JP2006526875A - 層加熱板素子 - Google Patents

Abstract

本発明は、層加熱板素子に関する。より具体的には、本発明は、コネクタ（９、１０）を用いて電圧を印加することにより加熱可能な導電性コーティング（３）と、コーティングから電気的に絶縁され、少なくとも１つの特定の電気コネクタ（５Ｅ）を設けられる少なくとも１つの導電性部分面（５、５Ｔ）とを保持する少なくとも１つの剛体板ガラス（２）、特に窓ガラスを有する、板素子（１）に関する。本発明によると、部分面（５、５Ｔ）は、接地電位との接続のために設けられる。

Description

本発明は、請求項１のプリアンブルに記載の特徴を有する層加熱の板素子に関する。

導電薄多層システムが、電圧を印加することにより抵抗加熱部材として使用されうることは一般的に知られている。自動車産業と建物の両方で、この技術は数多く応用されている。

その技術は、ガラスを容易に見通せるように、窓ガラスや鏡から曇りまたは氷を除去するために使用されることが多い。しかし、上記板素子は通常のヒータの代わりに建物内または建物上の壁に設置することができる、あるいは、壁に埋め込むことができる。このため、板素子は、必ずしも窓の形状で製造されなくてもよく、鏡や装飾面などの形状にすることができる。適切な場合、概して技術機器、例えば家庭用の電気機器内の表面熱の生成のために、上記板素子を使用することもできる。板素子では、ほとんど埃がつかず、容易に清掃でき、厚みが薄くて滑らかな表面が、大きな利点を提供することができる。

概して、平坦な基板、例えば窓ガラス上に溶着されるこれらの多層システムは、例えば銀製の少なくとも１つの金属層、および（透明な多層システムでは）銀層の両面の誘電体層、任意には非常に多様な材料でできたブロッキング層、場合によっては層状構造の機械強度を向上させるための被覆層を備える。多くの場合、これらの多層システムの赤外線照射反射特性は、断熱材として利用される。

上記層状ヒータを使用するには、比較的高い電圧を必要とする。特に完全に被覆可能な当該窓ガラスの縁部では、確実な電気的絶縁を提供することが必要である。

元来の特徴は、電熱強化アラームガラスの形状で、独国特許出願公開第４０１１５４１号明細書に開示される。レーザ光線によって追跡される分離線により、このガラスを加熱するための導電コーティングの一部領域は、コーティングの主面領域から電気的に絶縁される。その一部領域は、当該強化ガラスの破断を検知するセンサとして利用される。この一部領域は、合わせガラスまたはさらに絶縁グレージングユニットに搭載することができる。高熱負荷に耐えることができ、ガラスが強化される前に既に表面に溶着してもよい、多層システムを使用することが好ましい。

元来の特徴は、電源電圧で使用される板加熱素子を記載する独国特許出願第１０２０８５５２．８号明細書にも開示される。板素子の外縁部を絶縁させるため、一部領域は少なくとも１つの周囲切断線により、加熱電源でコーティングの表面領域から電気的に絶縁され、いかなる電気的接続もなしに中性化される。

米国特許第３８９２９４７号明細書は、加熱用のコーティングを備えた、脆い材料からなる板素子を記載しており、その板素子では、電流を送ることを目的とした導電リボンが素子のほぼ外周全体に沿って延びる。したがって、達成すべき目的は、板素子の破断の際に、上記導電リボンの局地的遮断により電流の供給を中断することである。

本発明の目的は、この種の層加熱を有する板素子の分離部分面の新規な使用を提示することである。

本発明によると、この課題は請求項１の特徴により解決される。従属請求項の特徴は、この主題の有利な実施形態を提示する。

部分面を接地電位に接続することにより、実際の加熱領域からの簡単な電気的絶縁で、より高い保護が達成される。このことで、特に加熱領域が比較的高い電圧で使用される際に（例えば、１１０Ｖまたは２３０Ｖの標準的家庭用電源電圧）有益であることが分かる。

部分面と加熱コーティングは原則的に、互いに独立して製造することができ、異なる導電材料で作製することさえできる。例えば、透明な多層システムの形状で既知の方法で加熱コーティングを作製することができ、および一方で、プリント導電インク（例えば、銀含有量の高いスクリーン印刷ペースト）で部分面を作製することができ、両者は高電気／ガルバーニ電気抵抗により、互いに入念に分離させなければならない。上記米国特許明細書から既知な種類の導電リボンを、縁部の近傍あるいは板素子上または板素子内の保護導体として設けることができ、その後、コーティングは導電リボンまたは部分面により覆われる面の領域より手前まで延在し、次にそこから除去される、あるいは、連続コーティングと導電リボンまたは部分面との間に適切な絶縁が設けられる。

しかしながら、好ましくは、部分面と加熱コーティングはそれ自体既知の一様な方法で作製され、次に部分面は１つ以上の分離線により分離される。言うまでもなく、被覆された基板はそれ自体導電性がない。

少なくとも２つの平行な分離線がコーティングと部分面間に設けられる場合、それらの間に残る被覆された細長片を、互いに絶縁された複数の部分に分割することが有益であろう。よって、この細長片に沿う電流の流れが防止される。絶縁として、短い横断分離線を使用することがここでも可能である。

いずれの場合でも、本発明によると、部分面は単極で接地保護導体に電気的に接続される。このような保護導体（「保護接点」）は標準で、それらの導体は欧州家庭用の電気システムでは第３の導体として既知である。

好ましくは、板素子の各自由端上の接地部分面が、素子の外縁に沿って設けられる。自由に搭載される板素子の場合、自由面は好ましくはその外周に沿って延在する。

有利な一実施形態によると、部分面用の電気コネクタが、加熱コーティング用のコネクタに空間的に近接して設けられる。このため、板素子の外部電気接点セットを特に簡易に構築できる。

それ自体既知な方法で、必要に応じて各段で加熱力を接続または切断できるように、互いに独立して接続されることが適切な場合、本発明による板素子にいくつかの電流路を設けることができることはいうまでもない。

１つまたは複数の電流路の長さと幅、および使用される多層システムの面伝導率（単位面積当たりのオーム）は、板素子の電力消費量と発熱量を決定するパラメータである。利用可能な、または所定の供給電圧に応じて、電流路の配置により様々な発熱量レベルを幅の限度内に一様に調節することができる。最高許容温度も、完成された板素子の作用範囲に依存する。例えば、ユーザによるいかなる直接接触も不可能である、または想定されない場合、温度は実質上５０℃を超えることができる。しかし、被覆された窓ガラスに接着されうる接着層、例えば積層窓ガラスの接着フィルムは、通常のサービスで達成される温度によるダメージを防止されるべきであることはいうまでもない。

好ましい実施形態では、別の非電導性板またはいずれのケースでもコーティングから絶縁される板を有する被覆面に積層される、コーティングを備えた剛体の窓ガラスに対して、板素子が提供される。有利な改良例では、電気コネクタの領域で、剛体の窓ガラスのうち１つに、必要な電源導体を通すことのできる凹部が設けられる。

有利なことに、上記板素子は窓のグレージング、鏡、ヒータまたはその他の表面熱を生成する必要のある家電機器に使用される。

本発明の主題のその他の詳細と利点は、説明例の図面と以下の詳細な記載から明らかになるであろう。

これらの図面は、実物大ではない概略図である。

図１では、板素子１が、主面（この場合は上面）が完全に導電性のコーティング３で覆われる、強化窓ガラス２を備える。コーティング３は視覚的に透明だが、必ずしも透明でなくてもよい。好ましくは、窓ガラス２が強化される前に溶着される、少なくとも１つの金属層を有する、熱抵抗の高い多層システムから成る。

窓ガラス２の縁部から短い距離（１ｃｍから２ｃｍ）離れた少なくとも１つの細い分離線４が、窓ガラス２の縁部に沿ってコーティング３内で周囲に引かれる。いくつかの平行な分離線４を短い距離だけ離して設けることも可能である。このように形成される、ここでは淡い灰色で影のついた周辺外縁ストリップ５は、被覆面の残りの大きい部分から電気的に絶縁される。ストリップ５は、板素子１の縁部の絶縁を形成し、第１に外部との電気的絶縁を確保し、第２に外縁で生じ、表面に広がる可能性のあるコーティングの腐食を防止する。上記面の中央には、分離線により電気的に絶縁されるリボン状のフィールド６が設けられる。

しかし、このフィールドは必ずしも被覆面の完全に中心に設けられる必要はなく、コーティング３の有効導電トラックの適切な配置と関連して中央とは別の場所に配置することができる。また、リボン状または直線状に形成する必要はなく、いかなる表面形状をとってもよく、あるいは、角状や湾曲状であってもよい。

ここまでおよびこれ以後記載される分離線は、コーティング内で、電流がそこを流れない高電気抵抗の妨害を形成する。したがって、外縁ストリップ５は、コーティングから完全に電気的に絶縁される。

被覆された縁ストリップ５のブランチ５Ｔは、１点で、コーティング３の表面内にいくらかの距離だけ延在する。ブランチ５Ｔは、他の２つの平行な分離線７によりコーティング３から絶縁される。上記ブランチは、コーティング３により囲まれる接続領域８（一点鎖線で示される）内で成端する。分離線７は別々に延びるか、あるいは適切な幅で接続領域８を超えて分離フィールド６まで１つに統合される。２つの分離線７の間に囲まれる場合がある中性層領域は、要求に応じて、互いに電気的に絶縁される部分に分割されてよい。

直線であるブランチ５Ｔを板の縁部に対し垂直に導くことは必ずしも必要ではない。ここに示されるストリップの代わりに、基部が板の縁部に延び、頂点が接続領域に位置する、例えば三角形のより広い面を設けることもできる。

電極９および１０は、分離線７とブランチ５Ｔの両側にある接続領域８に設けられ、これらの電極９および１０のそれぞれが、コーティング３に電気的に／ガルバーニ電気的に接続される。電極は、それぞれある電圧の極に（詳細は図示せず）接続されなければならない。適切な接続装置は、ここで言及される先行特許出願第１０２４１７２８．８号明細書に記載される。

図２により明確に示されるように、別の電極５Ｅがブランチ５Ｔに設けられる。この別の電極は、ブランチ５Ｔと縁ストリップ全体を保護導体に接続するために使用される。この目的に必要なコネクタも接続領域８に配置され、わずかな改良により、上記接続装置内に何の問題もなく収容される。

図３は、本発明による板素子の記号を用いた回路素子の例である。電極５Ｅ、９および１０は、接続点として示される。縁ストリップ５に接続される電極５Ｅは、接地電位に接続される。コーティング３に接続される２つの電極９および１０（抵抗加熱素子として示される）は適切な電圧源１２に接続される。回路を完成させるため、同図は加熱電流を接続または切断するスイッチ１３と、発熱量を調整する調整部材１４とを示す。

好ましくは、電極は、優れた電気導体であり、熱に抵抗性があり、およびスクリーン印刷により印刷可能なインクで、それ自体既知な方法で製造される。好ましくは、このスクリーン印刷インクまたはペーストは、非常に高い銀の含有量を有する。好ましくは、電極９、１０および５Ｅは、窓ガラス２の強化前に印刷され、熱強化処理に必要な加熱間に焼成される。プラスチック基板が板素子に使用される場合、焼成は不可能であるか、あるいはごく穏やかに行われることはいうまでもない。

この場合、電極５Ｅ、９および１０が既に溶着されたコーティング３に印加されるかどうか、あるいはコーティング３が、電極が窓ガラス上に形成された、例えば印刷された後でのみ溶着されるかどうかは問題とならない。

コーティング３の面を通る加熱電流の明確な経路を決定するため、前記経路はそれ自体既知の方法で、他の分離線１１の数だけ、２つの電極９および１０の間を延在し、且つ並列に電気的に接続される一連の並列電流路に完全に分割される。

実際の加熱板素子では、これらのトラックの発熱量を一様にするため、他の手段が使用される。しかし、これらの手段は、本発明の主題の一部を構成しない。一方、可能な手段を記載する先行特許出願第１０２５９１１０．５号明細書をこの目的のために引用することができる。

図１および図２に示される種類の板素子は、例えば絶縁グレージングユニットに搭載するのに適切であり、そこで対応するスペーシング枠を縁ストリップ５に単純に接合させなければならない。ここで記載される縁ストリップの接地は、金属で製造可能な、使用されるスペーシング枠が確実に接地されることを、さらに確実にする。

同様に、上記板素子は、電気供給電圧がユーザに対するリスクを含まないことが他の方法で保証されることを条件に、これらの素子を予め後部カバーに設けずに、壁の前に直接吊るすことができる、あるいは、壁に埋め込むことができる。最後に、それらの素子は積層窓ガラスに問題なく埋め込むことができ、有効加熱被覆面を複合体内部に配置し、表面温度に適した接着層を使用することが必要である。

板素子用外部導体は、原則的に端面のうち１つを介して、例えばプリント導電トラックまたは平坦なストリップを介したコネクタの形状で、上記複合体または上記絶縁グレージングユニットから外に導くことができる。しかし、接続領域が板素子の面に配置される場合、共に接合された剛体の窓ガラスのうち１つに、外部導体の通路を目的とする凹部を設けることもできる。絶縁グレージング素子の場合、グレージングユニットの中間スペースが、例えばそれ自体既知の環状スペーシング枠により、この凹部の領域内に封止されることを確実にすることもまた必要である。

電極自体は不透明だが（銀などの導電材料の含有量が高く、コーティング自体と比べて厚さが実質上大きい結果として）、窓ガラス２の未被覆面から可視にすることができる。したがって、電極は視界から遮蔽されるが、図面に示される単純な半円形と異なる、例えば、会社や製造業者の平坦なロゴを形成するための装飾要素を形成することもできる。さらに、好ましくは電極の製造に使用される導電性スクリーン印刷ペーストを彩色することにより、特定の色彩効果を獲得することができる。

加熱コーティングを有し、分離線により分割される板素子の図である。 図１に示される板素子の接続領域の拡大図である。 板素子の電気回路の簡単な例を示す図である。

Claims (17)

1. コネクタ（９、１０）を介して電圧を印加することにより加熱される導電性コーティング（３）と、コーティングから電気的に絶縁され、少なくとも１つの適切な電気コネクタ（５Ｅ）を設けられた導電性部分面（５、５Ｔ）とを保持する少なくとも１つの剛体板ガラス（２）、特に窓ガラスを有する板素子（１）であって、部分面（５、５Ｔ）が接地電位への接続のために設けられることを特徴とする、板素子。
2. コーティング（３）を有する剛体窓ガラス（２）に溶着される部分面（５）が、少なくとも１つの分離線（４）によりコーティング（３）から絶縁される、請求項１に記載の板素子。
3. 少なくとも２つの相互に平行な分離線（４）が設けられることと、前記線の間に囲まれる中性または自由電位領域（５）が互いに電気的に絶縁される部分に分割されることを特徴とする、請求項２に記載の板素子。
4. 部分面（５、５Ｔ）が特に別の材料で製造されるコーティングとは別々に作製され、窓ガラスの表面に溶着される、請求項１に記載の板素子。
5. 部分面（５）が窓ガラス（２）の外縁部に位置し、特に加熱面の周りの枠の形状で延在する、請求項１から４のいずれか一項に記載の板素子。
6. 加熱コーティング（３）が国内電源電圧での動作に関して調節されることと、部分面（５、５Ｔ）が接地保護導体、特に電源電圧からの保護のための接地導体への接続のために設けられることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の板素子。
7. コーティング（３）が、窓ガラス（２）が強化される前に表面に溶着される、高熱抵抗の層状システムにより形成されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の板素子。
8. 電気加熱電圧をコーティング（３）にもたらすためのコネクタと、部分面（５）に接続されるコネクタとが、接続領域（８）内で局地的に共にグループ化されることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の板素子。
9. 少なくとも１つの平坦な電極（５Ｅ、９、１０）が、部分面（５）とコーティング（３）を電気的に接触させるための各コネクタと関連付けられることを特徴とする、請求項１または８に記載の板素子。
10. 電極（５Ｅ、９、１０）が、加熱コーティング（３）が溶着される前または後に、導電性スクリーン印刷ペーストを塗布し、好ましくは焼成することにより作製されることを特徴とする、請求項９に記載の板素子。
11. 別の板が剛体窓ガラス（２）の被覆面に積層されることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の板素子。
12. 絶縁グレージングユニット用のスペーシング枠が窓ガラス（２）の被覆面の縁部領域に接合され、それを介して別の剛体窓ガラスがコーティングを支持する窓ガラス（２）に固着されることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の板素子。
13. 少なくとも１つの凹部が、板素子用の外部電気コネクタを導入するために、互いに結合された剛体板のうち１つに設けられることを特徴とする、請求項１１または１２に記載の板素子。
14. 凹部が、接続領域（８）を有する空間配置内に設けられることを特徴とする、請求項８または１３に記載の板素子。
15. 少なくとも接続領域（８）がマスクにより視界から遮蔽されることを特徴とする、請求項１から１４のいずれか一項に記載の板素子。
16. 平坦な電極が可視の装飾要素を形成することを特徴とする、請求項９に記載の板素子。
17. 窓のグレージング、鏡、または表面熱の生成を必要とする家庭用電気機器で使用されることを特徴とする、請求項１から１６のいずれか一項に記載の板素子。

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