JP5882847B2

JP5882847B2 - 自動車用固定窓

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Publication number: JP5882847B2
Application number: JP2012146348A
Authority: JP
Inventors: 仁之川村; 伊藤　慶; 慶伊藤
Original assignee: Kojima Industries Corp
Current assignee: Kojima Industries Corp
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2012-06-29
Publication date: 2016-03-09
Anticipated expiration: 2032-06-29
Also published as: JP2014008854A

Description

本発明は、自動車の助手席横側位置において嵌め殺し設置される自動車用固定窓に関する。

周知の通り、自動車には、運転席および助手席の横側に、窓ガラスが昇降可能に設置されたフロントサイドウィンドウが設けられている。自動車の中には、このフロントサイドウィンドウよりも前側（車両進行方向側）位置に、略三角状の窓ガラスが嵌め殺しになるように固定設置された固定窓を有するものもある。

特開平９−４３４０５号公報特開平１０−６２６０８号公報

運転手は、こうした窓を通して、車両周辺の状況を視認する。しかしながら、単に光を透過するだけの従来の窓だけでは、車両周辺の状況を十分に視認することは難しかった。例えば、法律では、自動車の左側面（左ハンドル車にあっては「右側面」）から０．３ｍ（大型車の場合は３ｍ）の距離にある鉛直面と当該自動車との間にあり、かつ、当該自動車に接している障害物（直径０．３ｍ、高さ１ｍの円柱）を運転者が確認できることを要求している。しかし、光を透過させるだけの従来の窓を通して見るだけでは、こうした助手席の横下側を運転手が直接視認することは困難であった。

そこで、従来から、運転手が直接視認できない死角での状況を視認可能にするために、必要な視界を運転者に与える視界提供装置が別途設けられていた。視界提供装置としては、鏡や、カメラの他、特許文献１，２に開示されているようなフレネルレンズなどがある。こうした視界提供装置を別途設けることで、窓だけでは視認できない死角での状況も視認可能となる。

しかしながら、窓とは別に、視界提供装置を新たに追加することは、部品点数の増加や、コストの増加といった新たな問題を招いていた。

そこで、本発明では、部品点数の増加を抑えつつ、運転手の視認可能範囲をより広げ得る固定窓を提供することを目的とする。

本発明の自動車用固定窓は、自動車の助手席横側位置において嵌め殺し設置される自動車用固定窓であって、透明樹脂からなり、上側に平坦板状のフラット部、下側にレンズ部が設けられた窓ガラスを備え、前記レンズ部の車室内側の表面には、車両外部のうち助手席の横下側の光を屈曲させて、運転席に座る運転手の目位置近傍に導くフレネルレンズが形成されており、前記レンズ部は、前記助手席の横下前側の光を屈折させて前記目位置近傍に導く第一レンズ部と、前記助手席の横下後側の光を屈折および反射させて前記目位置近傍に導く第二レンズ部と、が前後に並んで形成されている、ことを特徴とする。

好適な態様では、前記窓ガラスは、さらに、前記フラット部とレンズ部との境界位置において、印刷またはガラス表面の凹凸により形成される境界ラインを有する。

本発明によれば、固定窓の窓ガラスにフレネルレンズが形成されているため、部品点数の増加を抑えつつ、運転手の視認可能範囲をより広げることができる。

本発明の実施形態である固定窓が搭載された自動車の斜視図である。助手席側の固定窓に用いられる窓ガラスの概略構成図である。要求される視界範囲を説明する図である。レンズ部の構成を示す図である。境界ラインの一例を示す図である。境界ラインの他の一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態である固定窓１０が搭載された自動車１００の概略斜視図である。また、図２は、助手席側固定窓１０に用いられる窓ガラスの概略構成図である。なお、以下では、材料の一種としてのガラスは「ガラス素材」と呼び、窓枠に嵌めこまれる透光性部材は、その材料に関わらず（ガラス素材以外の材料から形成されていても）、全て「窓ガラス」と呼ぶ。

周知の通り、自動車１００の運転席および助手席の横側には、乗員の乗り降りのために開閉される開閉ドア１１０が設けられている。各開閉ドア１１０の上部には、窓ガラスが嵌め殺しで設置された固定窓１０と、窓ガラスが昇降可能に設置されたサイドウィンドウ１１２とが、前後に並んで設置されている。開閉ドア１１０が運転席側、助手席側に一つずつ設けられているため、当該開閉ドア１１０に設けられた固定窓１０も、運転席側、助手席側に一つずつ設けられる。この運転席側、助手席側の固定窓１０は、その形状や材質、設置位置は、ほぼ同じである。しかしながら、本実施形態では、運転手の視界を広げるために、助手席側の固定窓１０にのみ、フレネルレンズ２０が形成されたレンズ部１８を設けている。以下では、この助手席側の固定窓１０の構成について、詳説する。

助手席側の固定窓１０に用いられる窓ガラス１２は、図２に示す通り、下側に近づくほど幅広となる略三角形状である。この窓ガラス１２は、透明樹脂、例えばポリカーボネート（屈折率１．５８５）などからなる。こうした透明樹脂製の窓ガラス１２は、ガラス素材製の窓ガラス１２に比して、大幅に軽量化できる。また、透明樹脂は、優れた成型性を有しており、射出圧縮などの成型技術を用いることにより、所望の形状の製品を多量かつ簡易に製造することができる。

窓ガラス１２には、枠部１４、フラット部１６、レンズ部１８が設けられている。枠部１４は、窓ガラス１２の周縁に設けられる部位で、車体に設けられた窓枠に当該窓ガラス１２を取り付ける際の「取り付け代」として機能する。この枠部１４には、スクリーン印刷などにより、黒色の彩色が施される。枠部１４で囲まれる略三角形状の領域には、フラット部１６およびレンズ部１８が上下に並んで設けられる。フラット部１６は、平坦な板状部位であり、光を単純に透過させる通常の窓として機能する部位である。

レンズ部１８は、フラット部１６の下側に設けられる略矩形の部位である。このレンズ部１８の内側表面（車室内側の表面）には、フレネルレンズ２０ａ，２０ｂ（以下、フレネルレンズ２０ａとフレネルレンズ２０ｂを区別しないときは、単に「フレネルレンズ２０」という）が形成されている。このフレネルレンズ２０は、車外のうち助手席の横下側の光を屈曲させて、運転席に座る運転手の目位置近傍（アイポイント）に導くように設計されている。

かかるレンズ部１８を助手席側の固定窓１０に設ける理由について、図３を参照して説明する。一般に自動車１００は、安全性確保のために、種々の基準が法規で規定されている。そうした基準の一つとして、自動車１００の直前および直左（右ハンドル車においては「直右」）の視認性に関する基準がある。この基準では、普通自動車の場合、図３において網目ハッチングを施した箇所、すなわち、自動車１００の前面から０．３ｍの距離にある鉛直面と自動車１００との間、および、自動車１００の助手席側の側面から０．３ｍの距離にある鉛直面と自動車１００との間にある障害物を基準アイポイントから視認できることが必要としている。ここで、障害物とは、直径０．３ｍ、高さ１ｍの円柱である。また、基準アイポイントとは、通常の運転状態における運転者の目の位置を代表する点であり、その正確な位置は規格で定められている。

かかる基準を満たすにあたっては、助手席の横下側、図３における領域Ｅ１，Ｅ２の視認性が一番問題となる。この領域Ｅ１，Ｅ２は、位置的な関係から運転手が、直接視認することは困難な死角であった。かかる領域Ｅ１，Ｅ２（死角）の障害物も確実に視認できるようにするために、従来の自動車１００では、視界提供装置を別途設けていた。視界提供装置は、運転手に必要な視界を与えるための装置で、例えば、鏡や、カメラなどが相当する。かかる視界提供装置を設けることによって、運転手の視野を広げることができ、安全性を確保できる。しかしながら、こうした視界提供装置の利用は、部品点数の増加や、コスト増加といった別の問題を招いていた。

そこで、本実施形態では、上述した通り、助手席側の固定窓１０の窓ガラス１２にフレネルレンズ２０を形成している。フレネルレンズ２０は、周知の通り、通常のレンズを同心円状の領域に分割し厚みを減らしたレンズであり、断面山状の複数の溝を持つレンズである。本実施形態では、助手席の横下（領域Ｅ１，Ｅ２）からの光を、このフレネルレンズ２０で屈曲させることにより、当該助手席横下からの光を運転手の目位置近傍まで導いている。

ただし、単一のフレネルレンズ２０のみで、助手席の横下全てを視認可能とすることは難しい。そこで、本実施形態では、レンズ部１８に、二種類のフレネルレンズ、すなわち、第一フレネルレンズ２０ａおよび第二フレネルレンズ２０ｂを前後に並べて設置している。この第一、第二フレネルレンズ２０ａ，２０ｂの構成について図４を参照して説明する。図４は、この第一フレネルレンズ２０ａ、第二フレネルレンズ２０ｂの概略断面図である。

第一フレネルレンズ２０ａは、自動車外部のうち、助手席の横下前側（領域Ｅ１）の光を、屈折させて、運転手の目位置近傍まで導くためのフレネルレンズ２０である。この第一フレネルレンズ２０ａは、図４（ａ）に示すように、窓ガラス１２の外表面に相当するベース面２２と、当該ベース面２２に対して傾斜したレンズ主面２４と、レンズ主面２４に連続する非レンズ面２６の三つの面を備えている。助手席の横下前側からの光は、ベース面２２に入射して屈折した後、レンズ主面２４からレンズ外部（車室内）に出射して屈折する。レンズ主面２４の傾斜角度は、当該レンズ主面２４から出射した光が、運転手の目位置近傍に到達するように設定される。これは、領域Ｅ１と固定窓１０と運転手のアイポイントの相対位置関係、レンズ材料の屈折率から求めることができる。すなわち、領域Ｅ１と固定窓１０と運転手のアイポイントの相対位置関係が分かれば、光の入射角度α、出射角度εが得られる。入射角度αが得られれば、入射後の光の進む角度βは、Ｎ＝ｓｉｎα／ｓｉｎβを解くことにより得られる。なお、ここで、Ｎは、レンズ材料の屈折率である。

ここで、レンズ主面２４の傾斜角度をθとすると、レンズ内での光とレンズ主面２４の垂線とが成す角度γは、γ＝θ−βである。同様に、出射後の光とレンズ主面２４の垂線とが成す角度δは、δ＝θ−εと表すことができる。したがって、レンズ主面２４の傾斜角度θは、Ｎ＝ｓｉｎγ／ｓｉｎδ＝ｓｉｎ（θ−β）／ｓｉｎ（θ−ε）を解くことにより得られる。つまり、レンズ主面２４の傾斜角度は、領域Ｅ１と固定窓１０と運転手のアイポイントの相対位置関係、レンズ材料の屈折率Ｎから求めることができる。

第二フレネルレンズ２０ｂは、自動車１００外部のうち、助手席の横下後側（領域Ｅ２）の光を、屈折および反射させて、運転手の目位置近傍まで導くためのフレネルレンズ２０である。この第二フレネルレンズ２０ｂも、図４（ｂ）に示すように、窓ガラス１２の外表面に相当するベース面２２と、当該ベース面２２に対して傾斜したレンズ主面２４と、レンズ主面２４に連続する非レンズ面２６の三つの面を備えている。助手席の横下後側からの光は、ベース面２２に屈折して入射したあと、非レンズ面２６で反射してレンズ主面２４に向かう。そして、レンズ主面２４に向かって反射した光は、当該レンズ主面２４から屈折してレンズ外部（車室内）に出射する。レンズ主面２４および非レンズ面２６の傾斜角度は、このレンズ主面２４から出射した光が、運転手の目位置近傍に到達するように設定される。このレンズ主面２４および非レンズ面２６の傾斜角度も、領域Ｅ２と固定窓１０と運転手のアイポイントの相対位置関係、レンズ材料の屈折率Ｎから求めることができる。

このように、自動車１００にもともと設けられている固定窓１０にフレネルレンズ２０を形成することにより、部品の増加を抑えつつも、運転手の視野を広げることができる。ここで、本実施形態で、固定窓１０の窓ガラス１２の表面にフレネルレンズ２０を形成できるのは、当該窓ガラス１２を透明樹脂で構成しているからである。すなわち、従来、窓ガラス１２の材料として多用されていたガラス素材では、フレネルレンズ２０のような微小形状を成型するのは、非常に手間であり、現実的ではなかった。一方、ポリカーボネートのような樹脂の場合、射出圧縮などの成型技術を用いれば、フレネルレンズ２０のような微小形状であっても、比較的、簡易かつ低コストで量産することが可能となる。また、上述したように、一つの窓ガラス１２に、複数種類のレンズを設けることにより、運転手の視野を、より広げることができる。なお、上述した実施形態では、レンズの種類を二種類としたが、必要な範囲の視野を確保できるのであれば、一種類であってもよいし、三種類以上であってもよい。また、助手席の横下側のうち、一部は、固定窓１０に形成されたフレネルレンズ２０を用いて、残りの部分は他の視界提供装置（鏡など）を用いて、視認できるようにしてもよい。いずれにしても、本来、視認できなかった範囲を、固定窓１０に形成されたフレネルレンズ２０で視認可能とすることで、運転者の視野を、従来に比べて、広げることができる。

ところで、上述した通り、本実施形態では、フレネルレンズ２０を、特許文献１，２のように窓ガラス１２とは別の部品にしておらず、窓ガラス１２上に形成している。これは、部品点数削減という利点を招く一方で、普通に光を透過させるフラット部１６と、光を屈曲させるレンズ部１８と、の区分けが分かりにくくなるという問題も招く。特に、フラット部１６とレンズ部１８との境界付近で見える像が、フレネルレンズ２０により光が屈曲した像なのか否かの区別が難しくなる。

そこで、本実施形態では、このフラット部１６とレンズ部１８との間に、両者の境界を示す境界ライン３０を設けている。図５は、この境界ライン３０の一例を示す図である。境界ライン３０は、図５（ａ）に示すように、窓ガラス１２表面に黒色のスクリーン印刷を施すことで形成されてもよい。この境界ライン３０の印刷は、枠部１４に施す黒色印刷と同時に行えばよい。

また、別の形態として、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、フラット部１６とレンズ部１８との間に形成された線状溝、または、線状突起で境界ライン３０を形成してもよい。また、図５（ｄ）に示すように、フラット部１６とレンズ部１８との間に、レンズ部１８とは異なるカット形状のレンズを線状に形成し、境界ライン３０としてもよい。さらに、別の形態として、フラット部１６とレンズ部１８との間に、シボ地や梨地を構成する微小凹凸を帯状に形成し、境界ライン３０としてもよい。このように、境界部分に、その周辺とは異なる形状の凹や凸を形成し、窓ガラス１２の表面形状を変化させることで、境界部分における光の屈折や反射の状態が、その周辺と変化する。この屈折・反射状態の大きな変化により、ユーザは、境界ライン３０を容易に視認することができる。

なお、こうした境界ライン３０（フラット部１６とレンズ部１８との区分け）は、少なくとも、運転者が視認できればよく、助手席に座っている同乗者は認識できなくてもよい。むしろ、厳密な状況確認が要求されない同乗者にとっては、外の景色を見る際に邪魔になりがちな境界ライン３０は見えないほうが望ましい場合が多い。そこで、窓ガラス１２表面の凹凸により、境界ライン３０を形成する場合は、運転者のみが認識できるような形状の凹凸にすることが望ましい。例えば、図６に示すように、境界ライン３０として境界用フレネルレンズを用いる場合、当該境界用フレネルレンズのカット形状を調整し、同乗者のアイポイントＰ２には、屈折しただけの光が、運転手のアイポイントＰ１には屈折および反射により大きく屈曲した光が到達するようにしてもよい。かかる構成とすることで、同乗者に与える違和感を軽減しつつ、運転手にフラット部１６とレンズ部１８との境界を明確に認識させることができる。ただし、ここで説明した境界ライン３０は一例であり、その具体的構成は適宜、変更されてもよい。また、場合によっては、境界ライン３０は省略されてもよい。

以上の説明から明らかな通り、本実施形態によれば、助手席側の固定窓１０の窓ガラス１２に、フレネルレンズ２０を直接形成している。その結果、視界提供装置を別途設けなくても、運転手の視野を広げることができる。また、本実施形態では、窓ガラス１２の材料として、成型性に優れた透明樹脂を用いているため、ガラス素材を用いた場合と比べて、容易にフレネルレンズ形状を形成できる。

１０固定窓、１２窓ガラス、１４枠部、１６フラット部、１８レンズ部、２０フレネルレンズ、２２ベース面、２４レンズ主面、２６非レンズ面、３０境界ライン、１００自動車、１１０開閉ドア、１１２サイドウィンドウ。

Claims

自動車の助手席横側位置において嵌め殺し設置される自動車用固定窓であって、
透明樹脂からなり、上側に平坦板状のフラット部、下側にレンズ部が設けられた窓ガラスを備え、
前記レンズ部の車室内側の表面には、車両外部のうち助手席の横下側の光を屈曲させて、運転席に座る運転手の目位置近傍に導くフレネルレンズが形成されており、
前記レンズ部は、前記横下前側の光を屈折させて前記目位置近傍に導く第一レンズ部と、前記横下後側の光を屈折および反射させて前記目位置近傍に導く第二レンズ部と、が前後に並んで形成されている、
ことを特徴とする自動車用固定窓。
請求項１に記載の自動車用固定窓であって、
前記窓ガラスは、さらに、前記フラット部とレンズ部との境界位置において、印刷またはガラス表面の凹凸により形成される境界ラインを有する、ことを特徴とする自動車用固定窓。