JP2020051778A - 封止材及び車両用センサユニット - Google Patents

Abstract

【課題】光学センサのレンズ面に異物が付着することを抑制できる封止材及び車両用センサユニットを提供する。【解決手段】封止材３０は、赤外線を車外へ向けて送信して車外の対象物に当たって反射された赤外線を受信する赤外線レーダ装置２２と、赤外線の送信方向における赤外線レーダ装置２２の前方に位置して赤外線レーダ装置２２を覆うとともに赤外線の透過を許容するカバー２３とを備えた車両用センサユニット２０に設けられる。そして、封止材３０は、赤外線レーダ装置２２とカバー２３との間の隙間Ｓを覆った状態で赤外線レーダ装置２２とカバー２３とを連結する。【選択図】図２

Description

本発明は、車両の外端部に配置されて当該車両の周辺の状況を検出する赤外線センサなどの光学センサのレンズ面に水や塵埃などの異物が付着することを抑制する封止材及び当該封止材を備えた車両用センサユニットに関する。

一般に、車両の周辺の状況を検出するために、車両の前端部等の外端部に赤外線センサなどの光学センサを配置することが考えられている。光学センサは、外部から見えると意匠性が低下するため、エンブレムなどの識別マークが形成されたカバーの裏側に隠れるように配置される。そして、光学センサを隠すように対向して配置されるカバーとしては、従来、例えば特許文献１に記載されたレーダーカバーが知られている。

特開２０１７−１７５５１５号公報

ところで、上述のようなレーダーカバーは、赤外線カメラ（光学センサ）から離して配置されるため、赤外線カメラとの間に隙間を形成する。このため、この隙間から水や塵埃などの異物が赤外線カメラのレンズ面に付着して赤外線カメラの性能が低下するという問題がある。

本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされた。その目的は、光学センサのレンズ面に異物が付着することを抑制できる封止材及び車両用センサユニットを提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する封止材は、光線を車外へ向けて送信して車外の対象物に当たって反射された前記光線を受信する光学センサと、前記光線の送信方向における前記光学センサの前方に位置して前記光学センサを覆うとともに前記光線の透過を許容するカバーと、を備えた車両用センサユニットに設けられ、前記光学センサと前記カバーとの間の隙間を覆った状態で前記光学センサと前記カバーとを連結することを要旨とする。

この構成によれば、光学センサとカバーとの間の隙間が封止材によって外部の空間から隔絶されるので、光学センサのレンズ面に外部からの水や塵埃などの異物が付着することを抑制できる。

上記封止材は、前記光学センサの向きの変更に追従して形状が変化する形状変化部を少なくとも一部に有していることが好ましい。
この構成によれば、封止材によって光学センサとカバーとを連結した状態でも光学センサの向きを変更できる。

上記封止材において、前記形状変化部は、可撓性材料によって構成されていることが好ましい。
この構成によれば、形状変化部が弾性変形するので、光学センサの向きの変更に対する封止材の追従性を向上することができる。

上記封止材において、前記形状変化部は、蛇腹状をなしていることが好ましい。
この構成によれば、形状変化部がフレキシブルに変形するので、光学センサの向きの変更に対する封止材の追従性をより一層向上することができる。

上記課題を解決する車両用センサユニットは、光線を車外へ向けて送信して車外の対象物に当たって反射された前記光線を受信する光学センサと、前記光線の送信方向における前記光学センサの前方に位置して前記光学センサを覆うとともに前記光線の透過を許容するカバーと、上記構成の封止材と、を備えることを要旨とする。

この構成によれば、光学センサとカバーとの間の隙間が封止材によって外部の空間から隔絶されるので、光学センサのレンズ面に外部からの水や塵埃などの異物が付着することを抑制できる。

本発明によれば、光学センサのレンズ面に異物が付着することを抑制できる。

一実施形態の封止材を備えた車両用センサユニットがラジエータグリルに設置された車両の正面図。 図１の要部拡大側断面図。 封止材の斜視図。

以下、封止材を備えた車両用センサユニットの一実施形態について図面に従って説明する。
なお、以下の記載においては、車両の前進方向を前方とし、後進方向を後方として説明する。また、上下方向は車両の上下方向を意味し、左右方向は車両の幅方向（車幅方向）であって車両の前進時の左右方向と一致するものとする。

図１に示すように、車両１１における車体（ボディ）の前端部には、ラジエータグリル１２、一対のヘッドランプ１３、及び一対のバンパ一体フェンダ１４が、車両用外装品として取り付けられている。両ヘッドランプ１３及び両バンパ一体フェンダ１４は、ラジエータグリル１２の左右両側に配置されている。ラジエータグリル１２は、走行風等の外気をラジエータ１５（図２参照）に導いて当該ラジエータ１５を冷却する機能を有している。

図１及び図２に示すように、ラジエータグリル１２の上部には窓部１６が開口されており、この窓部１６とラジエータ１５との間には、車両１１の周辺の状況を検出する機能を有する車両用センサユニット２０が設置されている。車両用センサユニット２０は、ミリ波レーダ装置２１と、光学センサの一例としての赤外線レーダ装置２２と、これらを前方から覆う板状のカバー２３とを備えている。

ミリ波レーダ装置２１及び赤外線レーダ装置２２は、上下方向に並ぶように配置され、前方側が１つのカバー２３によって覆われている。ミリ波レーダ装置２１は、赤外線レーダ装置２２の上方に配置され、左右両側部においてカバー２３の後面２４に取付部材２５を介して取り付けられている。ミリ波レーダ装置２１は、下端部において赤外線レーダ装置２２の上端部と連結部材２６を介して連結されている。したがって、赤外線レーダ装置２２は、ミリ波レーダ装置２１により連結部材２６を介して吊り下げられるように支持されている。

ミリ波レーダ装置２１は、ミリ波を車外のうち、車両１１の前方における所定の角度範囲へ向けて送信し、車外の対象物に当たって反射されたミリ波を受信するセンサ機能を有する。ミリ波とは、波長が１ｍｍ〜１０ｍｍであり、周波数が３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚである電波をいう。

ミリ波レーダ装置２１は、送信したミリ波（送信波）と受信したミリ波（受信波）との時間差や、受信波の強度等から、車両１１の前方を走行する先行車両との車間距離や相対速度を検出する。ミリ波レーダ装置２１は、雨や霧、雪といった悪天候に強く、他の方式と比較して測定可能距離が長いといった特徴を有している。

赤外線レーダ装置２２は、車両１１の前方におけるミリ波レーダ装置２１よりも広い角度範囲へ向けて赤外線（光線）を送信し、且つ先行車両及び歩行者等を含む車外の対象物に当たって反射された赤外線を受信するセンサ機能を有する。赤外線は、光線の一種であり、可視光の波長（０．３６μｍ〜０．８３μｍ）よりも長い波長を有する。赤外線レーダ装置２２は、主にミリ波レーダ装置２１よりも近い距離離れた対象物を検出対象とする。

赤外線レーダ装置２２は、送信した赤外線（送信波）と受信した赤外線（受信波）とに基づき、先行車両と自車（車両１１）との車間距離や相対速度を測定する。なお、図２では、赤外線レーダ装置２２から送信される赤外線を一点鎖線で示し、ミリ波レーダ装置２１から送信されるミリ波を二点鎖線で示している。

カバー２３は、左右方向よりも上下方向に長い略矩形状に形成され、前方へ膨らむように若干湾曲している。カバー２３は、ラジエータグリル１２の窓部１６に配置されている。カバー２３は、ラジエータグリル１２または車体における窓部１６の周辺部分に対し、図示しないクリップ、ビス、爪係合等によって取り付けられる。

カバー２３は、赤外線レーダ装置２２から送信される赤外線の送信方向におけるミリ波レーダ装置２１及び赤外線レーダ装置２２の前方に位置して、ミリ波レーダ装置２１及び赤外線レーダ装置２２を覆っている。カバー２３の外面である前面は、窓部１６を通じて車外に露出している。カバー２３は、ミリ波及び赤外線の透過を許容する合成樹脂材料によって構成されている。この場合、カバー２３は、ミリ波がカバー２３を透過するときの減衰率が２．５ｄＢ以下であって且つ赤外線がカバー２３を透過するときの透過率が７０％以上となるように構成されることが好ましい。

図２及び図３に示すように、赤外線レーダ装置２２は、略直方体状をなしており、その前面２７の中央部にレンズ面２８を有している。カバー２３の後面２４における赤外線レーダ装置２２の前面２７と前後方向で対向する位置には、矩形枠状の突部２９が後方に向かって突設されている。突部２９は、赤外線レーダ装置２２の前面２７における周縁部と前後方向で対向している。カバー２３の後面における突部２９の内側の領域と赤外線レーダ装置２２の前面２７との間には、隙間Ｓが形成されている。

カバー２３の突部２９と赤外線レーダ装置２２の前端部とは、矩形筒状の封止材３０によって連結されている。すなわち、封止材３０は、赤外線レーダ装置２２とカバー２３との間の隙間Ｓを覆った状態で、カバー２３の突部２９と赤外線レーダ装置２２の前端部とを連結している。換言すれば、封止材３０は、赤外線レーダ装置２２とカバー２３との間の隙間Ｓを外部の空間から隔絶して閉空間としている。

封止材３０は、一端部（図２では前端部）がカバー２３の突部２９に外嵌され、他端部（図２では後端部）が赤外線レーダ装置２２の前端部に外嵌している。封止材３０におけるカバー２３の突部２９との接触面３１は、突部２９に対して密着した状態で接着剤により接着されている。封止材３０における赤外線レーダ装置２２の前端部との接触面３２は、赤外線レーダ装置２２の前端部に対して密着した状態で接着剤により接着されている。

封止材３０は、全体が可撓性材料である低揮発性のエラストマによって構成されている。この場合、封止材３０を構成するエラストマには、できるだけアウトガスが発生しにくいものを用いることが好ましい。封止材３０は、その軸線方向（図２では前後方向）の中央部に、蛇腹状をなす形状変化部３３を有している。形状変化部３３は、赤外線レーダ装置２２の向きの変更（赤外線を送信する方向の調整）に追従してフレキシブルに変形する。

なお、本実施形態の封止材３０は、全体がエラストマによって構成されているため、全体が形状変化部３３であるとも言える。また、赤外線レーダ装置２２には、封止材３０によって閉空間とされた隙間Ｓを大気開放する極細の大気開放通路（図示略）が形成されている。このため、閉空間とされた隙間Ｓの圧力（封止材３０の内圧）の上昇が抑制されるので、封止材３０の膨張が抑制される。

車両１１には、電子制御装置（図示略）が搭載されている。この電子制御装置には、上述したミリ波レーダ装置２１及び赤外線レーダ装置２２が電気的に接続されている。電子制御装置は、ミリ波レーダ装置２１及び赤外線レーダ装置２２の出力信号から把握される車両１１の周辺状況に応じて、車両１１の運転を支援するための各種処理を実行する。各種処理としては、例えば車両１１が車線から逸脱する可能性があることを警告する処理、車両１１が衝突する可能性があることを警告する処理、車間距離を自動調節する処理等が挙げられる。

次に、上記のように構成された車両用センサユニット２０の作用について説明する。
車両用センサユニット２０のミリ波レーダ装置２１からは、ミリ波が車外へ向けて送信される。このミリ波は、ミリ波の送信方向におけるミリ波レーダ装置２１の前方に位置するカバー２３を透過する。ミリ波の送信方向における前方の他車両や障害物等の対象物に当たって反射してカバー２３を透過したミリ波は、ミリ波レーダ装置２１で受信される。

また、車両用センサユニット２０の赤外線レーダ装置２２からは、赤外線が車外へ向けて送信される。この赤外線は、赤外線の送信方向における赤外線レーダ装置２２の前方に位置するカバー２３を透過する。赤外線の送信方向における前方の他車両や障害物等の対象物に当たって反射してカバー２３を透過した赤外線は、赤外線レーダ装置２２で受信される。

この場合、赤外線レーダ装置２２は、レンズ面２８が汚れると、性能が著しく低下してしまう。この点、本実施形態の車両用センサユニット２０では、封止材３０が赤外線レーダ装置２２とカバー２３との間の隙間Ｓを外部の空間から隔絶して閉空間としている。このため、封止材３０により、閉空間とされた隙間Ｓ（封止材３０の内部空間）に外部から水や塵埃などの異物が進入することが抑制される。したがって、赤外線レーダ装置２２のレンズ面２８が外部からの水や塵埃などの異物によって汚れることが抑制されるので、赤外線レーダ装置２２の性能が長期間維持される。

また、車両用センサユニット２０を車両１１に組み付けたときや車両用センサユニット２０の点検を行ったときには、赤外線レーダ装置２２の方向が所定の方向に対してずれることがある。そして、このずれを修正するべく赤外線レーダ装置２２の向きを変更すると、封止材３０の形状変化部３３が赤外線レーダ装置２２の向きの変更に追従してフレキシブルに変形する。このため、封止材３０は、赤外線レーダ装置２２の向きの変更を妨げない。つまり、赤外線レーダ装置２２は、封止材３０を介してカバー２３の突部２９と連結された状態で向きを変更することができる。

以上詳述した実施形態によれば、次のような効果が発揮される。
（１）封止材３０は、赤外線レーダ装置２２とカバー２３との間の隙間Ｓを覆った状態で、カバー２３の突部２９と赤外線レーダ装置２２の前端部とを連結している。この構成によれば、隙間Ｓが封止材３０によって外部の空間から隔絶されるので、赤外線レーダ装置２２のレンズ面２８に外部からの水や塵埃などの異物が付着することを抑制できる。

（２）封止材３０は、赤外線レーダ装置２２の向きの変更に追従して形状が変化する形状変化部３３を有している。この構成によれば、封止材３０によって赤外線レーダ装置２２とカバー２３とを連結した状態でも赤外線レーダ装置２２の向きを変更できる。

（３）封止材３０は、形状変化部３３が可撓性材料によって構成されている。この構成によれば、形状変化部３３が弾性変形するので、赤外線レーダ装置２２の向きの変更に対する封止材３０の追従性を向上することができる。

（４）封止材３０は、形状変化部３３が蛇腹状をなしている。この構成によれば、形状変化部３３がフレキシブルに変形するので、赤外線レーダ装置２２の向きの変更に対する封止材の追従性をより一層向上することができる。

（５）車両用センサユニット２０において、赤外線レーダ装置２２は、カバー２３に取り付けられたミリ波レーダ装置２１に連結部材２６を介して吊り下げられるように支持され、且つ前端部がエラストマ製の封止材３０によってカバー２３の突部２９と連結されている。このため、例えば車両１１の衝突などによってカバー２３が衝撃を受けた場合でも当該衝撃が封止材３０によって吸収されるので、赤外線レーダ装置２２に衝撃が伝わることを抑制できる。

（変更例）
なお、上記実施形態は次のように変更してもよい。
・封止材３０において、形状変化部３３は必ずしも蛇腹状に形成する必要はない。すなわち、形状変化部３３をフラットな板状に形成してもよい。

・封止材３０において、形状変化部３３は必ずしも可撓性材料によって構成する必要はない。すなわち、形状変化部３３は、フレキシブルに変形する多関節部材によって構成してもよい。

・封止材３０において、形状変化部３３は省略してもよい。すなわち、封止材３０の全体を弾性変形しない硬質の材料（例えば、硬質の樹脂や金属など）によって構成してもよい。

・封止材３０において、蛇腹状をなす形状変化部３３以外の部分を弾性変形しない硬質の材料（例えば、硬質の樹脂や金属など）によって構成してもよい。
・封止材３０の全体を蛇腹状に形成してもよい。

・車両用センサユニット２０において、ミリ波レーダ装置２１は省略してもよい。
・封止材３０の接触面３１は、突部２９に対して密着した状態で両面粘着テープによって貼着してもよい。

・封止材３０の接触面３２は、赤外線レーダ装置２２の前端部に対して密着した状態で両面粘着テープによって貼着してもよい。
・車両用センサユニット２０において、赤外線レーダ装置２２の代わりに赤外線カメラを光学センサとして用いてもよい。

１１…車両、２０…車両用センサユニット、２１…ミリ波レーダ装置、２２…光学センサの一例としての赤外線レーダ装置、２３…カバー、３０…封止材、３３…形状変化部、Ｓ…隙間。

Claims (5)

1. 光線を車外へ向けて送信して車外の対象物に当たって反射された前記光線を受信する光学センサと、
   前記光線の送信方向における前記光学センサの前方に位置して前記光学センサを覆うとともに前記光線の透過を許容するカバーと、
   を備えた車両用センサユニットに設けられ、
   前記光学センサと前記カバーとの間の隙間を覆った状態で前記光学センサと前記カバーとを連結することを特徴とする封止材。
2. 前記光学センサの向きの変更に追従して形状が変化する形状変化部を少なくとも一部に有していることを特徴とする請求項１に記載の封止材。
3. 前記形状変化部は、可撓性材料によって構成されていることを特徴とする請求項２に記載の封止材。
4. 前記形状変化部は、蛇腹状をなしていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の封止材。
5. 光線を車外へ向けて送信して車外の対象物に当たって反射された前記光線を受信する光学センサと、
   前記光線の送信方向における前記光学センサの前方に位置して前記光学センサを覆うとともに前記光線の透過を許容するカバーと、
   請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の封止材と、
   を備えることを特徴とする車両用センサユニット。

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