JP5714522B2 - フィルム状電気装置の取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、電力駆動によって入射光の特性を変化させるフィルム状の電気駆動装置や、太陽光発電装置といった入射光を利用して電気を発生するフィルム状の発電装置（以下、電気駆動装置と発電装置とを総称して電気装置と称する。）などのフィルム状電気装置をガラスに取付けるためのフィルム状電気装置の取付構造に関する。

光透過性を有するガラスは、視界の確保や採光などを目的として建物や乗り物など様々な用途に利用されている。ガラスは主面を鉛直にして用いられることが多いが、天窓や自動車のリヤガラス、サンルーフガラスなどでは傾斜状態や水平配置状態で用いられることもある。

自動車のルーフにサンルーフガラスを設けると、車室内が明るくなって開放感が得られる一方、車室内が明るくなり過ぎたり、暑くなり過ぎたりすることがあるため、遮光性のサンシェードパネルをサンルーフガラスよりも車室側に設け、サンシェードパネルを開閉することで入射光を遮る構成が多く採られている。

サンシェードパネルによらずに入射光を遮るために、サンルーフガラスの車室側に透明ケースを固定するとともに、非透明な偏光線を設けた２枚のフィルム状調光部材をこの透明ケース内に収容させ、両フィルム状調光部材を相対変位させることで偏光線の占める面積を変化させて遮光率を無段階に調節できるようにしたサンルーフ装置なども提案されている（特許文献１参照）。

近年では、透明導電層をコーティングした２枚の樹脂フィルムの間に液晶または懸濁粒子のような配向粒子を配置し、一対の導電膜間に電圧を印加することによって配向粒子を配向させて光透過性または光散乱性を変化させる調光フィルムが種々開発されている（例えば、特許文献２参照）。また、このような調光フィルムをサンルーフガラスに組み込んで、印加電圧を調整することで光透過性または光散乱性を無段階に調節できるようにした電圧調整式の調光サンルーフガラスも開発されている。

特開平９−２４９０２７号公報 特表２００９−５３４５５７号公報

しかしながら、上記のような調光フィルムを組み込んだサンルーフガラスは、２枚のガラスの間に調光フィルムの他、ＩＲ（赤外線）またはＵＶ（紫外線）カットフィルムや複数の中間膜を設ける必要があり、複雑な構造がコストアップの要因になっている。一方、単体の調光フィルムは近年比較的安価で入手できるようになってきている。そこで、従来のガラスに調光フィルムを貼付して調光ガラスとして使用することが考えられる。しかし、太陽光が直接照射されるガラスに調光フィルムを貼付すると、ガラスおよび調光フィルムの温度変化が大きく、調光フィルムとガラスとの熱膨張率が異なることから、熱膨張の繰り返しによって調光フィルムが剥離する虞や、高温時に調光フィルムが破損したり皺を生じたりする虞がある。

このような問題は、調光フィルムに限らず、フィルム状の電気装置をガラスに取付ける際に全般に発生する。

本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、熱膨張による悪影響を抑制してガラスに取付けることのできるフィルム状電気装置の取付構造を提供することを主な目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、フィルム状電気装置（１３）をガラス（２）に取付けるためのフィルム状電気装置の取付構造であって、前記フィルム状電気装置の少なくとも一方の面に接合され、互いに略平行な第１縁部（３Ｒ）および第２縁部（３Ｌ）を有するパネル状電気装置（３）を前記フィルム状電気装置と協働して構成する樹脂パネル（１１）と、前記ガラスの一方の面に前記パネル状電気装置の前記第１および第２縁部に対応して互いに略平行に取付けられ、前記パネル状電気装置の設置位置側に向けて開口する溝（４ａ）をそれぞれ形成する第１保持部材（４Ｒ）および第２保持部材（４Ｌ）とを有し、前記パネル状電気装置（３）は、前記第１および第２縁部が前記溝に挿入されることで前記第１および第２保持部材（４Ｒ・４Ｌ）により保持される構成とする。

上記構成によれば、ガラスに比べて熱膨張率の差が小さい樹脂パネルにフィルム状電気装置を接合することにより、フィルム状電気装置の接合に関して熱膨張に起因する問題を抑制することができる。また、フィルム状電気装置単体を保持部材に保持させた場合には、フィルム状電気装置が毀損されやすく、フィルム状電気装置にたるみが生じやすいが、フィルム状電気装置を樹脂パネルに接合したことにより、フィルム状電気装置を毀損されにくく且つたるみが抑制された状態でガラスに取付けることができる。

また、本発明の一側面によれば、前記第１および第２保持部材（４Ｒ・４Ｌ）が、前記パネル状電気装置（３）を保持した状態で少なくとも一方の溝（４ａ）の底面と前記パネル状電気装置の対応する縁部（３Ｒまたは３Ｌ）との間に空間（Ｓ）が形成されるように配置される構成とすることができる。

パネル状電気装置とガラスとでは熱膨張率に差があるため、高温時にパネル状電気装置がガラスよりも膨張するが、このような構成とすることにより、パネル状電気装置が縁部を拘束されることなく膨張可能である。そのため、高温時に膨張したパネル状電気装置が変形することを抑制できる。

また、本発明の一側面によれば、前記パネル状電気装置（３）は、前記第１および第２縁部（３Ｒ・３Ｌ）に略直行する第３縁部（３Ｆ）を有しており、前記ガラス（２）の前記一方の面に前記パネル状電気装置の前記第３縁部に対応して前記第１および第２保持部材に略直交するように取付けられ、前記パネル状電気装置の設置位置側に向けて開口する溝（４ａ）を形成する第３保持部材（４Ｆ）を更に有し、前記パネル状電気装置（３）は、前記第３縁部が前記溝に挿入されることで前記第３保持部材（４Ｆ）により保持される構成とすることができる。

この構成によれば、第３縁部に直交する方向についてもパネル状電気装置の移動を規制することができる。

また、本発明の一側面によれば、前記ガラスは、その周縁に沿って延在する枠状のガラスホルダ（３２）により支持され、自動車の屋根に対して相対移動するサンルーフガラス（２）であり、前記第１および第２保持部材（４Ｒ・４Ｌ）の少なくとも一部が前記ガラスホルダの内縁（３２ｉ）よりも外側に位置する構成とすることができる。

この構成によれば、第１および第２保持部材が車室側から見えにくくなるため、見栄えをよくすることができる。

また、本発明の一側面によれば、前記ガラスは、自動車のルーフに設置され、車室を画成するインナパネル（６）に形成された開口（６ａ）よりも大きく形成されたサンルーフガラス（２）であり、前記第１および第２保持部材（４Ｒ・４Ｌ）の少なくとも一部が前記インナパネルの開口の外側に位置する構成とすることができる。

この構成によれば、第１および第２保持部材あるいはガラスホルダが車室側から見えにくくなるため、見栄えをよくすることができる。

また、本発明の一側面によれば、前記フィルム状電気装置が、光透過性および光散乱性の少なくとも一方が電圧の印加によって変化する調光フィルム（１３）である構成や、前記フィルム状電気装置が、入射光を利用して電気を発生するソーラーフィルムである構成とすることができる。

このように本発明によれば、熱膨張による悪影響を抑制してガラスに取付けることのできるフィルム状電気装置の取付構造を提供することができる。

実施形態に係る調光サンルーフガラスの分解斜視図 図１に示す調光パネルの分解斜視図 図２に示す調光フィルムの断面を示す模式図 図１に示す調光サンルーフガラスの下面図 図４中のＶ−Ｖ断面図 図１に示す調光サンルーフガラスを用いた移動パネルの要部断面図 図１に示す調光サンルーフガラスをルーフに取付けた状態の下面図 第１変形実施形態に係る調光サンルーフガラスの図５に対応する断面図 第２変形実施形態に係る調光サンルーフガラスの図５に対応する断面図

以下、調光フィルムを適用した本発明に係るフィルム状電気装置の取付構造の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、調光サンルーフパネル１は、車両のルーフに設置されるサンルーフガラス２と、サンルーフガラス２の下面側に取付けられる調光パネル３と、調光パネル３を保持するためにサンルーフガラス２の下面に取付けられる前側、右側および後側の３本の保持部材４（４Ｆ・４Ｒ・４Ｌ）とから構成される。

図２に示すように、調光パネル３は、最下部に配置される樹脂パネル１１と、樹脂パネル１１の上面に両面接着フィルム１２によって接合した２層の調光フィルム１３（１３Ｌ・１３Ｕ）と、上層の調光フィルム１３Ｕの上面に接合したＵＶ・ＩＲカットフィルム１４とから構成される。なお、図２中では、樹脂パネル１１と下層の調光フィルム１３Ｌとの間に配置される両面接着フィルム１２のみを示している。

樹脂パネル１１は、耐衝撃性、耐熱性、耐燃性および透明性の高いポリカーボネート製とするとよく、さらに、下面または両面にハードコート処理を施したものを用いるとよい。メラミン系ハードコートを施したポリカーボネート製の樹脂パネルとして、帝人化成株式会社製のパンライト（登録商標）ＰＣ−８１９９が挙げられる。なお、樹脂パネル１１は、最も車室側に配置されて調光フィルム１３を保護する機能を果たすため、厚さを０．８ｍｍ以上とするとよい。

両面接着フィルム１２は、基材レスで透明性の高いものを用いるとよい。このような両面接着フィルムとしては、ＤＩＣ株式会社製のＺ８７０１２Ｗ（厚さｔ＝５０μｍ）が挙げられる。

調光フィルム１３は、図３にも示すように、一対の透明な樹脂フィルム２１・２２の内面にコーティングされた一対の透明導電膜２３・２４と、一対の透明導電膜２３・２４の間に配置された配向粒子２５とから構成される。各透明導電膜２３・２４の左辺には、それぞれバスバー２６が接続されており、図示しないインバータを介して一対のバスバー２６に接続される電源２７から透明導電膜２３・２４間に印加される交流電圧により、配向粒子２５が調光フィルム１３の光透過性および光散乱性の少なくとも一方を変化させる。なお、配向粒子２５としては、液晶や懸濁粒子を用いることができる。ここでは、一対の樹脂フィルム２１・２２間に配置された液滴２８に配向粒子２５が分散されている。このような調光フィルム１３として、日本板硝子株式会社製のウムフィルム（登録商標）が挙げられる。

調光フィルム１３は、電圧が印加されないときには図３（Ａ）に示すように、配向粒子２５が無秩序な状態に存在し、入射光が配向粒子２５に吸収されあるいは乱反射されるために透過せず、不透明になる。一方、交流電圧が印加されると、図３（Ｂ）に示すように、配向粒子２５が電場と平行に配向することによって入射光が直進して透過するようになり、調光フィルム１３は電圧に応じて次第に透明になる。

図４に示すように、サンルーフガラス２は略矩形を呈しており、前側の左右の角部が後側の左右の角部よりも大きな曲率半径をもって円弧状とされている。一方、調光パネル３はサンルーフガラス２よりも若干小さな略矩形を呈しており、前側の左右の角部はサンルーフガラス２の円弧状に対応して面取りされている。

３本の保持部材４は、調光パネル３がサンルーフガラス２の周縁部の除く略全域を覆うように調光パネル３をサンルーフガラス２の中央に配置すべく、サンルーフガラス２の前縁２Ｆ、右側縁２Ｒおよび左側縁２Ｌに沿ってコ字状に配置される。つまり、右側保持部材４Ｒおよび左側保持部材４Ｌは互いに平行に配置され、前側保持部材４Ｆは、右側保持部材４Ｒおよび左側保持部材４Ｌに直交するように配置される。各保持部材４は、サンルーフガラス２の下面に両面接着テープ５（図５参照）によって接着される。

図５にも示すように、各保持部材４は、調光パネル３の設置位置側すなわちサンルーフガラス２の中央側に向けて開口する溝４ａを有するコ字状断面の長尺部材であり、長手方向について同一断面形状を呈している。前側保持部材４Ｆ、右側保持部材４Ｒおよび左側保持部材４Ｌの各溝４ａに調光パネル３の前縁部３Ｆ、右縁部３Ｒおよび左縁部３Ｌが挿入されることで、対応する保持部材４Ｆ・４Ｒ・４Ｌによって各縁部３Ｆ・３Ｒ・３Ｌが挟持される。これにより、調光パネル３が３本の保持部材４によってサンルーフガラス２の下方に保持される。なお、左側保持部材４Ｌにおける２対のバスバー２６に対応する位置には、溝４ａの底面からサンルーフガラス２の外方側の端面に至る貫通孔４ｂ（図１参照）が形成されている。

保持部材４は、アルミニウムなどの金属や合金など、熱膨張率が樹脂パネル１１（ポリカーボネート）に比べて小さい、すなわちサンルーフガラス２の熱膨張率に近い素材から構成される。これにより、調光サンルーフパネル１が直射日光などによって高温になって膨張しても、あるいは熱膨張を繰り返しても、保持部材４がサンルーフガラス２から剥離することが防止される。

図５に示すように、右側保持部材４Ｒおよび左側保持部材４Ｌは、調光パネル３を保持した状態で少なくとも一方の溝４ａの底面と調光パネル３の対応する縁部（右縁部３Ｒまたは左縁部３Ｌ）との間に空間Ｓが形成される間隔をもって配置される。ここでは、調光パネル３が、右側保持部材４Ｒおよび左側保持部材４Ｌの両方において溝４ａの底面との間に空間Ｓを形成するように保持されている。

サンルーフガラス２は、左右方向において中央部が上側に突出するように湾曲している。また、調光パネル３もサンルーフガラス２の湾曲に合わせて上側に凸となるように湾曲している。このような調光パネル３の湾曲は、樹脂パネル１１を射出成形または押出成形する際に付与することができ、あるいは平板状に成形した後に付与することもできる。

このような調光フィルム１３の取付構造によれば、調光フィルム１３は、サンルーフガラス２に比べて熱膨張率の差が小さい樹脂パネル１１に接合されるため、熱膨張に起因する剥離が抑制される。また、調光フィルム１３単体を保持部材４に保持させた場合には、調光フィルム１３が毀損されやすく、調光フィルム１３にたるみが生じやすくなるが、調光フィルム１３が樹脂パネル１１に接合されて調光パネル３として構成されることにより、調光フィルム１３が毀損されにくく、且つたるみを抑制された状態でサンルーフガラス２に取付けられる。

樹脂パネル１１が基材となる調光パネル３とサンルーフガラス２とでは熱膨張率に差があり、高温時には調光パネル３がサンルーフガラス２よりも膨張するが、本実施形態では、右側および左側保持部材４Ｒ・４Ｌが、調光パネル３を摺動可能に挟持した状態で調光パネル３の左右の縁部３Ｒ・３Ｌと溝４ａの底面との間に空間Ｓを形成しているため、調光パネル３が左右の縁部３Ｒ・３Ｌを拘束されることなく膨張可能である。そのため、高温時に膨張しても調光パネル３が変形することが抑制される。

本実施形態では、右側および左側保持部材４Ｒ・４Ｌに加え、これらに直交する前側保持部材４Ｆがサンルーフガラス２の下面に接着され、調光パネル３が前側保持部材４Ｆによっても保持されるため、調光パネル３が前後方向にずれることも防止される。なお、調光パネル３は、前縁部３Ｆが前側保持部材４Ｆの溝４ａの底面との間に空間を形成するように保持されてもよく、空間を形成しないように保持されてもよい。いずれの場合においても、調光パネル３は、左右の保持部材４Ｒ・４Ｌに沿って前後方向に摺動でき、熱膨張時に前後両縁が拘束されることはない。

調光サンルーフパネル１をスライディングルーフなどの移動パネル３０として用いる場合には、図６に示すように、その周縁にウェザーストリップ３１が取付けられたガラスホルダ３２にサンルーフガラス２を接着し、ガラスホルダ３２により支持されるようにする。ガラスホルダ３２は、サンルーフガラス２周縁に沿って延在する枠状とされており、この場合には、ガラスホルダ３２の内側部分に保持部材４を覆う収容部３３を形成し、保持部材４を収容部３３に配置する、言い換えれば、ガラスホルダ３２の内縁３２ｉよりも外側に配置する。このようにすることにより見栄えを向上できる。また、ガラスホルダの内縁３２ｉに弾性部材からなる装飾モール部材３４を取付け、調光パネル３との隙間を埋めるようにするとよい。

図７に示すように、車両のルーフの下方には、車室を画成するとともに開口６ａが形成されたインナパネル６が設けられる。サンルーフガラス２および調光パネル３を、この開口６ａよりも大きく形成し、３本の保持部材４を、それぞれその全体を開口６ａの外側に位置させるようにサンルーフガラス２に取付けるとよい。このようにすることにより、調光サンルーフパネル１を移動パネル３０として用いる場合にガラスホルダ３２を見えにくくできるだけでなく、調光サンルーフパネル１を固定ルーフとして用いらる場合に、各保持部材４Ｒ・４Ｌ・４Ｆを車室側から見えにくくして見栄えを向上できる。

＜第１変形実施形態＞
次に、図８を参照して、本発明に係る第１変形実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同一または同様の部材や部位については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。第２変形実施形態においても同様とする。

本変形実施形態では、保持部材４の断面形状が上記実施形態と相違する。すなわち、各保持部材４は、調光パネル３の設置位置側すなわちサンルーフガラス２の中央側に向けて開口する溝４ａを有するユ字状断面を呈している。保持部材４は上記実施形態と同様にその上面の全体に両面接着テープ５が接着されてサンルーフガラス２に接着される。このような構成とすることにより、接着面積を増大して保持部材４のサンルーフガラス２に対する接着強度を高めることができる。

＜第２変形実施形態＞
さらに、図９を参照して、本発明に係る第２変形実施形態について説明する。本変形実施形態では、各保持部材４は、これ自体では溝４ａを有しておらず、その上面が段違いに形成され、高い側の上面に両面接着テープ５が接着されてサンルーフガラス２に接着されることにより、サンルーフガラス２と協働して調光パネル３の設置位置側に向けて開口する溝４ａを形成する。保持部材４４をこのように構成しても、各溝４ａに調光パネル３の前縁部３Ｆ、右縁部３Ｒおよび左縁部３Ｌが挿入されることで、対応する保持部材４Ｒ・４Ｌとサンルーフガラス２とによって各縁部３Ｒ・３Ｌが挟持され、調光パネル３がサンルーフガラス２の下面に接した状態で保持部材４により保持される。また、サンルーフガラス２との接触により、調光パネル３の接触面積が増えるため、調光パネル３の剛性が向上する。なお、第１および第２変形実施形態においても、図７に示すようなガラスホルダ３２を用いて、調光サンルーフパネル１を移動パネル３０に用いてもよい。

以上で具体的実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。例えば、上記実施形態では、右側および左側保持部材４Ｒ・４Ｌの溝４ａの底面と調光パネル３との間に空間Ｓが形成されるように構成しているが、一方のみに空間Ｓが形成される形態や、どちらにも空間Ｓが形成されない形態としてもよい。また、上記実施形態では、前側保持部材４Ｆがサンルーフガラス２に取付けられているが、前側保持部材４Ｆを取付けずに、右側および左側保持部材４Ｒ・４Ｌのみによって調光パネル３を保持する形態としてもよい。また、上記実施形態では、右側および左側保持部材４Ｒ・４Ｌを互いに平行に配置しているが、ハ字状に配置することも可能である。また、上記実施形態では、調光フィルム１３を２層用いて調光パネル３を構成しているが、１層のみで調光パネル３を構成してもよい。また、上記実施形態では、調光フィルム１３の下面側のみに樹脂パネル１１を接合して調光パネル３を構成しているが、上面側にも樹脂パネル１１を接合する形態としてもよい。また、サンルーフガラス２は、車両のルーフに固定される形態、およびルーフにスライド可能あるいはチルトアップ可能に設けられる形態のいずれであってもよい。さらに、上記実施形態ではフィルム状電気装置として調光フィルム１３を用いているが、電力駆動によって入射光の特性を変化させるフィルム状の電気駆動装置や、太陽光発電装置といった入射光を利用して電気を発生するフィルム状の発電装置を用いてもよい。また、上記実施形態では、本発明を、調光フィルム１３をサンルーフガラス２に取付ける構造に適用しているが、フィルム状の電気装置を自動車のリヤガラスや他の乗り物の窓ガラス、あるいは建物の窓ガラスなどに取付ける構造に適用してもよい。一方、上記実施形態に示した本発明に係る調光サンルーフパネル１の各構成要素は、必ずしも全てが必須ではなく、適宜取捨選択可能である。

１ 調光サンルーフパネル
２ サンルーフガラス
３ 調光パネル（パネル状電気装置）
３Ｒ 右縁部（第１縁部）
３Ｌ 左縁部（第２縁部）
３Ｆ 前縁部（第３縁部）
４ 保持部材
４Ｒ 右側保持部材（第１保持部材）
４Ｌ 左側保持部材（第２保持部材）
４Ｆ 前側保持部材（第３保持部材）
４ａ 溝
６ インナパネル
６ａ 開口
１１ 樹脂パネル
１３ 調光フィルム
１３Ｌ 上側の調光フィルム（フィルム状電気装置）
１３Ｕ 下側の調光フィルム（フィルム状電気装置）
Ｓ 空間

Claims (6)

1. 周縁に沿って延在する枠状のガラスホルダにより支持され、自動車の屋根に対して相対移動するサンルーフガラスにフィルム状電気装置を取付けるためのフィルム状電気装置の取付構造であって、
   前記フィルム状電気装置の前記サンルーフガラスと相反する側の面のみに接合され、互いに略平行な第１縁部および第２縁部を有するパネル状電気装置を前記フィルム状電気装置と協働して構成する樹脂パネルと、
   前記サンルーフガラスの前記パネル状電気装置側の面に前記パネル状電気装置の前記第１および第２縁部に対応して互いに略平行に取付けられ、前記パネル状電気装置の設置位置側に向けて開口する溝をそれぞれ形成する第１保持部材および第２保持部材とを有し、
   前記パネル状電気装置は、前記第１および第２縁部が前記溝に挿入されることで前記第１および第２保持部材により保持され、
   前記フィルム状電気装置と前記樹脂パネルとの熱膨張率差が、前記フィルム状電気装置と前記サンルーフガラスとの熱膨張率差よりも小さく、
   前記第１および第２保持部材が、前記樹脂パネルに対して前記サンルーフガラスに近い熱膨張率を有する素材からなり、前記パネル状電気装置を保持した状態で少なくとも一方の前記溝の底面と前記パネル状電気装置の対応する縁部との間に空間が形成されるように配置され、
   前記ガラスホルダの内側部分が前記第１および第２保持部材を覆うように収容する収容部を形成し、
   前記第１および第２保持部材が前記ガラスホルダの内縁よりも外側に位置する状態で前記収容部に配置されていることを特徴とするフィルム状電気装置の取付構造。
2. 前記ガラスホルダは、前記パネル状電気装置と接触しないように前記第１および第２保持部材を覆っていることを特徴とする、請求項１に記載のフィルム状電気装置の取付構造。
3. 前記ガラスホルダの内縁に、前記パネル状電気装置との隙間を埋めるように弾性部材が取付けられていることを特徴とする、請求項２に記載のフィルム状電気装置の取付構造。
4. 前記パネル状電気装置は、前記第１および第２縁部に略直行する第３縁部を有しており、
   前記サンルーフガラスの前記パネル状電気装置側の面に前記パネル状電気装置の前記第３縁部に対応して前記第１および第２保持部材に略直交するように取付けられ、前記パネル状電気装置の設置位置側に向けて開口する溝を形成する第３保持部材を更に有し、
   前記パネル状電気装置は、前記第３縁部が前記溝に挿入されることで前記第３保持部材により保持されることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のフィルム状電気装置の取付構造。
5. 前記フィルム状電気装置が、光透過性および光散乱性の少なくとも一方が電圧の印加によって変化する調光フィルムであることを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のフィルム状電気装置の取付構造。
6. 前記フィルム状電気装置が、入射光を利用して電気を発生するソーラーフィルムであることを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のフィルム状電気装置の取付構造。

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