JPH02162143A - 加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は加熱装置に関し、更に詳しくは自己調節加熱装
置に関する。更に特別の場合にあっては、本発明は自動
車用の外部のバックミラーを加熱するのに特別に適用さ
れる正の温度係数（ＰＴＣ）を有する抵抗性材料を用い
る自己調節ヒータに関する。

〔、従来の技術と発明が解決しようとする課題〕正の温
度係数を有する材料を用いるミラーを包含するガラス板
の加熱装置が案出されてきた。そのような２つの装置が
米国特許第４．６２８．１８７号及び第４．６３１．３
９１号に開示されている。それらの装置は本発明が克服
する所定の不利益及び欠点を有する。例えば米国特許第
４．６３１．３９１号の装置は、加熱されるべき面の均
一な加熱を提供しない２つの熱伝導層の間にサンドイッ
チ状にされる個別に離間されたプレートリット（ｐｌａ
ｔｅｌｅｔｔｅｓ）を用いている。米国特許第４．６２
８．１８７号の場合、加熱装置の電極材料によって占め
られるミラーの主として外周領域は加熱されず、これに
よりミラーの加熱された領域における重大な減少がもた
らされる。

更に、この装置の電極システムは末端の連結と電極シス
テムとの間で所望の電流を運ぶために実質的に幅広で一
定の幅の銀製の母線（ｂｕｓｓ　ｂａｒ）の導体経路を
用いる。幅広の導体は導体の長さに沿ってミラーの実質
上「冷却」領域を生じるばかりでなく、装置の価格に重
大な付加を与える貴重な金属である銀の相当なる量を必
要とする。

本発明の目的は、加熱されるミラーの表面領域を最大化
し、また導体経路の寸法を最適化することにより銀製の
導体材料の使用を最小化する加熱装置を提供することで
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に従い、基材の表面上に均一に分配される複数の
加熱領域を形成するために正の温度係数を有する抵抗性
材料の複数の平行に離隔された縞がその上に配置される
基材上に位置される複数の電極を形成する相互に入り込
む導体経路に連結される一対の母線を有する電気的な母
線系が提供される。「冷却」点を除去し且つ母線に沿っ
て加熱することを達成するためにＰＴＣ材料の加熱効果
に実質的に適合する加熱効果を生じる長さに沿う電気的
抵抗を提供するように適合される。

〔作　用〕

本発明の重要な特徴によれば、所望のパワー密度従って
その領域における所望の加熱効果を達成するために、Ｐ
ＴＣ材料の縞の幅は基材の所望領域で変化される。

本発明によれば、各母線の長さに沿う位置のパワー密度
がＰＴＣ材料の加熱領域の総ての平均的なパワー密度と
実質的に調和するように母線は形成される。

本発明によれば、長さに沿う所望のパワー密度の分配を
達成するため、各パワーターミナルから自由端部に向か
って母線は漸減される。

都合が良いことに、母線の漸減は銀製の導体材料の必要
とされる量を低減し、これにより所要の高価な銀材料の
量が最小化され、ヒータの製造の全価格が最小化される
。

〔実施例〕

第３図には車両用外部バックミラー１０が示され、後方
側部に取着される本発明に係る加熱装置１２を有する。

本発明に係る加熱装置１２は自己調節ヒータが望まれる
他の応用にも利用され得る。しかしながら、ここに開示
された実施例は霧、霜、凍結にさらされまた雪に被われ
るような車両用の外部バックミラーへの応用に特に適用
される。そのような環境的事象を克服するための装置を
持つことが好ましい。また、この応用は周囲温度の関数
として温度を自動的に制御する性能のために周囲の温度
変化を受ける装置を加熱するのに特に適する。

すなわち、上昇した周囲温度において加熱は不要である
が、凍結下のような低い周囲温度においてはより高い温
度が望ましい。

第１及び２図は加熱装置１２の好適構造を示す。

第２図に示す如く、加熱装置は例えば約０．００フイン
チ（０，１７７８ｍｍ）の厚さのマイラー（登録商標Ｍ
ＹＬＡＲ）のような電気的絶縁性基材１４を有する。第
１図の平面図に最適に示された電気的母線系（ｂｕｓｓ
ｓｙｓｔｅｍ）が基材１４の一方側上に配置される。母
線系はハント化学（）ｌｕｎｔ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ）に
よって製造された市販のシルバーポリ？　７２５（ｓｉ
ｌｖｅｒ　ｐｏｌｙｍｅｒ７２５）のような電気的導電
性鋲重合体を好ましくは有する印刷自在の電気的導電性
材料の層を有する。

導電性母線系の層は約８〜１０ミクロンの範囲内の厚さ
の基材上に好ましくは配置される。更に、母線系は２つ
の母線系１６．１８を有し、それぞれは電気的に接続さ
れ且つ２つのターミナル２０．２２の一方から延びてい
る。各ターミナルは母線の各一方及び外部電源に接続適
合される接点ターミナル部材２６と接触する孔２５に取
付けられた穴２４を有する。

各母線１６．１８は自由端部２８，３０で終わる基材の
外周縁部の実質的反対部分に沿って延びる。また、各母
線は各ターミナル接続部から自由端部に向かって以下に
記載の目的のために所定の形式で傾斜して領域が減少す
る。各母線１６．１８から垂直に延びるのは、離間され
た平行な互いにかみ合う複数個の電極を形成する経路３
２．３４．３６．３８のような複数個の導電性経路であ
る。すなわち、隣接する電極は対向する母線に接続され
、反対方向に平行に延び他の母線から離間して終わる。

母線系に印刷されるスクリーンは正の温度係数を有する
電気的抵抗性材料４００層である。ＰＴＣ材料４０は特
定の応用のための所望の電気的性質を有するように調節
された構成を有するスクリーン印刷自在の電気的伝導性
のＰＴＣインクである。

例えば、車両用の外部バックミラーの応用に関し、好適
なスクリーン印刷自在のＰＴＣ材料が見出され、それは
く登録商標Ｄｕｐｏｎｔ）デュポン２６５のようなエチ
レン酢酸ビニル共重合体レジン（ｅｔｈｙｌｅｎｅｖ＋
ｎｙｌ　ａｃｅｔａｔｅ　ｃｏ−ｐｏｌｙｍｅｒ　ｒｅ
ｓｉｎ）を有する。デュポン２６５は平方当り１５．０
００オームのシート抵抗を有するように修正された７２
パーセントのエチレンモノマー及び２８パーセントの酢
酸ビニル七ツマ−を有する。この電気的性質を達成する
ため、エチレン酢酸ビニル共重合体レジンは先ず８０℃
においてナフサ（ｎａｐｈｔｈａ）　、キシレフ　（ｘ
ｙｌｅｎｅ）、又はトルエン（ｔｏｌｕｅｎｅ）のよう
な芳香族炭化水素溶剤（ａｒｏｍａｔｉｃ　ｈｙｄｒｏ
ｃａｒｂｏｎ　５ｏｌｖｅｎｔ）に溶解され、そして溶
液の総重量の２０パーセントが固体になるまで放置され
る。キャボット　ヴアルカン　ビーエフ（ＣＡＢＯＴ　
ＶＵＬＣＡＮ　ＰＦ）のようなカーボンブラックが添加
され、そして総固体容量が重量で５０パーセントになる
まで混合される。この材料は次いで、固体を砕き分散さ
せるために０．１〜１ミル（ｍｉｌ）のニップ隙間（ｎ
ｉｐ　ｃｌｅａｒａｎｃｅ）を有する３本ロール分散ミ
ル（ｔｈｒｅｅ　ｒｏｌｌ　ｄｉｓｐｅｒｓｉｎｇ　ｍ
１ｌｌ）を通過せしめられる。次いで、材料は所望のシ
ート抵抗が達成されるまで２０パ一セント固体レジン及
び溶剤溶液と共に放置される。上記記載の如＜ＰＴＣ材
料はバス系にスクリーン印刷がなされ、平行に離間され
た基材は第１図に示す如く電極パターンに平行に縞で飾
られ、そしてそれは好ましくは基材上の４２．４４のよ
うな複数の個々の加熱領域を形成するために約２．５〜
５ミクロンの厚さを有する。

周囲温度及びＰＴＣ材料の電気的性質に依存し、電圧が
ターミナルを横切って従って電極アレイを横切って加え
られるとき、電流が電極間のＰＴＣ材料を貫通して流れ
、個々の加熱領域が加熱せしめられる。公知の如く、Ｐ
ＴＣ材料の加熱効果及び電流は周囲温度の変化の如く変
わるその温度に依存し、ＰＴＣ材料の所定の温度におい
て材料の抵抗性は増加し、材料はもはや非導電性となり
、これにより加熱領域は熱を発生しない。従って、加熱
装置は周りの温度に応じて自己調節する。ヒータ上の位
置の加熱効果は、その位置でのＰＴＣ材料の縞の幅を変
えることにより変化され得るその位置でのパワー密度の
関数である。従って、応用における特定の熱力学に従っ
て基材の所定領域での加熱効果を増加・減少させること
は可能である。例えば、車両用の外部バックミラーの応
用において、ミラーからの熱損失は周辺で最大である。

従って、ＰＴＣの縞の幅は、隣接する縞が第１図に示す
如く相互に接続する点まで、その領域での加熱効果及び
パワー密度を増大させるように、増大され得る。同様に
、ＰＴＣの縞の幅は、例えば熱損失が最小であるミラー
中央で減少され得る。

母線系は新奇の母線構造を有する。各母線の電流運搬要
求は、パワーターミナルからの距離が増加するにつれて
減少する。すなわち、第１図の例えば位置Ａでの各母線
の部分は基材上の加熱領域の全てのために電流要求の全
てを運搬しなければならない。一方、第１図の位置Ｂに
おける母線は母線系の最後の電極対のための電流要求を
運搬することを必要とする。従って、例えば位置Ａで最
大電流要求を運搬するのに充分な寸法で母線が一定に維
持されるならば、その長さに沿う母線の抵抗加熱は少な
い。このことはパワーターミナルから位置Ｂに向かう距
離の増加において特に正しい。

すなわち、ターミナルからの遠く離れた母線は増々過大
となり、「冷却」のままとなり、そして母線によって被
われる領域の電気抵抗加熱効果はなくなる。しかしなが
ら本装置はパワーターミナルからそれらの自由端まで母
線を減少するように傾斜させ、これにより母線の長さに
沿う場所のパワー密度は基材上の全加熱領域のパワー密
度の平均に実質上等しくなる。この形式において、所定
寸法の母線によって発生される電気抵抗は、加熱領域に
よって発生されるものと実質的に同一の加熱効果を発生
させる。パワーターミナルでの利用可能な電圧、伝導性
銀、ＰＴＣ材料の電気的性質を知る当業者は加熱領域の
平均的パワー密度を容易に計算でき、これにより全ての
位置における母線の寸法はその長さに沿う全ての位置に
おける平均的パワー密度を達成するように要求される。

従って、中央から外側の周囲への全基材は母線下のそれ
らの領域を有し、実質的に冷却点を伴わないで加熱され
る。従って、ミラーの全表面領域は実質的に加熱される
ということが理解され得る。傾斜した母線の他の利点は
、所望の銀の量は対応する節約により低減されるという
ことである。

第２図を参照すると、圧力感応性アクリル系接着剤４６
の層はＰＴＣ材料上に被着される。ＰＴＣ材料は縞に置
かれるので、接着剤は流出しＰＴＣ材料の隣接縞の間の
隙間の露出した基材領域４８に付着する。接着剤はＰＴ
Ｃ材料へよりもマイラー基材への方が極めて良好に付着
する。結合の完全さは極めて増大する。約０．００１イ
ンチ（０，０２５４ｍｍ）の厚さのマイラーの第２の絶
縁性防護層５０は接着剤層４６によって取付けられ、導
電体及びＰＴＣ材料を環境的にシールするよ１作用し、
且つそれが取付けられる部材への起き得る短絡又は接触
からに接触し得る。

他の接着剤層５２は防護層５０上に配置され、紙のよう
な除去自在の保護被覆５４は接着剤層５２に保持される
。ミラー上にヒータを取付けるため、保護被覆５４は剥
がれ、装置は接着剤５２によりミラーの後部に取付けら
れ、電源はターミナル２０．２２を横切って接続される
。

本発明の好適実施例を説明したが、添付図面及び記載の
利益を有する当業者は他の実施例及び変更を容易に案出
でき、そしてこのような他の実施例及び変更は本願請求
の範囲内にあるということが理解されよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は詳細な構造を示す加熱装置の平面図、第２図は
更に詳細な構造を示す加熱装置の垂直横断面図、 第３図は加熱されるべき車両用バックミラーの後方側部
に取着される本発明に係る加熱装置の斜視図である。 １０・・・ミラー　　　　　　１２・・・加熱装置、１
４・・・基材、　　　　　　１６．１８・・・母線、２
０．２２・・・ターミナル、２８．３０・・・自由端部
。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．より扁平な電気的絶縁性基材と、 平行に離隔された相互に入り込む複数個の電極を有する
   ２つの電極パターン及び一対の母線を有し、上記相互に
   入り込む複数個の電極の隣接する電極は上記一対の母線
   の異なるものに接続され、各バス線は上記基材の周囲縁
   部の概ね反対部分に沿って向いている、一対のターミナ
   ル接続の一方から延びる上記基材の一方の面の電気的母
   線系と、隣接する電極間の複数個のヒータ領域を形成す
   る上記相互に入り込む電極に垂直に配設された複数個の
   平行に離隔された縞の上記電気的母線系上に配置され、
   正の温度係数を有する材料の電気的抵抗層と、 上記離隔された縞の間の空間を有する上記電気的抵抗層
   の上に配置され、上記ヒータ領域の間の上記基材の領域
   の上記基材に接触・接着する第１の接着剤の層と、 上記接着剤層の上の電気的絶縁性防壁層と、上記電気的
   絶縁性防壁層の上の第２の接着剤の層と、 上記各々のターミナル接続点から、上記ヒータ領域の全
   ての平均的パワーに実質的に等しい各母線の自由端部へ
   の、上記母線の各々に沿う如何なる位置に所定のパワー
   密度を達成するための手段、とを有することを特徴とす
   る加熱装置。
2. ２．上記第２接着剤層の上に除去自在防壁層を更に有す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の加熱装
   置。
3. ３．上記所定のパワー密度の達成手段は、上記各ターミ
   ナル接続点から上記自由端部に減少するよう傾斜する各
   母線を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の加熱装置。
4. ４．上記の所定位置の所定パワー密度を有する加熱領域
   を形成するために、上記縞の抵抗性材料の所定の一方は
   上記基材の上記一方の面の所定位置に幅を有することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の加熱装置。
5. ５．上記基材の周囲縁部の一部に少なくとも沿う抵抗性
   材料の上記縞は、抵抗性材料の上記他の複数の縞の幅よ
   りも大きい幅を有することを特徴とする特許請求の範囲
   第４項記載の加熱装置。
6. ６．周囲縁部を有するより扁平な絶縁性基材と、上記基
   材の周囲縁部の概ね反対の部分に沿って延びる２つの母
   線及び複数個の電極経路を形成する上記母線に交互に接
   続される平行に離隔された相互に入り込む複数個の電極
   を有し、上記基材の一方の面上に配置される電気的な母
   線系と、抵抗性材料の縞の間の上記基材の複数個の露出
   領域及び隣接する電極経路間の複数個の加熱領域を形成
   する電極経路に実質的に垂直に配置される複数個の離隔
   された縞を有するパターンの母線系を被う正の温度係数
   を有する抵抗性材料の層と、上記基材の上記露出領域に
   付着される上記正の温度係数を有する抵抗性材料の上に
   配置される少なくとも１つの接着剤層、とを有し、 上記母線の各々は、各母線へのターミナル接続点から各
   々のターミナル接続から離れた自由端部まで幅において
   減少するように傾斜し、該傾斜は上記加熱領域の総ての
   平均的パワー密度に実質的に等しい各母線の長さに沿う
   如何なる位置におけるパワー密度を提供するように適合
   される、ことを特徴とする加熱装置。
7. ７．少なくとも１つの接着剤層に取着された電気的絶縁
   性層と、該電気的絶縁性層の上に配置される第２の接着
   剤層、とを更に有することを特徴とする特許請求の範囲
   第６項記載の加熱装置。
8. ８．上記第２接着剤層の上に除去自在の防護被覆を有す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の加熱装
   置。
9. ９．上記基材の上記一方の面の所定位置における抵抗性
   材料の上記縞の幅は当該所定位置において所定のパワー
   密度を形成し、所望の加熱効果は各所定位置で提供され
   ることを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の加熱装
   置。
10. １０．加熱されるべき材料に適合する所定形状を有する
    電気的絶縁性基材と、 ２つの母線を有する上記基材上に配置され、該母線から
    延びる複数個の離隔された相互に入り込む細長の導体を
    有する導体アレイと、 平均的パワー密度を有する複数個の加熱領域を形成する
    上記相互に入り込む導体に垂直に配置される複数個の平
    行に離隔された縞の上記導体の上に配置される正の温度
    係数を有する抵抗性材料と、正の温度係数を有する抵抗
    性材料の上記縞の間の領域及び正の温度係数を有する抵
    抗性材料の上に配置される第１の接着剤層と、 上記第１接着剤層に取着される電気的絶縁性層と、 上記電気的絶縁性層の上の第２の接着剤層と、上記第２
    接着剤層により除去自在に取着される防護被覆、とを有
    し、 上記母線は、上記複数個の加熱領域の平均的なパワー密
    度に実質的に等しいそれらの長さに沿う如何なる位置に
    おけるパワー密度を提供するように適合される、ことを
    特徴とする、加熱されるベき部材に取付けるためのより
    扁平な加熱装置。