JP6558262B2 - 周辺監視装置用のヒータ構造 - Google Patents

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本発明は、車両に搭載される周辺監視装置用のヒータ構造に関する。
従来から、車両に搭載される周辺監視装置用のヒータ構造が知られている。例えば特許文献1には、車両に搭載される周辺監視装置の一種である画像記録装置のヒータ構造が記載されている。
欧州特許第2644005号明細書
ところで、特許文献1に記載の周辺監視装置用のヒータ構造では、画像記録装置のカメラのフードに電熱線ヒータが貼り付けられる。このような周辺監視装置用のヒータ構造では、カメラのフードが立体形状であるために、立体形状部分にシート状のヒータを貼り付けるのは容易でなく、作業の手間が多く掛かり作業性がよいとはいえない。
そこで、作業性を改善するために、ウインドシールドに電熱線ヒータを備えるステッカヒータを貼り付けることが考えられる。この場合に、周辺監視装置の本体部からステッカヒータの電熱線ヒータに電力を供給するために、ひとつの手段として、本体部と電熱線ヒータの入力の端子部とを給電用のリード線によって接続する構成が考えられる。しかし、電熱線ヒータの端子部に給電用のリード線を接続すると、その端子部にはリード線の自重などが下向きにかかり、ステッカヒータの入力端子に引っ張り荷重が入力される。また、車両の振動に起因してリード線が揺れることで、ステッカヒータの端子部にはリード線の自重以上の引っ張り荷重が入力され、ステッカヒータが剥がれることがある。また、このようなリード線による引っ張り荷重は、車両が振動するたびに繰り返しステッカヒータの端子部に入力されるから、その端子部の周辺を起点にステッカヒータの剥がれが進行するおそれがある。
リード線の揺れを抑えるために、本体部と電熱線ヒータの端子部とを剛体で接続する構成も考えられる。しかし、本体部がばね構造を介して支持される構成では、車両が振動するときに本体部がステッカヒータに対して非同期に揺れるため、その間に接続される剛体によって電熱線ヒータの端子部に過大な応力が入力される問題がある。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、ステッカヒータの貼り付けの作業性を改善しつつ、ステッカヒータの端子部からの剥がれの進行を抑制することができる周辺監視装置用のヒータ構造の技術を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある態様の周辺監視装置用のヒータ構造は、電気的に発熱する電熱線ヒータを含み、車両のウインドシールドに貼り付けられるステッカヒータを備える。前記ステッカヒータには前記ステッカヒータの一辺部から突出する突出部が設けられ、前記突出部には前記電熱線ヒータに繋がるリード端子が設けられ、前記一辺部には、前記突出部の根元の近傍に前記一辺部から前記突出部の突出方向と反対側に後退する切り込み部が設けられる。
この態様によると、周辺監視装置用のヒータ構造において、ステッカヒータは略平面であるウインドシールドに貼り付けられるから作業性が良好で、突出部がリード端子に接続されるリード線の自重により下向の張力が入力されても、切り込み部によって張力が分散されるから、ステッカヒータの一辺部の剥がれの進行を抑制することができる。
本発明によれば、ステッカヒータの貼り付け作業性を改善しつつ、ステッカヒータの端子部からの剥がれの進行を抑制することができる周辺監視装置用のヒータ構造の技術を提供することができる。
実施形態に係る周辺監視装置用のヒータ構造を備える周辺監視装置の側面視の模式図である。 実施形態に係る周辺監視装置用のヒータ構造に備えるステッカヒータの正面図である。 比較例に係る周辺監視装置用のヒータ構造に備えるステッカヒータの正面図である。 第2実施形態に係る周辺監視装置用のヒータ構造に備えるステッカヒータの正面図である。 第2実施形態に係る周辺監視装置用のヒータ構造を周辺監視装置に使用した例を示す斜視図である。
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに各図を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
(実施の形態)
図1は、実施形態に係る周辺監視装置用のヒータ構造100を備える周辺監視装置120の周辺を側面から視た模式図である。周辺監視装置用のヒータ構造100は、例えば車両の前方側のウインドシールド112に設けられる周辺監視装置120のカメラの視界を確保するために、ウインドシールド112に設けられる。周辺監視装置用のヒータ構造100はステッカヒータ80を備える。ステッカヒータ80は、シート状の部材で、電気的に発熱する電熱線ヒータ56を含み、車両のウインドシールド112に貼り付けられる。特に、電熱線ヒータ56は、ステッカヒータ80中に埋め込まれており、通電されることでジュール熱を出力して、ウインドシールド112や周辺の雰囲気を暖めることによってウインドシールド112の曇りを緩和する。
以下、XYZ直交座標系をもとに説明する。方向Xはステッカヒータ80を矢印Aから視た水平な左右方向に対応し、方向Yはステッカヒータ80の厚み方向に対応し、方向Zは方向Xおよび方向Yに直交する方向で、ステッカヒータ80の上下方向に対応する。なお、図1においてステッカヒータ80を方向Aから視て左側を左と、右側を右と、上側を上と、下側を下と、方向Xを幅方向と、方向Zを高さ方向と、表記することがある。ステッカヒータ80について、矢印Aから視た面をA面と、矢印Bから視た面をB面と表記することがある。なお、これらの表記は周辺監視装置用のヒータ構造100の使用の姿勢を制限するものではない。
(ステッカヒータ)
次にステッカヒータ80について説明する。図2は実施形態に係るステッカヒータ80の正面図である。図2はステッカヒータ80をA面側から視た図である。ステッカヒータ80は、例えばPET(polyethylene terephthalate)やPI(Polyimide)などの樹脂フィルムを基板として、車内側の面Aに電熱線ヒータ56が形成される。ステッカヒータ80の車外側の面Bには接着剤(例えばアクリル系接着剤)や両面テープなどの粘着手段(不図示)が設けられる。ステッカヒータ80の面Bは粘着手段によってウインドシールド112に貼り付けられる。ステッカヒータ80は非透明な部分を含んでもよい。ステッカヒータ80は、一例として、その厚みが0.25mm以下に形成されてもよい。
ステッカヒータ80は、図2に示すように、上辺部10と、右辺部18と、下辺部16と、左辺部14と、下方突出部19と、突出部20と、切り込み部40と、電熱線ヒータ56と、リード端子32と、を含む。上辺部10と下辺部16はステッカヒータ80の上方と下方に略左右方向に延在する端縁部である。右辺部18と左辺部14はステッカヒータ80の右方と左方に略上下方向に延在する端縁部である。ステッカヒータ80は、上辺部10と、右方の右辺部18と、下辺部16と、左辺部14と、によって画定される略矩形状のシート部材である。なお、ステッカヒータが矩形であることは必須ではない。
下方突出部19は、下辺部16の右端側から下方に突出して、下側に行くほど横幅(X方向幅)が狭くなる略三角形状の部分である。下方突出部19は、周辺監視装置120のカメラの視界を遮らない位置に設けられてもよい。
ステッカヒータ80には、電熱線ヒータ56への電力の供給を受けるためにリード端子を設けることが望ましい。しかし、リード端子には後述するリードワイヤが接続され、そのリードワイヤが揺れることで、リード端子の周辺には引っ張り荷重が入力されることがある。このため、この荷重を分散して電熱線ヒータ56への影響を緩和するように、リード端子の周辺部は柔軟性を有する形状に形成されることが望ましい。そこで、周辺監視装置用のヒータ構造100では、リード端子32を突出部20に設けるようにしている。以下、突出部20について説明する。
突出部20は、上辺部10の中程から上方に突出する。突出部20は、上部22と両方の側部24とで画定される部分で、例えば略矩形状に形成されてもよい。突出部20には後述するリード端子32が設けられる。切り込み部40は、突出部20の根元の近傍において上辺部10から突出部20の突出方向と反対側の下方に後退する凹み形状の部分である。切り込み部40は、突出部20の左側に設けられる第1切り込み部40aと、突出部20の右側に設けられる第2切り込み部40bと、を含む。第1切り込み部40aと、第2切り込み部40bはそれぞれ、例えば略矩形状に形成されてもよい。
上辺部10は、突出部20と切り込み部40が設けられたことで、第1切り込み部40aの左側に隣接する第1上辺部10aと、第2切り込み部40bの左側に隣接する第2上辺部10bと、に分かれて形成される。
(電熱線ヒータ)
電熱線ヒータ56は一対の導体配線の間に設けられる発熱体(抵抗体)を含む。一対の導体配線と発熱体とは薄膜状に形成される。発熱体としてはPTC(Positive Temperature Coefficient)を含むヒータを採用することができる。この場合、周辺温度に応じて放熱量が制御される点で有利である。電熱線ヒータ56はステッカヒータ80の下方突出部19を含む領域に形成されてもよい。リード端子32は突出部20に設けられる第1リード端子32aと第2リード端子32bとを含む。第1リード端子32aと第2リード端子32bはそれぞれ一対の導体配線に電気的に接続される。第1リード端子32aと第2リード端子32bはそれぞれコネクタ形状を有してもよい。第1リード端子32aと第2リード端子32bとに通電されることによって、電熱線ヒータ56の発熱体(抵抗体)に電流が流れてジュール熱を出力する。この際、ステッカヒータ80の電熱線ヒータ56が設けられた領域で熱を出力する。
(周辺監視装置)
次に、周辺監視装置120について説明する。周辺監視装置120は、ウインドシールド112を介して車両の周辺の画像を取り込み、その取り込んだ画像に基づいて所定の周辺監視動作を実行する。周辺監視装置120は、一例として、自動ブレーキの一部を構成してもよい。周辺監視装置120は、図1に示すように、本体部116と、支持部118と、リードワイヤ114と、を含む。本体部116にはカメラや制御回路などの精密構造部分が設けられる。支持部118はウインドシールド112に対して本体部116を支持する部材である。
(リードワイヤ)
リードワイヤ114は本体部116とステッカヒータ80のリード端子32の間を電気的につなぐ電線部材である。リードワイヤ114の一端は本体部116の内部回路に接続され、他端はステッカヒータ80のリード端子32に接続される。特に、リードワイヤ114は、所定のタイミングで本体部116から、ステッカヒータ80の電熱線ヒータ56に電力を供給する。リードワイヤ114の電熱線ヒータ56側の端部にはコネクタ形状を有する電気端子90が設けられている。電気端子90は、コネクタ形状を有する第1リード端子32aと第2リード端子32bとに、嵌め込まれて接続される。このように構成されることで、リード端子32には電気端子90の自重やリードワイヤ114の張力に基づく荷重が入力される。
車両が走行する際に受ける振動や衝撃により、本体部116の精密構造部分が誤動作や故障を引き起こすことがある。そこで、支持部118は、ばね構造を備えることによって、車両が走行する際に受ける振動や衝撃による本体部116への影響を緩和している。本体部116は、ばね構造を介して支持されることによって、車両に固定されたウインドシールド112に対して非同期に揺れることがある。このとき、本体部116はウインドシールド112に固定されたステッカヒータ80に対しても非同期に揺れることになる。このため、車両が振動や衝撃を受けると、本体部116に固定されたリードワイヤ114が、ステッカヒータ80に対して揺れてリード端子32に引っ張り荷重を入力することがある。リードワイヤ114の引っ張り荷重はリード端子32が設けられた突出部20を剥がす方向(方向Y)に作用する。
なお、ステッカヒータ80のリード端子32と本体部116とを剛体で接続する構成も考えられる。しかし、本体部116がばね構造を介して支持されることで本体部116がステッカヒータ80に対して揺れるから、この構成では本体部116の運動エネルギーが剛体を通じてリード端子32に加わり、リード端子32が大きな荷重をうけて破損する懸念があり、この構成は好ましいとはいえない。
(比較例)
ここで、切り込み部40を説明する前に、比較例である周辺監視装置用のヒータ構造300について説明する。図3は比較例に係る周辺監視装置用のヒータ構造300に備えるステッカヒータ380の正面図である。図3は図2に対応しており、ステッカヒータ380をA面側から視た図である。図3では、図2のステッカヒータ80の構成部分と同等または対応する箇所については同一の符号を付している。周辺監視装置用のヒータ構造300はステッカヒータ80に代えてステッカヒータ380を備える点で、周辺監視装置用のヒータ構造100と相違する。ステッカヒータ380は、図3に示すように、ステッカヒータ80に対して切り込み部40を含まない点で相違し、その他の構成は同様である。したがって重複する説明を省き主に相違点について説明する。
既述のように、本体部116に固定されたリードワイヤ114が揺れて、ステッカヒータ380の突出部20のリード端子332を引っ張ると、突出部20には剥がれ方向(方向Y)の引張り荷重が入力される。リードワイヤ114の引張り荷重が繰り返し入力されると、突出部20は上部22から剥がれ始め、やがて両方の側部24が突出部20の左側の根元部P2と右側の根元部Q2まで剥がれる。
突出部20が側部24の下端である根元部P2、Q2まで剥がれると、リードワイヤ114の引張り荷重の一部が、第1上辺部10aの右端である根元部P2と、第2上辺部10bの左端である根元部Q2にも入力される。この状態で、リードワイヤ114の引張り荷重が繰り返し入力されると、第1上辺部10aと第2上辺部10bは根元部P2、Q2を起点として剥がれ始める。さらに引張り荷重が繰り返し入力されると、その引張り荷重が、徐々に矢印R1,R2の方向に沿って左右の両側に伝わっていく。引張り荷重が伝わると、第1上辺部10aと第2上辺部10bが根元部P2、Q2を起点として徐々に左右の両側に剥がれが進行していく。この結果、ステッカヒータ380の一部または全部が剥がれて、故障に至る可能性がある。
以上の比較例の考察を踏まえて、実施形態の周辺監視装置用のヒータ構造100のステッカヒータ80の説明に戻る。ステッカヒータ80の突出部20は、上部22の両側から下方に延在する側部24の下端である根元部P1,P2を有する。切り込み部40は、突出部20の左右の両側に設けられ、根元部P1,P2から左右方向に延伸する横縁部26と、横縁部26の延伸端から上側に延伸する縦縁部28とを有する。縦縁部28の上端は、第1上辺部10aと第2上辺部10bにそれぞれつなげられる。つまり、切り込み部40は、側部24と、横縁部26と、縦縁部28と、に囲まれ、上辺部10から下側に窪む矩形状の凹部である。
リードワイヤ114の引張り荷重が繰り返し入力されると、突出部20は上部22から剥がれ始め、やがて両方の側部24が突出部20の左側の根元部P1と右側の根元部Q1まで剥がれる。突出部20が根元部P1、Q1まで剥がれると、リードワイヤ114の引張り荷重の一部は、横縁部26の端部である根元部P1,Q1にも入力される。このため、横縁部26は根元部P1、Q1を起点として剥がれ始め、徐々に矢印S1、S2の方向に沿って剥がれが進行していく。しかし、横縁部26の剥がれが縦縁部28との折り返し部28a(縦縁部28の下端)に至ると、横縁部26を伝わってきたリードワイヤ114の引張り荷重は、縦縁部28の折り返し部28aで多方向に分散される(矢印S1a、S2a)。このため、リードワイヤ114の引張り荷重が縦縁部28に伝わる割合は小さくなり、折り返し部28aで剥がれの進行が抑制される。つまり、縦縁部28は上方向に延伸しているため、下向の引張り荷重に対しては剥がれを生じにくい。
次に、周辺監視装置用のヒータ構造100の特徴を説明する。周辺監視装置用のヒータ構造100は、電気的に発熱する電熱線ヒータ56を含み、車両のウインドシールド112に貼り付けられるステッカヒータ80を備える。そして、ステッカヒータ80にはステッカヒータ80の一つの辺部である上辺部10から突出する突出部20が設けられ、突出部20には電熱線ヒータ56に繋がるリード端子32が設けられ、上辺部10には、突出部20の根元の近傍に上辺部10から突出部20の突出方向と反対側に後退する切り込み部40が設けられている。このため、リード端子32にリードワイヤ114の引張り荷重が繰り返し入力されても、切り込み部40の折り返し部28aで引張り荷重を分散することができる。この結果、ステッカヒータ80における剥がれの進行を抑制して、ステッカヒータ80が剥がれて周辺監視装置用のヒータ構造100が故障に至る可能性を小さくすることができる。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態である周辺監視装置用のヒータ構造200について説明する。図4は第2実施形態に係る周辺監視装置用のヒータ構造200に備えるステッカヒータ280の正面図である。図4は図2に対応しており、ステッカヒータ280をA面側から視た図である。図4では、図2のステッカヒータ80の構成部分と同等または対応する箇所については同一の符号を付している。周辺監視装置用のヒータ構造200はステッカヒータ80に代えてステッカヒータ280を備える点で、周辺監視装置用のヒータ構造100と相違する。ステッカヒータ280は、図4に示すように、ステッカヒータ80に対して、非発熱領域48(図4においてハッチングで示す)が設けられ、角部にアール形状を有し、突出部20に張出部20bが設けられ、切り込み部40の形状が異なる点で相違し、その他の構成は同様である。したがって重複する説明を省き主に相違点について説明する。
非発熱領域48は、電熱線ヒータ56の発熱体が設けられない領域であり、ステッカヒータ280の突出部20およびその周辺に設けられる。B面側における非発熱領域48に対応する領域には粘着手段が設けられていない。このため、ステッカヒータ280の使用の際に、突出部20の周辺はウインドシールド112に貼り付けされず浮いた状態となる。
ステッカヒータの隅の角部が尖っているとその角部から剥がれを生じ易い。そこで、ステッカヒータ280では、左辺部14の上下端および右辺部18の上端の3つの角部260がアール形状に形成されている。この場合、ステッカヒータ280が角部260から剥がれる可能性を小さくできる。
ステッカヒータには、管理を容易にするために部品番号などの製造情報が表示されることが望ましい。そこで、ステッカヒータ280の突出部20には張出部20bが設けられてもよい。張出部20bは突出部20の右側の側部24から右側に張り出す略矩形状の部分である。張出部20bは製造情報の表示エリアとして使用することができる。
ステッカヒータについては、電熱線ヒータの配設可能エリアを拡大するために切り込み部は小さい方が好ましい。そこで、ステッカヒータ280では、図4に示すように、切り込み部40の幅方向の寸法を小さくし、また横縁部226を半円状に湾曲させて、切り込み部40の面積を小さく形成している。
このように構成された周辺監視装置用のヒータ構造200は、周辺監視装置用のヒータ構造100と同様に、リード端子32にリードワイヤ114の引張り荷重が繰り返し入力された場合に、剥がれの進行を抑制することができる。特に、突出部20に入力されたリードワイヤ114の引張り荷重は、根元部P3、Q3から横縁部226に伝えられるが、切り込み部40の折り返し部28a(縦縁部28の下端)で荷重が多方向に分散され、剥がれの進行が抑制される。また、横縁部226が湾曲していることによって、根元部P3、Q3に伝わったリードワイヤ114の引張り荷重が、湾曲する横縁部226の途中でも分散されるから、剥がれを抑制する観点で有利である。この結果、ステッカヒータ280が剥がれて周辺監視装置用のヒータ構造200が故障に至る可能性を小さくすることができる。
次に、周辺監視装置用のヒータ構造200の使用状態の一例について説明する。図5は周辺監視装置用のヒータ構造200の使用状態の一例を示す斜視図である。図5は、ウインドシールド112に貼り付けられたステッカヒータ280を含む周辺監視装置用のヒータ構造200と、周辺監視装置120の本体部116と、をウインドシールド112越しに視た状態を示している(図1も参照)。つまり、図5はウインドシールド112に貼り付けられたステッカヒータ280のB面を車両の室外から視た状態を示している。本体部116は、ウインドシールド112に固定された本体搭載用のブラケット122とばね構造(不図示)とによって支持される。ブラケット122は、本体部116の中央部を避けた位置に上下方向に延在する2本の縦延在部122aと、本体部116の中央付近にて左右方向に延在する横延在部122bと、を含む。2本の縦延在部122aと横延在部122bは略H文字状に結合される。ブラケット122は2本の縦延在部122aの下端側を連結する連結部分を含んでもよい。
本体部116は、カメラのレンズやレーザレーダの送信レンズ、受信レンズなどのレンズ類が設けられる凹部126を有する。ステッカヒータ280のB面はウインドシールド112に貼り付けられている。ステッカヒータ280のリード端子32には本体部116の電力供給手段(不図示)から2本のリードワイヤ114が接続される。本体部116はリードワイヤ114を介してステッカヒータ280に所定のタイミングで電力を供給するように構成される。ステッカヒータ280は凹部126の上側の縁の近傍に設けられる。ステッカヒータ280の突出部20は、ウインドシールド112には固定されておらず、ブラケット122の横延在部122bの下側に引き入れられている。図5では、円Eの部分で横延在部122bを破断して、突出部20を可視状態で示している。
周辺監視装置用のヒータ構造200のステッカヒータ280に電力が供給されることでステッカヒータ280が発熱して、ウインドシールド112および本体部116の凹部126の周辺が加熱される。ウインドシールド112や本体部116が加熱されることで、凹部126の周辺の雰囲気が加温され、ウインドシールド112や本体部116のレンズ類の曇りが抑制される。
既述したように、車両が振動すると、本体部116に固定されたリードワイヤ114がウインドシールド112に固定されたステッカヒータ280に対して揺れることで、突出部20には方向Yの引張り荷重が入力される。しかし、リードワイヤ114の引張り荷重は、切り込み部40の折り返し部28aで分散されて、ステッカヒータ280の剥がれの進行が抑制される。
以上、本発明の実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態は例示であり、いろいろな変形および変更が本発明の特許請求範囲内で可能なこと、またそうした変形例および変更も本発明の特許請求の範囲にあることは当業者に理解されるところである。従って、本明細書での記述および図面は限定的ではなく例証的に扱われるべきものである。
説明に使用した図面では、部材の関係を明瞭にするために一部の構成要素にハッチングを施しているが、当該ハッチングはこれらの部材の素材や材質を制限するものではない。
100 周辺監視装置用のヒータ構造、 10 上辺部、 14 左辺部、 16 下辺部、 18 右辺部、 19 下方突出部、 20 突出部、 26 横縁部、 28 縦縁部、 28a 折り返し部、 32 リード端子、 40 切り込み部、 48 非発熱領域、 56 電熱線ヒータ、 80 ステッカヒータ、 112 ウインドシールド、 114 リードワイヤ、 116 本体部、 118 支持部、 120 周辺監視装置、 122 ブラケット、 126 凹部、 200 周辺監視装置用のヒータ構造、 280 ステッカヒータ。

Claims (1)

  1. 電気的に発熱する電熱線ヒータを含み、車両のウインドシールドに貼り付けられるステッカヒータを備え、
    前記ステッカヒータには前記ステッカヒータの一辺部から突出する突出部が設けられ、
    前記突出部には前記電熱線ヒータに繋がるリード端子が設けられ、
    前記一辺部には、前記突出部の根元の近傍に前記一辺部から前記突出部の突出方向と反対側に後退する切り込み部が設けられることを特徴とする周辺監視装置用のヒータ構造。
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