(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔を持つガラス本体と、該ガラス本体の両端部に延設された一対の主電極と、該主電極間で前記貫通孔を除く部分にほぼ全面的に設けられたほぼ一様な導電膜と、前記一対の主電極とほぼ平行に且つ前記貫通孔の両側の近くに設けられた一対の補助電極と、該補助電極に接続され前記貫通孔の周囲部分に設けられた電気抵抗体と、を有することを特徴とする貫通孔のある導電膜付きガラス。
【請求項２】
一端側に脱落部及び残部から成る部分とこれに連続して他端側にほぼ長方形状部分とを持つガラス本体と、電極と、一様な導電膜とを有し、
前記導電膜は、前記長方形状部分に設けられた主膜部分と前記残部に設けられた補助膜部分から成り、
前記電極は、前記長方形部分の対辺に設けられた一対の第１電極部分と該第１電極部分にそれぞれ接続し前記補助膜部分の両端に設けられた一対の第２電極部分とから成り、
前記第２電極部分で通電される前記補助膜部分は前記通電される方向に同じ幅を持つように形成されていて、
前記主膜部分の前記第１電極間長さと前記補助膜部分の前記第２電極間長さとをほぼ同じにした、
ことを特徴とする脱落部のある導電膜付きガラス。
【請求項３】
前記補助膜部分は少なくとも２つに分割された複数の分割補助膜部分から成り、それぞれの前記分割補助膜部分は相互に補助電極で接続されていて、その接続体の両端部分に前記第２電極部分が接続されている、ことを特徴とする請求項２に記載の脱落部のある導電膜付きガラス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、環境試験装置等に用いられる操作やケーブル配線等のための貫通孔や切欠部等でなるガラス部分がない脱落部のあるガラスに、導電膜を適用する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
環境試験装置等では、内部の温湿度条件によるガラス面の曇りや霜付きを防止するため、例えば酸化錫系の導電膜付きガラスを用いることも多い。一方、環境試験装置には、試験室内の試料を操作しつつ試験を行うために、内部を透視できるガラス扉を設け、これに、手を入れるための操作孔や切欠部を設ける形式の操作型装置がある。しかしながら、操作孔等があると、ガラス面における温度分布が不均一になり、熱割れの原因となるため、従来では、導電膜を装着したガラスにおいて操作孔付きのものは実用化されていなかった。
【０００３】
従来の操作孔付きガラスでは、熱反射フィルムを強化ガラス面に張り付けたもの等が用いられている。しかしながら、このガラスでは、使用し得る槽内温度の下限が−２０°Ｃ程度であり、これ以下の温度になるとガラスの外面に結露するという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
操作孔付きのガラスを、通常操作孔のないガラスで行なわれているのと同様に導電膜で加熱するとすれば、図５又は図６に示すような装置になる。即ち、ガラス本体１の上下端部又は左右端部にブスバー２´、２´を張り付け、これらの間で操作孔１１を除いたガラスのほぼ全面に一様にＥＣ膜３を張り付け、ブスバーの両端に電源を接続することになる。
【０００５】
ところが、このような装置では、図５の場合には、操作孔１１の横断面Ｘ−Ｘ部分の位置Ａ、Ｂ、Ｃでは、他の部分に較べてＥＣ膜３の断面積が小さくなるため、同じ電流（図では縦曲線の本数で示す）及び発熱量に対して電流密度及び発熱密度が大きくなり、温度が極端に上昇する。一方、操作孔の端面近傍は内外間の冷気の導通や放熱によって冷やされる。又、操作孔の上下では、電流及び発熱密度が小さくなり、温度が低くなる。このような温度差によって熱応力が発生し、ガラスが熱割れすることになる。
【０００６】
又、図６のように両側部にブスバー２´、２´を設けると、図５の場合よりも電流に直角の方向における断面積変化が小さくなるので、操作孔１１の近辺において極端な発熱は生じないが、特にＢ、Ｃ部分において発熱が小さくなり、局部的に結露を生ずるおそれがある。
【０００７】
そこで本発明は、従来技術に於ける上記問題を解決し、操作孔等があっても、温度分布が改善され、熱割れや霜付きの生じない導電膜付きガラスを提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、請求項１の発明は、貫通孔のある導電膜付きガラスが、貫通孔を持つガラス本体と、該ガラス本体の両端部に延設された一対の主電極と、該主電極間で前記貫通孔を除く部分にほぼ全面的に設けられたほぼ一様な導電膜と、前記一対の主電極とほぼ平行に且つ前記貫通孔の両側の近くに設けられた一対の補助電極と、該補助電極に接続され前記貫通孔の周囲部分に設けられた電気抵抗体と、を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、脱落部のある導電膜付きガラスが、一端側に脱落部及び残部から成る部分とこれに連続して他端側にほぼ長方形状部分とを持つガラス本体と、電極と、一様な導電膜とを有し、
前記導電膜は、前記長方形状部分に設けられた主膜部分と前記残部に設けられた補助膜部分から成り、
前記電極は、前記長方形部分の対辺に設けられた一対の第１電極部分と該第１電極部分にそれぞれ接続し前記補助膜部分の両端に設けられた一対の第２電極部分とから成り、
前記第２電極部分で通電される前記補助膜部分は前記通電される方向に同じ幅を持つように形成されていて、
前記主膜部分の前記第１電極間長さと前記補助膜部分の前記第２電極間長さとをほぼ同じにした、
ことを特徴とし、
請求項３の発明は、上記に加えて、前記補助膜部分は少なくとも２つに分割された複数の分割補助膜部分から成り、それぞれの前記分割補助膜部分は相互に補助電極で接続されていて、その接続体の両端部分に前記第２電極部分が接続されている、ことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を適用した貫通孔としての操作孔のある導電膜付きガラスの一例を示す。同図（ａ）は該ガラスの正面側を示し、電極や導電膜は裏面側になっている。導電膜には、例えばＩＴＯ膜〔（ＳｎＯ2 ＋Ｉｎ2 Ｏ3 ）膜〕、アルミニウムをドーピングした酸化亜鉛膜等の通常導電膜と呼ばれている狭義の導電膜と、例えば酸化錫系膜が常用される通常ＥＣ膜と呼ばれている膜等があるが、以下の例では、ＥＣ膜として説明する。但し、本発明が広義の導電膜全般に適用可能であることは言うまでもない。
【００１１】
前記ガラスは、貫通孔である２つの操作孔１１、１１を持つガラス本体１と、その両端部に延設された一対の主電極としての主ブスバー２、２と、これらの間で操作孔１１、１１を除く部分にほぼ全面的に設けられた導電膜としてのＥＣ膜３と、ブスバー２、２とほぼ平行に操作孔１１、１１の近くに設けられた一対の補助電極としての補助ブスバー４、４と、こられに接続され操作孔１１、１１の周辺部分に設けられ少なくとも外側を覆われた電気抵抗体としてのコードヒータ５と、を有する。
【００１２】
ガラス本体１は、本例では、外周部分及び操作孔部分にそれぞれ設けられスペーサ７、７´を介して取り付けられた試験室１００側の強化ガラス８と組み合わされ、ペアガラスを形成している。主ブスバー２、２には、例えば電圧２００Ｖの交流電源９が供給される。ＥＣ膜３は、一定の厚みｔを持つ一様な膜で、その抵抗値は例えば２０２Ω／ｍ2 である。コードヒータ５は、本例ではガラス１の表面側に貼り付けられ、裏面側の補助ブスバー４、４とはリード線６、６で結合されている。この場合、操作孔１１によって除去されたＥＣ膜部分の抵抗に対応した発熱量とコードヒータ４の抵抗に対応した発熱量が同程度になるようにすることが望ましい。
【００１３】
なお、スペーサ７´を熱伝導性の良い材料にして、図１（ｂ）において二点鎖線で示すように、コードヒータ５等の発熱体５´をスペーサ７´の周囲に巻き付け、スペーサ７´を介してガラス１の操作孔近傍の部分を加熱するようにしてもよい。
【００１４】
このようなＥＣ膜付きガラスによれば、主ブスバー２、２間において、補助ブスバー４、４及びコードヒータ５を介して操作孔１１部分にも電流が流れるので、操作孔のある位置の横断面部分を通過する電流が減少し、その部分の発熱密度が下がり、過度な温度上昇が抑制される。一方、操作孔の周辺はコードヒータ５で加熱され、温度が上昇する。この両方の効果により、操作孔近傍における温度分布が改善され、ガラスの熱割れが防止される。又、ガラス面が全体的にほぼ均一に加熱され、低温になる部分が発生しないので、部分的に結露の発生することもない。従って、本発明によれば、電源に結合されるブスバーの数を増加することなく、補助ブスバーとコードヒータを設けるだけで、操作孔のあるガラスにＥＣ膜を採用することができる。
【００１５】
図２は、脱落部としての操作孔のある導電膜付きガラスの例を示す。
このＥＣ膜付きガラスのガラス本体部分１は、一端側である図において下側に脱落部としての操作孔１１、１１及び残部から成る下側部分１−２と、これに連続して他端側である上側に長辺と短辺とから成るほぼ長方形状部分になっている上側部分１−１とで形成されている。
【００１６】
ＥＣ膜３は、上側部分１−１に設けられた主膜部分としての主ＥＣ膜３−１と、長辺方向であるＸ方向に並列に設けられた複数の補助膜部分とで構成されている。補助膜部分は、短辺側にある両端補助膜部分としての両端補助ＥＣ膜３−２ａ、３−２ｂと、これらの中間にある中間補助膜部分としての中間補助ＥＣ膜３−２ｃ、３−２ｄから成り、これらの短辺方向であるＹ方向の長さの合計即ち図示のＳ1 ＋Ｓ2 ＋Ｓ3 ＋Ｓ4 は、主ＥＣ膜３−１の長さＳとほぼ同じになっている。
【００１７】
電極は、短辺側に対向して設けられた第１電極部分としての第１ブスバー２−１、２−１とこれから連続しＬ字状に曲げられ両端補助ＥＣ膜３−２ａ、３−２ｂ部分まで延設された第２電極部分としての第２ブスバー２−２、２−２とから成る主ブスバー２、２と、並設された補助膜部分の両端にそれらのうち隣同士の２組のものまで延設された補助電極としての補助ブスバー４ａ、４ｂ、４ｃとで形成されている。主ブスバー２、２には、図示しないが図１のものと同様に電圧Ｅ２００（Ｖ）の交流電源が供給される。そして、第２ブスバー２−２、２−２で通電される補助膜部分である両端及び中間ＥＣ膜３−２ａ、２b 、２ｃ、２ｄは、通電される方向である図２において右側の第２ブスバー２−２から左側の第２ブスバー２−２の方向に同じ幅を持つように形成されている。なお、後に説明する図３及び図４の例においても、本例と同様に補助膜部分は通電される方向に同じ幅を持つように形成されている。
【００１８】
このような操作孔のある導電膜付きガラスは、例えば、寸法が８１５（ｍｍ）×６５７（ｍｍ）の横長のガラスに、寸法がＳ＝７６１（ｍｍ）、Ｓ1 ＝Ｓ4 ＝１６９．５（ｍｍ）、Ｓ2 ＝Ｓ3 ＝２１１（ｍｍ）で、厚みｔが一定で抵抗値として２０２（Ω／ｍ2 ）を持つＥＣ膜を取り付けて形成される。このＥＣ膜の抵抗率ρは、ρ＝２０２ｔ（Ω−ｍ）であり、電極間抵抗値Ｒは、Ｒ＝ρＬ／Ａ（Ω）（Ｌは電極間長さで図の例ではＳと同じ、又Ａは断面積）であるから、このＥＣ膜の単位幅１（ｍ）当たりの抵抗Ｒは、第１ブスバー間では、
Ｒ＝２０２ｔ×０．７６１／（ｔ×１）＝２０２×０．７６１  （Ω）
補助ブスバーを解する第２ブスバー間では、
0003759539.tif 000002
となり、当然のことながら、単位幅当たりの抵抗は上下側の何れにおいても同じになる。
【００１９】
従って、ＥＣ膜の消費する単位幅１ｍ当たりの電力Ｐ（Ｗ）は、上記何れのブスバー間でも同じで、
Ｐ＝Ｅ2 ／Ｒ＝２００2 ／２０２×０．７６１  （Ｗ）
となる。この電力は、そのままジュール熱としてＥＣ膜の表面から発散する。
【００２０】
このように、本発明を実施すれば、電極間隔を同じ長さにすることにより、ＥＣ膜の全ての部分で単位面積当たりの発熱量即ち発熱密度を同じにすることができる。その結果、操作孔のある位置の横断面積部分でも、過度の発熱がなくなり、ガラスの熱割れを防止することができる。又、操作孔の上下にブスバーがないので、手元が見やすくなる。
【００２１】
図３は、脱落部として切欠部がある導電膜付きガラスの他の例を示す。
本例のものでは、脱落部として切欠部１１´、１１´が設けられている（但し、切欠部に代えて図において二点鎖線で示すような貫通孔である操作孔１１”、１１”が設けられていてもよい。このときには、操作孔１１”以外の脱落部１１´に相当する部分に、ガラス板以外の部材、例えばゴム板や樹脂板等を設けてもよい）。この場合には、補助膜部分は、短辺方向であるＹ方向に並列に設けられた両端補助ＥＣ膜３−２ｅ、３−２ｆと、これらの中間にある中間補助膜部分としての中間補助ＥＣ膜３−２ｇとから成り、これらのＸ方向の長さの合計即ち図示のＳ1 ＋Ｓ2 ＋Ｓ3 は長辺の長さＳとほぼ同じになっている。なお、中間ＥＣ膜３−２ｇは奇数枚であればよく、１枚には限らない。
【００２２】
第２電極部分は、第１ブスバー２−１、２−１からそれぞれ両端補助ＥＣ膜３−２ｅの一端側及び３−２ｆの他端側部分まで延設された第２ブスバー２−２ａ、２−２ｂで形成されている。補助電極は、並設された補助膜部分の両端にそれらのうち隣同士の２組のものまで延設された補助ブスバー４ｄ、４ｅとで形成されている。電源としては、図２のものと同様に例えば２００Ｖの交流電源が主電極（主ブスバー）２、２に印加される。本例の操作孔のある導電膜付きガラスでも、図２のものと同様の効果が得られる。
【００２３】
図２及び図３では、主ＥＣ膜３−１が細長い長方形であり、その短辺側に第１ブスバー２−１を設け、この間の長さと第２ブスバー２−２間の長さとを同じにするために、補助ＥＣ膜３−２を複数枚設け、中間を接続する補助ブスバー４を設けた場合の例を示した。しかしながら、環境試験装置等に用いる操作孔付きのガラスには種々の寸法、形状のものがあり、これらに対して、第１ブスバー間と第２ブスバー間の長さを同じにする各種のＥＣ膜及び電極配置を採用することができる。又、図２及び図３では、第１ブスバーと第２ブスバーとが連続している例を示したが、これらはリード線等で接続されていてもよい。このような各種の例を図４に示す。
【００２４】
図４（ａ）及び（ｂ）は、補助膜３−２が１枚で、一対の第１ブスバー２−１、２−１はそれぞれ一対の第２ブスバー２−２、２−２と接続し、これらの電極間長さＳとＳ1 とが同じになっいる。（ｃ）〜（ｅ）では、補助膜３−２が２枚の分割補助膜部分から成り、それぞれは補助ブスバー４ａで接続されていて、これらの接続体の両端部分に第２ブスバー２−２、２−２が接続されている。この場合には、Ｓ＝Ｓ1 ＋Ｓ2 にする。（ｆ）〜（ｈ）及び（ｉ）〜（ｋ）はそれぞれ補助膜が３枚及び４枚の場合を示す。これらの場合にも、２枚の場合と同様の構成にするので説明を省略する。
【００２５】
なお、導電膜付きガラスに内部の冷風が直接当たり、ガラス温度が不均一になる場合においても、導電膜を分割して電極間距離を変えることにより、温度分布を均一にすることが可能になる。
【００２６】
また、主電極間長さと第２電極間長さとが異なるときには、主電極と第２電極との間を接続することなくこれらを分割し、供給電圧を各々で異なったものにすることにより、均一な温度分布が得られる。更に、第２電極部を有機または無機の導電性のある熱線を配置した構成にすることも可能である。又、本発明を適用する場合に、電流密度の高い部分の導電膜の膜厚等を変えることによって、温度分布を調整することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上の如く本発明によれば、請求項１の発明においては、一対の主電極間において、操作孔の近傍に一対の補助電極を設け、これらに操作孔の周囲部分に設けた電気抵抗体を結合することにより、操作孔部分においても、主電極から補助電極を介して電気抵抗体に電流を流すことができる。その結果、操作孔位置の断面部分を通過する電流密度の増加が抑制されると共に、操作孔の周囲が電気抵抗体よって加熱され、操作孔部分における全体的な温度バランスが良くなり、熱割れや低温による結露の発生が防止される。このような構成によれば、補助電極には電源を接続する必要がないので、簡単な構成で、操作孔のあるガラスに対しても導電膜を採用することができる。そして、−２０°Ｃ程度以下の低温使用の操作型環境試験装置等において、ガラス扉の結露を防止し、操作性の向上を図ることができる。
【００２８】
請求項２又は３の発明においては、ガラス本体の一端側に操作孔や切欠等の脱落部がある場合に、脱落部のない部分と、脱落部の間や両端に存在する残部とで、主膜部分及び補助膜部分として導電膜を別個に形成すると共に、更に補助膜部分を分割し、これらの膜を一対の主電極の第１電極部分及び第２電極部分とで別個に導通させると共に、補助膜部分では、この部分を通電される方向に同じ幅を持つように形成すると共に補助電極を介して主電極間と同じ導通長さが得られるようにするので、電流や発熱密度を均一にし、ガラス本体を全体的にほぼ均一に昇温させることができる。その結果、膜分割と電極の延長及び補助電極の追加だけで、熱割れや低温による結露の発生の防止された操作孔のある導電膜付きガラスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は本発明の操作孔のある導電膜付きガラスの一例の説明図で、それぞれ平面及び断面形状を示す。
【図２】本発明の操作孔のある導電膜付きガラスの他の例の説明図である。
【図３】本発明の切欠部又は操作孔のある導電膜付きガラスの更に他の例の説明図である。
【図４】（ａ）乃至（ｋ）は、本発明における種々のＥＣ膜及び電極配置例を示す。
【図５】従来の操作孔のある導電膜付きガラスにおいて通常の配置で上下に電極を設けた場合の電気の流れ状態を示す説明図である。
【図６】従来の操作孔のある導電膜付きガラスにおいて、両側に電極を設けた場合の電気の流れ状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１        ガラス本体
１−１    上側部分
２        主ブスバー（主電極）
２−１    第１ブスバー（第１電極部分）
２−２、２−２ａ、２−２ｂ        第２ブスバー（第２電極部分）
３        ＥＣ膜（導電膜）
３−１    主ＥＣ膜（主膜部分）
３−２ａ、３−２ｂ、３−２ｃ      両端及び中間ＥＣ膜（補助膜部分）
３−２ｅ、３−２ｆ、３−２ｇ      両端及び中間ＥＣ膜（補助膜部分）
４        補助ブスバー（補助電極）
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ      補助ブスバー（補助電極）
５、５´  コードヒータ（電気抵抗体）
１１      操作孔（貫通孔）
１１´    切欠部（脱落部）
１１”    操作孔（脱落部）
【図１】
0003759539.tif 000003
【図２】
0003759539.tif 000004
【図３】
0003759539.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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