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技術 合わせガラス

出願人 AGC株式会社
発明者 青木時彦定金駿介松崎彩夏
出願日 2016年7月15日 (4年5ヶ月経過) 出願番号 2016-140812
公開日 2018年1月18日 (2年11ヶ月経過) 公開番号 2018-008862
状態 特許登録済
技術分野 車両の窓 ガラスの接着
主要キーワード 最大傾き 湾曲形 平均変化率 透視領域 両領域間 ゴム袋 最大曲げ 楔ガラス
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年1月18日)のものです。
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図面 (13)

課題

一定でない角を持つ合わせガラスにおいて、従来より高品質透視像反射像を得る。

解決手段

車両の内側とする第1のガラス板210と、外側となる第2のガラス板220との間に接着される中間膜230を備えた合わせガラスであって、フロントガラス20を構成し、下側からHUD表示領域A1,遷移領域B1,HUD表示領域A2を備え、下側のHUD表示領域A1は、フロントガラス20を車両に取り付けたときの上端側の厚さより薄い楔状であり、或いは一定の厚さであり、下側のHUD表示領域A1又は上側のHUD表示領域A2の少なくとも一方には、ヘッドアップディスプレイで使用する領域が存在する合わせガラス。

概要

背景

近年、車両のフロントガラスに画像を反射させて運転者視界に所定の情報を表示するヘッドアップディスプレイ(以下、HUDとも言う。)の導入が進んでいるが、運転者が車外風景やHUDにより表示された情報を視認するに際し、二重像が問題となる場合がある。

車両の運転者にとって問題となる二重像には透視二重像と反射二重像があり、フロントガラスにHUDで使用するHUD表示領域と、HUDで使用しないHUD表示外領域(透視領域)がある場合には、HUD表示領域では透視二重像が問題となることもあるが、概ね反射二重像が主たる問題となり、HUD表示外領域で透視二重像が問題となる。

このような反射二重像或いは透視二重像は、フロントガラスに水平方向から見た断面形状が楔状合わせガラスを用いることで低減できることが知られている。例えば、2枚のガラス板で断面形状が楔状の中間膜を挟み、中間膜の角をフロントガラスの場所によって変化させた合わせガラスが提案されている(例えば、特許文献1参照)。

一方燃費向上を目的として、フロントガラスに用いる2枚のガラスのうち1枚を薄くして軽量化を図りつつ、断面形状が楔状の中間膜を挟んだ合わせガラスが提案されている(例えば、特許文献2参照)。

概要

一定でない楔角を持つ合わせガラスにおいて、従来より高品質透視像反射像を得る。車両の内側とする第1のガラス板210と、外側となる第2のガラス板220との間に接着される中間膜230を備えた合わせガラスであって、フロントガラス20を構成し、下側からHUD表示領域A1,遷移領域B1,HUD表示領域A2を備え、下側のHUD表示領域A1は、フロントガラス20を車両に取り付けたときの上端側の厚さより薄い楔状であり、或いは一定の厚さであり、下側のHUD表示領域A1又は上側のHUD表示領域A2の少なくとも一方には、ヘッドアップディスプレイで使用する領域が存在する合わせガラス。

目的

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、一定でない楔角を持つ合わせガラスにおいて、従来より高品質な透視像と反射像を得ることを目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

車両の内側となる第1のガラス板と、前記車両の外側となる第2のガラス板と、前記第1のガラス板と前記第2のガラス板との間に位置して前記第1のガラス板と前記第2のガラス板とを接着する中間膜と、を備えた合わせガラスであって、前記合わせガラスを前記車両に取り付けたときの前記合わせガラスの下側から、第1領域、遷移領域、及び第2領域、を備え、前記第1領域は、前記合わせガラスを前記車両に取り付けたときの上端側の厚さが下端側よりも厚い断面形状が楔状の領域を備えるか、或いは、一定の厚さであり、前記遷移領域は、前記第1領域と前記第2領域とを繋ぐ領域であり、前記合わせガラスを前記車両に取り付けたときの上端側の厚さが下端側よりも厚い断面形状が楔状の領域を備え、前記第2領域は、前記合わせガラスを前記車両に取り付けたときの上端側の厚さが下端側よりも厚い断面形状が楔状の領域を備えるか、或いは、一定の厚さであり、前記第1領域又は前記第2領域の少なくとも一方にはヘッドアップディスプレイで使用する領域が存在し、前記第1領域、前記遷移領域、及び前記第2領域において、前記合わせガラスに沿って垂直方向計測した角の最大値最小値との差が0.05mrad以上あり、前記最大値及び前記最小値が存在する間の領域における前記楔角の傾きをm[mrad/mm]、前記第1のガラス板の板厚をt[mm]としたときに、0.3≦t≦1.6、かつ、0.001≦|m|≦0.005、かつ、|m×t|≦0.008であることを特徴とする合わせガラス。

請求項2

前記遷移領域が非線形で連続的に厚さが変化することを特徴とする請求項1に記載の合わせガラス。

請求項3

前記第1のガラス板の板厚は、前記第2のガラス板の板厚よりも薄いことを特徴とする請求項1又は2に記載の合わせガラス。

請求項4

合わせガラスの曲げ半径が10000mm以下であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の合わせガラス。

請求項5

合わせガラスの最大曲げ深さが10mm以上であることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の合わせガラス。

請求項6

前記中間膜が3層以上からなることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の合わせガラス。

請求項7

前記第1領域及び前記第2領域は、ヘッドアップディスプレイで使用する領域であり、前記合わせガラスを前記車両に取り付けたときの上端側の厚さが下端側よりも厚い断面形状が楔状の領域を備えることを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の合わせガラス。

請求項8

前記第1領域と前記第2領域には、結像距離が異なる虚像が表示されることを特徴とする請求項7に記載の合わせガラス。

請求項9

前記第1領域及び前記第2領域の何れか一方は前記結像距離が3m未満、他方は前記結像距離が3m以上であることを特徴とする請求項8に記載の合わせガラス。

請求項10

前記第1領域における平均楔角が前記第2領域における平均楔角より大きいことを特徴とする請求項8又は9に記載の合わせガラス。

技術分野

0001

本発明は、合わせガラスに関する。

背景技術

0002

近年、車両のフロントガラスに画像を反射させて運転者視界に所定の情報を表示するヘッドアップディスプレイ(以下、HUDとも言う。)の導入が進んでいるが、運転者が車外風景やHUDにより表示された情報を視認するに際し、二重像が問題となる場合がある。

0003

車両の運転者にとって問題となる二重像には透視二重像と反射二重像があり、フロントガラスにHUDで使用するHUD表示領域と、HUDで使用しないHUD表示外領域(透視領域)がある場合には、HUD表示領域では透視二重像が問題となることもあるが、概ね反射二重像が主たる問題となり、HUD表示外領域で透視二重像が問題となる。

0004

このような反射二重像或いは透視二重像は、フロントガラスに水平方向から見た断面形状が楔状の合わせガラスを用いることで低減できることが知られている。例えば、2枚のガラス板で断面形状が楔状の中間膜を挟み、中間膜の角をフロントガラスの場所によって変化させた合わせガラスが提案されている(例えば、特許文献1参照)。

0005

一方燃費向上を目的として、フロントガラスに用いる2枚のガラスのうち1枚を薄くして軽量化を図りつつ、断面形状が楔状の中間膜を挟んだ合わせガラスが提案されている(例えば、特許文献2参照)。

先行技術

0006

特開2014−024752号公報
国際公開第2015/134836号

発明が解決しようとする課題

0007

しかしながら、従来から提案されている合わせガラスや、それらの技術の組み合わせだけでは、高品質透視像反射像を得ることが困難である。

0008

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、一定でない楔角を持つ合わせガラスにおいて、従来より高品質な透視像と反射像を得ることを目的とする。

課題を解決するための手段

0009

本合わせガラスは、車両の内側となる第1のガラス板と、前記車両の外側となる第2のガラス板と、前記第1のガラス板と前記第2のガラス板との間に位置して前記第1のガラス板と前記第2のガラス板とを接着する中間膜と、を備えた合わせガラスであって、前記合わせガラスを前記車両に取り付けたときの前記合わせガラスの下側から、第1領域、遷移領域、及び第2領域、を備え、前記第1領域は、前記合わせガラスを前記車両に取り付けたときの上端側の厚さが下端側よりも厚い断面形状が楔状の領域を備えるか、或いは、一定の厚さであり、前記遷移領域は、前記第1領域と前記第2領域とを繋ぐ領域であり、前記合わせガラスを前記車両に取り付けたときの上端側の厚さが下端側よりも厚い断面形状が楔状の領域を備え、前記第2領域は、前記合わせガラスを前記車両に取り付けたときの上端側の厚さが下端側よりも厚い断面形状が楔状の領域を備えるか、或いは、一定の厚さであり、前記第1領域又は前記第2領域の少なくとも一方にはヘッドアップディスプレイで使用する領域が存在し、前記第1領域、前記遷移領域、及び前記第2領域において、前記合わせガラスに沿って垂直方向計測した楔角の最大値最小値との差が0.05mrad以上あり、前記最大値及び前記最小値が存在する間の領域における前記楔角の傾きをm[mrad/mm]、前記第1のガラス板の板厚をt[mm]としたときに、0.3≦t≦1.6、かつ、0.001≦|m|≦0.005、かつ、|m×t|≦0.008であることを要件とする。

発明の効果

0010

開示の技術によれば、一定でない楔角を持つ合わせガラスにおいて、従来より高品質な透視像と反射像を得ることができる。

図面の簡単な説明

0011

二重像の概念について説明する図である。
車両用のフロントガラスについて説明する図である。
図2に示すフロントガラス20をXZ方向に切ってY方向から視た部分断面図である。
図2に示すフロントガラス20をXZ方向に切ってY方向から視た断面図である。
HUD表示領域A1、遷移領域B1、及び、HUD表示領域A2の楔角の大きさの一例を示す図(その1)である。
HUD表示領域A1、遷移領域B1、及び、HUD表示領域A2の楔角の大きさの一例を示す図(その2)である。
HUD表示領域A1、遷移領域B1、及び、HUD表示領域A2の楔角の大きさの一例を示す図(その3)である。
HUD表示領域A1、遷移領域B1、及び、HUD表示領域A2の楔角の大きさの一例を示す図(その4)である。
比較例及び実施例で作製する合わせガラスについて説明する図である。
比較例及び実施例で算出した楔角を模式的に示す図である。
比較例及び実施例の結果を示す表である。
比較例及び実施例の結果を示す図である。

実施例

0012

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。なお、ここでは、車両用のフロントガラスを例にして説明するが、これには限定されず、本実施の形態に係る合わせガラスは、車両用のフロントガラス以外にも適用可能である。

0013

[反射二重像、透視二重像]
まず、反射二重像と透視二重像の概念について説明する。図1は、二重像の概念について説明する図であり、図1(a)は反射二重像、図1(b)は透視二重像を示している。なお、図1において、フロントガラス20を搭載する車両の前後方向をX、車両の左右方向をY、XY平面に垂直な方向をZとしている(以降の図も同様)。

0014

図1(a)に示すように、HUDの光源10から出射された光線11aの一部は、車両のフロントガラス20の内面21で反射されて光線11b(1次ビーム)として運転者の眼30に導かれ、フロントガラス20前方に像11c(虚像)として運転者に視認される。

0015

又、HUDの光源10から出射された光線12aの一部は、車両のフロントガラス20の内面21から内部に侵入して屈折し、その一部が外面22で反射される。そして、更にその一部が内面21から車両のフロントガラス20の外部に出て屈折し、光線12b(2次ビーム)として運転者の眼30に導かれ、像12c(虚像)として運転者に視認される。

0016

このように、運転者に視認される2つの像11cと像12cが反射二重像である。又、光線11b(1次ビーム)と光線12b(2次ビーム)とがなす角度が反射二重像の角度αである。反射二重像の角度αはゼロに近いほど好ましい。本願においては、運転者から見て上向きに2次ビームが見える場合の反射二重像を正の値と定義する。

0017

又、図1(b)に示すように、光源40から出射された光線41aの一部は、車両のフロントガラス20の外面22から内部に侵入して屈折する。そして、その一部が内面21からフロントガラス20の外部に出て屈折し、光線41bとして運転者の眼30に導かれ、像41cとして運転者に視認される。

0018

又、光源40から出射された光線42aの一部は、車両のフロントガラス20の外面22から内部に侵入して屈折し、その一部が内面21で反射される。そして、更にその一部が外面22で反射され、更にその一部が内面21からフロントガラス20の外部に出て屈折し光線42bとして運転者の眼30に導かれ、像42cとして運転者に視認される。

0019

このように、運転者に視認される2つの像41cと像42cが透視二重像である。又、光線41b(1次ビーム)と光線42b(2次ビーム)とがなす角度が透視二重像の角度ηである。透視二重像の角度ηはゼロに近いほど好ましい。

0020

[フロントガラス(合わせガラス)]
図2は、車両用のフロントガラスを例示する図であり、フロントガラスを車室内から車室外に視認した様子を模式的に示した図である。なお、図2において、便宜上、HUD表示領域を梨地模様(satin pattern)で示している。

0021

図2(a)及び図2(b)に示すように、フロントガラス20は、例えば、HUDで使用するHUD表示領域A1(第1のHUD表示領域)及びHUD表示領域A2(第2のHUD表示領域)と、HUDで使用しないHUD表示外領域B(透視領域)とを有している。HUD表示領域A1とHUD表示領域A2は、HUDを構成する鏡を回転させ、JIS R3212のV1点から見た際に、HUDを構成する鏡からの光がフロントガラス20に照射される範囲とする。

0022

図2(a)及び図2(b)の例では、フロントガラス20を車両に取り付けたときに、HUD表示領域A1とHUD表示領域A2とは、フロントガラス20に沿って垂直方向に所定間隔Lをあけて互いに接しないように配置されている。HUD表示外領域BはHUD表示領域A1又はHUD表示領域A2に隣接して配置されている。

0023

HUD表示領域A1、A2は、図2(a)のように、Y方向の全体に設けてもよいし、図2(b)のように、両方のHUD表示領域をY方向の一部に設けてもよい。或いは、一方のHUD表示領域のみをY方向の一部に設けてもよい。又、HUD表示領域をY方向の一部に設ける場合には、各領域のY方向の長さは同一でなくてもよい。

0024

又、HUD表示領域をY方向の一部に設ける場合には、各領域の中心位置がY方向にずれていてもよい。又、フロントガラス20は、フロントガラス20に沿って垂直方向に所定間隔をあけて互いに接しないように配置されている3個所以上のHUD表示領域を有してもよい。

0025

又、フロントガラス20の有するHUD表示領域は1つであってもよい。例えば、フロントガラス20の有するHUD表示領域がHUD表示領域A1のみであって、HUD表示領域A2は存在しなくてもよい(この場合、図2のHUD表示領域A2はHUD表示外領域Bの一部となる)。

0026

或いは、フロントガラス20の有するHUD表示領域がHUD表示領域A2のみであって、HUD表示領域A1は存在しなくてもよい(この場合、図2のHUD表示領域A1はHUD表示外領域Bの一部となる)。

0027

又、HUD表示外領域Bは、合わせガラスを車両に取り付けたときの上端側の厚さが下端側よりも厚い断面形状が楔状の領域を備えてもよいし、或いは、一定の厚さであってもよい(断面形状が楔状の領域を備えていなくてもよい)。

0028

なお、HUD表示領域とは、HUDの像(虚像)が映り得るフロントガラス20上の領域である。HUDを構成する凹面鏡を回転させてフロントガラス20上の像を移動させると、フロントガラス20上の像が消える位置が存在する。その位置がHUD表示領域とHUD表示外領域との境界である。

0029

HUD表示領域A1とHUD表示領域A2は、結像距離が異なる虚像が表示される領域である。ここで、結像距離とは、運転者の視点から虚像までの距離である。例えば、HUD表示領域A1は車両の近傍(例えば、3m未満の結像距離)に虚像が表示される領域であり、HUD表示領域A2は車両の遠方(例えば、3m以上の結像距離)に虚像が表示される領域である。

0030

例えば、HUD表示領域A2には車両のスピード常時表示され、HUD表示領域A1には必要な時のみに警告が表示される。但し、ここで示した表示内容は一例であり、これには限定されない。又、HUD表示領域A1を車両の遠方(例えば、3m以上の結像距離)に虚像が表示される領域とし、HUD表示領域A2を車両の近傍(例えば、3m未満の結像距離)に虚像が表示される領域としてもよい。

0031

以降の説明は、フロントガラス20がHUD表示領域A1及びA2を有している場合を例にして行う。

0032

図3は、図2に示すフロントガラス20をXZ方向に切ってY方向から視た部分断面図であり、HUD表示領域A1、遷移領域B1、HUD表示領域A2の近傍を図示している。なお、遷移領域B1は、HUD表示外領域Bの一部である。

0033

図3に示すように、フロントガラス20は、第1のガラス板であるガラス板210と、第2のガラス板であるガラス板220と、中間膜230とを備えた合わせガラスである。

0034

この合わせガラスにおいて、ガラス板210及び220は、製造時の延伸により生じる筋目を有する。中間膜230は、ガラス板210とガラス板220との間に位置し、ガラス板210の筋目とガラス板220の筋目が例えば直交するようにガラス板210とガラス板220とを接着する膜である。

0035

車両の内側となるガラス板210の一方の面であるフロントガラス20の内面21と、車両の外側となるガラス板220の一方の面であるフロントガラス20の外面22とは、平面であっても湾曲面であって構わない。

0036

HUD表示領域A1は、フロントガラス20を車両に取り付けたときに、フロントガラス20の下端側から上端側に至るに従って厚さが変化する断面視楔状に形成されており、楔角がδA1である。HUD表示領域A2は、フロントガラス20を車両に取り付けたときに、フロントガラス20の下端側から上端側に至るに従って厚さが変化する断面視楔状に形成されており、楔角がδA2である。

0037

遷移領域B1は、HUD表示領域A1とHUD表示領域A2との間に位置する領域であって、フロントガラス20を車両に取り付けたときに、フロントガラス20の下端側から上端側に至るに従って厚さが変化する断面視楔状に形成されており、楔角がδB1である。遷移領域B1は、非線形的で連続的に厚さが変化してもよい。

0038

フロントガラス20の断面形状が楔状の領域は、フロントガラス20に沿って垂直方向に計測した楔角が一定とならないように設計されている。つまり、フロントガラス20の断面形状が楔状の領域は、可変楔角を備えた領域を含んでいる。

0039

フロントガラス20において、各領域の楔角は、0.1mrad以上1.5mrad以下の範囲で変化し、フロントガラス20の透明領域内で、フロントガラス20に沿って垂直方向に計測した楔角の最大値と最小値との差は0.05mrad以上ある。楔角の最大値と最小値との差が0.05mrad以上ないと、可変楔角の効果が発揮できず、可変楔角を用いる意義がないからである。

0040

フロントガラス20に沿って垂直方向に計測した楔角の差は1.5mrad以下であることが望ましい。楔角が急激に変化すると、中間膜とガラスの圧着時に脱気不良が生じたり、反射二重像や透視二重像以外の合わせガラス品質が悪化したりするためである。従ってフロントガラス20に沿って垂直方向に計測した楔角の差は好ましくは0.05mrad以上1.5mrad以下、より好ましくは0.1mrad以上1.0mrad以下、更に好ましくは0.2mrad以上0.8mrad以下である。

0041

フロントガラス20における楔角の傾きmは、0.001mrad/mm以上0.005mrad/mm以下であることが好ましい。楔角の傾きmは、0.001mrad/mm未満であると、楔角を変化させる意義が薄れ、0.005mrad/mmより大きいと、仮にガラス板210及び220が中間膜230の形状変化追従したとしても、変化が急激過ぎて当該領域で透視歪が生じ易くなってしまうからである。

0042

なお、上記の楔角δは、フロントガラス20を車両に取り付けたときの垂直方向に5mm毎に測定したフロントガラス20の板厚から、ある点の前後30mmの範囲に存在する13個のデータから最小二乗法で求めたフロントガラス20の板厚の平均変化率とする。又、上記の楔角の傾きmは、同範囲において最小二乗法で求めた楔角の平均変化率とする。

0043

なお、本実施の形態では、フロントガラス20が、楔角が異なる2つのHUD表示領域A1及びA2と、その間を繋ぐ遷移領域B1とを含む形態として説明するが、所定の数式に従ってフロントガラス20の楔角が変化する形態としてもよいし、それ以外の形態としてもよい。

0044

フロントガラス20において、各領域の楔角は、少なくとも中間膜230を楔膜とすることで形成されているが、これに加え、ガラス板210及び220の何れか一方又は双方を楔状に形成してもよい。

0045

ガラス板210、ガラス板220の一方又は双方を楔状に形成する場合には、フロート法によって製造する際の条件を工夫する。すなわち溶融金属上を進行するガラスリボン幅方向の両端部に配置された複数のロール周速度を調整することで、幅方向のガラス断面を凹形状や凸形状、或いはテーパー形状とし、任意の厚み変化を持つ箇所を切り出せばよい。

0046

ガラス板210及び220はそれぞれフロート法による製造時の延伸により、進行方向に対して並行に筋状の細かな凹凸が入る(筋目)。車両用のフロントガラスとして用いる際、この筋目を観察者視線に対して水平方向に見ると、歪が発生し視認性が悪化する。

0047

ガラス板210及び220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有機ガラス等を用いることができる。フロントガラス20の外側に位置するガラス板220の板厚は、1.8mm以上3mm以下であることが好ましい。ガラス板220の板厚が1.8mmより薄いと飛び石性能が落ち、3mmより厚いと重たくなり、成形し難い。

0048

フロントガラス20の内側に位置するガラス板210の板厚は、0.3mm以上1.6mm以下であることが好ましい。ガラス板210の板厚が0.3mmより薄いとハンドリングが難しくなり、1.6mmより厚いと楔膜である中間膜230の形状に追従できなくなる。但し、ガラス板210及び220のそれぞれの板厚は必ずしも一定とする必要はなく、必要に応じて場所毎に板厚が変わってもよい。

0049

フロントガラス20は湾曲形状でなくても、湾曲形状であってもよいが、湾曲形状である場合、ガラス板210及び220として特に曲がりが深いガラスを2枚成形すると、2枚の形状差ミスマッチ)が生じ、圧着後のガラス品質(例えば、残留応力)に大きく影響する。

0050

可変楔角を用い、ガラス板210の板厚を0.3mm以上1.6mm以下とすることで、ガラス品質(例えば、残留応力)を維持することができる。ガラス板210の板厚を0.3mm以上1.6mm以下とすることは、曲がりの深いガラスにおけるガラス品質(例えば、残留応力)の維持に特に有効である。

0051

フロントガラス20が湾曲形状である場合、ガラス板210及び220は、フロート法による成形の後、中間膜230による接着前に、曲げ成形される。曲げ成形は、ガラスを加熱により軟化させて行われる。曲げ成形時のガラスの加熱温度は、大凡550℃〜700℃である。

0052

図4は、図2に示すフロントガラス20をXZ方向に切ってY方向から視た断面図である。図4に示すように、フロントガラス20が湾曲形状である場合において、フロントガラス20の凹面20Dの2組の対辺のうち長い方の対辺の中点どうしを結ぶ直線Laから、凹面20Dの最深部までの、直線Laに対し垂直な方向における距離を、フロントガラス20の最大曲げ深さDとする。

0053

フロントガラス20の最大曲げ深さDが10mm以上であれば、筋目を曲げ成形によって十分に引き延ばすことができ、視認性を十分に向上できる。最大曲げ深さDは、好ましくは12mm以上、より好ましくは15mm以上である。又、凹面20Dの曲げ半径は、10000mm以下であることが好ましい。

0054

ガラス板210及び220のそれぞれの色は、可視光透過率(Tv)>70%を満たす範囲であれば特に限定されない。

0055

又、フロントガラス20の周辺部には所謂「黒セラ」と称される遮蔽層が存在すること好ましい。この遮蔽層は、黒セラ印刷用インクをガラス面に塗布し、これを焼き付けることにより形成される。この遮蔽層によって、フロントガラス20の周辺部に黒色透明層が形成され、この黒色不透明層によって、フロントガラス20をその周辺で保持しているウレタン等の樹脂紫外線により劣化することが抑制される。

0056

又、フロントガラス20の外側(ガラス板220の外面)や内側(ガラス板210の内面)に撥水機能赤外線遮蔽機能紫外線遮蔽機能可視光反射率低減機能を有する被膜や、低放射特性を有する被膜を有していてもよい。

0057

図3の説明に戻り、ガラス板210とガラス板220とを接着する中間膜230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系樹脂可塑化ポリ塩化ビニル系樹脂飽和ポリエステル系樹脂、可塑化飽和ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂可塑化ポリウレタン系樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体系樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体系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。

0058

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たものを得られることから、可塑化ポリビニルアセタール系樹脂が好適に用いられる。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。上記可塑化ポリビニルアセタール系樹脂における「可塑化」とは、可塑剤の添加により可塑化されていることを意味する。その他の可塑化樹脂についても同様である。

0059

上記ポリビニルアセタール系樹脂としては、ポリビニルアルコール(以下、必要に応じて「PVA」と言うこともある)とホルムアルデヒドとを反応させて得られるポリビニルホルマール樹脂、PVAとアセトアルデヒドとを反応させて得られる狭義のポリビニルアセタール系樹脂、PVAとn−ブチルアルデヒドとを反応させて得られるポリビニルブチラール樹脂(以下、必要に応じて「PVB」と言うこともある)等が挙げられ、特に、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、PVBが好適なものとして挙げられる。なお、これらのポリビニルアセタール系樹脂は、単独で用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。但し、中間膜230を形成する材料は、熱可塑性樹脂には限定されない。

0060

中間膜230の厚みは、最薄部で0.5mm以上であることが好ましい。中間膜230の厚みが0.5mm未満であるとフロントガラスとして必要な耐貫通性が担保できない。又、中間膜230の厚みは、最厚部で3mm以下であることが好ましい。中間膜230の厚みが3mmよりも厚いと、重量が重くなり、取扱い性が悪くなる。

0061

中間膜230は、遮音機能、赤外線遮蔽機能、紫外線遮蔽機能、シェードバンド(可視光透過率を低下させる機能)等を有する領域を備えていてもよい。又、中間膜230は、3層以上の層を有していてもよい。例えば、中間膜230を3層から構成し、真ん中の層の硬度を両側の層の硬度よりも低くすることにより、遮音性を向上できる。この場合、両側の層の硬度は同じでもよいし、異なってもよい。

0062

このように、中間膜230の層数が増えると、各々の層の厚みが変化し、例えば前述の透視二重像等の光学品質が更に悪化する場合がある。この場合、ガラス板210の板厚を0.3mm以上1.6mm以下とすることで、中間膜230の楔膜に追従しやすくなるため、光学品質の悪化を抑制することができる。つまり、ガラス板210の板厚を0.3mm以上1.6mm以下とすることは、中間膜230の層数が増えた場合に特に有効である。

0063

通常、HUDの光源は車室内下方に位置し、そこから合わせガラスに向かって投影される。投影像はガラス板210及び220の裏面と表面で反射されるため、二重像が発生しないように両反射像を重ね合わせるためには、ガラスの厚みは投影方向に対して平行に変化することが必要である。ガラス板210が筋目と直交する方向に厚さが変化している場合、情報が投影されるガラスとして用いられるためには、筋目方向が投影方向と直交、すなわち筋目が車室内観察者(運転者)の視線と水平方向となり、視認性が悪化する方向で使用しなければならない。

0064

視認性を改善するために、ガラス板210、ガラス板220、中間膜230を用いて作製された合わせガラスは、ガラス板210の筋目とガラス板220の筋目とが直交するように配置される。この配置によりガラス板210単独では悪化した歪が、筋目が直交するガラス板220、ならびにガラス板210とガラス板220を接着する中間膜230の存在によって緩和され、視認性が改善される。

0065

なお、ガラス板210及び220が楔ガラスでない場合、ガラス板210及び220ともに、筋目が車室内観察者(運転者)の視線と垂直方向となり、視認性が悪化することはない。

0066

合わせガラスを作製するには、ガラス板210とガラス板220との間に中間膜230を挟んで積層体とし、例えば、この積層体をゴム袋の中に入れ、−65〜−100kPaの真空中で温度約70〜110℃で接着する。

0067

更に、例えば100〜150℃、圧力0.6〜1.3MPaの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を得ることができる。但し、場合によっては工程の簡略化、並びに合わせガラス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。

0068

なお、ガラス板210とガラス板220との間に、中間膜230の他に、電熱線赤外線反射発光発電調光可視光反射、散乱加飾、吸収等の機能を持つフィルムデバイスを有していてもよい。

0069

図5は、HUD表示領域A1、遷移領域B1、及び、HUD表示領域A2の楔角の大きさの一例を示す図である。図5において、横軸はフロントガラス20の下端から垂直方向の距離、縦軸は楔角である。

0070

図5に示すように、HUD表示領域A1の楔角δA1とHUD表示領域A2の楔角δA2とは異なる値に設定されている。これは、HUD表示領域A1とHUD表示領域A2は、結像距離が異なる虚像が表示される領域であるため、それぞれの領域で反射二重像を消すための最適な楔角が異なるからである。

0071

なお、図5は、HUD表示領域A1が車両の近傍(例えば、3m未満の結像距離)に虚像が表示される領域であり、HUD表示領域A2が車両の遠方(例えば、3m以上の結像距離)に虚像が表示される領域である場合の例である。そのため、楔角δA1(一定値)を楔角δA2(一定値)よりも大きな値にしている。

0072

HUD表示領域A1を車両の遠方(例えば、3m以上の結像距離)に虚像が表示される領域とし、HUD表示領域A2を車両の近傍(例えば、3m未満の結像距離)に虚像が表示される領域とした場合には、図5とは反対に、楔角δA1(一定値)を楔角δA2(一定値)よりも小さな値にする必要がある。

0073

但し、図5の例では、楔角δA1及び楔角δA2を一定値としているが、楔角δA1及び楔角δA2は一定値でなくてもよい。その場合には、HUD表示領域A1の平均楔角とHUD表示領域A2の平均楔角とが異なる値に設定される(例えば、図6)。又、楔角δA1及び楔角δA2の何れかが0であっても良い(例えば、図7図8)。

0074

楔角の異なる領域が互いに接して設けられると、急激に楔角の変化する領域では大きな反射二重像が生じる。そのため、本実施の形態では、HUD表示領域A1とHUD表示領域A2との間に遷移領域B1を配置して両領域間に所定間隔Lをおき、HUD表示領域A1からHUD表示領域A2にかけて遷移領域B1で楔角を傾きmで変化させている。これにより、HUD表示領域A1とHUD表示領域A2との間で楔角が急激に変化し、大きな反射二重像が生じることを防止できる。

0075

ここで、平均楔角とは、各HUD表示領域のフロントガラス20に沿った垂直方向の下端の厚さと上端の厚さの差を、フロントガラス20に沿った垂直方向の距離で割ったものである。

0076

HUD表示領域A1又はA2における楔角が一定でない場合、当該領域における楔角の傾きが遷移領域B1における傾きと同じであっても良い。この場合A1とB1、或いはB1とA2の境界は、HUDを構成する凹面鏡を回転させてフロントガラス20上の像を移動させた際にフロントガラス20上の像が消える位置として定義され、平均楔角も各々の領域において垂直方向の下端の厚さと上端の厚さの差を垂直方向の距離で割ったものとすれば良い。

0077

所定間隔Lは、20mm以上であることが好ましい。所定間隔Lを20mm以上とすると好ましい理由は、所定間隔Lが20mmに相当するような運転者の視点移動は簡単に生じるからである。すなわち、所定間隔Lが20mm以上である場合、HUD表示領域A1とHUD表示領域A2との間で簡単に視点移動が生じないため、異なる焦点距離映像が近くに視認されて運転者に違和感を生じさせてしまうことを防止できる。

0078

但し、所定間隔Lが30mm以上であると更に好ましい。理由は、楔角変化が大きいと透視歪や発泡の危険性が高まるが、所定間隔Lを30mm以上として楔角変化を小さくすることで、これらの危険性を低減できるからである。又、所定間隔Lを50mm以上や100mm以上とすることで、楔角変化を更に小さくすることが可能となり、これらの危険性を更に低減できる。

0079

なお、結像距離が長くなると、HUD表示領域に楔角を設ける必要がなくなる場合もある。つまり、複数のHUD表示領域のうちの一部には楔角を設けなくてもよい場合がある。

0080

[実施例]
図9に示すように、0.5mradと0.7mradの中間膜を隣合せて配置し、2枚のガラス板で表裏面から挟んで、縦500mm、横400mmの湾曲した合わせガラスを、内板となるガラス板の板厚を変えて複数種類作製した。

0081

具体的には、比較例として、外板となるガラス板(以下、単に外板とする)の板厚/内板となるガラス板(以下、単に内板とする)の板厚を2.0mm/2.0mmとしたものを作製した。

0082

又、実施例1として、外板の板厚/内板の板厚を2.0mm/1.6mmとしたものを作製した。又、実施例2として、外板の板厚/内板の板厚を2.0mm/1.1mmとしたものを作製した。

0083

各合わせガラスを作製後、Lumetrics社製の多層膜測定器Optigaugeで図9破線で示した測定ラインに沿って、0〜500mmまで5mm毎に各合わせガラスの板厚を測定し、上記の方法で楔角を算出した。

0084

又、図9の測定ラインの150mm〜430mmの範囲で測定された楔角について、図10に模式的に例示するように、最大楔角δmaxとその位置、最小楔角δminとその位置、最大楔角δmaxと最小楔角δminが存在する間の領域における楔角の最大傾きmmaxを求めた。

0085

又、5mm毎の設計上の楔角と、比較例及び実施例で算出した楔角とのずれの合算値設計値からのずれ)を求めた。なお、5mm毎の設計上の楔角は、150mm〜250mmで0.7mrad、250mm〜430mmで0.5mradであり、図10では実線で表示している。又、比較例及び実施例で算出した楔角は、図10では一点鎖線で模式的に表示している。

0086

結果を、図11及び図12に示す。図11及び図12に示すように、比較例及び実施例1、2の何れにおいても、最大楔角δmaxと最小楔角δminとの間に最大傾きmmaxが存在している。又、設計値からのずれは、外板の板厚と内板の板厚とが等しい比較例が最も大きく、内板の板厚が薄くなるにつれて改善される。

0087

又、図11及び図12の結果から、内板の板厚tが1.6mm以下の薄いガラス板を用いた可変楔角を有する合わせガラスにおいても、0.001≦|m|≦0.005、かつ、|m×t|≦0.008を満たすことで、楔角の設計値からのずれを低減して楔角を精密に制御できることがわかる。

0088

楔角を精密に制御できることで、内板の板厚tが1.6mm以下の薄いガラス板を用いた可変楔角を有する合わせガラスにおいても、透視二重像の発生を抑制可能となり、従来より高品質な透視像と反射像を得ることができる。

0089

なお、前述のように、フロントガラス20の透明領域内で楔角の最大値と最小値との差が0.05mrad以上ないと、可変楔角の効果が発揮できず、可変楔角を用いる意義がなく、又、内板の板厚tが0.3mmより薄いとハンドリングが難しくなる。これらを図11及び図12の結果に加味すると、透視二重像の発生を抑制して従来より高品質な透視像と反射像を得るためには、フロントガラス20の透明領域内において、楔角の最大値と最小値との差が0.05mrad以上あり、0.3≦t≦1.6、かつ、0.001≦|m|≦0.005、かつ、|m×t|≦0.008であることが必要である。

0090

以上、好ましい実施の形態等について詳説したが、上述した実施の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、上述した実施の形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。

0091

10、40光源
11a、11b、12a、12b、41a、41b、42a、42b光線
11c、12c、41c、42c 像
20フロントガラス
20D 凹面
21内面
22 外面
30 眼
210、220ガラス板
230中間膜
A1、A2 HUD表示領域
B HUD表示外領域
B1遷移領域
L所定間隔
δA1、δA2、δB1楔角

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