JP6658363B2 - 合せガラス及び車両窓 - Google Patents
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-
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Description
本発明は、合せガラス及び車両窓に関する。
２枚のガラス板が中間膜を介して積層された合せガラスは、耐貫通性能、飛散防止性能を備えて建築用や車両用の窓に用いられている。特に、湾曲した合せガラスは、車両の空力抵抗を抑え、美観を備えた窓として、車両、特にウインドシールドに用いられている。
一方、近年の車両の燃費向上、ハイブリッド車両や燃料電池車両の提案等を背景に、車両の軽量化が求められている。車両の軽量化にあたり窓を軽量にするために、合せガラスに用いられるガラス板の板厚を小さくする提案もみられる。具体的には、合せガラスを構成する一方のガラス板の板厚を１ｍｍ以下にすることがあげられる。さらに、板厚の小さいガラス板に化学強化ガラスを用いることで、所定の強度を確保する提案もある。
ところで、車両窓に用いられる合せガラスは、通常湾曲している。一般的に湾曲した合せガラスは、次のように製造できる。２枚の湾曲していないガラス板を重ねた状態でリング状の型に載置し、加熱炉内を搬送させることで、互いの曲率半径がマッチした２枚の湾曲したガラス板が用意される。両ガラス板が中間膜を介して積層され、湾曲した合せガラスが得られる。この場合、両ガラス板は急冷されることなく成形されるので、強化ガラスではない。これに対し、上述の板厚の小さいガラス板として化学強化ガラスを用いようとすると、次の不具合が生じる。すなわち、湾曲していない化学強化ガラスをもう１枚の湾曲していないガラス板に重ねた状態でリング状の型に載置し、加熱炉内を搬送させると、加熱されることで化学強化ガラスの強化応力が緩和する。この不具合を解消するためには、いったん２枚の湾曲したガラス板を用意した後に、一方のガラス板を化学強化処理することが考えられる。しかし、同じリング状の型で成形した２枚のガラス板の組み合せの管理が煩雑であり、現実的でない。
そこで、あらかじめ湾曲成形した１枚のガラス板に、湾曲していない板厚の小さいガラス板を強制的に弾性変形させて倣わせている間に、両ガラス板間に介在する中間膜または接着層で接着させることが考えられる（特許文献１）。
特許文献１の開示に係る合せガラスは、単曲曲げと呼ばれる、単一方向にのみ湾曲したものである。湾曲していないガラス板を強制的に弾性変形させるにあたり、単曲曲げを行うことは、比較的容易である。しかし、複曲曲げと呼ばれる、典型的には直交する二方向に湾曲したガラス板に、湾曲していないガラス板を弾性変形させて倣わせることは困難である。すなわち、一方向の湾曲に倣わせた後にもう一方の方向に倣わせようとすると、弾性変形させるガラス板の周縁部分にシワが発生する。シワとは、ガラス板に局所的に生じる、板厚方向の変形を指す。シワの防止の観点としては、シワが顕著にならない程度に緩やかな湾曲（大きな曲率半径）であれば、両ガラス板間の接着層が両ガラス板の湾曲度合のミスマッチを吸収できる。しかし、大きな湾曲（小さな曲率半径）の場合は、接着層は両ガラス板の湾曲度合のミスマッチを吸収しきれず、両ガラス板が剥離したり、接着層の厚さが部分的に極端に異なったりする。
本発明は、このような事情に鑑み、シワが低減された軽量な合せガラス及び車両窓を提供することを目的とする。
本発明は、第１のガラス板と、板厚が第１のガラス板より小さい第２のガラス板とが、中間膜を介して積層された合せガラスにおいて、第２のガラス板の外形寸法が第１のガラス板の外形寸法よりも小さく、第２のガラス板の外周端の少なくとも一部が第１のガラス板の外周端よりも内周側に位置し、第１及び第２のガラス板が湾曲形状を呈しており、第１のガラス板の凹面に中間膜を介して第２のガラス板の凸面が積層され、第１のガラス板が、中央領域と、該中央領域よりも大きく曲げられ、曲率半径の小さい湾曲形状を備えた外周領域とを有し、第２のガラス板が中央領域に積層され、実面積で、[外周領域の面積]／[中央領域の面積]の値が０．１以上０．５以下であり、合せガラスの凸面を上にして水平面に置き、垂直上方から投影して見る投影視で、[外周領域の面積]／[中央領域の面積]の値が０．０５以上０．３以下である、ことを特徴とする合せガラス、を提供する。
本発明によれば、シワが低減された軽量な合せガラス及び車両窓を提供できる。
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。本明細書において、左右は、特に指示しない場合には参照している図面上の向きを指すものとする。また本明細書において、上下は、特に指示しない場合には車両に組みつけられた状態における向きを指すものとし、鉛直、水平も同様に車両に組みつけられた状態における方向を指すものとする。
本発明を理解するために必要な外形寸法の大小比較は、ガラス板が曲げ成形される前の状態での比較であるか曲げ成形されたのちの比較であるかを問わない程度に明確に区別できる比較である。すなわち、従来の合せガラスであっても、曲げ成形される前の状態において、合せガラスの凸面側となるガラス板の外形寸法は、合せガラスの凹面側となるガラス板の外形寸法より、やや大きい。これは、両ガラス板が曲げ成形された後に両ガラス板の曲率がマッチしている場合、合せガラスの凸面側となるガラス板の凹面の曲率半径と、合せガラスの凹面側となるガラス板の凸面の曲率半径とが、中間膜の厚さ分だけ異なるからである。逆に、曲げ成形された後の状態において、投影視における合せガラスの凸面側となるガラス板の外形寸法と、投影視における合せガラスの凹面側となるガラス板の外形寸法とはほぼ一致している。これに対し本発明における第１のガラス板と第２のガラス板とは、上述した従来の合せガラスのように、ガラス板が曲げ成形される前の状態での比較であるか曲げ成形されたのちの比較であるかによって外形寸法の大小比較に差異が生じることがない程度に、明らかに大小の違いを特定できるものである。典型的には、投影視において、[第２のガラス板の面積]／[第１のガラス板の面積]の値が０．４５以上０．９５以下、特に０．５以上０．９以下となるような違いとなる。なお、本明細書において投影視とは、合せガラスの凸面を上にして水平面に置き、垂直上方から投影して見ることを指す。
また、本発明を理解するために必要な第１のガラス板における曲率半径の大きい部分と小さい部分とは、次のことを意味する。湾曲形状を呈する１枚のガラス板において、ガラス板が球面形状を呈する場合を除き、曲率半径は一律ではない。車両窓において典型的には、ガラス板の鉛直方向の中心線の周りの曲率半径は１００００以上であり、水平方向の中心線の周りの曲率半径は５０００以上である。このような曲率半径を有する部分は、正面視において第１のガラス板の中央領域であり、第１のガラス板において曲率半径の大きい部分と呼ぶことができる。一方、車両窓の周縁に向かうほど、第１のガラス板の曲率半径は小さくなる。例えば、鉛直方向に直交する断面である図１（ｃ）及び図３（ｃ）において、第１のガラス板の左右側辺近傍の曲率半径Ｒ２は、中心近傍の曲率半径ｒ２よりも小さい。また、水平方向に直交する断面である図１（ｂ）及び図３（ｂ）においては、第１のガラス板の上下辺近傍の曲率半径Ｒ１は、中心近傍の曲率半径ｒ１よりも小さい。なお、本明細書における曲率半径の単位は、すべてｍｍである。
（第一実施形態）
図１は、本発明の合せガラスの第一実施形態を示す概略正面図（ａ）、Ａ−Ａ線概略断面図（ｂ）、Ｂ−Ｂ線概略断面図（ｃ）である。
図１は、本発明の合せガラスの第一実施形態を示す概略正面図（ａ）、Ａ−Ａ線概略断面図（ｂ）、Ｂ−Ｂ線概略断面図（ｃ）である。
合せガラス１０は、第１のガラス板１１と第２のガラス板１２とが、中間膜１４を介して積層されてなる。第２のガラス板１２の板厚は、第１のガラス板１１の板厚よりも小さい。第２のガラス板１２の外形寸法は、第１のガラス板１１の外形寸法よりも小さい。第２のガラス板１２の外周端は、全周において第１のガラス板１１の外周端よりも内周側に位置している。
第１のガラス板１１と第２のガラス板１２とは、湾曲形状を呈する。第１のガラス板１１は、中央領域１１１と中央領域１１１よりも曲率半径の小さい湾曲形状を備えた外周領域１１２とを有する。水平方向に直交する概略断面図である図１（ｂ）では、中央領域１１１の曲率半径Ｒ１は、外周領域１１２の曲率半径ｒ１より大きい。また、鉛直方向に直交する概略断面である図１（ｃ）では、中央領域１１１の曲率半径Ｒ２は、外周領域１１２の曲率半径ｒ２より大きい。
第２のガラス板１２は、第１のガラス板１１の凹面に中間膜１４を介して第２のガラス板１２の凸面が積層されることで、第１のガラス板１１の中央領域１１１に積層されている。これにより、第２のガラス板１２を強制的に弾性変形させて第１のガラス板１１に倣わせる際に生じやすい、周縁部分のシワを低減することができる。
外周領域１１２における第１のガラス板１１の凹面には、第２のガラス板１２に隣接するように第３のガラス板１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが中間膜を介して積層されている。第２のガラス板１２の端面と第３のガラス板１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの各端面との間には、ブチルゴムやシリコーン樹脂等のシール材が介在してもよい。これによって、第２のガラス板１２の端面と第３のガラス板１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの各端面との間の水密性を高めることができる。
このように構成された合せガラス１０は、第１のガラス板１１の外形形状が正面視で概略台形形状を呈し、概略台形形状の互いに平行する２辺のうち短い方の辺が上辺となるように車体に配置されることで、車両窓に使用できる。
（第二実施形態）
図２は、本発明の合せガラスの第二実施形態を示す概略斜視図であり、図３は、図２の合せガラスの概略正面図（ａ）、Ｃ−Ｃ線概略断面図（ｂ）、Ｄ−Ｄ線概略断面図（ｃ）である。
図２は、本発明の合せガラスの第二実施形態を示す概略斜視図であり、図３は、図２の合せガラスの概略正面図（ａ）、Ｃ−Ｃ線概略断面図（ｂ）、Ｄ−Ｄ線概略断面図（ｃ）である。
合せガラス２０は、第１のガラス板２１と第２のガラス板２２とが、中間膜２４を介して積層されてなる。第２のガラス板２２の板厚は、第１のガラス板２１の板厚よりも小さい。第２のガラス板２２の外形寸法は、第１のガラス板２１の外形寸法よりも小さい。第２のガラス板２２の外周端は、全周のうちの一部において第１のガラス板２１の外周端よりも内周側に位置しており、残りの一部において第１のガラス板２１の外周端にほぼ一致している。第１のガラス板２１の外形形状は、正面視で概略台形形状を呈する。
第１のガラス板２１と第２のガラス板２２とは、湾曲形状を呈する。第１のガラス板２１は、中央領域２１１と中央領域２１１よりも曲率半径の小さい湾曲形状を備えた外周領域２１２とを有する。水平方向に直交する概略断面図である図３（ｂ）では、中央領域２１１の曲率半径Ｒ１は、外周領域２１２ａ，２１２ｄの曲率半径ｒ１より大きい。また、鉛直方向に直交する概略断面である図３（ｃ）では、中央領域２１２の曲率半径Ｒ２は、外周領域２１２ｂ，２１２ｃの曲率半径ｒ２より大きい。
第２のガラス板２２は、第１のガラス板２１の凹面に中間膜２４を介して第２のガラス板２２の凸面が積層されることで、第１のガラス板２１の中央領域２１１に積層されている。
第２のガラス板２２の外形形状は概略台形形状を呈するとともに、この概略台形形状の互いに平行な２辺のうち短い方の辺が上辺、長い方の辺が下辺となっている。そして、第２のガラス板２２の上辺には切欠き部２２１が設けられており、この切欠き部２２１が第１のガラス板の外周領域２１２ａを形成する。こうして、第２のガラス板を強制的に弾性変形させて第１のガラス板に倣わせる際に生じやすい、上辺部分のシワを低減できる。さらに、第１のガラス板２１の両側部に外周領域２１２ｂ，２１２ｃを設けることで、同様に第２のガラス板を強制的に弾性変形させて第１のガラス板に倣わせる際に生じやすい、両側部分のシワを低減できる。
なお本例では、第２のガラス板２２の下辺にも切欠き部２２２が設けられており、この切欠き部２２２が第１のガラス板の外周領域２１２ｄを形成する。このように第２のガラス板２２の上下辺に切欠き部が設けられることは、第１のガラス板２１の鉛直方向の周りの曲率半径ｒ１（上下辺における曲率半径）がより小さい場合、特に下辺中央部における鉛直方向の周りの曲率半径が小さい場合に、好適である。
このように、第１のガラス板の曲率半径の小さい中央領域に第２のガラス板を積層し、かつ第２のガラス板の外周端の一部が第１のガラス板の外周端とほぼ一致している、つまり、第２のガラス板の上辺及び下辺が、第１のガラス板の上辺及び下辺にそれぞれ概略沿って配されていることで、次の効果が得られる。すなわち、合せガラスを車両窓、特にウインドシールドやバックライトに用いた場合、合せガラスは接着剤を介して車体に接合される。接着剤は、合せガラスの凹面周縁部に設けられる。このとき、本実施形態の合せガラスは、凹面周縁部において第１のガラス板と第２のガラス板とが混在する。車体は、走行時、特にカーブなどでの走行時に軋むため、合せガラスも変形する。このような変形が頻繁に生じることを考慮し、第１のガラス板と第２のガラス板とが別々に変形すると、第１のガラス板と第２のガラス板との接合劣化が生じやすくなる。このような継時的な接合劣化を防止するために、第１のガラス板と第２のガラス板とが一体となって変形できるよう、第２のガラス板の周縁部と第１のガラス板の外周領域における周縁部とが、接着剤によって車体に接合されることが好ましい。なお、この凹面周縁部の接着剤が設けられる部分には、暗色層が設けられていることが、接着剤の劣化防止等のために車外から隠ぺいできるために好ましい。この場合、第２のガラス板の周縁部と第１のガラス板の外周領域における周縁部とに暗色層を設けることも、第１のガラス板の凹面周縁全周に暗色層を設けることもできる。暗色層をセラミックペーストの焼成体により形成するためには、第１のガラス板の凹面周縁全周に暗色層を設けることが好ましい。また、第１のガラス板の外周領域のすべてまたは一部を物理強化して、部分強化ガラスにすることもできる。
（第三実施形態）
図４は、第二実施形態の合せガラスを車両のウインドシールドに用いた例を示す概略正面図（ａ）、Ｅ−Ｅ線概略断面図（ｂ）、及び第二実施形態の合せガラスを車両のウインドシールドに用いた別の例のＥ−Ｅ線概略断面図（ｃ）である。図４において第二実施形態の合せガラスと同じ構成については、図２、３と同じ符号を付与している。
図４は、第二実施形態の合せガラスを車両のウインドシールドに用いた例を示す概略正面図（ａ）、Ｅ−Ｅ線概略断面図（ｂ）、及び第二実施形態の合せガラスを車両のウインドシールドに用いた別の例のＥ−Ｅ線概略断面図（ｃ）である。図４において第二実施形態の合せガラスと同じ構成については、図２、３と同じ符号を付与している。
第１のガラス板２１の上辺中央部には、上辺外周領域２１２ａが設けられている。上辺外周領域２１２ａは、中央領域２１１よりも曲率半径の小さい外周領域２１２の少なくとも一部である。上辺外周領域２１２ａには、車両後方の情報を表示する表示部材であるバックモニタ４０が積層されている。バックモニタ４０は、車両の後部に配置されたカメラから得た情報を表示するものである。バックモニタ４０は、液晶表示装置であっても有機ＥＬ表示装置であってもよい。また、これらの表示装置は透明表示装置であってもよい。これらバックモニタ４０は、装置全体として上辺外周領域２１２ａのほぼ全面を覆うように配置されても、上辺外周領域２１２ａの一部に配置されていても、上辺外周領域２１２ａをこえて第２のガラス板２２の一部をも覆うように配置されてもよい。
また、第１のガラス板２１の左右側辺部の少なくとも一部には側辺外周領域２１２ｂ，２１２ｃが設けられている。側辺外周領域２１２ｂ，２１２ｃは、外周領域２１２の少なくとも一部である。第三実施形態の変形例として、側辺外周領域２１２ｂ，２１２ｃに、車両周辺の情報、特にサイドミラーに代わり車両の両脇の情報を表示させることもできるような、各種表示装置（表示部材）が積層されていてよい。さらに、第１のガラス板２１の下辺中央部に設けられた外周領域２１２ｄ（以下、下辺外周領域２１２ｄという）に、車両の走行情報等を表示させる表示部材であるヘッドアップディスプレイが積層されていてよい。これらの場合、（１）上辺外周領域２１２ａにバックモニタを設ける例、（２）側辺外周領域２１２ｂ，２１２ｃに各種表示装置を設ける例、（３）下辺外周領域２１２ｄにヘッドアップディスプレイを設ける例、のいづれか１つ、いくつかまたはすべての組み合わせ、とすることが可能である。
また、表示部材として、バックモニタ４０の代わりに、ルームミラー４１を設けることもできる（図４（ｃ））。この場合、ミラーベースを介して合せガラスの凹面に設けられる従来のルームミラーと同様の構造にすることができる。特に、ミラーベースは板厚の大きい第１のガラス板に接合できるため、接合強度を高く保つことができる。
さらにこれらの変形例として、図１に示した第一実施形態の合せガラスにおける第３のガラス板１３ａに、バックモニタ４０を接合させることができる。すなわち、第１のガラス板１１の上辺外周領域には、バックモニタ４０が、第３のガラス板１３ａを介して積層されていてもよい。
また、第３のガラス板１３ｂ，１３ｃに各種表示装置を接合させることができる。すなわち、第１のガラス板１１の側辺外周領域には、各種表示装置が第３のガラス板１３ｂ，１３ｃを介して積層されていてよい。さらに、第１のガラス１１の下辺外周領域には、第３のガラス板１３ｄにヘッドアップディスプレイを接合させることもできる。すなわち、第１のガラス板１１の下辺外周領域には、ヘッドアップディスプレイが第３のガラス板１３ｄを介して積層されていてよい。
第１のガラス板の板厚は１．５ｍｍ以上４．０ｍｍ以下であり、第２のガラス板の板厚は０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ未満であることが好ましい。
第１のガラス板の板厚は、より好ましくは１．８ｍｍ以上３．５ｍｍ以下、さらに好ましくは２．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である。
また、第２のガラス板の板厚は、より好ましくは０．２ｍｍ以上０．９ｍｍ以下、さらに好ましくは０．３ｍｍ以上０．８ｍｍ以下である。
また、第１のガラス板１１の板厚と、第２のガラス板１２との板厚との比は、好ましくは０．１以上０．５以下、より好ましくは０．１５以上０．４以下である。
このように第１のガラス板２０１の板厚を第２のガラス板よりも大きくすることで、第１のガラス板によって車両窓に必要な剛性を確保しつつ、第２のガラス板の板厚を小さくすることで、車両窓を軽量化できる。第１のガラス板は、板厚または組成などにより、第２のガラス板よりも高い剛性を有することが好ましい。
第２のガラス板は、化学強化ガラス板であることが好ましい。すなわち、第２のガラス板は、イオン交換可能な、例えば、ソーダライムガラス、アルミノシリケートガラス等から適宜選択してなる。
このようなガラス板に用いるガラス組成の一例としては、酸化物基準のモル％で表示した組成で、ＳｉＯ２を５０〜８０％、Ｂ２Ｏ３を０〜１０％、Ａｌ２Ｏ３を０．１〜２５％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏを３〜３０％、ＭｇＯを０〜２５％、ＣａＯを０〜２５％、ＳｒＯを０〜５％、ＢａＯを０〜５％、ＺｒＯ２を０〜５％及びＳｎＯ２を０〜５％含むガラスが挙げられるが、特に限定されない。より具体的には、以下のガラスの組成が挙げられる。なお、例えば、「ＭｇＯを０〜２５％含む」とは、ＭｇＯは必須ではないが２５％まで含んでもよい、の意である。
（ｉ）モル％で表示した組成で、ＳｉＯ２を６３〜７３％、Ａｌ２Ｏ３を０．１〜５．２％、Ｎａ２Ｏを１０〜１６％、Ｋ２Ｏを０〜１．５％、ＭｇＯを５〜１３％及びＣａＯを４〜１０％を含むガラス。
（ｉｉ）モル％で表示した組成で、ＳｉＯ２を５０〜７４％、Ａｌ２Ｏ３を１〜１０％、Ｎａ２Ｏを６〜１４％、Ｋ２Ｏを３〜１１％、ＭｇＯを２〜１５％、ＣａＯを０〜６％及びＺｒＯ２を０〜５％含有し、ＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３の含有量の合計が７５％以下、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの含有量の合計が１２〜２５％、ＭｇＯ及びＣａＯの含有量の合計が７〜１５％であるガラス。
（ｉｉｉ）モル％で表示した組成で、ＳｉＯ２を６８〜８０％、Ａｌ２Ｏ３を４〜１０％、Ｎａ２Ｏを５〜１５％、Ｋ２Ｏを０〜１％、ＭｇＯを４〜１５％及びＺｒＯ２を０〜１％含有するガラス。
（ｉｖ）モル％で表示した組成で、ＳｉＯ２を６７〜７５％、Ａｌ２Ｏ３を０〜４％、Ｎａ２Ｏを７〜１５％、Ｋ２Ｏを１〜９％、ＭｇＯを６〜１４％及びＺｒＯ２を０〜１．５％含有し、ＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３の含有量の合計が７１〜７５％、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの含有量の合計が１２〜２０％であり、ＣａＯを含有する場合その含有量が１％未満であるガラス。
（ｖ）モル％で表示した組成で、ＳｉＯ２を６０〜７０％、Ｂ２Ｏ３を０〜１０％、Ａｌ２Ｏ３を８〜１５％、Ｎａ２Ｏを１０〜１７％、Ｋ２Ｏを０〜３％、ＭｇＯを０〜１０％、ＣａＯを０〜１％、ＺｒＯ２を０〜１％含有し、ＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３の含有量の合計が７６〜８１％、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの含有量の合計が１３〜１６％であるガラス。
また、第２のガラス板は、透明であることが好ましい。それによって、第２のガラス板で近赤外線の低波長領域を吸収しないため、後述する合せガラスの製造例において中間膜を充分加熱できる。ここで、「透明」であるとは、可視光線透過量が８０％以上であることを指す。また、第２のガラス板が透明であることで、第２のガラス板が第１のガラス板をコーティングしたような独特な質感が得られ、意匠上優れた合せガラスが得られる。
第１のガラス板に用いられるガラスに特に制限はないが、重量％で表示した組成で、ＳｉＯ２を６５〜７５％、Ａｌ２Ｏ３を０．１〜５％、ＣａＯを５〜１０％、ＭｇＯを２〜５％、Ｎａ２Ｏを１０〜１５％、Ｋ２Ｏを０〜３％、Ｆｅ２Ｏ３を０．２〜３％含むガラスであれば、近赤外線の低波長領域を吸収できるため、特に好ましい。
また、第１のガラス板、第２のガラス板ともに、それぞれの凸面及び／または凹面に各種機能を発揮し得る機能薄膜が設けられていてもよい。機能薄膜の例としては、赤外線反射膜、はっ水膜、防曇膜等があげられる。
中間膜の材料は、従来の車両用合せガラスに一般に用いられるものでよく、例えばポリビニルブチラール（ＰＶＢ）やエチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等を用いることができる。また、加熱前は液状である熱硬化性樹脂を用いてもよい。すなわち、中間膜は合せガラスとした状態の時に膜状であればよく、ガラス板の接合前の状態で中間膜が液状などであってもよい。
また、中間膜の厚さは、例えば０．５ｍｍ以上４ｍｍ以下のもの、特に２ｍｍ以下のものが好適に用いられる。中間膜の外形寸法は、第２のガラス板とほぼ同じ形状の外形寸法とすることを例示できる。これによって、第２のガラス板が積層されない第１のガラス板の外周領域に接合されるものに応じて、第１のガラス板の外周領域に中間膜以外の接着層を設けることもできる。第２のガラス板に隣接して第３のガラス板を第１のガラス板に積層する場合には、中間膜の外形寸法は第１のガラス板の外形寸法にあわせることもできる。
赤外線遮蔽性剤を配合させた中間膜を用いてもよい。赤外線遮蔽性剤の材質としては、例えばＳｎ、Ｓｂ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｅ、Ｃｓ、Ｉｎ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｍｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｖ、Ｍｏの金属、酸化物、窒化物、硫化物、またはこれらにＳｂもしくはＦをドープしたドープ物からなる微粒子などが例示される。これらの微粒子を単独または複合物として使用することができる。また、これらの単独物または複合物を有機樹脂に混合した混合物、またはこれらの単独物または複合物を有機樹脂で被覆した被覆物を用いてもよい。また、赤外線遮蔽性剤として、着色剤や染料、有機物（フタロシアニン、ナフタロシアニン）などを用いても良い。
また、中間膜はヘッドアップディスプレイ用の断面が楔状でもよい。また、厚さ方向に、異なる粘弾性を有する中間膜などを複数重ねた複層構造でもよい。
上記例において、本発明の合せガラスを車両のウインドシールド、バックライトに用いる例を示したが、本発明の合せガラスは、上下に摺動する車両側窓、ルーフウインドウなど、車両のいづれの窓にも使用できる。車両の軽量化へ貢献しながら剛性を確保し、かつ小さな曲率半径を有するウインドシールドやバックライトに、本発明の合せガラスを使用することは好適である。特に、乗員に対する各種情報を表示できる表示手段を設置しやすくできる点で、ウインドシールドに本発明の合せガラスを使用することは好適である。
このように本発明の合せガラスを車両窓に用いる場合、合せガラスは湾曲形状を呈する。この場合、第１のガラス板の中央領域は、外周領域の曲率半径よりも大きい曲率半径を有する。それは、外周領域が車体形状にあわせて大きく曲げられていることが一般的だからである。このときの中央領域の曲率半径は、上述の通り典型的にはガラス板の鉛直方向の中心線の周りの曲率半径Ｒ２が１００００以上、水平方向の中心線の周りの曲率半径Ｒ１が５０００以上である。このような形状の第１のガラス板に第２のガラス板を積層する際のシワの低減に寄与できる点で、第１のガラス板の鉛直方向の中心線の周りの曲率半径Ｒ２と水平方向の中心線の周りの曲率半径Ｒ１とが、ともに１００００以上であることが好ましい。また、一方の曲率半径が小さくてももう一方の曲率半径がより大きいことも、シワの低減に寄与できる。そのような場合は、鉛直方向の中心線の周りの曲率半径Ｒ２が１５０００以上で水平方向の中心線の周りの曲率半径Ｒ１が５０００以上であることが好ましい。なお、これら曲率半径の上限には特に制限はないが、車両の形状を考慮すると２００００以下が一般的である。
第１のガラス板の外周領域は、中央領域に比べて小さい曲率半径を有する。そのため、外周領域の実面積と投影視での面積との違いは、中央領域の実面積と投影視での面積との違いよりも大きい。したがって、本発明の合せガラスを車両窓に使用する場合、実面積で[外周領域の面積]／[中央領域の面積]の値が０．１以上０．５以下であり、投影視での面積で[外周領域の面積]／[中央領域の面積]の値が０．０５以上０．３以下であると、空力抵抗のより抑えられた曲面でしあがった形状の車体に好適に組みつけられる車両窓にできる。このような合せガラスは、簡便にいうと大きく曲がった合せガラスということができる。そのような合せガラスには、シワの発生という課題が内在しているため、第１のガラス板が、実面積で[外周領域の面積]／[中央領域の面積]の値が０．１以上０．５以下であり、投影視での面積で[外周領域の面積]／[中央領域の面積]の値が０．０５以上０．３以下であることは、有益である。一方、外周領域に比べて大きく曲がっていない中央領域に第２のガラス板が積層されることから、[第２のガラス板の面積]／[第１のガラス板の面積]の値が０．４５以上０．９５以下、特に０．５以上０．９以下であることが、有益である。
（合せガラスの製造例）
合せガラスの製造方法には各種の方法があるが、図５を用いて第二実施形態に係る合せガラスの製造方法の一例を説明する。
合せガラスの製造方法には各種の方法があるが、図５を用いて第二実施形態に係る合せガラスの製造方法の一例を説明する。
第１吸着パッド８０１は湾曲成形された第１のガラス板２１を支持し、第２吸着パッド８０２は、不図示の昇降駆動部に連結され、第２のガラス板２２の面が中間膜２４を介して第１のガラス板２１の面と接触するように押圧する。
溶着ヘッド８０４は、周囲に押し付けユニット８０３を備え不図示の昇降駆動部に連結される。溶着ヘッド８０４は第２吸着パッドと同様に、第２のガラス板２２の面が中間膜２４を介して第１のガラス板２１の面と接触するように押圧しながら、近赤外線のうち低周波長領域を照射することにより、中間膜２４を加熱し、第１のガラス板２１及び第２のガラス板２２と中間膜２４とを接合する。第１のガラス板２１及び第２のガラス板２２と中間膜２４が、安定して接合されるため、合せガラス２０とした際にシワが生じにくくなる。
近赤外線のうち低周波長領域を照射するための光源としては、ハロゲンヒータ、ハロゲンランプ、赤外線乾燥用ランプ、近赤外線領域の光を発する発光ダイオード、半導体レーザー、Ｎｄ−ＹＡＧレーザー、色素レーザー、Ｔｉドープサファイアレーザー等を例示できる。近赤外線のうち低波長領域とは、例えば７００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下の波長の範囲を指す。なお、光源としては、近赤外線のうち低周波領域の光を含んでいればよく、それ以外の波長の光を含んでいてもよい。
まず、図示しないリング状の成形型上に第１のガラス板２１を載置し、図示しない加熱炉内を搬送させることで、第１のガラス板２１を湾曲成形する。その後第１のガラス板２１を第１吸着パッド８０１上に載置し、その上に適切な形状に裁断した中間膜２４を位置決めして載置する。
一方、湾曲成形していない（または多少予備曲げ成形した）第２のガラス板２２を所定位置に位置決めし、第２のガラス板２２の中央部分を吸着パッド８０２ａで、両側領域を吸着パッド８０２ｂ，８０２ｃで吸着保持するとともに、吸着パッド８０２ａを第１のガラス板２１に向けて突出させる。次いで、吸着パッド８０２ｂ，８０２ｃを同様に突出させる。
こうして、第１吸着パッド８０１と第２吸着パッド８０２で第１のガラス板２１、中間膜２４及び第２のガラス板２２の面が、中央部分から周縁部分にむけて順に接着するように押圧する。その後、押し付けユニット８０３で、溶着ヘッド８０４から近赤外線を照射する部位の周囲の第１のガラス板２１、中間膜２４及び第２のガラス板２２をさらに押圧しながら、溶着ヘッド８０４から近赤外線を照射して溶着する。第１のガラス板２１及び第２のガラス板２２と中間膜２４が、安定して接合されるため、合せガラス２０とした際にシワが生じにくくなる。
その後、溶着した箇所を図示しない冷却装置によって急冷し、数点が溶着され仮接着された合せガラスを得る。
ここで、溶着時の中間膜２４の温度は、９０℃以上１５０℃以下であることが好ましく、近赤外線の照射時間は１０秒以下、好ましくは７秒以下、さらに好ましくは５秒以下である。また、冷却時間は２０秒以下、好ましくは１５秒以下、さらに好ましくは１０秒以下である。第１のガラス板２１及び第２のガラス板２２と中間膜２４が、安定して接合されるため、合せガラス２０とした際にシワが生じにくくなる。
また、急冷の速度、急冷の速度の変化率、急冷前温度などの条件をコントロールすることで、仮接着位置及びその周囲において、より安定してガラス板と中間膜が接着され、シワを生じにくくすることができる。
次に、以上のようにして得られた、仮接着された合せガラスを袋体に入れ、真空ポンプにより袋体内部の気体を排出することにより圧力を下げ、袋体と仮接着された車両用合せガラスとを密着させる。気体を排出することにより、この状態では袋体内部が大気圧によって押しつぶされ、第１のガラス板２１、中間膜２４及び第２のガラス板２２とは、圧力がかけられた状態で密着する。この状態で、加熱装置により加熱され、仮接着されたガラス板は予備圧着される。
また、予備圧着の別の方法として、加熱しながら一対の加圧ローラーを通過させることによって、予備圧着してもよい。一対の加圧ローラーは、ローラーの間隔が、仮接着された車両合せガラス板よりも小さくなっている。このため、仮接着された車両合せガラス板が加圧ローラーを通過する際に、第１のガラス板２１及び第２のガラス板２２が押し付けられる。よって仮接着された合せガラス板の内部に存在する空気が押し出され、予備圧着されたガラスを得る。
その後、予備圧着された合せガラスは、オートクレーブによって本圧着され、合せガラス２０が得られる。
本発明によれば、板厚の異なる２枚以上のガラス板を用いており、板厚の小さいガラス板の外形寸法を板厚の大きいガラス板の外形寸法より小さくしたことで、シワの低減された湾曲した合せガラスを提供できる。特に本発明の合せガラスは、車両の軽量化へ貢献しながら剛性を確保し、かつ小さな曲率半径を有するウインドシールドやバックライトに、好適に使用できる。
１０、２０ 合せガラス
１１、２１ 第１のガラス板
１２、２２ 第２のガラス板
１３ 第３のガラス板
１４、２４ 中間膜
４０ バックモニタ
４１ ルームミラー
１１１、２１１ 中央領域
１１２、２１２ 外周領域
２１２ａ 上辺外周領域
２１２ｂ、２１２ｃ 側辺外周領域
２１２ｄ 下辺外周領域
８０１ 第１吸着パッド
８０２ａ、８０２ｂ、８０２ｃ 第２吸着パッド
８０３ 押し付けユニット
８０４ 溶着ヘッド
１１、２１ 第１のガラス板
１２、２２ 第２のガラス板
１３ 第３のガラス板
１４、２４ 中間膜
４０ バックモニタ
４１ ルームミラー
１１１、２１１ 中央領域
１１２、２１２ 外周領域
２１２ａ 上辺外周領域
２１２ｂ、２１２ｃ 側辺外周領域
２１２ｄ 下辺外周領域
８０１ 第１吸着パッド
８０２ａ、８０２ｂ、８０２ｃ 第２吸着パッド
８０３ 押し付けユニット
８０４ 溶着ヘッド
Claims (20)
- 第１のガラス板と、板厚が前記第１のガラス板より小さい第２のガラス板とが、中間膜を介して積層された合せガラスにおいて、
前記第２のガラス板の外形寸法が前記第１のガラス板の外形寸法よりも小さく、前記第２のガラス板の外周端の少なくとも一部が前記第１のガラス板の外周端よりも内周側に位置し、
前記第１のガラス板及び前記第２のガラス板が湾曲形状を呈しており、前記第１のガラス板の凹面に前記中間膜を介して前記第２のガラス板の凸面が積層され、
前記第１のガラス板が、中央領域と、該中央領域よりも大きく曲げられ、曲率半径の小さい前記湾曲形状を備えた外周領域とを有し、
前記第２のガラス板が、前記中央領域に積層され、
実面積で、[前記外周領域の面積]／[前記中央領域の面積]の値が０．１以上０．５以下であり、
前記合せガラスの凸面を上にして水平面に置き、垂直上方から投影して見る投影視で、[前記外周領域の面積]／[前記中央領域の面積]の値が０．０５以上０．３以下である、ことを特徴とする合せガラス。 - 前記第２のガラス板の外周端の一部が前記第１のガラス板の外周端よりも内周側に位置する、請求項１に記載の合せガラス。
- 前記第１のガラス板の板厚が１．５ｍｍ以上４．０ｍｍ以下であり、前記第２のガラス板の板厚が０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である、請求項１または２に記載の合せガラス。
- 前記第１のガラス板の板厚と前記第２のガラス板の板厚との比が、０．１以上０．５以下である、請求項１〜３の何れか一項に記載の合せガラス。
- 前記第２のガラス板が化学強化ガラス板である、請求項１〜４の何れか一項に記載の合せガラス。
- 実面積で、[前記第２のガラス板の面積]／[前記第１のガラス板の面積]の値が０．４５以上０．９５以下である、請求項１〜５の何れか一項に記載の合せガラス。
- 前記中間膜の外形寸法は、前記第２のガラス板とほぼ同じ形状である、請求項１〜６の何れか一項に記載の合せガラス。
- 前記外周領域における前記第１のガラス板の凹面には、前記第２のガラス板に隣接するように第３のガラス板が前記中間膜を介して積層されている、請求項１〜６の何れか一項に記載の合せガラス。
- 前記第２のガラス板と前記第３のガラス板との間にはシール材が設けられている、請求項８に記載の合せガラス。
- 前記第１のガラス板の外形形状が略台形形状を呈し、該略台形形状の互いに平行する２辺のうち短い方の辺が上辺となる、請求項１〜９の何れか一項に記載の合せガラスを用いた、車両窓。
- 前記中央領域の曲率半径は、前記第１のガラス板の鉛直方向の中心線の周りの曲率半径Ｒ２が１００００ｍｍ以上、水平方向の中心線の周りの曲率半径Ｒ１が５０００ｍｍ以上である、請求項１０に記載の車両窓。
- 前記曲率半径Ｒ２と前記曲率半径Ｒ１とが、ともに１００００ｍｍ以上である、請求項１１に記載の車両窓。
- 前記曲率半径Ｒ２が１５０００ｍｍ以上、前記曲率半径Ｒ１が５０００ｍｍ以上である、請求項１１に記載の車両窓。
- 前記曲率半径Ｒ２と前記曲率半径Ｒ１とが、ともに２００００ｍｍ以下である、請求項１１〜１３の何れか一項に記載の車両窓。
- 前記車両窓の周縁に向かうほど、前記第１のガラス板の曲率半径は小さくなる、請求項１０〜１４の何れか一項に記載の車両窓。
- 前記第１のガラス板の外形形状が略台形形状を呈し、該略台形形状の互いに平行する２辺のうち短い方の辺が上辺となる、請求項１〜７の何れか一つの合せガラスを用いた車両窓であって、前記上辺の中央部分が、前記外周領域の少なくとも一部である上辺外周領域であり、該上辺外周領域に第１の表示部材が積層されている、車両窓。
- 前記第１のガラス板の外形形状が略台形形状を呈し、該略台形形状の互いに平行する２辺のうち短い方の辺が上辺となる、請求項１〜７の何れか一つの合せガラスを用いた車両窓であって、前記略台形形状の側辺の少なくとも一部が、前記外周領域の少なくとも一部である側辺外周領域であり、該側辺外周領域に第２の表示部材が積層されている、車両窓。
- 前記第１のガラス板の外形形状が略台形形状を呈し、該略台形形状の互いに平行する２辺のうち短い方の辺が上辺となる、請求項８または９の合せガラスを用いた車両窓であって、前記上辺の中央部分が、前記外周領域の少なくとも一部である上辺外周領域であり、該上辺外周領域に第１の表示部材が前記第３のガラス板を介して積層されている、車両窓。
- 前記第１のガラス板の外形形状が略台形形状を呈し、該略台形形状の互いに平行する２辺のうち短い方の辺が上辺となる、請求項８または９の合せガラスを用いた車両窓であって、前記略台形形状の側辺の少なくとも一部が、前記外周領域の少なくとも一部である側辺外周領域であり、該側辺外周領域に第２の表示部材が前記第３のガラス板を介して積層されている、車両窓。
- 前記第２のガラス板の外形形状が略台形形状を呈するとともに、該略台形形状の互いに平行する２辺のうち短い方の辺が上辺となり、長い方の辺が下辺となる、請求項１〜７の何れか一つの合せガラスを用いた、車両窓であって、前記第２のガラス板の上辺及び下辺は前記第１のガラス板の上辺及び下辺にそれぞれ略沿って配されるとともに、前記第２のガラス板の上辺の中央部分及び／または前記第２のガラス板の下辺の中央部分には切欠き部が設けられて、前記第１のガラス板の前記外周領域を形成してなる、請求項１６または１７に記載の車両窓。
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