JP2006335115A - Snow melting heater for automobile - Google Patents
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Description
本発明は自動車のフロントガラスなどの積雪、凍結を防止、解消するために使用する自動車用融雪ヒータに関する。 The present invention relates to a snow melting heater for automobiles used for preventing and eliminating snow accumulation and freezing of automobile windshields and the like.
冬期の自動車走行時にフロントガラスに積雪や凍結が生じると視界不良となり、重大な交通事故を引き起こすおそれがあるため、一般の自動車には、フロントガラスの内面に向かって温風を吹き出す機構が設けられている。しかしながら、このような温風吹き出し機構は車内暖房装置の一部として設けられているものであり、その融雪能力には限界があるため、寒冷地域や豪雪地域で使用される自動車のフロントガラスの積雪や凍結を解消することができないのが実状である。 When a windshield is covered with snow or freezes during winter driving, it may cause poor visibility and cause a serious traffic accident.Therefore, a mechanism for blowing warm air toward the inner surface of the windshield is provided in ordinary automobiles. ing. However, such a warm air blowing mechanism is provided as a part of the vehicle interior heating device, and its snow melting capacity is limited. Therefore, snow accumulation on the windshield of automobiles used in cold and heavy snow areas. The fact is that the freeze cannot be resolved.
そこで、このような積雪や凍結を解消したり、防止したりする技術について、従来、様々な方式が開発されているが、本願に関連するものとして、フロントガラス面に電熱線を装着するもの(例えば、特許文献1参照。)、あるいはフロントガラス面に面状発熱体を装着するもの(例えば、特許文献2参照。)などがある。これらの積雪・凍結防止技術はいずれも、フロントガラス面に装着された電熱線や面状発熱体に、車載バッテリの電流を流して発熱させることによってフロントガラスの積雪や凍結を解消するものである。 Therefore, various methods have been developed in the past for techniques for eliminating or preventing such snow accumulation and freezing, but as a method related to the present application, a heating wire is attached to the windshield surface ( For example, refer to Patent Document 1), or a device in which a sheet heating element is mounted on a windshield surface (for example, refer to Patent Document 2). Both of these snow accumulation and freeze prevention technologies are designed to eliminate snow accumulation and freezing of the windshield by causing the on-board battery current to flow through the heating wire and planar heating element mounted on the windshield. .
特許文献1に記載の着氷防止装置あるいは特許文献2に記載の積雪除去装置を使用することにより、自動車のフロントガラスの積雪や凍結を解消することができるが、これらの装置は大量の電力を消費するため、長時間にわたって稼働させると、いわゆるバッテリ上がりを招いてしまう。
By using the icing prevention device described in
また、特許文献2記載の積雪除去装置の場合、不透明な面状発熱体が使用されているため、フロントガラスの広範囲にわたって配置すると、運転者の視界を妨げることとなり、視界不良による交通事故を引き起こすおそれがある。
In addition, in the case of the snow removal device described in
本発明が解決しようとする課題は、フロントガラスの積雪・凍結を容易に解消することができ、運転者の視界を確保しつつ、バッテリ上がりも回避することができる、自動車用融雪ヒータを提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a snow melting heater for automobiles that can easily eliminate snow accumulation and freezing of the windshield, and can prevent the battery from running up while ensuring the driver's field of view. There is.
本発明の自動車用融雪ヒータは、自動車のフロントガラスに貼着可能であって発熱領域の少なくとも一部が透明な面状ヒータと、車載バッテリからの供給電圧を予め設定された指令に従って昇降させて前記面状ヒータに給電する機能を有する制御装置と、を備えたことを特徴とする。 The snow melting heater for automobiles according to the present invention is a sheet heater that can be attached to a windshield of an automobile and at least a part of a heat generation area is transparent, and raises and lowers a supply voltage from an in-vehicle battery according to a preset command. And a control device having a function of supplying power to the planar heater.
このような構成とすれば、自動車のフロントガラスの内面に面状ヒータを貼着し、電源である車載バッテリから供給される電流を制御装置を介し面状ヒータに給電して面状ヒータを発熱させることにより、フロントガラスの積雪、凍結を容易に解消することができる。また、発熱領域の少なくとも一部が透明な面状ヒータを用いているため、面状ヒータの発熱中、休止中のいずれの状態においても、運転者の視界を確保することができる。さらに、制御装置により、車載バッテリからの供給電圧を予め設定された指令に従って昇降させて面状ヒータに給電することができるため、フロントガラスの積雪・凍結の状況に応じて電圧が昇降するように設定しておけば、消費電力が抑制され、バッテリ上がりを回避することができる。 With such a configuration, a planar heater is adhered to the inner surface of the windshield of an automobile, and the planar heater is heated by supplying current supplied from an in-vehicle battery as a power source to the planar heater via the control device. By doing so, snow cover and freezing of the windshield can be easily eliminated. In addition, since a planar heater is used in which at least a part of the heat generating area is transparent, the driver's field of view can be ensured in any state in which the planar heater is generating heat or not. In addition, the control device can raise and lower the supply voltage from the in-vehicle battery according to a preset command to supply power to the planar heater, so that the voltage rises and falls according to the snow cover / freezing situation of the windshield. If set, power consumption is suppressed, and battery power can be avoided.
ここで、前記制御装置に、起動後、予め設定された時間が経過すると、前記面状ヒータへの給電電圧を降下させる自動降圧機能を設ければ、面状ヒータの発熱によりフロントガラスの積雪・凍結が融解した後の消費電力を低減することが可能となるため、バッテリ上がりの回避効果を高めることができる。 Here, if a preset time elapses after the start-up in the control device, if an automatic step-down function for lowering the power supply voltage to the planar heater is provided, the snow on the windshield is Since it becomes possible to reduce the power consumption after freezing is thawed, it is possible to increase the effect of avoiding battery exhaustion.
また、前記制御装置に、起動後、予め設定された時間が経過すると、前記面状ヒータへの給電を間欠給電に切り替える自動切替機能を設けることもできる。このような機能を設ければ、面状ヒータの発熱によりフロントガラスの積雪・凍結が融解した後の消費電力をさらに低減することが可能となるため、バッテリ上がりの回避効果を高めることができる。 In addition, the control device may be provided with an automatic switching function for switching the power supply to the planar heater to intermittent power supply when a preset time has elapsed after startup. If such a function is provided, it is possible to further reduce the power consumption after the snow accumulation and freezing of the windshield has melted due to the heat generated by the planar heater, and thus the effect of avoiding battery exhaustion can be enhanced.
また、前記制御装置に、起動後、予め設定された時間が経過すると、前記面状ヒータへの給電を停止する自動停止機能を設ければ、面状ヒータの発熱によりフロントガラスの積雪・凍結が融解した後の消費電力を無くすことが可能となるため、バッテリの負担をさらに軽減することができる。 In addition, if the control device is provided with an automatic stop function for stopping the power supply to the planar heater after a predetermined time has elapsed after startup, the windshield can generate snow and freeze due to heat generated by the planar heater. Since it becomes possible to eliminate power consumption after melting, the burden on the battery can be further reduced.
一方、前記制御装置に、外気温度が氷点下であるときには、自動車のエンジンスタータの始動とともに起動する自動起動機能を設けることもできる。このような機能を設ければ、自動車が駐車されている場所の外気温度が氷点下となって、フロントガラスが積雪・凍結している可能性のあるときは、エンジン始動と同時に面状ヒータの発熱が開始されるため、フロントガラスの積雪・凍結を短時間で融解することができる。このため、駐車中にフロントガラスに積雪・凍結している自動車であっても速やかに運転開始することが可能となる。また、リモコンエンジンスタータを備えた自動車であれば、外気温度が氷点下であるとき、エンジン始動と同時に面状ヒータの発熱が開始されるため、運転者が自動車に乗り込む際にはフロントガラスの積雪・凍結が解消された状態とすることができる。 On the other hand, when the outside air temperature is below freezing point, the control device can be provided with an automatic starting function that starts when the engine starter of the automobile is started. With this function, when the outside air temperature in the place where the car is parked is below freezing and the windshield may be snowing or freezing, the sheet heater generates heat at the same time as starting the engine. Therefore, it is possible to melt snow and freezing on the windshield in a short time. For this reason, even if the vehicle is snowed or frozen on the windshield during parking, it is possible to start driving quickly. In addition, if the car is equipped with a remote control engine starter, when the outside air temperature is below freezing, the surface heater begins to generate heat as soon as the engine is started. It can be in a state where freezing has been eliminated.
本発明により、以下の効果を奏することができる。 According to the present invention, the following effects can be obtained.
(1)自動車のフロントガラスに貼着可能であって発熱領域の少なくとも一部が透明な面状ヒータと、車載バッテリからの供給電圧を予め設定された指令に従って昇降させて前記面状ヒータに給電する機能を有する制御装置と、を備えたことにより、フロントガラスの積雪、凍結を容易に解消することができ、運転者の視界を確保しつつ、バッテリ上がりも回避することができる。 (1) A sheet heater that can be attached to the windshield of an automobile and in which at least a part of the heat generation area is transparent, and a voltage supplied from the vehicle battery is raised and lowered according to a preset command to supply power to the sheet heater. With the control device having a function to perform the above function, it is possible to easily eliminate snow accumulation and freezing of the windshield, and to prevent the battery from running up while ensuring the driver's field of view.
(2)前記制御装置に、起動後、予め設定された時間が経過すると、前記面状ヒータへの給電電圧を降下させる自動降圧機能を設けたことにより、フロントガラスの積雪・凍結が融解した後の消費電力を低減することが可能となるため、バッテリ上がりの回避効果を高めることができる。 (2) After a predetermined time has elapsed after startup, the control device is provided with an automatic step-down function that lowers the power supply voltage to the planar heater. Therefore, the effect of avoiding battery exhaustion can be enhanced.
(3)前記制御装置に、起動後、予め設定された時間が経過すると、前記面状ヒータへの給電を間欠給電に切り替える自動切替機能を設けたことにより、フロントガラスの積雪・凍結が融解した後の消費電力をさらに低減することが可能となるため、バッテリ上がりの回避効果を高めることができる。 (3) When a preset time has elapsed after startup, the control device is provided with an automatic switching function for switching the power supply to the planar heater to intermittent power supply, so that snow accumulation and freezing of the windshield has melted. Since it becomes possible to further reduce the subsequent power consumption, it is possible to increase the effect of avoiding battery exhaustion.
(4)前記制御装置に、起動後、予め設定された時間が経過すると、前記面状ヒータへの給電を停止する自動停止機能を設けたことにより、フロントガラスの積雪・凍結が融解した後の消費電力を無くすことが可能となるため、バッテリの負担をさらに軽減することができる。 (4) When a preset time has elapsed after startup, the control device is provided with an automatic stop function for stopping power supply to the planar heater. Since power consumption can be eliminated, the burden on the battery can be further reduced.
(5)前記制御装置に、外気温度が氷点下であるときには、自動車のエンジンスタータの始動とともに起動する自動起動機能を設けたことにより、駐車中、フロントガラスに積雪・凍結している自動車であっても速やかに運転開始することができる。 (5) When the outside air temperature is below freezing, the control device is provided with an automatic start function that starts with the start of the engine starter of the vehicle. Can be started immediately.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図1は本発明の第1実施形態である自動車用融雪ヒータの使用状態を示す概略図、図2は図1に示す自動車用融雪ヒータの構成を示す概略図、図3は図1に示す自動車用融雪ヒータを構成する制御装置を示す図、図4は図1に示す自動車用融雪ヒータを構成する面状ヒータを示す平面図、図5は図4のA−A線における断面図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing a use state of a snow melting heater for automobiles according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of the snow melting heater for automobiles shown in FIG. 1, and FIG. 3 is an automobile shown in FIG. FIG. 4 is a plan view showing a planar heater constituting the snow melting heater for an automobile shown in FIG. 1, and FIG. 5 is a sectional view taken along the line AA of FIG.
図1,図2に示すように、本実施形態の自動車用融雪ヒータ10は、自動車のフロントガラスFGの内面に貼着可能であって発熱領域の少なくとも一部が透明な面状ヒータ1,2と、車載バッテリ3からの供給電圧を予め設定された指令に従って昇降させて面状ヒータ1,2に給電する機能を有する制御装置4と、を備えている。また、フロントガラスFG付近の気温を検知して、それを電気信号に変換して制御装置4へ送信する温度センサ11がフロントガラスFGの内面に配置されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
制御装置4の入力側配線4aは、自動車に装備されたヒューズボックス5に接続され、車載バッテリ3から供給される電流はヒューズボックス5を介して制御装置4へ供給される。なお、図2に示すように、制御装置4の入力側配線4aに、自動車に装備されたシガライターソケット(図示せず)への差込プラグ6を設け、シガライターソケットに差込プラグ6を挿入して制御装置4への給電を行うこともできる。
The
図3に示すように、制御装置4の表面パネル4pには、自動車用融雪ヒータ10を起動させたり、停止させたりするための電源スイッチ7と、面状ヒータ1,2の発熱温度や作動モードを設定するための切替スイッチ8と、面状ヒータ1,2の少なくとも一方に電圧が印加されているときに点灯するLEDランプ9とが設けられている。切替スイッチ8は左右にスライド可能であり、表面パネル4pに表示されている4つの位置(85,50,30,AUTO)のうちのいずれかにセットすることができる。
As shown in FIG. 3, the
切替スイッチ8を左端の85にセットすると、面状ヒータ1,2は85℃±5℃まで昇温し、その状態を5分間維持した後、自動的に保温状態に移行し、その後は前記保温状態を続行する。ここで、保温状態とは、面状ヒータ1,2の発熱温度が30℃±5℃に設定された状態で間欠作動すること、即ち、面状ヒータ1,2の発熱温度が30℃±5℃に設定された状態で3分間ごとにON,OFFを交互に反復する状態をいう。
When the changeover switch 8 is set to the leftmost 85, the
次に、切替スイッチ8を1コマ右にスライドさせ、50にセットすると、面状ヒータ1,2は50℃±5℃まで昇温して、その状態を5分間維持した後、自動的に前記保温状態に移行し、その状態を続行する。
Next, when the changeover switch 8 is slid to the right by one frame and set to 50, the
さらに、切替スイッチ8を1コマ右にスライドさせ、30にセットすると、面状ヒータ1,2は30℃±5℃まで昇温し、その状態で3分間ごとにON,OFFを交互に反復する。即ち、面状ヒータ1,2は前記保温状態に保持される。
Further, when the changeover switch 8 is slid to the right by one frame and set to 30, the
また、切替スイッチ8を右端のAUTOにセットすると、温度センサ11が氷点下を検知していることを条件に、自動車のエンジンスタータの始動とともに起動して面状ヒータ1,2が発熱を開始し、面状ヒータ1,2の発熱温度が85℃に到達した時点で自動的にOFFされる。
Further, when the changeover switch 8 is set to the rightmost AUTO, the
なお、本実施形態では、切替スイッチ8を切り替えると、面状ヒータ1,2に印加される電圧が昇降するようになっている。即ち、切替スイッチ8を85,50,30またはAUTOにセットすると、面状ヒータ1,2に印加される電圧は14.5V,10.5V,1.45Vまたは14.5Vとなる。このような電圧の昇降は制御装置4に内蔵された電圧昇降回路(図示せず)によって行われる。この電圧昇降回路は、車載バッテリ3から供給される直流電流を交流電流に変換し、その電圧を昇圧または降圧させた後、さらに直流電流に変換して面状ヒータ1,2に供給する。
In the present embodiment, when the changeover switch 8 is switched, the voltage applied to the
一方、面状ヒータ1,2は、ポリエチレンフィルムを基材とする透明導電体フィルムヒータであり、静電接着方式により、フロントガラスFGの内面に貼着されている。図4,図5に示すように、面状ヒータ1,2は、ポリエチレン製のベースフィルム12とカバーフィルム13との間に、テープ状の導電体14と細線状の発熱体15とが挟持された構造をしている。導電体14は矩形状をした面状ヒータ1,2の長手方向に沿って、その両側寄りに2本配置され、これらの導電体14の間に複数本の発熱体15が並列に接続されている。2本の導電体14に電圧が印加されると、複数の発熱体15が発熱し、面状ヒータ1,2の面全体が発熱する。なお、本実施形態では、面状ヒータ1,2として、株式会社ユー・コーポレーションの「透明ヒーター(薄型面状ヒーター)」を使用している。
On the other hand, the
図1で示した状態において、制御装置4の表面パネル4pの切替スイッチ8を85,50,30,AUTOのいずれかにセットして電源スイッチ7をONすると、車載バッテリ3から供給される電流が制御装置4内の電圧昇降回路を介して面状ヒータ1,2に給電され、面状ヒータ1,2が設定温度まで発熱する。これによって、フロントガラスFGの積雪、凍結を容易に解消することができる。
In the state shown in FIG. 1, when the changeover switch 8 of the
本実施形態においては、降雪時、自動車(特に、乗用車)のワイパーを作動させたときに雪が溜まり易いフロントガラスFGの左側部および下縁部にそれぞれ面状ヒータ1,2を配置しているため、降雪中の走行時においても、フロントガラスFGの積雪、凍結を防止する効果に優れている。また、面状ヒータ1,2は、その発熱領域において導電体14および発熱体15の無い部分は透明であり、全体的な光透過率は85%以上であるため、面状ヒータ1,2の発熱中、休止中のいずれの状態においても、運転者の視界を確保することができる。
In the present embodiment, the
さらに、制御装置4により、車載バッテリ3からの供給電圧を予め設定された指令に従って昇降させて面状ヒータ1,2に給電することができるため、フロントガラスFGの積雪・凍結の状況に応じて電圧が昇降するように設定しておけば、即ち、積雪・凍結の状況に応じて切替スイッチ8をセットしておけば、無駄な発熱を防止することで消費電力が抑制され、バッテリ上がりを回避することができる。
Furthermore, since the
また、前述したように、切替スイッチ8を85または50にセットして、電源スイッチ7をONすると、起動後、予め設定された時間(5分間)が経過した時点で面状ヒータ1,2への給電電圧を1.45Vまで降下させる自動降圧機能が制御装置4に設けられている。このため、面状ヒータ1,2の発熱によりフロントガラスFGの積雪・凍結が融解した後の消費電力を低減することができ、バッテリ上がりの回避に効果的である。
Further, as described above, when the change-over switch 8 is set to 85 or 50 and the
また、前記の場合、予め設定された時間(5分間)が経過すると、面状ヒータ1,2への給電電圧が1.45Vまで降下するとともに、面状ヒータ1,2への給電が、3分間ごとの間欠給電に切り替わる自動切替機能を制御装置4に設けている。従って、面状ヒータ1,2の発熱によりフロントガラスFGの積雪・凍結が融解した後の消費電力がさらに軽減され、バッテリ上がりの回避効果を高めることができる。
In the above case, when a preset time (5 minutes) elapses, the power supply voltage to the
さらに、切替スイッチ8をAUTOにセットした場合において、温度センサ11が氷点下を検知していると、自動車のエンジンスタータの始動とともに面状ヒータ1,2の発熱が開始される自動起動機能を制御装置4に設けている。これにより、エンジン始動と同時に面状ヒータ1,2の発熱が開始され、フロントガラスFGの積雪・凍結を短時間で融解することができるため、駐車中にフロントガラスFGに積雪・凍結している自動車であっても速やかに運転開始することが可能となる。また、リモコンエンジンスタータを備えた自動車であれば、エンジン始動と同時に面状ヒータ1,2の発熱が開始されるため、自動車に乗り込む際にはフロントガラスFGの積雪・凍結が解消された状態とすることができる。
In addition, when the changeover switch 8 is set to AUTO, if the
この場合、面状ヒータ1,2の発熱開始後、予め設定された時間(約2分間)が経過すると、面状ヒータ1,2への給電を停止する自動停止機能が制御装置4に設けられているため、面状ヒータ1,2の発熱によりフロントガラスFGの積雪・凍結が融解した後の消費電力を無くすことができ、バッテリの負担をさらに軽減することができる。なお、温度センサ11が、フロントガラスFGの温度が面状ヒータ1,2の限界温度90℃を超えたことを検知した場合、面状ヒータ1,2への給電を停止する安全機能を制御装置4に設けているため、過熱による損傷を防止することができる。
In this case, the
なお、本実施形態においては、温度センサ11をフロントガラスFGの下縁付近に配置しているが、このような配置に限定するものではないので、使用状況に応じて、例えば、フロントガラスFGの上縁付近あるいはその他の部分に配置することもできる。フロントガラスFGの上縁付近は面状ヒータ1,2の発熱が比較的伝わりやすい領域であるため、この部分に温度センサ11を配置すれば、的確な温度制御を行うことができる。また、温度センサ11を面状ヒータ1,2に併設したり、内蔵させたりすることも可能であり、このような構成とすれば、面状ヒータ1,2の温度をほぼ時間差無しで検知することができるため、さらに的確な温度制御を行うことができる。さらに、面状ヒータ1,2の過熱を直ちに検知可能となるため、過熱に起因するトラブルなども防止することができる。
In the present embodiment, the
次に、図6,図7を参照して、本発明の第2,3実施形態について説明する。なお、図6,図7において、図1〜図5と同じ符号を付している部分は第1実施形態の自動車用融雪ヒータ10の構成部分と同じ機能、効果を発揮する部分であり、説明を省略する。
Next, second and third embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7, the parts denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 5 are the parts that exhibit the same functions and effects as the constituent parts of the automobile
図6に示す自動車用融雪ヒータにおいては、フロントガラスFGの左側部に面状ヒータ1を配置するとともに、フロントガラスFGの下縁部の左右2箇所に面状ヒータ2a,2bを配置している。3つの面状ヒータ1,2a,2bをフロントガラスFGに配置しているため融雪能力が大であり、乗用車よりも広い面積のフロントガラスFGを有するトラックやバスに好適である。その他の部分の機能、効果は第1実施形態の自動車用融雪ヒータ10と同様である。
In the snow melting heater for automobiles shown in FIG. 6, the
図7に示す自動車用融雪ヒータにおいては、フロントガラスFGの下縁部のみに面状ヒータ21を配置している。比較的雪の少ない地域において、エンジンスタータの始動とともに面状ヒータ21の発熱を開始させる使い方をする場合に好適である。その他の部分の機能、効果は第1実施形態の自動車用融雪ヒータ10と同様である。
In the snow melting heater for automobiles shown in FIG. 7, the
本発明は、トラックやバスなど大型自動車から一般の乗用車や軽自動車に至るまで各種自動車のフロントガラスなどの積雪、凍結を防止、解消する技術として広く利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely used as a technique for preventing and eliminating snow accumulation and freezing of windshields of various automobiles ranging from large automobiles such as trucks and buses to general passenger cars and light automobiles.
1,2,2a,2b,21 面状ヒータ
3 車載バッテリ
4 制御装置
4a 入力側配線
4p 表面パネル
5 ヒューズボックス
6 差込プラグ
7 電源スイッチ
8 切替スイッチ
9 LEDランプ
10 自動車用融雪ヒータ
11 温度センサ
12 ベースフィルム
13 カバーフィルム
14 導電体
15 発熱体
FG フロントガラス
1, 2, 2a, 2b, 21
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