JP2010516551A - 加熱可能な車両用窓ガラス - Google Patents

Abstract

車両用窓ガラスは、窓ガラス材料、例えばガラスのペインと、窓ガラスの表面上に設け、第１および第２導電性母線と電気接触した加熱可能なコーティング層とを備え、各母線が所定の長さおよび幅と、第１および第２末端を有し、該母線の少なくとも一つの幅をその末端の少なくとも一方に向かって徐々に低減するる。該窓ガラスは、前記窓ガラス材料のペインに中間層材料のプライによって接合したさらなる窓ガラス材料のペイン有する合わせガラスとすることができる。

Description

本発明は、加熱可能な車両用窓ガラスに関するもので、とくに加熱可能なコーティング層を組み込む車両用窓ガラスに関するものである。

車両用窓ガラス、とくにフロントガラスおよびバックライト（リアウィンドウ窓ガラス）は、必要な時に窓ガラスのデミストおよび／または除氷を容易にする加熱手段を備えることができる。この加熱手段は、強化バックライト上に印刷した導電性ラインの形か、または合わせバックライトおよび合わせフロントガラスにおける加熱可能な導電性コーティングの形とすることができる。加熱可能なサイドライト（サイドウィンドウ窓ガラス）も既知であり、ワイヤー又は加熱可能な導電性コーティングを備えることができる。

加熱可能な導電性コーティングを備える窓ガラスに関して、コーティングの電気抵抗を局所的に制御できることがしばしば望ましい。多くの窓ガラスは、該窓ガラスの形状のため発生する高い出力密度（およびこれによる高温）の領域によって、コーティングの範囲にわたって窓ガラスの不均一加熱をしばしばもたらす非四辺形を有する。この領域は、技術的にコーティングにおける「ホットスポット」として既知である。コーティング中に１個またはそれ以上のホットスポットが存在することは非常に望ましくない。その理由は、かかる窓ガラスを備えた車両の乗客が１個またはそれ以上のホットスポットの領域において該窓ガラスに触れて火傷してしまう危険があるからである。さらに、合わせ窓ガラスでは、該窓ガラスが１個またはそれ以上のホットスポットの領域で剥離する危険がある。すなわち、合わせ窓ガラスを形成するガラスプライおよび中間層材料のプライが、もしあれば視界を減じた窓ガラスの少なくとも一部を残して分離する。

窓ガラスにおける不要で不均一な加熱パターンの問題、とくにホットスポットの発生を緩和するために窓ガラス製造者による多くの試みがなされてきた。特許文献１には、母線間のコーティングの所定部分を真っすぐな発散ラインにより分割してワット密度の差を減らし、これによってコーティング部分間でのホットスポットの発現を最小にするよう試みた加熱コーティングしたフロントガラスが開示されている。しかし、かかる解決策は限られた効果しか上げていない。特許文献２には、母線の厚さ（すなわち、透明体の平面に垂直な方向の母線の深さ）をその各末端で先細にした電気的に加熱可能な透明体が開示されている。母線の末端を先細にして、母線の上面から透明体下まで直角にするのを回避し、これによって母線とその上に堆積したコーティングとの間の電気的断絶を防ぐ。母線の各末端に生じたスロープが、コーティングとの連続的な電気接触、その加熱までも確実にする。しかし、かかる解決策は、非四辺形の窓ガラスで概して観察されるホットスポットの問題を緩和することはない。

国際公開第２００４／０３２５６９号明細書 国際公開第２００６／０９１５３１号明細書

本発明の目的は、非四辺形状の加熱コーティングした窓ガラスにおける不所望で、不均一な加熱パターン、とくにホットスポットの問題に対処する解決策を提供することである。

本発明に係る車両用窓ガラスは、
窓ガラス材料のペインと、
窓ガラスの表面上に設け、第１および第２導電性母線と電気接触する加熱可能なコーティング層とを備え、
各母線が所定の長さおよび幅と、第１および第２末端を有し、
前記母線の少なくとも一つの幅をその末端の少なくとも一方に向かって徐々に減じ、これにより窓ガラスの加熱における不均一さ、特に加熱可能なコーティング層における１個またはそれ以上のホットスポットの発生を減らす、好ましくは除去する。このようにして母線の少なくとも一つの幅を先細にすると、とくに加熱可能なコーティング層が非四辺形の形状である場合に、ホットスポットの強度を減らすことができる（好ましくはそれらを除去できる）。これは、母線の末端でコーティング領域に別のやり方で観察し得るホットスポットに対し特に当てはまる。

一般に、母線は、導電性金属、例えば銅の薄い（厚さ０．２ｍｍ未満、通常０．１ｍｍ）ストリップ、若しくは印刷焼成した銀系導電性インクからなるか、または導電性材料の粒子を分散した熱可塑性材料から作ることができる。母線は、縦ストリップとして窓ガラスにおける所定の基板の上端および下端に沿って通常配置される。誤解を避けるために、本明細書における窓ガラス又はその構成部品に関して用いる用語「上」、「下」および「側」は、車両に取り付けた時の窓ガラスの方向を基準とする。母線の設計における幾つかの変形が既知であり、例えば、窓ガラスの上部の母線が該窓ガラスの一側面に下方に延在して両母線を電源に簡便に接続することができ、または母線材料の閉回路を母線に付加することができ、これらすべてが本発明の範囲内にある。

窓ガラスに用いる窓ガラス材料のペインは、ガラス、好ましくは透明もしくは着色したソーダ石灰シリカガラスのペインであるか、またはポリカーボネートのような硬質プラスチック材料のペインとすることができる。一般に、窓ガラス材料のペインを、１〜１０ｍｍ、好ましくは１．５〜６ｍｍの厚さで用いる。

加熱可能なコーティング層は、「窓ガラスの表面上に設ける」と説明したが、これは、コーティング層が窓ガラス材料のペインの表面上、または窓ガラスに含まれるが明確に記述されない他のいくつかの層の表面上にあることを意味する。加熱可能なコーティング層は、車両用窓ガラスを加熱する目的で当業界で既知のあらゆる導電性コーティングの層とすることができ、当業界で既知の任意適当な方法、例えば化学気相成長法によって設けることができる。かかる層は、単一層（厚さは数ナノメートル）であるか、または同一である必要がない２個またはそれ以上の層の複合スタックとすることができる。

少なくとも１個の母線の幅の減少は、コーティング層における１個またはそれ以上のホットスポットの強度の最適な減少を達成すると同時に、母線自体がその減少した幅および通電容量の結果として過熱しないことを確実にするために、好ましくは１０〜９０％、さらに好ましくは２０〜８５％、最も好ましくは３０〜８０％である。

一般に、車両用窓ガラスは上端、下端および２個の側端を有し、加熱可能なコーティング層は、窓ガラスの上端および下端の間の方向に延在する長さを有する。コーティング層の長さは、特にコーティング層が非四辺形のとき、窓ガラスの各側端に向かって徐々に減少させる場合がある。母線の少なくとも一つの幅をその末端の少なくとも一つで先細にすると、かかるコーティング層の４つの隅部で通常別のやり方で生起するホットスポットの問題を低減、時には緩和すること明らかである。

電力を母線の各々に、その長さに沿ったほぼ中間点の位置で供給することができる。これは、特に両母線の各末端の幅を先細にするとき有利である場合があり、その理由は、電流を最大通電容量を有する母線の最も幅が広い部分に供給するからである。

加熱可能なコーティング層は、金属酸化物系の層であるのが好ましい。スズ、亜鉛、インジウムおよびタングステンのような金属の酸化物を用いることができ、これにフッ素、塩素又はアンチモンのような材料をドープすることができる。或いはまた、加熱可能なコーティング層は、少なくとも１個の金属層と、少なくとも１個の誘電体層とを備えることができる。多層のコーティングスタックは、金属（例えば銀、金、銅、ニッケル、クロム）および誘電材料（例えばシリコン、アルミニウム、チタン、バナジウム）の交互層の使用に由来する場合がある。

加熱可能なコーティング層は電気絶縁領域を含むことができ、これを介してさもなければコーティング層によって遮断されるかもしれない特定の波長またはデータの放射を送信することができる。電気絶縁領域の設置によって、自動料金所決済システムのような窓ガラスを取り付け得る車両に付随した特別な技術への窓ガラスの互換性をもたらすことができる。電気絶縁領域は、加熱可能なコーティング層内のコーティングを有さない領域であることが効果的である。この領域におけるコーティングの欠如は、コーティングを堆積させないか、またはコーティングの選択除去の結果としてもたらせ得る。電気絶縁領域は、コーティングを堆積する前に所定の基板の特定の領域をマスキングすることによるか、または、一度堆積させたコーティングの一部を例えばレーザー切断により選択的に除去することによって形成することができる。

加熱可能なコーティング層を少なくとも個々の加熱可能なゾーンに分けることができる。コーティングを分ける際、あらゆる数の個々の加熱可能なゾーンが可能であるが、窓ガラスが満足な加熱パターンを達成するために３個の加熱可能なゾーンを備えるのが一般的である。各加熱可能なゾーンは、それぞれの母線部分（その各幅をその末端の少なくとも一つに向かって先細にすることができる）を備えることができ、例えばコーティングを全体として見たとき、これに電力を供給すると、コーティング全体にわたるほぼ均一な電力密度の結果として一様な加熱パターンを観察することができる。

好ましくは、車両用窓ガラスは、窓ガラス材料のさらなるペインを追加として備えることがデキ、これは中間層材料のプライによって前述した窓ガラス材料のペインに取り付けることができる。この窓ガラス材料の２個のペインを同じ材料から作るか、または一つがガラスで、他の一つがプラスチックとすることができる。中間層材料のプライは、軟質のプラスチック材料で、透明または着色したものとすることができる。適切な中間層材料には、ポリ塩化ビニル（“ＰＶＣ”）、ポリウレタン（“ＰＵ”）、エチルビニルアセテート（“ＥＶＡ”）、ポリエチレンテレフタレート（“ＰＥＴ”）およびポリビニルブチラール（“ＰＶＢ”）があり、合わせ用の最も一般的な選択はＰＶＢで、通常厚さ０．７６ｍｍで用いるが、０．３８ｍｍの厚さでも用いることができる。合わせ窓ガラスに関して、加熱可能なコーティング層を「窓ガラスの表面上に設ける」という説明は、コーティング層が窓ガラス材料のペインのうちの一つの表面上、または中間層材料のプライの表面上にあることを意味する。後者の場合、コーティングをＰＥＴのプライ上に設けることができ、それ自体わ窓ガラス材料の２個のペインを共に合わせるのに用いる複合層を形成するＰＶＢの２個のプライの間に介在させることができる。

本発明に係る車両用窓ガラスを車両のフロントガラスおよび／またはリアウィンドおよび／またはサイドウィンドおよび／またはルーフウィンドとして有利に用いることができる。電源に接続して加熱可能なコーティング層がその機能を果たし得る場合、かかる窓ガラスは従来の車両用窓ガラスに較べて全体により均一な加熱パターンを示すことができる。
良く理解するために、本発明を以下に添付の図面につき、とくに非限定的な実施例を用いて説明する。

従来技術の窓ガラスの平面図である。 図１のI−I線に沿う断面図である。 本発明に係る窓ガラスの平面図である。

図１は、合わせ窓ガラスの形態の従来技術の車両用窓ガラス１０を示し、これはガラスのペイン状の窓ガラス材料の外側プライ１１と、積層体内でそれぞれの上端および下端に隣接して位置した銀系インクの印刷焼成したストリップ状の上側母線１３および下側母線１４とを備える。窓ガラス材料の外側プライ１１を、図２に示すように、ガラスのペイン状の窓ガラス材料の内側プライ１２に複合中間層プライ１７によって合わせる。「窓ガラス材料の外側プライ」は、窓ガラスを取り付け得る車両の外部環境と接するプライを意味し、「窓ガラス材料の内側プライ」は、前記車両の内部環境と接するプライを意味する。

加熱可能なコーティング層１５がまた合わせガラス１０に含まれ、これは当業界で既知のあらゆる透明な導電性コーティング、例えば銀系コーティングとすることができる。コーティング層１５の側端が点線１６で示され、上端および下端がそれぞれ上側母線１３および下側母線１４と重なる。図２は、複合層１７が間にＰＥＴのプライ１７ｂを有するＰＶＢの第１および第２プライ１７ａ，１７ｃからなることを示す。加熱可能なコーティング層１５をＰＥＴのプライ１７ｂの表面上に設け、これはＰＥＴのプライ１７ｂ上に同様に配置した上側母線１３および下側母線１４の間に延在する。代案の実施形態（図示せず）においては、加熱可能なコーティング層１５を上側母線１３および下側母線１４ともに窓ガラス材料のプライ１１，１２の一つの内表面上に設けることができる。上側母線１３および下側母線１４は、電源に接続すると、加熱可能なコーティング層１５に電流を供給し、これによってコーティング層１５がその加熱機能を果たすことができる。上側母線１３および下側母線１４の双方は、それぞれその長さに沿ってほぼ一様な幅（製造公差に左右される）を有する。

窓ガラス１０は非四辺形の形状、すなわち台形である。コーティング層１５の形状は窓ガラス１０の形にほぼ従い、電力を供給した時、コーティング層１５、特にＡ，Ｂ，ＣおよびＤを付した隅部にホットスポットの形成をしばしば招く。

図３は、本発明に係る窓ガラス３０を示し、これもまた合わせ窓ガラスの形である。窓ガラス３０は、図１および２に示した窓ガラス１０と構成および構造が類似する、すなわちガラスのペイン状の窓ガラス材料の外側ペイン３１と、窓ガラス材料の内側ペイン３２（図示せず）と、上側母線３３と、下側母線３４と、加熱コーティング層３５（点線３６はその側端を示す）と、複合中間層プライ３７（図示せず）とを備える。

窓ガラス３０と窓ガラス１０の違いは、母線である。図３に示した上側母線３３および下側母線３４は、それぞれ端部分３３ａ，３３ｂおよび３４ａ，３４ｂを有する。各母線端部分３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂの幅は、中央部分３３ｃ、３４ｃの幅から母線３３，３４の末端に向かって徐々に減少する。一般に、母線の幅は２０ｍｍであり、先細末端で３ｍｍまで減少する、つまり最大幅から最少幅までの母線の幅減少率は８５％である。かかる母線３３および３４の幅における比較的大きな減少は、ＥおよびＦを付したコーティング層３５の隅部が実質的に温度の局所的増大のないことを示す（すなわち、これら領域におけるホットスポットがほとんど除去された）が、ＧおよびＨを付した隅部が強度の低減したホットスポットを示し、その温度が従来の窓ガラスで観察されるような１００℃以上（通常１３０℃前後）から１００℃以下（９５℃が観察された）まで低減したことを意味する。

Claims (12)

1. 窓ガラス材料のペインと、
   窓ガラスの表面上に設け、第１および第２導電性母線と電気接触する加熱可能なコーティング層とを備え、
   各母線が所定の長さおよび幅と、第１および第２末端を有し、
   前記母線の少なくとも一つの幅をその末端の少なくとも一方に向かって徐々に低減することを特徴とする車両用窓ガラス。
2. 前記少なくとも一つの母線の幅の減少率が１０％〜９０％である請求項１に記載の車両用窓ガラス。
3. 上端、下端および２個の側端を有し、前記加熱可能なコーティング層が窓ガラスの上端および下端間に延在する長さを有し、該コーティング層の長さが窓ガラスの各側端に向かって徐々に低減する請求項１または２に記載の車両用窓ガラス。
4. 電力を各母線にその長さに沿ったほぼ中間点での位置で供給する前記請求項のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。
5. 前記加熱可能なコーティング層が金属酸化物系の層である前記請求項のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。
6. 前記加熱可能なコーティング層が少なくとも一つの金属層と、少なくとも一つの誘電体層とを備える請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。
7. 前記加熱可能なコーティング層が電気絶縁領域を含む前記請求項のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。
8. 前記加熱可能なコーティング層を少なくとも３つの加熱可能なゾーンに分ける請求項７に記載の車両用窓ガラス。
9. 前記窓ガラス材料のペインに中間層材料のプライによって接合したさらなる窓ガラス材料のペインを備える前記請求項のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。
10. 前記加熱可能なコーティング層を前記窓ガラス材料のペインの一つの表面上に設ける請求項９に記載の車両用窓ガラス。
11. 前記加熱可能なコーティング層を前記中間層材料のプライの表面上に設ける請求項９に記載の車両用窓ガラス。
12. 前記請求項のいずれか一項に記載の車両用窓ガラスのフロントガラスおよび／またはリアウィンドとしての使用。

Images