KR20170033304A - 일체형 비이동식 블라인드를 갖춘 파노라마 확장형 윈드쉴드 - Google Patents

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KR20170033304A
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에스테테 마리오 아르투로 만하임
산토스 안드레스 페르난도 사르미엔토
피구에레도 카미요 이그나시오 쿠에르보
레이 마누엘 레오나르도 세라노
로드리게스 줄리아나 쇼트보르
레예스 지미 알렉산더 퀴하노
찰스 에스. 보에트첼
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에이지피 아메리카 에스.에이.
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Abstract

차량 방풍 유리(14)는 작은 항력 계수를 제공하기 위해서 그리고 운전자에게 더 넓은 파노라마 수직 조망 각도를 제공하기 위해서 확장된 상단 연부(15)를 구비하고, 통합된 음영 수단을 가지며, 이동 가능 부분을 가지지 않으며, 광 투과율을 전기적으로 변화시킬 수 있는 재료를 이용하며, 통상적인 기계적 블라인드의 미감을 흉내내는 제어 수단을 구비한다. 여러 실시예의 양태는: 절환 가능한 단편화된 선 바이저(22), 통합된 솔리드 스테이트 조명, 중앙 콘솔의 부착을 위한 장착 수단, 제어 수단, 사용자 프로그래밍 가능 인터페이스, 터치 화면 인터페이스, 터치 감응형 활성화부, 소리 방출 수단, 실질적으로 전체 지붕의 포함, 실질적으로 전체 지붕 및 후방 창(12)의 포함, 그리고 글레이징 면적의 전부 또는 일부 내의 색조, 열 반사, 열 흡수 또는 광변색 코팅, 필름 또는 중간 층의 임의 조합을 포함한다.

Description

일체형 비이동식 블라인드를 갖춘 파노라마 확장형 윈드쉴드{PANORAMIC EXTENDED WINDSHIELD WITH INTEGRATED NON-MOVING BLIND}
여기에서 개시된 발명은 파노라마 자동차 글레이징(glazing)에서 PDLC 및 SPD와 같은, 전기 제어식 가변 광 투과율 필름의 이용에 관한 것이다.
인용된 참고자료
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비특허 문헌
SAE J903-1999 1999 SAE
제품 및 프로세스에 대한 규정 표준 및 재원은 종종 기존의 기술을 기초로 하여 작성된다. 이는 실용적이고 실리적인 접근 방식으로서 이해될 수 있다. 종종, 이상적인 기술이 경제적이지 않거나 달성 불가능할 수 있다.
이러한 기술 기반의 표준이 가지는 시간에 걸친 주요 문제점은, 일부 강제적인 이유가 존재하지 않는 한, 기술이 변화됨에 따라 그러한 표준이 가끔씩 개정된다는 것이다.
차량에 대한 전방 운전자 시야 요건이 정부 규정에 의해서 정해져 있다. 그 의도는 차량을 안전하게 운전하기 위한 적절한 조망을 운전자가 가질 수 있게 보장하기 위한 것이다. 단지 인간의 요인에 기초한 이상적인 것은, 모든 방향으로 막힘 없는 조망을 가질 수 있는 것이다. 이는 불가능하거나 실용적이지 못하다. 차량의 구조적 요건이 주어지면, 그러한 이상적인 것에 대한 타협이 이루어져야 한다.
운전자 시야 구역의 상단을 결정하기 위한 프로세스가 도 1에 도시되어 있다. 규정은 방풍 유리의 투명 부분(12)의 최소 치수를 결정한다. 미국에서, 승용차 방풍 유리에 대한 전방 운전자 시야 구역은, 1964년에 최초로 발행되었던, SAE J903, 승용차 방풍 유리 와이퍼 시스템(Passenger Car Windshield Wiper Systems)에 의해서 규정되었다. J903이 5년 마다 검토되었으나 그 최초 도입 이후에 크게 변경되지 않고 유지되고 있다. 마지막 업데이트가 1999년에 있었다.
J903이 최초로 발행되었던 때, 방풍 유리는 전형적으로 거의 수직인 설치 각도(108)로 설치되었고 수직 곡률을 가지지 않거나 거의 가지지 않았다. 흥미롭게도, 50년대 중반부터 60년대 중반을 통해서 생산된 몇몇 모델에는 소위 파노라마 방풍 유리가 장착되었다. 이러한 방풍 유리는, A-필라가 전형적으로 점유하는 지역 내부로 그리고 그 주위를 둘러싸도록 수직 연부를 확장하였다. 둘러싸는 반경이 작기 때문에, 이러한 지역 내의 광학적 품질은 열등하였다.
J903에 따른, 방풍 유리 운전자 시야 구역은 설치 각도(108)에서의 방풍 유리로 계산되었다. 설치 각도(108)는 수직 중심선(106)의 상단 지점과 하단 지점을 연결하는 코드(104)의 수평선(102)에 대한 각도이다. SAEJ903는, J903에 의해서 "아이립시스(eyelipsise)"로서 규정된 타원형 형상을 생성하기 위해서 운전자의 인구 통계 분석의 이용을 요구한다. 아이립시스는, 인구의 대부분의 눈 지점을 포함하는 지역을 경계짓는다. 시야 구역의 상단 연부를 결정하기 위해서, 통계적으로 키가 큰 운전자의 눈 지점(100)이 이용된다. 차량에 대한 "아이립시스"를 규정한 후에, J903은 키가 큰 운전자의 눈 지점을 통과하는 수평 평면을 생성할 것 그리고 이어서 운전자의 눈 지점을 중심으로 평면을 10도 만큼 위쪽으로 회전시킬 것을 요구한다. 회전된 평면과 방풍 유리의 교차부는 운전자의 시야 구역의 상단을 형성한다. 이러한 가상선(14)은 AS1 라인으로 알려져 있다. 정부 안전 규정은, 이러한 위치가 모든 방풍 유리 상에 영구적으로 표기될 것을 요구한다. 미국에서 판매되는 차량의 경우에 AS1 표기 아래의 지역은 적어도 70%의 광 투과율을 가져야 하고, 후사경, 검은 띠(10), 또는 임의의 다른 물체에 의해서 달리 가려지지 않아야 한다. 유럽 연합에서 제조된 차량의 경우에 시야 구역은, AS1 선 아래의 광 투과율이 적어도 75%가 되어야 할 것을 요구하는 하나의 주요 예외를 제외하고, 미국 규정과 유사한 ECE R43을 준수하여야 한다.
구역의 하단을 계산하기 위한 방법은 상단에 대해서 이용되는 방법과 유사하나, 통계적으로 키가 작은 운전자의 눈 지점 및 더 작은 회전 각도를 기초로 한다. 최종 결과는 20도 미만의 총 최소 운전자 시야 구역 각도이다. 이러한 것이 대부분의 운전 조건에 적절하지만, 이는, 내리막길을 대면할 때와 같은 일부 상황하에서, 그러한 제한된 조망으로, 높이 장착된 신호 및 표지를 보는 것을 어렵게 할 수 있다. 세계의 일부 부분에서, 이러한 이유로 머리 위쪽의 신호등에 더하여 운전자 눈-높이의 교통 신호등이 이용된다.
도 1에 도시된 방풍 유리는 23도의 설치 각도를 갖는다. 지붕의 시트 금속(16)과 방풍 유리가 만나는 방풍 유리의 상단 연부에서, 지붕의 시트 금속이 방풍 유리에 대해서 접선이 되는 것을 확인할 수 있다. 만약 방풍 유리의 상단 연부가 단지 10 내지 15 cm 만큼 확장된다면, 운전자의 시야가 수평에 대한 10도로부터 45도 또는 그보다 양호하게 증가될 수 있다. 방풍 유리 및 시트 금속(16)의 사시도가 도 2에 도시되어 있다.
일찍이, 도 1에 도시된 바와 같은, 작은 방풍 유리 설치 각도는 탄환 열차, 고속 이그조틱카(exotics cars) 및 경주용차에 적용되었다. 연료 가격 상승 및 정부의 효율성 요건에 응답하여, 자동자 제조자들은 그들의 차량의 공기역학적 항력 인자에 세심한 주의를 기울여 왔다. 공기역학적 항력으로 인한 차량 손실은 차량의 속력에 대해서 지수함수적으로 증가되고 빠른 속력에서 상당히 커진다. 공기역학적 항력을 계산하기 위한 공식은:
FD = ½ρν2CDA 이며,
여기에서
FD는 항력이고;
ρ는 공기의 질량 밀도이고,
ν는 차량의 속도이며;
A는 차량의 전방 면적이고; 그리고
CD는 항력 계수이고, 차량의 형상을 고려한 0과 1 사이의 숫자이다.
속력이 2배가 됨에 따라 손실은 4배가 된다. 40 kph에서, 손실은 20 kph에서의 손실의 4배가 되고, 80 kph에서의 손실은 20 kph에서의 손실의 16배가 된다.
편평한 상자 유사 전방 단부를 가지는 차량은 1에 근접한 항력 계수를 가질 수 있는 반면, 고속 열차 또는 이그조틱카는 0.3 미만일 수 있다. 그 값이 작을수록, 차량이 보다 연료 효율적이 될 것이다. 그에 따라, 작은 설치 각도를 가지는 방풍 유리가, 더 큰 각도를 가지는 방풍 유리 보다 더 효율적이 될 것이고, 다른 모든 경우에도 마찬가지일 것이다.
설계자는 또한 항력의 다른 원인을 감소 또는 제거하고자 노력하여 왔다. 유리의 연부와 시트 금속 사이의 불연속부가 항력의 원인이 되고 또한 객실 소음의 원인이 된다. 이로 인해서, 편평한(flush) 글레이징 및 장식적인 트림 및 몰딩의 제거를 향한 경향을 가지게 되었다. 통상적인 방풍 유리의 상단 연부는, 난류적인 에너지 소비 공기 유동이 방풍 유리와 시트 금속 사이의 계면에서 발생되는 지역 중 하나이다. 지붕-선 내로 계면을 이동시키는 것은 항력을 개선할 것이나, 이는 일반적으로 실시되지 않았다.
작은 설치 각도는 또한, 지붕의 시트 금속이 방풍 유리에 대해서 접선이 되도록 그리고 방풍 유리로부터 대략적으로 수평인 지붕까지 큰 반경의 전이부(large radii transition)를 가지도록, 지붕의 시트 금속이 설계될 수 있게 한다. 이는, 전이 지역에서 양호한 광학적 성질(optics)을 가질 것이고 통상적인 유리 굽힘 프로세스로 제조될 수 있으며 통상적인 유리 굽힘 프로세스로 경제적으로 제조될 수 있는, 수직 방향을 따른 파노라마 조망 각도를 가지는 방풍 유리를 생산할 수 있게 한다.
US 6118410 A에서, 내기(Nagy) 등은 방풍 유리의 상단 연부를 확장시켜, 시야 또는 공기역학 보다는 GPS, GSM, 위성 및 다른 신호를 위해서 이용되는 "안테나 선반"을 위한 전자기적으로 투과적인 덮개를 제공한다. 확장된 부분은 운전자 시야를 위한 것이 아니고 검은 띠(10)에 의해서 덮인다.
2005 모델 연도(model year)에 최초로 생산된 오펠 아스트라(Opel Astra) GTC는 파노라마 방풍 유리를 가지는 시리즈 생산 차량의 몇몇 예 중 하나이다. 상단 연부가 지붕 라인 내로 그리고 운전 및 전방 좌석 승객 위로 확장되었다. 방풍 유리 및 지붕이 EU 75% 광 투과율 재원을 충족시킬 수 있는 동일한 유리로 제조될 필요가 있음에 따라, 어두운 색조는 사용될 수 없다. 지붕 부분은 기계적 블라인드를 구비하였고, 이는, 비용 및 중량을 부가하였고 가시적인 광을 100% 차단하거나 어느 것도 차단하지 않음에 따라 유리 기능성을 제한하였고, 이들 모두는 종래 기술의 단점이다.
시장에서, 파노라마 방풍 유리가 제공할 수 있는 승객실 내의 자연 광의 증가된 레벨 및 개선된 시야가 요구되고 있다. 이제 수년 동안의 스타일 경향에서, 차량 상에서의 더 큰 글레이징 면적이 선호되었으며, 이는 중량을 또한 감소시킨다는 부가적인 장점을 갖는다. 세계 자동차 시장 중 많은 곳에서, 매우 대중적인 차량 선택사항은, 선루프, 문루프 또는 파노라마 루프로서 일반적으로 지칭되는 투명 지붕 패널이다. 그러한 투명 지붕 패널은 차량 객실(vehicle cabin)로 증가된 자연광, 가시성, 및 보다 큰 개방감 및 공간감을 제공한다.
광이 차량으로 진입할 수 있게 하는 것이 투명 지붕 패널의 목적이지만, 일부 상황하에서, 차량으로 진입하는 광의 양을 제한하는 것이 요구될 수 있을 것이다. 밝고 화창한 날에, 광의 세기가 피부 및 눈에 불편할 수 있다. 지붕 패널을 통해서 진입되는 태양 복사선이 또한 차량 내부를 급격히 가열하여 공조 시스템의 부하를 증가시킬 수 있고 주차된 차량의 내부 온도를 몇도 만큼 높일 수 있다. 결과적으로, 약 20%의 광 투과율을 가지는 어두운 색조의 유리가 전형적으로 이용된다.
그러나, 저온 환경에서, 증가된 객실 태양 복사선은 차량의 내부를 온난하게 유지하는데 도움을 줄 수 있다. 이는, 엔진으로부터 이용될 수 있는 폐열이 매우 적은 고효율 내연 기관을 구비한 차량에서 특히 중요하고, 차량을 가열하기 위한 전력이 배터리로부터 제공되어야 하고 이러한 것이 차량의 운행 거리를 감소시키고 배터리의 수명을 감소시키는, 전기 및 하이브리드 전기 차량에서 보다 더 중요하다. 그에 따라, 투명한 고투과율 유리가 이러한 지붕 패널에서 바람직할 수 있다.
종래 기술의 예가 도 3에 도시되어 있다. 운전자 위의 지붕 지역이 투명 패널(18)로 대체되었다. 이용 가능한 태양 에너지의 단지 20% 만을 투과시키는, 강화된(tempered) 어두운 색조의 유리가 전형적으로 이용된다. 차량이 밝은 날에 급격히 가열될 것임에 따라, 큰 광 투과율을 가지는 유리는 사용되지 않는다. 이러한 접근 방식은 최대 광 세기를 제한하지만, 더 많은 광 및 태양 에너지가 객실로 진입하는 것이 바람직할 수 있는 경우에 객실로 진입되는 에너지를 또한 제한한다.
색조 유리에 더하여, 광을 제한하기 위해서 일부 유형의 음영 수단이 전형적으로 제공된다. 활주되는 불투명한 패널이 일반적으로 제공되어, 도 3의 선루프(18)로부터 진입되는 광의 양을 제한한다. 20% 색조 선루프에서, 진입 광이 20%로부터 영으로 조절될 수 있다. 분명하게, 더 넓은 범위가 유리할 것이다.
음영 수단을 위한 공간을 제공할 필요성으로 인해서, 그러한 지붕 패널의 최대 면적이 제한되어 왔다. 도 3으로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 활주 패널 음영부를 수용하기 위해서, 선루프는 지붕 면적의 절반 미만으로 제한되어야 한다. 도 3에 도시된 바와 같은 종래 기술의 지붕 패널에 의해서 조명되는 면적은 차량 객실의 전방 부분으로 제한된다.
활주 음영부 접근방식의 다른 단점은, 그러한 기계적 음영 수단을 수용하기 위해서, 종종 2 cm 초과로, 차량의 헤드 룸이 감소되어야 하거나 지붕 높이가 높아져야 한다는 것이며, 이들 모두는 바람직하지 못하다. 종래 기술의 음영 수단은 또한: 부가적인 조립 노동력, 및 증가된 수의 부품, 증가된 복잡성, 보증수리 요청 가능성, 및 증가되는 차량 중량을 초래한다.
선루프의 개선은 종래 기술의 파노라마 지붕이다. 도 4는, 지붕의 실질적으로 전체 수평 부분이 파노라마 지붕(20)으로 대체된 것을 도시한다. 지붕의 유일한 잔류 시트 금속(16)은 파노라마 지붕과 방풍 유리 사이의 전이 지역이다. 대부분의 파노라마 지붕 시스템은 둘 이상의 투명 유리 패널을 포함한다. 그러한 패널은 또한 어두운 색조의 유리로 전형적으로 제조되고 그에 따라 종래 기술의 더 작은 선루프와 동일한 단점을 공유한다.
활주되는 편평한 패널은 파노라마 선루프 상의 음영부로서 이용될 수 없다. 많은 수의 롤러 블라인드 유형의 음영 수단이 개발되었다. 김(kim)의 US 8678488 B1 및 핸슨(Hanson)의 US 7814958 B2 모두는 파노라마 투명 지붕과 함께 이용하기 위한 롤-업 블라인드 시스템을 개시한다. 이들이 보다 넓은 지붕 유리 면적을 허용하지만, 이들은 고가이다. 이들은 또한 어두운 색조의 유리를 이용하고 그에 따라 종래 기술의 결함을 공유할뿐만 아니라, 헤드룸을 보다 더 감소시키고, 몇개의 부가적인 부품을 부가하고, 고장 가능성 및 보증수리 문제를 증가시킨다.
자동차용 투명 지붕 시스템이 US 20070182217 A1에 의해서 개시되었다. 투명 패널이 전방 방풍 유리의 전방 연부로부터 후방 창의 상단 연부까지 확장된다. 방풍 유리, 지붕 및 후방 창 사이의 2개의 간극이 최소화되어, 개선된 미감, 공기역학적 항력 및 낮아진 풍절음을 제공한다. 어두운 색조의 유리가 사용되고 음영 수단이 제공되어야 함에 따라, 이는 전술한 종래 기술과 동일한 장점 및 단점을 갖는다.
설명한 바와 같이, 종래 기술의 기본적인 문제 중 하나는 최대 광 투과율을 제한하기 위해서 어두운 색조의 이용에 의존한다는 것이다. 이는, 많은 에너지가 지붕을 통해서 객실로 진입할 수 있게 함에 따라, 저온 기후에서는 유리할 수 있다. 높은 투과율로부터 낮은 투과율로 절환될 수 있는 가변 광 투과율(색조) 글레이징을 생성하기 위해서 이용될 수 있는 많은 기술이 있다. 상업적인 용도의 주요 기술로서: 전기변색, 현탁 입자 장치(Electrochromic, Suspended Particle Devices)(SPD), 및 중합체 분산형 액정(Polymer Dispersed Liquid Crystal)(PDLC)이 있다. 3가지 기술에 관한 상세한 설명을 US 7333258 B2에서 찾아 볼 수 있다.
그에 따라, 전기변색 재료에 관한 구체적인 자세한 내용을 여기에서 설명하지 않을 것이다.
전기변색적 절환 가능 재료는, 저전압 직류가 화합물을 통과할 때 투명 상태로부터 덜 투명한 상태로 변화되는 화학적 화합물이다. 이러한 재료는 전류에 응답하여 가역적인 화학적 반응을 일으킨다. 전기변색 장치는 매우 낮은 전력 요건을 가지며 긴 기간 동안 전력이 없는 경우에 그들의 마지막 상태를 유지할 것이다. 전류의 극성을 반전시키는 것은 화합물을 그 이전의 상태로 복귀시킬 것이다. 밝은 것으로부터 어두운 것으로의 그리고 역으로의 절환 시간은 약 몇초이다. 큰 전기변색 창을 최근의 점보 제트기 중 하나에서 발견할 수 있다. 이제까지의 주요 자동차 적용예는 거의 보편적인 자가-조광 후사경를 위한 것이었다. 그러한 기술이 10년을 훨씬 넘어서 상업적으로 이용되었음에도 불구하고, 적은 수의 고급 이그조틱 차량 만이 전기변색 선루프로 구축되었다.
SPD는, 전기장 내에 배치될 때 전기장과 정렬되는 고종횡비의 바늘과 같은 입자(광 밸브)를 이용한다. 전기장이 오프로 절환될 때, 분자는 무작위적 광 차단 배향을 갖는다. 정렬 범위는, 인가된 교류 전류(AC) 피크 대 피크 전압의 크기에 따라서 달라지고, 그에 따라 색조가 2개의 상태들 사이의 임의 지점으로 설정될 수 있게 한다. SPD는 DC 전류로 절환되지 않을 것이다.
PDLC는 전기장에 민감한 분자를 이용한다. 주요 기능 차이는, PDLC가 주로 광을 산란시켜 투명으로부터 불투명으로 진행된다는 것이다. PDLC는, SPD와 유사하게, 교류 전류로 동작되고 인가된 피크 대 피크 전압의 크기에 민감하다. PDLC는 투명으로부터 불투명으로 전이될 것이고 그 사이의 임의 지점으로 설정될 수 있다. PDLC는 DC 전류로 절환되지 않을 것이다.
SPD 및 PDLC는 화학적으로 매우 상이하나, 조립된 필름은 공통 제조 프로세스 및 작동 수단을 공유한다. 그들 모두는 AC 전기장에 응답하여 절환된다. 초기의 구현예는 투명한 전도성 코팅 유리의 시트들 사이에 활성 SPD 또는 PDLC 재료를 개재하였다. 전도성 코팅은 전기장을 인가하기 위해서 이용되었다. 보다 경제적인 접근방법에 의해서, 전도성 코팅된 유리의 2개의 시트가, SPD 또는 PDLC 활성 재료를 캡슐화하기 위해서 이용되는 투명 전도성 코팅된 플라스틱 기재의 2개의 시트로 대체되었다. 이어서, 내구성을 제공하기 위해서, 조립된 필름(130)이 2개의 유리 시트들 사이에 적층된다.
2014 모델 연도에, 절환 가능한 파노라마 지붕 시스템을 구비한 적어도 3가지의 고급 승용차가 시리즈 생산된 것으로 알려져 있다. US 8102586 B2, US 20130038093 A1, US 20070182217 A1 및 US 20120307337 A1 각각은 절환 가능한 자동차 글레이징의 일부 양태를 개시한다.
모든 절환 가능한 기술이 직면하는 문제 중 하나는, 그들이 새로운 기술이라는 것이다. 드레이프(drape), 셔터, 음영부 및 블라인드는, 창을 통해서 진입되는 광의 양을 제한하기 위해서 그리고 사생활을 제공하기 위해서 수세기 동안 사용되었던 수단 중 일부이다. 전술한 기계적인 수단이 없이 광을 제한할 수 있고 사생활을 제공할 수 있는 창에 대한 소비자의 평가에는 어느 정도의 시간이 필요할 수 있다. 소비자는 순수한 미적 이유만으로 그들의 절환 가능한 창에서 드레이프, 셔터, 블라인드 및 셔터를 계속 설치할 가능성이 있다. 비-기능적 셔터가 수백만의 가정에 설치된다는 것을 주목할 수 있을 것이다. WO1999018320 A1는 절환 가능 지역을 별개의 주소를 가진(addressable) 요소로 단편화(segmenting)하기 위한 방법을 설명한다. PDLC는, "저가의" 플라스틱을 통해서 보여진다는 인식을 관찰자에게 제공하는 경향이 있는 흐릿한 외관을 중간 상태가 갖는다는 부가적인 단점을 갖는다.
비록 본질적으로 전체 지붕이 유리로 덮이더라도, 지지 구조물은 여전히 글레이징을 장착할 필요가 있고 후사경, 객실 조명, 선 바이저 및 다른 요소를 지지할 필요가 있다. 이러한 요소가 몇 킬로그램까지의 중량을 가질 수 있다. 그에 따라, 실제 운전 시야는 방풍 유리로부터 지붕으로의 전이부에서 여전히 중단된다. DE 102004010790 A1는 선 바이저를 A 필라에 장착하기 위한 수단을 설명한다(지붕을 지지하는 필라의 좌측/우측 세트가 A, B 및 C 필라로서 표시되어 있다. A 필라는 지붕의 전방부를 지지하고, B는 전방 도어와 후방 도어 사이를 지지하고, C 필라는 지붕의 후방부를 지지한다.). 객실 조명의 문제는, 유리의 내부 층을 통해서 절단된 홀을 통해서 접근될 수 있는 적층형 전도체를 제시하는 EP 1710104 B1에 의해서 해결된다. 보다 실용적인 접근방식은, 글레이징 내의 솔리드 스테이트 조명 장치 적층을 요구하는 WO2013079832 A1에 의해서 취해졌다. 유사하게, US8613997 B2는, 유리의 플라이(ply)들 사이에 적층된, 회로 기판에 장착된, LED를 가지는 글레이징을 개시한다.
지붕 시트 금속이 방풍 유리의 상단에 접선으로 이어지고 큰 반경의 전이부를 만드는 작은 방풍 유리 설치 각도를 향하는 경향은, 전이 지역 내에서 양호한 광학적 성질을 가지는, 큰 방풍 유리를 경제적으로 대량 생산할 수 있게 하며, 그러한 큰 방풍 유리는, 전체 지붕 섹션이 아니더라도 상당한 부분을 그리고 심지어 후방 창을 포함한다. 그러한 방풍 유리는 유리와 시트 금속 사이의 큰 난류/항력 계면을 이동시키거나 제거하는 한편, 운전자에게 개선된 수직 조망 면적을 제공하고 더 많은 광이 승객실로 진입할 수 있게 한다.
음영 수단이 제공되어야 함에 따라, 그러한 방풍 유리 자체로는 충분치 않다. 이용 가능한 공간이 거의 없기 때문에, 편평한 활주 패널 및 롤업 유형의 태양 음영부는 바람직하지 않다. 비록 선 바이저가 유리 또는 A 필라에 장착될 수 있으나, 그러한 선 바이저는 머리 위쪽 부분은 음영처리하지 못한다. 그에 따라, 전기적으로 절환 가능한 재료가 유리 층들 사이에 적층되어 블라인드를 형성하고 태양 음영부 기능을 제공한다. 동일한 재료가 또한 이용되어 선 바이저를 제공할 수 있다.
익숙한 미감에 대한 고객의 선호를 해결하기 위해서, 절환 가능한 재료의 전체 시트의 광 투과율을 변조하는 대신에, 창 블라인드를 모방한 구조물을 형성하기 위해서, 재료를 전기적으로 분리된 회로들 또는 "슬레이트들(slates)"로 단편화한다. 그와 같은 것을 바이저에서도 실시하여, 익숙한 직사각형 형상을 모방할 수 있다. 제어 수단은 임의의 희망 순서로 블라인드가 개방되거나 폐쇄되게 할 수 있다. 제어 수단은, 스마트 폰 또는 태블릿일 수 있는, 프로그래밍이 가능한 사용자 인터페이스를 구비할 수 있고, 그에 따라 사용자가 순서를 수정하고 부가할 수 있게 한다. 제어 수단은 또한, 블라인드의 동작과 동기화된, 요구될 수 있는 바에 따른, 임의 유형을 소리를 생성하도록 프로그래밍될 수 있는 소리 방출 수단을 동작시킬 수 있다. 플라스틱 블라인드 개방의 소리를 이용하여 통상적인 창 블라인드의 미감을 보충할 수 있다. 또는, 사용자가: 음악 노트, 닫히는 지하 감옥 문(slamming dungeon door), 페이저 건(phasor gun) 또는 상상 가능한 모든 것을 선택할 수 있을 것이며, 그러한 신규성은 구매 대중의 상당 부분에 대해서 호소력을 발휘할 수 있을 것이다.
제어 수단은 유리에 통합된 터치 감응형 스위치를 포함할 수 있다. 가요성 정보 디스플레이가 또한 유리에 통합될 수 있다.
절환 가능 재료는 어떠한 방식으로도 차량 헤드룸을 침범하지 않으며, 대안적인 구현예보다 가벼우며, 적은 부품, 작은 중량, 적은 노동력을 가지고, 짧은 차량 조립 시간을 요구하며, 그리고 종래 기술의 방풍 유리를 설치하기 위해서 이미 사용되고 있는 것과 동일한 도구, 방법 및 시스템을 이용하여 설치될 수 있다.
저온 기후에서, 블라인드와 조합된, 큰 투과율의 유리가 이용될 수 있어, 더운 날에 차량을 과열시키지 않으면서도 무료인 태양 에너지의 완전한 장점을 차량이 취할 수 있게 한다.
이해할 수 있는 바와 같이, 당업자에게 공지된 다른 기술이 적층체 내로 포함될 수 있고, 그러한 기술은, 비제한적으로: 와이어, 은 프릿(silver frit), 투명 전도성 필름 또는 다른 형태의 저항 가열, 적외선 반사 코팅 및 필름, 광-변색성(photo-chromic) 코팅 및 필름, 색조를 가지는 조성물 및 중간층, 그리고 열 흡수, 보안 및 경직화(stiffening) 중간층 및 조성물을 포함한다.
도 1은 운전자 전방 시야 구역 상한선을 도시한다.
도 2는 종래 기술의 시트 금속 지붕 및 방풍 유리를 도시한다.
도 3은 종래 기술의 선루프를 가지는 시트 금속 지붕 및 방풍 유리를 도시한다.
도 4는 종래 기술의 파노라마 유리 지붕 및 방풍 유리를 도시한다.
도 5는 절환 가능한 바이저를 가지는 확장된 방풍 유리, 2개의 판형 블라인드(slat blind) 및 중앙 콘솔을 위한 장착 스터드를 도시한다.
도 6은 절환 가능한 이중 직사각형 바이저 및 18개의 판형 블라인드를 가지는, 전체 지붕을 포함하는 확장된 방풍 유리를 도시한다.
도 7은 AS1까지 확장된 절환 가능한 바이저 및 18개의 판형 블라인드를 가지는, 전체 지붕을 포함하는 확장된 방풍 유리를 도시한다.
도 8은 AS1까지 확장된 절환 가능한 바이저 및 18개의 슬레이트 블라인드를 가지는, 바이저 및 투명 상태의 운전부 위의 슬레이트와 함께 도시된, 전체 지붕을 포함하는 확장된 방풍 유리를 도시한다.
도 9는 AS1까지 확장된 절환 가능한 바이저 및 18개의 슬레이트 블라인드를 가지는, 그리고 전후 중심선을 따라서 그리고 운전 및 승객 위치 위의 LED 조명을 가지는, 전체 지붕을 포함하는 확장된 방풍 유리를 도시한다.
도 10은 AS1까지 확장된 단편화된 절환 가능한 바이저 및 18개의 슬레이트 블라인드를 가지는, 전체 지붕 및 후방 창을 포함하는 확장된 방풍 유리를 도시한다.
도 11은 15개의 슬레이트 바이저를 가지는 음영부를 위한 절환 가능 재료의 시트를 도시한다.
도 12는 절환 가능한 시트 연결부를 구체적으로 도시한다.
도 13은 분해도: 블라인드 부분 내의 적층체의 횡단면을 도시한다.
도 14는 분해도: 가요성 연결부를 가지는 블라인드 부분 내의 적층체의 횡단면을 도시한다.
도 15는, 두께의 급격한 변화로 인해서 발생될 수 있는 유리 내의 굽힘 모멘트 및 표면 장력을 감소시키기 위해서 이용되는 2개의 이격부재를 가지는 연부 근처의 적층체의 횡단면을 도시한다.
도 16은 연결부를 보호하고 은폐하기 위해서 유리의 내부 플라이 내에서 사용되는 노치를 도시한다.
도 17은 전형적인 굽힘 아이언 몰드(bending iron mold)를 도시한다.
도 18은 종래 기술의 절환 가능 필름을 도시한다.
장점
ㆍ 적어도 45도의 확장된 수직 파노라마 조망 각도.
ㆍ 기계적 블라인드의 모양과 느낌을 유지하는, 하이 테크 미감(high tech aesthetic).
ㆍ 증가된 자연 광.
ㆍ 증가된 시야 면적.
ㆍ 차량 객실에 대한 더 개방적이고 넓은 느낌.
ㆍ 높은 수준의 제품 차별화.
ㆍ 낮은 공기역학적 항력.
ㆍ 작은 중량.
ㆍ 희망할 때의, 더 높은 광 투과율.
ㆍ 조명의 정밀 제어.
ㆍ 헤드룸의 무손실.
ㆍ 기존 조립체 설치 장비와의 양립 가능성.
ㆍ 필요 부품 수의 감소.
ㆍ 차량 조립 노동력의 감소.
ㆍ 차량 조립 시간의 감소.
본 발명은 이하에서 설명되는 바와 같은 특정 실시예를 참조함으로써 가장 잘 설명된다.
제1 실시예
본 발명은, 예를 들어 SAE J903에 의해서 규정된 바와 같은 운전자 눈 지점으로부터 적어도 45도의 확장된 수직 조망 각도를 운전자에게 제공하기 위해서 확장된 상단 연부를 구비하며 통합된 전기적으로 절환 가능한 블라인드 시스템을 구비하는 방풍 유리를 포함하는 차량 글레이징을 개시한다. 제1 실시예가 도 5에 도시되어 있고, 도 1의 방풍 유리를 기초로 한다. 하단 전방 연부(11)는 1550 mm의 길이를 가지고, 상단 연부(15)는 1250 mm의 길이를 갖는다. 수직 중심선(106) 길이는 ~ 900 mm이고 설치 각도(108)는 23도이다. 도 5는, 필요한 바에 따라, 중앙 콘솔, 거울, 카메라 및 다른 장치를 유리에 부착하기 위한 3개의 스터드(30) 형태의 장착 수단을 도시한다.
방풍 유리의 상단(15)과 실질적으로 수평인 지붕의 부분(16) 사이의 전이부의 반경은 2000 mm이다. 이러한 큰 반경은, 인지 가능한 광학적 왜곡이 있다 하더라도 거의 없는, 조망을 탑승객에게 제공한다. 검은색 페인트 띠가 유리의 표면 상에서 유리의 연부 주위로 도포되어, 차량의 장착 플랜지의 연부, 글레이징을 장착하기 위해서 이용되는 접착제, PDLC 필름 및 전기 연결부를 은폐한다.
지붕의 전이 부분을 포함하도록, 방풍 유리(14)의 상단 연부가 확장된다. 열 흡수 유리 조성물이 외부 층에 대해서 사용되는 한편, 내부에 대해서는 투명한 것이 이용된다.
AS1 지역 내에서, 글레이징의 총 광 투과율은 75% 보다 크다.
2개의 슬레이트 블라인드(24) 및 이중 직사각형 선 바이저(22)를 제공하기 위해서 PDLC 필름이 이용된다. 검은 띠(10)는 방풍 유리의 하단에서 100 mm 이고, 기타에서 35 mm이다. 검은 띠는 PDLC 필름의 연부 및 PDLC에 대한 전기 연결부를 은폐하는 역할을 한다. PDLC는 온(on) 상태에서 60%의 광 투과율을 가지고 오프 상태에서 불투명하다.
도 13은 블라인드 지역 내의 적층체의 횡단면의 분해도를 도시한다. 절환 가능 활성 재료(150)가, 활성 재료(150)와 대면하는 PET(148)의 측면 상에서 전도성 투명 코팅(152)(ITO)을 가지는 플라스틱(148)(PET)의 2개의 시트 사이에 개재된다. C02 레이저, 또는 다른 적절한 유형의 레이저를 이용하여, 코팅(152) 내에서 전도성 회로(132)를 식각한다.
2개의 투명한 전도성 코팅된(152) 시트(148) 및 활성적 가변 광 투과율 재료(150)를 포함하는 구성요소의 조립된 세트가 "필름"(130)으로 지칭될 것이다. 필름(130)은 플라스틱 중간층(146)(전형적으로, PVB, EVA, PU 38 ㎛ 내지 76 ㎛)을 이용하여 유리(144)의 2개의 시트들 사이에 적층된다. 더 큰 구조적 강도가 요구된다면, 적층체 내에서 투명한 경직화 층을 포함하도록, 중간층(146)의 부가적인 시트가 부가될 수 있다. 적층체의 방탄 등급이 요구되는 경우에, 부가적인 유리/플라스틱 층이 또한 부가될 수 있다.
적외선 반사 필름과 같은 부가적인 필름/플라스틱 층이 글레이징의 전체 또는 일부에 부가될 수 있다. 열 흡수, 음향 감쇄 색조형, 보안 및/또는 경직화 중간층이 또한 이용될 수 있다. 태양광의 세기에 응답하여 색조를 자동적으로 변화시키는 광변색 중간층을 이용하여, 모든 기후에서 뛰어난 성능을 나타내는 글레이징을 제공할 수 있다.
사용되는 유리 조성물이 적외선 반사 코팅을 구비할 수 있고, 색조를 가지는 및/또는 열을 흡수하는 조성물일 수 있고, 및/또는 열 또는 화학적으로 더 단단하게 수 있다.
도 11, 도 12 및 도 14는 어떻게 필름(130)에 대한 전기적 연결이 이루어지는지에 관한 여러 가지 양태를 도시한다. 적어도 하나의 전기 연결부가 2개의 전도성 코팅된 플라스틱 시트(148)의 각각에 대해서 제조되어야 한다. 2개의 전도성 코팅된 시트(146)의 각각에서 전도성 코팅(154)에 대한 전기 연결부를 만들기 위해서, 반대 대면 시트의 일부가 활성 재료와 함께 반드시 제거되어, 연결부가 만들어지는 전도성 코팅을 노출시켜야 한다. 연결부가 만들어져야 하는 곳에서, 반대 시트의 일부(148)가 절단되고 활성 재료(150)가 제거된다.
중립 AC 전기 연결부(도 11, 120)의 경우에서와 같이, 만약 전도성 코팅된 플라스틱 시트(148)에 대한 하나의 연결부 만이 요구된다면, 얇은(25 내지 75 ㎛) 구리 시트 또는 테이프(25 내지 75 ㎛)가 전도성 접착제(154)와 함께 또는 대안적으로 테이프를 가지는 은 페이스트와 함께 이용되어, 구리를 제위치에서 유지할 수 있다. 이어서, 얇은 와이어 또는 연결부(140)가 구리에 부착된다.
별개의 단편(24)을 절환하기 위해서 요구되는 복수의 연결부(128)의 경우에서와 같이, 복수의 연결부가 요구될 때, 표준 전자 제품에서 이용되는 유형의, 가요성 인쇄 회로가 이용된다. 구리(124)(5 내지 50 ㎛ 두께)가 얇은 내구적인 기재(156) 상에 피착되어 회로(124) 및 연결 패드를 형성한다. 전도성 페이스트 또는 접착제를 이용하여, 전도성 코팅(152)으로 내구적 연결을 제공한다.
적층을 위해 준비되는 PDLC 필름은 많은 수의 공급원으로부터 상업적으로 입수될 수 있다. 본 발명의 부가적인 실시예에서, 2개의 125 ㎛ 두께의 전도성(인듐 주석 산화물, ITO) 코팅된(152) 플라스틱 PET 시트(148), 및 2개의 전도성 표면들 사이에 개재된 PDLC 유화제의 50 ㎛ 층을 포함하는 필름(130)을 이용하여 바이저 및 블라인드 판을 생산한다.
본 발명은 본 발명의 확장된 방풍 유리의 전기 회로를 생산하기 위한 3개의 상이한 방법을 개시한다. 최종적인 결과는 각각의 방법에서 동일하다.
필름(130)은 PET(148)의 2개의 전도성 코팅된 시트를 포함하고, 활성적 절환 가능 재료(150)가 2개의 시트들 사이에 배치되고 각각의 PET 시트(152)의 전도성 표면은 활성 재료(150)와 대면한다. 전도성 표면(152) 중 하나가 전기 회로의 중립부로서의 역할을 하기 때문에, 시트 중 하나 만이, 필름(22 및 24)의 별개의 제어된 부분을 형성하기 위해서 필요한 회로(22 및 24)를 형성하기 위해서 절단된 전도성 코팅(152)을 가질 필요가 있다. 3가지 방법은, 어떻게 전도성 코팅이 절단되는지에 있어서 상이하다.
본 발명의 방풍 유리를 위해서 이용되는 필름을 제조하기 위한 제1 방법은 이하의 단계로 이루어진다:
1) PET(148)의 단일 시트가 소정 길이로 절단된다.
2) 전도성 코팅된 측면이 레이저를 향해서 대면하는 상태로, 전력이 25 내지 100 watts 범위인, 대형 평판형 펄스(large flatbed pulsed) C02 레이저에 시트가 배치된다.
3) PET 기재가 실질적으로 손상되지 않고 유지되도록, 레이저가 구성된다.
4) 레이저는 프로그래밍된 경로를 따르며, 그에 따라 회로(132)의 절환 가능 요소들 사이에서, 전도성 코팅의 파괴를 생성하여 전기 절연부를 제공한다.
5) 이어서, 이러한 시트를 이용하여 마감된 필름(130)을 생산한다.
이는 실시예 1을 생산하기 위해서 이용되는 방법이다. 이러한 방법은, 거의 육안으로 볼 수 없는, 단편들 사이의 약 50 내지 100㎛ 폭의 분리를 생성한다. 활성 재료가 또한 중간층으로부터 보호된다(일부 중간층은 화학적으로 양립될 수 없다). 이러한 방법의 단점은 부가적인 취급이 요구된다는 것이다. PDLC 필름은 롤 상으로 감겨진 조립된 필름을 가지는 전도성 코팅된 PET의 2개의 큰 롤을 이용하여 연속적인 프로세스에서 일반적으로 생산된다.
본 발명의 방풍 유리를 위해서 이용되는 필름을 제조하기 위한 제2 방법에서,
1) PDLC 필름(130)의 단일 시트가 소정 길이로 절단된다.
2) 전력이 25 내지 100 watts 범위인, 대형 평판형 펄스 C02 레이저에 필름이 배치된다. 필름의 어느 한 측면이 위쪽으로 대면될 수 있다.
3) 상단 PET 시트 및 전도성 코팅이 관통 절단되는 반면, PET의 하단 층은 실질적으로 손상없이 유지되도록, 레이저가 구성된다.
4) 레이저는 프로그래밍된 경로를 따르며, 그에 따라 회로(134)의 절환 가능 요소들 사이에서, 상단 PET 및 전도성 코팅의 파괴를 생성하여 전기 절연부를 제공한다.
5) 이어서, 이러한 시트를 이용하여 마감된 필름(130)을 생산한다.
이러한 방법에서, 단편들 사이의 분리선이 보다 현저하다.
본 발명의 방풍 유리를 위해서 이용되는 필름을 제조하기 위한 제3 방법에서,
1) PDLC 필름의 단일 시트가 소정 길이로 절단된다.
2) 전력이 25 내지 100 watts 범위인, 대형 평판형 펄스 C02 레이저에 필름이 배치된다. 필름의 어느 한 측면이 위쪽으로 대면될 수 있다.
3) 필름이 그 두께를 통해서 완전히 절단되도록, 레이저가 구성된다.
4) 레이저가 프로그래밍된 경로를 따라서 PET 및 전도성 코팅의 양쪽 층을 관통 절단하여, 회로(134)의 절환 가능 요소들 사이에 전기 절연부를 제공한다.
5) 이어서, 이러한 시트를 이용하여 마감된 필름(130)을 생산한다.
이는 3개의 방법 중에서 가장 눈에 띄는 분리선을 초래한다.
3개의 방법은 또한 레이저 이외의 절단 수단을 이용하여 실시될 수 있다. 블레이드로 PET의 하나의 층 또는 양쪽 층 모두를 관통 절단하는 것이 매우 눈에 띄는 분리 선을 초래한다는 것이 발견되었다. 가시적인 선이 희망하는 미감이라면, 블레이드가 이용될 수 있다.
단지 전체 절환 가능 지역을 밝게 하고 어둡게 하는 종래 기술의 실시예는, 각각의 전도성 층(152)에 대해서 하나씩, 필름(130)에 대한 2개의 연결부만을 필요로 한다. 이는, 각각의 시트(148)에 적용되는 작은 직경의 와이어를 가지는 하나의 소정 길이의 얇은 구리 스트립으로 단순히 달성된다. 종종, 버스 바아로서 이용되는, 얇은 구리 스트립(130)을 이용하여, 전기적 연결부를 적층체의 연부로부터 외부로 가져갈 수 있다. 그러나, 본 발명은 복수의 연결부를 요구한다. 도면 중 몇몇에서 도시된, 18개의 판형 블라인드 실시예는, 하나의 층 상에서, 음영부를 포함하는 각각의 슬레이트에 대해서 하나씩, 적어도 18개의 연결 지점을 가질 필요가 있다.
투명한 전도성 코팅 내에 형성된 회로(24)에 대한 전기 연결은 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같은 가요성의 인쇄된 회로의 이용을 통해서 이루어진다. 구리 트레이스(124)가 얇은 가요성의 내구성 기재(156)(50 ㎛ 폴리아미드) 상에 침착되어, 필요한 2개의 연결부 회로(126 및 140)를 형성한다. 슬레이트(24) 및 바이저(22/32) 요소가 매우 작은 전류를 필요로 함에 따라, 트레이스들(124)이 매우 얇고 1mm 미만으로 서로 근접하며, 이는, 다른 경우에 요구되는 것 보다 큰 검은 띠(10)를 가질 필요가 없이, 많은 트레이가 나란히 위치될 수 있게 한다. 구리 트레이스(124)는 단일 지점에서 연결부(126)로 연장되고, 이어서 그러한 연결부는 회로를 제어 수단(17)에 연결하기 위해서 이용된다. 핫 측부(hot side) 상의 각각의 트레이스는 패드(134)(59 mm x 6 mm) 내에서 종료되고, 전도성 접착제(154)가 ITO(152)에 도포되고 그와 전기적 연결을 만든다. ITO(152)에 접근하고 연결하기 위해서, 스트립(10mm)이 반대 PET 층으로부터 절단되고, 유화제가 제거되어 ITO를 노출시킨다. ITO(152)와 구리(124) 사이에서 양호한 영구적 연결을 제공하기 위해서, 접착제(124)가 필요하다. 일반적인 대안적 방법은, 회로 기판을 위해서 사용되는, 은 페이스트로 구리를 ITO(152)에 결합하기 위해서 접착제를 이용한다.
도 11은 중립부(140) 및 핫 연결부(hot connection)(126)를 제공하기 위해서 PDLC 필름의 대향 측면들 상에서 이용되는 가요성 회로 연결부(128 및 136)를 도시한다. 도 16에 도시된, 유리(162)의 내부 시트가 노치 가공되어(162)(3 내지 6 mm x 50 내지 150 mm) 연결부(138)를 보호하고 가요성 연결부(138)가 접혀질 수 있게 하고 차량의 외부로부터 보이지 않게 한다. 중립적인 측면은 연결 완료를 위해서 하나의 와이어만을 필요로 한다.
사용되는 제어 수단(17)은 2개의 슬레이트, 2개의 바이저, 확장된 파노라마 방풍 유리를 동작시키기 위해서 이용되는 24개의 솔리드 스테이트 출력을 가지는 소형 프로그래밍 가능 논리 제어기이다. 제어기(17)는 임의의 편리한 위치에 배치될 수 있다. 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 사실상 임의의 동작 순서가 용이하게 프로그래밍될 수 있고, 그러한 동작 순서를 선택하고 활성화시키기 위해서 많은 수의 수단이 이용될 수 있다.
전통적인 블라인드를 모방하기 위해서, 슬레이트(24)는, 한번에 하나씩, 단부로부터 단부까지, 그리고 슬레이트들 사이에서 사용자가 검출 가능한 시간 지연(5초 미만, 그러나 더 긴 지연이 이용될 수 있다)을 갖고서 절환되고, 그러한 지연의 목적은 개방되는 통상적인 수직 블라인드의 미감을 흉내내기 위한 것이다. 미감을 더 향상시키기 위해서, 소리 방출 수단(21)을 이용하여 블라인드 동작과 동기화된 소리를 방출한다.
그러한 소리는 음악 노트, 플라스틱 블라인드 동작에서 들리는 바와 같은 플라스틱 셔플링 소리, 또는 어떠한 종류의 특수 효과일 수 있다.
제어 수단(19)에 대한 사용자 인터페이스는 사용자가, 어떻게 각각의 슬레이트를 절환할 지를 선택하는 것에 더하여, 임의의 희망 순서 및 절환 시간 지연을 프로그래밍할 수 있게 한다. 슬레이트는 불투명한 그리고 투명한 적어도 2개의 상태를 가지나, 더 많은 상태를 가질 수 있다. 예로서, 피크 대 피크 AC 전압의 크기를 제어하는 것에 의해서, 광 투과율이 불투명, 최대 수준의 25%, 50%, 75% 및 100%로 설정될 수 있다. 이는, DC를 AC로 변환하는 전자 변환기를 이용하여 또는 가변 저항기로 이루어질 수 있다. 동일한 제어 방법이 PDLC 및 SPD 모두에 대해서 이용될 수 있다. 블라인드 내의 각각의 상태가 하나의 단계에서 또는 임의 수의 이용 가능한 단계에서 온으로부터 오프로 진행될 수 있다. 또한, 인터페이스(19)는 사용자가 그들의 전화기를 전화벨 소리로 개인화할 수 있는 바와 같이, 사용자가 그들의 차량을 그들 자체의 소리 중 하나 이상으로 그들의 차량을 개인화할 수 있게 한다.
제어기(17)에 대한 사용자 인터페이스(19)는 별개의 전용 인터페이스로서 구현될 수 있거나 기존의 차량 인터페이스 중 하나 내로 통합될 수 있다. 무선 인터페이스가 또한 스마트 폰 또는 태블릿 상에서 작동되는 애플리케이션에 대해서 구성될 수 있다.
이동 부분이 없는, 용량형 및 저항형 터치 감응 스위치가 잘 알려져 있고 수년 동안 널리 이용되고 있다. 이러한 유형의 스위치(31)가 전도성 코팅, 매립형 와이어, 은 프릿 및 다른 수단의 이용을 통해서 글레이징 내로 통합될 수 있다. 임의 수의 동작 방법이 계획될 수 있다. 매우 기본적인 구현예에서, 단일 터치 감응형 스위치가 제공된다. 이러한 경우에도, 다양한 선택사항이 가능하다. 짧은 두드림(tap)이 한번에 음영부의 하나의 슬레이트를 개방 또는 폐쇄하도록 프로그래밍될 수 있는 반면, 긴 기간 동안의 스위치의 터치는 완전히 개방 또는 폐쇄할 수 있다. 더 많은 선택사항 및 심지어 각각의 개별적인 슬레이트의 별개의 제어를 허용하기 위해서, 더 많은 절환 요소가 제공될 수 있다.
파노라마 방풍 유리는 또한 정보 디스플레이 수단(31)을 구비할 수 있다. 매우 얇고 가요성을 가지는 유기 발광 다이오드 디스플레이를 생성하여, 그러한 디스플레이를 글레이징과 통합할 수 있게 한다. 그러한 디스플레이는 AS1 지역(14) 바로 주위에 배치될 수 있고 날씨, 교통 정보, GPS 데이터, 안전 경고 및 다른 데이터를 디스플레이하기 위해서 이용될 수 있다.
유리를 굽히기 위해서, 방풍 유리의 이중 중력 굽힘(doublet gravity bending)이 본 발명의 일부 실시예에서 이용되었다. 이러한 프로세스는 방풍 유리 제조 당업자에게 잘 알려져 있고, 대형 상용 차량 방풍 유리를 생산하기 위해서 이용되는 것과 실질적으로 동일한 프로세스이다. 이중 중력 굽힘은 차량 방풍 유리의 대부분을 제조하기 위해서 세계적으로 이용되는 전형적인 방법이다. 성형을 위해서 절단된, 둘 이상의 유리의 시트(144)가 굽힘 아이언 또는 굽힘 몰드로서 공지된 도구를 이용하여 굽혀진다(도 17).
굽힘 아이언은 복수의 레벨의 접촉 지점에서 편평하고 굽혀지지 않은 유리를 지지하도록 설계된다. 이를 위해서, 굽힘 아이언은, 최종적인 굽혀진 유리 표면(144)에 수직으로 형성되고 유리의 연부로부터 12 mm 인보드(147)까지 굽혀진 유리에 대한 지지부를 제공하도록 성형되는 레일(145)로 제조된다.
레일(145)은 전형적으로 6.35 mm x 25 내지 100 mm의 304 스테인리스 스틸 편평형 스톡 또는 시트로 구성된다. 평평한(level) 위치에서 평판 유리(143)를 지지하기 위해서, 완전히 개방된 그리고 완전히 폐쇄된 위치에서의 굽힘 아이언뿐만 아니라 레일로부터 돌출하는 유리를 도시하는 도 17에서 도시된 바와 같이, 레일은 단편으로 절단되어야 하고 개방 및 폐쇄되도록 경첩화되어야 한다. 평판 유리(143)가 개방된 굽힘 아이언 상으로 적재되고 이어서 가열된다. 유리(144)가 연화되고 처짐에 따라, 굽힘 아이언의 경첩 부분이 폐쇄 위치를 향해서 이동된다. 이러한 프로세스는 본원에서 설명된 파노라마 확장 방풍 유리를 생산하는데 있어서 적합하다.
PDLC 필름은 앞서서 설명된 바와 같이 그리고 도 11에 도시된 바와 같이 프로세스된다. 본 발명의 바람직한 실시예 중 하나에서 각각의 PET 층의, 도면에 도시된 바와 같은 대향 연부들, 즉 상단(122) 및 하단(120)이 12 mm 만큼 뒤쪽으로 절단되고, 활성 유화제가 제거되어 전도성 코팅을 노출시킨다. 이어서, 가요성의 핫 및 중립 버스 바아/연결부 가요성 기재(136, 128)가 ITO에 부착된다. 적층화 이후에, 연결부(126, 140)가 설치된다.
임의 유형의 필름을 적층할 때 발생되는 문제 중 하나는, 본 발명의 실시예 중 하나의 경우로서, 필름이 유리의 전체 면적을 덮지 않을 때 발생된다. 불규칙적인 두께는 파괴를 유발할 수 있는 유리 내의 굽힘 모멘트 및 큰 표면 장력를 초래한다. 이러한 문제를 방지하기 위해서, 가요성 연결부가 대체하는 재료(PET의 하나의 층 및 활성 절환 가능 층)와 동일한 두께가 되도록, 가요성 연결부가 설계된다. 연결부의 아웃보드 연부가 유리의 연부의 3 mm 이내가 되도록, 가요성 연결부는 또한 과다 크기를 갖는다. 더 두꺼운 또는 강화된 유리 또는 다른 중간층을 이용하는 일부 방풍 유리가 유리의 연부에 근접하게 확장될 필요가 없을 수 있다는 것 그리고 사실상 연결부가 유리의 연부를 넘어서서 확장될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
도 15에 도시된 바와 같이, 필름(130)의 선행 연부 및 후행 연부에서, PET의 하나 이상의 "이격부재" 층(158)이 부가되어, 더 완만한 두께 전이가 더 먼 거리에 걸쳐 확산되게 할 수 있다. 예로서, 총 필름 두께가 500㎛인 경우에, 250u PET의 50 mm 폭의 스트립이 적층체 내로 삽입될 수 있고, 25 mm 폭의 125㎛ 이격부재 스트립이 후속될 수 있다. 이해할 수 있는 바와 같이, 제조 프로세스 중에 그리고 사용 중에 유지될 수 있는 임의의 다른 투명 재료가 이용될 수 있다. 만약 필름의 연부가 검은색 페인트에 의해서 은폐되는 지역 내에 위치된다면, 재료가 투명할 필요는 없다.
유리 층(144), 중간층(146) 및 가요성 회로(126/140)를 가지는 프로세스된 절환 가능 필름(130)이 함께 조립되고, 진공 백 내에 배치되며, 이어서 고압 증기 멸균기 내에서 프로세스된다. 설명된 적층화 프로세스는 매립된 와이어 가열 및 여러 가지 유형의 필름을 가지는 통상적인 방풍 유리에 대해서 이용되는 것과 정확하게 동일하며, 그에 따라, 방풍 유리 제조 분야의 당업자에게 잘 알려져 있기 때문에, 이러한 프로세스를 구체적으로 설명하지는 않을 것이다.
차량 조립 라인에서, 파노라마 방풍 유리는, 암 툴링(arm tooling)의 새로운 단부 및 작업 범위(working envelope)에 맞춘 일부 조정과 함께, 일반적인 방풍 유리에 대해서 이용되는 것과 동일한 자동화된 시스템을 이용하여 설치될 수 있다.
제2 실시예
도 6은 본 발명의 제2 실시예를 도시한다. 상단 연부는 실질적으로 전체 지붕을 포함하도록 확장되었고 이중 직사각형 바이저(22) 및 18개의 판형 PDLC 블라인드(28)를 포함한다. 바이저의 부가는 유리 또는 A-필라에 기계적 바이저를 장착할 필요성을 배제하여, 제1 실시예에서 이미 제시된 장점을 부가한다. 모든 다른 구체적인 내용은 실시예 1에서와 같다.
제3 실시예
도 7은 본 발명의 제3 실시예를 도시한다. 상단 연부는 실질적으로 전체 지붕을 포함하도록 확장되었고 AS1 선까지 확장된 단편화된 바이저(32) 및 18개의 판형 PDLC 블라인드(28)를 포함한다. 도 8은 온 상태에서 운전부 위의 지역 내에서 슬레이트를 가지는 제3 실시예를 도시한다. 모든 다른 구체적인 내용은 실시예 2에서와 같다.
제4 실시예
도 9는 제2 실시예에 LED 조명이 부가된 제4 실시예를 도시한다. LED가 투명한 전도성 코팅된 기재에 장착되고 글레이징 내로 적층되었다. 하나의 스트링이 지붕의 전방 연부로부터 후방 연부까지 중심선을 따라서 연장된다. 제2 스트링은 중심선에 수직으로 연장되고 승객 및 운전자를 위한 독서등을 제공한다.
제5 실시예
도 10은 본 발명의 제5 실시예를 도시한다. 상단 연부는 실질적으로 전체 지붕 및 후방 창을 포함하도록 확장되었고 18개의 판형 PDLC 블라인드(28)를 포함한다. 바이저의 부가는 유리 또는 A-필라에 기계적 바이저를 장착할 필요성을 배제하여, 제1 실시예에서 이미 제시된 장점을 부가한다. 모든 다른 구체적인 내용은 실시예 1에서와 같다.
본 발명이 앞서서 설명되고 도시된 실시예로 제한되지 않는다는 것을 이해하여야 할 것이다. 당업자는, 이하의 청구항에 의해서만 규정되는 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않고도 여러 가지 변경 및 수정이 이루어질 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
10 유리 상의 검은색 프린트
11 유리의 하단 연부
12 일광(daylight) 개방
14 시야 구역의 AS1 상단
15 유리의 상단 연부
16 지붕의 시트 금속
17 제어부
18 선루프
19 인터페이스
20 파노라마 지붕
21 소리 방출 수단
22 절환 가능 이중 바이저
24 절환 가능 블라인드 판
26 절환 가능 AS11 바이저
28 18개의 판을 가지는 절환 가능 블라인드
30 스터드
31 정보 디스플레이/터치 제어부
32 절환 가능한 3개의 단편 AS11 바이저
34 LED 조명
100 운전자 눈 지점
102 수평선
104 중심선
106 중심선 코드
108 설치 각도
120 절환 가능 층 1의 연부
122 절환 가능 층 2의 연부
124 전도성 트레이스
126 연결부 - 핫(hot)
128 가요성 회로 - 핫
130 절환 가능 필름
132 전도성 코팅 내의 레이저 절단 선
134 전도성 접착제를 가지는 연결 패드
136 가요성 회로 - 중립
138 가요성 회로
140 연결부 - 중립
142 가요성 버스 바아 - 핫
143 평판 유리
144 유리
145 굽힘 아이언 레일
146 플라스틱 중간층
147 돌출부
148 투명 전도성 코팅된 플라스틱(PET)
150 절환 가능 유화제
151 얇은 구리 버스 바아
152 투명 전도성 코팅을 가지는 PET의 측면
154 전도성 접착제
156 가요성 기재
158 이격부재
160 유리의 외측 플라이
162 유리의 내측 플라이

Claims (38)

  1. SAE J903에 의해서 규정된 바와 같은 운전자 눈 지점으로부터 적어도 45도의 확장된 수직 조망 각도를 운전자에게 제공하기 위해서 확장된 상단 연부를 구비하며 통합된 전기적으로 절환 가능한 블라인드 시스템을 구비한, 방풍 유리를 포함하는, 차량 글레이징.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상단 연부가 B 필라까지 확장되는, 차량 글레이징.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상단 연부가 차량의 실질적으로 전체 지붕 면적을 포함하도록 확장되는, 차량 글레이징.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상단 연부가 차량의 실질적으로 전체 지붕 면적 및 후방 창을 포함하도록 확장되는, 차량 글레이징.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 블라인드는, 적어도 2개의 구분된 광 투과율의 상태들 사이에서 전기적으로 각각 절환될 수 있는 적어도 2개의 단편을 가지는, 차량 글레이징.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 블라인드가 PDLC 필름으로 제조되는, 차량 글레이징.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 블라인드가 SPD 필름으로 제조되는, 차량 글레이징.
  8. 제1항에 있어서,
    활성 유화제를 개재하기 위해 사용되는 전도성 코팅된 플라스틱 내의, 블라인드 전기 회로는, 필름 생산을 위해 2개의 플라스틱 시트와 유화제를 조립하기에 앞서서, 실질적으로 단지 투명한 전도성 코팅된 플라스틱 시트의 전도성 코팅을 관통 절단하되, 플라스틱 자체는 절단하지 않는 것에 의해서 제조되는, 차량 글레이징.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 블라인드 전기 회로는 상기 필름이 조립된 후에 전도성 코팅된 플라스틱의 단일 층을 관통 절단하는 것에 의해서 제조되는, 차량 글레이징.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 블라인드 전기 회로는 상기 필름이 조립된 후에 전도성 코팅된 플라스틱 시트 모두를 포함하는 필름의 두께를 관통 절한하는 것에 의해서 제조되는, 차량 글레이징.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    절단 수단이 레이저인, 차량 글레이징.
  12. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    절단 수단이 블레이드인, 차량 글레이징.
  13. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    절단 수단이 초음파 절단기인, 차량 글레이징.
  14. 제1항에 있어서,
    광 투과 수준이 전자적으로 제어되는 선 바이저를 구비하는, 차량 글레이징.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 선 바이저는 음영부와 동일한 절환 가능 재료의 시트로 형성되는, 차량 글레이징.
  16. 제14항에 있어서,
    절환 가능한 상기 선 바이저가 실질적으로 직사각형 형상인, 차량 글레이징.
  17. 제14항에 있어서,
    절환 가능한 상기 선 바이저가 AS1 선까지 확장되는, 차량 글레이징.
  18. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 선 바이저가 둘 이상의 별개로 제어되는 요소로 단편화되는, 차량 글레이징.
  19. 제1항에 있어서,
    미리 결정된 블라인드 절환 순서를 실행하는 제어 수단을 부가적으로 포함하는, 차량 글레이징.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 블라인드의 동작과 동기화된 소리 방출 수단을 포함하는, 차량 글레이징.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제어 수단은 사용자 인터페이스를 포함하는, 차량 글레이징.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 사용자 인터페이스는 상기 제어 수단(19)에 대한 무선 연결을 포함하는, 차량 글레이징.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 인터페이스는 스마트폰, 태블릿, 터치 화면 및 다기능 차량 디스플레이를 포함하는 군으로부터의 요소로 이루어지는, 차량 글레이징.
  24. 제1항에 있어서,
    적층화를 돕기 위해서, 가요성 연결부가 유리의 연부로부터 적어도 10 mm 이내까지 확장되는, 차량 글레이징.
  25. 제1항에 있어서,
    적층화를 돕기 위해서, PDLC 필름을 가지는 지역 및 PDLC 필름을 가지지 않는 지역으로부터의 전이부가 하나 이상의 점진적으로 더 얇아지는 투명 재료 유리의 스트립의 이용을 통해서 가교화되는(bridged), 차량 글레이징.
  26. 제1항에 있어서,
    적층체 내로 통합된 발광 수단을 포함하는, 차량 글레이징.
  27. 제26항에 있어서,
    적어도 하나의 발광 다이오드(LED)인 발광 수단을 포함하는, 차량 글레이징.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 발광 수단이 적어도 하나의 전기발광 장치인, 차량 글레이징.
  29. SAE J903에 의해서 규정된 바와 같은 운전자 눈 지점으로부터 적어도 45도의 확장된 수직 조망 각도를 운전자에게 제공하기 위해서 확장된 상단 연부를 가지는 방풍 유리를 포함하고, 글레이징 면적의 전부 또는 일부 내에 광-변색 필름을 가지는, 차량 글레이징.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 글레이징 면적의 전부 또는 일부 내에 광-변색 코팅을 더 포함하는, 차량 글레이징.
  31. 제1항에 있어서,
    상기 글레이징 면적의 전부 또는 일부 내에 적외선 반사 필름을 더 포함하는, 차량 글레이징.
  32. 제1항에 있어서,
    상기 글레이징 면적의 전부 또는 일부 내에 적외선 반사 코팅을 더 포함하는, 차량 글레이징.
  33. 제1항에 있어서,
    상기 글레이징 면적의 전부 또는 일부 내에 열 흡수 필름을 더 포함하는, 차량 글레이징.
  34. 제1항에 있어서,
    상기 유리 층의 전부 또는 일부 내에 열 흡수 유리 조성물을 더 포함하는, 차량 글레이징.
  35. 제1항에 있어서,
    상기 글레이징 면적의 전부 또는 일부 내에 색조 필름을 더 포함하는, 차량 글레이징.
  36. 제1항에 있어서,
    유리 층의 전부 또는 일부 내에 색조 유리 조성물을 더 포함하는, 차량 글레이징.
  37. 제1항에 있어서,
    통합된 정보 디스플레이를 더 포함하는, 차량 글레이징.
  38. 제1항에 있어서,
    제어 수단으로 명령을 전송하기 위한 목적으로, 하나 이상의 통합된 터치 감응형 스위치를 더 포함하는, 차량 글레이징.
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