(57)【要約】  ウインドシールドは、第１辺と、前記第１辺と交差する第２辺及び第３辺とを含む周縁を有する矩形状のガラス体と、前記ガラス体の前記周縁付近に配置され、解氷のために前記ガラス体を加熱する発熱体とを備える。前記ガラス体は、前記第１辺に沿って延びる第１領域と、前記第１辺に沿って前記第１領域に隣接する第２領域と、前記第１辺に沿って前記第１領域の反対側で前記第２領域に隣接する第３領域とを有する。前記発熱体は、少なくとも前記第１領域及び前記第２領域内に配置されており、前記第１領域を前記第２領域よりも高温になるように加熱し、前記第２領域を前記第３領域よりも高温になるように加熱する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウインドシールドであって、
第１辺と、前記第１辺と交差する第２辺及び第３辺とを含む周縁を有する矩形状のガラス体と、
前記ガラス体の前記周縁付近に配置され、解氷のために前記ガラス体を加熱する発熱体と
を備え、
前記ガラス体は、前記第１辺に沿って延びる第１領域と、前記第１辺に沿って前記第１領域に隣接する第２領域と、前記第１辺に沿って前記第１領域の反対側で前記第２領域に隣接する第３領域とを有し、
前記発熱体は、少なくとも前記第１領域及び前記第２領域内に配置されており、前記第１領域を前記第２領域よりも高温になるように加熱し、前記第２領域を前記第３領域よりも高温になるように加熱する、
ウインドシールド。
【請求項２】
前記第１領域は、前記ガラス体上におけるワイパーの待機領域と重なる位置に配置される、請求項１に記載のウインドシールド。
【請求項３】
前記第２領域は、前記ガラス体上におけるワイパーの待機領域ではない位置に配置される、請求項１又は２に記載のウインドシールド。
【請求項４】
前記第２領域における前記第３領域側かつ前記第１辺側のコーナーから前記第１辺までの距離が、７５ｍｍ以下である、請求項１〜３のいずれかに記載のウインドシールド。
【請求項５】
前記第１領域内での前記発熱体の単位面積当たりの発熱量は、前記第２領域内での前記発熱体の単位面積当たりの発熱量よりも多い、請求項１〜４のいずれかに記載のウインドシールド。
【請求項６】
前記第２領域内での前記発熱体の単位面積当たりの発熱量は、１２５０Ｗ／ｃｍ2以下である、請求項１〜５のいずれかに記載のウインドシールド。
【請求項７】
前記第１領域内での前記発熱体の単位面積当たりの発熱量から放熱量を引いた値は、前記第２領域内での前記発熱体の単位面積当たりの発熱量から放熱量を引いた値よりも多い、請求項１〜４のいずれかに記載のウインドシールド。
【請求項８】
前記第１領域内での前記発熱体の単位面積当たりの発熱量は、１２００Ｗ／ｃｍ2以上である、請求項１〜７のいずれかに記載のウインドシールド。
【請求項９】
前記第２辺は、前記第３辺よりも前記第１領域から遠くにあり、
前記第２領域は、前記第１領域の前記第２辺側に隣接する、請求項１〜８のいずれかに記載のウインドシールド。
【請求項１０】
前記第１辺の長さに対する、前記第２領域の前記第１辺に沿った辺の長さの比は、０．０２７以上である、請求項１〜９のいずれかに記載のウインドシールド。
【請求項１１】
前記発熱体は、前記第１領域内において前記第１辺に沿って延びる複数本の第１加熱線を含むとともに、前記第２領域内において前記第１辺に沿って延びる複数本の第２加熱線を含む、請求項１〜１０のいずれかに記載のウインドシールド。
【請求項１２】
前記第１領域内における前記第１辺に直交する方向の単位長さ当たりの前記第１加熱線の本数は、前記第２領域内における前記第１辺に直交する方向の単位長さ当たりの前記第２加熱線の本数よりも多い、請求項１１に記載のウインドシールド。
【請求項１３】
前記第２加熱線は、前記第１加熱線よりも線幅が太い、請求項１１又は１２に記載のウインドシールド。
【請求項１４】
前記複数本の第１加熱線のうち外側に配置された第１加熱線は、前記第２加熱線に接続されている、請求項１１〜１３のいずれかに記載のウインドシールド。
【請求項１５】
前記ガラス体は、前記第２辺に沿って延びる第４領域をさらに有し、
前記発熱体は、前記第１加熱線及び前記第２加熱線と同じ給電点から給電される第３加熱線と、前記第３加熱線に接続され、前記第４領域内において前記第２辺に沿って延びる第４加熱線とをさらに含み、
前記第３加熱線は、前記第４加熱線よりも線幅が太い、請求項１１〜１４のいずれかに記載のウインドシールド。
【請求項１６】
前記第３加熱線は、前記第１加熱線及び前記第２加熱線を囲むように配置される、請求項１５に記載のウインドシールド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウインドシールドに関し、特にワイパー用のデアイサーを備える車両用のウインドシールドに関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイパーの凍結や積雪対策のために、しばしば車両のフロントのウインドシールドにはデアイサーが搭載される。デアイサーは、ウインドシールドのガラス体に配置された加熱線等の発熱体に給電し、ガラス体やワイパーに付着した氷や雪、霜等を溶かすべくガラス体を加熱する装置である。発熱体は、運転者の視界を遮らないように、或いは美的観点から、ガラス体の周縁に沿って形成される暗色不透明の遮蔽層上において、ワイパーの待機領域に配置される。ワイパーの待機領域とは、典型的にはガラス体の下辺に沿って車外側から見て右寄りの領域である。また、発熱体は、ワイパーの反転領域、典型的には車外側から見てガラス体の左辺に沿った領域にも配置されることがある。特許文献１は、この種のデアイサーを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１４００８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発熱体は、ガラス体上において以上のとおり配置されるため、ガラス体の周縁までの距離が近い。また、近年、軽量化の観点から、ガラス体の下辺に沿った遮蔽層を小さくすることが求められているため、この傾向はますます顕著になってきている。そのため、発熱体が配置されている領域と、発熱体が配置されていない領域との間の温度勾配が大きいと、両領域の境界近傍においてガラス体の周縁に発生する熱応力が大きくなり、ガラス体が破損する虞が生じる。なお、同問題は、車両のウインドシールドにデアイサーが搭載される場合のみならず、様々な用途のガラス体の周縁付近が局所的に加熱されるような状況下においても同様に生じる。【０００５】
本発明は、ガラス体の周縁付近での局所的な加熱により発生する熱応力によりガラス体が破損することを防止することができるウインドシールドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１観点に係るウインドシールドは、第１辺と、前記第１辺と交差する第２辺及び第３辺とを含む周縁を有する矩形状のガラス体と、前記ガラス体の前記周縁付近に配置され、解氷のために前記ガラス体を加熱する発熱体とを備える。前記ガラス体は、前記第１辺に沿って延びる第１領域と、前記第１辺に沿って前記第１領域に隣接する第２領域と、前記第１辺に沿って前記第１領域の反対側で前記第２領域に隣接する第３領域とを有する。前記発熱体は、少なくとも前記第１領域及び前記第２領域内に配置されており、前記第１領域を前記第２領域よりも高温になるように加熱し、前記第２領域を前記第３領域よりも高温になるように加熱する。【０００７】
本発明の第２観点に係るウインドシールドは、第１観点に係るウインドシールドであって、前記第１領域は、前記ガラス体上におけるワイパーの待機領域と重なる位置に配置される。【０００８】
本発明の第３観点に係るウインドシールドは、第１観点又は第２観点に係るウインドシールドであって、前記第２領域は、前記ガラス体上におけるワイパーの待機領域ではない位置に配置される。【０００９】
本発明の第４観点に係るウインドシールドは、第１観点から第３観点のいずれかに係るウインドシールドであって、前記第２領域における前記第３領域側かつ前記第１辺側のコーナーから前記第１辺までの距離が、７５ｍｍ以下である。【００１０】
本発明の第５観点に係るウインドシールドは、第１観点から第４観点のいずれかに係るウインドシールドであって、前記第１領域内での前記発熱体の単位面積当たりの発熱量は、前記第２領域内での前記発熱体の単位面積当たりの発熱量よりも多い。【００１１】
本発明の第６観点に係るウインドシールドは、第１観点から第５観点のいずれかに係るウインドシールドであって、前記第２領域内での前記発熱体の単位面積当たりの発熱量は、１２５０Ｗ／ｃｍ2以下である。【００１２】
本発明の第７観点に係るウインドシールドは、第１観点から第４観点のいずれかに係るウインドシールドであって、前記第１領域内での前記発熱体の単位面積当たりの発熱量から放熱量を引いた値は、前記第２領域内での前記発熱体の単位面積当たりの発熱量から放熱量を引いた値よりも多い。【００１３】
本発明の第８観点に係るウインドシールドは、第１観点から第７観点のいずれかに係るウインドシールドであって、前記第１領域内での前記発熱体の単位面積当たりの発熱量は、１２００Ｗ／ｃｍ2以上である。【００１４】
本発明の第９観点に係るウインドシールドは、第１観点から第８観点のいずれかに係るウインドシールドであって、前記第２辺は、前記第３辺よりも前記第１領域から遠くにある。前記第２領域は、前記第１領域の前記第２辺側に隣接する。【００１５】
本発明の第１０観点に係るウインドシールドは、第１観点から第９観点のいずれかに係るウインドシールドであって、前記第１辺の長さに対する、前記第２領域の前記第１辺に沿った辺の長さの比は、０．０２７以上である。【００１６】
本発明の第１１観点に係るウインドシールドは、第１観点から第１０観点のいずれかに係るウインドシールドであって、前記発熱体は、前記第１領域内において前記第１辺に沿って延びる複数本の第１加熱線を含むとともに、前記第２領域内において前記第１辺に沿って延びる複数本の第２加熱線を含む。【００１７】
本発明の第１２観点に係るウインドシールドは、第１１観点に係るウインドシールドであって、前記第１領域内における前記第１辺に直交する方向の単位長さ当たりの前記第１加熱線の本数は、前記第２領域内における前記第１辺に直交する方向の単位長さ当たりの前記第２加熱線の本数よりも多い。【００１８】
本発明の第１３観点に係るウインドシールドは、第１１観点又は第１２観点に係るウインドシールドであって、前記第２加熱線は、前記第１加熱線よりも線幅が太い。【００１９】
本発明の第１４観点に係るウインドシールドは、第１１観点から第１３観点のいずれかに係るウインドシールドであって、前記複数本の第１加熱線のうち外側に配置された第１加熱線は、前記第２加熱線に接続されている。【００２０】
本発明の第１５観点に係るウインドシールドは、第１１観点から第１４観点のいずれかに係るウインドシールドであって、前記ガラス体は、前記第２辺に沿って延びる第４領域をさらに有する。前記発熱体は、前記第１加熱線及び前記第２加熱線と同じ給電点から給電される第３加熱線と、前記第３加熱線に接続され、前記第４領域内において前記第２辺に沿って延びる第４加熱線とをさらに含む。前記第３加熱線は、前記第４加熱線よりも線幅が太い。【００２１】
本発明の第１６観点に係るウインドシールドは、第１５観点に係るウインドシールドであって、前記第３加熱線は、前記第１加熱線及び前記第２加熱線を囲むように配置される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の以上の観点によれば、ガラス体の第１辺に沿ってこの順に、第１領域、第２領域及び第３領域が形成される。第１領域内には発熱体が配置されており、同領域は局所的に加熱される。また、第２領域内にも発熱体が配置されており、第２領域は第３領域よりも高温になるように加熱されるが、第１領域ほど高温になるように加熱されない。すなわち、発熱体により高温に加熱される第１領域と、低温の第３領域との間に、第１領域と第３領域の間の温度の第２領域が介在する。よって、第１領域から第３領域に向かって緩やかな温度勾配を形成することができ、ガラス体の周縁付近に発生する熱応力を抑制することができる。よって、ガラス体の周縁付近での局所的な加熱により発生する熱応力によりガラス体が破損することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係るウインドシールドを車外側から見た正面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図。
【図３】第１領域及び第２領域付近における加熱線の配線図。
【図４】変形例に係る第１領域及び第２領域付近における加熱線の配線図。
【図５】別の変形例に係る第１領域及び第２領域付近における加熱線の配線図。
【図６】さらに別の変形例に係る第１領域及び第２領域付近における加熱線の配線図。
【図７】さらに別の変形例に係る第１領域及び第２領域付近における加熱線の配線図。
【図８】さらに別の変形例に係る第１領域及び第２領域付近における加熱線の配線図。
【図９】さらに別の変形例に係る第１領域及び第２領域付近における加熱線の配線図。
【図１０Ａ】実施例に係るガラス体の温度分布図。
【図１０Ｂ】比較例に係るガラス体の温度分布図。
【図１１Ａ】実施例に係るガラス体の熱応力分布図。
【図１１Ｂ】比較例に係るガラス体の熱応力分布図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係るウインドシールドについて説明する。
【００２５】
＜１．ウインドシールドの全体構成＞
図１に、本発明の一実施形態に係るウインドシールド１の正面図を示す。ウインドシールド１は、車両用のウインドシールドであり、車両のフロントに取り付けられるフロントガラスである。図１は、ウインドシールド１を車外側から見た図である。ウインドシールド１が取り付けられる車両には、ワイパー５が取り付けられている。ワイパー５は、ウインドシールド１を構成するガラス体１０の車外側の表面Ｔ１（図２参照）に付着した雨や雪、霜、泥等の、運転者の視界を遮る付着物（汚れ）を拭き取るための機構である。
【００２６】
ワイパー５は、車外側においてガラス体１０の下辺Ｓ１近傍に位置する回動軸周りを回動するワイパーアーム５ａと、ワイパーアーム５ａの先端（回動軸と反対側の端部）に取り付けられているワイパーブレード５ｂとを有する。ワイパーブレード５ｂにおけるガラス体１０の表面Ｔ１側の面は、ガラス体１０の表面Ｔ１を拭き取るための拭き取り面を構成している。図１中の領域Ｂ１は、ガラス体１０の表面Ｔ１上において不使用時のワイパーブレード５ｂが待機する領域（以下、ワイパー待機領域という）であり、本実施形態では、ガラス体１０の下辺Ｓ１に沿って右寄りの領域である。図１中の領域Ｂ２は、ガラス体１０の表面Ｔ１上において使用時にワイパーアーム５ａの回動に従ってワイパーブレード５ｂが概ね９０°回転したときに達する領域（以下、ワイパー反転領域という）であり、本実施形態では、ガラス体１０の左辺Ｓ２に沿って上寄りの領域である。なお、特に断らない限り、本実施形態の説明において上下左右とは、図１を基準に定義される。
【００２７】
ウインドシールド１には、デアイサーが搭載されている。デアイサーは、ガラス体１０に配置された発熱体２０に給電し、ガラス体１０やワイパー５に付着した氷や雪、霜等を溶かすべくガラス体１０を加熱する装置である。以下、ガラス体１０及び発熱体２０の詳細な構成について順に説明する。
【００２８】
＜２．ガラス体の構成＞
図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。同図に示すとおり、ガラス体１０は、合わせガラスであり、車外側ガラス板１１と、車内側ガラス板１２と、これらの間に挿入される樹脂製の中間膜１３とから構成される。なお、本実施形態の説明においては、ガラス板１１の外側面及び内側面、並びにガラス板１２の内側面及び外側面を、それぞれ第１面Ｔ１、第２面Ｔ２、第３面Ｔ４及び第４面Ｔ４と呼ぶ。第１面Ｔ１は、車外に面し、第４面Ｔ４は、車内に面する。第２面Ｔ２及び第３面Ｔ３は、中間膜１３に面する。
【００２９】
図１に戻ると、ガラス体１０は、正面視において矩形状、より正確には台形状であり、下辺Ｓ１、左辺Ｓ２、右辺Ｓ３及び上辺Ｓ４を含む周縁を有する。なお、正面視とは、ウインドシールド１をこれに直交する方向に車外側から見ることをいう。左辺Ｓ２及び右辺Ｓ３は、下辺Ｓ１のそれぞれ左右端において下辺Ｓ１と略９０°の角度で交差する。上辺Ｓ４は、下辺Ｓ１と対向する辺であり、左辺Ｓ２及び右辺Ｓ３の上端においてこれらの辺Ｓ２及びＳ３と略９０°の角度で交差する。
【００３０】
ガラス体１０には、その周縁に沿って全周に亘り、暗色不透明の遮蔽層１５が帯状に形成されている。遮蔽層１５は、窓枠である車体のピラー６にウインドシールド１を固定するための接着剤が車外から見えないようにする目隠しの役割を担っている。遮蔽層１５は、典型的には、ガラス粉末等からなり、ペースト状のカラーセラミックをスクリーン印刷し、その後、乾燥、焼成して成形される。本実施形態では、遮蔽層１５は、図２に示すように、車外側のガラス板１１の内面、すなわち、第２面Ｔ２上に形成される。
【００３１】
＜３．発熱体の構成＞
図１に示すとおり、発熱体２０は、ガラス体１０の周縁付近に配置されており、本実施形態では、ガラス体１０の周縁に沿って張り巡らされている第１加熱線２１、第２加熱線２２、第３加熱線２３及び第４加熱線２４を含む。加熱線２１〜２４は、ガラス体１０の周縁のうち特に下辺Ｓ１及び左辺Ｓ２に沿って張り巡らされている。図１及び図２に示すとおり、加熱線２１〜２４は、運転者の視界を遮らないように、或いは美的観点から、ガラス体１０の第２面Ｔ２上に形成された遮蔽層１５上に配置されている。
【００３２】
第１加熱線２１は、下辺Ｓ１に沿って延びる複数本の第１加熱線２１ａと、これらの第１加熱線２１ａを両端で接続するように下辺Ｓ１に交差する方向に延びる第１加熱線２１ｂとを含む（図３参照）。これらの加熱線２１ａ及び２１ｂは、ガラス体１０の下辺Ｓ１に沿って延びる領域（以下、第１領域という）Ａ１内に配置されている。第１加熱線２１は、主としてガラス体１０の第１領域Ａ１を加熱する。第１領域Ａ１は、上述のワイパー待機領域Ｂ１と重なる位置に配置され、本実施形態では、ワイパー待機領域Ｂ１と実質的に一致する。すなわち、第１加熱線２１が給電され発熱すると、ワイパー待機領域Ｂ１が加熱され、そこで待機するワイパーブレード５ｂが加熱される。なお、第１領域Ａ１は、正面視において第１加熱線２１を全て含む領域として定義される。第１領域Ａ１の上側の境界線は、最も上側の第１加熱線２１ａから上方に所定の距離だけ離れて延びる仮想線に沿うように定義され、ここでいう所定の距離とは、最も上側の第１加熱線２１ａと、これに隣接する第１加熱線２１ａとの距離の半分である。同様に、第１領域Ａ１の下側の境界線は、最も下側の第１加熱線２１ａから下方に所定の距離だけ離れて延びる仮想線に沿うように定義され、ここでいう所定の距離とは、最も下側の第１加熱線２１ａと、これに隣接する第１加熱線２１ａとの距離の半分である。第１領域Ａ１の左側及び右側の境界線は、以上の条件を満たしつつ、第１領域Ａ１の面積が最小となるように適宜設定される。なお、本実施形態では、第１領域Ａ１の下側及び上側の境界線は、ガラス体１０の下辺Ｓ１に平行又は略平行となり、左側及び右側の境界線は、下辺Ｓ１に直交する方向に平行又は略平行となる。
【００３３】
第１領域Ａ１は、下辺Ｓ１に沿って右辺Ｓ３側に偏った位置に配置されており、その右端は概ね右辺Ｓ３に達している。一方、第１領域Ａ１の左端は、左辺Ｓ２から距離を空けている。すなわち、左辺Ｓ２は、右辺Ｓ３よりも第１領域Ａ１から離れている。ガラス体１０は、第１領域Ａ１の左側に第２領域Ａ２及び第３領域Ａ３を有する。第２領域Ａ２は、下辺Ｓ１に沿って第１領域Ａ１の左側に、すなわち左辺Ｓ２側に隣接する。第３領域Ａ３は、下辺Ｓ１に沿って第１領域Ａ１の反対側である第２領域Ａ２の左側に、すなわち左辺Ｓ２側に隣接する。なお、第２領域Ａ２は、正面視において第２加熱線２２を全て含む領域として、第１領域Ａ１と同様に定義される。本実施形態では、第２領域Ａ２の右側の境界線は、第１領域Ａ１の左側の境界線に重なる。一方、第３領域Ａ３は、第１領域Ａ１と高さ方向に同じ位置を占める領域である。ここでいう高さ方向とは、下辺Ｓ１に直交する方向である。第３領域Ａ３の右側の境界線は、第２領域Ａ２の左側の境界線に重なり、第３領域Ａ３の左側の境界線は、ガラス体１０の左辺Ｓ２に重なる。
【００３４】
ここで、下辺Ｓ１の長さをＬ０とし、第１領域Ａ１、第２領域Ａ２及び第３領域の下辺Ｓ１に沿った長さをそれぞれＬ１、Ｌ２及びＬ３とする。このとき、ワイパー５の拭き取り領域に鑑みて、０．５０≦Ｌ１／Ｌ０であることが好ましく、０．６０≦Ｌ１／Ｌ０であることがより好ましく、０．７３≦Ｌ１／Ｌ０であることがさらに好ましい。また、ガラス体１０に後述するような温度勾配を形成する観点からは、０．０２７≦Ｌ２／Ｌ０であることが好ましく、０．０３３≦Ｌ２／Ｌ０であることがより好ましく、０．０５０≦Ｌ２／Ｌ０であることがさらに好ましい。また、上限については、ガラス体１０に発生する熱応力が大きくなり過ぎないようにする観点からは、Ｌ１／Ｌ０≦０．９０であることが好ましく、Ｌ１／Ｌ０≦０．８５であることがより好ましく、Ｌ１／Ｌ０≦０．８０であることがさらに好ましい。また、Ｌ２が長過ぎると、第２領域Ａ２の中央付近において後述するような温度勾配が発生し難くなるため、温度勾配を発生させるという役割からすると、第２領域Ａ２が無駄になり得る。このような観点からは、Ｌ２／Ｌ０≦０．２０であることが好ましく、Ｌ２／Ｌ０≦０．１５であることがより好ましい。
【００３５】
図３は、本実施形態に係る第１領域Ａ１及び第２領域Ａ２付近における加熱線２１〜２３の配線図である。第２加熱線２２は、第２領域Ａ２内に配置されており、主としてガラス体１０の第２領域Ａ２を加熱する。第２加熱線２２は、下辺Ｓ１に沿って延びる複数本の第２加熱線２２ａと、これらの第２加熱線２２ａを左端で接続するように下辺Ｓ１に交差する方向に延びる第２加熱線２２ｂとを含む。本実施形態では、第２領域Ａ２は、ワイパー待機領域Ｂ１ではない位置に配置され、ワイパー待機領域Ｂ１とは重ならない。同様に、第３領域Ａ３も、ワイパー待機領域Ｂ１ではない位置に配置され、ワイパー待機領域Ｂ１とは重ならない。
【００３６】
ところで、ガラス体１０をピラー６に固定するためのウレタン樹脂等の接着剤に加熱線２１〜２４が近づくと、接着剤の劣化が生じ得る。よって、加熱線２１〜２４は接着剤から離れた位置に形成されることが望まれる。なお、接着剤は、典型的には、ガラス体１０の周縁から２ｍｍ程度離れた位置、最大でも１０ｍｍまでの位置に塗布される。一方で、加熱線２１〜２４が配置される遮蔽層１５は、運転者の視界を妨げないようにするためになるべく狭い幅であることが望まれる。本実施形態では、遮蔽層１５の下辺Ｓ１に沿った部位の、下辺Ｓ１に直交する方向の長さは、１００ｍｍ〜２００ｍｍであり、第１領域Ａ１及び第２領域Ａ２の下辺Ｓ１に直交する方向の長さは、１００ｍｍ以下である。このような制約を満たす観点から、第２領域Ａ２の第３領域Ａ３側かつ下辺Ｓ１側のコーナーＰ１（図１参照）から下辺Ｓ１までの距離は、７５ｍｍ以下であることが好ましく、５０ｍｍ以下であることがより好ましく、４０ｍｍ以下であることがさらに好ましい。ただし、コーナーＰ１が下辺Ｓ１に近くなると、ガラス体１０に発生する熱応力が高くなり得るが、この問題は、第２領域Ａ２により生じる後述する緩やかな温度勾配により、解消され得る。
【００３７】
加熱線２１及び２２は、主としてワイパー待機領域Ｂ１が加熱されるよう、第１領域Ａ１を第２領域Ａ２よりも高温に加熱する。本実施形態では、第１加熱線２１の線幅Ｗ１は、第２加熱線２２の線幅Ｗ２と一致している。線幅とは、加熱線が延びる方向の断面の最大幅であり、ばらつきがある場合には、平均線幅である。第１領域Ａ１及び第２領域Ａ２内において必要な発熱量を実現するためには、線幅を細くしておく必要がある。典型的には０．４ｍｍ≦Ｗ１＝Ｗ２≦１．２ｍｍであり、本実施形態では、Ｗ１＝Ｗ２＝０．７ｍｍである。
【００３８】
また、本実施形態では、下辺Ｓ１に沿って延びる第１加熱線２１ａの本数（図３の例では、８本）は、下辺Ｓ１に沿って延びる第２加熱線２２ａの本数（図３の例では、４本）よりも多く、第１領域Ａ１内における高さ方向の単位長さ当たりの第１加熱線２１ａの本数は、第２領域Ａ２内における高さ方向の単位長さ当たりの第２加熱線２２ａの本数よりも多い。
【００３９】
また、本実施形態では、第１領域Ａ１内での発熱体２０の単位面積当たりの発熱量Ｈ１は、第２領域Ａ２内での発熱体２０の単位面積当たりの発熱量Ｈ２よりも多い。Ｈ１は、第１領域Ａ１内に配置される発熱体２０の発熱量を、第１領域Ａ１の面積で除した値である。同様に、Ｈ２は、第２領域Ａ２内に配置される発熱体２０の発熱量を、第２領域Ａ２の面積で除した値である。なお、凍結防止の観点からは、Ｈ１≧１２００Ｗ／ｃｍ2であることが好ましく、Ｈ１≧１４００Ｗ／ｃｍ2であることがより好ましく、Ｈ１≧１６００Ｗ／ｃｍ2であることがさらに好ましい。ガラス体１０に発生する熱応力を抑制し、ガラス体の破損を防止する観点からは、Ｈ１≦２５００Ｗ／ｃｍ2であることが好ましく、Ｈ１≦２３００Ｗ／ｃｍ2であることがより好ましく、Ｈ１≦２２００Ｗ／ｃｍ2であることがさらに好ましい。また、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２の間の温度勾配を緩やかにする観点からは、Ｈ２≧６００Ｗ／ｃｍ2であることが好ましく、Ｈ２≧７００Ｗ／ｃｍ2であることがより好ましく、Ｈ２≧８００Ｗ／ｃｍ2であることがさらに好ましい。また、第１領域Ａ１から第２領域Ａ２を通り第３領域Ａ３にかけての温度勾配を緩やかにする観点からは、Ｈ２≦１２５０Ｗ／ｃｍ2であることが好ましく、Ｈ２≦１１５０Ｗ／ｃｍ2であることがより好ましく、Ｈ２≦１１００Ｗ／ｃｍ2であることがさらに好ましい。
【００４０】
以上の構成により、発熱体２０の発熱時に第１領域Ａ１が第２領域Ａ２よりも高温に加熱される配線パターンが規定される。また、第３領域Ａ３内には、図１に示すとおり第３加熱線２３の一部が入り込む以外には、加熱線が配置されていない。そのため、第３領域Ａ３は、発熱体２０の発熱時にほとんど加熱されないため、第２領域Ａ２は、第３領域Ａ３よりも高温に加熱される。すなわち、発熱体２０の発熱時において、高温の第１領域Ａ１と低温の第３領域Ａ３との間には、第１領域Ａ１と第３領域Ａ３の間の温度の第２領域Ａ２が介在する。よって、第１領域Ａ１から第３領域Ａ３に向かって緩やかな温度勾配が形成され、ガラス体１０の下辺Ｓ１付近に発生する熱応力を抑制することができる。よって、ガラス体１０の周縁付近において第１領域Ａ１が局所的に加熱されるものの、このような加熱によりガラス体１０が破損することが防止される。
【００４１】
第１加熱線２１及び第２加熱線２２は、同じ１つの給電点３０から給電される。給電点３０は、本実施形態では、第１加熱線２１の左右方向の中央付近の下側に配置され、正負一対の電極基板３１及び３２を有する。加熱線２１及び２２は、給電点３０を介して多数の閉ループを形成しており、電極基板３１及び３２間に電圧が印加されることで電流が流れ、発熱する。これらの閉ループは、より内側のループをより外側のループが囲むように波紋状に形成される。ただし、一部のループどうしは、左右端で接続されている。より具体的には、３本の第１加熱線２１ｂが各々、一部の第１加熱線２１ａどうしを接続しており、１本の第２加熱線２２ｂが全ての第２加熱線２２ａを接続している。
【００４２】
図３に示すとおり、第２加熱線２２ａはそれぞれ、複数本の第１加熱線２１ａのうち上下外側に配置された加熱線に接続されている。すなわち、より内側のループは、第１加熱線２１のみから構成されるが、より外側のループは、第１加熱線２１と第２加熱線２２とが接続されることにより構成される。本実施形態では、閉ループを構成する加熱線どうしは、給電点３０に対し並列に配置されているため、供給電圧が一致する。よって、閉ループを構成する加熱線の長さが長くなると、同加熱線の抵抗が大きくなって電流値が小さくなり、単位長さ当たりの発熱量が少なくなる。そのため、第１領域Ａ１内においては、下辺Ｓ１に直交する方向に沿って中央付近から外側に向かうほど発熱量が少なくなり、同方向に沿って緩やかな温度勾配が形成される。よって、ガラス体１０の下辺Ｓ１付近に発生する熱応力をさらに抑制し、ガラス体１０の破損を防止することができる。
【００４３】
第４加熱線２４は、左辺Ｓ２に沿って延びる複数本の第４加熱線２４ａ（本実施形態では、２本）と、これらの第４加熱線２４ａを上端で接続するように左辺Ｓ２に交差する方向に延びる第４加熱線２４ｂとを含む。これらの加熱線２４ａ及び２４ｂは、ガラス体１０の左辺Ｓ２に沿って延びる領域（以下、第４領域という）Ａ４内に配置されている。第４加熱線２４は、主としてガラス体１０の第４領域Ａ４を加熱する。第４領域Ａ４は、上述のワイパー反転領域Ｂ２と重なる位置に配置され、本実施形態では、ワイパー反転領域Ｂ２と実質的に一致する。すなわち、第４加熱線２４が給電され発熱すると、ワイパー反転領域Ｂ２が加熱され、ワイパーブレード５ｂの回動によりそこに集められた氷や雪、霜等が加熱される。なお、第４領域Ａ４は、正面視において第４加熱線２４を全て含む領域として、以下のように定義される。第４領域Ａ４の左側の境界線は、最も左側の第４加熱線２４ａから左方に所定の距離だけ離れて延びる仮想線に沿うように定義され、ここでいう所定の距離とは、最も左側の第４加熱線２４ａと、これに隣接する第４加熱線２４ａとの距離の半分である。同様に、第４領域Ａ４の右側の境界線は、最も右側の第４加熱線２４ａから右方に所定の距離だけ離れて延びる仮想線に沿うように定義され、ここでいう所定の距離とは、最も右側の第４加熱線２４ａと、これに隣接する第４加熱線２４ａとの距離の半分である。第４領域Ａ４の上側及び下側の境界線は、以上の条件を満たしつつ、第４領域Ａ４の面積が最小となるように適宜設定される。なお、本実施形態では、第４領域Ａ４の左側及び右側の境界線は、ガラス体１０の左辺Ｓ２に平行又は略平行となる。
【００４４】
第３加熱線２３は、主として下辺Ｓ１に沿って延びる複数本の第３加熱線２３ａ（図１の例では、２本）と、これらの第３加熱線２３ａを右端で接続するように下辺Ｓ１に交差する方向に延びる第３加熱線２３ｂとを含む。第３加熱線２３ａは、下辺Ｓ１の右端近傍から下辺Ｓ１に沿って延び、その後、ガラス体１０の左下のコーナー付近で略９０°折れ曲がって左辺Ｓ２に沿って延び、その後、第４領域Ａ４に達する。これらの加熱線２３ａ及び２３ｂは、第１加熱線２１及び第２加熱線２２を囲むように配置されており、本実施形態では、第１領域Ａ１及び第２領域Ａ２を囲むように配置されている。また、加熱線２３ａは、第３領域Ａ３の延びる方向に沿って延びており、一部が第３領域Ａ３内に配置される。よって、第３加熱線２３ａは、ガラス体１０の第３領域Ａ３を加熱する。ただし、本実施形態では、第３領域Ａ３内に配置される第３加熱線２３ａが少なく（図１の例では、１本）、第３加熱線２３の線幅Ｗ３は、第１及び第２加熱線の線幅Ｗ１及びＷ２よりも太い。そのため、第３加熱線２３ａは、第３領域Ａ３の温度上昇にあまり寄与しない。これは後述するとおり、第３加熱線２３は、第４加熱線２４への送電線であって、ガラス体１０を加熱することを目的としていないからである。よって、送電線である第３加熱線２３の電力ロスを減らすべく、１．２５ｍｍ≦Ｗ３であることが好ましく、１．５ｍｍ≦Ｗ３であることがより好ましく、２．０ｍｍ≦Ｗ３であることがさらに好ましい。また、Ｗ３が太すぎると、第３加熱線２３が印刷時に生焼けになり、第３加熱線２３を構成する材料（典型的には、銀）の発色が悪くなる。よって、これを防止する観点からは、Ｗ３≦１５ｍｍであることが好ましく、Ｗ３≦１３ｍｍであることがより好ましく、Ｗ３≦１１ｍｍであることがさらに好ましい。
【００４５】
また、以上の構成により、第３加熱線２３は、より加熱能力の高い第１加熱線２１及び第２加熱線２２を外側から囲んでいるとともに、これらの加熱線２１及び２２ほどにガラス体１０の温度上昇に寄与しない。そのため、第１領域Ａ１及び第２領域Ａ２の周辺領域においては、下辺Ｓ１に直交する方向に沿って中央付近から外側に向かうほど発熱量が少なくなり、同方向に沿ってより緩やかな温度勾配が形成される。よって、ガラス体１０の下辺Ｓ１付近に発生する熱応力をさらに抑制し、ガラス体１０の破損を防止することができる。
【００４６】
第４加熱線２４は、第３加熱線２３に接続されており、これらの加熱線２３及び２４は、いずれも第１加熱線２１及び第２加熱線２２と同じ１つの給電点３０から給電される。すなわち、加熱線２１〜２４は、給電点３０を共用している。これにより、コストを低減することができるとともに、下辺Ｓ１に沿って配置される給電点の空間配置に関する設計の自由度が上がり、他の電子機器との干渉を容易に避けることができる。加熱線２３及び２４は、給電点３０を介して閉ループを形成しており、電極基板３１及び３２間に電圧が印加されることで電流が流れ、発熱する。
【００４７】
第３加熱線２３の線幅Ｗ３は、第４加熱線２４の線幅Ｗ４よりも太い。よって、電力が給電点３０から第３加熱線２３を介して第４加熱線２４へと効率的に送電され、第４加熱線２４で効率的に消費される。また、本実施形態では、第４加熱線２４ａどうし間隔（ばらつきがある場合には、平均間隔）は、第３加熱線２３ａどうしの間隔（ばらつきがある場合には、平均間隔）よりも狭い。よって、第４領域Ａ４の温度上昇が促進される。
【００４８】
＜４．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。例えば、以下の変更が可能である。また、以下の変形例の要旨は、適宜組み合わせることができる。
【００４９】
＜４−１＞
上記実施形態では、発熱体２０は遮蔽層１５に重ねて配置されたが、ガラス体１０の周縁付近において遮蔽層１５外に配置されていてもよい。
【００５０】
＜４−２＞
発熱体２０を構成する加熱線の構成は、上述したものに限られない。例えば、図４に示すように、第２加熱線２２の線幅Ｗ２を、第１加熱線２１の線幅Ｗ１よりも太くすることができる。この場合、両領域Ａ１及びＡ２内での加熱線２１ａ及び２２ａの本数（絶対本数）及び単位長さ当たりの加熱線２１ａ及び２２ａの本数の少なくとも一方が上述したような条件を満たさないとしても、第１領域Ａ１を第２領域Ａ２よりも高温に加熱することができる。これを実現するためには、０．３ｍｍ≦Ｗ１≦１．０ｍｍ、かつ、０．７ｍｍ≦Ｗ２≦３．５ｍｍとすることが好ましい。例えば、Ｗ１＝０．７ｍｍ、かつ、Ｗ２＝１．５ｍｍとすることができる。
【００５１】
また、これに代えて又は加えて、第１加熱線２１ａどうしの接続方法、及び第２加熱線２２ａどうしの接続方法は、上記したものに限られない。例えば、図５に示すように、２本の第２加熱線２２ｂで第２加熱線２２ａを接続することもできる。
【００５２】
＜４−３＞
発熱体２０は、加熱線に代えて又は加えて、ＩＴＯやＦＴＯ等から構成される面状の発熱体として構成することもできる。
【００５３】
＜４−４＞
給電点３０の位置は、上記したものに限らない。例えば、第１領域Ａ１の右端近傍に配置することもできるし（図６参照）、第１領域Ａ１及び第２領域Ａ２の境界付近に配置することもできるし（図７参照）、第２領域Ａ２の左端付近に配置することもできる（図８参照）。また、給電点の数は、上記したものに限られず、加熱線２１〜２４の少なくとも１つが給電点を共用していなくてもよい。
【００５４】
＜４−５＞
上記実施形態では、第１領域Ａ１の左側にのみ温度の遷移領域である第２領域Ａ２が形成されたが、これに代えて又は加えて、第１領域Ａ１の右側にも第２領域Ａ２と同様の温度の遷移領域を形成してもよい。
【００５５】
＜４−６＞
上記実施形態では、第１領域Ａ１内での発熱体２０の単位面積当たりの発熱量Ｈ１が、第２領域Ａ２内での発熱体２０の単位面積当たりの発熱量Ｈ２よりも多くなるように構成された。しかしながら、この態様に限られず、第１領域Ａ１が第２領域Ａ２よりも高温に加熱され、第１領域Ａ１の周囲により緩やかな温度勾配が形成される限り、任意の態様を含み得る。例えば、単位面積当たりの発熱量は同じであるが、単位面積当たりの放熱量が少ないような場合、単位面積当たりの発熱量から放熱量を引いた値が多くなり、当該領域は、より高温に加熱されることになる。図９は、このような例を示しており、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２とでは、加熱線の間隔（加熱線に直交する方向の単位長さ当たりの加熱線の本数）及び加熱線の幅がともに同じであり、単位面積当たりの発熱量が実質的に一致し、Ｈ１＝Ｈ２となる。しかしながら、第２領域Ａ２では、第１領域Ａ１の上下外側の加熱線に相当する加熱線が、上下で２本ずつ省略されている。そのため、第２領域Ａ２内で発生した熱は外部へと逃げ易く、第１領域Ａ１内の温度と比べて、第２領域Ａ２内の温度が下がり易くなり、第１領域Ａ１が第２領域Ａ２よりも高温に加熱されることになる。
【実施例】
【００５６】
発明者は、変形例４−６のように、高温の第１領域Ａ１と、この第１領域Ａ１の左側に温度の遷移領域となる第２領域Ａ２とを形成したガラス体を実施例とした。また、実施例のガラス体において、第２領域Ａ２の左右方向の位置に第１領域Ａ１と同様のパターンで加熱線を配置した第２領域Ａ２'を有するガラス体を、比較例とした。そして、実施例及び比較例に係るガラス体上の温度分布及び熱応力分布をシミュレーションにより求めた。図１０Ａが実施例の温度分布の結果を示し、図１０Ｂが比較例の温度分布の結果を示している。図１１Ａが実施例の熱応力分布の結果を示し、図１１Ｂが比較例の熱応力分布の結果を示している。【００５７】
図１０Ａを見ると、実施例では、第２領域Ａ２の温度が第１領域Ａ１の温度よりも低温に加熱されていることが分かる。一方で、図１０Ｂ見ると、比較例では、第２領域Ａ２'が第１領域Ａ１と同等の温度まで加熱されていることが分かる。なお、図１０Ａ及び図１０Ｂの凡例の単位は、℃である。【００５８】
図１１Ａ及び図１１Ｂ中、それぞれ実施例及び比較例のガラス体において熱応力が最大となる領域を白抜きの矢印で示している。これによると、実施例での熱応力の最大値は、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２との境界の下方付近の、ガラス体の下辺に沿った位置において確認され、「＋１．５２９ｅ＋０１」であった。これに対し、比較例での熱応力の最大値は、第２領域Ａ２'の下方付近の、ガラス体の下辺に沿った位置において確認され、「＋１．９８５ｅ＋０１」まで達した。なお、図１１Ａ及び図１１Ｂの凡例の単位は、ＭＰａである。【００５９】
以上の結果からは、実施例においては、第２領域Ａ２の存在により、比較例よりも第１領域Ａ１の左側で緩やかな温度勾配が形成されており、比較例よりもガラス体の周縁付近において熱応力が低減されている（すなわち、ガラス体の熱割れが生じにくい）ことが確認された。
【符号の説明】
【００６０】
１  ウインドシールド
５  ワイパー
１０  ガラス体
２０  発熱体
２１  第１加熱線
２２  第２加熱線
２３  第３加熱線
２４  第４加熱線
３０  給電点
Ａ１  第１領域
Ａ２  第２領域
Ａ３  第３領域
Ａ４  第４領域
Ｂ１  ワイパー待機領域
Ｂ２  ワイパー反転領域
Ｓ１  下辺（第１辺）
Ｓ２  左辺（第２辺）
Ｓ３  右辺（第３辺）
Ｓ４  上辺（第４辺）
Ｐ１  コーナー
【図１】
2019239930.tif 000003
【図２】
2019239930.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2019239930.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
2019239930.tif 000010
【図９】
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【図１０Ａ】
2019239930.tif 000012
【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
2019239930.tif 000014
【図１１Ｂ】
2019239930.tif 000015
【国際調査報告】
2019239930.tif 000016
2019239930.tif 000017
2019239930.tif 000018
2019239930.tif 000019