JPH027399A

JPH027399A - 航空機窓に静電荷が集積されるのを減少させる方法及び装置

Info

Publication number: JPH027399A
Application number: JP63275945A
Authority: JP
Inventors: Joseph T Mueller; ジョセフ　ティモシィ　ミューラー; William W Hornsey; ウイリアム　ウオルター　ホーンセイ
Original assignee: PPG Industries Inc
Current assignee: PPG Industries Inc
Priority date: 1987-10-30
Filing date: 1988-10-31
Publication date: 1990-01-11
Anticipated expiration: 2009-02-23
Also published as: JPH0614480B2; US4831491A; DE3882897T2; DE3882897D1; EP0314153B1; EP0314153A3; EP0314153A2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（発明の分野）本発明は基体表面上に静電荷が実質的に集積されるのを
防止するための装置に関するものであり、特に積層され
た航空機窓又は付設窓の先端表面Ｆにおｔノる静電荷を
放散させるための加速静電荷刊出スｊ・リップシステム
に関するものである。

（技術的考察）航空機において用いられる窓は典ハ目的には溶融又は積
層されて複合透明窓を形成する幾つかのガラス及び／又
はプラスチック層又はブライを含んでいる。この場合複
合ブライ、透明部材、風防ガラス又は窓なる用語は一層
又はそれ以十のガラス及び／又はプラスデック層を含ん
だ基体のことを意味している。飛行中窓の外側又は先端
表面上に堆積するもや、霧又は水滴を除去するために、
航空機窓は内側に配置された窓加熱用の電気装ｒセを含
むことが出来る。空気が外側表面上を流れる場合のみな
らず、窓にぶつかる雪やほこりの如き大気粒子が窓と摩
擦接触Ｊ“ることで、窓表面上には電荷がｉｆｆ積する
。集積する電荷の量は窓の外側ブライの誘電強度のみな
らず窓の寸法、すなわち表面積にも依存する。大きな窓
の場合には５０．０００〜１００．０００ボルトの電位
が発生ずる可能性がある。あるタイプの補助接地装置無
しでこのような電圧を生じさせたとずれば、窓はそれを
介して内部の加熱装置へと放電するのに十分な電位に到
達した静電荷のためにｆ１壊する可能性がある。傷又は
通常の寿命劣化が窓に生ずれば同窓の強度に悪影響が生
じたり及び／又は窓の厚味が減じたりするので、誘電強
度も元の強度の半分又は三分の−へと顕茗に減少する可
能性がある。かくして窓中に放電するのに要す°る電位
ら減少することになる。

より具体的には、直接的な電荷の集積の結果閃絡が生じ
、これが外側プライ内に小さな穴を穿孔し、窓の加熱回
路内に放電し、プライ、加熱シス１ムフイラメントワイ
ヤおよび同加熱回路が位置する中間層が損傷を受１ノる
。従って、静電荷が窓中を放電するのに１−分な電位値
に到達する以前に同電荷を放散するための伺らかの設備
を設【プることが必要となる。

航空機窓の外側表面上への静電荷形成を防止するための
一つの方法は外側窓表面を導電性帯電荷防止コーティン
グ又はフィルムでコーティングすることであるｎ窓をこ
れらの帯電防止コーティング又はフィルムでツー１イン
グする一つの問題点は一般航行飛１”Ｊ機に適用される
連邦航空規則第２３条が現在風防窓の全視界面積中の透
光率として最低７０％の値を藍求しているということで
ある。

すなわち可視光線範囲の７０％が鳩防窓を通しで航空機
中に進入出来なければならないという問題点ぐある。現
在入手出来るコーディング及びフィルムを備えた風防窓
は可視光線の７０％以下しか透過しないので、この連邦
航空局（ＦＡＡ）の規制を満足させることが出来ない。

従ってＦＡＡの透光′４ｆ−規制を満足させながら静電
荷を航空機風防窓から効果的に放散させるための手法を
提供することが望ましい。

（関連特許）米国特許第４．０７８．１０７号は軽石飛行機の窓であ
って、外側プラスチックプライの全深度方向に押込まれ
た加熱回路と、窓の外側表面直下に埋込まれた帯電防止
回路を備えた窓を教示している。前記帯電防止回路はプ
ラスチック表層で覆われた窓の外側表面に平行に設けた
薄肉の静電荷放散ワイヤの導電路を提供している。この
導電路は静電荷が窓の外側表面から内部の加熱回路へと
放電されるのに十分なレベルに到達する以前に同静電荷
を放散させるためのものである。窓表面上に集積された
電荷がプラスブーツク表層を通って放散ワイヤへ到達し
な【ノればならないため、電荷は依然として内部に小さ
な穴すなわち穿孔を誘起１゛る可能性がある。

米国特許第４．３２３．９４６号及び第４．５９０．５
３５号は静電荷放散回路、にして導電性部材が少なくと
も部分的に外側Ｈ（防窓ブライの厚味中を外側表面へと
延びている放散ト１路を提供している。これらの１ｆｆ
ｉ牲部材の内側端部は外側ブライ内に埋込まれた長手方
向に延びるワイヤ部材か又は外側プライ及び次の内側プ
ライ間のＷ面における導電性表面を介して連結されてい
る。

米国特許第４，３８２．８８１号は表面抵抗の所望値を
示す帯電防止コーディングであって、金属粒子は実質的
に含まないコーティングを開示している。このタイプの
コーティングはアンテナを保護するレーダードームのよ
うな航空機の非金属性要素の表面上に用いられる。この
表面はあまりに導電性が強い場合にはその放射能−電気
透明度を修整して電磁放射に対して不透明になる可能性
がある。

米国特ｖ１第４．５７１．３６１号は放射又は手合化可
能化合物を含むバインダを介して重合することの出来る
不飽和結合を含んだ化合物内に！！濁された）！Ｊ電性
微粒ｆを備える二目−デイング層を含んだ帯電防止フィ
ルムを教示している。得られた懸濁液はプラスチックフ
ィルム上にコーティングされ、重合され、輻射によって
硬化させられる。

米国特許第４，６０７．３１３号は集積した電荷を航空
様の□□□の表面から新出してやるための静電荷排出器
を教示している。全体として平坦で非Ｓ雷性の部材が翼
表面の一部分の形状に適合する形状とされている。平坦
なベース部材の形状は同部材を航空機の表面から電気的
に絶Ｉ！でる非導電性部材の表面の少なくとも一部分と
適合する関係で配置され得るように選ばれている。放電
物質から形成された複数個のストランドがベース部材内
に埋込まれており、航空機の翼表面に電気的に接続され
ているので、集ｖ４電荷は航空機の翼表面から前記複数
個のストランドへと通過し、同ストランドの後に端にお
いて放電される。

（発明の要約）本発明は非導電性の基体の表面上に集積した静電荷を放
散するための加速静電荷排出ストリップにして、前記基
体の主要表面の選択された部分に沿つ’（＆！ｆｆされ
、電気的に互いに連結された導電性フィルム要素を含ん
でいるストリップを提供している。前記連結された要素
は集積された電荷を基体から除去するよう接地されてい
る。本発明の一つの特定の実施例において、前記基体及
びフィルム要素の両省は透明であり、フィルム要素は基
体及びフィルム組立体中の平均透光率が最低でも７０％
となるよう寸法及び配置が選ばれている。

前記フィルムはすず酸化物又はインヂウムすず酸化物の
ような金属酸化物とすることが出来る。

本発明の別の実施例において、ｉ＝Ｊ加的退的透明基体
記第一の基体に取付けられ航空機窓に適した複合透明部
材を形成している。加えるに、窓を加熱Ｔるために加熱
回路が設けられている。、前記導電性フィルム要素は加
熱回路から絶縁されており、本発明の好ましい実施例に
おいては、前記フィルム要素は前記第一の基体が同要素
を加熱回路から絶縁するよう前記第一・のり体の外向ぎ
に而した主要表面上に設けられている。

本発明は更に非導電性基体Ｆに集積した静電荷を放散さ
ぼるだめの方法を提供している゛。導電１フィルム要素
が基体の主要表面の選定された部分に沿って設・）られ
ており、フィルム要素によって集積された静電荷が同表
面中を通過し、基体から集積電荷を除去するべくアース
へと通過するよう連結され、接地されている。本発明の
一つの特定実施例においては、前記基体は透明であり、
イ・１加的透明基体がｙｉ２第・−の基体に取付けられ
、ル１空機窓用として適した複合透明部材を形成してい
る。

加えるに、前記複合透明部材を加熱するために前記付加
的基体内には加熱回路が設けられている。

前記導電性部材は好ましくは前ｒｉ′！透明部材の露出
した主要表面上に配置され、前記第一の基体が前記導電
性フィルム部材を加熱回路から電気的に絶縁しているの
が良い。

第１図及び第２図は航空ｍ風防ガラス１２の先端に装着
される透明な積層窓組立体１０を例示している。ｍ１図
及び第２図に例示された特定の実施例においては、組立
体１０は好ましくはガラス製の内側及び外側透明剛固非
導電性プライ１４及び１６と、プラスチックの中間層、
１８と、チャンネル部材２２を含む透明フレーム２０を
含んでいる。本発明に限定されるものではないが、好ま
しい実施例において、前記フレーム２０はアルミニウム
から作られたう電信のフレームである。第３図及び第４
図を参照すると、中間層１８内に押込まれたワイヤ２４
を含む加熱装置が風防ガラス１２の少なくとも窓組立体
１０が覆っている部分に対する霧取り及び氷取り能力を
提供している。第３図に示すように、湿気バリア２６は
窓１０をシールし、水分が中間ｗ！４１８に侵入し、組
立体１０を膨潤させることを防止している。既に議論し
たＪ：うに、静電荷が組立体１０の外側ブライ１６の先
端表面２８上に堆積し、同静電荷はもしも除去されない
ならば、外側ブライ１６中を加熱ワイヤ２４へと放電す
るので、放電経路に沿って窓１０内のＩＩｉ電路穴付近
は局部的に加熱され、加熱ライｒ２４が損傷を受ける可
能性が生ずる。その結果前記組立体１０には本発明の特
徴を含む加速型空電排除ストリッツシステム３０が設り
られている。

前記空電排除ストリップシステム３０は例えば金属フィ
ルムのような複数個の連結された透明で導電性のストリ
ップ要素３２にして、外側フライ１６の前方表面２８に
静電荷を集め、これを引ぎ寄せる要素３２を含んでいる
。第１図を参照でると、前記ストリップ要素３２は外側
Ｉライ１６に沿って長手方向に延び、横断方向に延びる
ストリップ要素３４と連結されている。好ましくは銅ス
トリップである導電性排除タブ３６が外側要素３８に沿
って取付けられており、透明支持ブラケット４ｏへと延
び、ここでタブ３６はクランプ４２によって固定されて
いる。前記クランプ４２は例えば航空機のフレーム又は
航空機の電気系のアースのような適当なアース４４へと
接続されている。

かくして、前方表面２８上に堆積した静電荷にはこれを
要素３２及び銅タブ３６を粁て表面２８がらアース４４
へと運び去り、以って表面電荷がブライ１６中を瞬時に
放電するよう十分帯電した電位に到達することを防止す
るためのコント［１−ルされた導電路が押供される。

窓組立体１０とクランプ４２の間にはフレーム２０及び
／又はブラケット４０とは無関係に組立体１０の熱的膨
部及び収縮を許容する一方、空電除去ストリップシステ
ム３０とアース４４間に電気的接続作用を与える歪解放
ＪＡ店が設けられている。第４図に例示した特定の実施
例においては、銅タブ３６の一部分４６は窓組立体１０
を超えて延びており、寸法的変動を補償するために折り
曲げられるか、しわを付けられている。

第１図、第２図及び第３図を参照すると、前記フレーム
２０はブラケット４０に取付けられており、同ブラケツ
！・４０は一連のばね負荷されたビン組立体４８を含ｌ
υでいる。ビン組立体４８はフレーム５２上のマウント
５０中を延び、組立体１０を航空機にｌｔＰ、’ａ１ｉ
シめている。スカートマウンｊ・５４はフレーム２０の
ヂ１フンネル２２に取ＩＩ　ｔＪられてａ３す、スカー
トマウント５４の下側エツジ５６には輪郭ゴムスカート
５８が設けられている。

スカート５８は航空機風防ガラス１２の先端形状に適合
し、かくて第２図に承りように窓組立体１０と航空４Ｍ
風防ガラス１２の間にシールを形成している。

静電荷防止尋雷牲表面コーティングの抵抗は十分低く、
静電荷形成から生ずる電流が絶縁性外側ブライ１６を通
ってではなり′＠記ココ−ティング通って加熱ワイヤ２
４へと排出されな【プればならない。もしもコーティン
グの抵抗が高過ぎる場合に・は、集積した静電荷は窓組
立体１ｏから安全に排出される以前に外側ブライ１６を
通って加熱ワイヤ２４へと放電する。一般的に言って、
フィルム層が薄ければ薄い程、抵抗も高くなる。加える
に、前記ストリップ要素３２の間隔は静電荷が「リーク
する」、即ちブライ１６の外側表面２８に沿ってストリ
ップ要素３２へと移動するのに必要とされる電荷の電位
が集積した電荷を外側ブライ１６を通って放電させるの
に必要とされる電位よりも低くなるように選ばれなけれ
ばならない。

もしもリーク電圧がストリップ要素間隔のため高くなり
過ぎた場合には、静電荷はそれがストリップ要素３２へ
と移動し、窓組立体１０から排出される以前にブライ１
６中を放電する。

本発明の一つの特定実施例において、組立体１０はポリ
ビニルブチラールの中間層を備えた、２．３＃Ｉ厚の熱
的にＷＡ質されたガラス製内側及び外側フライを含んで
いる。静電荷排出回路は５．３８αの中心間距離でｗＡ
設された１、２７α幅のすず酸化物ストリップと、幅７
．９ｍｍ×厚さ０．０７６ｍ＋の銅テープからなる排出
タブを含んでいる。前記ストリップシステム３０のフィ
ルム厚味は約１００キロオームの抵抗を与えるのに十分
であった。この形状によれば、窓組立体１０は窓中の最
小平均透光率が７０％となり、ＦＡＡ規制に適合する。

理解されるように、航空ｍ窓１０の′ｆ！ｃ素３２の最
適な幅、厚味及び間隔は例えば外側プライ１６の絶縁強
１、す、要素３２の抵抗及びＮさ並びに所望される透光
率のような多くの囚ｆに依存する。

本発明は金ｆｉｌコーティングに限定されるものではな
い事、例えばインヂウムずず酸化物又は他の金属酸化物
又は導電性プラスナックフィルムのような透明な今電性
物質を外側ブライ１６上のストリップ要素３２として使
用可能なる事が理解されよう。更には、ストリップの形
状はそれらが連結された排出回路を形成し、最小透光率
に対するＦＡＡ規制を満足する限りにおいて種々変化す
ることが可能である。

加えるに、前記内側及び外側ブライ１４．１６はガラス
ブライに限定されるものではない。アクリル、ポリカー
ボネート、ポリエステル又は硬質ポリウレタンのような
他の剛固な透明物質を使用することが可能である。プラ
スチック製外側ブライ１６を使用するＩｌ、）には１ｆ
ｆｉ性フィルムでブライをコーティングするのに用いる
手法が光学的特性すなわち透明痕を低下させないよう注
意すべきである。高温度を必要とする熱分解及びカソー
ド真空蒸着のようなコーティング手法はガラスブライに
は照影フ彎を与えないが、プラスデックブライの光学的
性質に悪影響を与える可能性がある。真を排気及び磁気
スパッタリング堆積は高温度の環境を必要とせず、プラ
スチックをコーティングするのに用いることが出来よう
。

このような構成によれば、加速的ｆＩｆＩＭ荷耕出スト
リップシステム３０は要素３２の一つが破損するという
ような不連続が生じても作動が可能であるということに
ｗｉｆｉされたい。より具体的に言えば、各ストリップ
は要素３４を横断するように独立して連続されており、
同要素は両端がアース４４に接地されている。理解され
るように、独立したストリップ要素部分のいづれかに単
一の不連続部が生じて°ｂ集積した電荷がアースへと放
散されるのがさまたげられることはない。その場合要素
３２の前記部分に集積された電荷は単に次の隣接するス
トリップ要素へと移動するだけである。所望とあらば、
第５図に示したような横断方向に延びる付加的ストリッ
プ要素６０を要素３４の反対側に設けて、万が一要素３
２内に破損６２が生じた場合でも、又ストリップ要素６
４内の集積された電荷が甲に要素６０に移動し、外側要
素３８を経てアース４４へと戻るように覆ることが出来
る。

前記導電性ス］・リップのための望ましいパターンは当
ｆｆ１ｓ？で知られている幾つかの態様の任意の一つの
態様により外側ブライ１６に適用することが出来る。一
つの特定の製造方法において、外側プライ１６の前方表
面２８はすず酸化物のような導電性フィルムでコーティ
ングされる。前記コーティングは例えば調質操作のよう
な他の操作と同時に行なうことが可能である。次に、前
記コーデツドガラスは例えばニューヨーク州マウントバ
ーノンのスプレィラード（５ｐｒａｙｌａｔ）社から市
販されている５ｐｒａｙｌａｔＡ彩色によりマスキング
が施され、最終製品に対してガラス上にとどまるフィル
ム部分がコーティングされる。ガラスシートは前記マス
キングした部分のみが残るようはがされる。

最後に、前記マスクが除去され、礎？ｔ２竹ストリップ
フィルム構造が残される。

窓組立体１０は航空機用複合透明部材用の外側プライと
して用いるのに適した自立式の加熱及び静電荷帯電防止
透明部材であり、同組立体はＦＡＡの透光度規制を満足
する一方、透明部材の外側ブライ中を静電荷が放電する
のを防止するのに必要な静電荷排出部材を提供している
。前記組立体は既存の航空＃１川防ガラスに追加される
窓組立体として示されているが、同組立体は付加的構造
ブライに積層して、一体の加熱及び帯電防止能力を備え
た航空［防ガラスを形成することが出来る。

叙上のような特定の形状は本発明を限定するものではな
いこと、及び本発明の精神が特許請求の範囲に記載され
ている同精神から離脱することなく更に修整例を設【プ
ることが可能になることを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の教示する所により構成された帯電防１
回路を備えた透明窓付３１１組立体の平面図、第２図は
第１図に例示された窓組立体の側面図、第３図はＭ１図
の線３−３に沿っＣ眺めた横断面図であり、帯電防止フ
ィルム、加熱グリッドワイヤ及び本発明のフレーム組立
体を示している。第４図は第１図の１９４−４に沿って眺めた断面図であ
り、簡明さのため一部切取って示せる、本発明の接地装
置を例示する図である。第５図は第１図ときわめて類似な図であり、静電７ＩＸ
ｒ　ｕ出ドリップシステムのための枕台的１４　Ｂを示
しており、ある部分は簡明さのために取除いて小しであ
る。１０・・・・・・窓組立体、１２・・・・・・航空機Ｊ
ｆｆｉｌ防窓、１４・・・・・・内側非導電性ブライ、
１６・・・・・・外側非−電ｔ’ｌブライ、１８・旧・
・中間層、２０・・・・・・フレーム、２４・・・・・
・ワイヤ、２８・・・・・・外側表面、３ｏ・・・・・
・ストリップシステム、３２・・・・・・導電性ストリ
ップ要素、３４・・・・・・横方向に延びるストリップ
要素、図面の浄書（内容に変更なし）４４・・・・・・アース。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）静電荷放散装置であつて、基体と、前記基体の主要表面の選択された部分に沿つて設けた複
数個の導電性フィルム要素と、前記フィルム要素を電気的に連結する装置と、前記連結
されたフィルム要素をアースへと接続する装置とを有す
る静電荷放散装置。
（２）特許請求の範囲第１項に記載の装置において、前
記基体が透明であることを特徴とする静電荷放散装置。
（３）特許請求の範囲第２項に記載の装置において、前
記フィルムは透明であり、前記基体とフィルム要素の組
立体は所定のレベルの透光率を保持していることを特徴
とする放散装置。
（４）特許請求の範囲第３項に記載の装置において、前
記フィルム要素は少なくとも一つの横断方向に延びるフ
ィルム要素によつて連結された長手方向に延びるフィル
ム要素列を含んでいることを特徴とする放散装置。
（５）特許請求の範囲第４項に記載の装置において、前
記組立体は少なくとも７０％の平均透光率を備えている
ことを特徴とする放散装置。
（６）特許請求の範囲第３項に記載の装置において、前
記フィルムは金属酸化物であることを特徴とする放散装
置。
（７）特許請求の範囲第６項に記載の装置において、前
記フィルムはすず酸化物であることを特徴とする放散装
置。
（８）特許請求の範囲第６項に記載の装置において、前
記フィルムはインヂウムすず酸化物であることを特徴と
する放散装置。
（９）特許請求の範囲第３項に記載の装置において、前
記基体が第一の基体であり、更に前記第一の基体の主要
表面に取付けられた第一の主要表面を備えてなる第二の
透明基体と、前記基体の一方を電気的に加熱するための
装置であつて、該加熱装置は前記第二の基体の前記第一
の主要表面上に装着されており、前記第一の基体は前記
加熱装置の一部分が前記第一の基体及び第二の基体間に
くるよう前記第二の基体に取付けられ、同基体上に重な
つている加熱装置と、前記導電性フィルム要素を前記加
熱装置から電気的に絶縁するための装置とが含まれてい
ることを特徴とする放散装置。
（１０）特許請求の範囲第９項に記載の装置において、
前記導電性フィルム要素は前記第一の基体の露出した主
要表面に沿つて配置されており、前記電気絶縁装置は前
記第一の基体であることを特徴とする放散装置。
（１１）特許請求の範囲第１０項に記載の装置において
、更に前記第二の基体の第二の主要表面に取付けられ、
航空機窓用として適した複合透明部材を形成している一
つ又はそれ以上の付加的透明基体が含まれていることを
特徴とする放散装置。
（１２）特許請求の範囲第９項に記載の装置において、
更に同装置を近接して重なるよう航空機窓の主要表面に
装着するための装置が含まれていることを特徴とする放
散装置。
（１３）特許請求の範囲第３項に記載の装置において、
更に同装置を近接して重なるよう航空機窓の主要表面に
装着するための装置が含まれていることを特徴とする放
散装置。
（１４）非導電性基体から静電荷を放散する方法であつ
て、複数個の隔置された導電性要素を前記基体の主要表面の
選ばれた部分に設ける段階と、前記フィルム要素を電気的に連結する段階と、前記連結
された要素を備えた基体上に電荷を集積する段階と、前記集積された電荷をして前記要素を経てアースへと移
動せしめる段階とを有する放散方法。
（１５）特許請求の範囲第１４項に記載の方法において
、前記基体及び導電性要素は透明であり、前記提供する
段階は少なくとも一つの横断方向に延びる導電性要素に
よつて連結された、長手方向に延びる導電性要素列を提
供する段階を含んでいることを特徴とする放散方法。
（１６）特許請求の範囲１５項に記載の方法において、
前記基体は第一の基体であり、更に前記第一の基体の主
要表面に取付けられた一つ又はそれ以上の付加的基体を
提供する段階が含まれていることを特徴とする放散方法
。
（１７）特許請求の範囲１６項に記載の方法において、
前記基体は航空機窓用に適した複合透明部材を形成して
おり、更に前記提供する段階は前記導電性要素を前記第
一の基体の露出した主要表面上に設ける段階を含んでい
ることを特徴とする方法。
（１８）特許請求の範囲第１７項に記載の方法において
、更に前記第一の基体と前記付加的基体の間に電気加熱
装置を設ける段階が含まれていることを特徴とする方法
。