JP4371654B2 - 合わせガラス用中間膜及び合わせガラス。 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の乗り物の風防ガラス、建築用窓ガラス等に用いられ、特にヘッドアップディスプレイ用として好適に用いることができる合わせガラス用中間膜、及び、当該合わせガラス用中間膜を用いた合わせガラスに関する。
【０００２】
自動車、航空機等の前面には、いわゆるフロントガラスとして風防ガラスが用いられている。このような風防ガラスには、通常、２枚の対向する板状のガラスと、その間に挟まれた合わせガラス用中間膜で構成された合わせガラスが用いられている。
【０００３】
近年、安全性向上の見地から、例えば自動車用の風防ガラスについて、この風防ガラスと同じ視野内に、自動車走行データである速度等の計器表示をヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）として表示させようとする要望が高まっている。
【０００４】
ＨＵＤの機構としては、これまで種々の形態のものが開発されている。例えば、ＨＵＤ表示部が風防ガラス表面にはなく、風防ガラスに反射させることにより運転者に風防ガラスと同じ位置（即ち、同一視野内）で視認させる形態のものがある。このような形態のものでは、風防ガラスを構成する合わせガラスが２枚の平行なガラスから構成されているため、運転者の視野に写る表示器が二重に見えるという欠点があった。
【０００５】
これを解決するために、米国特許第５０１３１３４号明細書では、中間膜として所定のくさび角度を有する中間膜を風防ガラス内に配設する技術が開示されている。また、米国特許第５０８７５０２号明細書には、くさび形をしたシート及びその調整法が開示されている。更に、米国特許第５６３９５３８号明細書にはシート両端から全面積の少なくとも２０％を厚みの均等な部分とし、シート中央部に向かって厚みが次第に減少してゆき、中央部付近では切断するシートが開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
米国特許第５０１３１３４号
【特許文献２】
米国特許第５０８７５０２号
【特許文献３】
米国特許第５６３９５３８号
【０００７】
上記記載の種々の技術においては、合わせガラス用中間膜がくさび形であるため、厚さが均一でなく巻き取りが困難であったり、そのためにシワが発生しガラスとの積層時に脱気し難かったり、積層後にディストーションが発生したり、積層時のトリミング膜が多く発生し効率が悪いという欠点がある。また、シートの一部が均一でその後くさび形状となるため、均一厚み部とくさび形状部との境界においてガラスとの積層時に外観等の劣化が発生するおそれが高いという欠点があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記現状に鑑み、ガラスとの積層時に外観不良等の問題を発生せず、しかも、従来の製造装置を改造等することなく容易に（特に巻き取りが容易）製造することができる優れた生産性を有する、ＨＵＤ装置に適した合わせガラス用中間膜及び該中間膜を用いた合わせガラスを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、対向する２枚のガラス板に挟み込むことにより合わせガラスを形成させる合わせガラス用中間膜であって、上記合わせガラス用中間膜が、屈折率が異なり断面の厚さが徐々に減少している層（テーパー層）を少なくとも一層含有し、膜全体の厚さが均一である合わせガラス用中間膜である。
以下に本発明を詳述する。
【００１０】
本発明の合わせガラス用中間膜は、屈折率が異なり、厚さが徐々に変化している層（テーパー層）を含有していることに特徴がある。即ち、屈折率の異なるテーパー層を含有することにより、上記運転者の視野に写る表示器が二重に見えるという欠点を解消し、且つ、全体の厚さが均一であることにより、巻き取りの困難性、ガラスとの積層時のトリミング膜の増加による効率の低下を防止できる。また、シートの厚さが一様であるので、ガラスとの積層時に均一厚さ部とクサビ状部との境界において生じやすい外観の低下等の発生を抑制する。
【００１１】
図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明の合わせガラス用中間膜の断面形状を表す模式図の例である。
図１の如く、本発明の中間膜は一方の端部（合わせガラスにした際に下部になる側）にテーパー層１３１を有しており、全体の厚さは一定である。テーパー層の幅（ｌ）と膜全体の幅（Ｌ）との関係は（ｌ）／（Ｌ）の値が１／３以下で、１５０ｍｍ以上であるのが好ましい。テーパー層（Ａ）と他の層（Ｂ）との境界において極わずかに像が歪んで見える可能性があるが、（ｌ）／（Ｌ）の値が１／３以下であれば、例え、極わずかに像が歪んでも運転者にとって視界を妨げることがないからである。また、（ｌ）が１５０ｍｍ未満であると、ＨＵＤとして使用した場合の像の位置が非常に見にくい位置になるからである。
また、図１において、テーパー層１３１の端部での厚さ（ｔ２）は厚いほど好ましく、少なくとも全体の厚さ（ｔ１）の１／２以上であるのが好ましく、（ｔ１）＝（ｔ２）であるのが最も好ましい。
また、テーパー層の厚さ方向の位置は、（ａ）の様に膜の一方にあっても良いし、（ｂ）の様に中間に位置していても良い。さらに、（ｃ）の様にテーパー層（Ａ）の端部が他の層（Ｂ）の中身は入り込んでいても良い。但し、入り込んでいる距離は１００ｍｍ以下が適当である。
【００１２】
本発明の合わせガラス用中間膜を構成する素材としては、透明な熱可塑性樹脂であれば特に限定されず、例えば、通常用いられるポリビニルブチラール、ポリウレタン、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂等が挙げられる。
【００１３】
上記のテーパー層（Ａ）と他の層（Ｂ）に用いられる樹脂の種類としては、同じ種類の樹脂を使用するのが好ましい。異なった樹脂を使用すると屈折率の調節は容易であるが、テーパー層（Ａ）と他の層（Ｂ）との境界での乱れが生じやすいからである。上記樹脂としては、ポリビニルアセタール樹脂が好適に用いられ、特にポリビニルブチラール樹脂が好ましい。
上記ポリビニルアセタール樹脂からなる屈折率の異なったテーパー層（Ａ）及び他の層（Ｂ）は、透明性を阻害しない範囲で添加物が加えられたり、原料のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）のケンカ度、アセタール化の際のアセタールの種類やアセタール化度等を変えることにより調整される。
【００１４】
上記合わせガラス用中間膜の厚さ（ｔ２）は特に限定されることなく、従来の中間膜として広く用いられている厚さでよく、通常は０.３８〜１.５２ｍｍである。また合わせガラス用中間膜の表面は、ガラスと積層して合わせガラスとする際の脱気性を良くするためにエンボス加工等がなされているのが好ましい。
【００１５】
本発明の合わせガラス用中間膜の製造方法は、特に限定されることなく、例えば、特公平１−４３６０６号公報、特公昭５４−２６５９０号公報、特開昭５７−１４０１８号公報、特開昭６１−２７０１３３、特開平４−２５９５２５号公報等に開示されている製造装置等を用いて製造され得る。
【００１６】
【特許文献１】
特公平１−４３６０６号公報
【特許文献２】
特公昭５４−２６５９０号公報
【特許文献３】
特開昭５７−１４０１８号公報
【特許文献４】
特開昭６１−２７０１３３号公報
【特許文献５】
特開平４−２５９５２５号公報
【００１７】
本発明の合わせガラス用中間膜を用いて合わせガラスを製造する方法としては、本発明の合わせガラス用中間膜は、厚さが均一であり、形状等が従来の合わせガラス用中間膜と同じであるので、通常の合わせガラスの製法と同様でよく、予備圧着と本圧着とを行う。例えば、予備圧着は、二枚の透明な無機ガラス板の間に中間膜を挟み、この積層体をニップロールに通し、例えば、圧力約０.２〜１ＭＰａ、温度５０〜１００℃の条件で扱いて脱気しながら予備圧着する方法（扱き脱気法）、或いは上記積層体をゴムバックに入れ、ゴムバックを排気系に接続して約１〜５ｋＰａの圧力下で、約６０〜１００℃で予備圧着する方法（減圧脱気法）により行われる。
次いで、予備圧着された積層体は、常法によりオートクレーブを用いるか或いはプレスを用いて、温度約１２０〜１５０℃、圧力約０.２〜１５ＭＰａで本圧着されて合わせガラスが製造される。
【００１８】
本発明の合わせガラスは、上記合わせガラス用中間膜とガラスとを積層して得られるが、ガラスとしては特に限定されず、一般に使用されている透明板ガラスが使用できる。合わせガラスとして用いるガラスとしては無機ガラス以外に、透明性に優れたポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート等のいわゆる有機ガラスが用いられても良い。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を図面を参照しながら説明する。
図１−ａ）、ｂ）、ｃ）は本発明の合わせガラス用中間膜１３の断面を表した模式図である。図１の如く本発明の合わせガラス用中間膜１３は、屈折率の異なるテーパー部１３１を含有しており、テーパー層１３１が合わせガラスの下部になるように積層される。テーパー層１３１の長さ（ｌ）は合わせガラス用中間膜１３の全体の長さ（Ｌ）の１／３以下が好ましい。（ｌ）／（Ｌ）が１／３を超えると両層の境界部が視野にはいるようになり前方の視界が妨げられる。また、テーパー層１３１の端部における厚さ（ｔ２）は、合わせガラス用中間膜全体の厚さ（ｔ１）の１／２以上が好ましく、１／１が最も好ましい。（ｔ２）／（ｔ１）が１／２未満の場合には、本発明の効果が認められ難くなる。
また、テーパー層１３１は図１−ａ）の様に合わせガラス用中間膜の片側の面によっていても良いし、図１−ｂ）の様に中間に位置していても良い。また、図１−ｃ）の様に端部から中へ入り込んでいても良い。内部へ入り込む場合は、端部からの距離が１００ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２０】
図２は従来の合わせガラスを使用した場合の、ＨＵＤの結像図を模式的に示した図である。合わせガラス１１０は、ガラス１１１、１１２と合わせガラス用中間膜１１３とが積層された構造になっており、合わせガラス用中間膜１１３は従来の中間膜であるので、厚さ、屈折率共に均一である。従って、合わせガラス全体は長さ方向及び幅方向において光学的に均一であり、ガラス１１１，１１２の両側面は平行である。図２において、像源２０’からの光線Ａ’は、線１２１に導かれてガラス１１１の内面で反射され、線１２２に沿って運転者の眼５０に導かれる。像源２０’からの付加的な光線が別の線に沿って導かれる。例えば、光線Ｂ’は線１２５に沿って導かれ、この光線Ｂ’の一部はガラス１１１の内面で反射され、線１２６に沿って運転者の方へ導かれる。しかしながら線１２６に沿う光線Ｂ’は図２に示すように眼５０へ向けては導かれず、運転者によって見知されない。
【００２１】
線１２５に沿って導かれる光線Ｂ’の一部は合わせガラス１１０の内部に進入し、線１２７に沿って屈折される。合わせガラス１１０の内部に導かれた光線はガラス１１２の外表面にて反射され光線１２８に沿って合わせガラス内を導かれ、合わせガラス１１１の表面で屈折し、光線１２９に沿って運転者の眼５０に導かれる。この際、光が合わせガラス内へ導かれ、反射し、ガラス外へ導かれる際の屈折の仕方は、光線１２５とガラス１１１とのなす入射角、空気、ガラス、合わせガラス用中間膜等の密度、即ち、界面における屈折率により変化する。合わせガラスが光学的に一様である場合には、光線１２５とガラス１１１とがなす角度α’と光線１２９とガラス１１１とがなす角度β’とは同じ角度になり、光線１２６と光線１２９は平行となり、光線１２２と光線１２９は非平行となる。
【００２２】
像源２０’から２つの異なる線即ち線１２１及び線１２５に沿った光線Ａ’およびＢ’が運転者の眼５０に受け取られる。光線１２６，１２９は平行でなく運転者の眼に集中されるので、運転者は１つの像源２０’を２つの像（虚像３０，４０）として知覚する。虚像３０は線１２２によって導かれた光線Ａ’の部分から運転者５０により見られた像であり、虚像４０は線１２９によって導かれた光線Ｂ’の部分から運転者５０により見られた像である。このように２つの像を見る状態は二重像形性又はゴースト像形成と称され、ガラス１１１、１１２が平行で、合わせガラスが長さ方向及び幅方向において光学的に均一な場合に生じる。言い換えれば、二重像形性は、像源２０’から出る光線Ａ’、Ｂ’がガラス１１１及びガラス１１２によって反射された非平行な線、即ち、運転者の眼に集中する線１２２及び線１２９に沿って運転者の眼に向かって導かれる時に生じるのである。
【００２３】
本発明は、上述した如く、ＨＵＤとして使用する領域を部分的に光学的に不均一とした合わせガラス用中間膜を用いることにより、運転者の眼に向けて導かれた光線Ａ及びＢが互いに重畳又は平行とされることによって、二重像形性又はゴースト像形成を軽減もしくは消滅せしめるのである。
【００２４】
例えば、図３は本発明の合わせガラスを使用した場合の、ＨＵＤの結像図を模式的に示した図である。合わせガラス１０は、ガラス１１、１２と合わせガラス用中間膜１３とが積層された構造になっており、合わせガラス用中間膜１３は本発明の中間膜であるので、自動車に取り付けた際にＨＵＤとして使用する下部のテーパー層を含む部分のみが密度が均一でなく、光学的に不均一である。しかしながら、ガラス１１，１２の両側面は平行である。図３において、像源２０からの光線Ａは、線２１に導かれてガラス１１の内面で反射され、線２２に沿って運転者の眼５０に導かれる。像源２０からの付加的な光線が別の線に沿って導かれる。例えば、光線Ｂは線２５に沿って導かれ、この光線Ｂの一部はガラス１１の内面で反射され、線２６に沿って運転者の方へ導かれる。しかしながら線２６に沿う光線Ｂは図３に示すように眼５０へ向けては導かれず、運転者によって見知されない。
【００２５】
線２５に沿って導かれる光線Ｂの一部は合わせガラス１０の内部に進入し、線２７に沿って屈折される。合わせガラス１０の内部に導かれた光線はガラス１２の外表面にて反射され光線２８に沿って合わせガラス内を導かれ、合わせガラス１１の表面で屈折し、光線２９に沿って運転者の眼５０に導かれる。しかしながら、光線Ｂ’からの線１２９が光線Ａ’からの線１２２とが非平行である図２とは違って、図３に示される本発明においては、角度は光線Ｂからの屈折光が線２９に沿うように設定されており、即ち、線２９に沿って移動するガラス１１の面で反射された光線Ａからの光と重畳又は平行するようになされるのである。
【００２６】
言い換えれば、図２においては、合わせガラスが光学的に均一であるので、光線Ｂ’からの線１２５とガラス１１１とがなす角α’とガラスから出てくる線１２９とガラスのなす角β’とが等しいので線１２２と線１２９は非平行となり、上述した如く二重像を形成してしまう。一方図３においては、合わせガラスが光学的に不均一であるので、光線Ｂからの線２５とガラス１１とがなす角αとガラスから出てくる線２９とガラスのなす角βとは等しくない線２２と線２９は互いに重畳又は平行となるので上述した如く二重像を形成することはない。
この結果光線Ａ及びＢによって形成されて運転者５０によって見られた像は互いに重畳し又は平行となり、単一像３０のみが見られるようになる。
【００２７】
また、本発明の合わせガラス用中間膜の上部のテーパー層を含まない光学的に均一な部分は、従来の合わせガラス用中間膜と同様であるので、運転者が前方を見る際に、視界を妨げることが全くない。
【００２８】
本発明の合わせガラス用中間膜及び該中間膜を用いた合わせガラスは、自動車等の乗り物の風防ガラスに限定されず、建築用の窓ガラス等の従来の合わせガラスが用いられている用途にも使用できる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の合わせガラス用中間膜は、上述した構成であるので、製造において特に問題となることもなく容易に製造することが出来る。また、本発明の合わせガラスは、上述したように光学的に不均一である合わせガラス用中間膜を使用しているので、ＨＵＤ装置に好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の合わせガラス用中間膜の断面の模式図
【図２】従来技術の合わせガラスを使用した場合の、ＨＤＵの結像を示す模式図
【図３】本発明の合わせガラスを使用した場合の、ＨＤＵの結像を示す模式図
【符号の説明】
１０、１１０ 合わせガラス
１１、１２ ガラス
１３、１１３ 合わせガラス用中間膜
１３１ テーパー層
１３２ 均一層
２０ 源像
５０ 眼

Claims (3)

1. 対向する２枚のガラス板に挟み込むことにより合わせガラスを形成させる合わせガラス用中間膜であって、
   前記合わせガラス用中間膜が、屈折率が異なり断面の厚さが徐々に減少しており全体の３分の一以下の長さ（ｌ）からなる層（テーパー層）を含有し、膜全体の厚さが均一であることを特徴とする合わせガラス用中間膜。
2. 前記テーパー層の屈折率が他の層の屈折率より小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の合わせガラス用中間膜。
3. 請求項１〜３のいずれかに記載の合わせガラス用中間膜を用いたことを特徴とする合わせガラス。

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