WO2010004617A1

WO2010004617A1 - 発熱性板材の製造方法、その製造方法によって製造した発熱性板材、板状構造体、及び発熱システム

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Publication number: WO2010004617A1
Application number: PCT/JP2008/062328
Authority: WO
Inventors: 芳和団村; 利明伊藤; 貴和澤田; 悦雄日野; 妥年本多; 岳奥野; 克信山中; 宗之田中
Original assignee: フィグラ株式会社
Priority date: 2008-07-08
Filing date: 2008-07-08
Publication date: 2010-01-14
Also published as: EP2296434A4; CN102067721A; EP2296434B1; JP5192043B2; US8450661B2; KR20110031276A; CN102067721B; KR101273999B1; JPWO2010004617A1; US20110114631A1; EP2296434A1

Abstract

　透光性を有する板材１１０の少なくとも一方の表面に導電性薄膜１２０が形成されており、前記導電性薄膜１２０に通電することによってこれを発熱させる構成を有する発熱ガラス１００の製造方法である。前記板材１１０の相対向する二辺に沿って、前記板材１１０に形成された前記導電性薄膜１２０上に、それぞれ金属製テープ１３２を固接し、前記各金属製テープ１３２の上から、これを覆うように銀ペースト１３４を塗布し、前記板材１１０の前記金属製テープ１３２が固接されている二辺を形成する縁端部に、前記金属製テープ１３２の全長よりも少なくとも長いヒータ部２２０を有するヒータ２００の前記ヒータ部２２０を、当該ヒータ部２２０の温度が所定の温度以上である状態で接触させて、前記銀ペースト１３４を硬化させ、前記金属製テープ１３２と前記銀ペースト１３４とからなる電極１３０を形成し、前記電極１３０にそれぞれリード線１４０を電気的に接続する。

Description

発熱性板材の製造方法、その製造方法によって製造した発熱性板材、板状構造体、及び発熱システム

　本発明は、少なくとも一方の表面に導電性薄膜が形成されており、前記導電性薄膜に通電することによってこれを発熱させる構成を有する発熱性板材の製造方法、その製造方法によって製造した発熱性板材、板状構造体、及び発熱システムに係わり、特に前記導電性薄膜への電極形成を効率的に行うのに好適な発熱性板材の製造方法、その製造方法によって製造した発熱性板材、板状構造体、及び発熱システムに関する。

　マンションと称される集合住宅など、機密性に優れた住居に設備される窓では、特に冬期の朝などに窓ガラス室内側に生じる結露が問題となっている。結露を防ぐには２枚のガラス板材の間に断熱層を設けた複層ガラスを採用することが効果的である。

　また、加えて、寒冷期にガラス室内側表面の近傍で冷却された空気が室内床面に向けて吹き降ろす、コールドドラフトと呼ばれる現象をも防止すべく、ガラス板材の表面に導電性薄膜を設け、これに通電することで導電性薄膜を発熱させる、発熱ガラスも広く採用されるようになっている。このような発熱ガラスとしては、例えば特開２０００－２７７２４３号公報に開示されているものなどが知られている。

　前記文献には、ガラス板材等の透光性の板材表面に導電性の発熱層を設け、板材の対向する辺に沿って貼り付けた金属製テープを覆うように導電性ペーストを塗布してなる一対の電極を設置する構成が示されている。各辺に沿って細長く延設された前記各電極に外部電源と電気的に接続するためのリード線がつなぎ込まれている。

　前記導電性ペーストは例えば銀ペーストであり、塗布後に熱風を吹き付けたり、遠赤外線ランプを照射したりして加熱することで硬化させ、金属製テープと一体の電極を構成する。しかし、このような従来の硬化方法では、塗布された導電性ペースト全体を均一に加熱して硬化させることができず硬化時間が長引くこと、またそれに伴うエネルギーロスが大きいことの問題があり、省エネルギー、製造コスト低減の観点から改善が望まれていた。

　また、マンション等の集合住宅では、前記発熱層を有する発熱ガラスが多数設置されることがあるが、多数の発熱ガラスに対して同時に電力を供給した場合、電源から各発熱ガラスの発熱層へ流れる突入電流が大きくなり、そのピーク値で電源の過電流制限用ブレーカが動作して電力供給が停止し、復旧まで時間がかかるといった問題が生じることがあった。さらに、各住戸に設置される多数の発熱ガラスに電源から電力を供給するための配線量が、設置対象の規模が大きくなるに従って増大するため、配線敷設時のコスト、その後の維持管理コストがかさむようになるという問題もあった。

　本発明は以上のような技術的問題を克服するものであって、その一つの目的は、ガラス板材表面に設けた導電性薄膜への電極形成を効率的に行うのに好適な発熱性板材の製造方法、その製造方法によって製造した発熱性板材、及び板状構造体を提供することである。

　また本発明の他の目的は、前記製造方法によって製造した発熱性板材を用いてなる板状構造体を複数含む発熱システムについて、電源投入時の突入電流による不具合を防止することができる構成を提供することである。

　本発明のさらに他の目的は、前記製造方法によって製造した発熱性板材を用いてなる板状構造体を多数備える発熱システムにおいて、所要の配線量を低減することである。

　本発明の上記以外の目的および構成については、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

　本発明の一態様は、透光性を有する板材の少なくとも一方の表面に導電性薄膜が形成されており、前記導電性薄膜に通電することによってこれを発熱させる構成を有する発熱性板材の製造方法であって、前記板材の相対向する二辺に沿って、前記板材に形成された前記導電性薄膜上に、それぞれ金属製帯状部材を固接し、前記各金属製帯状部材の上から、これを覆うように導電性ペースト剤を塗布し、前記板材の前記金属製帯状部材が固接されている二辺を形成する縁端部に、前記金属製帯状部材の全長よりも少なくとも長い発熱部を有する加熱器具の前記発熱部を、当該発熱部の温度が所定の温度以上である状態で接触させて、前記導電性ペースト剤を硬化させ、前記金属製帯状部材と前記導電性ペースト剤とからなる電極部を形成し、前記電極部にそれぞれ導線を電気的に接続することを特徴とする、発熱性板材の製造方法である。

　本発明の他の態様は、前記製造方法によって製造された発熱性板材である。

　前記製造方法において、前記加熱器具が有する発熱部が、前記板材の縁端部に密接すべく、可撓性を有する薄板状発熱部材と、これを前記板材の縁端部に押圧すべく支持する弾性部材とを備えているものとすることができる。

　本発明のさらに他の態様は、前記発熱性板材である第１の板材と、透光性を有する板材であって、前記第１の板材に対してその導電性薄膜が形成されている面と相対向して配設されている第２の板材と、前記第１の板材と前記第２の板材との間に、前記第１の板材に形成された各電極部に沿ってその内方側にそれぞれ介設された間隔部材と、前記第１の板材と、前記第２の板材と、これらの間に介設されている前記間隔部材とによって、前記第１の板材の外方側に形成される空所に、前記電極部を覆うようにして配設された封着材と、を備えていることを特徴とする複層板状構造体である。

　本発明のさらに他の態様は、前記発熱性板材である第１の板材と、透光性を有する板材であって、前記第１の板材に対してその導電性薄膜が形成されている面と相対向して配設されている第２の板材と、前記第１の板材と、前記第２の板材との間に挟み込まれている中間膜と、を備えていることを特徴とする合わせ構造を有する板状構造体である。

　本発明の別の態様は、前記製造方法によって製造された発熱性板材を備えて構成される発熱システムであって、それぞれが前記発熱性板材を有して構成されている、複数の発熱性板状構造体と、他の電源からの入力電流をオンオフ電流に変換して出力電流として出力する電源装置とを備え、前記電源装置の出力は、前記複数の発熱性板状構造体の導線にそれぞれ接続されており、前記電源装置の電源を投入したときに、前記電源装置からの出力電流が、前記各発熱性板状構造体にそれぞれ互いに時間遅れをもって供給されることを特徴とする発熱システムである。

　前記複数の発熱性板状構造体は、第１の発熱性板状構造体から第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の発熱性板状構造体まで設けられており、前記電源装置の電源を投入したときに、前記電源装置からの出力電流が前記第１の発熱性板状構造体に供給された後、所定の時間遅れをもってカスケード状に前記第ｎの発熱性板状構造体まで順次供給されていくものとすることができる。

　前記電源装置の出力電流であるオンオフ電流について、そのオンオフサイクルのデューティ比を可変とすることができる。

　また、本発明の別の一態様は、前記製造方法によって製造された発熱性板材を備えて構成される発熱システムであって、それぞれが前記発熱性板材を有して構成されている、複数の発熱性板状構造体と、他の電源からの入力電流をオンオフ電流に変換して出力電流として出力する電源装置と、それぞれの対向する電極間の距離が略等しい、複数の前記発熱性板状構造体で構成される、少なくとも一つの発熱性板状構造体群であって、前記電源装置の出力が、前記発熱性板状構造体群を構成する各発熱性板状構造体に対して互いに並列に接続されている発熱性板状構造体群とを備えている。

　上記以外の作用／効果については、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本発明の一実施形態による発熱性板材の平面図である。図１の発熱性板材の断面図である。図１の発熱性板材の製造工程を示す図である。図１の発熱性板材の製造工程を示す図である。図１の発熱性板材の製造工程を示す図である。図１の発熱性板材の製造工程で用いられるヒータのヒータ部を示す模式図である。図１の発熱性板材を用いて構成した複層ガラスの断面図である。図４Ａの複層ガラスの部分拡大断面図である。図１の発熱性板材を用いて構成した合わせガラスの断面図である。本発明の一実施形態に係る発熱システムの電源回路を示すブロック図である。本発明の一実施形態に係る発熱システムの電源回路を示すブロック図である。カスケード回路の一例を示すブロック図である。図８Ａのカスケード回路による電源投入時のタイムシーケンスを示す図である。カスケード回路の一例を示すブロック図である。図９Ａのカスケード回路による電源投入時のタイムシーケンスを示す図である。カスケード回路の一例を示すブロック図である。図１０Ａのカスケード回路による電源投入時のタイムシーケンスを示す図である。カスケード回路の一例を示すブロック図である。図１１Ａのカスケード回路による電源投入時のタイムシーケンスを示す図である。本発明の一実施例に係る発熱システムにおける電源配線系統を示す図である。

符号の説明

１００、１００－１、１００－２、１００－３、…１００－ｎ　発熱性板材
１１０　ガラス板材（透光性板材）
１２０　導電性薄膜
１３０　電極
１３２　金属製テープ（金属製帯状部材）
１３４　銀ペースト（導電性ペースト剤）
１３６　銅箔テープ
１３８　ハンダ
１４０　リード線（導線）
２００　ヒータ（加熱器具）
２１０　ベース部
２２０　ヒータ部（発熱部）
２２０ａ　ヒータエレメント
２３０　弾性部材
３００　複層ガラス（複層板状構造体）
３１０　スペーサ（間隔部材）
３２０　一次封着材
３３０　二次封着材
４００　合わせガラス（合わせ構造板状構造体）
４１０　中間膜
ＨＧＳ　発熱システム
ＰＳ　電源
ＲＥＣ　ＡＣ／ＤＣコンバータ
ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、…、ＳＷｎ　スイッチング回路
ＶＲ１、ＶＲ２、ＶＲ３、…、ＶＲｎ　電圧可変回路
ＳＬＣ　信号レベル変換回路
ＣＣ　カスケード回路
Ｇ１、Ｇ２　発熱性板状構造体群

発明の詳細な説明

　以下、本発明の好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。

　図１Ａは本発明の一実施形態による発熱性板材の平面図、図１Ｂは図１Ａの発熱性板材の断面図である。

　本実施形態による発熱性板材１００は、基板となる透光性板材であるガラス板材１１０の一方の表面に導電性薄膜１２０を形成し、これに電力を供給するための電極１３０を設けてなるものである。電極１３０を通じて図外の電源から導電性薄膜１２０に通電すると、導電性薄膜１２０が発熱して発熱層として作用し、発熱性板材１００の表面を加温する。それにより、板材１００の表面に結露が生じるのを防止することができる。

　ガラス板材１１０は、本実施形態では矩形の板ガラスであり、通常の透明フロートガラスのほか、網入りガラス、有色ガラス等によって形成することができる。また、平面形状も必ずしも矩形である必要はなく、曲線的な輪郭を有する形状等、適宜の形状とすることができる。また、板材１００の表面にスクラッチ等を施してある装飾ガラス等を用いてもよい。特に、ガラス板材１１０として、Ｌｏｗ－Ｅガラスを採用すれば、より断熱性能を向上させることができて好ましい。

　導電性薄膜１２０は、例えば、金、銀、銅、パラジウム、スズ、アルミニウム、チタン、ステンレス、ニッケル、コバルト、クロム、鉄、マグネシウム、ジルコニア、ガリウム等よりなる群より選択した一種以上の材料を含んでなる金属薄膜、あるいはそれらの材料の炭素、酸素等の金属酸化物薄膜、あるいはＺｎＯ（酸化亜鉛）、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、Ｉｎ_２Ｏ_３（酸化インジウム）、Ｙ_２Ｏ_３（酸化イットリウム）等の多結晶性下地薄膜を設けた金属酸化物薄膜を用いることができる。

　また、本実施形態では、ガラス板材１１０のほぼ全面に導電性薄膜１２０を形成しているが、発熱性板材１００の用途などにより、表面の一部に導電性薄膜１２０を形成する構成をとることもできる。

　ガラス板材１１０には、導電性薄膜１２０が形成されている側に、一対の電極１３０が設けられる。本実施形態では、矩形のガラス板材１１０の相対向する二組の辺のうちの一方の組の縁端部の内側に沿って、それぞれ帯状の電極１３０を設置している。各電極１３０には、電力を供給するためのリード線（導線）１４０が接続されている。

　ここで、電極１３０の形成方法について説明する。図２Ａ～図２Ｃは、発熱性板材１００の製造工程を示す図であって、特に導電性薄膜１２０がすでに形成されているガラス板材１１０に電極１３０を形成する工程を示している。

　まず、図２Ａに示すように、接触する導電性薄膜１２０との間の電気抵抗が極力小さくなるように、本実施形態ではまず板材１１０の対向する縁端部のそれぞれに沿って適宜の幅を持った金属製テープ（金属製帯状部材）１３２を貼り付ける。金属製テープ１３２としては、例えば、比抵抗値が１～３×１０^－６（Ω・ｃｍ）である銅箔テープ又はニッケルテープが好適に用いられる。金属製テープ１３２の一端部には、これと電気的な接続を保持するように、一部重ね合わせるような形態で、銅箔テープ１３６を貼り付ける。この銅箔テープ１３６は、図１Ａに示されるように、リード線１４０を接続する端子として機能する。

　次いで、図２Ｂに示すように、銅箔テープ１３６の一部を除き、金属製テープ１３２全体に、導電性ペースト剤である銀ペースト１３４でこれを覆うように塗布する。銀ペースト１３４としては、銀粉を樹脂バインダ及び溶剤で分散し、例えば比抵抗値５～７×１０^－５（Ω・ｃｍ）としたものを用いることができる。

　この状態で、塗布した銀ペースト１３４を硬化させるための加熱工程を実施する。この工程の様子を図２Ｃに示す。図２Ｃは、ガラス板材１１０の電極１３０が設けられている各縁端部に、加熱器具であるヒータ２００を接触させた状態を模式的に示す平面図である。各ヒータ２００は、ガラス板材１１０の電極１３０が設置されている各縁端部に沿ってそのほぼ全長に渡って延在する細長い形状の器具であり、細長いある程度の剛性を持った板状部材であるベース部２１０と、このベース部２１０の片面に、弾性部材２３０を介して取り付けられているヒータ部（発熱部）２２０とを備えている。

　図３は、ヒータ２００をヒータ部２２０の側から見た正面図である。ヒータ部２２０は、この実施形態にあるように、例えば互いに並列に接続された多数のヒータエレメント２２０ａを設けて構成することができる。例えば、一般的にフィルムヒータと呼ばれている、可撓性を有する樹脂製フィルムの表面に櫛状に銅箔発熱パターンでヒータエレメント２２０ａを設けたものなどを、ヒータ部２２０として好適に用いることができるが、ガラス板材１１０の各縁端部にそのほぼ全長に渡って延在する形状寸法を有し、所定の加熱性能を備えたものであれば、態様は問わず採用することができる。ヒータ部２２０の高さ及び幅寸法は、それぞれヒータ２００で加熱する対象となるガラス板材１１０の厚さ及び縁端部長さ以上あればよい。

　可撓性を有するように構成されたヒータ部２２０は、弾性部材２３０を介してベース部２１０に取り付ける。弾性部材２３０としては、ヒータ部２２０の発熱に対して耐熱性を有するようなスポンジ様樹脂マット、あるいはバネ等の弾発要素を多数設ける構成などが用いられる。このようにヒータ部２２０を弾性部材２３０で支持しつつ可撓性を持たせるのは、ヒータ部２２０をガラス板材１１０の縁端部に押し当てたときに、均一な押圧力が生じ、ヒータ部２２０からガラス板材１１０への伝熱が均一となるようにするためである。また、弾性部材２３０が断熱材として作用し、ヒータ部２２０が発生する熱がベース部２１０側へ散逸するのを防ぎ、エネルギーロスをさらに低減させる効果がある。さらに、ガラス板材１１０の縁端部が直線状ではない場合にも、ベース部２１０を交換することなくある程度対応することができるようにする効果もある。

　前記のように、従来は塗布した銀ペースト１３４に対して熱風や遠赤外線を当てて加熱し硬化させていたが、本実施形態では、図２Ｃに関して前記したように、ヒータ２００のヒータ部２２０を電極１３０が設けられているガラス板材１１０縁端部に適宜の押圧力を持って押し当てた状態で、これに図外のヒータ電源から通電してヒータ部２２０のヒータエレメント２２０ａを加熱する。これにより電極１３０の銀ペースト１３４を１１０～１５０℃に均一に加熱し、塗布されている銀ペースト１３４全体を均一に硬化させることができる。これは、ガラス板材１１０の熱伝導率が小さく、電極１３０が形成される、縁端部から１０数ｍｍの範囲を加熱するのに適した方法であることが見いだされたことによる。

　前記により銀ペースト１３４の効果が完了したら、電極１３０端部の銅箔テープ１３６にハンダ１３８によってリード線１４０を接続すれば、図１Ａに示す発熱性板材１００が完成する。

　上記の構成により、電極１３０を形成する際に、銀ペースト１３４全体を均一に加熱することができ、また加熱に要するエネルギーのロスが少ない効率的な加熱工程を実現することができる。

　次に、前記のようにして形成した発熱性板材１００を用いて構成する板状構造材について説明する。図４Ａは図１の発熱性板材１００を用いて構成した複層ガラスの断面図、図４Ｂは図４Ａの複層ガラスの部分拡大断面図である。

　本実施形態に係る複層板状構造体である複層ガラス３００は、前記の発熱性板材１００と他のガラス板材１１０とを、発熱性板材１００の導電性薄膜１２０が形成されている側が内側となるように、スペーサ（間隔部材）３１０を介して間隔をあけて対置させ、両ガラス板材１１０の間に空隙を設ける。この空隙を乾燥空気層とする。スペーサ３１０は、例えば電極１３０のすぐ内側に、これと並置し、各両ガラス板材１１０とスペーサ３１０の側面とで形成される凹状空間は、二次封着材３３０で電極１３０を含めて封止される。スペーサ３１０と各ガラス板材１１０との間は、一次封着材３２０によって封止される。スペーサ３１０は、電極１３０が設置されない縁端部に沿ってももちろん設置する。

　スペーサ３１０としては、例えば軽量でかつ所望の強度が得られるアルミ材が好適に用いられる。スペーサ３１０内部の空所には、乾燥剤３４０を内封して前記乾燥空気層の防湿を図っている。一次封着材３２０としては、スペーサ３１０と導電性薄膜１２０との間を電気的に絶縁するために、例えば絶縁ブチルが好適に用いられる。スペーサ３１０と導電性薄膜１２０を持たないガラス板材１１０との間に介設される一次封着材３２０には、普通ブチルを用いてもよい。

　次に、前記発熱性板材１００を用いて構成する合わせ構造板状構造体について説明する。図５は図１の発熱性板材を用いて構成した合わせガラスの断面図である。

　本実施形態に係る合わせ構造板状構造体である合わせガラス４００は、前記の発熱性板材１００と他のガラス板材１１０とを、発熱性板材１００の導電性薄膜１２０が形成されている側が内側となるように、中間膜４１０を間に介設しつつ密接固定してなる。中間膜４１０としては、例えばエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）やポリビニルブチラール（ＰＶＢ）等の樹脂材料を用いる。

　次に、本発明の他の態様に係る発熱システムにつき、その実施形態によって説明する。図６は本発明の一実施形態に係る発熱システムの電源回路を示すブロック図である。この発熱システムＨＧＳは、いわゆるマンション等の大規模集合住宅に、前記製造方法により製造した発熱性板材（以下簡単のため「発熱ガラス」という。）１００を含む複層ガラス３００、合わせガラス４００が多数設備されるものである。図中及び以下の説明では、このような複層ガラス３００、合わせガラス４００も含めて発熱ガラス１００と総称することにする。

　集合住宅住戸にある配電盤等の電源ＰＳから取り出したＡＣ電流は、ＡＣ／ＤＣコンバータＲＥＣによって全波整流又は半波整流される。電源ＰＳは通常ＡＣ１００Ｖ又はＡＣ２００Ｖであり、コンバータＲＥＣで半波整流する場合には、それぞれ実効電圧はＡＣ５０Ｖ、ＡＣ１００Ｖとなる。

　コンバータＲＥＣの出力は、各発熱ガラス１００－１～１００－ｎに分岐され、各分岐配線には電圧可変回路ＶＲ１～ＶＲｎが挿入されている。これらの電圧可変回路ＶＲ１～ＶＲｎは、それぞれのコンバータＲＥＣ出力分岐配線に接続される発熱ガラス１００－１～１００－ｎについて、ガラス面積に相違がある場合に、各発熱ガラス１００での温度上昇を均等にするために、各発熱ガラス１００への供給電力を調整する目的で設けられるものである。すなわち、発熱ガラス１００－１の面積に対して発熱ガラス１００－２の面積が小であるとすれば、電圧可変回路ＶＲ２によって、発熱ガラス１００－２への供給電力が、発熱ガラス１００－１への供給電力よりも小さくなるようにする。

　電圧可変回路ＶＲ１～ＶＲｎにおける電圧調整方式としては、種々の公知の方式を採用しうるが、例えば、コンバータＲＥＣ出力の最大電圧をクランプして実効電圧を低減させる方式、コンバータＲＥＣ出力電流について、各周期におけるオンオフデューティ比をチョッパ回路等によるスイッチング動作によって可変させることにより実効電圧を調整する方式等がある。各電圧可変回路ＶＲｎでの調整パラメータは、各発熱ガラス１００－１～１００－ｎの面積に応じてプリセットしておくことができる。また、図示しない調整回路を設け、調整パラメータを個別に、あるいは一括して調整可能とする構成もとりうる。

　各電圧可変回路ＶＲ１～ＶＲｎの下流には、スイッチング回路ＳＷ１～ＳＷｎが設けられる。これらのスイッチング回路ＳＷ１～ＳＷｎを設ける目的は、電源が投入されてコンバータＲＥＣが動作を開始したときに、各発熱ガラス１００－１～１００－ｎへの電力供給が一定の時間差をもってなされるようにして、コンバータＲＥＣから過大な突入電流が発熱ガラス１００に流れ込むのを防止することである。

　このため各スイッチング回路ＳＷ１～ＳＷｎは、トランジスタ、パワーＭＯＳ－ＦＥＴ、サイリスタ、トライアック等のスイッチング素子を備えている。そして、各スイッチング素子のドライブ回路として、カスケード回路ＣＣと信号レベル変換回路ＳＬＣが設けられている。

　カスケード回路ＣＣは、後述するように、各スイッチング回路ＳＷ１～ＳＷｎのスイッチング素子に対して、順次時間遅延させたオン信号を出力する回路である。信号レベル変換回路ＳＬＣは、カスケード回路ＣＣからの出力信号を、各スイッチング素子をドライブするための信号レベルに変換するインターフェイス回路であり、スイッチング回路ＳＷの構成等によっては省略することができる場合もある。本実施形態では、カスケード回路ＣＣにコンバータＲＥＣ出力の立ち上がりと同期するトリガ信号を与えて、これを契機としてカスケード回路ＣＣが時間遅延を伴ったオン信号を出力するように構成している。

　図７は、本発明の他の実施形態に係る発熱システムの電源回路を示すブロック図であり、図６の回路とは、各スイッチング回路ＳＷ１～ＳＷｎに用いるスイッチング素子の構成が主として異なる。すなわち、本実施形態では各スイッチング素子として、いわゆる光サイリスタを用いて構成している。光サイリスタは、カスケード回路ＣＣからの出力信号を発光ダイオードで受けて光信号に変換した上でサイリスタのゲートドライブを行っている。このようにゲート制御信号と実際のゲートドライブ信号とが分離されているために、カスケード回路ＣＣの出力に対する信号レベル変換回路ＳＬＣは省略されている。

　また図７の回路では、光サイリスタの逆阻止機能によって、図６の回路にあったＡＣ／ＤＣコンバータＲＥＣが省略されている。さらにまた、光サイリスタのオン信号（ゲート制御信号）の持続時間を、後述のようにカスケード回路ＣＣによって変化しうる構成としているため、電圧可変回路ＶＲも省略されている。

　次に、カスケード回路ＣＣの構成と作用について説明する。図８Ａはカスケード回路の一例を示すブロック図、図８Ｂは図８Ａのカスケード回路による電源投入時のタイムシーケンスを示す図である。この例のカスケード回路ＣＣは、あらかじめ各スイッチング回路ＳＷ１～ＳＷｎへのオン信号出力シーケンスをプログラムしたプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）を備えており、例えばコンバータＲＥＣ起動をトリガとするトリガ信号を受信して、あらかじめ定めたシーケンスにより、図８Ｂに示すようなシーケンスでオン信号を出力する構成である。

　なお、本実施形態におけるカスケード回路ＣＣの１周期は２００ｍｓに設定されており、ＰＬＣでこの周期内における各スイッチング回路ＳＷ１～ＳＷｎへのオン信号出力時間を変化させることができるように構成すれば、前記した電圧可変回路ＶＲ１～ＶＲｎを用いることなく、各発熱ガラス１００への供給電力量を調整することができる。また、ＰＬＣの代わりに、ＣＰＵ、メモリ、Ｉ／Ｏインターフェイス回路などを一つのチップに集積してなる、いわゆるワンチップマイコンを用いてもよい。

　図９Ａ～図１１Ａはカスケード回路の他の例を示すブロック図、図９Ｂ～図１１Ｂは図９Ａ～図１１Ａのカスケード回路による電源投入時のタイムシーケンスを示す図である。

　図９Ａ、図１０Ａの回路では、周波数可変発振回路ＦＶからトリガ信号を契機としてクロック信号を出力する。このクロック信号は、図９ＡにおいてはシフトレジスタＳＲ１～ＳＲｎに、図１０Ａにおいては１６進アップカウンタＵＣを介して１６進→１０進変換デコーダＤＣＤに入力され、それぞれ図９Ｂ、図１０Ｂに示す時間遅延されたオン信号を、スイッチング回路ＳＷ１～ＳＷｎへ出力する。

　図１１Ａの回路では、ＡＣ入力を受けたフリッカリレーＦＲＹが、クロック信号としてのステップアップ信号を出力する。このステップアップ信号は、ステッピングリレーＳＲＹ１～ＳＲＹｎに入力され、図１１Ｂに示す時間遅延されたオン信号を、スイッチング回路ＳＷ１～ＳＷｎへ出力する。

　以上説明した構成によって、本実施形態の発熱システムによれば、本発明の一の態様に係る製造方法によって製造した発熱性板材を用いてなる板状構造体を複数含む場合に、電源投入時におけるこれらの板状構造体への突入電流による不具合を防止することができる。また、各板状構造体への供給電流のデューティ比を変化させれば、各板状構造体の発熱温度を調整することができる。

　次に、本発明の他の態様に係る発熱システムについて説明する。図１２はこの発熱システムにおける電源配線系統を示す図である。本実施形態の発熱システムＨＧＳにあっては、電源ＰＳに接続される発熱ガラス１００を、２つの発熱ガラス（発熱性板状構造体）群Ｇ１、Ｇ２に分けている。群Ｇ１は、掃き出し窓に設置されている発熱ガラス１００を、群Ｇ２は、腰窓に設置されている発熱ガラス１００を含んで構成されている。腰窓よりも掃き出し窓の方が、高さＨが大きい、すなわち電極１３０間の距離が長いが、群Ｇ１、Ｇ２それぞれに含まれる各発熱ガラス３００については、高さＨ（対向する電極１３０間の距離）、幅Ｗ（電極１３０の長さ）は各々略等しくされている。そして、各群Ｇ１、Ｇ２について、電源ＰＳと電気的に接続するリード線１４０は、各発熱ガラス１００が電源ＰＳに対して並列接続となるように接続されている。なお、図示を省略するが、高さＨが略等しいものの、幅Ｗが互いに異なる複数の発熱ガラス１００を混在させ、これらを電源ＰＳに並列に接続するようにしてもよい。

　これは、発熱ガラス１００の発熱温度、つまり通電による温度上昇値は、単位面積あたりに供給される電力密度に依存することによる。高さＨと幅Ｗが互いに略等しい複数の発熱ガラス１００を電源ＰＳに並列に接続すれば、特別な調整回路を設けることなく各発熱ガラス１００において略等しい発熱温度を得ることができるものである。

　本実施形態の構成によれば、本発明の一態様に係る製造方法によって製造した発熱性板材を用いてなる板状構造体を多数備える発熱システムにおいて、電源から各板状構造体へ接続するための所要の配線量を低減することができるとともに、特別な調整回路を用いることなく各板状構造体の発熱温度を略均一とすることができる。

　以上、本発明の各態様について、それぞれの実施形態によって詳細に説明したが、本発明はそれらの実施形態に限定されるものではない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の改良、変更を成し得るものである。

Claims

　透光性を有する板材の少なくとも一方の表面に導電性薄膜が形成されており、前記導電性薄膜に通電することによってこれを発熱させる構成を有する発熱性板材の製造方法であって、
　前記板材の相対向する二辺に沿って、前記板材に形成された前記導電性薄膜上に、それぞれ金属製帯状部材を固接し、
　前記各金属製帯状部材の上から、これを覆うように導電性ペースト剤を塗布し、
　前記板材の前記金属製帯状部材が固接されている二辺を形成する縁端部に、前記金属製帯状部材の全長よりも少なくとも長い発熱部を有する加熱器具の前記発熱部を、当該発熱部の温度が所定の温度以上である状態で接触させて、前記導電性ペースト剤を硬化させ、前記金属製帯状部材と前記導電性ペースト剤とからなる電極部を形成し、
　前記電極部にそれぞれ導線を電気的に接続する、
ことを特徴とする、発熱性板材の製造方法。
　請求項１記載の製造方法によって製造された発熱性板材。
　前記加熱器具が有する発熱部が、前記板材の縁端部に密接すべく、可撓性を有する薄板状発熱部材と、これを前記板材の縁端部に押圧すべく支持する弾性部材とを備えていることを特徴とする請求項１記載の発熱性板材の製造方法。
　請求項２記載の発熱性板材である第１の板材と、
　透光性を有する板材であって、前記第１の板材に対してその導電性薄膜が形成されている面と相対向して配設されている第２の板材と、
　前記第１の板材と前記第２の板材との間に、前記第１の板材に形成された各電極部に沿ってその内方側にそれぞれ介設された間隔部材と、
　前記第１の板材と、前記第２の板材と、これらの間に介設されている前記間隔部材とによって、前記第１の板材の外方側に形成される空所に、前記電極部を覆うようにして配設された封着材と、を備えている
ことを特徴とする複層板状構造体。
　請求項２記載の発熱性板材である第１の板材と、
　透光性を有する板材であって、前記第１の板材に対してその導電性薄膜が形成されている面と相対向して配設されている第２の板材と、
　前記第１の板材と、前記第２の板材との間に挟み込まれている中間膜と、を備えている
ことを特徴とする合わせ構造を有する板状構造体。
　請求項１記載の製造方法によって製造された発熱性板材を備えて構成される発熱システムであって、
　それぞれが前記発熱性板材を有して構成されている、複数の発熱性板状構造体と、
　他の電源からの入力電流をオンオフ電流に変換して出力電流として出力する電源装置と、を備え、
　前記電源装置の出力は、前記複数の発熱性板状構造体の導線にそれぞれ接続されており、前記電源装置の電源を投入したときに、前記電源装置からの出力電流が、前記各発熱性板状構造体にそれぞれ互いに時間遅れをもって供給される、
ことを特徴とする発熱システム。
　前記複数の発熱性板状構造体は、第１の発熱性板状構造体から第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の発熱性板状構造体まで設けられており、前記電源装置の電源を投入したときに、前記電源装置からの出力電流が前記第１の発熱性板状構造体に供給された後、所定の時間遅れをもってカスケード状に前記第ｎの発熱性板状構造体まで順次供給されていく、
ことを特徴とする、請求項６に記載の発熱システム。
　前記電源装置の出力電流であるオンオフ電流について、そのオンオフサイクルのデューティ比が可変とされていることを特徴とする、請求項５に記載の発熱システム。
　請求項１記載の製造方法によって製造された発熱性板材を備えて構成される発熱システムであって、
　それぞれが前記発熱性板材を有して構成されている、複数の発熱性板状構造体と、
　他の電源からの入力電流をオンオフ電流に変換して出力電流として出力する電源装置と、
　それぞれの対向する電極間の距離が略等しい、複数の前記発熱性板状構造体で構成される、少なくとも一つの発熱性板状構造体群であって、前記電源装置の出力が、前記発熱性板状構造体群を構成する各発熱性板状構造体に対して互いに並列に接続されている発熱性板状構造体群と、
を備えている、
ことを特徴とする発熱システム。