JPH0872674A - 電熱窓ガラス - Google Patents

電熱窓ガラス

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JPH0872674A
JPH0872674A JP7194099A JP19409995A JPH0872674A JP H0872674 A JPH0872674 A JP H0872674A JP 7194099 A JP7194099 A JP 7194099A JP 19409995 A JP19409995 A JP 19409995A JP H0872674 A JPH0872674 A JP H0872674A
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JP
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resistance heating
region
bus bars
window glass
wire
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JP7194099A
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Kiyoshi Shibata
潔 柴田
Seiichi Miyasaka
誠一 宮坂
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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    • B32B17/10376Laminated safety glass or glazing containing metal wires
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Abstract

(57)【要約】 【課題】上辺長と下辺長が異なる電熱窓ガラスの左右両
端の略三角形状領域をも均一に加熱して、法規に適合す
る広い視野を得る。 【解決手段】一対のバスバー(2、3)間に設けられた
多数の抵抗加熱線6とから構成される電熱窓ガラスAに
おいて、バスバー間の距離の変動に対応して抵抗加熱線
6の線径および/または間隔が、連続的または段階的に
変化している電熱窓ガラス。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電熱窓ガラスに関
し、詳しくは、例えば、車両用電熱窓ガラスであって、
均一かつ迅速な融雪、融氷、融霜、防曇効果等に優れた
電熱窓ガラスに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、厳冬季や寒冷地等においては、汽
車、電車、トラック、乗用車等のフロントガラスやリヤ
ガラス等に積雪、着氷、着霜または曇り等が生じ、これ
らの水分の迅速な除去が困難である。これらの問題を解
決する方法としては、電熱窓ガラスを窓ガラスとして使
用することが提案されている。
【0003】従来のこれらの電熱窓ガラスは、一般に二
枚の板ガラスと、該二枚の板ガラス間に挟まれた中間樹
脂膜と、上記二枚の板ガラス間であってその周辺部に設
けられた一対のバスバーと、これらの一対のバスバー間
に設けられた多数の抵抗加熱線から構成されており、こ
れらの抵抗加熱線には、窓ガラスの透明性を妨げないよ
うに肉眼ではほとんど見えない極細のタングステン線や
モリブデン線を使用している。これらの抵抗加熱線にバ
スバーを経由してバッテリー等から通電することにより
窓ガラスを発熱させ、この熱によって融雪、融氷、除湿
等を行う。
【0004】上記のような従来の電熱窓ガラスを、例え
ば、乗用車のフロントガラスに用いる場合には、上辺側
と下辺側のバスバーがほぼ平行している矩形領域の上下
のバスバー間に数百本の同一線径の抵抗加熱線を等間隔
で垂直方向に中間膜中に埋設し、この領域を融雪、融
氷、防曇等の加熱領域としている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来、前記電熱窓ガラ
スを乗用車のフロントガラスとして用いる場合、その形
状は上辺側が下辺側より短い台形状であるため、中央部
の矩形部分は加熱領域とすることができるが、両サイド
の略三角形状領域は加熱領域とすることが困難であり、
充分な融氷効果や防曇効果が得られない問題がある。特
に下辺側長さと上辺側長さとの差が大きいほど両側の三
角領域は大きく、この部分における融氷効果や防曇効果
は一層低下するので充分な運転視野が得られない問題が
ある。
【0006】このような問題を解決するために、上記の
三角形状領域にも抵抗加熱線を埋設する方法も考えられ
るが、この場合には、この領域の電力密度が矩形領域に
比べて大きくなり、その結果として、ガラス面内におけ
る温度分布が大きくなり、エネルギー効率が低い、融氷
や防曇効果に差が発生する、抵抗加熱線が埋設されてい
る三角形状領域の中間膜の熱劣化が著しくなる、などの
問題がある。
【0007】したがって、本発明の目的は、上記課題を
解決し、形状が台形または三角形状部分を含む窓ガラス
であっても、ガラス面内における温度分布が小さく、し
たがってエネルギー効率、融氷効果、防曇効果等に優
れ、広い運転視野が得られる電熱窓ガラスを提供するこ
とである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、二枚の板ガラ
スと、該二枚の板ガラスに挟まれた中間樹脂膜と、上記
二枚の板ガラス間であってその周辺部に設けられた少な
くとも一対のバスバーと、これらの一対のバスバー間に
設けられた多数の抵抗加熱線とから構成される電熱窓ガ
ラスにおいて、バスバー間の距離の変動に対応して抵抗
加熱線の線径および/または間隔が、連続的または段階
的に変化していることを特徴とする電熱窓ガラスであ
る。
【0009】本発明によれば、電熱窓ガラスにおいて、
バスバー間の距離の変動に対応して抵抗加熱線に通電さ
れる電力密度を連続的または段階的に変化させることに
よって、前記従来技術の問題点が解決され、形状が台形
または三角形状部分を含む窓ガラスであっても、ガラス
面内における温度分布が小さく、したがってエネルギー
効率、融氷効果、防曇効果等に優れ、広い運転視野が得
られる電熱窓ガラスを提供できる。
【0010】
【発明の実施の形態】ガラスの上辺中央部から垂直に下
辺までおろした線をセンターラインと称する。以下の実
施例のように、バスバーを窓ガラスの上辺と下辺とに設
ける場合には、本発明におけるバスバー間の距離とは、
抵抗加熱線の各埋設位置において上辺バスバーの下端か
ら前記センターラインと平行方向におろした下辺バスバ
ーの上端までの距離を意味する。
【0011】また、例えばバスバーを窓ガラスの右辺と
左辺とに設ける場合には、本発明におけるバスバー間の
距離とは、抵抗加熱線の各埋設位置において右辺バスバ
ーの左端から左辺バスバーの右端まで窓ガラスの上辺ま
たは下辺に沿って延ばした距離を意味する。
【0012】本発明において使用される板ガラスとは、
普通板ガラス、フロート板ガラス、強化板ガラス、部分
強化板ガラスなどであって、透明性を損なわない程度に
着色されたものであってもよい。これらの板ガラスは平
板状のものに限られず、種々の形状および曲率に加工さ
れた曲面状であってもよく、形状的にも特に限定されな
いが、特に三角形状部分を含む各種車両のフロント、リ
ヤ、サイド、ルーフ等の板ガラス等において本発明の効
果が顕著である。また、これらの板ガラスの厚みは特に
限定されないが、約1.5〜5mm程度が一般的であ
る。
【0013】また、本発明において使用される中間樹脂
膜とは、合わせガラスにした場合において、その両面に
配設される二枚の板ガラスを強固に接着させるととも
に、合わせガラスが破損した場合にも、ガラスの破片が
飛び散らない作用を有するものである。中間樹脂膜とし
ては、通常は接着性、耐光性、耐熱性等の諸物性が改良
されたポリビニルブチラール樹脂シートが好ましく使用
される。これらの中間樹脂膜の厚みも特に限定されない
が、約0.2〜0.9mm程度が一般的である。
【0014】上記板ガラスと中間樹脂膜を用いる合わせ
ガラスの製造方法自体は公知の方法でよく、二枚の板ガ
ラスを、樹脂シートを挟むように貼り合わせ、予備接
着、オートクレーブ処理等の工程を経て所望の合わせガ
ラスが製造される。
【0015】抵抗加熱線を設ける方法としては次のよう
な方法がある。まず、前記樹脂シートを予め所定の形状
に裁断し、または裁断せずに、多数の極細の抵抗加熱線
を所定間隔に埋め込み、必要に応じて適当な形状に裁断
する。次にその抵抗加熱線の両端を樹脂シート端部から
一部剥離して持ち上げ、剥離された樹脂シート端部の上
にテープ状の平織銅製織布またはテープ状の薄い銅板を
載置して、その上に抵抗加熱線の端部を並べ、その上に
テープ状の薄い銅板を配置し、その面から加圧して一体
化する。この際、平織銅製織布は樹脂膜中に一部埋没す
る。その後に前述の予備接着、オートクレーブ処理等の
工程を経て所望の電熱窓ガラスが得られる。
【0016】本発明は、上記従来の電熱窓ガラスの製造
に際して、上記抵抗加熱線の線径および/または抵抗加
熱線の間隔を、これらに接続する一対のバスバー間の距
離に対応して連続的または段階的に変化させて、一対の
バスバー間に付与される電力密度を電熱窓ガラス全体に
わたって均一化させることを特徴とする。
【0017】図1は本発明の電熱窓ガラスの一例の平面
図(上面の板ガラスは図面上は省略されている)であ
り、この実施態様における合わせガラスを構成している
板ガラス1は、下辺が上辺よりも長い台形(例えば一例
として上辺104cm、下辺148cmおよび高さ83
cm)である。
【0018】この電熱窓ガラスAには、上辺の左右にバ
スバー2a、2bが設けられ、下辺の左右にバスバー3
a、3bが設けられ、夫々の端部にリード線4a、4
b、5a、5bが設けられて不図示のバッテリーから通
電されるようになっている。この例のバスバー2,3の
幅は約3〜10mm程度が一般的である。
【0019】上辺のバスバー2a、2bと下辺のバスバ
ー3a、3bとの間には、その矩形部分において線径1
0〜35μmの抵抗加熱線6が1.5〜4.0mm程度
の間隔で正弦波形に平行配設されている。これらの抵抗
加熱線6としては、タングステン線、モリブデン線など
が好ましく、径は約10〜35μmの範囲のものが好ま
しい。
【0020】また、抵抗加熱線6の形状は、振幅が0.
2〜1.5mm、波長が2〜8mm程度の正弦波状であ
ることが好ましい。このような形状とすることにより、
電熱窓ガラスAを温度的にも光学的にも、より均一に発
熱させることができる。
【0021】図1は模式図であり、実際の乗用車用窓ガ
ラスにおいては、例えば図4に示すように、上辺、下辺
は直線状ではなく、曲線状となっているのが一般的であ
る。したがって、上辺〜下辺間の距離が辺長全体にわた
って等距離となっていることは稀である。しかし、著し
い距離変化(例えば、±15%以上)がない限りは、積
極的に、抵抗加熱線の線径および/または間隔を、連続
的または段階的に調整する必要はない。一方、側辺部の
バスバーと下辺部のバスバーとの間の距離は、その位置
によって著しく異なるので前記のような調整が必要とな
る。
【0022】この電熱窓ガラスにおいて、そのバスバー
が存在する位置における断面(X−X)は、図2aに示
すように、下方の板ガラス1の面に中間樹脂膜7が設け
られ、その上にバスバーの下部を構成する平織銅製織布
からなるテープ状の電極8、抵抗加熱線6、バスバーの
上部を構成する薄い銅板からなるテープ状の電極9およ
び上方板ガラス1’がこの順に積層された構造になって
いる。
【0023】最終的に得られる電熱窓ガラスAの図2a
部分の厚みと後述する図2b部分の厚みとの差が最小限
になるように、上記バスバー3aを構成する上下電極
9、8は、薄いほど好ましく、例えば、上下合計で約
0.1〜0.4mm程度の厚さであることが好ましい。
また、同様の理由で下部電極8は、最終的にはその少な
くとも一部が中間樹脂膜7中に埋設されることが好まし
い。
【0024】下部電極8の形態としては、バスバー2、
3による厚みの増大を少なくするように、極細導線を織
成してなる織布形状であることが好ましい。織布形状で
あることによって最終的には抵抗加熱線6自体も該織布
8中に押し込まれ、電熱窓ガラスAの図2a部分の厚み
と後述する図2b部分の厚みとの差を最小限とすること
ができる。
【0025】また、バスバー2、3が存在しない領域の
断面(Y−Y)は、図2bに示すように、下方板ガラス
1、中間樹脂膜7、中間樹脂膜7中に埋設された抵抗加
熱線6および上方板ガラス1’がこの順に積層された構
造になっている。
【0026】図3は、図1における台形状電熱窓ガラス
Aの一方の三角形状領域を拡大して示す。この電熱窓ガ
ラスAにおいて、領域S1には、線径21μmのタング
ステン極細細線6が間隔2mmで上下に平行配列されて
いる。
【0027】三角形状部分の一部である領域S2は、該
領域における抵抗加熱線6の長さが領域S1 と大きくは
異ならないので、領域S2における電力密度の偏差が許
容範囲にある場合には、領域S1と同様な線径の抵抗加
熱線6であってもよい。勿論、領域S2における極細細
線の線径を領域S1よりも小さくし、領域S1と同一間隔
で上下に平行配列させてもよい。なお、ここでいう許容
範囲としては、具体的には、±20%、好ましくは±1
5%が実用的である。
【0028】同様に領域S3には、領域S1またはS2
りも線径が小である極細細線6を領域S1と同一間隔で
上下に平行配列し、領域S4には、領域S3よりも線径が
小である極細細線6を領域S1と同一間隔で上下に平行
配列する。なお、領域S5は運転時の視野外となる場合
にはこの領域には抵抗加熱線6を配設する必要はない。
【0029】以上のような構成の電熱窓ガラスAにおい
て、電源である不図示のバッテリーからバスバー2、3
を経由して通電すると、略矩形領域である領域S1は、
抵抗加熱線6の径および長さが均一であるので電力密度
が均一であり、三角形状部分の一部である領域S2は、
領域S1と同じ線径の抵抗加熱線6を用いた場合には、
領域S1よりも電力密度が幾分大となるが、その値が許
容範囲であれば、同じ線径の抵抗加熱線6を用いてもよ
い。
【0030】また、許容範囲外である場合には、領域S
2においては、より線径の小さい抵抗加熱線6を用い、
領域S2の電力密度を領域S1の電力密度とほぼ同一値に
することができる。同様に領域S3およびS4もそれらの
領域の抵抗加熱線6の線径を順次調整することによっ
て、それらの領域の電力密度が領域S1の電力密度と同
様な許容範囲内の値に調整する。
【0031】以上の例は、本発明の一実施例であり、上
記のように三角領域をいくつかの領域に分割し、それら
の領域の抵抗加熱線6の間隔を同一にしたまま、その線
径を変化させることで、その領域の電力密度を領域S1
と同様に調整できる。
【0032】この方法以外にも三角形状領域において領
域を区画せずに、配設された多数の抵抗加熱線6の線径
を、その線の長さ(バスバー間隔)に比例して、例え
ば、20μm→19μm→18μm→17μm→16μ
m→15μm→14μm・・・のように一本ずつまたは
数本ずつ連続的に変化させても同様な均一発熱効果が得
られる。
【0033】以上の実施態様では、抵抗加熱線の間隔を
一定として、バスバー間隔が短くなるにしたがって、抵
抗加熱線の線径を小さくすることで、異なる領域の電力
密度をほぼ近似した範囲に制御したが、この方法に代え
て、抵抗加熱線の線径を同一にした場合には、抵抗加熱
線の間隔を変えることによっても、バスバー間隔の異な
る領域の電力密度をほぼ近似した範囲に制御できる。
【0034】また、以上の実施態様では、バスバーを窓
ガラスの上辺と下辺に設け、かつ抵抗加熱線を上下方向
に設けたが、この方法に代えて、バスバーを窓ガラスの
右辺と左辺に設け、かつ抵抗加熱線を左右方向に設け、
その際、バスバー間隔の異なる領域間で電力密度がほぼ
均一になるように抵抗加熱線の線径および/または間隔
を連続的または段階的に変えてもよい。
【0035】
【実施例】
[実施例1]図1は、自動車フロントガラスである本発
明の電熱窓ガラスAの平面図であり、図2は図1の一部
の断面図であり、図3は本発明の電熱窓ガラスAの左半
分の拡大図である。電熱窓ガラスAの配線回路は図3に
示したとおりである。
【0036】図1、図3において、厚さ0.76mmの
ポリビニルブチラールシートからなる中間膜7上に、図
示のように窓ガラスの外周に沿って上部バスバー2a、
2bと下部バスバー3a、3bとを埋設する。このバス
バー2、3は銅線を織成した幅3.5mm、厚み約0.
3mmのテープ状の下部電極8と、幅5mm、厚み約
0.05mmのテープ状銅板からなる上部電極9とから
構成され、それらの間には、領域S1〜S4の領域におい
て表1に示す線径の異なる抵抗加熱線6が挟まれ接触し
ている。
【0037】また、加熱回路に付けるヒューズの電流容
量に制約がある場合には、リード線およびバスバーに流
れる電流を小さくするため、このバスバー2、3のよう
に、二対のバスバー2a、2b、3a、3bに分割して
左右対称の加熱回路とするのが好ましい。同様にして、
ヒューズの電流容量に制約があったり、デザイン上のメ
リットがあったりする場合には、バスバー2、3をそれ
ぞれ三対のバスバー2c、2d、2e、3c、3d、3
e(不図示)に分割するなどしてもよい。すなわちバス
バーは複数の群に分割されていてもよい。
【0038】さらに、これらのバスバー2、3間には細
いタングステン製の抵抗加熱線6が配列され加熱領域を
形成している。バスバー2、3は、抵抗加熱線6の両端
部を挟み込み電気的に接続し、他端がリード線4a、4
b、5a、5bを経て不図示のバッテリー電源に接続し
ている。抵抗加熱線6を埋設した中間樹脂膜7の片面を
車外側ガラス1’に、他面を車内側ガラス1に積層し、
オートクレーブを使用した公知の製造方法で合わせガラ
スにした。
【0039】電熱設計は電源電圧、電力密度および加熱
領域から決定する。一般に乗用車のフロントガラスに付
着した氷膜を解かすには、電力密度が500〜800W
/m2であることを必要とするが、必要な電力密度は、
ガラスの厚さ、中間膜の厚さおよびデフロスタ、エアコ
ン併用等の使用条件によって変化する。抵抗加熱線6の
間隔は狭い方がガラス表面の温度分布が均一になるので
好ましい。また、抵抗加熱線6の線径は、運転視野の障
害にならないようにできるだけ細いものを選択すること
が好ましい。
【0040】図3に、電熱窓ガラスAの左側の加熱領域
を示す。米国の連邦車輛安全基準(FMVSS103)
で規定したデフロスト領域を満足するには、加熱領域
は、中央部のバスバー間距離がほぼ一定な領域S1だけ
では足りないために、バスバー間距離が漸減する三角形
状領域も含めて設定し、抵抗加熱線6を三角形状領域S
2〜S4の中間膜にも埋設する。領域S5にも抵抗加熱線
を埋設してもよいが、該領域が視野外である場合にはそ
の必要はない。バスバー間距離が異なる三角形状領域S
2〜S4に対して、各領域毎に抵抗加熱線6の線径を変え
て各領域S2〜S4の電力密度が許容範囲に納まるように
する。
【0041】バスバーが互いにほぼ平行である領域(矩
形領域)S1 と非平行領域(三角形状領域)S2〜S4
いずれかでの夫々の単位長さ当たりの抵抗加熱線6の抵
抗値をr1、r2とし、バスバー間距離をL1、L2、素線
電流をi1、i2とする。素線6が並列接続であるから、
111=L222となり、また、加熱領域の電力密
度を一定にするという条件から、r11 2=r22 2とな
り、したがってr2=r1(L1/L22となる。さら
に、素線6の抵抗が線径dの2乗に反比例することから
2=d1(L2/L1)となる。
【0042】したがって、抵抗加熱線6の線径をバスバ
ー間距離に比例させることによって、加熱領域での面内
電力密度を許容範囲内にすることができる。
【0043】市販タングステン線6の線径選択は径1μ
mのステップで入手しうること、加熱領域S1〜S4の電
力密度は許容範囲内に抑えればよいことから、加熱領域
をS1〜S4の4領域に分割し、各領域毎に線径の異なる
タングステン線6で線貼りした(ただしS1とS2は同一
とした)。
【0044】ここでガラスの厚さは車内面および車外面
のいずれも2mmとした。電源電圧は14.3Vであ
る。また、正弦波状の抵抗加熱線6は振幅が0.6m
m、波長が4mmであり、互いの間隔は2mmである。
各領域における電力密度は、目標値630W/m2、許
容範囲±15%で設計した。各領域の線径、領域幅、線
貼り本数および電力密度は表1のとおりである。
【0045】本発明の電熱窓ガラスに電源から電力を供
給し、車外側ガラス表面の温度を測定すると加熱領域内
の温度偏差は6℃以内に納まった。従来の同一線径の抵
抗加熱線による構造の電熱窓ガラスでは、温度偏差が1
6℃であることから、本発明によりガラス面が均一に温
度上昇し、広域な視野を確保できることがわかる。
【0046】
【表1】
【0047】[実施例2]図1および図3において、抵
抗加熱線6の線径を同一にした場合には、抵抗加熱線の
線貼り間隔を変えることによって、バスバー間隔の異な
る加熱領域の電力密度をほぼ近似した範囲に制御でき
る。
【0048】本実施例では、加熱領域をS1〜S4の4領
域に設定し、バスバー間隔が漸減する三角形状領域では
線貼り間隔を次第に広くすることによって、加熱領域の
電力密度を許容範囲内に制御している。
【0049】S1〜S4の各領域内における線貼り間隔は
同一であるが、各領域間の線貼り間隔は段階的に変化さ
せている。加熱領域中央部のバスバーが互いにほぼ平行
な矩形領域S1では抵抗加熱線を線貼り間隔2mmで中
間膜に埋設している。抵抗加熱線は振幅が0.6mm、
波長が4mmの正弦波状であり、線径21μmのタング
ステン線である。各領域における電力密度の目標値63
0W/m2で、その許容範囲を±15%としたい場合、
各領域の線貼り間隔、領域幅、線貼り本数および電力密
度は表2のとおりである。
【0050】
【表2】
【0051】
【発明の効果】以上説明のとおり、本発明によれば、電
熱窓ガラスの加熱領域は、冬季に車外側ガラス面に着氷
した場合にも、抵抗加熱線に通電することによってガラ
ス面が均一に温度上昇するために、速やかに融氷し、法
規に適合した広域な視野を確保できる。
【0052】また、融氷、防曇、除曇等を速やかに行う
ことができ、迅速に視野を回復できる。また、温風デフ
ロスタに比べて省電力で機能させることができ、薄膜抵
抗加熱式電熱窓ガラスに比べて低電圧で作動できる。さ
らにコンバータ、断線検出器等が不要であり、コスト的
にも有利である。
【図面の簡単な説明】
【図1】電熱窓ガラスAの平面を説明する図。
【図2】図1のX−XおよびY−Y矢視断面図。
【図3】電熱窓ガラスAの左半分の拡大図。
【図4】実際の乗用車用窓ガラスに近い外形状を示す
図。
【符号の説明】
A:電熱窓ガラス 1:板ガラス 2、3:バスバー 4,5:リード線 6:抵抗加熱線 7:中間膜 8:下部電極 9:上部電極

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】二枚の板ガラスと、該二枚の板ガラスに挟
    まれた中間樹脂膜と、上記二枚の板ガラス間であってそ
    の周辺部に設けられた少なくとも一対のバスバーと、こ
    れらの一対のバスバー間に設けられた多数の抵抗加熱線
    とから構成される電熱窓ガラスにおいて、バスバー間の
    距離の変動に対応して抵抗加熱線の線径および/または
    間隔が、連続的または段階的に変化していることを特徴
    とする電熱窓ガラス。
  2. 【請求項2】窓ガラスが少なくとも略三角形状領域を有
    し、該領域において抵抗加熱線の線径および/または間
    隔が、一対のバスバー間の距離に対応して連続的または
    段階的に変化している請求項1記載の電熱窓ガラス。
  3. 【請求項3】電熱窓ガラスが車両用電熱窓ガラスである
    請求項1または2記載の電熱窓ガラス。
  4. 【請求項4】バスバーが複数の群に分割されている請求
    項1、2、または3記載の電熱窓ガラス。
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