KR20190058291A - 가열장치 및 이것을 구비하는 차외정보 취득장치 - Google Patents

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Abstract

(과제) 가열 효율이 높고, 박형화(薄型化)가 가능하고 또한 히터의 레이아웃의 자유도가 높은 차외정보 취득수단용의 가열장치를 제공하는 것.
(해결수단) 차량의 내부에 배치되어 차량 외부의 정보를 취득하는 차외정보 취득수단(50)의 정보취득경로(5) 상에 위치하는 윈드 글라스 부분(Wa)을 가열하는 가열장치(100)는, 차량의 내부에 있어서, 차외정보 취득수단(50)의 정보취득경로(5)의 하측에 설치된 후드(10)와, 후드(10)의 표면 또는 내부에 설치되며 PTC 히터(21)를 가지는 발열체(20)를 구비하고 있다.

Description

가열장치 및 이것을 구비하는 차외정보 취득장치{Heating Device And Outside Information Acquiring Device of Car Having the Device Thereof}
본 발명은, 차량의 내부에 배치되어 차량 외부의 정보를 취득하는 차외(車外)정보 취득수단의 정보취득경로 상에 위치하는 윈드 글라스 부분을 가열하는 가열장치 및 이것을 구비하는 차외정보 취득장치에 관한 것이다.
차량의 내부에 배치되어 차량 외부의 정보를 취득하는 차외정보 취득장치의 일례로서 차재(車載) 카메라 장치가 있다. 이러한 차재 카메라 장치로서, 차재 카메라의 시야에 위치하는 윈드 글라스 부분을 가열하여 당해 윈드 글라스 부분이 결로 등에 의해서 흐려지는 것을 방지하는 가열장치를 구비한 타입의 것이 알려져 있다(특허문헌 1 참조). 이 가열장치는, 예를 들면 후드(특허문헌 1에 있어서의 "배플 플레이트")와 이 후드에 장착된 발열체를 구비하며, 발열체에서 방사되는 열에너지에 의해서 윈드 글라스 부분을 가열한다고 하는 것이다.
발열체는, 예를 들면 후드의 하면(윈드 글라스 부분에 대향하는 면과는 반대측의 면)에 설치되어 있다. 그리고, 발열체에 의해서 후드 전체가 가열됨으로써 당해 후드의 상면에서 열에너지가 방사된다. 이 열에너지에 의해서 윈드 글라스 부분이 가열되는 것이다. 요컨데, 후드의 하면에서 발생된 열에너지가 당해 후드의 열전달을 거쳐서 그 상면에서 윈드 글라스 부분에까지 전달되는 것이다. 발열체는, 예를 들면 열선 또는 도전성 피복층이며, 전류의 공급을 받아서 발열하도록 되어 있다.
그러나, 열선이나 도전성 피복층은 가열 효율이 그다지 높지 않기 때문에, 한층 더 가열 효율의 향상이 요구되고 있었다. 또, 이러한 가열장치에서는 고온의 발열체와 차재 카메라를 인접하게 배치하기 위해서 양자의 사이에 단열 시트를 설치할 필요가 있다. 그렇기 때문에, 가열장치의 박형화(薄型化)가 곤란하였다. 또, 종래의 가열장치는 과열 예방의 페일 세이프(fail safe) 기능을 제공하기 위한 온도 퓨즈를 가지고 있다. 온도 퓨즈는 발열체에 밀착되도록 배치해야 하기 때문에, 발열체의 레이아웃의 자유도가 저하되어 있었다.
특허문헌 1 : 일본국 특개2017-61317호 공보
본 발명은 이상의 상황을 감안하여 창안된 것이다. 즉, 본 발명의 목적은 가열 효율이 높고, 박형(薄型)이고 또한 발열체의 레이아웃의 자유도가 높은 차외정보 취득수단용의 가열장치를 제공하는 것이다.
본 발명은, 차량의 내부에 배치되어 차량 외부의 정보를 취득하는 차외정보 취득수단의 정보취득경로 상에 위치하는 윈드 글라스 부분을 가열하는 가열장치로서, 상기 차량의 내부에 있어서, 상기 차외정보 취득수단의 정보취득경로의 하측에 설치된 후드와, 상기 후드의 표면 또는 내부에 설치되며 PTC 히터를 가지는 발열체를 구비한 것을 특징으로 하는 가열장치이다.
본 발명에 의하면, PTC 히터가 자기 온도 제어 기능에 의해서 일정한 범위의 발열량을 자율적으로 유지하기 때문에 가열 효율이 높으며, 게다가 온도 퓨즈나 온도 센서 등을 이용한 페일 세이프 수단 없이도 발열체의 과열을 회피할 수 있다. 그렇기 때문에, 본 발명에 의하면, 가열 효율이 높고, 박형이고 또한 히터의 레이아웃의 자유도가 높은 차외정보 취득수단용의 가열장치를 제공할 수 있다.
상기 후드는 상기 윈드 글라스 부분에 대향하는 상면을 가지며, 상기 발열체는 상기 후드의 상기 상면에 설치되어 있어도 좋다. 이 경우, 후드의 열전달에 의하지 않고 직접적으로 윈드 글라스 부분을 가열할 수 있다. 그렇기 때문에, 종래보다도 발열체에 대한 온도 요구가 낮기 때문에, 보다 높은 가열 효율을 가지는 가열장치를 제공할 수 있다.
이러한 가열장치는 상기 발열체를 덮도록 상기 후드의 상면에 부착된 저반사 필름을 더 구비하고 있어도 좋다. 이 경우, 발열체나 후드의 상면이 원도 글라스 부분에 비치는 것이 회피되기 때문에, 차외정보 취득수단의 정보취득경로를 선명한 상태에 유지할 수 있다.
상기 저반사 필름은 흑색이어도 좋다. 이 경우, 발열체나 후드의 상면이 윈도 글라스 부분에 비치는 것이 확실하게 회피되기 때문에, 차외정보 취득수단의 정보취득경로를 한층 더 선명한 상태로 유지할 수 있다.
혹은, 상기 후드는 상기 윈드 글라스 부분에 대향하는 측과는 반대측의 하면을 가지며, 상기 발열체는 상기 후드의 상기 하면에 설치되어 있어도 좋다.
발열체가 후드의 하면에 설치되어 있으면, 윈도 글라스 부분에 발열체가 비치는 것을 방지하기 위한 반사방지 필름이 불필요하게 되므로, 가열장치의 구조를 보다 간소화할 수 있다.
상기 발열체와 상기 후드는 인서트 성형에 의해서 일체로 구성되어 있어도 좋다. 이 경우, 예를 들면 접착제에 의해서 발열체를 후드에 붙이는 경우와 비교하여, 발열체를 후드에 장착할 때의 공정수가 삭감될 수 있다. 게다가, 인서트 성형에 의하면, 여러가지 형상의 후드에 대해서 발열체를 장착하는 것이 용이하기 때문에, 후드의 설계의 자유도가 높다.
상기 발열체는 필름 기재 상에 PTC 특성을 가지는 잉크를 인쇄함에 의해서 필름 형상으로 구성되어 있어도 좋다. 이 경우, 히터 패턴의 설계의 자유도가 높다.
이상과 같은 본 발명에 있어서, 차외정보 취득수단으로서는 차재 카메라 또는 차재 레이더가 채용될 수 있다.
또, 이상의 가열장치와 이 가열장치 상에 설치된 차외정보 취득수단을 구비한 차외정보 취득장치도 본 발명의 범위 내이다.
본 발명에 의하면, 가열 효율이 높고 단열 시트가 필요없는 차외정보 취득장치를 제공할 수 있다. 혹은, 본 발명에 의하면, 가열 효율이 높고, 박형이고 또한 히터의 레이아웃의 자유도가 높은 차외정보 취득장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 의하면, 가열 효율이 높고, 박형이고 또한 히터의 레이아웃의 자유도가 높은 차외정보 취득수단용의 가열장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 의한 가열장치를 나타내는 개략 사시도이다.
도 2는 도 1의 가열장치를 가지는 차재 카메라 장치를 나타내는 개략 단면도이며, 차량의 내부에 있어서 윈드 글라스에 장착된 상태로 도시되어 있다.
도 3은 도 1의 후드를 나타내는 개략 사시도이다.
도 4는 도 1의 발열체를 나타내는 개략 저면도이다.
도 5는 본 발명의 변형예에 의한 가열장치 및 이 가열장치를 가지는 차재 카메라 장치를 나타내는 개략 단면도이며, 차량의 내부에 있어서 윈드 글라스에 장착된 상태로 도시되어 있다.
도 6은 본 발명의 다른 변형예에 의한 가열장치 및 이 가열장치를 가지는 차재 카메라 장치를 나타내는 개략 단면도이며, 차량의 내부에 있어서 윈드 글라스에 장착된 상태로 도시되어 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시형태를 상세하게 설명한다.
여기서는 "차외정보 취득수단"으로서 차재 카메라(50)를 예로 하여 설명한다. 따라서, 차외정보 취득수단의 정보취득경로란, 차재 카메라(50)의 시야(視野)(5)를 말하는 것이 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 의한 가열장치(100)을 나타내는 개략 사시도이다. 또, 도 2는 도 1의 가열장치(100)를 가지는 차재 카메라 장치(1)를 나타내는 개략 단면도이며, 차량의 내부에 있어서 윈드 글라스(W)에 장착된 상태로 도시되어 있다.
본 실시형태에 의한 가열장치(100)는 차재 카메라 장치(1)의 구성 부품이며, 도 1, 2에 나타내는 바와 같이, 윈드 글라스 부분(Wa)에 대향하는 상면(11)을 가지는 후드(10)와, 후드(10)의 상면(11)에 설치되며 PTC 히터를 가지는 발열체(20)를 구비하고 있다. 발열체(20)의 상면에는, 당해 발열체(20) 및 후드(10)의 상면(11)의 윈드 글라스 부분(Wa)으로의 비침을 억제하기 위한 흑색의 저반사 필름(30)이 부착되어 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 차재 카메라 장치(1)는 가열장치(100)와 차재 카메라(50)를 포함하며, 차량의 내부에 있어서 윈드 글라스(W)에 고정된 지지체(60)에 의해서 당해 윈드 글라스(W)를 넘어 차량 외부의 영상을 촬영하는 것이 가능한 형태로 지지되어 있다. 또, 가열장치(100)는 차재 카메라(50)의 시야(5)의 하측에 설치되어, 차량의 내부에 배치된 차재 카메라(50)의 시야(5)에 위치하는 윈드 글라스 부분(Wa)을 가열하도록 되어 있다.
도 3은 도 1의 후드(10)를 나타내는 개략 사시도이다. 후드(10)는 예를 들면 수지제이며, 차재 카메라(50)의 시야(5)에 위치하는 윈드 글라스 부분(Wa)에 차내의 일부가 불필요하게 비쳐서 시야(5)를 방해하는 것을 방지하기 위한의 것이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 후드(10)는 상측에서 보았을 때, 차재 카메라(50) 측의 단부인 기단부(12)(도 3에 있어서의 우측 상단부)에서부터 그 반대측의 단부인 선단부(13)(도 3에 있어서의 좌측 하단부)로 향해서 점차 광폭이 되는 선형(扇形)의 개형(槪形)을 가지고 있다. 또한, 도 3에 나타내는 바와 같이, 후드(10)는 상면(11)의 양측 측부에서 상측으로 세워지는 측벽(14, 15)을 가지고 있다. 이들 측벽(14, 15)은 차재 카메라(50)의 시야(5)에 위치하는 윈드 글라스 부분(Wa)으로 향해서 후드(10)의 측방에서 입사되는 빛을 차광하기 위한의 것이다.
가열장치(100)는, 상면(11)이 윈드 글라스(W)에 대해서 예각을 이루도록 배치된다(도 2 참조). 따라서, 후드(10)의 상면(11)에서부터 윈드 글라스(W)까지의 이간 거리는 후드(10)의 기단부(12)에서부터 선단부(13)로 향해서 점차 감소하고 있다. 이러한 이간 거리에 대응하기 위해서, 도 1 내지 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 측벽(14, 15)의 상측으로 세워지는 양은 후드(10)의 기단부(12)에서부터 선단부(13)로 향해서 점차 감소하고 있다. 그리고, 선단부(13)에서는 측벽(14, 15)이 실질적으로 소실되어 있다.
이어서, 도 4는 도 1의 발열체(20)를 나타내는 개략 저면도이다. 도 4에 나타내는 발열체(20)는 후드(10)의 상면(11)에 접하는 측(하측)이 상측을 향하도록 도시되어 있다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 발열체(20)는 필름 기재(22)와 이 필름 기재(22) 상에 적층된 PTC 히터층(21)을 가지고 있다. PTC 히터층(21)은 자기 온도 제어 기능을 가지는 발열체의 층이며, 저융점의 폴리머 중에 카본 블랙, 니켈 등의 도전성 입자가 분산되어 구성되어 있다. 이러한 필름형상의 발열체(20)는, 예를 들면 저융점의 폴리머 및 도전성 입자를 포함하는 PTC 잉크를 적절한 인쇄장치(도시생략)를 이용하여 필름 기재(22) 상에 인쇄함에 의해서 제조될 수 있다. 본 실시형태에서는 이와 같이 하여 제조된 필름형상의 발열체(20)가 인서트 성형에 의해서 접착층을 통하지 않고 후드(10)와 일체화되어 있다(도 1 참조).
또, 도 1, 도 2 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 발열체(20)의 PTC 히터층(21)은 당해 PTC 히터층(21)을 제어하기 위한 제어부(40)에 접속되어 있다. 또한, PTC 히터층(21)이 자기 온도 제어 기능을 가지고 있기 때문에, 제어부(40)는 PTC 히터층(21)에 대한 전력 공급을 개시 및 정지하는 스위치 기능을 가지고 있으면 좋다. 본 실시형태의 제어부(40)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 차재 카메라(50)에도 접속되어 있으며, 상기 차재 카메라(50)의 기동을 계기로 하여 PTC 히터층(21)을 기동시키도록 되어 있다. 또한, 제어부(40)는 차내 및 차외의 기온 및/또는 습도를 검출하는 센서와, 이 센서에 근거하여 윈드 글라스 부분(Wa)에 김서림이 발생할 우려가 있는지 아닌지를 판정하는 판정부를 더 가지고 있어도 좋다. 이 경우, 상기 센서의 검출값에 근거하여 제어부(40)가 윈드 글라스 부분(Wa)에 김서림이 발생할 우려가 있다고 판정하였을 경우에, PTC 히터층(21)을 기동시키면 좋다.
이어서, 이상과 같은 가열장치(100)의 작용에 대해서 설명한다.
차재 카메라 장치(1)가 탑재된 차량에 시동이 걸리면, 차재 카메라(50)가 기동한다. 이 기동을 계기로 하여 제어부(40)는 발열체(20)의 PTC 히터층(21)으로의 전력 공급을 개시한다. 이것에 의해서 PTC 히터층(21)은 발열되어 열에너지를 방사한다. 이 열에너지는 차재 카메라(50)의 시야(5)에 위치하는 윈드 글라스 부분(Wa)을 직접적으로{후드(10)의 열전달에 의하지 않고} 가열한다. 이것에 의해서 윈드 글라스 부분(Wa)에서는 결로나 서리의 부착에 의한 김서림이 억제된다.
PTC 히터층(21)은 일정한 온도까지 상승하면, 폴리머가 용융되기 시작한다. 그렇기 때문에, 폴리머 중에 분산되어 있는 카본 블랙, 니켈 등의 도전성 입자의 상호 접촉이 분단되기 시작한다. 이 분단은 폴리머의 용융의 정도가 커질수록 현저하다. 즉, PTC 히터층(21)은 온도가 상승할수록 전기 저항이 증대하기 때문에, 당해 PTC 히터층(21)을 흐르는 전류가 감소한다. 이 결과, PTC 히터층(21)의 발열량이 저감하여 온도가 하강한다. 그리고, 일정한 온도까지 하강하면, 용융되어 있던 폴리머가 다시 응고되어 도전성 입자의 접촉이 복원된다. 그러면, PTC 히터층(21)의 전기 저항이 감소하기 때문에, 당해 PTC 히터층(21)을 흐르는 전류가 증대한다. 이 결과, PTC 히터층(21)의 발열량이 증대하기 때문에, 온도가 다시 상승한다. PTC 히터층(21)은 이상의 일련의 온도의 상승 및 하강을 자율적으로 반복하기 때문에, 특별한 온도 제어를 받는 일 없이 거의 일정한 온도 범위를 유지한다.
이상과 같은 본 실시형태에 의하면, PTC 히터층(21)이 자기 온도 제어 기능에 의해서 일정한 범위의 발열량을 자율적으로 유지하기 때문에 가열 효율이 높으며, 게다가 온도 퓨즈나 온도 센서 등을 이용한 페일 세이프 수단 없이도 발열체(20)의 과열을 회피할 수 있다. 그러므로, 본 실시형태에 의하면, 가열 효율이 높고, 박형이고 또한 발열체(20)의 레이아웃의 자유도가 높은 가열장치(100) 및 차재 카메라 장치(1)를 제공할 수 있다.
또, 후드(10)는 윈드 글라스 부분(Wa)에 대향하는 상면(11)을 가지며, 발열체(20)가 후드(10)의 상면(11)에 설치되어 있다. 그렇기 때문에, 후드(10)의 열전달에 의하지 않고 직접적으로 윈드 글라스 부분(Wa)을 가열할 수 있어 종래보다도 발열체(20)에 대한 온도 요구가 낮다. 따라서, 보다 높은 가열 효율을 가지는 가열장치(100)을 제공할 수 있다.
또, 가열장치(100)는 발열체(20)를 덮도록 후드(10)의 상면에 부착된 흑색의 저반사 필름(30)을 가지기 때문에, 발열체(20) 및 후드(10)의 상면(11)이 윈드 글라스 부분(Wa)에 비치는 것이 효과적으로 회피된다. 이것에 의해서 차재 카메라(50)의 시야(5)가 양호하게 유지될 수 있다.
본 실시형태의 발열체(20)는 인서트 성형에 의해서 후드(10)와 일체로 구성되어 있다. 그렇기 때문에, 발열체(20)를 접착제에 의해서 후드(10)에 붙이는 공정이 불필요하기 때문에, 성가신 위치 맞춤이나 균일한 가압에 의한 접착 작업이 불필요하게 되어, 발열체(20)를 후드(10)에 장착할 때의 공정수를 삭감할 수 있다. 게다가, 인서트 성형에 의하면, 후드(10)가 복잡한 형상으로 구성되는 경우에도 발열체(20)를 후드(10)에 일체화시키는 것이 용이하기 때문에, 후드(10)의 형상의 자유도가 높다.
또한, 발열체(20)는 필름 기재(22) 상에 PTC 특성을 가지는 잉크를 인쇄함으로써 필름 형상으로 구성되어 있다. 그렇기 때문에, 히터 패턴의 설계의 자유도가 높다. 게다가 인서트 성형에 의해서 후드(10)와 발열체(20)를 일체로 성형할 때의 취급이 용이하다.
또한, 이상의 실시형태에서는 발열체(20)가 후드(10)의 상면에 배치되어 있었으나, 이러한 예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 발열체(20)는 후드(10)의 하면에 배치되어 있어도 좋다. 이와 같이 구성된 가열장치(101) 및 이 가열장치(101)를 가지는 차재 카메라 장치(2)가 도 5에 도시되어 있다. 도 5의 예에서는, 윈드 글라스 부분(Wa)에 발열체(20)가 비치는 것을 방지하기 위한 반사방지 필름이 불필요하게 되므로, 가열장치(100)의 구조를 보다 간소화할 수 있다.
혹은, 발열체(20)를 후드(10)의 내부에 배치하는 것도 가능하다. 이와 같이 구성된 가열장치(102) 및 이 가열장치(102)를 가지는 차재 카메라 장치(3)가 도 6에 도시되어 있다. 도 6의 예에서는, 발열체(20)를 후드(10)의 하면에 배치하는 경우보다도 당해 발열체에 대한 온도 요구가 작기 때문에, 상대적으로 가열 효율이 높다. 또한, 이 경우도 윈드 글라스 부분(Wa)에 발열체(20)가 비치는 것을 방지하기 위한 반사방지 필름이 불필요하다.
이상의 설명에서는 차외정보 취득수단으로서 차재 카메라(50)를 상정하였으나, 이러한 예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 차외정보 취득수단으로서 차재 레이더를 채용할 수도 있다. 이 경우, 차외정보 취득수단에는 차재 레이더를 구성하는 전자파의 발신기와 반사파를 수신하는 수신기가 포함된다. 또, 이 경우, 차외정보 취득수단의 정보취득경로란 차재 레이더의 전자파의 사출 경로 및 반사파의 입사 경로의 양자를 말하는 것이 된다. 그 외에 차외정보를 취득하는 기능을 가지는 기기라면, 임의의 기기가 채용될 수 있다. 또한, 차외정보란, 차량의 주위에 존재하는 이동체(보행자, 자전거, 차량 등) 및 고정체(가드 레일, 건축물 등)까지의 거리, 상기 이동체 및 고정체의 치수나 차량에 대한 상대속도 등, 각종 정보를 포함한다.
1 - 차재 카메라 장치 5 - 시야
10 - 후드 11 - 상면
12 - 기단부 13 - 선단부
14, 15 - 측벽 20 - 발열체
21 - 히터층 22 - 필름 기재
30 - 저반사 필름 40 - 제어부
50 - 차재 카메라 60 - 지지체
100 - 가열장치

Claims (9)

  1. 차량의 내부에 배치되어 차량 외부의 정보를 취득하는 차외정보 취득수단의 정보취득경로 상에 위치하는 윈드 글라스 부분을 가열하는 가열장치로서,
    상기 차량의 내부에 있어서, 상기 차외정보 취득수단의 정보취득경로의 하측에 설치된 후드와, 상기 후드의 표면 또는 내부에 설치되며 PTC 히터를 가지는 발열체를 구비한 것을 특징으로 하는 가열장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 후드는 상기 윈드 글라스 부분에 대향하는 상면을 가지며,
    상기 발열체는 상기 후드의 상기 상면에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 가열장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 발열체를 덮도록 상기 후드의 상기 상면에 부착된 저반사 필름을 더 구비한 것을 특징으로 하는 가열장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 저반사 필름은 흑색인 것을 특징으로 하는 가열장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 후드는 상기 윈드 글라스 부분에 대향하는 측과는 반대측의 하면을 가지며,
    상기 발열체는 상기 후드의 상기 하면에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 가열장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 발열체와 상기 후드는 인서트 성형에 의해서 일체로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 가열장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 발열체는 필름 기재 상에 PTC 특성을 가지는 잉크를 인쇄함에 의해서 필름 형상으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 가열장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 차외정보 취득수단은 차재 카메라 또는 차재 레이더인 것을 특징으로 하는 가열장치.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 기재된 가열장치와, 상기 가열장치 상에 설치된 차외정보 취득수단을 구비한 것을 특징으로 하는 차외정보 취득장치.

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