JP2008067300A

JP2008067300A - 車両用後部窓ガラス

Info

Publication number: JP2008067300A
Application number: JP2006245711A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Tsurume; 善信鶴目
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 2006-09-11
Filing date: 2006-09-11
Publication date: 2008-03-21
Also published as: EP1898675A2

Abstract

【課題】運転者に対し、広い防曇・解氷エリアを提供し、かつ１７０ＭＨｚ以上の高い周波数帯での良好なアンテナ性能を有するアンテナを備えた車両用後部窓ガラスを提供する。
【解決手段】ガラス板８の両側に設けられたバスバー２４,２６とバスバー２４と２６との間に配列された複数の横方向熱線５により構成される第１の発熱部２１と、第１の発熱部２１の上方でありかつガラス板８の横方向における中央部に配置され、複数の横方向熱線４と横方向熱線４の端部を接続し縦方向に延びる２本の縦方向熱線２ａ，2ｂとにより構成される第２の発熱部２０と、バスバー２４，２６と第２の発熱部２０との間に配置され、それぞれのバスバーと縦方向熱線２ａ，2ｂのそれぞれとを接続するメアンダ形状を有する熱線３２，３４とを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用後部窓ガラス、特に、狭いアンテナ設定エリアであっても、運転者に対し有効な防曇・解氷性能を提供し、同時に１７０ＭＨｚ以上の周波数の放送波を良好に受信できるアンテナを備えた車両用後部窓ガラスに関する。

従来、コンパクトカー，ミニバン，ワゴンなどの車両では、後部窓ガラスが直立しており、そのため窓ガラスの上下方向の寸法が小さくなっている。この様な窓ガラスにおいては、デフォッガによる晴れ性能・解氷性能がガラスのほぼ全面に要求されるので、熱線が広く分布し、アンテナ設定に有効な領域を確保できない。このような窓ガラスへ設けられるアンテナは、ラジオＦＭ帯域等の低い周波数帯（７６ＭＨｚ〜１０８ＭＨｚ）のアンテナに限られ、１７０ＭＨ以上の高い帯域を受信するアンテナは、側面部はめ込みガラス（ＱＷガラス）等、他の部位に設けられることが一般的であった。

これは、デフォッガの熱線が、ＦＭラジオ放送等に用いられる７６〜１０８ＭＨｚの低い周波数帯を受信するアンテナとして機能するため、その熱線の近傍に設置されたアンテナは熱線との間の容量結合により、低い周波数の受信に適したアンテナとなり、高い周波数（１７０ＭＨｚ以上）の受信に適したアンテナとならないからである。

上述のような問題を解決するものとして、後部窓ガラスに高周波の帯域を受信するアンテナを設ける例が、特許文献１に開示されている。図1に、特許文献１に記載の後部窓ガラス６を示す。ガラス板８上に設けられたデフォッガ１０の上部領域の熱線の左右部を取り除いて、領域１２，１４を確保し、これら領域に１７０ＭＨｚ以上の帯域のモノポールアンテナ１６，１８を設けている。１７，１９は、アンテナの給電点である。以下、デフォッガ１０の下部領域の通常の熱線部分を第１の発熱部２１、上部領域の凸部状熱線部分を第２の発熱部２０というものとする。
第２の発熱部２０は、下側の熱線２２に接続された２本の縦方向熱線２ａ，2ｂと、これらの間に配列された複数本の横方向熱線４とから構成される。なお、図中、２４，２６はデフォッガ１０のバスバーを示す。
また、アンテナに近接するデフォッガの熱線をメナンダ形状とすることにより熱線のアンテナへの影響が軽減されることが、特許文献２により知られている。
特開２００５−１０１８０９国際公開ＷＯ２００６／００１４８６

図１の後部窓ガラス６では、１７０ＭＨｚ以上の高周波を良好に受信するアンテナを設定するためには、車体の窓枠および横方向に延びる熱線から、ある程度の間隔を確保する必要があり、その部分はガラス面上の防曇・解氷のための熱線が存在しないため、その部分の防曇・解氷性能が得られず、有効な透視領域を得ることができないという問題がある。
したがって、従来の熱線パターンを、直立した窓ガラスに適用するには不向きであった。

本発明の目的は、上下方向（高さ）の寸法が小さい後部窓ガラスであっても、運転者に対し、広い防曇・解氷領域を提供し、かつ１７０ＭＨｚ以上の高い周波数帯での良好なアンテナ性能を有するアンテナを備えた車両用後部窓ガラスを提供することにある。

本発明の車両用後部窓ガラスは、ガラス板と、前記ガラス板の両側に設けられた２本の第１のバスバーと、前記第１のバスバーの間に配列された複数の第１の横方向熱線により構成される第１の発熱部と、前記第１の発熱部の上方でありかつ前記ガラス板の横方向における中央部に設けられ、複数の第２の横方向熱線と、前記第２の横方向熱線の端部を接続し縦方向に延びる２本の縦方向熱線とにより構成される第２の発熱部と、前記第１のバスバーの各々と前記第２の発熱部との間に配置され、前記第１のバスバーと前記第２の発熱部の前記縦方向熱線とを接続するメアンダ形状を有する熱線とを備え、前記第２の発熱部は、前記メアンダ形状を有する熱線よりも上方に延在して配置され、前記メアンダ形状を有する熱線の上方であり、かつ前記延在された第２の発熱部の両側の領域のうちの少なくとも一方の領域のガラス板面上にアンテナ素子を備えることを特徴とする。
本発明によれば、前記第２の発熱部へ給電するために、前記第２の発熱部の２本の縦方向熱線の各々と、対応する前記第１のバスバーとの間を接続する２本の第２のバスバーを備えるのが好適である。

前記アンテナ素子が設けられる領域にある第２のバスバーに、少なくとも1個のコイルを直列に挿入するのが好適である。この場合、１個のコイルの容量は、８０ＭＨｚ以上の周波数で高インピーダンスになるように設定される。具体的には、１個のコイルのインダクタンスは、０．１〜２．０μＨである。
また、前記第２の発熱部が、前記メアンダ形状を有する熱線より上方に延在する長さは、３０〜１００ｍｍとするのが好適である。３０ｍｍ以上とすることにより、メアンダ形状を有する熱線の上方であり、かつ第２の発熱部の側方の領域にアンテナを設けるに充分な領域を確保できる。また、１００ｍｍ以下とすることにより、熱線を設けない領域が大きくなりすぎないようにしている。

窓ガラスを車体に取り付けた際に、第２の発熱部の最上の熱線と上辺部車体との間の距離は約２０ｍｍとすることができる。したがって、第２の発熱部の両側の領域の縦方向の幅は、５０〜１２０ｍｍとするのが好適である。

本発明の車両用後部窓ガラスは、アンテナ設定のために熱線が存在しない領域は窓ガラスの上辺部のわずかな領域のみであり、その他の領域には全て熱線が配置されているため、広い防曇・解氷領域を備える窓ガラスであり、また、アンテナ直下の熱線の形状をメアンダ形状とすることで、良好なアンテナ性能の提供も同時に可能となる。

また、本発明の後部窓ガラスにより、１７０ＭＨｚ以上の帯域で良好な受信性能を有するアンテナを設定できることで、従来は設定困難であった軽車両等の側面にはめ込みの窓を持たない車両への全てのメディアのアンテナ設定が可能となる。

以下、本発明の車両用後部窓ガラスの実施例を説明する。

図２は、第１の実施例である車両用後部窓ガラス３０を示す。なお、図１と同じ構成要素には、同一の参照番号を付して示す。
本実施例の車両用後部窓ガラス３０は、ガラス板８の両側に設けられたバスバー２４,２６とバスバー２４と２６との間に配列された複数の横方向熱線５により構成される第１の発熱部２１と、第１の発熱部２１の上方でありかつガラス板８の横方向における中央部に配置され、複数の横方向熱線４と横方向熱線４の端部を接続し縦方向に延びる２本の縦方向熱線２ａ，2ｂとにより構成される第２の発熱部２０と、バスバー２４，２６と第２の発熱部２０との間に配置され、それぞれのバスバーと縦方向熱線２ａ，2ｂのそれぞれとを接続するメアンダ形状を有する熱線３２，３４とを備えている。
第2の発熱部２０は、メアンダ形状を有する熱線３２，３４よりも上方に延在して配置され、かつ第２の発熱部２０の両側の領域１２，１４のガラス板面上に、モノポールアンテナ１６，１８が設けられている。

モノポールアンテナ１６，１８は、２００ＭＭｚに対し最適化したパターンを有するように構成されている。具体的には、給電点１７，１９からアンテナ素子の先端までの線の長さを1／4λ・κ＝２２５ｍｍ（２００ＭＨｚにおける波長λは１５０ｍｍ、κは波長短縮率であり、本実施例の窓ガラスでは０．６である）とした。
また、モノポールアンテナ１６，１８が設けられる領域の高さＡ（上辺部車体とメアンダ熱線の上部との間の距離）は、５０ｍｍとした。
第２の発熱部２０は、メアンダ形状熱線３２，３４の上部よりも、横方向熱線４の１間隔(約３５ｍｍ)だけ上方に延びている。
各メアンダ形状熱線３２，３４のモノポールアンテナ１６，１８側でモノポールアンテナと略水平な線と、各モノポールアンテナ１６，１８との離間距離は、本実施例では約３ｍｍであるが、これに制限されるものではない。
第１の発熱部２１の横方向熱線５および第２の発熱部２０の横方向熱線４の線幅は、約２ｍｍである。各メアンダ形状熱線３２,３４の線幅は、約５〜６ｍｍである。このようにメアンダ形状熱線の線幅を太くすることによって、第２の発熱部２０に供給できる電流を大きくすることができるので、第２の発熱部２０が十分な発熱性能を有することができる。

以上の構成の後部窓ガラス３０を車両に取り付け、電波暗室内でアンテナの感度を測定した。測定結果を、図３に示す。横軸は周波数（ＭＨｚ）を、縦軸はアンテナ感度を示す。平均感度を、表１に示す。なお、アンテナ感度は全てダイポールアンテナを基準とするダイポール比で表わすものとする。

以上の実施例では、第２の発熱部２０の両側の各領域１２，１４のガラス板面上に、それぞれモノポールアンテナ１６，１８を設けたが、モノポールアンテナは片側の領域のみに設けてもよい。

図２に示す第１の実施例において、さらに第２のバスバーを設けた例である。図４に、その構成を示す。第２のバスバーは、第１のバスバー２４と第２の発熱部２０の縦方向熱線2ａの上端部とを接続するバスバー３６と、第１のバスバー２６と第２の発熱部２０の縦方向熱線２ｂの上端部とを接続するバスバー３８とにより構成される。
これら第２のバスバーは、メアンダ形状熱線と同様に、第２の発熱部２０へ発熱のための電力を供給する働きをする。第２の発熱部への大半の電力を供給するためには、第２のバスバーの線幅を太くするのが良い。本実施例では、これら第２のバスバー３６，３８の線幅を、４〜５ｍｍとする。これに対応して、メアンダ形状熱線３２,３４の線幅を１〜２ｍｍと細くしても、第２の発熱部が十分な発熱性能を有することができる。この場合、メアンダ形状熱線の線幅は１〜２ｍｍであるため、後方視界を良好にすることができる。

以上の構成の後部窓ガラス３０を車両に取り付け、電波暗室内でアンテナの感度を測定した。測定結果を、比較のために図３に示す。平均感度を、表２に示す。

アンテナの上辺部を覆う第２のバスバー３６，３８を取り付けたことで、これらバスバーによるアンテナへの影響により感度が低下し、低い周波数へシフトしていることがわかる。これは、アンテナを取り囲むメアンダ形状熱線およびバスバー３６，３８がループを形成し、このループが、アンテナ１６，１８と容量結合し、低い帯域を受信するアンテナとして機能するからである。
本実施例は、第１の実施例に比べて、メアンダ形状熱線の線幅を細くできるので、前述したように後方視界を良好にすることができる。

本実施例では、図２の第１の実施例に比べて、メアンダ形状熱線３２，３４の最上部よりも、第２の発熱部２０の横方向熱線の間隔にして２間隔（約７０mm）だけ、第2の発熱部２０は上方に延びている。なお、本実施例では、アンテナ１６,１８が設けられる領域１２，１４の高さAは、８０mmとした。
図５に本実施例の後部窓ガラスを示す。測定された本実施例でのアンテナ感度（平均感度）を表３に示す。

第１の実施例に比べて、アンテナ感度は向上していることがわかる。

本実施例は、第３の実施例に対して、第２のバスバーを設けた例である。図６に、その構成を示す。第２の実施例と同様に、第２のバスバー３６，３８の線幅は４〜５ｍｍ、メアンダ形状熱線３２，３４の線幅は、１〜２ｍｍとした。
測定された本実施例のアンテナ感度を図７に、平均感度を表４に示す。

第２の実施例で説明したように、第２の発熱部２０へ給電用の第２のバスバー３６，３８を設けると、感度が低い周波数へシフトしていることがわかる。これは、第２のバスバーおよびメアンダ形状熱線の影響によりアンテナは受信する周波数が低い周波数に移動するためである。

第２および第４の実施例で説明したように、第２の発熱部２０への給電用の第２のバスバー３６,３８を設けると、感度が低い周波数へシフトしている。

本実施例では、第４の実施例において、低い周波数へのシフトの無い、後部窓ガラスの構成について説明する。図８に、その構成を示す。なお、図８は、後部窓ガラスが左右同一形状であるので、左側のアンテナ近辺のみを示す。第２のバスバー３６の途中に直列にコイル４０を挿入している。コイルを挿入する場所は、バスバー３６の途中であれば、いずれの箇所であってもよい。一例として、コイルの挿入箇所をバスバー３６の第２の発熱部２０への接続部４１から、２００ＭＨｚの波長λに対し、１／４λ・κの距離の位置とした。ここに、κは波長短縮率である。
なお、バスバー３６の線幅は４〜５ｍｍであり、メアンダ形状熱線３２の線幅は、１〜２ｍｍである。

図９は、コイル４０の設置方法を示す。バスバー３６は、一部が開放されており、開放されたバスバーの端部にはパッド４２が設けられ、コイル４０は、その端部をパッドに接続して設けられる。コイル４０は、第２の発熱部２０への電力を通すが、アンテナの受信する高周波成分をカットする働きをする。このためには、８０ＭＨｚ以上の高周波成分に対して、コイル４０が高いインピーダンスになる必要がある。このためには、コイルのインピーダンスを、０．１〜２．０μHとするのが望ましい。

コイル４０の効果を確認するために、アンテナ感度を測定した。測定結果を、比較のために図７に示す。平均感度を、表５に示す。

測定結果から、バスバー途中にコイルを直列に接続し高周波的にバスバーをカットすることで、バスバーのないときと同等の性能が得られていることがわかる。
バスバーにコイルが挿入されない場合には、バスバーは窓ガラスを覆う発熱部の延長として機能するため、バスバーはより低い帯域で機能するアンテナの一部となっている。このため、バスナーの影響を受け、受信する周波数も低い周波数となる。
これに対し、コイルが第２のバスバーに挿入されると、第２のバスバーの一部を高周波的に切断し、第２のバスバーから低い周波数で働くアンテナとしての機能を奪うことで、アンテナの受信性能を本来のものに戻すことが可能となる。

以上の実施例では、第２の発熱部２０の両側の各領域１２，１４のガラス板面上に、それぞれモノポールアンテナ１６，１８を設けたが、モノポールアンテナは片側の領域のみに設けてもよい。この場合には、モノポールアンテナが設けられた領域にある第２のバスバー３６にコイルを挿入することになる。

（比較例1）
本発明の窓ガラスの効果を確認するために、図１０に示すように、第２の発熱部およびメアンダ形状熱線を設けないデフォガの上部にモノポールアンテナ１６を設けた場合の窓ガラスのアンテナ感度（平均感度）を測定した測定結果を表６に示す．

各実施例の平均感度と比較すれば明らかなように、本発明の窓ガラスと比べて感度が良くないことがわかる。
（比較例２）

メアンダ形状熱線３２，３４の効果を確認するために、図６に示した構成で、メアンダ形状熱線を直線状熱線とした図１１の後部窓ガラスを準備し、アンテナ感度を測定した。このときのモノポールアンテナと熱線との離間距離は約１０８ｍｍである。
測定結果を、図１２に示す。平均感度を、表７に示す。

以上の測定結果から、メアンダ形状熱線が有るものは、無いものと比べ同等以上の性能をしており、またメアンダ形状熱線が発熱することで、晴れ性能も優れているためメアンダ形状熱線が有る方が性能面で優れていることがわかる。

以上の第１〜５の各実施例では、メアンダ形状は、方形波型であったが、これに限られるものではない。図１３に変形例を示す。図１３（Ａ）は、三角波型のメアンダ形状熱線４４を、図１３（Ｂ）は、ノコギリ波型のメアンダ形状熱線４６を示す。これらのメアンダ形状の熱線においても、方形波メアンダ形状熱線と同等の効果が得られる。

以上の各実施例では、アンテナのパターンは、給電点がガラス板の上辺部にあるモノポールタイプについて説明したが、これに限られるものではない。単線または複数本の素子よりなるモノポールタイプのアンテナのほかに、素子形状を矩形ループ形状としたもの、またはガラス面上にアース点を設けたタイプなど、数多くの種類のアンテナの設計も可能である。図１４〜図２０に各種の変形例を示す。

図１４は、給電点５０がガラス窓の側辺部に設けられたモノポールアンテナ５２を示す。

図１５は、給電点５０がガラス窓の上辺部に設けられた逆Ｔ字型のアンテナ５４を示す。

図１６は、給電点５０がガラス窓の上辺部に設けられ、複数本のアンテナ素子５６，５８よりなるアンテナのパターン例を示す。

図１７は、給電点５０がガラス窓の上辺部に設けられた矩形型のアンテナ６０を示す。

図１８は、２個の給電点５０，５１がガラス窓の上辺部に設けられ、各給電点から延びるモノポールアンテナ６２，６４を示す。

図１９は、給電点５０，５１がガラス窓の上辺部に設けられ、各給電点からホット素子６６，アース素子６８が延びる同軸アース接続型のアンテナを示す図である。この場合、同軸船５３の芯線はホット素子６６側の給電点５０に接続され、同軸線の外皮線はアース素子６８側の給電点５１に接続される。

図２０は、給電点５０，５１がガラス窓の上辺部に設けられ、各給電点の間に構成されるループアンテナ７０を示す図である。

従来の後部窓ガラスの構成を示す図である。本発明の第１の実施例である後部窓ガラスの構成を示す図である。アンテナ感度の測定結果を示す図である。本発明の第２の実施例である後部窓ガラスの構成を示す図である。本発明の第３の実施例である後部窓ガラスの構成を示す図である。本発明の第４の実施例である後部窓ガラスの構成を示す図である。アンテナ感度の測定結果を示す図である。バスバーにコイルを挿入した例を示す図である。コイルの設置方法を示す図である。第２の発熱部の無い従来の後部窓ガラスの構成を示す図である。メアンダ形状無しの熱線の例を示す図である。アンテナ感度の測定結果を示す図である。アンテナパターンの他の例を示す図である。アンテナパターンの他の例を示す図である。アンテナパターンの他の例を示す図である。アンテナパターンの他の例を示す図である。アンテナパターンの他の例を示す図である。アンテナパターンの他の例を示す図である。アンテナパターンの他の例を示す図である。アンテナパターンの他の例を示す図である。

符号の説明

10，30 デフォッガ
12，14 領域
16，18 アンテナ
20 第２の発熱部
21 第１の発熱部
24，26 第１のバスバー
32，34 メアンダ形状熱線
36，38 第２のバスバー
40 コイル

Claims

車両用後部窓ガラスにおいて、
ガラス板と、
前記ガラス板の両側に設けられた２本の第１のバスバーと、
前記第１のバスバーの間に配列された複数の第１の横方向熱線により構成される第１の発熱部と、
前記第１の発熱部の上方でありかつ前記ガラス板の横方向における中央部に設けられ、複数の第２の横方向熱線と、前記第２の横方向熱線の端部を接続し縦方向に延びる２本の縦方向熱線とにより構成される第２の発熱部と、
前記第１のバスバーの各々と前記第２の発熱部との間に配置され、前記第１のバスバーと前記第２の発熱部の前記縦方向熱線とを接続するメアンダ形状を有する熱線とを備え、
前記第２の発熱部は、前記メアンダ形状を有する熱線よりも上方に延在して配置され、
前記メアンダ形状を有する熱線の上方であり、かつ前記延在された第２の発熱部の両側の領域のうちの少なくとも一方の領域のガラス板面上にアンテナ素子を備えることを特徴とする車両用後部窓ガラス。
前記第２の発熱部へ給電するために、前記第２の発熱部の２本の縦方向熱線の各々と、対応する前記第１のバスバーとの間を接続する２本の第２のバスバーをさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の車両用後部窓ガラス。
前記アンテナ素子が設けられる領域にある第２のバスバーに、少なくとも1個のコイルが直列に挿入されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用後部窓ガラス。
前記少なくとも１個のコイルのインダクタンスは、０．１〜２．０μＨであることを特徴とする請求項３に記載の車両用後部窓ガラス。
前記第２の発熱部が、前記メアンダ形状を有する熱線より上方に延在する長さは、３０〜１００ｍｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車両用後部窓ガラス。
前記領域の縦方向の幅は、５０〜１２０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車両用後部窓ガラス。