(57)【要約】【課題】ウィンドウの防音性が向上する乗物用ウィンドウ装置を提供する。また、ウィンドウが軽量化する乗物用ウィンドウ装置を提供する。【解決手段】樹脂製のウィンドウ５を備える乗物用ウィンドウ装置４であって、ウィンドウ５は、外側ウィンドウ１０と、外側ウィンドウ１０から所定間隔を空けて車室内側に対向配置された内側ウィンドウ２０と、を有し、外側ウィンドウ１０及び内側ウィンドウ２０の対向内面１０Ａ，２０Ａには、圧電性を有するフィルム状の圧電フィルム３１，３２がそれぞれ取り付けられ、圧電フィルム３１，３２には、外側ウィンドウ１０に取り付けられた圧電フィルム３１の振動を逆位相に反転し、内側ウィンドウ２０に取り付けられた圧電フィルム３２に伝達して振動させる制御装置４０が電気的に接続されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製のウィンドウを備える乗物用ウィンドウ装置であって、
前記ウィンドウは、外側ウィンドウと、前記外側ウィンドウから所定間隔を空けて乗物室内側に対向配置された内側ウィンドウと、を有し、
前記外側ウィンドウ及び前記内側ウィンドウの対向内面には、圧電性を有するフィルム状の圧電フィルムがそれぞれ取り付けられ、
前記圧電フィルムには、前記外側ウィンドウに取り付けられた前記圧電フィルムの振動を逆位相に反転し、前記内側ウィンドウに取り付けられた前記圧電フィルムに伝達して振動させる制御部が電気的に接続されていることを特徴とする乗物用ウィンドウ装置。
【請求項２】
前記外側ウィンドウ及び前記内側ウィンドウは、面内中央に向かうほど、前記対向内面が外面側に窪んだ形状をなすことで、前記対向内面と、前記圧電フィルムとの間で、隙間が形成してなることを特徴とする請求項１に記載の乗物用ウィンドウ装置。
【請求項３】
前記圧電フィルムは、ポリ乳酸フィルムであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の乗物用ウィンドウ装置。
【請求項４】
前記制御部は、オペアンプ又はトランジスタを用いた回路を有するものであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の乗物用ウィンドウ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗物用ウィンドウ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、乗物用ウィンドウ装置として、特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１に記載の乗物用ウィンドウ装置では、自動車用窓ガラスの外周部に密接させて配設した圧電変換素子と、該圧電変換素子の歪み量を制御する制御手段とを有し、当該自動車用窓ガラスに発生した弾性振動に起因する歪みを拘束する向きの内部応力を前記圧電変換素子に発生させるようにしてなる構成を備えている。そしてこのような構成により、圧電変換素子が発生する起振力により、窓ガラスに発生する弾性振動を相殺し得るので、共振周波数の振動応答レベルの低減が可能となることはもとより、広い周波数帯域に渡る制振が可能となるので、車内騒音をより一層低減する上に多大な効果を奏することができる、と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２８７１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
窓ガラスの素材としては、例えば、無機ガラスや有機ガラス（樹脂ガラス）を用いることが考えられる。無機ガラスは、防音性に優れたり傷がつきにくかったりするが、比較的重い。一方、樹脂ガラスは、比較的軽いものの、一般的に、無機ガラスに比べ防音性は劣る。特許文献１に開示の構成における窓ガラスの素材として、樹脂ガラスを用い、防音性を向上させることが考えられるが、その場合、圧電変換素子が自動車用窓ガラスの外周部に配設されているため、振動が局所的であり、充分な防音性を確保できない可能性がある。
【０００５】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、ウィンドウの防音性が向上する乗物用ウィンドウ装置を提供することを目的の一つとする。また、ウィンドウが軽量化する乗物用ウィンドウ装置を提供することをさらなる目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、樹脂製のウィンドウを備える乗物用ウィンドウ装置であって、前記ウィンドウは、外側ウィンドウと、前記外側ウィンドウから所定間隔を空けて乗物室内側に対向配置された内側ウィンドウと、を有し、前記外側ウィンドウ及び前記内側ウィンドウの対向内面には、圧電性を有するフィルム状の圧電フィルムがそれぞれ取り付けられ、前記圧電フィルムには、前記外側ウィンドウに取り付けられた前記圧電フィルムの振動を逆位相に反転し、前記内側ウィンドウに取り付けられた前記圧電フィルムに伝達して振動させる制御部が電気的に接続されていることに特徴を有する。
【０００７】
このような乗物用ウィンドウ装置によると、ウィンドウが樹脂製なので、ウィンドウの軽量化を図ることできる。また、外側ウィンドウと、内側ウィンドウとの２層構造の間に空間が形成されるので、防音性が向上する。そして、制御部によって、外側ウィンドウに取り付けられた圧電フィルム（外側の圧電フィルム）の振動を逆位相に反転し、内側ウィンドウに取り付けられた圧電フィルム（内側の圧電フィルム）に伝達して振動させるので、乗物室外側からの音を内側の圧電フィルムで打ち消すことができる。
【０００８】
上記構成において、前記外側ウィンドウ及び前記内側ウィンドウは、面内中央に向かうほど、前記対向内面が外面側に窪んだ形状をなすことで、前記対向内面と、前記圧電フィルムとの間で、隙間が形成してなることとすることができる。このような乗物用ウィンドウ装置によると、振動した圧電フィルムがウィンドウの対向内面に接触することが抑制される。すると、圧電フィルムの振動が減衰しにくくなるので、乗物室外側からの音を内側の圧電フィルムで打ち消しやすくなる。
【０００９】
上記構成において、前記圧電フィルムは、ポリ乳酸フィルムであることとすることができる。このような乗物用ウィンドウ装置によると、ポリ乳酸フィルムは透明なので、視認性が低下することなく、好適である。
【００１０】
上記構成において、前記制御部は、オペアンプ又はトランジスタを用いた回路を有するものであることとすることができる。このような乗物用ウィンドウ装置によると、制御部において、外側の圧電フィルムの振動を逆位相に反転し、振幅を増幅して内側の圧電フィルムに伝達することができる。すると、外側の圧電フィルムの振動から得られる信号の振幅が小さかったとしても、内側の圧電フィルムにて乗物室外側からの音を好適に打ち消すことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ウィンドウの防音性が向上する乗物用ウィンドウ装置を提供することが可能となる。また、ウィンドウが軽量化する乗物用ウィンドウ装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態に係るサイドドアを車室内側から視た図
【図２】ウィンドウ装置の断面図（図１のＡ−Ａ線断面）
【図３】圧電フィルムが振動する様子を示す断面図
【図４】圧電フィルムが振動する様子を示す断面図
【図５】オペアンプを用いた回路を示す回路図
【図６】変形例１に係るトランジスタを用いた回路を示す回路図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜実施形態＞
本発明の実施形態を図１から図５によって説明する。なお、矢印方向Ｆｒを前方、矢印方向Ｒｒを後方、矢印方向Ｔを上方、矢印方向Ｂを下方、矢印方向Ｉｎを車室内側（乗物室内側）、矢印方向Ｏｕｔを車室外側（乗物室外側）として説明する。
【００１４】
図１は、車両（乗物）のサイドに設けられるサイドドア１を車室内側から視た図である。サイドドア１は、インナパネル及びアウタパネルからなる板金のドアパネル２と、ドアパネル２の中央から下側に車室内側から取り付けられたドアトリム３と、樹脂製のウィンドウ５や後述する制御装置（制御部）４０を備えるウィンドウ装置（乗物用ウィンドウ装置）４と、を有する。ウィンドウ５は、図示しない昇降装置によって上下に昇降することができ、インナパネルとアウタパネルとの間の収容空間に収容することもできる。ウィンドウ５の素材としては、例えば、ポリカーボネートといった透過性を有する樹脂を採用することができる。ウィンドウ５は、「有機ガラス」や「樹脂ガラス」と呼ばれることがある。
【００１５】
図２は、ウィンドウ装置４の断面を示した図（図１のＡ−Ａ線断面）である。ウィンドウ５は、車室外側に配された外側ウィンドウ１０と、外側ウィンドウ１０から所定間隔を空けて車室内側に対向配置された内側ウィンドウ２０と、を有する。外側ウィンドウ１０の内面１０Ａと内側ウィンドウ２０の内面２０Ａは、互いに対向している。これら２つの内面１０Ａ及び２０Ａを対向内面と呼ぶ。ウィンドウ５の周囲の端部は、シール部材３５によって塞がれている。従って、外側ウィンドウ１０と内側ウィンドウ２０との間には、閉じられた空間が設けられている。ウィンドウ５は、外側ウィンドウ１０と内側ウィンドウ２０とからなる複層ガラス（ペアガラス）であるともいえる。
【００１６】
外側ウィンドウ１０と内側ウィンドウ２０とは、互いに対称な形状となっている。外側ウィンドウ１０は、面内中央に向かうほど、内面１０Ａが外面１０Ｂ側に緩やかに窪んだ形状をなしている。同様に、内側ウィンドウ２０は、面内中央に向かうほど、内面２０Ａが外面２０Ｂ側に緩やかに窪んだ形状をなしている。すなわち、外側ウィンドウ１０及び内側ウィンドウ２０は、面内中央に向かうほど、対向内面１０Ａ，２０Ａが各外面１０Ｂ，２０Ｂ側に緩やかに窪んだ形状をなしている。外側ウィンドウ１０及び内側ウィンドウ２０は、面内中央が面内周囲よりも厚みが小さい構成となっているともいえる。
【００１７】
ウィンドウ５の上下の端部であって、外側ウィンドウ１０及び内側ウィンドウ２０の対向内面１０Ａ，２０Ａには、圧電性を有するフィルム状の圧電フィルム３１，３２がそれぞれ取り付けられている。圧電フィルム３１，３２は、外側ウィンドウ１０及び内側ウィンドウ２０の対向内面１０Ａ，２０Ａの全面を覆うように取り付けられている。圧電フィルム３１，３２の素材としては、ポリ乳酸フィルムが採用されている。上述したように、外側ウィンドウ１０及び内側ウィンドウ２０は、面内中央に向かうほど、対向内面１０Ａ，２０Ａが外面１０Ｂ，２０Ｂ側に窪んだ形状をなしているので、対向内面１０Ａ，２０Ａと、圧電フィルム３１，３２との間には、隙間が形成されている。
【００１８】
ウィンドウ５の下方には、導線３３，３４を介して圧電フィルム３１，３２に電気的に接続された制御装置４０が配されている。制御装置４０は、外側ウィンドウ１０に取り付けられた圧電フィルム（外側の圧電フィルム）３１の振動を逆位相に反転し、内側ウィンドウ２０に取り付けられた圧電フィルム（内側の圧電フィルム）３２に伝達して振動させる構成とされている。
【００１９】
制御装置４０は、例えば、図５に示す回路４１を有する。回路４１は、オペアンプ４２を用いた位相反転・増幅回路であり、オペアンプ４２と、抵抗４３，４４と、入力端子４５と、出力端子４６とを有する。オペアンプ４２の反転入力端子には、抵抗４３を介して入力端子４５が接続され、オペアンプ４２の非反転入力端子は接地されている。また、反転入力端子には、抵抗４４を介して負帰還が掛けられている。回路４１によれば、入力端子４５に入力された信号は、抵抗４３及び抵抗４４の抵抗値の比に基づいて増幅されつつ反転され、逆位相の信号として出力端子４６から出力される。
【００２０】
図２及び図５に示すように、入力端子４５には、導線３３を介して圧電フィルム３１が電気的に接続されている。また、出力端子４６には、導線３４を介して圧電フィルム３２が電気的に接続されている。
【００２１】
続いて、ウィンドウ装置４が車室外側から伝わる音を打ち消す態様について説明する。図２に示すように、車室外側において音が発生していないときは、ウィンドウ装置４は、圧電フィルム３１，３２が振動せず、制御装置４０も駆動していない状態となっている。このときの圧電フィルム３１，３２の状態を、初期状態とする。
【００２２】
車室外側において所定の大きさの音が発生すると、当該音は、外側ウィンドウ１０を伝わって外側の圧電フィルム３１を振動させる。図３は、例えば、外側の圧電フィルム３１が、２点鎖線で示す初期状態から外側ウィンドウ１０の内面１０Ａに近づく方向に変位した場合を示す。このとき、圧電フィルム３１の変位（振動）は、制御装置４０の回路４１（図５参照）を経て逆位相に反転されつつ、増幅されて、内側の圧電フィルム３２に伝達される。そして、内側の圧電フィルム３２は、内側ウィンドウ２０の内面２０Ａに近づく方向に変位する。
【００２３】
一方、図４は、外側の圧電フィルム３１が、２点鎖線で示す初期状態から外側ウィンドウ１０の内面１０Ａから離れる方向に変位した場合を示す。圧電フィルム３１の変位（振動）が、制御装置４０の回路４１（図５参照）を経て逆位相に反転されつつ、増幅されて、内側の圧電フィルム３２に伝達されると、内側の圧電フィルム３２は、内側ウィンドウ２０の内面２０Ａから離れる方向に変位する。
【００２４】
そして、圧電フィルム３１，３２が、外側ウィンドウ１０及び内側ウィンドウ２０の対向内面１０Ａ，２０Ａに近づいたり離れたりを繰り返して振動すると、ウィンドウ装置４は、車室外側から伝わる音を打ち消すことができる。
【００２５】
続いて、本実施形態の効果について説明する。本実施形態では、樹脂製のウィンドウ５を備えるウィンドウ装置（乗物用ウィンドウ装置）４において、ウィンドウ５は、外側ウィンドウ１０と、外側ウィンドウ１０から所定間隔を空けて車室内側に対向配置された内側ウィンドウ２０と、を有し、外側ウィンドウ１０及び内側ウィンドウ２０の対向内面１０Ａ，２０Ａには、圧電性を有するフィルム状の圧電フィルム３１，３２がそれぞれ取り付けられ、圧電フィルム３１，３２には、外側ウィンドウ１０に取り付けられた圧電フィルム３１の振動を逆位相に反転し、内側ウィンドウ２０に取り付けられた圧電フィルム３２に伝達して振動させる制御装置（制御部）４０が電気的に接続されている。
【００２６】
このようなウィンドウ装置４によると、ウィンドウ５が樹脂製なので、ウィンドウ５の軽量化を図ることできる。また、外側ウィンドウ１０と、内側ウィンドウ２０との２層構造の間に空間が形成されるので、防音性が向上する。そして、制御装置４０によって、外側ウィンドウ１０に取り付けられた圧電フィルム３１（外側の圧電フィルム３１）の振動を逆位相に反転し、内側ウィンドウ２０に取り付けられた圧電フィルム３２（内側の圧電フィルム３２）に伝達して振動させるので、車室外側からの音を内側の圧電フィルム３２で打ち消すことができる。
【００２７】
また、本実施形態では、外側ウィンドウ１０及び内側ウィンドウ２０は、面内中央に向かうほど、対向内面１０Ａ，２０Ａが外面１０Ｂ，２０Ｂ側に窪んだ形状をなすことで、対向内面１０Ａ，２０Ａと、圧電フィルム３１，３２との間で、隙間が形成してなる構成とされている。このようなウィンドウ装置４によると、振動した圧電フィルム３１，３２がウィンドウの対向内面１０Ａ，２０Ａに接触することが抑制される。すると、圧電フィルム３１，３２の振動が減衰しにくくなるので、車室外側からの音を内側の圧電フィルム３２で打ち消しやすくなる。
【００２８】
また、本実施形態では、圧電フィルム３１，３２は、ポリ乳酸フィルムである。このようなウィンドウ装置４によると、ポリ乳酸フィルムは透明なので、視認性が低下することなく、好適である。
【００２９】
また、本実施形態では、制御装置４０は、オペアンプ４２を用いた回路を有するものである。このようなウィンドウ装置４によると、制御装置４０において、外側の圧電フィルム３１の振動を逆位相に反転し、振幅を増幅して内側の圧電フィルム３２に伝達することができる。すると、外側の圧電フィルム３１の振動から得られる信号の振幅が小さかったとしても、内側の圧電フィルム３２にて車室外側からの音を好適に打ち消すことができる。
【００３０】
＜変形例＞
次に、本発明の変形例を図６によって説明する。本変形例では、実施形態とは制御装置の構成が異なる乗物用ウィンドウ装置を例示する。なお、本変形例では、上記実施形態と構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
【００３１】
本変形例の制御装置（制御部）１４０は、例えば、図６に示す回路１４１を有する。回路１４１は、トランジスタ１４２を用いた位相反転・増幅回路であり、ＮＰＮ型トランジスタ１４２と、電源１４７と、抵抗１４３，１４４と、入力端子１４５と、出力端子１４６とを有する。ＮＰＮ型トランジスタ１４２において、ベースには、抵抗１４３を介して入力端子１４５が接続され、コレクタには、出力端子１４６と抵抗１４４を介した電源１４７とが接続され、エミッタは、接地されている。回路１４１によれば、入力端子１４５に入力された信号は、増幅されつつ反転され、逆位相の信号として出力端子１４６から出力される。
【００３２】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００３３】
（１）上記実施形態以外にも、制御装置（制御部）の構成は適宜変更可能である。上記実施形態では、制御装置（制御部）は、オペアンプ又はトランジスタを用いた回路を有するものとしたが、これに限られない。例えば、制御装置（制御部）は、少なくとも、外側の圧電フィルムから得られる信号を反転させて、内側の圧電フィルムに伝達する回路を有するものであればよい。
【００３４】
（２）上記実施形態以外にも、乗物用ウィンドウ装置が設けられる部分は適宜変更可能である。上記実施形態では、乗物用ウィンドウ装置は、サイドドアに設けられるものとしたが、これに限られない。例えば、乗物用ウィンドウ装置が設けられる部材は、バックドアであってもよい。また、フロントウィンドウやルーフウィンドウに本願発明を適用してもよい。
【００３５】
（３）上記実施形態で例示した乗物用ウィンドウ装置は、車両用に提供されるもの限られず、種々の乗物において提供されるものであってもよい。例えば、地上の乗物としての列車や遊戯用車両、飛行用乗物としての飛行機やヘリコプター、海上や海中用乗物としての船舶や潜水艇などの乗物についても上記乗物用ウィンドウ装置を適用することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１…サイドドア、２…ドアパネル、３…ドアトリム、４…ウィンドウ装置（乗物用ウィンドウ装置）、５…ウィンドウ、１０…外側ウィンドウ、２０…内側ウィンドウ、１０Ａ，２０Ａ…対向内面、１０Ｂ，２０Ｂ…外面、３１…圧電フィルム（外側の圧電フィルム）、３２…圧電フィルム（内側の圧電フィルム）、３３，３４…導線、３５…シール部材、４０，１４０…（制御装置）制御部、４１，１４１…回路、４２…オペアンプ、４３，４４，１４３，１４４…抵抗、４５，１４５…入力端子、４６，１４６…出力端子、１４２…ＮＰＮ型トランジスタ、１４７…電源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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