JPS626851A - 自動車用窓の防曇防氷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、自動車の窓ガラス表面に付着する露、霜′
等を除去して窓ガラスの曇りを晴らす自動車用窓の防曇
防氷装置に係り、特に、車室内からの視界を充分に確保
する必要があるフロント窓ガラスにおいて有効な自動車
用窓の防曇防氷装置の改良に関する。

［従来の技術］ 従来この種の自動車用窓の防曇防氷装置としては例えば
実開昭５６−８１５７号公報所載のものがある。

これは、第７図に示すように、自動車の窓ガラス１表面
に導電性透明被膜からなる発熱体２を被覆し、この発熱
体２の左右両側に一対の銀ペースト等からなるプスバ３
（具体的には３ａ、　３ｂ）を設け、これら一対のブス
バ３ａ、　３ｂ間に制御回路を接続してなるものである
。そして、上記制御回路は、自動車に搭載したバッテリ
電１１４と、三つの接点５ａ。

５ｂ及び５Ｃを有する切換スイッチ５と、電力供給用の
トランジスタ６と、制御用のトランジスタ７と、可変抵
抗器８と、制御用のトランジスタ７のエミッタ抵抗９と
を適宜接続して構成されている。

このような自動車用窓の防曇防氷装置において、上記切
換スイッチ５を接点５ａで閉じると、上記制御回路は切
換スイッチ５部分で遮断されるので、上記発熱体２には
通電されず、上記防曇防氷装置は非作動の状態に設定さ
れる。また、上記切換スイッチ５を接点５ｂで閉じると
、バッテリ電源４からの電流が可変抵抗器８によって適
宜の電流値を取り、ＩＩＪ　ＩＩＪ用のトランジスタ７
のベース電流を変化させるため、電力供給用のトランジ
スタ６のベース電流が適宜制御され、バッテリ電源４か
らの電流は適宜調整された電流値をもって上記トランジ
スタ６のエミッタ及びコレクタ端子を通過し、接点４ｂ
を通じて発熱体２に通電される。この場合、上記発熱体
２が適宜発熱し、その発熱量によって窓ガラス１表面に
付着する露、霜等が蒸発して有効に除去されることにな
る。更に、上記切換スイッチ５を接点５Ｃで閉じると、
バッテリ電源４からの電流は、最大電流値をもって上記
接点５Ｃを通じて発熱体２に通電される。このとき、上
記発熱体２の発熱量が最大に設定されることから、窓ガ
ラス１表面が氷結したり、積雪状態にある場合には特に
有効である。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、このような従来の自動車用窓の防の防水
装置にあっては、発熱体２への通電用電源としてバッテ
リ電源（直Ｆｌｔ電源）４をそのまま用いているので、
バッテリ電源４の電圧が例えば１２Ｖのように比較的低
いものである以上発熱体２に供給される電力が充分に大
きいものとは言えない。このため、窓ガラス１の曇りが
比較内部しい場合には、発熱体２からの発熱量自体が不
足してしまい、窓ガラス１の曇りを短時間で確実に晴ら
すことは困難なものになってしまう。

また、発熱体２として金属製の薄膜が使用される場合に
おいて、一方のプスバ３ａが正電位に、他方のブスバ３
ｂはアース電位に保たれることから、正電荷に帯電され
た金属イオンがアース側のプスバ３ｂ付近に析出してし
まい、その分、発熱体２の劣化が早まって発熱体２とし
ての機能が低下するという事態をも生ずる。

更に、上記切換スイッチ５を接点５ｂ若しくは５Ｃで一
旦閉じると上記発熱体２には連続的に通電されるので、
窓ガラス１の曇りを晴らした後において上記切換スイッ
チ５の切換操作を忘れてしまうと、発熱体２からの発熱
量が発散せずに窓ガラス１内に蓄積し、窓ガラス１自体
がかなりの過熱状態となり、耐熱性のかなり高い窓ガラ
ス１を使用しない限り窓ガラス１が破損するという虞れ
が生ずる。

［問題点を解決するための手段］ この発明は、以上の問題点に春目して為されたものであ
って、発熱体自体の劣化を有効に抑えながら発熱体から
の発熱量を充分なものとして、窓ガラスの防曇防氷効果
を向上させるほか、過熱による窓ガラスの破損事故を確
実に防止できるようにした自動車用窓の防曇防氷装置を
提供するものである。

即ち、この発明は、自動車の窓ガラスに被覆される導電
性透明被膜からなる発熱体と、自動車に搭載したバッテ
リ電源の電圧より高い交流電圧を形成して上記発熱体に
印加する交流形成手段と、窓ガラスへの過熱を防止する
ように上記交流形成手段からの電圧印加時間を°制御す
る制御手段とを備えたものである。

このような技術的手段において、窓ガラスとしては、フ
ロント、リヤ及びサイドの窓ガラスのいずれでもよいが
、特に視界確保の点で重要なフロント窓ガラスにおいて
有効である。また、上記発熱体としては、導電性透明被
膜からなるものであればよく、Ｓｎがドーピングされた
■ｎ２０３、ｓｂがドーピングされた５ｎ０２、八ｇや
ＡＵをＴｉＯを始め、ＳｎＯ％ＺｎＯ，ＷＯ３若しくは
Ｂｉ２Ｏ３で多層状にしたもの等が適宜用いられる。そ
して、この発熱体は、一枚のガラス板からなる窓ガラス
表面に被覆されてもよいし、二双上のガラス板を重合さ
せた所謂合せガラスの間に介装されても差支えない。特
に、合せガラスの間に発熱体を介装した場合には、発熱
体が窓ガラスから剥離するというような懸念がなくなる
ので、発熱体を保護するという観点から望ましい。更に
、上記発熱体に設けられるプスバの素材、配置や給電点
位置についても、適宜設計変更・して差支えないが、発
熱体を均一に発熱させるためには二つの給電点を互いに
離開配置することが望ましく、配線作業性を考慮すると
二つの給電点を一箇所にまとめることが望ましい。更に
また、上記交流形成手段としては、自動車に搭載したバ
ッテリ電源を供給電源とし、バッテリ電源の電圧より高
い交流電圧を形成し得るもの、あるいは、自動車のエン
ジンの回転力を利用して交流電圧を誘起するものであれ
ば適宜設計変更して差支えない。また、上記制御手段と
しては、窓ガラスの温度を直接検知して窓ガラスの過熱
を防止するようにしたものや交流形成手段の電圧印加時
間を適宜設定して窓ガラスの過熱を未然に防止するよう
にしたものが用いられる。

［作用］ 上述したような技術的手段によれば、窓ガラスに被覆さ
れた発熱体にはバッテリ電源の電圧より高い交流電圧が
印加されることから、上記発熱体からの発熱量を充分大
きくすることができるほか、上記発熱体として金属製の
藩膜を使用していたとしても、金属イオンが発熱体のア
ース側に析出するという事態をも回避することができる
。また、上記制御手段は、交流形成手段の電圧印加時間
を制御し、窓ガラスの過熱を防止することから、過熱に
よって窓ガラスが破損するという事態は有効に防止され
る。

［実施例］ 以下、添附図面に示す実施例に基づいてこの発明の詳細
な説明する。

第１図乃至第３図に示す第一実施例において、自動車用
窓の防曇防氷装置の基本的構成は、自動車の窓ガラス１
に導電性透明被膜からなる発熱体２を設けると共に、こ
の発熱体２の上下端には給電用のブスバ３（具体的には
３ａ、　３ｂ）を設け、これら一対のプスバ３１！Ｉｌ
に所定の制御回路を接続してなるものである。

この実施例において、上記窓ガラス１は、例えば自動車
のフロント側のものであって、一対のガラス板１１．１
２をポリビニールブチラール（ＰＶＢ）等の透明樹脂か
らなる中間シート１３を介して接合したものである。そ
して、上記中間シート１３の周縁には各ガラス板１１．
１２との間で非接着部を構成するａｍ部材１４が設けら
れており、この緩衝部材１４は、熱膨張率の異なる各ガ
ラス板１１．１２を接合した際に生ずる熱膨張の違いを
吸収し、ガラス板１１．１２のエツジ部分の破損を防止
するように機能するものである。

また、上記発熱体２は、例えばｓｂがドーピングされた
５ｎ０２で２〜５０Ω／口の抵抗値をもって構成され、
例えば外側のガラス板１１の内面全域に被覆されている
。そして、上記各プスバ３は、Ａｇ粉末にガラスフリッ
トを混入してペースト状にしたもので、上記外側のガラ
ス板１１の内面においてガラス板１１端から３〜２０ｍ
＋離間した位置に幅５〜３０ｍ１厚み５〜２５μｍで焼
付けられると共に、発熱体２の上下端に接合されている
。そしてまた、プスバ３と発熱体２の接合部には例えば
エポキシ系Ａｇペーストからなる補助ブスバ１５が２〜
１０ＩＩＩＩＩの幅で塗布されており、発熱体２端部の
膜破断を防止するようになっている。尚、第２図中、符
号１６は各ガラス板１１．１２の周縁に塗布されて上記
プスバ３を目隠しする黒セラミック等のマスキング塗料
、１γは窓ガラス１の周端縁を覆うように装着されて各
ガラス板１１．１２間への水の浸入を防止するシール部
材で、チオコール、シリコン、ブチルゴム、ポリイソブ
チレン等が用いられる。

更に、上記制御回路は、特に第３図に示すように、自動
車に搭載される例えば１２Ｖ電圧のバッテリ電源４と、
図示外の操作パネル上設けられる操作スイッチ２１と、
エンジン作動時において作動する交流形成手段としての
オルタネータ２２と、制御用のリレー２３と、このリレ
ー接点２３ｂの開閉に、連動する連動スイッチ２４と、
窓ガラス１の過熱を防止する制御手段としての温度セン
サ２５と、操作スィッチ２１オン動作時において点灯す
るパイロットランプ２６とを適宜接続してなるものであ
る。そして、上記オルタネータ２２としては例えば三相
の回転界磁形のものが用いられ、第３図中筒号２２ａは
ロータコイル、２２ｂはステータに巻装した三相巻線か
らなるステータコイルを夫々示している。

この実施例において、上記直流電源４の非接地側には操
作スイッチ２１、パイロットランプ２６、温度センサ２
５及び制御用のリレーコイル２３ａからなる直列回路が
接続されており、また、直流電源４と操作スイッチ２１
との中間部からは常時開状態の制御用のリレー接点２３
ｂ及びオルタネータ２２のロータコイル２２ａからなる
直列回路が上記直列回路と並列に接続され、更に、オル
タネータ２２の二つのステータコイル２２ｂ部分には夫
々連動スイッチ２４の二つの常開接点２４ａ　、　２４
ｂが接続され、各接点２４ａ　、２４ｂが各ブスバ３の
長手方向略中央部に位置する給電点Ｐに接続されている
。そしてまた、上記温度センサ２５は、例えば窓ガラス
１の周縁部の一部に貼着され、窓ガラス１の温度が上昇
するにつれてその抵抗値が大きくなるという特性を有し
ており、窓ガラス１の耐熱許容温度に対応する抵抗値に
達した時リレーコイル２３ａに流れる電流がリレ−２３
作動電流未満となるように設定されている。

従って、この実施例に係る自動車用窓の防曇防氷装置に
よれば、窓ガラス１が露や霜あるいは氷によって曇って
きた場合において上記防曇防氷装置を作動させるには、
上記操作スイッチ２１をオン操作した後、エンジンを作
動させるようにすればよい。このとき、上記操作スイッ
チ２１をオン操作すると、バッテリ電源４からの電流は
、操作スイッチ２１、パイロットランプ２６、温度セン
サ２５及びリレーコイル２３ａからなる直列回路を流れ
る。すると、窓ガラス１の温度は通常露や霜によっであ
る程度低い温度になっているため、上記温度センサ２５
の抵抗値は小さく、上記リレーコイル２３ａに流れる電
流はリレ−２３作動電流以上に設定されることになる。

このため、上記リレー接点２３ｂが閉じることになり、
これに伴って上記バッテリ電源４からの電流がリレー接
点２３ｂ及びロータコイル２２ａからなる直列回路に流
れることになる。この状態において、上記ロータコイル
２２ａが励磁されることから、オルタネータ２２のフィ
ールド磁界が誘起されることになり、オルタネータ２２
の発電作用のための条件が整うことになる。この後、上
記エンジンを始動させると、上記オルタネータ２２のス
テータコイル２２ｂ部分で発電が始まり、このオルタネ
ータ２２で形成された交流電圧が連動スイッチ２４の各
接点２４ａ　、　２４ｂを通じて各ブスバ３の給電点Ｐ
に印加される。すると、上記発熱体２が適宜発熱して窓
ガラス１に適宜の熱を供給することになり、この熱によ
って窓ガラス１に付着した露、霜、氷等が蒸発あるいは
融解し、窓ガラス１から除去されることになる。

このような防曇防氷作用過程において、上記オルタネー
タ２２からの交流電圧は、バッテリ電源４の電圧より高
いものになっているので、発熱体２の発熱器は充分に大
きいものとして与えられ、その分、従来に比べて、窓ガ
ラス１に付着した露、霜、氷等は早期にしかも確実に除
去されることになるほか、発熱体２には交流電圧が印加
されるので、発熱体２の各ブスバ３の極性は交互に変化
することになり、発熱体２を構成する金属イオンが一方
のブスバ３付近に析出するという事態も有効に回避され
る。

また、発熱体２からの熱が窓ガラス１に次第に蓄積し、
窓ガラス１の温度が買常に上昇して来ると、温度センサ
２５の抵抗値が大きくなり、その抵抗値が窓ガラス１の
耐熱許容温度に対応する抵抗値に達した段階で上記リレ
ーコイル２３ａに流れる電流がリレ−２３作動電流未満
になることから、リレー接点２３ｂが開くことになり、
このリレー接点２３ｂに連動して連動スイッチ２４の各
接点が開き、発熱体２への通電が自動的に遮断される。

それゆえ、窓ガラス１が過熱によって破損するというよ
うな事態は有効に回避される。

更に、この実施例では、交流形成手段として自動車に予
め搭載されるオルタネータ２２を利用しているので、防
曇防氷装置独自の構成部品点数を低減することができる
ほか、窓ガラス１の温度を直接検知して窓ガラス１の過
熱を防止するようにしているので、窓ガラス１の過熱に
よる破損を極めて確実に防止することが可能である。

次に、第４図に示す第二実施例について説明する。

この実施例におけ゛る制御回路は、第一実施例と異なり
、自動車に搭載されたバッテリ電源４と、操作パネル上
に設けられた操作スイッチ２１と、二つの常開接点を有
する制御用のリレー３１と、二つの出力ボートからパル
ス信号を交互に出力するオンオフドライビングユニット
３２と、二つの制御用パワートランジスタ３３．３４と
、交流形成手段としてのインバータ３５と、窓ガラス１
の過熱を防止するための制御手段としてのタイマ３６と
、操作スイッチ２１オン動作時において点灯するパイロ
ットランプ２６とを適宜接続してなるものである。

即ち、この実施例では、バッテリ電源４の非接地側には
操作スイッチ２１、パイロットランプ２６、タイマ３６
及びリレーコイル３１ａからなる直列回路が接続されて
おり、また、バッテリ電源４とドライビングユニット３
２の入力ボートａとの間に第一のリレー接点３１ｂが、
バッテリ電源４とインバータ３５の一次側コイル３５ａ
との間に第二のリレー接点３１Ｃが夫々介装されており
、更に、ドライビングユニット３２の出力ボートｂ１は
一方のトランジスタ３３のベースに接続されると共に、
他方の出力ボートｂ２は他方のトランジスタ３４のベー
スに接続され、更にまた、上記インバータ３５の一次側
コイル３５ａには、コレクタ及びエミッタを介してトラ
ンジスタ３３．３４が夫々並列に接続されると共に、ト
ランジスタ３３．３４のオンオフ作動に連動して上記−
次側コイル３５ａに流れる電流の流れ方向が切換ねるよ
うになっており、また、インバータ３５の二次側コイル
３５ｂの両端が発熱体２の上下端に設けた各プスバ３の
長手方向略中央部の給電点Ｐに接続されている。そして
、上記ドライビングユニット３２は、入カポ−１〜ａに
動作開始信号が入力されると、各出力ボートｂ１、ｂ２
から出力パルスが交互に出力されるようになっており、
上記タイマ３６は、操作スイッチ２１のオン動作に連動
して作動し、常時は導通状態に保持されると共に、予め
設定された防曇防氷に必要な時間だけ経過すると非導通
状態に保持されるようになっている。尚、第４図中、符
号３５Ｃ、３５ｄはインバータ３５の構成素子であるコ
ンデンサ及び抵抗、３７．３８は各トランジスタ３３．
３４に対して過電流を防止するダイオードである。

従って、この実施例に係る自動車用窓の防曇防氷装置に
よれば、防曇防氷装置を作動させる場合には単に操作ス
イッチ２１をオン操作するようにすればよい。このとき
、上記タイマ３６は導通状態に保持されているため、バ
ッテリ電源４からの電流は操作スイッチ２１、パイロッ
トランプ２Ｇ、タイマ３６及びリレーコイル３１ａへと
流れ、各リレー接点３１ｂ　、　３ｔｃが閉動作する。

すると、バッテリ電源４からの電流がリレー接点３１ｂ
を通じてドライビングユニット３２の入力ボートａに動
作開始信号として流れこみ、上記ドライビングユニット
３２は各出力ボートｂ１、ｂ２からパルス信号を交互に
出力する。この場合において、一方の出力ボートｂ１か
らのパル、ス信号は一方のトランジスタ３３のベースに
流れるので、このトランジスタ３３がオン動作すること
になり、バッテリ電源４からの電流がリレー接点３１Ｃ
１インバータ３５の一次側コイル３５ａ及びトランジス
タ３３からなる直列回路を流れることになるのに対し、
上記他方の出力ボートｂ２からのパルス信号は他方のト
ランジスタ３４のベースに流れるので、このトランジス
タ３４がオン動作することになり、バッテリ電源４から
の電流がリレー接点３１Ｃ１インバータ３５の一次側コ
イル３５ａ及びトランジスタ３４からなる直列回路を流
れることになる。

このため、上記インバータ３５の一次側コイル３５ａに
は流れ方向の異なる電流が交互に流れることになり、イ
ンバータ３５の二次側コイル３５ｂには所定の交流電圧
が誘起され、この交流電圧が各プスバ３を介して発熱体
２に印加されることになる。

この場合において、インバータ３５からの交流電圧をバ
ッテリ電源４の電圧より高く設定しておけば、第一実施
例と同様に、発熱体２の発熱量を充分に大きく確保でき
るので、窓ガラス１に付着した露や霜等を早期にしかも
確実に除去することができるほか、発熱体２を構成する
金属イオンの析出をも防止することができる。また、防
曇防氷装置が作動し始めてから一定時間経過すると、上
記タイマ３６が非導通状態になることから、上記リレー
コイル３１ａに通電されなくなり、各リレー接点３１ｂ
　、　３１ｃが開き、ドライビングユニット３２及びイ
ンバータ３５がその作動を停止し、防曇防氷装置の作動
が停止される。このため、窓ガラス１が過熱によって破
損するという事態は有効に回避される。

また、この実施例においては、エンジンを始動させるこ
となく防曇防氷装置を作動させることができるので、そ
の分、防曇防氷装置の利用度を高めることができる。ま
た、交流形成手段としてインバータ３５を利用している
が、ラゲージルーム等のスペースを利用して搭載するよ
うにすれば特にレイアウト上問題になることもない。

尚、上記第一の実施例では制御手段として温度センサ２
５を用いているが、これに代えて第二の実施例で示した
タイマ３６を用いてもよいし、第二の実施例においてタ
イマ３６の代りに温度センサ２５を用いても差支えない
。また、上記各実施例においては、発熱体２の上下端に
ブスバ３を夫々設け、各ブスバ３の長手方向略中央部に
給電点Ｐを設定しているが、これに限られるものではな
く、例えば第５図に示すように、上側のブスバ３の一端
側を下方に延設し、その延長部４１の先端側に給電点Ｐ
を設けるようにしてもよい。この場合、各給電点Ｐが窓
ガラス１の下方側に設定されるので、配線作業が上記各
実施例より簡略化される。また、第６図に示すように、
各ブスバ３の給電点Ｐを一箇所にまとめるようにすれば
配線作業を更に簡略化することが可能になる。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、この発明に係る自動車用窓の
防曇防氷装置によれば、窓ガラスに被覆した導電性透明
被膜からなる発熱体に、バッテリ電源の電圧より高い交
流電圧を印加するようにしたので、発熱体からの発熱量
を充分に大きくすることが可能となり、窓ガラスに付着
した露、霜、氷等を早期にしかも確実に除去することが
できるばかりか、発熱体として金属製の薄膜を使用した
としても、発熱体に交流電圧を印加しているので、その
金属イオンが発熱体上に析出するという虞れは全くなく
、発熱体の劣化を有効に防止することもできる。

また、この発明によれば、窓ガラスの過熱を防止する構
成を採用しているので、窓ガラスの過熱による破損事故
を確実に回避することができ、その分、防曇防氷装置の
安全性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明が適用される窓ガラス′構造の一例を
示す正面説明図、第２図は第１図中ＩＩ−ＩＩ線断面図
、第３図はこの発明に係る自動車用窓の防曇防氷装置の
一実施例を示す回路図、第４図はこの発明に係る自動車
用窓の防曇防氷装置の他の実施例を示す回路図、第５図
及び第６図はこの発明が適用される窓ガラス構造の夫々
別異の変型例を示す第１図に相当する説明図、第７図は
従来における自動車用窓の防曇防氷装置の一例を示す回
路図である。 ［符号の説明］ （１）・・・窓ガラス （２）・・・発熱体 （３）・・・ブスバ （４）・・・バッテリ電源 （２２）・・・オルタネータ（交流形成手段）（２５）
・・・温度センサ（制御手段）（３５）・・・インバー
タ（交流形成手段）（３６）・・・タイマ（制御手段） 特許出願人　　　旭硝子　株式会社 第　１　図 第２図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）自動車の窓ガラスに被覆される導電性透明被膜から
   なる発熱体と、自動車に搭載したバッテリ電源の電圧よ
   り高い交流電圧を形成して上記発熱体に印加する交流形
   成手段と、窓ガラスへの過熱を防止するように上記交流
   形成手段からの電圧印加時間を制御する制御手段とを備
   えた自動車用窓の防曇防氷装置。 ２）上記窓ガラスは二枚のガラス板で構成され、このガ
   ラス板の間に上記発熱体が介装されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の自動車用窓の防曇防氷
   装置。 ３）上記交流形成手段は自動車に搭載したオルタネータ
   で構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項又は第２項記載の自動車用窓の防曇防氷装置。 ４）上記交流形成手段はインバータで構成されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
   自動車用窓の防曇防氷装置。 ５）上記制御手段は窓ガラスの温度が所定温度以上に到
   達したことを検知する温度センサで構成され、この温度
   センサの検知出力によって上記交流形成手段からの電圧
   印加動作を停止させるようにしたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項乃至第４項いずれかに記載の自動車用
   窓の防曇防氷装置。 ６）上記制御手段は交流形成手段からの電圧印加動作を
   一定時間で停止させるタイマで構成されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４項いずれかに記
   載の自動車用窓の防曇防氷装置。