JP2023039303A - 電波透過部材、エンブレム及び対象物検知構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】電波の透過減衰が抑制される電波透過部材、エンブレム及び対象物検知構造の提供。【解決手段】アウター層、中間層及びインナー層をこの順に備え、前記中間層は弾性体を含み、前記弾性体は常に圧縮された状態である、電波透過部材。【選択図】図１
Description
本開示は、電波透過部材、エンブレム及び対象物検知構造に関する。
近年の自動車では、安全装置の進歩が目覚ましく、例えば、自動衝突回避システムの装備が一般的になってきている。
自動衝突回避システムは、車載カメラの画像データ及びミリ波レーダーによる対象物との相対距離情報を用いて自動的にブレーキをかけるものである。
自動衝突回避システムは、車載カメラの画像データ及びミリ波レーダーによる対象物との相対距離情報を用いて自動的にブレーキをかけるものである。
自動衝突回避システムを構成するミリ波レーダーの送受信機は、自動車の前方中央に配置することが望ましい。自動車の前方中央には、一般に自動車のエンブレムが配置されている。そこで、自動車のエンブレムの後側にミリ波レーダーの送受信機を配置することが望ましい。
自動車のエンブレムは一般に、樹脂等の基材上に金属光沢を表現するための金属層が形成された構造を有する。例えば、特許文献１には、金属光沢を有し、かつ電波を透過可能なエンブレムとして、基材上に銀鏡反応により形成された金属層を有する構造体が開示されている。
自動車のエンブレムは一般に、樹脂等の基材上に金属光沢を表現するための金属層が形成された構造を有する。例えば、特許文献１には、金属光沢を有し、かつ電波を透過可能なエンブレムとして、基材上に銀鏡反応により形成された金属層を有する構造体が開示されている。
自動衝突回避システムの性能を充分に確保する観点からは、エンブレムを透過する電波の減衰をできるだけ抑制することが望ましい。
本開示は上記事情に鑑み、電波の透過減衰が抑制される電波透過部材、エンブレム及び対象物検知構造を提供することを目的とする。
本開示は上記事情に鑑み、電波の透過減衰が抑制される電波透過部材、エンブレム及び対象物検知構造を提供することを目的とする。
前記課題を達成するための具体的手段は以下の通りである。
＜１＞アウター層、中間層及びインナー層をこの順に備え、前記中間層は弾性体を含み、前記弾性体は常に圧縮された状態である、電波透過部材。
＜２＞前記中間層は発泡した状態の樹脂を含む、＜１＞に記載の電波透過部材。
＜３＞前記アウター層及び前記インナー層はそれぞれ樹脂を含む、＜１＞又は＜２＞に記載の電波透過部材。
＜４＞電波を透過可能な金属層をさらに含む、＜１＞～＜３＞のいずれか１項に記載の電波透過部材。
＜５＞前記金属層は前記アウター層と前記中間層の間又は前記インナー層と前記中間層の間に設けられる、＜４＞に記載の電波透過部材。
＜６＞周波数が２０ＧＨｚ～３００ＧＨｚである電波を透過させるための、＜１＞～＜５＞のいずれか１項に記載の電波透過部材。
＜７＞＜１＞～＜６＞のいずれか１項に記載の電波透過部材を含む、エンブレム。
＜８＞＜１＞～＜６＞のいずれか１項に記載の電波透過部材と、前記電波透過部材に向けて電波を照射する装置と、備える、対象物検知構造。
＜１＞アウター層、中間層及びインナー層をこの順に備え、前記中間層は弾性体を含み、前記弾性体は常に圧縮された状態である、電波透過部材。
＜２＞前記中間層は発泡した状態の樹脂を含む、＜１＞に記載の電波透過部材。
＜３＞前記アウター層及び前記インナー層はそれぞれ樹脂を含む、＜１＞又は＜２＞に記載の電波透過部材。
＜４＞電波を透過可能な金属層をさらに含む、＜１＞～＜３＞のいずれか１項に記載の電波透過部材。
＜５＞前記金属層は前記アウター層と前記中間層の間又は前記インナー層と前記中間層の間に設けられる、＜４＞に記載の電波透過部材。
＜６＞周波数が２０ＧＨｚ～３００ＧＨｚである電波を透過させるための、＜１＞～＜５＞のいずれか１項に記載の電波透過部材。
＜７＞＜１＞～＜６＞のいずれか１項に記載の電波透過部材を含む、エンブレム。
＜８＞＜１＞～＜６＞のいずれか１項に記載の電波透過部材と、前記電波透過部材に向けて電波を照射する装置と、備える、対象物検知構造。
本開示によれば、電波の透過減衰が抑制される電波透過部材、エンブレム及び対象物検知構造が提供される。
以下、本開示を実施するための形態について詳細に説明する。但し、本開示は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合を除き、必須ではない。数値及びその範囲についても同様であり、本開示を限定するものではない。
本開示において「～」を用いて示された数値範囲には、「～」の前後に記載される数値がそれぞれ最小値及び最大値として含まれる。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において、各成分には、該当する物質が複数種含まれていてもよい。組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合、各成分の含有率又は含有量は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計の含有率又は含有量を意味する。
本開示において、各成分に該当する粒子には、複数種の粒子が含まれていてもよい。
本開示において「層」又は「膜」との語には、当該層又は膜が存在する領域を観察したときに、当該領域の全体に形成されている場合に加え、当該領域の一部にのみ形成されている場合も含まれる。
本開示において、「（メタ）アクリル」は、アクリル及びメタクリルの両方を包含する概念で用いられる語である。
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本開示において、各成分には、該当する物質が複数種含まれていてもよい。組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合、各成分の含有率又は含有量は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計の含有率又は含有量を意味する。
本開示において、各成分に該当する粒子には、複数種の粒子が含まれていてもよい。
本開示において「層」又は「膜」との語には、当該層又は膜が存在する領域を観察したときに、当該領域の全体に形成されている場合に加え、当該領域の一部にのみ形成されている場合も含まれる。
本開示において、「（メタ）アクリル」は、アクリル及びメタクリルの両方を包含する概念で用いられる語である。
＜電波透過部材＞
本開示の電波透過部材は、アウター層、中間層及びインナー層をこの順に備え、前記中間層は弾性体を含み、前記弾性体は常に圧縮された状態である、電波透過部材である。
本開示の電波透過部材は、アウター層、中間層及びインナー層をこの順に備え、前記中間層は弾性体を含み、前記弾性体は常に圧縮された状態である、電波透過部材である。
本開示の電波透過部材は、強度の確保、成形プロセス等の理由から、アウター層、中間層及びインナー層がこの順に積層した構造を有する。
電波透過部材を構成する各層は温度変化等によって体積が変化するため、アウター層と中間層との間、又はインナー層と中間層との間に空隙が生じる場合がある。アウター層と中間層との間、又はインナー層と中間層との間に空隙があると、各層の境界で電波の反射が発生して電波透過部材を透過する電波の減衰量が増大するおそれがある。
電波透過部材を構成する各層は温度変化等によって体積が変化するため、アウター層と中間層との間、又はインナー層と中間層との間に空隙が生じる場合がある。アウター層と中間層との間、又はインナー層と中間層との間に空隙があると、各層の境界で電波の反射が発生して電波透過部材を透過する電波の減衰量が増大するおそれがある。
本開示の電波透過部材は、中間層が弾性体を含む。この弾性体がアウター層とインナー層との間の距離の変化に応じて変形することで、アウター層と中間層との間、又はインナー層と中間層との間に空隙が生じることが抑制される。その結果、電波透過部材を透過する電波の減衰が効果的に抑制される。さらに、中間層が弾性体を含むことで、アウター層、中間層及びインナー層のそれぞれに適した材料（例えば、熱膨張率の異なる材料）をそれぞれ独立に選択することが容易になる。
本開示において「弾性体」とは、アウター層とインナー層との間の距離の変化に応じて変形可能な性質を有する物体を意味する。弾性体の変形には、アウター層とインナー層との間の距離の縮小に応じた変形（圧縮）と、アウター層とインナー層との間の距離の拡大に応じた変形（復元）とが含まれる。
図１は電波透過部材の構成の一例を示す概略断面図である。
図１に示す電波透過部材１０は、アウター層１、中間層２及びインナー層３をこの順に備え、電波を照射する装置（図示せず）から照射される電波を透過するとともに、対象物から反射された電波を透過する。
アウター層１は、電波透過部材１０に電波を照射する装置からみて逆側に配置されている。インナー層３は、電波透過部材に電波を照射する装置と対向する側に配置されている。中間層２は弾性体を含み、弾性体はアウター層１とインナー層３の間の距離Ｌの変化に応じて変形可能である。
図１に示す電波透過部材１０は、アウター層１、中間層２及びインナー層３をこの順に備え、電波を照射する装置（図示せず）から照射される電波を透過するとともに、対象物から反射された電波を透過する。
アウター層１は、電波透過部材１０に電波を照射する装置からみて逆側に配置されている。インナー層３は、電波透過部材に電波を照射する装置と対向する側に配置されている。中間層２は弾性体を含み、弾性体はアウター層１とインナー層３の間の距離Ｌの変化に応じて変形可能である。
本開示の電波透過部材においては、アウター層と中間層との間、又はインナー層と中間層との間に空隙が生じるのを抑制するために、中間層に含まれる弾性体は常に圧縮された状態である。
中間層に含まれる弾性体が常に圧縮された状態は、アウター層とインナー層との間に配置したときの弾性体の厚みが、アウター層とインナー層との間に配置していない（すなわち、弾性体に応力がかかっていない）ときの弾性体の厚みよりも常に小さくなるように中間層の厚みを設計することで得られる。
上記において弾性体が「常に圧縮された状態」とは、例えば、電波透過部材が使用される環境の全温度範囲において弾性体が圧縮された状態であることを意味する。
中間層に含まれる弾性体が常に圧縮された状態は、アウター層とインナー層との間に配置したときの弾性体の厚みが、アウター層とインナー層との間に配置していない（すなわち、弾性体に応力がかかっていない）ときの弾性体の厚みよりも常に小さくなるように中間層の厚みを設計することで得られる。
上記において弾性体が「常に圧縮された状態」とは、例えば、電波透過部材が使用される環境の全温度範囲において弾性体が圧縮された状態であることを意味する。
アウター層と中間層との間、又はインナー層と中間層との間に空隙が生じるのを効果的に抑制する観点からは、中間層の体積に占める弾性体の体積の割合は７０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましく、９０％以上であることがさらに好ましく、１００％であることがさらにより好ましい。
強度と電波透過性とのバランスの観点からは、アウター層、中間層及びインナー層はそれぞれ樹脂（ただし、中間層に含まれる樹脂は弾性体である）を含む層であることが好ましい。
アウター層、中間層及びインナー層に含まれうる樹脂としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂及び合成ゴムが挙げられる。
弾性体としての性質を付与するために、中間層に含まれる樹脂は発泡した状態であってもよい。
弾性体としての性質を付与するために、中間層に含まれる樹脂は発泡した状態であってもよい。
熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ビニル系ポリマー、ポリエステル、ポリアミド、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体樹脂（ＡＢＳ樹脂）、（メタ）アクリル樹脂、アクリロニトリル－エチレン－プロピレン－ジエン－スチレン共重合体樹脂（ＡＥＳ樹脂）、熱可塑性エラストマー等が挙げられる。
熱硬化性樹脂としては、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂等が挙げられる。
合成ゴムとしては、エチレン－プロピレン－ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル－ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、シリコーンゴム、ウレタンゴム等が挙げられる。
上述した樹脂の中でも、ＰＣ、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂、（メタ）アクリル樹脂及びＡＥＳ樹脂が好ましく、ＰＣ、ポリプロピレン及びＡＢＳ樹脂がより好ましい。
ＰＣは、耐衝撃性が高く、耐熱性に優れ、透明性が高い。また、ＰＣは、加工しやすく、樹脂の中でも比較的軽く、丈夫である。
ポリプロピレンは、樹脂の中でも比較的軽く、加工しやすい。また、ポリプロピレンは、引張強度、衝撃強度及び圧縮強度が高く、耐候性及び耐熱性に優れている。
ＡＢＳ樹脂は、比較的表面処理を施しやすく、成形後に塗装等を施しやすい。また、ＡＢＳ樹脂は耐薬品性、剛性、耐衝撃性、耐熱性及び耐寒性に優れている。
ＰＣは、耐衝撃性が高く、耐熱性に優れ、透明性が高い。また、ＰＣは、加工しやすく、樹脂の中でも比較的軽く、丈夫である。
ポリプロピレンは、樹脂の中でも比較的軽く、加工しやすい。また、ポリプロピレンは、引張強度、衝撃強度及び圧縮強度が高く、耐候性及び耐熱性に優れている。
ＡＢＳ樹脂は、比較的表面処理を施しやすく、成形後に塗装等を施しやすい。また、ＡＢＳ樹脂は耐薬品性、剛性、耐衝撃性、耐熱性及び耐寒性に優れている。
アウター層、中間層及びインナー層がそれぞれ独立に樹脂を含む層である場合、アウター層、中間層及びインナー層は樹脂のみを含んでも、樹脂と樹脂以外の成分とを含んでもよい。
樹脂以外の成分としては、無機粒子、着色剤、帯電防止剤等が挙げられる。
アウター層、中間層及びインナー層がそれぞれ独立に樹脂と樹脂以外の成分とを含む場合、アウター層、中間層及びインナー層に含まれる樹脂の含有率は６０質量％以上であることが好ましく、７０質量％以上であることがより好ましく、８０質量％以上であることがさらに好ましく、９０質量％以上であることが特に好ましい。
樹脂以外の成分としては、無機粒子、着色剤、帯電防止剤等が挙げられる。
アウター層、中間層及びインナー層がそれぞれ独立に樹脂と樹脂以外の成分とを含む場合、アウター層、中間層及びインナー層に含まれる樹脂の含有率は６０質量％以上であることが好ましく、７０質量％以上であることがより好ましく、８０質量％以上であることがさらに好ましく、９０質量％以上であることが特に好ましい。
アウター層、中間層及びインナー層の厚みは、中間層に含まれる弾性体が常に圧縮された状態になるのであれば特に制限されず、電波透過部材の用途、電波透過部材を透過させる電波の波長等に応じて設定できる。
アウター層の厚みは、１．５ｍｍ～６．０ｍｍであってもよく、１．８ｍｍ～４．５ｍｍであってもよく、２．０ｍｍ～４．０ｍｍであってもよい。
中間層の厚みは、０．１ｍｍ～３．０ｍｍであってもよく、０．３ｍｍ～１．５ｍｍであってもよく、０．５ｍｍ～１．０ｍｍであってもよい。
インナー層の厚みは、１．５ｍｍ～６．０ｍｍであってもよく、１．８ｍｍ～５．５であってもよく、２．０ｍｍ～５．０ｍｍであってもよい。
アウター層の厚みは、１．５ｍｍ～６．０ｍｍであってもよく、１．８ｍｍ～４．５ｍｍであってもよく、２．０ｍｍ～４．０ｍｍであってもよい。
中間層の厚みは、０．１ｍｍ～３．０ｍｍであってもよく、０．３ｍｍ～１．５ｍｍであってもよく、０．５ｍｍ～１．０ｍｍであってもよい。
インナー層の厚みは、１．５ｍｍ～６．０ｍｍであってもよく、１．８ｍｍ～５．５であってもよく、２．０ｍｍ～５．０ｍｍであってもよい。
アウター層、中間層及びインナー層が樹脂を含む層である場合、その比誘電率はそれぞれ独立に、２．０～３．３であってもよく、２．３～２．９であってもよく、２．５～２．８であってもよい。
本開示において電波透過部材又は電波透過部材を構成する各層の厚みは、電波透過部材を構成する各層の積層方向における寸法を意味する。
本開示において電波透過部材及び電波透過部材を構成する各層の厚みは、公知の手法で測定できる。例えば、電波透過部材の切断面を観察して測定してもよく、ミクロトーム等を用いて測定してもよい。
本開示において電波透過部材及び電波透過部材を構成する各層の厚みは、公知の手法で測定できる。例えば、電波透過部材の切断面を観察して測定してもよく、ミクロトーム等を用いて測定してもよい。
電波透過部材は、電波を透過可能な金属層を備えてもよい。電波透過部材が電波を透過可能な金属層を備えていることで、電波透過部材に金属光沢を付与することができる。
電波透過部材が電波を透過可能な金属層を備える場合、電波を透過可能な金属層はアウター層と中間層の間、又はインナー層と中間層の間に設けられることが好ましい。
電波を透過可能な金属層としては、金属粒子を含む膜が挙げられる。金属粒子が金属粒子を含んだ状態であると、金属粒子の間の隙間を電波が透過することができる。
金属層は、銀粒子を含む金属層であってもよい。銀粒子を含む金属層は、例えば、銀鏡反応により形成することができる。
銀鏡反応により金属層を形成する方法としては、アンモニア性硝酸銀水溶液と還元剤水溶液とを基材上で接触させる方法が挙げられる。これにより酸化還元反応が生じて銀粒子が析出し、銀粒子を含む金属層が基材上に形成される。
上記方法によりアウター層と中間層の間に金属層を設ける場合は、アウター層となる部材を基材として用いてもよく、インナー層と中間層の間に金属層を設ける場合は、インナー層となる部材を基材として用いてもよい。
銀鏡反応により金属層を形成する方法としては、アンモニア性硝酸銀水溶液と還元剤水溶液とを基材上で接触させる方法が挙げられる。これにより酸化還元反応が生じて銀粒子が析出し、銀粒子を含む金属層が基材上に形成される。
上記方法によりアウター層と中間層の間に金属層を設ける場合は、アウター層となる部材を基材として用いてもよく、インナー層と中間層の間に金属層を設ける場合は、インナー層となる部材を基材として用いてもよい。
電波透過性の観点から、金属層の厚みは１０００ｎｍ以下であることがより好ましく、５００ｎｍ以下であることがより好ましく、１００ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
電波透過部材に充分な金属光沢を付与する観点から、金属層の厚みは１０ｎｍ以上であることが好ましい。
電波透過部材に充分な金属光沢を付与する観点から、金属層の厚みは１０ｎｍ以上であることが好ましい。
アウター層と中間層の間、又はインナー層と中間層の間に金属層を設ける場合、アウター層又はインナー層と金属層との密着性を高めるために、アウター層又はインナー層と金属層との間にアンダーコート層を設けてもよい。
あるいは、金属層の表面を保護するために、金属層の上に保護層を備えてもよい。
あるいは、金属層の表面を保護するために、金属層の上に保護層を備えてもよい。
アンダーコート層又は保護層としては樹脂を含む層が挙げられ、樹脂としてはフッ素樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、アクリルシリコーン樹脂、アクリルウレタン樹脂等が挙げられる。
アンダーコート層又は保護層の厚みは、それぞれ独立に、１μｍ～５０μｍであることが好ましい。アンダーコート層又は保護層の厚みが１μｍ～５０μｍであると、アウター層、中間層及びインナー層の厚みを制御することによる電波の減衰抑制効果が充分に得られる。
電波透過部材を透過させる電波の種類は特に制限されず、例えば、ミリ波であってもよい。本開示において「ミリ波」とは、周波数が２０ＧＨｚ～３００ＧＨｚである電波を意味する。本開示の電波透過部材は、ミリ波の透過減衰量の低減に特に有用である。
＜エンブレム＞
本開示のエンブレムは、上述した電波透過部材を含む、エンブレムである。
本開示のエンブレムは、透過する電波の減衰が抑制されている。このため、例えば、ミリ波レーダーの送受信機が搭載された自動車の前方にエンブレムを装着してもミリ波レーダーの送受信機能が良好に維持される。
本開示のエンブレムは、上述した電波透過部材を含む、エンブレムである。
本開示のエンブレムは、透過する電波の減衰が抑制されている。このため、例えば、ミリ波レーダーの送受信機が搭載された自動車の前方にエンブレムを装着してもミリ波レーダーの送受信機能が良好に維持される。
本開示のエンブレムは、電波透過部材のアウター層側が外側になるように自動車の車体に装着される。
エンブレムは、文字、意匠等を表現するための凹凸形状を有していてもよい。
エンブレムは、文字、意匠等を表現するための凹凸形状を有していてもよい。
＜対象物検知構造＞
本開示の対象物検知構造は、上述した電波透過部材と、前記電波透過部材に向けて電波を照射する装置と、備える。本開示の対象物検知構造では、電波透過部材による電波の減衰が抑制されているため、優れた対象物の検知性能を示す。
本開示の対象物検知構造は、上述した電波透過部材と、前記電波透過部材に向けて電波を照射する装置と、備える。本開示の対象物検知構造では、電波透過部材による電波の減衰が抑制されているため、優れた対象物の検知性能を示す。
本開示の対象物検知構造は、例えば、自動車の自動衝突回避システム（好ましくは、ミリ波を利用する自動衝突回避システム）に好適に使用できる。
１：アウター層、２：中間層、３：インナー層、１０：電波透過部材
Claims (8)
- アウター層、中間層及びインナー層をこの順に備え、前記中間層は弾性体を含み、前記弾性体は常に圧縮された状態である、電波透過部材。
- 前記中間層は発泡した状態の樹脂を含む、請求項１に記載の電波透過部材。
- 前記アウター層及び前記インナー層はそれぞれ樹脂を含む、請求項１又は請求項２に記載の電波透過部材。
- 電波を透過可能な金属層をさらに含む、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の電波透過部材。
- 前記金属層は前記アウター層と前記中間層の間又は前記インナー層と前記中間層の間に設けられる、請求項４に記載の電波透過部材。
- 周波数が２０ＧＨｚ～３００ＧＨｚである電波を透過させるための、請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の電波透過部材。
- 請求項１～請求項６のいずれか１項に記載の電波透過部材を含む、エンブレム。
- 請求項１～請求項６のいずれか１項に記載の電波透過部材と、前記電波透過部材に向けて電波を照射する装置と、備える、対象物検知構造。
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