JP2019039860A - 電波透過カバー - Google Patents

Abstract

【課題】高性能化を図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、一面が車両１０の外表面をなす態様で電波レーダー装置１１の電波の経路内に配置される。電波透過カバー２０は板状のカバー本体２２を有する。カバー本体２２には、車両１０の外表面をなす面とは反対側の面における同カバー本体２２の外周端から間隔を置いた位置に、カバー本体２２の外縁に添って延びるリブ２８が立設されている。【選択図】図３

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て一面が車両の外表面をなす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、電波レーダー装置の車外側には、板状の電波透過カバー（例えば特許文献１）が、一面（意匠面）が車両の外表面になる状態で車両外部から電波レーダー装置を隠蔽するように配置される。こうした電波透過カバーは、電波透過性を有しており、電波レーダー装置の電波の伝搬経路を遮るように配置される。したがって、電波透過カバーを介して、電波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電波レーダー装置への入射が可能になっている。

特開２００８−２３０４９７号公報

上記電波透過カバーには、意匠面の意匠性能や電波透過性能の他にも、異物の衝突に対する耐衝撃性能など、種々の性能が求められる。電波透過カバーに高い意匠性能や高い耐衝撃性能を発揮させるためには、同電波透過カバーは厚いほど有利になる。その一方で、電波透過カバーに高い電波透過性能を発揮させるうえでは、電波透過カバーは薄いほど有利になる。特許文献１に記載の電波透過カバーは板状をなしており、種々の性能を得るために適した構造になっているとは云えない。

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、高性能化を図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、一面が車両の外表面をなす態様で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であって、一方の面が前記一面をなす板状のカバー本体と、前記カバー本体の前記一方の面とは反対側の面における同カバー本体の外周端から間隔を置いた位置に立設されて、前記カバー本体の外縁に添って延びるリブと、を有する。

上記構成では、カバー本体は、電波透過カバーにおいて意匠面をなす部分や、電波レーダー装置の電波が透過する部分を有している。上記構成によれば、そうしたカバー本体にリブが立設されているため、リブが設けられないものと比較して、カバー本体を含む電波透過カバーの強度を高くすることができる。そして、これにより電波透過カバーの耐衝撃性能を高くすることができるようになる。しかも、リブが設けられる分だけカバー本体に求められる強度が低くなるため、カバー本体の厚さを、電波の減衰量を適量に抑えるとともに意匠性能を確保することの可能な厚さ範囲内で薄くすることができる。

また、電波透過カバーが車両に設けられる場合、電波（反射波）の一部が電波透過カバーの外縁において回折して電波レーダー装置に不要に測定されてしまうことがある。
上記構成によれば、カバー本体の外周端から間隔を置いた位置に上記リブが立設されているため、電波透過カバーの外縁を二段の段差形状にすることができる。そのため、仮に電波の一部が電波透過カバーの外縁においてナイフエッジ効果によって回折する場合であっても、同電波透過カバーの外縁の各段差部において回折させることができる。ここで、電波が回折する場合には、回折の度に電波の強度が弱くなることが知られている。上記構成によれば、電波透過カバーの外縁において電波を複数回にわたって回折させることができるため、回折した後に電波レーダー装置に向かう電波の強度を弱めることができ、同電波による悪影響を緩和することができる。

このように上記構成によれば、電波透過カバーを意匠性能、電波透過性能、耐衝撃性能、および対電波回折性能の全てを満足する構造にすることができ、同電波透過カバーの高性能化を図ることができる。

上記電波透過カバーにおいて、前記リブは、前記電波が透過する電波透過範囲を同電波の偏波面の延びる方向において拡大した仮想電波透過範囲と前記電波透過カバーの外縁とが重なる部分には、少なくとも設けられることが好ましい。

上記構成では、仮想電波透過範囲と電波透過カバーの外縁とが重なる部分、すなわち電波の回折が生じる可能性のある部分には、リブが配置されるようになる。そのため、このリブを利用して、回折した後に電波レーダー装置に向かう電波の強度を的確に弱めることができ、同電波による悪影響を好適に緩和することができる。

上記電波透過カバーにおいて、前記リブは、前記カバー本体の外縁に添って環状で延びることが好ましい。
上記構成によれば、リブが筒状になるため、電波透過カバーの強度を好適に高くすることができる。しかも、電波レーダー装置の電波の偏波面がいかなる角度であっても、上記仮想電波透過範囲と電波透過カバーの外縁とが重なる部分にはリブが配置されるようになる。そのため、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。

本発明によれば、電波透過カバーの高性能化を図ることができる。

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。 電波透過カバーおよびその周辺の断面図。 電波透過カバーの背面図。 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、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中の白抜きの矢印）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、電波透過カバー２０は電波レーダー装置１１の車外側に配置されている。

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。
電波透過カバー２０は、正面視（図１のＡ矢視）で略楕円形をなす板状（本実施形態では、厚さ６ｍｍ）のカバー本体２２を有している。

図３に示すように、カバー本体２２は、車内側（図３の下側）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、およびハードコート層２７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、ハードコート層２７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おり、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おり、ハードコート層２７は透明のアクリル樹脂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）、アクリル樹脂（ハードコート層２７）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のカバー本体２２は電波を透過する電波透過性を有している。

またカバー本体２２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、カバー本体２２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３および図４に示すように、カバー本体２２における意匠面とは反対側の面（図４の紙面における手前側の面）には、同カバー本体２２の外縁に添って環状で延びるリブ２８が立設されている。このリブ２８は、カバー本体２２の外周端から間隔（距離）を置いた位置において車両１０の後方に向けて突出する態様（本実施形態では、突出量が８ｍｍ）で、同カバー本体２２（詳しくは、内面被覆板２３）と一体に形成されている。このリブ２８は、内面被覆板２３と同一の材料（ＡＥＳ樹脂）によって形成されている。

図２中および図４中に、電波レーダー装置１１の電波が透過する電波透過範囲（電波透過部２１）と、この電波透過部２１を電波の偏波面の延びる方向（本実施形態では、水平方向）に拡大した仮想電波透過範囲ＡＲとを示す。図２および図４から明らかなように、上記リブ２８の配設部分は、電波透過カバー２０（詳しくは、カバー本体２２）の外縁のうちの上記仮想電波透過範囲ＡＲと重なる部分（図２および図４に「Ｂ」で示す部分）の全てを含んでいる。

図４に示すように、リブ２８の外周面には、外方に向けて突出する複数（本実施形態では３つ）の凸部２９が周方向に間隔を置いて設けられている。
次に、電波透過カバー２０の取付構造について説明する。

図３に示すように、車両１０のフロントグリル１２には、前後方向（図３の上下方向）に延びる態様で、段付きの取付筒部１３が設けられている。この取付筒部１３は、前方側の部分が大径部１４になっており、後方側の部分が小径部１５になっており、それら大径部１４および小径部１５の境界が段差部１６になっている。取付筒部１３の大径部１４には、複数（本実施形態では３つ）の係合孔（図示略）が周方向に間隔を置いて形成されている。なお、これら係合孔は、電波透過カバー２０がフロントグリル１２に取り付けられた状態（図３に示す状態）で、電波透過カバー２０のリブ２８の凸部２９（図４参照）に対向する位置に形成されている。

そして、電波透過カバー２０の取り付けに際しては、同電波透過カバー２０のリブ２８がフロントグリル１２の取付筒部１３に挿入されて、リブ２８の各凸部２９が取付筒部１３の各係合孔に嵌められる。これにより、フロントグリル１２の取付筒部１３に電波透過カバー２０のリブ２８が係止されるようになる。このときフロントグリル１２の取付筒部１３の段差部１６と電波透過カバー２０のカバー本体２２の後方面の外縁とが対向した状態になる。

このように電波透過カバー２０を取り付けることにより、電波透過カバー２０とフロントグリル１２の取付筒部１３（大径部１４）との間隙の後方には、同取付筒部１３の段差部１６が配置されるようになる。これにより、電波透過カバー２０を前方から見た場合において上記隙間が目立ち難くなっている。

以下、本実施形態の電波透過カバー２０による作用効果について説明する。
本実施形態では、電波透過カバー２０のカバー本体２２が、同電波透過カバー２０において意匠面をなす部分（車外側の部分）や、電波レーダー装置１１の電波が透過する部分（電波透過部２１）を有している。

そして本実施形態では、そうしたカバー本体２２の車内側の面にリブ２８が立設されている。このリブ２８は、電波透過カバー２０（詳しくは、カバー本体２２）を補強する補強部材として機能するため、リブが設けられないものと比較して、カバー本体２２を含む電波透過カバー２０の強度を高くすることができる。そして、これにより電波透過カバー２０の耐衝撃性能を高くすることができる。

しかも、リブ２８が設けられる分だけカバー本体２２に求められる強度が低くなる。そのため、カバー本体の厚さ（本実施形態では、６ｍｍ）を、電波の減衰量を適量に抑えるとともに意匠性能を確保することの可能な厚さ範囲内で薄くすることができる。

また図５に一例を示すように、電波透過カバー２０が車両１０に設けられた状態では、電波レーダー装置１１の電波（反射波）の一部が電波透過カバー２０の外縁において回折して、同電波レーダー装置１１に不要に測定されてしまうことがある。

本実施形態では、カバー本体２２の外周端から間隔を置いた位置にリブ２８が立設されているため、電波透過カバー２０の外縁が二段の段差形状になっている。
そのため、仮に電波の一部が電波透過カバー２０の外縁においてナイフエッジ効果によって回折する場合であっても、その電波を電波透過カバー２０の外縁の各段差部３１，３２において回折させることができる。ここで、電波が回折する場合には、回折の度に電波の強度が弱くなることが知られている。本実施形態によれば、電波透過カバー２０の外縁において電波を複数回（本実施形態では２回）にわたって回折させることができる。そのため、各段差部３１，３２において回折した後に電波レーダー装置１１に向かう電波（図５中の矢印Ｓ１）の強度を弱めることができ、同電波Ｓ１が電波レーダー装置１１によって検出されることによる悪影響を緩和することができる。

また、二段の段差形状における一段目の段差部３１（カバー本体２２の外縁端）において回折する電波の一部（図５中の矢印Ｓ２）も電波レーダー装置１１に向かうようになる。ただし、この電波Ｓ２の進行方向はリブ２８によって遮られている。そのため、この電波Ｓ２の一部をリブ２８の外面で反射させたり同リブ２８を透過させて電波強度を弱めたりすることによって電波Ｓ２の強度を弱めることができ、同電波Ｓ２が電波レーダー装置１１によって検出されることによる悪影響を緩和することができる。

このように本実施形態によれば、電波透過カバー２０を意匠性能、電波透過性能、耐衝撃性能、および対電波回折性能の全てを満足する構造にすることができ、同電波透過カバー２０の高性能化を図ることができる。

なお、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、リブ２８を有する本実施形態の電波透過カバー２０を採用することにより、リブ２８を有していない比較例の電波透過カバーが採用される場合と比較して、電波透過カバー２０の透過に伴う電波（反射波）の減衰量が１５％程度低減されるようになることが確認されている。リブ２８の形状は、カバー本体２２の外周端からの距離、言い換えれば前後方向に直交する方向（図５に示す例では左右方向）におけるリブ２８の外周端（段差部３２）とカバー本体２２の外周端（段差部３１）との距離（図５中の「Ｗ」）が「３ｍｍ〜７０ｍｍ」の範囲になる形状であることが望ましい。またリブ２８の形状は、カバー本体２２からの突出量、言い換えれば前後方向におけるリブ２８の外周後端（段差部３２）とカバー本体２２の外周後端（段差部３１）との距離（図５中の「Ｈ」）が「１ｍｍ〜１５ｍｍ」の範囲になる形状であることが望ましい。

また本実施形態では、後方に向けて延びるリブ２８がカバー本体２２の外周端から間隔を置いた位置に設けられているため、そうしたリブがカバー本体の外周端に設けられるものと比較して、電波透過カバー２０の外周端にあたる部分の前後方向の厚さを薄くすることができる。そのため、電波透過カバー２０における車両１０の外表面をなす部分（図１の左面、上面および下面）のうち、カバー本体２２の外縁において後方に向けて湾曲しつつ延びる部分（図１の上面および下面）の奥行き（図１の左右方向長さ）が短くなる。これにより、電波透過カバー２０における車両１０の外表面をなす部分へのハードコート層２７の形成を容易に行うことが可能になっている。

さらに本実施形態の電波透過カバー２０では、リブ２８がカバー本体２２の外縁に添って環状（筒状）で延びている。そのため、周方向において一部が途切れる形状のリブが設けられたものと比較して、電波透過カバー２０の強度を好適に高くすることができる。

また、仮想電波透過範囲ＡＲと電波透過カバー２０の外縁とが重なる部分、すなわち電波の回折が生じる可能性のある部分（図２中および図４中に「Ｂ」で示す部分）を含むカバー本体２２の外縁の全ての部分にリブ２８が配置されるようになる。そのため、このリブ２８を利用して、電波透過カバー２０の外縁で回折した後に電波レーダー装置１１に向かう電波の強度を的確に弱めることができ、同電波による悪影響を好適に緩和することができる。

しかも、電波レーダー装置１１の電波の偏波面がいかなる角度であっても、上記仮想電波透過範囲ＡＲと電波透過カバー２０の外縁とが重なる部分にはリブ２８が配置されるようになる。そのため、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。

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）電波透過カバー２０を意匠性能、電波透過性能、耐衝撃性能、および対電波回折性能の全てを満足する構造にすることができ、同電波透過カバー２０の高性能化を図ることができる。

（２）仮想電波透過範囲ＡＲと電波透過カバー２０の外縁とが重なる部分に配置されたリブ２８を利用して、電波透過カバー２０の外縁で回折した後に電波レーダー装置１１に向かう電波の強度を的確に弱めることができ、同電波による悪影響を好適に緩和することができる。

（３）カバー本体２２の外縁に添って環状で延びるリブ２８を同カバー本体２２に設けた。そのため、電波透過カバー２０の強度を好適に高くすることができる。しかも、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。

＜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、ハードコート層２７）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。

・カバー本体２２の外縁に添って環状で延びるリブ２８の一部を省略してもよい。
この場合には、少なくとも仮想電波透過範囲ＡＲと電波透過カバー２０の外縁とが重なる部分（図２中および図４中に「Ｂ」で示す部分）にはリブ２８を配置することが望ましい。これにより、電波の回折が生じる可能性のある部分にはリブ２８を配置することができるため、このリブ２８を利用して、電波透過カバー２０の外縁で回折した後に電波レーダー装置１１に向かう電波の強度を的確に弱めることができる。

また上記実施形態では、電波レーダー装置１１から放射された電波の一部が、電波透過カバー２０を透過せずに、同電波透過カバー２０の背面（車内側の面）とリブ２８の内面とによって反射して電波レーダー装置１１に不要に戻るといった現象が発生することが考えられる。この点、上記構成のようにリブ２８の一部を省略することにより、電波透過カバー２０の背面で反射した電波をさらに反射するようになる壁（詳しくは、リブ２８）の一部が省略されるようになるため、上記現象の発生を抑えることができるようになる。

・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。

・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…フロントグリル、１３…取付筒部、１４…大径部、１５…小径部、１６…段差部、２０…電波透過カバー、２１…電波透過部、２２…カバー本体、２３…内面被覆板、２４…塗装層、２５…金属膜層、２６…外面被覆板、２７…ハードコート層、２８…リブ、２９…凸部、３１，３２…段差部。

Claims (3)

1. 一面が車両の外表面をなす態様で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であって、
   一方の面が前記一面をなす板状のカバー本体と、
   前記カバー本体の前記一方の面とは反対側の面における同カバー本体の外周端から間隔を置いた位置に立設されて、前記カバー本体の外縁に添って延びるリブと、
   を有する電波透過カバー。
2. 前記リブは、前記電波が透過する電波透過範囲を同電波の偏波面の延びる方向において拡大した仮想電波透過範囲と前記電波透過カバーの外縁とが重なる部分には、少なくとも設けられる
   請求項１に記載の電波透過カバー。
3. 前記リブは、前記カバー本体の外縁に添って環状で延びる
   請求項１または２に記載の電波透過カバー。