JP2009218173A - ヒータエレメント - Google Patents

Abstract

【課題】電熱線とはんだとの電気導通性を安定して高めることができると共に反射光の発生を低減することができる構造を提供することを課題とする。
【解決手段】電熱線１３と電極部１７とからなるヒータエレメントであって、電極部１７は、電熱線１３を挟む一対の導体金属帯体１５、１６と、これらの導体金属帯体１５、１６の間隙を埋めるはんだ１４とから構成され、電熱線１３は、芯線１０と、この芯線１０に被覆された下地めっき層１１と、この下地めっき層１１に被覆された黒色めっき層１２とからなることを特徴とする。
【効果】下地めっき層は、芯線と黒色めっき層とを結合する結合作用を発揮する。黒色めっき層ははんだと濡れ性がよく、はんだ付け性が高い。この結果、電熱線、下地めっき層、黒色めっき層、はんだの順で行われる電気導通性能は良好で安定する。
【選択図】図４

Description

本発明は、ガラスに装着されるヒータエレメントの改良に関する。

車両の窓ガラスが水滴や結氷などで曇ることがある。この曇りは視界を狭めるため対策が必要となる。ガラスの曇りを防止するには、ガラスにヒータエレメントを付設し、適宜、通電して熱で水滴や結氷を蒸発、除去することが有効となる。

ヒータエレメントの一つに、ニクロム線やタングステン線に代表される電熱線を複数本平行に配列したものが知られている。この場合に、電熱線の一端同士を連結する電極部が、給電手段として採用される。

図６は従来のヒータエレメントの要部を示す図であり、互いに平行に配列された複数本の電熱線１０１は、一端同士が電極部１０２で連結されている。この電極部１０２は、一般に次の手順で製造される。

図７は従来のヒータエレメントの製造方法を説明する図であり、（ａ）に示すように、予めはんだ１０３が付けられている導体金属帯体１０４を電熱線１０１の上に臨ませ、予めはんだ１０３が付けられている導体金属帯体１０５を電熱線１０１の下に臨ませる。
そして、（ｂ）に示すように、一対の導体金属帯体１０４、１０５で電熱線１０１を挟み、白抜き矢印のように加熱してはんだ１０３を溶融させる。これで、電極部１０２が完成する。

図８は従来の電極部の断面図であり、はんだ１０３は、導体金属帯体１０４、１０５に対して濡れ性が良いため、密着している。しかし、はんだ１０３はタングステンなどの電熱線１０１に対しては濡れ性が悪いため、はじかれてしまう。この結果、電熱線１０１とはんだ１０３との間には、隙間１０６が不可避的に発生する。

電熱線１０１は、はんだ付け性を有していないため、電熱線１０１は、はんだ１０１と接触しているのみであり、そのため、導体金属帯体１０４、１０５との電気導電性を安定的に確保することは難しい。さらに、経時変化による湿度の影響で電熱線１０１の表面が酸化してしまい、電気導線性を低下させる可能性がある。
これに対して、はんだ付け性を有する電熱線１０１であれば、隙間１０６の発生を防止することができ、電熱線１０１がはんだ１０３を介して導体金属帯体１０４、１０５と確実に接合されるため、電気導電性を確保することができる。

そこで、電熱線１０１とはんだ１０３との電気導通性の向上、すなわち電熱線１０１とはんだ１０３との濡れ性向上が望まれる。

また、ニクロム線やタングステン線は、灰白色又は銀色を呈するため、外からの光は反射される。車両用窓ガラスでは、太陽光や前後の車のライトを受けるため、反射光の発生頻度が高くなる。周囲への影響を考えると、反射光は好ましいものではない。そこで、各種の反射光対策が講じられてきた（例えば、特許文献１参照。）。
特開昭５３−３７７１８号公報（第１頁）

特許文献１の特許請求の範囲第４項に「上記電熱線がＷ線、Ｍｏ線、Ｗ−Ｍｏ合金線、Ｎｉ−Ｃｒ合金線であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電熱線入り合せガラス。」の記載がある。
また、特許文献１の特許請求の範囲第５項に「電熱線の表面に電着金属メッキを施して黒色被膜を形成してなる特許請求の範囲第１項記載の電熱線入り合せガラス。」の記載がある。

電熱線を黒色の膜で覆うと、黒色被膜が光を吸収するため、反射光を大幅に減らすことができ、反射の問題は解決される。

しかし、黒色被膜の多くは酸化物であるため、めっき処理などによる電熱線と密着性が悪く、はんだ付け性も良くないので確実な接合が得られない。電気は電熱線、黒色被膜、はんだ、導体金属帯体の順に伝わるが、相互に接触しているだけであるため、電気導通性は不安定なままである。

本発明は、電熱線とはんだとの電気導通性を安定して高めることができると共に反射光の発生を低減することができる構造を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、互いに平行に配置された複数本の電熱線と、これらの電熱線の一端同士が連結された電極部とからなるヒータエレメントにおいて、
前記電極部は、前記電熱線の端部を挟む一対の導体金属帯体と、これらの導体金属帯体の間隙を埋めるはんだとから構成され、
前記電熱線は、芯線と、この芯線に被覆された下地めっき層と、この下地めっき層に被覆された黒色めっき層とからなることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、下地めっき層は、ニッケル、クロム、金又は銀であることを特徴とする。

請求項３に係る発明では、黒色めっき層は、黒色ニッケルめっきであることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、芯線を下地めっき層で覆い、この下地めっき層に黒色めっき層を被せた。
下地めっき層は、芯線と黒色めっき層とを結合する結合作用を発揮する。黒色めっき層ははんだと濡れ性がよく、はんだ付け性が高い。
そのため、有害な隙間は存在しない。この結果、電熱線、下地めっき層、黒色めっき層、はんだの順で行われる電気導通性能は良好で安定する。

請求項２に係る発明では、ニッケル、金又は銀による下地めっきを行うことが好ましい。とりわけ、素材価格、加工工程の有害物処理の問題、処理液の寿命などを勘案すると、ニッケルによる下地めっきが望ましい。

請求項３に係る発明では、黒色めっき層は、黒色ニッケルめっきであることが好ましい。黒色ニッケルめっきは、下地めっき層と同じくニッケルを主成分とするため下地めっき層との密着性に優れている。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は本発明に係る電熱線の加工方法を説明する図であり、（ａ）に示すように芯線１０を準備する。この芯線１０は電気抵抗値が大きなタングステン線、モリブデン線、ニクロム線が望ましい。

この芯線１０に、（ｂ）に示すように、下地めっき層１１を被せる。この下地めっき層１１を構成する材料は、芯線１０に良好な密着性能を有する材料であって、ニッケル、クロム、金、銀が望ましい。

次に、下地めっき層１１に、（ｃ）に示すように、黒色めっき層１２を被せる。この黒色めっき層１２を構成するめっきは、下地めっき層１１に良好な密着性能を有すると共にはんだ性を有するめっきであって、黒色ニッケル電気めっき、黒色無電解ニッケルめっき、黒色クロムめっき、クロメートめっき、黒色三元合金めっき、黒色ロジウムめっきが望ましい。

とりわけ、黒色ニッケルめっきは、下地めっき層１１に対して良好な密着性を有すると共にはんだ濡れ性が良好であり、さらにはんだ付け性も良好である。

芯線１０を下地めっき層１１で覆い、この下地めっき層１１を黒色めっき層１２で覆うことで、本発明の電熱線１３が完成する。この電熱線１３を用いたヒータエレメントの造り方を次に説明する。

図２は本発明に係るヒータエレメントの製造方法を説明する図であり、（ａ）に示すように、予めはんだ１４が付けられている導体金属帯体１５を電熱線１３の上に臨ませ、予めはんだ１４が付けられている導体金属帯体１６を電熱線１３の下に臨ませる。
そして、（ｂ）に示すように、一対の導体金属帯体１５、１６で電熱線１３を挟み、白抜き矢印のように加熱してはんだ１４を溶融させる。これで、電極部１７が完成する。

図３は本発明に係る電極部の断面図であり、電極部１７は、複数本の電熱線１３を挟む一対の導体金属帯体１５、１６と、これらの導体金属帯体１５、１６の間隙を埋めるはんだ１４とからなる。

図４は図３の４部拡大図であり、芯線１０に下地めっき層１１が密着されているため、芯線１０から下地めっき層１１へ十分に電流を流すことができる。
下地めっき層１１に黒色めっき層１２が密着されているため、下地めっき層１１から黒色めっき層１２へ十分に電流を流すことができる。
黒色めっき層１２にはんだ１４が確実に接合されているため、黒色めっき層１２からはんだ１４へ十分に電流を流すことができる。

はんだ１４は、導体金属帯体１５、１６に確実に接合しているため、はんだ１４から導体金属帯体１５、１６へ十分に電流を流すことができる。
このように、電熱線１３から導体金属帯体１５、１６へ、十分な電気導通性能が確保される。

図５は図３の５矢視図であり、互いに平行に配列された複数本の電熱線１３と、これらの電熱線１３の一端同士を連結する電極部１７とから、本発明のヒータエレメント２０が構成される。

このヒータエレメント２０は、上述したように、電熱線１３の外表面が黒色であるため、反射光の発生を低減することができる。また、電熱線１３から導体金属帯体１５、１６へ、十分な電気導通性能が確保されるため、十分に大きな抵抗熱を発生させることができる。また、十分な電気導通性能が確保されるため、電熱線１３（芯線１０）の小径化が可能となる。電熱線１３が小径であるほど、車両用窓ガラスの透明感（電熱線が邪魔にならないこと）が増加して好ましい。

ヒータエレメント２０は、ガラスに装着されるものであり、ガラスは車両の窓ガラスが好適である。しかし、ガラスは、住宅の窓ガラス、高層ビルの窓ガラス、一般機械に嵌められるガラスなど、防曇ガラス又は電熱線入りガラスと呼ばれるものであれば、用途は限定されない。

本発明のヒータエレメントは、車両の窓ガラスに好適である。

本発明に係る電熱線の加工方法を説明する図である。 本発明に係るヒータエレメントの製造方法を説明する図である。 本発明に係る電極部の断面図である。 図３の４部拡大図である。 図３の５矢視図である。 従来のヒータエレメントの要部を示す図である。 従来のヒータエレメントの製造方法を説明する図である。 従来の電極部の断面図である。

符号の説明

１０…芯線、１１…下地めっき層、１２…黒色めっき層、１３…電熱線、１４…はんだ、１５、１６…導体金属帯体、１７…電極部、２０…ヒータエレメント。

Claims (3)

1. 互いに平行に配置された複数本の電熱線と、これらの電熱線の一端同士が連結された電極部とからなるヒータエレメントにおいて、
   前記電極部は、前記電熱線の端部を挟む一対の導体金属帯体と、これらの導体金属帯体の間隙を埋めるはんだとから構成され、
   前記電熱線は、芯線と、この芯線に被覆された下地めっき層と、この下地めっき層に被覆された黒色めっき層とからなることを特徴とするヒータエレメント。
2. 前記下地めっき層は、ニッケル、クロム、金又は銀であることを特徴とする請求項１記載のヒータエレメント。
3. 前記黒色めっき層は、黒色ニッケルめっきであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のヒータエレメント。

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