JPH10189232A - 積層透明体 - Google Patents

積層透明体

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JPH10189232A
JPH10189232A JP9370075A JP37007597A JPH10189232A JP H10189232 A JPH10189232 A JP H10189232A JP 9370075 A JP9370075 A JP 9370075A JP 37007597 A JP37007597 A JP 37007597A JP H10189232 A JPH10189232 A JP H10189232A
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windshield
resistance heating
transparent body
glass plate
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JP9370075A
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Robert N Pinchok Jr
エヌ．ピンチョック，ジュニア ロバート
Beth C Ramsey
シー．ラムゼイ ベス
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PPG Industries Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウィンドシールドに凍結固着したワイパーを
解除する加熱装置の提供。 【解決手段】 ウィンドシールド１０が、中間層１６に
よって互いに結合された第１と第２のガラス板１２、１
４で構成され、連続する単一の抵抗加熱線３４が、両ガ
ラス板の間に固定される。ワイパー休止領域２２にほぼ
対応する、ウィンドシールドの所定箇所に抵抗加熱線３
４の多経路を設けることにより、抵抗加熱線３４が、前
記所定箇所内に目標出力密度を発生させ、ワイパー休止
領域２２を加熱する。抵抗加熱線の両端部３８、４０
は、ウィンドシールドの一方の縁に沿った共通の接続領
域４２まで延在し、抵抗加熱線３４に対する外部からの
電気的なアクセスのために、コネクタが取付けられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、積層透明体の、選
択された領域を加熱する手段、特に自動車のウィンドシ
ールドに係り、またウィンドシールド・ワイパーが不使
用時に滞留するウィンドシールド下部が加熱される該ウ
ィンドシールドの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車のウィンドシールド・ワイパー
は、通常、運転者の視界よりも下の、ウィンドシールド
下部に沿って配置されている。極端に低温の気候の場
合、空気中の湿分が氷結して、ゴム製ワイパーブレード
がウィンドシールド・ガラスの表面に固着し、操作不能
になることがある。その場合、ワイパーを手で動くよう
にするか、または車両を暖めてウィンドシールド表面に
ワイパーを固着させている氷を溶かさなければならな
い。
【０００３】透明体の外表面を加熱するには、いくつか
の手法が用いられる。グラス氏他に付与された米国特許
第３７２９６１６号及び第３７４５３０９号、シュープ
氏に付与された米国特許第４０５７６７１号、ビテリス
氏他に付与された米国特許第４０７８１０７号、ドラン
氏他に付与された第４４３６５７５号、ライアン氏他に
付与されたヨーロッパ特許第３８５７８５号及び第３８
５７９１号の場合には、積層体全体が、透明体内全体に
延在する複数電線によって加熱される。電線には、透明
体の両側縁部に沿って配置されたバスバー（母線）を経
て給電される。別の構成の場合には、熱が、ワイパー休
止領域、つまり不使用時にワイパーが位置づけられるウ
ィンドシールド部分に集中させられる。具体的には、ク
ラースボーン氏他に付与された米国特許第４３７３１３
０号の場合、加熱素子が、連続する不透明熱吸収層の背
方でウィンドシールドの下縁に沿って配置されているた
め、ウィンドシールドの正面からは加熱素子が見えな
い。これらの加熱素子は、ウィンドシールド両側の縁部
分に沿って配置されたバスバーにより給電される。ゴー
ルド他に付与された米国特許第５１７３５８６号では、
金属ストリップが、ワイパー休止領域の直下のウィンド
シールド外表面に対して密封されている。ニュートセン
氏に付与された米国特許第５３８６０９８号の場合は、
複数の加熱素子が、ワイパー休止領域近くのウィンドシ
ールド内表面に取付けられている。これらの加熱素子
は、ウィンドシールド両側の角隅部に接続箇所を有する
バスバーから給電される。さらに米国特許第５４５１２
８０号の場合には、導電性セラミックエナメル線が、ワ
イパー休止領域のウィンドシールドの不透明セラミック
帯材の背方に形成されている。またＪＰ−６４−７０２
２２の場合、複数の導電性加熱線が、積層ウィンドの重
ねガラスの１つの主表面にプリントされ、１対のバスバ
ーの間で、積層ウィンドのワイパー休止領域に沿って延
在している。さらに、別の加熱装置は、２つの独立した
加熱システムを有する。すなわち、１つは、透明体の上
部中央部分を加熱する装置であり、他は、ワイパー休止
領域近くの下部領域を加熱する装置である。例えば、ヘ
インル氏他に付与された米国特許４１０９１３３号で
は、上下の加熱素子が、車両後部ウィンドの表面にスク
リーン印刷で付加されている。リュエル氏他に付与され
た米国特許第４９７１８４８号では、加熱可能のパネル
の下部加熱素子が、メッシュ状パターンでガラス表面に
スクリーン印刷で付加されている。さらにクーンツ氏に
付与された米国特許第５４３４３８４号では、上下の加
熱素子が、導電性透明フィルム被覆で形成されている。
【０００４】これらの加熱システムは、いずれの場合
も、加熱素子が、スクリーン印刷法で印刷され、ガラス
表面に接着された導電性ペイントであるか、透明体の両
側縁部に沿って配置されたバスバーを経て給電されるか
のいずれか、または両方である。この種のシステムは、
積層ウィンド内にバスバー及び／またはセラミック部材
を組付けるために、付加的なガラス加工段階を必要とす
る。加えて、加熱素子またはバスバーをガラスまたは積
層ウィンドシールド構成部材に取付ける際に、加熱素子
が損傷すると、ガラスまたはウィンドシールド構成部材
を廃棄するか、または再加工しなければならない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ウィンドシールドのワ
イパー休止領域を加熱する装置を提供し、それによっ
て、ウィンドシールドに凍結したワイパーを解放し、さ
らに前記装置により、非加熱領域の設計に関して最大限
の自由度が得られるとともに、ウィンドシールドの製造
に対する影響が極少化されることが、本発明の狙いとす
る点である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明により、ウィンド
シールドのワイパー休止領域を加熱するための加熱装置
が得られる。このウィンドシールドは、中間層によって
互いに結合された第１と第２のガラス板を有する。連続
する単一の抵抗加熱線が、これらのガラス板の間に固定
され、ワイパー休止領域にほぼ対応するウィンドシール
ドの所定箇所にわたって多経路を形成している。これに
よって、抵抗加熱線が、前記所定箇所内に目標出力密度
を発生させ、ワイパー休止領域を加熱する。抵抗加熱線
の反対側の第１及び第２の端部は、ウィンドシールドの
縁に沿う共通の接続領域まで延在し、また抵抗加熱線の
両端部には、抵抗加熱線への外部からの電気的なアクセ
スのために、コネクタが取付けられている。また、Ａポ
スト領域にほぼ対応するウィンドシールド縁部分に沿っ
て抵抗加熱線を延在させてもよい。本発明の特定の一実
施態様では、不透明なセラミック帯状部材が、ウィンド
シールドの内側層を形成する第２ガラス板の主表面に、
ウィンドシールド縁部分に沿って接着されており、この
ため、第２ガラス板を通してウィンドシールドを見た場
合に抵抗加熱線は見えない。加えて、抵抗加熱線は、不
透明セラミック帯材の色にほぼ合致する色の被覆を有し
ており、このため、第１ガラス板を通してウィンドシー
ルドを見た場合にも、抵抗加熱線の状態は判らない。
【０００７】本発明は、自動車のウィンドシールドを用
いた場合について説明されているが、本発明は、それに
限定されるものではなく、いかなる積層透明体に対して
も使用でき、特に、加熱素子を目につかないように隠し
たい場合に適している。さらに、本発明は、いかなる材
料製の透明体に対しても使用でき、ガラス、ガラスセラ
ミック、プラスチックに限定されるものではない。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１、図２に見られるように、本
発明の特徴を有するウィンドシールド１０は、外側ガラ
ス板１２と、内側ガラス板１４と、例えばポリビニルブ
チュラール製の熱可塑性中間層１６とを有する。中間層
１６は、ウィンドシールド１０の上縁部１８に沿って、
当業界で周知の遮蔽帯材（図示せず）を有する。外側ガ
ラス板１２と、内側ガラス板１４と、中間層１６とは、
適当な手法で一体構造体になるように接合される（例え
ば、当業者には周知のように、上昇温度で各層から成る
組立体を加圧して積層体になす）。外側ガラス板１２
は、外表面２０を有し、この外表面にわたって、ウィン
ドシールド・ワイパー（図示せず）が、適当な手法で動
かされ、過剰な湿分（例えば、水、雪、露、氷の全てま
たはいずれか）が除去される。ワイパーは、使用されず
に休止位置にある場合は、概ねウィンドシールド１０の
下部に沿って位置する。以下、この部分をワイパー休止
領域２２と呼ぶ。
【０００９】ワイパー領域加熱装置２４は、後でより詳
しく説明するが、ワイパー休止領域２２の近くに位置
し、かつウィンドシールド１０のガラス板１２、１４の
間に配置されている。当業界で通常用いられる種類の不
透明の装飾帯材２６が、内側ガラス板表面２８の縁部分
に沿って、ウィンドシールド１０上に配置されている。
本発明を限定するものではないが、不透明の帯材２６
は、通常、内側ガラス板表面２８の縁部分にスクリーン
印刷された黒色セラミックペーストであり、ガラス板を
熱成形する間に加熱され、前記表面２８に接合される。
帯材２６は、車体開口部分にウィンドシールド１０を固
定するために使用する接着剤を隠す一方、太陽エネルギ
ーによる接着剤の劣化を防止する。ウィンドシールド１
０の下縁３２に沿う帯材部分３０は、十分に広幅で、ワ
イパー領域加熱装置２４を越えて延在し、後でより詳し
く説明するように、装置２４の加熱素子を隠す。
【００１０】本発明は、どのような組成のガラスでも実
現でき、またガラス板１２、１４及び／または中間層１
６は、ウィンドシールド１０に付加的特性を与えるため
に、表面を被覆することもできる。また、ガラス板の一
方または両方を、例えばプラスチック等の他の透明な剛
性薄板に代えてもよい。
【００１１】さらに図１、図２について見れば、ワイパ
ー領域加熱装置２４は、中間層１６に組付けられた単一
の抵抗加熱線３４を有する。本明細書で用いている
「線」という用語は、引抜き加工され、または成形され
た金属製糸または金属フィラメントを意味する。単一ス
トランドまたはマルチストランドを包含する抵抗加熱線
３４は、単位長さ当たりの予め定められた抵抗を有し、
ワイパー休止領域２２を加熱する十分な長さを有する。
抵抗加熱線３４は、中間層１６内に所望のパターンで手
またはロボットによって組付けられる。より詳しく言え
ば、抵抗加熱線３４は、ワイパー休止領域２２にほぼ対
応する所定抵抗加熱線パターンに沿って中間層１６を、
はんだごてを用いて局所的に加熱し融解させるようにし
て、中間層１６の表面３６に接合される。中間層１６が
冷却すると、抵抗加熱線３４は中間層１６に固着したま
まとなる。電熱線３４は、中間層表面３６に沿って延在
するようにして、抵抗加熱線３４の最大熱量が、外側ガ
ラス板１２の表面２０へ向けられるようにし、それによ
って、ワイパー休止領域２２の氷結が溶かされるように
するのが好ましい。ウィンドシールド１０の積層加工中
に、抵抗加熱線３４に沿って空気が閉じ込められる恐れ
があれば、抵抗加熱線３４を中間層１６内の、表面３６
の直下に完全に埋め込んでもよい。
【００１２】図１に示される本発明の具体例では、抵抗
加熱線３４が、ウィンドシールド１０の下縁部分に沿っ
てワイパー休止領域２２を加熱するように構成されてい
る。これは、複数ワイパーが同方向に運動するワイパー
設計の場合に特徴的なウィンドシールド・ワイパー構成
である。この構成の場合、一般に、複数ワイパーがウィ
ンドシールド１０の下縁３２に沿って延在する休止位置
を有し、重なることがない。複数ワイパーが反対方向に
運動するワイパー設計の場合は、ワイパーは、通常、ウ
ィンドシールドの中央に休止位置を有し、互いに重なっ
ている。ある条件下でワイパーモータ（図示せず）が一
時的に停止するような場合には、休止領域２２とは別の
中間位置にワイパーが停止するだろう。具体的には、複
数ワイパーに周期的に自動給電するワイパーパルスモー
ドを、車両が有する。必要に応じて、本発明の装置を拡
張して、この付加領域を加熱するようになし、ウィンド
シールド１０上への雪や氷の堆積を防止することもでき
る。
【００１３】次に、本発明のワイパー領域加熱装置２４
に必要な、抵抗加熱線３４の寸法及び長さの決定につい
て説明する。加熱装置２４は、平方インチ（６．４５１
６ｃｍ２）当たり０．３〜１ワット、好ましくは０．５
〜０．７ワットの出力密度を発生するのが好ましい。こ
れよりも低い出力密度も使用できるが、出力密度が低け
れば、氷結ワイパーの解凍時間が長くなる。他方、前記
値より高くすれば、解凍時間は短縮されるが、過剰の熱
のため、積層ウィンドシールドが剥離したり、ガラス板
の縁部分に応力が発生したりする。また、高い出力密度
では、電流供給量も増大し、車両の電力系への電気的負
荷も増大する。
【００１４】本発明を実施するに当たり、加熱素子とし
て使用する抵抗加熱線３４の寸法及び長さは、次式を使
用して決定される。
【数１】式（１）：Ｓ＝Ｐ／Ａ この式において、Ｓは、ワイパー休止領域２２内の加熱
可能な部材（特に、抵抗加熱線３４）により発生せしめ
られる出力密度（ワット（Ｗ）／平方インチ）（１平方
インチ＝６．４５ｃｍ２）であり、Ｐは、ワイパー休止
領域内の抵抗加熱線３４により発生せしめられる電力
（Ｗ）であり、Ａは、加熱される面積（すなわち、ワイ
パー休止領域２２）（平方インチ）である。
【数２】式（２）：Ｐ＝ＶＩ この式において、Ｐは前記のとおりであり、Ｖは給電電
圧であり、Ｉは抵抗加熱線３４を流れる電流（アンペ
ア）である。
【数３】式（３）：Ｖ＝ＩＲ この式において、Ｖ及びＩは前記のとおりであり、Ｒは
抵抗加熱線３４の全抵抗（オーム）である。式（１）、
（２）、（３）を組合わせて、次式（４）が得られる。
【数４】 式（４）：Ｓ＝Ｐ／Ａ＝ＶＩ／Ａ＝Ｖ２／ＡＲ この式において、Ｓ，Ｐ，Ａ，Ｖ，Ｉ，Ｒは前記の通り
である。式（４）によりＲを求めれば、次式（５）が得
られる。
【数５】式（５）：Ｒ＝Ｖ２／ＡＳ この式において、Ｒ，Ｖ，Ａ，Ｓは、前記の通りであ
る。
【００１５】一例として、加熱されるワイパー休止領域
２２は、７．６２ｃｍ×８６．３６ｃｍ（３×３４イン
チ）すなわち１０２平方インチ（６５８．１６ｃｍ２）
と仮定し、さらに加熱装置２４は所定パターンを有し、
このパターンが、ワイパー休止領域２２にほぼ対応する
面積にわたり、ウィンドシールド１０の下部に沿う多経
路の抵抗加熱線３４により形成されると仮定する。これ
らの値を、Ｖ＝１２ボルト（カーバッテリに通常の値）
及び目標出力密度０．６Ｗ／平方インチと共に、式
（５）に代入すると、抵抗加熱線３４の所要抵抗は、約
２．８２オームとなる。加熱素子として選択すべき抵抗
加熱線３４と、２．８２オームの全抵抗を生じるのに必
要な長さとは、抵抗加熱線に用いる材料の種類と、抵抗
加熱線の横断面積に依存する。本発明の場合、抵抗加熱
線３４は銅製であるが、他の材料、例えばニクロム、ス
テンレス鋼、ニッケル、アルミニウム、亜鉛、タングス
テン、金、銀、その他の金属及び合金を用いてもよい。
また、抵抗加熱線の直径は小さいのが好ましい。自動車
の外部から見た場合に目に入りにくいためである。本発
明を限定するものではないが、抵抗加熱線の寸法は、約
２８〜３４ゲージ（アメリカ・ワイヤゲージＡＷＧ）で
ある。ワイパー休止領域２２が、平方インチ当たり０．
６オームの出力密度を有するように、２．８２オームの
抵抗を与えるために、抵抗加熱線長さが式（６）によっ
て決定される。
【数６】式（６）：Ｒ＝ＫＬ この式において、Ｒは電熱線３４の全抵抗（オーム）で
あり、Ｋは電熱線３４の低効率（オーム／フィート）
（１フィート＝３０．４８ｃｍ）であり、Ｌは電熱線３
４の長さ（フィート）である。式（６）からＬを求めれ
ば、式（６）から次式（７）が得られる。
【数７】式（７）：Ｌ＝Ｒ／Ｋ
【００１６】マークスの標準機械技術者用便覧（Ｍａｒ
ｋ′ｓ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｆｏｒ
Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ，９版）
によれば、３２ゲージの焼鈍銅線は、直径０．２０３ｍ
ｍ（０．００８インチ）、抵抗率０．１６７オーム／フ
ィート（１フィート＝３０．４８ｃｍ）である。これら
のＲ及びＫの値を、式（７）へ代入すると、Ｌの値は１
６．９フィートとなる。ワイパー休止領域２２内で抵抗
加熱線３４によるパターンを形成する場合、抵抗加熱線
３４に隣接する部分は、約０．６３５〜２．５４ｃｍ
（０．２５〜１．０インチ）のほぼ一様の間隔をおいて
位置するようにするのが好ましい。抵抗加熱線３４の間
隔を約１．２７ｃｍ（０．５インチ）と仮定すると、図
１に見られるように、幅７．６２ｃｍ（３インチ）のワ
イパー休止領域２２をカバーするには、ワイパー休止領
域２２を横切って往復するかたちで延在する６経路のパ
ターンが必要になる。所要抵抗を得るために要する抵抗
加熱線全長（１６．９フィート）を、経路の数（６）で
割ると、各経路の推定長さは、約８６．３６ｃｍ（３４
インチ）となる。この長さが、この実施例の場合、ワイ
パー休止領域２２の近似長さである。抵抗加熱線３４の
各経路長さが、長過ぎたり短か過ぎたりした場合は、そ
れに応じて、抵抗加熱線のゲージ及び／または間隔を調
整する。
【００１７】以上の説明から、抵抗加熱線の寸法、長
さ、加熱すべきワイパー休止領域、パターン密度（すな
わち特定面積内での抵抗加熱線の全長）の関係が明らか
であり、これらの設計パラメータのいずれかによって、
目標出力密度を有するワイパー領域加熱装置２４の設計
が指示される。
【００１８】既述のように、抵抗加熱線３４は、外側ガ
ラス板１２の表面２０近くに配置して、ワイパー休止領
域２２位置におけるウィンドシールド１０の表面２０に
沿って発生する熱量を最大にできるようにするのが好ま
しい。上述の本発明の場合、ウィンドシールド１０を取
付けた車両の外部から（つまり、外側ガラス板１２を通
して）、抵抗加熱線３４が見える。加熱装置を見えない
ように覆ったり隠したりすることが望ましい場合、ウィ
ンドシールドは、ワイパー休止領域２２の全体の背後
に、セラミック帯材２６の下部が延在するように構成す
るのが好ましい。暗色（好ましくは黒色）の背景地が、
セラミック帯材２６によって得られ、抵抗加熱線３４の
存在を隠す上で役立つ。下部３０は、また抵抗加熱線３
４を車内から（つまり、内側ガラス板１４を通して）見
る場合にも、見えないようにすることができる。抵抗加
熱線３４を車外から更に見えなくするには、抵抗加熱線
３４自体を、加熱装置２４の背後のセラミック帯材２６
の色にほぼ対応する色にすることができる。本発明を制
限するものではないが、一具体例では、抵抗加熱線３４
がマグネットワイヤであり、更に具体的には黒色のポリ
エステルアミド−イミド絶縁被覆を有する銅線である。
この銅線は、カリフォルニア州ウェストヴィレッジのＭ
ＷＳワイア・インダストリー社から入手できる。黒色の
セラミック帯材２６と組合わせて用いられる黒色抵抗加
熱線３４は、車外から外側ガラス板１２を通して見る場
合に、加熱装置２４を隠す上で役立つ。抵抗加熱線３４
の被覆が絶縁性の場合、目標出力密度を得るために抵抗
加熱線３４によって形成されるパターン構成の自由度が
大きくなる。なぜなら、全加熱装置を短絡させることな
くパターン内で抵抗加熱線３４を交差させることができ
るからである。
【００１９】或る加熱装置構成の場合には、抵抗加熱線
３４を、黒色セラミックペイント帯材に対して暗色の抵
抗加熱線を用いて隠す必要がない。例えば、車両によっ
ては、ウィンドシールドがエンジンフードの下へ延び、
ワイパー休止領域２２がフードラインの下に位置してい
る。このような構成の場合は、ワイパー自体が不使用時
に見えなくなる。また、自動車装飾のデザイナーが、抵
抗加熱線３４の存在を強調しようとすることも考えられ
る。そのような場合には、ウィンドシールド１０内の抵
抗加熱線３４を、更によく見えるように、被覆された、
または被覆されない抵抗加熱線３４を使用すればよい。
【００２０】図１に示されているように、加熱装置２４
の抵抗加熱線３４は、両端部３８、４０が、ウィンドシ
ールド１０の縁３２に沿った接続領域４２位置で狭い間
隔になるように構成されている。この構成の場合、電源
への加熱装置２４の接続が簡単である。別の構成では、
給電が、ウィンドシールドの両側に沿って配置されたリ
ード線付きバスバーを介して行われる。その場合には、
電源４４（すなわち、カーバッテリ）への抵抗加熱線両
端部３８、４０の電気接続は、ウィンドシールド縁部３
４に沿った単一箇所で行われる。本発明を制限するもの
ではないが、電源４４への抵抗加熱線３４の接続は、ウ
ィンドシールド１０の縁部に沿ったノッチ領域で行われ
ている。具体的には、内側ガラス板１４が、接続領域４
２位置で、内側ガラス板１４の縁３２に沿ってカットア
ウトされたノッチ領域４６を有する。抵抗加熱線両端部
３８、４０がノッチ領域４６内へ延び、電源４４からの
リード線が、鑞付けによって直接抵抗加熱線３４に接続
される。ノッチ領域４６全域が、非伝導材料（例えば、
可撓性のエポキシ樹脂）で充填され、ノッチ領域４６を
シールし、接続箇所を保護する。別の形式では、ウィン
ドシールド１０内に積層されたコネクタ（図示せず）を
使用することにより、ノッチ領域４６は不要となる。具
体的には、コネクタは、ウィンドシールド辺縁部におい
て抵抗加熱線端部３８、４０に重ねられる導電性タブを
有する第１部分と、ウィンドシールド辺縁部をこえて延
在する第２部分とを有する。コネクタの第１部分は、端
部３８、４０と整合され、ウィンドシールド１０の両ガ
ラス板と中間層との間に積層され、第２部分は、ウィン
ドシールド１０の外部に延在して、電源４４と接続され
ている。更に別の形式では、抵抗加熱線両端部３８、４
０が、接続領域４２位置でウィンドシールド１０の縁部
分３２の外部に延在し、電源４４からのリード線が、直
接、抵抗加熱線端部３８、４０と接続される。この構成
の場合、抵抗加熱線端部３８、４０への接続部が、何ら
かの好適な手法でシールされて、接続部の一体性が保護
され、加熱装置２４の短絡が防止される。
【００２１】加熱装置２４は、その動作を制御する制御
装置４８（例えば、米国特許第５３８６０９８号に開示
されているような制御装置）に接続される。
【００２２】図１に示した加熱装置２４の場合、抵抗加
熱線のパターンは、ウィンドシールド１０の下部を横断
して往復する多経路を有し、抵抗加熱線３４の前記各横
断部分（コース）が事実上直線的であり、各経路が概ね
平行であって互いに均一な間隔をおいて配置されている
が、抵抗加熱線３４のパターンは、ワイパー休止領域２
２内に目標出力密度が得られるパターンであれば、どの
ようなパターンでもよい。例えば、図３（Ａ）及び図３
（Ｂ）には、可能な別の抵抗加熱線構成が示されてい
る。図３（Ａ）では、抵抗加熱線３４が、ワイパー休止
領域２２の小領域で一連の短い経路を有するように構成
され、図３（Ｂ）では、抵抗加熱線３４が、シヌソイド
状（正弦曲線状）パターンでワイパー休止領域２２内に
延在している。
【００２３】本発明の一具体例では、図１に示したパタ
ーンで、抵抗加熱線３４がウィンドシールド１０内に組
込まれる。加熱されるべきワイパー休止領域２２の面積
は、約５．０８×１４２．２ｃｍ（２×５６インチ）す
なわち７２３ｃｍ２（１１２平方インチ）である。抵抗
加熱線３４は、３０ゲージ（ＡＷＧ）の銅マグネット線
（ポリエステルアミド−イミド製黒色絶縁体を備え、熱
クラス２００゜Ｃ、Ｋ＝０．１０３７オーム／フィー
ト）であり、表面３６に沿って中間層１６に手で固定さ
れ、約１．２７ｃｍ（０．５インチ）間隔で概ね平行の
４つの抵抗加熱線経路から成るパターンを形成してい
る。抵抗加熱線３４の各横断部分（コース）は、長さ約
１３７ｃｍ（５４インチ）である。使用した抵抗加熱線
の全長は５．５７ｍ（１８．２８フィート）で、抵抗加
熱線３４の測定抵抗は１．９５オームであり、この結
果、平均出力密度は約０．１０２Ｗ／ｃｍ２（０．６６
Ｗ／平方インチ）である。
【００２４】前記ウィンドシールド１０を製作する際、
ガラス板１２、１４を所定形状に切断し、セラミック帯
材２６を内側ガラス板１４の表面２８にスクリーン印刷
した。次いで、ガラス板１２、１４を重ね合わせて結合
し、同時に加熱し、当業界で周知の重力たるみによる湾
曲技術によって成形した。冷却後、抵抗加熱線３４を有
する中間層１６をガラス板１２、１４の間に配置し、こ
の集合体を脱気し、周知のウィンドシールド積層技術に
より積層した。電源４８に抵抗加熱線３４を接続するた
めには、既述のノッチ形式の接続部を用いた。具体的に
言えば、抵抗加熱線３４の端部３８、４０を、内側ガラ
ス板１４の下縁３２に沿ってカットアウトしたノッチ領
域４６内で電源４８のリード線に鑞付けし、ノッチ領域
４６に可撓性エポキシ樹脂のシーラントを充填した。
【００２５】ウィンドシールド１０の他の領域を加熱す
るために、抵抗加熱線３４を延在させてもよい。具体的
に言えば、本発明の一例では、図４に見られるように、
抵抗加熱線３４が、通常、Ａポスト領域５０と呼ばれる
ウィンドシールド側縁を加熱するために延在している。
ウィンドシールド１０の該領域５０を加熱する目的は、
ワイパーがウィンドシールドを払拭する際、雪および氷
をウィンドシール１０の側縁または下縁へ押し除けるこ
とで、ウィンドシールドのこの部分に沿って雪および／
または氷が堆積するのを防止するためである。ウィンド
シールドのＡポスト領域５０を加熱する抵抗加熱線部分
５２の長さは、既述の設計基準と式を用いて決定でき
る。
【００２６】本発明の一例では、ワイパー休止領域２２
とウィンドシールド１０のＡポスト領域５０の両者を図
４に示したパターンで加熱するために抵抗加熱線３４が
用いられる。加熱されるべきワイパー休止領域２２は、
約５．０８×１０１．６ｃｍ（２×４０インチ）、Ａポ
スト領域５０は２．５４×６１ｃｍ（１×２４インチ）
である。抵抗加熱線３４は、３０ゲージの銅マグネット
線（（ポリエステルアミド−イミド製黒色絶縁体を備
え、熱クラス２００゜Ｃ、Ｋ＝０．１０３７オーム／フ
ィート）であり、表面３６に沿って中間層１６に手で固
定され、約１．２７ｃｍ（０．５インチ）間隔で概ね平
行の４つの抵抗加熱線経路から成るパターンを形成す
る。抵抗加熱線３４の各コースは、長さ約１０１．６ｃ
ｍ（４０インチ）である。ウィンドシールド１０のＡポ
スト領域５０を通って延在し、概ね平行な２つの抵抗加
熱線経路を有する抵抗加熱線部分５２は、それぞれ、長
さ約６１ｃｍ（２４インチ）を有し、互いに約１．２７
ｃｍ（０．５インチ）の間隔をおいて位置させた。この
特定の構成の場合、ウィンドシールド１０の縁３２に沿
ったノッチ領域４６が、ワイパー休止領域２２の端部か
ら約３０．５ｃｍ（１２インチ）の間隔を置いて位置し
ている。ワイパー休止領域２２での抵抗加熱線３４は、
間隔約１．２７ｃｍ（０．５インチ）であるため、約７
７．４ｃｍ２（１２平方インチ）が加熱された。加熱さ
れた全面積は、約７４８ｃｍ２（１１６平方インチ）、
抵抗加熱線３４の所要長さは約６．１ｍ（２０フィー
ト）であった。抵抗加熱線３４の実測抵抗は２．１５オ
ームであり、この結果、平均出力密度は約０．０８９Ｗ
／ｃｍ２（０．５８Ｗ／平方インチ）であった。前記例
の場合、抵抗加熱線３４の端部３８、４０が、ウィンド
シールド１０の縁３２に沿ったノッチ領域４６内で、電
源４４のリード線に鑞付けされている。
【００２７】
【発明の効果】以上に説明したとおり、ワイパー領域加
熱装置２４の連続する単一電熱線３４を使用することに
よって、他のワイパー領域加熱装置に勝るいくつかの利
点が得られる。導電性セラミックエナメルを使用するシ
ステムに比較すれば、中間層内へ抵抗加熱線を組込むコ
ストは、スクリーン印刷によってセラミックエナメルを
付着させるよりも遙かに安価である。具体的に言えば、
加熱素子としてセラミックエナメルを使用する場合に
は、付加的なスクリーン印刷やペイント乾燥作業が必要
になり、それによって、全体の加工時間や製造経費が増
大する。本発明による単一抵抗加熱線システムの場合
は、中間層の選択位置に電熱線を付加する作業が、ウィ
ンドシールドの組立て及び積層作業に対して与える影響
は、仮にあるとしても僅少である。更に、セラミックエ
ナメルは、ガラス表面に物理的に接合されるため、セラ
ミックエナメルの加熱により、ウィンドシールド積層構
造体のガラスとセラミックの界面に沿って応力を誘起す
るだろう。また、本発明は、バスバーによって相互接続
される複数の独立部材を用いていない。積層体中にバス
バーを組込む作業は、付加的な加工段階や追加費用を必
要とする。抵抗加熱線システムは自由度も高い。抵抗加
熱線３４は、中間層に組付けられるため、ウィンドシー
ルド全体の加工に影響を与えずに、所望パターンを容易
に変更できる。具体的に言えば、新しいセラミックペー
ストのパターンは、新しいスクリーンを製造してスクリ
ーン印刷機に取付ける必要がある。本発明による単一抵
抗加熱線装置の場合、抵抗加熱線３４が、オフラインで
中間層１６に組付けられるため、ウィンドシールド製造
過程に影響はない。スクリーン印刷によるガラスの表面
への線の細さには限界があることにも留意すべきであ
る。幅約０．５ｍｍ（０．０１９６インチ）以下の線の
印刷を一様に一貫して行うことは難しい。本発明の好適
例によれば、抵抗加熱線３４は、直径０．３〜０．１５
ｍｍ（０．０１２〜０．００６インチ）の２８〜３４ゲ
ージのワイヤであり、したがって、加熱素子は視認し難
い。また、加熱素子（すなわち、抵抗加熱線３４）は中
間層１６に組付けられ、ガラス板表面にスクリーン印刷
または被覆されるわけではないので、加熱素子の連続性
と完全性を、ウィンドシールド組立体に組付ける前にテ
ストできる。これにより、ウィンドシールド製造前に、
加熱装置の欠陥の有無を確認することができ、欠陥ウィ
ンドシールドの数を低減化できる。また、単一抵抗加熱
線３４を中間層１６に組付けることにより、加熱装置の
取り扱いが容易になり、皺を生じさせずに、あるいはま
た加熱装置の有効性に影響を与えずに、ガラス板の湾曲
形状に順応させることができる。
【００２８】本明細書に開示、説明された本発明の形態
は、単なる説明のための好適実施態様と変形態様であ
る。この他にも、請求の範囲の記載により定義された本
発明の精神を逸脱することなしに、各種変形が可能であ
ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の特徴を有するワイパー休止領域加熱装
置を装備したウィンドシールドの平面図。
【図２】図１の２−２線に沿って截断した断面図。
【図３】（Ａ）は、ウィンドシールドのワイパー休止領
域の部分拡大平面図で、抵抗加熱線の一パターンを示す
図。（Ｂ）は、抵抗加熱線の別のパターンを示す図。
【図４】ワイパー休止領域加熱装置を有するウィンドシ
ールドの平面図で、Ａポスト領域の抵抗加熱線パターン
を示した図。
【符号の説明】
１０ ウィンドシールド １２ 外側ガラス板 １４ 内側ガラス板 １６ 中間層 １８ ウィンドシールド上縁 ２０ 外側ガラス板外表面 ２２ ワイパー休止位置 ２４ 加熱装置 ２６ 不透明装飾帯材 ２８ 内側ガラス板外表面 ３２ ウィンドシールド下縁 ３４ 抵抗加熱線 ３８、４０ 抵抗加熱線両端部 ４２ 接続部 ４４ 電源 ４６ ノッチ領域 ４８ 制御装置 ５０ Ａポスト領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ベス シー．ラムゼイ アメリカ合衆国ペンシルバニア州マース, ウェリントン ドライブ 816

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１の透明剛性薄板と、 第２の透明剛性薄板と、 前記第１および第２の薄板の間で両薄板を結合する中間
    層と、 前記両薄板間に固定され、所定箇所内に目標出力密度を
    発生させるように、前記透明体の前記所定箇所を通る多
    経路を形成する連続する単一の抵抗加熱線と、 前記透明体の縁に沿って位置づけられた接続領域とを含
    み、前記抵抗加熱線の両端の第１および第２の端部が、
    前記接続領域まで延在している積層透明体。
  2. 【請求項２】 前記透明体が自動車のウィンドシールド
    であり、前記第１および第２の剛性薄板が、それぞれ第
    １および第２のガラス板であり、前記所定箇所が、予定
    ワイパー休止領域に概ね対応する前記ウィンドシールド
    下部である請求項１に記載された積層透明体。
  3. 【請求項３】 前記接続領域位置の給電部に、前記抵抗
    加熱線の前記第１および第２の端部を電気接続するため
    の手段を更に有する請求項２に記載された積層透明体。
  4. 【請求項４】 前記抵抗加熱線の前記第１および第２の
    端部が、前記接続領域で前記透明体の縁を越えて延在し
    ている請求項３に記載された積層透明体。
  5. 【請求項５】 前記抵抗加熱線の第１および第２の端部
    が、前記接続領域に位置する密封されたノッチ領域で終
    わっている請求項３に記載された積層透明体。
  6. 【請求項６】 前記抵抗加熱線が、銅、ステンレス鋼、
    亜鉛、アルミニウム、タングステン、ニクロム、ニッケ
    ル、金、銀、およびこれらの合金から成る群から選択さ
    れる請求項２に記載された積層透明体。
  7. 【請求項７】 前記抵抗加熱線が被覆を有する請求項６
    に記載された積層透明体。
  8. 【請求項８】 前記抵抗加熱線が銅マグネット線である
    請求項７に記載された積層透明体。
  9. 【請求項９】 前記抵抗加熱線が約２８〜３４ゲージ
    （ＡＷＧ）である請求項６に記載された積層透明体。
  10. 【請求項１０】 前記抵抗加熱線が、前記所定箇所内で
    平方インチ（６．４５１６ｃｍ２）当たり約０．３〜１
    ワットの出力密度を発生する請求項２に記載された積層
    透明体。
  11. 【請求項１１】 前記抵抗加熱線が、前記所定箇所内
    で、平方インチ当たり約０．５〜０．７ワットの出力密
    度を発生する請求項１０に記載された積層透明体。
  12. 【請求項１２】 前記抵抗加熱線の前記多経路が、互い
    に概ね平行で均一に間隔を置いて位置している請求項１
    ０に記載された積層透明体。
  13. 【請求項１３】 前記抵抗加熱線が、前記所定箇所内で
    前記第１薄板の主な表面と、大体において直接接触して
    いる請求項２に記載された積層透明体。
  14. 【請求項１４】 前記抵抗加熱線が、前記所定箇所内で
    前記中間層内に埋込まれている請求項２に記載された積
    層透明体。
  15. 【請求項１５】 前記所定箇所が、さらに前記ウィンド
    シールドのＡポスト領域に概ね対応する透明体辺縁部を
    有して、さらに前記抵抗加熱線の一部が、前記透明体辺
    縁部を通る多経路を形成している請求項２に記載された
    積層透明体。
  16. 【請求項１６】 前記第２の薄板の辺縁部に沿って配置
    された不透明のセラミック帯材を有し、もって、前記第
    ２の薄板を通して前記透明体を見た場合に、前記抵抗加
    熱線が視認できなくなっている請求項２に記載された積
    層透明体。
  17. 【請求項１７】 前記抵抗加熱線が、前記不透明のセラ
    ミック帯材の色に概ね相当する色を有する被覆を有する
    請求項１６に記載された積層透明体。
  18. 【請求項１８】 前記不透明の帯材が黒色の帯材であ
    り、前記抵抗加熱線が、黒色の被覆を有する２８〜３４
    ゲージ（ＡＷＧ）の銅マグネット線である請求項１７に
    記載された積層透明体。
  19. 【請求項１９】 前記抵抗加熱線が、前記所定箇所内で
    前記第１の薄板であるガラス板の前記第１の主表面と、
    概ね直接接触しており、また前記抵抗加熱線が、前記所
    定箇所内で、平方インチ当たり約０．３〜１ワットの出
    力密度を発生する請求項１８に記載された積層透明体。
  20. 【請求項２０】 前記所定箇所が、さらに前記ウィンド
    シールドのＡポスト領域に概ね対応する透明体辺縁部を
    有し、さらに前記抵抗加熱線の一部が、前記透明体辺縁
    部を通る多経路を形成している請求項１９に記載された
    積層透明体。
  21. 【請求項２１】 ウィンドシールド・ワイパーを有する
    車両用のウィンドシールドであって、非使用時に、ワイ
    パー休止領域のウィンドシールド外表面にウィンドシー
    ルド・ワイパーが留まる形式の該ウィンドシールドにお
    いて、 第１および第２の主表面を有する第１ガラス板と、 第１および第２の主表面を有する第２ガラス板と、 前記第１ガラス板の前記第１主表面を、前記第２ガラス
    板の前記第１主表面に固定して前記ウィンドシールドを
    形成するために、前記第１ガラス板と前記第２ガラス板
    の間に位置づけられた中間層と、 前記両ガラス板の間に固定され、前記ワイパー休止領域
    に概ね対応するウィンドシールド下部を通る多経路を形
    成し、該多経路が、前記ワイパー休止領域を加熱する目
    標出力密度を発生するようなパターンになされている、
    連続する単一の抵抗加熱線と、 前記ウィンドシールドの縁に沿って設けられた接続領域
    と、前記抵抗加熱線に外部からアクセスするために、前
    記抵抗加熱線の前記第１および第２の端部に接続される
    手段と、 前記第２ガラス板の前記第２主表面に辺縁部に沿う不透
    明のセラミック帯材とを有し、 前記第１ガラス板の前記第２主表面が前記ウィンドシー
    ルドの前記外表面であり、前記第２ガラス板の前記第２
    主表面が前記ウィンドシールドの内表面であり、 前記抵抗加熱線の両側端部である第１および第２の端部
    が前記接続領域まで延在しており、 また、前記セラミック帯材は、前記抵抗加熱線を越えて
    延在し、もって、前記第２ガラス板を通して前記ウィン
    ドシールドを見た時に、前記抵抗加熱線が視認できない
    ようになっているウィンドシールド。
  22. 【請求項２２】 前記所定箇所が、さらに前記ウィンド
    シールドのＡポスト領域に概ね対応する前記ウィンドシ
    ールド辺縁部を有し、前記抵抗加熱線の一部が、前記辺
    縁部を通る多経路を形成している請求項２１に記載され
    た車両用ウィンドシールド。
  23. 【請求項２３】 前記抵抗加熱線が、２８〜３４ゲージ
    （ＡＷＧ）の銅マグネット線であり、前記所定箇所内
    で、平方インチ当たり約０．３〜１ワットの出力密度を
    発生する請求項２２に記載された車両用ウィンドシール
    ド。
  24. 【請求項２４】 ワイパー休止領域に概ね対応する前記
    ウィンドシールド外表面部分を加熱する加熱装置を有す
    る車両用ウィンドシールドを製造する方法において、 連続する単一の抵抗加熱線を、前記ワイパー休止領域に
    概ね対応する所定パターンで熱可塑性プラスチック製の
    中間層に固定し、前記ワイパー休止領域を加熱するため
    に、前記パターン内で抵抗加熱線が目標出力密度を発生
    させるようにする段階と、 前記抵抗加熱線の両側端部である第１と第２の端部を、
    前記中間層の共通領域まで延在させる段階と、 前記中間層を第１ガラス板と第２ガラス板との間に配置
    して、前記パターンを前記ワイパー休止領域と整合さ
    せ、抵抗加熱線の前記第１および第２の端部を前記ウィ
    ンドシールドの目標接続領域と整合させる段階と、 前記第１および第２のガラス板と前記中間層とを積層さ
    せ、第１と第２のガラス板の間に抵抗加熱線を固定し
    て、前記ウィンドシールドを形成する段階とを有する車
    両用ウィンドシールドの製造方法。
  25. 【請求項２５】 さらに、前記抵抗加熱線の前記第１お
    よび第２の端部に、前記接続領域で外部から電気的にア
    クセスする段階を更に含む請求項２４に記載された車両
    用ウィンドシールドの製造方法。
  26. 【請求項２６】 不透明のセラミック帯材を、前記第２
    ガラス板の主表面の辺縁部に沿って接着し、しかも、前
    記帯材が、前記所定パターンを越えて延在させ、もっ
    て、前記第２ガラス板を通してウィンドシールドを見る
    場合に、前記抵抗加熱線が視認できないようにする段階
    を更に含む請求項２４に記載された車両用ウィンドシー
    ルドの製造方法。
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