JP6550804B2 - 表示体用カバー、表示体用ヒータ、信号機 - Google Patents

Description

本発明は、表示体用カバー、表示体用ヒータ及び信号機に関する。

従来、信号機等に付着した氷、雪、霜、水滴等（以下、「氷雪等」ともいう）を除去するため、カバー本体の内側に発熱体を形成し、この発熱体に通電して発熱させることにより、カバー本体の表面から氷雪等を除去する技術が開示されている（例えば、特許文献１）。

特開２００９−１４５９５２号公報

特許文献１の技術では、発熱体が主にカバー本体の中央部に形成されているため、氷雪等をカバー本体の全面において除去することが難しい。一方、発熱体をカバー本体の全面に形成した場合、発熱体が発光体と重ならない形状とする必要があるため、発熱体の形状に制約を受ける。

本発明の課題は、発熱体の形状に制約を受けることがなく、且つ氷雪等をカバー本体の全面において除去できる表示体用カバー、表示体用ヒータ及び信号機を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により課題を解決する。なお、理解を容易にするため、実施形態の対応する構成の符号を付して説明するが、本発明の構成は、実施形態の対応する構成に限定されない。符号を付した構成は、適宜改良してもよく、また少なくとも一部を他の構成に代替してもよい。
・第１の発明は、光透過性を有するカバー本体（１０）と、前記カバー本体に取り付けられ、前記カバー本体の略全面を覆うパターン状に形成された発熱線（２３１）を有する発熱体（２０）と、を備える表示体用カバーである。
・第２の発明は、第１の発明の表示体用カバーにおいて、前記発熱線（２３１）は、線幅が２μｍ〜２ｍｍであり、厚みが０．０５〜１５μｍであることを特徴とする表示体用カバーである。
・第３の発明は、第１又は第２の発明の表示体用カバーにおいて、前記発熱体（２０）は、前記カバー本体（１０）と一体に成形されることを特徴とする表示体用カバーである。
・第４の発明は、第１又は第２の発明の表示体用カバーにおいて、前記発熱体（２０）は、支持体（６０）と一体に成形されることを特徴とする表示体用カバーである。
・第５の発明は、第１又は第２の発明の表示体用カバーにおいて、前記発熱体（２０）は、支持体（６１）に積層されることを特徴とする表示体用カバーである。
・第６の発明は、第５の発明の表示体用カバーにおいて、前記支持体（６１）は、平板形状であり、前記発熱体（２０）が前記支持体の表面に平面的に積層されることを特徴とする表示体用カバーである。
・第７の発明は、第１から第６までのいずれかの発明の表示体用カバーにおいて、前記発熱線（２３１）は、ランダム２次元分布した母点から生成されるボロノイ図形パターン状に形成されていること、を特徴とする表示体用カバーである。
・第８の発明は、第１から第７までのいずれかの発明の表示体用カバーと、前記表示体用カバーの前記発熱体（２０）に接続される電源部（３）と、を備える表示体用ヒータである。
・第９の発明は、第８の発明の表示体用ヒータと、表示体（３０）と、を備える信号機（１）である。

本発明によれば、発熱体の形状に制約を受けることがなく、且つ氷雪等をカバー本体の全面において除去できる表示体用カバー、表示体用ヒータ及び信号機を提供することができる。

実施形態１における信号機１の構成を示す概念図である。 信号機１における信号機本体２の分解斜視図である。 信号機本体２の内部構造を説明する図である。 実施形態２における信号機本体２Ａの部分断面図である。 実施形態３における信号機本体２Ｂの部分断面図である。 実施形態４における信号機本体２Ｃの部分断面図である。 実施形態５における発熱シート２３１の形状を説明する図である。 実施形態６における電極部２４及び２５の形状を説明する図である。 実施形態７における発熱体２０Ｃの形状を説明する図である。 実施形態８における発熱体２０Ｄの部分断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明の技術的範囲は、以下の実施形態に限定されない。また、各実施形態の説明に用いる図面において、部材の大きさ、比率等は、必要に応じて変更又は誇張されている。

［実施形態１］
図１は、実施形態１における信号機１の構成を示す概念図である。図２は、信号機１における信号機本体２の分解斜視図である。
信号機１は、主に道路上に設置される交通信号機（車両用、歩行者用）、道路表示灯等に使用される装置であり、後述するように、前カバー１０に付着した氷雪等を除去する機能を備える。

ここで、氷雪等を除去するとは、前カバー１０の温度を高くして、前カバー１０に付着した氷雪等を溶かしたり、蒸発させたりして取り除くことをいう。除去の対象となるのは、前カバー１０の表面に付着した氷雪等のみならず、裏面に付着した氷雪等及び前カバー１０の周囲に付着した氷雪等を含む。また、本実施形態では、車両用の交通信号機において、緑、黄、赤のいずれかの信号色に対応した一つの信号機１について説明する。

実施形態１の信号機１は、図１に示すように、信号機本体２と、電源部３と、スイッチ部４と、を備える。
信号機本体２は、図２に示すように、前カバー（カバー本体）１０と、発熱体２０と、表示体３０と、後カバー４０と、を備える。図示していないが、信号機本体２は、組み立て状態において略円柱形となる。また、信号機本体２は、正面視において円形となるように、前カバー１０、発熱体２０、表示体３０及び後カバー４０も正面視において円形に構成されている。なお、信号機本体２の直径は、およそ２５０〜４５０ｍｍ程度となる。

前カバー１０は、信号機本体２の前側に配置される部材である。前カバー１０は、レンズ１１と、レンズカバー１２と、を備える。レンズ１１は、表示体３０（後述）で生成された光を拡散する光学部材であり、全体が所定の曲率で湾曲したレンズ状に形成されている。レンズ１１は、光透過性を有するガラス、アクリル樹脂等の材料により構成される。レンズカバー１２は、レンズ１１を保持する円環状の部材であり、樹脂等により構成される。レンズ１１は、レンズカバー１２に嵌め込まれ、接着剤により固定されている。

前カバー１０の後端側と後カバー４０（後述）の前端側とを嵌め合わせることにより、内部に発熱体２０及び表示体３０が収納された状態で信号機本体２を密閉することができる。前カバー１０及び後カバー４０は、信号機本体２の筐体として機能する。

発熱体２０は、通電により発熱するユニット体であり、前カバー１０の裏側（前カバー１０と後述する表示体３０との間）に取り付けられる。信号機本体２において、上述した前カバー１０及び発熱体２０は、本実施形態において表示体用カバーを構成する。発熱体２０の詳細な構成については後述する。

表示体３０は、信号表示のための光を発生する装置である。表示体３０で発生した光は、前方（前カバー１０側）に照射される。表示体３０は、ＬＥＤケース３１と、ＬＥＤ３２と、を備える。ＬＥＤケース３１は、複数のＬＥＤ３２を収容する円盤状の容器であり、内部にプリント配線基板（不図示）が設けられている。後述するように、ＬＥＤケース３１は、全体が湾曲したレンズ状に形成されている。そのため、前カバー１０、発熱体２０及び表示体３０を組み立てると、発熱体２０の裏面は、表示体３０に押圧された状態となる（図３（ａ）参照）。

ＬＥＤ３２は、緑、黄又は赤のいずれかの色の光を発生する発光素子であり、ＬＥＤケース３１に収容されている。各ＬＥＤ３２は、ＬＥＤケース３１の内部において、プリント配線基板と電気的に接続されている。プリント配線基板には、外部に設けられた表示用電源部（図３では不図示。図１参照）から表示用の電力が所定の間隔で供給される。ＬＥＤ３２は、この表示用電源部から供給された電力により点灯又は点滅する。

なお、本実施形態では、図２に示すように、ＬＥＤケース３１において、ＬＥＤ３２が同心円状に複数配置された例を示すが、ＬＥＤ３２の配置パターンは本実施形態の例に限定されない。後述するように、本実施形態の信号機１においては、発熱体２０の発熱シート２３１（後述）がＬＥＤ３２と重ならない形状とする必要がない。そのため、ＬＥＤ３２の配置パターンについても、発熱シート２３１の形状に制約されることがない。

後カバー４０は、信号機本体２の後側に配置される部材である。後カバー４０は、樹脂、金属等の材料により構成される。信号機本体２は、前カバー１０と後カバー４０との間に発熱体２０及び表示体３０を収納し、後カバー４０の前端側を前カバー１０の後端側に嵌め合わせることにより組み立てられる。

再び、図１に示す信号機１の構成について説明する。
電源部３は、発熱体２０に電力を供給（通電）する装置である。電源部３は、発熱体２０の電極部２４及び２５と電力線５を介して電気的に接続されている。なお、電源部３は、図１に図示の形態（実施形態１）においては、直流電源として図示しているが、この他、交流電源を用いてもよい。直流電源としては、マンガン乾電池等の１次電池、鉛蓄電池、リチウムイオン蓄電池等の蓄電池、太陽電池等を単独で、或いは太陽電池で発電した電力を鉛蓄電池に充電する等の組み合わせ形態で用いることができる。また、交流電源としては、電磁誘導方式の発電機等を用いることができる。また、図１の形態において、電源部３は、信号機本体２に近接して図示されているが、本発明では、かかる形態の他、遠隔地にある電源部３（例えば、水力発電所の発電機）から電力線５（送電線）を経由して供給される電力であってもよい。すなわち、電源部３は、信号機１から離れた場所に設置されていてもよいし、信号機１の近傍に設置されていてもよい。また、図１に図示の形態では、電源部３を、表示体３０に表示用の電力を供給する表示用電源部としても図示している。表示用電源部としての電源部３においても、発熱体２０に電力を供給する場合と同様に、各種の電源形態、供給方式を適用することができる。
なお、信号機本体２において、上述した前カバー１０、発熱体２０及び電源部３は、本実施形態において表示体用ヒータを構成する。

スイッチ部４は、発熱体２０（信号機本体２）と電源部３との間の電気的な接続を切り替える、すなわち、回路を開閉する開閉装置（開閉器）である。スイッチ部４を閉じることにより、電源部３から発熱体２０へ電力が供給される。また、スイッチ部４を開くことにより、電源部３から発熱体２０への電力の供給が停止される。スイッチ部４の開閉は、信号機１の管理センター（不図示）から送信される切り替え信号（ＯＮ信号／ＯＦＦ信号）により制御される。なお、信号機１の使用状況によっては、管理者等により手動でスイッチ部４が開閉される。

次に、信号機本体２の内部構造について説明する。図３（ａ）は、実施形態１における信号機本体２の部分断面図である。図３（ｂ）は、発熱体２０の部分断面図である。図３（ｃ）は、図１に示すＡ部分の拡大図である。ここでは、信号機本体２において、前カバー１０、発熱体２０及び表示体３０が組み立てられた状態について説明する。また、図３（ａ）では、後カバー４０の図示を省略する。

図３（ａ）に示すように、実施形態１の信号機本体２は、発熱体２０が接着剤層５０を介して前カバー１０（レンズ１１）と一体に成形されている。そのため、前カバー１０と発熱体２０との間は、隙間なく密着している。これにより、発熱体２０は、前カバー１０と同じく全体が所定の曲率で湾曲したレンズ状に成形される。本実施形態の前カバー１０と発熱体２０は、接着剤層５０を介して真空成型により一体に成形されている。

発熱体２０は、図３（ｂ）に示すように、保護シート２１と、接合層２２と、導電性発熱体層２３と、を備える。
保護シート２１は、導電性発熱体層２３を保護する透明な樹脂製のシートである。保護シート２１として、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド樹脂等からなるフィルム材を用いることができる。保護シート２１は、信号機１の視認性を良好に保つ観点から、可視光の透過率（以下、「光透過率」ともいう）が９８％以上であることが望ましい。

接合層２２は、保護シート２１を導電性発熱体層２３に接合する層である。接合層２２として、例えば、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）樹脂等からなる接着剤、アクリル樹脂、ゴム等からなる粘着剤等を用いることができる。

導電性発熱体層２３は、通電により発熱する層であり、保護シート２１の裏面側に接合層２２を介して積層されている。導電性発熱体層２３は、発熱シート２３１（発熱線）及び保持シート２３２から構成される。発熱シート２３１は、後述する発熱パターンが形成された導電性シートである。発熱シート２３１は、保持シート２３２上において、厚みが１〜５０μｍの範囲、より好ましくは１〜１５μｍの範囲で均一に形成されている。

発熱シート２３１の発熱パターンは、図３（ｃ）に示すように、複数の線部Ｌと、それらを連結する接続部Ｃとから構成される。発熱パターンにおいて、複数の線部Ｌにより囲まれた領域が開口部Ｅとなる（発熱パターンの形状については後述する）。本実施形態において、発熱シート２３１における線部Ｌの線幅は、１０μｍである。なお、発熱シート２３１において、線部Ｌの線幅は、２μｍ〜２ｍｍの範囲とすることが好ましい。また、厚みは、０．０５〜１５μｍであることが好ましい。

発熱シート２３１は、電源部３からの通電により発熱パターン全体が発熱する。発熱シート２３１が発熱すると、接着剤層５０を介して一体に成型された前カバー１０の温度が高くなり、前カバー１０に付着した氷雪等が溶解又は蒸発する。このように、本実施形態の信号機１は、電源部３からの通電により氷雪等を前カバー１０から除去できる。

発熱シート２３１は、図３（ｃ）に示すように、複数の開口部Ｅを有する微細な発熱パターンを構成することによって、開口部Ｅを介して所定の光透過性を有する。そのため、信号機１に用いても、観者は、信号色を容易に見分けることができる。発熱シート２３１は、信号機１の視認性を良好に保つ観点から、十分な発熱特性を発現できる範囲内で開口率（発熱パターンが形成された領域の全面積に対する開口部Ｅの面積の総和の比率）を大きくする必要がある。発熱シート２３１の開口率は、光透過率が９０％以上、好ましくは９８％以上となるように設定する。

発熱シート２３１は、均一な厚みの導電性のある金属膜（例えば、銅）を金属箔として用意し、これを保持シート２３２上に接着剤層を介して貼り合せて積層した上で、公知のフォトリソグラフィ方式を用い、エッチング（腐蝕）加工により枠抜きすることにより、所望のパターン形状とすることができる。発熱シート２３１に使用される導電性の金属は、上述の銅が代表的なものであるが、その他、アルミニウムや、銀、ニッケル、クロム、タングステン、これらの金属を１種類以上含む合金等を使用することもできる。

また、保持シート２３２上に発熱シート２３１を構成する金属膜を形成する方法としては、上述の金屬箔の接着剤層による貼り合せの他に、メッキ方式、蒸着方式、スパッタリング方式、箔の転写方式等を用いることができる。更に、導電性インキ（例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂等の樹脂バインダー中に銀、銅、ニッケル等の導電性金属粒子を分散させたインキ）を保持シート２３２上に所望のパターンで印刷する方法等の既知の方法によって形成することもできる。また、金属膜以外では、例えば、ＩＴＯ（インジウムドープ酸化スズ）膜を用いることができる。

なお、発熱シート２３１は、転写箔上において、金属膜が発熱パターンの形状に形成された転写箔を用いて、直接、この発熱パターン形状の金属膜を転写箔上に形成した接合層２２と共に、前カバー１０の裏面に転写してもよい。この場合、保護シート２１及び保持シート２３２を省略できる。また、保護シート２１等の経年変化等による変色の影響を抑制できる。また、保護シート２１等において、湾曲面への追従性を考慮する必要がない。
また、発熱シート２３１は、発熱パターンの複数の開口部Ｅの形状のそれぞれが、全て同一では無く、少なくとも一部は互いに相違する形状、すなわち、不規則（ランダム）な形状に形成されている。

具体的には、図３（ｃ）に示すように、発熱シート２３１の発熱パターンは、この発熱パターンを構成する多角形開口部の角数（乃至辺数）が分布を持ち、平面視（ＸＹ面）における形状が、三角形や、四角形、五角形等の複数種類の多角形状の開口部Ｅが複数隣接して形成された形状となる。このような発熱パターンは、偶然合同な多角形が複数存在する場合はあり得るが、基本的には開口部の多角形の角数及び面積は面内でランダムに分布し、平面内の各方向について配列周期は持たず非周期性である。このような非周期性発熱パターンとしては、例えば、特開２０１３−２３８０２９号公報に開示された、隣接母点間距離がある上限値及び下限値内に分布するランダム２次元分布した母点から生成されるボロノイ図形（以下、単に「ボロノイパターン」とも呼称する）を好適に用いることができる。

ちなみに、発熱シート２３１の発熱パターンが、格子状のように規則的に形成されている場合、車のヘッドライト等の点光源が照射されたときに、十文字状の輝線（以下、「光芒」ともいう）が発生して、信号機１の視認性が低下する可能性がある。しかし、発熱シート２３１の発熱パターンを不規則な形状とすることにより、車のヘッドライト等の点光源が照射された場合において、光芒の発生を抑制できる。

導電性発熱体層２３は、図１に示すように、電極部２４及び２５と接続されている。この電極部２４及び２５は、一般に「バスバー電極」とも呼ばれる。本実施形態の電極部２４及び２５は、発熱体２０の上側及び下側の端部にそれぞれ配置されている。電極部２４及び２５は、略Ｃ字形に湾曲した形状を有し、電極の中央部にそれぞれ電極端子２４ａ、２５ａが設けられている。

図１に示すように、発熱シート２３１は、湾曲した形状を有する電極部２４及び２５の間に配置される。そのため、前カバー１０の略全面は、発熱シート２３１により覆われた状態となる。なお、電極部２４及び２５は、発熱体２０の中心から対向する位置に配置されていればよく、図１の配置に限定されない。例えば、電極部２４及び２５は、導電性発熱体層２３において、右側及び左側のそれぞれの端部に配置されていてもよい。

保持シート２３２は、発熱シート２３１に積層される透明な樹脂製のシートである。保持シート２３２は、例えば、厚さ２０〜３５０μｍに形成される。保持シート２３２は、信号機１の視認性を良好に保つ観点から、光透過率が９８％以上であることが望ましい。

保持シート２３２として、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、環状ポリオレフィン、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等からなるフィルム材を用いることができる。必要に応じて、これらフィルムを一軸又は二軸延伸したものを用いる。これらの中でも、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートのシートは、適度な透明性と、紫外線照射処理や加熱処理等に対する耐久性と、を有している点で好適である。

接着剤層５０は、導電性発熱体層２３を前カバー１０に接合する層である。接着剤層５０として、例えば、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルブラチール（ＰＶＢ）樹脂等からなる接着剤、アクリル樹脂、ゴム等からなる粘着剤等を用いることができる。

次に、実施形態１の信号機１に設けられた発熱体２０の作用について説明する。
信号機１の前カバー１０に付着した氷雪等を除去する場合、信号機１の管理センターから送信される切り替え信号（ＯＮ信号）により、スイッチ部４（図１参照）が閉じられる。スイッチ部４が閉じられると、電源部３から発熱体２０（信号機本体２）に電力が供給される。発熱体２０に電力が供給されると、電極部２４及び２５を介して導電性発熱体層２３に電流が流れ、発熱シート２３１が発熱する。発熱シート２３１が発熱すると、その熱は前カバー１０に伝達され、前カバー１０の温度が高くなる。その結果、信号機１の前カバー１０（レンズ１１）から氷雪等が除去される。実施形態１の発熱体２０では、発熱シート２３１が前カバー１０の略全面を覆うように配置されているため、氷雪等を前カバー１０の全面において除去できる。一方、前カバー１０を加熱する必要がない場合、信号機１の管理センターから送信される切り替え信号（ＯＦＦ信号）により、スイッチ部４が開かれる。スイッチ部４が開かれると、電源部３から発熱体２０への電力の供給が停止する。

以上説明した実施形態１の信号機１によれば、以下のような効果を奏する。
（１）実施形態１の信号機１は、発熱体２０の発熱シート２３１が前カバー１０の略全面を覆うように配置されているため、氷雪等を前カバー１０の全面において除去できる。
また、発熱体２０の発熱シート２３１は、線部Ｌ及び接続部Ｃの線幅が１０μｍ（２μｍ〜２ｍｍの範囲）であるため、発熱シート２３１を前カバー１０の略全面を覆うように配置しても、発熱シート２３１の開口率の低下を抑制できる。これによれば、発熱シート２３１の線部Ｌ及び接続部Ｃを、表示体３０のＬＥＤ３２と重ならない配置とする必要がないため、発熱シート２３１の形状に制約を受けることがない。
したがって、実施形態１の信号機１は、発熱シート２３１の形状に制約を受けることがなく、且つ氷雪等を前カバー１０の全面において除去できる。
また、実施形態１の信号機１は、発熱シート２３１の形状に制約を受けないため、発熱シート２３１等の発熱体の形状を最適化できる。

（２）実施形態１の信号機１は、前カバー１０と発熱体２０とが、接着剤層５０を介して真空成型により一体に成形されている。これによれば、前カバー１０と発熱体２０との間に隙間が生じないため、発熱体２０で生じた熱を前カバー１０に効率良く伝達できる。
（３）実施形態１の信号機１において、発熱シート２３１を銅等の熱伝導率の高い材料で作製した場合は、ステンレス等に比べて、消費電力を抑制しつつ、発熱体２０の発熱効率をより高めることができる。
（４）実施形態１の信号機１は、発熱シート２３１の発熱パターンが不規則な形状（ボロノイパターン）に形成されているため、車のヘッドライト等の点光源が照射された場合等において、光芒の発生を抑制できる。

［実施形態２］
実施形態２の信号機本体２Ａは、内部構造が実施形態１の信号機本体２と異なる。その他の構成は実施形態１と同じであるため、相違点についてのみ図を用いて説明する。
図４は、実施形態２における信号機本体２Ａの部分断面図であり、実施形態１の図３（ａ）に対応する。なお、信号機本体２Ａの全体構成は実施形態１と同じであるため、図４では、前カバー１０、発熱体２０、表示体３０等の部分断面のみを図示する。
以下、実施形態１の構成要件と対応する構成要件に同一符号を付して説明する。

図４に示すように、実施形態２の信号機本体２Ａは、発熱体２０が接着剤層５１を介して支持体６０と一体に成形されている。具体的には、発熱体２０と支持体６０は、接着剤層５１を介して真空成型により一体に成形されている。発熱体２０と支持体６０とは、真空成型により湾曲したレンズ状となる。支持体６０として、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ＰＥＴ、ＰＥＮ等を用いることができる。

実施形態２において、一体に成形された発熱体２０及び支持体６０を、発熱体ユニット１００とする。この発熱体ユニット１００は、レンズカバー１２（図２参照）の内部に嵌め込まれている。前カバー１０、発熱体ユニット１００及び表示体３０を組み立てると、発熱体ユニット１００の裏面は、表示体３０に押圧された状態となる。発熱体ユニット１００は、表示体３０に押圧されることにより、前カバー１０の内部に固定される。なお、図４に示すように、発熱体ユニット１００がレンズカバー１２の内部に嵌め込まれた状態において、前カバー１０と発熱体２０との間に隙間部７０が形成される。

実施形態２の信号機本体２Ａは、発熱体ユニット１００をレンズカバー１２の内部に嵌め込むように構成されている。そのため、前カバー１０が既製品であっても、その規格に合わせて発熱体ユニット１００を作製することにより、前カバーに発熱体ユニット１００を容易に取り付けることができる。また、実施形態２の信号機本体２Ａは、発熱体ユニット１００を前カバー１０から容易に取り外すことができるため、発熱体ユニット１００を簡単に交換できる。

［実施形態３］
実施形態３の信号機本体２Ｂは、内部構造が実施形態１の信号機本体２と異なる。その他の構成は実施形態１と同じであるため、相違点についてのみ図を用いて説明する。
図５は、実施形態３における信号機本体２Ｂの部分断面図であり、実施形態１の図３（ａ）に対応する。なお、信号機本体２Ｂの全体構成は実施形態１と同じであるため、図５では、前カバー１０、発熱体２０、表示体３０等の部分断面のみを図示する。以下、実施形態１の構成要件と対応する構成要件に同一符号を付して説明する。

図５に示すように、実施形態３の信号機本体２Ｂは、発熱体２０が支持体６０と一体に形成されている。具体的には、発熱体２０と支持体６０は、インモールド成型により一体に成形されている。発熱体２０と支持体６０とは、インモールド成型により湾曲したレンズ状となる。実施形態２において、一体に成形された発熱体２０及び支持体６０を、発熱体ユニット２００とする。この発熱体ユニット２００は、レンズカバー１２（図２参照）の内部に嵌め込まれている。

前カバー１０、発熱体ユニット２００及び表示体３０を組み立てると、発熱体ユニット２００の裏面は、表示体３０に押圧された状態となる。発熱体ユニット２００は、表示体３０に押圧されることにより、前カバー１０の内部に固定される。なお、図５に示すように、発熱体ユニット２００がレンズカバー１２の内部に嵌め込まれた状態において、前カバー１０と発熱体２０との間に隙間部７０が形成される。

実施形態３の信号機本体２Ｂにおいても、実施形態２と同様に、発熱体ユニット２００をレンズカバー１２の内部に嵌め込むように構成されている。そのため、実施形態３の信号機本体２Ｂは、前カバー１０が既製品であっても、発熱体ユニット２００を容易に取り付けることができる。また、実施形態３の信号機本体２Ｂは、発熱体ユニット２００を簡単に交換できる。

［実施形態４］
実施形態４の信号機本体２Ｃは、内部構造が実施形態１の信号機本体２と異なる。その他の構成は実施形態１と同じであるため、相違点についてのみ図を用いて説明する。
図６は、実施形態４における信号機本体２Ｃの部分断面図であり、実施形態１の図３（ａ）に対応する。なお、信号機本体２Ｃの全体構成は実施形態１と同じであるため、図６では、前カバー１０、発熱体２０、表示体３０等の部分断面のみを図示する。以下、実施形態１の構成要件と対応する構成要件に同一符号を付して説明する。

図６に示すように、実施形態４の信号機本体２Ｃにおいて、発熱体２０は、平板状の支持体６１に転写され、更に保護フィルム８０によりラミネートされている。実施形態４において、積層された発熱体２０、支持体６１及び保護フィルム８０を、発熱体ユニット３００とする。この発熱体ユニット３００は、レンズカバー１２（図２参照）の内部に挿入されている。レンズカバー１２に挿入された発熱体ユニット３００は、外周部に接着剤が塗布されることにより、前カバー１０の内部に固定される。なお、発熱体ユニット３００は、接着剤に限らず、粘着材、ネジ止め等により前カバー１０の内部に固定してもよい。

実施形態４の表示体３０は、全体が平板状に形成されている。そのため、前カバー１０、発熱体ユニット３００及び表示体３０を組み立てると、発熱体ユニット３００の裏面は、表示体３０と接触した状態となる。なお、図６に示すように、発熱体ユニット３００がレンズカバー１２の内部に挿入された状態において、前カバー１０と発熱体２０（保護フィルム８０）との間に隙間部７０が形成される。

実施形態４の信号機本体２Ｃは、発熱体ユニット３００をレンズカバー１２の内部に挿入するように構成されている。そのため、実施形態４の信号機本体２Ｃは、前カバー１０が既製品であっても、発熱体ユニット３００を容易に取り付けることができる。

［実施形態５］
実施形態５の発熱体２０Ａは、発熱シート２３１の形状が実施形態１と異なる。その他の構成は、実施形態１と同じであるため、相違点についてのみ図を用いて説明する。
図７は、実施形態５における発熱シート２３１の形状を説明する図である。以下、実施形態１の構成要件と対応する構成要件に同一符号を付して説明する。

実施形態１では、発熱シート２３１の発熱パターンをボロノイパターン状に形成した例について説明した。これに限らず、発熱パターンは、他のパターン形状であってもよい。例えば、図７（ａ）に示すように、発熱シート２３１の発熱パターンをメッシュパターン状に形成してもよい。図７（ａ）では、メッシュパターンの一例として、格子状のメッシュパターンを示す。また、図７（ｂ）に示すように、発熱シート２３１の発熱パターンをストライプパターン状に形成してもよい。

実施形態５のメッシュパターン状及びストライプパターン状の発熱シート２３１についても、実施形態１と同じ材料、製法で形成することができる。また、発熱シート２３１を構成する線部の線幅は、２μｍ〜２ｍｍとすることが望ましい。更に、いずれの形状においても、発熱シート２３１の開口率は、光透過率が９８％以上となるように設定することが望ましい。

［実施形態６］
実施形態６の発熱体２０Ｂは、電極部２４及び２５の形状が実施形態１と異なる。その他の構成は、実施形態１と同じであるため、相違点についてのみ図を用いて説明する。
図８は、実施形態６における電極部２４及び２５の形状を説明する図である。以下、実施形態１の構成要件と対応する構成要件に同一符号を付して説明する。

実施形態１では、略Ｃ字形に湾曲した形状の電極部２４及び２５について説明した。これに限らず、電極部２４及び２５は、他の形状であってもよい。例えば、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、電極部２４及び２５は、細長い短冊状であってもよい。図８（ａ）は、細長い短冊状に形成された電極部２４及び２５の間に、メッシュパターン状の発熱シート２３１を配置した例を示す。図８（ｂ）は、細長い短冊状に形成された電極部２４及び２５の間に、ストライプパターン状の発熱シート２３１を配置した例を示す。

また、図示していないが、細長い短冊状に形成された電極部２４及び２５の間に、ボロノイパターン状に形成された発熱シート２３１（図１参照）を配置してもよい。同じく図示していないが、細長い短冊状に形成された電極部２４及び２５の間に、曲線状又は波形の発熱シート２３１を配置してもよい。
本実施形態の発熱体２０Ｂにおいても、前カバー１０（図２参照）の略全面は、発熱シート２３１により覆われた状態となる。
なお、本実施形態の発熱体２０Ｂは、細長い短冊状に形成された電極部２４及び２５を備えるため、自動車等の乗り物用ガラスとして使用されるフロントガラス、リアガラス等に適用することもできる。

［実施形態７］
実施形態７の発熱体２０Ｃは、発熱シート２３１、電極部２６及び２７の形状が実施形態１と異なる。その他の構成は、実施形態１と同じであるため、相違点についてのみ図を用いて説明する。
図９は、実施形態７における発熱体２０Ｃの形状を説明する図である。以下、実施形態１の構成要件と対応する構成要件に同一符号を付して説明する。

図９に示すように、実施形態７の電極部２６及び２７は、実施形態６の電極部２４及び２５よりも横幅の狭い短冊状に形成され、発熱体２０Ｃの下側に並んで配置されている。また、電極部２６及び２７は、電極の中央部にそれぞれ電極端子２６ａ、２７ａが設けられている。

発熱シート２３１は、複数の配線２８により構成されている。具体的には、発熱シート２３１は、Ｕ字形に形成された複数の配線２８により構成されている。各配線２８は、大きさが異なる。発熱シート２３１において、複数の配線２８は、略同心円上に配置されている。すなわち、発熱シート２３１において、配線２８は、パターン状に形成されている。各配線２８の一方の端部は、電極部２６と電気的に接続されている。また、各配線２８の他方の端部は、電極部２７と電気的に接続されている。本実施形態の発熱体２０Ｃにおいても、前カバー１０（図２参照）の略全面は、発熱シート２３１により覆われた状態となる。

実施形態７の発熱シート２３１についても、実施形態１と同じ材料、製法で形成することができる。また、発熱シート２３１を構成する配線２８の線幅は、２μｍ〜２ｍｍとすることが望ましい。更に、実施形態７の構成においても、発熱シート２３１の開口率は、光透過率が９８％以上となるように設定することが望ましい。

なお、電極部２６及び２７は、発熱体２０の一方の側に並んで配置されていればよく、図９の位置に限定されない。例えば、電極部２６及び２７は、発熱体２０Ｃにおいて、上側、右側又は左側の端部に並んで配置されていてもよい。

［実施形態８］
実施形態８の発熱体２０Ｄは、層構成が実施形態１と異なる。その他の構成は、実施形態１と同じであるため、相違点についてのみ図を用いて説明する。
図１０は、実施形態８における発熱体２０Ｄの部分断面図であり、実施形態１の図３（ｂ）に対応する。以下、実施形態１の構成要件と対応する構成要件に同一符号を付して説明する。

図１０に示すように、実施形態８の発熱体２０Ｄは、第１保護シート２１ａ、第１接合層２２ａ、導電性発熱体層２３、第２接合層２２ｂ及び第２保護シート２１ｂを備える。実施形態８の発熱体２０Ｄは、導電性発熱体層２３の両側に、それぞれ接合層を介して保護シートが積層されている点が実施形態１の発熱体２０（図３（ｂ）参照）と異なる。具体的には、導電性発熱体層２３の一方の側には、第１接合層２２ａを介して第１保護シート２１ａが積層されている。また、導電性発熱体層２３の他方の側には、第２接合層２２ｂを介して第２保護シート２１ｂが積層されている。
上記のように構成された発熱体２０Ｄについても、実施形態１〜実施形態６の発熱体２０、２０Ａ、２０Ｂと同等の作用を得ることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明は、後述する変形形態のように種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。また、実施形態に記載した効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、実施形態に記載した効果に限定されない。更に、上述した実施形態及び後述する変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。なお、以下に説明する変形形態は、一部を除いて各実施形態に共通であるため、構成要件の符号を適宜に省略する。

［変形形態］
前述した実施形態１〜実施形態８（以下、「本実施形態」とも呼称する）では、本発明を車両用の交通信号機に適用した例について説明したが、本発明は、交通用に限らず、鉄道用、船舶用、航空用、工事用の信号機等にも適用できる。また、本発明に係る表示体カバー及び表示体用ヒータは、信号機等の自ら光を発する装置に限らず、道路標識、カーブミラー、案内看板等にも適用できる。すなわち、本発明における表示体は、自ら光を発する装置に限らず、光を発しない構造物であってもよい。

また、本実施形態では、信号機本体２が略円柱形状で、正面視において円形である例について説明したが、これに限定されない。例えば、信号機本体２は、略４角形状で、正面視の形状が正方形、長方形、菱形等の４角形でもよい。また、信号機本体２は、略６角形状で、正面視の形状が正６角形等の６角形でもよいし、更に、８角形以上の多角形であってもよい。

本実施形態では、発熱シートにおける発熱パターンの形状として、ボロノイパターン状、メッシュパターン状、ストライプパターン状を例に挙げたが、これに限らず、他のパターンを適用してもよい。例えば、発熱パターンは、四角形以外の多角形、円、楕円等が規則的又は不規則に配置されたメッシュパターン状であってもよい。

実施形態１では、前カバー１０と発熱体２０とを、真空成型により一体に成形した例について説明したが、これに限定されない。実施形態１において、前カバー１０と発熱体２０とを、他の手法により一体に成形してもよい。
実施形態２では、発熱体２０と支持体６０とを、真空成型により一体に成形した例について説明したが、これに限定されない。例えば、発熱シート２３１と支持体とを、真空成型により一体に成形してもよい。また、実施形態２において、発熱体２０と支持体６０とを、他の手法により一体に成形してもよい。
実施形態３では、発熱体２０と支持体６０とを、インモールド成型により一体に成形した例について説明したが、これに限定されない。例えば、発熱シート２３１と支持体とを、インモールド成型により一体に成形してもよい。また、実施形態３において、発熱体２０と支持体６０とを、他の手法により一体に成形してもよい。
実施形態４では、発熱体２０を支持体６０に転写する例について説明したが、これに限定されない。例えば、発熱シート２３１を支持体６０に転写してもよい。

実施形態７では、発熱シート２３１の発熱パターンとして、Ｕ字形に形成された複数の配線２８を略同心円上に配置することによりパターン状とした例について説明したが、これに限定されない。例えば、コ字形に形成された複数の配線を同心円上に配置することによりパターン状としてもよい。

本実施形態では、発熱体を前カバーの裏側に配置した例について説明したが、これに限らず、発熱体を前カバーの表側に配置してもよい。また、信号機の視認性を損なわない程度の開口率を確保できる場合には、発熱体を前カバーの表側及び裏側に配置してもよい。更に、発熱体を前カバーの中に封入した構成としてもよい。

１ 信号機
２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ 信号機本体
３ 電源部
１０ 前カバー
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ 発熱体
２３ 導電性発熱体層
２８ 配線
３０ 表示体
２３１ 発熱シート

Claims (9)

1. 光透過性を有するカバー本体と、
   前記カバー本体に取り付けられ、前記カバー本体の略全面を覆うパターン状に形成された発熱線を有する発熱体と、
   を備え、
   前記発熱体は、前記発熱線の両側に、それぞれ接合層を介して保護シートが積層される表示体用カバー。
2. 請求項１に記載の表示体用カバーにおいて、
   前記発熱線は、線幅が２μｍ〜２ｍｍであり、厚みが０．０５〜１５μｍであること、
   を特徴とする表示体用カバー。
3. 請求項１又は請求項２に記載の表示体用カバーにおいて、
   前記発熱体は、前記カバー本体と一体に成形されること、
   を特徴とする表示体用カバー。
4. 請求項１又は請求項２に記載の表示体用カバーにおいて、
   前記発熱体は、支持体と一体に成形されること、
   を特徴とする表示体用カバー。
5. 請求項１又は請求項２に記載の表示体用カバーにおいて、
   前記発熱体は、支持体に積層されること、
   を特徴とする表示用カバー。
6. 請求項４に記載の表示体用カバーにおいて、
   前記支持体は、平板形状であり、前記発熱体が前記支持体の表面に平面的に積層されること、
   を特徴とする表示体用カバー。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の表示体用カバーにおいて、
   前記発熱線は、ランダム２次元分布した母点から生成されるボロノイ図形パターン状に形成されていること、
   を特徴とする表示体用カバー。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の表示体用カバーと、
   前記表示体用カバーの前記発熱体に接続される電源部と、
   を備える表示体用ヒータ。
9. 請求項８に記載の表示体用ヒータと、
   表示体と、
   を備える信号機。

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