JP2023035357A - 車両用窓ガラス - Google Patents

Abstract

【課題】合わせガラスの間に配置可能な受電コイルを含む車両用窓ガラスを提供する。【解決手段】車両用窓ガラスは、車体の室外側に設けられる第１ガラス板と、前記車体の室内側に設けられる第２ガラス板と、前記第１ガラス板及び前記第２ガラス板の間に設けられる中間膜とを有する合わせガラスと、前記第２ガラスの前記室内側に設けられる送電コイルから受電する受電コイルを有し、前記第１ガラス板及び前記第２ガラス板の間に設けられるフレキシブル基板と、前記第１ガラス板及び前記第２ガラス板の間に設けられ、前記受電コイルで受電された電力が供給される機能性部材とを含む。【選択図】図２

Description

本開示は、車両用窓ガラスに関する。

従来より、透明な窓ガラス材料の第１プライ及び第２プライと、第１プライ及び第２プライの間に延在する中間層材料のプライと、電気回路とを備える自動車用窓ガラスがある。該電気回路は、前記中間層材料のプライに隣接して位置した第１コネクタ部であって、結合領域を形成して回路中の電気信号を該結合領域と窓ガラス上に設置した電気装置との間で結合し得るように構成された第１コネクタ部と、前記中間層材料から離れて位置し、電気装置への接続が可能な第２窓ガラス材料プライの表面上にある第２コネクタ部とを備える。該第２コネクタ部は軟磁性材料のコアを持つように構成される。前記第１コネクタ部は誘導子の１次巻線を形成し、前記第２コネクタ部は誘導子の２次巻線を形成する。１次巻線を形成する第１コネクタ部は、第１プライと第２プライの間で中間層材料とともに設けられ、ワイヤやスクリーン印刷導体線で作製される（例えば、特許文献１参照）。

特表２０１０－５０９１３３号公報

ところで、従来の自動車用窓ガラスについては、第１プライと第２プライの間に中間層材料とともに位置する１次巻線の交差する構造等をどのようにして実現するかが具体的に開示されていない。

そこで、合わせガラスの間に配置可能な受電コイルを含む車両用窓ガラスを提供することを目的とする。

本開示の実施形態の車両用窓ガラスは、車体の室外側に設けられる第１ガラス板と、前記車体の室内側に設けられる第２ガラス板と、前記第１ガラス板及び前記第２ガラス板の間に設けられる中間膜とを有する合わせガラスと、前記第２ガラスの前記室内側に設けられる送電コイルから受電する受電コイルを有し、前記第１ガラス板及び前記第２ガラス板の間に設けられるフレキシブル基板と、前記第１ガラス板及び前記第２ガラス板の間に設けられ、前記受電コイルで受電された電力が供給される機能性部材とを含む。

合わせガラスの間に配置可能な受電コイルを含む車両用窓ガラスを提供できる。

実施形態の車両用窓ガラス１００を搭載した車両１０の前方側の構成の一例を示す図である。 車両用窓ガラス１００の構成の一例を平面視で示す図である。 図２における車両用窓ガラス１００のＡ－Ａ矢視断面の構成の一例を示す図である。 ＦＰＣ１２０の構成の一例を示す図である。 車両用窓ガラス１００の回路構成の一例を示す図である。 ＦＰＣ１３０の構成の一例を示す図である。

＜実施形態＞
以下、本開示の車両用窓ガラスを適用した実施形態について説明する。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、上下、左右等の方向には、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。

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ウィンドシールド（フロントガラス）、車両の側部に取り付けられる固定式のサイドガラス、車両の天井部に取り付けられるルーフガラス、車両の後部に取り付けられるリアガラス等がある。車両用窓ガラスは、これらの例に限られない。

＜車両用窓ガラス１００を搭載した車両１０＞
図１は、実施形態の車両用窓ガラス１００を搭載した車両１０の前方側の構成の一例を示す図である。車両用窓ガラス１００は、一例としてウィンドシールドとして車両１０の車体１１に取り付けられる。車両１０は、車両用窓ガラス１００の上部の室内側に取り付けられるカメラ２０を含む。カメラ２０は、車両１０の前方を撮像する撮像部の一例である。カメラ２０で取得される画像は、一例として、車両１０の自動ブレーキシステムやドライバアシストシステム等のＡＤＡＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｒｉｖｅｒ－Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ）や、自動運転システム等に利用可能である。また、車両１０は、ルーフガラス１１Ｒを有していてもよい。ルーフガラス１１Ｒが固定式の場合には、ルーフガラス１１Ｒとして車両用窓ガラス１００を用いてもよい。

ここで、車両１０は、例えば、ＥＶ(Electric Vehicle)車、ＰＨＥＶ(Plug-in Hybrid Electric Vehicle)車、ＨＶ(Hybrid Vehicle)車、ガソリン車、又はディーゼル車等の自動車である。また、車両１０は、電車や汽車であってもよい。車両１０は、乗員を運んで移動する移動体の一例である。

図２以下では直交座標系であるＸＹＺ座標系を用いる。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。平面視とはＸＹ面視することである。

本実施形態では、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向は、それぞれ、車両用窓ガラス１００の左右方向（横方向）、車両用窓ガラス１００の上下方向（縦方向）、車両用窓ガラス１００の表面に垂直な方向（法線方向）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。

＜車両用窓ガラス１００の全体構成＞
図２は、車両用窓ガラス１００の構成の一例を平面視で示す図である。図２には、車両用窓ガラス１００を車体１１の室外側から見た状態を示す。また、図２には、車両用窓ガラス１００に加えて、車両用窓ガラス１００の上部の室内側に取り付けられるカメラ２０を示す。カメラ２０は、平面視で車両用窓ガラス１００の上部領域の左右方向における中央部に設けられる。上部領域は、一例として車両１０を運転する運転者の視界に入る運転視界領域よりも上側に位置し、車両１０の運転者が意図的に視野を上方に向けることで視認できる領域である。

図３は、図２における車両用窓ガラス１００のＡ－Ａ矢視断面の構成の一例を示す図である。図３には、車両用窓ガラス１００及びカメラ２０に加えて、車体１１の窓枠１２を示す。窓枠１２は、車両用窓ガラス１００の外縁に沿ってフランジ状に形成されている。車両用窓ガラス１００の外縁とは、平面視における車両用窓ガラス１００の外側の縁である。車両用窓ガラス１００の外縁は、合わせガラス１１０の外縁である。

図２及び図３において、Ｘ軸方向は車両１０の左右方向であり、Ｙ軸方向は、車両用窓ガラス１００の上下方向である。車体１１に形成される窓枠１２に車両用窓ガラス１００が取り付けられた状態において、車両用窓ガラス１００の＋Ｚ軸方向側は車体１１の室外側であり、車両用窓ガラス１００の－Ｚ軸方向側は車体１１の室内側である。

車両用窓ガラス１００は、例えば、ガラス板１１２の室内側の表面１１２Ｂの周縁部と窓枠１２とをウレタン樹脂等の接着剤３０で接着することより、窓枠１２に取り付けられる。表面１１２Ｂの周縁部とは、表面１１２Ｂのうち、車両用窓ガラス１００の外縁よりも少し内側で外縁に沿った周状の部分である。窓枠１２は、Ｚ軸方向から窓枠１２に嵌め込まれる車両用窓ガラス１００のガラス板１１２の室内側の表面１１２Ｂの平面視における周縁部の少なくとも一部に対向する金属部１２Ａを有する。金属部１２Ａの内縁１２Ａ１は、車両用窓ガラス１００によって覆われる開口部を形成する。

車両用窓ガラス１００は、合わせガラス１１０、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）１２０、ＦＰＣ１３０、及び電熱線１４０を含む。ＦＰＣ１２０は受電コイル１２０Ａを有し、ＦＰＣ１３０は送電コイル１３０Ａを有する。電熱線１４０は、機能性部材の一例であるとともに電熱部材の一例である。電熱線１４０は、合わせガラス１１０を加熱し、曇りや結露等の発生を抑制する。

ＦＰＣ１２０は、図２に示すように、平面視で合わせガラス１１０の上端部（＋Ｙ軸方向側の端部）で左右方向（Ｘ軸方向）における中央部に設けられており、電熱線１４０は、平面視でＦＰＣ１２０の下方（－Ｙ軸方向側）に設けられている。電熱線１４０は、平面視でセラミック層１１４の開口部１１４Ａ１と重なる位置に設けられている。

ここでは、機能性部材の一例が電熱線１４０である形態について説明するが、機能性部材は、電熱線１４０に限られるものではない。機能性部材は、車両１０から供給される電力によって動作し、所定の機能を発揮する部材であればよく、電熱線１４０以外には、例えば、調光パネル、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：液晶ディスプレイ）、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ－Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）ディスプレイ等が挙げられる。調光パネルは、電圧が印加されると光の透過率が変化するパネルである。機能性部材が合わせガラス１１０に配置される位置は、図２に示す電熱線１４０の位置に限られず、機能性部材の平面視におけるサイズは、図２に示す電熱線１４０のサイズよりも大きくてもよい。

＜合わせガラス１１０＞
合わせガラス１１０は、図３に示すように、車体の室外側に設けられるガラス板１１１と、車体の室内側に設けられるガラス板１１２と、ガラス板１１１及び１１２の間に設けられる中間膜１１３と、セラミック層１１４とを有する。ガラス板１１１及び１１２は、中間膜１１３によって張り合わされている。セラミック層１１４は、遮蔽層の一例である。

また、合わせガラス１１０のガラス板１１１及び１１２の間には、受電コイル１２０Ａを有するＦＰＣ１２０と電熱線１４０とが設けられる。ＦＰＣ１２０及び電熱線１４０は、一例としてガラス板１１２の表面１１２Ａに接着剤等によって貼り付けられた状態で、中間膜１１３に覆われてガラス板１１１及び１１２の間に挟まれている。

ガラス板１１１は第１ガラス板の一例であり、ガラス板１１２は第２ガラス板の一例である。ガラス板１１１及び１１２は、透明な板状のガラス板である。ガラス板１１１は、室外側の表面１１１Ａと、室内側の表面１１１Ｂとを有する。ガラス板１１２は、室外側の表面１１２Ａと、室内側の表面１１２Ｂとを有する。

ガラス板１１１及び１１２は、無機ガラスでもよいし、有機ガラスでもよい。無機ガラスとしては、例えば、ソーダライムガラス、アルミノシリケートガラス、ホウ珪酸ガラス、無アルカリガラス、石英ガラスなどが特に制限なく用いられる。これらのなかでも、製造コスト、及び成形性の観点からソーダライムガラスが特に好ましい。ガラス板１１１及び１１２の成形法は特に限定されない。例えば、無機ガラスの場合、フロート法などにより成形されたガラス板が好ましい。

ガラス板１１１及び１１２が無機ガラスである場合、ガラス板１１１及び１１２は、未強化ガラス又は強化ガラスの何れでもよい。未強化ガラスは、溶融ガラスを板状に成形して徐冷したものである。強化ガラスは、未強化ガラスの表面に圧縮応力層を形成したものであり、風冷強化ガラス、化学強化ガラスのいずれでもよい。

強化ガラスが物理強化ガラス（例えば、風冷強化ガラス）である場合、曲げ成形において均一に加熱したガラス板を軟化点付近の温度から急冷させるなど、徐冷以外の操作により、ガラス表面とガラス内部との温度差によってガラス表面に圧縮応力層を生じさせることで、ガラス表面を強化してもよい。強化ガラスが化学強化ガラスである場合、曲げ成形の後、イオン交換法などによってガラス表面に圧縮応力を生じさせることでガラス表面を強化してもよい。また、ガラス板１１１及び１１２としては、紫外線又は赤外線を吸収するガラスを用いてもよい。ガラス板１１１及び１１２は、透明であることが好ましいが、透明性を損なわない程度に着色されたガラス板であってもよい。

合わせガラス１１０は、車両１０に取り付けられたときに、室外側が凸となるような湾曲形状であってよい。合わせガラス１１０は、１方向にのみ曲げ成形された単曲曲げ形状を有していてもよいし、２方向（例えば、合わせガラス１１０が車両１０に取り付けられた際の、上下方向と、当該上下方向と直交する左右方向）に曲げ成形された複曲曲げ形状を有していてもよい。合わせガラス１１０の曲げ成形には、重力成形、プレス成形又はローラー成形などが用いられる。合わせガラス１１０が所定の曲率に曲げ成形されている場合、合わせガラス１１０の曲率半径は、１０００ｍｍ以上１０００００ｍｍ以下であってよい。

また、合わせガラス１１０を車両１０に取り付けた場合に、室外側に位置するガラス板１１１の厚みと、室内側に位置するガラス板１１２の厚みとは同じであってもよいし、異なっていてもよい。ガラス板１１１の厚みは１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であることが好ましい。ガラス板１１１の厚みが１．０ｍｍ以上であると、耐飛び石性能等の強度が十分であり、３．０ｍｍ以下であると、合わせガラス１１０の質量が大きくなり過ぎず、車両１０の燃費の点で好ましい。ガラス板１１２の厚みは、０．３ｍｍ以上２．３ｍｍ以下であることが好ましい。ガラス板１１２の板厚が０．３ｍｍ以上であることによりハンドリング性がよく、２．３ｍｍ以下であることにより質量が大きくなり過ぎない。ガラス板１１１及び１１２の厚みは、それぞれ１．８ｍｍ以下であれば合わせガラス１１０の軽量化と遮音性を両立でき、好ましい。なお、ガラス板１１２の厚みが１．０ｍｍ以下の場合、ガラス板１１２は化学強化ガラスであってもよい。ガラス板１１２が化学強化ガラスである場合、ガラス表面の圧縮応力値は３００ＭＰａ以上、圧縮応力層の深さは２μｍ以上であることが好ましい。

ガラス板１１１、１１２が有機ガラスである場合、有機ガラスの材料としては、ポリカーボネート又はアクリル樹脂（例えば、ポリメチルメタクリレート）などの透明樹脂が挙げられる。

中間膜１１３は、誘電性を有し、図３に示すようにガラス板１１１及び１１２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１１１及び１１２は、中間膜１１３によって接合される。中間膜１１３の材料としては、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。中間膜１１３は、透明であってもよいし、着色されていてもよい。また、中間膜１１３は２層以上の膜から構成されてもよい。

中間膜１１３は、平面視でセラミック層１１４及び電熱線１４０が存在しない部分では、一例として、ガラス板１１１及び１１２の間に配置される。また、中間膜１１３は、平面視でセラミック層１１４が存在し、ＦＰＣ１２０が存在しない部分では、ガラス板１１１のセラミック層１１４とガラス板１１２との間に配置される。

また、中間膜１１３は、平面視でセラミック層１１４及びＦＰＣ１２０が存在する部分では、一例として、ガラス板１１１のセラミック層１１４とＦＰＣ１２０との間に配置されていて、ＦＰＣ１２０とガラス板１１２との間には配置されていない。なお、ＦＰＣ１２０に受電コイル１２０Ａが実装されている部分では、中間膜１１３は、ガラス板１１１のセラミック層１１４と受電コイル１２０Ａとの間に配置される。ただし、中間膜１１３は、このような構成に限られず、ガラス板１１１のセラミック層１１４とＦＰＣ１２０との間と、ＦＰＣ１２０とガラス板１１２との間とに配置されていてもよい。また、中間膜１１３は、ＦＰＣ１２０とガラス板１１２との間とに配置されていて、ガラス板１１１のセラミック層１１４とＦＰＣ１２０との間には配置されていなくてもよい。

また、中間膜１１３は、平面視で電熱線１４０が存在する部分では、一例として、ガラス板１１１と電熱線１４０との間に配置されていて、電熱線１４０とガラス板１１２との間には配置されていない。ただし、中間膜１１３は、このような構成に限られず、ガラス板１１１と電熱線１４０との間と、電熱線１４０とガラス板１１２との間とに配置されていてもよい。また、中間膜１１３は、電熱線１４０とガラス板１１２との間に配置されていて、ガラス板１１１と電熱線１４０との間に配置されていなくてもよい。

セラミック層１１４は、一例として、暗色セラミックペーストの焼成体であり、黒色顔料を含有する溶融性ガラスフリットを含むセラミックカラーペーストを塗布し、焼成することによって形成される。セラミック層１１４は、車両用窓ガラス１００が車両１０に接着された状態で接着剤３０が紫外線により劣化するのを防止するとともに、車両１０の外側から車両用窓ガラス１００と車体１１との接続部分が見えないよう見栄えを良くするために形成されている。セラミック層１１４は、平面視で合わせガラス１１０の周縁部に設けられている。合わせガラス１１０の周縁部とは、合わせガラス１１０のうち、平面視で合わせガラス１１０の外縁よりも少し内側で外縁に沿った周状の部分である。合わせガラス１１０の周縁部は、ガラス板１１１及び１１２の周縁部であり、合わせガラス１１０の外縁は、ガラス板１１１及び１１２の外縁１１１Ｅ及び１１２Ｅである。

セラミック層１１４は、ガラス板１１１及び１１２の室内側の表面１１１Ｂ及び１１２Ｂの周縁部に一層ずつ設けられている。一例として、ガラス板１１１に設けられるセラミック層１１４と、ガラス板１１２に設けられるセラミック層１１４との平面視での形状は等しく、平面視における位置も等しい。なお、セラミック層１１４は、ガラス板１１１の室内側の表面１１１Ｂのみに設けられていてもよく、ガラス板１１２の室内側の表面１１２Ｂのみに設けられていてもよい。

また、セラミック層１１４は、合わせガラス１１０の上部における左右方向の中央部に凸部１１４Ａを有する。凸部１１４Ａは、合わせガラス１１０の周縁部から車両用窓ガラス１００の下方向に突出しており、平面視でカメラ２０の周りを囲む部分に設けられている。凸部１１４Ａには、カメラ２０の正面に位置する開口部１１４Ａ１が設けられている。開口部１１４Ａ１は、セラミック層１１４が形成されない部分であり、カメラ２０の撮像視野に含まれる部分である。カメラ２０の撮像視野は、カメラ２０が画像を取得可能な範囲である。

カメラ２０は、一例として図３に示すようにガラス板１１２に取り付けられる。一例としてガラス板１１２の表面１１２Ｂに設けられたセラミック層１１４に、ブラケット２２を介して筐体２１が取り付けられている。ブラケット２２は、一例として平面視で矩形環状であり、開口部１１４Ａ１を囲むようにセラミック層１１４に取り付けられる。ブラケット２２は、例えば接着剤等でセラミック層１１４に貼り付ければよく、筐体２１はブラケット２２に係合している。

筐体２１及びブラケット２２の左右方向の幅はセラミック層１１４の凸部１１４Ａの左右方向の幅よりも狭く、凸部１１４Ａに収まるようにガラス板１１２に取り付けられている。筐体２１は、一例として、水平面に平行な壁部２１Ａと、壁部２１Ａに対して垂直な壁部２１Ｂとを有する。カメラ２０は、レンズ２０Ａが開口部１１４Ａ１を通じて車体１１の前方を向くように、一例として筐体２１の壁部２１Ｂに取り付けられている。筐体２１は、さらに左右の端にも壁部を有していてもよい。また、筐体２１は、通気用の孔部等を有していて、室内空間と繋がっていてもよい。

＜ＦＰＣ１２０と受電コイル１２０Ａ＞
ＦＰＣ１２０は、一例としてポリイミド製の柔軟性のある基板（絶縁層）に銅箔等が形成されたフレキシブル配線基板であり、銅箔の一部をパターニングして形成された受電コイル１２０Ａを有する。ＦＰＣ１２０としては、一例としてＦＲ４（Ｆｌａｍｅ Ｒｅｔａｒｄａｎｔ ｔｙｐｅ４）規格のフレキシブル基板を用いることができる。

受電コイル１２０Ａを有するＦＰＣ１２０は、図３に示すようにガラス板１１１及び１１２の間に挟まれている。また、図２に示すように、ＦＰＣ１２０の左右方向の幅は、セラミック層１１４の凸部１１４Ａの左右方向の幅よりも狭く、電熱線１４０の左右方向の幅と同程度である。ここでは、図１乃至図３に加えて図４を用いて説明する。

図４は、ＦＰＣ１２０の構成の一例を示す図である。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＢ－Ｂ矢視断面を示す。ＦＰＣ１２０は、図４（Ｂ）に示すように、絶縁層１２２Ａ、１２２Ｂを有する積層型のフレキシブル基板である。絶縁層１２２Ａは、ＦＰＣ１２０の－Ｚ軸方向側に位置し、絶縁層１２２Ａの＋Ｚ軸方向側の表面には、受電コイル１２０Ａの配線部１２０Ａ５及び絶縁層１２２Ｂが積層されている。また、配線部１２０Ａ５の＋Ｚ軸方向側にも絶縁層１２２Ｂが積層されている。配線部１２０Ａ５は、絶縁層１２２Ａと絶縁層１２２Ｂとに挟まれた内層に位置する。受電コイル１２０Ａは、絶縁層１２２Ｂの表面と、絶縁層１２２Ａ及び１２２Ｂの間に形成されている。このような受電コイル１２０Ａの構成については、以下で説明する。

受電コイル１２０Ａは、図３に示すようにＦＰＣ１２０の＋Ｚ軸方向側の表面側に実装され、送電コイル１３０Ａと対向する。受電コイル１２０ＡのＸＹ平面における位置は、送電コイル１３０Ａと合わせられている。送電コイル１３０Ａは、受電コイル１２０Ａの－Ｚ軸方向側に配置される。受電コイル１２０Ａと送電コイル１３０Ａの平面視でのコイル形状は、一例として等しい。このような受電コイル１２０Ａは、一例としてＺ軸方向に約１ｍｍ～約３ｍｍの間隔を隔てて送電コイル１３０Ａと対向する。

受電コイル１２０Ａは、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、端子１２０Ａ１、配線部１２０Ａ２、接続点１２０Ａ３、ビア１２０Ａ４、配線部１２０Ａ５、ビア１２０Ａ６、接続部１２０Ａ７、配線部１２０Ａ８、及び端子１２０Ａ９を有する。これらのうち、端子１２０Ａ１、配線部１２０Ａ２、接続点１２０Ａ３、接続部１２０Ａ７、配線部１２０Ａ８、及び端子１２０Ａ９は、絶縁層１２２Ｂの＋Ｚ軸方向側の表面上に位置する配線層に含まれる。また、配線部１２０Ａ５は、絶縁層１２２Ａ及び１２２Ｂの内層に位置する配線層に含まれる。

なお、端子１２０Ａ１、配線部１２０Ａ２、接続点１２０Ａ３、接続部１２０Ａ７、配線部１２０Ａ８、及び端子１２０Ａ９と、絶縁層１２２Ｂとの＋Ｚ軸方向側の表面には、絶縁層１２２Ａ及び１２２Ｂと同様の絶縁層がさらに設けられていてもよく、また、絶縁層１２２Ａ及び１２２Ｂとは異なる保護層が設けられていてもよいし、絶縁層１２２Ａはなくてもよい。

端子１２０Ａ１は、電熱線１４０の２つの入力端子のうちの一方に接続される。配線部１２０Ａ２は、端子１２０Ａ１と接続点１２０Ａ３との間において平面視で渦巻き状にパターニングされている巻回部の一例である。配線部１２０Ａ２の巻数は複数であり、配線部１２０Ａ２を含むことで、巻数が複数の受電コイル１２０Ａが得られる。接続点１２０Ａ３と配線部１２０Ａ５との間は、図４（Ｂ）に示すように絶縁層１２２ＢをＺ軸方向に貫通するビア１２０Ａ４によって接続される。配線部１２０Ａ５は、平面視で配線部１２０Ａ２と交差する交差部の一例である。配線部１２０Ａ５と接続部１２０Ａ７との間は、図４（Ｂ）に示すように絶縁層１２２ＢをＺ軸方向に貫通するビア１２０Ａ６によって接続される。図４（Ａ）に示すように、接続部１２０Ａ７と端子１２０Ａ９との間は配線部１２０Ａ８によって接続される。端子１２０Ａ９は、電熱線１４０の２つの入力端子のうちの他方に接続される。

このようにして、受電コイル１２０Ａは、端子１２０Ａ１と端子１２０Ａ９との間でコイルとして巻回されている。

受電コイル１２０Ａは、送電コイル１３０Ａと離間して対向した状態で、送電コイル１３０Ａと電磁界的に結合する。このため、受電コイル１２０Ａは、送電コイル１３０Ａと非接触の状態で電磁誘導方式によって、送電コイル１３０Ａからワイヤレスで給電される。受電コイル１２０Ａと送電コイル１３０Ａとが非接触の状態であることとは、受電コイル１２０Ａと送電コイル１３０Ａとが物理的に接触しておらず、離間している状態である。送電コイル１３０Ａから受電コイル１２０Ａへの電力の供給は、電磁誘導方式によるワイヤレス給電である。すなわち、送電コイル１３０Ａは、室内側に位置するガラス板１１２、中間膜１１３、遮蔽層１１４のうち、少なくとも一つ以上を介して、受電コイル１２０Ａに電力を供給する。なお、送電コイル１３０Ａと受電コイル１２０Ａとの間には、ガラス板１１２、中間膜１１３、遮蔽層１１４以外の絶縁性の部材、例えばカメラ２０の筐体２１を取り付ける樹脂製のブラケット２２や、ブラケット２２を室内側に位置するガラス板１１２の遮蔽層１１４に取り付けるための接着剤等が介在していてもよい。

受電コイル１２０Ａが送電コイル１３０Ａから受電した交流電力は、電熱線１４０に供給される。このため、電熱線１４０は、受電コイル１２０Ａが送電コイル１３０Ａからワイヤレス給電によって受電する電力で発熱し、ガラス板１１１及び１１２を加熱できる。

ここで、受電コイル１２０Ａが送電コイル１３０Ａと電磁界的に結合するとは、受電コイル１２０Ａが送電コイル１３０Ａと物理的に結合していないが、電熱線１４０が発熱可能な程度の電力を受電コイル１２０Ａが送電コイル１３０Ａから受電可能な状態であることをいう。

ＦＰＣ１２０の厚さは、受電コイル１２０Ａが設けられている部分の最大の厚さで、一例として０．３ｍｍ以下であり、より好ましくは０．１ｍｍ～０．２５ｍｍである。例えば、スクリーン印刷等で金属ペーストをフレキシブル基板ではないリジッド基板に形成してコイルを作製すると、厚さを０．３ｍｍ以下にすることは困難である。

車両用窓ガラス１００では、ＦＰＣ１２０に受電コイル１２０Ａが設けられている部分の最大の厚さを０．３ｍｍ以下にできるため、ガラス板１１１及び１１２の間に挟むことが容易になり、ガラス板１１１及び１１２の位置合わせが比較的容易であり、中間膜１１３で封止することが可能になる。例えば、厚さが０．５ｍｍのように厚い場合には、ガラス板１１１及び１１２の位置合わせが困難になり、また、ガラス板１１１及び１１２の間に挟むことが容易ではなくなる。ＦＰＣ１２０で受電コイル１２０Ａを実現することにより、受電コイル１２０Ａをガラス板１１１及び１１２の間に挟んだ構造を実現できる。

また、ＦＰＣ１２０の周囲では、ガラス板１１１及び１１２の間は中間膜１１３によって封止されている。より具体的には、ガラス板１１１の表面１１１Ｂに形成されたセラミック層１１４と、ガラス板１１２の表面１１２Ａとの間は中間膜１１３によって封止されている。すなわち、中間膜１１３は、ガラス板１１１側のセラミック層１１４の周縁部の平坦面と、ガラス板１１２の表面１１２Ａの周縁部の平坦面とを接着することで、合わせガラス１１０の端面（外縁１１１Ｅ及び１１２Ｅの部分）を封止している。このため、中間膜１１３でガラス板１１１及び１１２の間を確実に封止でき、合わせガラス１１０内に水分等が浸入することを抑制できる。すなわち、外縁１１１Ｅ及び１１２Ｅの部分において、十分に高い止水性が得られる車両用窓ガラス１００を提供できる。

ここで、比較用の構成を用いて検討する。例えば、平面視における外縁１１１Ｅ及び１１２Ｅの一部分からＦＰＣが突出している比較用の構成では、平面視における中間膜１１３の最も外側の部分において、ＦＰＣ及びセラミック層１１４の段差と、ＦＰＣ及びガラス板１１２の段差とが生じ、中間膜１１３による封止が不十分になり、合わせガラス内に水分等が浸入するおそれがある。これに対して実施形態の車両用窓ガラス１００では、ＦＰＣ１２０は外縁１１１Ｅ及び１１２Ｅから突出していないため、平面視における中間膜１１３の最も外側の部分に比較用の構成のような段差は存在せず、合わせガラス１１０内に水分等が浸入することを抑制できる。特に、車両用窓ガラス１００の上端側は、下端側に比べて雨天時等により多くの水分等に晒されるため、合わせガラス１１０内への水分等の浸入に対する対策がより重要になる部分である。ＦＰＣ１２０をガラス板１１１及び１１２の上端部で間に挟んでも、ＦＰＣ１２０の周囲を中間膜１１３で確実に封止できるため、合わせガラス１１０内に水分等が浸入することを効果的に抑制でき、十分に高い止水性が得られる。

また、ＦＰＣ１２０は、平面視において、ガラス板１１１の表面１１１Ｂの周縁部に設けられるセラミック層１１４と、ガラス板１１２の表面１１２Ｂの周縁部に設けられるセラミック層１１４と重なっており、車両用窓ガラス１００の室外側及び室内側からは見えない。このため、車両用窓ガラス１００は、車体１１に取り付けた状態で、ＦＰＣ１２０が外部から見えることなく見栄えが良好である。

また、ＦＰＣ１２０は、平面視でガラス板１１１及び１１２の外縁１１１Ｅ及び１１２Ｅよりも内側に収容されており、ガラス板１１１及び１１２の外縁１１１Ｅ及び１１２Ｅから突出していない。このため、車両用窓ガラス１００は、外縁１１１Ｅ及び１１２Ｅの見栄えも良好である。

＜車両用窓ガラス１００の回路構成＞
図５は、車両用窓ガラス１００の回路構成の一例を示す図である。図５に示すように、車両１０の電源５０Ａは、送電回路５０Ｂを介して送電コイル１３０Ａに接続されている。電源５０Ａは、例えば、直流電力を出力するバッテリであってよい。また、電源５０Ａは、発電機又は電動機と、発電機又は電動機で発電された交流電力を直流電力に整流する整流回路とを含む電源であってもよい。

送電回路５０Ｂは、電源５０Ａから出力される直流電力から送電コイル１３０Ａと受電コイル１２０Ａとの間で送電するための交流電力を生成する回路であり、例えばインバータを用いることができる。

送電コイル１３０Ａから送電される交流電力は、電磁誘導方式で受電コイル１２０Ａによって受電され、受電コイル１２０Ａの出力側に電熱線１４０を接続することで電熱線１４０を発熱させる。

＜電熱線１４０＞
電熱線１４０は、図２に示すように平面視でセラミック層１１４の開口部１１４Ａ１と重なる位置において、図３に示すようにガラス板１１１及び１１２の間で、ガラス板１１２の表面１１２Ａに設けられている。電熱線１４０は、一例として、平面視で開口部１１４Ａ１よりも少し大きく、開口部１１４Ａ１の全体を含むようにガラス板１１２に設けられている。電熱線１４０は、ＦＰＣ１２０と同様に、ガラス板１１１及び１１２の外縁１１１Ｅ及び１１２Ｅよりも内側に収容されている。また、平面視において電熱線１４０の周囲は中間膜１１３によって封止されている。

電熱線１４０は、受電コイル１２０Ａで受電された交流電力によって駆動されて発熱し、ガラス板１１１及び１１２のうちのカメラ２０の前方に位置する部分を加熱する。これにより、カメラ２０の前方における合わせガラス１１０の曇りや結露等の発生が抑制される。

電熱線１４０は、一例として、ガラス板１１２の表面１１２Ａに塗布した銀ペーストを焼結させた銀製の導線である。また、電熱線１４０は、タングステン製やその他の金属製の導線であってもよい。電熱線１４０は、平面視でセラミック層１１４の開口部１１４Ａ１と重なる範囲の全体にわたって設けられている。電熱線１４０が設けられる範囲は、電熱線１４０によって加熱される加熱領域である。なお、電熱線１４０は１本で形成されていてもよいし、２本以上であってもよい。また、電熱部材としての電熱線１４０の代わりに電熱膜を用いてもよい。電熱膜は、一例としてＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）膜であり、受電コイル１２０Ａの端子１２０Ａ１、及び端子１２０Ａ９（図４参照）を電熱膜の給電電極に接続すればよい。また、電熱線１４０は、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）フィルムなどの透明な樹脂フィルム上に１本以上の電熱線１４０を形成したフィルムをガラス板１１１及び１１２の間に配置してもよい。樹脂フィルム上の電熱線１４０は、樹脂フィルム上に金、銀、銅、アルミニウム、タングステン等の金属を用いて公知の方法で形成できる。この場合も、受電コイルの端子１２０Ａ１、及び端子１２０Ａ９を樹脂フィルム上の電熱線１４０の給電電極に接続すればよい。

上述のように電熱線１４０はガラス板１１１及び１１２の外縁１１１Ｅ及び１１２Ｅよりも内側に収容され、周囲は中間膜１１３によって封止されているため、ＦＰＣ１２０とともに、車両用窓ガラス１００の止水性の向上と、見栄えの向上とを実現できる。

＜送電コイル１３０ＡとＦＰＣ１３０＞
図６は、ＦＰＣ１３０の構成の一例を示す図である。ＦＰＣ１３０は、ＦＰＣ１２０と同様に、一例としてポリイミド製の柔軟性のある基板（絶縁層）に銅箔等が形成されたフレキシブル配線基板であり、銅箔の一部をパターニングして形成された送電コイル１３０Ａを有する。ＦＰＣ１３０としては、一例としてＦＲ４規格のフレキシブル基板を用いることができる。また、ＦＰＣ１３０には、電力ケーブル１３１が接続されている。電力ケーブル１３１は、ＦＰＣ１３０の－Ｚ軸方向側の表面から離れるように延在している。

ＦＰＣ１３０は、図３に示すようにガラス板１１２の表面１１２Ｂに取り付けられる。一例として、接着剤等を用いてＦＰＣ１３０をガラス板１１２の表面１１２Ｂに貼り付ければよい。ＦＰＣ１３０は、接着剤３０よりも平面視におけるガラス板１１２の内側に位置する。接着剤３０よりも平面視における内側であれば車体１１の室内に位置し、水分等の浸入がないからである。

図６に示すように、送電コイル１３０Ａは、一例として平面視で図４（Ａ）に示す受電コイル１２０Ａと同様の構成を有し、送電コイル１３０Ａの断面構成は、一例として図４（Ｂ）に示す受電コイル１２０Ａの断面構成と同様である。すなわち、一例として、送電コイル１３０Ａは、ＦＰＣ１３０の２枚の絶縁層の内層と、－Ｚ軸方向側の絶縁層の表面（－Ｚ軸方向側の表面）とにわたって形成されている。送電コイル１３０Ａは、受電コイル１２０Ａの端子１２０Ａ１、１２０Ａ９に対応する２つの端子１３０Ａ１、１３０Ａ２を有する。

端子１３０Ａ１、１３０Ａ２は、ＦＰＣ１３０の配線を介して図３に示す電力ケーブル１３１に接続されている。電力ケーブル１３１は２本あり、端子１３０Ａ１、１３０Ａ２に１本ずつ接続されている。２本の電力ケーブル１３１は、送電回路５０Ｂ（図５参照）の２つの出力端子にそれぞれ接続される。

送電コイル１３０Ａの平面視での位置は受電コイル１２０Ａと合わせられているため、図３に示すように、送電コイル１３０Ａは、ＦＰＣ１２０、ガラス板１１２、及びセラミック層１１４を介して、受電コイル１２０Ａと対向する。送電コイル１３０Ａは、送電回路５０Ｂを介して電源５０Ａから電力供給を受け、電磁誘導方式によって電力をワイヤレスで受電コイル１２０Ａに送電する。

なお、ここでは、送電コイル１３０ＡがＦＰＣ１３０に設けられている形態について説明したが、送電コイル１３０Ａは合わせガラス１１０の外側に位置するため、ＦＰＣ１３０で構成しなくてもよい。例えば、ガラス板１１２の表面１１２Ｂにリジッド基板を設け、リジッド基板の－Ｚ軸方向側の表面に送電コイル１３０Ａを設けてもよいし、絶縁性被膜付きの導線をループ状（例えば、ソレノイド巻き、α巻きなど）とすることで送電コイル１３０Ａとしてもよい。また、送電コイル１３０Ａは、車両用窓ガラス１００から分離されていてもよい。例えば、車体１１側に取り付けた固定部材に送電コイル１３０Ａを設けて、受電コイル１２０Ａと対向させてもよい。このように、送電コイル１３０Ａが車両用窓ガラス１００から分離されている場合には、車両用窓ガラス１００は、構成要素として送電コイル１３０Ａを含まなくてよい。

以上のように、車両用窓ガラス１００は、受電コイル１２０Ａを有するＦＰＣ１２０と電熱線１４０とを合わせガラス１１０のガラス板１１１及び１１２の間に設け、合わせガラス１１０の外側に設けた送電コイル１３０Ａから受電した電力で電熱線１４０を発熱させる。

したがって、合わせガラス１１０の間に配置可能な受電コイル１２０Ａを含む車両用窓ガラス１００を提供できる。ＦＰＣ１２０を用いない場合には、受電コイル１２０Ａまで含めた最大の厚さが厚くなり、ガラス板１１１及び１１２の間に受電コイル１２０Ａを挟むことが困難である。ＦＰＣ１２０に受電コイル１２０Ａを設けることにより、ガラス板１１１及び１１２の間に容易に挟むことができる。

受電コイル１２０Ａは、ＦＰＣ１２０の絶縁層１２２Ｂの表面の配線層（端子１２０Ａ１、配線部１２０Ａ２、接続点１２０Ａ３、接続部１２０Ａ７、配線部１２０Ａ８、及び端子１２０Ａ９）と、絶縁層１２２Ａ及び１２２Ｂの間の配線層（配線部１２０Ａ５）とにわたって設けられる。このため、薄型の受電コイル１２０Ａを容易に実現でき、特に、薄型で巻数が複数の受電コイル１２０Ａを容易に実現できる。ワイヤレス給電で送電コイル１３０Ａから受電コイル１２０Ａで受電した電力で電熱線１４０を発熱させるには、十分な大きさの磁束密度を得るために受電コイル１２０Ａを巻数が複数のコイルにすることが好ましく、ＦＰＣ１２０の複数の配線層を用いることで、薄型で巻数が複数の受電コイル１２０Ａを容易に実現できる。

また、受電コイル１２０Ａは、平面視で渦状に巻回される配線部１２０Ａ２と、配線部１２０Ａ２と平面視で交差する配線部１２０Ａ５とを有し、配線部１２０Ａ２及び配線部１２０Ａ５は、ＦＰＣ１２０の複数の配線層のうちの互いに異なる配線層に設けられる。また、ＦＰＣ１２０は、配線部１２０Ａ２と配線部１２０Ａ５とを絶縁する絶縁層１２２Ｂを有する。このため、渦状に巻回される配線部１２０Ａ２と立体的に交差する配線部１２０Ａ５とによって容易に受電コイル１２０Ａを実現できるとともに、配線部１２０Ａ２と配線部１２０Ａ５とを絶縁層１２２Ｂで確実に絶縁した構成を実現できる。このような構成は、巻数が複数の受電コイル１２０Ａを容易に実現できる。

また、ＦＰＣ１２０及び電熱線１４０は、平面視でガラス板１１１及び１１２の外縁よりも内側に収容されている。このため、ＦＰＣ１２０及び電熱線１４０がガラス板１１１及び１１２の外縁１１１Ｅ及び１１２Ｅから突出しておらず、水分等の浸入を抑制できる車両用窓ガラス１００を提供できる。また、外縁１１１Ｅ及び１１２Ｅでガラス板１１１又は１１２と中間膜１１３との間に挟まるフラットハーネスのような部材も存在しないため、このことによっても水分等の浸入を抑制できる車両用窓ガラス１００を提供できる。また、ＦＰＣ１２０及び電熱線１４０がガラス板１１１及び１１２の外縁１１１Ｅ及び１１２Ｅから突出していないため、外縁１１１Ｅ及び１１２Ｅの見栄えが良好な車両用窓ガラス１００を提供できる。

また、平面視において、ＦＰＣ１２０及び電熱線１４０の周囲では、ガラス板１１１及び１１２は中間膜１１３によって封止されている。このため、中間膜１１３による封止によって、ガラス板１１１及び１１２の間への水分等の浸入を効果的に抑制でき、止水性の高い車両用窓ガラス１００を提供できる。

また、電熱線１４０は、平面視において合わせガラス１１０のうちの上部領域に設けられる。合わせガラス１１０の上端側は、下端側に比べて雨天時等により多くの水分等に晒されるため、止水性の対策がより重要になる部分であるが、ＦＰＣ１２０及び電熱線１４０の周囲を中間膜１１３で確実に封止できるため、水分等の浸入を効果的に抑制でき、十分に高い止水性が得られる。

また、合わせガラス１１０の平面視における上部領域には、車体１１の前方を撮像するカメラ２０が設けられており、電熱線１４０は、合わせガラス１１０のうちのカメラ２０の撮像視野に含まれる部分において、ガラス板１１１及び１１２の間に設けられる。このため、合わせガラス１１０のうち、カメラ２０の撮像視野に含まれる部分における曇りや結露等の発生を抑制でき、カメラ２０で車体１１の前方の鮮明な画像を撮像できる。

合わせガラス１１０は、ガラス板１１１の室内側の表面１１１Ｂ、又は、ガラス板１１２の室内側の表面１１２Ｂに形成されるセラミック層１１４を有し、受電コイル１２０Ａは、平面視でセラミック層１１４と重なる部分に設けられる。このため、合わせガラス１１０の外側から受電コイル１２０Ａが見え難くなり、見栄えの良好な車両用窓ガラス１００を提供できる。

また、ＦＰＣ１２０の受電コイル１２０Ａを含む部分の厚さは、０．３ｍｍ以下であるので、ガラス板１１１及び１１２の間に容易に挟み込むことができ、ガラス板１１１及び１１２の位置合わせが容易な車両用窓ガラス１００を提供できる。

また、送電コイル１３０Ａをさらに含み、送電コイル１３０Ａは、ガラス板１１２の室内側の表面１１２Ｂに設けられる、又は、ガラス板１１２の室内側の表面１１２Ｂに固定された固定部材に設けられる。このため、受電コイル１２０Ａと送電コイル１３０Ａとを対向させるための位置合わせが容易で、強力な電磁界結合を確実に得ることができ、送電コイル１３０Ａからより効率的に受電コイル１２０Ａに送電可能な車両用窓ガラス１００を提供できる。また、送電コイル１３０Ａを含む構成の車両用窓ガラス１００を提供できる。

以上、本開示の例示的な実施形態の車両用窓ガラスについて説明したが、本開示は、具体的に開示された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

１０ 車両
１１ 車体
２０ カメラ （撮像部の一例）
１００、１００Ｒ 車両用窓ガラス
１１０ 合わせガラス
１１１ ガラス板 （第１ガラス板の一例）
１１１Ｂ 表面 （第１ガラス板の室内側の表面の一例）
１１１Ｅ 外縁
１１２ ガラス板 （第２ガラス板の一例）
１１２Ｂ 表面 （第２ガラス板の室内側の表面の一例）
１１２Ｅ 外縁
１１３ 中間膜
１１４ セラミック層 （遮蔽層の一例）
１２０ ＦＰＣ （フレキシブル基板の一例）
１２０Ａ 受電コイル
１２０Ａ２ 配線部 （巻回部の一例）
１２０Ａ５ 配線部 （交差部の一例）
１２２Ａ、１２２Ｂ 絶縁層
１３０ ＦＰＣ
１３０Ａ 送電コイル
１４０ 電熱線 （機能性部材の一例、電熱部材の一例）
１４０Ａ 調光パネル （機能性部材の一例）

Claims (10)

1. 車体の室外側に設けられる第１ガラス板と、前記車体の室内側に設けられる第２ガラス板と、前記第１ガラス板及び前記第２ガラス板の間に設けられる中間膜とを有する合わせガラスと、
   前記第２ガラス板の前記室内側に設けられる送電コイルから受電する受電コイルを有し、前記第１ガラス板及び前記第２ガラス板の間に設けられるフレキシブル基板と、
   前記第１ガラス板及び前記第２ガラス板の間に設けられ、前記受電コイルで受電された電力が供給される機能性部材と
   を含む、車両用窓ガラス。
2. 前記受電コイルは、前記フレキシブル基板の複数の配線層にわたって設けられる、請求項１に記載の車両用窓ガラス。
3. 前記受電コイルは、平面視で渦状に巻回される巻回部と、前記巻回部と平面視で交差する交差部とを有し、前記巻回部及び前記交差部は、前記複数の配線層のうちの互いに異なる配線層に設けられ、
   前記フレキシブル基板は、前記巻回部と前記交差部とを絶縁する絶縁層を有する、請求項２に記載の車両用窓ガラス。
4. 前記フレキシブル基板及び前記機能性部材は、平面視で前記第１ガラス板及び前記第２ガラス板の外縁よりも内側に収容されている、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両用窓ガラス。
5. 平面視において、前記フレキシブル基板及び前記機能性部材の周囲では、前記第１ガラス板及び前記第２ガラス板は前記中間膜によって封止されている、請求項４に記載の車両用窓ガラス。
6. 前記機能性部材は、平面視において前記合わせガラスのうちの上部領域に設けられる、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の車両用窓ガラス。
7. 前記合わせガラスの平面視における前記上部領域には、前記車体の前方を撮像する撮像部が設けられており、
   前記機能性部材は、前記合わせガラスのうちの前記撮像部の撮像視野に含まれる部分において、前記第１ガラス板及び前記第２ガラス板の間に設けられる電熱部材である、請求項６に記載の車両用窓ガラス。
8. 前記合わせガラスは、前記第１ガラス板の前記室内側の表面、又は、前記第２ガラス板の前記室内側の表面に形成される遮蔽層を有し、
   前記受電コイルは、平面視で前記遮蔽層と重なる部分に設けられる、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の車両用窓ガラス。
9. 前記フレキシブル基板の前記受電コイルを含む部分の厚さは、０．３ｍｍ以下である、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の車両用窓ガラス。
10. 前記送電コイルをさらに含み、
    前記送電コイルは、前記第２ガラス板の前記室内側の表面に設けられる、又は、前記第２ガラス板の前記室内側の表面に固定された固定部材に設けられる、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の車両用窓ガラス。

Images