JP6868396B2 - 窓ガラス - Google Patents
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Description
前記第2給電部から延びる第2アンテナエレメントと、を備え、前記第1アンテナエレメント及び第2アンテナエレメントにより、第1メディアの周波数域の電波を受信するように構成され、前記第1アンテナエレメント及び第2アンテナエレメントは、ともに前記デフォッガと容量結合している。
図1に示すように、本実施形態に係る車両用窓ガラスは、ガラス板1上に、デフォッガ2と、DAB(Digital Audio Broadcast)アンテナ3とが、実装されている。以下、各部材について、順に説明する。
ガラス板1は、自動車用の公知のガラス板を利用することができる。例えば、ガラス板1として、熱線吸収ガラス、一般的なクリアガラス若しくはグリーンガラス、又はUVグリーンガラスが利用されてもよい。ただし、このようなガラス板1は、自動車が使用される国の安全規格に沿った可視光線透過率を実現する必要がある。例えば、日射吸収率、可視光線透過率などが安全規格を満たすように調整することができる。以下に、クリアガラスの組成の一例と、熱線吸収ガラス組成の一例を示す。
SiO2:70〜73質量%
Al2O3:0.6〜2.4質量%
CaO:7〜12質量%
MgO:1.0〜4.5質量%
R2O:13〜15質量%(Rはアルカリ金属)
Fe2O3に換算した全酸化鉄(T−Fe2O3):0.08〜0.14質量%
熱線吸収ガラスの組成は、例えば、クリアガラスの組成を基準として、Fe2O3に換算した全酸化鉄(T−Fe2O3)の比率を0.4〜1.3質量%とし、CeO2の比率を0〜2質量%とし、TiO2の比率を0〜0.5質量%とし、ガラスの骨格成分(主に、SiO2やAl2O3)をT−Fe2O3、CeO2及びTiO2の増加分だけ減じた組成とすることができる。
次に、デフォッガ2について説明する。図1に示すように、デフォッガ2は、ガラス板1における垂直方向の中央付近に配置されており、ガラス板1の左右方向全体に亘って延びるように形成されている。具体的には、このデフォッガ2は、ガラス板1の両側縁に沿って上下方向に延びる一対の給電用のバスバー21a、21bを備えている。ここでは、説明の便宜のため、左側のバスバーを第1バスバー21aと称し、右側のバスバーを第2バスバー21bと称することとする。そして、両バスバー21a、21bの間には、複数の水平エレメント(水平加熱線)22が所定間隔をおいて平行に配置されており、バスバー21a、21bからの給電により、防曇用の熱が発生するようになっている。また、このデフォッガ2には、上下方向に延びる3本の垂直エレメント41〜43が設けられている。ここでは、説明の便宜のため、左側の垂直エレメントを左垂直エレメント41、中央の垂直エレメントを中央垂直エレメント42、右側の垂直エレメントを右垂直エレメント43と称することとする。これら垂直エレメント41〜43は、すべての水平エレメント22と交差するように、最も上方にある水平エレメント(以下、最上部水平エレメントという)221と、最も下方にある水平エレメント(以下、最下部水平エレメントという)222とを結ぶように延びている。
Pmin<α・λ1/2 (1)
P2<α・λ1/2 (2)
次に、DABアンテナ3について説明する。本実施形態に係るDABアンテナ3は、ガラス板1において、デフォッガ2の下方に配置されている。具体的には、第1バスバー21aと左垂直エレメント41との間に配置された第1給電部31と、この第1給電部31の右側に配置された第2給電部32とを備えている。さらに、このDABアンテナ3は、第1給電部31から右側へ延びる第1アンテナエレメント33と、第2給電部32から右側へ延びる第2アンテナエレメント34とを備えている。
上記のようなデフォッガ2、DABアンテナ3は、導電性を有する導電性材料をガラス板1の表面に所定の線状のパターンを有するように積層することで形成することができる。そのような材料としては、導電性を有していればよく、実施の形態に適宜選択可能であり、一例として、銀、金、白金等を挙げることができる。この上記各部材は、例えば、銀粉末、ガラスフリット等を含む導電性の銀ペーストをガラス板1の表面に印刷し焼成することによって形成することができる。
次に、本実施形態に係る窓ガラスの製造方法を説明する。本実施形態に係る窓ガラスのガラス板1は、プレスによって成形するプレス成形工法、ガラス板1の自重で曲げる自重曲げ工法等によって成形することができる。
従来例で示すDABアンテナも第1給電部と第2給電部とを有しているが、これらの給電部は、通常は近接した位置にある。しかし、スペース的な問題や各エレメントの長さは、そのメディアに適した長さである必要があることから、従来例では、第1アンテナエレメントを容量結合させるのみであった。すなわち、第1アンテナエレメントと第2アンテナエレメントの両方を容量結合させるという技術思想はなかった。特に、リアガラスは、金属製の車体やドアに取り付けられることが一般的であり、接地線側は金属製の車体等に接続(直接する場合の他、容量結合の場合も含む。以下同じ)させると性能が十分に担保できるため、第1及び第2アンテナエレメントの両方をデフォッガに容量結合させるという技術思想はなかった。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。なお、以下の変形例は適宜組み合わせることができる。
DABアンテナ3の位置は、デフォッガ2と容量結合できる位置であれば、特には限定されない。したがって、デフォッガ2の中央付近、あるいは、デフォッガ2の上方であってもよい。また、各アンテナエレメント33、34の形状、向きも特には限定されず、例えば、両アンテナエレメント33、34が互いに反対方向を向くように形成されていてもよい。
補助エレメント5の形状、位置も特には限定されず、上記のようなL字形状以外でもよい。位置については、上述したとおりであるが、中央垂直エレメント42の近傍、あるいはDABアンテナ3が配置されている側のバスバー21aに接続されれば、受信性能の向上に寄与する。また、複数の補助エレメントを設けることもでき、これらのいずれかと第2アンテナエレメント34とが容量結合すればよい。
DABアンテナ3と補助エレメント5との位置関係も特には限定されない。例えば、上記実施形態では、第2アンテナエレメント34が補助エレメント5よりも上側に配置されているが、下側であってもよい。
上記実施形態では、第1及び第2アンテナエレメント33、34は、補助エレメント5を含むデフォッガ2の異なる位置に容量結合されているが、その位置は特には限定されない。例えば、第1給電部31及び第1アンテナエレメント33と、第2給電部32及び第2アンテナエレメント34を、デフォッガの上下に、それぞれ配置することもできる。また、第1及び第2アンテナエレメント33、34を同じ箇所で容量結合させることもできる。但し、第1及び第2アンテナエレメント33、34が、デフォッガ2の異なる箇所において容量結合すると、各アンテナエレメント33、34に流れる電流を増やすことができ、これによって受信性能を向上することができる。また、異なる箇所において容量結合をすると、デフォッガ2の全体で受信したエネルギーを効率的に第1給電部31及び第2給電部32に供給することができる。なお、異なる箇所とは、例えば、容量結合の端から端までの距離が25mm以上離れている場合をいい、50mm以上離れていることが好ましく、100mm以上離れていることがさらに好ましい。
補助エレメント5は、必ずしも必要ではなく、例えば、図2に示すように、第1及び第2アンテナエレメント33、34を、ともにデフォッガ2の最下部水平エレメント222に容量結合させることもできる。
デフォッガ2に設けられる垂直エレメントの数、位置は特には限定されず、適宜変更することができる。
上記実施形態では、本発明のアンテナの一態様として、DABアンテナ3が設けられているが、本発明のアンテナを、他のメディア、つまりFMなどの放送波を受信するアンテナに対して適用することもできる。また、上記実施形態では、第1アンテナエレメント第2アンテナエレメントとでDABアンテナを構成しているが、これに限定されるものではなく、DABアンテナと他のメディアに係るアンテナ、例えばFMアンテナとを組み合わせた共用アンテナを構成することもできる。
上記実施形態では、本発明に係る窓ガラスを、自動車のリアガラスに適用した例を示したが、このリアガラスが取り付けられる車両は、樹脂製または金属製のいずれであってもよい。例えば、窓用開口部を有する樹脂製のカバー部材を備えたバックドアに、本発明の窓ガラスを取り付けることができる。また、本発明者によれば、この窓ガラスが取り付けられる車両やドアが、樹脂製あるいは金属製に関わらず、芯線側のアンテナエレメントと接地線側のアンテナエレメントの両方でデフォッガ2と容量結合させると、つまり、換言すると、接地線側のアンテナエレメントとデフォッガ2を容量結合させて、デフォッガ2をグラウンドとして機能させると、金属製の車体等と直結させるより効果がある事がわかった。
また、本発明の窓ガラスを自動車のリアガラス以外のガラスに適用することもできる。
測することで評価した。
の中央の点で54度傾斜、上下方向の上辺の点で45度傾斜
・角度分解能:角度3度毎に車両を360度回転させて測定
・周波数分解能:174MHz〜240MHzの範囲で3MHz毎に測定
・電波の発信位置とアンテナとの仰角:1.7度(地面と水平方向を0度、天頂方向を90度とする)
なお、各DAB用ガラスアンテナの感度は、半波長ダイポールアンテナを基準とする相対利得(dBd)で定義した。受信機と各DAB用ガラスアンテナとの間にはアンプを設けず、スルーケーブルを利用した。
以下、実施例1、比較例1、2の受信性能について検討する。図3に示すように、実施例1は上記実施形態と同様の構成である。図4は比較例1を示すが、比較例1が実施例1と相違するのは、補助エレメントの有無であり、比較例1では補助エレメントを設けていない。また、図5は比較例2を示すが、比較例2が実施例1と相違するのは、補助エレメントの向きであり、調整エレメンの第2部位は右側を向いている。そのため、補助エレメントと第2アンテナエレメントとは容量結合していない。また、第2アンテナはデフォッガの他の部位とも容量結合していない。
図7に示す実施例2を準備した。この実施例2は、実施例1と異なり、補助エレメントの第2部位が、第2アンテナエレメントの上側を通過するように形成されている。その他の構成は、実施例1と同じである。
以下では、補助エレメントと最下部水平エレメントとの接続位置について評価した。実施例2は、補助エレメントの第1部位が、中央垂直エレメントと最下部水平エレメントとの交差部分に接続されているが、以下の表1に示すように、この位置から右側または左側に接続位置を変更した実施例3〜9を準備し、受信性能を算出した。なお、以下の表では、中央垂直エレメントと最下部水平エレメントとの交差部分を原点とし、ここから左側をマイナス、右側をプラスとして、接続位置を示している。
実施例9及び比較例3について評価した。図10に示す実施例9が、実施例1と相違するのはDABアンテナの位置である。すなわち、実施例9では、補助エレメントの第1部位の右側近傍に、第1給電部を配置し、この第1給電部の左側に第2給電部を配置した。そして、第1給電部に接続された第1アンテナエレメントは左側に延びつつ、最下部水平エレメントと容量結合している。一方、第2給電部に接続された第2アンテナエレメントは、補助エレメントの第2部位の上側で、この第2部位に沿って左側に延びている。これにより、第2アンテナエレメントは、補助エレメントと容量結合している。
実施例9とは補助エレメントの接続位置が異なる実施例10を準備した。図13に示すように、この実施例10では、補助エレメントの第1部位を左側の第1バスバーの下端部付近に接続し(具体的には、第1バスバーから右側へ50mm)、第2部位を、第1部位の下端部から右側へ延びるように接続した。その他のアンテナに関する構成は実施例9と同じである。
図15に示す実施例11を準備した。実施例10では、補助エレメントの第2部位の上側を第2アンテナエレメントが通過するように構成されているが、実施例11では、補助エレメントの第1部位を短くし、第2部位の下側を第2アンテナエレメントが通過するように構成されている。
以下では、補助エレメントと最下部水平エレメントとの接続位置について評価した。実施例10は、補助エレメントの第1部位が、左側のバスバー付近に接続されているが、以下の表2に示すように、補助エレメントの第1部位の接続位置を変更した実施例12〜15を準備し、受信性能を算出した。なお、以下の表では、左側のバスバーを原点とし、ここから右側をプラスとして、接続位置を示している。
補助エレメントを2本設けた実施例15を準備した。図18に示すように、実施例15は、実施例9に加え、実施例10のような左側のバスバーに接続される補助エレメントが設けられている。結果は、図19に示すとおりである。同図に示すように、補助エレメントを2本有する実施例15は、補助エレメントを1本ずつ有する実施例9と実施例10の概ね中間の受信性能を示すことが分かった。なお、DABの周波数域における受信感度の平均は、実施例15が−6.6dBdであった。
実施例10から第1アンテナエレメントの延びる方向を変えた実施例16を準備した。図20に示すように、実施例16では、第1アンテナエレメントを右側に延ばしているが、その他の点は、実施例10と同じである。また、図21に示すように、実施例16から補助エレメントを取り外した比較例4を準備した。
実施例16と同じアンテナの構造を有する実施例17を準備した。但し、実施例17では、第1給電部が接地線に接続され、第2給電部が芯線に接続されている。結果は、図23に示すとおりである。図23に示すように、実施例17は、実施例16に比べ、約225MHz以上の周波数域で受信性能が大きく低下することが分かった。したがって、第1給電部に芯線を接続し、第2給電部に接地線を接続する方が受信性能が良好であることが分かった。なお、DABの周波数域における受信感度の平均は、実施例17が−7.0dBdであった。
2 :デフォッガ
21a :バスバー
21b :バスバー
22 :水平エレメント(水平加熱線)
3 :DABアンテナ
31 :第1給電部
32 :第2給電部
33 :第1アンテナエレメント
34 :第2アンテナエレメント
Claims (6)
- ガラス板と、
前記ガラス板上に形成された1対のバスバー、及び前記1対のバスバーを連結する複数の水平加熱線を有するデフォッガと、
前記ガラス板上に形成されたアンテナと、
を備え、
前記アンテナは、
第1給電部と、
前記第1給電部から延びる第1アンテナエレメントと、
第2給電部と、
前記第2給電部から延びる第2アンテナエレメントと、
を備え、
前記第1アンテナエレメント及び第2アンテナエレメントにより、第1メディアの周波数域の電波を受信するように構成され、
前記第1アンテナエレメント及び第2アンテナエレメントは、ともに前記デフォッガと容量結合しており、
前記デフォッガは、いずれかの前記水平加熱線から延びる補助エレメントを有しており、
前記第1アンテナエレメント及び第2アンテナエレメントの少なくとも一方は、前記補助エレメントと容量結合し、
前記補助エレメントは、前記水平加熱線のうち、最上部または最下部の水平加熱線から延びており、
前記デフォッガは、少なくとも前記補助エレメントが接続された前記最上部または最下部の水平加熱線を含む複数の前記水平加熱線と交差する第1垂直エレメントを備えており、
前記第1垂直エレメントと前記補助エレメントとの距離が100mm以下である、窓ガラス。 - 前記第1アンテナエレメント及び第2アンテナエレメントは、前記デフォッガの異なる部位において、それぞれ容量結合している、請求項1に記載の窓ガラス。
- 前記デフォッガは、前記第1垂直エレメントよりも前記第1給電部または第2給電部側に配置され、複数の前記水平加熱線と交差する第2垂直エレメントを備えており、
前記第1垂直エレメントと第2垂直エレメントとの距離をL、前記ガラス板の波長短縮率をα、前記第1メディアの周波数域に対応する最短波長をλとしたとき、L≦α・λ/2を充足する、請求項1または2に記載の窓ガラス。 - 前記第2給電部は接地されている、請求項1から3のいずれかに記載の窓ガラス。
- 前記第1メディアは、DABである、請求項1から4のいずれかに記載の窓ガラス。
- 請求項1から5のいずれかに記載の窓ガラスと、
前記窓ガラスが取り付けられる窓用開口部を有し、当該窓ガラスを支持する樹脂製のカバー部材と、
を備えている、バックドア。
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