JPH06227367A - 窓ガラス加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】対向辺に沿って端部同士が離間した二対の電極
３と、この二対の電極３間に形成された導電膜２と、発
振回路５と、高周波コイルを具備し、前記発振回路５か
ら出力される高周波信号を検出する検出回路６とを有す
ることを特徴とする窓ガラス加熱装置。 【効果】導電膜２の微小な破損を検出することが可能で
あり、また電極３及び導電帯４の断線をも検出すること
でできる効率の良いシステムである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は窓ガラス加熱装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、窓ガラス加熱装置において、導電
膜の破損を検出することを目的として、加熱装置に通電
する電流の変化を検出することが特開平４−４６８４７
などにより提案されている。しかし、ガラス板上の導電
膜あるいは導電線にひび割れが発生した場合に、微少な
破損を検出することが難しかったり、導電膜と検出回路
のバランスを個々にとる必要があるため量産を必要とす
る産業用にはふさわしくなかったり、この装置を自動車
に搭載するとき、振動等によって検出部の回路定数が変
化する等の信頼性に欠ける等で不充分であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
技術が有していた前述の欠点、即ち、破損の検出能力が
低い、量産を必要とする産業用にはふさわしくない、あ
るいは自動車に搭載するための信頼性に欠ける等を解消
しようとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決すべくなされたものであり、ガラス板の対向辺に沿っ
て端部同士が離間した二対の電極を配し、この対向した
電極間に導電膜を形成してなる電熱窓ガラスと、前記電
極を介して前記導電膜に電力を供給する電力供給回路
と、発振回路と、前記導電膜、電極及び電力供給回路の
いずれかの破損を検出する検出回路とを備え、前記検出
回路は、高周波コイルを具備し、前記発振回路は、前記
電極の−電極と、該電極と対向する＋電極に隣接する電
極とに接続され、残りの電極の相対電位と絶対電位を得
るように、前記発振回路から出力される高周波信号を検
出する前記検出回路が残りの電極に接続されたものであ
ることを特徴とする窓ガラス加熱装置を提供するもので
ある。

【０００５】図１は、本発明の全体図であり、１はガラ
ス板、２は導電膜、３は電極、４は導電帯、５は発振回
路、６は検出回路、７、８はトランス、９、１０はコン
デンサー、１１はバッテリーを示している。

【０００６】図１においてＡは電熱窓ガラスであり、こ
の電熱窓ガラスとしては、例えばガラス板１ともう１枚
のガラス板とをポリビニルブチラール等の中間膜を介し
て接合させ、合わせガラスとしたものが用いられる。本
発明における窓ガラスは、自動車、船舶、航空機等様々
な用途に用いられるが、好ましくは、自動車用フロント
ガラスに用いられる。

【０００７】上記ガラス板１には、対向する辺に沿って
二対の電極が対向して配されている。即ち、ガラス板１
の対向辺の一方には電極３ａ及び３ｂがその端部同士を
離間して設けられ、また、他方の対向辺にも同様に電極
３ｃ及び３ｄがその端部同士を離間して設けられ、電極
３ａと３ｃが、また電極３ｂと３ｄがそれぞれ対向する
ようにされている。上記電極３ａ及び３ｃの他端には、
それぞれ導電帯４ａ、４ｂが接続して形成され、また上
記電極３ｃ及び３ｄの他端にも同様に導電帯４ｃ、４ｄ
が接続して形成されている。

【０００８】ガラス板１の表面にはＡｇペースト等の導
電性ペーストを印刷、焼成してなる電極３及び導電帯４
が形成されている。

【０００９】また、これらの電極３の間には、スパッタ
リング等により導電膜２が形成されている。この導電膜
２は良導電性の金属酸化物及び金属などの膜の少なくと
も１種から形成されており、好ましくは、金属酸化物膜
と金属膜との積層体で形成されていることである。更
に、金属酸化物膜としては２００Å〜６００Å厚さのＺ
ｎＯやＺｒＯ₂ 等が好ましく、金属膜としては５０Å〜
２５０Å厚さのＡｇ、Ａｕ、Ａｌ、またはＣｕ等が好ま
しい。

【００１０】この導電膜２は、電極３、導電帯４、高周
波コイル７ａ、７ｂ、８ａ及び８ｂを介してバッテリー
１１に接続され、電力を供給される。前記高周波コイル
７ａ及び７ｂはトランス７を、前記高周波コイル８ａ及
び８ｂはトランス８をそれぞれ構成することが好まし
い。

【００１１】前記トランス７及び８は、発振回路５から
出力される信号が遮断され、ロスをしないようにするも
ので、大電流のため磁気飽和しないようにするため、一
次、二次コイルをバイファイラー巻きをして同じインダ
クタンスにしたものである。

【００１２】発振回路５は、電極３ａと接続する導電帯
４ａと、電極３ａと対向する電極３ｃに隣接する（電極
３ａと斜向いの位置にある）電極３ｄに接続する導電帯
４ｄとに接続されている。また、検出回路６は残りの導
電帯４ｃと導電帯４ｄとに接続されている。

【００１３】図２は発振回路５及び検出回路６の詳細図
であり、２１、２２はトランス、２３、２４、２５はコ
ンデンサー、２６は導電膜２の等価回路である。発振回
路５はサイン波又はパルス波を周波数ｆ₀ で出力するも
ので、トランス２１はその出力信号の電位を発振回路の
電位と関係なく設定するもので、ここでは＋−対称の波
形としている。コンデンサー２３はバッテリー１１の直
流のバイパス路とならないように直流カットしている。

【００１４】電極３ｂ、３ｃ間の高周波成分のみを、直
流カットのコンデンサー２４及び差電位抽出のトランス
２２によって取り出され、中心周波数ｆ₀ のバンド・パ
ス・フィルタ（以下、Ｂ．Ｐ．Ｆという）（Ａ）によっ
て更に高周波成分のうち雑音等の混入があったものを除
き、発振回路５より出力された信号のみを取り出す。そ
の信号を二乗検波するため、二乗回路（Ａ）、積分回路
（Ａ）を経て、ｆ₀ のパワーを直流値に換算される。そ
の直流値が基準値以下であれば、“１”となるような比
較回路（Ａ）によって判定される。

【００１５】一方、電極３ｄとアースの間の高周波成分
を、コンデンサー２５によって抽出し、前記と同様に
Ｂ．Ｐ．Ｆ（Ｂ）、二乗回路（Ｂ）、積分回路（Ｂ）を
経て、直流値に換算される。その直流値が基準値以上で
あれば“１”となるような比較回路（Ｂ）があり、２個
の比較回路（Ａ）及び（Ｂ）の出力が“１”であれば正
常と判断し“０”を出力するＮＡＮＤ回路がある。この
ＮＡＮＤ回路の出力が“１”でとなれば導電膜２あるい
は導電帯４の一部で破損があったことを意味する。

【００１６】

【作用】図１の導電膜２、電極３及び導電帯４は破損が
なく、正常な例を示しており、図２の等価回路２６は、
それを回路的に示したものである。

【００１７】本発明において、発振回路５から出力され
た交流信号は電極３ａ及び３ｄによって導電膜２に入力
され、最短距離上にある素子３１、３２をそのほとんど
が通過する。したがって、素子３３、３４を経て電極３
ｂ、３ｃでモニターした電位はほとんどない。したがっ
てトランス２２には入力信号がなく、比較回路（Ａ）の
出力は“１”となる。

【００１８】一方、電極３ｄとアースの間の高周波電位
は、トランス２１の出力の１／２であり、コンデンサー
２５を経て検知され、比較回路（Ｂ）の出力は“１”と
なり、比較回路（Ａ）及び（Ｂ）の出力の２個の“１”
によりＮＡＮＤ出力は“０”となって、導電膜２及び電
極３、導電帯４が正常であることを示している。

【００１９】本発明において、バッテリー１１はトラン
ス７、８を経て導電膜２に直流を供給しているが、トラ
ンス７及び８は高周波コイルとして、発振回路５の出力
信号を遮断するため、高周波的にはコンデンサー９、１
０及びバッテリー１１は無視できる。コンデンサー９及
び１０は、バッテリー１１及びバッテリー１１に結線さ
れている他の電装品から発生する雑音を除去するために
設けられている。

【００２０】トランス７及び８は、一次側と二次側に互
いに逆方向の直流電流を流すことによって磁気飽和を防
ぐことができるので、大電流を通電してもインダクタン
スとしての機能は失わない。

【００２１】図３（ａ）は導電膜２が中心部で破損した
例を示しており、図３（ｂ）は、その導電膜２の等価回
路２７を示したものである。電極３ａ、３ｂ、３ｃ及び
３ｄはブリッジ構成となるが、零バランスがとれる確率
が極めて低いので、発振回路５の出力信号はトランス２
２（図２参照）で検知され、比較回路（Ａ）の出力は
“０”となる。一方、電位３ｄとアースの間の電位は、
正常時と同じであるのでコンデンサー２５で検知され、
比較回路（Ｂ）の出力は“１”となり、その結果ＮＡＮ
Ｄ回路の出力は“１”となり、導電膜２の異常が検出さ
れる。

【００２２】図４（ａ）は、導電膜２の中心部より離れ
たポイントで破損した例を示しており、図４（ｂ）は、
その導電膜２の等価回路２８を示したものである。等価
回路２８において、電極３ｃの電位は３ａと３ｄの中位
であるが、電極３ｂの電位は電極３ａに近い値となり、
電位が３ｂ−３ｃ間に発生し、前述の図３の例と同様に
して導電膜２の異常が検出される。

【００２３】図５（ａ）は、導電帯４ｂが破損した例を
示しており、図５（ｂ）は、検出回路全体の等価回路を
示している。導電帯４ｂが断線となるとトランスのコイ
ル８ｂには直流が流れなくなるので、コイル８ａは磁気
飽和を起こし、コイル８ａのインピーダンスが低下す
る。

【００２４】また電極３ｂを通って流れていた電流は電
極３ａに集中し、コイル７ａには２倍の電流が流れコイ
ル７ｂの電流とのバランスを失ない、これも磁気飽和を
起こし、コイル７ａのインピーダンスが低下する。発振
回路５の出力は、コイル７ａと８ａによって短絡され、
コンデンサー２５には信号が流れなくなり、ＮＡＮＤ回
路出力は“１”となって異常が検出される。

【００２５】以上の如く、導電膜２が破損すると導電膜
の等価回路の変化によって信号が変化し、トランス２２
を経て検知され、また、電極３及び導電帯４が破損する
とトランス７及び８の磁気飽和現象によって、インピー
ダンスの低下が起き、それによって信号が変化し、コン
デンサー２５を経て検知される。本発明はこのように極
めて優れたクラック・ディテクター機能を持つ窓ガラス
加熱装置である。

【００２６】

【実施例】図１において、ガラス板１は、中間膜として
ポリビニルブチラールを用いて他のガラスと合わせて自
動車用フロントガラスとして用いられるものである。

【００２７】該自動車用フロントガラス用合わせガラス
の車外側のガラス板１の接着面には、Ａｇペーストを約
１０μｍの厚さで印刷、焼成してなる最大幅１５ｍｍの
電極３及び導電帯４が形成されている。これらの電極３
及び導電帯４はガラス板１の辺に沿って配設されてい
て、電極３ａと３ｃ及び電極３ｂと３ｄはそれぞれ対向
して配設されている。

【００２８】これらの電極３の間にはスパッタリングに
より導電膜２が形成されていて、導電膜２は、ＺｎＯと
Ａｇが積層されている。

【００２９】また電極３ａ、３ｂの長さはそれぞれ５０
ｃｍ、電極３ｃと３ｄの長さはそれぞれ６０ｃｍ、隣接
する電極３ａと３ｂ及び隣接する電極３ｃと３ｄの間隔
はそれぞれ５ｃｍ、対向する電極３ａと３ｃ及び対向す
る電極３ｂと３ｄの距離はそれぞれ６９ｃｍである。

【００３０】バッテリー１１は４８Ｖで導電膜２全体に
流れる電流は１２Ａであり、トランス７及び８の一次及
び二次コイルの自己インダクタンスは１ｍＨで、自己共
振周波数は約１．１ＭＨｚであり、相互インダクタンス
は１ｍＨである。コンデンサー９及び１０は０．２２μ
Ｆのフィルムコンデンサーである。

【００３１】発振回路５の周波数は５００ＫＨｚで、振
幅１２Ｖのパルス波であり、トランス２１の巻き線比は
１：１、コンデンサー２３は０．１μＦのマイラーコン
デンサーである。検出回路６のＢ・Ｄ・Ｆ中心周波数は
５００ＫＨｚで、二乗回路及び積分回路はダイオード検
波で、比較回路及びＮＡＮＤ回路はＩＣであり、コンデ
ンサー２４及び２５は０．１μＦのマイラーコンデンサ
ー、トランス２２の巻き線比は１：１である。

【００３２】このガラス板１を通電過熱中に図３の如く
導電膜２の中心部に亀裂を生じさせたところ、ＮＡＮＤ
回路により異常が検出された。

【００３３】また、同様にガラス板１を通電過熱中に図
４又は５の如く亀裂を生じさせたところ、やはりＮＡＮ
Ｄ回路により異常が検出された。

【００３４】

【発明の効果】本発明は、導電膜２の微小な破損を検出
することが可能であり、また電極３及び導電帯４の断線
をも検出することができる。また、導電膜２の破損に対
しては、原理的にブリッジ回路がアンバランスのとき
と、単なる最短抵抗のときの２状態の検出であるので、
極めて安定で量産向きであるとともに、電極３と導電帯
４の断線検出に対しては、上記導電膜破損検出用に準備
されたトランス７、８と発振回路５の共用によって、行
われるもので極めて効率の良いシステムである。また、
上記の如く量産向きであると同時に回路定数の微小変化
に耐えるため、自動車用として有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す全体図。

【図２】図１の発振回路５及び検出回路６の詳細図。

【図３】（ａ）：図１の導電膜２が中心部分で破損した
ガラス板１の状態図。（ｂ）：図３（ａ）における導電
膜２の等価回路図。

【図４】（ａ）：図１の導電膜２がコーナ近傍で破損し
たガラス板１の状態図。（ｂ）：図４（ａ）における導
電膜２の等価回路図。

【図５】（ａ）：図１の導電帯４ｂが切断されたガラス
板１の状態図。（ｂ）：図５（ａ）における導電膜２の
等価回路を含む全体の等価回路図。

【符号の説明】

Ａ：電熱窓ガラス １：ガラス板 ２：導電膜 ３：電極 ４：導電帯 ５：発振回路 ６：検出回路 ７、８、２１、２２：トランス ９、１０、２３、２４、２５：コンデンサー １１：バッテリー ２６、２７、２８、２９：導電膜２の等価回路 ３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８：等
価回路２６の素子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガラス板の対向辺に沿って端部同士が離間
   した二対の電極を配し、この対向した電極間に導電膜を
   形成してなる電熱窓ガラスと、前記電極を介して前記導
   電膜に電力を供給する電力供給回路と、発振回路と、前
   記導電膜、電極及び電力供給回路のいずれかの破損を検
   出する検出回路とを備え、前記検出回路は、高周波コイ
   ルを具備し、前記発振回路は、前記電極の−電極と、該
   電極と対向する＋電極に隣接する電極とに接続され、残
   りの電極の相対電位と絶対電位を得るように、前記発振
   回路から出力される高周波信号を検出する前記検出回路
   が残りの電極に接続されたものであることを特徴とする
   窓ガラス加熱装置。
2. 【請求項２】前記高周波コイルは、磁気飽和が相殺され
   るようなトランスを構成するものであることを特徴とす
   る請求項１の窓ガラス加熱装置。
3. 【請求項３】前記検出回路は、入力された信号が、発振
   回路から出力される周波数と同じ周波数を中心周波数と
   するバンド・パス・フィルターを通り、二乗回路を通
   り、積分回路を通り所定の値と比較される比較回路を具
   備することを特徴とする請求項１又は２の窓ガラス加熱
   装置。