JP4459012B2

JP4459012B2 - 車両用ガラスに形成されるデフォッガの熱線パターン構造

Info

Publication number: JP4459012B2
Application number: JP2004304854A
Authority: JP
Inventors: 広道山下; 和久大野
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 2004-10-19
Filing date: 2004-10-19
Publication date: 2010-04-28
Anticipated expiration: 2024-10-19
Also published as: US7211768B2; JP2006117026A; US20060086714A1

Description

本発明は、車両の窓ガラスに設けられる防曇用のデフォッガの構造に関し、特に、ガラスアンテナが設けられた窓ガラスのデフォッガの熱線パターン構造に関する。

バスバーとバスバーとの間に配列された複数本の熱線とよりなるデフォッガの設けられたリアガラスにＴＶ用アンテナ、特にデジタルＴＶ用アンテナ（周波数４７０〜７１０ＭＨＺ）を設けた場合には、次のような問題が発生する。すなわち、デフォッガの熱線の影響により、希望波方向への指向性のコントロールが困難になる。これは、図１に点線で示すように、熱線の影響によりリアガラスのアンテナの指向性が、リアガラス面に垂直な方向に変化し、水平方向の感度が低下するためである。

このような問題を解決するために、本出願人は、ガラスアンテナに対向するデフォッガの熱線の一部のパターンを、メアンダー（蛇行）形状とすることを提案した（特願２００４−１９１１２９）。

図２に、提案に係るメアンダー形状部分の熱線パターンを示す。デフォッガの熱線パターンは、左右対称であり、図面を簡単にするために、左側の端部分のみ示す。

車両のリアガラス１０上のデフォッガ１２と車体（ボディ）のルーフ１４との間であって、ピラー１７に接近した側部上にデジタルＴＶ用のモノポールアンテナ１６が設けられている。１８は、モノポールアンテナの給電点を示す。なお、デフォッガおよびモノポールアンテナは、リアガラス上に銀ペーストを印刷し焼成して形成した銀プリント線により作製される。

デフォッガ１２は、両側部のバスバー２０と、両側部のバスバー２０間に配列された複数本の熱線とにより構成される。モノポールアンテナ１６に近接する最上部の熱線１２−１の一部は、矩形上に等間隔に折り曲げられてメアンダー形状となって、メアンダー形状熱線２２を構成している。

メアンダー形状熱線２２の下側には、１本の横方向熱線１３が延び、このメアンダー下側熱線は縦方向熱線１５に接続される。縦方向熱線１５には、横方向に延びる４本の熱線１２−２，１２−３，１２−４，１２−５が、共通に接続される。メアンダー下側横方向熱線１３は、熱線１２−５と同一の横方向位置にある。熱線１２−６以降は、両バスバー間に延びる通常の直線状の熱線である。

一般に、デフォッガの熱線を、防曇の効果を有効にするために、メアンダー形状構造にすることは、行なわれている。例えば、特許文献１には、熱線をジグザグ形状にし、強加熱領域においては、ジグザグ形状のピッチを他の領域よりも小さくしている。

しかし、本出願人の提案に係る図２に示したメアンダー形状構造は、デフォッガの近傍に設けられたガラスアンテナへの影響を軽減するために採用したものであり、発想を異にするものである。
実開平２−１３９１６１号公報

図２のデフォッガの熱線パターンでは、メアンダー下側横方向熱線１３，１５には、これに接続された４本の熱線１２−２〜１２−５の電流が流れるため、局部的にガラスの温度が高くなることを防止する目的で、熱線１３，１５の幅を、通常の熱線の幅の３〜４倍として、熱線１３，１５における発熱量の増大を抑制している。しかし、この方法では熱線１３，１５の線幅が太くなりすぎ見栄えが悪いと言った問題点がある。

本発明の目的は、線幅が太くなりすぎず、見栄えの良いデフォッガの熱線パーン構造を提供することにある。

本発明の他の目的は、局部的にガラスの温度が高くなることを抑えたデフォッガの熱線パーン構造を提供することにある。

本発明は、車両のリアガラスの両側部上にそれぞれ形成されたバスバーと、これらバスバー間に配列される複数本の熱線とよりなるデフォッガの熱線パターン構造であって、

前記デフォッガの上部スペースの側部上に形成されたアンテナに近接する少なくとも１本の熱線はメアンダー形状を有し、
前記メアンダー形状を有する部分の下側に設けられた１本のメアンダー下側横方向熱線が、前記リアガラス中央部の１本または２本の横方向熱線に接続され、
前記メアンダー下側横方向熱線は、縦方向熱線を介して前記リアガラス中央部の横方向熱線に接続されている、ことを特徴とする。

また、本発明は、車両のリアガラスの両側部上にそれぞれ形成されたバスバーと、これらバスバー間に配列される複数本の熱線とよりなるデフォッガの熱線パターン構造であって、
前記デフォッガの上部スペースの側部上に形成されたアンテナに近接する少なくとも１本の熱線はメアンダー形状を有し、
前記メアンダー形状を有する部分の下側に設けられた２本以上のメアンダー下側横方向熱線が、それぞれ前記リアガラス中央部の１本または２本の横方向熱線に接続され、
前記メアンダー下側横方向熱線は、縦方向熱線を介して前記リアガラス中央部の横方向熱線に接続されている、ことを特徴とする。

前記メアンダー下側横方向熱線は、前記リアガラス中央部の１本または２本の横方向熱線に接続されるのが好適である。

また、前記メアンダー下側横方向熱線の幅は、前記リアガラスの側部上に形成された横方向熱線の幅に対し１〜３倍とするのが好適である。線幅を１倍未満とすると、メアンダー下側横方向熱線での発熱が大きくなり、曇りが晴れやすくなるため、デフォッガとしての機能の点で効率的でなく好ましくない。３倍より大きくなると、熱線が太くなるため見栄えが悪くなる。

したがって、リアガラス側部付近の通常の横方向熱線の幅は１ｍｍ以下、具体的には０．５〜１ｍｍであるので、メアンダー下側横方向熱線の幅は、０．５〜３ｍｍとするのが好ましい。

また、前記メアンダー下側横方向熱線の線抵抗は、０．０７〜３．２Ω／ｄｍであるのが好ましい。なお、ｄｍ（デシメートル）は、１０ｃｍを意味する。線抵抗が３．２Ω／ｄｍより大きいと、メアンダー下側横方向熱線での発熱が大きくなり好ましくない。デフォッガは、通常、ガラス中央の曇を先に除去し、その後、側部に向けて曇を晴らす様に設計されるからである。線抵抗が０．０７Ω／ｄｍ未満であると、逆に発熱が小さくなり、十分な防曇効果が得られない可能性がある。また、線幅を広くせずに線抵抗を調整する方法としては、メアンダー下側横方向熱線の厚さを通常の熱線より厚くする。この場合、通常の熱線の厚さの１〜３倍とすることが好ましい。熱線の厚さの調整は、スクリーン印刷時のメッシュを調整することにより行なう。

メアンダー下側横方向熱線の単位面積当たりの発熱量は、１８０〜５００Ｗ／ｍ^２とするのが好適である。１８０Ｗ／ｍ^２より小さいと、側部の通常横方向熱線に比べ、晴れ性が悪くなる。５００Ｗ／ｍ^２より大きいと、メアンダー下側横方向熱線の最高温度が７０℃以上になり好ましくない。

望ましくは、２００〜３５０Ｗ／ｍ^２である。デフォッガは、通常、ガラス中央の曇を先に除去して、その後側部に向けて曇を晴らす様に設計されるからである。

また、隣接する２本のメアンダー下側横方向熱線の間隔は、１２ｍｍ以上、４０ｍｍ以下とするのが好適である。間隔が１２ｍｍより小さいと、局部的にガラスの温度が高くなる。間隔が４０ｍｍより大きいと、局部的にガラスの温度が高くなる問題は発生しないが、メアンダー形状熱線と通常の熱線との間の距離により制限され、配線が困難となってくる。

また、２５℃の雰囲気中でデフォッガのバスバー間に所定の電圧を印加し、前記リアガラスを加温した際、メアンダー下側横方向熱線上の温度は７０℃以下であり、かつ、メアンダー下側横方向熱線上の温度と、前記リアガラスの側部上に形成された通常の横方向熱線上の温度との差が、１５℃以下となるのが好適である。

メアンダー下側横方向熱線上の温度を７０℃以下とするのは、安全上の観点からである。また、通常の横方向熱線との温度差を１５℃以下とするのは、デフォッガは、通常、ガラス中央の曇を先に除去して、その後、側部に向けて曇を晴らすように設計されるからである。

本発明によれば、ガラスアンテナへの影響を軽減するためのメアンダー形状部分を有し、熱線の幅が太くなりすぎず、見栄えの良いデフォッガの熱線パターン構造を提供することが可能になった。さらに本発明によれば、メアンダー形状部分の下側に設けられている熱線により、局部的にガラスの温度が高くなることを抑えた熱線パターン構造を提供することが可能になった。

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図３は、本発明の熱線パターン構造の実施例を示す図である。デフォッガ１２全体を示している。

本実施例では、図２の熱線パターン構造と比較すれば明らかなように、図２の1本のメアンダー下側横方向熱線を２本とする。２本のメアンダー下側横方向熱線を１３−１，１３−２で示す。
メアンダー下側横方向熱線１３−１には、縦方向熱線１５−１を介して、２本の横方向熱線１２−２，１２−３が接続され、メアンダー下側横方向熱線１３−２には、縦方向熱線１５−２を介して、２本の横方向熱線１２−４、１２−５が接続される。

本実施例の熱線パターン構造は、図３に示したとおりであるが、リアガラスの防曇を有効に働かせるためには、種々の要件が課されている。例えば、（1）車両のバッテリーの負荷を抑さえたい、（2）視野確保上重要な領域から効率的に曇りをとりたい、等である。

上記（1），（2）の理由により、一般的には、ガラス中央の曇りを先に除去して、その後側部に向けて曇りをとる様に設計することが好ましい。
このような要件を満足させるために、熱線の線幅，配列ピッチなどは、シミュレーションを用いて選定される。

図４は、図３の熱線パターンの具体的な寸法を示す。図４の例では、リアガラス１４を、中央部分の中央領域と、その隣の中間領域と、側部部分の側部領域とに分け、中央領域は高発熱を、中間領域は中発熱を、側部領域は低発熱を生じるようにする。具体的には熱線の線幅を側部領域＞中間領域＞中央領域とすることにより、発熱を中央領域＞中間領域＞側部領域とすることができる。

本実施例では、厚さ３.５ｍｍのリアガラス上に、図３に示したデフォッガの熱線パターン（厚さが、ほぼ一定とする）を、導電性ペーストをスクリーン印刷することによりガラスの表面にコーティングした後に、ガラスを所定の形状に曲げ加工する際の熱によりガラス表面に焼成して形成した。

デフォッガ１２の下部の横方向長さは約１３４０ｍｍ、中央領域の横方向長さは約２００ｍｍｍ、中間領域の横方向長さは約３２０ｍｍ、側部領域の横方向長さは約１５０ｍｍである。

中央領域での通常の横方向熱線の線幅は約０.５ｍｍ、中間領域での通常の横方向熱線の線幅は約０.６〜０.７ｍｍ，側部領域での通常の横方向熱線の線幅は約１.０ｍｍである。

中央領域，中間領域，側部領域を通して、通常の熱線パターン構造の熱線の間隔は約２８ｍｍである。

メアンダー形状熱線２２の下側の２本の横方向熱線１３−１，１３−２の線幅、および２本の縦方向熱線１５−１，１５−２の各線幅は約２.５ｍｍであり、熱線１３−１と熱線１３−２との間隔は約１８ｍｍとした。

メアンダー下側横方向熱線１３−１，１３−２の線抵抗は、約０.１８Ω／ｄｍである。

以上のような寸法の熱線パターン構造について、シミュレーションにより、発熱分布を求めた。シミュレーションは、（1）ガラスの厚さ、（2）ガラスの熱伝導度、（3）ガラスの表面の熱線による発熱量（発熱量は熱線の抵抗値とバスバーにかかる電圧により得られる）を与えることにより行われる。雰囲気温度を２５℃とし、バスバー間に所定の電圧を印加して通電し、通電３０分後の温度を評価した。ここに、所定の電圧とは、車両に取り付けられ、実際に用いる際に印加する電圧である。通常は１２Ｖが用いられるが、２４Ｖ、４２Ｖなども挙げられる。

中央領域と通常の側部領域との温度差は２０〜２５℃程度であり、中央領域の温度が高く、中間領域と通常の側部領域との温度差は約１５℃であり、中間領域の温度が高かった。また、メアンダー下側横方向熱線の最高温度は５４℃と７０℃以下であり、メアンダー下側横方向熱線と通常の側部領域の横方向熱線の温度差は、１２℃と１５℃以下であり、従って、中央領域、中間領域、メアンダー下側横方向熱線、最後に通常の側部領域の横方向熱線部の順に曇りを晴らすことができ、熱線の線幅の見栄えが良く、局部的にガラスの温度が高くなることを抑えた効率的なデフォッガ機能を備え、メアンダー下側横方向熱線の単位面積当たりの発熱量が２６０Ｗ／ｍ^２である、熱線パターン構造を得ることができた。

ここに、発熱量における面積の概念を、図６を参照して説明する。メアンダー形状熱線部分２２の最下部の熱線とメアンダー下側横方向熱線１３−１との間の中心線を２６−１、メアンダー下側横方向熱線１３−１とメアンダー下側横方向熱線１３−２との間の中心線を２６−２、メアンダー下側横方向熱線１３−２と横方向熱線１２−７との間の中心線を２６−３とする。面積は、図６に示すように中心線間の領域Ｓをとり、これら領域の発熱量を、単位面積当たりに換算している。

本実施例の別の形態では、メアンダー形状部分の下側のメアンダー下側横方向熱線１３−１，１３−２の間隔を１０ｍｍとした。メアンダー下側横方向熱線上の最高温度は６６℃であり、通常の横方向熱線との温度差は２２℃であった。またメアンダー下側横方向熱線の単位面積当たりの発熱量は、４６０Ｗ／ｍ^２であった。メアンダー下側横方向熱線部分が局部的に温度が高くなるものの、線の太さを抑え、見栄えが良いデフォッガの熱線パターン構造とすることができた。

本実施例のさらに別の形態では、メアンダー形状部分の下側のメアンダー下側横方向熱線１３−１，１３−２の間隔を１４ｍｍとした。メアンダー形状横方向熱線上の最高温度は５７℃であり、通常の横方向熱線との温度差は１５℃であった。またメアンダー下側横方向熱線の単位面積当たりの発熱量は、３２５Ｗ／ｍ^２であった。線の太さを抑え、見栄えが良いデフォッガの熱線パターン構造とすることができた。

また、線幅を太くしたメアンダー下側横方向熱線１３−１，１３−２の長さをａ、これに接続される横方向熱線１２−２〜１２−５の長さをｂとした場合に、線幅を太くしたメアンダー下側横方向熱線のトータルの長さ（２ａ）と熱線の全長（２ａ＋ｂ）との比、すなわち２ａ／２ａ＋ｂは、本実施例では、約０．２２であるが、一般的には０．１〜０．３の範囲をするのが好適である。

図５は、本発明の熱線パターン構造の他の実施例を示す図である。デフォッガ１２全体を示している。

本実施例では、メアンダー形状部分２２の下側の熱線は、図３の実施例とは異なり、６本の各熱線１２−２〜１２−７のそれぞれを、折り曲げて、メアンダー形状部分２２の下側に延在させるようにした。折り曲げられ、メアンダー形状部分の下側に延在する６本の熱線の部分を、図５では３０で示している。この部分の各熱線の幅は約１．０ｍｍであり、均等ピッチで配列されている。

本実施例の熱線パターン構造においても、シュミレーションの結果、防曇の際の曇りのはれ具合が見た目上好ましいことが確認された。

以上の各実施例では、メアンダー形状は、矩形状の折れ曲がりとして説明したが、これに限られるものではない。折れ曲がりの角部に丸みをつける、すなわちアール（Ｒ）をつけても良い。また、正弦波状に蛇行する形状も可能である。

また、以上の各実施例では、熱線の厚さはほぼ一定であるとしたが、これに限られるものではない。メアンダー下側の横方向熱線の厚さを通常の横方向熱線の１倍より大きく３倍以下とすることにより線抵抗を調整しても良い。

本実施例では、メアンダー下側横方向熱線の本数を２本または６本としたがこれに限らない。例えば、メアンダー形状部分が比較的小さい場合は、メアンダー下側横方向熱線の本数を１本としても良い。

メアンダー下側の横方向熱線の厚さを厚くする方法としては、例えば、導電ペーストをスクリーン印刷することによりガラスの表面にコーティングする場合、熱線の厚さを厚くする部分のメッシュの線径を大きくし、メッシュ数が少ないものに調整したスクリーンを用いてコーティングを行う方法などが挙げられる。

熱線の影響によりリアガラスのアンテナの指向性が、リアガラスの面に垂直な方向に変化する様子を示す図である。メアンダー形状部分の構造を示す図である。リアガラスに設けた本発明のデフォッガの熱線パターン構造の一実施例を示す図である。図３の実施例の具体的寸法を示す図である。本発明のデフォッガの熱線パターン構造の他の実施例を示す図である。発熱量における面積の概念を説明するための図である。

符号の説明

１０リアガラス
１２デフォッガ
１３−１，１３−２メアンダー下側横方向熱線
１４ルーフ
１５縦方向熱線
１６モノポールアンテナ
１７ピラー
１８モノポールアンテナの給電点
２０バスバー
２２メアンダー形状熱線部分

Claims

車両のリアガラスの両側部上にそれぞれ形成されたバスバーと、これらバスバー間に配列される複数本の熱線とよりなるデフォッガの熱線パターン構造であって、
前記デフォッガの上部スペースの側部上に形成されたアンテナに近接する少なくとも１本の熱線はメアンダー形状を有し、
前記メアンダー形状を有する部分の下側に設けられた１本のメアンダー下側横方向熱線が、前記リアガラス中央部の１本または２本の横方向熱線に接続され、
前記メアンダー下側横方向熱線は、縦方向熱線を介して前記リアガラス中央部の横方向熱線に接続されている、熱線パターン構造。
車両のリアガラスの両側部上にそれぞれ形成されたバスバーと、これらバスバー間に配列される複数本の熱線とよりなるデフォッガの熱線パターン構造であって、
前記デフォッガの上部スペースの側部上に形成されたアンテナに近接する少なくとも１本の熱線はメアンダー形状を有し、
前記メアンダー形状を有する部分の下側に設けられた２本以上のメアンダー下側横方向熱線が、それぞれ前記リアガラス中央部の１本または２本の横方向熱線に接続され、
前記メアンダー下側横方向熱線は、縦方向熱線を介して前記リアガラス中央部の横方向熱線に接続されている、熱線パターン構造。
前記メアンダー下側横方向熱線の幅は、前記リアガラスの側部上に形成された通常の横方向熱線の幅に対し１〜３倍である、請求項１または２に記載の熱線パターン構造。
前記メアンダー下側横方向熱線の幅は、０．５〜３ｍｍである、請求項１，２または３に記載の熱線パターン構造。
前記メアンダー下側横方向熱線の厚さは、前記リアガラスの側部上に形成された通常の横方向熱線の厚さに対し１〜３倍である、請求項１または２に記載の熱線パターン構造。
前記メアンダー下側横方向熱線の線抵抗は、０．０７〜３．２Ω／ｄｍである、請求項１〜５のいずれかに記載の熱線パターン構造。
前記メアンダー下側横方向熱線による単位面積当たりの発熱量は、１８０〜５００Ｗ／ｍ^２である、請求項１〜６のいずれかに記載の熱線パターン構造。
２５℃の雰囲気中で前記バスバー間に所定の電圧を印加し、前記リアガラスを３０分間加温した際の前記メアンダー下側横方向熱線上の温度は、７０℃以下であり、かつ、前記メアンダー下側横方向熱線上の温度と前記リアガラスの側部上に形成された通常の横方向熱線上の温度との差が、１５℃以下である、請求項１〜７のいずれかに記載の熱線パターン構造。