JP2008168708A - 車両用ガラス構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラスの面形状や、該ガラス取付け部位の周辺骨格に頼ることなく、該ガラスの振動モードを任意にコントロールできるようにすることを目的とする。
【解決手段】複数枚のガラス１２間に、振動減衰性の異なる複数の領域（第１領域Ａ１，第２領域Ａ２）を有する中間膜１４を積層して構成されているので、各領域に任意の振動減衰性を持たせることができる。このため、複数の領域の面積比率や配置を変化させることで、ガラス１２の面形状や、該ガラス取付け部位の周辺骨格に頼ることなく、ガラス１２の振動モードを任意にコントロールすることが可能である。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用ガラス構造に関する。

２枚のガラス板の間に中間膜を介在させ、接着積層し合わせた自動車用窓ガラスにおいて、中間膜としてポリビニルブチラール膜、塩化ビニル系樹脂膜、或いは２枚のポリビニルブチラール膜チューブの間に塩化ビニル系膜を介在させ接着積層したものを用いた構成が開示されている（特許文献１参照）。
特開平５−３１００３９号公報

車両に用いられるガラスのうち、例えばフロントウインドシールドは、４０乃至２００Ｈｚ程度のこもり音といわれる車室内騒音に対し寄与度の高い発音部位である。この騒音は、フロントウインドシールドの振動で発生する車室内空気の圧力変動により発生するため、フランジウインドシールドの振動レベルの低減や、振動モードのコントロール（振動の山谷で圧力変動を相殺する等）が騒音の低減に有効である。

しかしながら、ガラスの場合には、通常の鉄板製パネルで実施するような、制振材の貼付けや補強材の追加は困難で、車両におけるガラス周辺の骨格部材の剛性調整や、ガラスの面形状の微変更の手段を用いることが通常である。ただし、骨格部材の剛性調整は、強度等の他性能に対して影響が大きく、自由な設定ができない場合がある。またガラスの面形状の変更には、意匠上の制約や、ガラス形状のばらつき等により有効な効果が得られない場合がある。

上記した従来例のように、２枚のガラスの間に中間膜を接着積層した所謂アコースティックガラスでは、ガラスの振動時における振幅を全体的に小さくする効果が得られるが、意図した通りにガラスの振動モードをコントロールするには至らず、上述したような骨格系や意匠での対応を併用する必要がある場合が多い。

本発明は、上記事実を考慮して、ガラスの面形状や、該ガラス取付け部位の周辺骨格に頼ることなく、該ガラスの振動モードを任意にコントロールできるようにすることを目的とする。

請求項１の発明は、複数枚のガラス間に、振動減衰性の異なる複数の領域を有する中間膜を積層したことを特徴としている。

請求項１に記載の車両用ガラス構造では、複数枚のガラス間に、振動減衰性の異なる複数の領域を有する中間膜が積層されているので、各領域に任意の振動減衰性を持たせることができる。このため、複数の領域の面積比率や配置を変化させることで、ガラスの面形状や、該ガラス取付け部位の周辺骨格に頼ることなく、ガラスの振動モードを任意にコントロールすることが可能である。

請求項２の発明は、請求項１に記載の車両用ガラス構造において、前記中間膜の前記複数の領域として、複数のポリビニルブチラール層の間に該ポリビニルブチラール層とは振動減衰性が異なる特殊樹脂層を挟んで構成された第１領域と、ポリビニルブチラール層のみで構成された第２領域と、を少なくとも有することを特徴としている。

請求項２に記載の車両用ガラス構造では、中間膜が少なくとも第１領域及び第２領域を有しており、該第１領域が、ポリビニルブチラール層間に該ポリビニルブチラール層とは振動減衰性が異なる特殊樹脂層を挟んで構成され、また第２領域がポリビニルブチラール層のみで構成されているので、第１領域に対し、第２領域とは異なる振動減衰性を持たせることができる。各領域の面積比率や配置の他、特殊樹脂層の振動減衰性の設定により、ガラスの面形状や、該ガラス取付け部位の周辺骨格に頼ることなく、ガラスの振動モードを任意にコントロールすることが可能である。

請求項３の発明は、請求項２に記載の車両用ガラス構造において、前記特殊樹脂層は、前記ポリビニルブチラール層よりも大きな振動減衰性を有することを特徴としている。

請求項３に記載の車両用ガラス構造では、中間膜の第１領域に用いられる特殊樹脂層が、該特殊樹脂層を挟むポリビニルブチラール層や、第２領域を構成するポリビニルブチラール層よりも大きな振動減衰性を有しており、第１領域におけるガラスの振動をより一層抑制することができる。この比較的振動減衰性の高い第１領域と第２領域の面積比率や配置を変化させることで、ガラスの振動モードを任意に設定することが可能である。

請求項４の発明は、請求項１から請求項３の何れか１項に記載の車両用ガラス構造において、前記ポリビニルブチラール層は、前記複数の領域間で連続的に構成されていることを特徴としている。

請求項４に記載の車両用ガラス構造では、ポリビニルブチラール層が、複数の領域間で連続的に構成されているので、合せガラスが本来有する衝突時の飛散抑制効果を維持しつつ、振動モードを任意に設定することが可能である。

以上説明したように、本発明に係る請求項１に記載の車両用ガラス構造によれば、ガラスの面形状や、該ガラス取付け部位の周辺骨格に頼ることなく、該ガラスの振動モードを任意にコントロールできるという優れた効果が得られる。

請求項２に記載の車両用ガラス構造によれば、中間膜の第１領域における複数ポリビニルブチラール層の間に特殊樹脂層を挟むことで、ガラスの面形状や、該ガラス取付け部位の周辺骨格に頼ることなく、ガラスの振動モードを任意にコントロールすることができる、という優れた効果が得られる。

請求項３に記載の車両用ガラス構造によれば、比較的振動減衰性の高い第１領域と第２領域の面積比率や配置を変化させることで、ガラスの振動モードを任意に設定することができる、という優れた効果が得られる。

請求項４に記載の車両用ガラス構造によれば、合せガラスが本来有する衝突時の飛散抑制効果を維持しつつ、振動モードを任意に設定することができる、という優れた効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。図１において、本実施の形態に係る車両用ガラス構造Ｓは、車両１０における例えばフロントウインドシールドの構造に係り、図２に示されるように、例えば２枚のガラス１２の間に、振動減衰性の異なる複数の領域を有する中間膜１４を積層して構成されている。

中間膜１４は、複数の領域として、例えば車両下方側の第１領域Ａ１と車両上方側の第２領域Ａ２とを有している。図２，図３，図４（Ａ）に示されるように、中間膜１４の第１領域Ａ１は、例えば２層のポリビニルブチラール層１６の間に該ポリビニルブチラール層１６とは振動減衰性が異なる特殊樹脂層１８を挟んで構成されている。一方、図２，図３，図４（Ｃ）に示されるように、中間膜１４の第２領域Ａ２は、例えば２層のポリビニルブチラール層１６の間に同じくポリビニルブチラール層２０を挟んで構成されている。図３に示されるように、特殊樹脂層１８とポリビニルブチラール層２０は、予め境界線Ｌにおいて接合されて均一な厚さの１枚のシート状に構成された上で、２枚のポリビニルブチラール層１６間に積層されている。２層のポリビニルブチラール層１６は、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２との間で連続的に構成され、例えばガラス１２の全面に対応した大きさに構成されている。なお、第２領域Ａ２においては、ポリビニルブチラール層１６，２０を３層重ねた構成となっているが、これに限られず、１層で３層分の厚さを有する構成であってもよい。

特殊樹脂層１８は、例えばポリビニルブチラール層２０よりも大きな振動減衰性を有する材質を用いて構成されている。その材質は特に限定されるものではないが、隣接するポリビニルブチラール層２０と同様の透明性を有していることが望ましい。

図３に示される例では、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２と境界線Ｌが車両用ガラス構造Ｓの車両上下方向の略中央に存在しているのが、図５に示されるように、例えば境界線Ｌの位置を高くして、第１領域Ａ１を第２領域Ａ２よりも広く設定してもよい。また図６，図７に示されるように、中間膜１４において、例えば３つの領域を設けるようにしてもよい。

図６に示される例は、第１領域Ａ１を車両用ガラス構造Ｓの車両上下方向の中央部に配置し、第２領域Ａ２及び第３領域Ａ３を第１領域Ａ１の上下に夫々配置したものである。また図７に示される例は、第１領域Ａ１を車両用ガラス構造Ｓの車幅方向の中央部に配置し、第２領域Ａ２及び第３領域Ａ３を第１領域Ａ１の左右に夫々配置したものである。

これらの例において、第３領域Ａ３には、第２領域Ａ２と同様に、ポリビニルブチラール層１６の間に同じくポリビニルブチラール層２０を挟んで構成されているが、ポリビニルブチラール層２０の代わりに任意の振動減衰性を有する特殊樹脂層（図示せず）を配置してもよい。各特殊樹脂層の振動減衰性や、第１領域Ａ１、第２領域Ａ２及び第３領域Ａ３等の各領域の面積比率や配置は、車両用ガラス構造Ｓに要求される振動特性に応じて任意に設定される。

（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図８（Ａ）において、車両用ガラス構造Ｓでは、２枚のガラス１２間に、振動減衰性の異なる第１領域Ａ１及び第２領域Ａ２を有する中間膜１４が積層されているので、該第１領域Ａ１及び第２領域Ａ２の面積比率や配置を変化させることで、ガラス１２の振動モードを任意にコントロールすることができる。

ここで、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２の面積比率を変化させた場合の振動モードの変化について一例を挙げて説明する。図８（Ａ）において、車両用ガラス構造Ｓにおける車両上下方向の略中央に、境界線Ｌ１を設定し、その上側を第２領域Ａ２とし、下側を第１領域Ａ１とする。第１領域Ａ１は第２領域Ａ２よりも振動減衰性が高い領域である。この場合において、車両用ガラス構造Ｓの面方向（車両上下方向）の輪郭を直線化した軸線ＣＬを想定すると、該軸線ＣＬを基準とした一次振動波形は、例えば図８（Ｂ）に示される波形Ｗ１のようになる。同図において、軸線ＣＬと波形Ｗ１が交差する節２２の位置が、図８（Ａ）における境界線Ｌ１の位置に相当するので、この境界線Ｌ１より下方領域（第１領域Ａ１に相当）における振幅は、境界線Ｌ１より上方領域（第２領域Ａ２に相当）における振幅よりも小さくなる。

次に、図８（Ａ）において、境界線Ｌ１よりも高い位置に境界線Ｌ２を設定する。この場合における軸線ＣＬを基準とした一次振動波形は、例えば図８（Ｂ）に示される波形Ｗ２のようになる。同図において、各領域における波形Ｗ２の振幅自体は、波形Ｗ１と同様であるが、振動モードに変化が生じ、これによって軸線ＣＬと波形Ｗ２が交差する節２４の位置が、波形Ｗ１における節２２の位置よりも上方に移動している。即ち第１領域Ａ１と第２領域Ａ２との境界線の設定、即ち面積比率の変更により、振動波形の節の位置を任意に移動させて振動モードを変化させることができる。

このように、車両用ガラス構造Ｓでは、中間膜１４における第１領域Ａ１及び第２領域Ａ２の面積比率や配置を変化させることで、ガラス１２の面形状や、該ガラス取付け部位の周辺骨格に頼ることなく、ガラス１２の振動モードを任意にコントロールすることが可能である。車室内騒音低減のために、車体のパネル等との兼ね合いで、ある部分の振幅を大きくしたり、小さくしたりすることも可能である。またガラス単独で振動モードのコントロールができ、ガラス取付け部位の周辺骨格のチューニング作業を行う必要がないので、車両の開発コストを低減することができる。

また図３に示されるように、車両用ガラス構造Ｓでは、ポリビニルブチラール層１６が第１領域Ａ１と第２領域Ａ２との間で連続的に構成され、例えばガラス１２の全面に対応した大きさに構成されているので、合せガラスが本来有する衝突時の飛散抑制効果を維持しつつ、振動モードを任意に設定することができる。

なお、上記実施形態では、ガラス１２の枚数を２枚として説明したが、これに限られず、３枚以上であってもよい。その場合、各ガラス１２間に夫々中間膜１４が積層される。また中間膜１４における特殊樹脂層１８の形状は、図示されるような帯状のものに限られず、例えばポリビニルブチラール層２０の一部に、例えば島状に配置してもよい。

特殊樹脂層１８の振動減衰性は１種類には限られず、車両用ガラス構造Ｓに要求される振動特性に応じて振動減衰性が異なる複数の特殊樹脂層を任意に配置してもよい。また特殊樹脂層１８の振動減衰性は、ポリビニルブチラール層２０よりも高いものとして説明したが、これに限られず、振動減衰性を必要に応じてポリビニルブチラール層２０よりも低く設定してもよい。

図６，図７に示されるように、中間膜１４に３以上の領域が設定される場合、第２領域Ａ２と第３領域Ａ３のように、同様の振動減衰性を有する領域が存在してもよい。

車両用ガラス構造Ｓについては、フロントウインドシールドの構造に限られず、サイドウインドウやリヤウインドウ、サンルーフ等にも適用することが可能である。車両用ガラス構造Ｓが適用される車両１０にはついては、図１に示されるようなセダン型のものに限られず、例えば軽自動車からミニバン型の車両まで広く適用可能である。

車両用ガラス構造を備えた車両の前部を示す斜視図である。 車両用ガラス構造を示す斜視図である。 車両用ガラス構造を示す分解斜視図である。 （Ａ）車両用ガラス構造を示す、図２における４Ａ−４Ａ矢視断面図である。（Ｂ）車両用ガラス構造を示す、図２における４Ｂ−４Ｂ矢視断面図である。（Ｃ）車両用ガラス構造を示す、図２における４Ｃ−４Ｃ矢視断面図である。 車両用ガラス構造の変形例を示す分解斜視図である。 車両用ガラス構造の変形例を示す分解斜視図である。 車両用ガラス構造の変形例を示す分解斜視図である。 （Ａ）車両用ガラス構造における第１領域と第２領域の面積比率について、２通りの設定を示す斜視図である。（Ｂ）２通りの面積比率によりガラスの振動モードが変化した状態を示す線図である。

符号の説明

１２ ガラス
１４ 中間膜
１６ ポリビニルブチラール層
１８ 特殊樹脂層
２０ ポリビニルブチラール層
Ａ１ 第１領域（領域）
Ａ２ 第２領域（領域）
Ａ３ 第３領域（領域）
Ｓ 車両用ガラス構造

Claims (4)

1. 複数枚のガラス間に、振動減衰性の異なる複数の領域を有する中間膜を積層したことを特徴とする車両用ガラス構造。
2. 前記中間膜の前記複数の領域として、複数のポリビニルブチラール層の間に該ポリビニルブチラール層とは振動減衰性が異なる特殊樹脂層を挟んで構成された第１領域と、ポリビニルブチラール層のみで構成された第２領域と、を少なくとも有することを特徴とする請求項１に記載の車両用ガラス構造。
3. 前記特殊樹脂層は、前記ポリビニルブチラール層よりも大きな振動減衰性を有することを特徴とする請求項２に記載の車両用ガラス構造。
4. 前記ポリビニルブチラール層は、前記複数の領域間で連続的に構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の車両用ガラス構造。

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