KR100855013B1 - 열선 윈도우 - Google Patents

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쌩-고벵 글래스 프랑스
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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 단단한 창유리와, 리지(ridge)에 관해 상이한 거리에 있는 열선 유리의 리지에 실질적으로 평행하게 배치된 상이한 극으로 된 적어도 2개의 콜렉터 바(collector bar)와, 전기적 연결된 선형 가열 저항으로 구성된 열선 유리에 관한 것이다. 본 발명은, 콜렉터 바가 가열 저항에 관해 측면으로 연장하고, 가열 저항(2)이 제 1 전류 콜렉터 바(4)에서 시작하여, 창유리 표면 방향으로 다른 전류 콜렉터 바(3) 위를 통과하는 한편, 이와 관련하여 절연되고, 적어도 하나의 루프에서 다른 전류 콜렉터 바(3)쪽으로 되돌아가고 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.

Description

열선 윈도우{HEATED WINDOW}
본 발명은 열선 윈도우에 관한 것으로, 이러한 열선 윈도우는, 적어도 하나의 단단한 창유리와, 에지로부터 상이한 거리에 있는 열선 윈도우(heated window)의 하나의 에지에 가까이 실질적으로 평행하게 위치한 상이한 극으로 된 적어도 2개의 전류 모선(current busbar)과, 상기 전류 모선에 전기적 연결된 선형 가열 저항으로 구성된다.
이러한 특징은 독일의 실용적인 모델, DE 296 06 071 U1로부터 알려져 있는데, 이것은 전기 가열을 하는 적층 윈도우(laminated window)에 관한 것으로, 여기서 병렬로 전기적으로 장착되고 차량용 전면 유리 와이퍼(windshield wiper)의 대기 위치(rest position)의 영역에서 중간 열가소성 층에 삽입된 가열 저항이 제공된다. 또한, 전기 전원 라인에 연결된 모선의 역할을 하고 가열 저항에 전기적으로 연결되는 금속 막 스트립은 중간 열가소성 층에 삽입된다. 모선은 서로 매우 가까이 배치되고, 가열 저항은 루프 형태로 모선 사이에 위치한다. 일실시예에서, 가열 저항은 U자 형태의 루프로서 배치되며, 하나의 가열 저항은 수평 방향으로 다른 하나와 인터리빙되고, 2개의 리본 형태의 전류 모선에 납땜된다. 전류 모선은 차량용 전면 유리의 한 측면 에지 영역에서 서로 매우 가까이 있고 서로 평행하게 있다. 차량용 전면 유리의 에지로부터 멀리 떨어진 전류 모선은 측면 에지 바로 근처에 위치한 전류 모선의 대략 절반만큼만 길며, 이러한 전류 모선은 배선 루프의 상부 절반에 연결되고, 다른 전류 모선은 배선 루프의 하부 절반에 연결된다.
2개의 전류 모선이 윈도우의 마주보는 상부 및 하부 에지에 위치하면서, 평평한 히터가 제공된 전기 가열을 하는 차량용 전면 유리는 EP 0 479 154 A1에 알려져 있다. 하부 전류 모선에는 윈도우의 에지에 수직으로 배향된 전류 리드(lead)가 중간에 제공되므로, T자 형태를 갖는다. 상부 전류 모선은 2개의 측면 에지를 따라 위치한 2개의 리드에 연결된다. 2개의 리드는 하부 전류 모선 아래에서 윈도우의 하부 에지를 따라 추가로 연장한다. 제 1 리드는 전기 절연 상태 하에서 T의 수직 분기를 가로질러 교차하고, 다른 리드에 전기적으로 연결된다. 다른 리드는 또한 윈도우의 하부 에지쪽에 이르게 된다. 이러한 배치로 인해, 2개의 전기 연결 라인만이 차량용 전면 유리의 하부 에지의 중간에 필요하다.
본 발명의 목적은 윈도우의 하나의 에지에 가까이 배치된 전류 모선을 갖는 다른 열선 윈도우를 제조하는 것이다.
본 발명에 따라, 본 목적은, 모선이 가열 저항의 측면에 위치하고, 가열 저항이 제 1 전류 모선으로부터 시작하며, 윈도우 표면 방향으로 다른 전류 모선 위를 통과하는 한편, 그로부터 절연되어, 적어도 하나의 루프에서 다른 전류 모선쪽으로 되돌아가고, 다른 전류 모선에 전기적 연결된다는 사실에 의해 달성된다. 청구항 2의 특성은 본 목적의 유리한 개선점을 나타낸다.
본 발명에 따라, 가열 저항은 가열될 표면 방향으로 에지로부터 떨어져 있는 하나의 전류 모선으로부터 연장하고, 에지로부터 떨어져 있는 전류 모선과 교차하면서, 에지에 가까운 다른 전류 모선쪽의 루프로 되돌아간다. 에지에 가까이 있고 에지로부터 떨어져 있는 전류 모선들은 윈도우의 동일한 에지 영역에서 배치된다. 단락을 방지하기 위해, 가열 저항은 교차 영역에서 전류 모선으로부터 전기적 절연된다. 이에 따라 배치된 가열 저항은 가열 필드(heating field)를 형성하고, 이 가열 필드는 열선 윈도우의 특정 지역 위에 놓이고, 전류 모선 쌍들에 의해 전기 에너지가 공급된다.
본 발명은, 열선 윈도우 상에 단일 가열 필드만이 존재한다는 점에 한정되지 않는다. 예를 들어, 수 개의 가열 필드를 제공하는 것, 특히 특정 지역에서 상이한 가열 전력을 발생시키는 것이 유리할 수 있다. 따라서, 윈도우의 표면에서 2개 또는 2개 이상의 가열 필드를 나란히 배치하는 것을 생각할 수 있다. 예를 들어 2개의 가열 필드에 대해 전류 모선의 각 쌍들은 윈도우의 동일한 에지에 있을 수 있고, 전류 리드는 제 1 상부 가열 필드에 대해 상부 에지로부터 나오고, 다른 하부 가열 필드에 대해 하부 에지로부터 나온다. 전류 리드가 윈도우의 단일 에지로부터 달성되어야 한다면, 절연 방식으로 하나 이상의 전류 모선을 교차할 필요가 있다. 다른 변형에서, 2개의 가열 필드에 대해 공통 접지 단자로서 하나의 전류 모선을 사용할 수 있다. 더욱이, 상이한 측면 에지에서 상이한 가열 필드에 대해 모선의 쌍들을 배치할 수 있다. 그 다음에, 가열 필드는 열선 윈도우의 지역을 커버하는데, 이 열선 윈도우는 서로 떨어진 거리로 배치되고, 인접하거나, 심지어 서로 인 터리빙된다.
열선 윈도우의 다른 변형에서, 가열 저항은 다른 전류 모선으로 되돌아가기 전에 수 개의 루프를 형성한다. 그러므로, 가열 저항은 에지에 가까운 모선쪽으로 다시 되돌아가도록 가열 필드의 폭에 걸쳐 에지로부터 떨어져 있는 모선으로부터 연장하지 않고, 모선의 쌍쪽으로 가열 필드의 폭에 걸쳐 적어도 다른 루프로 다시 되돌아간다. 그러므로, 전도 루프는 항상 짝수로 존재한다. 전도체의 길이와, 전도체의 단면과, 사용된 물질의 특정 저항에 좌우되는 특정 가열 저항에 대해, 가열될 표면의 기하학적 치수에 관계없이, 루프의 수를 선택함으로써 단위 면적당 가열 전력을 조정할 수 있다. 더 많은 수의 루프의 사용은, 일반적으로 납땜에 의해 발생되어야 하는 전기 연결부의 수가 언제나 단일 루프로 가열 저항을 배치할 때보다 더 작다는 추가 장점을 갖는다. 따라서, 동작 단계의 수를 절감시킬 수 있다.
본 발명에 따른 열선 윈도우는 모노리식(monolithic) 윈도우일 수 있으며, 여기서 가열 저항은 주요 면들 중 한 면 위에 놓인다. 이러한 유형의 윈도우의 알려진 예는 차량용 윈도우 또는 강화 안전 유리 윈도우에 의해 제공되는데, 이 윈도우에는 전도 매트릭스로 이루어진 가열 저항이 제공된다. 통상적으로, 높은 은 함유량을 갖는 전도 세라믹 페이스트는 이 목적을 위해 윈도우의 표면상에 가열 전도체 및 전도 모선에 대해 원하는 형태로 스크린 프린팅(screen printed)되고, 그 다음에 구워진다(baked). 에지로부터 떨어져 있는 전도 모선은 유전 매트릭스에 의해 교차하는 전도체로부터 절연될 수 있다. 이 목적을 위해, 가열 저항 및 모선에 대한 프린팅 동작은 2단계로 나누어져야 한다. 제 1 단계에서, 에지로부터 떨어져 있 는 전류 모선은 가열 저항으로 프린팅되고, 가열 전도체의 루프의 복귀 분기는 에지로부터 떨어져 있는 전류 모선 앞에서 어느 정도 종료된다. 제 2 단계가 후속하며, 여기서 예를 들어 구워질 유전 매트릭스인 절연 층은 이러한 전류 모선 상에 배치된다. 다음으로, 에지에 가까이 있는 전류 모선이 프린팅되고, 연결 전도체는 가열 저항의 루프의 개방 단부(open end)쪽으로 동시에 위치한다. 절연 방식으로, 연결 전도체는 에지로부터 떨어져 있는 모선과 교차하고, 각 개별적인 가열 저항 루프의 전기 회로를 차단한다.
일련의 프린팅된 전도 및 절연 층은 독일 특허 DE 39 11 178 C2로부터 알려져 있다. 이 경우에, 출력 안테나 전도체는 강력한 차폐를 갖는 동축 의사 전도체(pseudoconductor)의 형태로 이루어져 있다.
모노리식 열선 윈도우와 별도로, 본 발명은 또한 접합 유리로 이루어진 열선 윈도우를 포함하는데, 이 접합 유리는 중간층에 의한 접착성 부착에 의해 서로 조립된 적어도 2개의 단단한 창유리(rigid pane)로 구성된다. 이 경우에, 가열 저항은 중간층에 삽입되는 금속 배선으로 구성되는 것이 바람직하다. 그러나, 또한 개별적인 창유리 중 하나를 형성하기 위해 설명된 모노리식 열선 윈도우를 사용함으로써 본 발명에 따른 열선 접합 윈도우를 제조할 수 있다. 가열 저항을 갖는 표면은 접합 유리의 외부뿐 아니라 내부에 위치할 수도 있다. 개별적인 창유리는 유리 또는 플라스틱으로 구성될 수 있다. 접합 윈도우는 동일하거나 상이한 물질로 된 2개 이상의 창유리로 구성될 수 있다. 통상적으로, 예를 들어 폴리비닐 부티럴(polyvinyl bytyral)로 이루어진 접착성 열가소성 막은 서로에 대해 개별적 인 창유리를 조립하는 중간층으로서 사용된다.
중간층에 삽입된 가열 저항에 의해 가열될 수 있는 접합 윈도우에서의 전류 모선은 통상적으로 주석 구리로 이루어진 평평한 금속 막으로 구성된다. 또한 폴리이미드로 이루어진 절연 코팅이 추가로 제공되는 모델이 존재한다. 이러한 종류의 금속 막 스트립이 에지로부터 떨어져 있는 전류 모선의 역할을 하면서, 본 발명에 따른 접합 윈도우는, 가열 저항이 전류 모선에 전기적 연결되어야 하는 위치에서만 절연체를 제거함으로써 쉽게 제조될 수 있다. 에지에 가까이 있는 전류 모선은 절연 코팅 없이 위치할 수 있거나, 절연된 금속 막 스트립이 사용되는 곳에 위치할 수 있으며, 절연체는 또한 가열 저항과의 연결 장소에서 제거될 수 있다.
접합 윈도우를 통한 시야가 가능한 한 적게 방해되는 것을 보장하기 위해, 열선(heating wire)은 약 20㎛ 내지 100㎛의 비교적 적은 직경을 가져야 한다. 텅스텐으로 이루어진 열선은 이 목적에 적합한 것으로 판명되었다. 그러나, 금속 반사(metallic reflection)를 방지하기 위해 흑색 매트 컬러(dark matt color) 층이 제공될 수 있는 구리 배선은 또한 본 발명에 따른 접합 윈도우에 사용되는 것에 적합하다. 수 개의 층을 갖는 배선도 또한 알려져 있으며, 이 배선은, 우수한 전도체이고 및/또는 쉽게 납땜할 수 있는 금속으로 둘러싸이는 기계적으로 강력한 코어를 갖는다. 배선에 대한 물질 및/또는 배선의 직경은 원하는 가열 필드와 연관된 기계적 및 전기적 필요조건에 따라 선택된다.
배선이 직선이고 서로 짧은 거리로 평행하게 배치될 때, 광 입사 상의 회절 현상은 바람직하지 못한 환경 하에 발생할 수 있다. 그러한 현상은 열선의 정렬시 의 특정한 불규칙성, 예를 들어 열선의 물결 형태(wavy)의 배치에 의해 방지될 수 있다.
전류 모선이 단일 측면 에지에만 가까이 배치될 때, 접합 윈도우는 예를 들어 자유 에지(free edge)를 갖는 열선 접합 윈도우로서 사용하는데 적합할 수 있는데, 그러므로 예를 들어 개방될 수 있는 차량용 측면 윈도우로서 사용하는데 적합할 수 있다. 전류 모선은 문틈(well of the door) 내부에 배치될 수 있고, 차체 또는 밀봉 요소에 의해 숨겨질 수 있다.
본 발명의 주제의 다른 세부 사항 및 장점은 어떠한 한계의 개념 없이, 일실시예의 도면 및 후속하는 상세한 설명으로부터 나타날 것이다.
도면은 특정 축적대로 하지 않고 간략화된 표현으로 구성된다.
도 1은 차량용 측면 윈도우로서 본 발명에 따른 접합 윈도우를 도시한 측면도.
도 2는 라인(I-I)을 따라 도 1의 측면 윈도우를 도시한 단면도.
도 1에 따라, 접합 윈도우(1)에는 검은색으로 래커 칠한(black lacquered) 구리로 이루어진 열선(2)이 제공되는데, 이 열선은 접합 윈도우(1) 내부에 위치하고, 약 85㎛의 직경을 갖는다. 열선(2)은 고정된(fitted) 위치에서의 측면 윈도우(1)의 하부 에지와 상부 에지 사이에 루프 형태로 놓인다. 열선에 전기를 공급하기 위해, 각 루프의 제 1 단부는 전류 모선(3)에 연결되고, 루프의 다른 단부는 전류 모선(4)에 연결된다. 전류 모선(4) 쪽의 경로 상에서, 열선(2)은 지역(31)에서 전류 모선(3)과 교차해야 한다. 이러한 지역(31)에서, 열선(2)은 전류 모선(3)과 전기적 절연된다. 2개의 전류 모선(3 및 4)은 열선(2)과 유사하게 접합 윈도우(1) 내부에 위치하고, 온-보드(on-board) 전기 네트워크의 2개의 극에 연결된다. 통상적으로, 전류 모선들 사이에 12V의 전압이 존재한다. 공급된 전류는 단위 면적당 요구된 가열 전력에 따르고, 이 때문에, 열선(2)의 전기 저항 및 열선의 상호 분리를 고려할 필요가 있다. 접합 윈도우(1)의 표면 위에 가열 전력을 일정하게 분배하기 위해, 개별적인 루프의 배선 길이는 또한 가능한 한 동일해야 하고, 배선의 다른 특성도 동일해야 한다. 따라서, 도 1에 도시된 접합 윈도우에 대해, 경사진 에지의 영역, 그러므로 낮은 높이의 영역에 있는 배선 부분은 5번의 방향 변화를 갖는 루프로 배치되는 한편, 배선의 다른 각 부분은 단지 3번만 방향이 변화된다.
전류 모선(3 및 4)은 측면에서 접합 윈도우(1)를 떠나, 알려진 방식으로 온-보드 네트워크에 연결된다. 여기에 도시된 차량용 측면 윈도우에 대해, 전류 모선이 위치하는 윈도우의 하부 에지 다음 부분은 문틈 내부에 배치되어, 차체에 의해 숨겨진다. 더욱이, 불투명 컬러 층을 사용하는 전류 모선의 통상적인 숨김은 이 경우에 필요 없다.
도 2는 라인(I-I)을 따라 도 1의 측면 윈도우의 단면을 도시한 도면이다. 접합 윈도우(1)는 약 2.1mm의 두께를 갖는 2개의 개별적인 창유리(11 및 12)로 구성되며, 이러한 2개의 창유리는 알려진 방식으로 폴리비닐 부티럴로 이루어진 중간 열가소성 층(13)의 삽입으로 접착성 부착함으로써 서로 조립된다. 조립 동작 이전에, 열선(2) 및 전류 모선(3 및 4)은 또한 알려져 있는 방법을 사용하여 중간층(13)의 표면에 삽입된다.
전류 모선(4)은 주석 구리 막으로 구성되고, 납땜에 의해 열선(2)에 기계적 전기적으로 연결된다. 이에 비해, 전류 모선(3)에 대해, 주석 구리 막(32)은 폴리이미드로 이루어진 절연 코팅(33)에 의해 모든 면상에 둘러싸인다. 그러므로, 열선(2)은 전류 모선(3)과 교차할 수 있고, 여기서 열선은 전류 모선과 확실히 접촉하지만, 그럼에도 불구하고 전류 모선과 어떠한 전기적 접촉을 하지 않는다. 열선(2)이 전류 모선(3)에 전기적 연결되는 장소에서, 절연 코팅은 중간 열가소성 층에서의 캡슐화(encapsulation) 이전에 제거되어야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은, 적어도 하나의 단단한 창유리와, 에지로부터 상이한 거리에 있는 열선 윈도우의 하나의 에지에 가까이 실질적으로 평행하게 위치한 상이한 극으로 된 적어도 2개의 전류 모선과, 상기 전류 모선에 전기적 연결된 선형 가열 저항으로 구성된 열선 윈도우 등에 이용된다.

Claims (17)

  1. 단단한 창유리(rigid pane)와, 에지(edge)로부터 상이한 거리에 있는 열선 윈도우(heated window)의 하나의 에지에 가까이 실질적으로 평행하게 위치한 상이한 극으로 된 적어도 2개의 전류 모선(current busbar)과, 전기적으로 연결된 선형 가열 저항으로 구성되는 열선 윈도우로서,
    상기 모선은 상기 가열 저항의 측면에 위치하고, 상기 가열 저항(2)은 제 1 전류 모선(4)에서 시작하여, 윈도우 표면 방향으로 다른 전류 모선(3) 위를 통과하는 한편, 상기 전류 모선(3)으로부터 절연되고, 루프에서 상기 다른 전류 모선(3)쪽으로 되돌아가고, 상기 전류 모선(3)에 전기적 연결되고, 가열 저항의 다른 단부는 절연 부분에서 제 1 전류 모선(4)과 교차하고, 다른 전류 모선(3)에 연결되는 것을 특징으로 하는, 열선 윈도우.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 가열 저항(2)은 수 개의 루프를 형성한 후에 상기 다른 전류 모선(3)쪽으로 되돌아가고, 상기 전류 모선(3)에 전기적 연결되는 것을 특징으로 하는, 열선 윈도우.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 단단한 창유리는 유리로 된 창유리이고, 상기 가열 저항(2)은 구워진(baked) 전도성 세라믹 매트릭스로 구성되는 것을 특징으로 하는, 열선 윈도우.
  4. 제 1항에 있어서, 중간층(13)에 의해 접착성 부착함으로써 서로 조립된 적어도 2개의 단단한 창유리(11, 12)로부터 형성된 접합 윈도우(1)로 구성되는 것을 특징으로 하는, 열선 윈도우.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 가열 저항(2)은 상기 중간층(13)에 삽입되고, 상기 전류 모선(3, 4)은 금속 막의 스트립인 것을 특징으로 하는, 열선 윈도우.
  6. 제 5항에 있어서, 금속 막 스트립(3)은 절연 덮개(33)로 둘러싸이는데, 상기 절연 덮개(33)는 가열 저항(2)과의 전기적 연결 영역에서만 단절되는 것을 특징으로 하는, 열선 윈도우.
  7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서, 상기 가열 저항(2)은 텅스텐 배선으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 열선 윈도우.
  8. 제 5항 또는 제 6항에 있어서, 상기 가열 저항(2)은 구리 배선으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 열선 윈도우.
  9. 제 5항 또는 제 6항에 있어서, 상기 가열 저항(2)은 수 개의 전도 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는, 열선 윈도우.
  10. 제 5항 또는 제 6항에 있어서, 상기 가열 저항(2)은 물결 형태(wavy)의 배치로 상기 중간층(13)에 삽입되는 것을 특징으로 하는, 열선 윈도우.
  11. 제 5항 또는 제 6항에 있어서, 상기 가열 저항(2)은 물결 형태가 아닌 직선 배치로 상기 중간층(13)에 삽입되는 것을 특징으로 하는, 열선 윈도우.
  12. 제 5항 또는 제 6항에 있어서, 상기 창유리(11, 12)는 유리로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 열선 윈도우.
  13. 제 5항 또는 제 6항에 있어서, 상기 중간층(13)은 열가소성 폴리머인 것을 특징으로 하는, 열선 윈도우.
  14. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열선 윈도우(1)는 개방될 수 있는 차량용 측면 윈도우이고,
    상기 전류 모선(3, 4)은 숨겨진 위치(masked position)로 배치되는 것을 특징으로 하는, 열선 윈도우.
  15. 제 8항에 있어서, 상기 구리 배선은 검은색으로 래커 칠한(black-lacquered) 구리 배선인 것을 특징으로 하는, 열선 윈도우.
  16. 제 9항에 있어서, 상기 전도 물질은 제 1 기계적으로 강한 금속, 및 더 높은 전기 전도성 및 우수한 납땜성을 갖는 제 2 금속인 것을 특징으로 하는, 열선 윈도우.
  17. 제 13항에 있어서, 상기 열가소성 폴리머는 폴리비닐 부티럴(polyvinyl butyrral)인 것을 특징으로 하는, 열선 윈도우.
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