JP2023023135A - 車両用窓ガラス - Google Patents

Abstract

【課題】ＡＭ放送波とＦＭ放送波を受信可能な簡素なアンテナを備える車両用窓ガラスの提供。【解決手段】ガラス板と、前記ガラス板に設けられ、ＡＭ放送波およびＦＭ放送波の電波を受信可能なアンテナと、を備え、前記アンテナは、前記ガラス板を車両に取り付けた車両搭載状態で前記車両の金属部から２０ｍｍ超離れて配置されたアンテナエレメントと、前記アンテナエレメントに電気的に接続された給電部と、を有し、前記アンテナエレメントは、前記車両搭載状態で略水平方向に延伸する少なくとも一つの水平部分を含み、前記水平部分の先端又は前記水平部分から屈曲した部分の先端は、開放端であり、前記水平部分の総エレメント長は、前記アンテナエレメントの全長の３／４以上である、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。

車両の窓ガラスには、視界を確保できることを前提として、デフォッガやアンテナなどの様々な機能部材が配置されている。しかしながら、これらの機能部材の配置は、車種によっては、窓ガラスの大きさ（面積）が狭いなどの制約を受ける場合がある。例えば、デフォッガを配置する領域を確保すると、ＡＭ放送波とＦＭ放送波の両方を受信する共用アンテナを配置する領域を確保することが難しくなる。ＡＭ放送波とＦＭ放送波の両方を受信するこのような共用アンテナとして、一つの給電部に接続された矩形のループ状エレメントを有するアンテナが知られている（例えば、特許文献１の図４参照）。

特開２０２１－０１００８６号公報

しかしながら、窓ガラスによっては、四辺を有する矩形のループ状エレメントを配置する領域を確保することが難しい場合がある。

本開示は、ＡＭ放送波とＦＭ放送波を受信可能な簡素なアンテナを備える車両用窓ガラスを提供する。

本開示の一態様では、
ガラス板と、
前記ガラス板に設けられ、ＡＭ放送波およびＦＭ放送波の電波を受信可能なアンテナと、を備え、
前記アンテナは、前記ガラス板を車両に取り付けた車両搭載状態で前記車両の金属部から２０ｍｍ超離れて配置されたアンテナエレメントと、前記アンテナエレメントに電気的に接続された給電部と、を有し、
前記アンテナエレメントは、前記車両搭載状態で略水平方向に延伸する少なくとも一つの水平部分を含み、
前記水平部分の先端又は前記水平部分から屈曲した部分の先端は、開放端であり、
前記水平部分の総エレメント長は、前記アンテナエレメントの全長の３／４以上である、車両用窓ガラスが提供される。

本開示の一様態によれば、ＡＭ放送波とＦＭ放送波を受信可能な簡素なアンテナを備える車両用窓ガラスを提供できる。

第１実施形態にかかる車両用窓ガラスの一構成例を示す平面図である。 アンテナエレメントの第１変形例を示す平面図である。 アンテナエレメントの第２変形例を示す平面図である。 アンテナエレメントの第３変形例を示す平面図である。 アンテナエレメントの第４変形例を示す平面図である。 第２実施形態にかかる車両用窓ガラスの一構成例を示す平面図である。 第３実施形態にかかる車両用窓ガラスの一構成例を示す平面図である。 第４実施形態にかかる車両用窓ガラスの一構成例を示す平面図である。 図６に示すアンテナエレメント８２の全長ＬとＡＭ放送波帯のアンテナ利得との関係を測定した結果を示す図である。 図６に示すアンテナエレメント８２の全長Ｌとアンテナエレメントのアンテナ容量との関係を測定した結果を示す図である。 図６に示すアンテナエレメント８２の全長ＬとＦＭ放送波帯の水平偏波のアンテナ利得との関係を測定した結果を示す図である。 図６に示すアンテナエレメント８２の全長ＬとＦＭ放送波帯の垂直偏波のアンテナ利得との関係を測定した結果を示す図である。 図６に示すダイバーシティアンテナが水平偏波を受信したときのアンテナ利得の周波数特性を測定した結果を示す図である。 図６に示すダイバーシティアンテナが垂直偏波を受信したときのアンテナ利得の周波数特性を測定した結果を示す図である。 図８に示すアンテナが水平偏波を受信したときのアンテナ利得の周波数特性を測定した結果を示す図である。 図８に示すアンテナが垂直偏波を受信したときのアンテナ利得の周波数特性を測定した結果を示す図である。

以下、図面を参照して、本開示にかかる各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、実施形態の作用及び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。

本実施形態にかかる車両用窓ガラスの例として、車両の後部に取り付けられるリアガラス、車両の前部に取り付けられるウィンドシールド、車両の側部に取り付けられるサイドガラス、車両の天井部に取り付けられるルーフガラスなどがある。車両用窓ガラスは、これらの例に限られない。

図１は、第１実施形態にかかる車両用窓ガラスの一構成例を示す平面図である。図１に示す窓ガラス１０１は、車両の一部位である窓枠２に取り付けられている。図１は、窓枠２に取り付けられた窓ガラス１０１を車内側からの視点で例示する。窓ガラス１０１が窓枠２に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。

窓枠２は、接地可能な導電性の金属部１５を有し、フランジとも称される。窓枠２の一部が金属部１５でもよいし、窓枠２の全体が金属部１５でもよい。窓枠２は、窓ガラス１０１によって覆われる開口部を形成する枠縁を有する。図１には、略長方形の枠縁が例示されているが、枠縁の形状は、略正方形などの他の形状でもよい。枠縁は、窓枠２の内縁である。

窓ガラス１０１は、車両用窓ガラスの一例である。窓ガラス１０１は、単板の窓ガラスでも、複数のガラス板が積層する合わせガラスでもよい。単板の窓ガラスとは、構成されるガラス板が一枚のガラス板（この例では、ガラス板３）のみの窓ガラスをいう。ガラス板は、溶融ガラスを板状に成形し、徐冷した未強化ガラスでもよく、必要に応じて、物理強化（例えば風冷強化）、化学強化等の強化処理が施されていてもよい。

窓ガラス１０１は、主な構成として、ガラス板３及びアンテナ８１を備える。

ガラス板３は、Ｚ軸方向の正側に面する第１主面と、Ｚ軸方向において第１主面とは反対側（Ｚ軸方向の負側）に面する第２主面とを有する板状の誘電体である。ガラス板３は、透明でも半透明でもよい。第１主面は、車内側の表面であり、第２主面は、車外側の表面である。ガラス板３は、車内側からの平面視でガラス板３の外周縁が窓枠２と重なるように、窓枠２に取り付けられている。

アンテナ８１は、ガラス板３に設けられた導体である。アンテナ８１の一部又は全体は、ガラス板３の表面（例えば、第１主面）に設けられても、ガラス板３が合わせガラスの場合、合わせガラスの内部に設けられてもよい。

アンテナ８１は、ＡＭ放送波およびＦＭ放送波の電波を受信可能に形成されたアンテナである。ＡＭ放送波の帯域は、例えば、５００ｋＨｚ～１５００ｋＨｚに含まれる周波数帯である。ＦＭ放送波の帯域は、例えば、７６ＭＨｚ～１０８ＭＨｚに含まれる周波数帯であるが、７６ＭＨｚ～９０ＭＨｚ（例えば日本仕様）に含まれる周波数帯でもよく、８８ＭＨｚ～１０８ＭＨｚ（例えば北米）に含まれる周波数帯でもよい。

アンテナ８１は、ガラス板３を車両に取り付けた車両搭載状態（以下、"車両搭載状態Ｃ"とも称する）で当該車両の金属部１５から２０ｍｍ超離れて配置されたアンテナエレメント８２と、アンテナエレメント８２に電気的に接続された給電部８と、を有する。車両搭載状態Ｃは、この例では、ガラス板３を窓枠２に取り付けた状態をいう。

アンテナエレメント８２は、車両搭載状態Ｃで金属部１５から２０ｍｍ超離れて配置されていると、アンテナエレメント８２と金属部１５との容量結合が弱まる又は無くなる。これにより、アンテナ８１が受信したＡＭ放送波の受信信号が金属部１５に漏洩するのが抑制されるので、ＡＭ放送波帯におけるアンテナ８１のアンテナ利得が向上する。また、ＡＭ放送波帯に周波数が重なる車両ノイズが金属部１５を経由してアンテナ８１に混入することを抑制できる。図１に示す例では、車両搭載状態Ｃで、アンテナエレメント８２の水平部分８４と金属部１５との距離Ｄ１は、２０ｍｍ超である。

距離Ｄ１は、ＡＭ放送波帯におけるアンテナ８１のアンテナ利得が向上する点で、２５ｍｍ以上が好ましく、３０ｍｍ以上がより好ましく、３５ｍｍ以上がさらに好ましく、４０ｍｍ以上がとくに好ましい。距離Ｄ１の上限は、デフォッガ等の機能部材やアンテナ８１の配置領域が確保可能であれば、特に限定されないが、例えば、１００ｍｍ以下である。

図１に示す例では、アンテナエレメント８２は、金属部１５とＺ軸方向での平面視で重複していない。しかしながら、距離Ｄ１が２０ｍｍ超であれば、アンテナエレメント８２の少なくとも一部は、金属部１５の少なくとも一部とＺ軸方向での平面視で重複してもよい。つまり、ガラス板３の面をＸＹ平面としたとき、金属部１５がＸＹ平面からＺ軸方向に０ｍｍ超の距離で離れている場合、アンテナエレメント８２と金属部１５との間の距離Ｄ１は、Ｙ軸方向成分とＺ軸方向成分によって定義できる。

アンテナエレメント８２は、車両搭載状態Ｃで略水平方向に延伸する少なくとも一つの水平部分を含む。図１には、先端が開放端８３である一つ水平部分８４が例示されている。水平部分８４は、給電部８から開放端８３まで車両搭載状態Ｃで略水平方向に一直線に延伸する。

給電部８は、アンテナエレメント８２の給電点であり、例えば、アンテナエレメント８２への給電用の電極である。給電部８は、車両搭載状態Ｃで窓枠２の近傍に位置するように、ガラス板３の外周縁の近傍に設けられている。給電部８は、不図示の給電線の一端または不図示のアンプの入力端子に電気的に接続される。給電線の他端またはアンプの出力端子は、例えば、ＡＭ放送波およびＦＭ放送波の不図示の受信機に接続される。給電線の具体例として、ＡＶ線、同軸ケーブルなどが挙げられる。

給電部８の形状は、コネクタやアンプなどを給電部８に実装する上で、正方形、略正方形、長方形、略長方形などの方形状や多角形状が好ましいが、これらに限られず、円、略円、楕円、略楕円などの円状のように、他の形状でもよい。

水平部分８４の総エレメント長は、アンテナエレメント８２の全長Ｌの３／４以上であると、アンテナ８１は、略水平方向に細長い簡素な形状になる。よって、デフォッガ等の機能部材がガラス板３に配置されていても、ＡＭ放送波およびＦＭ放送波の電波を受信するアンテナ８１を配置する領域をガラス板３上で確保することが容易になる。図１に示す例では、アンテナエレメント８２の全長Ｌは、給電部８から開放端８３までのエレメント長に相当する。

水平部分８４の総エレメント長は、ＡＭ放送波帯及びＦＭ放送波帯におけるアンテナ８１のアンテナ利得が向上する点で、アンテナエレメント８２の全長Ｌに対して、４／５以上が好ましく、５／６以上がより好ましく、６／７以上がさらに好ましい。図１に示す例では、水平部分８４の総エレメント長は、アンテナエレメント８２の全長Ｌに一致する。

図１に示す例では、アンテナエレメント８２は、開放端の数が一つの線条エレメントであるので、アンテナ８１の簡素化とアンテナ８１の配置領域の確保の容易化という有利な効果が得られる。なお、アンテナエレメント８２は、一つ以上の箇所で分岐してもよく、アンテナエレメント８２の開放端の数は、複数でもよい。

また、ＦＭ放送波の周波数帯の空気中における波長をλ_０、ガラス板３の波長短縮率をｋとする。このとき、アンテナエレメント８２の全長Ｌは、「０．３８×（λ_０／４）×ｋ以上１．９２×（λ_０／４）×ｋ以下」であると、ＦＭ放送波帯におけるアンテナ８１のアンテナ利得が向上する。ＦＭ放送波帯におけるアンテナ８１のアンテナ利得が向上する点で、「０．４７×（λ_０／４）×ｋ以上１．７２×（λ_０／４）×ｋ以下」が好ましく、「０．５７×（λ_０／４）×ｋ以上１．６２×（λ_０／４）×ｋ以下」がより好ましい。また、波長λ_０は、ＦＭ放送波の周波数帯の空気中における任意の波長でもよいが、ＦＭ放送波の周波数帯の中心（中心周波数）にける波長（中心波長）でもよい。

アンテナエレメント８２の全長Ｌは、２００ｍｍ以上１０００ｍｍ以下であると、ＦＭ放送波帯におけるアンテナ８１のアンテナ利得が向上する。ＦＭ放送波帯におけるアンテナ８１のアンテナ利得が向上する点で、アンテナエレメント８２の全長Ｌの下限は、２５０ｍｍ以上が好ましく、３００ｍｍ以上がより好ましい。ＦＭ放送波帯におけるアンテナ８１のアンテナ利得が向上する点で、また、アンテナ８１の小型化の点で、アンテナエレメント８２の全長Ｌの上限は、１０００ｍｍ以下が好ましく、９５０ｍｍ以下がより好ましく、９００ｍｍ以下がさらに好ましく、８５０ｍｍ以下がとくに好ましい。

周波数が５００ｋＨｚ～１５００ｋＨｚにおけるアンテナエレメント８２の容量は、５ｐＦ以上３０ｐＦ以下であると、ＡＭ放送波帯におけるアンテナ８１のアンテナ利得の確保とアンテナ８１の小型化とを両立できる。ＡＭ放送波帯におけるアンテナ８１のアンテナ利得が向上する点で、アンテナエレメント８２の容量は、７ｐＦ以上が好ましく、９ｐＦ以上がより好ましく、１１ｐＦ以上がさらに好ましい。アンテナ８１の小型化の点で、アンテナエレメント８２の容量は、２８ｐＦ以下が好ましく、２６ｐＦ以下がより好まく、２４ｐＦ以下がさらに好ましい。

給電部８に接続されるアンプのゲインを上げることによって、ＡＭ放送波帯におけるアンテナ８１のアンテナ利得を増やしてもよい。例えば、５００ｋＨｚ～１５００ｋＨｚの容量が１０ｐＦ以上３０ｐＦ以下のアンテナ８１をアンプの入力側に接続した状態で、アンプのゲインは、所定の増幅特性（ゲイン）が得られるように調整される。このようにゲインが調整されたアンプをアンテナ８１に組み合わせることで、ガラス板３の比較的狭いエリアに配置された単純なアンテナパターンでも、ＡＭ放送波帯のアンテナ利得を確保できる。

図１に示す例では、アンテナエレメント８２は、車両搭載状態Ｃで略水平方向に一直線に延伸する直線エレメントであるので、アンテナ８１の簡素化とアンテナ８１の配置領域確保の容易性という有利な効果が得られる。しかしながら、アンテナエレメント８２は、車両搭載状態Ｃで略水平方向に一直線に延伸する直線エレメントに限られず、以下のような変形例でもよい。

図２は、アンテナエレメントの第１変形例を示す平面図である。図２に示すアンテナ８１Ａは、上記のアンテナ８１の変形例である。アンテナ８１Ａにおいて、アンテナ８１と同様の構成、作用及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで、省略する。後述の他の変形例についても同様である。

アンテナ８１Ａは、屈曲するアンテナエレメント８２Ａを有する。アンテナエレメント８２Ａは、車両搭載状態Ｃで略水平方向に延伸する一つの水平部分８４Ａを含む。水平部分８４は、給電部８と開放端８３との間の中間部で若干屈曲するが、全体として、車両搭載状態Ｃで略水平方向に延伸する。水平部分８４Ａは、図２に示す例では、Ｙ軸方向の正側に若干屈曲するが、Ｙ軸方向の負側に若干屈曲してもよい。なお、「若干屈曲する角度」は、とくに制限されないが、例えば、Ｘ軸方向に対して（いずれも絶対値表現で）０°超～３０°の範囲でもよく、Ｘ軸方向に対して０°超～２０°の範囲でもよく、Ｘ軸方向に対して０°超～１０°の範囲でもよく、Ｘ軸方向に対して０°超～５°の範囲でもよい。

図３は、アンテナエレメントの第２変形例を示す平面図である。図３に示すアンテナ８１Ｂは、上記のアンテナ８１の変形例である。アンテナ８１Ｂは、屈曲するアンテナエレメント８２Ｂを有する。

アンテナエレメント８２Ｂは、車両搭載状態Ｃで略水平方向に延伸する一つの水平部分８４Ｂと、車両搭載状態Ｃで略垂直方向に延伸する一つの垂直部分８５とを含む。開放端８３は、水平部分８４Ｂから屈曲した部分である垂直部分８５の先端である。垂直部分８５は、水平部分８４Ｂの先端から開放端８３まで延伸する。垂直部分８５は、図３に示す例では、水平部分８４Ｂに対してＹ軸方向の正側に屈曲するが、水平部分８４Ｂに対してＹ軸方向の負側に屈曲してもよい。なお、垂直部分８５について「略垂直方向に延伸する」は、とくに制限されないが、例えば、Ｙ軸方向に対して（いずれも絶対値表現で）０°～３０°の範囲でもよく、Ｙ軸方向に対して０°～２０°の範囲でもよく、Ｙ軸方向に対して０°～１０°の範囲でもよく、Ｙ軸方向に対して０°～５°の範囲でもよい。

図４は、アンテナエレメントの第３変形例を示す平面図である。図４に示すアンテナ８１Ｃは、上記のアンテナ８１の変形例である。アンテナ８１Ｃは、複数の箇所で屈曲するアンテナエレメント８２Ｃを有する。

アンテナエレメント８２Ｃは、車両搭載状態Ｃで略水平方向に延伸する二つの水平部分８４Ｃ１，８４Ｃ２と、車両搭載状態Ｃで略垂直方向に延伸する一つの垂直部分８５とを含む。開放端８３は、水平部分８４Ｃ１から屈曲した折り返し部分の先端である。当該折り返し部分は、車両搭載状態Ｃで略垂直方向に延伸する一つの垂直部分８５と、車両搭載状態Ｃで略水平方向に延伸する一つの水平部分８４Ｃ２とを含む。垂直部分８５は、水平部分８４Ｂの先端から水平部分８４Ｃ２の起点まで延伸する。水平部分８４Ｃ２は、垂直部分８５との接続点から開放端８３まで延伸する。水平部分８４Ｃ１に接続される折り返し部分は、図４に示す例では、水平部分８４Ｃ１に対してＹ軸方向の正側に屈曲して折り返すが、水平部分８４Ｃ１に対してＹ軸方向の負側に屈曲して折り返してもよい。なお、水平部分８４Ｃ２について「略水平方向に延伸する」は、とくに制限されないが、例えば、Ｘ軸方向に対して（いずれも絶対値表現で）０°～３０°の範囲でもよく、Ｘ軸方向に対して０°～２０°の範囲でもよく、Ｘ軸方向に対して０°～１０°の範囲でもよく、Ｘ軸方向に対して０°～５°の範囲でもよい。

図５は、アンテナエレメントの第４変形例を示す平面図である。図５に示すアンテナ８１Ｄは、上記のアンテナ８１の変形例である。アンテナ８１Ｄは、複数の箇所で屈曲するアンテナエレメント８２Ｄを有する。

アンテナエレメント８２Ｄは、車両搭載状態Ｃで略水平方向に延伸する二つの水平部分８４Ｄ１，８４Ｄ２と、車両搭載状態Ｃで略垂直方向に延伸する一つの垂直部分８６とを含む。開放端８３は、水平部分８４Ｄ１の先端である。水平部分８４Ｄ２は、給電部８から垂直部分８６までＸ軸方向の負側に延伸する。水平部分８４Ｄ２から屈曲した折り返し部分は、車両搭載状態Ｃで略垂直方向に延伸する一つの垂直部分８５と、車両搭載状態Ｃで略水平方向に延伸する一つの水平部分８４Ｄ１とを含む。垂直部分８６は、水平部分８４Ｄ２との接続点から水平部分８４Ｄ１までＹ軸方向の負側に延伸する。水平部分８４Ｄ１は、垂直部分８６との接続点から開放端８３までＸ軸方向の正側に延伸する。水平部分８４Ｄ２に接続される折り返し部分は、図５に示す例では、水平部分８４Ｄ２に対してＹ軸方向の負側に屈曲して折り返すが、水平部分８４Ｄ２に対してＹ軸方向の正側に屈曲して折り返してもよい。

なお、水平部分８４Ｄ１，８４Ｄ２について「略水平方向に延伸する」は、とくに制限されないが、例えば、Ｘ軸方向に対して（いずれも絶対値表現で）０°～３０°の範囲でもよく、Ｘ軸方向に対して０°～２０°の範囲でもよく、Ｘ軸方向に対して０°～１０°の範囲でもよく、Ｘ軸方向に対して０°～５°の範囲でもよい。さらに、垂直部分８６について「略垂直方向に延伸する」は、とくに制限されないが、例えば、Ｙ軸方向に対して（いずれも絶対値表現で）０°～３０°の範囲でもよく、Ｙ軸方向に対して０°～２０°の範囲でもよく、Ｙ軸方向に対して０°～１０°の範囲でもよく、Ｙ軸方向に対して０°～５°の範囲でもよい。

図４及び図５に示すアンテナエレメントは、複数の水平部分を有する。複数の水平部分の総エレメント長がアンテナエレメントの全長Ｌの３／４以上であると、アンテナは、全体的に略水平方向に細長い簡素な形状になる。特に、図４に示す２つの水平部分８４Ｃ１，８４Ｃ２のうち最長の水平部分８４Ｃ１の長さは、アンテナエレメント８２Ｃの全長Ｌの３／４以上であると、アンテナ８１Ｃは、全体的に略水平方向に細長い簡素な形状になる。同様に、図５に示す２つの水平部分８４Ｄ１，８４Ｄ２のうち最長の水平部分８４Ｄ１の長さは、アンテナエレメント８２Ｄの全長Ｌの３／４以上であると、アンテナ８１Ｄは、全体的に略水平方向に細長い簡素な形状になる。よって、デフォッガ等の機能部材がガラス板３に配置されていても、ＡＭ放送波およびＦＭ放送波の電波を受信するアンテナ８１Ｃ，８１Ｄを配置する領域をガラス板３上で確保することが容易になる。

図６は、第２実施形態にかかる車両用窓ガラスの一構成例を示す平面図である。第２実施形態において、第１実施形態と同様の構成、作用及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで省略する。図６に示す窓ガラス１０２は、車両の後部に設けられた窓枠２に取り付けられたリアガラスである。窓枠２は、例えば、車両の後部に開閉可能に取り付けられたバックドア１に形成されている。窓ガラス１０２のガラス板３は、デフォッガ１９を備える。

デフォッガ１９は、窓ガラス１０２の曇りを除去する通電加熱式の導体パターンである。デフォッガ１９は、窓ガラス１０２の左右方向（水平方向）に延在する複数の電熱線４と、複数の電熱線４に給電する複数のバスバー１７，１８とを備える。複数の電熱線４は、互いに並走するようにガラス板３の左右方向（水平方向）に延伸するヒータ線であり、第１バスバー１７と第２バスバー１８との間を接続する。

第１バスバー１７は、上端部から下端部まで上下方向に延伸する帯状電極であり、各々の電熱線４よりも幅広の導体である。第２バスバー１８は、第１バスバー１７から水平方向に離れて配置され、且つ、上端部から下端部まで上下方向に延伸する帯状電極であり、各々の電熱線４よりも幅広の導体である。複数のバスバー１７，１８の間に電圧（＋Ｂ）が印加されると、複数の電熱線４が通電して発熱するので、ガラス板３の曇りが除去される。

ガラス板３は、デフォッガ１９よりも上部の空白領域１０と、デフォッガ１９よりも下部の空白領域１６とを有する。図６では、アンテナ８１は、空白領域１６に配置されている。アンテナ８１は、略水平方向に細長い簡素な形状をしているので、比較的狭い空白領域１６に容易に配置可能である。なお、アンテナ８１は、空白領域１０に配置されてもよい。

アンテナエレメント８２は、デフォッガ１９から２０ｍｍ超離れて配置されていると、アンテナエレメント８２とデフォッガ１９との容量結合が弱まる又は無くなる。これにより、アンテナ８１が受信したＡＭ放送波の受信信号がデフォッガ１９に漏洩するのが抑制されるので、ＡＭ放送波帯におけるアンテナ８１のアンテナ利得が向上する。また、ＡＭ放送波帯に周波数が重なる車両ノイズがデフォッガ１９を経由してアンテナ８１に混入することを抑制できる。図６に示す例では、車両搭載状態Ｃで、アンテナエレメント８２の水平部分８４とデフォッガ１９の最下段の電熱線４との距離Ｄ２は、２０ｍｍ超である。

距離Ｄ２は、ＡＭ放送波帯におけるアンテナ８１のアンテナ利得が向上する点で、２５ｍｍ以上が好ましく、３０ｍｍ以上がより好ましく、３５ｍｍ以上がさらに好ましく、４０ｍｍ以上がとくに好ましい。距離Ｄ２の上限は、デフォッガ等の機能部材やアンテナ８１の配置領域が確保可能であれば、特に限定されないが、例えば、１００ｍｍ以下である。

アンテナ８１で受信したＡＭ放送波およびＦＭ放送波の電圧は、ＡＶ線１１を介してアンプ５に入力されて増幅され、出力フィーダー線等の同軸ケーブル１２を介して、不図示のチューナーへ入力される。

ガラス板３は、ＡＭ放送波とＦＭ放送波の両方を受信するアンテナ８１の他に、ＦＭ放送波を受信するアンテナ９１を備えてもよい。アンテナ８１とアンテナ９１は、ＦＭ放送波用のダイバーシティアンテナとして動作する。図６に示す例では、アンテナ９１は、少なくとも一本の電熱線４をアンテナ導体として利用する。アンテナ９１の受信信号は、空白領域１６に配置された給電部９から取り出される。

給電部９は、水平方向において給電部８とは反対側に配置され、接続線９２を介して、バスバー１８に電気的に接続されている。第１バスバー１７および第２バスバー１８は、ガラス板３の上下方向に延伸し、複数の電熱線４は、車両搭載状態Ｃで略水平方向に延伸する。ガラス板３は、複数の電熱線４をガラス板３の上下方向に短絡する少なくとも一本の短絡線４１を有する。図６には、複数の電熱線４の水平方向における略中央部を、上下方向に延伸する一本の短絡線４１が例示されている。短絡線４１を設置することで、電熱線４自体をＦＭ放送波の受信用のアンテナ９１として機能させることができる。

一本の短絡線４１を設置することで、電熱線４の水平方向の寸法（横寸法）が２分割される。電熱線４のうち一方のバスバーから短絡線４１までの線分の横寸法が、ＦＭ放送波帯のガラス板３における実効波長の約１／４となると、電熱線４がＦＭ放送波帯で同調しやすくなるため、電熱線４をＦＭ放送波の受信用のアンテナ９１として使用できる。電熱線４（アンテナ９１）で受信したＦＭ放送波の電圧は、ＡＶ線１３を介してアンプ６に入力されて増幅され、出力フィーダー線等の同軸ケーブル１４を介して、不図示のチューナーへ入力される。

アンテナ８１又はアンテナ９１により得られたＦＭ放送波の受信信号が、一対のバスバー１７，１８から外部に漏洩しないように、ＦＭ放送波帯の高周波信号を減衰させるコイル７が一対のバスバー１７，１８に接続されてもよい。

図７は、第３実施形態にかかる車両用窓ガラスの一構成例を示す平面図である。第３実施形態において、第１及び第２実施形態と同様の構成、作用及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで省略する。図７に示す窓ガラス１０３は、車両の後部に設けられた窓枠２に取り付けられたリアガラスである。

第３実施形態では、ガラス板３は、ワイパー孔４４を空白領域１６に有する。ワイパー孔４４は、窓ガラス１０３の車外側の表面上の雨滴などを払拭する不図示のワイパーの回転軸が貫通する。アンテナ８１を配置するスペースを、ワイパーが待機しワイパー孔４４が形成された空白領域１６に確保することは難しいため、アンテナ８１は、空白領域１０に配置されている。

また、ガラス板３は、デフォッガ１９に接続されたＴ字状又はＬ字状の接続エレメント４５を有する。図７に示す例では、アンテナ８１が空白領域１０に配置されているため、接続エレメント４５は、アンテナ８１とは反対側の空白領域１６に配置されている。なお、ワイパー孔４４は、空白領域１０に形成されてもよく、その場合、アンテナ８１は、空白領域１６に形成されてもよい。

接続エレメント４５は、例えば、デフォッガ１９の最下段の電熱線４に接続され、好ましくは、図７に示すように、短絡線４１の延長線上を延伸する部分を有する。接続エレメント４５は、ワイパー孔４４との間に間隔を空けてワイパー孔４４の外縁に沿った円弧部分４６と、円弧部分４６から略水平方向の片側又は両側に延伸する少なくとも一本の線条エレメント４２とを有する。接続エレメント４５の長さを調整することで、ＦＭ放送波帯におけるアンテナ９１のアンテナ利得が向上する。

図８は、第４実施形態にかかる車両用窓ガラスの一構成例を示す平面図である。第４実施形態において、第１及び第２実施形態と同様の構成、作用及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで省略する。図８に示す窓ガラス１０４は、車両の側部に設けられた窓枠２に取り付けられたサイドガラスである。図８に示すアンテナ８１Ｃの形態は、図４に示す形態に対して反転している。

アンテナエレメント８２Ｃは、車両搭載状態Ｃで金属部１５から２０ｍｍ超離れて配置されていると、アンテナエレメント８２Ｃと金属部１５との容量結合が弱まる又は無くなる。これにより、アンテナ８１Ｃが受信したＡＭ放送波の受信信号が金属部１５に漏洩するのが抑制されるので、ＡＭ放送波帯におけるアンテナ８１Ｃのアンテナ利得が向上する。また、ＡＭ放送波帯に周波数が重なる車両ノイズが金属部１５を経由してアンテナ８１Ｃに混入することを抑制できる。

図８に示す例では、車両搭載状態Ｃで、水平部分８４Ｃ１と金属部１５との距離ｇ１は、２０ｍｍ超であり、垂直部分８５と金属部１５との距離ｇ２は、２０ｍｍ超である。距離ｇ１及び距離ｇ２は、それぞれ、上記の距離Ｄ１と同様の寸法に調整されることが好ましい。上述のように、図８に示す窓ガラス１０４がサイドガラスである場合、水平方向の長さは、リアガラスと比べて短い場合が多い。そのため、アンテナ８１Ｃは、給電部８を起点に延伸し且つ略水平方向を長手方向とするＪ字形状又はＵ字形状のアンテナエレメント８２Ｃを含んでもよく、アンテナエレメント８２Ｃの全長Ｌは、アンテナ利得を向上させる上述の好適な値に設定されてもよい。

図９は、図６のアンテナエレメントの全長ＬとＡＭ放送波帯のアンテナ利得との関係を測定した結果を示す図である。図９に示すアンテナ利得は、図６に示す形態において、アンテナ８１にアンプ５及び同軸ケーブル１２を経由して接続される不図示のチューナーの入力端で測定された電圧を示す。また、図９に示すアンテナ利得は、ＡＭ放送波帯内の複数の代表周波数で測定されたアンテナ利得を平均した値である。

図９の測定時の図６の各部の寸法は、
最上段の電熱線４の長さＡ：９６０ｍｍ
最下段の電熱線４の長さＢ：１１００ｍｍ
デフォッガ１９の高さｈ：４３０ｍｍ
複数の電熱線４が占める面積：０．４４ｍ^２
距離Ｄ１：３０ｍｍ
距離Ｄ２：４０ｍｍ
とした。

図９によると、アンテナエレメント８２の全長Ｌを伸ばすほど、ＡＭ放送波帯のアンテナ利得は向上する結果が得られた。アンテナエレメント８２は、金属部１５及び電熱線４との容量結合が弱まる又は無くなるような領域に配置されているので、ＡＭ放送波の受信信号が金属部１５及び電熱線４に漏洩するのが抑制される。このため、アンテナエレメント８２の全長Ｌを伸長するほど、受信能力が増加し、ＡＭ放送波帯のアンテナ利得が向上したと考えられる。

図１０は、図６のアンテナエレメントの全長Ｌとアンテナエレメントのアンテナ容量との関係を測定した結果を示す図である。図１０に示すアンテナ容量は、図６に示す形態において、アンテナ８１の給電部８と車体との間の容量を測定した値である。図１０の測定時の図６の各部の寸法は、上記と同じである。

図１０によると、アンテナエレメント８２の全長Ｌを伸ばすほど、ＡＭ放送波帯におけるアンテナ容量は増大する結果が得られた。アンテナ容量は、全長Ｌが１００ｍｍのとき１１．６ｐＦと測定され、全長Ｌが１０００ｍｍのとき２９．４ｐＦと測定された。全長Ｌを伸ばすと、アンテナエレメント８２のパターン長（パターン面積）が増え、アンテナエレメント８２自体の容量が増加したと考えられる。電熱線４又は金属部１５との容量結合を弱い状態に、又は無い状態にするため、アンテナエレメント８２は、空白領域１６の上下方向（Ｙ軸方向）の略中央に配置されている。よって、アンテナエレメント８２自体の容量が増加したと考えられる。

図１０で測定されたアンテナ容量（１０ｐＦ～３０ｐＦ）は、従来のリアガラスアンテナのアンテナ容量（５０ｐＦ～６０ｐＦ）よりも小さかった。アンテナ８１にアンプ５を接続することで、６０ｄＢμＶ／ｍ電界において、３５ｄＢμＶ以上（Ｌ＝１００ｍｍ）のアンテナ利得を確保できた。

図１１は、アンテナ８１が水平偏波を受信した時において、アンテナエレメント８２の全長Ｌに対するＦＭ放送波帯のアンテナ利得を測定した結果を示す。図１１に示すアンテナ利得は、ＦＭ放送波帯内の複数の代表周波数で測定されたアンテナ利得を平均した値である。図１１の測定時の図６の各部の寸法は、上記と同じである。

図１１によると、アンテナエレメント８２の全長Ｌは２００ｍｍ以上１０００ｍｍ以下の範囲では、アンテナ利得は概ね良好な結果が得られたが、２００ｍｍ未満の範囲では、アンテナ利得は低下する結果が得られた。この低下の原因は、ＦＭ放送波の１／４波長に対して、全長Ｌが短すぎるため、受信能力が低下したと考えられる。

図１２は、アンテナ８１が垂直偏波を受信した時において、アンテナエレメント８２の全長Ｌに対するＦＭ放送波帯のアンテナ利得を測定した結果を示す。図１２に示すアンテナ利得は、ＦＭ放送波帯内の複数の代表周波数で測定されたアンテナ利得を平均した値である。図１２の測定時の図６の各部の寸法は、上記と同じである。

図１２によると、アンテナエレメント８２の全長Ｌは２００ｍｍ以上１０００ｍｍ以下の範囲では、アンテナ利得は概ね良好な結果が得られたが、２００ｍｍ未満の範囲では、アンテナ利得は低下する結果が得られた。この低下の原因は、ＦＭ放送波の１／４波長に対して、全長Ｌが短すぎるため、受信能力が低下したと考えられる。

図１３は、アンテナ８１をＦＭ２としアンテナ９１をＦＭ１としたダイバーシティアンテナが水平偏波を受信したときのアンテナ利得の周波数特性を測定した結果を示す図である。図１４は、アンテナ８１をＦＭ２としアンテナ９１をＦＭ１としたダイバーシティアンテナが垂直偏波を受信したときのアンテナ利得の周波数特性を測定した結果を示す図である。

図１３及び図１４の測定時の図６の各部の寸法は、上記と同じである。ただし、アンテナエレメント８２の全長Ｌを５５０ｍｍとした。ガラス板３の波長短縮率ｋを０．６４とすると、全長Ｌ（＝５５０ｍｍ）は、ＦＭ放送波帯の中心周波数において、上記の「０．３８×（λ_０／４）×ｋ以上１．９２×（λ_０／４）×ｋ以下」を満たす値である。

図１３及び図１４によると、アンテナ８１とアンテナ９１との間の利得差は、約１０ｄＢ以内であるため、ダイバーシティ効果があると言える。

図１５は、図８に示すアンテナ８１Ｃが水平偏波を受信したときのアンテナ利得の周波数特性を測定した結果を示す図である。図１６は、図８に示すアンテナ８１Ｃが垂直偏波を受信したときのアンテナ利得の周波数特性を測定した結果を示す図である。図１５及び図１６に示すアンテナ利得は、ＦＭ放送波帯内の複数の代表周波数で測定されたアンテナ利得を平均した値である。

図１５及び図１６の"サイド例１"の測定時の図８の各部の寸法は、
ｈ１：４３０ｍｍ
ｈ２：６２０ｍｍ
ｇ１：５０ｍｍ
ｇ２：４０ｍｍ
ａ：５００ｍｍ
ｂ：２０ｍｍ
ｃ：１００ｍｍ
Ｌ：６２０ｍｍ
とした。

図１５及び図１６の"サイド例２"の測定時の図８の各部の寸法は、
ｈ１：４３０ｍｍ
ｈ２：４８０ｍｍ
ｇ１：５０ｍｍ
ｇ２：４０ｍｍ
ａ：３６０ｍｍ
ｂ：６０ｍｍ
ｃ：２５０ｍｍ
Ｌ：６７０ｍｍ
とした。

図１５及び図１６によると、アンテナ８１Ｃは、"サイド例１"と"サイド例２"のいずれの形態でも、ＦＭ放送波帯において、６０ｄＢμＶ／ｍ電界において、４０ｄＢμＶ以上の十分なアンテナ利得を奏する結果が得られた。また、アンテナ８１Ｃは、特に図示はしていないが、"サイド例１"と"サイド例２"のいずれの形態でも、ＡＭ放送波帯において、６０ｄＢμＶ／ｍ電界において、平均４９ｄＢμＶ以上の十分なアンテナ利得を奏する結果が得られた。このように、アンテナ８１Ｃのような簡素なアンテナパターンでも、ＡＭ放送波とＦＭ放送波を高利得で受信できるという結果が得られた。

以上、実施形態を説明したが、本開示の技術は上記の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。

１ バックドア
２ 窓枠
３ ガラス板
４ 電熱線
５，６ アンプ
７ コイル
８，９ 給電部
１０，１６ 空白領域
１１，１３ ＡＶ線
１２，１４ 同軸ケーブル
１５ 金属部
１７，１８ バスバー
１９ デフォッガ
４１ 短絡線
４２ 線条エレメント
４４ ワイパー孔
４５ 接続エレメント
４６ 円弧部分
８１ アンテナ
８２ アンテナエレメント
８３ 開放端
８４ 水平部分
８５，８６ 垂直部分
９１ アンテナ
９２ 接続線
１０１，１０２，１０３，１０４ 窓ガラス

Claims (15)

1. ガラス板と、
   前記ガラス板に設けられ、ＡＭ放送波およびＦＭ放送波の電波を受信可能なアンテナと、を備え、
   前記アンテナは、前記ガラス板を車両に取り付けた車両搭載状態で前記車両の金属部から２０ｍｍ超離れて配置されたアンテナエレメントと、前記アンテナエレメントに電気的に接続された給電部と、を有し、
   前記アンテナエレメントは、前記車両搭載状態で略水平方向に延伸する少なくとも一つの水平部分を含み、
   前記水平部分の先端又は前記水平部分から屈曲した部分の先端は、開放端であり、
   前記水平部分の総エレメント長は、前記アンテナエレメントの全長の３／４以上である、車両用窓ガラス。
2. 前記アンテナエレメントは、前記開放端の数が一つの線条エレメントである、請求項１に記載の車両用窓ガラス。
3. 複数の前記水平部分のうち最長の水平部分の長さは、前記アンテナエレメントの全長の３／４以上である、請求項１または２に記載の車両用窓ガラス。
4. ＦＭ放送波の周波数帯の空気中における波長をλ_０、前記ガラス板の波長短縮率をｋとするとき、前記アンテナエレメントの全長は、
   ０．３８×（λ_０／４）×ｋ以上１．９２×（λ_０／４）×ｋ以下である、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. 前記波長λ_０は、ＦＭ放送波の周波数帯の中心周波数の空気中における波長である、請求項４に記載の車両用窓ガラス。
6. 前記アンテナエレメントの全長は、２００ｍｍ以上１０００ｍｍ以下である、請求項１から５のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。
7. 前記アンテナエレメントは、前記車両搭載状態で略水平方向に一直線に延伸する直線エレメントである、請求項１から６のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。
8. 前記水平部分から屈曲した部分は、前記車両搭載状態で略垂直方向に延伸する垂直部分を含む折り返し部分であり、
   前記垂直部分は、前記車両搭載状態で前記車両の金属部から２０ｍｍ超離れた、請求項１から６のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。
9. 前記ガラス板は、サイドガラス用である、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. 前記ガラス板は、第１バスバーと、第２バスバーと、前記第１バスバーと前記第２バスバーを接続する複数の電熱線とを有するデフォッガを備え、
    前記アンテナは、前記デフォッガよりも上部または下部の第１空白領域に配置される、請求項１から８のいずれかに記載の車両用窓ガラス。
11. 前記アンテナエレメントは、前記デフォッガから２０ｍｍ超離れて配置された、請求項１０に記載の車両用窓ガラス。
12. 前記第１バスバーおよび前記第２バスバーは、前記ガラス板の上下方向に延伸し、
    複数の前記電熱線は、前記車両搭載状態で略水平方向に延伸し、
    複数の前記電熱線を前記ガラス板の上下方向に短絡する少なくとも一本の短絡線を有する、請求項１０または１１に記載の車両用窓ガラス。
13. 前記アンテナとは反対側の第２空白領域に配置され、前記デフォッガに接続されたＴ字状又はＬ字状の接続エレメントを有する、請求項１２に記載の車両用窓ガラス。
14. 前記ガラス板は、ワイパーの回転軸が貫通するワイパー孔を前記第２空白領域に有し、
    前記接続エレメントは、前記ワイパー孔との間に間隔を空けて前記ワイパー孔の外縁に沿った部分を有する、請求項１３に記載の車両用窓ガラス。
15. 周波数が５００ｋＨｚ～１５００ｋＨｚにおける前記アンテナエレメントの容量は、５ｐＦ以上３０ｐＦ以下である、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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