JP2017500264A - ヘッドアップディスプレイシステムのスクリーンとして使用するための積層ガラスパネル - Google Patents

ヘッドアップディスプレイシステムのスクリーンとして使用するための積層ガラスパネル Download PDF

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Abstract

本発明は、２枚のガラス板（１、２）と、これら２枚のガラス板（１、２）の間に配置された粘弾性プラスチックインサート（３）とを含む、ヘッドアップディスプレイシステムのスクリーンとして使用するのを目的とした積層ガラスパネルに関する。インサートは、振動−音響減衰特性を有する粘弾性プラスチック製の少なくとも１つの層（３）を含み、かつ積層ガラスパネルの上部から下部に向かってくさび状に減少する横方向断面を有し、ここでのインサートは、各々の厚みが２．１ｍｍの２枚のガラス板からなりそれらの間にインサートが組み込まれている２５ｍｍ×３００ｍｍの表面積を有する積層ガラスパネルバーの、ＩＳＯ １６９４０標準規格にしたがって２０℃で機械インピーダンス測定（ＭＩＭ）により測定される第２共振モードの共振振動数ｆが７６０Ｈｚ〜１００Ｈｚであり、同じ条件下でＭＩＭにより測定される同じバーの第２共振モードの損失係数η2が０．２５以上であるようなものである。本発明は、ヘッドアップディスプレイシステムのスクリーンとして使用するのを目的とした積層ガラスパネルに対して振動音響減衰特性を付与することを可能にし、かつ振動音響減衰特性を損なうことなくガラス板の厚みを減少させることを可能にする。

Description

本発明は、ヘッドアップディスプレイスクリーンとして使用するための積層グレージングに関する。ヘッドアップディスプレイは、全てのタイプの輸送手段において、特に自動車において有用である。
ヘッドアップディスプレイは、積層グレージング上に投影された情報を表示し、この情報はドライバまたは観察者に向けて反射される。これらのシステムは特に、運転中の安全性を確保するように、車両のドライバが車両の前方視野から視線をそらす必要なくドライバに対し情報を与えることができる。この場合、ドライバは、フロントガラスの後方の一定の距離のところにある虚像を見ている。
標準的な積層グレージングをこのようなシステムのために使用する場合、ドライバは二重画像、すなわち、運転席内に向けられたフロントガラスの表面により反射される第１の画像と、フロントガラスの外側表面によって反射される第２の画像を見ており、これら２つの画像は互いに対してわずかにずれている。このずれは、情報の視認を混乱させかねない。この問題を克服するために、２枚のガラス板とポリビニルブチラール（ＰＶＢ）製の中間層とから形成された積層フロントガラスを使用することができ、この中間層の２つの外側面は平行でなくくさび状であり、こうして表示源により投影され運転席内に向けられたフロントガラスの面により反射される画像は、フロントガラスの外側を向いた面によって反射された同じ源に由来する同じ画像上に実質的に重ね合わされるようになっている。このくさび状の積層グレージングを生産するためには、グレージングの上部から下部に向かって厚みが減少する中間層シートが使用される。
その上、列車および自動車などの現代の輸送手段における快適性に寄与するあらゆる特質の中で、静寂さが決定的要因となってきている。
音響的快適性は、ノイズ、例えばエンジン由来のノイズ、回転ノイズまたはサスペンションノイズを、その発生源においてあるいは空気または固体を通したそれらの伝播中のいずれかにおいて、例えば吸音性コーティングまたはエラストマー連結部品などを用いて処理することによって、これまで何年にもわたり改善されてきた。
車両の形状も、それら自体がノイズ源である、空気内への進入を改善しかつ乱流を削減するように改良されてきた。
近年、グレージング、特にプラチスチック中間層フィルムを含む積層グレージングが、音響的快適性の改善に対して果たし得る役割が注目されるようになってきた。積層グレージングには、突然の破砕時に破片が飛び散る危険性をなくすこと、不法侵入抑制装置を構成することといった、他の利点もある。
積層グレージングにおける標準的なプラスチックフィルムの使用は、音響的快適性を改善するためには向いていないということが実証されている。その結果、音響的快適性の改善を可能にする減衰特性を有する特定のプラスチックフィルムが開発された。
さらに、既存のフロントガラスにおいては、車両の外部を向くように意図されたガラス板の厚みは一般に２．１ｍｍであり、車両の内部を向くように意図されたガラス板の厚みは一般に１．６ｍｍである。しかしながら、燃費および誘発されるＣＯ2の排出を削減するため、自動車を軽量化しようというのが現在の傾向である。１つの手段は、より軽量の自動車グレージングを提案することである。グレージングの重量を削減するための１つの解決法は、ガラス板の厚みを削減することである。しかしながら、この厚みの削減は、結果として積層グレージングの音響特性の低下をもたらす。
したがって、ヘッドアップディスプレイスクリーンとして使用することを目的とし、同時に振動−音響減衰特性をも有するとともに振動−音響減衰特性を低下させることなくガラス板の厚みの削減を可能にする積層グレージングが必要とされている。
このために、本発明は、ヘッドアップディスプレイスクリーンとして使用することを目的とする積層グレージングであり、
・２枚のガラス板と、
・これら２枚のガラス板の間に配置された粘弾性プラスチック中間層であって、振動−音響減衰特性を有する粘弾性プラスチック材料製の少なくとも１つの層を含み、かつ積層グレージングの上部から下部に向かってくさび状に減少する断面を有する粘弾性プラスチック中間層と、
を含む積層グレージングであって、該中間層が、この中間層が間に組み入れられている各々の厚みが２．１ｍｍの２枚のガラス板で構成された２５ｍｍ×３００ｍｍの表面積を有する積層グレージングバーの、ＩＳＯ １６９４０標準規格にしたがって２０℃で機械インピーダンス測定（ＭＩＭ）により測定される第２共振モードの共振振動数ｆ2が７６０Ｈｚと１０００Ｈｚの間であり、同じ条件下でＭＩＭにより測定される同じバーの第２共振モードの損失係数η2が０．２５以上であるようなものである、積層グレージングを提供し、振動−音響減衰特性を有する積層グレージングを形成するために２枚のガラス板の間に組み入れることを目的とした粘弾性プラスチック中間層は、振動−音響減衰特性を有する粘弾性プラスチック製の少なくとも１つの層を含み、該中間層は、この中間層が間に組み入れられている各々の厚みが２．１ｍｍの２枚のガラス板で構成された２５ｍｍ×３００ｍｍの表面積を有する積層グレージングバーの、ＩＳＯ １６９４０標準規格にしたがって２０℃で機械インピーダンス測定（ＭＩＭ）により測定される第２共振モードの共振振動数ｆ2が７６０Ｈｚと１０００Ｈｚの間であり、同じ条件下でＭＩＭにより測定される同じバーの第２共振モードの損失係数η2が０．２５以上であるようなものである。
別の特定の特徴によると、前記層はポリビニルブチラールおよび可塑剤をベースとしている。
別の特定の特徴によると、ガラス板は湾曲している。
別の特定の特徴によると、共振振動数ｆ2は８００Ｈｚと９００Ｈｚの間、好ましくは８００Ｈｚと８５０Ｈｚの間である。
別の特定の特徴によると、損失係数η2は０．３０超である。
別の特定の特徴によると、中間層は、標準的なＰＶＢ製の２つの外側層をも含み、前記層が２つの外側層の間にある。
別の特定の特徴によると、２つの外側層のうちの一方のみが、積層グレージングの上部から下部に向かってくさび状に減少する断面を有し、振動−音響減衰特性を有する粘弾性プラスチック材料の層およびもう一方の外側層は、積層グレージングの上部から下部に向かって一定の断面を有している。
別の特定の特徴によると、２つの外側層は、積層グレージングの上部から下部に向かってくさび状に減少する断面を有し、振動−音響減衰特性を有する粘弾性プラスチック材料の層は積層グレージングの上部から下部に向かって一定の断面を有している。
別の特定の特徴によると、機械インピーダンスの測定は、積層グレージングバーの組立てから少なくとも１カ月後に実施され、積層グレージングバー自体は中間層の製造から少なくとも１カ月後に組立てられる。
本発明はまた、
・１枚のガラス板の厚みが０．５ｍｍと２．６ｍｍの間であり、
・１枚のガラス板の厚みが０．５ｍｍと１．６ｍｍの間であり、
ガラス板の合計厚みが厳密に３．７ｍｍ未満であるグレージングにも関する。
本発明はまた、上述のグレージングを含む自動車であって、厚みが０．５ｍｍと２．６ｍｍの間のガラス板が自動車の外部に向けられ、厚みが０．５ｍｍと１．６ｍｍの間のガラス板が自動車の内部に向けられる、上述のグレージングを含む自動車にも関する。
本発明はまた、上述のグレージングを自動車のフロントガラスとしての使用することにも関する。
次に、本発明の他の特徴および利点について、図面を参照しながら説明する。
３つのフロントガラスについて測定した、振動数の関数としての防音曲線を示すグラフである。 本発明によるグレージングの断面図である。
本発明は、ヘッドアップディスプレイスクリーンとして使用するのを目的とした積層グレージングであって、２枚のガラス板と、これら２枚のガラス板の間に配置された粘弾性プラスチック中間層を含んでおり、該中間層は振動−音響減衰特性を有する粘弾性プラスチック材料製の層を少なくとも１つ含み、かつ積層グレージングの上部から下部に向かってくさび状に減少する断面を有している、積層グレージングに関する。
中間層は、この中間層が間に組み入れられている各々の厚みが２．１ｍｍの２枚のガラス板で構成された２５ｍｍ×３００ｍｍの表面積を有する積層グレージングバーの、ＩＳＯ １６９４０標準規格にしたがって（バーのガラス板の厚みに関して唯一の差異があり、それは４ｍｍでなく２．１ｍｍである）２０℃で機械インピーダンス測定（ＭＩＭ）により測定される第２共振モードの共振振動数ｆ2が７６０Ｈｚと１０００Ｈｚの間であり、同じ条件下でＭＩＭにより測定される同じバーの第２共振モードの損失係数η2が０．２５以上であるようなものである。
発明者らは、以下で見ていくように、これらの特性を含む中間層が、公知の改善された音響特性を有する中間層を組み込んだ標準的な厚みのガラスの積層グレージングの音響性能品質と同等かまたはそれを上回りさえする音響性能品質の薄型積層グレージングを得ることを可能にすることを実証した。
図２は、本発明によるグレージングの断面図を示している。
このグレージングは、２枚のガラス板１、２を含み、これらの間に本発明による中間層が挿入されている。ガラス板への中間層のしっかりとした結合は、例えばガラス板と中間層を積み重ねそしてこの集成体をオートクレーブ内に送り込むなどの、公知の手段によって行なわれる。
グレージングのガラス板１は、車両の外部に向けようとするものであり、それに対してガラス板２は、車両の内部に向けようとするものである。グレージングが外部からの攻撃（悪天時、砂利の飛来など）に対してより良好な保護を提供できるように、ガラス板１はガラス板２よりも厚みがあるのが好ましい。具体的には、ガラスが厚くなればなるほど機械的強度は高くなる。しかしガラスは、厚くなればなるほど重くなる。そこで、グレージングの機械的強度と重量の間の妥協点を見出さなければならない。したがって、ガラス板１の厚みは、例えば０．５ｍｍと２．６ｍｍの間、好ましくは１．４ｍｍと２．０ｍｍの間になり、ガラス板２の厚みは、例えば０．５ｍｍと１．６ｍｍの間、好ましくは１．１ｍｍと１．５ｍｍの間になる。
既存のグレージングでは、ガラス板１の厚みは一般に２．１ｍｍ、ガラス板２の厚みは一般に１．６ｍｍであり、すなわち合計のガラスの厚みは３．７ｍｍである。
本発明によるグレージングは、厳密に３．７ｍｍ未満、好ましくは３．２ｍｍ以下の合計のガラス厚みを有する。
好ましくは、本発明によると、グレージングの重量を制限するために、ガラス板１の厚みは１．８ｍｍ、ガラス板２の厚みは１．４ｍｍであり、これによりこのようなグレージングを備えた車両の燃料消費量の削減が可能になっている。これはまた、グレージングの取り扱いをより容易にするのと材料を節約するのを可能にする。
本発明によるグレージングはまた、厚み１．６ｍｍのガラス板１と厚み１．２ｍｍのガラス板２、または厚み１．４ｍｍのガラス板１と厚み１．１ｍｍのガラス板２を有することもできる。
中間層は、振動−音響減衰特性を有する粘弾性プラスチック製の少なくとも１つの層３で構成される。それは好ましくは、ポリビニルブチラールと可塑剤をベースとしている。可塑剤の含有量および性質とポリビニルブチラールのアセタール化度により、公知の要領で、ポリビニルブチラールと可塑剤をベースとする構成要素の剛性を変更することが可能である。
図２の例では、中間層は外側層と称する２つの層４、５も含んでおり、それらの間に層３が挿入されている。
外側層４、５は、好ましくは標準的なＰＶＢで製作される。層３は、所望の音響的減衰を確保するため適確に振動するように、外側層４、５より剛性が低い。
別の形態として、中間層は、任意選択的に標準的ＰＶＢの層で取り囲まれた、振動−音響減衰特性を有する粘弾性プラスチック製の少なくとも２つの層を含んでいてもよい。
中間層の音響特性は、本発明による中間層、すなわち振動−音響減衰特性を有する少なくとも１つの粘弾性プラスチック層を含む中間層が間に組み込まれている、各々の厚みが２．１ｍｍ（ＩＳＯ １６９４０標準規格で推奨されている厚み４ｍｍではなく）の２枚のガラス板で構成され２５ｍｍ×３００ｍｍの表面積を有する積層グレージングバーのＩＳＯ １６９４０標準規格にしたがった２０℃での機械インピーダンス測定（ＭＩＭ）によって測定される。
ＭＩＭは、積層グレージングバーのさまざまな共振モードの共振振動数および損失係数の測定を可能にする。
中間層は、ＭＩＭにより測定した積層グレージングバーの第２共振モードの共振振動数ｆ2が７６０Ｈｚと１０００Ｈｚの間であり、かつＭＩＭにより測定した積層グレージングバーの第２共振モードの損失係数η2が０．２５以上である場合に、本発明によるものとなる。
好ましくは、共振振動数ｆ2は８００Ｈｚと９００Ｈｚの間であり、これにより、臨界振動数に至る前の積層グレージングの脆弱化レベルの低下をより少なくしながら、改善した音響性能品質を得ることが可能になる。より好ましくは、共振振動数ｆ2は８００Ｈｚと８５０Ｈｚの間であり、これにより、臨界振動数に至る前の積層グレージングの脆弱化レベルの低下を一層少なくしながら、さらに改善した音響性能品質を得ることが可能になる。
好ましくは、損失係数η2は０．３０超であり、これにより、音響減衰を改善しながら、改善された音響性能品質を得ることが可能になる。
機械インピーダンスの測定（ＭＩＭ）は、積層グレージングバーの組立てから少なくとも１カ月後に行い、積層グレージングバー自体は中間層の製造から少なくとも１カ月後に組立てられている。これにより、中間層と積層グレージングが確実に安定状態に達していて、したがって信頼性のある値を測定することが可能になる。
図１は、３つのフロントガラスで測定した、振動数の関数としての防音曲線を示している。グレージングの防音には、当該グレージングを装備した車両で確認できる音響性能品質を考慮に入れる。
こうして、第１のフロントガラス（２１−１６公知）は、
・厚みがそれぞれ２．１ｍｍおよび１．６ｍｍの２枚のガラス板、および、
・標準的なＰＶＢ製の２つの外側層と振動−音響減衰特性を有する粘弾性プラスチック製の１つの中央層とを含み、６７５Ｈｚ（±１５Ｈｚ）の共振振動数ｆ2および０．３５（±０．０３）に等しい損失係数η2を有する中間層、
を含んでいる。
第１のフロントガラスは、音響減衰特性を有する公知の中間層を備えた標準的フロントガラスに相当する。
第１のフロントガラスの防音曲線（菱形で示した）は、約６５００Ｈｚで下落を示している。
第２のフロントガラス（１８−１４公知）は、
・厚みがそれぞれ１．８ｍｍおよび１．４ｍｍの２枚のガラス板、および、
・標準的ＰＶＢ製の２つの外側層と振動−音響減衰特性を有する粘弾性プラスチック製の１つの中央層とを含み、６７５Ｈｚ（±１５Ｈｚ）の共振振動数ｆ2および０．３５（±０．０３）に等しい損失係数η2を有する中間層、
を含んでいる。
第２のフロントガラスは、第１のフロントガラスのものと同一の中間層を備えた薄型フロントガラスに相当する。
第２のフロントガラスの防音曲線（正方形で示した）は、約５０００Ｈｚに至るまで第１のフロントガラスのものと同様の挙動を示すが、下落は約８０００Ｈｚの高い振動数の方に移っている。この下落の移動は、このフロントガラスが人間の耳には不愉快である高振動数の空中ノイズの通過を可能にすることを暗に示しているため、非常に厄介である。
第３のフロントガラス（１８−１４本発明）は、
・厚みがそれぞれ１．８ｍｍ及び１．４ｍｍの２枚のガラス板、および、
・標準的ＰＶＢ製の２つの外側層と振動−音響減衰特性を有する粘弾性プラスチック製の１つの中央層とを含み、８００Ｈｚ（±１５Ｈｚ）の共振振動数ｆ2および０．３０（±０．０３）に等しい損失係数η2を有する中間層、
を含んでいる。
第３のフロントガラスは、本発明による中間層を備えた薄型フロントガラスに相当する。
第３のフロントガラスの防音曲線（三角形で示した）は、第１のフロントガラスのものと同様の挙動を示し、下落は約６５００Ｈｚを中心としており、防音値は第１のフロントガラスのそれらと同様である。
このように、本発明による中間層を備えたフロントガラスは、実際に、グレージングの薄型化に付随する音響特性の低下を補償できるようにする。
本発明による積層グレージングは、自動車のフロントガラスとして使用することができる。この場合、それは当然のことながら、その機械的強度を保証するための高い衝撃強度の国連規則第４３号（規則Ｒ４３として知られる）の全ての条件を満たす。このために、標準的ＰＶＢ製の２つの外側層を含む中間層の場合、例えば、これらの外側層４、５の厚みを、例えば仏国特許出願第０９５２５６７号明細書によって、公知のやり方で適合させる。
本発明による積層グレージングがヘッドアップディスプレイスクリーンとして使用できるためには、中間層が、積層グレージングの上部から下部に向かってくさび状に減少する断面を有する。好ましくは、一方だけまたは２つの外側層が、積層グレージングの上部から下部に向かってくさび状に減少する断面を有し、振動−音響減衰特性を有する粘弾性プラスチック材料製の層３は、積層グレージングの上部から下部に向かって一定の断面を有する。さらに、２枚のガラス板１、２は湾曲している。

Claims (12)

  1. ヘッドアップディスプレイスクリーンとして使用することを目的とする積層グレージングであり、
    ・２枚のガラス板（１、２）と、
    ・これら２枚のガラス板（１、２）の間に配置された粘弾性プラスチック中間層（３）であって、振動−音響減衰特性を有する粘弾性プラスチック材料製の少なくとも１つの層（３）を含み、かつ該積層グレージングの上部から下部に向かってくさび状に減少する断面を有する粘弾性プラスチック中間層（３）と、
    を含む積層グレージングであって、該中間層が、この中間層が間に組み入れられている各々の厚みが２．１ｍｍの２枚のガラス板で構成された２５ｍｍ×３００ｍｍの表面積を有する積層グレージングバーの、ＩＳＯ １６９４０標準規格にしたがって２０℃で機械インピーダンス測定（ＭＩＭ）により測定される第２共振モードの共振振動数ｆ2が７６０Ｈｚと１０００Ｈｚの間であり、同じ条件下でＭＩＭにより測定される同じバーの第２共振モードの損失係数η2が０．２５以上であるようなものである、積層グレージング。
  2. 層（３）がポリビニルブチラールおよび可塑剤をベースとしている、請求項１に記載の積層グレージング。
  3. ガラス板（１、２）が湾曲している、請求項１または２に記載の積層グレージング。
  4. 共振振動数ｆ2が８００Ｈｚと９００Ｈｚの間、好ましくは８００Ｈｚと８５０Ｈｚの間である、請求項１〜３のうちの一項に記載の積層グレージング。
  5. 損失係数η2が０．３０超である、請求項１〜４のうちの一項に記載の積層グレージング。
  6. 標準的ＰＶＢ製の２つの外側層（４、５）をさらに含み、層（３）がこれら２つの外側層（４、５）の間にある、請求項１〜５のうちの一項に記載の積層グレージング。
  7. ２つの外側層（４、５）のうちの一方のみが、該積層グレージングの上部から下部に向かってくさび状に減少する断面を有し、振動−音響減衰特性を有する粘弾性プラスチック材料製の層（３）およびもう一方の外側層が、該積層グレージングの上部から下部に向かって一定の断面を有している、請求項１〜６のうちの一項に記載の積層グレージング。
  8. ２つの外側層（４、５）が、該積層グレージングの上部から下部に向かってくさび状に減少する断面を有し、振動−音響減衰特性を有する粘弾性プラスチック材料製の層（３）が、該積層グレージングの上部から下部に向かって一定の断面を有している、請求項１〜６のうちの一項に記載の積層グレージング。
  9. 機械インピーダンス測定が、積層グレージングバーの組立てから少なくとも１カ月後に実施され、積層グレージングバー自体は中間層の製造から少なくとも１カ月後に組立てられている、請求項１〜８のうちの一項に記載の積層グレージング。
  10. ・ガラス板（１、２）の一方の厚みが０．５ｍｍと２．６ｍｍの間であり、
    ・ガラス板（１、２）の一方の厚みが０．５ｍｍと１．６ｍｍの間であり、
    ガラス板（１、２）の合計の厚みが厳密に３．７ｍｍ未満である、請求項１〜９のうちの一項に記載の積層グレージング。
  11. 請求項１〜１０のうちの一項に記載のグレージングを含む自動車であって、厚みが０．５ｍｍと２．６ｍｍの間のガラス板が該自動車の外部に向けられており、厚みが０．５ｍｍと１．６ｍｍの間のガラス板が該自動車の内部に向けられている、自動車。
  12. 請求項１〜１０のうちの一項に記載のグレージングの自動車のフロントガラスとしての使用。
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