WO2024106360A1 - 車両窓用合わせガラス - Google Patents

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WO2024106360A1
WO2024106360A1 PCT/JP2023/040687 JP2023040687W WO2024106360A1 WO 2024106360 A1 WO2024106360 A1 WO 2024106360A1 JP 2023040687 W JP2023040687 W JP 2023040687W WO 2024106360 A1 WO2024106360 A1 WO 2024106360A1
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WO
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laminated glass
glass
piezoelectric
vehicle
glass plate
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/040687
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English (en)
French (fr)
Inventor
サーリム コチュ
和良 野田
豊 北島
Original Assignee
Ａｇｃ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Ａｇｃ株式会社 filed Critical Ａｇｃ株式会社
Publication of WO2024106360A1 publication Critical patent/WO2024106360A1/ja

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60J—WINDOWS, WINDSCREENS, NON-FIXED ROOFS, DOORS, OR SIMILAR DEVICES FOR VEHICLES; REMOVABLE EXTERNAL PROTECTIVE COVERINGS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES
    • B60J1/00—Windows; Windscreens; Accessories therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/18—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators

Definitions

  • the present invention relates to laminated glass for vehicle windows.
  • Vehicle window glass is glass that can be installed in the openings of a vehicle, and is subject to a wide range of regulations.
  • UN Regulation No. 43 Uniform Provisions for Approval of Safety Glass Materials and Their Installation in Vehicles
  • domestic standards such as JIS R3211 (2015) “Automotive Safety Glass” and JIS R3212 (2015) “Test Methods for Automotive Safety Glass”.
  • These regulations refer to safety glass that aims to reduce personal injury in the event of breakage, and laminated glass is included in the category of safety glass.
  • Laminated glass is made by bonding multiple glass sheets with a resin adhesive layer, generally known as an interlayer, and contributes to improving safety as well as sound insulation.
  • piezoelectric elements which are elements that convert applied force into voltage, are attracting attention as elements that convert mechanical energy into electrical energy, that is, generate electricity, without using fossil fuels.
  • Various types of piezoelectric elements are known, for example, as disclosed in Patent Documents 1 and 2.
  • the application of these piezoelectric elements to windows is also being considered.
  • Patent Document 3 discloses a window in which a piezoelectric element is placed between a window material made of a glass plate or the like and a frame material that supports the periphery of the window material, and which is capable of generating electricity using vibration energy generated in the window material.
  • the vibrations generated in the window material are indirectly transmitted to the piezoelectric element supported by the frame material via a packing such as synthetic rubber filled between the window material and the frame material, making it possible to generate electricity.
  • Patent Document 3 does not fully disclose a specific configuration that can be used as the above-mentioned vehicle window glass. Furthermore, Patent Document 3 generates electricity by using the displacement of the window material relative to the frame material as vibration energy, but does not take into account the vibrations that pass through the window material. In other words, the window in Patent Document 3 has vibration-damping properties but does not have sufficient sound insulation.
  • the present invention was made in consideration of the above points, and provides laminated glass for vehicle windows that has power generation capabilities and excellent sound insulation properties.
  • a laminated glass for vehicle windows having the following configurations [1] to [13] and the following use as [14].
  • a laminated glass for vehicle windows comprising a first glass plate, an intermediate adhesive layer, and a second glass plate in this order, the intermediate adhesive layer having a piezoelectric generating layer, the piezoelectric generating layer having a first electrode layer, a second electrode layer, and a piezoelectric element sandwiched between the first electrode layer and the second electrode layer, the piezoelectric element having at least one of a piezoelectric resin film and a plurality of piezoelectric ceramic bodies held in a binder layer.
  • the binder layer contains at least one thermoplastic resin selected from a plasticized polyvinyl acetal resin, a plasticized polyvinyl chloride resin, a saturated polyester resin, a plasticized saturated polyester resin, a polyurethane resin, a plasticized polyurethane resin, an ethylene-vinyl acetate copolymer resin, an ethylene-ethyl acrylate copolymer resin, a cycloolefin polymer, and an ionomer resin.
  • thermoplastic resin selected from a plasticized polyvinyl acetal resin, a plasticized polyvinyl chloride resin, a saturated polyester resin, a plasticized saturated polyester resin, a polyurethane resin, a plasticized polyurethane resin, an ethylene-vinyl acetate copolymer resin, an ethylene-ethyl acrylate copolymer resin, a cycloolefin polymer, and an ionomer resin.
  • the piezoelectric generating layer has a base material film, the base material film being in contact with at least one of the first electrode layer and the second electrode layer and being spaced apart from the piezoelectric element.
  • laminated glass for vehicle windows that has power generation capabilities and excellent sound insulation properties can be provided.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a laminated glass for a vehicle window according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the laminated glass for vehicle windows according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a first cross-sectional view of the piezoelectric generating layer according to the first embodiment.
  • FIG. 4A is a second cross-sectional view of the piezoelectric generating layer according to the first embodiment.
  • FIG. 4B is a second cross-sectional view of the piezoelectric generating layer according to the first embodiment.
  • FIG. 5 shows the results of a sound pressure simulation of the laminated glass for a vehicle window according to the first embodiment.
  • FIG. 6A is a plan view of the laminated glass for a vehicle window according to the first embodiment.
  • FIG. 6B is a plan view of the laminated glass for a vehicle window according to the first embodiment.
  • FIG. 6C is a plan view of the laminated glass for a vehicle window according to the first embodiment.
  • FIG. 6D is a plan view of the laminated glass for a vehicle window according to the first embodiment.
  • FIG. 6E is a plan view of the laminated glass for a vehicle window according to the first embodiment.
  • FIG. 6F is a plan view of the laminated glass for a vehicle window according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a perspective view of a laminated glass for a vehicle window according to the second embodiment.
  • FIG. 8 shows the results of a sound pressure simulation of the laminated glass for a vehicle window according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a plan view of the laminated glass for a vehicle window according to the second embodiment.
  • laminated glass for vehicle windows will also be referred to simply as laminated glass.
  • a vehicle is typically an automobile, but refers to any moving body capable of mounting window glass, including trains, ships, aircraft, etc.
  • automobiles are not limited to passenger cars and private vehicles, but also include taxis, buses, trucks, etc.
  • planar view refers to viewing an object from the direction of a normal line passing through the center of gravity of the object's main surface, and the shape seen in this case is referred to as the planar shape.
  • top and bottom refer to the top and bottom when the laminated glass for vehicle windows is installed on a vehicle.
  • upper edge and lower edge refer to an area of a specified width that includes the upper edge and an area of a specified width that includes the lower edge, respectively, when the laminated glass for vehicle windows is installed on a vehicle
  • side edge refers to an area of a specified width that includes at least one of the right edge and the left edge when the laminated glass for vehicle windows is installed on a vehicle.
  • peripheral portion the outer edge of a specific member in a plan view
  • peripheral portion the area of the specific member that is in contact with the "periphery” and has a certain width.
  • the peripheral portion can also be said to be the area that includes the upper edge portion, lower edge portion, and side edge portion.
  • Fig. 1 is a diagram illustrating a laminated glass for vehicle windows according to a first embodiment, and is an exploded perspective view showing elements constituting the laminated glass.
  • Fig. 2 is a cross-sectional view of the laminated glass of Fig. 1 cut along the X-Z plane and viewed from the positive direction of the Y axis.
  • a laminated glass having a shape suitable for use as vehicle door glass is described as an example, but is not limited to this.
  • the laminated glass 100 (laminated glass 100 for vehicle windows) can also be used, for example, for windshields, rear windows, quarter windows, roofs, and extra windows.
  • the laminated glass 100 can also be suitably used as slidable window glass, typically window glass that can slide in the vertical direction. Examples of such window glass include front side door glass and rear side door glass of an automobile.
  • the meanings of the X-axis, Y-axis, and Z-axis may be appropriately understood depending on the embodiment.
  • the X-axis corresponds to the front-rear direction of the vehicle (positive direction is forward).
  • the Y-axis corresponds to the up-down direction of the vehicle (positive direction is upward), and the Z-axis corresponds to the inside-outside direction of the vehicle (positive direction is outside the vehicle).
  • the laminated glass 100 is a laminated glass for a vehicle window, which has a first glass plate 11, an intermediate adhesive layer 20, and a second glass plate 12 in this order.
  • the first glass plate 11 is an exterior glass plate that faces the exterior side of the vehicle when the laminated glass 100 is installed in a vehicle.
  • the second glass plate 12 is an interior glass plate that faces the interior side of the vehicle when the laminated glass 100 is installed in a vehicle.
  • the first glass plate 11 and the second glass plate 12 are joined together with the intermediate adhesive layer 20 sandwiched therebetween.
  • the laminated glass 100 When the laminated glass 100 has a curved shape, it is preferable that the laminated glass 100 is curved so as to be convex toward the outside of the vehicle. That is, it is preferable that the first glass sheet 11 is curved so as to be convex toward the opposite side to the intermediate adhesive layer 20, and it is preferable that the second glass sheet 12 is curved so as to be convex toward the intermediate adhesive layer 20 side.
  • the planar shape of the laminated glass 100 in FIG. 1 is substantially trapezoidal, the laminated glass 100 may have any shape that corresponds to the shape of the vehicle window.
  • substantially means that geometric strictness is not required for linearity, the number of corners, the size of the corners, etc.
  • the laminated glass 100 may be substantially rectangular, substantially triangular, etc., and may have partial depressions or holes.
  • the minimum value of the radius of curvature of the laminated glass 100 i.e., the (minimum) radius of curvature of the most strongly curved part, is preferably 500 mm or more and 100,000 mm or less. Furthermore, the minimum radius of curvature of the first glass sheet 11 and the second glass sheet 12 may be the same or different. When the minimum radius of curvature of the first glass sheet 11 and the second glass sheet 12 are different, the radius of curvature of the second glass sheet 12 is smaller than the minimum radius of curvature of the first glass sheet 11.
  • the total thickness of the laminated glass 100 is, for example, 1.9 mm to 10 mm, and preferably 2.8 mm to 10 mm. If the total thickness of the laminated glass 100 is 2.8 mm or more, sufficient rigidity can be ensured. Furthermore, if the total thickness of the laminated glass 100 is 10 mm or less, sufficient transmittance can be obtained without becoming excessively heavy.
  • the intermediate adhesive layer 20 and the piezoelectric generating layer 30 are sandwiched between the first glass plate 11 and the second glass plate 12 to form a laminate. Then, for example, this laminate is placed in a rubber bag, rubber chamber, resin bag, etc., and bonded in a vacuum controlled at a gauge pressure of -100 kPa to -65 kPa and at a temperature controlled to a range of approximately 70°C to 110°C for a predetermined period of time.
  • the heating conditions, temperature conditions, and lamination method are selected as appropriate.
  • a heating and pressurizing bonding process under controlled conditions of, for example, a temperature of 100°C to 150°C and an absolute pressure of 0.6 MPa to 1.3 MPa for a predetermined time, a laminated glass 10 with even greater durability can be obtained.
  • this heating and pressurizing process may not be used in order to simplify the process and in consideration of the characteristics of the material to be sealed in the laminated glass 100.
  • a method called "cold bending” may be used in which either or both of the first glass plate 11 and the second glass plate 12 are joined in an elastically deformed state.
  • Cold bending can be achieved by using a laminate consisting of an intermediate adhesive layer 20 and a piezoelectric generating layer 30 between the first glass plate 11 and the second glass plate 12, which are fixed by a temporary fastening means such as tape, and a conventionally known preliminary pressure-bonding device such as a nip roller, a rubber bag, or a rubber chamber, and an autoclave.
  • the first glass plate 11 and the second glass plate 12 may be inorganic glass or organic glass.
  • Inorganic glass and organic glass are usually colorless, but may be colored as long as they are transparent.
  • Examples of inorganic glass that can be used include soda-lime glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, alkali-free glass, and quartz glass, with soda-lime glass being preferred.
  • Examples of organic glass that can be used include polycarbonate, acrylic resins such as polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, and transparent resins such as polystyrene.
  • the inorganic glass may be either unstrengthened glass or tempered glass.
  • the tempered glass may be either physically strengthened glass, such as air-cooled tempered glass, or chemically strengthened glass.
  • the method for forming the first glass sheet 11 and the second glass sheet 12 is not particularly limited.
  • glass sheets formed by a float method or the like are preferred.
  • the first glass sheet 11 and the second glass sheet 12 may be bent using a gravity forming method, a press forming method, a roller forming method, or the like.
  • the thickness of the first glass sheet 11 is preferably 1.1 mm or more and 3 mm or less. If the thickness of the first glass sheet 11 is 1.1 mm or more, the strength of the sheet 11 is sufficient for resistance to flying stones, and if the thickness is 3 mm or less, the mass of the laminated glass 100 does not become too large, which is preferable in terms of fuel efficiency of the vehicle.
  • the thickness of the second glass sheet 12 is preferably 0.3 mm or more and 2.3 mm or less.
  • the intermediate adhesive layer 20 is disposed so as to sandwich the piezoelectric generating layer 30.
  • the intermediate adhesive layer 20 has a plurality of intermediate adhesive layers, that is, a first adhesive layer 21 between the first glass plate 11 and the piezoelectric generating layer 30, and a second adhesive layer 22 between the second glass plate 12 and the piezoelectric generating layer 30.
  • the piezoelectric generating layer 30 is sandwiched between the first adhesive layer 21 and the second adhesive layer 22 at least in the thickness direction.
  • Thermoplastic resins are often used as the intermediate adhesive layer 20, including, for example, thermoplastic resins that have traditionally been used for this type of application, such as plasticized polyvinyl acetal resin, plasticized polyvinyl chloride resin, saturated polyester resin, plasticized saturated polyester resin, polyurethane resin, plasticized polyurethane resin, ethylene-vinyl acetate copolymer resin, ethylene-ethyl acrylate copolymer resin, cycloolefin polymer, and ionomer resin.
  • resin compositions containing modified block copolymer hydrogenates as described in Patent No. 6065221, can also be suitably used.
  • plasticized means that a plasticizer has been added.
  • polyvinyl butyral is preferred because it has an excellent balance of properties such as transparency, weather resistance, strength, adhesive strength, penetration resistance, impact energy absorption, moisture resistance, heat insulation, and sound insulation.
  • a resin that does not substantially contain a plasticizer for example, ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) resin is preferred.
  • EVA ethylene-vinyl acetate copolymer
  • thermoplastic resins may be used alone or in combination of two or more types.
  • the intermediate adhesive layer 20 may contain functional particles such as an infrared absorbing agent, an ultraviolet absorbing agent, and a luminescent agent.
  • the intermediate adhesive layer 20 may have three or more layers.
  • the intermediate adhesive layer is formed of three or more layers and the shear modulus of any layer other than the layers on both sides is made smaller than the shear modulus of the layers on both sides by adjusting the plasticizer or the like, the sound insulation of the laminated glass 100 can be improved.
  • the shear modulus of the layers on both sides may be the same or different.
  • the thickness of the intermediate adhesive layer 20 is preferably 0.5 mm or more.
  • the thickness of the intermediate adhesive layer 20 is the total thickness obtained by adding up the thicknesses of the layers. If the thickness of the intermediate adhesive layer 20 is 0.5 mm or more, the impact resistance required for the laminated glass 100 is sufficient. Furthermore, the thickness of the intermediate adhesive layer 20 is preferably 3 mm or less. If the maximum thickness of the intermediate adhesive layer 20 is 3 mm or less, the mass of the laminated glass 100 does not become too large. The maximum thickness of the intermediate adhesive layer 20 is more preferably 2.8 mm or less, and even more preferably 2.6 mm or less.
  • each layer included in the intermediate adhesive layer 20 is formed from the same material, but they may be formed from different materials.
  • the above-mentioned resin material that will become the intermediate adhesive layer is appropriately selected and extruded in a heated and molten state using an extruder.
  • the extrusion conditions such as the extrusion speed of the extruder, are set so as to be uniform.
  • the extruded resin film is then stretched as necessary, for example, to give the upper and lower edges a curvature in accordance with the design of the laminated glass 100, thereby completing the intermediate adhesive layer 20.
  • the piezoelectric generating layer 30 is a sheet-like flexible member capable of generating electricity by vibration applied to the laminated glass 100 from at least one of the first glass plate 11 and the second glass plate 12.
  • the piezoelectric generating layer 30 has a first electrode layer 61 and a second electrode layer 62, and a piezoelectric element 35 sandwiched therebetween.
  • the piezoelectric generating layer 30 is preferably transparent, but may be colored to such an extent that it does not obstruct the field of view.
  • the visible light transmittance (Tv) of the piezoelectric generating layer 30 is preferably 70% or more, more preferably 80% or more.
  • the visible light transmittance (Tv) can be measured by a method conforming to JIS R3106 of 2019.
  • the piezoelectric element 35 generates an electromotive force due to vibrations applied from at least one of the first glass plate 11 and the second glass plate 12. At the same time, the energy of the vibrations is converted into electrical energy, thereby suppressing the vibrations transmitted from one of the first glass plate 11 and the second glass plate 12 to the other.
  • the electromotive force generated by the piezoelectric element 35 can be extracted to the outside as a current by the first electrode layer 61 and the second electrode layer 62.
  • the current extracted to the outside may be stored in a battery provided in the vehicle via a rectifier.
  • the piezoelectric element 35 may be formed to include an inorganic material such as ceramics, or an organic material such as a polymer. An example of the configuration of a piezoelectric power generation layer having the piezoelectric element 35 will be described later.
  • the electromotive force generated by the piezoelectric element 35 and the stored electricity can be used, for example, to light a light source (e.g., an LED) that can be used for decoration, improving the design, notifying vehicle occupants, etc. on or around the laminated glass 100.
  • the electromotive force generated by the piezoelectric element 35 and the stored electricity can also be used to charge electronic devices (e.g., a smartphone). Note that these uses are merely examples and are not limited to these.
  • the piezoelectric generating layer 30 has, for example, the same planar shape as the first glass plate 11, the second glass plate 12, and the intermediate adhesive layer 20.
  • the piezoelectric generating layer 30 is disposed over substantially the entire surface of the first glass plate 11 in a planar view, and the main surface is covered with the intermediate adhesive layer 20. Specifically, the piezoelectric generating layer 30 is sandwiched between the first adhesive layer 21 and the second adhesive layer 22.
  • Substantially the entire surface means at least 80% or more of the area of the main surface of the first glass plate 11, preferably 90% or more, and more preferably 95% or more.
  • the piezoelectric generating layer 30 may be disposed away from the periphery of the first glass plate 11 in plan view.
  • the outer edge of the piezoelectric generating layer 30 may have a portion disposed, for example, inside the outer edge of the first glass plate 11, and the area of the piezoelectric generating layer 30 in plan view may be smaller than the area of the first glass plate 11.
  • the side of the piezoelectric generating layer 30 may be covered with an intermediate adhesive layer 20.
  • the intermediate adhesive layer covering the side of the piezoelectric generating layer 30 may be at least one of the first adhesive layer 21 and the second adhesive layer 22, or may be a frame-shaped third adhesive layer (not shown). This improves the adhesion between the first glass plate 11 and the second glass plate 12, and also improves durability by protecting the piezoelectric generating layer 30 from changes in the external environment.
  • Multiple piezoelectric generating layers 30 may be arranged in the thickness direction (Z-axis direction). Multiple piezoelectric generating layers 30 with an area smaller than the area of the first glass plate 11 may be arranged in a planar direction (X-Y plane direction). By arranging multiple piezoelectric generating layers 30, power generation performance and sound insulation performance can be improved.
  • the multiple piezoelectric generating layers 30 may be bonded with the same material as the first adhesive layer 21 or the second adhesive layer 22, for example, or may be bonded with a different adhesive material.
  • the thickness of the piezoelectric generating layer 30 is, for example, about 0.01 mm to 1 mm. If the thickness of the piezoelectric generating layer 30 is 0.01 mm or more, it is easy to handle, and if it is 1 mm or less, it can be enclosed in laminated glass without impairing the adhesion between multiple glass plates.
  • the thickness of the piezoelectric generating layer 30 may be 0.02 mm to 0.8 mm, 0.03 mm to 0.6 mm, or 0.05 mm to 0.5 mm.
  • a transparent conductive oxide can be used as the first electrode layer 61 and the second electrode layer 62.
  • TCOs include, but are not limited to, tin-doped indium oxide (ITO), aluminum-doped zinc oxide (AZO), and indium-doped cadmium oxide.
  • ITO tin-doped indium oxide
  • AZO aluminum-doped zinc oxide
  • ITO tin-doped indium oxide
  • AZO aluminum-doped zinc oxide
  • indium-doped cadmium oxide indium-doped cadmium oxide.
  • a transparent conductive polymer made of a material different from that of the piezoelectric element 35 can also be used.
  • There are no particular limitations on the method for forming the first electrode layer 61 and the second electrode layer 62, and a vacuum deposition method, a sputtering method, or the like can be used.
  • FIGS 3, 4A, and 4B are cross-sectional views showing the piezoelectric generating layer 30 excerpted from Figure 2, and the piezoelectric generating layers 31 to 33 are all examples of the piezoelectric generating layer 30.
  • the piezoelectric element 35 is a piezoelectric resin film 40.
  • the piezoelectric generating layer 32 shown in Figure 4A and the piezoelectric generating layer 33 shown in Figure 4B both include piezoelectric ceramic bodies 51_1 to 51_5 as the piezoelectric element 35.
  • the piezoelectric ceramic bodies 51_1 to 51_5 are also collectively referred to as the piezoelectric ceramic body 51.
  • the piezoelectric generating layer 33 is another example in which the structure of the piezoelectric ceramic body 51 is different from that of the piezoelectric generating layer 32.
  • the piezoelectric generating layers 31 to 33 may have multiple piezoelectric elements 35 in the thickness direction (Z-axis direction) and/or in the planar direction (X-Y plane direction). By having multiple piezoelectric elements 35 in the piezoelectric generating layers 31 to 33, the power generation performance and sound insulation performance can be improved.
  • a base film (not shown) may be disposed in contact with at least one of the first electrode layer 61 and the second electrode layer 62.
  • the base film is spaced apart from the piezoelectric elements 35, specifically disposed on the opposite side of the electrode layer to the piezoelectric elements 35, and can protect and hold the electrode layer.
  • a base film may be formed from a resin such as polyethylene terephthalate or polycarbonate. The thickness of the base film is, for example, 10 ⁇ m to 300 ⁇ m.
  • the multiple piezoelectric elements 35 may be bonded with the same material as the intermediate adhesive layer, or may be bonded with a different adhesive material, as necessary.
  • resins that can be used as the piezoelectric resin film 40 include polyvinylidene fluoride (PVDF), polylactic acid, cellulose derivatives, alternating copolymers of cyanovinylidene and vinyl acetate, polypropylene, polyurethane, nylon 11, etc.
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • polylactic acid which has a large piezoelectric coefficient
  • polylactic acid which has high transparency
  • the piezoelectric resin film 40 for the piezoelectric element 35 By using the piezoelectric resin film 40 for the piezoelectric element 35, it is possible to easily form a large, flexible piezoelectric generating layer 31 with a side length of tens to hundreds of mm, which is characteristic of vehicle windows, making it easy to apply to laminated glass for vehicle windows.
  • the piezoelectric resin film 40 is preferably a uniaxially stretched film.
  • piezoelectricity can be achieved through polarization treatment using high voltage or the like.
  • These piezoelectric resin films are commercially available in a state that has been processed to exhibit piezoelectricity.
  • the piezoelectric generating layer 32 shown in FIG. 4A has multiple piezoelectric ceramic bodies 51_1 to 51_5.
  • the number of piezoelectric ceramic bodies may be determined appropriately taking into consideration the flexibility of the piezoelectric generating layer 32 and the piezoelectric characteristics of the piezoelectric element 35.
  • the multiple piezoelectric ceramic bodies 51_1 to 51_5 are mutually independent, roughly columnar ceramic materials, and are in contact with the first electrode layer 61 and the second electrode layer 62, respectively.
  • the multiple piezoelectric ceramic bodies 51_1 to 51_5 are also held by the binder layer 55. In other words, the multiple piezoelectric ceramic bodies 51_1 to 51_5 are fixed with their sides in contact with the binder layer 55.
  • Ceramic materials that can be used as the piezoelectric ceramic body 51 include lead zirconate titanate (PZT), barium titanate, and barium strontium titanate. Of these, PZT is preferred, as it has a very large piezoelectric coefficient that is about 10 times that of PVDF. It is known that the piezoelectric performance can be adjusted by the Zr and Ti blend ratio in PZT, and by selecting a mixture other than Zr and Ti, such as Ni. Therefore, various materials can be selected depending on the temperature environment and electrical properties expected for use.
  • PZT lead zirconate titanate
  • barium titanate barium titanate
  • barium strontium titanate barium strontium titanate
  • the binder layer 55 preferably contains a resin or rubber, more preferably contains a resin, and even more preferably contains a thermoplastic resin.
  • the binder layer 55 contains a thermoplastic resin
  • the piezoelectric generating layer properly conforms to the shape of the glass plate in the high-temperature, high-pressure process when manufacturing the laminated glass, and stress is less likely to accumulate. Therefore, the piezoelectric ceramic body 51 is less likely to be damaged during the manufacture and use of the laminated glass.
  • the binder layer 55 preferably contains the same type of resin as the intermediate adhesive layer 20. If the binder layer 55 is the same type of resin as the intermediate adhesive layer 20, in addition to the above effects, adhesion is also improved.
  • the piezoelectric generating layer 33 shown in FIG. 4B differs from the piezoelectric generating layer 32 in that each of the multiple piezoelectric ceramic bodies 51_1 to 51_5 is composed of multiple piezoelectric ceramic bodies in series.
  • the piezoelectric ceramic body 51_1 is composed of piezoelectric ceramic bodies 52_1 to 52_5, which are granular ceramic material, in series.
  • the piezoelectric ceramic body 52_1 located at the end is in contact with the first adhesive layer 21, and the piezoelectric ceramic body 52_5 is in contact with the second adhesive layer 22.
  • the number of piezoelectric ceramic bodies that compose one piezoelectric ceramic body is not particularly limited.
  • the multiple piezoelectric ceramic bodies and the piezoelectric ceramic bodies 52_1 to 52_5 are all held in the binder layer 55. The same is true for the multiple piezoelectric ceramic bodies 51_2 to 51_5.
  • the piezoelectric element is a piezoelectric resin film and examples in which the piezoelectric element includes multiple piezoelectric ceramic bodies
  • the piezoelectric element may use both in combination.
  • the piezoelectric element may have at least one of a piezoelectric resin film and multiple piezoelectric ceramic bodies held in a binder layer.
  • Figure 5 shows the results of a simulation of the sound pressure applied when a single glass sheet having the same shape as the laminated glass for vehicle windows 100 according to the first embodiment is mounted on a vehicle and driven. Note that Figure 5 shows only the portion that does not overlap with the body frame of the vehicle, i.e., the portion corresponding to the opening of the vehicle.
  • the glass sheet used in this simulation is a glass sheet that can slide in the vertical direction, and in Figure 5, the length of the lower side (x1 + x2 + x3) is 730 mm, and the length from the lower side to the upper side (y1 + y2) is 320 mm.
  • x1 is 350 mm
  • x2 is 320 mm
  • x3 is 60 mm
  • y1 is 110 mm
  • y2 is 210 mm.
  • sound pressure is generated by the wind generated when a general sedan type vehicle is driven at a speed of 100 km/h, and the larger the value, the larger the sound pressure.
  • the sound pressure shows the result of comparing sound waves in the frequency range of 100 Hz to 10 kHz.
  • the sound pressure levels ranged from 50 dB to 80 dB in the region from the bottom edge of the laminated glass 100 up to about 34% (i.e., the region corresponding to y1 in Figure 5). Furthermore, the sound pressure level was less than 50 dB in the region above the 34% position from the bottom edge of the laminated glass 100 (i.e., the region corresponding to y2 in Figure 5).
  • Figures 6A to 6F are plan views of laminated glass 100 illustrating preferred arrangements of piezoelectric elements 35.
  • piezoelectric elements 35 are arranged along a portion of the periphery of the first glass sheet.
  • piezoelectric elements 35 are arranged along at least a portion of the bottom edge of the periphery of first glass sheet 11 in a plan view of laminated glass 100.
  • the part of the lower edge portion may be, for example, the left end of the lower edge portion (a region of a predetermined width in the positive direction of the X-axis direction from the side located in the negative direction of the X-axis direction) as shown in FIG. 6A, but may also be the right end of the lower edge portion (a region of a predetermined width on the negative side of the X-axis direction from the side located on the positive side of the X-axis direction).
  • the part of the lower edge portion may be both ends of the lower edge portion of the first glass plate 11 as shown in FIG. 6B.
  • the part of the lower edge portion is a region including at least a part of the region in FIG.
  • the piezoelectric element 35 By arranging the piezoelectric element 35 in this way, the laminated glass 100 can effectively absorb vibrations, i.e., insulate sound, and can effectively generate electricity. Also, as shown in FIG. 6C, the piezoelectric element 35 may be arranged on the entire lower edge portion of the first glass plate 11.
  • the piezoelectric element 35 is disposed along the side and bottom edges of the periphery of the first glass plate 11.
  • the piezoelectric element 35 is not disposed along the top edge.
  • the piezoelectric element 35 may be disposed along only part of the side edges, not along the entirety of the side edges. The same applies to the bottom edge.
  • the piezoelectric element 35 is unlikely to be visible and therefore is less noticeable when the laminated glass 100 slides up and down.
  • the piezoelectric elements 35 are arranged along the entire periphery of the peripheral portion of the first glass plate 11.
  • the piezoelectric elements 35 are not arranged in the center.
  • the area in which the first electrode layer 61 and the second electrode layer 62 are not arranged can be used as an area through which radio waves for communication can pass.
  • the piezoelectric elements 35 are disposed over substantially the entire surface of the first glass plate 11 in a plan view of the laminated glass 100. By disposing the piezoelectric elements 35 in this manner, sound insulation and power generation performance can be maximized.
  • the laminated glass 100 according to the first embodiment can be used as a window glass that can slide up and down by a known method.
  • a support member (not shown) called a glass holder or glass channel is attached to the bottom edge of the laminated glass 100, and a regulator is attached to the support member, allowing the laminated glass 100 to slide up and down.
  • the support member and regulator are disposed inside the door panel and cannot be seen from the inside or outside of the vehicle regardless of the position of the laminated glass 100.
  • Fig. 7 is a perspective view illustrating a laminated glass for a vehicle window according to the second embodiment.
  • the X-axis corresponds to the vehicle interior/exterior direction (the positive direction is the vehicle exterior direction).
  • the Y-axis corresponds to the vehicle vertical direction (the positive direction is the upward direction), and the Z-axis corresponds to the vehicle left/right direction (the positive direction is the rightward direction relative to the vehicle travel direction).
  • the laminated glass 200 is a laminated glass for vehicle windows, which has a substantially trapezoidal first glass plate 11, a second glass plate 12, and an intermediate adhesive layer 20, in that order.
  • the first glass plate 11 is an exterior glass plate that faces the exterior side of the vehicle when the laminated glass 200 is installed in the vehicle.
  • the second glass plate 12 is an interior glass plate that faces the interior side of the vehicle when the laminated glass 200 is installed in the vehicle.
  • the first glass plate 11 and the second glass plate 12 are joined together with the intermediate adhesive layer 20 sandwiched therebetween.
  • the intermediate adhesive layer 20 holds the piezoelectric generating layer 30 in place.
  • the planar shape of the glass plate is substantially trapezoidal, which is different from that of the first embodiment, and the planar shape of the intermediate adhesive layer is also different accordingly. Other than that, it is the same as the first embodiment, and a description of the common content will be omitted.
  • Figure 8 shows the results of a simulation of the sound pressure applied when the laminated glass 200 for vehicle windows according to the second embodiment is mounted on a vehicle and the vehicle is traveling.
  • the laminated glass 200 for vehicle windows used in the simulation has a length of the lower side (x5 + x6 + x7) of 1340 mm, and a length from the lower side to the upper side (y3 + y4) of 760 mm.
  • x5 is 120 mm
  • x6 120 mm
  • x7 is 1100 mm
  • y3 160 mm
  • y4 600 mm.
  • sound pressure is generated by the wind generated when a typical sedan-type vehicle travels at a speed of 100 km/h, and the larger the value, the larger the sound pressure.
  • the sound pressure represents the result of a comparison of sound waves with frequencies ranging from 100 Hz to 10 kHz.
  • the mounting angle (inclination angle) of the laminated glass 200 for vehicle windows used in the simulation on the vehicle was 23.5° with respect to the horizontal
  • the sound pressure levels ranged from 40 dB to 60 dB in the region from the bottom edge of the laminated glass 200 up to about 21% (i.e., the region corresponding to y3 in Figure 8). Furthermore, in the region above the position 21% from the bottom edge of the laminated glass 200 (i.e., the region corresponding to y4 in Figure 8), the sound pressure level was 30 dB or less.
  • FIG. 9 is a plan view of laminated glass 200 illustrating a preferred arrangement of piezoelectric elements 35.
  • FIG. 9 is a YZ plan view of laminated glass 200 viewed from the positive direction of the X axis.
  • piezoelectric elements 35 are arranged along part of the side edges and part of the bottom edge of the periphery of the first glass plate. In particular, they are arranged along the center of the side edges, both ends of the bottom edge, and the center of the bottom edge. Furthermore, piezoelectric elements 35 are not arranged along the top edge.
  • the piezoelectric element 35 is preferable to place only in an area along at least a portion of at least one of the bottom and side edges of the periphery of the first glass plate 11, that is, along an edge other than the top edge. This arrangement not only effectively blocks sound and generates electricity, but also makes the piezoelectric element 35 less visible and less noticeable when the laminated glass 200 slides up and down.
  • the piezoelectric element 35 may be arranged along the entire side edge portion, rather than just a part of the side edge portion, as in the laminated glass 100 in the first embodiment. The same applies to the bottom edge portion. Furthermore, the piezoelectric element 35 may be arranged along the entire periphery of the peripheral portion of the first glass plate in a plan view, or may be arranged over the entire surface of the first glass plate.
  • the laminated glass 100, 200 may have various components as necessary.
  • the laminated glass 100, 200 may have a shielding layer at a position overlapping the piezoelectric element 35 in a plan view.
  • the shielding layer can be provided between the main surface of the first glass plate 11 opposite the intermediate adhesive layer 20 and the main surface of the second glass plate 12 opposite the intermediate adhesive layer 20.
  • the shielding layer is an opaque layer, and is provided, for example, in a strip shape along the periphery of the laminated glass 100, 200.
  • the shielding layer is, for example, an opaque colored ceramic layer, and may be of any color, but is preferably a dark color such as black, brown, gray, or navy blue, or white, and more preferably black.
  • the shielding layer may be a colored intermediate adhesive layer or colored film with light-blocking properties, or a combination of a colored intermediate adhesive layer and a colored ceramic layer.
  • the colored film may be a base film that the piezoelectric generating layer appropriately has.
  • the shielding layer can be formed, for example, by applying a ceramic color paste containing a fusible glass frit containing a black pigment onto a glass plate by screen printing or the like, and then firing the paste, but is not limited to this.
  • the shielding layer can also be formed, for example, by applying an organic ink containing a dark color pigment or a white pigment onto a glass plate by screen printing or the like, and then drying the ink.
  • the shielding layer is provided, for example, only on the peripheral portion of the main surface of the first glass sheet facing the vehicle interior side.
  • the shielding layer may be provided only on the peripheral portion of the main surface of the second glass sheet facing the vehicle interior side, or on both the peripheral portion of the main surface of the first glass sheet facing the vehicle interior side and the peripheral portion of the main surface of the second glass sheet facing the vehicle interior side.
  • a film or device having functions such as electric heating, light emission, dimming, touch panel, decoration, polarization, light reflection, light scattering, and light absorption may be provided within a range that does not impair the effects of the present application.
  • the light here may be any of infrared light, visible light, and ultraviolet light.
  • the reflection of light is, for example, the reflection of infrared light
  • the scattering of light is, for example, the scattering of visible light.
  • the surface of the laminated glass 100, 200 may have a film having functions such as anti-fogging, water repellency, heat insulation, and low reflection.
  • the main surfaces of the glass plates may have a film having functions such as heat insulation and heat generation.
  • Second electrode layer 100, 200 Laminated glass for vehicle windows 11 First glass plate 12 Second glass plate 20 Intermediate adhesive layer 21 First adhesive layer 22 Second adhesive layer 30, 31, 32, 33 Piezoelectric generating layer 35 Piezoelectric element 40 Piezoelectric resin film 51 Piezoelectric ceramic body 52 Piezoelectric ceramic body 55 Binder layer 61 First electrode layer 62 Second electrode layer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

発電機能を有し遮音性に優れた車両窓用合わせガラスを提供する。本車両窓用合わせガラスは、第１ガラス板と、中間接着層と、第２ガラス板とをこの順に有する合わせガラスであって、前記中間接着層は、圧電発電層を有し、前記圧電発電層は、第１電極層と、第２電極層と、前記第１電極層及び前記第２電極層に挟持された圧電素子とを有し、前記圧電素子は、圧電樹脂フィルム、又は、バインダー層に保持された複数の圧電セラミックス体を有する。

Description

車両窓用合わせガラス
　本発明は、車両窓用合わせガラスに関する。
　車両用窓ガラスは、車両の開口部に搭載可能なガラスであって、広範囲に及ぶ規制が定められている。例えば、ＵＮ規則Ｎｏ．４３「安全ガラス材及び車両への取り付けの認可に関する統一規定」や、ＪＩＳ　Ｒ３２１１（２０１５年）「自動車用安全ガラス」及びＪＩＳ　Ｒ３２１２（２０１５年）「自動車用安全ガラスの試験方法」等の国内基準がある。これらの規制では、破損した際に人身傷害の軽減を目的とした安全ガラスについて言及されており、合わせガラスは安全ガラスに含まれる。合わせガラスは、複数のガラス板が、一般に中間膜とも称される樹脂製の接着層によって接合されてなり、安全性の向上に加えて遮音性の向上にも貢献する。
　ところで、加えられた力を電圧に変換する素子である圧電素子は、化石燃料を使用せずに力学的エネルギーを電気エネルギーに変換する、つまり発電する素子として注目されている。圧電素子としては、例えば特許文献１、特許文献２のように様々な種類が知られている。これらの圧電素子を、窓に適用することも検討されている。例えば、特許文献３では、ガラス板などで構成された窓材と、窓材の周囲を支持する枠材との間に圧電素子を配置し、窓材に生じた振動エネルギーにより発電可能な窓を開示している。具体的には、窓材に生じた振動は、窓材と枠材との間に充填された合成ゴム等のパッキンを介して間接的に、枠材に支持された圧電素子に伝達されることで発電可能にしている。
特開平０８－０３６９１７号公報 特開２０００－１５４０５９号公報 特開２０１１－１０１４４８号公報
　しかし、特許文献３では、上記のような車両用窓ガラスとして使用可能な具体的な構成が十分に開示されていなかった。また、特許文献３では、窓材の枠材に対する変位を振動エネルギーとした発電を行っているが、窓材を透過する振動については考慮されていなかった。つまり、特許文献３の窓は、制振性は備えていても遮音性は十分でなかった。
　本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、発電機能を有し遮音性に優れた車両窓用合わせガラスを提供する。
　本開示は、下記[１]～[１３]の構成を有する車両窓用合わせガラスと、下記［１４］としての使用を提供する。
　[１]第１ガラス板と、中間接着層と、第２ガラス板とをこの順に有する合わせガラスであって、前記中間接着層は、圧電発電層を有し、前記圧電発電層は、第１電極層と、第２電極層と、前記第１電極層及び前記第２電極層に挟持された圧電素子とを有し、前記圧電素子は、圧電樹脂フィルム、及び、バインダー層に保持された複数の圧電セラミックス体の少なくとも１つを有する車両窓用合わせガラス。
　[２]前記圧電素子は、平面視で、前記第１ガラス板の周縁部のうち、少なくとも車両に取り付けたときの下辺部の一部に沿って配置されている、［１］に記載の車両窓用合わせガラス。
　[３]前記圧電素子は、平面視で、前記第１ガラス板の周縁部の少なくとも車両に取り付けたときの下辺部の両端部に沿って配置されている、［１］又は［２］に記載の車両窓用合わせガラス。
　[４]前記圧電素子は、平面視で、前記第１ガラス板の周縁部のうち、少なくとも側辺部の一部に沿って配置されている、［１］～［３］のいずれかに記載の車両窓用合わせガラス。
　[５]前記圧電素子は、平面視で、前記第１ガラス板の周縁部のうち、少なくとも車両に取り付けたときの下辺部の一部及び側辺部の一部に沿って配置されている、［１］～［４］に記載の車両窓用合わせガラス。
　[６]前記圧電素子は、平面視で、前記第１ガラス板の周縁部の全周に沿って配置されている、［１］～［５］に記載の車両窓用合わせガラス。
　[７]前記圧電素子は、平面視で、前記第１ガラス板の略全面に配置されている、［１］～［６］に記載の車両窓用合わせガラス。
　[８]前記圧電発電層は、平面視で、前記第１ガラス板の周縁から離間して配置されている、［１］～［７］に記載の車両窓用合わせガラス。
　[９]前記圧電発電層の厚さは、０．０１ｍｍ～１ｍｍである、［１］～［８］に記載の車両窓用合わせガラス。
　[１０]前記複数の圧電セラミックス体は、それぞれ、複数の圧電セラミックス小体が連続して構成される、［１］～［９］に記載の車両窓用合わせガラス。
　[１１]前記バインダー層は、可塑化ポリビニルアセタール樹脂、可塑化ポリ塩化ビニル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、可塑化飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、可塑化ポリウレタン樹脂、エチレン－酢酸ビニル共重合体樹脂、エチレン－エチルアクリレート共重合体樹脂、シクロオレフィンポリマー、アイオノマー樹脂から選択される少なくとも１種類の熱可塑性樹脂を含む、［１］～［１０］に記載の車両窓用合わせガラス。
　[１２]前記第１ガラス板の前記中間接着層とは反対側の主面から、前記第２ガラス板の前記中間接着層とは反対側の主面までの間に遮蔽層を有し、前記圧電素子は、平面視で少なくとも一部が前記遮蔽層に重複する、［１］～［１１］に記載の車両窓用合わせガラス。
　[１３]前記圧電発電層は、基材フィルムを有し、前記基材フィルムは、前記第１電極層及び前記第２電極層の少なくとも一方に接し、かつ前記圧電素子とは離間する、［１］～［１２］に記載の車両窓用合わせガラス。
　[１４]［１］～［１３］に記載の車両窓用合わせガラスの、ウィンドシールド、又は車両の上下方向に摺動可能な窓ガラスとしての使用。
　本開示の一実施態様によれば、発電機能を有し遮音性に優れた車両窓用合わせガラスを提供できる。
図１は、第１実施形態にかかる車両窓用合わせガラスの分解斜視図である。 図２は、第１実施形態にかかる車両窓用合わせガラスの一断面図である。 図３は、第１実施形態にかかる圧電発電層の一断面図（その１）である。 図４Ａは、第１実施形態にかかる圧電発電層の一断面図（その２）である。 図４Ｂは、第１実施形態にかかる圧電発電層の一断面図（その２）である。 図５は、第１実施形態にかかる車両窓用合わせガラスの音圧シミュレーション結果である。 図６Ａは、第１実施形態にかかる車両窓用合わせガラスの平面図である。 図６Ｂは、第１実施形態にかかる車両窓用合わせガラスの平面図である。 図６Ｃは、第１実施形態にかかる車両窓用合わせガラスの平面図である。 図６Ｄは、第１実施形態にかかる車両窓用合わせガラスの平面図である。 図６Ｅは、第１実施形態にかかる車両窓用合わせガラスの平面図である。 図６Ｆは、第１実施形態にかかる車両窓用合わせガラスの平面図である。 図７は、第２実施形態にかかる車両窓用合わせガラスの斜視図である。 図８は、第２実施形態にかかる車両窓用合わせガラスの音圧シミュレーション結果である。 図９は、第２実施形態にかかる車両窓用合わせガラスの平面図である。
　以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。また、各図面において、本発明の内容を理解しやすいように、大きさや形状を一部誇張している場合がある。また、以下車両窓用合わせガラスを、単に合わせガラスとも称する。
　なお、車両とは、代表的には自動車であるが、電車、船舶、航空機等を含む、窓ガラスを搭載可能な移動体を指すものとする。また、自動車は乗用車や自家用車に限定されず、タクシー、バス、トラック等を含むものとする。
　また、平面視とは、対象物を、対象物の主面の重心を通る法線の方向から視ることを指し、そのときに見える形状を平面形状と称する。
　また、「上」及び「下」の表記は、車両窓用合わせガラスを車両に取り付けたときの上及び下を指すものとする。加えて、「上辺部」、「下辺部」の表記は、それぞれ、車両窓用合わせガラスを車両に取り付けたときの上側の辺を含む所定幅の領域、下側の辺を含む所定幅の領域を指し、「側辺部」の表記は、車両窓用合わせガラスを車両に取り付けたときの右側の辺及び左側の辺の少なくとも一方を含む所定幅の領域を指す。
　また、所定の部材の平面視における外縁を「周縁」と称し、所定の部材において「周縁」に接して幅を持った領域を「周縁部」と称する。周縁部は、上辺部、下辺部及び側辺部を包含する領域とも言える。
　［第１実施形態］
　図１は、第１実施形態にかかる車両窓用合わせガラスを例示する図であり、合わせガラスを構成する要素を示す分解斜視図である。図２は、図１の合わせガラスをＸ－Ｚ平面で切断してＹ軸の正方向から視認した断面図である。
　第１実施形態では、車両のドアガラスとして好適な形状の合わせガラスを例示して説明するが、これに限定されない。合わせガラス１００（車両窓用合わせガラス１００）は、例えば、ウィンドシールド、リアウインドウ、クォーターウインドウ、ルーフ、エクストラウインドウにも使用できる。また、合わせガラス１００は摺動可能な窓ガラス、代表的には上下方向に摺動可能な窓ガラスとしても好適に使用できる。このような窓ガラスとして、例えば、自動車のフロントサイドドアガラス、リアサイドドアガラスが挙げられる。
　なお、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の意味は、実施形態に応じて適切に理解すればよい。図１及び図２に示す合わせガラス１００において、Ｘ軸は車両の前後方向（正方向が前方向）に対応している。また、Ｙ軸は車両の上下方向（正方向が上方向）に、Ｚ軸は車両の車内外方向（正方向が車外方向）に、それぞれ対応している。
　［車両窓用合わせガラス］
　図１及び図２に示すように、合わせガラス１００は、第１ガラス板１１と、中間接着層２０と、第２ガラス板１２とをこの順に有する車両窓用合わせガラスである。第１ガラス板１１は、合わせガラス１００を車両に取り付けたときに車外側となる車外側ガラス板である。また、第２ガラス板１２は、合わせガラス１００を車両に取り付けたときに車内側となる車内側ガラス板である。第１ガラス板１１と第２ガラス板１２とは、中間接着層２０を挟んで接合されている。
　合わせガラス１００は、平板形状でもよいが、図１のように湾曲形状のほうが安全性の観点で好ましい。合わせガラス１００は、例えば、車両に取り付けたときの垂直方向（図１でのＹ軸方向）又は水平方向（図１でのＸ軸方向）の一方に湾曲した単曲形状でもよく、車両に取り付けたときの垂直方向及び水平方向の両方に湾曲した複曲形状でもよい。ただし、単曲形状及び複曲形状は、車両に取り付けたときの垂直方向及び／又は水平方向に湾曲した形状に限られない。単曲形状は、任意の１方向のみに湾曲した形状を含む。また、複曲形状は、任意の異なる２方向以上に湾曲した形状を含む。
　合わせガラス１００が湾曲形状である場合、合わせガラス１００は、車外側に向けて凸となるように湾曲していることが好ましい。すなわち、第１ガラス板１１は中間接着層２０とは反対側に向けて凸となるように湾曲していることが好ましく、第２ガラス板１２は中間接着層２０側に向けて凸となるように湾曲していることが好ましい。なお、図１では合わせガラス１００の平面形状を略台形としているが、合わせガラス１００は車両窓の形状に対応した、任意の形状として構わない。ここでの「略」とは、直線性、角の数及び角の大きさ等に幾何的な厳密さを求めないことを表す。合わせガラス１００は、略矩形状、略三角形状等でもよく、部分的に窪みや穴があってもよい。
　合わせガラス１００が湾曲形状である場合、合わせガラス１００の曲率半径の最小値、すなわち最も強く曲げられた部分の（最小）曲率半径は５００ｍｍ以上１０００００ｍｍ以下が好ましい。また、第１ガラス板１１と第２ガラス板１２の最小曲率半径は同じでもよいし、異なっていてもよい。第１ガラス板１１と第２ガラス板１２の最小曲率半径が異なっている場合は、第２ガラス板１２の曲率半径の方が第１ガラス板１１の最小曲率半径よりも小さい。
　合わせガラス１００の総厚は、例えば１．９ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、好ましくは２．８ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。合わせガラス１００の総厚が２．８ｍｍ以上であれば、十分な剛性を確保できる。また、合わせガラス１００の総厚が１０ｍｍ以下であれば、十分な透過率が得られると共に過剰に重くならない。
　合わせガラス１００を製造するには、第１ガラス板１１と第２ガラス板１２との間に、中間接着層２０及び圧電発電層３０を挟んで積層体とする。そして、例えば、この積層体をゴム袋やラバーチャンバー、樹脂製の袋等の中に入れ、ゲージ圧力－１００ｋＰａ～－６５ｋＰａの範囲で制御した真空中で温度約７０℃～１１０℃の範囲で制御して所定時間維持した状態で接着する。加熱条件、温度条件、及び積層方法は適宜選択される。
　さらに、例えば温度１００℃～１５０℃、絶対圧力０．６ＭＰａ～１．３ＭＰａの範囲で制御した所定時間条件で加熱加圧する圧着処理を行うことで、より耐久性の優れた合わせガラス１０を得られる。ただし、場合によっては工程の簡略化、並びに合わせガラス１００中に封入する材料の特性を考慮して、この加熱加圧工程を使用しない場合もある。
　第１ガラス板１１又は第２ガラス板１２のうち、いずれか一方、又は両方のガラス板が互いに弾性変形した状態で接合されている、「コールドベンド」と呼ばれる方法を使用してもよい。コールドベンドは、テープ等の仮止め手段によって固定された第１ガラス板１１と第２ガラス板１２との間に、中間接着層２０及び圧電発電層３０からなる積層体と、従来公知であるニップローラー又はゴム袋、ラバーチャンバー等の予備圧着装置及びオートクレーブを用いることで達成できる。
　［ガラス板］
　第１ガラス板１１及び第２ガラス板１２は、無機ガラスでもよく、有機ガラスでもよい。無機ガラス及び有機ガラスは、通常は無色であるが、透明性を有するものであればよく、有色でもよい。無機ガラスとしては、例えば、ソーダライムガラス、アルミノシリケートガラス、ホウ珪酸ガラス、無アルカリガラス、石英ガラス等を使用でき、ソーダライムガラスが好ましい。有機ガラスとしては、ポリカーボネート、例えばポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン等の透明樹脂を使用できる。
　無機ガラスは、未強化ガラス、強化ガラスのいずれでもよい。強化ガラスは、例えば風冷強化ガラス等の物理強化ガラス、化学強化ガラスのいずれでもよい。
　第１ガラス板１１及び第２ガラス板１２の成形法については特に限定されず、例えば、無機ガラスの場合はフロート法等により成形されたガラス板が好ましい。第１ガラス板１１及び第２ガラス板１２の曲げ成形には、重力成形法、プレス成形法、ローラー成形法等を用いてもよい。
　第１ガラス板１１の板厚は、１．１ｍｍ以上３ｍｍ以下が好ましい。第１ガラス板１１の板厚が１．１ｍｍ以上であると、耐飛び石性能等の強度が十分であり、３ｍｍ以下であると、合わせガラス１００の質量が大きくなり過ぎず、車両の燃費の点で好ましい。また、第２ガラス板１２の板厚は、０．３ｍｍ以上２．３ｍｍ以下が好ましい。
　〔中間接着層〕
　中間接着層２０は、圧電発電層３０を挟持するように配置される。図１及び図２に示す例では、中間接着層２０は複数の中間接着層、つまり第１ガラス板１１と圧電発電層３０の間の第１接着層２１と、第２ガラス板１２と圧電発電層３０の間の第２接着層２２を有している。そして、圧電発電層３０は、第１接着層２１と第２接着層２２により、少なくとも厚さ方向に挟持されている。
　中間接着層２０としては熱可塑性樹脂が多く用いられ、例えば、可塑化ポリビニルアセタール樹脂、可塑化ポリ塩化ビニル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、可塑化飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、可塑化ポリウレタン樹脂、エチレン－酢酸ビニル共重合体樹脂、エチレン－エチルアクリレート共重合体樹脂、シクロオレフィンポリマー、アイオノマー樹脂等の従来からこの種の用途に用いられている熱可塑性樹脂が挙げられる。また、特許第６０６５２２１号に記載されている変性ブロック共重合体水素化物を含有する樹脂組成物も好適に使用できる。なお、「可塑化」とは、可塑剤が添加されていることを意味する。
　これらの中でも、透明性、耐候性、強度、接着力、耐貫通性、衝撃エネルギー吸収性、耐湿性、遮熱性、及び遮音性等の諸性能のバランスに優れることから、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）が好適である。また、可塑剤を実質的に含有しない樹脂として、例えば、エチレン－酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）樹脂が好ましい。これらの熱可塑性樹脂は、単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。また、中間接着層２０は、赤外線吸収剤、紫外線吸収剤、発光剤等の機能性粒子を含んでもよい。
　中間接着層２０は、３層以上の層を有してもよい。例えば、中間接着層を３層以上から形成し、両側の層を除くいずれかの層のせん断弾性率を可塑剤の調整等により両側の層のせん断弾性率よりも小さくすると、合わせガラス１００の遮音性を向上できる。この場合、両側の層のせん断弾性率は同じでもよいし、異なってもよい。
　中間接着層２０の厚さは、０．５ｍｍ以上が好ましい。なお、中間接着層２０が複数の層を有する場合、中間接着層２０の厚さとは、各層の厚さを合計した総厚である。中間接着層２０の厚さが０．５ｍｍ以上であると合わせガラス１００として必要な耐衝撃性が十分となる。また、中間接着層２０の厚さは、３ｍｍ以下が好ましい。中間接着層２０の厚さの最大値が３ｍｍ以下であると、合わせガラス１００の質量が大きくなり過ぎない。中間接着層２０の厚さの最大値は２．８ｍｍ以下がより好ましく、２．６ｍｍ以下がさらに好ましい。
　また、中間接着層２０が複数の層を有する場合、中間接着層２０に含まれる各層（例えば第１接着層２１と第２接着層２２）は、同一の材料で形成することが望ましいが、異なる材料で形成してもよい。
　中間接着層２０を作製するには、例えば、中間接着層となる上記の樹脂材料を適宜選択し、押出機を用い、加熱溶融状態で押し出し成形する。押出機の押出速度等の押出条件は均一となるように設定する。その後、押し出し成形された樹脂膜を、合わせガラス１００のデザインに合わせて、上辺及び下辺に曲率を持たせるために、例えば必要に応じ伸展することで、中間接着層２０が完成する。
　［圧電発電層］
　圧電発電層３０は、第１ガラス板１１と第２ガラス板１２の少なくとも一方から合わせガラス１００に加えられた振動により発電可能なシート状の可撓性部材である。圧電発電層３０は、第１電極層６１及び第２電極層６２と、それらに挟持された圧電素子３５を有する。圧電発電層３０は透明であることが好ましいが、視界を遮らない程度に着色されていてもよい。圧電発電層３０の可視光線透過率（Ｔｖ）は７０％以上が好ましく、８０％以上がより好ましい。圧電発電層３０の可視光線透過率（Ｔｖ）が高いほど、良好な視界を確保でき、車内又は車外の様子を一層容易に確認できる。なお、可視光線透過率（Ｔｖ）は、２０１９年のＪＩＳ　Ｒ３１０６に準拠した方法で測定できる。
　圧電素子３５は、第１ガラス板１１と第２ガラス板１２の少なくとも一方から加えられた振動により起電力を生じさせる。同時に、振動のエネルギーが電気エネルギーに変換されることで、第１ガラス板１１と第２ガラス板１２の一方から他方に向かって伝達される振動が抑制される。圧電素子３５によって生じた起電力は、第１電極層６１及び第２電極層６２によって電流として外部に取り出し可能である。外部に取り出された電流は、整流器を経由して車両に設けられたバッテリーに蓄電してもよい。なお、圧電素子３５は、セラミックス等の無機材料を含んで形成されてもよく、高分子等の有機材料を含んで形成されてもよい。圧電素子３５を有する圧電発電層の構成例は後述する。
　圧電素子３５によって生じた起電力や、蓄電された電力は、例えば、合わせガラス１００やその周辺に、装飾、意匠性の向上、車両の乗員への通知等の目的で使用可能な光源（例えばＬＥＤ）の点灯に使用できる。また、圧電素子３５によって生じた起電力や、蓄電された電力は、電子機器（例えばスマートフォン）の充電にも使用できる。なお、これらの用途は一例であって、これらに限定されない。
　圧電発電層３０は、例えば、第１ガラス板１１、第２ガラス板１２及び中間接着層２０と同じ平面形状を有する。圧電発電層３０は、平面視で、第１ガラス板１１の略全面に配置され、主面が中間接着層２０で覆われている。具体的には、圧電発電層３０は、第１接着層２１と第２接着層２２に挟持されている。略全面とは、少なくとも第１ガラス板１１の主面の面積の８０％以上であり、好ましくは９０％以上であり、より好ましくは９５％以上である。
　しかし、圧電発電層３０は、平面視で第１ガラス板１１の周縁から離間して配置されてもよい。言い換えれば、圧電発電層３０の外縁は、例えば第１ガラス板１１の外縁よりも内側に配置される部分を有し、平面視における圧電発電層３０の面積は、第１ガラス板１１の面積よりも小さくてもよい。この場合、圧電発電層３０の側面は中間接着層２０で覆われてよい。圧電発電層３０の側面を覆う中間接着層は、第１接着層２１と第２接着層２２の少なくとも一方でもよく、フレーム状の第３接着層（不図示）でもよい。これにより、第１ガラス板１１と第２ガラス板１２の接着性が向上し、かつ圧電発電層３０が外部の環境変化から保護されることで耐久性も向上する。
　圧電発電層３０は、厚さ方向（Ｚ軸方向）に複数配置されてもよい。第１ガラス板１１の面積よりも小さい面積の圧電発電層３０が、平面方向（Ｘ－Ｙ平面方向）に複数配置されてもよい。圧電発電層３０が複数配置されることで、発電性能及び遮音性能を向上できる。複数の圧電発電層３０は、例えば第１接着層２１又は第２接着層２２と同じ材料で接着してもよく、別の接着材料で接着してもよい。
　圧電発電層３０の厚さは、例えば０．０１ｍｍ～１ｍｍ程度である。圧電発電層３０の厚さが０．０１ｍｍ以上であれば取り扱い性に優れ、１ｍｍ以下であれば複数のガラス板どうしの接着性を損なわずに合わせガラス内に封入できる。圧電発電層３０の厚さは、０．０２ｍｍ～０．８ｍｍでもよく、０．０３ｍｍ～０．６ｍｍでもよく、０．０５ｍｍ～０．５ｍｍでもよい。
　第１電極層６１及び第２電極層６２としては、例えば、透明導電性酸化物（ＴＣＯ：transparent conductive oxide）を使用できる。ＴＣＯとしては、例えば、スズ添加酸化インジウム（ＩＴＯ：tin-doped indium oxide）、アルミニウム添加酸化亜鉛（ＡＺＯ：aluminum doped zinc oxide）、インジウム添加酸化カドミウム等が挙げられるが、これらに限定されない。圧電素子３５とは異なる材料からなる透明導電性高分子も使用できる。第１電極層６１及び第２電極層６２の形成方法はとくに限定されず、真空蒸着法、スパッタリング法等を使用できる。
　次に、図３、図４Ａ及び図４Ｂを用いて圧電発電層３０の構成例を説明する。図３、図４Ａ及び図４Ｂは、図２から圧電発電層３０を抜粋して示した断面図であって、圧電発電層３１～３３は、いずれも圧電発電層３０の一例である。図３に示した圧電発電層３１では、圧電素子３５が圧電樹脂フィルム４０である。一方、図４Ａに示した圧電発電層３２及び図４Ｂに示した圧電発電層３３は、ともに圧電素子３５として圧電セラミックス体５１＿１～５１＿５を含んでいる。圧電セラミックス体５１＿１～５１＿５は、まとめて圧電セラミックス体５１とも称する。圧電発電層３３は、圧電発電層３２とは圧電セラミックス体５１の構造が異なる別の例である。
　圧電発電層３１～３３は、圧電素子３５を厚さ方向（Ｚ軸方向）及び／又は平面方向（Ｘ－Ｙ平面方向）に複数有してもよい。圧電発電層３１～３３が複数の圧電素子３５を有することで、発電性能及び遮音性能を向上できる。
　第１電極層６１及び第２電極層６２は、これらの少なくとも一方に接する基材フィルム（不図示）を配置してもよい。基材フィルムは圧電素子３５とは離間し、具体的には電極層に対して圧電素子３５とは反対側に配置され、電極層を保護しつつ保持できる。圧電発電層を複数配置する場合、とくに圧電素子３５を平面方向（Ｘ－Ｙ平面方向）に複数配置する場合、基材フィルムを配置することが好ましい。基材フィルムは、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート等の樹脂で形成できる。基材フィルムの厚さは、例えば１０μｍ～３００μｍである。複数の圧電素子３５は、必要に応じて、中間接着層と同じ材料で接着してもよく、別の接着材料で接着してもよい。
　圧電発電層３１において、圧電樹脂フィルム４０として使用可能な樹脂は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリ乳酸、セルロース誘導体、シアノビニリデンと酢酸ビニルの交互共重合体、ポリプロピレン、ポリウレタン、ナイロン１１等が挙げられる。圧電樹脂フィルム４０は、大きな圧電率を有するＰＶＤＦや、高い透明度を有するポリ乳酸が好ましい。圧電素子３５に圧電樹脂フィルム４０を用いることで、車両窓に特徴的な一辺の長さが数十ｍｍ～数百ｍｍの大面積で可撓性のある圧電発電層３１を容易に形成できるため、車両窓用合わせガラスに適用しやすい。
　圧電樹脂フィルム４０は、一軸延伸フィルムが好ましい。これらの樹脂のうち、一軸延伸処理だけでは圧電性を示さない樹脂については、高電圧等で分極処理することで圧電性が得られる。なお、これらの圧電樹脂フィルムは、圧電性を示す加工が施された状態で市販されている。
　図４Ａに示した圧電発電層３２では、複数の圧電セラミックス体５１＿１～５１＿５を有している。圧電セラミックス体の個数は、圧電発電層３２の可撓性と圧電素子３５の圧電特性を考慮して適宜決定すればよい。複数の圧電セラミックス体５１＿１～５１＿５は互いに独立した略柱状のセラミックス材料であり、それぞれ第１電極層６１及び第２電極層６２に接触している。また、複数の圧電セラミックス体５１＿１～５１＿５は、バインダー層５５に保持されている。すなわち、複数の圧電セラミックス体５１＿１～５１＿５は、側面がバインダー層５５に接触した状態で固定されている。
　圧電セラミックス体５１として使用可能なセラミックス材料は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウムバリウム等が挙げられる。この中でも、ＰＶＤＦに対して１０倍前後の非常に大きな圧電率を有するＰＺＴが好ましい。なお、圧電性能は、ＰＺＴにおけるＺｒ及びＴｉの配合率、Ｎｉ等のＺｒ及びＴｉ以外の混合物の選択により、調整できることが知られている。したがって、使用が想定される温度環境や電気特性に応じて様々な材料を選択できる。
　バインダー層５５は、樹脂又はゴムを含むことが好ましく、樹脂を含むことがより好ましく、熱可塑性樹脂を含むことがさらに好ましい。バインダー層５５が熱可塑性樹脂を含むことで、合わせガラス製造時の高温高圧プロセスにおいて圧電発電層がガラス板の形状に適切に追従し、応力も蓄積されにくい。したがって、合わせガラス製造時及び使用時において圧電セラミックス体５１が破損しにくい。バインダー層５５は、中間接着層２０と同種の樹脂を含むことが好ましい。バインダー層５５が中間接着層２０と同種の樹脂であれば、上記の効果に加えて、接着性も向上する。
　図４Ｂに示した圧電発電層３３では、複数の圧電セラミックス体５１＿１～５１＿５のそれぞれが、複数の圧電セラミックス小体が連続して構成されている点で圧電発電層３２と異なる。圧電セラミックス体５１＿１は、粒状のセラミックス材料である圧電セラミックス小体５２＿１～５２＿５が連続的に接してできている。そして、端に位置する圧電セラミックス小体５２＿１が第１接着層２１に接し、圧電セラミックス小体５２＿５が第２接着層２２に接している。１つの圧電セラミックス体を構成する圧電セラミックス小体の個数は特に限定されない。複数の圧電セラミックス体及び圧電セラミックス小体５２＿１～５２＿５は、いずれもバインダー層５５に保持されている。複数の圧電セラミックス体５１＿２～５１＿５についても同様である。
　以上、圧電素子が圧電樹脂フィルムである例と、圧電素子が複数の圧電セラミックス体を含む例を示してきたが、両方を圧電素子は併用されてもよい。すなわち、圧電素子は、圧電樹脂フィルム、及び、バインダー層に保持された複数の圧電セラミックス体の少なくとも１つを有してよい。
　［圧電素子の配置］
　次に、図５及び図６を用いて、第１実施形態にかかる車両窓用合わせガラス１００における、圧電素子３５の好ましい配置について説明する。
　図５は第１実施形態にかかる車両窓用合わせガラス１００と同形状の、１枚のガラス板を車両に搭載して走行した際に加わる音圧をシミュレーションした結果を示している。なお、図５では、車両のボディフレームと重複しない部分、すなわち車両の開口部に相当する部分のみ抜粋して示している。本シミュレーションに用いたガラス板は、上下方向に摺動可能なガラス板であり、図５において、下辺の長さ（ｘ１＋ｘ２＋ｘ３）が７３０ｍｍであり、下辺から上辺までの長さ（ｙ１＋ｙ２）が３２０ｍｍである。ここで、ｘ１は３５０ｍｍ、ｘ２は３２０ｍｍ、ｘ３は６０ｍｍ、ｙ１は１１０ｍｍ、ｙ２は２１０ｍｍであった。本シミュレーションでは、一般的なセダンタイプの車両が時速１００ｋｍで走行するときに生じる風切りによって音圧を発生させており、数値が大きいほど音圧が大きいことを表している。音圧は、周波数１００Ｈｚ～１０ｋＨｚの範囲の音波について比較した結果を表している。
　図５に示すように、合わせガラス１００の下辺（Ｙ軸の負の方向に位置し、Ｘ軸方向に延伸している辺）の近傍で大きな音圧が生じることが分かった。具体的には合わせガラス１００の下辺から３４％程度上方までの領域（すなわち図５のｙ１に相当する領域）の音圧レベルが５０ｄＢ～８０ｄＢの部分が分布していた。また、合わせガラス１００の下辺から３４％の位置を超えて上方の領域（すなわち図５のｙ２に相当する領域）では音圧レベルが５０ｄＢ未満であった。
　また、下辺の左右側に大きな音圧が生じていた。具体的には合わせガラス１００の下辺のＸ軸方向の長さに対して、下辺の左右端からそれぞれ約１／４の地点を中心として、音圧レベルが７０ｄＢ以上の部分が２か所（図５のｘ１又はｘ２を含む部分）分布していた。一方で、下辺の中央部分（図５のｘ３を含む領域）は音圧レベルが５０ｄＢ未満と低かった。
　図６Ａ～図６Ｆは、それぞれ圧電素子３５の好ましい配置を例示する合わせガラス１００の平面図である。圧電素子３５は、図６Ａ～図６Ｄにおいて、前記第１ガラス板の周縁部のうち一部に沿って配置されている。図６Ａ～図６Ｂに示す例では、合わせガラス１００の平面視において、圧電素子３５が、第１ガラス板１１の周縁部のうち、少なくとも下辺部の一部に沿って配置されている。
　下辺部の一部とは、例えば図６Ａのように、下辺部のうち左端部（Ｘ軸方向負の方向に位置する側辺からＸ軸方向正の方向に所定の幅の領域）であるが、下辺部のうち右端部（Ｘ軸方向の正の側に位置する側辺からＸ軸方向の負の側に所定の幅の領域）でもよい。あるいは、下辺部の一部とは、図６Ｂに示すように、第１ガラス板１１の下辺部の両端部でもよい。下辺部の一部とは、図５に示した音圧が５０ｄＢ以上の領域の少なくとも一部を含む領域であり、好ましくは６０ｂＢ以上の領域の少なくとも一部を含み、さらに好ましくは７０ｄＢ以上の領域の少なくとも一部を含む。圧電素子３５がこのように配置されることで、合わせガラス１００は、振動を効果的に吸収し、つまり遮音するとともに、効果的に発電可能である。また、図６Ｃに示すように、圧電素子３５は、第１ガラス板１１の下辺部の全体に配置されてもよい。
　図６Ｄに示す例では、合わせガラス１００の平面視において、圧電素子３５が、第１ガラス板１１の周縁部のうち、側辺部及び下辺部に沿って配置されている。そして、圧電素子３５は、上辺部に沿って配置されていない。なお、圧電素子３５は、側辺部の全体ではなく、一部に沿って配置されてもよい。下辺部についても同様である。以上に示したように、圧電素子３５は、第１ガラス板１１の周縁部のうち、下辺部及び側辺部の少なくとも一方の、少なくとも一部に沿った領域のみに配置することで、つまり上辺部以外の辺に沿って配置することが好ましい。効果的に遮音及び発電可能であるのに加え、合わせガラス１００が上下方向に摺動する場合に、圧電素子３５が視界に入りにくく目立ちにくい。
　図６Ｅに示す例では、合わせガラス１００の平面視において、圧電素子３５が、第１ガラス板１１の周縁部の全周に沿って配置されている。圧電素子３５は中央部には配置されていない。このように、合わせガラス１００の平面視において、少なくとも一部に圧電素子３５は配置されない領域を設けることで、第１電極層６１及び第２電極層６２が配置されない領域を設定できる。第１電極層６１及び第２電極層６２が配置されない領域は、通信用の電波が透過する領域として利用できる。
　図６Ｆに示す例では、合わせガラス１００の平面視において、圧電素子３５が、第１ガラス板１１の略全面に配置されている。圧電素子３５をこのように配置することで、遮音及び発電性能を最大限に高められる。
　第１実施形態にかかる合わせガラス１００は、公知の方法で、上下方向に摺動可能な窓ガラスとして使用できる。通常、合わせガラス１００の下辺部に、ガラスホルダ又はガラスチャンネルと呼ばれる支持部材（不図示）が取り付けられ、支持部材には、レギュレーターが取り付けられることで、合わせガラス１００は上下方向に摺動可能になる。支持部材及びレギュレーターは、ドアパネルの内部に配置され、合わせガラス１００の位置によらず車両の内側及び外側から視認されない。
　［第２実施形態］
　第２実施形態では、車両のウィンドシールドとして好適な形状の合わせガラスを例示して説明する。図７は、第２実施形態にかかる車両窓用合わせガラスを例示する斜視図である。なお、図７に示す合わせガラス２００において、Ｘ軸は車内外方向（正方向が車外方向）に対応している。また、Ｙ軸は車両の上下方向（正方向が上方向）に、Ｚ軸は車両の左右方向（正方向が車両の進行方向に対する右方向）に、それぞれ対応している。
　合わせガラス２００は、略台形の第１ガラス板１１と、第２ガラス板１２と、中間接着層２０とをこの順に有する車両窓用合わせガラスである。第１ガラス板１１は、合わせガラス２００を車両に取り付けたときに車外側となる車外側ガラス板である。また、第２ガラス板１２は、合わせガラス２００を車両に取り付けたときに車内側となる車内側ガラス板である。第１ガラス板１１と第２ガラス板１２とは、中間接着層２０を挟んで接合されている。中間接着層２０は、圧電発電層３０を挟持している。
　第２実施形態では、このようにガラス板の平面形状が第１実施形態とは異なる略台形であり、中間接着層の平面形状もこれらに対応して異なる。それ以外は第１実施形態と同じであり、共通する内容は説明を省略する。
　次に、図８及び図９を用いて、第２実施形態にかかる車両窓用合わせガラス２００における、圧電素子３５の好ましい配置について説明する。
　図８は第２実施形態にかかる車両窓用合わせガラス２００を車両に搭載して走行した際に加わる音圧をシミュレーションした結果を示している。シミュレーションに用いた車両窓用合わせガラス２００は、下辺の長さ（ｘ５＋ｘ６＋ｘ７）が１３４０ｍｍであり、下辺から上辺までの長さ（ｙ３＋ｙ４）が７６０ｍｍである。ここで、ｘ５は１２０ｍｍ、ｘ６は１２０ｍｍ、ｘ７は１１００ｍｍ、ｙ３は１６０ｍｍ、ｙ４は６００ｍｍであった。本シミュレーションでは、一般的なセダンタイプの車両が時速１００ｋｍで走行するときに生じる風切りによって音圧を発生させており、数値が大きいほど音圧が大きいことを表している。音圧は、周波数１００Ｈｚ～１０ｋＨｚの範囲の音波について比較した結果を表している。シミュレーションに用いた車両窓用合わせガラス２００の車両への取り付け角度（傾斜角度）は、水平面に対して２３．５°であった。
　図８に示すように、合わせガラス２００の下辺（Ｙ軸の負の方向に位置し、Ｚ軸方向に延伸している辺）の近傍で大きな音圧が生じることが分かった。具体的には合わせガラス２００の下辺から２１％程度上方までの領域（すなわち図８のｙ３に相当する領域）の音圧レベルが４０ｄＢ～６０ｄＢの部分が分布していた。また、合わせガラス２００の下辺から２１％の位置を超えて上方の領域（すなわち図８のｙ４に相当する領域）では音圧レベルが３０ｄＢ以下であった。
　また、下辺の左右側及び中央に大きな音圧が生じていた。具体的には合わせガラス２００の下辺の左右端を中心として、音圧レベルが４０ｄＢ以上の部分が２か所分布し、下辺の中央を中心として音圧レベルが５０ｄＢ以上の部分が分布していた。また、合わせガラス２００の側辺部の中央（正確には中央よりやや上部）では音圧レベルが約３０ｄＢの部分が分布していた。一方で、合わせガラス２００の下辺の左右端と中央の間の部分と、中央部は、音圧レベルが３０ｄＢ未満と低かった。
　図９は、それぞれ圧電素子３５の好ましい配置を例示する合わせガラス２００の平面図である。図９は合わせガラス２００をＸ軸の正方向から見たＹ－Ｚ平面図である。圧電素子３５は、図８において、第１ガラス板の周縁部のうち、側辺部の一部及び下辺部の一部に沿って配置されている。特に側辺部の中央、下辺部の両端部、下辺部の中央部に沿って配置されている。そして、圧電素子３５は、上辺部に沿って配置されていない。
　以上に示したように、圧電素子３５は、第１ガラス板１１の周縁部のうち、下辺部及び側辺部の少なくとも一方の、少なくとも一部に沿った領域のみに配置することで、つまり上辺部以外の辺に沿って配置することが好ましい。このような配置により、効果的に遮音及び発電可能であるのに加え、合わせガラス２００が上下方向に摺動する場合に、圧電素子３５が視界に入りにくく、目立ちにくい。
　圧電素子３５は、第１実施形態における合わせガラス１００と同様に、側辺部の一部ではなく、側辺部の全体に沿って配置されてもよい。下辺部についても同様である。また、圧電素子３５は、平面視で、第１ガラス板の周縁部の全周に沿って配置されてもよく、第１ガラス板の全面に配置されてもよい。
　合わせガラス１００、２００は、必要に応じて種々の部材を有してよい。例えば、合わせガラス１００、２００は、平面視で圧電素子３５と重複する位置に、遮蔽層を設けてもよい。遮蔽層は、第１ガラス板１１の中間接着層２０とは反対側の主面から、第２ガラス板１２の中間接着層２０とは反対側の主面までの間に設けることができる。
　遮蔽層は、不透明な層であり、例えば、合わせガラス１００、２００の周縁部に沿って帯状に設けられる。遮蔽層は、例えば、不透明な着色セラミック層であって、色は任意であるが、黒色、茶色、灰色、紺色等の濃色又は白色が好ましく、黒色がより好ましい。遮蔽層は、遮光性を持つ着色中間接着層や着色フィルム、着色中間接着層と着色セラミック層の組み合わせでもよい。着色フィルムは、圧電発電層が適宜有する基材フィルムであってもよい。
　遮蔽層は、例えば、黒色顔料を含有する溶融性ガラスフリットを含むセラミックカラーペーストをガラス板上にスクリーン印刷等により塗布し、焼成することで形成できるが、これには限定されない。遮蔽層は、例えば、濃色顔料又は白色顔料を含有する有機インクをガラス板上にスクリーン印刷等により塗布し、乾燥させて形成してもよい。
　遮蔽層は、例えば、第１ガラス板の車内側の主面の周縁部のみに設けられる。しかし、遮蔽層は、第２ガラス板の車内側の主面の周縁部のみに設けられてもよいし、第１ガラス板の車内側の主面の周縁部と第２ガラス板の車内側の主面の周縁部の両方に設けられてもよい。
　また、第１ガラス板１１と第２ガラス板１２との間に、本願の効果を損なわない範囲で、電熱、発光、調光、タッチパネル、加飾、偏光、光線の反射、光線の散乱、光線の吸収等の機能を持つフィルムやデバイスを有してもよい。ここでの光線とは、赤外線、可視光線、紫外線のいずれでもよい。光線の反射は、例えば赤外線の反射であり、光線の散乱は、例えば可視光線の散乱である。また、合わせガラス１００、２００の表面に防曇、撥水、遮熱、低反射等の機能を有する膜を有していてもよい。また、ガラス板主面に遮熱、発熱等の機能を有する膜を有してもよい。
　以上、好ましい実施形態等について詳説したが、上述した実施形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。
　この出願は、２０２２年１１月１７日に出願された日本出願特願２０２２－１８４４０５を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
１００、２００　車両窓用合わせガラス
１１　第１ガラス板
１２　第２ガラス板
２０　中間接着層
２１　第１接着層
２２　第２接着層
３０、３１、３２、３３　圧電発電層
３５　圧電素子
４０　圧電樹脂フィルム
５１　圧電セラミックス体
５２　圧電セラミックス小体
５５　バインダー層
６１　第１電極層
６２　第２電極層

Claims (14)

  1. 　第１ガラス板と、中間接着層と、第２ガラス板とをこの順に有する合わせガラスであって、
    　前記中間接着層は、圧電発電層を挟持し、
    　前記圧電発電層は、第１電極層と、第２電極層と、前記第１電極層及び前記第２電極層に挟持された圧電素子とを有し、
    　前記圧電素子は、圧電樹脂フィルム、及び、バインダー層に保持された複数の圧電セラミックス体の少なくとも１つを有する車両窓用合わせガラス。
  2. 　前記圧電素子は、平面視で、前記第１ガラス板の周縁部のうち、少なくとも車両に取り付けたときの下辺部の一部に沿って配置されている請求項１に記載の車両窓用合わせガラス。
  3. 　前記圧電素子は、平面視で、前記第１ガラス板の周縁部の少なくとも車両に取り付けたときの下辺部の両端部に沿って配置されている請求項１又は２に記載の車両窓用合わせガラス。
  4. 　前記圧電素子は、平面視で、前記第１ガラス板の周縁部のうち、少なくとも車両に取り付けたときの側辺部の一部に沿って配置されている請求項１又は２に記載の車両窓用合わせガラス。
  5. 　前記圧電素子は、平面視で、前記第１ガラス板の周縁部のうち、少なくとも車両に取り付けたときの下辺部の一部及び側辺部の一部に沿って配置されている請求項１又は２に記載の車両窓用合わせガラス。
  6. 　前記圧電素子は、平面視で、前記第１ガラス板の周縁部の全周に沿って配置されている請求項１又は２に記載の車両窓用合わせガラス。
  7. 　前記圧電素子は、平面視で、前記第１ガラス板の略全面に配置されている請求項１又は２に記載の車両窓用合わせガラス。
  8. 　前記圧電発電層は、平面視で、前記第１ガラス板の周縁から離間して配置されている請求項１又は２に記載の車両窓用合わせガラス。
  9. 　前記圧電発電層の厚さは、０．０１ｍｍ～１ｍｍである請求項１又は２に記載の車両窓用合わせガラス。
  10. 　前記複数の圧電セラミックス体は、それぞれ、複数の圧電セラミックス小体が連続して構成される請求項１又は２に記載の車両窓用合わせガラス。
  11. 　前記バインダー層は、可塑化ポリビニルアセタール樹脂、可塑化ポリ塩化ビニル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、可塑化飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、可塑化ポリウレタン樹脂、エチレン－酢酸ビニル共重合体樹脂、エチレン－エチルアクリレート共重合体樹脂、シクロオレフィンポリマー、アイオノマー樹脂から選択される少なくとも１種類の熱可塑性樹脂を含む請求項１又は２に記載の車両窓用合わせガラス。
  12. 　前記第１ガラス板の前記中間接着層とは反対側の主面から、前記第２ガラス板の前記中間接着層とは反対側の主面までの間に遮蔽層を有し、
    　前記圧電素子は、平面視で少なくとも一部が前記遮蔽層に重複する請求項１又は２に記載の車両窓用合わせガラス。
  13. 　前記圧電発電層は、基材フィルムを有し、
    　前記基材フィルムは、前記第１電極層及び前記第２電極層の少なくとも一方に接し、かつ前記圧電素子とは離間する請求項１又は２に記載の車両窓用合わせガラス。
  14. 　請求項１又は２に記載の車両窓用合わせガラスの、ウィンドシールド、又は車両の上下方向に摺動可能な窓ガラスとしての使用。
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