JP3804267B2

JP3804267B2 - ヒーター付ミラー

Info

Publication number: JP3804267B2
Application number: JP09241198A
Authority: JP
Inventors: 良吉松
Original assignee: Pentel Co Ltd
Current assignee: Pentel Co Ltd
Priority date: 1998-03-20
Filing date: 1998-03-20
Publication date: 2006-08-02
Anticipated expiration: 2018-03-20
Also published as: JPH11268618A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、防曇用又はミラーの表面に付着した水滴、雨滴、露、氷といったものを除去するヒーター付ミラーに関するもので、特に車両用ミラーに好適なヒーター付ミラーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ヒーター付ミラーは、降雨時や降雪時の車両の走行において、バックミラー等に付着した水滴、雪、氷などを加温して除去すると共に、水滴が再付着したり再氷結したりすることを防止することで、後方視認を容易にし走行安全性を確保することを目的として利用されている。
特にこの種のミラーにおいては、ミラー表面の加熱温度分布をできるだけ均一にすることで効率の良い水滴、氷の除去が可能となる。
これを実現するために、例えば、特開昭６１−２０００５１号公報では、非導電基板と、上記基板表面に被覆され電流を流すことによって発熱する電気抵抗性材料によって構成した反射膜と、前記基板端部の反射膜上に設けた一対の給電電極を備えたことを特徴とするヒーター被覆鏡体において、鏡体の端部に設けた一対の給電電極の間に、抵抗値の十分小さい補助電極を設けたことによって、ヒーター被覆鏡体の使用目的、形状に応じて所望の加熱温度分布をきわめて容易につくり出すことができると提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特開昭６１−２０００５１号公報に記載されたヒーター付ミラーは、配設された補助電極のシート抵抗値が、反射膜のシート抵抗値よりも極端に低くなる場合には、抵抗値が低いことにより補助電極を配設した部分での発熱が抑制されて加熱されず、ミラーの表面に付着した水滴、雨滴、露、氷といったものを除去する性能がむしろ悪化してしまうという問題を有していた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述の問題点を解決するためになしたものであり、非導電性のミラー基板と、この基板裏面に被覆される反射膜兼発熱抵抗体膜または反射膜及び発熱抵抗体膜と、反射膜兼発熱抵抗体膜または発熱抵抗体膜上に配設された少なくとも１対の給電電極と、該給電電極によって囲まれる領域の内側、すなわち給電電極によって加熱される領域の部分から、該給電電極によって囲まれる領域の外側、すなわち給電電極によって加熱されない領域の部分へ延びる様に反射膜兼発熱抵抗体膜または発熱抵抗体膜上に配設されそのシート抵抗値が反射膜兼発熱抵抗体膜または発熱抵抗体膜のシート抵抗値の１％〜３０％となるような補助電極とを備えることを特徴とするヒーター付ミラーを要旨とするものである。
【０００５】
以下、詳細に説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態である自動車用バックミラーに用いるヒーター付ミラーの背面模式図であり、図２はその断面模式図である。
非導電性のミラー基板１は、ガラス、アクリル板等の透明材料を用い、その断面は、平板や曲面板形状などからなる。
上記ミラー基板１の裏面には、反射膜兼発熱抵抗体膜２が形成されている。この反射膜兼発熱抵抗体膜２は、チタン、クロム、ニッケル−クロム系合金、アルミ−チタン系合金等の金属薄膜をスパッタリング法や真空蒸着法により形成したものである。
この反射膜兼発熱抵抗体膜２は、上記のように反射膜と発熱抵抗体膜が兼用となっている単層のもの以外の構成も採用できる。即ち、反射膜としての働きを有する第１層の膜と発熱抵抗体膜としての働きを有する第２層の膜とからなる２層構造のものも採用できる。この場合、第１層は、アルミニウム、クロム、ニッケル、ニッケル−クロム系合金、ニッケル−燐などの金属薄膜をスパッタリング法や真空蒸着法またはめっき法などにより形成し、第２層は、チタン、チタンシリサイド、クロムシリサイド、窒化タンタル、炭化チタン、炭化タングステン、ホウ化ニオブ、鉄−クロム−アルミニウム系合金などの金属薄膜をスパッタリング法や真空蒸着法またはめっき法などにより形成することができる。
更には、反射膜と発熱抵抗体膜との間に絶縁層を設けることで、反射膜と発熱抵抗体膜とが電気的に接続されないように独立して形成したものを採用してもよい。この場合、反射膜としてはアルミニウム、クロム、ニッケル、ニッケル−クロム系合金、ニッケル−燐などの金属薄膜をスパッタリング法や真空蒸着法またはめっき法などにより形成し、絶縁層としてはシリカ等を用い、発熱抵抗体膜としてはチタン、チタンシリサイド、クロムシリサイド、窒化タンタル、炭化チタン、炭化タングステン、ホウ化ニオブ、鉄−クロム−アルミニウム系合金などの金属薄膜をスパッタリング法や真空蒸着法またはめっき法などにより形成することができる。
なお、反射膜兼発熱抵抗体膜または発熱抵抗体膜のシート抵抗値については、車両側の電源出力を考慮すると２〜２０Ω／□であることが望ましい。
【０００６】
そして、この反射膜兼発熱抵抗体膜２の上には、少なくとも一対の給電電極３ａ、３ｂが形成されている。この給電電極３ａ、３ｂは、電源と直接接続されることで、反射膜兼発熱抵抗体膜２に通電して発熱させるために形成されている。この給電電極３ａ、３ｂは、反射膜兼発熱抵抗体膜２の上に銀ペースト、銅ペースト等を印刷することで形成したり、銀、銅、ニッケル等の金属薄膜を直接スパッタリングや電解エッチング等により形成する等、種々の方法で形成することができる。
給電電極３ａ、３ｂ上には、はんだ付け等により、リード線４ａ、４ｂが接続されており、このリード線４ａ、４ｂは電源と接続される。
更に、反射膜兼発熱抵抗体膜２の上の給電電極３ａ、３ｂ間には、反射膜兼発熱抵抗体膜２を介して給電電極３ａ、３ｂと電気的に接続される補助電極５ａ、５ｂが形成されている。
この補助電極５ａ、５ｂは、反射膜兼発熱抵抗体膜２の上にカーボンペースト、カーボン−銀ペースト、銅ペースト等を印刷や塗装することにより形成したり、金属薄膜をスパッタリングや電解エッチング等により形成する事ができる。
ここで、補助電極５ａ、５ｂのシート抵抗値は、反射膜兼発熱抵抗体膜２のシート抵抗値の１％〜３０％の値をとっている必要がある。これは、補助電極のシート抵抗値を反射膜兼発熱抵抗体膜または発熱抵抗体膜のシート抵抗値の１％未満にすると、補助電極の抵抗値が低すぎるために発熱が抑制され、この部分が加熱されず、温度分布が不均一になるためであり、また、この補助電極のシート抵抗値が反射膜兼発熱抵抗体膜または発熱抵抗体膜のシート抵抗値の３０％を超えると、補助電極と反射膜兼発熱抵抗体膜または発熱抵抗体膜の抵抗差が小さくなり補助電極への電流誘引作用が弱まり、反射膜兼発熱抵抗体膜または発熱抵抗体膜の電流分布を制御できなくなり、温度分布が不均一になるためである。
補助電極のシート抵抗値を反射膜兼発熱抵抗体膜のシート抵抗値の１％〜３０％の値となすには、補助電極の材料の選定や膜厚の調整などにより行う。なお、補助電極のシート抵抗値のより好ましい値は、反射膜兼発熱抵抗体膜のシート抵抗値の５％〜３０％である。
【０００７】
因みに、本実施の形態においては、補助電極５ａ、５ｂをストライプ形状に２個形成しているが、ミラーの形状や所望とするミラーの温度分布状態にあわせて、補助電極の形成位置や形状を変えたり、補助電極の数量などを変更することも可能である。補助電極の形成位置としては、ミラー基板が給電電極で加熱される領域と加熱されない領域とにまたがるように形成することが特に好ましい。
また、補助電極内に膜厚分布を設けたり、補助電極上に抵抗値の異なる補助電極を重ねたりする等の方法により補助電極内に温度分布をつくることも可能である。尚、ミラー加温制御の為に温度検出素子を設置したり、耐久性向上の為に絶縁防湿材によるコーティングを行うこともできる。
【０００８】
図３は、本発明の第２の実施の形態である自動車用バックミラーに用いるヒーター付ミラーの背面模式図である。
本第２の実施の形態は、上記第１の実施の形態と比較して、ミラー基板１１形状が異なっていること、１対の給電電極１３ａ、１３ｂがミラー基板１１の上下辺に沿って形成されていること、補助電極１５ａ、１５ｂが、前記給電電極１３ａ、１３ｂと同様にミラー基板１１の上下辺に沿って形成されると共に、給電電極１３ａ、１３ｂによって囲まれる領域の外側（給電電極によって加熱されない領域）の部分（図の右側の部分）が明らかに太く形成されていること、更に、給電電極１３ａと電源（不図示）との間に、温度検出素子であるサーモスタット１６と温度ヒューズ１７を配接した以外は、第１の実施の形態と同様である。
【０００９】
【作用】
本発明のヒーター付ミラーは、補助電極のシート抵抗値を反射膜兼発熱抵抗体膜または発熱抵抗体膜のシート抵抗値の１％〜３０％としたので、電流を補助電極に誘引し反射膜兼発熱抵抗体膜または発熱抵抗体膜の電流分布を制御でき、かつ補助電極部もある程度抵抗を持つことで加熱されることが可能であるため、ミラー上の温度分布を均一化できる。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明を実施例により詳細説明する。
実施例１
第１の実施の形態において、ミラー基板１としてＲ＝１４００ｍｍの曲面を有する、異型形状のガラス製基板を用い、反射膜兼発熱抵抗体膜２として約５５ｎｍの膜厚を有するチタン膜をスパッタリング法により形成し、給電電極３ａ、３ｂを膜厚が約７５μｍとなるように銅ペーストの印刷により形成し、補助電極５ａ、５ｂを膜厚が約１３０μｍとなるようにカーボン−銀ペーストの印刷により形成してヒーター付ミラーを作成した。
実施例１によって得たヒーター付ミラーの反射膜兼発熱抵抗体膜２、給電電極３ａ、３ｂ、補助電極５ａ、５ｂのそれぞれのシート抵抗値を４端子法で測定したところ１１．０Ω／□、０．０４Ω／□、０．０５Ω／□、０．１２Ω／□、０．１１Ω／□であった。
【００１１】
実施例２
第１の実施の形態において、ミラー基板１としてＲ＝１４００ｍｍの曲面を有する、異型形状のガラス製基板を用い、反射膜兼発熱抵抗体膜２として約６０ｎｍの膜厚を有するチタン膜をスパッタリング法により形成し、給電電極３ａ、３ｂを膜厚が約５０μｍとなるように銅ペーストの印刷により形成し、補助電極５ａ、５ｂを膜厚が約３０μｍとなるように銅ペーストの印刷により形成してヒーター付ミラーを作成した。
実施例２によって得たヒーター付ミラーの反射膜兼発熱抵抗体膜２、給電電極３ａ、３ｂ、補助電極５ａ、５ｂのそれぞれのシート抵抗値を４端子法で測定したところ１０．０Ω／□、０．０６Ω／□、０．０６Ω／□、０．２０Ω／□、０．１９Ω／□であった。
【００１２】
実施例３
第１の実施の形態において、ミラー基板１としてＲ＝１４００ｍｍの曲面を有する、異型形状のガラス製基板を用い、反射膜兼発熱抵抗体膜２として約５０ｎｍの膜厚を有するチタン膜をスパッタリング法により形成し、給電電極３ａ、３ｂとして膜厚が約２５０ｎｍとなるように銅膜をスパッタリング法により形成し、補助電極５ａ、５ｂとして膜厚が約５０ｎｍとなるようにアルミ膜をスパッタリング法により形成してヒーター付ミラーを作成した。
実施例３によって得たヒーター付ミラーの反射膜兼発熱抵抗体膜２、給電電極３ａ、３ｂ、補助電極５ａ、５ｂのそれぞれのシート抵抗値を４端子法で測定したところ１２．５Ω／□、０．０８Ω／□、０．０８Ω／□、０．６２Ω／□、０．６２Ω／□であった。
【００１３】
実施例４
第１の実施の形態において、ミラー基板１としてＲ＝１４００ｍｍの曲面を有する、異型形状のガラス製基板を用い、反射膜兼発熱抵抗体膜２として約７０ｎｍの膜厚を有するニッケル−クロム合金膜と約８０ｎｍの膜厚を有するチタン膜の２層膜をスパッタリング法により形成し、給電電極３ａ、３ｂを膜厚が約７５μｍとなるように銀ペーストの印刷により形成し、補助電極５ａ、５ｂを膜厚が約８０μｍとなるようにカーボンペーストの印刷により形成してヒーター付ミラーを作成した。
実施例４によって得たヒーター付ミラーの反射膜兼発熱抵抗体膜２、給電電極３ａ、３ｂ、補助電極５ａ、５ｂのそれぞれのシート抵抗値を４端子法で測定したところ４．３Ω／□、０．０２Ω／□、０．０２Ω／□、０．４１Ω／□、０．４２Ω／□であった。
【００１４】
実施例５
第１の実施の形態において、ミラー基板１としてＲ＝１４００ｍｍの曲面を有する、異型形状のガラス製基板を用い、反射膜兼発熱抵抗体膜２として約４０ｎｍの膜厚を有するチタン膜をスパッタリング法により形成し、給電電極３ａ、３ｂを膜厚が約３０μｍとなるように銅ペーストの印刷により形成し、補助電極５ａ、５ｂとして膜厚が約２００ｎｍとなるようにニッケル−クロム合金膜をスパッタリング法により形成してヒーター付ミラーを作成した。
実施例５によって得たヒーター付ミラーの反射膜兼発熱抵抗体膜２、給電電極３ａ、３ｂ、補助電極５ａ、５ｂのそれぞれのシート抵抗値を４端子法で測定したところ１５．８Ω／□、０．２０Ω／□、０．１８Ω／□、３．１６Ω／□、３．１９Ω／□であった。
【００１５】
実施例６
第１の実施の形態において、ミラー基板１としてＲ＝１４００ｍｍの曲面を有する、異型形状のガラス製基板を用い、反射膜兼発熱抵抗体膜２として約４０ｎｍの膜厚を有するチタン膜をスパッタリング法により形成し、給電電極３ａ、３ｂを膜厚が約９０μｍとなるように銅ペーストの印刷により形成し、補助電極５ａ、５ｂとして膜厚が約８μｍとなるようにカーボンペーストを塗装することにより形成してヒーター付ミラーを作成した。
実施例６によって得たヒーター付ミラーの反射膜兼発熱抵抗体膜２、給電電極３ａ、３ｂ、補助電極５ａ、５ｂのそれぞれのシート抵抗値を４端子法で測定したところ１５．３Ω／□、０．０３Ω／□、０．０３Ω／□、４．５８Ω／□、４．５５Ω／□であった。
【００１６】
実施例７
第２の実施の形態において、ミラー基板１１としてＲ＝１４００ｍｍの曲面を有する、異型形状のガラス製基板を用い、反射膜兼発熱抵抗体膜１２として約２００ｎｍの膜厚を有するチタン膜をスパッタリング法により形成し、給電電極１３ａ、１３ｂを膜厚が約７５μｍとなるように銅ペーストの印刷により形成し、補助電極１５ａ、１５ｂとして膜厚が約４０μｍとなるように銅ペーストの印刷により形成してヒーター付ミラーを作成した。
実施例７によって得たヒーター付ミラーの反射膜兼発熱抵抗体膜２、給電電極３ａ、３ｂ、補助電極７ａ、７ｂのそれぞれのシート抵抗値を４端子法で測定したところ３．０Ω／□、０．０４Ω／□、０．０４Ω／□、０．１６Ω／□、０．１７Ω／□であった。
【００１７】
比較例１
第１の実施の形態において、ミラー基板１としてＲ＝１４００ｍｍの曲面を有する、異型形状のガラス製基板を用い、反射膜兼発熱抵抗体膜２として約９０ｎｍの膜厚を有するチタン膜をスパッタリング法により形成し、給電電極３ａ、３ｂを膜厚が約７５μｍとなるように銅ペーストの印刷により形成し、補助電極５ａ、５ｂを膜厚が約７５μｍとなるように銅ペーストの印刷により形成してヒーター付ミラーを作成した。
比較例１によって得たヒーター付ミラーの反射膜兼発熱抵抗体膜２、給電電極３ａ、３ｂ、補助電極５ａ、５ｂのそれぞれのシート抵抗値を４端子法で測定したところ７．５Ω／□、０．０４Ω／□、０．０４Ω／□、０．０４Ω／□、０．０４Ω／□であった。
【００１８】
比較例２
第１の実施の形態において、ミラー基板１としてＲ＝１４００ｍｍの曲面を有する、異型形状のガラス製基板を用い、反射膜兼発熱抵抗体膜２として約５５ｎｍの膜厚を有するチタン膜をスパッタリング法により形成し、給電電極３ａ、３ｂを膜厚が約７５μｍとなるように銅ペーストの印刷により形成し、補助電極５ａ、５ｂを膜厚が約８μｍとなるようにカーボンぺーストの塗装により形成してヒーター付ミラーを作成した。
比較例２によって得たヒーター付ミラーの反射膜兼発熱抵抗体膜２、給電電極３ａ、３ｂ、補助電極５ａ、５ｂのそれぞれのシート抵抗値を４端子法で測定したところ１１．２Ω／□、０．０４Ω／□、０．０４Ω／□、４．５０Ω／□、４．４８Ω／□であった。
【００１９】
比較例３
図４は、比較例３のヒーター付ミラーの背面模式図である。比較例３は、実施例７において、補助電極を除いた以外は、実施例７と同様になしてヒーター付ミラーを作成した。
比較例３によって得たヒーター付ミラーの反射膜兼発熱抵抗体膜１２、給電電極１３ａ、１３ｂのそれぞれのシート抵抗値を４端子法で測定したところ３．０Ω／□、０．０４Ω／□、０．０４Ω／□であった。
【００２０】
比較例４
図５は、比較例４のヒーター付ミラーの背面模式図である。比較例４は、比較例３において、下側給電電極１３ｂを右側に延長することで、給電電極３ａ、３ｂで加熱できない領域を減少させた以外は、比較例３と同様になしてヒーター付きミラーを製作した。
比較例４によって得たヒーター付ミラーの反射膜兼発熱抵抗体膜１２、給電電極１３ａ、１３ｂのそれぞれのシート抵抗値を４端子法で測定したところ３．０Ω／□、０．０４Ω／□、０．０４Ω／□であった。
【００２１】
上記実施例１〜７、比較例１〜４によって得たヒーター付ミラーについて、常温常湿の環境下において同一電力にて通電試験を行い、ミラー表面温度をサーモグラフィーにて測定した。
結果を図６〜１５に示す。なお、図６〜１５は、サーモグラフィーの模式図であり、実施例１〜７は、各々図６〜１２に対応し、比較例１、２は図１３及び図１４に対応し、比較例３、４は、図１５に対応する。
【００２２】
図６〜１５において、８、８ａ、８ｂ、８ｃの領域はミラーの表面温度がミラー表面の平均温度に対して±５℃以内となる範囲であり、９の領域はミラー表面の平均温度に対して−５℃以下となる範囲、１０、１０ａ、１０ｂの領域はミラー表面の平均温度に対して＋５℃以上となる範囲である。
これらの各領域面積のミラー表面積に対する比率を表１に示す。
【００２３】
【表１】

【００２４】
尚、比較例４では、１０ａの領域が電流集中により火傷などの危険性がある温度まで著しく加熱された。
【００２５】
ミラー平均温度±５℃以内の領域が８０％以上のときにミラー表面がほぼ均一に加熱され、ヒーター付ミラーとして防曇及び水滴、霜等の除去性能が良好であり、特にミラー平均温度±５℃以内の領域が８５％以上のときには、大変優れた防曇及び水滴、霜等の除去性能を示した。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によるヒーター付ミラーは、補助電極のシート抵抗値を反射膜兼発熱抵抗体膜または発熱抵抗体膜のシート抵抗値の１％〜３０％となしたので、反射膜兼発熱抵抗体膜または発熱抵抗体膜の電流分布を均一化する作用を損なうことなく補助電極上の低温化を防止したもので、ミラー表面上の温度分布を均一化することで、効率の良い防曇及び水滴、霜等の除去性能が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の裏面模式図である。
【図２】図１の断面模式図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態の裏面模式図である。
【図４】本発明の比較例３の裏面模式図である。
【図５】本発明の比較例４の裏面模式図である。
【図６】本発明の実施例１のサーモグラフィー写真模写図である。
【図７】本発明の実施例２のサーモグラフィー写真模写図である。
【図８】本発明の実施例３のサーモグラフィー写真模写図である。
【図９】本発明の実施例４のサーモグラフィー写真模写図である。
【図１０】本発明の実施例５のサーモグラフィー写真模写図である。
【図１１】本発明の実施例６のサーモグラフィー写真模写図である。
【図１２】本発明の実施例７のサーモグラフィー写真模写図である。
【図１３】本発明の比較例１のサーモグラフィー写真模写図である。
【図１４】本発明の比較例２のサーモグラフィー写真模写図である。
【図１５】本発明の比較例３のサーモグラフィー写真模写図である。
【符号の説明】
１ミラー基板
１１ミラー基板
２反射膜兼発熱抵抗体膜
１２反射膜兼発熱抵抗体膜
３ａ給電電極
３ｂ給電電極
１３ａ給電電極
１３ｂ給電電極
４ａリード線
４ｂリード線
５ａ補助電極
５ｂ補助電極
１５ａ補助電極
１５ｂ補助電極
１６サーモスタット
１７温度ヒューズ
８ミラー平均温度±５℃以内の領域
８ａミラー平均温度±５℃以内の領域
８ｂミラー平均温度±５℃以内の領域
８ｃミラー平均温度±５℃以内の領域
９ミラー平均温度−５℃以下の領域
１０ミラー平均温度＋５℃以上の領域
１０ａミラー平均温度＋５℃以上の領域
１０ｂミラー平均温度＋５℃以上の領域

Claims

非導電性のミラー基板と、この基板裏面に被覆される反射膜兼発熱抵抗体膜または反射膜及び発熱抵抗体膜と、反射膜兼発熱抵抗体膜または発熱抵抗体膜上に配設された少なくとも１対の給電電極と、該給電電極によって囲まれる領域の内側、すなわち給電電極によって加熱される領域の部分から、該給電電極によって囲まれる領域の外側、すなわち給電電極によって加熱されない領域の部分へ延びる様に反射膜兼発熱抵抗体膜または発熱抵抗体膜上に配設されそのシート抵抗値が反射膜兼発熱抵抗体膜または発熱抵抗体膜のシート抵抗値の１％〜３０％となるような補助電極とを備えることを特徴とするヒーター付ミラー。
補助電極は、給電電極によって囲まれる領域の内側、すなわち給電電極によって加熱される領域の部分に対して、給電電極によって囲まれる領域の外側、すなわち給電電極によって加熱されない領域の部分が太く形成されたものであることを特徴とする請求項１記載のヒーター付ミラー。