JP5210919B2 - 車両用外装部材およびフロントグリル - Google Patents
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Description
しかし、フロントグリルの桟部や中央のエンブレムには、金属調の意匠を持たせるためにクロムメッキが施されているため、レーダ装置をフロントグリルの背面に単に配置しただけでは、該クロムメッキで電波が反射され、レーダ装置にて電波の送受信を行うことができない。
しかし、アンテナの前方に電波送受信経路を確保するために、エンブレムの意匠が制限される、または、エンブレムが大きい場合はアンテナの前方に電波送受信経路を確保できないという問題がある。
しかし、印刷で形成された桟部に対応する画像は、三次元効果を持つといえども平面であり、立体感に乏しい。そのため、フロントグリルの実際の桟部との一体感がなく、意匠性に劣る。
前記光反射層は、該光反射層の表面に対して垂直な方向を0度としたときの電波の入射角が0〜80度となるように形成されていることが好ましい。
前記光反射層は、シリコンとアルミニウムとの合金からなることが好ましい。
前記光反射層は、シリコンと金属との合金の物理的蒸着によって形成された蒸着膜であることが好ましい。
本発明の車両用外装部材は、さらに、前記光反射層の表面を覆う透明有機材料層を有することが好ましい。
本発明の車両用外装部材は、レーダ装置を保護するレドームの前面のすくなくとも一部を構成するものであることが好ましい。
前記車両用外装部材の意匠部の少なくとも一部は、エンブレムであることが好ましい。
また、前記車両用外装部材の意匠部の一部は、前記桟部に対応した位置に設けられた擬似桟部であることが好ましい。
さらに、前記車両用外装部材の意匠部の一部は、前記外枠に対応した位置に設けられた擬似外枠であってもよい。
本発明のフロントグリルは、その中央部分に電波透過性および立体的な金属調の意匠を有し、かつ該意匠に制限がない。
本発明のフロントグリルは、本発明の車両用外装部材からなるものであってもよい。
本発明における電波とは、周波数が10MHz〜1000GHzの電磁波(サブミリ波〜マイクロ波)を意味する。
本発明における透明とは、光透過性を有することを意味する。
図1は、本発明のフロントグリルの一例を示す正面図であり、図2は、図1のII−II断面図であり、図3は、図1の意匠部の一部の拡大断面図である。
フロントグリル1は、フロントグリル本体10と、フロントグリル本体10の中央部分に設けられた車両用外装部材20とを有する。図1中の破線は、フロントグリル本体10と車両用外装部材20との境界(すなわちレーダ装置40を保護するレドーム42の輪郭)を示す。
フロントグリル本体10は、有機材料の成形体であって、外枠12と、外枠12内に設けられた複数の桟部14とを有し、視認部分に金属メッキが施されたものである。図1においては、金属メッキが施された外枠12および桟部14のみを表示している。
金属メッキとしては、クロムメッキ、ニッケルメッキ、亜鉛メッキ等が挙げられる。
車両用外装部材20は、レーダ装置40の前方に、電波を送受信可能な領域Rを通る電波送受信経路を横切るように、かつ電波送受信経路が完全に車両用外装部材20に収まるように配置される部材である。また、車両用外装部材20は、レーダ装置40を保護するレドーム42の前面を構成する部材である。
基材22は、電波透過性の材料の成形体である。
電波透過性の材料としては、絶縁性の有機材料または無機材料が挙げられる。絶縁性とは、表面抵抗率が106Ω以上であることを意味し、表面抵抗率は108Ω以上が好ましい。表面抵抗率は、JIS K7194に記載の4探針法により測定する。電波透過性の材料としては、成形加工性の点から、絶縁性の有機材料が好ましい。
有機材料は、必要に応じて添加剤を含んでいてもよい。添加剤としては、補強材、酸化防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、防曇剤、防霧剤、可塑剤、顔料、近赤外吸収剤、帯電防止剤、着色剤等が挙げられる。
基材22の表面は、フロントグリル本体10の桟部14間の空隙と一体感を持たせるために、黒色に着色されていることが好ましい。
エンブレム24は、メーカのロゴマーク、車種のマーク、これらを囲う縁部等からなるものである。
擬似桟部26は、フロントグリル本体10の桟部14に対応した位置に設けられ、フロントグリル本体10との一体感を出すためのものである。
これら意匠部は、レーダ装置40と対向する表面とは反対側の基材22の表面から突出した意匠下地部30と、意匠下地部30の表面を覆う光反射層32とを有する。
意匠下地部30は、頭頂の平面および側面を有し、頭頂の平面および側面が光反射層32で覆われることによって立体的な金属調の意匠を持つ意匠部となる部分である。
意匠下地部30は、基材22と一体成形されていてもよく、別途エンブレム24や擬似桟部26の形状に応じた部材を用意し、該部材を基材22の表面に固定したものであってもよい。
意匠下地部30の材料としては、基材22の材料と同様の材料が挙げられる。
傾斜角βは、基材22の表面を意匠下地部30側に延長した平面(基準面)と、意匠下地部30の側面との間の角度である。
光反射層32は、シリコンと金属との合金からなる層である。
シリコンと金属との合金は、シリコン単独に比べ、光反射層32の反射率および明度が向上し、明るい光反射層32が得られる。また、該合金は、シリコンに比べ軟質であるため、光反射層32の内部応力が低下し、基材22との密着性が向上し、クラックの発生が抑制される。
シリコンは、光反射層32の表面抵抗率を高く維持できる限りは、ドーパントとならない不純物を含んでいてもよい。
シリコンは、ドーパント(ボロン、リン、砒素、アンチモン等)をできるだけ含まないことが好ましい。ドーパントの量は1ppm以下が好ましく、10ppb以下がより好ましい。
反射率は、JIS Z8722の条件d(n−D)による、正反射率を含めた拡散反射率であり、短波長側が360nm〜400nm、長波長側が760nm〜830nmである可視光線領域の平均値であって、積分球を用い光沢成分の正反射光を含めて測定する。
合金は、光反射層32の表面抵抗率および金属調光沢を高く維持できる限りは、シリコンおよび金属を除く不純物を含んでいてもよい。
図4は、シリコン―アルミニウム合金を用いたDCマグネトロンスパッタリングによって形成された光反射層の断面の高分解能透過型電子顕微鏡像である。従来のインジウム、スズ等を用いた場合に見られる独立した島(微小クラスター)の集合体とは異なり、合金が存在しない間隙が形成されておらず、均質な非晶質構造を有した連続した層となっている。
光反射層32が薄い場合は、光が透過してしまい、反射率が低下するため、暗い金属調光沢を得ることができる。よって、金属調光沢の明度調整を、光反射層32の厚さを変えることにより調整できる。
光反射層32の厚さは、光反射層の断面の高分解能顕微鏡像から測定できる。
光反射層32の表面抵抗率は、JIS K7194に記載の4探針法により測定する。
光反射層32の平均表面粗さは、JIS B0601−2001の算術平均粗さRaである。具体的には、原子間力顕微鏡により表面形状を測定し、平均線の方向に基準長さだけ抜き取り、抜き取り部分の平均線から粗さ曲線までの偏差の絶対値を合計し平均した値(算術平均粗さRa)を求める。
下地の平均表面粗さは、JIS B0601−2001に規定される算術平均粗さRaである。
透明有機材料層28は、電波透過性の透明有機材料の成形体からなり、光反射層32を保護する層である。
電波透過性の透明有機材料としては、絶縁性の透明有機材料が挙げられる。
有機材料は、必要に応じて添加剤を含んでいてもよい。添加剤としては、補強材、酸化防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、防曇剤、防霧剤、可塑剤、顔料、近赤外吸収剤、帯電防止剤、着色剤等が挙げられる。
車両用外装部材20は、例えば、下記の方法(i)〜(iii)により製造できる。
表面に意匠下地部30が形成された基材22を公知の成形法により作製する。ついで、意匠下地部30の表面に、選択的にシリコンと金属との合金を物理的蒸着させ、光反射層32を形成し、意匠部とする。ついで、基材22の表面および意匠部の表面に透明有機材料からなるフィルムを貼着して、または透明有機材料を塗装して透明有機材料層28とし、車両用外装部材20を得る。
基材22を公知の成形法により作製する。ついで、別途作製した意匠下地部30に対応した部材の表面にシリコンと金属との合金を物理的蒸着させ、光反射層32を形成し、意匠部材とする。ついで、該意匠部材を基材22の表面に固定し、意匠部とする。ついで、基材22の表面および意匠部の表面に透明有機材料からなるフィルムを貼着して、または透明有機材料を塗装して透明有機材料層28とし、車両用外装部材20を得る。
透明有機材料からなるフィルムの表面に、選択的にシリコンと金属との合金を物理的蒸着させ、光反射層32を形成し、加飾フィルムを得る。ついで、該加飾フィルムを、意匠下地部30に対応した凹部を有する金型内に配置し、インサート成形を行うことによって、基材22および意匠下地部30を成形すると同時に、意匠下地部30の表面を光反射層32で覆って意匠部とし、車両用外装部材20を得る。
図5は、本発明のフロントグリルの他の例を示す正面図であり、図6は、図5のVI−VI断面図である。
フロントグリル2は、フロントグリル本体10と、フロントグリル本体10の中央部分に設けられた車両用外装部材20とを有する。
第2の実施形態において、第1の実施形態と同じ構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
図7は、本発明のフロントグリルの他の例を示す正面図であり、図8は、図7のVIII−VIII断面図である。
フロントグリル3は、車両用外装部材20そのものである。
第3の実施形態において、第1の実施形態と同じ構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
車両用外装部材20の表面には、擬似外枠34および擬似桟部26が形成されており、第1の実施形態や第2の実施形態のようにフロントグリル本体と車両用外装部材との境界が存在せず、外枠および桟部は完全に一体化している。
なお、本発明の車両用外装部材は、基材と、レーダ装置と対向する表面とは反対側の基材の表面に形成された意匠部とを有し、該意匠部が、レーダ装置と対向する表面とは反対側の基材の表面から突出した意匠下地部と、該意匠下地部の表面を覆う、シリコンと金属との合金からなる光反射層とを有するものであればよく、図示例のものに限定はされない。
また、本発明のフロントグリルは、外枠と、外枠内に設けられた複数の桟部と、フロントグリルの中央部分に設けられた本発明の車両用外装部材とを有するものであればよく、図示例のものに限定はされない。
また、透明有機材料層と光反射層との間に着色層を設けてもよく、光反射層と基材との間に接着促進層を設けてもよい。
また、光反射層を、意匠下地部以外の基材の表面に設けてもよく、レドームの側面が外部から視認できる場合はレドームの側面に設けてもよい。
また、基材と意匠下地部とが、ほぼ同じ厚さを有する、屈曲した一枚の板からなるものであってもよい。
以上説明した本発明の車両用外装部材にあっては、意匠部が、レーダ装置と対向する表面とは反対側の基材の表面から突出した意匠下地部と、該意匠下地部の表面を覆う、シリコンと金属との合金からなる光反射層とを有するため、電波透過性があり、かつクロムメッキのような金属調光沢を有する。
金属の特徴である自由電子は電気伝導性をもたらす。また、電磁波(光、電波)が金属の中に入ろうとすると、自由電子が動いて強い電子分極が起き、入ってきた電磁波の電界とは逆の電束が誘起されるため、電磁波が金属の中に入りにくく、電磁波は反射し透過できない。また、可視光領域にて高い反射率を有するため、金属光沢と認識される。
一方、半導体物質の場合、わずかな数の自由電子しかなく、金属とは異なり電波は反射されず透過できる。金属調光沢は、自由電子によるものではなく、バンド間の直接遷移による強い吸収が可視光領域に存在することによって、強い電子分極が起き、高い屈折率を持ち、それゆえ高い反射率を持つためと考えられている。
シリコンまたはゲルマニウムは、可視光領域に高い反射率をもつといえども、金属の反射率(例えば、銀98%、アルミニウム90%、於620nm、文献値、Handbook of Optical Constants of Solids,E.L.Palik,Academic Press.,(1985))よりは低く、36%(於620nm、文献値)である。そのため、反射率が50%以上の金属と合金化することにより、反射率を向上させ、明度を上げ、明るいクロムメッキと同等以上の金属調光沢を有する光反射層を得ることができる。また、該金属は、シリコン等より軟質であることから、光反射層の内部応力は低下し、密着性が向上し、クラックの発生が抑えられる。
また、本発明の車両用外装部材の意匠部の一部が、フロントグリルの実際の桟部や外枠に対応した位置に設けられた擬似桟部や擬似外枠であれば、車両用外装部材とフロントグリル本体との一体感が生じ、車両用外装部材が設けられていることが一見しただけでは認識されることがない。
図9に示すミリ波レンズアンテナ方式斜入射電波吸収測定装置(キーコム社製)を用い、電波透過の入射角度依存性を評価した。出力アンテナ53および入力アンテナ54としてホーンアンテナ(キーコム社製、WR12)を取り付け、レンズ52によって平行にされた76.5GHzの平面波を平坦なサンプル50に対し−12〜12℃の入射角αで入射させ、入力アンテナ54で受信し、スカラーネットワークアナライザ36(Wiltron54147A)にて透過減衰量を測定した。透過減衰量が0dBに近いほど電波透過性が優れ、各入射角度においての減衰量に差がないほど角度依存性が低い。
図1に示すような、基材外形寸法が250mm×150mm(曲率1/2500mm−1)であり、エンブレムとして突出高さ5mm、側面の傾斜角45度の意匠下地部を有し、さらに擬似桟部として突出高さ15mm、側面の傾斜角65度の意匠下地部を有する基材を、射出成形により黒色のABS樹脂を用いて形成した。
なお、エンブレムの意匠下地部の下側の基材の厚さは擬似桟部のそれよりも約10mm厚い。また、レーダ装置から360mm離れて基材を設置した場合、意匠下地部の側面への電波の入射角は、最も大きいところで79度であった。
60体積%のアルミニウムを含むシリコンのターゲットを用い、部分的にマスクを施しDCマグネトロンスパッタリングを行い、光反射層を設けた。意匠下地部の側面に形成された光反射層の厚さは、最も薄いところで約68nmであった。
ついで、5μm厚の透明プライマーを塗装した後、硬質UVアクリル塗料(ブルーミング着色済み)を用いて45μm厚の透明有機材料層を形成し、車両用外装部材を得た。
得られた車両用外装部材について、ミリ波レンズアンテナ方式斜入射電波吸収測定装置を用いて電波透過性を確認した。結果を図10に示す。
図7に示すような、基材外形寸法が600mm×200mm(曲率1/2000mm−1)であり、エンブレムとして突出高さ10mm、側面の傾斜角60度の意匠下地部を有し、さらに擬似桟部として突出高さ25mm、側面の傾斜角60度の意匠下地部を有する基材を、射出成形により黒色のABS樹脂を用いて形成した。
なお、エンブレムの意匠下地部の下側の基材の厚さは擬似桟部のそれよりも約10mm厚い。レーダ装置から200mm離れて基材を設置した場合、意匠下地部の側面への電波の入射角は、最も大きいところで75度であった。
70体積%のアルミニウムを含むシリコンのターゲットを用い、部分的にマスクを施しDCマグネトロンスパッタリングを行い、光反射層を設けた。桟部の下部側面(地面に対向する面には光反射層は設けていない。)における意匠下地部の側面に形成された光反射層の厚さは、最も薄いところでは約55nmであった。
ついで、5μm厚の透明プライマーを塗装した後、硬質UVアクリル塗料(薄黄色に着色済み)を用いて20μm厚の透明有機材料層を形成し、エンブレムを含むフロントグリルの車両用外装部材を得た。
得られた車両用外装部材について、ミリ波レンズアンテナ方式斜入射電波吸収測定装置を用いて電波透過性を確認したところ、大きな減衰は見られなかった。
2 フロントグリル
3 フロントグリル
10 フロントグリル本体
12 外枠
14 桟部
20 車両用外装部材
22 基材
24 エンブレム(意匠部)
26 擬似桟部(意匠部)
28 透明有機材料層
30 意匠下地部
32 光反射層
34 擬似外枠(意匠部)
Claims (13)
- レーダ装置の前方に、電波送受信経路を横切るように配置される車両用外装部材であって、
該車両用外装部材が、基材と、前記レーダ装置と対向する表面とは反対側の前記基材の表面に形成された意匠部とを有し、
前記意匠部が、前記レーダ装置と対向する表面とは反対側の前記基材の表面から突出した意匠下地部と、該意匠下地部の表面を覆う、シリコンと金属との合金からなる光反射層とを有し、
前記金属の割合が、前記合金(100体積%)のうち40〜70体積%である、車両用外装部材。 - 前記意匠下地部の側面の傾斜角が、30〜89度である、請求項1に記載の車両用外装部材。
- 前記光反射層が、該光反射層の表面に対して垂直な方向を0度としたときの電波の入射角が0〜80度となるように形成されている、請求項1または2に記載の車両用外装部材。
- 前記光反射層が、シリコンとアルミニウムとの合金からなる、請求項1〜3のいずれかに記載の車両用外装部材。
- 前記光反射層が、シリコンと金属との合金の物理的蒸着によって形成された蒸着膜である、請求項1〜4のいずれかに記載の車両用外装部材。
- 前記基材が、有機材料の成形体である、請求項1〜5のいずれかに記載の車両用外装部材。
- さらに、前記基材の表面および前記意匠部の表面を覆う透明有機材料層を有する、請求項1〜6のいずれかに記載の車両用外装部材。
- レーダ装置を保護するレドームの前面のすくなくとも一部を構成している、請求項1〜7のいずれかに記載の車両用外装部材。
- 車両の前面に設けられるフロントグリルであって、
外枠と、
前記外枠内に設けられた複数の桟部と、
前記フロントグリルの中央部分に設けられた、請求項1〜8のいずれかに記載の車両用外装部材と
を有する、フロントグリル。 - 前記車両用外装部材の意匠部の少なくとも一部が、エンブレムである、請求項9に記載のフロントグリル。
- 前記車両用外装部材の意匠部の一部が、前記桟部に対応した位置に設けられた擬似桟部である、請求項10に記載のフロントグリル。
- 前記車両用外装部材の意匠部の一部が、前記外枠に対応した位置に設けられた擬似外枠である、請求項11に記載のフロントグリル。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の車両用外装部材からなる、フロントグリル。
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