JP2022009944A - 車両 - Google Patents
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Abstract
Description
これらに開示の構成は、ルーフウインドウにより外光を十分に取り入れるようにして、必要に応じて、電動、手動により板状、シート状の遮光部材を配置することにより、ルーフウインドウからの入射光を遮光する。
また、ルーフウインドウに上述の遮光部材を設ける場合には、遮光部材を格納する領域が必要になる。そのため、車両のルーフ部の中央や後部等には、遮光部材の格納部が配置されることとなり、ルーフ全体にルーフウインドウを配置することができず、車内に十分な外光を取り込むことができなくなる問題があった。
しかし、このような調光部材は、車両に搭載された場合に走行中の振動により、液晶の配向が局所的に変化したり、液晶層の厚みが局所的に変化したりするおそれがあり、これにより高い信頼性により安定して入射光量を調整することができなくなる場合がある。
前記ルーフ部の前記開口部に配置され、少なくとも基材を有する第1積層体と、少なくとも基材を有する第2積層体とに挟持される液晶層と、少なくとも第1積層体及び第2積層体のうちいずれか一方に設けられた透明電極とを有した調光部材と、
前記透明電極に電圧を印加し、前記調光部材の透過率を変化させる駆動制御部とを備え、
前記調光部材のみが前記開口部を通過する外光の光量を変化させ、
当該車両の最低地上高h1と室内高h2との比が0.08≦h1/h2≦0.20を満たすこと、
を特徴とする車両。
(2) ルーフ部に開口部が設けられた車両であって、
前記ルーフ部の前記開口部に配置され、少なくとも基材を有する第1積層体と、少なくとも基材を有する第2積層体とに挟持される液晶層と、少なくとも第1積層体及び第2積層体のうちいずれか一方に設けられた透明電極とを有した調光部材と、
前記透明電極に電圧を印加し、前記調光部材の透過率を変化させる駆動制御部とを備え、
前記調光部材のみが前記開口部を通過する外光の光量を変化させ、
当該車両の最低地上高h1と全高h3との比が0.05≦h1/h3≦0.15を満たすこと、
を特徴とする車両。
(3)(1)又は(2)において、
前記調光部材は、前記第1積層体及び前記第2積層体に挟持され、前記液晶層の厚みを規定するビーズスペーサを備えること、
を特徴とする車両。
(4)(1)から(3)のいずれかにおいて、
車内における搭乗者の位置の情報である搭乗者位置情報を取得する搭乗者位置情報取得部を備え、
前記駆動制御部は、
前記搭乗者位置情報に基づいて、前記搭乗者が搭乗している箇所に対応する部分の前記調光部材の透過率を局所的に変化させること、
を特徴とする車両。
(5)(1)から(4)までのいずれかにおいて、
前記調光部材は、複数のセグメントに分割されており、
前記駆動制御部は、複数の前記セグメントの透過率を個別に制御すること、
を特徴とする車両。
(6)(1)から(5)までのいずれかにおいて、
前記駆動制御部は、透過率の変化の態様が相違する複数のモードに分けて前記調光部材を制御すること、
を特徴とする車両。
〔ルーフウインドウ〕
図1は、第1実施形態の車両に用いられるルーフウインドウの構成を説明する断面図である。
ルーフウインドウ31は、車両のルーフに設けられた開口部に配置された透明板材であり、合わせガラスにより構成される。
ルーフウインドウ31は、図1に示すように、中間層4及び5をそれぞれ介して板ガラス2及び3により調光フィルム10を挟持して構成される。
板ガラス2、3は、この種の合わせガラスに適用可能な種々の材料を広く適用することができ、例えば、透明な無機ガラスや、有機ガラスが挙げられる。
無機ガラスとしては、ソーダライムガラス、アルミノシリケートガラス、アルミノボロシリケートガラス、ホウ珪酸ガラス、無アルカリガラス、石英ガラス等が特に制限なく用いられる。これらのうちでもソーダライムガラスが特に好ましい。無機ガラスの成形法については、特に限定されないが、例えば、フロート法等により成形されたフロート板ガラスが好ましい。
有機ガラスとしては、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、塩化ビニル樹脂、アクリルウレタン樹脂等が挙げられる。これらのなかでもポリカーボネート樹脂がより好ましい。なお、板ガラス2、3は、上記のような樹脂を2種以上含んで構成されるようにしてもよい。
なお、ルーフウインドウ31は、中間層4又は5に線状の発熱体を配置してデフロスターの機能を付与してよい。
なお、ルーフウインドウ31は、この一体化の際に曲面形状に成形されるようにしてもよい。
また、上述の説明では、調光フィルム10は、板ガラス2、3に中間層4、5を介して挟持される構成を示したが、これに限定されるものでなく、例えば、中間層を2枚の板ガラスにより挟持された合わせガラスをルーフウインドウとし、そのルーフウインドウに調光フィルム10が貼付されるようにしてもよい。
調光フィルム10は、液晶を利用して光の透過光を制御するフィルム状の部材であり、直線偏光板16、17により液晶セル15を挟持して構成される。
直線偏光板16、17は、偏光子を含むものであれば特に限定されるものではなく、偏光子の片側又は両側に偏光板保護フィルムを有するものであってもよい。
偏光子は、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)のような親水性ポリマーからなるフィルムを二色性色素であるヨウ素を含有する水溶液に浸漬させて延伸することによりポリビニルアルコールとヨウ素との錯体を形成させた偏光子や、ポリ塩化ビニルのようなプラスチックフィルムを処理してポリエンを配向させたものからなる偏光子等を挙げることができる。
また、ヨウ素の代わり二色性色素として二色性染料を用いる場合は、二色性染料として、アゾ系染料、スチルベン系染料、メチン系染料、シアニン系染料、ピラゾロン系染料、トリフェニルメタン系染料、キノリン系染料、オキサジン系染料、チアジン系染料、アントラキノン系染料等が用いられる。
直線偏光板16、17は、クロスニコル配置により、アクリル系透明粘着樹脂等による接着剤層により液晶セル15に配置される。なお、直線偏光板16、17には、それぞれ液晶セル15側に光学補償のための位相差フィルム18、19が設けられるが、位相差フィルム18、19は、必要に応じて省略してもよい。またクロスニコル配置に代えてパラレルニコル配置により配置してもよい。
この場合、各直線偏光板は、後述の液晶セル15を構成する上側積層体12の基材21Aの液晶層14側と、下側積層体13の基材21Bの液晶層14側とに液晶層8を挟持するようにして配置されるのが望ましい。後述するように、基材21A、21Bは、光学異方性が小さいことが望まれるが、E型の直線偏光板を上述のように配置することによって、基材において透過光が種々に偏光したとしても、液晶層の透過光には何ら影響を与えないようにすることができるため、基材21A、21Bに汎用性の高い透明樹脂フィルム、例えば、PETフィルム等を使用することが可能となる。
液晶セル15は、フィルム状の下側積層体13及び上側積層体12により液晶層14を挟持して構成される。
下側積層体13は、基材21Bに、透明電極22B、配向層23B及びスペーサ24を積層して形成される。
上側積層体12は、基材21Aに、透明電極22A、配向層23A及びスペーサ24を積層して形成される。
基材21A、21Bは、種々の透明樹脂フィルムを適用することができるが、光学異方性が小さく、また、可視域の波長(380~800nm)における透過率が80%以上である透明樹脂フィルムを適用することが望ましい。
透明樹脂フィルムの材料としては、例えば、トリアセチルセルロース(TAC)等のアセチルセルロース系樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル系樹脂、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン、ポリメチルペンテン、EVA等のポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等のビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリサルホン(PEF)、ポリエーテルサルホン(PES)、ポリカーボネート(PC)、ポリスルホン、ポリエーテル(PE)、ポリエーテルケトン(PEK)、(メタ)アクロニトリル、シクロオレフィンポリマー(COP)、シクロオレフィンコポリマー等の樹脂を挙げることができる。
特に、ポリカーボネート(PC)、シクロオレフィンポリマー(COP)、ポリエチレンテレフタレート(PET)等の樹脂が好ましい。
本実施形態において、基材21A、21Bは、厚み100μmのポリカーボネートフィルムが適用されるが、種々の厚みの透明樹脂フィルムを適用することができる。
透明電極22A、22Bは、上記透明樹脂フィルムと透明樹脂フィルムに積層される透明導電膜から構成されている。
透明導電膜としては、この種の透明樹脂フィルムに適用される各種の透明電極材料を適用することができ、酸化物系の全光透過率が50%以上の透明な金属薄膜を挙げることができる。例えば、酸化錫系、酸化インジウム系、酸化亜鉛系が挙げられる。
酸化インジウム(In2O3)系としては、酸化インジウム、ITO(Indium Tin Oxide:インジウム錫酸化物)、IZO(Indium Zinc Oxide)が挙げられる。
酸化亜鉛(ZnO)系としては、酸化亜鉛、AZO(アルミドープ酸化亜鉛)、ガリウムドープ酸化亜鉛が挙げられる。
本実施形態では、ITO(Indium Tin Oxide)により透明導電膜が形成される。
スペーサ24は、液晶層14の厚みを規定するために設けられ、各種の樹脂材料を広く適用することができる。ここで、スペーサ24には、主に球状スペーサ(以下、「ビーズスペーサ」と呼ぶ)と柱状スペーサ(以下、「フォトスペーサ」と呼ぶ)の2種類が存在する。
ここで、調光フィルム10は、基材上に配向層を形成後に、感光性樹脂を塗布して、露光、現像するというフォトリソグラフィー法を用いてフォトスペーサを形成することが考えられるが、この場合、露光や現像工程によって配向層へダメージを与え、配向不良が生じる原因となるため好ましくない。また、基材上にフォトスペーサを先に作製した後に、配向層を塗布することも考えられるが、この場合、フォトスペーサの周囲の配向層には十分な配向規制力を与えることができず、配向不良が生じる原因となるため好ましくない。よって、フォトスペーサにより製造した調光フィルムは、配向不良により所望の透過率に精度よく制御できなくなる場合がある。
これに対して、ビーズスペーサは、配向層を形成した後に、その配向層上に散布され、また、配向層との接触面積が狭いため、上述のような配向層がダメージを受けたり、配向不良が生じたりするような問題が生じるのを低減することができる。
よって、スペーサ24としてビーズスペーサを適用することにより、作製した調光フィルム10の透過率を、フォトスペーサを用いた場合に比して、より精密に細かく透過率を変化させることができる。
ここで、本実施形態の調光フィルム10は、車両30に配置されるため、必要に応じて透過率に精度よく制御する必要がある。そのため、本実施形態では、スペーサ24にビーズスペーサを適用する。
また、配向層上におけるビーズの分散性や、密着性を向上させる観点から、ビーズスペーサの表面に表面処理を行うようにしてもよい。表面の被覆材料としては、ビーズ表面への固定化や、液晶材料中への化学物質の流出が問題とならなければ、とくに限定されるものではないが、例えば、ポリエチレン、エチレン/酢酸ビニル共重合体、エチレン/アクリル酸エステル共重合体、ポリメチル(メタ)アクリレート重合体、SBS型スチレン/ブタジエンブロック共重合体、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂などを用いることができる。
なお、上述の説明では、スペーサ24は、上側積層体12及び下側積層体13の両方に設けられる例を示したが、これに限定されるものでなく、上側積層体12及び下側積層体13のいずれか一方に設けられるようにしてもよい。
配向層23A、23Bは、光配向層により形成される。光配向層に適用可能な光配向材料は、光配向の手法を適用可能な各種の材料を広く適用することができ、例えば、光分解型、光二量化型、光異性化型等を挙げることができる。
本実施形態では、光二量化型の材料を使用する。光二量化型の材料としては、例えば、シンナメート、クマリン、ベンジリデンフタルイミジン、ベンジリデンアセトフェノン、ジフェニルアセチレン、スチルバゾール、ウラシル、キノリノン、マレインイミド、又は、シンナミリデン酢酸誘導体を有するポリマー等を挙げることができる。中でも、配向規制力が良好である点で、シンナメート、クマリンの一方又は両方を有するポリマーが好ましく用いられる。このような光二量化型の材料の具体例としては、例えば特開平9-118717号公報、特表平10-506420号公報、特表2003-505561号公報及びWO2010/150748号公報に記載された化合物を挙げることができる。
なお、光配向層に代えてラビング処理により配向層を作製してもよく、微細なライン状凹凸形状を賦型処理して配向層を作製してもよい。
液晶層14は、この種の調光フィルム10に適用可能な各種の液晶材料を広く適用することができる。具体的に、液晶層14には、重合性官能基を有していない液晶化合物として、ネマチック液晶化合物、スメクチック液晶化合物及びコレステリック液晶化合物を適用することができる。
ネマチック液晶化合物としては、例えば、ビフェニル系化合物、ターフェニル系化合物、フェニルシクロヘキシル系化合物、ビフェニルシクロヘキシル系化合物、フェニルビシクロヘキシル系化合物、トリフルオロ系化合物、安息香酸フェニル系化合物、シクロヘキシル安息香酸フェニル系化合物、フェニル安息香酸フェニル系化合物、ビシクロヘキシルカルボン酸フェニル系化合物、アゾメチン系化合物、アゾ系化合物、およびアゾオキシ系化合物、スチルベン系化合物、トラン系化合物、エステル系化合物、ビシクロヘキシル系化合物、フェニルピリミジン系化合物、ビフェニルピリミジン系化合物、ピリミジン系化合物、およびビフェニルエチン系化合物等を挙げることができる。
コレステリック液晶化合物としては、例えば、コレステリルリノレート、コレステリルオレエート、セルロース、セルロース誘導体、ポリペプチド等を挙げることができる。
シール材25は、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂等の熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂等を適用することができる。
VA方式は、無電界時、液晶層14の液晶分子は垂直配向し、これにより調光フィルム10は、入射光を遮光して遮光状態となり、また、この電界の印加により、液晶層14の液晶が水平配向し、調光フィルム10は、入射光を透過して透過状態となる。
このVA方式のように、無電界時に遮光状態となり、電界印加時に透過状態となるような光の制御モードをノーマリーブラックモードという。
ここで、TN方式は、基板上に形成した透明電極の上に、配向方向が90°異なるようなラビング処理等を行った配向膜を付け、上下基板で液晶層14を挟む構成である。配向膜の配向規制力により液晶分子は配向膜の配向方向に沿って並び、その液晶分子に沿って他の液晶分子が配向するため、液晶分子の方向が90°捩じれる形で配向する。そして上下基板の外側に、配向膜の配向方向と平行に偏光板を配置する。
TN方式は、無電界時、偏光板を通過した光は直線偏光となり液晶に入る。液晶分子は90°捩じれて配向されているので、入射した光も90°捩じれて通過するため、下の偏光板を通過できる。これにより調光フィルム10は、入射光を透過して透過状態となる。
また、この電界の印加により液晶分子が直立して捩じれがとれるが、配向膜表面では配向規制力の方が強いため、液晶分子の配向方向は配向膜に沿ったままである。このような状態では、液晶分子は通過する光に対しては等方的であるため、液晶層14に入射された直線偏光の偏光方向の回転は生じない。従って、上の偏光板を通過した直線偏光は下の偏光板を通過できず、調光フィルム10は、入射光を遮光して遮光状態となる。
このTN方式のように、無電界時に透過状態となり、電界印加時に遮光状態となるような光の制御モードをノーマリーホワイトモードという。
GH方式に使用される液晶組成物は、電界印加時における液晶分子の長軸方向の相違により、ポジ型とネガ型とに大別される。
ポジ型のネマチック液晶は、誘電率が長軸方向に大きく長軸に垂直な方向に小さい誘電率異方性が正の液晶であり、無電界時には液晶分子の長軸方向が光軸に対して垂直となり、電界印加時には液晶分子の長軸方向が光軸に対して平行となるものである。
一方、ネガ型のネマチック液晶は、誘電率が長軸方向に小さく長軸に垂直な方向に大きい誘電率異方性が負の液晶であり、無電界時には液晶分子の長軸方向が光軸に対して平行となり、電界印加時には液晶分子の長軸方向が光軸に対して垂直となるものである。
ここで、二色性色素分子は液晶分子と同じ方向に配向するため、ポジ型のネマチック液晶をホストとして用いた場合には、無電界時には遮光状態となり、電界印加時には透過状態となる(ノーマリーブラックモード)。
一方、ネガ型のネマチック液晶をホストとして用いた場合には、逆に、無電界時には透過状態となり、電界印加時には遮光状態となる(ノーマリーホワイトモード)。
GH方式に用いられる二色性色素としては、液晶に対して溶解性があり、二色性の高い色素、好ましくはオーダーパラメーター(S値)が0.7以上の色素が挙げられ、例えば、アゾ系、アントラキノン系、キノフタロン系、ペリレン系、インジゴ系、チオインジゴ系、メロシアニン系、スチリル系、アゾメチン系、テトラジン系等の二色性色素が挙げられる。
なお、調光フィルム10がGH方式により製造される場合は、直線偏光板は省略することができる。
また、液晶セル15は、光配向層のパターンニング等によりいわゆるマルチドメイン方式により液晶材料を駆動してもよく、さらにはシングルドメインにより駆動してもよい。
本実施形態のルーフウインドウ31は、車両(乗用車)30のルーフ(天井)に形成された開口部32に配置されている。
図2は、第1実施形態の車両用調光システム33を有する車両30を説明する図である。図2の車両30は、鉛直上方から見た概略図である。
図3は、第1実施形態の車両の進行方向と鉛直方向とに平行な断面における断面図ある。
本実施形態の車両30は、図2、図3に示すように、SUV(スポーツ・ユーティリティ・ビークル)タイプの乗用車であり、4座席タイプの車両である。そのため、車両30には、座席S1~S4が設けられている。なお、座席S1は運転席であり、座席S1の搭乗者が、車両30の運転手となる。また座席S2~S4は同乗者が座る座席である。
なお、ルーフウインドウ31は、開口部32に対して開閉不可能に配置されてもよく、また、開口部32に対して開閉機構部を介して開閉可能に配置されるようにしてもよい。
ここで、最低地上高h1とは、水平な地平面(地面)から車体の最も低い位置までの鉛直方向における距離をいい、道路運送車両の保安基準第3条の細目を定める告示〈第三節〉第163条の規定による距離である。この保安基準の規定によれば、最低地上高は、車両のホイールベースの長さによっても異なるものの、概ね9cm以上である。
また、室内高h2とは、車両の中心部付近(座席付近)における平坦な床面から、天井の内張り及びルーフウインドウの車内側の面のうち最も低い位置までの鉛直方向における距離をいう。
また、車両の重心が高くなると、車両の全高が高くなる傾向になるため、走行時における空気抵抗も大きくなる傾向となり、車両の燃費を低下させてしまうこととなる。ここで、調光フィルムを駆動する電力は、車両に設けられたバッテリーやオルタネータから供給しているため(後述する)、そのことからも車両の燃費を更に低下させてしまう要因となるので望ましくない。
また、本実施形態の車両30では、調光フィルム10がルーフウインドウ31を構成する板ガラス2、3により挟持された合わせガラスの形態であるため、ルーフウインドウ部分を更に薄くすることができる。そのため、車両のルーフウインドウの配置や設計の自由度を向上させることができる。
調光フィルム10の駆動制御部42を有する車両用調光システム33は、本実施形態では、調光フィルムの制御プログラムとして情報処理装置(例えば、車両30に設けられる電子制御ユニット(ECU40))により実行されるよう構成される。
ここで、ECU40は、車両に設けられる各種センサや、後述の圧力センサ等から出力される各種信号や、操作パネルから出力される操作信号等を入力する入力回路部、演算処理部(以下「CPU」という)、CPUで実行される各種演算プログラムや上述の調光フィルムの制御プログラム、演算結果等を記憶する記憶回路部、車両30の駆動源(エンジン)等の各部を制御する制御信号や、調光フィルム10を制御する制御信号等を出力する出力回路部等を備えている。
なお、車両用調光システム33は、上記制御プログラムに限定されるものでなく、車両用調光システム33を構成する駆動制御部42を、処理回路として構成するようにしてもよい。
駆動制御部42は、調光フィルム10の透明電極に駆動用電源を出力する電源部を備え、この電源部を制御する演算処理部により構成される。
より具体的には、駆動制御部42は、不図示の操作パネルによる搭乗者の操作に応じて、調光フィルム10の透過率を変化させることができる。
ここで、上述したように、本実施形態の調光フィルム10は、スペーサ24にビーズスペーサを適用しているので、フォトスペーサを適用した場合に比して、より精度よく搭乗者の好みに応じた透過率に変動することができる。
なお、操作パネルは、各座席に設けられ搭乗者のいずれもが調光フィルムを操作できるようにしてもよく、また、計器類が配置されるインストルメントパネルに1つ設け、運転席及び助手席の搭乗者が操作できるようにしてもよい。
例えば、調光フィルム10を透過率が最も低い遮光状態にする遮光モードや、透過率が最も高い透光状態にする透光モードや、搭乗者の所望の透過率に変化させる個別制御モードや、車内に入射する太陽光等の外光の光量に応じて透過率を変化させる自動モード等を備え、搭乗者の操作パネルの操作によりいずれかの制御モードが選択され、実行されるようにしてもよい。
ここで、オルタネータは、車両30の車軸、又は、エンジンに接続されている発電機であり、発電された交流電圧を整流して直流の出力電圧に変換するレクチファイヤと呼ばれる整流装置と、集積回路により形成されて出力電圧を制御する電圧レギュレータと呼ばれる電圧制御装置等を一体的に備えている。
オルタネータから出力される電圧は、車両30の車軸の回転数、又は、エンジンの回転数に対応して変化するため、電圧レギュレータは、出力電圧を監視し、オルタネータの界磁電流を制御することにより出力電圧を調整している。電圧レギュレータにより、刻々と変化する運転状況下においても車両30の電装部品が正常に作動する電圧で電力が供給される。
バッテリーは、例えば、鉛バッテリー、ニッケル水素バッテリー、リチウムイオンバッテリー等の二次電池であり、オルタネータからの出力電圧を蓄電すると共に、蓄電した出力電圧を放電して車両用調光システム33に電力を供給する。
なお、車両用調光システム33への電力の供給方法は、車両30に搭載されたオルタネータ及びバッテリーから電力が供給される例を示したが、これに限定されるものでなく、例えば、車両30に搭載されたオルタネータ及びバッテリーのうちいずれか一方から電力が供給されるようにしたり、車両用調光システム33用のバッテリーを別途設け、そのバッテリーから電力が供給されるようにしたり、その他の公知の電力供給方法を適用したりしてもよい。
(1)本実施形態の車両30は、ルーフ部に開口部32が設けられており、ルーフ部の開口部32に配置され、少なくとも基材21Aを有する上側積層体12と、少なくとも基材21Bを有する下側積層体13とに挟持される液晶層14と、少なくとも上側積層体12及び下側積層体13に設けられた透明電極22A、22Bとを有した調光フィルム10と、透明電極22A、22Bに電圧を印加し、調光フィルム10の透過率を変化させる駆動制御部42とを備え、調光フィルム10のみが開口部32を通過する外光の光量を変化させ、車両30の最低地上高h1と室内高h2との比が0.08≦h1/h2≦0.20を満たす。これにより、本実施形態の車両30は、車内を遮光するために板状やシート状の遮光部材を設ける場合に比して、室内高が低くなってしまうのを避けるとともに、十分に高い信頼性により調光フィルム10の透過率を変動させることができ、安定して車内に入射する外光の光量を調整することができる。
図4は、第2実施形態の車両用調光システムを有する車両を説明する図である。図4の車両は、鉛直上方から見た概略図である。
なお、以下の説明及び図面において、前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
本実施形態の車両30は、図4に示すように、調光フィルム10が複数のセグメントに分割されている点と、搭乗者位置情報取得部41が設けられている点とで、第1実施形態の車両30と主に相違する。
車両30のルーフには、開口部32が形成されており、その開口部32にルーフウインドウ31が配置されている。このルーフウインドウ31を構成する調光フィルム10は、透明電極22A及び又は透明電極22Bが、それぞれ個別に駆動電源を供給可能な絶縁された複数の部分電極(領域)に分割して作製される。これにより調光フィルム10は、図4に示すように、独立して個別に透過率を変更することができる複数の領域(以下、適宜、各領域をセグメントと呼ぶ)SG1~SG4を備えたマルチセグメントにより形成される。
これに対して、本実施形態の調光フィルム10は、1枚のフィルム状から構成されており、調光フィルム10を構成する透明電極のみが上述のように複数の領域(部分電極)に分割されている。そのため、調光フィルム10の各セグメント間の境界が目立ってしまうのを極力抑制することができ、さらにはルーフウインドウ31の製造工程を簡略化することができる。
図5は、調光フィルムの透明電極の形態を説明する図である。なお、図5においては、説明を明確にするために、調光フィルム10を構成する透明電極以外の構成の図示を省略している。
調光フィルム10の透明電極22A、22Bは、例えば、以下のように分割される。
図5(a)に示すように、調光フィルム10に設けられる透明電極22Aを、短辺に沿った方向(車両30の進行方向に直交する車幅方向)に2分割、長辺に沿った方向(車両30の進行方向)に2分割することにより、透明電極22Aは、複数の部分電極22A1~22A4に4分割された状態で基材21A上に形成される。また、透明電極22Aに対向する透明電極22Bは、分割されることなく基材21B上の全面に形成される。これにより、セグメントSG1~SG4を有するマルチセグメントの調光フィルム10が形成される。
なお、上述の説明では透明電極22Aが4分割される例を示したが、これに限定されるものでなく、透明電極22Bが4分割され、透明電極22Aが基材21A上の全面に形成されるようにしてもよい。
このような透明電極22A、22Bの分割は、透明電極のパターニングにより作製することができる。
また、上述の図5(a)及び図5(b)に示す例において、透明電極22A、22Bのパターニングは、矩形状に分割される例を示したが、これに限定されるものでなく、例えば、六角形形状、台形形状、平行四辺形形状、三角形形状等、種々の形状により分割されるようにしてもよい。
例えば、図5(c)は、透明電極22Aを複数の三角形形状の部分電極によりパターニングされる。このように三角形形状の部分電極によりパターニングしてセグメントを形成する場合、例えば、図5(c)中にハッチングにより示すように、遮光状態に設定する領域を、菱形形状に近い形状とすることができる。これにより、より外光を効率良く取り込んで、搭乗者の頭部への太陽光の入射を局所的に抑制することができる。
なお、ルーフウインドウ31は、開口部32に対して開閉不可能に配置されてもよく、また、開口部32に対して開閉機構部を介して開閉可能に配置されるようにしてもよい。
調光フィルム10の各セグメントSG1~SG4は、それぞれ車両30の各座席S1~S4に対応して設けられている。
ここで、ECU40は、車両に設けられる各種センサや、後述の圧力センサ等から出力される各種信号や、操作パネルから出力される操作信号等を入力する入力回路部、演算処理部(以下「CPU」という)、CPUで実行される各種演算プログラムや上述の調光フィルムの制御プログラム、演算結果等を記憶する記憶回路部、車両30の駆動源(エンジン)等の各部を制御する制御信号や、調光フィルム10を制御する制御信号等を出力する出力回路部等を備えている。
なお、車両用調光システム33は、上記制御プログラムに限定されるものでなく、車両用調光システム33を構成する各部を、それぞれ処理回路として構成するようにしてもよい。
ここで、上述したように、本実施形態の調光フィルム10は、スペーサ24にビーズスペーサを適用しているので、フォトスペーサを適用した場合に比して、より精度よく搭乗者の好みに応じた透過率に変動することができる。
上述した搭乗者位置情報取得部41、駆動制御部42から構成される車両用調光システム33は、図6に示す処理手順(SP1、SP2)を繰り返して太陽光等の外光の車内への入射を制御する。
すなわち、車両30に設けられた車両用調光システム33は、搭乗者位置情報取得部41により搭乗者位置情報を取得し(SP1)、この搭乗者位置情報により駆動制御部42で各セグメントの透過光を制御する(SP2)。
また、本実施形態の車両30は、車内における搭乗者の位置の情報である搭乗者位置情報を取得する搭乗者位置情報取得部41を備え、駆動制御部42が、搭乗者位置情報に基づいて、搭乗者が搭乗している箇所に対応する部分の調光フィルム10の透過率を局所的に変化させる。これにより、搭乗者が搭乗している箇所においては、搭乗者の所望に応じて対応する部分の調光フィルム10の透過率を変動させるとともに、搭乗者が搭乗していない箇所に対応する部分の調光フィルム10の透過率の変化を省略することができ、調光フィルム10の制御に伴う消費電力を低減することができる。
更に、本実施形態の車両30は、調光フィルム10が、複数のセグメントに分割されており、駆動制御部42が、複数のセグメントの透過率を個別に制御するので、より具体的に、調光フィルム10の透過率を局所的に変化させることができる。
次に、第3実施形態の車両30について説明する。
なお、以下の説明において、前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
本実施形態の車両30は、最低地上高h1と全高h3との比が0.05≦h1/h3≦0.15を満たし、より好ましくは0.07≦h1/h3≦0.13を満たす。
ここで、全高h3とは、図3に示すように、地面(車両30のタイヤが地面に接する位置)から、車両30の車体の最も高い部分(アンテナは除く)までの鉛直方向における距離をいう。
また、車両の重心が高くなると、車両の全高が高くなる傾向になるため、走行時における空気抵抗も大きくなる傾向となり、車両の燃費を低下させてしまうこととなる。ここで、調光フィルムを駆動する電力は、車両に設けられたバッテリーやオルタネータから供給しているため、そのことからも車両の燃費を更に低下させてしまう要因となるので望ましくない。
以上、本発明の実施に好適な具体的な構成を詳述したが、本発明は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述の実施形態の構成を種々に変更することができる。
この場合、ルーフウインドウ31の板ガラス2、3のいずれかの代わりに、この調光部材を適用するようにしてもよい。
この場合、第2実施形態の車両用調光システム33のように、車内における搭乗者の位置の情報である搭乗者位置情報を取得する搭乗者位置情報取得部41を設け、駆動制御部42が、搭乗者位置情報に基づいて、搭乗者が搭乗している箇所に対応する部分の調光フィルム10の透過率を局所的に変化させるようにしてもよい。これにより、搭乗者が搭乗している箇所においては、搭乗者の所望に応じて対応する部分の調光フィルム10の透過率を変動させるとともに、搭乗者が搭乗していない箇所に対応する部分の調光フィルム10の透過率の変化を省略することができ、調光フィルム10の制御に伴う消費電力を低減することができる。
4、5 中間層
10 調光フィルム
12 上側積層体
13 下側積層体
14 液晶層
15 液晶セル
16、17 直線偏光板
21A、21B 基材
22A、22B 透明電極
23A、23B 配向層
24 スペーサ
25 シール材
30 車両
31 ルーフウインドウ
32 開口部
33 車両用調光システム
41 搭乗者位置情報取得部
42 駆動制御部
S1~S4 座席
SG1~SG4 セグメント
Claims (1)
- ルーフ部に開口部が設けられた車両であって、
前記ルーフ部の前記開口部に配置され、少なくとも基材を有する第1積層体と、少なくとも基材を有する第2積層体とに挟持される液晶層と、少なくとも第1積層体及び第2積層体のうちいずれか一方に設けられた透明電極とを有した調光部材と、
前記透明電極に電圧を印加し、前記調光部材の透過率を変化させる駆動制御部とを備え、
前記調光部材のみが前記開口部を通過する外光の光量を変化させ、
当該車両の最低地上高h1と室内高h2との比が0.08≦h1/h2≦0.20を満たすこと、
を特徴とする車両。
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