JP2022088001A - 車両用窓ガラス - Google Patents

Abstract

【課題】所定の周波数帯におけるアンテナ利得を確保可能なアンテナ素子を加熱領域と共存させることこと。【解決手段】車両用のガラス板と、前記ガラス板に設けられた第１バスバーと、前記ガラス板に設けられた第２バスバーと、前記ガラス板に設けられ、前記第１バスバーに近接する給電部を含むアンテナ素子と、前記ガラス板に設けられた接続エレメントと、を備え、前記ガラス板は、前記第１バスバーと前記第２バスバーとの間に拡がる加熱領域を有し、前記加熱領域は、前記第１バスバーと前記第２バスバーとの間に直流電圧が印加されることで直流電流が流れる導電部材が配置される領域であり、前記導電部材の発熱によって加熱され、前記接続エレメントは、前記第１バスバー又は前記第２バスバーに電気的に接続される一端と、前記一端とは反対側の開放端とを有する、車両用窓ガラス。【選択図】図１

Description

本開示は、車両用窓ガラスに関する。

従来、防曇や防氷のために一対のバスバーに電圧が印加されることでガラス板を加熱する導電部材と、導電部材が配置された加熱領域の近傍に設けられたアンテナとを備える車両用窓ガラスが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

国際公開第２０１６／１８５８９８号 国際公開第２０１６／０９６４３２号

しかしながら、防曇等のための導電部材が配置された加熱領域を有する窓ガラスでは、加熱領域の大きさ等によっては、アンテナ素子が配置される領域が狭まり、アンテナ素子の配置位置や形状などの設計自由度が低下する場合がある。この場合、所定の周波数帯におけるアンテナ利得を確保可能なアンテナ素子を加熱領域と共存させることが難しかった。

本開示は、所定の周波数帯におけるアンテナ利得を確保可能なアンテナ素子を加熱領域と共存させることが可能な車両用窓ガラスを提供する。

本開示は、
車両用のガラス板と、
前記ガラス板に設けられた第１バスバーと、
前記ガラス板に設けられた第２バスバーと、
前記ガラス板に設けられ、前記第１バスバーに近接する給電部を含むアンテナ素子と、
前記ガラス板に設けられた接続エレメントと、を備え、
前記ガラス板は、前記第１バスバーと前記第２バスバーとの間に拡がる加熱領域を有し、
前記加熱領域は、前記第１バスバーと前記第２バスバーとの間に直流電圧が印加されることで直流電流が流れる導電部材が配置される領域であり、前記導電部材の発熱によって加熱され、
前記接続エレメントは、前記第１バスバー又は前記第２バスバーに電気的に接続される一端と、前記一端とは反対側の開放端とを有する、車両用窓ガラスを提供する。

本開示によれば、所定の周波数帯におけるアンテナ利得を確保可能なアンテナ素子を加熱領域と共存させることが可能な車両用窓ガラスを提供できる。

一実施形態における車両用窓ガラスの一構成例を窓ガラスの平面視で示す図である。 一実施形態における車両用窓ガラスの一構成例（変形例）を窓ガラスの平面視で示す図である。 一実施形態における車両用窓ガラスの第１の構造例の上側部分を示す断面図である。 一実施形態における車両用窓ガラスの第１の構造例（第１変形例）の上側部分を示す断面図である。 一実施形態における車両用窓ガラスの第１の構造例（第２変形例）の上側部分を示す断面図である。 一実施形態における車両用窓ガラスの第２の構造例の上側部分を示す断面図である。 一実施形態における車両用窓ガラスに関して、接続エレメントの有無によるアンテナ素子のアンテナ利得の変化を実測した結果の一例を示す図である。

以下、図面を参照して、本開示に係る実施形態について説明する。なお、理解の容易のため、図面における各部材の縮尺は、実際とは異なる場合がある。平行、直角、直交、水平、垂直、上下、左右などの方向には、実施形態の効果を損なわない程度のずれが許容される。角部の形状は、直角に限られず、弓状に丸みを帯びてもよい。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向は、それぞれ、Ｘ軸に平行な方向、Ｙ軸に平行な方向、Ｚ軸に平行な方向を表す。Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向は、互いに直交する。ＸＹ平面、ＹＺ平面、ＺＸ平面は、それぞれ、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に平行な仮想平面、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に平行な仮想平面、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に平行な仮想平面を表す。"対向する"とは、全部が対向する形態に限られず、一部が対向する形態を含んでよい。

本実施形態では、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向は、それぞれ、ガラス板の左右方向（横方向）、ガラス板の上下方向（縦方向）、ガラス板の表面に直角な方向（法線方向とも称する）を表す。

本実施形態における車両用窓ガラスの例として、車両の前部に取り付けられるフロントガラスが好適である。

図１は、一実施形態における車両用窓ガラスの一構成例を窓ガラスの平面視で示す図である。図１に示す車両用窓ガラス装置３００は、車体に形成される窓枠６６と、窓枠６６に取り付けられる窓ガラス１００とを備える。図１は、窓枠６６に取り付けた窓ガラス１００を車内側からの視点で示す平面図である。図１に例示する窓ガラス１００は、車体の前部に形成される窓枠６６に取り付けられるフロントガラスである。

窓枠６６は、窓ガラス１００によって覆われる開口部を形成するように、上枠６６ａ、下枠６６ｂ、左枠６６ｃ及び右枠６６ｄを有する。上枠６６ａは、開口部に対してＹ軸方向の正側においてＸ軸方向に延伸する窓枠部であり、例えば、車体の天井側のフランジである。下枠６６ｂは、開口部に対してＹ軸方向の負側においてＸ軸方向に延伸する窓枠部であり、例えば、車体のダッシュパネル側のフランジである。左枠６６ｃは、開口部に対してＸ軸方向の負側においてＹ軸方向に延伸する窓枠部であり、例えば、車体の前方左側のＡピラーのフランジである。右枠６６ｄは、開口部に対してＸ軸方向の正側においてＹ軸方向に延伸する窓枠部であり、例えば、車体の前方右側のＡピラーのフランジである。

窓ガラス１００は、車両用窓ガラスの一例である。窓ガラス１００は、ガラス板１、第１バスバー３、第２バスバー４、アンテナ素子３０及び接続エレメント４４を備える。

ガラス板１は、車両用のガラス板の一例である。ガラス板１は、窓枠６６に取り付けられる、透明又は半透明な板状の誘電体である。ガラス板１は、上縁１ａ、下縁１ｂ、左縁１ｃ及び右縁１ｄを含む外周縁を有する。上縁１ａは、Ｙ軸方向の正側においてＸ軸方向に延伸するガラス縁であり、上枠６６ａに取り付けられる。下縁１ｂは、Ｙ軸方向の負側においてＸ軸方向に延伸するガラス縁であり、下枠６６ｂに取り付けられる。左縁１ｃは、Ｘ軸方向の負側においてＹ軸方向に延伸するガラス縁であり、左枠６６ｃに取り付けられる。右縁１ｄは、Ｘ軸方向の正側においてＹ軸方向に延伸するガラス縁であり、右枠６６ｄに取り付けられる。

ガラス板１の外形は、例えば、ガラス板１の平面視において、第１長辺と、第１長辺に対向する第２長辺と、第１長辺よりも短い第１短辺と、第１短辺に対向する第２短辺とを有する。図１に示す例では、上縁１ａ、下縁１ｂ、左縁１ｃ及び右縁１ｄは、それぞれ、第１長辺、第２長辺、第１短辺及び第２短辺に対応する。なお、ガラス板１の外形は、ガラス板１の平面視において、Ｘ軸方向を長手方向とする横長の略長方形に限られず、Ｙ軸方向を長手方向とする縦長の略長方形でもよい。また、ガラス板１の外形は、ガラス板１の平面視において、略長方形に限られず、他の種類の多角形でもよい。

ガラス板１は、主面２２と、Ｚ軸方向において主面２２とは反対側の主面１２とを有する。主面２２は、Ｚ軸方向の正側（この例では、車内側）の表面であり、主面１２は、Ｚ軸方向の負側（この例では、車外側）の表面である。

第１バスバー３は、ガラス板１に設けられる帯状電極である。第１バスバー３は、ガラス板１の上縁１ａに沿った方向（例えば、略水平方向）に延伸する上部分７１，７９を含む。第１バスバー３は、車両に搭載された電源４００の一方の電極端子（例えば、負極端子４０２）に導電的に接続される。

第２バスバー４は、ガラス板１に設けられる帯状電極である。第２バスバー４は、ガラス板１の下縁１ｂに沿った方向（例えば、略水平方向）に延伸する下部分７２，７０を含む。第２バスバー４は、車両に搭載された電源４００の他方の電極端子（例えば、正極端子４０１）に導電的に接続される。

なお、第１バスバー３が電源４００の正極端子４０１に導電的に接続され、第２バスバー４が電源４００の負極端子４０２に導電的に接続されてもよい。

ガラス板１は、上部分７１，７９と下部分７２，７０との間に拡がる加熱領域２を有する。加熱領域２は、導電部材２６が配置される領域であり、導電部材２６の発熱によって加熱される。加熱領域２は、Ｘ軸方向に対向する一対の側辺である縦辺６ａ，６ｂを有する。

導電部材２６は、ガラス板１に設けられ、上部分７１，７９と下部分７２，７０との間に位置する。導電部材２６は、第１バスバー３と第２バスバー４との間に直流電圧が電源４００により印加されることで、直流電流が上部分７１，７９と下部分７２，７０との間で上下方向に流れる部材であり、直流電流が上下方向に流れることで発熱する。加熱領域２は、上部分７１，７９と下部分７２，７０との間を導電的に接続する導電部材２６の発熱によって加熱される。加熱領域２が加熱されることで、ガラス板１における加熱領域２及びその近傍領域の融雪、融氷、防曇などを行うことができる。

導電部材２６は、例えば図１に拡大視するように、Ｙ軸方向に延伸し且つＸ軸方向に間隔を空けて配置された複数の電熱線である。複数の電熱線は、例えば、第１バスバー３から第２バスバー４に向かって延伸する波状の線条導体である。電熱線は、例えば、銅、アルミニウム、クロム、モリブデン、ニッケル、チタン、パラジウム、インジウム、タングステン、金、白金、銀、又はこれらのいずれかを複数含む合金から形成される。

なお、導電部材２６は、ガラス板１の内層又は表面に設置された透明又は半透明な導電膜でも、ガラス板１の内層又は表面に設置された発熱用ワイヤでも、ガラス板１の表面に形成された銀系プリントでもよい。

導電部材２６が導電膜の場合、導電膜の材料として、アンチモンドープされた酸化スズ、ビスマスドープされた酸化スズ、又はフッ素ドープされた酸化スズなどが使用できる。

導電部材２６は、ガラス板１の内層又は外表面に設置されてもよい。導電部材２６は、第１バスバー３及び第２バスバー４と、同じ層（内層又は外表面）に配置される。しかしながら、導電部材２６は、補助部材を介して第１バスバー３及び第２バスバー４と電気的接続が確保されるのであれば、第１バスバー３及び第２バスバー４の少なくとも一方と異なる層に配置されてもよい。

導電部材２６が配置された加熱領域２は、Ｘ軸方向に並ぶ複数の加熱領域に分離されてもよい。図１に示す例では、加熱領域２は、Ｙ軸方向を長手方向とする隙間９を介してＸ軸方向に並ぶ第１加熱領域２ａ及び第２加熱領域２ｂを含む。第１加熱領域２ａは、上部分７１に導電的に接続される上辺６ｅ，６ｆと、下部分７２に導電的に接続される下辺６ｇと、Ｘ軸方向に対向する一対の縦辺６ａ，６ｃと、を有する。第２加熱領域２ｂは、上部分７９に導電的に接続される上辺６ｈと、下部分７０に導電的に接続される下辺６ｉと、Ｘ軸方向に対向する一対の縦辺６ｂ，６ｄと、を有する。

図１に示す例では、加熱領域２は、複数の加熱領域に分割されているので、第１バスバー３及び第２バスバー４も、それぞれ、分割されている。第１バスバー３は、第１上バスバー３ａ及び第２上バスバー３ｂを含み、第２バスバー４は、第１下バスバー４ａ及び第２下バスバー４ｂを含む。

第１バスバー３は、上部分７１，７９に接続される縦部分を更に含んでもよい。図１に示す第１バスバー３では、第１上バスバー３ａは、上部分７１に接続される縦部分７３を含み、第２上バスバー３ｂは、上部分７９に接続される縦部分７６を含む。上部分７１は、第１加熱領域２ａの上辺６ｅ，６ｆに接続される導体部分であり、縦部分７３は、第１加熱領域２ａの一方の側辺である縦辺６ａから離れてガラス板１の一方の側縁である左縁１ｃに沿った方向に延伸する導体部分である。上部分７９は、第２加熱領域２ｂの上辺に接続される導体部分であり、縦部分７６は、第２加熱領域２ｂの一方の側辺である縦辺６ｂから離れてガラス板１の他方の側縁である右縁１ｄに沿った方向に延伸する導体部分である。

第１バスバー３は、上部分７１，７９にそれぞれ接続される縦部分７３，７６を含むので、第１バスバー３の上部分７１，７９を電源４００に電気的に接続する配線ラインの一部を、車体側ではなく、ガラス板１側に設けることができる。これにより、車体側に配線されるハーネスを削減できる。

図１に示すように、第１バスバー３は、縦部分７３に接続される横部分７４を更に含んでもよく、縦部分７６に接続される横部分７７を更に含んでもよい。横部分７４は、第１加熱領域２ａから離れた領域でガラス板１の下縁１ｂに沿った方向に延伸する導体部分である。横部分７７は、第２加熱領域２ｂから離れた領域でガラス板１の下縁１ｂに沿った方向に延伸する導体部分である。横部分７４又は横部分７７があることにより、車体側に配線するハーネスの端子の位置によっては、当該ハーネスを更に削減できる。

図１に示す例では、ガラス板１は、電源４００に電気的に接続される複数のハーネスの端子が電気的に接続される複数の電極５１，５２，５５，５６を有する。

電極５１は、負極端子４０２に電気的に接続されるグランドハーネス５３の端子を、第１上バスバー３ａに電気的に接続するための負極である。電極５１は、横部分７４及び縦部分７３を介して、上部分７１に電気的に接続される。

電極５２は、負極端子４０２に電気的に接続されるグランドハーネス５４の端子を、第２上バスバー３ｂに電気的に接続するための負極である。電極５２は、横部分７７及び縦部分７６を介して、上部分７９に電気的に接続される。

電極５５は、正極端子４０１に電気的に接続される電源ハーネス５７の端子を、第１下バスバー４ａに電気的に接続するための正極である。第１下バスバー４ａは、下部分７２に接続される接続バスバー７５を有する。電極５５は、接続バスバー７５を介して、下部分７２に電気的に接続される。

電極５６は、正極端子４０１に電気的に接続される電源ハーネス５８の端子を、第２下バスバー４ｂに電気的に接続するための正極である。第２下バスバー４ｂは、下部分７０に接続される接続バスバー７８を有する。電極５６は、接続バスバー７８を介して、下部分７０に電気的に接続される。

アンテナ素子３０は、ガラス板１に設けられ、第１バスバー３に近接する給電部３５を含む。アンテナ素子３０は、第１バスバー３に沿って流れる電流を給電部３５でピックアップすることで、そのアンテナ利得を確保するアンテナである。図１に示す例では、給電部３５は、第１バスバー３の上部分７１に近接する。アンテナ素子３０は、所定の周波数帯Ｗの電波を受信可能に形成されており、その所定の周波数帯Ｗにおける周波数で共振する。アンテナ素子３０は、垂直偏波を受信する放射素子でもよいし、水平偏波を受信する放射素子でもよい。アンテナ素子３０は、例えば、周波数が３０ＭＨｚ～３００ＭＨｚのＶＨＦ（Very High Frequency）帯の電波の送受に適している。ＶＨＦ帯の電波には、ＤＡＢ（Digital Audio Broadcast） Ｂａｎｄ IIIの帯域（１７０ＭＨｚ～２４０ＭＨｚ）の電波、ＦＭ放送波などが含まれる。

接続エレメント４４は、ガラス板１に設けられ、第１バスバー３又は第２バスバー４に電気的に接続される一端と、当該一端とは反対側の開放端とを有する。図１に示す接続エレメント４４は、第１バスバー３の第１上バスバー３ａに電気的に接続される一端４４ｃと、一端４４ｃとは反対側の開放端４４ａとを有するＬ字状エレメントであり、ガラス板１の平面視において加熱領域２と重ならない領域に配置される。図１に示す例では、一端４４ｃは、電極５１に直接接続され、電極５１を介して第１バスバー３の第１上バスバー３ａに電気的に接続される。

なお、接続エレメント４４は、第１バスバー３又は第２バスバー４に直接接続されてもよい。例えば、接続エレメント４４の一端４４ｃは、上部分７１、縦部分７３又は横部分７４に直接接続されることで、第１バスバー３に電気的に接続されてもよいし、下部分７２、接続バスバー７５又は電極５５に直接接続されることで、第２バスバー４に電気的に接続されてもよい。

上述のような接続エレメント４４が設けられることで、所定の周波数帯Ｗにおけるアンテナ素子３０のアンテナ利得の調整及びアンテナ利得の確保が可能となる。よって、本実施形態における車両用窓ガラスは、比較的広い面積を有する加熱領域２であっても、所定の周波数帯Ｗにおけるアンテナ利得を確保可能なアンテナ素子３０を加熱領域２と共存できる。また、本実施形態における車両用窓ガラスは、所定の周波数帯Ｗにおけるアンテナ素子３０のアンテナ利得を、車体側の構成によらずに、ガラス板１側の構成（つまり、接続エレメント４４）によって調整できるので、当該アンテナ利得のチューニング作業が容易になる。

ここで、アンテナ素子３０が受信する所定の周波数帯Ｗの電波の空気中における波長をλとし、所定の周波数帯Ｗのガラス板１の波長短縮率をｋとし、Ｎ_１を１以上の整数とし、Ｎ_２を１以上の整数とする。また、接続エレメント４４の一端４４ｃが電気的に第１バスバー３に電気的に接続されている場合、給電部３５から第１バスバー３の少なくとも一部及び接続エレメント４４に沿って開放端４４ａに至るまでの経路を第１経路Ｄ_１とする。又は、接続エレメント４４の一端４４ｃが電気的に第２バスバー４に電気的に接続されている場合、給電部３５から、第１バスバー３の少なくとも一部、第２バスバー４の少なくとも一部及び接続エレメント４４に沿って開放端４４ａに至るまでの経路を第２経路Ｄ_２とする。このとき、第１経路Ｄ_１と第２経路Ｄ_２との少なくとも一方の経路長Ｄは、
（λ／４－λ／８）×（２×Ｎ_１－１）×ｋ≦Ｄ≦（λ／４＋λ／８）×（２×Ｎ_１－１）×ｋ
・・・式１ａ
を満足すると、所定の周波数帯Ｗにおけるアンテナ素子３０のアンテナ利得を向上できる。開放端４４ａから給電部３５までの経路長Ｄが、λ／４の奇数倍（"±λ／８×奇数倍"で定義されるマージンを含む）となると、第１経路Ｄ_１と第２経路Ｄ_２の一方又は両方に沿って発生する定在波の腹の位置が、給電部３５にほぼ一致する。このように、経路長Ｄが、上記の条件式を満足すると、第１バスバー３に近接する給電部３５又はその近傍に強い電流が流れるため、所定の周波数帯Ｗにおけるアンテナ素子３０のアンテナ利得を向上できる。よって、本実施形態における車両用窓ガラス１００は、比較的広い面積を有する加熱領域２であっても、所定の周波数帯Ｗにおけるアンテナ利得を確保可能なアンテナ素子３０を加熱領域２と共存できる。なお、式１ａにおいて、λは、所定の周波数帯Ｗに含まれる一部の周波数の電波の空気中における波長でもよく、好ましくは、所定の周波数帯Ｗに含まれる全ての周波数の電波の空気中における波長でもよい。

経路長Ｄは、より好ましくは、
（λ／４－λ／９）×（２×Ｎ_１－１）×ｋ≦Ｄ≦（λ／４＋λ／９）×（２×Ｎ_１－１）×ｋ
・・・式１ｂ
を満足すると、所定の周波数帯Ｗにおけるアンテナ素子３０のアンテナ利得を向上できる。なお、式１ｂにおいて、λは、所定の周波数帯Ｗに含まれる一部の周波数の電波の空気中における波長でもよく、好ましくは、所定の周波数帯Ｗに含まれる全ての周波数の電波の空気中における波長でもよい。

経路長Ｄは、さらに好ましくは、
（λ／４－λ／１０）×（２×Ｎ_１－１）×ｋ≦Ｄ≦（λ／４＋λ／１０）×（２×Ｎ_１－１）×ｋ
・・・式１ｃ
を満足すると、所定の周波数帯Ｗにおけるアンテナ素子３０のアンテナ利得を向上できる。なお、式１ｃにおいて、λは、所定の周波数帯Ｗに含まれる一部の周波数の電波の空気中における波長でもよく、好ましくは、所定の周波数帯Ｗに含まれる全ての周波数の電波の空気中における波長でもよい。

また、図１に示す例では、給電部３５は、第１バスバー３に近接しているが、第１バスバー３に接触していない。そのため、経路長Ｄのうちで給電部３５から第１バスバー３までの長さは、給電部３５と第１バスバー３との最短距離で定義される。

また、図１に示す例では、給電部３５は、窓ガラス１００の平面視において、後述する上部領域８に配置されるがこれに限らない。給電部３５は、窓ガラス１００の平面視において、第１バスバー３（例えば、第１上バスバー３ａ）の少なくとも一部と重なる配置でもよく、加熱領域２（第１加熱領域２ａ）の少なくとも一部と重なる配置でもよい。

接続エレメント４４の一端４４ｃが電極５１に直接接続される図１の形態では、第１経路に含まれる"第１バスバー３の少なくとも一部"は、上部分７１の第１上部分７１ａ、縦部分７３及び横部分７４である。

なお、接続エレメント４４の一端４４ｃが電極５２に直接接続され且つ加熱領域２が隙間９で分離されていない不図示の形態では、第１経路に含まれる"第１バスバー３の少なくとも一部"は、上部分７１の第２上部分７１ｂ、上部分７９、縦部分７６及び横部分７７でもよい。

また、接続エレメント４４の一端４４ｃが電気的に第２バスバー４に電気的に接続された不図示の形態では、第２経路は、加熱領域２の上下方向及び第２バスバー４の少なくとも一部を経由する。接続エレメント４４の一端４４ｃが電極５５に直接接続される不図示の形態では、第２経路に含まれる"第２バスバー４の少なくとも一部"は、下部分７２の一部及び接続バスバー７５である。

なお、接続エレメント４４の一端４４ｃが電極５６に直接接続され且つ加熱領域２が隙間９で分離されていない不図示の形態では、第２経路に含まれる"第２バスバー４の少なくとも一部"は、下部分７０の右側部分の一部及び接続バスバー７８でもよい。

例えば、Ｍを１以上の整数とし、接続エレメント４４の長さをＬ_Ｓとするとき、長さＬ_Ｓは、
（λ／４－λ／８）×（２×Ｍ－１）×ｋ≦Ｌ_Ｓ≦（λ／４＋λ／８）×（２×Ｍ－１）×ｋ
・・・式５ａ
を満足すると、接続エレメント４４は、スタブとして機能するので、所定の周波数帯Ｗにおけるアンテナ素子３０のアンテナ利得を向上できる。好ましくは、長さＬ_Ｓは、
（λ／４－λ／９）×（２×Ｍ－１）×ｋ≦Ｌ_Ｓ≦（λ／４＋λ／９）×（２×Ｍ－１）×ｋ
・・・式５ｂ
を満足すると、所定の周波数帯Ｗにおけるアンテナ素子３０のアンテナ利得をより向上できる。なお、式５ａ及び式５ｂにおいて、λは、所定の周波数帯Ｗに含まれる一部の周波数の電波の空気中における波長でもよく、好ましくは、所定の周波数帯Ｗに含まれる全ての周波数の電波の空気中における波長でもよい。

接続エレメント４４は、複数の開放端（図１の場合、２つの開放端４４ａ，４４ｂ）を有してもよい。接続エレメント４４において一端４４ｃから当該複数の開放端までの各経路長は、互いに異なることで、所定の周波数帯Ｗに含まれる複数の異なる帯域のそれぞれでアンテナ利得の調整が可能となる。図１に示す例では、接続エレメント４４は、一端４４ｃから開放端４４ａまでの主エレメントと、当該主エレメントにおける分岐点から開放端４４ｂまでの分岐エレメントとを有する。

図１に示す例では、アンテナ素子３０は、上部領域８の少なくとも一部に設けられる。上部領域８は、ガラス板１を平面視した全体領域のうち、窓枠６６の上枠６６ａ（開口部の上辺部）と第１バスバー３の上部分７１，７９との間の領域である。アンテナ素子３０は、上部領域８内のアンテナ領域５に配置される。

アンテナ素子３０は、給電部３５に電気的に接続される線条エレメント３７を有してもよい。この場合、線条エレメント３７の長さを、所定の周波数帯Ｗの電波の受信に適するように形成されることで、所定の周波数帯Ｗにおけるアンテナ素子３０のアンテナ利得をより向上できる。

例えば、線条エレメント３７の長さをＬ_Ａとするとき、長さＬ_Ａは、
１／８×λ×ｋ≦Ｌ_Ａ≦１／４×λ×ｋ
・・・式３ａ
を満足すると、所定の周波数帯Ｗにおけるアンテナ素子３０のアンテナ利得を向上できる。好ましくは、長さＬ_Ａは、
５／３２×λ×ｋ≦Ｌ_Ａ≦７／３２×λ×ｋ
・・・式３ｂ
を満足すると、所定の周波数帯Ｗにおけるアンテナ素子３０のアンテナ利得をより向上できる。なお、式３ａ及び式３ｂにおいて、λは、所定の周波数帯Ｗに含まれる一部の周波数の電波の空気中における波長でもよく、好ましくは、所定の周波数帯Ｗに含まれる全ての周波数の電波の空気中における波長でもよい。

アンテナ領域５は、ガラス板１を平面視したとき、横方向の長さが縦方向の長さよりも長い横長形状の領域でもよい。とくに線条エレメント３７を有するアンテナ素子３０の場合、アンテナ領域５は、アンテナ素子３０を全て包含する最小面積の横長の略長方形の領域が好ましい。アンテナ領域５は、窓枠６６の上枠６６ａと第１バスバー３との間に設けられている。アンテナ領域５は、給電部３５と線条エレメント３７とを含む横長の領域にすることで、アンテナ素子３０のＹ軸方向の高さを低くできるので、アンテナ素子３０のアンテナ利得を確保した上で、加熱領域２を拡張できる。

図１に示す例では、給電部３５は、ガラス板１の平面視において、加熱領域２の外側に配置されているが、加熱領域２に重なる配置でもよい。図１に示す例では、線条エレメント３７は、ガラス板１の平面視において、加熱領域２の外側に配置されているが、加熱領域２に重なる配置でもよい。

第１加熱領域２ａは、ガラス板１の上縁１ａに沿った方向に延伸する第１上辺６ｆと、第１上辺６ｆよりも上縁１ａから離れて上縁１ａに沿った方向に延伸する第２上辺６ｅとを含む。第１上バスバー３ａの上部分７１は、第１上辺６ｆと第２上辺６ｅのそれぞれに沿って延伸する。これにより、図１に示すように、第１上バスバー３ａの上部分７１には、クランク部７が形成されるので、上部領域８には、凹部領域８１が形成される。図１に示す例では、アンテナ素子３０は、凹部領域８１に設けられている。第１上辺６ｆは、第１辺の一例であり、第２上辺６ｅは、第２辺の一例である。

なお、凹部領域８１は、上部領域８において、クランク部７における第１上辺６ｆ側の端部から、Ｙ軸方向の正側に延伸し、窓枠６６の上枠６６ａ（開口部の上辺部）に至るまでの線分を境界とする領域でもよい。あるいは、凹部領域８１は、上部領域８において、クランク部７のＹ軸方向の高さを縦の長さとし、クランク部７と第１上部分７１ａとのＸ軸方向の合計長さを横の長さとする四角形状の領域でもよい。

第１バスバー３の上部分７１は、クランク部７と、クランク部７から一方側に伸びる第１上部分７１ａと、クランク部７から他方側に伸びる第２上部分７１ｂとを有する。

クランク部７は、第３上部分７１ｃと、第１上部分７１ａと第３上部分７１ｃとの接続箇所に形成される第１屈曲部９１と、第２上部分７１ｂと第３上部分７１ｃとの接続箇所に形成される第２屈曲部９２とを有することで、クランク状に形成される。

凹部領域８１が上部領域８に形成されることにより、上部領域８には、凹部領域以外の領域８２が形成されるので、凹部領域以外の領域８２のＹ軸方向の長さを、凹部領域８１のＹ軸方向の長さよりも短くできる。これにより、第２上部分７１ｂに接続される第１加熱領域２ａのＹ軸方向の長さを相対的に長くできるので、所定の周波数帯Ｗにおけるアンテナ素子３０のアンテナ利得を確保した上で、ガラス板１の防曇や防氷の効果の低下をより一層抑制できる。

なお、凹部領域８１は、図２に示す変形例のように、ガラス板１の上側中央部にあってもよい。図２に示す例では、第１上辺６ｆ及び第２上部分７１ｂは、第２上辺６ｅ及び第１上部分７１ａよりも上縁１ａから離れて上縁１ａに沿った方向に延伸する。

図１に示す例では、縦部分７３の少なくとも一部は、ガラス板１が取り付けられる窓枠６６（より具体的には、左枠６６ｃの金属部）と容量結合する。これにより、所定の周波数帯Ｗにおけるアンテナ素子３０のアンテナ利得を向上できる。なお、"容量結合する"とは、縦部分７３と窓枠６６（より具体的には、左枠６６ｃの金属部）との距離が、０超３０ｍｍ以下となる部分を指す。

例えば、第１バスバー３は、窓枠６６（より具体的には、左枠６６ｃの金属部）と容量結合する部分の長さをＤ_Ｃとし、Ｐを１以上の整数とする。このとき、長さＤ_Ｃは、
（λ／４－λ／８）×（２Ｐ－１）×ｋ≦Ｄ_Ｃ≦（λ／４＋λ／８）×（２Ｐ－１）×ｋ
・・・式４ａ
を満足すると、所定の周波数帯Ｗにおけるアンテナ素子３０のアンテナ利得を向上できる。好ましくは、長さＤ_Ｃは、
（λ／４－λ／９）×（２Ｐ－１）×ｋ≦Ｄ_Ｃ≦（λ／４＋λ／９）×（２Ｐ－１）×ｋ
・・・式４ｂ
を満足すると、所定の周波数帯Ｗにおけるアンテナ素子３０のアンテナ利得をより向上できる。なお、式４ａ及び式４ｂにおいて、λは、所定の周波数帯Ｗに含まれる一部の周波数の電波の空気中における波長でもよく、好ましくは、所定の周波数帯Ｗに含まれる全ての周波数の電波の空気中における波長でもよい。

図３は、一実施形態における車両用窓ガラスの第１の構造例の上側部分を示す断面図である。図３に示す車両用窓ガラス装置３００Ａは、図１に示す車両用窓ガラス装置３００の一例である。図３において、車体６２に形成される窓枠６６にガラス板１が取り付けられた状態において、Ｚ軸方向の正側は、車内側を表し、Ｚ軸方向の負側は、車外側を表す。図３に示す例では、ガラス板１は、車外側に配置されるガラス板１０と、車内側に配置されるガラス板２０とが、中間膜４０を介して貼り合わされる合わせガラスである。中間膜４０は、ガラス板１０とガラス板２０との間に挟まれている。

ガラス板１は、例えば、ガラス板２０の主面２２の周縁部とフランジ状の窓枠６６とがウレタン樹脂等の接着剤６５で接着することより、窓枠６６に取り付けられる。窓枠６６は、Ｚ軸方向からのガラス板１の平面視で主面２２の周縁部の少なくとも一部に対向する金属部６３を有する。金属部６３の内縁６４は、Ｚ軸方向からのガラス板１の平面視で、ガラス板１によって覆われる開口部を形成する。

ガラス板１０及びガラス板２０は、透明な板状の誘電体である。ガラス板１０及びガラス板２０のいずれか一方又は両方は、半透明でもよい。ガラス板１０は、第１ガラス板の一例であり、ガラス板２０は、第２ガラス板の一例である。

ガラス板１０は、主面１１と、Ｚ軸方向において主面１１とは反対側の主面１２とを有する。主面１１は、車内側の表面を表し、主面１２は、車外側の表面を表す。特に、主面１２は、合わせガラスの車外側の外面に相当する。

ガラス板２０は、ガラス板１０の主面１１に対向する側の主面２１と、Ｚ軸方向において主面２１とは反対側の主面２２とを有する。主面２１は、車外側の表面を表し、主面２２は、車内側の表面を表す。特に、主面２２は、合わせガラスの車内側の外面に相当する。

中間膜４０は、誘電性を有し、ガラス板１０とガラス板２０との間に介在する透明又は半透明な誘電体である。ガラス板１０とガラス板２０とは、中間膜４０によって接合される。中間膜４０は、例えば、熱可塑性のポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等が挙げられる。

給電部３５は、例えば、主面２２に接続される給電電極である。給電部３５は、給電線３２の一端が接続される給電点３６を有し、給電線３２を介して、アンプ６１の入力部に接続される。アンプ６１は、給電部３５に実装されてもよい。アンテナ素子３０で電波を受信して得られる信号は、給電部３５の給電点３６を介して、アンプ６１の入力部に入力される。アンプ６１の入力部に入力された信号は、バンドパスフィルタによるフィルタリング及び増幅回路による増幅がされて、アンプ６１から出力される。

導電部材２６は、ガラス板１０とガラス板２０との間に配置される。図３に示す例では、導電部材２６は、ガラス板１０と中間膜４０との間に配置され、主面１１に接する。ガラス板２０は、中間膜４０とは反対側の主面２２を有する。アンテナ素子３０は、主面２２に配置される。図３に示す例では、線条エレメント３７及び給電部３５の全てが、主面２２に配置される。

図３に示す例では、第１バスバー３及び第２バスバー４は、ガラス板１０とガラス板２０の間に配置される。接続エレメント４４（図１，２参照）は、主面２２に配置されてもよく、第１バスバー３又は第２バスバー４に容量結合を介して接続されてもよい。接続エレメント４４が主面２２に配置される場合、接続エレメント４４は、ガラス板２０及び中間膜４０を介して第１バスバー３又は第２バスバー４と容量結合してもよい。あるいは、接続エレメント４４は、ガラス板１０とガラス板２０の間に配置されてもよく、第１バスバー３又は第２バスバー４に直接接続されてもよい。

導電部材２６は、図４に例示するように、中間膜４０とガラス板２０との間に配置されてもよいし、主面２１に接してもよい。導電部材２６は、図５に例示するように、第１中間膜４０Ａと第２中間膜４０Ｂとの間に配置されてもよい。第１中間膜４０Ａは、ガラス板１０と導電部材２６との間に配置される誘電性の中間膜であり、第２中間膜４０Ｂは、導電部材２６とガラス板２０との間に配置される誘電性の中間膜である。第１中間膜４０Ａと第２中間膜４０Ｂの各々の材料は、同じでも異なってもよいが、これらの材料が同じであることは、熱膨張係数等の物性が同等となるので、好ましい。

図６は、一実施形態における車両用窓ガラスの第２の構造例の上側部分を示す断面図である。図６に示す車両用窓ガラス装置３００Ｂは、図１に示す車両用窓ガラス装置３００の一例である。図６の構成のうち図３，４，５と同様の構成についての説明は、図３，４，５についての上述の説明を援用することで、省略する。

アンテナ素子３０の少なくとも一部及び導電部材２６は、ガラス板１０とガラス板２０との間に配置される。図６に示す例では、導電部材２６は、図３と同様に、ガラス板１０と中間膜４０との間に配置され、主面１１に接する。導電部材２６は、図４と同様に、ガラス板２０と中間膜４０との間に配置されてもよいし、図５と同様に、中間膜４０Ａと中間膜４０Ｂとの間に配置されてもよい。アンテナ素子３０の一部である線条エレメント３７は、ガラス板２０と中間膜４０との間に配置され、主面２１に接する。線条エレメント３７で電波を受信して得られる信号は、線条エレメント３７と給電部３５との間の容量結合を介して、アンプ６１の入力部に入力される。線条エレメント３７は、主面１１に設けられてもよいし、図５と同様に、中間膜４０Ａと中間膜４０Ｂとの間に設けられてもよい。

図７は、一実施形態における車両用窓ガラスに関して、接続エレメント４４の有無によるアンテナ素子３０のアンテナ利得の変化を実測した結果の一例を示す図である。

図７の実測時の車両用窓ガラス１００（図１）の各部の寸法は、単位をｍｍとすると、
給電部３５から第１バスバー３の縦部分７３を経由し電極５１までの長さ：１１４５
線条エレメント３７の長さＬ_Ａ：１７０
接続エレメント４４の長さＬ_Ｓ：１８５
である。このとき、長さＬ_Ａ（＝１７０ｍｍ）は、Ｂａｎｄ IIIの帯域（１７０ＭＨｚ～２４０ＭＨｚ）の全ての周波数において、上記の式３ａを満足する。ｋは、０．６４であった。

図７において、"初期（ＯＰＥＮ）"は、電源４００が接続されず（グランドハーネス５３，５４及び電源ハーネス５７，５８が接続されず）、且つ、接続エレメント４４がない場合を示す。"初期（車両電源接続）"は、電源４００が接続され（グランドハーネス５３，５４及び電源ハーネス５７，５８が接続され）、且つ、接続エレメント４４がない場合を示す。"接続エレメント追加"は、電源４００が接続され（グランドハーネス５３，５４及び電源ハーネス５７，５８が接続され）、且つ、接続エレメント４４がある場合を示す。なお、グランドハーネス５３の長さは、６００ｍｍ以上あり、接続エレメント４４の長さ（１８５ｍｍ）とは異なる長さであった。

図７の"初期（車両電源接続）"によれば、電源４００がグランドハーネス５３，５４及び電源ハーネス５７，５８を介して電極５１，５２，５５，５６に接続されると、１８０ＭＨｚ付近のアンテナ利得が低下していることがわかった。

一方、図７に示す"接続エレメント追加"は、"初期（車両電源接続）"に対して１８５ｍｍの接続エレメント４４を追加して、第１経路Ｄ_１の経路長Ｄを１３３０ｍｍ（１８０ＭＨｚのときの波長λで式１ａを満足する長さ）に調整したときのアンテナ素子３０のアンテナ利得である。図７に示すように、式１ａを満足する長さに第１経路Ｄ_１の経路長Ｄを調整することによって、１８０ＭＨｚ付近のアンテナ利得が向上する結果が得られた。

以上、実施形態を説明したが、本開示の技術は上記実施形態に限定されない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が可能である。

車両用窓ガラスは、フロントガラスに限られず、車体の他の部位に取り付けられる窓ガラスでもよい。例えば、車両用窓ガラスは、車体後部の窓枠に取り付けられるリアガラス、車体サイド部の窓枠に取り付けられるサイドガラス、車体天井部の窓枠に取り付けられるルーフガラスなどでもよい。

１ ガラス板
１ａ 上縁
１ｂ 下縁
１ｃ 左縁
１ｄ 右縁
２ 加熱領域
２ａ 第１加熱領域
２ｂ 第２加熱領域
３ 第１バスバー
３ａ 第１上バスバー
３ｂ 第２上バスバー
４ 第２バスバー
４ａ 第１下バスバー
４ｂ 第２下バスバー
５ アンテナ領域
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ 縦辺
６ｅ，６ｆ 上辺
６ｇ 下辺
７ クランク部
８ 上部領域
９ 隙間
１０，２０ ガラス板
１１，１２，２１，２２ 主面
２６ 導電部材
３０ アンテナ素子
３２ 給電線
３５ 給電部
３６ 給電点
３７ 線条エレメント
４０ 中間膜
４０Ａ 第１中間膜
４０Ｂ 第２中間膜
４４ 接続エレメント
４４ａ，４４ｂ 開放端
４４ｃ 一端
５１，５２，５５，５６ 電極
５３，５４ グランドハーネス
５７，５８ 電源ハーネス
６１ アンプ
６２ 車体
６３ 金属部
６４ 内縁
６５ 接着剤
６６ 窓枠
６６ａ 上枠
６６ｂ 下枠
６６ｃ 左枠
６６ｄ 右枠
７０，７２ 下部分
７１，７９ 上部分
７１ａ 第１上部分
７１ｂ 第２上部分
７１ｃ 第３上部分
７３，７６ 縦部分
７４，７７ 横部分
７５，７８ 接続バスバー
８１ 凹部領域
８２ 領域
９１ 第１屈曲部
９２ 第２屈曲部
１００ 窓ガラス
３００，３００Ａ，３００Ｂ 車両用窓ガラス装置
４００ 電源
４０１ 正極端子
４０２ 負極端子

Claims (15)

1. 車両用のガラス板と、
   前記ガラス板に設けられた第１バスバーと、
   前記ガラス板に設けられた第２バスバーと、
   前記ガラス板に設けられ、前記第１バスバーに近接する給電部を含むアンテナ素子と、
   前記ガラス板に設けられた接続エレメントと、を備え、
   前記ガラス板は、前記第１バスバーと前記第２バスバーとの間に拡がる加熱領域を有し、
   前記加熱領域は、前記第１バスバーと前記第２バスバーとの間に直流電圧が印加されることで直流電流が流れる導電部材が配置される領域であり、前記導電部材の発熱によって加熱され、
   前記接続エレメントは、前記第１バスバー又は前記第２バスバーに電気的に接続される一端と、前記一端とは反対側の開放端とを有する、車両用窓ガラス。
2. 前記アンテナ素子は、前記給電部に電気的に接続される線条エレメントを有する、請求項１に記載の車両用窓ガラス。
3. 前記アンテナ素子が受信する所定の周波数帯の電波の空気中における波長をλとし、
   前記所定の周波数帯の前記ガラス板の波長短縮率をｋとし、
   前記線条エレメントの長さをＬ_Ａとするとき、長さＬ_Ａは、
   １／８×λ×ｋ≦Ｌ_Ａ≦１／４×λ×ｋ
   を満足する、請求項２に記載の車両用窓ガラス。
4. 前記給電部は、前記ガラス板の平面視において、前記加熱領域の外側に配置される、請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。
5. 前記ガラス板の外形は、前記ガラス板の平面視において、第１長辺と、前記第１長辺に対向する第２長辺と、前記第１長辺よりも短い第１短辺と、前記第１短辺に対向する第２短辺とを有し、
   前記第１バスバーは、前記第１長辺に沿って延伸し、
   前記第２バスバーは、前記第２長辺に沿って延伸する、請求項１から４のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。
6. 前記加熱領域は、前記第１長辺に沿って延伸する第１辺と、前記第１辺よりも前記第1長辺から離れて前記第１辺に沿って延伸する第２辺と、を含み、
   前記第１バスバーは、前記第１辺及び前記第２辺に沿って延伸する、請求項５に記載の車両用窓ガラス。
7. 前記加熱領域は、前記第１長辺の側から前記第２長辺の側に向かって延伸する隙間を介して並ぶ複数の加熱領域を含む、請求項５又は６に記載の車両用窓ガラス。
8. 前記アンテナ素子が受信する所定の周波数帯の電波の空気中における波長をλとし、
   前記所定の周波数帯の前記ガラス板の波長短縮率をｋとし、
   Ｎを１以上の整数とし、
   前記給電部から、前記第１バスバーの少なくとも一部及び前記接続エレメントに沿って、又は、前記第１バスバーの少なくとも一部、前記第２バスバーの少なくとも一部及び前記接続エレメントに沿って、前記開放端に至るまでの経路の長さをＤとするとき、長さＤは、
   （λ／４－λ／８）×（２×Ｎ－１）×ｋ≦Ｄ≦（λ／４＋λ／８）×（２×Ｎ－１）×ｋ
   を満足する、請求項１から７のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。
9. 前記アンテナ素子が受信する所定の周波数帯の電波の空気中における波長をλとし、
   前記所定の周波数帯の前記ガラス板の波長短縮率をｋとし、
   Ｍを１以上の整数とし、
   前記接続エレメントの長さをＬ_Ｓとするとき、長さＬ_Ｓは、
   （λ／４－λ／８）×（２×Ｍ－１）×ｋ≦Ｌ_Ｓ≦（λ／４＋λ／８）×（２×Ｍ－１）×ｋ
   を満足する、請求項１から８のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。
10. 前記接続エレメントは、複数の開放端を有し、
    前記接続エレメントにおいて前記一端から前記複数の開放端までの各経路長は、互いに異なる、請求項１から９のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。
11. 前記ガラス板は、第１ガラス板と、第２ガラス板と、前記第１ガラス板と前記第２ガラス板との間に挟まれた中間膜と、を有する合わせガラスであり、
    前記導電部材は、前記第１ガラス板と前記第２ガラス板の間に配置され、
    前記第２ガラス板は、前記中間膜とは反対側の主面を有し、
    前記アンテナ素子は、前記主面に配置される、請求項１から１０のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。
12. 前記ガラス板は、第１ガラス板と、第２ガラス板と、前記第１ガラス板と前記第２ガラス板との間に挟まれた中間膜と、を有する合わせガラスであり、
    前記アンテナ素子の少なくとも一部及び前記導電部材は、前記第１ガラス板と前記第２ガラス板の間に配置される、請求項１から１０のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。
13. 前記ガラス板は、第１ガラス板と、第２ガラス板と、前記第１ガラス板と前記第２ガラス板との間に挟まれた中間膜と、を有する合わせガラスであり、
    前記第１バスバー及び前記第２バスバーは、前記第１ガラス板と前記第２ガラス板の間に配置され、
    前記第２ガラス板は、前記中間膜とは反対側の主面を有し、
    前記接続エレメントは、前記主面に配置され、前記第１バスバー又は前記第２バスバーに容量結合を介して接続される、請求項１から１２のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。
14. 前記ガラス板は、第１ガラス板と、第２ガラス板と、前記第１ガラス板と前記第２ガラス板との間に挟まれた中間膜と、を有する合わせガラスであり、
    前記第１バスバー及び前記第２バスバーは、前記第１ガラス板と前記第２ガラス板との間に配置され、
    前記接続エレメントは、前記第１バスバー又は前記第２バスバーに直接接続される、請求項１から１２のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。
15. 前記アンテナ素子が受信する電波は、ＤＡＢ Ｂａｎｄ IIIの放送波である、請求項１から１４のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。

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