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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-05-20
(45)【発行日】2024-05-28
(54)【発明の名称】車両用窓ガラス
(51)【国際特許分類】
H01Q 1/32 20060101AFI20240521BHJP
B60J 1/00 20060101ALI20240521BHJP
【ＦＩ】
H01Q1/32 A
B60J1/00 B
【請求項の数】
18
(21)【出願番号】P 2020085742
(22)【出願日】2020-05-15
(65)【公開番号】P2021180438
(43)【公開日】2021-11-18
【審査請求日】2023-02-07
(73)【特許権者】
【識別番号】000000044
【氏名又は名称】ＡＧＣ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100103894
【弁理士】
【氏名又は名称】家入 健
(72)【発明者】
【氏名】村山 範芳
(72)【発明者】
【氏名】渡辺 文範
(72)【発明者】
【氏名】三鴨 公樹
【審査官】赤穂 美香
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－１４２１６２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１３３６６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－３１２９１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－２０７１７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１５／１１１３００（ＷＯ，Ａ１）
【文献】欧州特許出願公開第０３１０１７３３（ＥＰ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２３３８０３（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｑ １／３２
Ｂ６０Ｊ １／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両に取り付けられる車両用窓ガラスであって、前記車両に取り付けられるガラス板と、
前記ガラス板に設けられるアンテナと、を備え、
前記アンテナは、単極の給電部と、前記給電部と接続するアンテナエレメントと、を有し、
前記アンテナエレメントは、前記ガラス板を前記車両に取り付けたとき、上下方向に延伸する第１垂直エレメントと、
前記第１垂直エレメントに近い側の前記ガラス板が嵌め込まれる開口部の側辺を基準として、前記第１垂直エレメントより離れて配置される第２垂直エレメントと、
前記第２垂直エレメントのうち、前記給電部側とは反対側の端部近傍に接続して前記開口部の側辺から離れる方向に延伸する、第１水平エレメントと、を含み、
前記アンテナエレメントは、
前記開口部の側辺を基準として、前記第２垂直エレメントより離れて配置される第３垂直エレメントと、
前記給電部と前記第３垂直エレメントを電気的に接続する、第３接続エレメントと、
前記第３垂直エレメントのうち、前記給電部側とは反対側の端部近傍に接続して前記第１水平エレメントより前記給電部側に位置して前記開口部の側辺から離れる方向に延伸する、第２水平エレメントと、を含む、
車両用窓ガラス。
【請求項2】
車両に取り付けられる車両用窓ガラスであって、
前記車両に取り付けられるガラス板と、
前記ガラス板に設けられるアンテナと、を備え、
前記アンテナは、単極の給電部と、前記給電部と接続するアンテナエレメントと、を有し、
前記アンテナエレメントは、前記ガラス板を前記車両に取り付けたとき、上下方向に延伸する第１垂直エレメントと、
前記第１垂直エレメントに近い側の前記ガラス板が嵌め込まれる開口部の側辺を基準として、前記第１垂直エレメントより離れて配置される第２垂直エレメントと、
前記第２垂直エレメントのうち、前記給電部側とは反対側の端部近傍に接続して前記開口部の側辺から離れる方向に延伸する、第１水平エレメントと、を含み、
前記アンテナエレメントは、前記第１垂直エレメントのうち、前記給電部側とは反対側の端部近傍に接続して前記開口部の側辺から離れる方向に延伸する、第３水平エレメントと、を含む、
車両用窓ガラス。
【請求項3】
前記アンテナエレメントは、前記給電部と前記第１垂直エレメントを接続する、第１接続エレメントを含む、請求項１又は２に記載の車両用窓ガラス。
【請求項4】
前記アンテナエレメントは、前記給電部と前記第２垂直エレメントを接続する、第２接続エレメントを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。
【請求項5】
前記第２垂直エレメントは、前記給電部と接続する、請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。
【請求項6】
前記アンテナが受信する所定周波数帯の電波の空気中の波長をλ、前記ガラス板の波長短縮率をｋ、とするとき、前記給電部から前記第１垂直エレメントを含む第１エレメントの開放端までの距離Ｌ１は、１．０×（１／４）×ｋ×λ≦Ｌ１≦３．４×（１／４）×ｋ×λを満たす、請求項１から５のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。
【請求項7】
前記アンテナが受信する所定周波数帯の電波の空気中の波長をλ、前記ガラス板の波長短縮率をｋ、とするとき、前記第１垂直エレメントの距離ＬＶ１は、０．２×ｋ×λ≦ＬＶ１≦０．８×ｋ×λを満たす、請求項１から６のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。
【請求項8】
前記アンテナが受信する所定周波数帯の電波の空気中の波長をλ、前記ガラス板の波長短縮率をｋ、とするとき、前記給電部から前記第２垂直エレメントおよび前記第１水平エレメントを含む第２エレメントの開放端までの距離Ｌ２は、０．５×（１／４）×ｋ×λ≦Ｌ２≦３．４×（１／４）×ｋ×λを満たす、請求項１から７のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。
【請求項9】
前記第１垂直エレメントは、前記開口部の側辺に沿って延伸し、前記開口部の側辺の金属枠と容量結合する、請求項１から８のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。
【請求項10】
前記第３接続エレメントは、水平方向に延伸する、請求項１に記載の車両用窓ガラス。
【請求項11】
前記第３垂直エレメントは、少なくとも一部が前記第２垂直エレメントと容量結合する、請求項１に記載の車両用窓ガラス。
【請求項12】
前記第２水平エレメントは、少なくとも一部が、前記第１水平エレメントの少なくとも一部と容量結合する、請求項１に記載の車両用窓ガラス。
【請求項13】
前記アンテナが受信する所定周波数帯の電波の空気中の波長をλ、前記ガラス板の波長短縮率をｋ、とするとき、前記給電部から前記第３垂直エレメントおよび前記第２水平エレメントを含む第３エレメントの開放端までの距離Ｌ３は、０．５×（１／４）×ｋ×λ≦Ｌ３≦３．４×（１／４）×ｋ×λを満たす、請求項１に記載の車両用窓ガラス。
【請求項14】
前記アンテナエレメントは、前記給電部と前記第１水平エレメントとの間に位置し、前記第１垂直エレメントと前記第２垂直エレメントとを短絡して水平方向に延伸する第４水平エレメントを有する、請求項２から１３のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。
【請求項15】
前記アンテナが受信する所定周波数帯の電波の空気中の波長をλ、前記ガラス板の波長短縮率をｋ、とするとき、前記第４水平エレメントの距離Ｌ４は、０．３×（１／４）×ｋ×λ≦Ｌ４≦３．４×（１／４）×ｋ×λ以下を満たす、請求項１４に記載の車両用窓ガラス。
【請求項16】
前記アンテナは、垂直偏波の電波を受信する、請求項１から１５のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。
【請求項17】
前記アンテナは、ＩＴＳの電波を受信する、請求項１から１６のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。
【請求項18】
前記ガラス板は、車両に取り付けられるフロントガラスである、請求項１から１７のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は車両用窓ガラスに関し、例えば、無線信号を受信するアンテナを備えた車両用窓ガラスに関する。
【背景技術】
【0002】
車両のガラスには、放送波等を受信できるアンテナなど様々な機能部材が備えられている。このようなアンテナの例として、放送波とは異なるＩＴＳ（Intelligent Transport Systems）の垂直偏波の７６０ＭＨｚ帯の周波数を受信できるアンテナ導体が、車両用ガラスに配置されているものがある。例えば、特許文献１には、ＩＴＳの信号を受信できる所定パターンのアンテナ導体を備えたアンテナ付き窓ガラスが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１８－２０７１７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、特許文献１に開示されるアンテナは、通信用回路の信号ラインに電気的に接続される第１の給電部と通信回路用のアースや車体に接続される第２の給電部の、一対の給電点を備える、いわゆる双極タイプである。このような双極タイプのアンテナでは、一対の給電点に接続するコネクタ等の部品の幅が広くなるとともに、アンテナ以外の導体部品との電波の干渉によるアンテナ利得低減から、搭載する配置が制約される問題があった。
【0005】
本発明は、該課題を解決するために、単極タイプで所定のアンテナ利得が確保できるアンテナを搭載した車両用窓ガラスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
一実施形態にかかる車両用窓ガラスは、車両に取り付けられる車両用窓ガラスであって、前記車両に取り付けられるガラス板と、前記ガラス板に設けられるアンテナと、を備え、前記アンテナは、単極の給電部と、前記給電部と接続するアンテナエレメントと、を有し、前記アンテナエレメントは、前記ガラス板を前記車両に取り付けたとき、上下方向に延伸する第１垂直エレメントと、前記第１垂直エレメントに近い側の前記ガラス板が嵌め込まれる開口部の側辺を基準として、前記第１垂直エレメントより離れて配置される第２垂直エレメントと、前記第２垂直エレメントのうち、前記給電部側とは反対側の端部近傍に接続して前記開口部の側辺から離れる方向に延伸する、第１水平エレメントと、を含む。
【発明の効果】
【0007】
一実施形態によれば、単極タイプで所定のアンテナ利得を確保できるアンテナを搭載した車両用窓ガラスを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
実施形態にかかる車両用窓ガラスのアンテナの構成
本発明にかかる車両用窓ガラスについて説明する。以下の説明では、窓ガラスが車両のボディに取り付けられた状態での実施形態の説明を行う。窓ガラスは、車両ボディに取り付けられた状態では、ボディを構成する金属に設けられた開口部に取り付けられる。この開口部は、金属枠等の枠体（以下、ボディフランジと称す）に囲まれたものである。なお、ボディフランジは枠体全てが金属の場合に限らず、枠体の一部に樹脂が含まれてもよいが、以降、枠体全てが金属（金属枠）であるとして説明する。また、窓ガラスとなるガラス板は、ボディフランジ内に埋め込まれる部分を含む。
本発明にかかる車両用窓ガラスについて説明する。以下の説明では、窓ガラスが車両のボディに取り付けられた状態での実施形態の説明を行う。窓ガラスは、車両ボディに取り付けられた状態では、ボディを構成する金属に設けられた開口部に取り付けられる。この開口部は、金属枠等の枠体（以下、ボディフランジと称す）に囲まれたものである。なお、ボディフランジは枠体全てが金属の場合に限らず、枠体の一部に樹脂が含まれてもよいが、以降、枠体全てが金属（金属枠）であるとして説明する。また、窓ガラスとなるガラス板は、ボディフランジ内に埋め込まれる部分を含む。
【0010】
そして、実施形態にかかる車両用窓ガラスに形成されるアンテナのアンテナパターンについて説明する。以下で説明するアンテナは、単極の給電部に線条導体（エレメント）が接続される単極タイプのアンテナである。なお、単極とは、アンテナにおける給電部が１つのみであり接地側の給電部が設けられないことを意味する。そして、単極となる給電部は、外部の信号処理装置の信号経路に導電性部材を介して電気的に接続される。導電性部材は、例えばＡＶ線（自動車用電線）や同軸ケーブルが挙げられる。導電性部材としてＡＶ線を用いる場合、ＡＶ線を単極となる給電部に電気的に接続する。また、導電性部材として同軸ケーブルを用いる場合、同軸ケーブルの芯線を単極となる給電部に接続し、外部導体を車両の金属ボディ等にアース接続する。
【0011】
以下で説明する図面は、車両にガラス板を取り付けた状態、即ち、ガラス板が車両に嵌め込まれてできた開口部を含む車両用窓ガラスを示す。また、車両用窓ガラスにおけるガラス板は、車両のフロントガラス、サイドガラス、リアガラスのいずれに適用してもよいが、特にことわりが無い場合、車両のフロントガラスとして説明する。
【0012】
以下、図１、図３及び図５を参照して、車両用窓ガラスに設けられたアンテナのアンテナパターンについて説明し、図２、図４及び図６を参照して、図１、図３及び図５のアンテナの変形例を説明する。また、「アンテナエレメント」は、各実施形態のアンテナのうち給電部２０を除く線条導体の全てを指す。
【0013】
また、図１、図３及び図５で説明する車両用窓ガラス１００～３００は、ガラス板１０（フロントガラス）のうち、それぞれ、アンテナ１～３が形成される部分を拡大して示した図である。なお、図１、図３及び図５は、車内視において、フロントガラスの左上の領域にアンテナを設ける例である。また、図１、図３及び図５で説明する車両用窓ガラス１００～３００は、ガラス板１０が、ガラスエッジ１１により外形が規定され、ガラスエッジ１１よりも内側にボディフランジが位置する。そして、図１、図３及び図５では、ボディフランジのうち車両の左右方向に延伸する辺のうち上側に位置するボディフランジをボディフランジ上辺１２とした。また、車両の上下方向に位置するボディフランジのうち車内視で左側に位置するボディフランジをボディフランジ側辺１３とした。ボディフランジ上辺１２とボディフランジ側辺１３は、車両ボディの開口部の縁となる部分である。
【0014】
そして、図１、図３及び図５に示すように、ガラス板１０は、標識領域１４が設けられてもよい。この標識領域１４には、例えば、金属製のステッカー等が貼り付けられる。この場合、図１、図３及び図５に示すように、給電部２０、第１エレメント３０及び第２エレメント４０は、標識領域１４を避けるように配置される。
【0015】
なお、図１、図３及び図５の車両用窓ガラス１００～３００には、それぞれ、アンテナ１～３の少なくとも一部と重なるように、ガラス板１０の周辺領域に（不図示の）遮光膜を設けてもよい。遮光膜は、具体的に、黒色セラミックス膜等のセラミックスが挙げられる。このようにアンテナの少なくとも一部が遮光膜に重なるように配置される場合、ガラス板１０を車外側から見ると、遮光膜に重なるように配置されている部分が車外から見えなくなるので、ガラス板１０や車両のデザイン性が向上する。
【0016】
［第１実施形態］
図１に示す第１実施形態にかかる車両用窓ガラス１００は、アンテナ１を備える。アンテナ１は、給電部２０とアンテナエレメントを有する。給電部２０は、単極の給電部であり、図示しないアンプ等が接続される端子である。給電部２０は、ボディフランジ上辺１２の近傍に配置され、アンテナエレメントは、給電部２０から横方向及び下方向に延伸するように設けられる。なお、横方向や左右方向とは、車両用窓ガラス１００を車両に取り付けたときに水平方向と略平行する方向であり、縦方向や上下方向とは車両用窓ガラス１００を車両に取り付けたときに水平面と略直交する方向であり、本明細書では垂直方向ともいう。図１に示す例では、アンテナエレメントとして、給電部２０に接続される、第１エレメント３０及び第２エレメント４０を有する。
図１に示す第１実施形態にかかる車両用窓ガラス１００は、アンテナ１を備える。アンテナ１は、給電部２０とアンテナエレメントを有する。給電部２０は、単極の給電部であり、図示しないアンプ等が接続される端子である。給電部２０は、ボディフランジ上辺１２の近傍に配置され、アンテナエレメントは、給電部２０から横方向及び下方向に延伸するように設けられる。なお、横方向や左右方向とは、車両用窓ガラス１００を車両に取り付けたときに水平方向と略平行する方向であり、縦方向や上下方向とは車両用窓ガラス１００を車両に取り付けたときに水平面と略直交する方向であり、本明細書では垂直方向ともいう。図１に示す例では、アンテナエレメントとして、給電部２０に接続される、第１エレメント３０及び第２エレメント４０を有する。
【0017】
第１エレメント３０は、垂直方向に延伸する第１垂直エレメント３１と、給電部２０と第１垂直エレメント３１と接続する第１接続エレメント３３を有する。第１垂直エレメント３１は、開口部を形成する金属枠のボディフランジ側辺１３に沿って延伸し、ボディフランジ側辺１３と容量結合する。また、第１接続エレメント３３は、給電部２０との接続点からボディフランジ側辺１３に向かって水平方向に延伸し、下方に湾曲して第１垂直エレメント３１と接続する。そして、第１垂直エレメント３１の端部のうち第１接続エレメント３３側と反対側の端部は開放端となる。
【0018】
第２エレメント４０は、給電部２０と接続してボディフランジ上辺１２から離れる方向で垂直方向に延伸する第２垂直エレメント４１と、第２垂直エレメント４１と接続して水平方向に延伸する第１水平エレメント４２を有する。第２垂直エレメント４１は、第１垂直エレメント３１に近い側の開口部のボディフランジ側辺１３を基準として、第１垂直エレメント３１よりも離れた位置に配置される。第１水平エレメント４２は、第２垂直エレメント４１のうち、給電部２０側とは反対側の端部近傍に接続してボディフランジ側辺１３から離れる方向に延伸する。このように、第２エレメント４０は、Ｌ字形状のエレメントを構成する。
【0019】
なお、車両用窓ガラス１００は、アンテナ１を構成するエレメントとボディフランジとの間で容量結合する。具体的に、車両用窓ガラス１００は、第１垂直エレメント３１とボディフランジ側辺１３の間で容量結合する。このような容量結合を生じさせる距離は、３０ｍｍ以下であればよく、２０ｍｍ以下が好ましく、１５ｍｍ以下がより好ましい。アンテナ性能だけを考慮すると、容量結合する距離の下限は、０ｍｍ超であればよく、例えば、３ｍｍ以上が好ましい。
【0020】
次に、アンテナ１におけるエレメントの長さについて説明する。以下の説明では、アンテナが受信する所定周波数帯の電波の空気中の波長をλ、ガラス板１０の波長短縮率をｋとする。
【0021】
まず、第１垂直エレメント３１を含む第１エレメント３０について、給電部２０から第１垂直エレメント３１の開放端までの距離Ｌ１は、（１ａ）式を満たすとよい。距離Ｌ１が、（１ａ）式を満たすことで、アンテナ利得が向上する。
１．０×（１／４）×ｋ×λ≦Ｌ１≦３．４×（１／４）×ｋ×λ ・・・ （１ａ）
また、第１エレメント３０の距離Ｌ１は、（１ｂ）式を満たすと好ましく、（１ｃ）式を満たすとより好ましい。
１．６×（１／４）×λ×ｋ≦Ｌ１≦３．３×（１／４）×λ×ｋ ・・・ （１ｂ）
２．４×（１／４）×λ×ｋ≦Ｌ１≦３．１×（１／４）×λ×ｋ ・・・ （１ｃ）
このとき、第１エレメント３０の距離Ｌ１は、一例としては１８７ｍｍ程度である。
１．０×（１／４）×ｋ×λ≦Ｌ１≦３．４×（１／４）×ｋ×λ ・・・ （１ａ）
また、第１エレメント３０の距離Ｌ１は、（１ｂ）式を満たすと好ましく、（１ｃ）式を満たすとより好ましい。
１．６×（１／４）×λ×ｋ≦Ｌ１≦３．３×（１／４）×λ×ｋ ・・・ （１ｂ）
２．４×（１／４）×λ×ｋ≦Ｌ１≦３．１×（１／４）×λ×ｋ ・・・ （１ｃ）
このとき、第１エレメント３０の距離Ｌ１は、一例としては１８７ｍｍ程度である。
【0022】
続いて、第１垂直エレメント３１の距離ＬＶ１は、（２ａ）式を満たすとよい。距離ＬＶ１が、（２ａ）式を満たすことで、アンテナ利得が向上する。
０．２×ｋ×λ≦ＬＶ１≦０．８×ｋ×λ ・・・ （２ａ）
また、第１垂直エレメント３１の距離Ｌ１は、（２ｂ）式を満たすと好ましく、（２ｃ）式を満たすとより好ましい。
０．３×λ×ｋ≦ＬＶ１≦０．７×λ×ｋ ・・・ （２ｂ）
０．４×λ×ｋ≦ＬＶ１≦０．６×λ×ｋ ・・・ （２ｃ）
このとき、第１垂直エレメント３１の距離ＬＶ１は、一例としては１１５ｍｍ程度である。
０．２×ｋ×λ≦ＬＶ１≦０．８×ｋ×λ ・・・ （２ａ）
また、第１垂直エレメント３１の距離Ｌ１は、（２ｂ）式を満たすと好ましく、（２ｃ）式を満たすとより好ましい。
０．３×λ×ｋ≦ＬＶ１≦０．７×λ×ｋ ・・・ （２ｂ）
０．４×λ×ｋ≦ＬＶ１≦０．６×λ×ｋ ・・・ （２ｃ）
このとき、第１垂直エレメント３１の距離ＬＶ１は、一例としては１１５ｍｍ程度である。
【0023】
続いて、第２垂直エレメント４１及び第１水平エレメント４２を含む第２エレメント４０について、給電部２０から第１水平エレメント４２の開放端までの距離Ｌ２は、（３ａ）式を満たすとよい。距離Ｌ２が、（３ａ）式を満たすことで、アンテナ利得が向上する。
０．５×（１／４）×ｋ×λ≦Ｌ２≦３．４×（１／４）×ｋ×λ ・・・ （３ａ）
また、第２エレメント４０の距離Ｌ２は、（３ｂ）式を満たすと好ましく、（３ｃ）式を満たすとより好ましい。
０．７×（１／４）×ｋ×λ≦Ｌ２≦２．５×（１／４）×ｋ×λ ・・・ （３ｂ）
１．３×（１／４）×ｋ×λ≦Ｌ２≦２．０×（１／４）×ｋ×λ ・・・ （３ｃ）
このとき、第２エレメント４０の距離Ｌ２は、一例としては８５ｍｍ程度である。
０．５×（１／４）×ｋ×λ≦Ｌ２≦３．４×（１／４）×ｋ×λ ・・・ （３ａ）
また、第２エレメント４０の距離Ｌ２は、（３ｂ）式を満たすと好ましく、（３ｃ）式を満たすとより好ましい。
０．７×（１／４）×ｋ×λ≦Ｌ２≦２．５×（１／４）×ｋ×λ ・・・ （３ｂ）
１．３×（１／４）×ｋ×λ≦Ｌ２≦２．０×（１／４）×ｋ×λ ・・・ （３ｃ）
このとき、第２エレメント４０の距離Ｌ２は、一例としては８５ｍｍ程度である。
【0024】
［第１実施形態の変形例］
図２は、図１に示したアンテナ１の変形例を説明する図である。図２には、図１に示したアンテナ１の変形例となるアンテナ１ａ、アンテナ１ｂ及びアンテナ１ｃの３つの変形例を示した。なお、図２では、ボディフランジ側辺１３は省略しているが、アンテナ１ａ、アンテナ１ｂ及びアンテナ１ｃの第１垂直エレメント３１は、ボディフランジ側辺１３と容量結合する。
図２は、図１に示したアンテナ１の変形例を説明する図である。図２には、図１に示したアンテナ１の変形例となるアンテナ１ａ、アンテナ１ｂ及びアンテナ１ｃの３つの変形例を示した。なお、図２では、ボディフランジ側辺１３は省略しているが、アンテナ１ａ、アンテナ１ｂ及びアンテナ１ｃの第１垂直エレメント３１は、ボディフランジ側辺１３と容量結合する。
【0025】
アンテナ１ａは、アンテナ１における、第１エレメント３０について、第１接続エレメント３３を介さずに、第１垂直エレメント３１を直接給電部２０に接続した例である。また、アンテナ１ａでは、第２垂直エレメント４１の少なくとも一部が、第１垂直エレメント３１と容量結合し、全部が第１垂直エレメント３１と容量結合してもよい。
【0026】
アンテナ１ｂは、アンテナ１における、第２エレメント４０を第１エレメント３０側にシフトさせ、第２垂直エレメント４１の給電部２０側の端部を第１接続エレメント３３に接続した例である。
【0027】
アンテナ１ｃは、アンテナ１における、第２エレメント４０に第２接続エレメント４３を追加し、第２接続エレメント４３を介して第２垂直エレメント４１を給電部２０に接続した例である。また、図２において、第２接続エレメント４３は、給電部２０と第２垂直エレメント４１と接続していればよく、水平方向に延伸するエレメントに限らず、湾曲状等の任意形状のエレメントでもよい。
【0028】
［第２実施形態］
図３は、第２実施形態にかかる車両用窓ガラス２００の概略図である。なお、第２実施形態の説明において第１実施形態で説明した構成要素と同じ構成要素については、第１実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。図３に示す第２実施形態にかかる車両用窓ガラス２００は、アンテナ１に、給電部２０と接続する第３エレメント５０を追加したアンテナ２を備える。そして、第３エレメント５０は、給電部２０と接続する第３接続エレメント５３、第３接続エレメント５３と接続してボディフランジ上辺１２から離れる方向で垂直方向に延伸する第３垂直エレメント５１、そして、第３垂直エレメント５１と接続して水平方向に延伸する第２水平エレメント５２を有する。このように、第３垂直エレメント５１と第２水平エレメント５２とでＬ字状エレメントを構成する。図３に示す例では、アンテナエレメントとして、給電部２０に接続される、第１エレメント３０、第２エレメント４０及び第３エレメント５０を有する。
図３は、第２実施形態にかかる車両用窓ガラス２００の概略図である。なお、第２実施形態の説明において第１実施形態で説明した構成要素と同じ構成要素については、第１実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。図３に示す第２実施形態にかかる車両用窓ガラス２００は、アンテナ１に、給電部２０と接続する第３エレメント５０を追加したアンテナ２を備える。そして、第３エレメント５０は、給電部２０と接続する第３接続エレメント５３、第３接続エレメント５３と接続してボディフランジ上辺１２から離れる方向で垂直方向に延伸する第３垂直エレメント５１、そして、第３垂直エレメント５１と接続して水平方向に延伸する第２水平エレメント５２を有する。このように、第３垂直エレメント５１と第２水平エレメント５２とでＬ字状エレメントを構成する。図３に示す例では、アンテナエレメントとして、給電部２０に接続される、第１エレメント３０、第２エレメント４０及び第３エレメント５０を有する。
【0029】
第３垂直エレメント５１は、開口部のボディフランジ側辺１３を基準として、第２垂直エレメント４１よりも離れた位置に配置される。第３接続エレメント５３は、第３垂直エレメント５１と給電部２０を（電気的に）接続し、図３に示す例では、水平方向に延伸する。なお、第３接続エレメント５３は、給電部２０と第３垂直エレメント５１と接続していればよく、水平方向に延伸するエレメントに限らず、湾曲状等の任意形状のエレメントでもよい。第２水平エレメント５２は、第３垂直エレメント５１の端部うち、給電部２０側（第３接続エレメント５３側）とは反対側の端部近傍に接続して第１水平エレメント４２より給電部２０側に位置して開口部のボディフランジ側辺１３から離れる方向に延伸する。つまり、第２水平エレメント５２は、第１水平エレメント４２よりもボディフランジ上辺１２に近い位置に配置される。
【0030】
第３接続エレメント５３、第３垂直エレメント５１及び第２水平エレメント５２を含む第３エレメント５０について、給電部２０から第２水平エレメント５２の開放端までの距離Ｌ３は、（４ａ）式を満たすとよい。距離Ｌ３が、（３ａ）式を満たすことで、アンテナ利得が向上する。
０．５×（１／４）×ｋ×λ≦Ｌ３≦３．４×（１／４）×ｋ×λ ・・・ （４ａ）
また、第３エレメント５０の距離Ｌ３は、（４ｂ）式を満たすと好ましく、（４ｃ）式を満たすとより好ましい。
０．７×（１／４）×ｋ×λ≦Ｌ３≦２．５×（１／４）×ｋ×λ ・・・ （４ｂ）
１．３×（１／４）×ｋ×λ≦Ｌ３≦２．０×（１／４）×ｋ×λ ・・・ （４ｃ）
このとき、第３エレメント５０の距離Ｌ３は、一例としては１１２ｍｍ程度である。
０．５×（１／４）×ｋ×λ≦Ｌ３≦３．４×（１／４）×ｋ×λ ・・・ （４ａ）
また、第３エレメント５０の距離Ｌ３は、（４ｂ）式を満たすと好ましく、（４ｃ）式を満たすとより好ましい。
０．７×（１／４）×ｋ×λ≦Ｌ３≦２．５×（１／４）×ｋ×λ ・・・ （４ｂ）
１．３×（１／４）×ｋ×λ≦Ｌ３≦２．０×（１／４）×ｋ×λ ・・・ （４ｃ）
このとき、第３エレメント５０の距離Ｌ３は、一例としては１１２ｍｍ程度である。
【0031】
また、第３垂直エレメント５１は、少なくとも一部が、第２垂直エレメント４１と容量結合していればよく、全部が第２垂直エレメント４１と容量結合していれば好ましい。また、第２水平エレメント５２は、少なくとも一部が、第１水平エレメント４２と容量結合していればよく、全部が第１水平エレメント４２と容量結合していれば好ましい。アンテナ２は、このように第３エレメント５０を有することで、アンテナ利得をさらに向上できる。
【0032】
【0033】
アンテナ２ａは、アンテナ２における、第２エレメント４０及び第３エレメント５０をそれぞれ第１エレメント３０側にシフトさせた例である。また、アンテナ２では、第３接続エレメント５３を用いずに、第３垂直エレメント５１を直接給電部２０に接続した。アンテナ２は、図４で示すアンテナ２ａでは、給電部２０の第１エレメント３０が接続される側の第１の角に第２エレメント４０を接続し、給電部２０において第２エレメント４０が接続される辺において第１の角とは反対側になる第２の角に第３エレメント５０を接続した例である。
【0034】
アンテナ２ｂは、アンテナ２における、第２エレメント４０に第２接続エレメント４３を追加した例である。アンテナ２ｂでは、第２接続エレメント４３を介して第２垂直エレメント４１が給電部２０に接続する。第２接続エレメント４３は、例えば、第２接続エレメント４３である。第２接続エレメント４３は、給電部２０と第２垂直エレメント４１と接続していればよく、水平方向に延伸するエレメントに限らず、湾曲状等の任意形状のエレメントでもよい。また、第３接続エレメント５３は、第３垂直エレメント５１と給電部２０とを、第２接続エレメント４３を介して接続する。
【0035】
［第３実施形態］
図５は、第３実施形態にかかる車両用窓ガラスの概略図である。図５に示す第３実施形態にかかる車両用窓ガラス３００は、アンテナ３を備える。アンテナ３は、第１エレメント３０及び第２エレメント４０に加え第４水平エレメント６０を有する。また、アンテナ３では、第１エレメント３０が第１垂直エレメント３４及び第３水平エレメント３５を有してＬ字状エレメントを構成する。第２エレメント４０は、第２垂直エレメント４１及び第１水平エレメント４２を有してＬ字状エレメントを構成する。また、図５において、第３水平エレメント３５は、開口部のボディフランジ側辺１３から離れる方向に延伸する。図５に示す例では、アンテナエレメントとして、給電部２０に接続される、第１エレメント３０、第２エレメント４０及び第４水平エレメント６０を有する。
図５は、第３実施形態にかかる車両用窓ガラスの概略図である。図５に示す第３実施形態にかかる車両用窓ガラス３００は、アンテナ３を備える。アンテナ３は、第１エレメント３０及び第２エレメント４０に加え第４水平エレメント６０を有する。また、アンテナ３では、第１エレメント３０が第１垂直エレメント３４及び第３水平エレメント３５を有してＬ字状エレメントを構成する。第２エレメント４０は、第２垂直エレメント４１及び第１水平エレメント４２を有してＬ字状エレメントを構成する。また、図５において、第３水平エレメント３５は、開口部のボディフランジ側辺１３から離れる方向に延伸する。図５に示す例では、アンテナエレメントとして、給電部２０に接続される、第１エレメント３０、第２エレメント４０及び第４水平エレメント６０を有する。
【0036】
アンテナ３の第１エレメント３０は、給電部２０と接続して垂直方向に延伸する第１垂直エレメント３４と、第１垂直エレメント３４の給電部２０と反対側の端部近傍と接続して水平方向に延伸する第３水平エレメント３５を有する。また、第３水平エレメント３５の端部のうち第１垂直エレメント３４側と反対側の端部は開放端となる。さらに、第１垂直エレメント３４は、ボディフランジ側辺１３と容量結合しない。また、第１エレメント３０の距離Ｌ１は、（１ａ）式を満たせばよく、（１ｂ）式を満たすと好ましく、（１ｃ）式を満たすとより好ましい。
【0037】
第２エレメント４０は、給電部２０と接続して垂直方向に延伸する第２垂直エレメント４１と、第２垂直エレメント４１と接続して水平方向に延伸する第１水平エレメント４２を有する。第２垂直エレメント４１は、第１垂直エレメント３４に近い側の開口部のボディフランジ側辺１３を基準として、第１垂直エレメント３４よりも離れた位置に配置される。第１水平エレメント４２は、第２垂直エレメント４１のうち、給電部２０側とは反対側の端部近傍に接続してボディフランジ側辺１３から離れる方向に延伸する。つまり、第１水平エレメント４２は、第３水平エレメント３５よりもボディフランジ上辺１２の近い位置に配置される。さらに、第２エレメント４０の距離Ｌ２は、（３ａ）式を満たせばよく、（３ｂ）式を満たすと好ましく、（３ｃ）式を満たすとより好ましい。
【0038】
第４水平エレメント６０の距離Ｌ４は、（５ａ）式を満たすとよい。
０．３×（１／４）×ｋ×λ≦Ｌ４≦３．４×（１／４）×ｋ×λ ・・・ （５ａ）
また、第４水平エレメント６０の距離Ｌ４は、（５ｂ）式を満たすと好ましく、（５ｃ）式を満たすとより好ましい。
０．５×（１／４）×ｋ×λ≦Ｌ４≦１．７×（１／４）×ｋ×λ ・・・ （５ｂ）
０．５×（１／４）×ｋ×λ≦Ｌ４≦１．０×（１／４）×ｋ×λ ・・・ （５ｃ）
このとき、第４水平エレメント６０の距離Ｌ４は、一例としては４５ｍｍ程度である。
０．３×（１／４）×ｋ×λ≦Ｌ４≦３．４×（１／４）×ｋ×λ ・・・ （５ａ）
また、第４水平エレメント６０の距離Ｌ４は、（５ｂ）式を満たすと好ましく、（５ｃ）式を満たすとより好ましい。
０．５×（１／４）×ｋ×λ≦Ｌ４≦１．７×（１／４）×ｋ×λ ・・・ （５ｂ）
０．５×（１／４）×ｋ×λ≦Ｌ４≦１．０×（１／４）×ｋ×λ ・・・ （５ｃ）
このとき、第４水平エレメント６０の距離Ｌ４は、一例としては４５ｍｍ程度である。
【0039】
また、第２垂直エレメント４１は、少なくとも一部が、第１垂直エレメント３４と容量結合していればよく、全部が第１垂直エレメント３４と容量結合していればより好ましい。また、第１水平エレメント４２は、少なくとも一部が、第３水平エレメント３５と容量結合していればよく、全部が第３水平エレメント３５と容量結合していればより好ましい。
【0040】
また、第４水平エレメント６０は、給電部２０と第１水平エレメント４２との間に位置し、第１垂直エレメント３１と第２垂直エレメント４１とを短絡して水平方向に延伸する。とくに、第４水平エレメント６０は、第１垂直エレメント３４を起点として、ボディフランジ側辺１３から離れる方向に延伸する。アンテナ３は、このように第４水平エレメント６０を有することで、アンテナ利得をさらに向上できる。
【0041】
【0042】
アンテナ３ａは、アンテナ３の第１エレメント３０に第１接続エレメント３６追加した例である。アンテナ３ａでは、第１接続エレメント３６を介して第１垂直エレメント３４を給電部２０に接続する。第１接続エレメント３６は、給電部２０と第１垂直エレメント３４と接続していればよく、水平方向に延伸するエレメントに限らず、湾曲状等の任意形状のエレメントでもよい。
【0043】
アンテナ３ｂは、アンテナ３の第２エレメント４０に第２接続エレメント４３を追加した。アンテナ３ｂでは、第２接続エレメント４３を介して第２垂直エレメント４１を給電部２０に接続する。第２接続エレメント４３は、給電部２０と第２垂直エレメント４１と接続していればよく、水平方向に延伸するエレメントに限らず、湾曲状等の任意形状のエレメントでもよい。
【0044】
上記説明より、実施形態にかかる車両用窓ガラスでは、単極タイプのアンテナであても、ボディフランジとのエレメントとを容量結合させる、或いは、エレメント間を容量結合させることで、アンテナ利得を高めることができる。これにより、実施形態にかかる車両用窓ガラス１００では、単極タイプのアンテナであっても所定のアンテナ利得が確保できる。以下では、実際に作製したアンテナパターンを用いて実測値に基づくアンテナ利得について説明する。
【実施例】
【0045】
ここで、上記実施形態で説明した車両用窓ガラスのアンテナのアンテナ特性の評価結果の一例について図７～図９を用いて説明する。以下で説明する実施例では、上述した実施形態の車両用窓ガラスのアンテナの具体例であり、ＩＴＳの周波数７５５ＭＨｚ～７６５ＭＨｚを含む垂直偏波を受信する仕様とした。以下の説明では、各車両用窓ガラスのアンテナの具体的構成に基づく各アンテナのアンテナ利得について説明する。
【0046】
［実施例１］
実施例１は、車両用窓ガラス１００の具体例である。実施例１の車両用窓ガラス１００におけるアンテナ１は、第１垂直エレメント３１の距離ＬＶ１を１１５ｍｍ、第１エレメント３０の距離Ｌ１を１８７ｍｍ、第１垂直エレメント３１とボディフランジ側辺１３との距離を６ｍｍとしてこれらを容量結合させた。所定周波数帯（７５５ＭＨｚ～７６５ＭＨｚ）における空気中の波長λは３９２ｍｍ～３９７ｍｍであり、ガラス板１０の波長短縮率ｋ＝０．６４であり、このとき、第１エレメント３０の距離Ｌ１（＝１８７ｍｍ）は、２．９×（１／４）×λ×ｋ～３．０×（１／４）×λ×ｋの関係であった。また、第１垂直エレメント３１の距離ＬＶ１（＝１１５ｍｍ）は、０．５×λ×ｋの関係であった。
実施例１は、車両用窓ガラス１００の具体例である。実施例１の車両用窓ガラス１００におけるアンテナ１は、第１垂直エレメント３１の距離ＬＶ１を１１５ｍｍ、第１エレメント３０の距離Ｌ１を１８７ｍｍ、第１垂直エレメント３１とボディフランジ側辺１３との距離を６ｍｍとしてこれらを容量結合させた。所定周波数帯（７５５ＭＨｚ～７６５ＭＨｚ）における空気中の波長λは３９２ｍｍ～３９７ｍｍであり、ガラス板１０の波長短縮率ｋ＝０．６４であり、このとき、第１エレメント３０の距離Ｌ１（＝１８７ｍｍ）は、２．９×（１／４）×λ×ｋ～３．０×（１／４）×λ×ｋの関係であった。また、第１垂直エレメント３１の距離ＬＶ１（＝１１５ｍｍ）は、０．５×λ×ｋの関係であった。
【0047】
また、第２エレメント４０の距離Ｌ２を８５ｍｍ、第２垂直エレメント４１の距離を４０ｍｍ、第１水平エレメント４２の距離を４５ｍｍとした。このとき、第２エレメント４０の距離Ｌ２は（＝８５ｍｍ）は、１．３×（１／４）×λ×ｋ～１．４×（１／４）×λ×ｋの関係であった。
【0048】
次に、実施例１における車両用窓ガラスをフロントガラスとして車両に取り付け、水平面内の車両全周範囲（０°～３６０°）において、所定の角度毎に７５５ＭＨｚ～７６５ＭＨｚの周波数帯における垂直偏波のアンテナ利得の平均値を測定した。図７は、実施例１におけるアンテナ利得の垂直偏波の指向特性測定結果である。図７において、車両を中心として水平面における角度を与え、車幅方向を０°（３６０°）方向と１８０°方向、車両前方方向を９０°方向、車両後方方向を２７０°方向とした。このとき、全周のアンテナ平均利得は、－８．５［ｄＢｉ］であり、フロント方向（４５°～１３５°）のアンテナ平均利得は、－５．７［ｄＢｉ］であった。とくに、実施例１のアンテナは、ＩＴＳ用のアンテナとする場合、フロント方向における所定のアンテナ利得が得られることを確認した。
【0049】
［実施例２］
実施例２は、車両用窓ガラス２００の具体例である。実施例２の車両用窓ガラス２００におけるアンテナ２は、第１垂直エレメント３１の距離ＬＶ１を１００ｍｍ、第１エレメント３０の距離Ｌ１を１７２ｍｍ、第１垂直エレメント３１とボディフランジ側辺１３との距離を６ｍｍとしてこれらを容量結合させた。このとき、第１エレメント３０の距離Ｌ１（＝１７２ｍｍ）は、２．７×（１／４）×λ×ｋの関係であった。また、第１垂直エレメント３１の距離ＬＶ１（＝１００ｍｍ）は、０．４×λ×ｋの関係であった。
実施例２は、車両用窓ガラス２００の具体例である。実施例２の車両用窓ガラス２００におけるアンテナ２は、第１垂直エレメント３１の距離ＬＶ１を１００ｍｍ、第１エレメント３０の距離Ｌ１を１７２ｍｍ、第１垂直エレメント３１とボディフランジ側辺１３との距離を６ｍｍとしてこれらを容量結合させた。このとき、第１エレメント３０の距離Ｌ１（＝１７２ｍｍ）は、２．７×（１／４）×λ×ｋの関係であった。また、第１垂直エレメント３１の距離ＬＶ１（＝１００ｍｍ）は、０．４×λ×ｋの関係であった。
【0050】
また、第２エレメント４０の距離Ｌ２を１０７ｍｍ、第２垂直エレメント４１の距離を４２ｍｍ、第１水平エレメント４２の距離を６５ｍｍとした。さらに、第３エレメント５０の距離Ｌ３を１１２ｍｍ、第３垂直エレメント５１の距離を３７ｍｍ、第２水平エレメント５２の距離を６５ｍｍ、第３接続エレメント５３の距離を１０ｍｍとした。なお、第１水平エレメント４２と第２水平エレメント５２との間の距離を５ｍｍとした。このとき、第２エレメント４０の距離Ｌ２（＝１０７ｍｍ）は、１．７×（１／４）×λ×ｋの関係であり、第３エレメント５０の距離Ｌ３（＝１１２ｍｍ）は、１．７×（１／４）×λ×ｋ～１．８×（１／４）×λ×ｋの関係であった。
【0051】
次に、実施例２における車両用窓ガラスをフロントガラスとして車両に取り付け、実施例１と同様にしてアンテナ利得を測定した。図８は、実施例２におけるアンテナ利得の垂直偏波の指向特性測定結果である。このとき、全周のアンテナ平均利得は、－７．９［ｄＢｉ］であり、フロント方向（４５°～１３５°）のアンテナ平均利得は、－５．２［ｄＢｉ］であった。とくに、実施例２のアンテナは、ＩＴＳ用のアンテナとする場合、フロント方向における所定のアンテナ利得が得られることを確認した。
【0052】
［実施例３］
実施例３は、車両用窓ガラス３００の具体例である。実施例３の車両用窓ガラス３００におけるアンテナ３は、第１垂直エレメント３４の距離ＬＶ１を８０ｍｍ、第３水平エレメント３５の距離を７０ｍｍ、第１エレメント３０の距離Ｌ１を１５０ｍｍ、第１垂直エレメント３４とボディフランジ側辺１３との距離を１００ｍｍとしてこれらを容量結合させなかった。このとき、第１エレメント３０の距離Ｌ１（＝１５０ｍｍ）は、２．４×（１／４）×λ×ｋの関係であった。また、第１垂直エレメント３１の距離ＬＶ１（＝８０ｍｍ）は、０．３×λ×ｋの関係であった。
実施例３は、車両用窓ガラス３００の具体例である。実施例３の車両用窓ガラス３００におけるアンテナ３は、第１垂直エレメント３４の距離ＬＶ１を８０ｍｍ、第３水平エレメント３５の距離を７０ｍｍ、第１エレメント３０の距離Ｌ１を１５０ｍｍ、第１垂直エレメント３４とボディフランジ側辺１３との距離を１００ｍｍとしてこれらを容量結合させなかった。このとき、第１エレメント３０の距離Ｌ１（＝１５０ｍｍ）は、２．４×（１／４）×λ×ｋの関係であった。また、第１垂直エレメント３１の距離ＬＶ１（＝８０ｍｍ）は、０．３×λ×ｋの関係であった。
【0053】
また、第２エレメント４０の距離Ｌ２を１２５ｍｍ、第２垂直エレメント４１の距離を７５ｍｍ、第１水平エレメント４２の距離を５０ｍｍとした。さらに、第４水平エレメント６０の距離Ｌ４を４８ｍｍとした。なお、第１垂直エレメント３４と第２垂直エレメント４１との間の距離を１０ｍｍとし、第１水平エレメント４２と第３水平エレメント３５との間の距離を５ｍｍとした。このとき、第２エレメント４０の距離Ｌ２（＝１２５ｍｍ）は、２．０×（１／４）×λ×ｋの関係であり、第４水平エレメント６０の距離Ｌ４（＝４５ｍｍ）は、０．７×（１／４）×λ×ｋの関係であった。
【0054】
次に、実施例３における車両用窓ガラスをフロントガラスとして車両に取り付け、実施例１と同様にしてアンテナ利得を測定した。図９は、実施例３におけるアンテナ利得の垂直偏波の指向特性測定結果である。このとき、全周のアンテナ平均利得は、－７．７［ｄＢｉ］であり、フロント方向（４５°～１３５°）のアンテナ平均利得は、－５．１［ｄＢｉ］であった。とくに、実施例３のアンテナは、ＩＴＳ用のアンテナとする場合、フロント方向における所定のアンテナ利得が得られることを確認した。
【0055】
上記説明より、実施形態にかかるアンテナは、単極タイプのアンテナであっても良好なアンテナ利得を得られることがわかる。また、アンテナとして単極タイプのアンテナを用いることで、給電点として用いる接点部品の幅が広くなるとともに、アンテナ以外の導体部品との干渉から搭載する配置が制約されてしまう問題が解消される。
【0056】
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【0057】
１～３、１ａ～１ｃ、２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ アンテナ
１０ ガラス板
１１ ガラスエッジ
１２ ボディフランジ上辺
１３ ボディフランジ側辺
１４ 標識領域
２０ 給電部
３０ 第１エレメント
３１ 第１垂直エレメント
３２ 第３水平エレメント
３３ 第１接続エレメント
３４ 第１垂直エレメント
３５ 第３水平エレメント
３６ 第１接続エレメント
４０ 第２エレメント
４１ 第２垂直エレメント
４２ 第１水平エレメント
４３ 第２接続エレメント
５０ 第３エレメント
５１ 第３垂直エレメント
５２ 第２水平エレメント
５３ 第３接続エレメント
６０ 第４水平エレメント
１００ 車両用窓ガラス
２００ 車両用窓ガラス
３００ 車両用窓ガラス
１０ ガラス板
１１ ガラスエッジ
１２ ボディフランジ上辺
１３ ボディフランジ側辺
１４ 標識領域
２０ 給電部
３０ 第１エレメント
３１ 第１垂直エレメント
３２ 第３水平エレメント
３３ 第１接続エレメント
３４ 第１垂直エレメント
３５ 第３水平エレメント
３６ 第１接続エレメント
４０ 第２エレメント
４１ 第２垂直エレメント
４２ 第１水平エレメント
４３ 第２接続エレメント
５０ 第３エレメント
５１ 第３垂直エレメント
５２ 第２水平エレメント
５３ 第３接続エレメント
６０ 第４水平エレメント
１００ 車両用窓ガラス
２００ 車両用窓ガラス
３００ 車両用窓ガラス
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
