付けられる。理解できるように、導電ストリップ９０は、ガラス・シートのうち、導電ストリップ９０が堆積された部分の可視性を低減させる可能性があるため、導電ストリップ９０の最大幅は、ウィンドシールド２０の必要な又は指定の操縦者の可視領域に依存する。航空機の透明体、たとえばウィンドシールドは、必要な可視（又は透明）領域を指定する特有の安全要件を有する。しかし、必要な導電特性を依然として有する実質上又は完全に透明の材料により導電ストリップ９０が形成される場合、ウィンドシールドのシートに対する導電ストリップ９０の配置を大きく変更できるはずである。たとえば、本発明を限定するものではなく、導電ストリップ９０は、シートの表面上でより中心に位置する内側の又は小さいストリップ又はバンドを形成できる。別法として、導電部材９０は、ガラス・シートの中心からシート２２、２４、２８、及び６０の周辺部３８の方へ外方に広がる複数の同心円状のストリップ又はバンドを含むことができる。さらに別法として、導電ストリップ９０は、シート内の破断又は破損の予期される性質及び進路に応じて、「Ｘ」字状又は他の形状とすることができる。

上記で論じたように、導電被覆６２は、電気絶縁層９６によって導電ストリップ９０から電気的に隔離される。理解できるように、絶縁層９６は、導電ストリップ９０が分離することを防止することによって、ガラス・シート３２内の小さい亀裂の存在を覆うことができる。この制限は、ガラス・シート６０の被覆されていない表面部分上に導電ストリップ９０を施すことによってなくなり、たとえば本発明を限定するものではないが、被覆６２並びにバス・バー６６及び６８を被覆されていないガラスのストリップ９２（図２のみに示す）で取り囲むことによってなくなる。被覆されていないガラス・ストリップ９２は、任意の好都合な方法で提供でき、たとえば被覆プロセス中にガラス表面を覆うことによって、又はガラス表面から被覆を研磨で若しくは化学的に除去することによって提供できる。ガラスは化学的に補強されているため、強化ガラスを割る可能性のある表面の損傷を回避するために、被覆プロセス中にそれら領域を覆うことが好ましい。

理解できるように、導電ストリップ９０は、積層ウィンドシールド２０のシートのうちのいずれか１枚の任意の表面に施すことができるが、本発明の好ましい実施に際しては、導電ストリップ９０は、シート６０の被覆されていない部分９２とウレタン層３４との間のシートであることが好ましい。図５に示す非限定的な実施例では、導電ストリップ９０は、シート６０の被覆されていない位置９２に取り付けられ（図２参照）、被覆層６２の実質的に外周部全体の周りに延びる。導電ストリップ９０は、第１の終端表面１０４及び第２の終端表面１０６を有する。第１の終端表面１０４と第２の終端表面１０６との間の距離又は間隙は、終端表面１０４及び１０６間であらゆる記述的な電界の連通を防止するのに十分なものとするべきである。

破断センサ９０は、導電ストリップ９０に電位を印加するために、導電ストリップ９０に電気的に連通している電源１０８をさらに含む。電源１０８は、それだけに限定されるものではないが、電池、発電機など、任意の従来の電源とすることができる。さらに、破断センサ９０は、導電ストリップ９０の電位を測定するために、導電ストリップ９０に連通しているオーム計などの電気的測定機構１１０を含む。電源１０８と電気的測定機構１１０の両方を制御し、これらと通信するために、ソフトウェア及びコンピュータなどの制御機構１１２が使用される。この制御機構１１２を使用して、所定の又は特に設定された電位を導電ストリップ８９に提供するように電源１０８に命令し、印加された後、制御機構１１２は、電気的測定機構１１０を介して導電ストリップ９０の電位を収集及び／又は計算することができる。電源１０８、電気的測定機構１１０、及び制御機構１１２はすべて、単一のユニット若しくは計器、たとえばコンソール８８内で組み合わせることができ（図１８参照）、又は個別のユニットとすることができる（図５参照）。

電源１０８は、制御機構１１２によって設定又は指定される通り、設定電圧を導電ストリップ９０に印加する。この設定電圧により、電流は、導電ストリップ９０内を流れる。電気的測定機構１１０は、第１のリード１１４及び第２のリード１１６を通って導電ストリップ９０に接続される。第１のリード１１４は第１の終端表面１０４に接続され、第２のリード１１６は第２の終端表面１０６に接続される。この接続により、導電ストリップ９０は、電源１０８が電位を印加するとき、電気的回路として動作することができる。

電気的測定機構１１０は、第１の終端表面１０４に接続された第１のリード１１４及び第２の終端表面１０６に接続された第２のリード１１６を介して、導電ストリップ９０内を流れる電流を読み取り、又は測定する。電源１０８は設定電圧を印加しており、電気的測定機構１１０は導電ストリップ９０内を流れる電流を読み取り又は測定しているため、電気的測定機構１１０（又は制御機構１１２）は、導電ストリップ８９の抵抗値を計算することができる。

破断又は亀裂は、ガラス・シート６０内で発生して広まると、最終的には導電ストリップ９０に到達する。亀裂が導電ストリップ９０内を進んでその一部分を破損し始めると、電気的測定機構１１０又は制御機構１１２によって計算される抵抗値が増大し始める。この抵抗値の増大は、ガラス・シート６０内に破断又は亀裂が存在することを示す。亀裂が導電ストリップ９０を完全に横切って破損すると、抵抗値は無限大に到達し、深刻な破断状況を示す。

導電ストリップ９０は、金属、金属酸化物、半金属、合金、又は他の複合材料など、任意の適した導電材料から形成された導電被覆材料とすることができる。また、導電ストリップ９０は不透明であっても透明であってもよい。さらに、導電ストリップ９０は、セラミック塗料又は導電インクから形成された導電被覆材料とすることができる。導電材料は、ガラス・シートに亀裂が入ると亀裂が入り若しくは分離する材料でなければならず、又はそうでなければ、変化の検出を可能にする方法で、導電材料の電気的特性を変化させなければならない。導電ストリップ９０は、従来の薄膜堆積方法若しくは従来の厚膜堆積方法、従来の接着製造方法、スクリーニング、又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のうちの１枚又は複数の表面上に堆積させることができる。一実施例では、導電部材９０は、導電性のインジウム酸化スズ被覆である。

本発明は、２枚以上のシート上に導電ストリップを施すことを企図し、たとえば本発明を限定するものではないが、ガラス・シート２２、２４、２８、及び６０の表面上に導電ストリップ９０を施すことを企図する。理解されるように、２枚以上のシート上に導電ストリップが配置される際、導電ストリップ９０はそれぞれ独自の電源１０８を有し、又は１つの電源が提供され、導電ストリップ９０の２つ以上に電気的に接続され、また衝撃センサ８３Ａ〜Ｄに対して上記で論じ、破断センサに対して下記で論じる方法で、それぞれの導電ストリップ９０への電圧を制御するために、各導電ストリップ９０に可変抵抗器が提供される。同様に、１つ又は複数の電気的測定機構１１０を使用して、ウィンドシールド２０のシート２２、２４、２８、及び６０上のそれぞれの導電ストリップ９０を流れる電位又は電流を読み取って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のそれぞれの状況を監視できる。

制御機構１１２及び／又は中心若しくは複数の専用の電気的測定機構１１０は、ガラス・シート２２、２４、２８、及び６０上のそれぞれの個別の導電ストリップ９０を識別して各導電ストリップ９０に対する電位（抵抗値）を計算するように装備される。このようにして、乗物の操縦者は、関連する導電ストリップ９０の破損又は橋絡によるガラス・シート２２、２４、２８、及び６０のそれぞれにおける破断の存在及び程度に関する警報機構１１８からの指示を受け取る。理解できるように、破断状況中は通常、どのガラス・シートが破断し又は亀裂が入ったかを解読するのが困難であり、それぞれのシート２２、２４、２８、及び６０上に導電ストリップ９０を提供することにより、乗物の操縦者は、故障状況を有するシートを識別することができる。

導電ストリップ９０が、ガラス・シートの表面に導電ストリップの亀裂が生じた場合に導電ストリップ９０を破損又は破壊するような形でシート２２、２４、２８、又は６０のうちの対応する１枚に接触している限り、導電ストリップ９０はシート２２、２４、２８、及び６０間の中間層２６、３０及び３４内に埋め込まれることができる。表面上の破断位置の識別を向上させるために、シートの主表面上に格子若しくは配列（アレイ）のパターンで複数の導電ストリップ９０を配置でき、又は任意選択で、図７に示すようにシートの周辺部３８に隣接してアレイ・パターンを使用して、ウィンドシールド２０の視野の低減を最小にすることができる。

図７に示す本発明の非限定的な実施例では、ガラス・シート１２５の辺１２０〜１２３はそれぞれ、ガラス・シート１２５の周辺部１３５に、又は周辺部１３５に隣接して、導電ストリップの２つの列１３２及び１３４を有し、導電ストリップのアレイを提供して、シート１２６内の破断又は亀裂がどこで発生したかをより決定的に識別する。より具体的には、導電ストリップの第１の列１３２は、シート１２５の隅部１４１〜１４４にそれぞれ導電ストリップ１３６〜１３９を含み、またシート１２５の辺１２１及び１２３にそれぞれ導電ストリップ１４６及び１４７を含む。図７を引き続き参照すると、シート１２５の辺１２０では、ストリップ１３６の端部１３６Ａがストリップ１３９の端部１３９Ｂに隣接して端部１３９Ｂから隔置され、シート１２５の辺１２１では、ストリップ１３６の端部１３６Ｂがストリップ１４６の端部１４６Ａに隣接して端部１４６Ａから隔置され、またストリップ１４６の端部１４６Ｂがストリップ１３７の端部１３７Ａに隣接して端部１３７Ａから隔置され、辺１２２では、ストリップ１３７の端部１３７Ｂがストリップ１３８の端部１３８Ａに隣接して端部１３８Ａから隔置され、シート１２５の辺１２３では、導電ストリップ１３８の端部１３８Ｂがストリップ１４７の端部１４７Ａに隣接して端部１４７Ａから隔置され、またストリップ１４７の端部１４７Ｂがストリップ１３９の端部１３９Ａに隣接して端部１３９Ａから隔置される。

導電ストリップの第２の列１３４は、導電ストリップ１５０〜１５３を含む。導電ストリップ１５０は、ガラス・シート１２５の辺１２１及び１２３間に延び、端部１５０Ａは、ストリップ１５１の端部１５１Ｂに隣接して端部１５１Ｂから隔置され、端部１５０Ｂは、ストリップ１５３の端部１５３Ａに隣接して端部１５３Ａから隔置される。導電ストリップ１５１は、ガラス・シート１２５の辺１２２及び１２０間に延び、端部１５１Ａは、ストリップ１５２の端部１５２Ｂに隣接して端部１５２Ｂから隔置される。導電ストリップ１５２は、ガラス・シート１２５の辺１２１及び１２３間に延び、端部１５２Ａは、ストリップ１５３の端部１５３Ｂに隣接して端部１５３Ｂから隔置される。導電ストリップ１５３は、ガラス・シート１２５の辺１２０及び１２２間に延び、端部１５３Ｂは、ストリップ１５２の端部１５２Ａに隣接して端部１５２Ａから隔置される。

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、電源１０８（図５参照）に個別に電気的に接続され、導電ストリップ１３６〜１３９、１４６、１４７、及び１５０〜１５３に電位を印加し、また導電ストリップ１３６〜１３９、１４６、１４７、及び１５０〜１５３の電位を測定する電気的測定機構１１０に電位を印加する。制御機構１１２は、上記で論じたように、電源１０８と電気的測定機構１１０との両方を制御してこれらと通信し、所定の又は特に設定された電位を導電ストリップ１３６〜１３９、１４６、１４７、及び１５０〜１５３に提供するように電源１０８に命令し、印加された後、制御機構１１２は、電気的測定機構１１０を介して導電ストリップ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。導電ストリップ１３６〜１３９、１４６、１４７、及び１５０〜１５３に対する電源１０８、電気的測定機構１１０、及び制御機構１１２はすべて、単一のユニット若しくは計器、たとえばコンソール８８（図１３参照）内で組み合わせることができ、又は個別のユニットとすることができる。

図７を引き続き参照すると、２つの列１３２及び１３４がそれぞれ、列１３２内に隔置された導電ストリップ、たとえばストリップ１３６〜１３９、１４６、及び１４７を有し、また列１３４内に導電ストリップ１５０〜１５３を有する構成により、ガラス・シート内の亀裂又は破損の位置の近似がより近くなる。より具体的には、本発明を限定するものではなく、亀裂１５６は導電ストリップ１４６及び１５１を裂いて、シート１２５の辺１２１の中心領域内に亀裂１５６を配置し、亀裂１５８は導電ストリップ１３９及び１５３を裂いて、シート１２５の辺１３８に隣接する辺１２３内に亀裂１５８を配置する。理解できるように、図５に示す導電ストリップの構成は、それだけに限定されるものではないが、亀裂が偶発的な事象であるのか、それとも航空機の本体内にウィンドシールド２０を固定する枠の設計によってウィンドシールドの縁部上にかかる応力によって引き起こされたのかを決定するための調査に有用である。

アーク・センサ又は検出器
次にこの議論は、バス・バー６６、６８及び導電部材、たとえば導電被覆６２又は中間層３４内に埋め込まれたワイアを含む加熱装置の性能を監視して、アークの発生、又はアークが発生する確率が高いことを決定し、それぞれアークによってウィンドシールドが損傷される前に、又はアークが発生する前に、ウィンドシールドを修理又は交換すべきであることを示す本発明の非限定的な実施例を対象とする。本議論に関するアークは、それだけに限定されるものではないが、被覆６２並びに／若しくはバス・バー６６及び６８内の亀裂、並びに／又はバス・バー６６、６８及び／若しくは被覆６２の分離にかかる電気アーク放電である。当業者には理解されるように、加熱可能部材３２のガラス・シート６０への衝撃の結果、ガラス・シート６０が裂け、その結果、被覆６２が裂ける。さらに、ウィンドシールド２０の防湿障壁３６を湿気が通ることで（図１参照）、積層ウィンドシールドの層間剥離を引き起こす可能性がある。ウィンドシールドの層間剥離の結果、導電被覆又は中間層３８内に埋め込まれたワイアから、バス・バー６６及び６８の一方又は両方が分離する可能性がある。導電被覆６２内の亀裂及びバス・バーと被覆の間の分離にかかる電気アーク放電の結果、点加熱が生じ、加熱可能部材３２のガラス６０が裂けるのに十分なほど増大する可能性がある。

図８及び図９を参照すると、符号１６０で識別された本発明の別の加熱部材の非限定的な一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及び図２に示すシート６０）上の導電被覆６２に電気的に接続されたバス・バー６６及び６８を含む。先に論じたように、導電部材６２への電圧は、電源７２からワイア７１及びスイッチ又は可変抵抗器７３を通ってバス・バー６８の端部７６へ、バス・バー６８及び被覆６２を通ってバス・バー６６へ、バス・バー６６の端部７５のワイア７０を通って電源７２へ流れる電流によって提供される（図２も参照されたい）。必要に応じて図８及び図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を含み、入力側でワイア１６７によってバス・バー６８の反対側の端部１６６に接続され、また電流入力ワイア７１に接続される。電流入力ワイア７１は、バス・バー６８の端部７６に接続される（図２も参照されたい）。動作の際には、バス・バー６８の端部７６に接続されたワイア７１によって、比較器回路１６５に基準電圧が提供される。

電力は、ワイア７１を通ってバス・バー６８へ流れ、導電被覆６２を通って反対側のバス・バー６６へ流れる。バス・バー６８を通過する電力の一部分は、バス・バー６８の端部１６６のワイア１６７によって比較回路１６５へ誘導される。比較器回路１６５は、ワイア７１からの基準電圧とワイア１６７の測定された電圧を連続して又は定期的に比較する。ワイア１６７の測定された電圧が基準電圧とは所定の量だけ異なるとき、比較器１６５のワイア・リード１６８からの出力信号が生成される。この出力信号は、下記に論じる方法で、バス・バーへ供給されている電力を終了させ、且つ／又は加熱可能部材１６０の性能の状態報告を送ることができる。より具体的には、ワイア１６７からの測定された電圧が低減した場合、これは、電流がバス・バー６８を流れていないことを示すことができる。ワイア１６７からの測定された電圧が増大した場合、これは、バス・バー６８を流れる電流が増大したことを示すことができ、おそらくその結果、たとえば導電被覆６２、又はバス・バー６６、６８の一方若しくは両方内の亀裂によって、導電被覆６２又はバス・バー６６の抵抗の増大が生じる。理解されるように、センサ１６４は、何がバス・バー６８の端部１６６で測定される電圧の増大又は低減を引き起こしているのかを識別する能力をもたないが、高い標準値を上回る増大又は低い標準値を下回る低減は、加熱可能部材１６０の性能が変化していること、そして修復動作、たとえば加熱装置への電力入力の中断、加熱可能部材１６０の修理、又はウィンドシールド２０の交換を行うべきであることを示す。理解できるように、比較回路１６４は、コンソール８８内に取り付けることができる（図１８Ａ参照）。

センサ１６４は、米国特許第４，９０２，８７５号に開示されるタイプのものである。同特許の開示全体を本明細書に援用する。理解されるように、本発明は、米国特許第４，９０２，８７５号に開示されるセンサのタイプに限定されるものではなく、本発明の実施に際しては、導電部材３２（図２参照）又は１６０（図８参照）の電圧又は電流を測定して導電部材３２又は１６０のバス・バー６６、６８及び／又は導電被覆６２を通過する電圧又は電流の変化を示す任意のセンサを使用できる。

必要に応じて図８及び図１０を参照すると、本発明の実施に際して導電被覆６２の温度を測定してウィンドシールド２０の加熱可能部材の過熱を防止するために使用できる、符号１７０で指定するセンサの別の非限定的な実施例が示されている。センサ１７０は、米国特許第４，９９４，６５０号に開示されるタイプのものである。同特許の開示全体を本明細書に援用する。理解されるように、本発明は、米国特許第４，９９４，６５０号に開示されるセンサのタイプに限定されるものではなく、本発明の実施に際しては、導電表面の温度を測定して導電表面の過熱を防止する任意のセンサを使用することができる。

センサ１７０は、バス・バー６６及び６８間の所定の位置で被覆電圧を監視するように被覆６２に電気的に接続されている電界検出器である。センサ１７０は、ワイア１７２を経由して電圧比較システム１７１に接続される。本発明で限定的ではないが、図８に示す本発明の特定の実施例では、センサ１７０の位置は、バス・バー６８に近接して隔置され、導電部材１６０の上隅部に位置し、したがってウィンドシールド２０を通して見ると、センサ１７０の存在は最小になる。理解されるように、センサ１７０の位置は、バス・バー６６、６８間の他の位置にくるように選択でき、また許容できる場合、ウィンドシールド２０の可視領域内へ延びることができる。

図８及び図１０を引き続き参照すると、電圧比較器１７１は、ワイア１７４によって電源７２に接続される。原則として、バス・バー６６、６８に電力が印加されると、バス・バー６６、６８間の導電被覆６２内に電界が確立される。電界内の電圧は、かなり直線的に分散されるので、被覆６２内の特定の位置における電圧は、バス・バーに対するその特定の位置の物理的な位置に比例する。所与の位置では、印加電圧が変化した場合、その所与の位置における電圧も比例して変化する。その結果、被覆電圧の所定の変化量が決定されると、バス・バーの抵抗の増大のため、バス・バーへの電流が中断されたこと、又はバス・バーを流れる電流が低減したことを仮定することができる。抵抗の増大は、中断、すなわちバス・バー内の破損又は導電被覆内の亀裂に起因する可能性がある。このようにして、電界検出器１７０は、センサ１７０の位置で被覆６２内の電圧を監視することによって、バス・バー及び／又は導電被覆内の破損を検出するように動作する。本発明で限定的ではないが、以下の議論の目的で、電流は、バス・バー６８から被覆６２を通ってバス・バー６６へ流れるので、被覆６２内の電圧は、バス・バー６８からバス・バー６６へ降下する。

図８及び図１０に示す特定の非限定的な実施例では、電源７２からワイア１７４を通って比較器１７１に基準電圧が提供される。電流は、バス・バー６８及び被覆６２を通ってバス・バー６６へ流れる。比較器１７１の回路は、被覆６２の電圧を監視する。比較器１７１は、電源７２からの基準電圧と検出器ワイア１７２を介する被覆６２の測定された電圧とを連続して比較する。検出器ワイア１７２からの測定された電圧が基準電圧とは所定の量だけ異なるとき、比較器１７１からの出力信号が、リード１７６を通ってコンソール８８へ送られる。電圧の差は、たとえばバス・バー内の破損、バス・バーと被覆の分離、及び／又は被覆６２内の亀裂によるバス・バー６６、６８及び／又は被覆６２の性能の変化量を示す。コンソール８８は、比較器１７１から受け取った情報を分析し、適当な行動をとる。適当な行動には、それだけに限定されるものではないが、バス・バー６８への電力入力の終了、或いは導電部材１６０の被覆６２並びに／又はバス・バー６６及び／若しくは６８の性能が変化したこと、そして導電部材６２のアーク及び関連する局部的な過熱を防止するには保守若しくは修理が必要とされること、又は必要とされるであろうということの指示が含まれる。

理解できるように、比較器１６５（図９）及び／又は１７１（図１０）は、コンソール８８の回路内に含むことができ、又はコンソール８８の外側の個別のシステム若しくは組み合わせたシステムとすることができる。

導電被覆温度センサ
図１１を参照すると、加熱可能部材３２の導電被覆６２の温度を測定して加熱可能部材の過熱を防止するために使用できる、符号２００で識別されるセンサ又は検出器が示されている。センサ２００は、米国特許第４，８９４，５１３号に開示されるタイプのものである。同特許の開示全体を本明細書に援用する。理解されるように、本発明は、米国特許第４，８９４，５１３号に開示されるセンサのタイプに限定されるものではなく、本発明の実施に際しては、導電部材の温度を測定する任意のセンサを使用することができる。

図１１を引き続き参照すると、本発明のこの非限定的な実施例の温度センサ２００は、１つ又は複数のワイア・ループを含み、たとえば、本発明を限定するものではなく、図１１に示すセンサ２００は、ワイア・ループ２０２〜２０６を有する。理解されるように、本発明は、任意の数の有線ループを有するセンサ２００を用いて実施される。１つのワイア・ループだけが使用される場合、そのワイア・ループは、導電部材の設計及び／又は経験に基づいて過熱点が予期される位置まで、導電被覆６２内を延びることが好ましい。ワイア・ループ２０２〜２０６はそれぞれ、抵抗タイプのデバイスであり、すなわち温度が変化すると抵抗が変化する。本発明で限定的ではないが、ワイア・ループ２０２〜２０６は、０．０２６オーム／メートル℃（０．００８オーム／フィート摂氏度）の割合で変化する抵抗を有する黒色化した３４〜３６番鉄ニッケル・ワイアであることが好ましい。

図１１に示す特定の実施例では、ワイア・ループは、バス・バー６６及び６８間で導電被覆６２全体にわたって延び、ワイア・ループ２０２〜２０６のループ状の端部２０８を除いて、バス・バーに対して概ね平行である。ワイア・ループ２０２〜２０６は、導電被覆６２（図１参照）に重なる中間層３４の表面に沿って配置されることが好ましい。ワイア・ループ２０２〜２０６は、被覆６２から電気的に隔離されるので、温度センサ２００の電圧降下比較器回路２１２〜２１６から導電部材３２の回路を絶縁して回路の短絡を防止する。代替手段として、ワイア・ループのワイアは、絶縁カバーを備えることができ、又は空気冷却機（ＡＩＲＣＯＮ）システムの加熱ワイアが中間層３４内に埋め込まれるのと類似の方法で、中間層３４内に埋め込むことができる。

図１１を引き続き参照すると、比較器回路２１２〜２１６は、加熱可能部材３２の導電被覆６２の温度が変化すると変化するワイア・ループのワイアの抵抗に基づいて、対応するワイア・ループ２０２〜２０６の温度を監視する。ワイア・ループ２０２〜２０６のいずれか１つの平均温度が設定値に到達すると、回路２１２〜２１６は、電源７２からバス・バー６８への電力を遮断し、又は導電部材６２の温度が上昇しており、補正行動が推奨されるという警報若しくは信号を設定する。本発明の実施に際して使用できる回路に関する詳細な議論は、本発明を限定するものではないが、米国特許第４，８９４，５１３号に注目されたい。

ここで理解できるように、比較器回路２１２〜２１６は、コンソール８８内に配置することができる（図１８Ａ参照）。

また、本発明は、たとえば本発明をそれだけに限定するものではないが加熱可能部材３２に類似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できる後付け構成を企図する。図２を参照すると、本発明の非限定的な一実施例では、ウィンドシールド２０（図１参照）の外部に制御装置２３０（図２に想像線で示す）が取り付けられる。制御装置２３０は、バス・バー６６及び６８並びに比較器の抵抗を測定するためのオーム計を含む。オーム計によって測定される抵抗が所定の値を超過すると、比較器によってワイア２３２（想像線で示す）に沿って信号が送られ、スイッチ７３を開いて電源７２からバス・バー６６及び６８への電流の流れを停止させる。

湿度センサ
上記で論じ、図１に示すように、ウィンドシールド又は透明体２０は、湿気がウィンドシールド２０のガラス・シート２２、２４、及び６０とプラスチック中間層又はシート２６、２８、３０、及び３４の間に入るのを防止するための障壁である機外防湿シール３６を有する。より具体的には、防湿シール３６が機能しなくなり、たとえば風及び雨によって引き起こされる浸食のため、亀裂が入り、又は剥離すると、ウィンドシールドのシート間に湿気が入る。防湿シールの亀裂又は剥離は構造上の問題ではないが、湿気がシート間を移動すると、ウィンドシールド２０は層間剥離する可能性があり、及び／又は加熱装置が損傷して機能しなくなり、それによってウィンドシールドの有効寿命を低減させる可能性がある。ウィンドシールド２０の層間剥離が発生すると、湿気がシート間に入る速度及び量が増大し、ウィンドシールドの劣化を加速させる。理解できるように、防湿障壁３６の状況又は性能を監視し、湿気の浸入によって引き起こされるウィンドシールドの劣化が始まり、又は加速する前に、防湿障壁を交換又は修理することが有利であろう。

必要に応じて図１２〜図１４を参照すると、湿度センサ２５０〜２５３が、図１２に示す導電被覆６２のそれぞれ辺７８〜８１に隣接して導電被覆６２上に配置された、本発明の非限定的な一実施例を示す。センサ２５０〜２５３はそれぞれ、導電被覆６２に堆積された感湿性の電気抵抗性材料層２５６（本明細書では「感湿層」とも呼ぶ）と、感湿層２５６に堆積された導電層２５８とを含む（図１４参照）。センサ２５０〜２５３のそれぞれの導電層２５８は、それぞれワイア２６０Ａ〜Ｄを経由して、直流電源、たとえば電源７２の陽極に個別に接続される。任意選択で、これらのワイアは、センサ２５０〜２５３のそれぞれの導電層２５６への電力入力を調整するために衝撃センサ８３Ａ〜Ｄが電源７２に接続されるのと類似の方法（図４参照）で、それぞれワイア２６０Ａ〜Ｄを経由して、滑り抵抗器又は可変変圧器を通って直流電源７２の陽極に個別に接続される。本発明は、感湿層２５６の材料に限定されるものではなく、本発明の実施に際しては、任意の感湿性の電気抵抗性材料、たとえばそれだけに限定されるものではないが二酸化チタン、並びに／又は米国特許第４，６２１，２４９号及び第４，７９３，１７５号に開示される材料を使用できる。これらの特許の開示を全体として本明細書に援用する。さらに本発明は、感湿層２５６の上の導電層２５８の材料に限定されるものではなく、任意の導電材料、たとえばそれだけに限定されるものではないがアルミニウム、銅、金、及び銀を使用できる。本発明の非限定的な一実施例では、センサ２５０〜２５３は、インジウム酸化スズの導電被覆６２、スパッタ二酸化チタン膜の感湿層２５６、及びスパッタ金の導電層２５８（図１４参照）を含む、図１２に示すように細長い部材である。

感湿層２５６が湿気を吸収するにつれて、感湿層２５６の抵抗は低減する。理解できるように、層２５６の抵抗は、任意の通常の方法で測定及び／又は監視することができる。本発明の非限定的な一実施例では、ワイア２６２Ａ〜Ｄは、それぞれセンサ２５０〜２５３の導電層２５８に接続される。各対のワイア２６０Ａ及び２６２Ａ、２６０Ｂ及び２６２Ｂ、２６０Ｃ及び２６２Ｃ、２６０Ｄ及び２６２Ｄ間の電圧差は、比較器２７０（図１３参照）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のそれぞれのワイア２６０が、比較器２７０に接続される。比較器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。電圧差が所定の量を超過すると、ワイア２７２に沿って警報器又はモニタへ信号が転送される。ここで理解できるように、比較器２７０は、コンソール８８内に配置することができ、又はコンソール８８の一部とすることができる（図１８Ａ参照）。

図１２及び図１４に示す本発明の非限定的な実施例では、電源、たとえば本発明を限定するものではないが電源７０（図２参照）の陽極（＋）は、それぞれワイア２６０Ａ〜Ｄによってセンサ２５０〜２５３のそれぞれの導電層２５８に接続され、陰極（−）は、バス・バー６６に接続されたワイア７０によって加熱可能部材の導電被覆６２に接続される。図１２に示すセンサ２５０〜２５３の層２５８の隣接する端部は、センサ２５０〜２５３及びバス・バー６６及び６８の隣接する端部間で電流がアークを発するのを防止するのに十分な量だけ互いから隔置される。

理解できるように、図１２及び図１４に示す本発明の非限定的な実施例では、センサ２５０〜２５３は、電流が導電被覆６２を流れているときに動作する。しかし、湿度センサを常に動作させることが望ましい場合、図１５に示す本発明の非限定的な実施例を使用することができる。図１５のセンサ２７４の実施例は、センサ２７４が導電被覆６２の上に施された非導電層、たとえばプラスチック膜２７６を含むことを除いて、図１４に示すセンサ２５１の実施例に類似しており、また導電層２７８は、プラスチック膜２７６の上の層２５８に類似しており、感湿層２５６に電気的に接触している。図１５に示す実施例では、ワイア２６０Ａ及び２８０は電源に接続され、ワイア２７８は比較器２７０（図１３参照）に接続される。

シートのうちの１枚又は複数、たとえばそれだけに限定されるものではないがウィンドシールド２０のシート２４上、及びシート６０の被覆されていない表面９２（図２参照）上に、本発明の湿度センサを有することが望ましい場合、図１６に示す実施例を使用することができる。図１６に示すセンサ２８０の実施例は、センサ２７４のプラスチック膜２７６がないことを除いて、図１５に示すセンサ２７４に類似している。図１６に示すように、ウレタン中間層３０は、ガラス・シート２４及び湿度センサ２８０を覆う。

図１７には、符号２８２で指定される本発明の湿度センサの別の非限定的な実施例を示す。センサ２８２は、感湿層２５８に電気的に接続された１対のくし形電極２８４及び２８６を含む。ワイア２８８及び２９０は、それぞれ電極２８４及び２８６を電源に電気的に接続させる。ここで理解できるように、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るものではなく、本発明の実施に際しては、当技術分野で周知の湿度センサの設計及び／又は構造のいずれか、たとえばそれだけに限定されるものではないが、米国特許第４，６２１，２４９号、第４，７９３，１７５号、及び第５，０２８，９０６号に開示されるものを使用することができる。これらの特許の開示全体を本明細書に援用する。

理解できるように、本発明は、ウィンドシールド２０のシート２２、２４、２６、２８、３０、３４、及び６０上に配置された湿度センサ又は検出器の数又は構成に限定されるものではない。たとえば、本発明を限定するものではなく、湿度センサは、亀裂センサ若しくは検出器の導電ストリップ８９（図５参照）に対して示すように、シートのうちの１枚若しくは複数の周辺部の周りに延びる単一のストリップとすることができ、又は湿度センサは、図１２に示す湿度センサ２５０〜２５３に対して示すように、シートの各辺に沿って細長いストリップとすることができ、又は湿度センサは、亀裂センサの導電部材１３６、１３７、１３８、１３９、１４６、１４７、及び１５０に対して図７に示す構成を有することができる。

本発明の別の非限定的な実施例では、湿度センサは、亀裂検出器として使用することができる。より具体的には、湿度センサ、たとえば図１５に示す湿度センサ２７４が裂けて分離すると、電流は導電層２５８及び２７８（図１５参照）を通って流れなくなり、これは、湿度センサに関連するシート２２、２４、及び／又は６０内の亀裂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、許容限度を外れて動作している透明体、たとえば航空機のウィンドシールドの保守、たとえば修理又は交換を適時に予定するための本発明の非限定的な一実施例が示されている。本発明のウィンドシールド２０は、衝撃、破断、アーク、温度、及び／又は湿度センサ又は検出器、たとえばそれだけに限定されるものではないが上記で論じたタイプの１つ又は複数を有することができる。図１８Ａを参照すると、ウィンドシールドの構成要素の性能に関するデータを保持する信号を有するセンサからのワイアは、コネクタの一部、たとえば電気出力コネクタ３００に接続される。出力コネクタ３００は、本発明を限定するものではなく、積層内に埋め込まれた電気デバイスに外部の電気的アクセスを提供するために当技術分野で使用されるタイプのいずれかとすることができる。出力コネクタ３００は、入力電気コネクタ３０２、たとえばケーブル３０４によってコンソール８８に接続されたコネクタの他の部分に接続される。本発明の非限定的な一実施例では、コンソール８８は、センサ又は検出器からの信号を読み取って分析し、ウィンドシールドの構成要素の性能を監視及び／又は決定するためのソフトウェアを有するコンピュータを含む。モニタ３０６は、視覚的な表示を提供し、スピーカ３０８は、ウィンドシールド、及び／又はウィンドシールドの個別の構成要素の性能に関する可聴式の情報を提供する。コンソール８８は、モニタ３０６に注目を集めるための警報器３１０を含むことができる。航空機内にコンソール８８を配置することで、航空機内の人員にウィンドシールドのリアルタイムの性能を提供する。

本発明の別の非限定的な実施例では、コンソール８８は無線送信器及び受信器３１２を有し、送信器３１２は、信号３１４を送信塔３１６へ伝送する。信号３１４は、ウィンドシールド２０の性能に関するデータを保持する。送信塔３１６は、ウィンドシールド２０の性能に関するデータを保持する信号３１８を衛星３２０へ伝送する。衛星３２０は、ウィンドシールドの性能に関するデータを保持する信号３２２を管制センタ３２４へ伝送する。受け取ったデータは調査され、とるべき適当な行動が予定される。本発明の非限定的な一実施例では、受け取った情報に基づいて、管制センタの人員は、もしあればどの行動が必要かを決定する。ウィンドシールドの修理又はウィンドシールドの交換などの行動が必要な場合、修理予定を提供する信号３２６が、衛星３２０へ伝送される。衛星３２０は、修理予定を有する信号３２８を塔３１６へ伝送する。塔３１６は、修理予定を有する信号３３０を、コンソール８８へ伝送し、また指定の修理地点（通常、航空機の次の予定された降機地）に地理的に近接している保守センタ３３２へ伝送して、指定の修理地点に必要なすべての部品、機器、及び人員を有するように準備する。

本発明の非限定的な一実施例では、これらのセンサからのデータが、ウィンドシールド２０を交換しなければならないことを示す場合、修理予定は、航空機の次の予定された降機地へのウィンドシールドの出荷を含むことができ、ある程度緊急にウィンドシールドを交換しなければならない場合、修理予定は、直ちに着陸するための飛行計画の変更を含むはずであり、ウィンドシールドは存在しているか、又はすぐに到着するであろう。乗客は、任意選択で別の航空機に乗り換えることができ、又は修理が完了されるまで待機することができる。修理が予定され、ウィンドシールドを取り外さなくても修理を行うことができる場合、修理予定は、人員及び修理部品を指定の修理地点で提供することができる。

理解できるように、本発明は、情報を保持する信号の無線伝送に限定されるものではなく、陸線によって伝送を行うこともできる。さらに、信号は、衛星のみによって、又は送信塔のみによって、及びこれらの組合せによって、地点間で伝送することができる。

本発明は、上記で提示して論じた本発明の実施例に限定されるものではない。本発明の実施例は、例示のみを目的として提示され、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲、及び本出願への直接的又は間接的な派生を有する出願に追加されるあらゆる追加の特許請求の範囲のみによって限定される。

Claims (18)

1. 航空機が、着陸すべき目的地に向かって飛行している際に、前記航空機の透明体の特性が許容限度を外れた場合に、前記透明体の修理又は交換を手配する方法であって、
   前記航空機の離陸前に、前記透明体への電気的刺激に応答して前記透明体の前記特性の動作性能を監視するセンサを搭載するステップと、
   前記航空機が、前記着陸すべき目的地に向かって飛行している間に、前記センサにより監視された前記特性の動作性能に関するデータを提供する第１の信号を、前記センサから前記航空機内のコンソールに送るステップと、
   前記第１の信号に対応して、前記センサにより監視された前記特性の動作性能を示す第２の信号を前記航空機内の乗組員に送り、前記センサにより監視された前記特性の動作性能に関するデータを提供する第３の信号を無線で官制センタに送るステップと、
   データ処理装置を用いて、前記第３の信号に対応して、前記センサにより監視された前記特性が許容動作性能限度を外れているか、および前記透明体の修理又は交換が必要かを決定し、前記透明体の修理又は交換に要する時間および前記透明体の修理又は交換を行なう地理的領域を決定するステップと、
   前記特性の前記動作性能が許容動作性能限度を外れている場合に、前記官制センタから前記地理的領域へ第４の信号を送り、前記地理的領域で前記透明体の修理又は交換を予定するステップと、
   前記航空機に無線で第５の信号を送り、前記航空機内の乗組員に前記透明体の前記修理又は交換が必要であること、および前記透明体の前記修理又は交換が予定されている前記地理的領域を知らせるステップと
   を含む、透明体の修理又は交換を手配する方法。
2. 前記航空機が第１の航空機であり、前記官制センタが、第２の航空機内に取り付けられた透明体の特性の動作性能に関する情報をも受け取る、請求項１に記載された透明体の修理又は交換を手配する方法。
3. 前記官制センタから前記地理的領域へ第４の信号を送り、前記地理的領域で前記透明体の修理又は交換を予定するステップが、前記地理的作業領域で利用できるように人員、機器、及び／又は部品を準備するステップを含む、請求項１に記載された透明体の修理又は交換を手配する方法。
4. 前記航空機の元の飛行計画には、前記地理的作業領域での停留は予定されていない、請求項３に記載された透明体の修理又は交換を手配する方法。
5. 前記第４の信号が、
   前記透明体の前記修理又は交換に要する時間を含む項目群から選択された項目の少なくとも１つを有する情報、
   前記地理的作業領域の指定、
   前記透明体を修理又は交換するために前記地理的作業領域で利用できるように前記航空機、人員、機器、及び／又は部品の準備、
   前記地理的領域、および前記航空機、１つ又は複数の監視システムへの第４の信号の送付を含む、請求項１に記載された透明体の修理又は交換を手配する方法。
6. 前記透明体が、２枚以上のガラス及び／又はプラスチック・シートを有する航空機の積層ウィンドシールドである、請求項１に記載された透明体の修理又は交換を手配する方法。
7. 前記センサが、湿気を検出するセンサ、前記ウィンドシールドの衝撃又は振動を検出するセンサ、前記シートのうちの１枚で裂け目を検出するセンサ、電気アークを検出するセンサ、導電部材の温度変化を検出するセンサ、及びこれらの組合せの群から選択され、前記センサが、前記透明体の第１の外側主表面と第２の外側主表面との間で前記シートのうちの１枚の表面に取り付けられる、請求項６に記載された透明体の修理又は交換を手配する方法。
8. 前記地理的領域が、前記着陸すべき目的地である、請求項３に記載された透明体の修理又は交換を手配する方法。
9. 前記透明体の特性が、その機能を発揮するために電力を使用し、許容動作性能限度を外れている前記透明体への電力が、前記着陸すべき目的地に前記航空機が着陸する前に切られる、請求項８に記載された透明体の修理又は交換を手配する方法。
10. 前記センサが連続的に前記第１の信号を送る、請求項１に記載された透明体の修理又は交換を手配する方法。
11. 前記航空機が着陸すべき目的地に到着する前に、前記透明体の修理が必要である、前記請求項１に記載された透明体の修理又は交換を手配する方法。
12. 航空機の本体に取り付けられた透明体の特性が許容限度を外れて動作している場合、透明体の修理又は交換を手配するシステムであって、センサと、第１のデータ処理装置と、第２のデータ処理装置とを備え、
    前記センサが、前記特性の動作性能を監視して、前記センサにより監視された前記特性の動作性能に関するデータを提供する第１の信号を生成し、
    前記第１のデータ処理装置は、前記航空機に搭載され、前記第１の信号を受信して第２の信号および第３の信号を生成し、前記第２の信号は音響／視覚表示装置に送られて、前記センサにより監視された前記特性の動作性能を提供し、前記第３の信号は無線送信されて、前記センサにより監視された前記特性の動作性能に関するデータを提供し、
    前記第２のデータ処理装置は、前記航空機の外に離れて設けられ、前記第３の信号を受信して、前記第３の信号に対応して、
    前記透明体の特性が許容動作性能限度を外れているか
    を決定し、
    前記透明体の修理又は交換に要する時間、および
    前記透明体の修理又は交換を行なう地理的領域
    を決定し、第４の信号および第５の信号を生成し、前記第４の信号は前記透明体の修理又は交換を予定するために前記地理的領域へ送られ、前記第５の信号は第１のデータ処理装置に送られて、前記透明体の修理又は交換の予定及び前記地理的領域を音響的および／または視覚的に表示される、システム。
13. 前記センサが前記透明体に取り付けられた、請求項１２に記載されたシステム。
14. 前記第２のデータ処理装置により生成される前記第４の信号が、前記透明体の修理又は交換に要する時間の群から選択された情報を含み、前記地理的領域で利用できるように前記航空機、人員、機器、及び／又は部品を準備する、請求項１３に記載されたシステム。
15. 前記第１のデータ処理装置が、前記第３の信号を受信及び送信塔又は受信及び送信衛星へ伝送し、前記受信及び送信塔又は前記受信及び送信衛星が、前記第３の信号を前記第２のデータ処理装置へ伝送する、請求項１４に記載されたシステム。
16. 前記第２のデータ処理装置が、前記第４の信号を前記航空機、第３のデータ処理装置、第４のデータ処理装置、及びこれらの組合せのうちの少なくとも１つへ伝送する、請求項１５に記載されたシステム。
17. 前記第２のデータ処理装置が、前記第４の信号を受信及び送信塔又は受信及び送信衛星へ伝送し、前記受信及び送信塔又は前記受信及び送信衛星が、前記第４の信号を前記航空機、前記第３のデータ処理装置、前記第４のデータ処理装置、及びこれらの組合せのうちの少なくとも１つへ伝送する、請求項１６に記載されたシステム。
18. 前記センサが、湿気を検出するセンサ、衝撃及び振動を検出するセンサ、裂け目を検出するセンサ、電気アークを検出するセンサ、導電被覆の温度を測定するセンサ、並びにこれらの組合せの群から選択される、請求項１２に記載されたシステム。

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