JP2012144217A - 自動車用窓ガラス - Google Patents

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Abstract

【課題】赤外線通信や携帯電話の使用が可能であり、且つ、赤外線遮蔽性能を有する自動車用窓ガラスを提供することを目的とする。
【解決手段】周縁部が自動車のボディフランジに取り付けられ、大部分に赤外線を反射又は吸収する赤外線遮蔽部を有する自動車用窓ガラスであって、車幅方向両側の下側端部にそれぞれ少なくとも所定の電磁波を透過する略矩形状の電磁波透過部を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車用窓ガラスに関し、特に赤外線遮蔽性能を有する自動車用窓ガラスに関する。
近年、自動車内の温度上昇を抑え、冷房負荷を低減させる目的のため、車両用窓ガラスに赤外線遮蔽性能を有するガラス（以下、赤外線遮蔽ガラスと呼ぶことがある。）を使用することが普及しつつある。従来の赤外線遮蔽ガラスとしては、ガラス板の表面に各種の金属または金属酸化物の導電性薄膜を積層した薄膜付きガラス板が用いられ、これらの膜の作用により、車内に入射する太陽輻射エネルギーを大幅にカットすることができる。
しかしながら、この赤外線遮蔽ガラスは、赤外線を遮蔽するのみならず、携帯電話の電波を阻害する要因にもなることが知られている。また、米国では、タイヤの空気圧を検出してタイヤの空気圧不足を警告するＴＰＭＳ（Tire Pressure Monitoring System）を装着することが義務付けられている。このＴＰＭＳでは、例えば、タイヤバルブと一体化した送信機から車体側の受信機に赤外線信号が送信される。
さらに、近年では、赤外線を使用したシステムとして、キーレスエントリやガレージドアオープナーなども普及している。キーレスエントリやガレージドアオープナーは、自動車内の送信機からガレージの受信機に赤外線信号を送信することにより、ドアロック又はガレージの開閉を行うシステムである。
以上のように、これらのシステムを正常に動作させるためには、ガラスが電磁波透過性能を有する必要がある。
特許文献１に記載の自動車用窓ガラスにおいては、室内空間側の窓ガラスの一部に送信機／受信機を直接取り付け、送信機／受信機の取付位置にのみ赤外線遮蔽層を設けないことで、太陽輻射エネルギーをカットしつつ、外部と送信機／受信機との間で電磁波による通信を許容している。
特開平８−２１００４２号公報
しかしながら、特許文献１に記載の自動車用窓ガラスでは、窓ガラスに直接取り付ける送信機／受信機には有効であるが、窓ガラスから離れて配置された送信機／受信機や携帯電話等には対応できておらず、電磁波による通信、特に携帯電話等の通常の使用に支障がでるおそれがあった。
そこで、本発明は、電磁波による通信、特に携帯電話の使用が可能であり、且つ、赤外線遮蔽性能を有する自動車用窓ガラスを提供することを目的とする。
本発明は、以下に示す態様を提供するものである。
（１）周縁部が自動車のボディフランジに取り付けられ、大部分に赤外線を反射又は吸収する赤外線遮蔽部を有する自動車用窓ガラスであって、
車幅方向両側の下側端部にそれぞれ少なくとも所定の電磁波を透過する略矩形状の電磁波透過部を有することを特徴とする自動車用窓ガラス。
（２）所定の透過させる電磁波の周波数帯の中心周波数における空気中の波長をλ０、ガラス波長短縮率をｋ（ただしｋ＝０．６４）とし、ガラス上での波長をλｇ＝λ０・ｋとすると、
前記電磁波透過部の上辺は、下方に位置する前記ボディフランジから２λｇ以上離れており、且つ、
前記電磁波透過部の内側辺は、側方に位置する前記ボディフランジから３．６λｇ以上離れている（１）に記載の自動車用窓ガラス。
（３）前記電磁波透過部の上辺は、下方に位置する前記ボディフランジから１７０ｍｍ以上離れており、且つ、
前記電磁波透過部の内側辺は、側方に位置する前記ボディフランジから３００ｍｍ以上離れている（１）に記載の自動車用窓ガラス。
（４）前記車幅方向両側の電磁波透過部を前記自動車用窓ガラスの下側端部で連通させるとともに前記赤外線遮蔽部を形成させない電磁波透過連通部を有し、
前記電磁波透過連通部の上辺と下方に位置する前記ボディフランジとの距離は、前記電磁波透過部の上辺と下方に位置する前記ボディフランジとの距離より小さい（１）から（３）のいずれかに記載の自動車用窓ガラス。
（５）前記電磁波透過連通部の上辺は、下方に位置する前記ボディフランジから９５ｍｍ以上離れている（４）に記載の自動車用窓ガラス。
（６）前記赤外線遮蔽部は、前記ボディフランジの先端部より内側にある（１）から（５）のいずれかに記載の自動車用窓ガラス。
（７）前記電磁波透過部は、熱線反射膜をメッシュ上に形成した周波数選択表面である（１）から（６）のいずれかに記載の自動車用窓ガラス。
（８）前記自動車用窓ガラスは、自動車の前方に設置されるフロントガラスである（１）から（７）のいずれかに記載の自動車用窓ガラス。
本発明によれば、自動車用窓ガラスの略全面に設けられた赤外線遮蔽部により赤外線の透過が遮蔽されることにより自動車内の温度上昇を抑え、冷房負荷を低減させることができる。また、車幅方向両側の下側端部にそれぞれ略矩形状の電磁波透過部が形成されるので、例えば、車載器や携帯電話がガラスから離れて配置されていても、電磁波障害を回避して良好な使用を確保することができる。
本発明の一実施形態の自動車用窓ガラスを正面から見た図である。 図１の自動車用窓ガラスの部分断面図である。 ＰＣＳ（周波数帯域：１８５０ＭＨｚ〜１９９０ＭＨｚ）の携帯電話をセンターコンソールに配置し、電磁波透過部の高さと電磁波透過部の横幅を変更して電波の減衰量を測定したグラフである。 図１の変形例に係る自動車用窓ガラスを正面から見た図である。
次に、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態の自動車用窓ガラスを正面から見た図である。本実施形態の自動車用窓ガラス１０１は、いわゆる合わせガラスであって、自動車のボディの略矩形状の開口部１２０に取り付けられフロントガラスとして用いられる。自動車用窓ガラス１０１は、接着剤１０７（図２参照）を介してフロントガラス用の開口部１２０から内側に突出するボディフランジ１２１に接着固定される。
自動車用窓ガラス１０１は、図２に示すように、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）等の透明樹脂製の中間膜１０１ｃを、車外側に位置するガラス板（外板１０１ａ）と車内側に位置するガラス板（内板１０１ｂ）とで挟持した合わせガラスである。内板１０１ｂの周縁における車内側面には、スクリーン印刷等されてから焼成により作られた黒色セラミック層１０８が、自動車用窓ガラス１０１の全周にほぼ枠状に設けられている。黒色セラミック層１０８は、黒色または暗色のセラミック製の皮膜であり、可視光だけでなく紫外線の透過を遮ることができ、接着剤１０７が紫外線によって劣化するのを防ぐことができる。また、車外からは接着剤１０７等が見えなくなり、外観の審美性を向上させている。なお、黒色セラミック層１０８は、外板１０１ａの車内側面、内板１０１ｂの車外側面の何れかに設けられていてもよい。
導電膜１０２は、内板１０１ｂの車外側面にフィルムやコーティングによって設けられる。この導電膜１０２は、内板１０１ｂの外周縁部から全周に亘って数ｃｍ程度カットバックされ、導電膜１０２が形成された領域が、赤外線遮蔽性能を有する赤外線遮蔽部１０３をなしている。本実施形態では、このカットバック量は、開口部１２０に自動車用窓ガラス１０１が取り付けられた状態で、導電膜１０２が、開口部１２０を形成するボディフランジ１２１とオーバラップしない、即ち、ボディフランジ１２１とオフセットするように全周に亘って開口部１２０の内側となるように設定されている。このように設定することによって、赤外線遮蔽の効果はそのままに赤外線遮蔽部１０３をできるだけ小さくすることができる。
また、導電膜１０２は、外板１０１ａの車内側面または中間膜１０１ｃにフィルムやコーティングによって設けてもよいし、２枚の中間膜で導電膜フィルムを挟むことによって設けてもよい。
また、本実施形態の自動車用窓ガラス１０１には、車載器の電磁波通信及び携帯電話の通話を可能とするため電磁波透過部１０５が設けられている。なお、この電磁波透過部１０５は、対象の領域に導電膜１０２を設けないことにより形成させる。または、対象の領域の導電膜１０２に所定の電磁波を通すことができるメッシュ状、スリット状のパターン等を形成させた周波数選択表面（FSS: Frequency Selective Surface）を設けてもよい。導電膜１０２を設けないことで、または周波数選択表面を形成させることにより、赤外線、携帯電話の電波等を含め所定の電磁波が透過可能となる。
この電磁波透過部１０５は、図１に示すように、自動車用窓ガラス１０１の車幅方向両側の下側端部にそれぞれ略矩形状に設けられている。即ち、車両前方から自動車用窓ガラス１０１を見ると、２つの略矩形状の電磁波透過部１０５が、左方下側隅部と右方下側隅部に左右対称に形成されている。このように左方下側隅部と右方下側隅部にそれぞれに電磁波透過部を設けることによって、自動車用窓ガラス１０１の下側端部の中央に電磁波透過部がなくても、センターコンソール上に置かれた携帯電話の送受信環境を改善できる。
また、所定の透過させる電磁波の周波数帯の中心周波数における空気中の波長をλ０、ガラス波長短縮率をｋ（ただしｋ＝０．６４）とし、ガラス上での波長をλｇ＝λ０・ｋとすると、電磁波透過部１０５の上辺は、下方に位置するボディフランジ１２１から２λｇ以上離れるように、且つ、電磁波透過部１０５の内側辺は、側方に位置するボディフランジ１２１から３．６λｇ以上離れるように電磁波透過部を設けることによって、最適な電磁波透過部１０５を設定することができる。窓ガラスのデザインにもよるが、赤外線遮蔽部１０３を広く確保できることを考慮すると、電磁波透過部１０５は小さい方が好ましい。
例えば、アメリカやカナダで提供されているデジタル携帯電話サービスであるＰＣＳ（周波数帯域：１８５０ＭＨｚ〜１９９０ＭＨｚ）用携帯電話の電磁波の場合、電磁波透過部１０５の上辺は、下方に位置するボディフランジ１２１から１７０ｍｍ以上離れるように、且つ電磁波透過部１０５の内側辺は、側方に位置するボディフランジ１２１から３００ｍｍ以上離れるように電磁波透過部１０５を設けることが好ましい。
図４は、本発明の別の実施形態の自動車用窓ガラスを正面から見た図である。図４に示す実施形態は、図１の実施形態に自動車用窓ガラス１０１の下側端部で赤外線遮蔽部を形成させずに車幅方向両側それぞれの電磁波透過部１０５を連通させた電磁波透過連通部１０６を設けている。電磁波透過連通部１０６は、電磁波透過連通部１０６の上辺と下方に位置するボディフランジ１２１との距離は、電磁波透過部１０５の上辺と下方に位置するボディフランジ１２１との距離より小さく形成される。この電磁波透過連通部１０６により、自動車の車両後部のピラーに内蔵された車載器の受信環境が大幅に改善される。例えば、タイヤバルブと一体化したＴＰＭＳのタイヤ空気圧センサからの信号の受信機である。
また、電磁波透過連通部１０６の上辺が下方に位置するボディフランジ１２１から９５ｍｍ以上離れるように電磁波透過連通部１０６を形成させることが好ましい。９５ｍｍ以上離すことによって、例えば、タイヤバルブと一体化したタイヤ空気圧センサからの信号の受信環境を大幅に改善することができる。
［例１］
図３はＰＣＳ用携帯電話をセンターコンソールに設置したときの送受信において、自動車用窓ガラスの電磁波透過部の高さと電磁波透過部の横幅を変更した場合の電波の減衰量を測定した結果である。測定は、電磁波透過部の高さが、それぞれ１９０ｍｍ、１７０ｍｍ、１３０ｍｍの３種類の窓ガラスを用意し、電磁波透過部の横幅を変更して行った。電磁波透過部の横幅とは、電磁波透過部１０５の窓ガラス１０１の内方の縦方向の内側辺と側方に位置するボディフランジ１２１の先端部１２１ａとのガラス面沿いの距離Ｌである。電磁波透過部の高さとは、電磁波透過部１０５の上辺と下方に位置するボディフランジ１２１の先端部１２１ａとのガラス面沿いの距離Ｈである。
図３のグラフの横軸は電磁波透過部の横幅（ｍｍ）、縦軸は赤外線遮蔽部を有していない自動車用窓ガラスと比較した減衰量（ｄＢ）を示している。つまり、赤外線遮蔽部を有していない自動車用窓ガラスと同じ減衰量であれば０ｄＢとなる。減衰量の測定方法は、電波暗室に、測定対象の窓ガラスを自動車の前方の窓枠にフロントガラスとして設置された自動車を配置して、電波の発信位置から自動車内のセンターコンソール上での受信位置までのＰＣＳの帯域平均における電波の減衰量を測定した。電波の発信位置とアンテナ導体との仰角は略水平方向（地面と平行な面を仰角＝０°、天頂方向を仰角＝９０°とする場合、仰角＝０°の方向）であった。
図３によれば、電磁波透過部１０５の高さが１３０ｍｍのとき、電磁波透過部１０５の横幅を大きくしても、減衰量はあまり改善しない。一方、電磁波透過部１０５の高さが１７０ｍｍのとき、電磁波透過部１０５の横幅が３００ｍｍであっても減衰量が大きく改善することが分かる。
［例２］
図４に示すように自動車用窓ガラス１０１の下側端部で赤外線遮蔽部を形成させずに車幅方向両側それぞれの電磁波透過部１０５を連通させた電磁波透過連通部１０６を設けた赤外線遮蔽部を有する自動車用窓ガラスを用意し、車両後部のピラーに内蔵されたＴＰＭＳのタイヤ空気圧センサの受信機の受信性能について実験した。
測定は、電磁波透過連通部の高さを変更させた複数の自動車用窓ガラスにおいて、それぞれについてタイヤを１回転させたときの受信率を算出して行った。電磁波透過連通部の高さとは、電磁波透過連通部１０６の上辺と下方に位置するボディフランジ１２１とのガラス面沿いの距離Ｔである。
測定の結果、電磁波透過連通部１０６の高さを９５ｍｍ以上にすることで、タイヤを一回転させたときの受信確率が６０％以上となり、受信率を大幅に改善することが分かった。
本発明の自動車用窓ガラス１０１は、赤外線遮蔽部１０３により赤外線を反射又は吸収することで、自動車内の温度上昇を抑え、冷房負荷を低減させることができる。一方で、電磁波透過部１０５が自動車用窓ガラス１０１の車幅方向両側の下側端部にそれぞれ略矩形状に設けられているので、携帯電話等の車載器の電磁波を透過させることで、携帯電話や他の車載器等を良好に使用することができる。
また、電磁波透過部１０５は、自動車用窓ガラス１０１の車幅方向両側の下側端部にそれぞれ設けられているので、赤外線遮蔽部１０３との境界線が、乗員の視認性を妨げるものではない。
尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。また、携帯電話とタイヤ空気圧センサの受信機を車載器として例示したが、これに限定されず、例えばリモートキーレスエントリーシステムなどにも有効である。
１０１ 自動車用窓ガラス
１０１ａ 外板
１０１ｂ 内板
１０１ｃ 中間膜
１０２ 導電膜
１０３ 赤外線遮蔽部
１０５ 電磁波透過部
１０６ 電磁波透過連通部
１０７ 接着剤
１０８ 黒色セラミック層
１２０ 開口部
１２１ ボディフランジ
１２１ａ 先端部

Claims (8)

  1. 周縁部が自動車のボディフランジに取り付けられ、大部分に赤外線を反射又は吸収する赤外線遮蔽部を有する自動車用窓ガラスであって、
    車幅方向両側の下側端部にそれぞれ少なくとも所定の電磁波を透過する略矩形状の電磁波透過部を有することを特徴とする自動車用窓ガラス。
  2. 所定の透過させる電磁波の周波数帯の中心周波数における空気中の波長をλ０、ガラス波長短縮率をｋ（ただしｋ＝０．６４）とし、ガラス上での波長をλｇ＝λ０・ｋとすると、
    前記電磁波透過部の上辺は、下方に位置する前記ボディフランジから２λｇ以上離れており、且つ、
    前記電磁波透過部の内側辺は、側方に位置する前記ボディフランジから３．６λｇ以上離れている請求項１に記載の自動車用窓ガラス。
  3. 前記電磁波透過部の上辺は、下方に位置する前記ボディフランジから１７０ｍｍ以上離れており、且つ、
    前記電磁波透過部の内側辺は、側方に位置する前記ボディフランジから３００ｍｍ以上離れている請求項１に記載の自動車用窓ガラス。
  4. 前記車幅方向両側の電磁波透過部を前記自動車用窓ガラスの下側端部で連通させるとともに前記赤外線遮蔽部を形成させない電磁波透過連通部を有し、
    前記電磁波透過連通部の上辺と下方に位置する前記ボディフランジとの距離は、前記電磁波透過部の上辺と下方に位置する前記ボディフランジとの距離より小さい請求項１から３のいずれか１項に記載の自動車用窓ガラス。
  5. 前記電磁波透過連通部の上辺は、下方に位置する前記ボディフランジから９５ｍｍ以上離れている請求項４に記載の自動車用窓ガラス。
  6. 前記赤外線遮蔽部は、前記ボディフランジの先端部より内側にある請求項１から５のいずれか１項に記載の自動車用窓ガラス。
  7. 前記電磁波透過部は、熱線反射膜をメッシュ上に形成した周波数選択表面である請求項１から６のいずれか１項に記載の自動車用窓ガラス。
  8. 前記自動車用窓ガラスは、自動車の前方に設置されるフロントガラスである請求項１から７のいずれか１項に記載の自動車用窓ガラス。
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