JP2019102191A - 面状ヒータ - Google Patents

Abstract

【課題】過電流保護に係る構成をより好適に配置した面状ヒータを提供する。【解決手段】面状ヒータ１０（ヒータ本体１１）の一方側の電極１３上において、過電流制限部として電極１３の一部を幅狭とした幅狭部１３ａが設けられ、過電流に対して溶断するヒューズとして機能する。【選択図】図１

Description

本発明は、ガラス基板等の透明基板上に形成される面状ヒータに関する。

面状ヒータは、例えば特許文献１に開示のものが知られている。面状ヒータは、矩形平面状のヒータ本体を有し、ヒータ本体の電極に接続されたリード線を通じて外部から給電が行われる構成をなす。このような面状ヒータは、過電流保護の対策としてリード線の途中に温度ヒューズが設けられており、許容値以上の過電流による機器の発熱を感知し、温度ヒューズが溶断し、ヒータ本体側への過電流の流入が防止されるようになっている。

実開昭５０−１４１２４２号公報

ところで、リード線上にヒューズを設ける構成では、リード線の取り回しに制限が生じたり、ヒータ本体付随の延設部分にヒューズ付きのリード線を配置したりする構成のものでは、その延設部分がヒューズの配置により大型化し、面状ヒータ全体が平面方向に大型化する等の懸念事項がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、過電流保護に係る構成をより好適に配置した面状ヒータを提供することにある。

上記課題を解決する面状ヒータは、通電により発熱部として機能する透明導電膜が透明基板上に設けられると共に、前記透明導電膜にそれぞれ電気的に接続される一対の電極が互いに間隔を有して一体に設けられ、前記一対の電極を介しての前記透明導電膜への通電に基づいて前記透明導電膜が発熱する構成の面状ヒータであって、前記一対の電極の内の少なくとも一方側の電極上には、前記電極上を流れる電流が過電流となることを制限する過電流制限部が設けられている。

上記態様によれば、面状ヒータの少なくとも一方側の電極上に過電流制限部が設けられるため、面状ヒータの平面方向への大型化の抑制が可能である。また、電極に対してリード線を接続する態様のものでは、そのリード線の取り回し自由度の向上が図れる。

上記面状ヒータにおいて、前記過電流制限部は、前記電極の一部を幅狭に形成した幅狭部にて構成されている。
上記態様によれば、過電流制限部を、電極の一部を幅狭とした幅狭部として構成したため、部品数を増加させることなく対応することが可能である。

上記面状ヒータにおいて、前記過電流制限部は、前記電極の一部に設けた分離部間を繋ぐサーミスタにて構成されている。
上記態様によれば、過電流制限部を、電極の一部に設けた分離部間を繋ぐサーミスタとして構成したため、過電流の制限を繰り返して行うことが可能である。

本発明の面状ヒータによれば、過電流保護に係る構成をより好適に配置した面状ヒータとして提供することができる。

第１実施形態における面状ヒータの概略構成図。 第２実施形態における面状ヒータの概略構成図。

（第１実施形態）
以下、面状ヒータの第１実施形態について説明する。
図１に示すように、面状ヒータ１０は、矩形平面状のヒータ本体１１を有し、ヒータ本体１１の電極１２，１３に接続されたリード線１４，１５を通じて外部から給電が行われる構成をなしている。ヒータ本体１１は、矩形平面状をなすガラス基板等の透明基板１６の主面上に、通電により発熱部として機能する透明導電膜１７を有している。透明導電膜１７は、例えば酸化インジウムスズ膜（ＩＴＯ膜）の薄膜であり、透明基板１６の主面の略全面に対して例えばスパッタリング等の手法を用いて形成されるものである。尚、透明導電膜１７の成膜手法及び膜材料はこれに限らない。

また、ヒータ本体１１は、互いに平行をなす一対の辺全体に直線状に延びる電極（バスバー電極）１２，１３を有している。電極１２，１３は、透明導電膜１７上の両側縁部近傍のそれぞれに対して例えば銀ペーストのスクリーン印刷等の手法を用いて形成されるものである。つまり、電極１２，１３は、透明導電膜１７の両側縁部近傍に対してそれぞれ電気的に接続されて設けられ、透明導電膜１７を間に挟んで互いに間隔を有するように設けられている。尚、電極１２，１３の形成手法及び電極材料はこれに限らない。透明導電膜１７及び電極１２，１３は、図示略とするが、ガラス等の絶縁性で透明なカバー体にて覆われてもよい。

また、電極１２，１３の延設方向一端部においては、接合部１８，１９にてそれぞれリード線１４，１５の一端部との半田接合（電気的接続）が図られる。そして、リード線１４，１５の他端部は制御回路２０と接続され、面状ヒータ１０は制御回路２０からリード線１４，１５を通じて発熱動作のための電力供給を受ける。

ここで、電極１２，１３の内の一方の電極１２は、延設方向全体に亘って一定の幅Ｄ１にて形成されている。この幅Ｄ１は、ヒータ本体１１（透明導電膜１７）への通電電流に好適な所定幅に設定されている。これに対し、もう一方の電極１３は、延設方向略全体に亘って同様の幅Ｄ１にて形成されるが、リード線１５との接合部１９に近い位置において局部的に幅狭部１３ａを有している。幅狭部１３ａは、例えば内側部分（電極１２との対向側部分）が矩形状に切り欠かれた形状をなすことで幅狭をなし、外側部分（電極１２の反対側部分）は電極１３の他の部分と面一となっている。幅狭部１３ａの幅Ｄ２は、電極１３の他の部分の幅Ｄ１よりも十分に小さい幅に設定、即ち許容値以上の過電流が生じると幅狭部１３ａ自身が溶断するような所定幅に設定されている。つまり、この幅狭部１３ａはヒューズとして機能し、許容値以上の過電流が生じると自身が溶断することで、ヒータ本体１１（透明導電膜１７）側への過電流の流入を防止（大きく制限）する。尚、通常動作では幅狭部１３ａは溶断せず抵抗値も十分に小さいため、動作に支障を来さない。

このように構成される面状ヒータ１０は、透明導電膜１７に通電することにより発熱することから例えば防曇機能が必要な透明体に合わせて設置され、適切な防曇機能が発揮できるよう例えば制御回路２０による通電制御が行われる。

本実施形態の効果について説明する。
（１）面状ヒータ１０（ヒータ本体１１）の一方側の電極１３上に過電流制限部（幅狭部１３ａ）を設ける構成としたため、面状ヒータ１０の平面方向への大型化の抑制を図ることができる。また、電極１２，１３に対してリード線１４，１５を接続する本実施形態では、そのリード線１４，１５の取り回し自由度の向上を図ることができる。また、リード線１４，１５部分にヒューズ等の過電流制限部を設けないため、リード線１４，１５そのものを省略する構成とすることもできる。

（２）過電流制限部を、電極１３の一部を幅狭とした幅狭部１３ａとして構成したため、部品数を増加させることなく対応することができる。
（３）電極１３においてリード線１５との接合部１９に近い位置に過電流制限部（幅狭部１３ａ）を設ける構成としたため、面状ヒータ１０のより入力側にて過電流制限を行うことができる。

（４）過電流制限部（幅狭部１３ａ）を一対の電極１２，１３の一方側のみ（電極１３のみ）に設ける構成としたため、面状ヒータ１０における電極１２，１３部分の構成の簡素化を図ることができる。

（第２実施形態）
以下、面状ヒータの第２実施形態について説明する。尚、本実施形態では、第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

図２に示すように、本実施形態の面状ヒータ１０ａは、第１実施形態の面状ヒータ１０と異なる点として、過電流制限部として電極１３に一体に形成した幅狭部１３ａ（図１参照）がサーミスタ２１に置換されている。

より詳しくは、本実施形態の面状ヒータ１０ａは、幅狭部１３ａと同様、リード線１５との接合部１９に近い位置に電極１３の一部を分離させた分離部１３ｂを有し、分離部１３ｂ間を繋ぐようにサーミスタ２１を配置、即ち電極１３に直列接続されてなる。また、サーミスタ２１は、幅Ｄ１内に収まるように電極１３上に設置されている。本実施形態で用いるサーミスタ２１は、正特性サーミスタ（ＰＴＣサーミスタ）であり、サーミスタ２１を流れる電流が大きくなるにつれて、それ自体の抵抗値が増大する。つまり、サーミスタ２１は、許容値以上の過電流が生じると、それ自体の抵抗値を一層増大させ、ヒータ本体１１（透明導電膜１７）側への過電流の流入を防止（大きく制限）する。尚、通常動作ではサーミスタ２１の抵抗値は十分に小さいため、動作に支障を来さない。

本実施形態の効果について説明する。
（１）上記第１実施形態と同様に、面状ヒータ１０ａ（ヒータ本体１１）の一方側の電極１３上に過電流制限部（サーミスタ２１）を設ける構成としたため、面状ヒータ１０ａの平面方向への大型化の抑制を図ることができる。また、電極１２，１３に対してリード線１４，１５を接続する本実施形態では、そのリード線１４，１５の取り回し自由度の向上を図ることができる。また、リード線１４，１５部分にヒューズ等の過電流制限部を設けないため、リード線１４，１５そのものを省略する構成とすることもできる。

（２）過電流制限部を、電極１３の一部に設けた分離部１３ｂ間を繋ぐサーミスタ２１として構成したため、過電流の制限を繰り返して行うことができる。
（３）電極１３においてリード線１５との接合部１９に近い位置に過電流制限部（サーミスタ２１）を設ける構成としたため、面状ヒータ１０ａのより入力側にて過電流制限を行うことができる。

（４）過電流制限部（サーミスタ２１）を一対の電極１２，１３の一方側のみ（電極１３のみ）に設ける構成としたため、面状ヒータ１０における電極１２，１３部分の構成の簡素化を図ることができる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、透明基板１６をガラス基板としたが、ガラス以外の材料の透明基板を用いてもよい。また、透明基板１６は矩形状以外の形状としてもよい。また、上記各実施形態では特に言及しなかったが、透明基板１６は非可撓性であっても、可撓性であってもよい。

・上記実施形態では、透明導電膜１７を酸化インジウムスズ膜（ＩＴＯ膜）のスパッタリングにて形成したが、成膜手法及び膜材料はこれに限らず、適宜変更してもよい。
・上記実施形態では、電極１２，１３を銀ペーストのスクリーン印刷にて形成したが、電極１２，１３の形成手法及び電極材料はこれに限らず、適宜変更してもよい。

・上記実施形態では、過電流制限部（幅狭部１３ａ、サーミスタ２１）を一方の電極１３上に設けたが、電極１２，１３の両方に設けてもよい。また、第１実施形態の過電流制限部としての幅狭部１３ａはその形状、位置、数等、適宜変更してもよい。

・上記実施形態では、面状ヒータ１０，１０ａをヒータ本体１１からリード線１４，１５を引き出して構成したが、過電流制限部（幅狭部１３ａ、サーミスタ２１）を電極１３上に設けることから、電極１２，１３にて周囲装置と接続可能であればリード線１４，１５を省略してもよい。

上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想について記載する。
（イ）前記電極の一端部にはリード線が接合されるものであり、前記過電流制限部は、前記電極における前記リード線との接合部に近い位置に設けられていることを特徴とする面状ヒータ。

上記態様によれば、電極においてリード線との接合部に近い位置に過電流制限部を設ける構成としたため、面状ヒータのより入力側にて過電流制限を行うことができる。
（ロ）前記過電流制限部は、前記一対の電極の一方側のみに設けられていることを特徴とする面状ヒータ。

上記態様によれば、過電流制限部を、一対の電極の一方側のみに設ける構成としたため、面状ヒータにおける電極部分の構成の簡素化を図ることができる。

１０，１０ａ…面状ヒータ、１１…ヒータ本体（面状ヒータ）、１２，１３…電極、１３ａ…幅狭部（過電流制限部）、１３ｂ…分離部、１６…透明基板、１７…透明導電膜、２１…サーミスタ（過電流制限部）。

Claims (3)

1. 通電により発熱部として機能する透明導電膜が透明基板上に設けられると共に、前記透明導電膜にそれぞれ電気的に接続される一対の電極が互いに間隔を有して一体に設けられ、前記一対の電極を介しての前記透明導電膜への通電に基づいて前記透明導電膜が発熱する構成の面状ヒータであって、
   前記一対の電極の内の少なくとも一方側の電極上には、前記電極上を流れる電流が過電流となることを制限する過電流制限部が設けられていることを特徴とする面状ヒータ。
2. 前記過電流制限部は、前記電極の一部を幅狭に形成した幅狭部にて構成されていることを特徴とする請求項１に記載の面状ヒータ。
3. 前記過電流制限部は、前記電極の一部に設けた分離部間を繋ぐサーミスタにて構成されていることを特徴とする請求項１に記載の面状ヒータ。