JP5019072B2 - 車両用窓ガラスの給電構造及び車両用窓ガラス並びに車両用窓ガラスの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は車両用窓ガラスの給電構造及び車両用窓ガラス並びに車両用窓ガラスの製造方法に係り、特に自動車用窓ガラスに形成された導電体に電流を供給するための車両用窓ガラスの給電構造及び車両用窓ガラス並びに車両用窓ガラスの製造方法に関する。

車両のリアガラスやサイドガラスにはガラスの曇りを防止する防曇用ヒータが備えられている場合が多く、さらに、寒冷地仕様の車両には、ウインドシールドのワイパーブレードの凍結を防止するためにワイパーブレードの待機位置付近のガラスを加熱する導電体（電熱線）がウインドシールドに形成されているものがある。これらの防曇や加熱用の導電体は、ＴＶ放送波の電波の受信、ＡＭ／ＦＭ放送波の電波の受信、及びＰＨＳなどの広帯域な電波を送受信するアンテナなどの微弱電流が供給される導電体と比較して、大電流（１Ａ以上）が供給される。

導電体には給電点が形成されており、この給電点に通電のための端子が接合されることにより、この端子を介して電流が車体側の電源部から供給される。

給電点に対する端子の接合には、一般にＰｂを含む半田、例えば、Ｐｂ−Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ系の半田が用いられてきたが、廃棄処分時にＰｂを含む半田を処理するのに手間がかかること、及び欧州でのＥＬＶ（廃棄自動車）指令、ＷＥＥＥ＆ＲｏＨＳ（廃棄電気電子機器）指令など各国でＰｂを含んだ半田の使用に対する規制が検討され始めていることから、車両用窓ガラスの端子の接着においても半田による接合以外の接着方法が要望されてきている。

一方、特許文献１には、導電成分と緩衝成分とを含みＰｂを含まない半田を使用して端子を給電点に接合する技術が開示されているが、この技術が適用されるガラス板は、熱的衝撃（サーマルショック）を与えても強度がさほど低下しにくい強化ガラスを対象としている。つまり、強化されていない２枚のガラス板を、中間膜を介して加熱圧着して構成される合わせガラスに特許文献１の技術を適用すると、半田が塗布されるガラス板の一部に、高温の半田に起因するサーマルショックによる残留応力が発生するため、合わせガラスのガラス板の強度が低下し、ガラス板が破損するという問題があった。よって、特許文献１の技術は、車両のウインドシールドである合わせガラスには適用することができなかった。
ＷＯ ２００６／０１６５８８ Ａ１

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、半田を用いることなく導電体の給電点に端子を良好に接着することができる車両用窓ガラスの給電構造及び車両用窓ガラス並びに車両用窓ガラスの製造方法を提供することを目的とする。

本発明によれば、前記目的を達成するために、車両用窓ガラスの面上に導電体が形成されるとともに、該導電体の給電点に端子が接続され、該端子を介して電流が前記導電体に供給される車両用窓ガラスの給電構造において、前記端子は、常温で硬化させて導電及び接着機能を発揮する導電性接着剤によって前記給電点に接着されるとともに、接着部材によって車両用窓ガラスに固定されることを特徴とする車両用窓ガラスの給電構造を提供する。

本発明によれば、前記目的を達成するために、本発明の車両用窓ガラスの給電構造が搭載されたことを特徴とする車両用窓ガラスを提供する。

本発明によれば、前記目的を達成するために、車両用窓ガラスの面上に導電体を形成する工程と、前記導電体の給電点に端子を導電性接着材によって仮保持する工程と、前記端子を接着部材によって車両用窓ガラスに固定する工程と、前記導電性接着材が常温で硬化する工程と、を備え、硬化後の前記導電性接着材が導電及び接着機能を発揮することによって前記導電体の給電点に前記端子が前記導電性接着剤によって接着されるとともに、前記接着部材によって前記端子が車両用窓ガラスに固定されることを特徴とする車両用窓ガラスの製造方法を提供する。

本発明によれば、半田による接合に代えて、導電性接着剤による端子の接着を実施する。この導電性接着剤は、常温で硬化して導電及び接着機能を発揮する特質を持つ。つまり、本発明の車両用窓ガラスは、まず、車両用窓ガラスの面上に導電体を形成し、次に、導電体の給電点に端子を前記導電性接着剤よって仮保持し、次いで、端子を接着部材によって車両用窓ガラスに固定させることにより製造される。

前記接着部材は、導電性接着剤の接着力の補強と硬化するまでの端子の保持を目的としたものであり、粘着テープを例示できる。これにより、端子を給電点に十分な接着力で接着することができる。

以上の如く本発明によれば、半田を用いることなく導電体の給電点に端子を良好に接着することができ、また、半田を用いることなく導電体の給電点に端子を良好に接着した車両用窓ガラスを提供できる。

本発明の車両用窓ガラスとしては、強化ガラス、合わせガラスを適用することができる。合わせガラスの場合は、中間膜を介して２枚のガラス板を加熱圧着した後、上記製造方法の手順で給電構造を製造する。

本発明によれば、前記導電性接着剤は、常温で硬化する公知の導電性接着材が利用可能であるたが、導電性エポキシ系接着剤または導電性アクリル系接着剤であることが好ましく、導電体としてＡｇやＮｉを含むものが好ましい。また、二液型エポキシ系導電接着剤で、８０℃以下で硬化するものがさらに好ましい。これにより、常温で硬化して導電及び接着機能を発揮する導電性接着剤を提供することができる。なお、本発明において接着剤とは、恒久的に接着性能を発揮する汎用の接着材に加え、再剥離性を備えた粘着（感圧接着）剤や接着時点では粘着剤的な性質を示す粘接着剤なども含むものとする。また、本発明で常温とは、２０℃±１５℃（５〜３５℃）の範囲（ＪＩＳ Ｚ ８７０３）を指すものとする。

本発明によれば、前記端子、及び前記接着部材は、防水加工部材によって前記車両用窓ガラスに封着されることが好ましい。具体的には、端子及び接着部材が取り付けられているガラス板側にプライマーを塗布し、シーリング材であるシリコーンシーラントを打設する。このシリコーンシーラントは室温にて１５時間〜５日で硬化する。これにより、給電点、端子、及び接着部材の防水性が向上する。なお、端子に接着部材を取り付け、この接着部材にシーリング材を粘着したものを同時にガラス板側に取り付けるようにしてもよい。また、ホットメルトなどの熱硬化性の樹脂により封着することもできる。また、ここでは接着部材と防水加工部材が異なる構成を例示したが、接着部材が水封機能を備え防水加工部材をかねることも可能である。

本発明によれば、前記端子に給電される電流値が１〜３０Ａに設定することができ、前記端子の通電側に接着された給電線と前記給電点に接着された導電体との間の電気抵抗値が１００ｍΩ以下であることが好ましい。給電部に通電して防曇や所望の加熱性能を得るための電流を確保し、同時に給電点の加熱を防止して接着強度や導電性を担保できるからである。

本発明によれば、１０Ａの電流を前記端子に３０分間供給した時の該端子の温度が８０℃以下であり、該端子の前記給電点に対する接着強度が７９Ｎ以上であることが好ましい。

一般に強化ガラスを用いる車両のリアガラスには、防曇用ヒータが形成される。一方で合わせガラスは主に車両のウインドシールドに適用され、ウインドシールドには、防曇用に加えてワイパーブレートの加熱用熱線としての導電体が形成されることがある。これらの加熱用熱線は、アンテナなどの微弱電流が供給される導電体と比較して、大電流が供給されるため、端子と給電点との間の電気抵抗によって端子が昇温する。この端子の昇温を抑制しなければ、ガラス板自体にサーマルショックを与えるおそれがあるとともに、その近傍に配置された回路部品または樹脂部品に悪影響を与える。このため、端子の昇温に関し一定の評価基準が設定されている。その評価基準は、１０Ａの電流を端子に３０分間供給したときの端子の温度が８０℃以下というものである。また、その温度（８０℃以下）を達成するには、前記端子の通電側と前記給電点に接着された導電体との間の電気抵抗値が１００ｍΩ以下であることが好ましい。また、回路の大きさと発熱量を考慮して未強化のガラス板を用いる合わせガラスに供給される電流値は１〜１０Ａに設定することが好ましく、強化ガラスの場合には１０〜３０Ａに設定することが好ましい。

一方、接着強度とは、端子の引張強度であり、給電点に対して端子をガラス面内方向に引っ張って、端子が給電点から剥離したときの引張強度である。具体的には、導電性接着剤が硬化した端子をガラス板の面内方向にプッシュプルゲージを介して引っ張り、端子が給電点から剥離したときの数値をプッシュプルゲージにより測定した値である。この評価基準として、７９Ｎ以上であることが設定され、本発明の車両用窓ガラスの給電構造は、その評価基準を上回ることができる。

本発明によれば、前記車両用窓ガラスの給電点近傍の破壊強度が６０ＭＰａ以上であることが好ましい。具体的には、車両用窓ガラスの給電構造部の裏面に錘を落下させ、車両用窓ガラスが破損したときの錘の落下高さから破壊強度を評価する。本発明の車両用窓ガラスの給電構造は、その評価基準を上回ることができる。

本発明に係る車両用窓ガラスの給電構造、及び車両用窓ガラスの製造方法によれば、破壊強度の高くないガラス板に対して半田を用いることなく導電体の給電点に端子を良好に接着することができ、また、半田を用いることなく導電体の給電点に端子を良好に接着した車両用窓ガラスを提供できる。その結果、Ｐｂを含有した半田や半田付けに用いる酸化性のフラックスを用いないため有害物質を使用することなく取り付けが可能で取付時や使用中にＶＯＣの発生も少ない、環境にやさしい端子取付構造を実現する。

以下、添付図面に従って本発明に係る車両用窓ガラスの給電構造及び車両用窓ガラス並びに車両用窓ガラスの製造方法の好ましい実施の形態を詳説する。

図１は、実施の形態の車両用窓ガラスが適用された車両用ウインドシールド（以下、ウインドシールドと略称する）１０の平面図、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、実施の形態の給電構造を示した拡大断面図である。なお、実施の形態では、車両用窓ガラスとして合わせガラスであるウインドシールド１０を例示するが、ウインドシールドに限定されるものではなく、リアガラス、サイドガラス、ルーフガラスにも適用できる。また、合わせガラスに限定されるものではなく、ガラスの破壊強度を一般の強化ガラスよりも低く設計したガラス板（所謂半強化ガラス）、１枚のガラスで構成されガラス板に機能性フィルムなどを貼着したフィルム付きガラス（所謂バイレイヤーガラス）にも適用することができる。また、本願発明の給電構造は、給電点近傍の破壊強度の十分高い強化ガラスに適用してもその有害物、ＶＯＣの削減などの本願の効果を損するものではない。

本発明に用いられるが１枚の板ガラスの厚さは、１〜６ｍｍが車両用のガラスに用いられるガラス基板として望ましい。さらに１〜２．３ｍｍであれば車両用合わせガラス用の基板として好適であり、１．８ｍｍ以下であれば、さらに合わせガラスの軽量化にも寄与する。２．３〜６ｍｍであれば強化ガラスの基板として適用が可能あり、また給電点近傍の破壊強度も維持しやすい。さらに２．５〜３．５ｍｍであれば汎用の車両用の強化ガラス製造装置にて製造できてコスト的に有利である。また、３ｍｍ以下であれば強化ガラスの軽量化への寄与が大きい。

図１に示すようにウインドシールド１０の周辺部には、所謂「黒セラ」と称される遮蔽層１２が帯状に形成されている。この遮蔽層１２は、黒セラ印刷用インクをガラス面に塗布し、これを焼き付けることにより形成される。この遮蔽層１２によって、ウインドシールド１０の周辺部に黒色不透明層が形成され、この黒色不透明層によって、ウインドシールド１０をその周辺で保持しているウレタンシーラントの紫外線による劣化が防止されるとともに、ウインドシールド１０の周辺に取り付けられている導電体１４の図２に示す給電点１６、及び端子１８などが車外から透視できないようになっている。

なお、図２において遮蔽層１２は省略しているが、この遮蔽層１２は、ウインドシールド１０を構成する車外側のガラス板２０の周辺部に形成され、この遮蔽層１２の表層に導電体１４が形成されている。この導電体１４は、ウインドシールド１０のワイパーブレード（不図示）を加熱する電熱線であり、車体側の電源部であるバッテリから大電流（１Ａ以上）が供給される。また、この導電体１４は、導電性銀ペーストを遮蔽層１２上にスクリーン印刷したり、導電性トナーを電子印刷したりして塗布した後、焼き付けることにより形成される。

図２において、符号２２は、ウインドシールド１０を構成する車内側のガラス板であり、このガラス板２２とガラス板２０とでＰＶＢなどの樹脂からなる中間膜２４を挟み込み、これをオートクレーブ装置にて加熱圧着（加熱条件：１３０℃、１５分）することによりウインドシールド１０である合わせガラスが構成される。また、符号２６は、給電点１６に端子１８を接着する導電性接着剤（後述する）であり、符号２８は、端子１８をガラス板２０に接着する粘着テープ（接着部材）、符号３０は、端子１８及び粘着テープ２８を封止するシリコーンシーラント（防水加工部材）である。このシリコーンシーラント３０は、図３に示す車内側のガラス板２２に予め形成された円弧状の切欠部２３、すなわち、車外側のガラス板２０に形成された給電点１６を露出するために形成された切欠部２３による凹部を埋めるように接着される。これにより、給電点１６、端子１８、粘着テープ２８がシリコーンシーラント３０によって封着されるので、給電点１６、端子１８、粘着テープ２８が隠ぺいされて給電構造の防水性が向上されている。

ところで、実施の形態の導電性接着剤２６は、常温で硬化して導電及び接着機能を発揮する特質を持つ。一例として、株式会社ケムトロニクス社製の商品名「ＣＷ２４００」（エポキシ／Ａｇ系２液：硬化条件２５℃、１日）を例示できる。

図４には、ウインドシールド１０の製造工程が示されている。

この製造工程によれば、まず、ウインドシールド１０のサイズに切断加工された曲げ成形前のガラス板２０（２２）を洗浄部３２によって洗浄する。なお、車内側のガラス板２２は、この時点で切欠部２３が既に形成されている。

次に、洗浄されたガラス板２０（２２）を曲げ成形炉３４に搬入し、ここで曲げ成形可能な温度にガラス板２０（２２）を加熱するとともに、プレス装置、又は自重によりウインドシールドの曲面に沿った曲率に曲げ成形する。なお、車外側のガラス板２０は、曲げ成形前に遮蔽層１２、及び導電体１４が予め塗布されており、曲げ成形炉３４の熱により遮蔽層１２、及び導電体１４がガラス板２０に焼き付けられる。

次いで、曲げ成形されたガラス板２０（２２）を、洗浄部３６によって洗浄した後、中間膜挿入部３８において、車外側のガラス板２２に車内側のガラス板２２を、中間膜２４を介して重ね合わせる。これにより、車内側のガラス板２２の切欠部２３から給電点１６が露出する。

そして、オートクレーブ装置４０による加熱圧着工程で、中間膜２４を挟んだガラス板２０、２２を１３０℃、１５分の加熱条件で加熱圧着する。これにより、合わせガラスであるウインドシールド１０が製造される。

そして、常温まで冷却されたウインドシールド１０の切欠部２３から露出している給電点１６に、端子１８を導電性接着剤２６によって接着し、更に、端子１８を粘着テープ２８によってガラス板２０に接着する。

そして、次工程で、粘着テープ２８の表面にプライマーを塗布し、その上からシリコーンシーラント３０を、切欠部２３の凹部を埋めるように打設する。このシリコーンシーラント３０は室温にて１５時間から５日で硬化する。これにより、給電点１６、端子１８、及び粘着テープ２８の防水性が向上される。なお、端子１８に粘着テープ２８を取り付け、この粘着テープ２８にシリコーンシーラント３０を粘着したものを同時に切欠部２３の凹部に取り付けるようにしてもよい。

粘着テープ２８は、導電性接着剤２６の接着力の補強と硬化するまでの端子１８の保持を目的としたものであり、例えば、綜研化学株式会社製の商品名「Ｊ−７７１０」を例示できる。これにより、端子１８を給電点１６に十分な接着力で接着することができる。

したがって、実施の形態の給電構造によれば、半田を用いることなく導電体１４の給電点１６に端子１８を良好に接着することができる。また、半田を用いることなく給電点１６に端子１８を良好に接着したウインドシールド１０を提供できる。

実施の形態の導電性接着剤２６の組成は、エポキシ樹脂に硬化剤と導電体である銀粒子を含む二液型エポキシ−銀系導電接着剤である。これにより、常温で硬化して導電及び接着機能を発揮する導電性接着剤を提供することができる。

また、実施の形態では、端子１８に給電される電流値が１〜３０Ａであり、端子１８と給電点１６との間の電気抵抗値、すなわち、硬化した導電性接着剤２６の電気抵抗値が１００ｍΩ以下であることが好ましい。このとき、電流値は直流電源装置（高砂製作所製）の設定値である。このときの端子の接着面積は、４ｍｍ角（１６ｍｍ^２）であり、導電性接着材の厚みは０．１〜０．３ｍｍとなるように固定した。また、電気抵抗値は、端子の通電側に接着された給電線と前記給電点に接着された導電体との間の値を給電構造の抵抗値として測定している。電気抵抗値は公知の方法で測定することができるが、ここでは、ミリオームハイテスタ（日置エンジニアリングサービス株式会社製）によって測定を行った。

更に、１０Ａの電流を端子１８に３０分間供給した時の端子１８の温度が８０℃以下であり、端子１８の給電点１６に対する接着強度が７９Ｎ以上であることが好ましく、さらに好ましくは１２０Ｎ以上である。

実施の形態の導電体１４は、防曇用ヒータやアンテナなどの微弱電流が供給される導電体と比較して、大電流が供給されるため、端子１８と給電点１６との間の電気抵抗によって端子１８が昇温する。この端子１８の昇温を抑制しなければ、ガラス板２０、２２自体にサーマルショックを与えるとともに、その近傍に配置された回路部品または樹脂部品に悪影響を与えるおそれがあるため、一定の評価基準が設定されている。その評価基準は、１０Ａの電流を端子に３０分間供給したときの端子の温度が８０℃以下というものである。また、その温度（８０℃以下）を達成するには、端子と給電点との間の電気抵抗値が１００ｍΩ以下であることが好ましく、さらに好ましくは５０ｍΩ以下である。

実施の形態の給電構造によれば、端子１８に１０Ａを３０分間供給したときの端子１８の温度は５０℃であり、評価基準を満足した。比較例であるが、導電性接着剤として、株式会社スリーボンド製の商品名「ＴＢ３３８１」（アクリル／Ｎｉ系２液：硬化条件２５℃、１５時間）では、１０Ａの電流を端子に３０分間供給したときの端子の温度が１００℃であった。なお、サーマルショックを考慮して合わせガラスに供給される電流値は１〜１０Ａが好ましく、強化ガラスの場合には１０〜３０Ａであることが好ましい。

一方、接着強度とは、端子１８の引張強度であり、給電点１６に対して端子１８をガラス面内方向に引っ張って、端子１８が給電点１６から剥離したときの引張強度である。

具体的には、導電性接着剤２６が硬化した端子１８をガラス板２０の面内方向にプッシュプルゲージを介して引っ張り、端子１８が給電点１６から剥離したときの数値をプッシュプルゲージにより測定した値である。このときの端子は、前述の抵抗値の測定時と同様に固定した。この評価基準として、７９Ｎ以上であることが設定され、実施の形態の給電構造では２１０Ｎであり、評価基準を満足した。

また、このとき給電点近傍の車外側のガラス板２０の破壊強度が６０ＭＰａ以上であることが好ましい。

本願において給電点の近傍とは以下の評価方法で測定される範囲を指すものとする。具体的には、ウインドシールド１０の給電構造部の裏側に錘を落下させ、車外側のガラス板２０が破損したときの錘の落下高さから破壊強度を評価する。実施の形態のウインドシールド１０の給電点近傍の破壊強度は７０ＭＰａであり、評価基準を満足した。

図５に本発明の他の態様として、本発明をバイレイヤガラスに適応した例を示した。バイレイヤガラスはサンルーフなどウインドシールド以外の部位に好適に用いられる。単板ガラス５０の表層には飛散防止フィルム５２が貼着されており、給電部周辺は導電体１４を露出するように飛散防止フィルム５２が切り欠かれている。単板ガラス５０の給電部表層には導電体１４が形成され、さらに導電性接着剤層２６を介して端子１８が接着されている。端子１８はさらに、粘着テープ（接着部材）２８によりガラス板２０に固定される。端子１８及び粘着テープ２８は、シリコーンシーラント（シーリング材）によって、されに封着されてもよい。

導電体１４は、防曇や氷雪の融解を目的とした電熱線でもよく、ガラス表面に形成されたアンテナ線、防盗センサー、ＩＴＳに用いられる各種センサーでもよい。さらに、開口部に設けられた調光ガラスの制御や電子部材などの回路でもよい。また、この導電体１４は、導電性銀ペーストを遮蔽層１２上にスクリーン印刷したり、導電性トナーを電子印刷したりして塗布した後、焼き付けることにより形成される。単板ガラス５０の周縁部には図２において遮蔽層１２が形成されてもよい。

シリコーンシーラント３０は、単板ガラス板５０に形成された給電点１６を覆うように接着される。これにより、給電点１６、端子１８、粘着テープ２８がシリコーンシーラント３０によって封着されるので、給電点１６、端子１８、粘着テープ２８が隠ぺいされて給電構造の防水性が向上する。

実施の形態の車両用窓ガラスが適用されたウインドシールドの平面図 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図 実施の形態のウインドシールドの給電構造を示した斜視図 実施の形態のウインドシールドの製造工程を示した説明図 他の実施の形態のバイレイヤガラスの給電構造を示した断面図

符号の説明

１０…ウインドシールド、１１…バイレイヤガラス、１２…遮蔽層、１４…導電体、１６…給電点、１８…端子、２０…車外側のガラス板、２２…車内側のガラス板、２３…切欠部、２４…中間膜、２６…導電性接着剤、２８…粘着テープ、３０…シリコーンシーラント、３２…洗浄部、３４…曲げ成形炉、３６…洗浄部、３８…中間膜挿入部、４０…オートクレーブ装置、５０…単版ガラス、５２…飛散防止フィルム（樹脂フィルム）

Claims (8)

1. 車両用窓ガラスの面上に導電体が形成されるとともに、該導電体の給電点に端子が接続され、該端子を介して電流が前記導電体に供給される車両用窓ガラスの給電構造において、
   前記端子は、常温で硬化して導電及び接着機能を発揮する導電性接着剤によって前記給電点に接着されるとともに、接着部材によって車両用窓ガラスに固定されることを特徴とする車両用窓ガラスの給電構造。
2. 前記導電性接着剤は、導電性エポキシ系接着剤または導電性アクリル系接着剤である請求項１に記載の車両用窓ガラスの給電構造。
3. 前記端子、及び前記接着部材は、防水加工部材によって前記車両用窓ガラスに封着される請求項１、又は２に記載の車両用窓ガラスの給電構造。
4. 前記端子に給電される電流値が１〜３０Ａであり、前記端子と前記給電点との間の電気抵抗値が１００ｍΩ以下である請求項１、２又は３のいずれかに記載の車両用窓ガラスの給電構造。
5. １０Ａの電流を前記端子に３０分間供給した時の該端子の温度が８０℃以下であり、該端子の前記給電点に対する接着強度が７９Ｎ以上である請求項１、２又は３のいずれかに記載の車両用窓ガラスの給電構造。
6. 前記車両用窓ガラスの給電点近傍の破壊強度が６０ＭＰａ以上である請求項１、２、３、４又は５のいずれかに記載の車両用窓ガラスの給電構造。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の車両用窓ガラスの給電構造を備えることを特徴とする車両用窓ガラス。
8. 車両用窓ガラスの面上に導電体を形成する工程と、
   前記導電体の給電点に端子を導電性接着材によって仮保持する工程と、
   前記端子を接着部材によって車両用窓ガラスに固定する工程と、
   前記導電性接着材が常温で硬化する工程と、
   を備え、硬化後の前記導電性接着材が導電及び接着機能を発揮することによって前記導電体の給電点に前記端子が前記導電性接着剤によって接着されるとともに、前記接着部材によって前記端子が車両用窓ガラスに固定されることを特徴とする車両用窓ガラスの製造方法。

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