JP5312343B2 - 物体用の貫通孔に導入される固定具を備える合わせガラスシート - Google Patents

Description

本発明は、請求項１のプリアンブルに記載された事項を有する、物体の貫通孔に挿入される固定具を備えた合わせガラスシートに関する。特に、自動車の車窓またはサンルーフに位置する貫通孔へのアンテナの固定に関する。

一体型または積層された形態のガラス内アンテナの多数の実施形態が知られている。これらの実施形態では、アンテナ構造物はグレーズ表面に直接配置されるか、またはシートの積層内部に配置される。しかし、本発明は、好ましい用途として、ガラスシート上で分離して取り付けられるアンテナに関する。

しかし、本発明は、自動車の合わせガラスシートだけでなく、建物に使用されるガラスシートにでも使用できることは理解されたい。構造物上でガラスシート自体を固定するのが重要なのではなく、貫通孔を備えたガラスシート自体を固定される物体の支持体として使用することが重要である。

さらに、本発明は、いずれのオリフィスも必要とせずにそうするために、ガラスシートの主表面の１つに接着することによりガラスシートに固定される、例えば、（独国特許第３５０９５３１Ｃ１号明細書の）バックミラー、アンテナおよび／またはセンサなどの物体に実施されるのが知られている。

独国特許公開第３０２０２５３Ａ１号明細書は、アンテナ（本発明の種類のものでない）を自動車の一体型フロントガラスに固定することを記載している。このフロントガラスは、アンテナホルダ要素が着脱可能に導入される孔を有する。ホルダ要素は、孔に嵌合するステム部と、孔の直径より大きい首部とを有する。この首部は、シール機能を果たす介在層を介してフロントガラスの表面で片面を押圧する。ホルダ要素はフロントガラスの反対側からホルダ要素のステム部に背部支持片を介して螺合されるねじにより固定され、背部支持部はさらにシール機能を果たす介在層を介してホルダ要素の反対側のフロントガラスの表面を押圧する。同時に、ホルダ要素は内部のバックミラーの基部の機能を果たす。

独国特許公開第１０２００４０１１６６２Ａ１号明細書は、アンテナを自動車のサンルーフ上に固定することを開示している。（一体型）サンルーフは、アンテナが取り付けられるポイントに、アンテナが導入されるオリフィスを備える。しかし、アンテナに接地電位を供給しなければならないので、機能的必要性から、同じポイントにサンルーフの下面に対応するオリフィスを有する金属板が配設されなければならない。アンテナはオリフィスに導入され螺合されて、アンテナ本体とガラスとの間のシーリングガスケットは外側グレーズ表面に位置決めされる。

この教示は、実際に適切にガラスシートに導入されたアンテナに関してのみ限定的に使用できるものであり、合わせガラスシートが普通に自動車のサンルーフおよびフロントガラスで使用されるにも関わらず、合わせガラスシートを対象とするものではない。

独国特許第４３１１４４２Ｃ１号明細書は、固定要素または保持要素を対応する合わせガラスシートにねじ止めする方法を記載している。この方法により、保持要素は２枚のシートの積層を貫通するオリフィスに導入される。知られている方法は、積層間の層または接着剤層にねじの締め付けに伴う圧力の負荷がかかってはならないという問題に対処するものである。これは、この圧力が最終的に固定をゆるめるおそれがあるためである。したがって２枚のシートは異なるサイズのオリフィスを備え、これらのオリフィスは積層内で互いに偏心した状態で位置決めされる。積層の接着剤層への負荷を軽減するために、小さい方のオリフィスに導入された固定部品と孔の壁との間の空間は熱硬化性プラスチックで充填される。この熱硬化性プラスチックは、ねじ止めの緊張力に耐えるものである。２つの孔を偏心した状態にすることにより、保持要素はねじれも防ぐ。その特許文献によれば、固定具の２つの部品はさらに、積層の２枚の硬質シートの外面を押圧する。

独国特許第４４０４１６５Ｃ１号明細書は、全体にプレストレスされる一体型シート内のオリフィスの領域における圧縮応力を増大させる方法を記載している。この方法により、接触プレストレスの工程時に、さらに冷却手段がオリフィスに設けられる。このようにして、孔の壁の領域は、熱工程を使用して意図的にプレストレスされる。

独国特許第３５０９５３１Ｃ１号明細書 独国特許公開第３０２０２５３Ａ１号明細書 独国特許公開第１０２００４０１１６６２Ａ１号明細書 独国特許第４３１１４４２Ｃ１号明細書 独国特許第４４０４１６５Ｃ１号明細書

独国特許第４３１１４４２Ｃ１号明細書の知られている合わせガラスシートを元に、物体の貫通孔に固定具が導入された別の合わせガラスシートを製造することが本発明の目的である。これにより、介在層のいかなる負荷も避けることができる。

この目的は、本発明によれば、請求項１の特徴により達成される。従属請求項の特徴は、本発明にとって有利な改良を示すものである。

したがって、本発明により、固定具は小さい方のオリフィスを有するシート上でのみ、または実質的にシート上で固定されるが、ガラスまたはプラスチック製の第２の硬質シートはねじ止めの応力に耐える必要はない。この場合、介在層または接着剤層の過度の負荷も除外する。さらに、この小さい方の孔を囲む表面の領域を熱処理すると、シートの残りの表面に比べてより高い圧縮応力が生じる。この圧縮応力は、プレストレスされていないガラスを一層強い負荷状態にする。

２枚のシートが積層に使用される時に、これらのシートには熱処理（曲げ）の前に異なるサイズの孔が設けられることから、極めて簡単に、そして多くの備品を必要とせずに、圧縮応力の増大が達成されることが数々の試験で明らかになった。合わせガラスシートでは、この熱処理（特に、所望の形状にシートを曲げるのを目的とした）は、一般に、当技術分野で知られているように、２枚のシートの反りができる限り一様で、後の組立の時点で破損に至る可能性のある問題を引き起こすことがある形状の差異がかなりなくされるように順に重ねて配置されたシートで実施される。

次にシートを軟化温度から冷却する間、第２のシートに覆われていない小さい方のオリフィスの縁部回りの領域自体は、このシートの残りの部分より少し早く冷却される。この時、このことが、この場合に望ましいより大きな圧縮プレストレスを簡単な方法で引き起こす。

明らかに、異なる方法で、例えば、独国特許第４４０４１８５Ｃ１号明細書で既に明記されている方法と同様の方法で、小さい方の孔の壁領域でこのように圧縮応力を増大させることも意図的に可能である。当然、望ましくないと思われる別の理由の場合には、シート全体をプレストレスすることを避けることが必要である。

前記の試験で、例えば、小さいオリフィスにおける典型的な縁部圧縮応力は約２０ＭＰａであり、大きいオリフィスにおける典型的な縁部圧縮応力は約１０ＭＰａであることがわかった。さらに、シミュレーションから、機械的負荷に関して、小さいオリフィスの縁部はより大きな負荷を受けやすいことが発見された。このことは、この場合、この部分の縁部圧縮応力もより大きいので予期できない。同時に、明らかにオリフィスの縁部からそれ以上の相殺する引張応力が働くが、これらの引張応力は制御できる。引張応力を受ける領域は主として表面損傷を受けやすいが、このことは、この特殊な配置環境では予期できない。

少なくとも小さいオリフィスを有するシートは、明らかにそれ自体知られている方法で熱工程を使用してプレストレスでき（強化ガラスＥＳＧ）、あるいは、部分的にプレストレスできる（部分プレストレストガラス、ＴＶＧ）。

自動車のガラスシート上のアンテナなどの外側部品は、部分的な力（風）にかなり曝される。さらに、例えば、ホイップアンテナが洗車機を通る前に取り外される時（または、ホイップアンテナが洗車機を通る前に取り外されない時でさえ）、破壊は言うまでもなく、機械的負荷は免れない。孔の領域自体は高い安定性を有するガラスシートにすることで、損傷を最小限にすることができる。

本発明の実施形態の代替形態では、固定具はさらに追加の支持片を備え、この支持片を使用して、伴う力（特に、曲げ力）に対して固定具を支持するのに第２の硬質シートも使用される。この支持片は、力が働き出すと、固定具が押圧し得る基部を広げる。しかし、好ましくは、支持片は今度は主に小さい方の孔を有するシートに対して拘束される。場合によっては、他の硬質シートへ大きい方のオリフィスの縁部回りの領域で接着される。

最後に、さらに、前記したようなアンテナ構造物に圧力が印加されたガラス内アンテナと同様の方法で、貫通孔、一方のグレーズ面にある電気回路、好ましくは積層の内部に導入されたアンテナを本発明の主題である合わせガラスシート上に配設できる有利なオプションがある。ワイヤ状導体、プリントまたはディスクリートフラットケーブルの形態或いは導電性被膜のセグメントの形態のこれらの回路は、貫通孔の領域および前記の小さいオリフィスの縁部の所まで伸び、ここで、ガルバニック式および／または静電容量式のリソースを使用して回路はアンテナと接触し得る。

本発明のさらなる主題の有利な点については、１つの例示的な実施形態を示す図面と以下の説明からより明らかになる。

図面は正確な縮尺で描いていないが、簡略化した描写で示している。

貫通孔とその貫通孔に導入される固定具とを備えた合わせガラスシートの第１の実施形態の断面図である。 図１の固定具が支持基部を広げるための追加の支持片を備えた第２の実施形態のさらなる断面図である。

図１によれば、小さい断面で示される合わせガラスシート１は、シート２とガラスまたはプラスチック製の第２の硬質シート３とからなり、これらの表面を互いに接着する接着剤層４を使用して互いに接合される。シート２は孔２Ｌを有し、第２の硬質シート３は孔２Ｌの直径より大きい直径の孔３Ｌを有する。

例えば、以下の条件を備えてもよい。２枚のシート２、３は共に厚さ２．１ｍｍのフロートガラス製であるが、２枚のシートは互いに異なる厚さを有することも可能であり、当然前記した以外の厚さ寸法を有することも可能である。

２つの孔の直径は、例えば、２０ｍｍと４０ｍｍであるが、これら以外の直径にしても、また必要に応じて２つの直径差がより大きくても、もしくはより小さくも問題はないだろう。

接着剤層４（ポリビニルブチラール製フィルム）も、貫通孔の領域に大きい方の孔３Ｌの直径より少し大きい切欠部が設けられる。２つの孔２Ｌ、３Ｌは、合わせガラスシート１全体が固定具６を導入する貫通孔５を有するように位置合わせされ、少なくとも小さい方の孔はシート２の縁部表面全周が囲まれるように、大きい方の孔３Ｌが小さい方の孔の縁部を囲む。しかし、この状況では、２つの孔２Ｌと３Ｌとの間には正確な同軸の配向性も、また一定の偏心もない。

前記した接着剤フィルム４の比較的大きい後方切欠部によって、このフィルムが貫通孔６内部の空間で積層工程の間に圧縮されないように考えられている。

固定具６は、ここでは、例えば、ホイップアンテナ８（破線のみで示されている）を合わせガラスシート１に取り付けるのに使用される基部またはプレート７を有する。この場合、図内の上部に位置するシート２の表面は、外面である。プレート７は、シート２の外面で孔２Ｌ全周にわたりある程度重なってシールの働きをする介在層９（例えば、ＥＰＤＭまたは他のある耐水性の軟弾性材料製）の上部に位置する。プレート７は、ねじ付きジャーナル１０（例えば中心）を有し、ねじ付きジャーナル１０は貫通孔５に導入される。ワッシャ１１（金属またはプラスチック製）は、このねじ付きジャーナル１０上で押圧され、このワッシャは、他方の面からは、ねじ付きジャーナル１０で締め付けられるナット１２により、さらに介在層１３上でシート２に硬く保持される。ねじ付きジャーナル１０は、アンテナケーブル（図示せず）が貫通できるように中空であってもよい。

この場合の介在層９は、孔２Ｌに導入される首部を備え、首部は孔２Ｌの介在層９をセンタリングし、さらにガラス縁部とねじ付きジャーナル１０とが直接接触するのを防ぐ働きをする。明らかに、例えば、孔２Ｌ内のねじ付きジャーナル１０を囲む（また、同時にねじ締めリミッタとして働く）プラスチックスリーブなどの他の解決策も同様に使用できる。

したがって、アンテナ８を備える固定具６および／またはプレート７は、シート２のみに固定されることがわかる。接着剤層４は、完全に応力を受けない状態となる。

さらに、明瞭にするために、固定具の種々の部品の寸法は硬質シート２、３の厚さに比べて、故意に誇張して図示されていることに注意しなければならない。

図２に示された固定具６の代替形態では、図１のワッシャ１１はドーム型ワッシャ１４と置き換えられる。ドーム型ワッシャ１４の外径は、大きい方の孔３Ｌの外径よりかなり大きい。ワッシャ１４の外縁は、孔３Ｌの周囲の領域で硬質シート３の下面まで伸びるように、その内側領域に対してドーム型であるが、内側領域はやはりナット１２によりシート２に締め付けられる。

ワッシャ１４と硬質シート３との重なり領域には、孔３Ｌを輪状に囲む接着剤層１５がある。固定具６が貫通孔内に取り付けられている時、この接着剤層１５は、ワッシャ１４が貼り付けられナットが硬質シート３に締め付けられる少しだけ前に、貼り付けられる。この接着剤層１５は変形し、同時に、第２の硬質シートに対するワッシャの力の作用を吸収する。したがって、応力印加工程は、場合により耐久弾性のある、例えば、ポリウレタン製の接着剤が凝固する前に生じる。これには、凝固するのを待つ必要がないという利点がある。接着剤層は後に、積層接着剤層４または孔２Ｌの縁部に過度の局所的な負荷がかかることなく、第２の硬質シートに接触して固定具６（および／またはアンテナ８）に印加される力に耐えるための固定基部を構成する。

ワッシャ１４は完全な皿型であることが必須ではない。その外側領域はさらに、美的に許容できるならば、複数の突出部または負荷スプレッダにされる場合もある。接着剤層１５は、当然、種々の接着ポイントに合うように変更されなければならない。

しかし、固定具の内側部品（自動車のキャビンに面する部品）は、被覆で隠されることになる。公然とアクセスできないアンテナケーブルは、貫通する必要がある場合もある。この代替形態は、以下で説明する。

必要であれば、接着剤層１５は、不透明色の層で隠されてもよい。この色の層は、貫通孔周囲一帯の硬質ガラスシートの表面に貼り付けられるが、好ましくは、積層内部に位置する表面に貼り付けられると考えられる。さらに好ましくは、この色の層はシート２の同一表面に提供され、固定具は内側からこの表面に対して貼り付けられる。このような色の層は、さらに接着剤層を紫外線から保護し、したがって脆化から保護する。

図面では貫通孔に導入されるアンテナの電気的接触方法を詳細に示していない。しかし、この方法とは、それ自体知られている方法でシートの表面の１つに電圧を供給するために、電流が流れるアンテナ上にアンテナ信号用の少なくとも１つの対応する回路をプリントするように、場合によりさらに他の回路をプリントするように調整し、その後、アンテナを適切な方法で（例えば、短いワイヤブリッジ、スプリングコンタクトなどを使用して）貫通孔の領域に接続するものである。このようなプリント回路は、好ましくは、小さい孔２Ｌを有するシート２の積層の内部の表面に配設される。それは、これらプリント回路がその後、アンテナ固定の内側部品と面一になるためである。太陽電池内蔵の合わせガラスシート用の同様の回路設計もそれ自体は知られている。

しかし、プリント回路でなく、適切なケーブル（特に、フラットな導体）をシートの積層内に差し込んで、そのケーブルと適切に接触させることも可能である。主に回路として導電性被覆も使用できる。

前記した回路の全ての形態では、例えば、プレート７が重なる領域である小さい孔２Ｌの縁部領域を通る、アンテナから導体への高周波アンテナ信号間でそれ自体知られている純粋な静電結合が可能である。この場合、シート２の厚さは、静電結合の誘電体を形成することができる。

Claims (18)

1. 自動車の窓またはサンルーフの合わせガラス構造であって、
   物体の貫通孔（５）に固定具（６）が挿入された合わせガラスシート（１）を備え、
   合わせガラスシートが、自動車のキャビンの外側に配置される１枚のシート（２）、当該キャビンの内側に配置されるガラスまたはプラスチック製の少なくとも１枚の硬質シート（３）、およびこれら２枚のシート（２、３）を、それらの表面を互いに接着することにより接合する接着剤層（４）からなり、
   貫通孔（５）が、２枚のシート内の異なるサイズの２つの孔（２Ｌ、３Ｌ）からなり、さらに
   固定具（６）が、貫通孔（５）に導入されて、貫通孔（５）の縁部回りの表面であって、互いに向かい合う表面を押圧する少なくとも２つの部品を備え、固定具（６）の２つの部品が、シート（２）に作られた小さい方の孔を囲む縁部回りの表面を、シート（２）表面の残りの部分と比較して熱処理により増大された縁部圧縮応力を呈する小さい方の孔（２Ｌ）の壁領域で両側から押圧し、
   固定具（６）により、合わせガラスシート（１）にアンテナ（８）が取り付けられた、合わせガラス構造。
2. 固定具（６）が、プレート（７）と貫通孔を通るねじ接続部（１０、１１、１２、１４）とを備え、ねじ接続部を使用してプレートがシート（２）の１つの表面にねじ止めされ得ることを特徴とする、請求項１に記載の合わせガラス構造。
3. 固定具（６）が、少なくとも間接的に小さい方の孔（２Ｌ）の縁部を押圧する少なくとも１つのワッシャ（１１、１４）を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の合わせガラス構造。
4. ワッシャ（１１）が、硬質シート（３）と接触しないでかつ重ならないで、大きい方の孔（３Ｌ）に位置決めされ得ることを特徴とする、請求項３に記載の合わせガラス構造。
5. ワッシャ（１１）が、ドーム型で大きい方の孔（３Ｌ）より大きく、硬質シート（３）の表面も押圧し得ることを特徴とする、請求項３に記載の合わせガラス構造。
6. ワッシャ（１１）と硬質シート（３）との間に、接着剤層（１５）があることを特徴とする、請求項５に記載の合わせガラス構造。
7. 貫通孔の領域のシート（２）の縁部圧縮応力が、ガラス製の硬質シート（３）の縁部圧縮応力より大きいことを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の合わせガラス構造。
8. シート（２）の小さい方の孔（２Ｌ）回りの縁部圧縮応力が、硬質シート（３）の大きい方の孔（３Ｌ）回りの縁部圧縮応力の２倍の大きさであることを特徴とする、請求項７に記載の合わせガラス構造。
9. 縁部圧縮応力が、大きい方の孔（３Ｌ）では少なくとも８ＭＰａ、小さい方の孔（２Ｌ）では少なくとも１５ＭＰａの大きさであることを特徴とする、請求項７または８に記載の合わせガラス構造。
10. 縁部圧縮応力が、大きい方の孔（３Ｌ）では１０ＭＰａおよび／または小さい方の孔（２Ｌ）では２０ＭＰａの大きさであることを特徴とする、請求項７、８または９に記載の合わせガラス構造。
11. 固定具（６）が、介在軟弾性層（９、１３）を介してねじ止めすることにより、シート（２）に固定されることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の合わせガラス構造。
12. 貫通孔の領域でフィルム状に作成された接着剤層（４）が、大きい方の孔（３Ｌ）の直径に対する後方切欠部を有し、積層状態で、大きい方の孔の直径の内部まではみ出さないことを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の合わせガラス構造。
13. 少なくとも貫通孔（５）の周囲に、固定具（６）の部品を隠すための不透明色の層があることを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載の合わせガラス構造。
14. アンテナ（８）が外側に位置する面から突出することを特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項に記載の合わせガラス構造。
15. 固定具（６）により貫通孔に導入された、アンテナ（８）用の少なくとも１つの電気回路を備えることを特徴とする、請求項１から１４のいずれか一項に記載の合わせガラス構造。
16. プリント回路が、積層内部に位置する、硬質シートの片面に配置されることを特徴とする、請求項１５に記載の合わせガラス構造。
17. ワイヤ状導体またはフラットケーブルの形態の回路が、シートの積層内に組み込まれることを特徴とする、請求項１５または１６に記載の合わせガラス構造。
18. 少なくとも貫通孔の領域で、前記キャビンに面する面に被覆が施されることを特徴とする、請求項１から１７のいずれか一項に記載の合わせガラス構造。

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