JP2011509214A - 電気的に加熱可能な積層窓ガラス - Google Patents

Abstract

本発明は、ホットスポットを最小化した電気加熱窓を開示する。前記窓は、窓ガラス材料の少なくとも２つのプライであって、これらの間に積層される中間層材料のプライを有するプライを備える。加熱ワイヤの配列は前記プライの一つによって支持され、前記加熱ワイヤは、該ワイヤを介して電流を供給するための第１の電気接続手段と第２の電気接続手段との間に延在し、前記第１の電機接続手段及び第２の電気接続手段は実質的に相互に平行である。前記第１の電気接続手段は、データ信号が、前記窓を介してワイヤ無し領域の近傍に位置付けられたデバイスへ伝送されるように、該ワイヤ無し領域を画定するように形付けられている。前記第２の電気接続手段は、前記配列内の前記加熱ワイヤが実質的に一定の長さを有するように、前記第１の電気接続手段と対応するように形付けられている。
【選択図】図４

Description

本発明は、電気加熱窓に関し、特に、加熱ワイヤの配列を備える、積層された電気加熱窓（ワイヤ加熱窓）に関する。

電気加熱窓は、寒さ及び／又は湿気のある気象条件において、窓の曇り防止又は除氷のために、車輌のフロントガラス又はバックライトの両方に共通して使用される。車輌のフロントガラスとして使用される窓に対しては、概して、微細（直径１５０μｍ未満）かつ密接離間した（導線間距離１ｍｍ〜５ｍｍ）ワイヤの配列として電気的な加熱手段が提供される。配列内のワイヤは基本的には平行であるが、各ワイヤは、正弦波、螺旋形、ジグザグ又はランダムパターンのクリンピングのようなうねりを有しており、車輌の運転者が窓を通して対象物を見る際のまぶしさや偏光効果を回避する。

近年、データ信号を、車輌の窓上又は窓内部に位置付けられる装置へ送信可能であること、及び、該装置から送信可能であることが益々望まれている。例えば、アンテナ、増幅器、ＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）及び通行料支払いシステムは、全て、本来電磁気であるデータ信号を必要とするが、当該データ信号は、加熱ワイヤの配列を含む窓を通して送信される際に劣化され得る。この問題の一つの解決法は、窓内にワイヤ無し領域を設けることであり、これにより、上記のような信号は、周囲のワイヤからの如何なる妨害もなく、かつ、配列の加熱性能に悪影響を与えられることなく、送信されることができる。このような解決法は、特許文献１において採用されており、特許文献１は、ワイヤを電源に接続するために用いられる母線（バスバー）をそらせるか、又は、局所的に多数のワイヤを取り除くことによって形成される、ワイヤ無し領域を開示している。後者の場合、当該領域は、ワイヤ無し領域の領域内に存在するワイヤへの追加的な電気接続部を備えており、加熱される窓の連続的な機能性を保証する。同様の解決法は、特許文献２に記載されるように、加熱機能を提供するための電気導電コーティングを備える窓に適用されており、コーティングの一部を除去することによって、データ送信を可能にしている。

同一窓内におけるデータ伝送及び加熱機能の両方を可能にするので、この解決法は充分であるが、ワイヤの配列を用いる場合には、ワイヤ無し領域に隣接するワイヤの抵抗と、ワイヤ無し領域から離れたワイヤの抵抗との違いによって、達成される出力密度が局所的に変化する。これは、ホットスポットとして知られている不均一な温度の領域を生成する。窓内の一つ以上のホットスポットの存在は、次の２つの理由から、非常に望ましくない。第一に、このような窓を備える車輌の乗員が、一つ以上のホットスポットの区域の窓に触れて、負傷してしまうリスクがある。第二に、ホットスポットの区域において、窓が局所的に剥離するというリスクがある。これにより、窓の区域の視認性は、減じてしまう又は失われてしまう。

欧州特許出願第１６７２９６０号明細書 米国特許出願第６６７０５８１号明細書

従って、ホットスポットの問題が最小にされたか又は完全に解消された、データ伝送のためのワイヤ無し領域を有するワイヤ加熱窓を製造することが望まれている。

これらの問題を解決するために、本発明は、
電気加熱窓であって、該電気加熱窓は、
窓ガラス材料の少なくとも２つのプライであって、これらの間に積層される中間層材料のプライを有するプライと、
前記プライの一つによって支持された加熱ワイヤの配列であって、前記加熱ワイヤは該ワイヤを介して電流を供給するための第１の電気接続手段と第２の電気接続手段との間に延在し、前記第１の電機接続手段及び第２の電気接続手段は実質的に相互に平行である、加熱ワイヤの配列と、を備える電気加熱窓であって、
前記第１の電気接続手段は、データ信号が、前記窓を介してワイヤ無し領域の近傍に位置付けられたデバイスへ伝送されるように、該ワイヤ無し領域を画定するように形付けられ、前記第２の電気接続手段は、前記配列内の前記加熱ワイヤが実質的に一定の長さを有するように、前記第１の電気接続手段と対応するように形付けられている、
ことを特徴とする電気加熱窓を提供する。

加熱ワイヤの配列内のワイヤを確実に実質的に一定の長さとすることによって、ホットスポットの発生を最小化することが可能となる。配列が可変抵抗を有することを防ぐことによって、電流がワイヤを流れる際に、窓全体の出力密度が均一になるからである。

好ましくは、ワイヤ無し領域は、窓の端部に隣接する。好ましくは、ワイヤ無し領域は、窓の外周に位置付けられた掩蔽バンドによって隠されている。

好ましくは、第１及び第２の電気接続手段は、窓の外周に位置付けられた掩蔽バンドによって隠されている。

好ましくは、ワイヤの配列は、中間層材料の層内に埋め込まれている。好ましくは、第１及び第２の電気接続手段は、中間層材料のプライと接触している。第１及び第２の電気接続手段は、薄い金属箔から形成されていることができる。

配列内のワイヤの間隔は１．９ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲であることが好ましい。

好ましくは、デバイスは、センサ、アンテナ、増幅器、信号受信装置又は信号送信装置のうちの一つである。

以下、単に一例としての添付の図面を参照しつつ、本発明を説明する。

従来技術に従う、ワイヤ無し領域を有するワイヤ加熱窓の平面図である。 図１に示したワイヤ加熱窓の側端の区域の、概略断面図である。 図１の窓の概略平面図であり、母線を分離した図を示している。 本発明の実施例に従う、ワイヤ無し領域を有するワイヤ加熱窓の概略平面図である。 図１の窓の概略平面図であり、母線を分離した図を示している。

本発明は電気接続手段（母線）を備え、この電気接続手段は、ワイヤ加熱窓全体の出力密度の変化を最小化するために、電気接続手段間に延在する配列のワイヤの長さが実質的に一定に保たれるように、対応する形状を有する。

この概念は、従来技術と共通のワイヤ加熱フロントガラスを第一に考慮することにより、最適に描かれる。図１は、従来技術に従う、ワイヤ無し領域を有するワイヤ加熱窓の平面図である。ワイヤ加熱窓１は概して台形状であり、微細かつ密接離間したワイヤ２の配列を備えており、ここでは、その一部のみが明確のために示されている。ワイヤ２の配列は、第１の電気接続手段又は母線３と、第２の電気接続手段又は母線４とによって境界されている。配列内のワイヤ２は、第１電気接続手段３及び第２の電気接続手段４の間に延在している。これらの電気接続手段３、４は、コネクタ手段５、６、７、８、によって配列を電源（図示せず）へ接続しており、当該コネクタ手段は、プラグコネクタ又は当該技術分野において既知の他のコネクタとすることができる。点線９は、窓の周囲が、掩蔽バンドによって覆われる範囲を表す。掩蔽バンドは、通常、窓の内部表面に配置される、プリントされ焼成された黒色セラミックインクによって提供される。掩蔽バンドの機能は、２つある。第１には、美観のためであり、窓開口を囲むフレームと同様に、窓の端部を隠し、窓を車輌に接合するのに用いられる接着剤を覆う役目を果たす。第２には、窓を車輌に接合するのに用いられる接着剤の、日光の紫外線露光による劣化を防止する。

ワイヤ無し領域１０はハッチング区域で表されており、この例では、（車輌に嵌合された場合の）窓１の上端部に隣接して配置されている。母線３は、データ信号が、窓を介してワイヤ無し領域の近傍に位置付けられたデバイスへ伝送されるように、ワイヤ無し領域を画定するように形付けられる。好ましくは、ワイヤ無し領域１０は、掩蔽バンドによって隠される。加えて、窓１は、ミラーボスを取り付けるための領域１１と、光センサ又は湿度センサのようなセンサを取り付けるための領域１２を備えている。

図２は、図１に示したワイヤ加熱窓の側端領域の概略断面図である。窓１は、アニールされたケイ酸フロートガラスの第１のプライ１３及び第２のプライ１４を備え、これらの間に延在し且つ積層される、ポリビニルブチラールの中間層材料１５のプライを有する。掩蔽バンド１６は、窓１の外周に設けられ、母線３のうちの一つを覆い隠す。窓１の側部において、配列２内のワイヤは、窓１の端部（エッジ）と平行になっている。

図３は、図１の窓の概略平面図であり、母線を分離した図を示している。この図では、母線３、４及び窓の全体形状のみが、明確のために示されている。ワイヤ無し領域１０に隣接し、窓１の上端に沿って走る母線３は、幾つかの曲線又は角によって、ワイヤ無し領域を画定するために形付けられる。この例において、窓１の上端に沿って走る母線３は、窓１の中心で略鏡面対称の垂直線上に位置する小さな途切れ部によって分離された、２つの部分からなる。

窓１の端部領域（車輌に嵌合される場合に、Ａピラーに隣接する領域）において、窓１の上端部に沿って走る母線３と、窓１の下端部に沿って走る母線４との間の間隔は、距離ｘによって表される。ワイヤ無し領域１０に隣接する中央において、窓１の上端部に沿って走る母線３と、窓１の下端部に沿って走る母線４との間の間隔は、間隔ｙによって表される。概して、窓１の中央の間隔ｙは、Ａピラーに隣接する窓１の端部での間隔ｘよりも１０％小さい。この事は、より短いワイヤによる抵抗の減少、及び結果として生じる電流の増加に起因して、ワイヤ無し領域と同じ幅を有する区域であるが、窓の残部と比較して温度増加を伴う区域を形成することになる。ワイヤ無し領域の幅は、最大３００ｍｍとすることができるので、このホットスポット区域もまた、少なくとも幅３００ｍｍとなりうる。出力密度の違いが、表１に示されている。

(表１) 個々のワイヤ特性の比較

ここで、ワイヤのクリンプは、100×(非クリンプ長-クリンプ長)/クリンプ長で表される。

ワイヤの間隔を窓幅全体で変化させる必要なく、この問題を解決するために、本発明は、両方の電気接続手段（母線）に対して、各々が同じ又は同程度逸れるような対応する形状を与え、これにより、配列内のワイヤが実質的に一様な長さを有することを確実にする。これは、隣接するワイヤの抵抗の変化を防止し、ホットスポットの発生を最小にする。

図４は、本発明の実施例に従う、ワイヤ無し領域を有するワイヤ加熱窓の概略平面図である。ワイヤ加熱窓２０は、概して台形状であり（２つの対向する長辺と、２つの対向する短辺を有する）、微細かつ密接に離間するワイヤ２１の配列を備えており、これらは、明確のために一部のみが示されている。ワイヤ２１の配列は、第１の電気接続手段又は母線２２と、第２の電気接続手段又は母線２３とによって囲まれている。第１の電気接続手段２２及び第２の電気接続手段２３は、実質的に相互に平行である。配列内のワイヤ２１は、第１の電気接続手段２２と第２の電気接続手段２３との間に延在している。これらの電気接続手段２２、２３は、コネクタ２４、２５、２６、２７によって、当該配列を電源（図示せず）に接続する。コネクタは、プラグコネクタ又は当該技術分野において周知の他のコネクタとすることができる。点線２８は、窓の周囲が、掩蔽バンドによって覆われる範囲を表している。掩蔽バンドは、通常、窓の内部表面に配置される、プリントされ焼成された黒色セラミックインクによって提供される。ワイヤ無し領域２９はハッチング区域で表されており、この例では、（車輌に嵌合した場合の）窓２０の上端部に隣接して配置されている。母線２２は、データ信号が、窓を介してワイヤ無し領域の近傍に位置付けられたデバイスへ伝送されるように、ワイヤ無し領域を画定するように形付けられる。好ましくは、ワイヤ無し領域２９は、掩蔽バンドによって隠される。加えて、窓２０は、ミラーボスを取り付けるための領域３０と、光センサ又は湿度センサのようなセンサを取り付けるための領域３１を備えている。

ワイヤ無し領域２９に隣接し、窓２０の上端に沿って走る母線２２は、幾つかの曲線又は角によって、ワイヤ無し領域を画定するために形付けられる。窓２０の下端部に沿って走る母線２３は、同数の曲線又は角と、寸法を有する対応する形状を備えているので、配列内の各ワイヤ２１の長さは、実質的に一定となっている。その結果、出力密度の変化、従ってホットスポットは、最小化される。好ましくは、母線２２、２３の両方は、掩蔽バンドによって隠される。これは、図４において概略的に示されている。

図５は、図１の窓の概略平面図であり、母線を分離した図を示している。この図では、母線２２、２３及び窓２０の全体形状のみが、明確のために示されている。窓２０の端部領域（車輌に嵌合される場合にＡピラーに隣接する領域）において、窓２０の上端部に沿って走る母線２２と、窓２０の下端部に沿って走る母線２３との間の間隔は、距離ｘによって表される。ワイヤ無し領域２９に隣接する中央において、窓２０の上端部に沿って走る母線２２と、窓２０の下端部に沿って走る母線２３との間の間隔は、間隔ｙによって表される。本発明のこの実施例においては、距離ｘと距離ｙは、ほぼ等しい。

良好な除氷性能のために、概して、窓全体に亘って、６００Ｗ／ｍ^２の均一な出力密度を保証することが望ましい。この事は、上記の設計において、２０〜２５μｍの直径及び１．９〜２．５ｍｍの間隔を有する、タングステン線を用いて達成することができる。好ましくは、母線は、幅３〜６ｍｍ及び厚さ０．０３〜０．０８ｍｍであり、元素Ｓｎ又はＳｎ:Ｐｂ＝６０：４０の合金から成るスズめっき表面を有する、銅ストリップのような薄い金属箔から形成される。母線は、単層の箔であっても、又は、ワイヤの配列をその間に挟んだ、２層の箔から形成されてもよい。概して、中間層材料のプライの厚さは０．７６ｍｍであり、ガラスのプライの厚さは１．２〜３．０ｍｍである。本発明は、アニールされたケイ酸フロートガラスに関して記載されているが、このようなガラスプライの代わりに、他の種類のガラス又は窓ガラス材、例えばポリカーボネート又はプラスチックを用いることもできる。ワイヤの配列は、好ましくは、欧州特許第４４３６９１号明細書に記載される方法を用いて、中間層材料のプライの表面に埋め込まれる。好ましくは、ワイヤは、光学的効果を最小にするためにクリンプされる。

好適には、ワイヤ無し領域は、センサ、アンテナ、増幅器、信号受信装置（例えばグローバルポジショニングシステム）又は信号送信装置（例えば通行料支払い装置）のうちの1つに信号を送信するために用いられる。

Claims (9)

1. 電気加熱窓であって、該電気加熱窓は、
   窓ガラス材料の少なくとも２つのプライであって、これらの間に積層される中間層材料のプライを有するプライと、
   前記プライの一つによって支持された加熱ワイヤの配列であって、前記加熱ワイヤは該ワイヤを介して電流を供給するための第１の電気接続手段と第２の電気接続手段との間に延在し、前記第１の電機接続手段及び第２の電気接続手段は実質的に相互に平行である、加熱ワイヤの配列と、を備える電気加熱窓であって、
   前記第１の電気接続手段は、データ信号が、前記窓を介してワイヤ無し領域の近傍に位置付けられたデバイスへ伝送されるように、該ワイヤ無し領域を画定するように形付けられ、前記第２の電気接続手段は、前記配列内の前記加熱ワイヤが実質的に一定の長さを有するように、前記第１の電気接続手段と対応するように形付けられている、
   ことを特徴とする電気加熱窓。
2. 前記ワイヤ無し領域は前記窓の端部に隣接することを特徴とする、請求項１に記載の電気加熱窓。
3. 前記ワイヤ無し領域は、前記窓の外周に位置付けられた掩蔽バンドによって隠されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の電気加熱窓。
4. 前記第１及び第２の電気接続手段は、前記窓の外周に位置付けられた掩蔽バンドによって隠されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電気加熱窓。
5. 前記ワイヤの配列は、前記中間層材料の層内に埋め込まれていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電気加熱窓。
6. 前記第１及び第２の電気接続手段は、前記中間層材料のプライと接触していることを特徴とする、請求項５に記載の電気加熱窓。
7. 前記第１及び第２の電気接続手段は、薄い金属箔から形成されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電気加熱窓。
8. 前記配列内のワイヤの間隔は１．９ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲であることを特徴とする、請求項１〜７に記載の電気加熱窓。
9. 前記デバイスは、センサ、アンテナ、増幅器、信号受信装置又は信号送信装置のうちの一つであることを特徴とする、請求項１〜８に記載の電気加熱窓。

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