JP2018035402A - レーダカバーの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】基材に対してスパッタリングにより形成されかつ電波を透過可能な金属薄膜を有するレーダカバーの製造方法において、金属薄膜の色味を調整可能とする。【解決手段】基材に対してスパッタリングにより形成されかつ電波を透過可能な金属薄膜を有するレーダカバーの製造方法であって、樹脂からなる基材を形成する基材形成工程と、基材を乾燥させる乾燥工程と、乾燥状態の基材に対して金属薄膜を成膜する成膜工程とを有する。【選択図】図５
Description
本発明は、レーダカバーの製造方法に関するものである。
近年、ミリ波等の電波を用いて車両の周囲の障害物等を検知するレーダユニットが車両に搭載されている。このようなレーダユニットは、車両の前面に設けられるラジエータグリルやエンブレムの内側に配置されており、エンブレム等を透過する電波の送受信を行う。このため、上述のようなレーダユニットを備える車両においては、エンブレム等は、電波の減衰を抑制しつつ当該電波を透過可能に形成する必要がある。
一方で、エンブレム等は、車両の前面に配置されることから、車両の意匠上、極めて重要な部分であり、高級感や質感を向上させるために金属光輝性を付与することが多い。従来は、このような金属光輝性を付与するため、めっき処理を施すことが一般的であったが、めっき層は電波を透過しない。このため、近年、金属光輝性を付与しかつ電波を透過可能とするため、電波が透過可能なインジウム（Ｉｎ）やアルミニウム（Ａｌ）の薄膜を真空蒸着にて形成する技術が用いられている（特許文献１参照）。
ところで、上述のような電波が透過可能な金属製の薄膜は、隙間を有する不連続膜であるために電波透過性を有している。このような不連続な金属製の薄膜は、真空蒸着やスパッタリングによって形成される。しかしながら、スパッタリングで薄膜を形成する場合には、基材への粒子の衝突速度に起因して、上述の隙間が真空蒸着の場合と同様に形成されない。この結果、薄膜の色味が異なって認識されてしまうことが分かった。よって、スパッタリングによって電波透過性を有する金属薄膜を形成するにあたり、金属薄膜の色味を調整可能な技術の提案が望まれている。
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、基材に対してスパッタリングにより形成されかつ電波を透過可能な金属薄膜を有するレーダカバーの製造方法において、金属薄膜の色味を調整可能とすることを目的とする。
本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。
第１の発明は、基材に対してスパッタリングにより形成されかつ電波を透過可能な金属薄膜を有するレーダカバーの製造方法であって、樹脂からなる基材を形成する基材形成工程と、上記基材を乾燥させる乾燥工程と、乾燥状態の上記基材に対して上記金属薄膜を成膜する成膜工程とを有するという構成を採用する。
第２の発明は、上記第１の発明において、上記乾燥工程が、上記基材を加熱処理する工程であるという構成を採用する。
第３の発明は、上記第２の発明において、上記乾燥工程にて、上記基材を８０℃以上の雰囲気中にて上記加熱処理を行うという構成を採用する。
第４の発明は、上記第１の発明において、上記乾燥工程が、上記基材を真空乾燥させる工程であるという構成を採用する。
本発明によれば、乾燥工程にて基材を乾燥させた後、基材が乾燥されている間に金属薄膜がスパッタリングにより形成される。このため、金属薄膜の成膜状態を変化させ、金属薄膜の色味を変化させることができる。したがって、本発明によれば、基材に対してスパッタリングにより形成されかつ電波を透過可能な金属薄膜を有するレーダカバーの製造方法において、金属薄膜の色味を調整することが可能となる。
以下、図面を参照して、本発明に係るレーダカバーの製造方法の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
図１は、本実施形態のレーダカバーからなるエンブレム１０を備えるラジエータグリル１の正面図である。また、図２は、本実施形態のエンブレム１０の拡大正面図である。また、図３は、（ａ）が本実施形態のエンブレム１０の断面図であり、（ｂ）が本実施形態のエンブレム１０が備えるインナエンブレム１２の断面図である。
ラジエータグリル１は、車両のエンジンルームに通じる開口を塞ぐように車両の前面に設けられており、エンジンルームへの通気を確保しかつエンジンルームへの異物の進入を防止している。ラジエータグリル１の中央には、エンジンルーム内に配置されるレーダユニットＲに対向するようにしてエンブレム１０が設けられている。レーダユニットＲ（図３（ａ）参照）は、例えばミリ波を発信する発信部、反射波を受信する受信部、及び、演算処理を行う演算部等を有している。このレーダユニットＲは、エンブレム１０を透過する電波の送受信を行い、受信した電波に基づいて車両の周囲状況を検知する。例えば、レーダユニットＲは、障害物までの距離や障害物の相対速度等を算出して出力する。
エンブレム１０は、レーダユニットＲを車両の正面側から見て覆うように配置されている。このエンブレム１０は、図２に示すように、車両の正面側から見て、車両メーカのエンブレムを示す図形や文字等を表す光輝領域１０Ａと、当該光輝領域１０Ａの視認性を向上させる黒色領域１０Ｂを有する部品である。このようなエンブレム１０は、図３（ａ）に示すように、透明部材１１（透明層）と、インナエンブレム１２と、ベース部材１３（樹脂層）とを備えている。
透明部材１１は、最も車両の外側に配置される略矩形状の透明材料により形成される部位である。この透明部材１１は、車両の外部からのインナエンブレム１２の視認性を高めるため、表側の面が円滑面とされている。また、透明部材１１の裏側の面には、インナエンブレム１２が配置される凹部１１ａが形成されている。また、透明部材１１の裏側の面の凹部１１ａが設けられていない領域は、ベース部材１３との固着面とされている。
凹部１１ａは、インナエンブレム１２を収容する部位であり、収容されたインナエンブレム１２を車両の前方側から立体的に視認可能とする。この凹部１１ａは、車両メーカのエンブレム等の図形や文字等の形状に沿って設けられている。このような凹部１１ａにインナエンブレム１２が収容されることによって、上述の光輝領域１０Ａが形成される。
このような透明部材１１は、例えば、無色のＰＣ（ポリカーボネート）やＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル樹脂）等の透明合成樹脂によって形成されており、１．５ｍｍ〜１０ｍｍ程度の厚さとされている。また、透明部材１１の表側の面には、必要に応じて、傷付き防止のためのハードコート処理、又はウレタン系塗料のクリヤコート処理が施される。なお、耐傷性を備える透明合成樹脂であれば、これらの傷付き防止処理は不要である。
インナエンブレム１２は、図３（ｂ）に示すように、基部１２ａと、ベースコート層１２ｂと、光輝性膜１２ｃ（金属薄膜）と、トップコート層１２ｄとを備えている。基部１２ａは射出成形等によって成形されており、例えばＡＢＳ、ＰＣ又はＰＥＴ等の合成樹脂によって形成されている。この基部１２ａは、透明部材１１の凹部１１ａを埋設する凸状の形状とされており、透明部材１１の凹部１１ａに嵌合される。ベースコート層１２ｂは、基部１２ａと光輝性膜１２ｃとの間に形成されており、スパッタリングによって形成される薄く脆い光輝性膜１２ｃを保護するためのものである。このベースコート層１２ｂは、透明（着色透明を含む）な合成樹脂を用いたクリヤー塗装によって形成されている。
光輝性膜１２ｃは、基部１２ａの表側の面（透明部材１１側の面）に形成されており、基部１２ａに被さるように配置された金属光輝性を備える層である。この光輝性膜１２ｃは、インジウム（Ｉｎ）やアルミニウム（Ａｌ）からなる金属製の薄膜である。この光輝性膜１２ｃは、多数の微細な隙間を有する不連続膜であり、これらの隙間を通じて電波を透過可能とされている。また、光輝性膜１２ｃは、純クロム（Ｃｒ）やクロム（Ｃｒ）合金からなる数百ｎｍの膜厚とされた金属製の薄膜とすることもできる。これによって光輝性膜１２ｃの耐食性を向上させることもできる。
トップコート層１２ｄは、光輝性膜１２ｃを覆うように光輝性膜１２ｃ上に形成されており、光輝性膜１２ｃを保護するためのものである。このトップコート層１２ｄも、ベースコート層１２ｂと同様に、透明（着色透明を含む）な合成樹脂を用いたクリヤー塗装によって形成されている。
ベースコート層１２ｂ及びトップコート層１２ｄは、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）からなる透明セラミックコート層とすることもできる。この場合には、クリヤー塗装等によって形成される樹脂からなるベースコート層やトップコート層と比較して高い耐熱性を有すると共に、電波透過性を有する。
また、本実施形態において光輝性膜１２ｃは、ベースコート層１２ｂが形成された基部１２ａの表面に形成される。このため、本実施形態において、本発明の基材はベースコート層１２ｂ及び基部１２ａにより構成されている。なお、耐食性の高い光輝性膜１２ｃを用いる場合には、ベースコート層１２ｂを省略することも可能である。このような場合には、光輝性膜１２ｃが基部１２ａの表面に直接的に形成されるため、本発明の基材は基部１２ａにより構成されることになる。
ベース部材１３は、透明部材１１の裏側に固着される部位であり、黒色の樹脂材料から形成されている。このベース部材１３は、エンジンルーム側に突出する係合部１３ａを有している。この係合部１３ａは、先端部が爪状に成形されており、当該先端部が例えばラジエータグリル本体に係止される。このように透明部材１１の裏側の面に対して固着されたベース部材１３は、透明部材１１の外側から視認可能とされており、上述の黒色領域１０Ｂを形成している。このベース部材１３は、光輝領域１０Ａ以外の領域を黒色に視認させ、相対的に光輝領域１０Ａの視認性を向上させる。
このようなベース部材１３は、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合合成樹脂）、ＡＥＳ（アクリロニトリル・エチレン・スチレン共重合合成樹脂）、ＡＳＡ（アクリロニトリル・スチレン・アクリレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、有色のＰＣ、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の合成樹脂、又はこれらの複合樹脂からなり、０．５ｍｍ〜１０ｍｍ程度の厚さとされている。
続いて、本実施形態のエンブレム１０の製造方法について、図４及び図５を参照して説明する。図４は、本実施形態のエンブレム１０の製造方法について説明するための概略図である。また、図５は、本実施形態のエンブレム１０の製造方法におけるインナエンブレム１２の製造工程について説明するためのフローチャートである。
まず、本実施形態のエンブレム１０の製造方法では、図４（ａ）に示すように、透明部材１１を形成する。例えば、透明部材１１は、射出成形により形成される。この射出成形により、凹部１１ａを有する透明部材１１を形成することができるため、後工程により凹部１１ａを形成する必要はない。なお、必要に応じて、透明部材１１の表面側（車両外側に向く面）あるいは全面には、耐傷性等を向上させるためのハードコート処理を施しても良い。
次に、図４（ｂ）に示すように、インナエンブレム１２の基部１２ａを形成する。例えば、基部１２ａは、射出成形により形成される。この図４（ｂ）に示す工程は、図５におけるステップＳ１の基部生成工程に相当する。続いて、図５に示すように、ステップＳ１で形成された基部１２ａに残有する応力を除去する（ステップＳ２）。ここでは、基部１２ａを一定の温度まで加熱し、その後放置等により冷却する。続いて、図５に示すように、ベースコート塗布工程を行う（ステップＳ３）。ここでは、ステップＳ２が完了した基部１２ａに対してクリヤー塗装を行い、その後乾燥させることによりベースコート層１２ｂを形成する。なお、図５におけるステップＳ１〜ステップＳ３までの工程が、樹脂からなる基材を形成する本発明における基材形成工程に相当する。
続いて、図５に示すように、乾燥工程を行う（ステップＳ４）。ここでは、例えば、図４（ｃ）に示すように、ベースコート層１２ｂが形成された基部１２ａをヒータＨによって加熱処理する。このようにベースコート層１２ｂ及び基部１２ａを加熱処理することによって、ベースコート層１２ｂ及び基部１２ａに含まれる水分や有機物が揮発し、ベースコート層１２ｂ及び基部１２ａが乾燥される。
続いて、図５に示すように、インジウム成膜工程を行う（ステップＳ５）。ここでは、スパッタリングによって、図４（ｄ）に示すように、ベースコート層１２ｂ上に光輝性膜１２ｃを形成する。なお、本実施形態においては、ステップＳ４で乾燥させたベースコート層１２ｂ及び基部１２ａが常温に戻る前に光輝性膜１２ｃを形成する。ステップＳ４で乾燥させたベースコート層１２ｂ及び基部１２ａが常温に戻ると、空気中の水分が再びベースコート層１２ｂ及び基部１２ａに吸湿される。このため、本実施形態では、空気中の水分がベースコート層１２ｂ及び基部１２ａに吸湿される前（すなわち乾燥状態が維持されている期間）にスパッタリングによるインジウム（Ｉｎ）の成膜を行う。このように、乾燥状態のベースコート層１２ｂ及び基部１２ａに対してインジウム（Ｉｎ）の成膜を行うと、光輝性膜１２ｃの不連続性が変化し、後述の実施例に示すように、光輝性膜１２ｃの色味を変化させることができる。
続いて、図５に示すように、トップコート塗布工程を行う（ステップＳ６）。ここでは、ステップＳ５が完了した後に、光輝性膜１２ｃの表面に対してクリヤー塗装を行い、その後乾燥させることにより、図４（ｅ）に示すように、トップコート層１２ｄを形成する。
なお、これらの図４（ｂ）〜図４（ｅ）及び図５で示した工程によってインナエンブレム１２が形成される。なお、図４（ｂ）〜図４（ｅ）で示すインナエンブレム１２の形成工程は、図４（ａ）で示した透明部材１１の形成工程を待って行う必要はない。図４（ａ）で示した透明部材１１の形成工程と並行して、インナエンブレム１２を形成することによって、エンブレム１０の製造時間を短縮することができる。
次に、図４（ｆ）に示すように、インナエンブレム１２を透明部材１１の凹部１１ａに嵌合する。次に、図４（ｇ）に示すように、ベース部材１３を形成する。ここでは、凹部１１ａにインナエンブレム１２が設置された透明部材１１を、射出成形用の金型の内部に配置し、透明部材１１の背面側に溶融した樹脂を射出するインサート成形を行うことで、ベース部材１３を形成する。このようなベース部材１３は、インサート成形時の熱により透明部材１１と溶着され、インナエンブレム１２を覆うように配置される。これによって、インナエンブレム１２が透明部材１１に対して固定される。
以上のような工程で本実施形態のエンブレム１０が製造される。このような本実施形態のエンブレム１０の製造方法によれば、乾燥工程にてベースコート層１２ｂ及び基部１２ａを乾燥させた後、ベースコート層１２ｂ及び基部１２ａが乾燥状態の間（常温に戻るまでの間）に光輝性膜１２ｃがスパッタリングにより形成される。このため、光輝性膜１２ｃの成膜状態を変化させ、光輝性膜１２ｃの色味を変化させることで光輝性膜１２ｃの色調を調整することが可能となる。
また、本実施形態のエンブレム１０の製造方法においては、加熱処理を行うことにより、ベースコート層１２ｂ及び基部１２ａを乾燥させる。このため、簡易な方法にて短時間でベースコート層１２ｂ及び基部１２ａを乾燥させることができる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、上記実施形態においては、エンブレム１０を製造するときに、基部１２ａ側に光輝性膜１２ｃを形成した後に、基部１２ａを凹部１１ａに嵌合する構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、凹部１１ａの内面に光輝性膜１２ｃを形成し、その後、基部１２ａを嵌合させる構成を採用することも可能である。この場合には、透明部材１１（トップコート層１２ｄを形成する場合にはトップコート層１２ｄも含む）が本発明の基材となるため、透明部材１１を乾燥させ、透明部材１１が乾燥状態のうちにスパッタリングによって光輝性膜１２ｃを形成するようにしても良い。
また、上記実施形態においては、加熱処理を行うことにより基材（ベースコート層１２ｂ及び基部１２ａ）を乾燥させる構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、真空乾燥させることにより基材を乾燥させることも可能である。このような場合には、例えば、スパッタリング装置の内部に基材を配置し、一定期間真空雰囲気に基材を晒すことにより基材を真空乾燥させることができる。このため、別途、真空乾燥させるための装置を設ける必要がなく、さらに基材の水分含有率が極めて低いうちに光輝性膜１２ｃを形成することが可能となる。
次に、上記実施形態の実施例について図６を参照して説明する。図６は、乾燥工程の加熱条件のみを変更し、その他の条件を同一条件として、インジウム（Ｉｎ）から成る光輝性膜１２ｃをスパッタリングにて形成した場合の色味の違いをＬ＊、ａ＊、ｂ＊値で示す表である。図６（ａ）は、乾燥工程を行わない場合の光輝性膜１２ｃの色味を示している。また、図６（ｂ）は、乾燥工程にて加熱温度を８０℃とし、加熱時間を３０分とした場合の光輝性膜１２ｃの色味を示している。また、図６（ｃ）は、乾燥工程にて加熱温度を９０℃とし、加熱時間を３０分とした場合の光輝性膜１２ｃの色味を示している。なお、図６（ａ）〜（ｃ）で示す加熱条件の各々について２度ずつ実施を行った。
図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、ｂ＊の値に注目すると、乾燥工程を行わない場合には１．８２、２．３４であり、加熱温度が８０℃の場合には１．１２であり、加熱温度が９０℃の場合には０．７６、０．７４であった。このことから、加熱温度を高くすることによって、ｂ＊の値が下がり、青方向に色彩が変化することが分かった。つまり、乾燥工程において８０℃以上の温度雰囲気とすることによって、光輝性膜１２ｃの色彩を青方向に調整することができることが分かった。
１０……エンブレム（レーダカバー）、１２……インナエンブレム、１２ａ……基部、１２ｂ……ベースコート層、１２ｃ……光輝性膜（金属薄膜）、１２ｄ……トップコート層
Claims (4)
- 基材に対してスパッタリングにより形成されかつ電波を透過可能な金属薄膜を有するレーダカバーの製造方法であって、
樹脂からなる基材を形成する基材形成工程と、
前記基材を乾燥させる乾燥工程と、
乾燥状態の前記基材に対して前記金属薄膜を成膜する成膜工程と
を有することを特徴とするレーダカバーの製造方法。 - 前記乾燥工程は、前記基材を加熱処理する工程であることを特徴とする請求項１記載のレーダカバーの製造方法。
- 前記乾燥工程にて、前記基材を８０℃以上の雰囲気中にて前記加熱処理を行うことを特徴とする請求項２記載のレーダカバーの製造方法。
- 前記乾燥工程は、前記基材を真空乾燥させる工程であることを特徴とする請求項１記載のレーダカバーの製造方法。
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