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HINTERGRUND
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Wärmedämmstruktur für eine Fahrzeugfenstervorrichtung.
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Verwandte Technik
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Mitunter ist an der Innenseite einer Frontscheibe eines Fahrzeugs ein fotografisches Gerät installiert. Dieses fotografische Gerät wird beispielsweise als Teil eines Pre-Crash-Sicherheitssystems verwendet.
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Wenn z.B. die Temperatur außerhalb des Fahrzeugs niedrig ist, so dass im Innern des Fahrzeugs eine Heizung verwendet wird, kann sich an der Innenseite der Frontscheibe Kondenswasser bilden. Außerdem kann sich bei niedrigen Außentemperaturen Eis oder Reif an der Außenseite der Frontscheibe bilden. Da das fotografische Gerät bei diesen Bedingungen nicht einwandfrei funktioniert, wird ein Teil der Frontscheibe, durch den die von dem fotografischen Gerät genutzten Lichtstrahlen dringen, von der Wärme der Heizung erwärmt, so dass Kondenswasser, Eis, Reif oder Ähnliches beseitigt werden.
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In einem in der offengelegten japanischen Patentanmeldung (
JP-A) Nr. 2017-185896 offenbarten fotografischen Gerät für ein Fahrzeug ist zwischen der Frontscheibe und der Heizung ein wärmeaufnehmendes Element vorgesehen. Die Wärme von der Heizung wird von diesem wärmeaufnehmenden Element aufgenommen und erwärmt als Strahlungswärme diejenigen Bereiche der Frontscheibe, durch die die Lichtstrahlen dringen. Überdies ist an der Rückseite der Heizung eine Lage des Wärmedämmstoffes angebracht. Jeglicher Wärmeverlust von der Rückseite der Heizung wird durch die wärmedämmende Wirkung dieses Wärmedämmstoffes verhindert, wobei die Wärmewirkung der Heizung mithilfe des wärmeaufnehmenden Elements in den Bereichen, wo die Lichtstrahlen durchgehen, verbessert wird.
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Bei der in
JP-ANr. 2017-185896 offengelegten Wärmedämmungstechnologie für eine Heizung wird diese durch einzige Lage Wärmedämmstoff wärmeisoliert; daher muss die Dicke des Wärmedämmstoffes vergrößert werden, um die Wärmedämmleistung zu verbessern. Berücksichtigt man jedoch den im Innern des fotografischen Gerätes verfügbaren Raum, würde eine Vergrößerung der Dicke des Wärmedämmstoffes Probleme verursachen. Wenn der Wärmedämmstoff hingegen aus einem Material hergestellt werden würde, das eine höhere Wärmedämmleistung aufweist, wäre es zwar möglich, die Wärmedämmleistung sicherzustellen, ohne die Dicke zu vergrößern, es würde jedoch auch die Möglichkeit bestehen, dass gegen die von der Heizung direkt abgegebene Wärme keine adäquate Wärmebeständigkeit erreicht wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die vorliegende Offenbarung ist in Anbetracht der oben beschriebenen Umstände konzipiert worden und hat die Aufgabe, mittels einer Struktur, bei der an einer Rückseite einer Heizung, die ein Fenster erwärmt, eine Wärmedämmschicht angebracht ist, eine Wärmedämmstruktur für eine Fahrzeugfenstervorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, die Wärmebeständigkeits- und Wärmedämmeigenschaften sicherzustellen, ohne dass eine Vergrößerung der Dicke der Wärmedämmschicht notwendig ist.
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Eine Wärmedämmstruktur für eine Fahrzeugfenstervorrichtung gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Heizung, die an einem Vorrichtungshauptkörper angeordnet ist, der wiederum an einer Innenseite eines Fahrzeugfensters angebracht ist; ein wärmeaufnehmendes Element, das zwischen dem Fenster und der Heizung angeordnet ist, und das, indem es Wärme von der Heizung aufnimmt, Strahlungswärme an das Fenster abgibt; und eine Wärmedämmschicht, die an einer dem wärmeaufnehmenden Element gegenüberliegenden Fläche der Heizung angebracht ist, wobei die Wärmedämmschicht durch eine Vielzahl übereinanderliegender Wärmedämmstoffe gebildet wird, von der ein Wärmedämmstoff auf der Seite, die der Heizung am nächsten liegt, eine höhere Wärmebeständigkeit aufweist als ein Wärmedämmstoff auf der Seite, die von der Heizung am weitesten entfernt ist, wobei der Wärmedämmstoff auf der Seite, die von der Heizung am weitesten entfernt ist, eine geringere Wärmeleitfähigkeit aufweist als der Wärmedämmstoff auf der Seite, die der Heizung am nächsten liegt.
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Bei der Wärmedämmstruktur für eine Fahrzeugfenstervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt wird die Strahlungswärme eines wärmeaufnehmenden Elements, das Wärme von einer Heizung aufnimmt, abgegeben, um ein Fenster zu erwärmen. Folglich können Kondenswasser, Reif oder Eis beseitigt werden, das sich auf einem Fenster gebildet hat.
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Bei der oben beschriebenen Wärmedämmstruktur ist eine Wärmedämmschicht, welche durch eine Vielzahl übereinanderliegender Wärmedämmstoffe gebildet wird, zudem an der Fläche der Heizung vorgesehen, die dem wärmeaufnehmenden Element gegenüberliegt, wobei die Wärmebeständigkeit des Wärmedämmstoffes auf der Seite, die der Heizung am nächsten liegt, höher bemessen ist als die Wärmebeständigkeit des Wärmedämmstoffes auf der Seite, die von der Heizung am weitesten entfernt ist. Ferner ist die Wärmeleitfähigkeit des Wärmedämmstoffes auf der Seite, die von der Heizung am weitesten entfernt ist, niedriger bemessen als die Wärmeleitfähigkeit des Wärmedämmstoffes auf der Seite, die der Heizung am nächsten liegt, d.h., die Wärmedämmleistung dieses Stoffes wurde verbessert. Folglich wird die Wahrscheinlichkeit verringert, dass es durch die von der Heizung abgegebene Wärme in dem Wärmedämmstoff der Wärmedämmschicht auf der Seite, die der Heizung am nächsten liegt, zu Beeinträchtigungen kommt, wobei auf der Seite, die von der Heizung am weitesten entfernt ist, eine adäquate Wärmedämmleistung des Wärmedämmstoffes erzielt werden kann. Im Vergleich zu einer Struktur, bei der die Wärmedämmschicht durch einen einzigen Wärmedämmstoff gebildet wird, können folglich mit der oben beschriebenen Wärmedämmstruktur, die Wärmebeständigkeits- und Wärmedämmeigenschaften sichergestellt werden, wobei zugleich vermieden wird, die Dicke der Wärmedämmschicht zu vergrößern.
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Eine Wärmedämmstruktur für eine Fahrzeugfenstervorrichtung gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmedämmschicht der Wärmedämmstruktur für eine Fahrzeugfenstervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt durch zwei übereinanderliegende Lagen der Wärmedämmstoffe gebildet wird.
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Bei der Wärmedämmstruktur für eine Fahrzeugfenstervorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt kann eine Vergrößerung der Dicke der Wärmedämmschicht vermieden werden, da die Wärmedämmschicht durch zwei übereinanderliegende Lagen der Wärmedämmstoffe gebildet wird.
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Eine Wärmedämmstruktur für eine Fahrzeugfenstervorrichtung gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmedämmstoff der Wärmedämmstruktur für eine Fahrzeugfenstervorrichtung gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt auf der Seite, die von der Heizung am weitesten entfernt ist, aus einem Polyolefinschaumstoff besteht, während der Wärmedämmstoff auf der Seite, die der Heizung am nächsten liegt, aus einem Polyurethanschaumstoff besteht.
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Da der Wärmedämmstoff der Wärmedämmstruktur für eine Fahrzeugfenstervorrichtung gemäß dem dritten Aspekt auf der Seite, die von der Heizung am weitesten entfernt ist, aus einem Polyolefinschaumstoff besteht, der eine höhere Wärmedämmleistung aufweist, während der Wärmedämmstoff auf der Seite, die der Heizung am nächsten liegt, aus einem Polyurethanschaumstoff besteht, der eine höhere Wärmebeständigkeit aufweist, können die Wärmebeständigkeits- und Wärmedämmeigenschaften effizient sichergestellt werden, wobei es zugleich vermieden wird, die Dicke der Wärmedämmschicht zu vergrößern.
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Mit einer Struktur gemäß der vorliegenden Offenbarung, bei der auf einer Rückseite einer Heizung, die ein Fahrzeugfenster erwärmt, eine Wärmedämmschicht vorgesehen ist, ist es möglich eine Wärmedämmstruktur für eine Fahrzeugfenstervorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, die Wärmebeständigkeits- und Wärmedämmeigenschaften sicherzustellen, während es gleichzeitig vermieden wird, die Dicke der Wärmedämmschicht zu vergrößern.
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Figurenliste
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Die beispielhaften Ausgestaltungen der vorliegenden Offenbarung werden unter Bezugnahme auf folgende Figuren detailliert schrieben. Dabei ist:
- 1 ist eine Seitenansicht einer Fahrzeugfenstervorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung;
- 2 eine explodierte perspektivische Ansicht einer lichtabschirmenden Heizeinheit;
- 3 eine Unteransicht, die eine lichtabschirmende Heizeinheit gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung von unten zeigt; und
- 4 ist eine Querschnittsansicht einer Wärmedämmschicht, die eine Wärmedämmstruktur einer Fahrzeugfenstervorrichtung veranschaulicht.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 eine Wärmedämmstruktur für eine Fahrzeugfenstervorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung beschrieben.
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Wie in 1 bis 4 dargestellt, ist eine Wärmedämmstruktur S für eine Fahrzeugfenstervorrichtung (im Folgenden wird diese gegebenenfalls als ‚Wärmedämmstruktur S‘ bezeichnet) gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausgestaltung eine Wärmedämmstruktur für eine Heizung 42, die an einer in einem Fahrzeug verwendeten Fenstervorrichtung für ein Fahrzeug 20 angebracht ist (im Folgenden wird diese gegebenenfalls als ‚Fenstervorrichtung 20‘ bezeichnet). Zu beachten ist, dass ein Pfeil U, ein Pfeil F und ein Pfeil W in den Zeichnungen jeweils eine Fahrzeugaufwärtsrichtung, eine Fahrzeugvorwärtsrichtung und eine Fahrzeugbreitenrichtung anzeigen.
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Wie in 1 dargestellt, hat die Fenstervorrichtung 20 eine fotografische Funktion und wird als Teil eines Pre-Crash-Sicherheitssystems verwendet.
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Die Fenstervorrichtung 20 ist mit einem Vorrichtungshauptkörper 22 versehen, der an einer Innenseite einer Frontscheibe 10 des Fahrzeugs, und zwar an einer Fahrzeugoberseite, angebracht ist. Die Frontscheibe 10 besteht aus einem lichtdurchlässigen Material (z.B. aus Glas, Harz oder dergleichen). Überdies ist an einer Innenseite 10A (d.h. der Fläche auf der Fahrzeuginnenseite) der Frontscheibe 10 eine lichtabschirmende Folie 12 befestigt. In einem Bereich der lichtabschirmenden Folie 12, durch den die reflektierten Lichtstrahlen dringen (wie nachfolgend beschrieben), ist eine Lichtdurchlassöffnung 12A vorgesehen. Zu beachten ist, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die oben beschriebene Struktur beschränkt ist, so dass auch eine Struktur verwendet werden kann, bei der die lichtabschirmende Folie 12 nicht an der Innenseite 10A der Frontscheibe 10 befestigt ist.
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Wie in 1 dargestellt, umfasst der Vorrichtungshauptkörper 22 eine Kameraeinheit 24, eine lichtabschirmenden Heizeinheit 26 und eine Abdeckung 28.
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Die Kameraeinheit 24 umfasst ein Gehäuse 30 und eine Bilderfassungseinheit 32. Das Gehäuse 30 besteht aus einem Harzwerkstoff, und die Bilderfassungseinheit 32 ist an einem oberen Bereich dieses Gehäuses befestigt. Überdies ist an einer Oberseite des Gehäuses 30 an der Fahrzeugvorderseite der Bilderfassungseinheit 32 ein ausgesparter Abschnitt 34 vorgesehen, der zur Aufnahme einer lichtabschirmenden Haube dient, die in der Draufsicht im Wesentlichen trapezförmig ist.
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Die Bilderfassungseinheit 32 umfasst ein Objektiv 36 und einen Bildsensor 38, der direkt hinter dem Objektiv 36 angeordnet ist. Der Bildsensor 38 empfängt die reflektierten Lichtstrahlen (d.h. fotografische Lichtstrahlen), die durch natürliches Licht gebildet werden und von einem vor der Kameraeinheit 24 befindlichen Hindernis nach hinten reflektiert und durch das Objektiv 36 übertragen wurden. Die Größe (d.h. die Querschnittskonfiguration) der reflektierten Lichtstrahlen, die auf die Bilderfassungseinheit 32 auftreffen, wird durch den Bildwinkel des Objektivs 36 der Bilderfassungseinheit 32 begrenzt. Dabei ist die Größe der reflektierten Lichtstrahlen so bemessen, dass die reflektierten Lichtstrahlen die Oberfläche einer wärmeaufnehmenden Einheit 40A der lichtabschirmenden Heizeinheit 26 (gemäß der nachfolgenden Beschreibung) nicht beeinträchtigen.
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Wie in 1 und 2 dargestellt, umfasst die lichtabschirmenden Heizeinheit 26 eine lichtabschirmende Haube 40, die Heizung 42, doppelseitiges Klebeband 44, ein Sicherungsmodul 46, eine Wärmedämmschicht 48 und ein Kabelmodul 50.
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Wie in 2 dargestellt, ist die lichtabschirmende Haube 40 einstückig aus einem Harzwerkstoff geformt. Diese lichtabschirmende Haube 40 ist mit einem wärmeaufnehmenden Bereich 40A versehen, dessen ebener Körper in der Vorderansicht die Form eines gleichschenkligen Trapezes hat, und einem Paar Seitenwandabschnitten 40B, die sich von dem linken und dem rechten Seitenkantenabschnitt des wärmeaufnehmenden Bereichs 40A nach oben erstrecken. Die lichtabschirmende Haube 40 ist so angeordnet, dass sie zu der Frontscheibe 10 hin gerichtet ist. Dabei ist die lichtabschirmende Haube 40 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausgestaltung ein Beispiel für ein wärmeaufnehmendes Element gemäß der vorliegenden Offenbarung. Überdies ist eine Fläche der lichtabschirmenden Haube 40 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausgestaltung mit einem Vliesstoff (z.B. Filz) versehen.
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Die Heizung 42 ist eine flächige Heizung, deren Form dem wärmeaufnehmenden Bereich 40A entspricht. Die Heizung 42 besteht aus einem Metall, das eine hervorragende Leitfähigkeit aufweist (z.B. Messing oder nichtrostender Stahl). Zudem ist auf eine Rückseite (d.h. einer Fläche auf der gegenüberliegenden Seite des wärmeaufnehmenden Bereichs 40A) der Heizung 42 eine Isolierfolie geklebt (nicht in den Zeichnungen dargestellt), deren Form der Heizung 42 entspricht. Diese Isolierfolie kann beispielsweise aus Polyamid bestehen.
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Das doppelseitige Klebeband 44 ist auf eine Oberseite der Heizung 42 geklebt, so dass es die Heizung 42 bedeckt. Die Heizung 42 und der wärmeaufnehmende Bereich 40A sind mittels dieses doppelseitigen Klebebandes 44 aneinander befestigt. Das doppelseitige Klebeband 44 besteht aus einem Harzwerkstoff, der Wärmedämmeigenschaften aufweist (z.B. aus einem Polyimid-Band, das beidseitig mit einem Klebestoff auf Siliziumbasis versehen ist).
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Das Sicherungsmodul 46 ist mit einem doppelseitigen Klebeband 54, einer Sicherung 52 und zwei Zuleitungsdrähten 58 und 60 versehen. Das doppelseitige Klebeband 54 besteht aus einem Harzwerkstoff, der Wärmedämmeigenschaften aufweist (z.B. aus dem gleichen Material wie das doppelseitige Klebeband 44). Die Sicherung 52 ist mit einem runden, zylinderförmigen Isoliergehäuse und einem Metall mit einem niedrigen Schmelzpunkt versehen, das leitfähig und im Innern des Isoliergehäuses befestigt ist. Das Isoliergehäuse der Sicherung 52 ist an einem im Wesentlichen mittigen Abschnitt auf einer Oberseite des doppelseitigen Klebebandes 54 befestigt. Die zwei Zuleitungsdrähte 58 und 60 sind auf der Oberseite des doppelseitigen Klebebandes 54 befestigt. Ein Ende jedes der zwei Zuleitungsdrähte 58 und 60 ist im Innern des Isoliergehäuses der Sicherung 52 untergebracht und mit einem der zwei Enden des Metalls verbunden, das einen niedrigen Schmelzpunkt aufweist. Das andere Ende jedes der zwei Zuleitungsdrähte 58 und 60 erstreckt sich in Richtung einer äußeren Umfangsseite des doppelseitigen Klebebandes 54.
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Wie in 4 dargestellt, ist die Wärmedämmschicht 48 an einer Unterseite der Heizung 42 angebracht. D.h., die Wärmedämmschicht 48 hat durch eine Isolierfolie (nicht in den Zeichnungen dargestellt) Kontakt mit der Heizung 42. Die äußere Form dieser Wärmedämmschicht 48 entspricht der Form des wärmeaufnehmenden Bereichs 40A. Daher ist die gesamte Rückseite der Heizung 42 von der Wärmedämmschicht 48 bedeckt.
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Überdies wird die Wärmedämmschicht 48 dadurch gebildet, dass eine Vielzahl (gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausgestaltung zwei) von Wärmedämmstoffen 62 und 64, die aus einem Harzwerkstoff bestehen, übereinander geschichtet werden.
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Der Wärmedämmstoff 62, der auf der Seite angebracht ist, die der Heizung 42 am nächsten liegt, weist eine höhere Wärmebeständigkeit auf als der Wärmedämmstoff 64, der auf der Seite angebracht ist, die von der Heizung 42 am weitesten entfernt ist.
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Dagegen weist der Wärmedämmstoff 64, der auf der Seite angebracht ist, die von der Heizung 42 am weitesten entfernt ist, eine geringere Wärmeleitfähigkeit auf (d.h., er besitzt bessere Wärmedämmeigenschaften) als der Wärmedämmstoff 62, der auf der Seite angebracht ist, die der Heizung 42 am nächsten liegt.
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Für den Wärmedämmstoff 62 wird bevorzugt beispielsweise ein Polyurethanschaumstoff verwendet, während für den Wärmedämmstoff 64 bevorzugt beispielsweise ein Polyolefinschaumstoff verwendet wird.
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Überdies ist eine Dicke T1 des Wärmedämmstoffes 62 in der vorliegenden beispielhaften Ausgestaltung größer als eine Dicke T2 des Wärmedämmstoffes 64.
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Zu beachten ist, dass die gesamte Wärmedämmschicht 48, die dadurch hergestellt wird, dass der Wärmedämmstoff 62 und der Wärmedämmstoff 64 übereinander geschichtet werden, Dämmeigenschaften aufweist.
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Das Kabelmodul 50 ist mit der Heizung 42 verbunden und versorgt die Heizung 42 mit Strom.
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Zu beachten ist, dass die Wärmedämmstruktur S gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausgestaltung die oben beschriebene Heizung 42, die lichtabschirmende Haube 40 und die Wärmedämmschicht 48 umfasst.
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Nachfolgend wird der Betrieb der Fenstervorrichtung 20 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausgestaltung beschrieben.
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Der Bildsensor 38 der Bilderfassungseinheit 32 erfasst Bilder von reflektierten Lichtstrahlen, die von einem Hindernis (z.B. einem anderen Fahrzeug), das sich vor dem Fahrzeug befindet, in dem die Fenstervorrichtung 20 installiert ist, nach hinten reflektiert worden sind und dann durch die Frontscheibe 10, die in der lichtabschirmenden Folie 12 vorgesehene Lichtdurchlassöffnung 12Aund das Objektiv 36 dringen. Überdies ist die Bilderfassungseinheit 32 in der Lage, alle Bilderfassungsdaten nach Ablauf eines festen Zeitintervalls an eine Steuereinheit (nicht in den Zeichnungen dargestellt) zu übertragen. Wenn die Steuereinheit, während das Fahrzeug vorwärts fährt, bestimmt, dass ,das in den Bilderfassungsdaten dargestellte Objekt kein Hindernis ist‘, oder das ,die Entfernung zwischen dem Bildsensor 38 und dem Hindernis größer ist als die vorgegebene Entfernung in den „Annäherungsbestimmungsdaten“, kann das Fahrzeug ohne Richtungsänderung weiter in Vorwärtsrichtung fahren. Die Bestimmung, welche die Steuereinheit in Bezug auf verschiedene Objekte in den Bilderfassungsdaten ausführt, kann z.B. mittels eines bekannten Mustervergleichsverfahrens erfolgen.
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Wenn die Steuereinheit während des Vorwärtsfahrens des Fahrzeugs jedoch bestimmt, dass ,die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt‘ und zusätzlich dass ,das in den Bilderfassungsdaten dargestellte Objekt ein Hindernis ist‘ und außerdem dass ,die Entfernung zwischen dem Bildsensor 38 und dem Hindernis kleiner ist als die vorgegebene Entfernung in den „Annäherungsbestimmungsdaten“, sendet die Steuereinrichtung ein Signal an den Bremszylinder des Fahrzeugs. Infolgedessen werden die entsprechenden Bremsvorrichtungen betätigt und an die Fahrzeugräder wird eine Bremskraft angelegt, auch wenn der Fahrer nicht das Bremspedal betätigt. Folglich wird die Geschwindigkeit des Fahrzeugs verringert und, falls nötig, kann das Fahrzeug zum Stillstand gebracht werden.
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Wenn die Temperatur außerhalb des Fahrzeugs niedrig ist, so dass die Heizung im Fahrzeug eingeschaltet wird, kann sich auf der Frontscheibe 10 Kondenswasser bilden. Bei niedriger Außentemperatur kann sich zudem Reif oder Eis auf der Frontscheibe 10 bilden. In diesem Fall besteht die Möglichkeit, dass der Bildsensor 38 undeutliche Bilder von einem Objekt erfasst oder nicht in der Lage ist, Bilder eines Objektes zu erfassen.
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Da die Fenstervorrichtung 20 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausgestaltung mit der Heizung 42 und dem wärmeaufnehmenden Bereich 40A versehen ist, versorgt die Steuereinheit die Heizung 42 mit Strom, wenn die Außentemperatur unter eine vorbestimmte Temperatur fällt, so dass die Heizung 42 Wärme abgibt.
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Der wärmeaufnehmende Bereich 40A nimmt die von der Heizung 42 abgestrahlte Wärme auf, worauf die Strahlungswärme von dem wärmeaufnehmenden Bereich 40A in Richtung der Frontscheibe 10 abgegeben wird, so dass die Frontscheibe 10 erwärmt wird. Demzufolge können Kondenswasser, Reif, Eis oder dergleichen, das sich auf der Frontscheibe 10 gebildet hat, beseitigt werden.
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Nachfolgend werden die Funktionsweise und die Wirkung der Wärmedämmstruktur S gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausgestaltung beschrieben.
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Die Wärmedämmstruktur S umfasst die Wärmedämmschicht 48, welche durch die übereinanderliegenden Wärmedämmstoffe 62 und 64 an der Rückseite 42A der Heizung 42 gebildet wird, wobei die Wärmebeständigkeit des Wärmedämmstoffes 62 auf der Seite, die der Heizung am nächsten liegt, 42 höher bemessen ist als die Wärmebeständigkeit des Wärmedämmstoffes 64 auf der Seite, die von der Heizung 42 am weitesten entfernt ist. Überdies ist die Wärmeleitfähigkeit des Wärmedämmstoffes 64 auf der Seite, die von der Heizung 42 am weitesten entfernt ist, niedriger bemessen als die Wärmeleitfähigkeit des Wärmedämmstoffes 62 auf der Seite, die der Heizung am nächsten liegt, 42, d.h., die Wärmedämmleistung des Wärmedämmstoffs wurde erhöht. Folglich wird die Wahrscheinlichkeit verringert, dass es durch die von der Heizung 42 abgegebene Wärme zu Beeinträchtigungen in dem Wärmedämmstoff 62 kommt, während mittels des Wärmedämmstoffes 64 eine adäquate Wärmedämmleistung erzielt werden kann. Im Vergleich zu einer Struktur, bei der die Wärmedämmschicht 48 durch einen einzigen Wärmedämmstoff gebildet wird, können die Wärmebeständigkeits- und Wärmedämmeigenschaften mittels der Wärmedämmstruktur S daher sichergestellt werden, ohne dass es notwendig ist, die Dicke der Wärmedämmschicht 48 zu vergrößern. Da es auf diese Weise möglich ist, eine Vergrößerung der Dicke der Wärmedämmschicht 48 zu vermeiden, kann die Wärmedämmschicht 48 im Innern der Fenstervorrichtung 20 angebracht werden, die aufgrund ihrer Anordnung im Fahrzeuginnenraum einen begrenzten Einbauraum aufweist.
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Da die Wärmedämmschicht 48 zudem verhindert, dass die von der Rückseite der Heizung 42 abgestrahlte Wärme entweicht, wird die von der Heizung 42 an den wärmeaufnehmenden Bereich 40A übertragene Wärmemenge vergrößert. Und weil die Frontscheibe 10 rasch und mit wenig Wärmeverlust erwärmt werden kann, ohne dass die Wärmeabgabe der Heizung 42 übermäßig erhöht werden muss, kann eine Zunahme des Wärmeeintrags in den Bildsensor 38 vermieden werden.
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Da zudem die Wärmedämmschicht 48 der Wärmedämmstruktur S durch die zwei übereinanderliegenden Lagen des Wärmedämmstoffes 62 und 64 gebildet wird, kann eine Vergrößerung der Dicke der Wärmedämmschicht 48 vermieden werden.
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Weiterhin besteht bei der Wärmedämmstruktur S der Wärmedämmstoff 64 auf der Seite, die von der Heizung 42 am weitesten entfernt ist, aus einem Polyolefinschaumstoff, der eine hervorragende Wärmedämmleistung aufweist, während der Wärmedämmstoff 62 auf der Seite, die der Heizung 42 am nächsten liegt, aus einem Polyurethanschaumstoff besteht, der eine größere Wärmebeständigkeit aufweist, folglich können die Wärmebeständigkeits- und Wärmedämmeigenschaften effizient sichergestellt werden, ohne dass es notwendig ist, die Dicke der Wärmedämmschicht 48 zu vergrößern.
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Gemäß der oben beschriebenen beispielhaften Ausgestaltung umfasst die Wärmedämmschicht 48 zwei Lagen des Wärmedämmstoffes, die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt; d.h., dass die Wärmedämmschicht 48 drei oder mehr Lagen des Wärmedämmstoffes umfassen kann.
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Überdies wurde in der oben beschriebenen, beispielhaften Ausgestaltung eine Struktur verwendet, bei der die Fenstervorrichtung 20 an der Innenseite der Frontscheibe angeordnet ist, die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Fenstervorrichtung kann beispielsweise an der Innenseite des Heckfensters und an der Innenseite eines Seitenfensters des Fahrzeugs angebracht sein.
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Anschließend wurden die bevorzugten Kombinationen der für die Wärmedämmschicht gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausgestaltung verwendeten Wärmedämmstoffe getestet.
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In diesem Test wurden die jeweiligen Arten der in Tabelle 1 dargestellten Wärmedämmschichten an die gleiche Heizung angebracht, worauf jeweils die Oberflächentemperaturen der Heizungen und die Oberflächentemperaturen der Wärmedämmstoffe gemessen wurden. Als Pass-Kriterium für die Auswertung wurde eine Oberflächentemperatur von maximal 75°C auf der Bildsensorseite des Wärmedämmstoffes festgesetzt, sobald die Oberflächentemperatur der Heizung 120°C erreicht hatte.
- Testbedingungen: 10°C Umgebungstemperatur
- Bestromung der Heizung: konstante Bestromung bei 13,6V
- Temperaturmesspunkt: zwischen der Heizung und der lichtabschirmenden Haube
- Temperatursicherungsspezifikationen: axial 44K φ1,65 ±0.1 143 ± 3°C, kein Isolierrohr, an der Heizung wurden Zuleitungsdrähte mit einer Originallänge von 69 mm angeschlossen, wobei die Richtungen ihrer wärmeempfindlichen Abschnitte (d.h. die zwei Drähte) parallel zueinander verliefen.
- LZ2000: Polyolefinschaumstoff: Inoac Corporation Ltd.
- GS072: Polyolefinschaumstoff: Inoac Corporation Ltd.
- TR32: Polyurethanschaumstoff: Rogers Inoac Corporation Ltd. Hamagasu-Schaumstoff: Beschichtete Aluminiumfolie und Siliziumschaumkörper: Hamamatsu Gasket Corporation Ltd.
- 838R: Aluminium-Glasgewebe-Klebeband: Teraoka Seisakusho Co., Ltd.
Tabelle 1 | | Vergleichsbeispiel 1 | Vergleichsbeispiel 2 | Vergleichsbeispiel 3 | Beispiel 1 | Beispiel 2 | Beispiel 3 |
| Anzahl der Wärmedämmstoffe | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| Dicke der Wärmedämmschicht | t3,0 | t3,0 | t2,0 | t2,9 | t2,23 | t2,6 |
| Wärmedämmstoff, auf der Seite, die der Heizung am nächsten liegt | Hamagasu-Schaum t1,5 | TR32 t1,5 | TR32 t1,0 | TR32 t2,0 | TR32 t2,0 | TR32 t1,0 |
| Wärmedämmstoff, auf der Seite, die von der Heizung am weitesten entfernt ist | TR32 t1,5 | TR32 t1,5 | TR32 t1,0 | LZ2000 t0,9 | 838R t0,23 | GS072 t1,6 |
| Heizungsflächentemp. erreicht 120°C | Oberflächentemp. des Wärmedämmstoffes | 75,5°C | 80,8°C | 92,4°C | 66,8°C | 69,1°C | 72,9°C |
| Zeit, bis zum Erreichen der Temp. | 3 min 15 sec | 3 min 9 sec | 2 min 53 sec | 2 min 49 sec | 3 min 10 sec | 2 min 44 sec |
| Oberflächentemp. des Wärmedämmstoffes erreicht 75°C | Oberflächentemp. der Heizung | 118,75°C | 114,10°C | 97,10°C | 134,10°C | 129,35°C | 125,00°C |
| Zeit, bis zum Erreichen der Temp. | 3 min 10 sec | 2 min 48 sec | 1 min 50 sec | 3 min 43 sec | 3 min 54 sec | 3 min 1 sec |
| Auswertung | FAIL | FAIL | FAIL | PASS | PASS | PASS |
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Wie anhand der Oberflächentemperatur des Wärmedämmstoffes aus der Tabelle 1 ersichtlich ist, konnten die Wärmedämmleistungen in den Beispielen 1 bis 3 im Vergleich zu den Vergleichsbeispielen 2 und 3, in denen die Wärmedämmschicht durch zwei übereinanderliegende Lagen des gleichen Wärmedämmstoffes gebildet wurde, erheblich verbessert werden, wenn die Oberflächentemperatur der Heizung 120°C erreicht. Überdies ist ersichtlich, dass die Wärmedämmleistungen in den Beispielen 1 bis 3 im Vergleich zum Vergleichsbeispiel 1, in dem die Wärmedämmschicht durch zwei übereinanderliegende Lagen unterschiedlicher Wärmedämmstoffe gebildet wurde, deutlich verbessert werden konnte. Insbesondere in Beispiel 1 konnte die Wärmedämmleistung deutlich verbessert werden.
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Die obigen beispielhaften Ausgestaltungen der vorliegenden Offenbarung wurden anhand der Beispiele beschrieben; diese beispielhaften Ausgestaltungen dienen jedoch lediglich der Veranschaulichung der vorliegenden Offenbarung, und es können verschiedene Änderungen vorgenommen werden, insoweit sie nicht vom Konzept oder Umfang der vorliegenden Offenbarung abweichen. Darüber hinaus soll der Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nicht auf die oben beschriebenen beispielhaften Ausgestaltungen beschränkt sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2017185896 A [0004, 0005]