JP2019035667A - 電波透過カバー - Google Patents

Abstract

【課題】電熱線を高い自由度で配置することのできる電波透過カバーを提供する。
【解決手段】電波透過カバー２０は、電波レーダー装置の電波の伝搬経路内に配置されるており、電熱線３１が一体に設けられている。電波透過カバー２０の電波透過部２１には、電熱線３１の一部をなす複数の熱線部３１Ａが間隔を置いて配置されている。それら熱線部３１Ａの少なくとも一部が、同熱線部３１Ａの延設方向における一方に向かうに連れて曲がる方向が交互に入れ替わる規則的なパターンで延びている。
【選択図】図５

Description

本発明は、電波レーダー装置の電波の経路内に配置される電波透過カバーに関するものである。

自動車などの車両に、ミリ波やマイクロ波などの電波を放射するとともにその反射波を測定することによって障害物の検知や車間距離の測定などを行う電波レーダー装置を搭載することが実用されている。

この電波レーダー装置を車両に対してむき出しの状態で配置すると、車両の意匠性が損なわれるおそれがある。そのため、レーダー装置は、一面が車両の外表面をなす電波透過カバー（エンブレムなど）の車内側の位置に、同電波透過カバーによって車両外部から隠蔽される態様で配置される。この電波透過カバーは電波透過性を有しており、同電波透過カバーを介して、レーダー装置から車外への電波の放射や、反射波の車外からレーダー装置への入射が可能になっている。

また、電波透過カバーの表面に水分（氷や雪など）が付着すると、電波透過カバーの透過時における電波の減衰量が大きくなることによって、レーダー装置の検出精度が低下してしまう。この点をふまえて、電波透過カバーに電熱線を取り付けることが提案されている（例えば特許文献１）。この電熱線に通電して電波透過カバーを加熱することによって水分の除去が図られる。

この場合、電熱線を単に電波透過カバーにおける電波が透過する部分（電波透過部）に配置すると、同電熱線が電波を大きく減衰させてしまい、レーダー装置の性能低下を招くおそれがある。この点、特許文献１の電波透過カバーでは、電波透過部における電熱線の延設方向が電波の偏波面と直交する方向に定められている。これにより、電波透過カバーの透過時における電波の減衰が抑えられている。

特表２００３−５１８６３３号公報

電波透過カバーの電波透過部に付着する水分の除去のためには、電波透過部の全体に電熱線を配置して同電波透過部を満遍なく加熱することが望ましい。特許文献１の電波透過カバーでは、電波の減衰による電波レーダー装置の性能低下を抑えるためとはいえ、電波透過カバーにおける電熱線の延設方向が上記偏波面と直交する方向に制限されてしまうため、電熱線を電波透過カバーに適正に配置することができなくなるおそれがある。

本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電熱線を高い自由度で配置することのできる電波透過カバーを提供することにある。

上記課題を解決するための電波透過カバーは、電熱線が一体に設けられて、電波レーダー装置の電波の経路内に配置される電波透過カバーにおいて、前記電波が透過する電波透過部には、前記電熱線の一部をなす複数の熱線部が間隔を置いて配置されており、前記複数の熱線部の少なくとも一部が、同熱線部の延設方向における一方に向かうに連れて曲がる方向が交互に入れ替わる規則的なパターンで延びている。

電熱線が一体に設けられた電波透過カバーでは、電波の偏波面と電熱線の延設方向とが一致するように同電熱線が直線状に延びている場合に、電波の減衰量が特に大きくなってしまう。

上記構成によれば、電熱線における上記規則的なパターンで延びている部分では、電熱線が連続的に直線状で延びる部分（以下、特定部分）の全長を短くする（あるいは特定部分を無くす）ことができる。これにより、少なくとも上記規則的なパターンで延びている部分については、上記特定部分、すなわち電熱線の延設方向が電波透過カバーを透過する電波の偏波面と一致した場合に同電波の減衰量が特に大きくなってしまう部分を少なくすることができるため、配置態様の自由度を高くすることができる。したがって、電波透過カバーに電熱線を高い自由度で配置することができるようになる。

上記電波透過カバーにおいて、前記複数の熱線部は、その全ての部分が前記規則的なパターンで延びていることが好ましい。
上記構成によれば、複数の熱線部の全ての部分において上記特定部分を少なくすることができるため、それら熱線部がいかなる態様で配置されても電波の減衰量は小さく抑えることができる。したがって、電熱線（詳しくは、複数の熱線部）をより高い自由度で電波透過カバーに配置することができるようになる。しかも、電波レーダー装置（電波の偏波面）と電波透過カバー（電熱線の配置態様）との関係を細かく設定せずとも、電波の減衰量が小さく抑えられるようになるため、電波透過カバーを高い汎用性を有するものにすることができる。

上記電波透過カバーは、前記規則的なパターンは曲線のみからなることが好ましい。
上記構成によれば、電熱線における上記規則的なパターンで延びている部分においては上記特定部分を無くすことができる。そのため、電波透過カバーへの電熱線の配置についての自由度を好適に高くすることができる。

上記電波透過カバーは、前記電波レーダー装置から遠い側の部分が車両の外壁部分および意匠部分をなす外装部品であり、前記電熱線は前記遠い側の部分に設けられている。
上記構成によれば、電波透過カバーにおける電波レーダー装置に近い側（車内側）の部分に電熱線が設けられる場合と比較して、同電波透過カバーの車外側の表面に付着した水分を電熱線によって効率よく除去することができる。しかも、そうした電波透過カバーの外壁をなす部分（意匠部分）に対して、同電波透過カバーの意匠性の低下を招くことのないように、電熱線を高い自由度で配置することができる。

本発明の電波透過カバーによれば、電熱線を高い自由度で配置することができる。

一実施形態の電波透過カバーが適用される車両の概略構成を示す略図。 電波透過カバーの正面図。 電波透過カバーの側断面図。 発熱シートの断面図。 発熱シートの配設態様を示す（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図。 電熱線の延設方向と電波の偏波面との関係を示す略図。 （ａ）は電波透過カバーの作用図、（ｂ）は比較例の電波透過カバーの作用図。

以下、電波透過カバーの一実施形態について説明する。
まず、本実施形態の電波透過カバーが適用される車両の概略構成について説明する。
図１に示すように、車両１０の前部には、電波レーダー装置１１が搭載されている。この電波レーダー装置１１は、車両１０の前方（図１の左側）に向けて電波（ミリ波）を放射するとともにその反射波を測定することによって車両１０の周辺状況を検知する。電波レーダー装置１１は、電波を、水平な面（詳しくは、路面と平行な面）からなる偏波面上において振動するように放射する。

図１および図２に示すように、車両１０の前部には、電波透過カバー２０が取り付けられている。電波透過カバー２０は、電波レーダー装置１１から遠い側の部分、すなわち車外側の部分（図２の紙面における手前側）が車両１０の外壁部分および意匠部分をなす外装部品（いわゆるエンブレム）である。この電波透過カバー２０によって、電波レーダー装置１１は車両１０の外部から隠蔽された状態になっている。

電波透過カバー２０は、横長の矩形板状をなしており、電波レーダー装置１１の前方側（図１の左側）に、同電波レーダー装置１１の電波の伝搬経路（図１中の矢印）を遮るように配置されている。詳しくは、電波レーダー装置１１から放射される電波および同装置１１に測定される反射波の全てが電波透過カバー２０の中央部分（図２中に一点鎖線で示す電波透過部２１）を透過する態様で、電波レーダー装置１１は電波透過カバー２０の車内側に配置されている。

電波透過カバー２０は、電熱線を内蔵した発熱シート２２によって車外側の部分が覆われた構造になっている。発熱シート２２（詳しくは、その電熱線）はスイッチ１２（図１）を介して蓄電池１３に接続されている。そして、このスイッチ１２をオン操作することにより、電熱線に通電されて発熱シート２２が発熱するようになる。なお、上記スイッチ１２としては、乗員によって手動操作されるスイッチを採用したり、周囲の温度に応じて自動的に操作されるスイッチを採用したりすることができる。

次に、電波透過カバー２０の構造について具体的に説明する。
図３に示すように、電波透過カバー２０は、車内側（図３の右側）から順に、内面被覆板２３、塗装層２４、金属膜層２５、外面被覆板２６、および上記発熱シート２２を有する多層構造になっている。なお図３では、理解を容易にするために、塗装層２４の厚さや金属膜層２５の厚さ、発熱シート２２の厚さを実際の厚さよりも誇張して示している。

内面被覆板２３は、アクリロニトル−エチレン−スチレン樹脂（ＡＥＳ樹脂）によって形成されている。塗装層２４は、黒色のアクリル系の塗料によって形成されている。金属膜層２５は、インジウムからなる島状膜である。外面被覆板２６は、透明のポリカーボネート（ＰＣ）によって形成されている。

これらＡＥＳ樹脂（内面被覆板２３）、アクリル系の塗料（塗装層２４）、ＰＣ（外面被覆板２６）はいずれも電波を透過する電波透過性を有する材料である。また、インジウムからなる島状膜（金属膜層２５）は電波を透過する電波透過性を有している。したがって、電波透過カバー２０の内面被覆板２３、塗装層２４、金属膜層２５、および外面被覆板２６はいずれも、電波を透過する電波透過性を有している。

また電波透過カバー２０は、車外側から順に、透明な外面被覆板２６、金属色の金属膜層２５、黒色の塗装層２４が積層された構造になっている。そのため図２に示すように、電波透過カバー２０は、車外側から見た場合に、黒地（塗装層２４）に金属色（金属膜層２５）の模様（本実施形態では、外枠と文字［Ａ］）が視認可能になっている。

図４および図５に示すように、電波透過カバー２０の車外側の部分に設けられる発熱シート２２は、電熱線３１および接続端子３２，３３（図５（ｂ））と、それら電熱線３１および接続端子３２を間に挟むように設けられた二枚のフィルム３４，３５とによって構成される。電熱線３１および接続端子３２，３３は銅箔からなり、二枚のフィルム３４，３５は透明のポリカーボネート（ＰＣ）からなる。なお図４では、理解を容易にするために、フィルム３４，３５の厚さや電熱線３１の厚さを実際の厚さよりも誇張して示している。

発熱シート２２は、次のように形成される。まず、一方のフィルム３４の表面にエッチングや印刷によって予め定められたパターン（図５（ａ）および図５（ｂ）参照）で電熱線３１および接続端子３２，３３が形成される。その後、電熱線３１と接続端子３２，３３とを間に挟むように二枚のフィルム３４，３５が貼り合わされる。そして、図３に示すように、この発熱シート２２は、外面被覆板２６の車外側（図３における左側）の部分全体を覆うように同外面被覆板２６に一体形成される。なお、図５（ｂ）に示すように、発熱シート２２における接続端子３２，３３が設けられた部分は、電波透過カバー２０の下端から車内側（図５（ｂ）の下側）に延出している。また、こうした電波透過カバー２０の延出部分の先端においては、二枚のフィルム３４，３５の一方（フィルム３５）のみが設けられており、接続端子３２，３３が外部に露出した状態になっている。そして、接続端子３２，３３における外部に露出している部分が前記スイッチ１２（図１参照）に接続されている。

ここで本実施形態では、電波透過カバー２０の車外側の部分に発熱シート２２（電熱線３１）が設けられているため、電波透過カバー２０の車内側の部分に電熱線が設けられる場合と比較して、電波透過カバー２０の車外側の表面に付着した水分を発熱シート２２の発熱によって効率よく除去することが可能になる。ただし、この電熱線３１を太くし過ぎると、電波透過カバー２０の模様が見えにくくなって、同電波透過カバー２０の意匠性の低下を招くおそれがある。そのため本実施形態では、電熱線３１が、電波透過カバー２０の模様を認識するうえで邪魔にならない程度に細く形成されている。

また本実施形態では、電波透過カバー２０において電波が透過する部分（電波透過部２１）にも電熱線３１が配置されるため、同電熱線３１の配設に起因して、電波透過カバー２０を透過する電波の減衰量が大きくなるおそれがある。この点をふまえて本実施形態では、電熱線３１を、電波の減衰を適正に抑えることの可能な態様で配置している。

以下、電波透過カバー２０における電熱線３１の配置態様について詳細に説明する。
図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、電熱線３１は、そのほぼ全ての部分が、延設方向における一方に向かうに連れて曲がる方向が交互に入れ替わる規則的なパターン（具体的には、サインカーブをなす基本パターン）で延びている。これにより、電熱線３１は曲線で延びる部分のみによって構成されている。

電波透過カバー２０には、基本パターンで延びる電熱線３１が複数（本実施形態では７本）設けられている。各電熱線３１は、一方の接続端子３２と他方の接続端子３３とを繋ぐように、電波透過カバー２０の車外側の部分の全体にわたってほぼ等間隔で延びている。詳しくは、複数の電熱線３１のうち、電波透過カバー２０の外縁側の部分（図５（ａ）における右側部分、左側部分および上側部分）に配置される電熱線３１は、電波透過カバー２０の外縁に添って略コの字状で延びている。また、複数の電熱線３１のうち、電波透過カバー２０の中央部分（図５（ａ）における下方側の中央部分）に配置される電熱線３１は略矩形波状で延びている。

本実施形態では、電波透過カバー２０の電波透過部２１（図５（ａ）中の一点鎖線で囲まれた部分）には、電熱線３１の一部をなす熱線部３１Ａが間隔を置いて複数配置されている。それら熱線部３１Ａの全ての部分は基本パターンで延びている。

以下、このように電熱線３１（熱線部３１Ａ）を配置することによる作用について説明する。
図６に示すように、本実施形態では、電波レーダー装置１１から放射される電波やその反射波、すなわち水平面を偏波面Ｓとする電波Ｗが、電波透過カバー２０の電波透過部２１を透過するようになる。これに対して、電波透過部２１に配置された電熱線３１（熱線部３１Ａ）の一部は水平方向に延びている。そのため、電波透過カバー２０の電波透過部２１においては、同電波透過部２１を透過する電波Ｗの偏波面Ｓと電波透過部２１に配置された電熱線３１の延設方向とが部分的に一致してしまう。

図７（ｂ）に概念的に示すように、電熱線Ｈが一体に設けられた電波透過カバーでは、電波レーダー装置の電波Ｗの偏波面Ｓと電熱線Ｈの延設方向とが一致する状態で同電熱線Ｈが直線状に延びている場合に、電波Ｗの減衰量が特に大きくなってしまう。これは以下の理由による。すなわち、電波Ｗは導体（電熱線Ｈ）を通過する際に減衰するようになる。そして、電波Ｗの偏波面Ｓと直線状の電熱線Ｈの延設方向（および配設位置）とが一致する場合には、それらが一致する部分が線状になるため、電波Ｗが導体（電熱線Ｈ）を通過する部分が多くなって、同電波Ｗの減衰量が大きくなってしまう。

この点、本実施形態では、図７（ａ）に概念的に示すように、電波Ｗの偏波面Ｓと電熱線３１の延設方向とが部分的に一致するとはいえ、電熱線３１が基本パターン（サインカーブからなるパターン）で延びている。これにより、電熱線３１（熱線部３１Ａ）の延設形状が曲線のみによって構成されているため、同電熱線３１が連続的に直線状で延びる部分（特定部分）を無くすことができる。したがって、上記特定部分、すなわち電熱線３１の延設方向と電波Ｗの偏波面Ｓとが一致した場合に同電波Ｗの減衰量が特に大きくなってしまう部分を無くすことができる。

本実施形態によれば、電波Ｗの偏波面Ｓと電熱線３１の延設方向（および配設位置）とが一致する場合であっても、それらが一致する部分が間隔をおいて並ぶ点状になる。そのため、この場合には、電波Ｗの偏波面Ｓと電熱線３１の配設位置とが一致する部分が線状になる場合（図７（ｂ）参照）と比較して、電波Ｗが導体（電熱線３１）を通過する部分が少なくなり、電波Ｗの減衰量が小さくなる。

このように電波透過カバー２０に基本パターンの電熱線３１を配設することにより、電熱線３１の延設方向と電波の偏波面とが一致する場合であっても、電波の減衰量が小さく抑えられるようになる。これにより、電波透過カバー２０における電熱線３１の延設方向についての制限が緩和されるようになるため、同電波透過カバー２０に電熱線３１を高い自由度で配置することができるようになる。

しかも電波透過カバー２０では電熱線３１の全ての部分が基本パターンで延びているため、電熱線３１の全ての部分において上記特定部分を無くすことができる。そのため、電波透過カバー２０に対して電熱線３１をいかなる態様で配置したとしても、電波の減衰量は小さく抑えられるようになる。これにより、電波レーダー装置１１（電波の偏波面）と電波透過カバー２０（電熱線３１の延設方向）との関係については、これをさほど厳密に設定せずとも電波の減衰量を小さく抑えることか可能になると云える。したがって、水平面に対して４５度傾いた面が電波の偏波面になる車両や鉛直面（詳しくは、路面と直交する面）が電波の偏波面になる車両に上記電波透過カバー２０を流用することが可能になるなど、電波透過カバー２０を高い汎用性を有するものにすることができる。

なお、電波の偏波面と電熱線の延設方向とが一致している電波透過カバーにおいて、電熱線の全ての部分を基本パターンにすることにより、電熱線の全ての部分を直線状にしたものと比較して、電波透過カバーを透過する電波の減衰量が小さく抑えられるようになることは、発明者等による各種の実験やシミュレーションの結果から確認されている。

以上説明したように、本実施形態によれば、以下に記載する効果が得られる。
（１）熱線部３１Ａを、延設方向における一方に向かうに連れて曲がる方向が交互に入れ替わる規則的なパターン（基本パターン）で延びるようにした。そのため、電波透過カバー２０に電熱線３１を高い自由度で配置することができる。

（２）熱線部３１Ａの全ての部分を基本パターンで延びるようにした。これにより、電熱線３１の全ての部分において上記特定部分を無くすことができるため、電熱線３１をより高い自由度で電波透過カバー２０に配置することができる。しかも、電波レーダー装置１１（電波の偏波面）と電波透過カバー２０（電熱線３１の延設方向）との関係をさほど厳密に設定せずとも電波の減衰量を小さく抑えることが可能になるため、電波透過カバー２０を高い汎用性を有するものにすることができる。

（３）エンブレムとして機能する電波透過カバー２０の車外側の部分に電熱線３１が設けられている。そして、そうした電波透過カバー２０の外壁をなす部分（意匠部分）に対して、例えば意匠性の低下に対する影響の小さい部分に電熱線３１を高密度で配置するなど、同電波透過カバー２０の意匠性の低下を招くことのないように、電熱線３１を高い自由度で配置することが可能になる。

＜変形例＞
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・電波透過カバー２０の各層（内面被覆板２３、塗装層２４、金属膜層２５、外面被覆板２６）を形成する材料は、適度な強度の電波が透過するものであれば、任意に変更可能である。

・電波透過カバー２０の電波透過部２１以外の部分に形成される電熱線３１は、基本パターンではなく、直線状に延設したり、緩やかなカーブを描くように延設したりしてもよい。

・電熱線３１の延設方向と電波の偏波面の面内方向とが大きく異なる部分（上記実施形態では、それらが略直交する部分）では、電熱線３１を基本パターンではなく、直線状に延設したり緩やかなカーブを描くように延設したりしてもよい。

・電熱線３１の延設形状を、基本パターンに代えて、円弧のみによって構成される形状にしたり、三角波状にしたりすることができる。要は、電熱線３１の延設方向における一方に向かうに連れて曲がる方向が交互に入れ替わる規則的なパターンであれば、同電熱線３１の延設形状として採用することができる。

・電熱線３１を、電波透過カバー２０の車内側の部分に設けるようにしてもよい。この場合には、電波透過カバー２０の意匠性を保つ上での制約がなくなるため、電熱線３１の線幅を太くすることが可能になる。

・上記実施形態の電波透過カバー２０は、車両後方に向けて電波を放射する電波レーダー装置が車両後部に設けられた車両にも適用することができる。この場合には、電波透過カバー２０を、電波レーダー装置の車両後方側における電波の伝搬経路内に配置すればよい。

・上記実施形態の電波透過カバー２０は、エンブレムとして機能するものに限らず、単に電波レーダー装置の車外側を覆うカバー部材などにも適用可能である。
・マイクロ波を放射する電波レーダー装置が搭載された車両にも、上記実施形態の電波透過カバー２０は適用することができる。

１０…車両、１１…電波レーダー装置、１２…スイッチ、１３…蓄電池、２０…電波透過カバー、２１…電波透過部、２２…発熱シート、２３…内面被覆板、２４…塗装層、２５…金属膜層、２６…外面被覆板、３１…電熱線、３１Ａ…熱線部、３２，３３…接続端子、３４，３５…フィルム。

Claims (4)

1. 電熱線が一体に設けられて、電波レーダー装置の電波の経路内に配置される電波透過カバーにおいて、
   前記電波が透過する電波透過部には、前記電熱線の一部をなす複数の熱線部が間隔を置いて配置されており、
   前記複数の熱線部の少なくとも一部が、同熱線部の延設方向における一方に向かうに連れて曲がる方向が交互に入れ替わる規則的なパターンで延びている
   ことを特徴とする電波透過カバー。
2. 前記複数の熱線部は、その全ての部分が前記規則的なパターンで延びている
   請求項１に記載の電波透過カバー。
3. 前記規則的なパターンは曲線のみからなる
   請求項１または２に記載の電波透過カバー。
4. 前記電波透過カバーは、前記電波レーダー装置から遠い側の部分が車両の外壁部分および意匠部分をなす外装部品であり、
   前記電熱線は前記遠い側の部分に設けられている
   請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の電波透過カバー。