JP6847944B2 - 車両用窓ガラス - Google Patents
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Description
以下、本発明に係る車両用窓ガラスの一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図1は本実施形態に係る車両用窓ガラスが適用される自動車のリアガラスの正面図である。なお、以下では、説明の便宜のため、図1の向きを基準に、図1の上下方向を、上下方向または垂直方向、図1の左右方向を、左右方向または水平方向と称することがあるが、この向きは、本発明を限定するものではない。
図1に示すように、本実施形態に係る車両用窓ガラスは、ガラス板1上に、デフォッガ2、FM/AM兼用アンテナ3、及び一対のデジタルテレビアンテナ4,5が、実装されている。以下、各部材について、順に説明する。
ガラス板1は、自動車用の公知のガラス板を利用することができる。例えば、ガラス板1として、熱線吸収ガラス、一般的なクリアガラス若しくはグリーンガラス、又はUVグリーンガラスが利用されてもよい。ただし、このようなガラス板1は、自動車が使用される国の安全規格に沿った可視光線透過率を実現する必要がある。例えば、日射吸収率、可視光線透過率などが安全規格を満たすように調整することができる。以下に、クリアガラスの組成の一例と、熱線吸収ガラス組成の一例を示す。
SiO2:70〜73質量%
Al2O3:0.6〜2.4質量%
CaO:7〜12質量%
MgO:1.0〜4.5質量%
R2O:13〜15質量%(Rはアルカリ金属)
Fe2O3に換算した全酸化鉄(T−Fe2O3):0.08〜0.14質量%
熱線吸収ガラスの組成は、例えば、クリアガラスの組成を基準として、Fe2O3に換算した全酸化鉄(T−Fe2O3)の比率を0.4〜1.3質量%とし、CeO2の比率を0〜2質量%とし、TiO2の比率を0〜0.5質量%とし、ガラスの骨格成分(主に、SiO2やAl2O3)をT−Fe2O3、CeO2及びTiO2の増加分だけ減じた組成とすることができる。
次に、デフォッガ2について説明する。図1に示すように、デフォッガ2は、ガラス板1における上下方向の中央付近(デフォッガ領域)に配置されており、ガラス板1の左右方向全体に亘って延びるように形成されている。具体的には、このデフォッガ2は、ガラス板1の両側縁に沿って上下方向に延びる一対の給電用のバスバー21a,21bを備えている。両バスバー21a,21bの間には、複数の水平加熱線22が所定間隔をおいて平行に配置されており、バスバー21a,21bからの給電により、防曇用の熱が発生するようになっている。また、このデフォッガ2には、これら水平加熱線22を水平方向に概ね2等分するように、上下方向に延びる垂直線23が設けられている。また、垂直線23は、最も上方にある水平加熱線(以下、最上部水平加熱線という)221と、最も下方にある水平加熱線(以下、最下部水平加熱線という)222とを結ぶように延びているが、ガラス板1を加熱する機能は有さず、後述するFM/AM兼用アンテナ3を補助する役割を果たす。
次に、FM/AM兼用アンテナ3について説明する。このFM/AM兼用アンテナ3は、ガラス板1上で、デフォッガ2の上方にあるアンテナ領域に配置されている。具体的には、このFM/AM兼用アンテナ3は、アンテナ領域の左端側で、デフォッガ2の直上に配置された第1給電部31と、アンテナ領域の中央に配置されるFMアンテナ本体32と、第1給電部31とFMアンテナ本体32とを接続する第1メイン給電エレメント33と、第1給電部31から上方に延びる第1調整エレメント34と、を備えている。これらにより、FMメインアンテナが構成される。さらに、FMサブアンテナとして、アンテナ領域の右端側で、デフォッガ2の直上に配置された第2給電部35と、この第2給電部35から上方へ延びるサブ給電エレメント36と、を備えている。さらに、デフォッガ2の下側に第2調整エレメント39が設けられている。以下、これらFM/AM兼用アンテナを構成する要素について詳細に説明する。
次に、デジタルテレビアンテナについて説明する。ここでは、説明の便宜上、左側を第1デジタルテレビアンテナ4、右側を第2デジタルテレビアンテナ5と称することとする。上記のように、これらデジタルテレビアンテナ4、5は、FMアンテナ本体32の両側のテレビアンテナ領域にそれぞれ配置されるものであり、形状が左右対称である以外は同じであるため、以下では、第1デジタルテレビアンテナ4について説明する。
上記のようなデフォッガ2、及び各アンテナ3〜5は、線材を組み合わせることで構成されているが、これらは導電性を有する導電性材料をガラス板1の表面に所定のパターンを有するように積層することで形成することができる。そのような材料としては、導電性を有していればよく、実施形態に適宜選択可能であり、一例として、銀、金、白金等を挙げることができる。具体的には、例えば、銀粉末、ガラスフリット等を含む導電性の銀ペーストをガラス板1の表面に印刷し焼成することによって形成することができる。
次に、本実施形態に係る窓ガラスの製造方法を説明する。本実施形態に係る窓ガラスのガラス板1は、プレスによって成形するプレス成形工法、ガラス板1の自重で曲げる自重曲げ工法等によって成形することができる。
以上のように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)FMアンテナ本体32が、2つの水平部321,322とこれらを連結する1つの垂直部323とで構成されているため、アンテナ領域を有効に利用することができる。例えば、垂直部323は、デフォッガ2の垂直線23と対応する位置に設けられ、第2水平部322は、デフォッガ2の最上部水平加熱線221に近接した位置に設けられるため、FMアンテナ本体32とデフォッガと2を効果的に容量結合することができる。その結果、FM放送波の受信帯域を広くすることができる。なお、垂直部323は、2本以上設けてもよい。
次に、本発明に係る車両用窓ガラスの第2実施形態について、図3を参照しつつ説明する。図3は本実施形態に係る車両用窓ガラスが適用される自動車のリアガラスの正面図である。以下では、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。第2実施形態は、第1実施形態とFM/AM兼用アンテナ3の形状が相違し、また、デジタルテレビアンテナの代わりにDABアンテナ6が配置されている。さらに、第2調整エレメントは設けられていない。以下、相違部分について説明する。
図3に示すように、本実施形態に係るFM/AM兼用アンテナ3は、FMアンテナ本体、給電エレメント、第1調整エレメント、メイン給電エレメント、及びFMサブアンテナのサブ給電エレメントの形状が相違している。以下、これらを説明する。
まず、本実施形態のFMアンテナ本体32は、第1実施形態と同様に、第1水平部321と、この第1水平部321と平行に延びる第2水平部322と、第1水平部321の中央と第2水平部322の中央とを結び上下方向に延びる垂直部323とを有している。第1実施形態との相違点は、第2水平部322である。本実施形態に係る第2水平部322は、左側の端部が第1給電部31に接続されている。また、第2水平部322の右側は、第1実施形態よりもやや短く形成されている。
第1調整エレメント34は次のように構成されている。本実施形態の第1調整エレメント34は、第1給電部31からガラス板1の左端縁に沿って上方へ延びるとともに、ガラス板1の上端付近から水平方向に延びるように形成されている。そして、第1調整エレメント34の上端の水平部分は、FMアンテナ本体32の第1水平部321の下側に近接し、この第1水平部321に沿って水平に延びている。これにより、第1調整エレメント34は、FMアンテナ本体32の第1水平部321と容量結合している。
本実施形態においては、上記第1調整エレメント34の中間部に、2本の第3メイン給電エレメント38が接続されている。これら第3メイン給電エレメント38は平行に配置され、それらの右端部は、FMアンテナ本体32の垂直部323にそれぞれ連結されている。
サブ給電エレメント36は、次のように構成されている。本実施形態に係るサブ給電エレメント36は、第2給電部35から左側に直線状に延びており、FMアンテナ本体32の第2水平部322の上側に近接し、これに沿って延びている。
続いて、DABアンテナについて説明する。DABは、ヨーロッパ等で採用されているデジタルラジオの放送規格である。DABでは、主に、周波数帯域が174MHz〜240MHzのバンド3と周波数帯域が1452MHz〜1492MHzのLバンドとが用いられている。本実施形態においては、主としてバンド3を周波数帯域とするDABアンテナ6が対象となる。
以上のように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)FMアンテナ本体32の基本的な形状は第1実施形態と同じであるが、本実施形態では、FMアンテナ本体32の左側に他のアンテナを配置していないため、FMアンテナ本体32の左側のスペースにおける配線の自由度が高くなる。すなわち、このスペースの概ね全体に亘って調整エレメント34と2つの第3メイン給電エレメント38を配置することができる。そのため、本実施形態のように、FMアンテナをAMアンテナと共用している場合には、アンテナの配置面積を広げることができるため、AMアンテナの受信感度を向上することができる。
次に、本発明に係る車両用窓ガラスの第3実施形態について図4を参照しつつ説明する。図4は、本実施形態に係る車両用窓ガラスが適用される自動車のリアガラスの正面図である。以下では、第2実施形態と異なる部分についてのみ説明する。第3実施形態は、FM/AM兼用アンテナ3の形状が相違し、また、デフォッガ2の下側に第2調整エレメント39が設けられている。但し、この第2調整エレメントは、第1実施形態のものとは形状が相違する。なお、第1調整エレメント34は、第2実施形態と同じであるため、説明を省略する。
本実施形態に係るFM/AM兼用アンテナ3では、FMアンテナ本体32の第1水平部321の右端部が垂直部323の上端と接続されている。すなわち、第1水平部321と垂直部323とでL字型をなしている。これにより、ガラス板1の右上には広いスペースが確保される。また、FMアンテナ本体32の第2水平部322の右端部が直線により形成されている。さらに、FMサブアンテナのサブ給電エレメント36も直線により形成され、FMアンテナ本体32の第2水平部322の上側に沿うように配置されている。このとき、第2水平部322とサブ給電エレメント36とが左右方向に重なる長さを、第2実施形態よりも短くしている。例えば、第2実施形態と比較して、約20〜約50%とすることができる。具体的には、第2実施形態における重なり長さを175mmとすると、第3実施形態では、50mmとすることができる。
第2調整エレメント39は、デフォッガ2の最下部水平加熱線222の直下で、これと平行に延びる第1水平部391と、この第1水平部391の下方で左右方向に延びる第2水平部392と、これら両水平部391,392を連結する垂直部393とを、備えている。第1水平部391は、デフォッガ2の左右方向の長さの約半分の長さであり、第2水平部392はこれよりも短く形成されている。また、第2水平部392は、ガラス板1の下縁付近に配置されている。垂直部393は、デフォッガ2の垂直線23と対応する位置に配置されている。
本実施形態は、特に、自動車の後部座席のヘッドレストによるFM放送波の受信感度の影響を低減することができる。すなわち、ヘッドレストは、金属の棒状部材によって後部座席の上端部にスライド可能に固定され、ヘッドレストを引き上げると、棒状部材も上方に移動し露出するため、これがFM放送波の受信感度を弱める原因となっていた。具体的には、FM/AM兼用アンテナ3が、ヘッドレストとシートフレームによって構成されるLC直列共振回路と、高周波結合することにより、本来、FM/AM兼用アンテナ3で受信すべき電波がヘッドレストにトラップされ、アンテナ感度低下(DIP)を引き起こしていた。特に、ヘッドレストを引き上げることにより、LC直列共振回路のL値が変化し、受信感度が低下するディップ周波数が、帯域外から帯域内に移動することで、FM放送波の受信感度が低下していた。そこで、本実施形態では、上記のように、FM/AM兼用アンテナ3の形状を第2実施形態から変化させ、さらに第2調整エレメント39を設けることで、ヘッドレストの影響を低減している。具体的には、以下(1)〜(3)の方策を施している。
(2) 第1給電部31とFMアンテナ本体32の第2水平部322とを接続せず、垂直部323と第2水平部322とを逆T字状に接続した。そして、第2水平部322をデフォッガ2と対向して配置することにより、デフォッガ2との容量結合を強めた。
(3) FMアンテナ本体32の第2水平部322とサブ給電エレメント36との左右方向における重なる長さを短くし、FMアンテナ本体32とサブ給電エレメント36との容量結合を弱めた。
なお、上記(1)〜(3)の方策のうち、いずれかひとつを実施することでもヘッドレストの影響を低減することができる。
以上、本発明の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。なお、以下の変形例は適宜組み合わせることができる。
上記実施形態のデフォッガ2の形態は一例であり、加熱線22の数、垂直線の数、これらの交差数などは、特には限定されない。また、受信感度を向上するために、追加のエレメントを適宜設けることもできる。
上記実施形態におけるFM/AM兼用アンテナ3、デジタルテレビアンテナ4,5、DABアンテナ6の形態は一例であり、エレメントの数、長さ、方向などは、特には限定されない。また、デジタルテレビアンテナ、DABアンテナの個数は特には限定されず、1個または複数でもよい。
上記実施形態では、FMアンテナ本体32の第2水平部322または垂直部323に対しメイン給電エレメント33、38を接続しているが、第1水平部321にメイン給電エレメント33、38を接続することもできる。この場合、調整エレメントは、FMアンテナ本体のその他の部位に、容量結合される。
各調整エレメント34,39は、必ずしも必要ではなく、必要に応じて設ければよい。
FMサブアンテナの位置は、特には限定されず、デフォッガ2の下側でもよい。この点について、図5を参照しつつ、一例を示す。図5は、この例における車両用窓ガラスが適用される自動車のリアガラスの正面図である。この例では、第2実施形態とFMメインアンテナの形状が相違し、また、FMサブアンテナがデフォッガの下側に設けられている。以下、説明する。
図5に示すFMメインアンテナでは、FMアンテナ本体32の第1水平部321の右端部に下側に延びる短い第2垂直部325が連結されている。また、第2水平部322の右端部は直線状に形成されている。さらに、第2実施形態では、2本設けられていたメイン給電エレメントが1本になっている。
図5に示すFMサブアンテナは、デフォッガ2の下側に設けられている。すなわち、第2給電部35が、ガラス板1の左側縁において、デフォッガ2の直下に設けられている。そして、サブ給電エレメント36は、第2給電部35から、デフォッガ2の最下部水平加熱線222に沿って延びている。また、デフォッガ2の垂直線23の下端部には、L字型の延長線28が設けられている。すなわち、この延長線28は、垂直線23の下端部から下方に延び、さらに左側に向かって水平方向に延びている。この延長線28の水平部分は、サブ給電エレメント36の下側で、これに沿って延びている。なお、この延長線28は、上記実施形態の第2調整エレメント39に相当する。
第1実施形態で示した車両用窓ガラスにおいて、FMアンテナ本体の第1水平部と調整エレメントの重複部分の長さ、つまり容量結合の長さaを検討した。ここでは、図6において長さaを200mmにした実施例1と、図6において長さaを150mmにした実施例2と、を準備した。なお、図6中の数値の単位はmmである(他の図面についても同じ)。
すなわち、上記各実施例に係る窓ガラスを自動車に装着した上で、車両に対して電波(V偏波、H偏波、斜め偏波、等)を放射し、感度を測定した。測定に当たっての条件は以下の通りである。
・アンテナが実装された窓ガラスの取付角:水平方向に対して23度傾斜
・角度分解能:角度3度(又は5度)毎に自動車を360度回転させて測定
・電波の発信位置とアンテナとの仰角:1.7度(地面と水平方向を0度、天頂方向を90度とする)
なお、この測定方法は、後述する実施例についても同様である。
図6に示す窓ガラスにおいて、サブ給電エレメントの第1水平部とデフォッガとの距離bを40mmにした実施例3と、距離bを60mmにした実施例4を準備した。この場合、サブ給電エレメントの第2垂直部(図1の符号363)の長さを変化させる。そして、これら実施例について、FMメインアンテナ及びFMサブアンテナの受信感度を測定した。結果は、図8に示すとおりである。すなわち、距離bを長くすると、FMメインアンテナでの受信感度は全周波数域に亘って向上することが分かった。一方、FMサブアンテナでの受信感度は、約84MHzより高い周波数域で、距離bが短い方がやや高かった。
図6に示す窓ガラスにおいて、サブ給電エレメントの第2水平部とデフォッガとの距離cを170mmにした実施例5と、距離cを140mmにした実施例6と、距離cを90mmにした実施例7と、を準備した。この場合、サブ給電エレメントの第2垂直部(図1の符号363)の長さを変化させる。そして、これら実施例について、FMメインアンテナ及びFMサブアンテナの受信感度を測定した。結果は、図9に示すとおりである。すなわち、距離cを長くすると、FMメインアンテナでの受信感度は全周波数域に亘って向上することが分かった。一方、FMサブアンテナでの受信感度は、約86MHzより高い周波数域で、距離cが短い方がやや高かった。
図6に示す窓ガラスにおいて、サブ給電エレメントの第2水平部と、FMアンテナ本体の第1水平部との重複長さ、つまり容量結合の長さdを250mmとした実施例8と、長さdを200mmにした実施例9と、長さdを150mmにした実施例10と、を準備した。このとき、FMアンテナ本体の第1水平部の右側の折り返し部(図1の符号324)は設けなかった。そして、これら実施例について、FMメインアンテナ及びFMサブアンテナの受信感度を測定した。結果は、図10に示すとおりである。すなわち、距離dが長くほど、FMメインアンテナでの受信感度は、概ね82MHz以上の周波数域で高いことが分かった。一方、FMサブアンテナでの受信感度は、概ね82MHz以上の周波数域で、距離dが短い方が高かった。
図6に示す窓ガラスにおいて、FMアンテナ本体の第1水平部とガラス板の上縁との距離eを30mmとした実施例11と、距離eを60mmにした実施例12を準備した。そして、これら実施例について、FMメインアンテナの受信感度を測定した。結果は、図11に示すとおりである。すなわち、距離eを短くすると、受信感度は全周波数域に亘ってやや向上することが分かった。
図6に示す窓ガラスを実施例13とし、図12に示す窓ガラスを実施例14とし、これら実施例について、FMメインアンテナの受信感度を測定した。結果、図13に示すとおりである。すなわち、FMのほとんどの周波数域で、実施例14の方が受信感度が高かった。
第2実施形態に対応する図14を実施例15とした。また、第3実施形態に対応する図15を実施例16とした。そして、実施例16に示す窓ガラスから第2調整エレメントを取り外すとともに、FMアンテナ本体の第1水平部を右側に延ばした図16の態様を実施例17、この実施例17からFMアンテナ本体の第2水平部を左側に延ばし第1給電部に接続した図17の態様を実施例18とした。すなわち、実施例16〜18は、第3実施形態で示した(1)〜(3)のいずれかの方策を施したものである。
図1を変形した実施例19を作成した。図18に示すように、この実施例19と図1の形態との相違点は、以下の通りである。なお、説明の便宜のため、符号は対応する図1の構成の符号を付している。
・第1調整エレメント34は、第1垂直部341と第1水平部342のみで構成され、第1水平部342が図1よりも長く、第1メイン給電エレメント33と同じ長さになっている。
・第1水平部321の左側の折り返し部324が、さらに下側に延びる垂直部と、この垂直部から左側に延びる水平部とを有している。
・第1水平部321の右側の折り返し部324が、左側に長く延びるように形成されている。
・サブ給電エレメント36の第2垂直部363が短く、第2水平部364が、第1水平部321の右側の折り返し部324と同じ長さになっている。
・具体的な寸法は、図18に示すとおりである。
2 :デフォッガ
3 :FM/AM兼用アンテナ
4、5 :デジタルテレビアンテナ
6 :DABアンテナ
Claims (18)
- デフォッガ領域及びアンテナ領域を有するガラス板と、
前記デフォッガ領域に配置され、複数の水平加熱線を有するデフォッガと、
少なくともFMアンテナを含み、前記アンテナ領域に配置されるアンテナと、
を備え、
前記FMアンテナは、
前記ガラス板に配置される第1給電部と、
第1水平部、前記第1水平部よりも前記デフォッガに近接する第2水平部、及び前記両水平部を連結する少なくとも1つの垂直部と、を有し、前記第1給電部に接続されるFMアンテナ本体と、
前記第1給電部から延び、前記FMアンテナ本体の第1水平部と容量結合する、第1調整エレメントと、
前記FMアンテナ本体の第2水平部と前記第1調整エレメントとを接続する第2メイン給電エレメントと、
を備えている、車両用窓ガラス。 - 前記FMアンテナは、前記FMアンテナ本体の第2水平部と前記第1給電部とを接続する第1メイン給電エレメントを備えている、請求項1に記載の車両用窓ガラス。
- 前記FMアンテナは、
前記第1給電部から延び、前記FMアンテナ本体の第1水平部と容量結合する、第1調整エレメントをさらに備えている、請求項1または2に記載の車両用窓ガラス。 - 前記FMアンテナは、
第2給電部と、
前記第2給電部から延び、前記FMアンテナ本体に容量結合するサブ給電エレメントと、
をさらに備えている、請求項1から3のいずれかに記載の車両用窓ガラス。 - 前記サブ給電エレメントは、前記FMアンテナ本体の第1水平部に容量結合する、請求項4に記載の車両用窓ガラス。
- 前記ガラス板の水平方向の一端部に前記第1給電部が配置され、他端部に前記第2給電部が配置されている、請求項4または5に記載の車両用窓ガラス。
- 前記FMアンテナ本体と前記デフォッガとの距離が、50mm以下である、請求項1から6のいずれかに記載の車両用窓ガラス。
- 前記FMアンテナは、前記第1給電部から給電されるAMアンテナと共用されるように構成されている、請求項1から7のいずれかに記載の車両用窓ガラス。
- 前記アンテナ領域は、前記FMアンテナ本体の第1水平部の両側に、テレビアンテナ領域を備えており、
当該一対のテレビアンテナ領域にそれぞれ配置される、一対のデジタルテレビアンテナをさらに備えている、請求項1から8のいずれかに記載の車両用窓ガラス。 - 前記デジタルテレビアンテナと前記デフォッガとの距離が、50mm以上である、請求項9に記載の車両用窓ガラス。
- 前記各デジタルテレビアンテナは、水平方向に平行に延びる複数の水平部を有している、請求項9または10に記載の車両用窓ガラス。
- 前記複数の水平部は、長さが異なる、請求項11に記載の車両用窓ガラス。
- 前記FMアンテナは、
第2給電部と、
前記第2給電部から延びるサブ給電エレメントと、
をさらに備え、
前記FMアンテナは、前記FMアンテナ本体の垂直部と前記第1給電部とを接続する少なくとも1つの第3メイン給電エレメントを備えている、請求項1に記載の車両用窓ガラス。 - 前記サブ給電エレメントは、前記FMアンテナ本体の第2水平部と容量結合している、請求項13に記載の車両用窓ガラス。
- 前記FMアンテナは、
前記デフォッガを挟み、前記FMアンテナ本体の第2水平部とは反対側に配置される、第2調整エレメントをさらに備えている、請求項13または14に記載の車両用窓ガラス。 - 前記第2調整エレメントは、前記デフォッガの水平加熱線と平行に延びる第1水平部、前記第1水平部よりも前記デフォッガから離れた位置に配置される第2水平部、及び前記両水平部を連結する少なくとも1つの垂直部と、を有している、請求項15に記載の車両用窓ガラス。
- 前記FMアンテナは、
第2給電部と、
前記第2給電部から延びるサブ給電エレメントと、
をさらに備え、
前記第2給電部は、前記デフォッガを挟んで、前記第1給電部とは反対側に配置されており、
前記サブ給電エレメントは、前記デフォッガを挟んで、前記FMアンテナ本体とは反対側に配置されるとともに、前記デフォッガと容量結合している、請求項1に記載の車両用窓ガラス。 - 前記FMアンテナ本体において、
前記第1水平部の前記第1給電部とは反対側の端部と、前記垂直部の端部とが接続されている、請求項1から17のいずれかに記載の車両用窓ガラス。
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