CN114516259A - 车窗玻璃及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种车窗玻璃及车辆，包括外层玻璃、内层玻璃和连接在所述外层玻璃和所述内层玻璃之间的中间层，所述外层玻璃包括第一钢化区域和第二钢化区域，所述第一钢化区域连接在所述第二钢化区域的外侧，且所述第一钢化区域的表面应力大于所述第二钢化区域的表面应力。本申请提供的技术方案能够在保证车窗玻璃机械强度的基础上，使车窗玻璃受到损伤后结构仍能够较为完整，使车内空间不容易被侵入，从而使车辆具有良好的防盗性能。

Description

车窗玻璃及车辆

技术领域

本申请涉及车辆领域，尤其涉及一种车窗玻璃及车辆。

背景技术

目前车辆的车窗玻璃大多采用钢化玻璃，钢化玻璃的强度较之普通玻璃提高数倍，抗冲击强度是普通玻璃5～10倍。钢化玻璃强度的提升可以使车窗玻璃有更高的机械强度，适应更多的使用场景。同时，钢化玻璃使用较为安全，即使钢化玻璃破坏也呈无锐角的小碎片，对人体可能造成的伤害极大地降低。

但由于钢化玻璃破坏时碎裂成很多细小的碎片，很难保证车窗轮廓的完整，在钢化玻璃受到损伤后，车内空间容易被侵入，导致车内物品容易被盗。

发明内容

本申请提供一种车窗玻璃及车辆，能够在保证车窗玻璃机械强度的基础上，使车窗玻璃受到损伤后结构仍能够较为完整，使车内空间不容易被侵入，从而使车辆具有良好的防盗性能。

第一方面，本申请提供一种车窗玻璃，包括外层玻璃、内层玻璃和连接在所述外层玻璃和所述内层玻璃之间的中间层，所述外层玻璃包括第一钢化区域和第二钢化区域，所述第一钢化区域连接在所述第二钢化区域的外侧，且所述第一钢化区域的表面应力大于所述第二钢化区域的表面应力。

可以理解的是，外层玻璃经过钢化，使车窗玻璃的刚度较大，变形较小。在实际使用过程中，较大的刚度可以使车窗玻璃不易被外力破坏，适应更多的使用场景。而通过将外层玻璃划分为第一钢化区域和第二钢化区域两个区域，并使第一钢化区域的表面应力大于第二钢化区域，可使第一钢化区域的钢化程度大于第二钢化区域的钢化程度。也即为，第一钢化区域可理解为全钢化区域，第二钢化区域可理解为半钢化区域。

另外，由于第二钢化区域的表面应力小于第一钢化区域的表面应力，能够在车窗玻璃受到损伤后，第二钢化区域形成的碎片大于第一钢化区域的碎片，第二钢化区域的碎片不会由于太细小而脱落，车窗玻璃可以保持相对完整的轮廓，使车辆尽可能保证独立空间，不易被外界侵入，减小了车内被外界侵入而被盗的可能性。并且若车窗玻璃在行驶过程中碎裂，碎裂后的车窗玻璃不会影响驾驶员的视野，保证了驾驶的安全性。

另外，由于车窗玻璃是外层玻璃、中间层和内层玻璃层叠形成的夹层玻璃，在高速时，对风噪的隔音效果好于单层玻璃。

一种可能的实施方式中，所述第一钢化区域环绕设置在所述第二钢化区域的周围。

可以理解的是，第一钢化区域位于车窗玻璃四周边缘位置，可以使车窗玻璃边缘强度较高，可以适用于无框车门。第一钢化区域可以强化车窗玻璃与车门固定连接的区域和没有门框保护的区域，提高车窗玻璃的抗冲击性能，使车窗玻璃不易被损坏。

一种可能的实施方式中，所述第一钢化区域设置在所述第二钢化区域的至少一侧。

示例性的，第一钢化区域可以与车窗玻璃的安装孔位或者车窗玻璃的升降器相连，第一钢化区域强度大，不容易破裂，从而保证了安装的稳定性。

可以理解的是，第一钢化区域可以提高车窗玻璃与车门固定连接的区域的强度，保证车窗玻璃与车体的稳定连接。

一种可能的实施方式中，所述第二钢化区域的面积占所述车窗玻璃的总面积的10％-90％。

一种可能的实施方式中，所述内层玻璃的厚度小于或等于1.2mm。

可以理解的是，由于玻璃的厚度越薄，其柔韧性也越好，重量也会随之减轻，透明度会更高，使用起来更加的干净、明亮，更加的美观。故而内层玻璃设置在小于或等于1.2mm的厚度范围有利于提高车窗玻璃的透明度、减小车窗玻璃的重量。

一种可能的实施方式中，所述内层玻璃为进行过化学钢化处理的玻璃。

可以理解的是，化学钢化处理是将内层玻璃置于熔融的碱盐中，使内层玻璃表层中的离子与熔盐中的离子交换。由于交换后的离子体积变化，在内层玻璃的两个表面可以形成压应力，内部可以形成张应力，从而达到提高玻璃强度的效果。化学钢化后的内层玻璃具有合适的表面应力和应力层深度，可以起到抗裂纹扩张和抗弯的作用，有效的提高车窗玻璃的机械强度。

一种可能的实施方式中，所述第一钢化区域的表面应力大于或等于90MPa。

可以理解的是，表面应力大于或等于90MPa的玻璃可以是全钢化玻璃，全钢化玻璃可以增加车窗玻璃的与车门固定安装处的强度，使车窗玻璃与车体稳定安装。

一种可能的实施方式中，所述第二钢化区域的表面应力在20MPa-70MPa范围内。

可以理解的是，表面应力小于或等于70MPa的玻璃可以是半钢化玻璃，半钢化的玻璃兼有钢化玻璃强度高的特点，同时又回避了全钢化玻璃破坏易整体粉碎的缺点。半钢化玻璃破坏时可以沿裂纹源呈放射状径向开裂，一般无切向裂纹扩展，所以破坏后仍能保持整体不塌落。

一种可能的实施方式中，所述外层玻璃的厚度在3mm-5mm范围内。

可以理解的是，钢化玻璃的强度与钢化玻璃的厚度正相关，外层玻璃的厚度在3mm-5mm范围内，可以使外层玻璃有足够的机械强度，而又不会由于过厚而影响车窗玻璃与车体的适配性和车窗玻璃的透光度。

一种可能的实施方式中，所述内层玻璃是铝硅玻璃。

可以理解的是，铝硅玻璃在化学钢化后，应力层深度可以覆盖裂纹深度，可以有效防止裂纹深度的扩展。

一种可能的实施方式中，所述内层玻璃的表面应力在450MPa-850MPa范围内。

可以理解的是，表面应力即为使玻璃表面呈预压应力状态，可阻止玻璃表面的裂纹受力扩展。改善车窗玻璃的机械性能。

一种可能的实施方式中，所述内层玻璃的应力层的深度在30μm-70μm范围内。

可以理解的是，应力层深度在30μm-70μm范围内可以大于裂纹扩展的深度，改善车窗玻璃的机械性能。

第二方面，本申请提供一种车辆，包括车体和如上所述的车窗玻璃，所述车窗玻璃与所述车体相连。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以如这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的车辆；

图2为本申请实施例提供的一种车窗玻璃的爆炸示意图；

图3为图2的车窗玻璃的外层玻璃的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的另一种车窗玻璃的爆炸示意图；

图5为图4的车窗玻璃的外层玻璃的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的内层玻璃的表面应力与应力层深度的关系示意图；

图7为本申请实施例提供的有微裂纹的内层玻璃的截面示意图；

图8为本申请实施例提供的实施例与对比例1、对比例2的隔音性能对比折线图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

目前车辆的车窗玻璃大多采用钢化玻璃，钢化玻璃的强度较之普通玻璃提高数倍，抗冲击强度是普通玻璃5～10倍。钢化玻璃强度的提升可以使车窗玻璃有更高的机械强度，适应更多的使用场景。同时，钢化玻璃使用较为安全，即使钢化玻璃破坏也呈无锐角的小碎片，对人体可能造成的伤害极大地降低。但由于钢化玻璃破坏时碎裂成很多细小的碎片，很难保证车窗轮廓的完整，在钢化玻璃受到损伤后，车内空间容易被侵入，导致车内物品容易被盗。

基于此，请结合参阅图1-图8，本申请提供一种车窗玻璃10及车辆100，能够在保证车窗玻璃10机械强度的基础上，使车窗玻璃10受到损伤后结构仍能够较为完整，使车内空间不容易被侵入，从而使车辆100具有良好的防盗性能。

请参阅图1，车辆100包括车体20和车窗玻璃10，车窗玻璃10与车体20相连接。其中，车窗玻璃10可以是车辆100的侧窗玻璃、前挡风玻璃、后挡风玻璃或者天窗玻璃。示例性的，车窗玻璃10的刚度可以大于或等于2.0N/mm。

可以理解的是，车窗玻璃10可以呈平直板状，或者，车窗玻璃10也可以呈曲面或者弧面状。车窗玻璃10的形状并不局限于前述描述的形状，其可以是满足车窗玻璃10使用要求的任何形状，本申请的实施例对于车窗玻璃10的形状不做严格要求。

请参阅图2，车窗玻璃10包括外层玻璃11、内层玻璃13和连接在外层玻璃11和内层玻璃13之间的中间层12。可以理解的是，由于车窗玻璃10是由外层玻璃11、中间层12和内层玻璃13层叠形成的夹层玻璃，故而当车辆高速行驶时，夹层结构的车窗玻璃10对风噪的隔音效果好于单层玻璃。

需说明的是，图2目的仅在于示意性的描述外层玻璃11、中间层12和内层玻璃13的连接关系，并非是对各个设备的连接位置、具体构造及数量做具体限定。而本申请实施例示意的结构并不构成对车窗玻璃10的具体限定。在本申请另一些实施例中，车窗玻璃10可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件、软件或软件和硬件的组合实现。

外层玻璃11的厚度可以在3mm-5mm范围内。优选的，外层玻璃11的厚度可以在3.5mm-4.85mm的范围内，例如外层玻璃11的厚度可以是3.5mm、3.85mm或4.85mm等。可以理解的是，钢化玻璃的强度与钢化玻璃的厚度正相关，外层玻璃11的厚度在3mm-5mm范围内，可以使外层玻璃11有足够的机械强度，而又不会由于过厚而影响车窗玻璃10与车体20的适配性和车窗玻璃10的透光度。示例性的，外层玻璃11可以为超透明低铁玻璃(也称超白玻璃)、钠钙玻璃、硼硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃或K玻璃等。

请结合参阅图2和图3，外层玻璃11包括第一钢化区域111和第二钢化区域112，第一钢化区域111连接在第二钢化区域112的外侧。第二钢化区域112的表面应力小于第一钢化区域111的表面应力。其中，第一钢化区域111和第二钢化区域112可理解为经过钢化后的区域。而由于第一钢化区域111和第二钢化区域112的钢化程度不相同，故而可以使第一钢化区域111的表面应力大于第二钢化区域112的表面应力，第一钢化区域111可理解为半钢化区域，第二钢化区域112可理解为全钢化区域。

可以理解的是，外层玻璃11经过钢化，使车窗玻璃10的刚度较强，变形较小。在实际使用过程中，较强的刚度可以使车窗玻璃10不易被外力破坏，可以适应更多的使用场景。在车窗玻璃10收到损伤后，第二钢化区域112所形成的碎片面积大于第二钢化区域112所形成的碎片面积，同时在相同面积下，第二钢化区域112的碎片数量少于第一钢化区域111的碎片数量，第二钢化区域112的碎片不会由于太细小而脱落，车窗玻璃10可以保持相对完整的轮廓，使车辆100尽可能保证独立空间，不易被外界侵入，减小了车内被外界侵入而被盗的可能性。并且若车窗玻璃10在行驶过程中碎裂，碎裂后的车窗玻璃10不会影响驾驶员的视野，保证了驾驶的安全性。

示例性的，第一钢化区域111的表面应力大于或等于90MPa。可以理解的是，全钢化的第一钢化区域111可以增加车窗玻璃10的与车门固定安装处的强度，保证车窗玻璃10可以与车体20稳定安装。第二钢化区域112的表面应力可以在20MPa-70MPa范围内。可以理解的是，半钢化的第二钢化区域112兼有钢化玻璃强度高的特点，同时又回避了全钢化玻璃破坏易整体粉碎的缺点。半钢化的第二钢化区域112被破坏时可以沿裂纹源呈放射状径向开裂，一般无切向裂纹扩展，所以破坏后仍能保持整体完整而不塌落。

本申请的实施例中，第一钢化区域111可以与车窗玻璃10的安装孔位或者车窗玻璃10的升降器相连，以使车窗玻璃10整体具有较佳的机械强度，能够有效在经受外部损伤后不被破坏。

请结合参阅图2和图3，一种可能的实施方式中，车窗玻璃10可以适用于有框的车门。具体而言，第一钢化区域111设于第二钢化区域112下方，第一钢化区域111用于与车门的升降器固定连接。车窗玻璃10安装于车体20后，与车门的交界处为第一分界线113，第一分界线113可以是第一钢化区域111与第二钢化区域112的分界线。可以理解的是，第一钢化区域111可以提高车窗玻璃10与车门固定连接的区域的强度，保证车窗玻璃10与车体20的稳定连接。

请结合参阅图4和图5，另一种可能的实施方式中，车窗玻璃10可以适用于无框的车门。具体而言，第一钢化区域111环绕设置于第二钢化区域112周围。第一钢化区域111包括第一钢化边缘区域111b和第一钢化固定区域111a。第一钢化固定区域111a与第一钢化边缘区域111b相连，第一钢化固定区域111a位于第二钢化区域112下端，第一钢化边缘区域111b位于第二钢化区域112外周，第一钢化固定区域111a和第一钢化边缘区域111b共同包围第二钢化区域112。

示例性的，第二钢化区域112可以占车窗玻璃10总面积的10％-90％。优选的，第二钢化区域112可以占车窗玻璃10总面积的30％-90％，更优选的，第二钢化区域112可以占车窗玻璃10面积的50％-90％，例如第二钢化区域112占车窗玻璃10总面积的50％、60％、70％、80％或90％。

可以理解的是，第一钢化边缘区域111b位于车窗玻璃10外周边缘位置，可以使车窗玻璃10边缘强度较高，从而保护车窗玻璃10无门框保护的边缘位置。另外，第一钢化固定区域111a还可以强化车窗玻璃10与车门固定连接的区域，具体为，车窗玻璃10安装与车体20后，与车门的交界处为第二分界线114，第二分界线114可以是第一钢化固定区域111a与第二钢化区域112的分界线。第一钢化固定区域111a可以使车窗玻璃10可以与车体20稳定连接不易被损坏。

示例性的，请再参阅图5，沿车窗玻璃10边缘朝向车窗中心方向，第一钢化边缘区域111b的宽度C可以在50mm-100mm的范围内(包括端点值50mm和100mm)。适当的全钢化宽度可以在保证车窗的机械性能的同时，使第二钢化区域112有合适的面积。从而在车窗玻璃10被破坏后，使第二钢化区域112形成的碎片较少，有利于使车窗玻璃10更加完整，从而使车辆100不易被侵入，减少被盗风险。

本申请的实施例中，中间层12连接外层玻璃11与内层玻璃13，使车窗玻璃10整体呈现夹层结构的设置，以提高车窗玻璃10的强度，使其不易破碎，抗冲击性能比单层玻璃有所提升，抗冲击性能的提升可以使车辆100安全性能有所提升，且可使车窗玻璃10不易损坏，降低了维修成本。而中间层12材质可以包括聚乙烯醇缩丁醛酯。聚乙烯醇缩丁醛酯具有优良的柔软性和挠曲性。

另外，当外层玻璃11与内层玻璃13平行设置时，中间层12的厚度均匀。当外层玻璃11的延伸方向与内层玻璃13的延伸方向相交时，中间层12的厚度不均匀，其可以呈现厚度渐变的结构设置。而中间层12的厚度可以根据车窗玻璃10的实际应用场景进行灵活调整，有利于适应车窗玻璃10的多场景应用需求。

内层玻璃13可以是经过化学钢化的铝硅玻璃。可以理解的是，化学钢化处理是将内层玻璃13置于熔融的碱盐中，使内层玻璃13表层中的离子与熔盐中的离子交换。由于交换后的离子体积变化，在内层玻璃13的两个表面可以形成压应力，内部可以形成张应力，从而达到提高玻璃强度的效果。化学钢化后的内层玻璃13具有合适的表面应力和应力层深度，可以起到抗裂纹扩张和抗弯的作用，有效的提高车窗玻璃10的机械强度。铝硅玻璃在经过化学钢化后，应力层深度可以覆盖裂纹深度，可以有效防止裂纹的继续扩展，从而改善玻璃的强度。

一种可能的实施方式中，内层玻璃13的厚度小于或等于1.2mm。

可以理解的是，由于外层玻璃11需要较高的应对来自外部障碍的耐久性和耐冲击性，所以外层玻璃11优选厚玻璃。而内层玻璃13厚度相对小，为满足玻璃强度的要求，可以对内层玻璃13进行钢化以提高强度，使其在强度足够的基础上尽量满足轻量化要求，减小内外片玻璃的合计厚度。

示例性的，内层玻璃13可以是超薄玻璃，超薄玻璃的厚度小于或等于1.1mm。超薄玻璃相比于普通的玻璃，厚度越薄，其柔韧性也越好，重量也会随之减轻，透明度会更高，使用起来更加的干净、明亮，更加的美观。故而内层玻璃设置在小于或等于1.2mm的厚度范围。有利于提高车窗玻璃10的透明度、减小车窗玻璃10的重量。

一种可能的实施方式中，内层玻璃13的表面应力在450MPa-850MPa范围内(包括端点值450MPa和850MPa)，优选的，内层玻璃13的表面应力可以在500MPa-750MPa的范围内(包括端点值500MPa和750MPa)，例如内层玻璃13的表面应力可以为500MPa、600MPa、700MPa或750MPa等。可以理解的是，表面应力即为使玻璃表面呈预压应力状态，可阻止玻璃表面的裂纹受力扩展。改善车窗玻璃10的机械性能。

请再参阅图6和图7，内层玻璃13具有应力层132和裂纹131。内层玻璃13的应力层132的深度在30μm-70μm范围内(包括端点值30μm和70μm)，优选的内层玻璃13的应力层132的深度在35μm-55μm范围内(包括端点值35μm和55μm)，例如，内层玻璃13的应力层132的深度可以为35μm、40μm、45μm、50μm或55μm等。应力层132深度在35μm-55μm范围内可以大于内层玻璃13的裂纹131扩展的深度，改善车窗玻璃10的机械性能。

本申请的实施例还对车窗玻璃10第一钢化区域111中与车门固定连接的位置进行了破坏扭矩实验。本实验对十个车窗玻璃10样品进行测试，车窗玻璃10样品具体包括3.5mm厚的外层玻璃11、1.1mm厚的内层玻璃13和0.76mm厚的材质为隔音材料的中间层12。测试结果如下：

表1.车窗玻璃样品的破坏扭矩

实验结果显示，十个车窗玻璃样品均未破碎。从表1中可以看出，车窗玻璃样品均达到破坏扭矩大于或等于18N.m的要求，实验结果表明车窗样品强度合格。说明本申请实施例提供的车窗玻璃10可以满足实际使用。

请参阅图8，本申请还提供了一个实施例和两个对比例，以分析和探究本申请的实施例的隔音性能。实施例、对比例1和对比例2的隔音实验数据如下：

实施例的车窗玻璃10包括厚度为3.5mm的外层玻璃11、厚度为1.1mm的内层玻璃13和厚度为0.76mm且材质为隔音材料的中间层12。对比例1为现有技术的夹层玻璃，包括厚度为2.6mm的外层玻璃、厚度为2.6mm的内层玻璃和厚度为0.76mm的材质为隔音材料的中间层。对比例2为现有技术的另一种夹层玻璃，包括厚度为2.1mm的外层玻璃、厚度为2.1mm的内层玻璃和厚度为0.76mm的材质为隔音材料的中间层。

通常情况下，人体听觉最不舒服的声音频率范围在1000Hz-6000Hz之间。实验结果显示，本申请提供的车窗玻璃10与目前夹层玻璃的隔音性能相当。对范围在1000Hz-6000Hz之间的声音频率的声透损失大致达到35dB-50dB。实验结果说明，车窗玻璃10具有较好的隔音性能。本申请实施例提供的车窗玻璃10满足使用要求。

以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (12)

1.一种车窗玻璃，其特征在于，包括外层玻璃、内层玻璃和连接在所述外层玻璃和所述内层玻璃之间的中间层，所述外层玻璃包括第一钢化区域和第二钢化区域，所述第一钢化区域连接在所述第二钢化区域的外侧，且所述第一钢化区域的表面应力大于所述第二钢化区域的表面应力。

2.根据权利要求1所述的车窗玻璃，其特征在于，所述第一钢化区域环绕设置在所述第二钢化区域的周围。

3.根据权利要求1所述的车窗玻璃，其特征在于，所述第一钢化区域设置在所述第二钢化区域的至少一侧。

4.根据权利要求1-3任一项所述的车窗玻璃，其特征在于，所述第二钢化区域的面积占所述车窗玻璃的总面积的10％-90％。

5.根据权利要求4所述的车窗玻璃，其特征在于，所述内层玻璃的厚度小于或等于1.2mm。

6.根据权利要求5所述的车窗玻璃，其特征在于，所述第一钢化区域的表面应力大于或等于90MPa。

7.根据权利要求6所述的车窗玻璃，其特征在于，所述第二钢化区域的表面应力在20MPa-70MPa范围内。

8.根据权利要求7所述的车窗玻璃，其特征在于，所述外层玻璃的厚度在3mm-5mm范围内。

9.根据权利要求8所述的车窗玻璃，其特征在于，所述内层玻璃为铝硅玻璃。

10.根据权利要求9所述的车窗玻璃，其特征在于，所述内层玻璃的表面应力在450MPa-850MPa范围内。

11.根据权利要求10所述的车窗玻璃，其特征在于，所述内层玻璃的应力层的深度在30μm-70μm范围内。

12.一种车辆，其特征在于，包括车体和如权利要求1-11任一项所述的车窗玻璃，所述车窗玻璃与所述车体相连。

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