JPH118050A

JPH118050A - 透明ヒータ

Info

Publication number: JPH118050A
Application number: JP9171081A
Authority: JP
Inventors: Kiyonori Koike; 清紀小池; Kenji Kasai; 賢二河西; Fumihiko Saito; 文彦斉藤
Original assignee: Fuji Name Plate Kk
Current assignee: Fuji Name Plate Kk
Priority date: 1997-06-12
Filing date: 1997-06-12
Publication date: 1999-01-12

Abstract

(57)【要約】【課題】温度制御回路等が不要で電源部と制御部とを
兼ね備えている透明ヒータを提供すること。【解決手段】電流の供給により発熱する透明な薄膜抵
抗体２を有する薄状のベース１上に所定の間隔で薄状の
絶縁層３を配設し、この絶縁層３上に更に第１の電極４
を配設し、前記電極４及び絶縁層３と前記ベース１との
間に電源制御部５を設け、前記第１の電極４と離間配置
され前記ベース１の薄膜抵抗体２上に形成された第２の
電極７とで透明ヒータを構成し、電源制御部５の電流制
御により薄膜抵抗体２の温度制御を行うようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電源制御並びに温
度制御が可能な透明ヒータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のヒータは、熱電対やサーミスタ等
の温度センサを用いて温度制御を行うものが知られてい
る。このヒータは、電源部から電源供給を受けてヒータ
から発熱する温度を温度センサ並びに温度制御回路等を
設けて温度調整を行うものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のヒータは、温度
センサや温度制御回路等を用いているので制御回路を含
む装置の構成が多数必要となり使用範囲に制限がある。
例えば、自動車の窓ガラスや家庭用の窓のように透明な
ものに対して電源部や温度センサ、制御回路等を設ける
場合には、視野に入らないような電源関係の配置をする
必要があり、簡単な取付を行うことができず、また、こ
のような場所に設置する場合にはコストの上昇を招くと
いう問題がある。

【０００４】また、床暖房等に用いられるヒータでは、
温度上昇を制御する温度センサや制御回路が多く必要に
なり、また家屋内でかつ安全に制御する温度センサの配
置や制御回路並びに機種選定等を設計段階で十分配慮し
て行わなければならないという課題がある。

【０００５】更に、従来の温度センサ付ヒータの場合に
は、図７に示すようにヒータの安全性の問題から上限と
下限に温度差をもたせなければならないため、設定温度
で安定して維持することができないという問題がある。

【０００６】本発明の目的は、上記従来技術の欠点に鑑
みてなされたものであって、温度制御回路等が不要で電
源部と制御部とを兼ね備えている透明ヒータを提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明による透明ヒータは、電流の供給により発熱
する透明な薄膜抵抗体を有する薄状のベースと、前記ベ
ース上に所定の間隔で配設された薄状の絶縁層と、前記
絶縁層上に配設された第１の導電性電極と、前記導電性
電極及び絶縁層と前記ベースとの間に形成された電源制
御部と、前記第１の導電性電極と離間配置され前記ベー
スの薄膜抵抗体上に形成された第２の導電性電極とを備
えたものである。

【０００８】また、前記電源制御部は、前記薄膜抵抗体
の表面温度が設定温度に近づくにつれて抵抗値が増大
し、電流の流れを規制して設定温度付近を維持する半導
電性樹脂からなるものである。

【０００９】また、前記絶縁層は、前記薄膜抵抗体を剥
離して形成したものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
による透明ヒータの実施例を説明する。

【００１１】図１はこの発明による透明ヒータの正面図
である。図２は図１のＡ−Ａ線の一部断面図である。

【００１２】図１及び図２に示すように、基材となるベ
ース１は、透明若しくは透光性を有するフイルム若しく
はガラス等の略長方形形状の基材で構成されている。こ
のベース１には、図２に示すように上面に薄い面状の薄
膜で抵抗体（薄膜抵抗体２と称する。）が形成されてい
る。この薄膜抵抗体２は、上面のみでなく下面に設けて
もよく、またベース１の上下面に設けて両面ヒータとし
て構成してもよい。また、ベース１は薄膜抵抗体２とし
て構成してもよい。また、ベース１は、略長方形形状に
限らず、種々の大きさ、形状を適宜選定することができ
る。

【００１３】この薄膜抵抗体２は、抵抗値が３００Ω以
下の物が用いられており、インジウム、スズからなるＩ
ＴＯ材料で形成されている。そして、この薄膜抵抗体２
は、電源供給により電流が流れると発熱してヒータとし
て作用する。従って、この薄膜抵抗体２は、電流が流れ
る間発熱する。

【００１４】この薄膜抵抗体２の上面には、図２に示す
ように薄い面状の絶縁層３がベース１の幅方向に等間隔
で印刷されている。この絶縁層３は、非導体樹脂などの
材料で構成されている。この絶縁層３は、絶縁材料であ
れば特定の材料に限定されない。この絶縁層３は、図１
に示すようにベース１の端部に配設されて櫛歯状に形成
されている。

【００１５】絶縁層３の上面には、絶縁層３よりも小さ
な大きさで櫛歯状に導電性の電極４が配設されている。
この電極４は、銀等の導電性材料で形成されている。

【００１６】また、電極４の一端には、端子６が配設さ
れ、この端子から電源が供給される。また、図１に示す
ようにベース１の他方の端部には、幅方向に帯状の電極
７が配設されている。この電極７は、電極４と同一の材
料で形成されており、この導電性の電極７の端部には端
子８が配設されている。

【００１７】また、前記電極４及び薄膜抵抗体２との間
には、図１に示すように帯状で幅方向にカーボン樹脂等
の半導電性の電源制御部５が例えば、凹版法、オフセッ
ト法、シルクスクリーン法等の公知の印刷技術法で印刷
されている。

【００１８】上記薄膜抵抗体２、絶縁層３、電極４及び
電源制御部５を合わせても厚さが全体として約０．２ｍ
ｍ以下であるので薄く構成することができる。

【００１９】また、図１及び図２に示す絶縁層３は、絶
縁層３と同一の部分の薄膜抵抗体２を剥離するなどして
電極４と薄膜抵抗体２とが直接導通しないようにしても
よい。このような構成とすることによって更に薄く構成
できる。この場合には、ベース１も絶縁材として作用す
る。

【００２０】また、前記電源供給を行う端子６及び８
は、直流電源の場合には一方が正電極で他方が負電極で
あればよい。従って、正電極が端子６であれば端子８は
負電極となるから、ショートの危険を配慮するのみで端
子間での極性を配慮する必要がなく安全に取り付けるこ
とができる。また、交流電源を用いることもできる。

【００２１】次に、前記電源制御部５について更に詳細
に説明する。

【００２２】電源制御部５は、ペースト樹脂に炭素や銅
等の微粉を分散させた半導電性の材質からなり、固有の
発熱温度（設定温度）を有する。この電源制御部５は、
低温時には抵抗値が小さいため電流が多く流れるが、設
定温度に近づくにつれて抵抗値が急激に上昇して電流を
流さなくなる性質を有している。また、消費電力も少な
く、前記設定温度で安定に保持する特性を有している。
この電源制御部５の設定温度は、ペースト樹脂中の炭素
や半導体樹脂の含有量を調整することによって任意に変
更調整することができる。

【００２３】図３乃至図６は、電源制御部５の各種特性
を示したものである。

【００２４】図３は、雰囲気温度の変化した時の抵抗値
の変化を示した図である。

【００２５】図３に示すように、電源制御部５の抵抗値
は常温の抵抗値と比較して５０℃付近で４倍以上に急激
に上昇している。

【００２６】また、図４は、電源制御部５の設定温度が
５０℃で、雰囲気温度が２５℃、交流電源を用いて印加
電圧１００Ｖの条件下での表面温度と消費電力特性の関
係を示した図である。

【００２７】図４に示すように、通電が開始されると急
激に薄膜抵抗体２の表面温度が上昇し、これに相反する
ように消費電力は低下する。また、設定温度に達する
と、抵抗値の増大により電流が流れにくくなり、前記表
面温度が保持される。このときには、消費電力も安定し
ている。

【００２８】図５に示すように、雰囲気温度が低くなる
と消費電力も上昇して電源制御部５の電源制御により薄
膜抵抗体２の発熱量が増えるが、雰囲気温度が高くなる
と消費電力が低下して発熱量が低減することがわかる。

【００２９】図６は、図４及び図５と同じ条件で雰囲気
温度が変化した場合の薄膜抵抗体２の表面温度を示した
図である。表面温度が低温であるときは雰囲気温度と表
面温度との需要と供給のバランスが平衡になるまで温度
上昇し、高温時には自らの発熱を抑えて温度上昇を阻止
して薄膜抵抗体２の表面温度の加熱を防ぐようになって
いる。

【００３０】以上の構成よりなる本発明による透明ヒー
タは、図１に示す一方の端子６から電極４に電源が供給
されると、他方の電極７との間で電源制御部５の電流制
御により薄膜抵抗体２に電流が流れる。このとき薄膜抵
抗体２は、図６に示すような表面温度特性により温度上
昇をする。一方、表面温度が高くなると図３に示すよう
に電源制御部５内の抵抗値が高くなり電流の流れを抑制
して薄膜抵抗体２の表面温度を一定に保つように作用す
る。従って、この電源制御部５の電流の供給量に応じて
薄膜抵抗体２の発熱量は制御される。

【００３１】

【実施例】次に、図１及び図２に示す本発明による透明
ヒータを用いて薄膜抵抗体２の表面温度測定をした結果
を表１に示す。表１は、印加電圧ＤＣ１４Ｖ、湿度０
％、雰囲気温度−３０℃及び２５℃の条件下で、インタ
ーバル１５ｍｉｎ（分）で電源をＯＮ−ＯＦＦして薄膜
抵抗体２の表面温度の測定をしたものである。この表１
において、最高温度は電源をＯＮしたときの温度であ
り、最低温度は電源をＯＦＦしたときの温度である。こ
の表１により雰囲気温度に対応した最高温度と最低温度
が長時間安定して保持されることが確認された。

【００３２】

【表１】

【００３３】表２は、表１の測定条件を湿度９０％、雰
囲気温度６０℃とした場合の断続試験結果であり、表３
は更に印加電圧ＤＣ１５Ｖとした場合の断続試験結果で
ある。この表１乃至表３からみてもわかるように湿度、
電圧等の条件が変化した場合でも表面温度が長時間安定
して保持されることが確認された。

【００３４】

【表２】

【００３５】

【表３】

【００３６】なお、本発明による透明ヒータは、使用範
囲、場所等に制限されることなく種々の形状、大きさの
ものを採択することができる。従って、例えば、本発明
による透明ヒータを家庭用の窓や自動車のガラス等に設
けて曇り止めとして使用するなどの他ヘルメット、信号
機融雪、冷蔵・冷凍ショーケース、自動車等のヘッドラ
イト、モニター用フィルタ、温室、スキー場ゴンドラ、
監視カメラ等の結露防止等での広範囲な用途に適用する
ことができる。その他、本発明の範囲内で種々の変形を
行うことができる。

【００３７】

【発明の効果】本発明による透明ヒータは、電源制御部
５により電源制御が行われるので温度制御回路等を組み
込む必要がなく、全体的な構成が簡素化され省スペース
化を図ることができる。しかも、電源制御部５は、設定
温度に近づくにつれて抵抗値が急激に増大して電流供給
量を制限するため薄膜抵抗体の発熱量も制限されて表面
温度を均一に加温して所定温度で安定して維持すること
ができ、消費電力も少なく抑えることができる。

【００３８】また、本発明による透明ヒータは、薄膜抵
抗体の形状を使用形状に合わせて形成すればよいので使
用範囲、場所等に制限されることがなく、また設計並び
に製造が容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明による透明ヒータの正面図で
ある。

【図２】図２は、図１のＡ−Ａ線の一部断面図である。

【図３】図３は、透明ヒータの雰囲気温度を−４０℃〜
６０℃まで変化させたときの抵抗値の変化を示した図で
ある。

【図４】図４は、電源制御部５の設定温度が５０℃で、
雰囲気温度が２５℃、交流電源を用いて印加電圧１００
Ｖの条件下での表面温度と消費電力特性の関係を示した
図である。

【図５】図５は、図４と同じ条件下で雰囲気温度を−３
０℃〜６０℃まで変えたときの消費電力を示した図であ
る。

【図６】図６は、図４及び図５と同じ条件で雰囲気温度
が変化した場合の薄膜抵抗体２の表面温度を示した図で
ある。

【図７】図７は、従来の温度センサ付ヒータの温度変動
を示す図である。

【符号の説明】

１ベース２薄膜抵抗体３絶縁層４、７電極５電源制御部６、８端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電流の供給により発熱する透明な薄膜抵
抗体を有する薄状のベースと、前記ベース上に所定の間隔で配設された薄状の絶縁層
と、前記絶縁層上に配設された第１の導電性電極と、前記導電性電極及び絶縁層と前記ベースとの間に形成さ
れた電源制御部と、前記第１の導電性電極と離間配置され前記ベースの薄膜
抵抗体上に形成された第２の導電性電極とを備えたこと
を特徴とする透明ヒータ。
【請求項２】前記電源制御部は、前記薄膜抵抗体の表
面温度が設定温度に近づくにつれて抵抗値が増大し、電
流の流れを規制して設定温度付近を維持する半導電性樹
脂からなることを特徴とする請求項１に記載の透明ヒー
タ。
【請求項３】前記絶縁層は、前記薄膜抵抗体を剥離し
て形成したことを特徴とする請求項１に記載の透明ヒー
タ。