JP2707636B2 - ガラスのヒータ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ ガラスのヒータ装置に関し、特にガラス面の温度変化
を効果的に検出して、ガラス基板の劣化を未然に防止す
るガラスのヒータ装置に関する。

［従来の技術］ 上記ガラスのヒータ装置は、ガラス面に透明導電膜よ
りなるヒータ膜と通電電極を形成して、上記ヒータ膜に
通電することによりガラス面の氷結等を速やかに融解解
消するものであり、近年、かかるガラスのヒータ装置を
車両のウインドシールドガラスに適用する試みがなされ
ている。

ところで、上記ウィンドシールドガラスが通電電極付
近において異物の衝突等でひび割れを生じる等の原因に
より、通電電極が断線すると、ヒータ膜を流れる電流が
大きく偏流して、ガラスが局部的に過熱され、あるいは
温度分布に大きな温度差が生じて、合せガラスを使用す
ることが多いこの種のヒータ付きガラスでは、ガラス基
板の耐久性が大幅に低下するという問題がある。

そこで、例えば特開昭61-27741号公報には、ひび割れ
によるヒータ抵抗値の変化を検出するものが示されてい
る。また、特開昭62-6851号公報に開示されているよう
に窓ガラスの温度を温度センサで検出し、ヒータへの通
電を制御する技術が知られている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、上記特開昭61-27741号公報記載の方法で
は、ヒータ電流を測定するための接地抵抗器を別体に設
ける必要があって、このための設置スペースを要すると
ともに供給電力の一部が無駄に消費されるという問題が
あり、さらには、上記抵抗値変化によっては、実際にガ
ラス劣化の原因となるガラス面の局部的温度上昇や温度
差の拡大を正確には知り得ない。

また窓ガラスの温度は外気温度、日射量、降雨・降雪
の有無等により大幅に変動し、特にガラスの割れ等によ
り通電電極が断線し局部的に通電が停止して低温になっ
たり、局部的に電流が集中して過熱が起こった場合に
は、断線場所が異なると検出される温度変化が異なる。
したがって上記特開昭62-6851号公報記載の技術ではガ
ラス面の局部的温度上昇や温度差の拡大を正確に検出で
きずヒータ膜への部分的な通電異常を知り得ない。

本発明はかかる背景に鑑みてなされたもので、接地抵
抗器等を設けることなく、ガラス面の温度変化を正確に
知って通電電極の断線等のヒータ膜への部分的な通電異
常を検出するガラスのヒータ装置を提供することを目的
とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明はガラス面の温度変化を少ない温度センサによ
り効果的に検出してヒータ膜への通電異常を知るもので
あり、以下の構成を有する。

すなわち、第１図により本発明の構成を説明すると、
ガラス基板１の対向する二辺に沿って対をなして通電電
極２、３を形成し、これら通電電極２、３間のガラス面
に透明導電膜よりなるヒータ膜４を形成したガラスのヒ
ータ装置は、ガラス面のヒータ膜４形成部に、通電電極
2,3に沿った方向に互いに離れて配置され、配置位置に
おけるヒータ膜４の温度を検出する複数の温度センサ6
A,6Bを設け、かつ、上記温度センサ6A,6B間の検出温度
差が所定値を越えた時に異常と判断する異常検出手段７
を設けたものである。望ましくは温度センサ6A,6Bは、
上記いずれかの通電電極2,3の、給電線51が接続される
一端21に近いガラス面と、上記給電線が接続されない他
端32に近いガラス面に設ける。異常検出手段７は、上記
温度センサ6A,6Bのうち、通電電極２の、給電線51が接
続される一端21寄りに設けた温度センサ6Aによる検出温
度が他の所定値を越えた時に異常と判断する構成とす
る。異常検出手段７はまた、異常と判断された時に警報
出力を発する警報器77を具備する構成とする。

［作用］ 上記構成のヒータ付きガラスにおいて、給電線51、52
によりヒータ膜４に通電すると、ヒータ膜４上の温度分
布は、上記両通電電極２、３の一端21、31間の部分にお
いて最も高くなり、他端22、32間の部分に向けて漸次低
くなるが、この温度差はそれ程大きくはない。したがっ
て、上記両温度センサ6A、6B間の検出温度差が上記所定
値を越えることはない。

さて、通電電極２、３近くでガラス基板１にひび割れ
を生じて上記通電電極２、３が途中で断線すると、それ
以降の他端22、32までの電極部とこれに対向する他の通
電電極３、２間に有るヒータ膜４部分には電流が流れ
ず、このヒータ膜４部分は温度が上昇しない。一方、上
記通電電極２、３のうち、その一端21、31より上記断線
部までの電極部分とこれに対向する他の通電電極３、２
間に有るヒータ膜４部分では電流密度が増大して温度が
上昇する。

これにより、上記両温度センサ6A、6Bにより検出され
る温度差が上記所定値を越える。しかして、この場合
は、異常検出手段７により異常と判断され、ヒータ通電
が停止され、あるいはヒータガラスの交換等の処置を促
す。

［第１実施例］ 第１図において、車両のウインドシールドガラスに使
用するガラス基板１は台形の合わせガラスであり、ガラ
ス合わせ面の上辺と下辺にはこれに沿って平行に帯状通
電電極２、３が形成され、相対向するこれら通電電極
２、３間のガラス面には、相似形の台形状に透明導電膜
が形成されてヒータ膜４としてある。

上記各通電電極2,3にはその一端21、31に図略の車載
バッテリあるいは車載バッテリ電圧よりも高い電圧を発
生する電源に至る給電線51、52が接続され、通電により
上記ヒータ膜４は発熱して温度が上昇する。

上記通電電極２の一端21に近いガラス面のヒータ膜４
形成部と、上記通電電極３の給電部より遠い他端32近く
のガラス面のヒータ膜４形成部には温度センサたるサー
ミスタ6A、6Bが設置してあり、各サーミスタ6A、6Bはそ
れぞれガラス基板１外の、詳細を後述する警報回路７に
接続されている。なお、上記サーミスタ6A、6Bは設置部
のガラス面温度に比例してその抵抗値が大きくなるもの
である。

上記警報回路７の詳細を第２図に示す。図において、
各サーミスタ6A、6Bにはそれぞれ抵抗701、702が直列接
続してあり、接続部の電圧Vkはコンパレータ71の「＋」
端子および差動増幅器72の「＋」端子に入力し、接続部
の電圧Vlは上記差動増幅器72の「−」端子に入力してい
る。差動増幅器72の出力72aは上記電圧Vk、Vlの差に比
例しており、これはコンパレータ73の「＋」端子に入力
している。

上記コンパレータ71の「−」端子には抵抗分圧された
定電圧Vbが入力し、コンパレータ73の「−」端子には抵
抗分圧された定電圧Vaが入力している。上記両コンパレ
ータ71、73の出力71a、73aはORゲート74に入力し、該ゲ
ート74の出力でトランジスタ75、76が作動せしめられ
る。上記トランジスタ75には警報器たる警報表示灯77が
接続してある。また、上記トランジスタ76にはリレーコ
イル78が接続され、そのリレー接点78aは常閉接点で、
上記給電線51中に介設され、作動時に開放状態となる。

かかるヒータ付きガラスの作動を以下に説明する。

通電時の上記ヒータ膜４の温度分布は、各通電電極
２、３の一端21、31間の部分において最も高くなり、他
端22、32間の部分に向け漸次低くなるとともに、上記一
端21、31と他端22、32の間の温度差Tdは時間とともに拡
大する。しかして、サーミスタ6Aにより検出された上記
一端21近くのガラス面の温度T1と、サーミスタ6Bにより
検出された上記他端32近くのガラス面の温度T2の時間推
移を見ると、第３図に示す如きものとなり、時間ととも
にその温度差Tdは拡大する傾向にあるが、通常は、例え
ば外気温−20℃、着氷量400ccで、常用的な４分間通電
の後でも10℃程度と比較的小さい。

また、上記温度T1が、ガラス基板１の耐久上許される
上限温度Tuに達することもない。

したがって、第２図において、信号72a電圧＜Vaで、
かつ、Vk＜Vbであるから、トランジスタ75、76はいずれ
も非導通であり、警報表示灯77は点灯せず、リレー接点
78aは閉じている。

さて、第４図の×点で示す位置でガラス基板１にひび
割れを生じ、ここで通電電極２が断線した場合、断線部
以降の他端22までの電極部には通電がなされず、これに
対向する通電電極３の他端31に近いガラス面の温度T2の
上昇は僅かである（第５図）。一方、断線により、上記
通電電極２の一端21近くのヒータ膜４では電流密度が増
大して温度が急上昇し、この部分でガラス面の温度T1が
急上昇して上限温度Tuを越えることがある。また、この
場合には、ヒータ膜４の通電電極2,3に沿った方向にお
ける温度分布が増大し、ガラス面の温度差Tdも拡大す
る。

しかして、第２図において、信号72a電圧＞Vaとな
り、あるいはVk＞Vbとなって、トランジスタ75、76が導
通し、警報表示灯77が点灯するとともにリレー接点78a
が開いてヒータ膜４への通電が停止する。

また、第６図の×点で示す位置でガラス基板１にひび
割れを生じ、ここで通電電極３が断線した場合には、断
線部以降の他端32までの電極部には通電がなされず、他
端32に近いガラス面の温度T2は、第７図に示す如く、や
はり殆ど上昇しない。そして、上記の断線時と同様に温
度T1は急上昇して上限温度Tuを越えることがあり、ま
た、温度差Tdも拡大する。

かくして、この場合も警報表示灯77が点灯するととも
にヒータ膜４への通電が停止する。

［第２実施例］ 第８図には、上記実施例における警報回路７の差動増
幅器72とコンパレータ73に代わる回路例を示す。図にお
いて、抵抗703、704、705、サーミスタ6A、および、抵
抗706が直列接続されたサーミスタ6Bによりブリッジ回
路を構成しており、該ブリッジ回路の出力は抵抗を経て
コンパレータ79の「＋」端子と「−」端子に入力してい
る。

かかる回路において、ひび割れにより通電電極２、３
に断線が生じると、サーミスタ6A設置部の温度が上昇し
てその抵抗値が増大し、サーミスタ6Bの抵抗値との差が
一定値以上に大きくなると、上記コンパレータ79の
「＋」端子入力が「−」端子入力よりも大きくなって
「１」レベルの出力79aを発する。

かかる回路構成でも上記第１実施例と同様の効果があ
る。

上記各実施例において示す如く、サーミスタは通電電
極に沿った方向に互いに離れた位置に設ける必要があ
り、断線位置および温度勾配の詳細な情報を得たい場合
にはさらに他の位置にサーミスタを設けると良い。

またサーミスタの設置位置は、上記実施例の如き異な
る通電電極の一端と他端である必要はなく、同一の通電
電極に沿って設けても良い。

サーミスタ以外に白金抵抗体等の他の温度センサを使
用することが可能である。

［発明の効果］ 以上の如く、本発明のガラスのヒータ装置によれば、
ヒータ膜への部分的な通電異常に伴うガラス基板の局部
的な温度上昇や温度勾配の急増を効果的に検出すること
により、上記ガラスの耐久性の低下を未然に防止できる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は本発明の第１実施例を示し、第１
図はガラスのヒータ装置の概略正面図、第２図は警報回
路の回路図、第３図はサーミスタ設置部温度の経時変化
を示す図、第４図はひび割れの一例を示すガラスのヒー
タ装置の概略正面図、第５図はその場合のサーミスタ設
置部温度の経時変化を示す図、第６図はひび割れの他の
例を示すガラスのヒータ装置の概略正面図、第７図はそ
の場合のサーミスタ設置部温度の経時変化を示す図、第
８図は本発明の第２実施例における要部回路図である。 １……ガラス基板 ２、３……通電電極 21、31……一端 22、32……他端 ４……ヒータ膜 51、52……給電線 6A、6B……サーミスタ（温度センサ） ７……警報回路（異常検出手段）

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガラス基板の対向する二辺に沿って対をな
   して通電電極を形成し、これら通電電極間のガラス面に
   透明導電膜よりなるヒータ膜を形成してガラス基板を加
   熱するガラスのヒータ装置において、ガラス面のヒータ
   膜形成部に、上記通電電極に沿った方向に互いに離れて
   配置され、配置位置におけるヒータ膜の温度を検出する
   複数の温度センサを設け、かつ、上記温度センサ間の検
   出温度差が所定値を越えた時に異常と判断する異常検出
   手段を設けたことを特徴とするガラスのヒータ装置。
2. 【請求項２】上記温度センサは、少なくとも、上記いず
   れかの通電電極の、給電線が接続される一端に近いガラ
   ス面と、上記給電線が接続されない他端に近いガラス面
   に設けた請求項１記載のガラスのヒータ装置。
3. 【請求項３】上記異常検出手段を、上記温度センサ間の
   検出温度差が所定値を越え、あるいは上記温度センサの
   うち、通電電極の、給電線が接続される一端寄りに設け
   た温度センサによる検出温度が他の所定値を越えた時に
   異常と判断するように構成した請求項１または２いずれ
   か記載のガラスのヒータ装置。
4. 【請求項４】上記異常検出手段には、異常と判断すると
   警報出力を発する警報器を具備する請求項１ないし３い
   ずれか記載のガラスのヒータ装置。