特許 7142428 加熱装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-09-15

(45)【発行日】2022-09-27

(54)【発明の名称】加熱装置

(51)【国際特許分類】

   B60S 1/62 20060101AFI20220916BHJP

   B60R 11/02 20060101ALI20220916BHJP

   H05B 3/14 20060101ALI20220916BHJP

   H05B 3/20 20060101ALI20220916BHJP

   H05B 3/84 20060101ALI20220916BHJP

【ＦＩ】

B60S1/62 110A

B60R11/02 Z

H05B3/14 A

H05B3/20 388

H05B3/84

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2017222881

(22)【出願日】2017-11-20

(65)【公開番号】P2019093794

(43)【公開日】2019-06-20

【審査請求日】2019-11-22

【審判番号】

【審判請求日】2021-08-06

(73)【特許権者】

【識別番号】000135209

【氏名又は名称】株式会社ニフコ

(74)【代理人】

【識別番号】100091487

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 行孝

(74)【代理人】

【識別番号】100120031

【弁理士】

【氏名又は名称】宮嶋 学

(74)【代理人】

【識別番号】100127465

【弁理士】

【氏名又は名称】堀田 幸裕

(74)【代理人】

【識別番号】100158964

【弁理士】

【氏名又は名称】岡村 和郎

(72)【発明者】

【氏名】落 合 弘

【合議体】

【審判長】一ノ瀬 覚

【審判官】大谷 光司

【審判官】八木 誠

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１６／１０５６７４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平１１－２４５７７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／１４５４３１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／１６３８９２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平１０－１０９５８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２０５６２５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

B60S1/60, 1/62

B60R11/02

H05B3/14, 3/20, 3/84

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の内部に配置され車外の情報を取得する車外情報取得手段の情報取得経路上に位置するウインドガラス部分を加熱する加熱装置であって、
前記車両の内部において、前記車外情報取得手段の情報取得経路の下方に設けられたフードと、
前記フードの表面に設けられ、ＰＴＣヒータを有する、発熱体と、を備え、
前記発熱体は、フィルム基材上にＰＴＣ特性を有するインクを印刷することによってフィルム状に構成されており、
前記ＰＴＣヒータは、ポリマーと、前記ポリマー中に分散された導電性粒子と、を含み、
前記フードは、前記ウインドガラス部分に対向する上面を有し、
前記発熱体は、前記フードの前記上面に設けられており、
前記フードは、前記ウインドガラス部分に向かって前記フードの側方から入射する光を遮光する側壁を備え、
前記加熱装置は、前記発熱体を覆うように前記フードの前記上面に設けられた低反射フィルムを更に備えた
ことを特徴とする加熱装置。

【請求項2】

前記発熱体は、前記フードの前記上面（但し、溝または隆起が設けられている上面を除く）に設けられている、請求項１に記載の加熱装置。

【請求項3】

前記低反射フィルムは、黒色である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の加熱装置。

【請求項4】

前記発熱体と前記フードとは、インサート成形によって一体に構成されている
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の加熱装置。

【請求項5】

前記車外情報取得手段は、車載カメラまたは車載レーダである
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の加熱装置。

【請求項6】

請求項１乃至５のいずれか一項に記載の加熱装置と、
前記加熱装置上に設けられた車外情報取得手段と、を備えた、
ことを特徴とする車外情報取得装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両の内部に配置され、車外の情報を取得する車外情報取得手段の情報取得経路上に位置するウインドガラス部分を加熱する、加熱装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車両の内部に配置され、車外の情報を取得する車外情報取得装置の一例として、車載カメラ装置がある。このような車載カメラ装置として、車載カメラの視野に位置するウインドガラス部分を加熱し当該ウインドガラス部分が結露などによって曇ることを防止する加熱装置を備えたタイプのものが知られている（特許文献１参照）。この加熱装置は、例えば、フード（特許文献１における「バッフルプレート」）と、フードに取り付けられた発熱体とを備え、発熱体から放射される熱エネルギーによってウインドガラス部分を加熱する、というものである。

【0003】

発熱体は、例えば、フードの下面（ウインドガラス部分に対向する面とは反対側の面）に設けられている。そして、発熱体によってフード全体が加熱されることにより、当該フードの上面から熱エネルギーが放射される。この熱エネルギーによってウインドガラス部分が加熱されるのである。要するに、フードの下面で発生された熱エネルギーが、当該フードの熱伝達を経てその上面からウインドガラス部分にまで伝達されるのである。発熱体は、例えば熱線または導電性の被覆層であり、電流の供給を受けて発熱するようになっている。

【0004】

しかしながら、熱線や導電性の被覆層は加熱効率がそれほど高くないため、更なる加熱効率の向上が望まれていた。また、このような加熱装置では、高温の発熱体と車載カメラとを隣接して配置するために両者の間に断熱シートを設ける必要がある。このため、加熱装置の薄型化が困難であった。また、従来の加熱装置は、過熱予防のフェイルセーフ機能を提供するための温度ヒューズを有している。温度ヒューズは発熱体に密着するように配置されなければならないため、発熱体のレイアウトの自由度が低下してしまっていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１７－６１３１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、以上の状況に鑑みて創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、加熱効率が高く、薄型であり且つ発熱体のレイアウトの自由度が高い、車外情報取得手段用の加熱装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、車両の内部に配置され車外の情報を取得する車外情報取得手段の情報取得経路上に位置するウインドガラス部分を加熱する加熱装置であって、
前記車両の内部において、前記車外情報取得手段の情報取得経路の下方に設けられたフードと、
前記フードの表面または内部に設けられ、ＰＴＣヒータを有する、発熱体と、を備えた
ことを特徴とする加熱装置である。

【0008】

本発明によれば、ＰＴＣヒータが自己温度制御機能によって一定の範囲の発熱量を自律的に維持するため、加熱効率が高く、更には温度ヒューズや温度センサなどを用いたフェイルセーフ手段無しで発熱体の過熱が回避され得る。このため、本発明によれば、加熱効率が高く、薄型であり且つヒータのレイアウトの自由度が高い、車外情報取得手段用の加熱装置を提供することができる。

【0009】

前記フードは、前記ウインドガラス部分に対向する上面を有し、
前記発熱体は、前記フードの前記上面に設けられていて良い。

【0010】

この場合、フードの熱伝達によらずに直接的にウインドガラス部分を加熱することができる。このため、従来よりも発熱体に対する温度要求が低いため、より高い加熱効率を有する加熱装置を提供することができる。

【0011】

このような加熱装置は、前記発熱体を覆うように前記フードの上面に設けられた低反射フィルムを更に備えていて良い。この場合、発熱体やフードの上面がフロントガラス部分に映り込むことが回避されるため、車外情報取得手段の情報取得経路をクリアな状態に維持することができる。

【0012】

前記低反射フィルムは、黒色であって良い。この場合、発熱体やフードの上面がフロントガラス部分に映り込むことが確実に回避されるため、車外情報取得手段の情報取得経路を一層クリアな状態に維持ことができる。

【0013】

あるいは、前記フードは、前記ウインドガラス部分に対向する側とは反対側の下面を有し、
前記発熱体は、前記フードの前記下面に設けられていても良い。

【0014】

発熱体がフードの下面に設けられていれば、フロントガラス部分に発熱体が映り込むことを防止するための反射防止フィルムが不要であり、加熱装置の構造をより簡素化することができる。

【0015】

前記発熱体と前記フードとは、インサート成形によって一体に構成されていて良い。この場合、例えば接着剤によって発熱体をフードに貼付する場合と比較して、発熱体をフードに取り付ける際の工数が削減され得る。更には、インサート成形によれば様々な形状のフードに対して発熱体を取り付けることが容易であるため、フードの設計の自由度が高い。

【0016】

前記発熱体は、フィルム基材上にＰＴＣ特性を有するインクを印刷することによってフィルム状に構成されていて良い。この場合、ヒータパターンの設計の自由度が高い。

【0017】

以上のような本発明において、車外情報取得手段としては、車載カメラまたは車載レーダが採用され得る。

【0018】

また、以上の加熱装置と、この加熱装置上に設けられた車外情報取得手段と、を備えた車外情報取得装置も、本発明の範囲内である。

【0019】

本発明によれば、加熱効率が高く断熱シートが不要な車外情報取得装置を提供することができる。あるいは、本発明によれば、加熱効率が高く、薄型であり且つヒータのレイアウトの自由度が高い車外情報取得装置を提供することができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、加熱効率が高く、薄型であり且つヒータのレイアウトの自由度が高い、車外情報取得手段用の加熱装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の一実施の形態による加熱装置を示す概略斜視図である。

【図2】図１の加熱装置を有する車載カメラ装置を示す概略断面図であり、車両の内部においてウインドガラスに取り付けられた状態で図示されている。

【図3】図１のフードを示す概略斜視図である。

【図4】図１の発熱体を示す概略底面図である。

【図5】本発明の変形例による加熱装置及びこの加熱装置を有する車載カメラ装置を示す概略断面図であり、車両の内部においてウインドガラスに取り付けられた状態で図示されている。

【図6】本発明の更なる変形例による加熱装置及びこの加熱装置を有する車載カメラ装置を示す概略断面図であり、車両の内部においてウインドガラスに取り付けられた状態で図示されている。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下に、添付の図面を参照して、本発明の一実施の形態を詳細に説明する。ここでは、車外情報取得手段として車載カメラ５０を例に説明を行う。したがって、車外情報取得手段の情報取得経路とは、車載カメラ５０の視野５ということになる。

【0023】

図１は、本発明の一実施の形態による加熱装置１００を示す概略斜視図である。また、図２は、図１の加熱装置１００を有する車載カメラ装置１を示す概略断面図であり、車両の内部においてウインドガラスＷに取り付けられた状態で図示されている。

【0024】

本実施の形態による加熱装置１００は、車載カメラ装置１の構成部品であり、図１に示すように、ウインドガラス部分Ｗａに対向する上面１１を有するフード１０と、フード１０の上面１１に設けられ、ＰＴＣヒータを有する、発熱体２０と、を備えている。発熱体２０の上面には、当該発熱体２０及びフード１０の上面１１のウインドガラス部分Ｗａへの映り込みを抑制するための黒色の低反射フィルム３０が貼付されている。

【0025】

図２に示すように、車載カメラ装置１は、加熱装置１００と車載カメラ５０とを含み、車両の内部において、ウインドガラスＷに固定された支持体６０によって当該ウインドガラスＷ越しに車外の映像を撮影可能な態様で支持されている。また、加熱装置１００は、車載カメラ５０の視野５の下方に設けられ、車両の内部に配置された車載カメラ５０の視野５に位置するウインドガラス部分Ｗａを加熱するようになっている。

【0026】

図３は、図１のフード１０を示す概略斜視図である。フード１０は、例えば樹脂製であり、車載カメラ５０の視野５に位置するウインドガラス部分Ｗａに車内の一部が不所望に映り込んで視野５を妨げることを防止するためのものである。図３に示すように、フード１０は、上方から見て、車載カメラ５０側の端部である基端部１２（図３における右上端部）から、その反対側の端部である先端部１３（図３における左下端部）に向かって次第に幅広となる扇形の概形を有している。更に、図３に示すように、フード１０は、上面１１の両方の側部から上方に立ち上がる側壁１４、１５を有している。これらの側壁１４、１５は、車載カメラ５０の視野５に位置するウインドガラス部分Ｗａに向かってフード１０の側方から入射する光を遮光するためのものである。

【0027】

加熱装置１００は、上面１１がウインドガラスＷに対して鋭角を成すように配置される（図２参照）。したがって、フード１０の上面１１からウインドガラスＷまでの離間距離は、フード１０の基端部１２から先端部１３に向かって次第に減少している。このような離間距離に対応すべく、図示されるように、当該側壁１４、１５の上方への立ち上がりの量は、フード１０の基端部１２から先端部１３に向かって次第に減少している。そして、先端部１３では、側壁１４、１５が実質的に消失している。

【0028】

次に、図４は、図１の発熱体２０を示す概略底面図である。本図の発熱体２０は、フード１０の上面１１に面する側（下側）が手前側を向くように図示されている。図４に示すように、発熱体２０は、フィルム基材２２と、フィルム基材２２上に積層されたＰＴＣヒータ層２１と、を有している。ＰＴＣヒータ層２１は、自己温度制御機能を有する発熱体の層であり、低融点のポリマー中にカーボンブラック、ニッケルなどの導電性粒子が分散されて構成されている。このようなフィルム状の発熱体２０は、例えば、低融点のポリマー及び導電性粒子を含むＰＴＣインクを、適宜の印刷装置（不図示）を用いてフィルム基材２２上に印刷することによって製造され得る。本実施の形態では、このようにして製造されたフィルム状の発熱体２０が、インサート成形により、接着層を介さずにフード１０と一体化されている。（図１参照）。

【0029】

また、図１、図２及び図４に示すように、発熱体２０のＰＴＣヒータ層２１は、当該ＰＴＣヒータ層２１を制御するための制御部４０に接続されている。もっとも、ＰＴＣヒータ層２１が自己温度制御機能を有しているため、制御部４０は、ＰＴＣヒータ層２１に対する電力供給を開始及び停止するスイッチの機能を有していれば良い。本実施の形態の制御部４０は、図２に示すように、車載カメラ５０にも接続されており、当該車載カメラ５０の起動をトリガとしてＰＴＣヒータ層２１を起動させるようになっている。なお、制御部４０は、車内及び車外の気温及び／または湿度を検出するセンサと、このセンサに基づいてウインドガラス部分Ｗａに曇りが発生するおそれがあるか否かを判定する判定部とを、更に有していても良い。この場合、当該センサの検出値に基づいて制御部４０がウインドガラス部分Ｗａに曇りが発生するおそれがあると判定した場合に、ＰＴＣヒータ層２１を起動させれば良い。

【0030】

次に、以上のような加熱装置１００の作用について説明する。

【0031】

車載カメラ装置１が搭載された車両が始動されると、車載カメラ５０が起動される。この起動をトリガとして、制御部４０は発熱体２０のＰＴＣヒータ層２１への電力供給を開始する。これによって、ＰＴＣヒータ層２１は発熱し熱エネルギーを放射する。この熱エネルギーは、車載カメラ５０の視野５に位置するウインドガラス部分Ｗａを直接的に（フード１０の熱伝達によらずに）加熱する。このことにより、ウインドガラス部分Ｗａでは、結露や霜の付着による曇りが抑制される。

【0032】

ＰＴＣヒータ層２１は、一定の温度まで上昇すると、ポリマーが溶融し始める。このため、ポリマー中に分散されているカーボンブラック、ニッケルなどの導電性粒子の相互の接触が分断され始める。この分断は、ポリマーの溶融の程度が大きくなるほど顕著である。すなわち、ＰＴＣヒータ層２１は、温度が上昇するほど電気抵抗が増大するため、当該ＰＴＣヒータ層２１を流れる電流が減少する。この結果、ＰＴＣヒータ層２１の発熱量が低減し、温度が下降する。そして、一定の温度まで下降すると、溶融していたポリマーが再び凝固して導電性粒子の接触が復元される。すると、ＰＴＣヒータ層２１の電気抵抗が減少するため、当該ＰＴＣヒータ層２１を流れる電流が増大する。この結果、ＰＴＣヒータ層の発熱量が増大するため、温度が再び上昇する。ＰＴＣヒータ層２１は、以上の一連の温度の上昇及び下降を自律的に繰り返すため、特別な温度制御を受けることなく略一定の温度範囲を維持する。

【0033】

以上のような本実施の形態によれば、ＰＴＣヒータ層２１が自己温度制御機能によって一定の範囲の発熱量を自律的に維持するため、加熱効率が高く、更には温度ヒューズや温度センサなどを用いたフェイルセーフ手段無しで発熱体２０の過熱が回避され得る。これらのことにより、本実施の形態によれば、加熱効率が高く、薄型であり且つ発熱体２０のレイアウトの自由度が高い、加熱装置１００及び車載カメラ装置１を提供することができる。

【0034】

また、フード１０は、ウインドガラス部分Ｗａに対向する上面１１を有し、発熱体２０がフード１０の上面１１に設けられている。このため、フード１０の熱伝達によらずに直接的にウインドガラス部分Ｗａを加熱することができ、従来よりも発熱体２０に対する温度要求が低い。したがって、より高い加熱効率を有する加熱装置１００を提供することができる。

【0035】

また、加熱装置１００は、発熱体２０を覆うようにフード１０の上面に設けられた黒色の低反射フィルム３０を有するため、発熱体２０及びフード１０の上面１１がフロントガラス部分Ｗａに映り込むことが効果的に回避される。これにより、車載カメラ５０の視野５が良好に維持され得る。

【0036】

本実施の形態の発熱体２０は、インサート成形によってフード１０と一体に構成されている。このため、発熱体２０を接着剤によってフード１０に貼付する工程が不要であるため、面倒な位置合わせや均一な加圧による接着作業が不要となり、発熱体２０をフード１０に取り付ける際の工数が削減され得る。更に、インサート成形によれば、フード１０が複雑な形状に構成される場合であっても、発熱体２０をフード１０に一体化させることが容易であるため、フード１０の形状の自由度が高い。

【0037】

更に、発熱体２０は、フィルム基材２２上にＰＴＣ特性を有するインクを印刷することによってフィルム状に構成されている。このため、ヒータパターンの設計の自由度が高い。更には、インサート成形によってフード１０と発熱体２０とを一体に成形する際の取り扱いが容易である。

【0038】

なお、以上の実施の形態では、発熱体２０がフード１０の上面に配置されていたが、このような例には限定されない。例えば、発熱体２０は、フード１０の裏面に配置されていても良い。そのように構成された加熱装置１０１及びこの加熱装置１０１を有する車載カメラ装置２が、図５に示されている。図５の例では、フロントガラス部分Ｗａに発熱体２０が映り込むことを防止するための反射防止フィルムが不要であり、加熱装置１００の構造をより簡素化することができる。

【0039】

あるいは、発熱体２０をフード１０の内部に配置することも可能である。そのように構成された加熱装置１０２及びこの加熱装置１０２を有する車載カメラ装置３が、図６に示されている。図６の例では、発熱体２０をフードの下面に配置する場合よりも当該発熱体に対する温度要求が小さいため、相対的に加熱効率が高い。更には、この場合もフロントガラス部分Ｗａに発熱体２０が映り込むことを防止するための反射防止フィルムが不要である。

【0040】

以上の説明においては、車外情報取得手段として車載カメラ５０を想定したが、このような例には限定されない。例えば、車両情報取得手段として車載レーダを採用することもできる。この場合、車外情報取得手段には、車載レーダを構成する電磁波の発信器と、反射波を受信する受信機とが、含まれる。またこの場合、車外情報取得手段の情報取得経路とは、車載レーダの電磁波の射出経路及び反射波の入射経路の両者ということになる。この他、車外情報を取得する機能を有する機器であれば、任意の機器が採用され得る。なお、車外情報とは、自車の周囲に存在する移動体（歩行者、自転車、車両など）及び固定体（ガードレール、建築物など）までの距離、当該移動体及び固定体の寸法や自車に対する相対速度など、各種の情報を含む。

【符号の説明】

【0041】

１ 車載カメラ装置
５ 視野
１０ フード
１１ 上面
１２ 基端部
１３ 先端部
１４、１５ 側壁
２０ 発熱体
２１ ヒータ層
２２ フィルム基材
３０ 低反射フィルム
４０ 制御部
５０ 車載カメラ
６０ 支持体
１００ 加熱装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】