WO2023074146A1 - センサ - Google Patents
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Abstract
少なくとも窓部材の温度と室内の湿度を計測可能であり、計測結果への境界層の影響が低減可能なセンサを提供する。 センサ1であって、固定窓の温度を計測する温度計測素子4と、温度計測素子4が実装されたガラス温度計測基板3と、固定窓で少なくとも一部が覆われた車内空間の少なくとも湿度を計測する温湿度計測素子7と、温湿度計測素子7が実装された車室温湿度計測基板6と、ガラス温度計測基板3と車室温湿度計測基板6とを離した状態かつ対向させた状態で支持するカバーケース2とを備える。
Description
本発明は、センサに関する。
自動車等の車両に設置された窓ガラスの曇りは、視界不良を生じさせる。このため、一般的に車両は、窓ガラスの曇りを解消するための電熱線やデフロスタ装置等の加熱装置を備えている。特許文献1には、加熱装置を乗員の操作によらずに自動的に制御する窓ガラスシステムが開示されている。特許文献1の窓ガラスシステムは、窓ガラスの車室内側の表面に対して取り付けられた温度センサと温湿度センサとを備えている。また、特許文献1の窓ガラスシステムは、温度センサの計測値と温湿度センサの計測値に基づいて、加熱装置を自動的に制御する。
ところで、窓ガラスの車内空間側の表面近傍には、窓ガラスの温度から車室内の平均的な温度へ変化する空気の境界層が形成されている。この境界層の温度は、窓ガラスから離れるに従って車内空間の平均的な温度に近づく。このような温度が変化する境界層の湿度は、車内空間の平均的な湿度と異なる。窓ガラスの曇りは、車内空間の平均的な温度、車内空間の平均的な湿度、及び窓ガラスの温度に依存する。このため、より正確に窓ガラスの曇りを予測するためには、境界層の影響を受けない車内空間の湿度の計測が望まれている。
しかしながら、特許文献1においては、1つのチップに対して、窓ガラスの温度を計測する温度センサと、車室内の湿度を計測する温湿度センサとが実装された例が開示されている。このように1つのチップに温度センサと温湿度センサを実装し、温度センサを窓ガラスに近づけて配置すると、温湿度センサを境界層から遠ざけることが困難になる。
本発明は、少なくとも窓部材の温度と室内の湿度が計測可能であり、計測結果への境界層の影響を低減可能なセンサを提供する。
本発明は、以下の態様を有する。
[1] 窓部材の温度を計測する第1センサ素子と、
前記第1センサ素子が実装された第1基板と、
前記窓部材で少なくとも一部が覆われた室内空間の湿度を計測する第2センサ素子と、
前記第2センサ素子が実装された第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板とを離した状態かつ対向させた状態で支持する支持部と
を備えるセンサ。
[2] 前記支持部は、前記第1基板と前記第2基板との配列方向に対して直交する方向から、前記第1センサ素子を囲う囲壁を有する[1]記載のセンサ。
[3] 前記支持部は、前記囲壁と前記第2基板との隙間を塞ぐ閉塞壁を有する[2]記載のセンサ。
[4] 前記支持部は、前記第2基板を前記第1基板と反対側から覆う被覆壁を有し、
前記被覆壁に、前記第1基板と前記第2基板との配列方向に貫通する貫通孔が設けられている[1]乃至[3]のいずれか一項に記載のセンサ。
[5] 前記被覆壁に、前記貫通孔が複数設けられ、
少なくとも前記第2センサ素子と対向する位置に前記貫通孔が配置されている
[4]記載のセンサ。
[6] 前記被覆壁に、前記貫通孔として、前記第2センサ素子と対向する位置に配置された第1貫通孔と、前記第2センサ素子と対向する位置から離れて配置された第2貫通孔とが設けられ、
前記第1貫通孔の開口面積が前記第2貫通孔の開口面積よりも広い
[5」記載のセンサ。
[7] 前記支持部に、前記第1基板の端部が挿入可能な第1溝部と、前記第2基板が挿入可能な第2溝部とが設けられている[1]乃至[6]のいずれか一項に記載のセンサ。[8] 前記支持部は、前記第1溝部と前記第2溝部との少なくともいずれか一方の内部に設けられた複数の突起部を有する[7]記載のセンサ。
[9] 前記第1基板は、前記支持部に固定される基部と、前記基部から突出して設けられる弾性変形可能な突出片とを有し、
前記第1センサ素子は、前記突出片に配置されている
[1]乃至[8]のいずれか一項に記載のセンサ。
[10] 前記支持部は、前記基部が固定される固定部と、前記固定部から突出して設けられると共に前記窓部材に接着可能な接着片とを有する[9]記載のセンサ。
[11] 前記第1センサ素子は、前記第1基板の前記第2基板と反対側の面に実装され、
前記第2センサ素子は、前記第2基板の前記第1基板と反対側の面に実装されている[1]乃至[10]のいずれか一項に記載のセンサ。
[12] 前記支持部は樹脂を用いて形成されている[1]乃至[11]のいずれか一項に記載のセンサ。
[13] 前記第2センサ素子は、さらに前記室内空間の温度を計測可能である[1]乃至[12]のいずれか一項に記載のセンサ。
[14] 前記第2センサ素子は、前記第2基板の中央に実装されている[1]乃至[13]のいずれか一項に記載のセンサ。
[15] 前記第1センサ素子は、前記第1基板の端部に実装されている[1]乃至[14]のいずれか一項に記載のセンサ。
[16] 前記支持部は、前記囲壁および前記被覆壁で囲まれた空間を有する直方体の形状を有する[4]に記載のセンサ。
[1] 窓部材の温度を計測する第1センサ素子と、
前記第1センサ素子が実装された第1基板と、
前記窓部材で少なくとも一部が覆われた室内空間の湿度を計測する第2センサ素子と、
前記第2センサ素子が実装された第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板とを離した状態かつ対向させた状態で支持する支持部と
を備えるセンサ。
[2] 前記支持部は、前記第1基板と前記第2基板との配列方向に対して直交する方向から、前記第1センサ素子を囲う囲壁を有する[1]記載のセンサ。
[3] 前記支持部は、前記囲壁と前記第2基板との隙間を塞ぐ閉塞壁を有する[2]記載のセンサ。
[4] 前記支持部は、前記第2基板を前記第1基板と反対側から覆う被覆壁を有し、
前記被覆壁に、前記第1基板と前記第2基板との配列方向に貫通する貫通孔が設けられている[1]乃至[3]のいずれか一項に記載のセンサ。
[5] 前記被覆壁に、前記貫通孔が複数設けられ、
少なくとも前記第2センサ素子と対向する位置に前記貫通孔が配置されている
[4]記載のセンサ。
[6] 前記被覆壁に、前記貫通孔として、前記第2センサ素子と対向する位置に配置された第1貫通孔と、前記第2センサ素子と対向する位置から離れて配置された第2貫通孔とが設けられ、
前記第1貫通孔の開口面積が前記第2貫通孔の開口面積よりも広い
[5」記載のセンサ。
[7] 前記支持部に、前記第1基板の端部が挿入可能な第1溝部と、前記第2基板が挿入可能な第2溝部とが設けられている[1]乃至[6]のいずれか一項に記載のセンサ。[8] 前記支持部は、前記第1溝部と前記第2溝部との少なくともいずれか一方の内部に設けられた複数の突起部を有する[7]記載のセンサ。
[9] 前記第1基板は、前記支持部に固定される基部と、前記基部から突出して設けられる弾性変形可能な突出片とを有し、
前記第1センサ素子は、前記突出片に配置されている
[1]乃至[8]のいずれか一項に記載のセンサ。
[10] 前記支持部は、前記基部が固定される固定部と、前記固定部から突出して設けられると共に前記窓部材に接着可能な接着片とを有する[9]記載のセンサ。
[11] 前記第1センサ素子は、前記第1基板の前記第2基板と反対側の面に実装され、
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[12] 前記支持部は樹脂を用いて形成されている[1]乃至[11]のいずれか一項に記載のセンサ。
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[15] 前記第1センサ素子は、前記第1基板の端部に実装されている[1]乃至[14]のいずれか一項に記載のセンサ。
[16] 前記支持部は、前記囲壁および前記被覆壁で囲まれた空間を有する直方体の形状を有する[4]に記載のセンサ。
本発明のセンサは、少なくとも窓部材の温度と室内の湿度が計測可能であり、計測結果への境界層の影響を低減可能である。
以下に、本発明を適用した一実施形態であるセンサの構成について説明する。
(第1実施形態)
図1は、本第1実施形態のセンサ1の斜視図である。また、図2は、本第1実施形態のセンサ1の分解斜視図である。本実施形態のセンサ1は、図1に示すように、自動車に備えられた固定窓100(窓部材)の表面101に取り付けられる。固定窓100は、車内空間K1(室内空間)と車外空間K2との境界部に配置されており、車内空間K1から車外空間K2を視認可能とする透明部材である。固定窓100には、例えばフロントガラス、フロントベンチガラス及びリアベンチガラスが含まれる。本実施形態のセンサ1は、固定窓100の車内空間K1側の表面101に取り付けられている。
図1は、本第1実施形態のセンサ1の斜視図である。また、図2は、本第1実施形態のセンサ1の分解斜視図である。本実施形態のセンサ1は、図1に示すように、自動車に備えられた固定窓100(窓部材)の表面101に取り付けられる。固定窓100は、車内空間K1(室内空間)と車外空間K2との境界部に配置されており、車内空間K1から車外空間K2を視認可能とする透明部材である。固定窓100には、例えばフロントガラス、フロントベンチガラス及びリアベンチガラスが含まれる。本実施形態のセンサ1は、固定窓100の車内空間K1側の表面101に取り付けられている。
本実施形態のセンサ1は、固定窓100の温度と、車内空間K1の湿度とを計測する。また、本実施形態のセンサ1は、車内空間K1の温度を計測してもよい。図2に示すように、本実施形態のセンサ1は、第1センサ素子と、第1基板と、第2センサ素子と、第2基板と、支持部とを備えている。第1センサ素子は、固定窓100の温度を計測する。第1基板は第1センサ素子が実装されている。第2センサ素子は、固定窓100で少なくとも一部が覆われた車内空間K1の湿度を計測する。第2基板は第2センサ素子が実装されている。支持部は、第1基板と第2基板とを離した状態かつ対向させた状態で支持する。また、センサ1は、以下に説明する構成であってもよい。また、第1センサ素子は、以下に説明する温度計測素子4であってもよい。また、第1基板は、以下に説明するガラス温度計測基板3であってもよい。第2センサ素子は、以下に説明する温湿度計測素子7であってもよい。第2基板は、以下に説明する車室温湿度計測基板6であってもよい。支持部は、以下に説明するカバーケース2であってもよい。本実施形態においてセンサ1は、カバーケース2(支持部)と、ガラス温度計測基板3(第1基板)と、温度計測素子4(第1センサ素子)と、第1ワイヤハーネス5と、車室温湿度計測基板6(第2基板)と、温湿度計測素子7(第2センサ素子)と、第2ワイヤハーネス8とを備えている。
なお、本実施形態のセンサ1の設置姿勢は特に限定されるものではなく、固定窓100の傾斜に合わせた姿勢での設置が可能である。しかしながら、以下の説明においては、説明の便宜上、固定窓100の表面101の法線方向を上下方向とする。また、上下方向において、ガラス温度計測基板3が位置する側を下側とし、車室温湿度計測基板6が位置する側を上側とする。また、図1及び図2に示すように、上下方向と直交する一方向を前後方向とし、上下方向及び前後方向と直交する方向を左右方向とする。
図1及び図2に示すカバーケース2は、ガラス温度計測基板3、温度計測素子4、第1ワイヤハーネス5、車室温湿度計測基板6、温湿度計測素子7、及び第2ワイヤハーネス8を直接的あるいは間接的に支持する。
図3Aおよび図3Bは、それぞれ図1のA-A断面図である。図3Aは、ガラス温度計測基板3、温度計測素子4、第1ワイヤハーネス5、車室温湿度計測基板6、温湿度計測素子7及び第2ワイヤハーネス8を示した図であり、図3Bは、ガラス温度計測基板3、温度計測素子4、第1ワイヤハーネス5、車室温湿度計測基板6、温湿度計測素子7及び第2ワイヤハーネス8を省略した図である。また、図4Aおよび図4Bは、それぞれ図1のB-B断面図である。図4Aはガラス温度計測基板3、第1ワイヤハーネス5、車室温湿度計測基板6及び第2ワイヤハーネス8を示した図であり、図4Bがガラス温度計測基板3、第1ワイヤハーネス5、車室温湿度計測基板6及び第2ワイヤハーネス8を省略した図である。
図3Aに示すように、カバーケース2は、ガラス温度計測基板3、車室温湿度計測基板6、及び温湿度計測素子7を収容する。本実施形態において、カバーケース2の形成材料は特に限定されず、例えば、金属、樹脂、セラミックなどが使用できるが、金属およびセラミックと比較して熱伝導率が小さい点から樹脂が好ましい。例えば、カバーケース2は、アクリル系の光硬化樹脂を用いて形成できる。アクリル系の光硬化樹脂を用いてカバーケース2を形成する場合には、3次元プリンタを用いてカバーケース2を形成できる。
熱伝導率が小さい樹脂を用いて形成されたカバーケース2は、カバーケース2の外部に位置する境界層の熱がカバーケース2の内部に伝達されることを抑制する。なお、境界層は、固定窓100の表面101の近傍に位置する空気の層である。この境界層は、固定窓100の表面101から表面101の法線方向に離れるに連れて徐々に固定窓100の温度から車内空間K1の平均的な温度に近づく温度分布を有している。
また、カバーケース2の熱容量は小さいことが好ましい。カバーケース2の熱容量が小さいことで、カバーケース2の温度が温度計測素子4及び温湿度計測素子7の計測結果に影響を及ぼすことが抑制される。カバーケース2の厚さは、熱容量を小さくするために、薄いほうが好ましい。例えば、カバーケース2の厚さは、3次元プリンタで作製可能な限界値にでき、具体的には、1~2mmにできる。なお、数値範囲を示す「~」は、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。
カバーケース2は、囲壁2bおよび天頂壁2c(被覆壁)で囲まれる空間を有する直方体の形状を有する。直方体の形状を有することで、外部からの衝撃に耐えることができる。図4Bに示すカバーケース2は、底壁2aと、囲壁2bと、天頂壁2c(被覆壁)と、接着片2dと、信号線保持部2fとを有している。なお、これらの底壁2aと、囲壁2bと、天頂壁2c(被覆壁)と、接着片2dと、後部片2eと、信号線保持部2fとは、同一材料によって一体的に形成されている。
底壁2aは、図3Bに示すように、上下方向に表裏面を向けた板状の部位であり、カバーケース2の最下部に配置されている。底壁2aの前後方向の長さは、天頂壁2cの前後方向の長さの半分程度である。また、底壁2aの後端位置は、前後方向において、天頂壁2cの後端と同位置に配置されている。つまり、底壁2aの前端位置は、天頂壁2cの前端よりも後方に配置されている。また、底壁2aは、後方から前方に向かうに連れて徐々に薄肉化されている。このため、底壁2aの上面は、後方から前方に向かって下降する傾斜面である。
囲壁2bは、上方から見て、底壁2aを前方向及び左右方向から囲うように設けられた部位である。囲壁2bは、図4Bに示すように、底壁2aの左右端と一体的に接続されている。この囲壁2bは、図1に示すように、前壁2b1と、左壁2b2と、右壁2b3とを有している。
前壁2b1は、カバーケース2の前部に配置されており、表裏面を前後方向に向けた板状の部位である。前壁2b1は、左壁2b2の前端と右壁2b3の前端とに接続されている。この前壁2b1は、図3Bに示すように、左壁2b2よりも上下方向の長さが短い。また、前壁2b1は、左壁2b2と上下方向の長さが同一の右壁2b3よりも上下方向の長さが短い。また、前壁2b1の下端位置は、左壁2b2の下端位置、及び右壁2b3の下端位置よりも上方に配置されている。このため、囲壁2bの前側下部には、図1に示すように、前方に向けて開放された開口が形成されている。この開口は、ガラス温度計測基板3をカバーケース2の内部に挿入するためのガラス温度計測基板挿入口S1である。
左壁2b2は、図4Bに示すように、底壁2aの左端と一体的に接続された状態でカバーケース2の左部に配置されており、表裏面を左右方向に向けた板状の部位である。左壁2b2の内壁部には、図3B及び図4Bに示すように、下溝部21(第1溝部)と上溝部22(第2溝部)とが設けられている。
下溝部21は、上溝部22よりも下方に配置されており、左壁2b2の内壁面から左側に窪むように設けられている。下溝部21は、図3A及び図4Aに示すように、ガラス温度計測基板3が挿入される溝部である。下溝部21は、図3Bに示すように、後方から前方に向かうに連れて徐々に下降するように直線状に延伸して設けられている。このような下溝部21には、ガラス温度計測基板3の左側端部が挿入される。
図3Bに示すように、下溝部21の内部には、複数の突起部23が設けられている。これらの突起部23は、下溝部21の延伸方向に沿って配列されている。カバーケース2は、下溝部21の天井面から下方に向かって突出する突起部23と、下溝部21の底面から上方に向かって突出する突起部23とを有している。上方から下方に向けて突出した突起部23の先端がガラス温度計測基板3の端部に上方から当接する。また、下方から上方に向けて突出した突起部23の先端がガラス温度計測基板3の端部に下方から当接する。このように複数の突起部23の先端が上方及び下方から当接されることによって、ガラス温度計測基板3の下溝部21の内部における位置が固定される。なお、前後方向から見て、上方から下方に向けて突出した突起部23の先端と下方から上方に向けて突出した突起部23の先端との間の距離は、ガラス温度計測基板3の厚さと同程度とされている。また、下溝部21の上下方向の寸法は、ガラス温度計測基板3の厚さよりも大きい。
上溝部22は、左壁2b2の内壁面から左側に窪むように設けられている。上溝部22は、図3A及び図4Aに示すように、車室温湿度計測基板6が挿入される溝部である。上溝部22は、図3Bに示すように、下溝部21と平行に設けられており、後方から前方に向かうに連れて徐々に下降するように直線状に延伸している。このような上溝部22には、車室温湿度計測基板6の左側端部が挿入される。
図3Bに示すように、上溝部22の内部には、複数の突起部24が設けられている。これらの突起部24は、上溝部22の延伸方向に沿って配列されている。カバーケース2は、上溝部22の天井面から下方に向かって突出する突起部24と、上溝部22の底面から上方に向かって突出する突起部24とを有している。上方から下方に向けて突出した突起部24の先端が車室温湿度計測基板6の端部に上方から当接する。また、下方から上方に向けて突出した突起部24の先端が車室温湿度計測基板6の端部に下方から当接する。このように複数の突起部24の先端が上方及び下方から当接されることによって、車室温湿度計測基板6の上溝部22の内部における位置が固定される。なお、前後方向から見て、上方から下方に向けて突出した突起部24の先端と下方から上方に向けて突出した突起部24の先端との間の距離は、車室温湿度計測基板6の厚さと同程度とされている。また、上溝部22の上下方向の寸法は、車室温湿度計測基板6の厚さよりも大きい。
右壁2b3は、図4Bに示すように、底壁2aの右端と一体的に接続された状態でカバーケース2の右部に配置されており、表裏面を左右方向に向けた板状の部位である。右壁2b3の内壁部には、図4Bに示すように、下溝部25(第1溝部)と上溝部26(第2溝部)とが設けられている。
下溝部25は、上溝部26よりも下方に配置されており、右壁2b3の内壁面から右側に窪むように設けられている。下溝部25は、図4Aに示すように、ガラス温度計測基板3が挿入される溝部である。下溝部25は、左壁2b2に設けられた下溝部21と上下方向にて同位置かつ平行に設けられている。つまり、下溝部25は、後方から前方に向かうに連れて徐々に下降するように直線状に延伸して設けられている。このような下溝部25には、ガラス温度計測基板3の右側端部が挿入される。
図4Bに示すように、下溝部25の内部には、突起部27が設けられている。突起部27は、左壁2b2の下溝部21に設けられた突起部23と同様に、複数設けられている。これらの突起部27は、下溝部25の延伸方向に沿って配列されている。カバーケース2は、下溝部25の天井面から下方に向かって突出する突起部27と、下溝部25の底面から上方に向かって突出する突起部27とを有している。上方から下方に向けて突出した突起部27の先端がガラス温度計測基板3の端部に上方から当接する。また、下方から上方に向けて突出した突起部27の先端がガラス温度計測基板3の端部に下方から当接する。このように複数の突起部27の先端が上方及び下方から当接されることによって、ガラス温度計測基板3の下溝部25の内部における位置が固定される。なお、前後方向から見て、上方から下方に向けて突出した突起部27の先端と下方から上方に向けて突出した突起部27の先端との間の距離は、ガラス温度計測基板3の厚さと同程度とされている。また、下溝部25の上下方向の寸法は、ガラス温度計測基板3の厚さよりも大きい。
上溝部26は、右壁2b3の内壁面から右側に窪むように設けられている。上溝部26は、図4Aに示すように、車室温湿度計測基板6が挿入される溝部である。上溝部26は、左壁2b2に設けられた上溝部22と上下方向にて同位置かつ平行に設けられている。つまり、上溝部26は、後方から前方に向かうに連れて徐々に下降するように直線状に延伸して設けられている。このような上溝部26には、車室温湿度計測基板6の右側端部が挿入される。
図4Bに示すように、上溝部26の内部には、突起部28が設けられている。突起部28は、左壁2b2の上溝部22に設けられた突起部24と同様に、複数設けられている。これらの突起部28は、上溝部26の延伸方向に沿って配列されている。カバーケース2は、上溝部26の天井面から下方に向かって突出する突起部28と、上溝部26の底面から上方に向かって突出する突起部28とを有している。上方から下方に向けて突出した突起部28の先端が車室温湿度計測基板6の端部に上方から当接する。また、下方から上方に向けて突出した突起部28の先端が車室温湿度計測基板6の端部に下方から当接する。このように複数の突起部28の先端が上方及び下方から当接されることによって、車室温湿度計測基板6の上溝部26の内部における位置が固定される。なお、前後方向から見て、上方から下方に向けて突出した突起部28の先端と下方から上方に向けて突出した突起部28の先端との間の距離は、車室温湿度計測基板6の厚さと同程度とされている。また、上溝部26の上下方向の寸法は、車室温湿度計測基板6の厚さよりも大きい。
なお、左壁2b2の下溝部21に設けられた突起部23と、右壁2b3の下溝部25に設けられた突起部27とは、下溝部21及び下溝部25に差し込まれたガラス温度計測基板3が湾曲されるように設けることができる。下溝部21及び下溝部25に差し込まれたガラス温度計測基板3が湾曲されることで、ガラス温度計測基板3の復元力により、いずれかの突起部23及び突起部27に対してガラス温度計測基板3が強く押し当てられる。したがって、ガラス温度計測基板3の下溝部21及び下溝部25の内部における変位を防止できる。
また、左壁2b2の上溝部22に設けられた突起部24と、右壁2b3の上溝部26に設けられた突起部28とは、上溝部22及び上溝部26に差し込まれた車室温湿度計測基板6が湾曲されるように設けることができる。上溝部22及び上溝部26に差し込まれた車室温湿度計測基板6が湾曲されることで、車室温湿度計測基板6の復元力により、いずれかの突起部24及び突起部28に対して車室温湿度計測基板6が強く押し当てられる。したがって、車室温湿度計測基板6の上溝部22及び上溝部26の内部における変位を防止できる。
このような囲壁2bは、温湿度計測素子7を前方向及び左右方向から囲っている。つまり、囲壁2bは、温湿度計測素子7をガラス温度計測基板3と車室温湿度計測基板6との配列方向である上下方向と直交する方向から囲う。囲壁2bは、温湿度計測素子7を前方向及び左右方向から囲うため、固定窓100の表面101の近傍の境界層に含まれる空気の温度計測素子4への到達を抑制する。
また、囲壁2bは、下溝部21及び下溝部25に差し込まれたガラス温度計測基板3を支持する。また、囲壁2bは、上溝部22及び上溝部26に差し込まれた車室温湿度計測基板6を支持する。下溝部21及び下溝部25に差し込まれたガラス温度計測基板3は、囲壁2bの左壁2b2と右壁2b3とに固定される。また、上溝部22及び上溝部26に差し込まれた車室温湿度計測基板6も、囲壁2bの左壁2b2と右壁2b3とに固定される。つまり、囲壁2bは、ガラス温度計測基板3及び車室温湿度計測基板6が固定される固定部として機能する。
この囲壁2bを備えるカバーケース2は、図3Aに示すように、ガラス温度計測基板3と車室温湿度計測基板6との間を上下方向に離しかつ対向させた状態で支持する。ガラス温度計測基板3と車室温湿度計測基板6とは、例えば7mm上下方向に離した状態で対向配置されている。
天頂壁2cは、図1及び図2に示すように、囲壁2bの前壁2b1の上端と、左壁2b2の上端と、右壁2b3の上端と接続され、上下方向に表裏面を向けた板状の部位である。図1及び図2に示すように、天頂壁2cには、上下方向に貫通する貫通孔Hが複数設けられている。これらの貫通孔Hは、前後方向及び左右方向に等間隔で配列されている。このような天頂壁2cは、図3Aに示すように、車室温湿度計測基板6をガラス温度計測基板3と反対側から覆っており、車室温湿度計測基板6とガラス温度計測基板3との配列方向に貫通する複数の貫通孔Hを有している。このような天頂壁2cは、固定窓100の表面101から遠い位置の空気をカバーケース2の内部に取り込むことを可能とする。つまり、天頂壁2cの貫通孔Hを介して、境界層よりも固定窓100から遠い位置の空気がカバーケース2の内部に取り込まれる。
また、図3Bに示すように、カバーケース2は、底壁2aの前方に位置すると共に下方に向けて開口された露出開口S2を有している。この露出開口S2は、ガラス温度計測基板3に実装された温度計測素子4を下方に露出させる開口である。また、図3Bに示すように、カバーケース2は、底壁2aと、囲壁2bの後端と、天頂壁2cの後端とで囲まれた開口を有している。この開口は、カバーケース2の内部に車室温湿度計測基板6を挿入するための車室温湿度計測基板挿入孔S3である。
接着片2dは、図4A及び図4Bに示すように、囲壁2bの下端から囲壁2bの外側に向けて突出し、表裏面を上下方向に向けた板状の部位である。カバーケース2に対しては、2つの接着片2dが設けられている。一方の接着片2dは、囲壁2bの左壁2b2の下端から左側に突出して設けられている。他方の接着片2dは、囲壁2bの右壁2b3の下端から右側に突出して設けられている。これらの接着片2dの下面は、底壁2aの下面と上下方向において同位置に配置されている。つまり、接着片2dの下面と、底壁2aの下面とは同一平面に配置されている。これらの接着片2dの下面は、接着剤を介して固定窓100に接着可能な接着面である。また、底壁2aの下面も、接着剤を介して固定窓100に接着可能な接着面である。つまり、接着片2dが設けられることによって、カバーケース2の固定窓100に対する接着面積が増大する。
後部片2eは、図3A及び図3Bに示すように、底壁2aの後端から後方に向けて突出し、表裏面を上下方向に向けた板状の部位である。後部片2eの下面は、底壁2aの下面と上下方向において同位置に配置されている。つまり、後部片2eの下面と、底壁2aの下面とは同一平面に配置されている。この後部片2eの下面は、接着剤を介して固定窓100に接着可能な接着面である。つまり、後部片2eが設けられることによって、カバーケース2の固定窓100に対する接着面積が増大する。
信号線保持部2fは、図3Aに示すように、後部片2eの上面に設けられた第1ワイヤハーネス5の後述する複数の信号線5bを保持する部位である。信号線保持部の形状は限定されないが、例えば環状形状が挙げられる。信号線保持部2fは、中心軸が前後方向に向けられた環状形状を有し、左部に左右方向に貫通する切欠きが設けられている場合には、信号線5bは、切欠きを介して環状形状の信号線保持部2fの内部に挿入可能であるため、好ましい。
ガラス温度計測基板3は、図2に示すように、温度計測素子4が実装されている。温度計測素子4は、前後方向にてガラス温度計測基板3の端部に配置されている。温度計測素子4が、ガラス温度計測基板3の端部に配置されることで、カバーケース2の輻射熱の影響やカバーケース2の作る影の影響を受けにくくできる。ガラス温度計測基板3は、絶縁体の基体に対して導電層がパターニングされたプリント配線板である。なお、ガラス温度計測基板3に対しては、温度計測素子4の他に電子部品を実装できる。
図5Aは、ガラス温度計測基板3の下面図である。図5Bは、ガラス温度計測基板3を右側から見た側面図である。なお、図5A及び図5Bにおいては、ガラス温度計測基板3の表裏面が前後左右平面と平行になるように図示している。ガラス温度計測基板3は、表裏面を上下方向に向けて配置された板状の部材である。このガラス温度計測基板3は、基部3aと、突出片3bとを有している。
基部3aは、突出片3bに対して左右方向の幅が大きい部位である。基部3aの左端部は、囲壁2bの左壁2b2に設けられた下溝部21に挿入される。基部3aの右端部は、囲壁2bの右壁2b3に設けられた下溝部25に挿入される。このような基部3aは、端部が下溝部21あるいは下溝部25に挿入されることで、囲壁2bに対して固定されている。
突出片3bは、基部3aの前端から前方に向けて突出した部位である。突出片3bは、基部3aよりも左右方向の幅が小さく、左右方向において基部3aの中央部に配置されている。この突出片3bは、前端部、左端部及び右端部から拘束されておらず、前端部を上下方向に変位させるように弾性変形が可能である。図5A及び図5Bに示すように、突出片3bの前端部の下面には、温度計測素子4が設けられている。
このようなガラス温度計測基板3は、基部3aの端部が下溝部21あるいは下溝部25に挿入されているため、前方に向かうに従って下方に向かうように傾斜した状態で配置されている。つまり、ガラス温度計測基板3は、前端が後端よりも下方に位置するように配置されている。図6は、固定窓100に固定されていない状態のセンサ1の前面図である。この図に示すように、突出片3bの前端部の下面に設けられた温度計測素子4が接着片2dの下面よりも下方に突出するように、ガラス温度計測基板3は配置されている。接着片2dの下面が固定窓100に接着されると、温度計測素子4が固定窓100に押し付けられ、固定窓100から受ける反力によって突出片3bが撓む。突出片3bは、前端部が上方に変位するように湾曲した形状に撓む。このように撓んだ突出片3bの復元力によって、温度計測素子4が固定窓100に対して押圧される。このため、温度計測素子4が固定窓100に対して密着される。
固定窓100の表面101に対するガラス温度計測基板3の傾斜角度は、基板の材質、板厚、長さなどによって異なるが、固定窓に対するセンサの密着性の点から、2.0~5.0°であることが好ましい。
固定窓100の表面101に対するガラス温度計測基板3の傾斜角度は、基板の材質、板厚、長さなどによって異なるが、固定窓に対するセンサの密着性の点から、2.0~5.0°であることが好ましい。
温度計測素子4は、固定窓100の温度を計測するセンサ素子である。温度計測素子4は、温度の計測対象である固定窓100に対して接触して温度計測を行う接触式のセンサ素子である。温度計測素子4は、固定窓100の表面101に対して直接当接できる。温度計測素子4が、固定窓100の表面101に直接接触する面積は、できるだけ小さいことが好ましい。ただし、熱伝導性接着剤等の他の部材を介して温度計測素子4を固定窓100の表面101に対して接続できる。
第1ワイヤハーネス5は、図3Aに示すように、コネクタ5aと、信号線5bとを有している。コネクタ5aは、ガラス温度計測基板3の上面に接続されている。図1に示すように、信号線5bは複数設けられている。各々の信号線5bは、コネクタ5aと接続されており、コネクタ5aから後方に向けて延出されている。このような第1ワイヤハーネス5は、温度計測素子4の出力信号を例えば外部の演算装置に伝達する。また、ガラス温度計測基板3に他の電子部品が実装されている場合には、第1ワイヤハーネス5は、他の電子部品と外部の演算装置との間で信号の伝達を行う。
車室温湿度計測基板6は、図2に示すように、温湿度計測素子7が実装されている。車室温湿度計測基板6は、絶縁体の基体に対して導電層がパターニングされたプリント配線板である。なお、車室温湿度計測基板6に対しては、温湿度計測素子7の他に電子部品を実装できる。
図7Aは、車室温湿度計測基板6の上面図である。図7Bは、車室温湿度計測基板6を右側から見た側面図である。なお、図7A及び図7Bにおいては、車室温湿度計測基板6の表裏面が前後左右平面と平行になるように図示している。車室温湿度計測基板6は、表裏面を上下方向に向けて配置された板状の部材である。図7Aに示すように、車室温湿度計測基板6は、前後方向が長く、左右方向が短い長方形の形状を有する。車室温湿度計測基板6の左端部は、囲壁2bの左壁2b2に設けられた上溝部22に挿入される。車室温湿度計測基板6の右端部は、囲壁2bの右壁2b3に設けられた上溝部26に挿入される。このような車室温湿度計測基板6は、端部が上溝部22あるいは上溝部26に挿入されることで、囲壁2bに対して固定されている。
このような車室温湿度計測基板6は、端部が上溝部22あるいは上溝部26に挿入されているため、前方に向かうに従って下方に向かうように傾斜した状態で配置されている。つまり、車室温湿度計測基板6は、前端が後端よりも下方に位置するように配置されている。この車室温湿度計測基板6は、図3Aに示すように、ガラス温度計測基板3と平行に配置されている。
車室温湿度計測基板6の前部の上面には、図7A及び図7Bに示すように、温湿度計測素子7が配置されている。温湿度計測素子7は、左右方向にて車室温湿度計測基板6の中央部に配置されている。温湿度計測素子7は、前後方向および左右方向にて車室温湿度計測基板6の中央部に配置されることが望ましい。車室温湿度計測基板6の中央部に配置することで、温湿度計測素子7は、カバーケース2の外側の風の影響やカバーケース2の輻射熱の影響を受けずに車内空間の湿度を計測できる。図8Aは車室温湿度計測基板6の変形例の上面図である。図8Bは、車室温湿度計測基板6の変形例を右側から見た側面図である。これらの図に示すように、車室温湿度計測基板6は、温湿度計測素子7を左右方向から挟んで配置された2つのスリットSaが設けられていてもよい。各々のスリットSaは、車室温湿度計測基板6を上下方向に貫通して設けられている。
図8Aおよび図8Bのような態様である場合には、熱容量を小さくすることができるため、センサの感度をより高くすることができる。
図8Aおよび図8Bのような態様である場合には、熱容量を小さくすることができるため、センサの感度をより高くすることができる。
温湿度計測素子7は、車内空間K1の温度及び湿度を計測するセンサ素子である。温湿度計測素子7は、温度センサ素子と湿度センサ素子とが一体化されたセンサ素子であり、例えば、抵抗式あるいは静電容量式の湿度センサ素子を用いることが可能である。なお、車内空間K1の温度を計測するセンサが本実施形態のセンサ1と別に設置されている場合や、車内空間K1の温度を計測する必要がない場合には、温湿度計測素子7に換えて湿度のみを計測するセンサ素子を設置できる。
車室温湿度計測基板6は、ガラス温度計測基板3の上方に配置されている。温湿度計測素子7は、上述のように車室温湿度計測基板6の上面に実装されている。つまり、温湿度計測素子7は、車室温湿度計測基板6のガラス温度計測基板3と反対側の面に実装されている。また、温度計測素子4は、上述のようにガラス温度計測基板3の下面に実装されている。つまり、温度計測素子4は、ガラス温度計測基板3の車室温湿度計測基板6と反対側の面に実装されている。このため、温湿度計測素子7が車室温湿度計測基板6のガラス温度計測基板3側の面に実装される場合や、温度計測素子4がガラス温度計測基板3の車室温湿度計測基板6と反対側の面に実装される場合よりも、温湿度計測素子7を温度計測素子4に対して遠ざけて配置できる。したがって、温湿度計測素子7を固定窓100から遠ざけて配置でき、温湿度計測素子7の計測結果に対する境界層の影響を低減できる。
第2ワイヤハーネス8は、図3Aに示すように、コネクタ8aと、信号線8bとを有している。コネクタ8aは、車室温湿度計測基板6の下面に接続されている。図1に示すように、信号線8bは複数設けられている。各々の信号線8bは、コネクタ8aと接続されており、コネクタ8aから後方に向けて延出されている。このような第2ワイヤハーネス8は、温湿度計測素子7の出力信号を例えば外部の演算装置に伝達する。また、車室温湿度計測基板6に他の電子部品が実装されている場合には、第2ワイヤハーネス8は、他の電子部品と外部の演算装置との間で信号の伝達を行う。
このような構成の本実施形態のセンサ1を組み立てる場合には、カバーケース2のガラス温度計測基板挿入口S1から、温度計測素子4が実装されたガラス温度計測基板3をカバーケース2の内部に差し込む。ガラス温度計測基板3は、囲壁2bに設けられた下溝部21及び下溝部25にスライドさせるように挿入する。また、カバーケース2の車室温湿度計測基板挿入孔S3から、温湿度計測素子7が実装された車室温湿度計測基板6をカバーケース2の内部に差し込む。車室温湿度計測基板6は、囲壁2bに設けられた上溝部22及び上溝部26にスライドさせるように挿入する。なお、ガラス温度計測基板3と車室温湿度計測基板6とは、どちらを先にカバーケース2の内部に差し込んでもよく、同時にカバーケース2の内部に差し込んでもよい。
続いて、ガラス温度計測基板3に対して第1ワイヤハーネス5を接続し、車室温湿度計測基板6に対して第2ワイヤハーネス8を接続する。これらの作業によって、センサ1が組み立てられる。なお、第2ワイヤハーネス8は、車室温湿度計測基板6をカバーケース2の内部に差し込む前に、車室温湿度計測基板6に対して接続してもよい。
本実施形態のセンサ1を固定窓100の表面101に対して取り付ける場合には、底壁2aの下面、接着片2dの下面、及び後部片2eの下面を、接着剤を介して固定窓100の表面101に対して接着する。この作業によって、センサ1が固定窓100の表面101に接着され、温度計測素子4が固定窓100の表面101に押し付けられて密着される。
以上のような本実施形態のセンサ1は、温度計測素子4と、ガラス温度計測基板3と、温湿度計測素子7と、車室温湿度計測基板6と、カバーケース2とを備えている。温度計測素子4は、固定窓100の温度を計測する。ガラス温度計測基板3は、温度計測素子4が実装されている。温湿度計測素子7は、固定窓100で少なくとも一部が覆われた車内空間K1の少なくとも湿度を計測する。車室温湿度計測基板6は、温湿度計測素子7が実装されている。カバーケース2は、ガラス温度計測基板3と車室温湿度計測基板6とを離した状態かつ対向させた状態で支持する。
このような本実施形態のセンサ1によれば、温度計測素子4が実装されたガラス温度計測基板3と別体の車室温湿度計測基板6が設けられている。さらに、車室温湿度計測基板6がガラス温度計測基板3の上方に離して配置され、車室温湿度計測基板6に温湿度計測素子7が配置されている。このため、温湿度計測素子7を温度計測素子4と同一基板に実装するよりも固定窓100から遠ざけて配置できる。したがって、固定窓100の表面101の近傍に生じる境界層の影響が少ない位置に温湿度計測素子7を配置できる。このような本実施形態のセンサ1は、固定窓100の温度と車内空間K1の湿度が計測可能であり、計測結果への境界層の影響を低減可能である。
また、本実施形態のセンサ1において、カバーケース2は囲壁2bを有する。囲壁2bは、温湿度計測素子7をガラス温度計測基板3と車室温湿度計測基板6との配列方向に対して直交する方向から囲う。このような本実施形態のセンサ1によれば、囲壁2bによって温湿度計測素子7を囲うため、囲壁2bの周囲の境界層に含まれる空気の温湿度計測素子7への到達を抑制できる。このため、囲壁2bを設けない場合よりも、車室温湿度計測基板6をガラス温度計測基板3に近づけて配置できる。したがって、本実施形態のセンサ1を小型化できる。
また、本実施形態のセンサ1において、カバーケース2は、車室温湿度計測基板6をガラス温度計測基板3と反対側から覆う天頂壁2cを有する。また、天頂壁2cに、ガラス温度計測基板3と車室温湿度計測基板6との配列方向に貫通する貫通孔Hが設けられている。このため、天頂壁2cの上方の空気を、貫通孔Hを介してカバーケース2の内部に取り込むことができる。天頂壁2cの上方の空気は、囲壁2bの周囲よりも境界層から遠方の空気である。このため、天頂壁2cの上方の空気をカバーケース2の内部に取り込むことで、温湿度計測素子7の計測結果への境界層の影響を、より低減できる。
また、本実施形態のセンサ1においては、天頂壁2cに、貫通孔Hが複数設けられている。このため、開口面積が同一の貫通孔Hが単数である場合よりも、天頂壁2cの上方の空気を多くカバーケース2の内部に取り込むことが可能となる。なお、本実施形態においては、複数の貫通孔Hが上方から見て天頂壁2cの全体に配置されている。しかしながら、複数の貫通孔Hを必ずしも天頂壁2cの全体に配置する必要はない。ただし、天頂壁2cの温湿度計測素子7と対向する位置には、貫通孔Hが配置されていることが好ましい。
また、複数の貫通孔Hの開口面積の総和は、天頂壁2cの上面の面積に対して、30%以上が好ましい。複数の貫通孔Hの開口面積の総和を天頂壁2cの上面の面積の30%以上とすることで、複数の貫通孔Hの開口面積の総和が30%よりも少ない場合よりも、天頂壁2cの上方の空気を多くカバーケース2の内部に取り込むことが可能となる。このため、温湿度計測素子7の計測精度が向上する。また、天頂壁2cの上面の面積に対する複数の貫通孔Hの開口面積の総和は、内部構造の隠蔽などの外観の観点および強度の確保の観点から50%以下であることが好ましい。
また、本実施形態のセンサ1においては、カバーケース2に、ガラス温度計測基板3の端部が挿入可能な下溝部21及び下溝部25が設けられている。また、カバーケース2に、車室温湿度計測基板6が挿入可能な上溝部22及び上溝部26が設けられている。このような本実施形態のセンサ1によれば、ガラス温度計測基板3と車室温湿度計測基板6とのカバーケース2の内部の予め定められた位置に容易かつ確実に配置できる。
また、本実施形態のセンサ1において、カバーケース2は、下溝部21の内部に設けられた複数の突起部23、上溝部22の内部に設けられた複数の突起部24、下溝部25の内部に設けられた複数の突起部27、上溝部26の内部に設けられた複数の突起部28を備えていることが好ましい。突起部23及び突起部27を有することによってガラス温度計測基板3を固定でき、ガラス温度計測基板3の下溝部21及び下溝部25の内部における変位を防止できる。また、突起部24及び突起部28を有することによって車室温湿度計測基板6を固定でき、車室温湿度計測基板6の上溝部22及び上溝部26の内部における変位を防止できる。
なお、カバーケース2は、下溝部21に設けられた突起部23、上溝部22に設けられた突起部24、下溝部25に設けられた突起部27、及び上溝部26に設けられた突起部28の全てを必ずしも有している必要はない。下溝部21に設けられた突起部23、上溝部22に設けられた突起部24、下溝部25に設けられた突起部27、及び上溝部26に設けられた突起部28のいずれか一種あるいは複数種をカバーケース2が有する構成も可能である。
また、本実施形態のセンサ1において、ガラス温度計測基板3は、基部3aと突出片3bとを有している。基部3aは、カバーケース2に固定される。突出片3bは、基部3aから突出して設けられ、弾性変形可能である。さらに、温度計測素子4は、突出片3bに配置されている。このような本実施形態のセンサ1によれば、突出片3bの復元力を用いて温度計測素子4を固定窓100に向けて付勢できる。つまり、本実施形態によれば、固定窓100に直接当接する温度計測素子4を固定窓100の表面101に密着させることが可能となる。このため、固定窓100の温度を温度計測素子4によって正確に計測できる。
また、本実施形態のセンサ1において、カバーケース2の囲壁2bは、基部3aが固定される固定部として機能する。また、カバーケース2は、接着片2dを有している。接着片2dは、囲壁2bから突出して設けられると共に固定窓100に接着可能である。このような本実施形態のセンサ1によれば、接着片2dによってセンサ1の固定窓100に対する接着強度が向上させることが可能となる。このため、突出片3bの復元力によって、カバーケース2の固定窓100からの剥離を防止できる。
また、本実施形態のセンサ1において、温度計測素子4は、ガラス温度計測基板3の車室温湿度計測基板6と反対側の面に実装されている。また、温湿度計測素子7は、車室温湿度計測基板6のガラス温度計測基板3と反対側の面に実装されている。このため、温湿度計測素子7を温度計測素子4に対して遠ざけて配置でき、さらには温湿度計測素子7を固定窓100から遠ざけて配置できる。したがって、本実施形態のセンサ1によれば、温湿度計測素子7の計測結果に対する境界層の影響を低減できる。
また、本実施形態のセンサ1において、カバーケース2は樹脂を用いて形成されている。このような本実施形態のセンサ1によれば、カバーケース2の周囲の境界層の温度がカバーケース2を介して温度計測素子4や車室温湿度計測基板6に伝達されることを抑制できる。
また、本実施形態のセンサ1において、温湿度計測素子7は、車内空間K1の湿度に加えて温度を計測可能である。このため、車内空間K1の湿度を計測するセンサ素子と、車内空間K1の温度を計測するセンサ素子とを別体で設ける場合よりも、センサ1を小型化できる。
なお、本実施形態においては、カバーケース2を備え、カバーケース2によってガラス温度計測基板3と車室温湿度計測基板6とを支持する構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されない。センサ1は、ガラス温度計測基板3と車室温湿度計測基板6との間を離した状態かつ対向させた状態で支持する支持部を備える構成であればよい。例えば、センサ1は、温湿度計測素子7を左右前後方向に露出させた状態でガラス温度計測基板3と車室温湿度計測基板6とを支持する支持部を備えることも可能である。このような支持部であっても、車室温湿度計測基板6がガラス温度計測基板3から離して配置される。このため、車室温湿度計測基板6に実装された温湿度計測素子7の計測結果への境界層の影響を低減できる。
また、本実施形態においては、ガラス温度計測基板3の下面に温度計測素子4が実装され、車室温湿度計測基板6の上面に温湿度計測素子7が実装された構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されない。ガラス温度計測基板3の上面に温度計測素子4を実装できる。また、車室温湿度計測基板6の下面に温湿度計測素子7を実装できる。さらに、ガラス温度計測基板3に埋設されるように温度計測素子4を実装できる。車室温湿度計測基板6に埋設されるように温湿度計測素子7を実装できる。
また、本実施形態においては、天頂壁2cに複数の貫通孔Hが設けられた構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されない。単一の貫通孔を天頂壁2cに設ける構成も可能である。
また、本実施形態においては、カバーケース2がガラス温度計測基板3を挿入する下溝部21及び下溝部25を有し、カバーケース2が車室温湿度計測基板6を挿入する上溝部22及び上溝部26を有する構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されない。カバーケース2に対して、ガラス温度計測基板3を支持する突出部を設けて下溝部21及び下溝部25を設けない構成も可能である。また、カバーケース2に対して、車室温湿度計測基板6を支持する突出部を設けて上溝部22及び上溝部26を設けない構成も可能である。
また、本実施形態においては、カバーケース2は、下溝部21に設けられた突起部23、上溝部22に設けられた突起部24、下溝部25に設けられた突起部27、及び上溝部26に設けられた突起部28を有する構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されない。下溝部21及び下溝部25の上下方向の幅をガラス温度計測基板3の厚みに近づけることで、下溝部21に設けられた突起部23及び下溝部25に設けられた突起部27を設けない構成も可能である。また、上溝部22及び上溝部26の上下方向の幅を車室温湿度計測基板6の厚みに近づけることで、上溝部22に設けられた突起部24及び上溝部26に設けられた突起部28を設けない構成も可能である。
また、本実施形態においては、ガラス温度計測基板3が、基部3aと、弾性変形可能な突出片3bとを備える構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されない。上方から見た形状が長方形の形状の基板をガラス温度計測基板3に換えて用いることも可能である。
また、本実施形態においては、接着片2dを備え、接着片2dの下面が固定窓100の表面101に接着される構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されない。底壁2aの下面のみが固定窓100の表面101に接着されてもよい。
また、本実施形態においては、カバーケース2が樹脂によって形成された構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されない。カバーケース2は、樹脂と異なる材料によって形成できる。例えば、カバーケース2は、セラミックスによって形成できる。
また、本実施形態においては、貫通孔Hが上下方向において同一の断面形状を有している。しかしながら、本発明はこれに限定されない。上方から下方に向けて開口面積が小さくなる貫通孔を設けることも可能である。また、上方から下方に向けて開口面積が大きくなる貫通孔を設けることも可能である。
また、本実施形態においては、窓部材が車両に設けられた固定窓100である構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されない。窓部材は、例えば移動体に設けられた窓部材にできる。また、固定された固定体に設置された窓部材にもできる。また、窓部材は、ガラスによって形成されていることに限定されない。例えば、透明樹脂によって窓部材を形成できる。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について、図9を参照して説明する。なお、本実施形態の説明において、上述の第1実施形態と同様の部分については、説明を省略あるいは簡略化する。
次に、本発明の第2実施形態について、図9を参照して説明する。なお、本実施形態の説明において、上述の第1実施形態と同様の部分については、説明を省略あるいは簡略化する。
図9は、本実施形態のセンサ1Aの断面図である。なお、図9における断面位置は、上述の第1実施形態の図3Aで示す断面位置と同一である。この図に示すように、本実施形態のセンサ1Aにおいて、カバーケース2は、閉塞壁2gを備えている。閉塞壁2gは、囲壁2bと車室温湿度計測基板6との隙間を塞ぐ。閉塞壁2gは、囲壁2bの前壁2b1の内壁面から後方に向けて突出しており、車室温湿度計測基板6の下面に当接している。
このような閉塞壁2gを備えることにより、閉塞壁2gを設けない場合と比較して、ガラス温度計測基板挿入口S1からカバーケース2の内部に流れ込んだ境界層に含まれる空気が、温湿度計測素子7の周囲に流れ込むことを抑制できる。
なお、閉塞壁2gは、車室温湿度計測基板6の下面に当接することが好ましい。しかしながら、閉塞壁2gは、車室温湿度計測基板6の下面との間に隙間が設けられていてもよい。この場合であっても、車室温湿度計測基板6の下方の空間から車室温湿度計測基板6の上方に空気が抜けるための流路が複雑となり、車室温湿度計測基板6の下方の空間から車室温湿度計測基板6の上方に空気が抜けることを抑制できる。
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について、図10を参照して説明する。なお、本実施形態の説明において、上述の第1実施形態と同様の部分については、説明を省略あるいは簡略化する。
次に、本発明の第3実施形態について、図10を参照して説明する。なお、本実施形態の説明において、上述の第1実施形態と同様の部分については、説明を省略あるいは簡略化する。
図10は、本実施形態のセンサが備えるカバーケース2Aの上面図である。この図に示すように、本実施形態のカバーケース2Aの天頂壁2cには、貫通孔Hとして、第1貫通孔H1と第2貫通孔H2とが設けられている。第1貫通孔H1は、温湿度計測素子7と対向する位置に配置されている。第2貫通孔H2は、温湿度計測素子7と対向する位置から離れて配置されている。また、第1貫通孔H1の開口面積は、第2貫通孔H2の開口面積よりも広い。
このような本実施形態のセンサによれば、開口面積が大きな第1貫通孔H1によって温湿度計測素子7の周囲への空気の取り込み量を確保しつつ、第2貫通孔H2の開口面積を小さくしてカバーケース2Aの剛性を高めることが可能になる。
なお、温湿度計測素子7と対向する位置から離れて配置された貫通孔Hの全てを第2貫通孔H2とする必要は必ずしもない。温湿度計測素子7と対向する位置から離れて配置された貫通孔Hのいくつかを第1貫通孔H1と同一の開口面積にできる。
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態について、図11を参照して説明する。なお、本実施形態の説明において、上述の第1実施形態と同様の部分については、説明を省略あるいは簡略化する。
次に、本発明の第4実施形態について、図11を参照して説明する。なお、本実施形態の説明において、上述の第1実施形態と同様の部分については、説明を省略あるいは簡略化する。
図11は、本実施形態のセンサが備えるガラス温度計測基板3Aの下面図である。この図に示すように、本実施形態においては、ガラス温度計測基板3Aに対して、3つ(複数)の温度計測素子4が配置されている。このように複数の温度計測素子4を設置して、ガラス温度計測基板3Aの温度分布を計測できる。なお、温度計測素子4の設置数は2つであってもよい。また、温度計測素子4の設置数は4つ以上であってもよい。
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
図12は、上記第1実施形態のセンサ1を窓部材100に複数設置した状態を示す模式図である。この図に示すように、窓部材100に対して複数のセンサ1を取り付けることができる。複数のセンサ1を窓部材100に取り付けることで、窓部材100の温度分布を取得可能である。図12においては、4つのセンサ1が窓部材100に対して取り付けられているが、2つあるいは3つのセンサ1を窓部材100に対して取り付けることもできる。また、5つ以上のセンサ1を窓部材100に対して取り付けることもできる。さらに、センサ1は、窓部材100の角部に配置してもよい。また、上述の他の実施形態のセンサ1を窓部材100に対して複数設置してもよい。
本発明のセンサは、窓部材の温度と室内の湿度を計測するセンサ等に有用である。
1……センサ、1A……センサ、2……カバーケース(支持部)、2a……底壁、2A……カバーケース(支持部)、2b……囲壁(固定部)、2c……天頂壁(被覆壁)、2d……接着片、2e……後部片、2f……信号線保持部、2g……閉塞壁、3……ガラス温度計測基板(第1基板)、3A……ガラス温度計測基板(第1基板)、3a……基部、3b……突出片、4……温度計測素子(第1センサ素子)、5……第1ワイヤハーネス、6……車室温湿度計測基板(第2基板)、7……温湿度計測素子(第2センサ素子)、8……第2ワイヤハーネス、21……下溝部(第1溝部)、22……上溝部(第2溝部)、23……突起部、24……突起部、25……下溝部(第1溝部)、26……上溝部(第2溝部)、27……突起部、28……突起部、100……固定窓(窓部材)、101……表面、H……貫通孔、H1……第1貫通孔、H2……第2貫通孔、K1……車内空間(室内空間)、K2……車外空間
なお、2021年10月25日に出願された日本特許出願2021-174032号の明細書、特許請求の範囲、図面および要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
Claims (16)
- 窓部材の温度を計測する第1センサ素子と、
前記第1センサ素子が実装された第1基板と、
前記窓部材で少なくとも一部が覆われた室内空間の湿度を計測する第2センサ素子と、
前記第2センサ素子が実装された第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板とを離した状態かつ対向させた状態で支持する支持部と
を備えることを特徴とするセンサ。 - 前記支持部は、前記第1基板と前記第2基板との配列方向に対して直交する方向から、前記第1センサ素子を囲う囲壁を有する請求項1記載のセンサ。
- 前記支持部は、前記囲壁と前記第2基板との隙間を塞ぐ閉塞壁とを有する請求項2記載のセンサ。
- 前記支持部は、前記第2基板を前記第1基板と反対側から覆う被覆壁を有し、
前記被覆壁に、前記第1基板と前記第2基板との配列方向に貫通する貫通孔が設けられている
請求項1乃至3のいずれか一項に記載のセンサ。 - 前記被覆壁に、前記貫通孔が複数設けられ、
少なくとも前記第2センサ素子と対向する位置に前記貫通孔が配置されている
請求項4記載のセンサ。 - 前記被覆壁に、前記貫通孔として、前記第2センサ素子と対向する位置に配置された第1貫通孔と、前記第2センサ素子と対向する位置から離れて配置された第2貫通孔とが設けられ、
前記第1貫通孔の開口面積が前記第2貫通孔の開口面積よりも広い
請求項5記載のセンサ。 - 前記支持部に、前記第1基板の端部が挿入可能な第1溝部と、前記第2基板が挿入可能な第2溝部とが設けられている請求項1乃至6のいずれか一項に記載のセンサ。
- 前記支持部は、前記第1溝部と前記第2溝部との少なくともいずれか一方の内部に設けられた複数の突起部を有する請求項7記載のセンサ。
- 前記第1基板は、前記支持部に固定される基部と、前記基部から突出して設けられる弾性変形可能な突出片とを有し、
前記第1センサ素子は、前記突出片に配置されている
請求項1乃至8のいずれか一項に記載のセンサ。 - 前記支持部は、前記基部が固定される固定部と、前記固定部から突出して設けられると共に前記窓部材に接着可能な接着片とを有する請求項9記載のセンサ。
- 前記第1センサ素子は、前記第1基板の前記第2基板と反対側の面に実装され、
前記第2センサ素子は、前記第2基板の前記第1基板と反対側の面に実装されている請求項1乃至10のいずれか一項に記載のセンサ。 - 前記支持部は樹脂を用いて形成されている請求項1乃至11のいずれか一項に記載のセンサ。
- 前記第2センサ素子は、さらに前記室内空間の温度を計測可能である請求項1乃至12のいずれか一項に記載のセンサ。
- 前記第2センサ素子は、前記第2基板の中央に実装されている請求項1乃至13のいずれか一項に記載のセンサ。
- 前記第1センサ素子は、前記第1基板の端部に実装されている請求項1乃至14のいずれか一項に記載のセンサ。
- 前記支持部は、前記囲壁および前記被覆壁で囲まれた空間を有する直方体の形状を有する請求項4に記載のセンサ。
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