JP2020005057A - 電磁波透過性カバー及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】電磁波を用いたセンサの電磁波照射方向に設置される電磁波透過性カバーの複数の問題を同時に解消する。【解決手段】電磁波透過性カバー１は、電磁波を用いたミリ波レーダ１００の電磁波照射方向に設置される部材であって、着色樹脂部材３と、透明性樹脂部材５と、透明性ヒータフィルム７と、を備えている。透明性樹脂部材５は、着色樹脂部材３のミリ波レーダ１００と反対側に設けられている。透明性ヒータフィルム７は、着色樹脂部材３のミリ波レーダ１００と反対側に設けられ、銅メッキ又はエッチングにより形成された配線パターンを有し、電磁波透過性を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、電磁波透過性カバー及びその製造方法、特に、電磁波を用いたセンサの電磁波照射方向に設置される電磁波透過性カバー及びその製造方法に関する。
自動車の自動走行に使用されるセンサとしては、例えば、電波レーダが使用されている。電波レーダは、３００ＭＨｚ〜３００ＧＨｚの周波数を有するマイクロ波を送信し、かつ、対象物にあたって反射した電波を受信することで、送信波と受信波の差から前方車両と自車との車間距離や相対速度を測定する。
マイクロ波のうち３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚの周波数を有するミリ波を用いた電波レーダは、小型化が容易である。したがって、車載用のレーダとしてミリ波レーダがよく用いられている。
ミリ波レーダは、レーダ波透過性のレーダー装置カバーによって覆われている（例えば、特許文献１を参照）。
特開２００７−９３２４１号公報
例えば、ミリ波レーダがエンブレムの後方に配置されることがある。そのような場合は、下記の複数の問題がある。
エンブレムの金属光輝面によって、電磁波の透過が妨げられる可能性がある。
エンブレムへの着雪や着氷が生じると、通信障害や観測距離低下が生じる可能性がある。
本発明の課題は、電磁波を用いたセンサの電磁波照射方向に設置される電磁波透過性カバーの複数の問題を同時に解消することにある。
以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。
本発明の一見地に係る電磁波透過性カバーは、電磁波を用いたセンサの電磁波照射方向に設置される電磁波透過性カバーであって、着色樹脂部材と、透明性樹脂部材と、透明性ヒータフィルムと、を備えている。
透明性樹脂部材は、着色樹脂部材のセンサと反対側に設けられている。
透明性ヒータフィルムは、着色樹脂部材のセンサと反対側に設けられ、電磁波透過性を有する。透明性ヒータフィルムは、銅メッキ又は銅箔エッチングにより形成された配線パターンを有する。
この電磁波透過性カバーでは、透明性ヒータフィルム及び透明性樹脂部材を通して着色樹脂部材を見ることができるので、深みのある意匠を実現できる。さらに、透明性ヒータフィルムによって、表面に付着した雪や氷を速やかに融解できる。
透明性ヒータフィルムの配線パターンが銅メッキ又は銅箔エッチングにより形成されているので、銅配線厚みの精度が向上する。
電磁波透過性カバーは、絵柄層をさらに備えていてもよい。絵柄層は、着色樹脂部材と透明性樹脂部材との間に配置されている。透明性ヒータフィルムは、透明性樹脂部材の着色樹脂部材と反対側の面に設けられている。
この電磁波透過性カバーでは、絵柄層によって、金属調又は他の模様を実現できる。
透明性ヒータフィルムは、透明性樹脂部材と着色樹脂部材との間に設けられていてもよい。
電磁波透過性カバーは自動車に装着されるエンブレムであってもよい。センサはミリ波レーダであってもよい。
この電磁波透過性カバーでは、エンブレムが、寒冷地において利用可能であり、さらに深みのある意匠を実現できる。なお、エンブレムとは、自動車の部品の一つであり、ロゴマークやブランドを表示するものである。
本発明の他の見地に係る方法は、電磁波を用いたセンサの電磁波照射方向に設置される電磁波透過性カバーの製造方法であって、下記の工程を備えている。
◎着色樹脂部材を成形する工程
◎透明性樹脂部材を着色樹脂部材の一面に成形すると共に、電磁波透過性を有する透明性ヒータフィルムを透明性樹脂部材に一体成形する工程
透明性ヒータフィルムの配線パターンは、銅メッキ又は銅箔エッチングにより形成される。
この方法では、透明性樹脂部材の成形が着色樹脂部材の成形より後に行われ、かつ、透明性ヒータフィルムが透明性樹脂部材に一体成形される。したがって、着色樹脂部材の成形時に透明性ヒータフィルムのＦＰＣの管理が不要になり、そのため製造工程が簡単になる。
透明性ヒータフィルムの配線パターンが銅メッキ又は銅箔エッチングにより形成されているので、銅配線厚みの精度が向上する。
本発明に係る電磁波を用いたセンサの電磁波照射方向に設置される電磁波透過性カバーでは、寒冷地において利用可能であり、さらに深みのある意匠を実現できる。
第１実施形態の電磁波透過性カバーの模式的平面図。 電磁波透過性カバー及びミリ波レーダの模式的断面図。 図２の分解図。 透明性ヒータフィルムの配線パターンの平面図。 透明性ヒータフィルムの模式的断面図。 絵柄層の模式的断面図。 電磁波透過性カバーの第１例の平面図。 電磁波透過性カバーの第２例の平面図。 着色樹脂部材形成時の金型の模式的断面図。 透明性樹脂部材の形成時の金型の模式的断面図。 着色樹脂部材の形成において型締め前の状態を示す模式図。 着色樹脂部材の形成において型締め後及び射出成形時の状態を示す模式図。 透明性樹脂部材の形成において型締め前の状態を示す模式図。 透明性樹脂部材の形成において型締め後及び射出成形時の状態を示す模式図。 第２実施形態の電磁波透過性カバー及びミリ波レーダの模式的断面図。 第３実施形態の電磁波透過性カバーの模式的断面図。 第４実施形態の電磁波透過性カバーの模式的断面図。
１．第１実施形態
（１）基本構成
図１〜図６を用いて、第１実施形態の電磁波透過性カバー１を説明する。図１は、第１実施形態の電磁波透過性カバー１の模式的平面図である。図２は、電磁波透過性カバー１及びミリ波レーダ１００の模式的断面図である。図３は、図２の分解図である。図４は、透明性ヒータフィルム７の配線パターン３３の平面図である。図５は、透明性ヒータフィルム７の模式的断面図である。図６は、絵柄層９の模式的断面図である。
電磁波透過性カバー１は、例えば、自動車の前面に装着されるエンブレムである。具体的には、電磁波透過性カバー１は、図２に示すように、ミリ波レーダ１００の前側に配置されるエンブレムである。ミリ波レーダ１００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。ミリ波レーダ１００は、電磁波透過性カバー１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、ミリ波レーダ１００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。
電磁波透過性カバー１は、平面視で楕円形状であり、長手方向に延びる長軸と短手方向に延びる短軸とを有している。一例として、電磁波透過性カバー１の長軸は１９０ｍｍであり、短軸は１３０ｍｍである。
電磁波透過性カバー１は、着色樹脂部材３を有している。着色樹脂部材３は、平面視で楕円形の板状部材又は板状層である。着色樹脂部材３は、例えば、黒色であり、凹凸形状つまり立体的な模様形状を有している。
着色樹脂部材３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（ポリカーボネート）、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程度の厚さを有している。
電磁波透過性カバー１は、透明性樹脂部材５を有している。透明性樹脂部材５は、平面視で楕円形の板状部材又は板状層である。透明性樹脂部材５は、着色樹脂部材３のミリ波レーダ１００と反対側に設けられている。
透明性樹脂部材５は、着色樹脂部材３と反対側の面が概ね滑らかな面になっている。これにより、着色樹脂部材３と透明性樹脂部材５とによって、電磁波透過性カバー１の厚みが概ね一定になっている。また、車両の外部からの意匠の視認性が高くなっている。
なお、透明性とは、着色透明を含む。
透明性樹脂部材５は、例えば、無色のＰＣ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程度の厚さを有している。
電磁波透過性カバー１は、透明性ヒータフィルム７を有している。透明性ヒータフィルム７は、着色樹脂部材３のミリ波レーダ１００と反対側に設けられ、具体的には、透明性樹脂部材５の着色樹脂部材３と反対側の面に設けられている。透明性ヒータフィルム７は、電磁波透過性を有する。
透明性ヒータフィルム７は、図５に示すように、基材１５と、それに形成された各層とから構成されている。具体的には、基材１５の下面には接着層１４が設けられている。さらに、基材１５の上面には、配線パターン３３、カバー層１７が設けられている。
基材１５及びカバー層１７は、透明性樹脂であることが好ましく、例えば、ＰＣからなる。
透明性ヒータフィルム７によって、電磁波透過性カバー１の表面に雪や氷が付着するのを防止できる。さらに、透明性ヒータフィルム７によって、電磁波透過性カバー１の表面に付着した雪や氷を速やかに融解できる。
なお、透明性ヒータフィルム７は、図示しない温度センサや制御部によって、温度制御されてもよい。
電磁波透過性カバー１は、絵柄層９を有している。絵柄層９は、着色樹脂部材３と透明性樹脂部材５との間に配置されている。絵柄層９によって、金属調意匠又は他の模様からなる意匠を実現できる。
（２）透明性ヒータフィルム
透明性ヒータフィルム７の基材１５は、図１〜図３に示すように、着色樹脂部材３及び透明性樹脂部材５に対応する平面視楕円形状を有している。基材１５の本体部分から延びる一部には、ＦＰＣ３４が接続されている。
配線パターン３３は、図４に示すように、ヒータ部３３ａと、そこから延びる配線３３ｂとを有している。ヒータ部３３ａは、並列に接続された４系統からなる。具体的には、ヒータ部３３ａは、短手方向に対して斜めに交差するパターンを有している。ただし、ヒータ部３３ａのパターンは、縦、横、斜めのいずれであってもよい。
配線パターン３３は、例えば、材料として銅が用いられ、さらに具体的には銅メッキである。メッキを用いることで、銅配線厚みの精度が向上する。メッキ処理は、無電解メッキ、電解メッキ又は両方を用いることができる。また、メッキを用いることで、膜厚に加えて、線幅の管理が容易になる。なお、配線パターン３３の材料としては銀を用いてもよい。また、配線パターン３３は、銅箔エッチングにより形成された場合も同様な効果が得られる。
配線パターン３３は、ヒータ配線幅が例えば５０〜７０μｍであり、ピッチが４〜６ｍｍであり、メッキ厚が１０〜２０μｍである。なお、銅メッキ後に黒化処理が行われている。
本実施形態では、配線パターン３３を形成するために、銅メッキ又は銅箔エッチングが採用されている。これらの場合、マスキングに相当する構成は、印刷工法ではなくフォトリソグラフィー法で形成される。そのため、印刷工法以上の寸法管理が可能となっている。
なお、銅ペーストの印刷工法では、本実施形態とは異なり、線幅、厚みがばらつくことから、抵抗値バラツキを所望の範囲に収めることができない。
（３）絵柄層
図６を用いて、絵柄層９を説明する。
絵柄層９は、基材２０と、それに形成された複数の層とから構成されている。具体的には、基材２０の下面には、蒸着意匠面層１９、保護層１８がこの順番で設けられている。さらに、基材２０の上面には、クリア層２１、柄層２２がこの順番で設けられている。
基材２０は、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣからなる。
蒸着意匠面層１９は、例えば、インジウムからなる。
保護層１８は、例えば、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）からなる。保護層１８は、後述する着色樹脂部材３のための射出成形時に（図９）、射出樹脂から蒸着意匠面層１９を保護する。
クリア層２１は、例えば、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル樹脂）からなる。クリア層２１及び基材２０と保護層１８は蒸着意匠面層１９を挟んでいるが、クリア層２１及び基材２０は、蒸着意匠面層１９を柄層２２に用いられるインキから保護している。ただし、クリア層は、省略されてもよい。
柄層２２は、シルクスクリーン印刷等で印刷された印刷面である。
図７及び図８を用いて、電磁波透過性カバーの模様の例を説明する。図７は、電磁波透過性カバー１の第１例の平面図である。図８は、電磁波透過性カバー１の第２例の平面図である。
図７及び図８に示すように、蒸着部分２５（蒸着意匠面層１９によって実現）とシルク印刷部分２７（柄層２２によって実現）とが見えている。
（４）電磁波透過性カバーの製造方法
図９及び図１０を用いて、電磁波透過性カバー１の製造方法（二色成形）を説明する。図９は、着色樹脂部材３の形成時の金型の模式的断面図である。図１０は、透明性樹脂部材５の形成時の金型の模式的断面図である。
（４−１）着色樹脂部材の形成
図９に示すように、第１金型４１と第２金型４２を用いる。第１金型４１は、第１の固定金型であり、対向側に凹部４１ａを有している。第２金型４２は、可動金型であり、対向側が概ね平面である。
絵柄層９となるフィルム９Ａを第１金型４１にセットした状態で、第２金型４２を第１金型４１に接近させ、型締めする。その後、矢印Ｓで示すように、フィルム９Ａが第１金型４１側に吸引される。この状態でゲートＧから第２金型４２側に溶融樹脂３Ａを射出し、それによりフィルム９Ａが着色樹脂部材３に一体成形され、第１の成形体が得られる。
（４−２）透明性樹脂部材の形成
図１０に示すように、第２金型４２と第３金型４３を用いる。第３金型４３は、第２の固定金型であり、対向側に凹部４３ａを有している。
透明性ヒータフィルム７を第３金型４３にセットした状態で、第１の成形体が搭載された第２金型４２を第３金型４３に接近させ、型締めする。その後、矢印Ｓで示すように、透明性ヒータフィルム７が、第３金型４３側に吸引される。この状態でゲートＧから第３金型４３側に溶融樹脂を射出し、それにより透明性ヒータフィルム７を透明性樹脂部材５に一体成形する。これにより、第２の成形体として電磁波透過性カバー１が完成する。
なお、透明性ヒータフィルム７のＦＰＣ３４は、上記の動作時に、凹部４３ａの外側に配置されている。
（４−３）着色樹脂部材の形成の詳細説明
図１１及び図１２を用いて、着色樹脂部材の形成を詳細に説明する。図１１は、着色樹脂部材３の形成において型締め前の状態を示す模式図である。図１２は、着色樹脂部材３の形成において型締め後及び射出成形時の状態を示す模式図である。
図１１に示すように、第２金型４２と共に、スライドコア５１が第１金型４１に接近し、それにより型締が行われる。その後、図１２に示すように、射出成形によってフィルム９Ａが着色樹脂部材３に一体成形される。
（４−４）透明性樹脂部材の形成の詳細説明
図１３及び図１４を用いて、透明性樹脂部材の形成を詳細に説明する。図１３は、透明性樹脂部材５の形成において型締め前の状態を示す模式図である。図１４は、透明性樹脂部材５の形成において型締め後及び射出成形時の状態を示す模式図である。
図１３に示すように、透明性ヒータフィルム７を第３金型４３の凹部４３ａにセットする。このとき、ＦＰＣ３４は凹部４３ａの縁壁面からさらに突出している。この状態で、着色樹脂部材３が搭載された第２金型４２がスライドコア５１と共に第３金型４３に近づいていき、それにより型締が行われる。その後、図１４に示すように、射出成形によって透明性ヒータフィルム７が透明性樹脂部材５に一体成形される。
図１４から明らかなように、型締め及び射出成形時には、ＦＰＣ３４は、第２金型４２とスライドコア５１の側壁面同士の間に挟まれている。したがって、ＦＰＣ３４が外側に飛び出ることによる不具合が生じない。
このようにＦＰＣ３４を管理可能となったのは、着色樹脂部材３の成形を最初に行い、その後に透明性樹脂部材５の成形と同時に透明性ヒータフィルム７を透明性樹脂部材５に一体成形したからである。つまり、着色樹脂部材の成形時にＦＰＣの管理が不要になっている。
２．第２実施形態
第１実施形態では、絵柄層が透明性樹脂部材と着色樹脂部材との間に配置され、透明性ヒータフィルムが透明性樹脂部材の外側面に設けられていた。しかし、透明性ヒータフィルムの位置は特に限定されない。
図１５を用いて、透明性ヒータフィルムが透明性樹脂部材の内側に設けられた実施形態として第２実施形態を説明する。図１５は、第２実施形態の電磁波透過性カバー１Ａ及びミリ波レーダ１００の模式的断面図である。
第２実施形態の電磁波透過性カバー１Ａでは、絵柄層は省略され、透明性ヒータフィルム７は、透明性樹脂部材５と着色樹脂部材３との間に設けられている。
さらに、透明性樹脂部材５の表面には、ハードコート層５３が形成されている。ハードコート層の代わりにハードコート処理が行われてもよい。
３．第３実施形態
第１及び第２実施形態では着色樹脂部材が透明樹脂部材に対して全面に設けられていたが、着色樹脂部材は部分的に設けられていてもよい。
図１６を用いて、そのような実施形態を第３実施形態として説明する。図１６は、第3実施形態の電磁波透過性カバー１Ｂの模式的断面図である。
この実施形態では、透明性ヒータフィルム７Ｂが透明性樹脂部材５Ｂの内側に設けられている。着色樹脂部材３Ｂは、一例として、透明性樹脂部材５Ｂの外周側部分のみに形成されている。
４．第４実施形態
図１７を用いて、第３実施形態の変形例を第４実施形態として説明する。図１７は、第４実施形態の電磁波透過性カバー１Ｃの模式的断面図である。
この実施形態では、透明性ヒータフィルム７Ｃが透明性樹脂部材５Ｃの外側面に設けられている。着色樹脂部材３Ｃは、一例として、透明性樹脂部材５Ｃの外周側部分のみに形成されている。
５．実施形態の特徴
電磁波透過性カバー１（電磁波透過性カバーの一例）は、ミリ波レーダ１００（電磁波を用いたセンサの一例）の電磁波照射方向に設置される部材であって、着色樹脂部材３（着色樹脂部材の一例）と、透明性樹脂部材５（透明性樹脂部材の一例）と、透明性ヒータフィルム７（透明性ヒータフィルムの一例）と、を備えている。透明性樹脂部材５は、着色樹脂部材３のミリ波レーダ１００と反対側に設けられている。透明性ヒータフィルム７は、着色樹脂部材３のミリ波レーダ１００と反対側に設けられ、電磁波透過性を有する。
この電磁波透過性カバー１では、透明性ヒータフィルム７及び透明性樹脂部材５を通して着色樹脂部材３を見ることができるので、深みのある意匠を実現できる。さらに、透明性ヒータフィルム７によって、表面に付着した雪や氷を速やかに融解できる。
６．他の実施形態
以上、本発明の複数の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るものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施例及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
本発明は、エンブレム以外の電磁波透過性カバーにも適用可能である。
本発明の電磁波透過性カバーは、ミリ波以外の電磁波を用いたセンサにも適用でき、例えば、Ｌｉｄａｒにも適用できる。
本発明は、電磁波を用いたセンサの電磁波照射方向に設置される電磁波透過性カバーに広く適用できる。
１ ：電磁波透過性カバー
３ ：着色樹脂部材
３Ａ ：溶融樹脂
５ ：透明性樹脂部材
７ ：透明性ヒータフィルム
９ ：絵柄層
１５ ：基材
３３ ：配線パターン
３３ａ ：ヒータ部
３３ｂ ：配線
３４ ：ＦＰＣ
１００ ：ミリ波レーダ

Claims (5)

  1. 電磁波を用いたセンサの電磁波照射方向に設置される電磁波透過性カバーであって、
    着色樹脂部材と、
    前記着色樹脂部材の前記センサと反対側に設けられた透明性樹脂部材と、
    前記着色樹脂部材の前記センサと反対側に設けられた、銅メッキ又はエッチングにより形成された配線パターンを有し、電磁波透過性を有する透明性ヒータフィルムと、
    を備えた電磁波透過性カバー。
  2. 前記着色樹脂部材と前記透明性樹脂部材との間に配置された絵柄層をさらに備え、
    前記透明性ヒータフィルムは、前記透明性樹脂部材の前記着色樹脂部材と反対側の面に設けられている、請求項１に記載の電磁波透過性カバー。
  3. 前記透明性ヒータフィルムは、前記透明性樹脂部材と前記着色樹脂部材との間に設けられている、請求項１に記載の電磁波透過性カバー。
  4. 前記電磁波透過性カバーは車両に装着されるエンブレムであり、
    前記センサはミリ波レーダである、請求項１〜３のいずれかに記載の電磁波透過性カバー。
  5. 電磁波を用いたセンサの電磁波照射方向に設置される電磁波透過性カバーの製造方法であって、
    着色樹脂部材を成形する工程と、
    透明性樹脂部材を前記着色樹脂部材の一面に成形すると共に、電磁波透過性を有する透明性ヒータフィルムを前記透明性樹脂部材に一体成形する工程と、
    を備え、
    前記透明性ヒータフィルムの配線パターンは、銅メッキ又はエッチングにより形成される、電磁波透過性カバーの製造方法。
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