フロントガラス

風防（アメリカ英語とカナダ英語）または風防ガラス（イギリス連邦英語）は、航空機、自動車、バス、オートバイ、トラック、電車、船、または路面電車の前面の窓であり、視界を確保するとともに、乗員を天候から保護します。現代の風防ガラスは、一般的にラミネート安全ガラスで作られています。これは、通常、2枚の湾曲したガラスと、その間に安全のために積層されたプラスチック層で構成され、窓枠に接着された加工ガラスの一種です。

オートバイのフロントガラスは、耐衝撃性に優れたポリカーボネートやアクリル樹脂で作られていることが多いです。

フロントガラスは、風やほこり、虫、石などの飛来物から車の乗員を保護し、前方に向かって空気力学的に形成された窓を提供します。有害な紫外線を遮断するために UV コーティングが施されることがあります。ただし、ほとんどの自動車のフロントガラスはラミネート安全ガラスで作られているため、通常は必要ありません。UV -B の大部分はガラス自体に吸収され、残りの UV-B は UV-A の大部分とともに PVB 接着層に吸収されます。^[1]

バイクの場合、主な機能はライダーを風から守ることですが、車ほど完全ではありません。一方、スポーツバイクやレーシングバイクの場合、主な機能は、ライダーがマシンと一体となって最適な空力構成をとったときに抵抗を減らすことであり、直立した姿勢のときにはライダーを風から守ることはありません。

初期のフロントガラスは普通の窓ガラスで作られていたが、衝突事故の際には重傷につながる恐れがあった。一連の衝突事故により、より強力なフロントガラスが開発されるに至った。最も顕著な例は、 1917 年のPane 対 Ford事件で、Pane は無謀な運転によってのみ負傷したとして、Pane に不利な判決が下された。^{[要出典]フロントガラスは}強化ガラスで作られ、ゴムまたはネオプレンの シールを使用してフレームに取り付けられた。フロントガラスが破損すると、強化ガラスは多数のほとんど無害な破片に砕け散った。しかし、これらのフロントガラスは、単純な石の破片によっても砕け散る可能性があった。しかし、「Triplex」ガラスラミネートは、フランスでは 1911 年から、イギリスでは 1912 年からフロントガラスに使用されていた。1913 年からは一部の高級アメリカ自動車メーカーがアクセサリーとして採用し、1919 年から 1929 年にかけて、ヘンリー フォードはすべての車両にラミネートガラスの使用を命じた。^[2]

現代の接着式フロントガラスは車両の剛性向上に貢献しているが、歴史的に見て、革新の原動力となったのは鋭いガラスの破片による傷害を防ぐ必要性であった。現在、ほぼすべての国で、強い力で突き刺さった場合を除き、フロントガラスが破損しても破片のままであることを義務付けている。

ウレタンシーラントは、フロントガラスの縁の周囲にあるフリットと呼ばれる黒い点の帯によって太陽光の紫外線から保護されています。 ^[3] 黒い縁は、製造時の熱応力を最小限に抑えるために、より小さな点のある透明なフロントガラスに移行しています。同じ黒い点の帯は、サンシェードとして機能するため、バックミラーの周囲にまで広がっていることがよくあります。^[4]

雨の日には、飛行機のフロントガラスの水面の屈折により、地平線が実際よりも低く見えるため、パイロットは実際よりも高い高度を飛行していると誤解する可能性があります。その結果、滑走路をアンダーシュートし、安全上の危険が生じる可能性があります。^[5]

多くの場所では、車のフロントガラスに濃い色のガラスを使用することは法律で制限されています。一般的に、法律では許可される最大着色レベルが指定されています。一部の車両では、太陽光のまぶしさを遮るために、フロントガラスの最上部に著しく濃い着色が施されています。

航空機のフロントガラスでは、電流がスズ(IV)酸化物の導電層に流されて熱を発生させ、氷結を防止します。自動車のフロントガラス用の同様のシステムは、 1980年代から1990年代初頭にかけて、ヨーロッパで「クイッククリア」(北米では「インスタクリア」)としてフォード車に導入され、ガラスの外層の内側にこの導電性金属コーティングが塗布されました。他のガラス製造業者は、特に後期のヨーロッパのフォードトランジットバンで、極細のワイヤのグリッドを使用して熱を伝導します。これらのシステムは、ジャガーやポルシェなどのヨーロッパの自動車メーカーでより一般的に使用されています。

断熱ガラスを使用すると、埋め込まれた金属が衛星信号をブロックするため、一部のナビゲーション システムが正常に機能しなくなります。RF 信号は金属線または金属層に沿って流れる傾向があるため、通過できる放射線はごくわずかです。これは、外部アンテナを使用することで解決できます。携帯電話にも問題があります。断熱ガラスは通常、信号の 0.001 (1‰、つまり 1 パーミル) しか通過させませんが、鉄筋のあるコンクリート壁は信号の 0.100 (10%、つまり 100‰) まで通過させます。

風防という用語は、米国およびカナダ全土で一般的に使用されています。イギリス諸島およびオーストラリアでは、すべての車両に対して風防という用語は通常使用されています。米国では、風防は風切り音を最小限に抑えるためにマイクの上に置かれたメッシュまたはフォームを指し、風防は車のフロントウィンドウを指します。英国では用語が逆になっていますが、一般的にフォームスクリーンは風防ではなくマイクシールドと呼ばれます。

スポーツカーやレーシングカーには、半円形または長方形の小さなフロントガラスであるエアロスクリーンが装備されていることがありました。これらは、折りたたみ式のフラットなフロントガラスの後ろにペアで取り付けられていることがよくありました。 ^[6]エアロスクリーンの高さは通常20cm（8インチ）未満です。これらは風をそらすだけなので、エアロスクリーンと呼ばれています。^{[要出典] [疑わしい-議論する]}ツインエアロスクリーンセットアップ（多くの場合ブルックランズと呼ばれる）は、古いスポーツカーやビンテージスタイルの現代の車の間で人気がありました。

ワイパーレス フロントガラスとは、ワイパー以外のメカニズムを使用してフロントガラスから雪や雨を取り除くフロントガラスです。コンセプトカーのAcura TLは、カウル内の一連のジェットノズルを使用してフロントガラスに加圧空気を吹き付けるワイパーレス フロントガラスを備えています。また、いくつかのガラス製造業者が外部の汚染物質をはじくように設計されたナノ タイプのコーティングをさまざまなレベルで実験してきましたが、現在までに商業的に応用されたものはありません。

安全を確保するには、フロントガラスの認証が必要です。国によって、すべてのフロントガラス製造業者が自動車法に従わなければならないさまざまな規則が定められています。最もよく知られている認証には、米国運輸省、EU ECE、中国 CCC、南アフリカ SABS、インドの BIS 規格などがあります。これらの認証は、それぞれの法的要件に従って、製品の安全性、信頼性、品質を保証します。

米国全国フロントガラス修理協会によると、飛び石による損傷の多くは修復可能です。フロントガラスが修復可能かどうかは、損傷の大きさ、種類、深さ、場所という4つの要素によって決まります。^[7]

6.1 cm (2.4 インチ) までのひび割れの修理は許容範囲内です。より深刻な損傷のある自動車ガラスは交換する必要があります。ただし、これは現地の法律によります。ひび割れがパネルの端まで伸びると、フロントガラスの構造的完全性が損なわれます。航空機のフロントガラスは、ひび割れがパネル全体に広がった場合でも、フレームとガラス層の両方で複数のフェイルセーフ方式によって構造的完全性が維持されるように設計されています。最初のフェイルセーフは、失透ではなくひび割れが発生する犠牲的な外層です。

円形のブルズアイ、線状のひび割れ、ひび割れ、へこみ、穴、星形の割れは、ガラスを取り外すことなく修復できるため、交換に伴う漏れや接着の問題のリスクがなくなります。

いくつかの損傷は修復が非常に困難、または修復できません。

• フロントガラスの内側
• 太陽光の吸収や酸化によりガラスの両層に深刻な損傷が生じます。
• 雨センサーまたは内部無線アンテナの損傷
• 複雑な複数の亀裂
• 非常に長い亀裂（長さ45～60cmまたは18～24インチ以上）
• 汚染された亀裂
• エッジの亀裂

ひび割れたフロントガラスの修理では、指定された真空注入ポンプを使用してフロントガラスの損傷部分から空気を除去します。次に、注入ポンプを使用して透明な接着樹脂を注入し、フロントガラスのひび割れ部分の空気を置き換えます。次に、樹脂を紫外線で硬化させます。適切に行われると、損傷部分の強度が回復し、透明度も 90～95% 回復します。

修理できないフロントガラスは交換する必要があります。フロントガラスの交換には通常 1 時間もかかりません。車両が安全に運転できることを保証するために、安全運転可能時間と呼ばれる時間値が設定されています。交換されたフロントガラスは、衝突の力に耐えられるようになるまで十分に硬化または接着する必要があります。したがって、ガラス接着用接着剤を硬化させるために必要な最小時間を知っておくことが重要です。この安全運転可能時間(SDAT) または最小運転可能時間(MDAT) とは、フロントガラスの取り付けまたはガラスの交換が再び安全に運転できると見なされるまでに必要な時間を指します。^{[8]接着システムの信頼性を保証するために}、米国連邦自動車安全基準212/208 ( FMVSSを参照)に基準が指定されています。通常、SDAT は衝突試験だけでなく高速実験室試験方法でも 検証されます。

消費者は、MDAT または SDAT の時間が安全性に重点が置かれており、必ずしも設置の品質、耐久性、保証に重点が置かれているわけではないことに気付いていない可能性があります。SDAT/MDAT の前に車両を運転しないように注意する必要があります。

エアバッグは時速320km（200mph、秒速89m）の速度で展開し、場合によってはフロントガラスに多大な力を加えます。乗員は最初の展開からわずか50msでエアバッグに衝突する可能性があります。^[9]車両の設計によっては、エアバッグの展開や乗員のエアバッグへの衝突により、フロントガラスにかかる力が劇的に増加する場合があります。乗員がエアバッグに及ぼす力、つまりフロントガラスにかかる潜在的な力は、シートベルトを着用している乗員の場合は低くなります。^[10]そのため、接着剤の供給業者は通常、達成される安全性のレベルについて顧客に通知します。

1) 例: FMVSS 212/208を超えるベルト付きセキュリティ

2) 例: ベルトなしでFMVSS 212/208を超えるセキュリティ^[11]

速硬化接着剤の出現により、自動車のフロントガラス交換が普及してきました。自動車の設置では、温度と湿度を制御できないことがよくあります。最も一般的なガラス接着剤の場合、理想的な環境は 21 °C (70 °F) および湿度50% です。理想的な硬化環境から外れると、十分に安全な接着を形成するのに必要な時間が長くなる可能性があります。自動車のフロントガラス交換にはさまざまな要因と困難が伴うため、多くの自動車メーカーはこの設置方法を推奨していません。

使用済み自動車指令(ELV) の施行に伴い、ほとんどのヨーロッパ諸国では​​、合わせガラスの廃棄物は埋め立て地では許可されなくなりました。サリー大学とピルキントン グラスによる研究^[12]では、合わせガラスの廃棄物を圧延機などの分離装置に入れてガラスを細分化し、大きな破片を内側のフィルムから機械的に分離することを提案しています。次に熱を加えると、通常はポリビニル ブチラール(PVB) であるラミネート プラスチックが溶け、ガラスと内側のフィルムの両方をリサイクルできるようになります。PVB のリサイクル プロセスは、溶かして形を変えるという単純な手順です。単純な自動車の合わせガラスをリサイクルする方法の 1 つは、PVB 中間層の融点以上にフロント ガラスを加熱し、ガラス層を分離することです。これは主に PVB とガラスの融点差に依存し、シリコン ベースの材料などの他の中間層材料には適していません。

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• 作り方。シリーズ 6、風防、英国式サドル、バター、ポスト クロック
• 製造プロセスリファレンスガイド: Robert H. Todd、Dell K. Allen、Leo Alting
• ウィンザー、HH Jr. 編 (1933 年 9 月)。「実験室の事故で割れないガラスが発見される」。ポピュラーメカニクス。60 (3)。シカゴ、イリノイ州 ISA: ポピュラーメカニクス: 337。

ウィキメディア・コモンズには、フロントガラスに関連するメディアがあります。

• UNECE 規則 43 安全ガラス材料
• BS 857:1967 2009-06-22にWayback Machineでアーカイブ陸上輸送用安全ガラスの仕様
• 全米ガラス協会
• 自動車ガラス交換安全基準協議会