CN111512696A - 面状发热体及车辆用窗密封装置 - Google Patents

Abstract

面状发热体具有由线状发热体构成的、面状的发热部，发热部具有位于沿被加热的对象区域的周缘的第一发热部以及位于由第一发热部包围的区域的第二发热部，第二发热部具有多个蛇形部分，相邻的蛇形部分彼此在蜿蜒方向上重叠，在发热部中，线状发热体的宽度(WL)比相邻的线状发热体之间的宽度(WP)大。

Description

面状发热体及车辆用窗密封装置

技术领域

本发明涉及一种搭载于车辆用窗密封装置的面状发热体以及车辆用窗密封装置，该车辆用窗密封装置被安装在车辆的窗密封件。

背景技术

车辆用窗密封装置安装于窗密封件的车厢侧，用于检测车辆前方有无其他车辆或者障碍物。车辆用窗密封装置包括固定于窗密封件的托架、支承于托架的摄像机单元以及抑制太阳光等外部光线向摄像机单元入射的遮光罩。此外，在车厢湿度高的情况或者车厢外温度低的情况下，由结露产生的水滴、霜、冰等附着于窗密封件。车辆用窗密封装置在遮光罩的背面具备用于对遮光罩进行加热的面状发热体。由面状发热体输出的热量使由附着于与遮光罩相对的窗密封件的结露产生的水滴、霜、冰等消失，从而使摄像机单元的摄像结果清晰(例如，参照专利文献1)。

在面状发热体的一个示例中，为了使被加热的面状的对象区域均匀升温，分别具有位于对象区域的周缘的第一线状发热体以及位于对象区域的内部的第二线状发热体(例如，参照专利文献2)。

此外，在面状发热体的其他示例中，为了以少根数的线状发热体加热大范围，具有位于整个对象区域的蛇形状的线状发热体(例如，参照专利文献3)。

现有技术文献

【专利文献】

专利文献1：日本特开2017-185896号公报

专利文献2：日本实用新型登录第1801190号

专利文献3：日本实用新型登录第3125136号

发明内容

【发明要解决的技术课题】

在上述的面状发热体的一个示例中，分别使位于对象区域的周缘的第一线状发热体以及位于对象区域的内部的第二线状发热体发热，由此能实现面状的对象区域中的温度的均匀化。此外，在上述的面状发热体的其他示例中，相邻的蛇形部分彼此在蜿蜒方向上重叠，由此能提高面状发热体中的刚性。对于上述那样的面状发热体，除了温度的均匀化以及刚性的提高之外，还具有如下的新的要求：在面状发热体的驱动开始时，使对象区域的温度快速到达目标温度，即、提高面状的对象区域中的升温的响应性。

本发明的目的在于，提供一种能使升温的响应性提高的面状发热体以及车辆用窗密封装置。

【解决技术课题所采用的技术方案】

在一个实施方式中，提供一种面状发热体。上述面状发热体是具备由线状发热体构成的、面状的发热部的面状发热体，上述发热部具有位于沿被加热的对象区域的周缘的第一发热部以及位于由上述第一发热部包围的区域的第二发热部，上述第二发热部具有多个蛇形部分，相邻的蛇形部分彼此在蜿蜒方向上重叠，在上述发热部中，上述线状发热体的宽度比相邻的上述线状发热体之间的宽度大。

根据上述面状发热体，在被加热的对象区域的外缘中，构成第一发热部的线状发热体沿着外缘连续地延伸，上述第一发热部发热。另一方面，在由第一发热部包围的区域中，构成第二发热部的多个蛇形部分空开间隙地蜿蜒，上述第二发热部发热。因此，在像被加热的对象区域的外缘这样的易于向外部散热的部位中，散热被抑制，其结果，能使被加热的对象区域中的温度均匀。此外，在第二发热部中，相邻的蛇形部分彼此在蜿蜒方向上彼此重叠。因此，在像相邻的蛇形部分之间这样的不易获得刚性的部位中，能够提高其刚性。此外，由于线状发热体的宽度比线状发热体之间的宽度大，因此，能增大单位面积的发热量。因此，能提高被加热的对象区域中的升温的响应性。

在上述面状发热体中，构成线状发热体的材料也可以是不锈钢。在该情况下，与构成线状发热体的材料是铝、镍或者铜等的情况相比，能够提高线状发热体自身的刚性。

在上述面状发热体中，还包括具有隔热性的弹性片，上述线状发热体粘贴于所述弹性片。在该情况下，例如，在将温度保险丝等夹设于线状发热体与弹性片之间时，使弹性片追随温度保险丝的形状而变形，因此，能抑制线状发热体的变形。此外，例如，在将面状发热体组装于遮光罩的背面等时，由于弹性片追随托架的形状变形，因此，能将面状发热体组装于托架。其结果是，能提高面状发热体的组装性。

在上述面状发热体中，上述线状发热体具有用于向上述线状发热体供给电流的第一端部以及第二端部，上述第一端部以及上述第二端部设置于上述第一发热部，第一端部以及第二端部在上述周缘的一部分隔开间隙排列。根据上述面状发热体，线状发热体的两端部位于第一发热部。即，线状发热体从被加热的对象区域的周缘中的一部分被引入到上述区域内，从该一部分引出。因此，能将用于向发热部供给电流的两端部集合在一处。由此，能简化发热部与用于向发热部供给电流的电路之间的连接所需的结构。

在上述面状发热体中，相邻的上述线状发热体之间的宽度是0.4mm以上0.6mm以下，上述线状发热体的宽度是相邻的上述线状发热体之间的宽度的1.4倍以上1.6倍以下。在该情况下，在制造发热部时，通过对金属箔的蚀刻以及对金属箔的冲压，从而能得到稳定的尺寸精度。

用于解决上述技术问题的车辆用窗密封装置包括：安装于车辆的窗密封件的托架；收纳于上述托架的摄像机单元；收纳于上述托架的遮光罩；以及构成为对上述遮光罩进行加热的面状发热体。上述面状发热体是前述了的面状发热体。根据上述车辆用窗密封装置，由于能提高被加热的对象区域中的升温的响应性，因此，能提高车辆用窗密封装置的驱动的响应性。

附图说明

图1是表示车辆用窗密封装置的一实施方式的立体图。

图2是图1的A-A线剖视图，是表示面状发热体的位置的图。

图3是表示面状发热体的一实施方式中的层结构的分解立体图。

图4是表示发热部与温度保险丝之间的连接的电路图。

图5是表示构成发热部的线状发热体的结构的俯视图。

具体实施方式

以下，对面状发热体以及车辆用窗密封装置的一实施方式进行说明。首先，参照图1、2，对车辆用窗密封装置的一个示例进行说明。接着，参照图3～图5，对面状发热体的一个示例进行说明。

[车辆用窗密封装置]

如图1所示，车辆用窗密封装置具有托架11、摄像机支架12、遮光罩13以及摄像机单元14。

托架11是碗状的树脂构件，对摄像机支架12、遮光罩13以及摄像机单元14进行收纳。托架11以托架11的周缘11E与窗密封件WG(参照图2)的车厢侧的面相对的方式安装于车辆的窗密封件WG。

摄像机支架12是板状的树脂构件。摄像机支架12沿窗密封件WG扩展。摄像机单元14配置于摄像机支架12与托架11之间。摄像机支架12使摄像机单元14的受光部14S向窗密封件WG露出。摄像机支架12对摄像机单元14进行支承并且嵌装于托架11。

从窗密封件WG侧观察，遮光罩13是具有梯形的板状的黑色树脂构件。遮光罩13决定摄像机单元14的受光部14S接受光的范围。遮光罩13在与窗密封件WG相对的遮光罩13的表面具有遮光片13S。遮光片13S是梯形的黑色片材，例如是粘贴于遮光罩13S的表面的无纺布。遮光片13S通过使太阳光或者路灯等外部光线散射，从而抑制外部光线入射到摄像机单元14的受光部14S。遮光片13S具有与被加热的对象区域大致相等的形状。

在车厢湿度高的情况或者车厢外温度低的情况下，由结露产生的水滴、霜、冰等附着于窗密封件WG。由车辆前方的其他车辆产生的反射光或者车辆前方的障碍物产生的反射光被由结露产生的水滴、霜、冰等散射。为了能高精度地对车辆前方的其他车辆或者车辆前方的障碍物进行检测，车辆用窗密封装置在遮光罩13的背面具备用于对遮光罩13进行加热以使由结露产生的水滴、霜、冰消失的面状发热体20(参照图2)，遮光罩13的背面例如具有向窗密封件WG缓缓地突出的曲面状。遮光罩13的背面是被面状发热体20加热的对象。

摄像机单元14的受光部14S比遮光片13S更靠近窗密封件WG(参照图2)。摄像机单元14经由窗密封件WG对由位于摄像机单元14的前方的物体产生的反射光进行接收。受光部14S接收的光的范围根据受光部14S具备的透镜的视角以及上述遮光罩13的形状而决定。

[面状发热体]

如图3所示，面状发热体20具有表侧绝缘片21、发热部22、背侧绝缘片23、保护电路24、固定胶带25、第一弹性片26以及第二弹性片27。另外，以下，为了便于说明面状发热体20中的层结构，将面状发热体20的与遮光罩13相对的面(窗密封件WG侧)称作表面，将与表面相反的一侧称作背侧。

表侧绝缘片21在面状发热体20的使用温度下具有绝缘性、耐热性以及抗冲击性。面状发热体20的使用温度例如是-50℃以上140℃以下。表侧绝缘片21通过将发热部22与位于发热部22的表侧的其他导体之间电绝缘从而对发热部22的电特性进行保护。此外，表侧绝缘片21通过减轻由面状发热体20的表侧向发热部22传递的冲击从而对发热部22的机械特性进行保护。

表侧绝缘片21例如是厚度为0.1mm的聚酰亚胺片。表侧绝缘片21的背面(图3中示出的面)具有粘接剂。表侧绝缘片21的背面与发热部22、背侧绝缘片23粘接。表侧绝缘片21的背面具备的粘接剂是具有绝缘性以及耐热性的、例如是硅酮类粘接剂。

发热部22由一根线状发热体构成。构成发热部22的线状发热体的形状追随表侧绝缘片21的背面的形状。俯视观察时，发热部22的最外缘决定被加热的对象区域。对象区域是在发热部22扩展的平面上发热部22所在的区域。对象区域的大小例如是15cm²。

构成发热部22的线状发热体例如由带状的、厚度为0.03mm的SUS304构成。线状发热体的一端即第一端部22A穿过热收缩管24A而与一对引线24C的一方连接。线状发热体的另一端即第二端部22B收纳于热收缩管24B并与保护电路24连接。发热部22通过由引线24C供给的电流从而发出额定量的热量。发热部22发出的额定量的热量例如是0.5W/cm²。

背侧绝缘片23是在面状发热体20的使用温度下具有绝缘性以及耐热性的片材。背侧绝缘片23通过将发热部22与其他导体之间电绝缘从而对发热部的电特性进行保护。背侧绝缘片比表侧绝缘片薄，例如是厚度为0.03mm的聚酰亚胺片。

保护电路24将在面状发热体20中流动的电流的大小限制在规定的范围内。保护电路24具有温度保险丝。温度保险丝的一端部收纳于热收缩管24B并与发热部22的第二端部22B连接。温度保险丝的另一端部与一对引线24C的另一方连接。

发热部22以及保护电路24由各引线24C而与外部电路连接。穿过各热收缩管24A、24B的发热部22以及引线24C的连接由热收缩管24A、24B的收缩来确保。固定胶带25是具有绝缘性以及耐热性的、例如为聚酰亚胺胶带。

第一弹性片26在面状发热体20的使用温度下具有隔热性、防水性、夹持性等。第一弹性片26例如是发泡树脂片或者橡胶片。第一弹性片26是具有比第二弹性片27更好的冲击吸收性的、例如是兼具阻燃性的、厚度为2mm的聚氨酯片。第一弹性片26与背侧绝缘片23和第二弹性片27密接并且与固定胶带25和第二弹性片27密接。

第二弹性片27在面状发热体20的使用温度下具有隔热性以及抗冲击性等。第二弹性片27例如是发泡树脂片或者橡胶片。第二弹性片27具有比第一弹性片26更好的非透湿性。第二弹性片27例如是兼具防尘性的、厚度为1mm的聚烯烃发泡片。

如图4所示，构成由发热部22和保护电路24串联连接的一个串联电路。串联电路的输入端子经由一方的引线24C而与外部连接器28连接，串联电路的输出端子经由另一方的引线24C而与外部连接器28连接。外部连接器28的一方的端子与接地电位连接，外部连接器的另一方的端子与点火电源连接。

[发热部22]

如图5所示，发热部22具有第一发热部221以及第二发热部222。第一发热部221和第二发热部222由共通的一根线状发热体构成。即，构成发热部22的一根线状发热体的一部分是第一发热部221，余下部分是第二发热部222。

第一发热体221沿被加热的对象区域的周缘卷绕有两周。第一发热部221具有追随于对象区域的周缘的梯形。第一发热部221具有外周部221A以及内周部221B。

外周部221A相对于内周部221B位于外侧且位于第一发热部221的最外周。从与表侧绝缘片21相对的方向观察，外周部221A位于比表侧绝缘片21的边缘靠内侧的位置。外周部221A的外缘与表侧绝缘片21的边缘之间的距离WS例如是1mm。外周部221A的外形与内周部221B的外形具有大致相似的关系。外周部221A与内周部221B之间的距离遍及第一发热部221的整周大致一定。

线状发热体的第一端部22A以及第二端部22B是用于向线状发热体供给电流的端部。上述两端部22A、22B设置于第一发热部221。各端部22A、22B在被加热的对象区域的周缘中的一部分(图中左侧边的中间部)处，隔着间隙排列。第一端部22A与外周部221A连接。第二端部22B与内周部221B连接。即，第一发热部221由一根线状发热体中的两端部分构成，第二发热部222由一根线状发热体中的中间部分构成。

第二发热部222以遍及由第一发热部221包围的区域的大致整体的方式来回。第二发热部222含有蜿蜒状的多个线段(蛇形部分)。第二发热部222例如含有在左右方向上排列的两个蛇形部分。各蛇形部分具有沿左右方向且在上下方向上排列的多个直线状部222L。此外，各蛇形部分具有折返部222E，上述折返部222E将在上下方向上相邻的直线状部222L的端部彼此连接。

在第二发热部222中，彼此相邻的蛇形部分彼此在蜿蜒方向(上下方向)上重叠。也就是，在第一方向即左右方向上相邻的蛇形部分彼此在与第一方向大致正交的第二方向即上下方向上重叠。换言之，右侧的蛇形部分的折返部222E与左侧的蛇形部分的折返部222E在第二发热部222中的左右方向的中央处、在上下方向上一个个地交替排列。

在发热部22中，线状发热体的宽度WL比彼此相邻的线状发热体与线状发热体之间的宽度(即，相邻的线状发热体之间的间隔)WP大。线状发热体之间的宽度WP例如是0.4mm以上0.6mm以下。线状发热体的宽度WL例如是宽度WP的1.4倍以上1.6倍以下。另外，线状发热体的宽度WL是与线状发热体的延伸方向正交的方向上的线状发热体的长度。线状发热体之间的宽度WP是相互平行的线状发热体之间的间隙的大小，是与线状发热体的延伸方向正交的方向上的间隙的大小。宽度WL以及宽度WP在第一发热部221和第二发热部222之间是共通的。

[作用]

在向发热部22供给电流时，在被加热的对象区域的外缘，沿着外缘连续地延伸的第一发热部221发热。另一方面，在由第一发热部221包围的区域中，在上下方向上空开间隙地蜿蜒的第二发热部222发热。因此，在像被加热的对象区域的外缘那样的易于向外部散热的部位中，散热被抑制。其结果是，能使被加热的对象区域中的温度均匀。此时，由于线状发热体的宽度WL比线状发热体之间的宽度WP大，因此，能提高被加热的对象区域中的升温的响应性。

根据上述实施方式，能得到以下列举的优点。

(1)在由面状发热体20加热时，能使与窗密封件WG相对的遮光罩13、即被加热的对象区域中的温度均一化。

(2)在开始通过面状发热体20进行加热时，能提高被加热的对象区域中的升温的响应性。在具有面状发热体20的车辆用窗密封装置中，也能提高车辆用窗密封装置的驱动的响应性。其结果是，从车辆开始运转时就能发挥车辆用窗密封装置的检测等的功能。

(3)在第二发热部222中，左右一对的蛇形部分彼此在蜿蜒的上下方向上彼此重叠。因此，能抑制彼此相邻的蛇形部分之间的刚性的下降。其结果是，在制造面状发热体20时或者在将面状发热体20搭载于车辆用窗密封装置时，能抑制发热部22的变形。因此，也能提高面状发热体以及车辆用窗密封装置的生产性。

(4)在构成发热部22的材料是不锈钢的情况下，与材料是铝、镍或者铜等的情况相比，能够提高线状发热体自身的刚性。

(5)在发热部22与第一弹性片26之间设有保护电路24的情况下，第一弹性片26追随保护电路24的形状而变形。其结果是，能抑制发热部22的过度变形。

(6)此外，在将面状发热体20组装于托架11以及摄像机支架12时，能使第一弹性片26以及第二弹性片27的形状追随托架11以及摄像机支架12的形状。由此，能提高面状发热体20的组装性。

(7)线状发热体的两端部22A、22B位于第一发热部221。即，线状发热体从被加热的对象区域的周缘中的一部分引入到上述区域内，从上述一部分引出。因此，能将用于向发热部22供给电流的两端部22A、22B集合在一处。由此，能简化发热部22与用于向发热部22供给电流的电路之间的连接所需的结构。

(8)在线状发热体之间的宽度WP为0.4mm以上0.6mm以下并且线状发热体WL为宽度WP的1.4倍以上1.6倍以下的情况下，在制造线状发热体时，通过对金属箔的蚀刻以及对金属箔的冲压从而能得到稳定的尺寸精度。

上述实施方式能如以下那样进行适当变更。

[第一发热部221]

·第一发热部221可以是沿着被加热的对象区域的外缘，卷绕一周的结构体，或者也可以是卷绕三周以上的结构体。第一发热部221的卷绕数可以根据被加热的对象区域的形状和/或被加热的对象区域的大小进行适当改变。

·也可以使第一发热部221中的宽度WL与第二发热部222中的宽度WL的大小彼此不同。除此以外，或者，代替与此，也可以使第一发热部221中的宽度WP与第二发热部222中的宽度WP的大小彼此不同。此时，宽度WL的最小值比宽度WP的最大值大。在具有上述这样的宽度WL和宽度WP的情况下，能得到上述(1)至(8)中的优点。另外，为了实现对象区域中的温度均匀化，较为理想的是使第一发热部221中的宽度WL与第二发热部222中的宽度WL相等，使第一发热部221中的宽度WP与第二发热部222中的宽度WP相等。

·被加热的对象区域的周缘并不局限于遮光罩13的背面那样的形状，也可以是圆形、椭圆形、多角形等的各种二维形状。此时，只要使第一发热部221沿着被加热的对象区域的周缘即可。

[第二发热部222]

·第二发热部222也可以具有三个以上的蛇形部分。

·也可以是第一发热部221由一个线状发热体构成，第二发热部222由与上述一个线状发热体不同的线状发热体构成。此外，也可以是第一发热部221的外周部221A由一个线状发热体构成，第一发热部221的内周部221B由与上述一个线状发热体不同的线状发热体构成。此外，还可以是第二发热部222的各蛇形部分由各自不同的线状发热体构成。然而，从简化向发热部供给电流的电路的角度考虑，优选第一发热部221和第二发热部222为一体且由共通的一根线状发热体构成。此外，优选外周部221A和内周部221B为一体且由共通的一根线状发热体构成。

Claims (6)

1.一种面状发热体，具备由线状发热体构成的、面状的发热部，其中，

所述发热部具有：

第一发热部，其位于沿被加热的对象区域的周缘；以及

第二发热部，其位于由所述第一发热部包围的区域，

所述第二发热部具有多个蛇形部分，相邻的蛇形部分彼此在蜿蜒方向上重叠，

在所述发热部中，所述线状发热体的宽度比相邻的所述线状发热体之间的宽度大。

2.根据权利要求1所述的面状发热体，其特征在于，

构成所述线状发热体的材料是不锈钢。

3.根据权利要求1或2所述的面状发热体，其特征在于，

还包括弹性片，该弹性片具有隔热性，

所述线状发热体粘贴于所述弹性片。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的面状发热体，其特征在于，

所述线状发热体具有用于向所述线状发热体供给电流的第一端部以及第二端部，

所述第一端部以及所述第二端部设置于所述第一发热部，

所述第一端部以及所述第二端部在所述周缘的一部分隔开间隙排列。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的面状发热体，其特征在于，

相邻的所述线状发热体之间的宽度是0.4mm以上0.6mm以下，

所述线状发热体的宽度是相邻的所述线状发热体之间的宽度的1.4倍以上1.6倍以下。

6.一种车辆用窗密封装置，其包括：

安装于车辆的窗密封件的托架；

收纳于所述托架的摄像机单元；

收纳于所述托架的遮光罩；以及

构成为对所述遮光罩进行加热的、权利要求1至5中任一项所述的面状发热体。

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