JP6023243B2 - 加熱可能な窓ガラス - Google Patents

Description

本発明は、加熱可能な窓ガラスに関し、特に急速加熱を必要とする部分を有する加熱可
能な窓ガラスに関する。

窓に配置した抵抗加熱エレメントを経て電流経路により加熱される窓ガラスは、しばし
ば、凝結、霜、氷または雪により悪化した、または悪化し得る窓の視界を回復または維持
する目的で提供される。「霜取り」、「曇り取り」、「除氷」等の用語は、加熱エレメン
トの動作を説明するのにしばしば用いられ、かかる窓は、車両、特に道路車両への特別な
適用が見出されているが、その用途はこれらに限定されない。また、これらは、冷凍の陳
列棚のドア、並びに例えば船、電車及び飛行機用の窓にも適用されている。

加熱エレメントによって加熱される窓の領域（「加熱領域」）は、明らかに、視界を回
復または維持することが望まれる領域（「視界領域」）を網羅する必要がある。これは、
一般に窓の本質的部分を含み、いくつかのアプリケーションでは、窓の透明部分全体を含
み得る（中には、美観またはその他の理由のために不透明部分を有する窓もある）。また
、抵抗加熱エレメントは、窓ワイパーが不使用時に置かれる加熱領域を提供し、低温条件
下でワイパーが窓に凍結するのを防ぐためにも用いられる。一般にこのような領域は、加
熱ワイパーレストエリア（または、加熱ワイパーパーキングエリア）と呼ばれ、視界を維
持する理由で加熱領域に加えることができる；或いは、この加熱領域が比較的小さい場合
には、独自に加熱ワイパーレストエリアを提供してもよい。

抵抗加熱エレメントは、窓上に薄くて透明な導電層（コーティング等）を備えていても
よく、または窓を横切って延びる細い導電体の配列を備えていてもよい。導電体は、細い
ワイヤー、或いは導電性インクで印刷したラインとしてもよい。通常、加熱エレメントへ
の電気的な接続は、多量の電流が流れるのに適した、バスバーとして知られる広幅導電体
により行われる。一般に広まっている安全要件としては、回路露出部分が使用時に６０〜
７０℃を超えないことである。特に、多量の電流が流れるバスバーの高抵抗部分は、過熱
状態になりかつ例えば車両の乗員を危険に晒す可能性があり、また、視界領域等の他の場
所でより有用に利用できるであろう電力を消費する可能性がある。このため、また、電気
効率を改善するため、高抵抗のバスバーは使用されない。

電気加熱窓は、最も単純には、加熱エレメントと、間隔を空けて対向した一組のバスバ
ーとを備えていてもよく、通常かかるバスバーは窓表面の対向する二辺の各々に配置され
、加熱エレメントはその間を横切って延び、視界領域一面に広がる。外部電源、例えば車
両の金網織機への電気的な接続は、周知タイプのプラグコネクタ及びソケットコネクタに
より行ってもよく、一般にはそのプラグ部分をバスバーにはんだ付けし、または接着させ
ている。

欧州特許出願公開第０８７６０８３（Ａ）号公報は、例えば、装置の追加アイテムの提
供のための窓の選択領域が影響を受けないように加熱エレメント及び電気加熱窓の関連接
続とを構成しつつ、美的にも技術的にも許容可能な窓を提供する加熱窓に関する。これは
、異なる幅のバスバー部分を適切な組み合わせで使用することにより達成される。

多数の抵抗加熱エレメントを備えた、より複雑な回路が知られている。例えば、米国特
許第５，１８２，４３１号公報は、少なくとも三種の加熱エレメントを有し、その少なく
とも一種が他よりも急速かつ高温に加熱され得る電気加熱窓を開示する。様々な加熱エレ
メントが、バスバーに直列に接続されている。米国特許第４，５１３，１９６号公報は、
他の領域よりも急速に加熱され得る加熱可能領域を有する加熱可能なフロントガラスを開
示する。

欧州特許出願公開第０８７６０８３（Ａ）号公報 米国特許第５，１８２，４３１号公報 米国特許第４，５１３，１９６号公報

残念なことに、加熱可能な窓ガラス、特に窓ガラスの一部分または一領域が、窓ガラス
の主要部分または他の部分よりも急速に加熱可能な窓ガラスを提供する周知の方法は、複
雑である。これにより費用が発生し、窓ガラスの生産がより非効率となることがあり、加
熱可能な窓ガラスのロバスト性を確保するのが困難となる。

本発明の目的は、これらの問題に対処すること及び窓ガラスを加熱する簡潔な方法を提
供することである。

従って、本発明は、窓ガラス材料のペインと、かかるペイン上に配置した少なくとも一
つの高抵抗バスバーとを備えることを特徴とする加熱可能な窓ガラスを提供する。

高抵抗バスバーは、急速加熱を必要とするペインの第一部分に配置するのが好ましい。
この第一部分は一般に、ペインの任意の領域とすることができる。車両（特に自動車等の
道路車両）の第一部分は、有利にワイパーレストエリアとしてもよい。

一般に及び特にそれがワイパーレストエリアの場合に、第一部分はペインの下位（即ち
、据え付け時に）部分としてもよい。

高抵抗バスバーは、必要時にレストエリアを急速かつ効率的に加熱するための加熱エレ
メントとして機能できるように、ワイパーレストエリアのペインの下位部分を横切って延
びるのが好ましい。

高抵抗バスバーは、導電性インク（例えば、特にペインがガラス製の場合におけるガラ
スフリット中の銀粒子）または金属ストリップ（例えばスズめっきした銅ストリップ）か
ら形成することができる。

高抵抗バスバーは、単位長さ当たりの所定抵抗が好ましくは０．２５〜０．０４Ω／ｍ
、より好ましくは０．２〜０．０４１Ω／ｍ、最も好ましくは０．１７〜０．０４２５Ω
／ｍである。典型的な単位長さ当たりの抵抗は０．０８〜０．０４５Ω／ｍであり、例え
ば０．０６８０Ω／ｍである。バスバーの所定抵抗は、電源から利用可能な電力と、必要
な加熱速度及び温度とによって決まる。一般に所定抵抗は、高抵抗バスバーの作製に用い
る材料の抵抗性を変更することによって、またバスバーの幅、奥行き及び長さ並びにその
形状をも変更することによって調整することができる。

高抵抗バスバーは、概して細長く、ペインを横切って延びるのが好ましい。バスバーは
、（単位平方メートル当たりの標準抵抗が４ｍΩの）導電性インク製の場合、幅が概して
１００ｍｍ未満、好ましくは２０〜９０ｍｍである。高抵抗バスバーは、長さが概して２
０〜２００ｃｍ、好ましくは５０〜１００ｃｍである。

異なった加熱可能領域を有する窓ガラスを製造することが望まれる場合、加熱可能な窓
ガラスは少なくとも追加バスバーをさらに備えるのが好ましい。追加バスバーは低抵抗バ
スバーであるのが好ましい。

通常、高抵抗バスバー及び追加バスバーは、ペイン上、好ましくはペインの同一面上に
、互いに近接して配置される。

低抵抗バスバーは、抵抗が概して０．０３Ω／ｍ未満、好ましくは０．０２５Ω／ｍ未
満、最も好ましくは０．０２１３Ω／ｍである。低抵抗バスバーは、銅ストリップ製の場
合、幅が概して約６〜１０ｍｍ、好ましくは７〜９ｍｍ、最も好ましくは約８ｍｍである
ことを意味するであろう（奥行きは、好ましくは５０〜２００ミクロン、好ましくは７０
〜１５０ミクロンであり、長さは、好ましくは５０〜１００ｃｍであろう）。

低抵抗バスバーは金属ストリップ、好ましくは銅ストリップを備えるのが好ましく、高
抵抗バスバーが導電性インクを備える場合に好適である。

二以上の領域を加熱することが可能な電気的に高効率なシステムを提供するために、高
抵抗バスバー及び追加（好ましくは低抵抗）バスバーは、窓ガラスを加熱するための抵抗
加熱エレメントに電気的に接続可能とすることができる。高抵抗バスバー及び追加（好ま
しくは低抵抗）バスバーは、独立して、窓ガラスを加熱するための抵抗加熱エレメントに
電気的に接続可能であるのが好ましい。この独立した接続可能性は、（高抵抗バスバーを
接続すると）高抵抗バスバーを配置した窓ガラス部分の加熱を可能にするため、有利であ
る。低抵抗バスバー（または高抵抗バスバーと低抵抗バスバーの両方）を接続すると、抵
抗加熱エレメントが広がるその他ペイン部分の加熱が可能になる。

窓ガラスが抵抗加熱エレメントを備える場合、抵抗加熱エレメントは、ペインを横切っ
て延びる細い導電体の配列を含むのが好ましい。導電体は、ガラス表面に向けて発射され
る（銀含有フリット等の）導電性インクで印刷したラインとしてもよく、または、例えば
タングステン製の細いワイヤーとしてもよい。通常、導電性インクで印刷したラインは、
完全な強化ガラスを備える窓ガラス用に好適である。好適な印刷技術はスクリーン印刷で
あるが、他の印刷技術も、その要求において使用することができる。

細いワイヤーは通常、ペインが積層体を備える場合により好適であり、積層体を構成す
る二枚のプライの間にワイヤーを配置し、適所に固定することができる。

導電体は、ペインにわたって左右に延びてもよく、上下に延びてもよいが、ペインの形
状に適合すればいずれも好ましい。

導電体の厚さを変化させて、その抵抗を変えることができる。例えば、導電体は、印刷
する場合には種々の幅で印刷してもよく、通常は０．４ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲である。
導電体がワイヤーの場合には、ワイヤーとして種々の厚さを用いることができ、通常は１
５〜５０ミクロンの範囲である。導電体の抵抗を変化させて、窓の特定領域を優先的に加
熱することができ、または数が異なる導電体の種々の群の合成抵抗をバランスさせてより
均一な加熱効果をもたらすことができる。

通常、抵抗加熱エレメントは、該エレメント側部の低抵抗バスバー及び高抵抗バスバー
からは離れた位置に、少なくとも一つの追加バスバーを有する。

このバスバー、すなわち各バスバー（高抵抗または低抵抗バスバーのいずれか）は、導
電性インクで印刷することができ、これは同一の方法で導電体を形成する場合に好適であ
る。或いは、導電体が細い金属ワイヤーの場合、バスバーは、導電性インクで印刷するこ
とができ、または例えばスズめっきした銅ストリップ等の金属ストリップから形成するこ
とができる。

バスバー（特に印刷したバスバー）は、特に端部に向かって先細状または階段状として
もよい。それゆえ、本明細書におけるバスバーの幅という語は、特に明示しない限り、一
定幅のバスバー（またはバスバー部分）の一部の幅を指す。局所的な幅の変化、特に局所
的な幅の広がりは無視すべきである。実質的に一定幅のバスバー部分が存在しない場合、
この語はバスバー（またはバスバー部分）の一部の平均幅として考えるべきである。比較
的幅が広いバスバー部分と比較的狭いバスバー部分とは、明らかに別個に考慮されるもの
とする。

金属ストリップ材料は本質的に優れた導電性を有するため、例えばスズめっきした銅ス
トリップ等の金属ストリップから作製したバスバーは、導電性インクから製造したバスバ
ーほど幅を広くする必要はない。

ペインは、例えばガラス、プラスチックまたはこれら材料の一方若しくは両方の混合物
のような、任意のシート状窓ガラスの材料とすることができる。ペインはさらに、平面状
か曲面状としてもよく、及び／またはボディ色への色付け若しくはコーティングを施して
もよい；また、多数のガラス及びプラスチックのプライによる積層体とすることもできる
。ペインは、とりわけ強化ガラス製とすることができる。

通常、高抵抗バスバーの加熱時の電力密度は４００〜４０００Ｗｍ^−２の範囲である。

本発明の加熱可能な窓ガラスは、窓ガラスを必要とする全ての領域において用途がある
；これらは、車両、特に道路車両において特別な適用を見い出しているが、その用途はこ
れらに限定されない。また、これらは、冷凍の陳列棚のドア、並びに例えば船、電車及び
飛行機用の窓にも適用されている。

本発明の全ての実施形態において、窓ガラスは、供給電圧を提供する電源と関係がある
。高抵抗バスバーは、その電圧の印加において窓ガラスを加熱するのに適した、より具体
的には、窓ガラスの霜取りまたは除氷をもたらす程に窓ガラスを加熱するのに適した抵抗
値を有する。

本発明の実施形態を、添付図面を参照して以下に説明する。

本発明に係る加熱可能な窓ガラスの第一構造の概略図である。 本発明に係る加熱可能な窓ガラスの第二構造の概略図である。 図２に示す構造における本発明の高抵抗バスバーの概略詳細図である。

加熱可能な窓ガラスの第一構造３を図１に示す。この窓ガラスは、車両、例えば自動車
用の積層フロントガラス４である。二つの抵抗加熱エレメント６ａ、６ｂは、フロントガ
ラス４の中央を横切って延びる。抵抗加熱エレメント６ａ、６ｂのそれぞれは、電流が流
れたときにフロントガラス４を加熱する導電性ストリップ８を備える。導電性ストリップ
８は、導電性インク（例えば、ガラスフリット中の銀粒子）を用いてフロントガラスに（
通常は積層体の表面４、即ち車両内部を向いた表面に）印刷してもよい。或いは、導電性
ストリップ８は、（プラスチック中間層に隣接して）積層体の内部に配置された金属ワイ
ヤーとしてもよい。

フロントガラス４の上部には、二つの抵抗加熱エレメント６ａ、６ｂをそれぞれアース
接続した二つのトップバスバー１０ａ、１０ｂがある。

それぞれ二つの抵抗加熱エレメント６ａ、６ｂに接続された二つの高抵抗バスバー１２
ａ、１２ｂは、フロントガラス４の底部に面してワイパーレストエリア１４に配置される
。また、それぞれ二つの抵抗加熱エレメント６ａ、６ｂに接続された二つの低抵抗バスバ
ー１６ａ、１６ｂも、フロントガラスの底部に面して高抵抗バスバー１２ａ、１２ｂの下
部に配置される。高抵抗バスバー１２ａ、１２ｂ及び低抵抗バスバー１６ａ、１６ｂは、
それぞれ接点１、１ａ及び２、２ａを介して、独立して車両（図示せず）の電気（電力）
供給に接続することができる。

ワイパーレストエリア１４を加熱するためには、高抵抗バスバー１２ａ、１２ｂを、接
点１、１ａを用いて電気的に接続する。これは、全領域の除氷のために抵抗加熱エレメン
ト６ａ、６ｂを加熱することの効果をも有する。

全領域の除氷だけのためであれば、全ての接点１、１ａ及び２、２ａのいずれかを電源
に電気的に接続してもよく、または接点２及び２ａのみを低抵抗バスバー１６ａ、１６ｂ
に電気的に接続してもよい。

加熱可能な積層フロントガラス２０の第二構造を図２に示す。これは、高抵抗バスバー
１２ａ、１２ｂがフロントガラス２０の底部に面して低抵抗バスバー１６ａ、１６ｂの下
に配置されることを除けば、図１の第一構造３に似ている。また、高抵抗バスバー１２ａ
、１２ｂは、ワイパーレストエリア１４に配置される。

図３は、図２に示す加熱可能な窓ガラス１８における、導電性ストリップ８を有する抵
抗加熱エレメント６ａのうちの一つの高抵抗バスバー１２ａと低抵抗バスバー１６ａの詳
細を示す。高抵抗バスバー１２ａ（幅４ｍｍ、厚さ５０ミクロン）は、低抵抗バスバー１
６ａ（幅８ｍｍ、厚さ１００ミクロン）よりも細い。このバスバーは、いずれも銅ストリ
ップから形成し、また高抵抗バスバー１２ａは、低抵抗バスバー１６ａに比べて薄いため
、抵抗がずっと高い。

Claims (7)

1. 窓ガラス材料のペインと、
   該ペイン上に配置した少なくとも一つの高抵抗バスバー及び少なくとも一つの低抵抗バスバーと、
   を備える、車両のフロントガラスとして用いられる加熱可能な窓ガラスであって、
   前記高抵抗バスバー及び前記低抵抗バスバーは、前記窓ガラスを加熱するための抵抗加熱エレメントに電気的に接続可能であり、
   前記高抵抗バスバーは、単位長さ当たりの所定抵抗が０．２５〜０．０４Ω／ｍであり、
   前記高抵抗バスバー及び前記低抵抗バスバーは、独立して、電源に電気的に接続可能であり、
   前記高抵抗バスバーは、前記フロントガラスの底部に面してワイパーレストエリアに配置され、
   前記低抵抗バスバーは、前記フロントガラスの底部に面して前記高抵抗バスバーの下部に配置される
   ことを特徴とする、加熱可能な窓ガラス。
2. 前記高抵抗バスバーは、導電性インクまたは金属ストリップから形成される請求項１に記載の加熱可能な窓ガラス。
3. 前記低抵抗バスバーは、金属ストリップを備える請求項１に記載の加熱可能な窓ガラス。
4. 前記抵抗加熱エレメントは、前記ペインを横切って延びる細い導電体の配列を含む請求項１に記載の加熱可能な窓ガラス。
5. 前記ペインは、少なくとも二枚のガラスプライ及び少なくとも一枚のプラスチックプライを有する積層体を備える請求項１〜４のいずれか一項に記載の加熱可能な窓ガラス。
6. 前記ペインは強化ガラスを備える請求項１〜４のいずれか一項に記載の加熱可能な窓ガラス。
7. 前記高抵抗バスバーの加熱時の電力密度が４００〜４０００Ｗｍ^−２の範囲である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の加熱可能な窓ガラス。