JP2016201343A

JP2016201343A - Ｌｅｄ信号機用発熱ガラス

Info

Publication number: JP2016201343A
Application number: JP2015088767A
Authority: JP
Inventors: 伊藤　利明; Toshiaki Ito; 利明伊藤; 学生越; Manabu Ogose; 貴和澤田; Takakazu Sawada; 芳和団村; Yoshikazu Danmura
Original assignee: Figla Co Ltd
Current assignee: Figla Co Ltd
Priority date: 2015-04-07
Filing date: 2015-04-07
Publication date: 2016-12-01

Abstract

【課題】ＬＥＤ信号機に着雪を防止するための発熱ガラスにおいて、異形の導電膜付き発熱ガラスの表面温度分布が均一になるように発熱させる。【解決手段】透明な導電膜を複数の短冊状に形成し、短冊状の幅の調整や短冊の両端に形成した電極と電源間の回路の組み合わせにより局部的に過熱を防止するよう構成する。又、短冊の両端には電極を設けて電流を流すが、隣り合う電極を直列に繋ぐか並列に繋ぐかの組み合わせによって、電源電圧とガラス表面温度の設定可能とする。【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤ信号機に着雪を防止するための発熱ガラスに関する。

従来、板ガラス表面の結露防止に透明な導電膜を有するガラスが用いられている。導電導電膜に電極を設け電極間に電圧を印加し電流を流す事により、ガラス表面の温度を上げて結露防止や着雪を防止するものがある。ガラスの形状が矩形であれば、対向する辺に電極を取付け、電流を流す事で面全体が均一に発熱し表面温度が上がるものが知られている。

特許文献１には、透明な導電膜を有する矩形のガラスを使用した複層ガラスの例が示されおり導電膜の大きさを変える事によって発熱量を調整可能としている。

特開２００７−３０２５４号公報

従来、交通標識の信号機の光源には電灯を使用した信号機が使用されていたが、最近省電力であり耐久性もあり視認性にも優れたＬＥＤ信号機が採用され始めてきた。しかし寒冷地のＬＥＤ信号機において着雪によって表示部分が見えなくなり、歩行者や運転者の信号識別が出来ず社会的な問題になっている。従来は電灯を使用していたため電灯の熱で着雪は殆ど問題になっていなかった。

信号機への着雪を防止するために、表示器の前に発熱ガラスを設置する事が出来るが、表示部の多くは円形であり円形のガラスを均一に発熱させる事が要求されている。円形の弧の対向する辺に電極を付け電流を流す事でガラス発熱する事は出来るが、弧の場合円の中心から離れる電極間距離が短くなるため中心付近に比べて多くの電流が流れるので、ガラス面の温度分布が均一にならず辺の両側付近が過熱してしまう恐れある。

そこで透明な導電膜を複数の短冊状に形成し、短冊状の幅の調整や短冊の両端に形成した電極と電源間の回路の組み合わせにより局部的に過熱を防止しようとするものである。又、短冊の両端には電極を設けて電流を流すが、隣り合う電極を直列に繋ぐか並列に繋ぐかの組み合わせによって、電源電圧とガラス表面温度の設定もできる。

導電膜を短冊状に形成するためには、サンドブラスト等によりスリット状に導電膜を除去する事で短冊状の導電膜を形成できる。

発熱ガラスと透明フロートガラスをＰＶＢやＥＶＡ等の中間膜で合わせガラスにする事によりスリット部分のブラスト跡は中間膜で埋まり殆ど見えなくなり信号の視認性に影響しない。又、合わせガラスにする事により飛来物によって万一ガラスが破損してもガラスが落下する事が無く安全である。

第１の実施形態

以下、図面を参照して本発明に係るＬＥＤ信号機用発熱ガラスの実施形態について説明する。なお、同一の構成要素は同一の符号で示し、重複する説明は省略する。又、左右対称なので同一の構成要素の右側に符号を付け、左側の符号は省略している。

本発明の第１の実施形態を図１〜図３において説明する。本実施形態は円形の発熱ガラス２１と、やや小径の透明フロート１０をＰＶＢやＥＶＡ等の中間膜２４を用いて合わせガラスとしたものであるが、図１では透明フロート１０は図示せず２点鎖線でフロートガラスと発熱ガラスの位置関係を示す。図２は図１のＡ−Ａ断面を矢視したものであり、図３は図２の上部詳細断面図を示す。発熱ガラスとフロートガラスの段差部分には導電テープや銀ペーストにより形成された第１の電極１１が取り付けられ、第１のリード線１６が第１の電極１１にハンダ付けされている。この段差部分は全周に渡ってシリコンシーラント２５によって封着されるが、図１ではシリコンシーラント２５は表示していない。

発熱ガラスの導電膜はサンドブラストよるスリット状の導電膜除去部分１〜５により、左右とも各４枚の短冊状に形成されている。各４枚の短冊の外側は半月状の導電膜が残るが電極を付けないため発熱はしない。

右側の導電膜、電極、リード線の配置は以下のようになっている。１列目の導電膜６の上部には導電テープや銀ペーストにより形成された第１の電極が付けられ、この電極には第１のリード線１６がハンダ１７により結線されている。１列目の導電膜６と２列目の導電膜７の下部には、第２の電極１２が付けられ導電膜は直列に繋がれる。２列目の導電膜７と３列目の導電膜８の上部には、第３の電極１３が付けられ導電膜は直列に繋がれる。更に３列目の導電膜８と４列目の導電膜９の下部には、第４の電極１４が付けられ導電膜は直列に繋がれる。そして４列目の導電膜９の上部には第５の電極が付けられ、この電極には第２のリード線１８がハンダ１７により結線されている

左側の導電膜と電極の配置も右側と同様に配置されているが、左側のリード線１９の延長端は右側のリード線１６の延長端で結線され電源端子の一端に取り付けられる。左側のリード線２０の延長端は右側のリード線１８の延長端で結線され電源端子の他端に取り付けられる。この電源端子に電圧を印加して電流を流すが、右半分の１列目〜４列目までの導電膜と左半分の１列目〜４列目までの導電膜は、それぞれ直列回路となり、導電膜の右半分と左半分は並列回路となる。

本発明の第１の実施形態において、直径３３０ｍｍの発熱ガラス２１と直径３００ｍｍのフロートガラス２３の合わせガラスとし、ガラスの段差部を１５ｍｍ、電極の幅を１１ｍｍ、１列目から４列目の各導電膜の幅を約３０ｍｍ、導電膜の除去部分の幅を約２ｍｍしたものでＡＣ１００Ｖを印可した所、ガラス中央部で室温から約３５℃、電極の無い両端の半月部分に近い部分と上下の電極付近では約３０℃上昇した。多少の差は見られるが寒冷地のマイナス気温でも着雪防止に十分な発熱ガラスが得られた。

次に本発明の第２の実施形態について説明する、第１の実施形態と同じように直径３３０ｍｍの発熱ガラス２１と直径３００ｍｍのフロートガラス２３をＰＶＢやＥＶＡ等の中間膜２４を用いて合わせガラスとし、ガラスの段差を１５ｍｍ、電極の幅を１１ｍｍとした。第１の電極１１は左右の第１の電極を連結した形状として導電膜間に配置し、第１のリード線１６は第１の連結した電極１１の中心位置に配置し、第３のリード線１９は省略した。又、ガラス段差部における導電膜の幅と除去幅も第１の実施形態と同様に導電膜約３０ｍｍ、除去幅約２ｍｍとした。この実施例で４列目の導電膜は第１の実施形態と同じ約３０ｍｍの一定の幅であるが、１列目から３列目までの導電膜の幅はガラス高さ中心位置で順に約１８ｍｍ、２２ｍｍ、２６ｍｍとし、１から５までの導電膜の除去部分の幅は導電膜の幅に対応して１から５の電膜膜の除去幅をガラス高さ中心位置で順に約１４ｍｍ、１２ｍｍ、８ｍｍ、４ｍｍとした。このようにガラス高さの中央に近い部分の導電膜の幅を変える事により中央部と周辺部の温度を第１の実施形態より少なくする事ができた。

次の本発明の第３の実施形態について説明する、第１の実施形態と同じように直径３３０ｍｍの発熱ガラス２１と直径３００ｍｍのフロートガラス２３をＰＶＢやＥＶＡ等の中間膜２４を用いて合わせガラスとし、ガラスの段差を１５ｍｍ、電極の幅を１１ｍｍとした。第１の電極１１は左右の第１の電極を連結した形状として導電膜間に配置し、第１のリード線１６は第１の連結した電極１１の中心位置に配置し、第３のリード線１９は省略した。又、ガラス段差部における導電膜の幅と除去幅も第１の実施形態と同様に導電膜約３０ｍｍ、除去幅約２ｍｍとした。４列目の導電膜は第１の実施形態と同じ約３０ｍｍの一定の幅であるが、１列目から３列目までの導電膜の幅はガラス高さ中心位置で順に約１８ｍｍ、２２ｍｍ、２６ｍｍとし、１から５までの導電膜の除去部分の幅は導電膜の幅に対応して１〜５の各導電膜の幅をガラス高さ中心位置で順に約１４ｍｍ、１２ｍｍ、８ｍｍ、４ｍｍ、２ｍｍとした。このようにガラス中央に近い部分の導電膜の幅を変える事により中央部と周辺部の温度差を第１の実施形態より少なくする事ができた。

本発明の第４の実施形態について説明する、第１の実施形態と同じように直径３３０ｍｍの発熱ガラス２１と直径３００ｍｍのフロートガラス２３をＰＶＢやＥＶＡ等の中間膜２４を用いて合わせガラスとし、ガラスの段差を１５ｍｍ、電極の幅を１１ｍｍとした。第１の電極１１は左右の第１の電極を連結した形状として導電膜間に配置し、第１のリード線１６は第１の連結した電極１１の中心位置に配置し、第３のリード線１９は省略した。又、ガラス段差部における導電膜の除去幅は第１の実施形態と同様に全て約２ｍｍとした。一方段差部における導電幅は１列目から４列目まで順次幅を変え順位２６ｍｍ、２８ｍｍ、３１ｍｍ、３５ｍｍとした。又、導電膜の形状は中心から外側に向けて弧形状とし最も外側の弧は発熱しない部分を極力少なくするよう形成されている。ガラス高さ中心位置の導電膜１列目から４列目の幅は順に２６ｍｍ、２８ｍｍ、２９ｍｍ、３５ｍｍであり、ガラス高さ中心位置での１から５の導電膜の除去部分の幅は順に約１７ｍｍ、８ｍｍ、４ｍｍ２ｍｍ、２ｍｍとした。このように導電膜の形状を４列目の導電膜を外側に張り出す事により発熱しない部分を極力する少なくすると共に中央部と周辺部の温度差も少なくする事ができた。

本発明の第５の実施形態について説明する。本実施形態は円形のガラスでは無く、電極間距離が台形になる実施形態であり他の実施例と同様に電極間距離の差による温度分布差を少なくするものである。電極の段差部における導電幅は１列目から４列目まで約３０ｍｍ、導電膜の除去幅は約２ｍｍであり、台形の高さ中心位置における１列目から４列目の導電膜の幅は順次２７ｍｍ、２５ｍｍ、２７ｍｍ、２９ｍｍとした。又、台形の高さ中心位置における導電膜の１から５の除去幅は２ｍｍ、８ｍｍ、６ｍｍ、４ｍｍ、２ｍｍとした。台形のガラス高さ中心位置の導電膜は１列目から４の列目は、順に２７ｍｍ、２５ｍｍ、２７ｍｍ、２９ｍｍであり、１〜５までの導電膜の除去部分の幅は順に２ｍｍ、８ｍｍ、６ｍｍ，４ｍｍ、２ｍｍとした。このように導電膜の幅と導電膜の除去幅を変える事により、発熱しない部分を極力する少なくすると共に中央部と周辺部の温度差も少なくする事ができた。

本発明の第１実施形態の発熱ガラスを正面から見た全体図であるが、フロートガラスは２点鎖線で示し、シリコンシールは図示していない。本発明の発熱ガラスのＡ−Ａ断面を矢視した断面図である。図２の上部詳細断面図である。本発明の第２実施形態の発熱ガラスを正面から見た全体図であるが、フロートガラスは２点鎖線で示し、シリコンシールは図示していない。本発明の第３実施形態の発熱ガラスを正面から見た全体図であるが、フロートガラスは２点鎖線で示し、シリコンシールは図示していない。本発明の第４実施形態の発熱ガラスを正面から見た全体図であるが、フロートガラスは２点鎖線で示し、シリコンシールは図示していない。

１００本発明の第１の実施形態
１〜５導電膜の除去部分
６１列目の導電膜
７２列目の導電膜
８３列目の導電膜
９４列目の導電膜
１０通電しない導電膜
１１第１の電極
１２第２の電極
１３第３の電極
１４第４の電極
１５第５の電極
１６第１のリード線
１７ハンダ
１８第２のリード線
１９第３のリード線
２０第４のリード線
２１発熱ガラス
２２発熱ガラスの導電膜
２３フロートガラス
２４合わせガラスの中間膜
２５シリコンシーラント
２００本発明の第２の実施形態
３００本発明の第３の実施形態
４００本発明の第４の実施形態

Claims

異形の導電膜付きガラスの導電膜を複数の短冊状にして、この短冊状の導電膜の幅を調整する事と、導電膜の電極の連結を直列や並列の組み合わせによりガラス表面温度分布が均一なるようにした事を特徴とする異形の発熱ガラス。