JP6752857B2 - 自動車用レーダーセンサのためのカバー - Google Patents

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Description

本発明は、３次元の浮き彫り構造を備えた壁を有する、自動車用レーダーセンサのためのカバーに関するものである。
レーダーセンサは、自動車においてたとえば先行車両の位置を決定するために使用され、その結果自動車間距離制御が可能になる。レーダーセンサとそのカバーとを車両のラジエターグリルに組み込み、たとえばラジエターグリルの上部領域中央に配置するのが望ましく、その結果レーダーセンサは良好な視野を獲得し、落石等による損傷から十分保護されている。この場合、カバーの浮き彫り構造が自動車製造業者の企業シンボルを表示することが可能になる。
このとき、カバーは多くの技術的要請を満たさねばならない。カバーは一方ではレーダーに対して透過性がなければならず、レーダー波の伝送障害を可能なかぎり少なくさせねばならず、また妨害反射の発生を可能なかぎり抑えねばならない。自動車製造業者の企業シンボルはほとんどの場合高光沢表面部分を有しており、それ故この表面が光沢を失って貧相にならないようにするために、周囲からの影響から効果的に保護されねばならない。レーダーセンサの外表面は可能なかぎり抵抗力があり、特にかき傷に強くなければならない。
特許文献１からこの種のカバーが公知であるが、しかしその製造は非常に面倒で、多くの方法ステップを含んでおり、その結果比較的高いコストが生じ、製造プロセスでのミスの危険が比較的高い。
独国特許第１０３３８５０６Ｂ４号明細書
本発明の課題は、コスト上好ましく製造でき、それにもかかわらず光学的に、レーダー光学的に、機械的に高品質である、３次元浮き彫り構造を備えたレーダーセンサ用カバーを提供することである。
この課題は、本発明によれば、浮き彫り構造を備えた壁の少なくとも１つの層が、深絞りしたガラスから成っていることによって解決される。
ガラス製造業者の中には、たとえば深絞りによって成形可能な可撓性のあるガラス板を提供する業者がいくつかある。その一例は、"Willow Glas"の商品名のもとにCorning社によって販売されているホウケイ酸ガラスである。
本発明によれば、上記のガラスがカバーの３次元の浮き彫り構造を形成するように該ガラスを深絞りによって成形する。この場合、ガラスの組成は、レーダー波に対する高い透過性が達成され、その周波数が典型的にはほぼ７７ＧＨｚのオーダーにあるように選定することができる。
成形したガラスをカバーの基体として使用することにより、機械的高強度および高抵抗力、光学的高品質が得られるとともに、コスト上好ましい製造が可能になる。従来の方法よりも、必要とする方法ステップが少ないので、かなりのエラー源がなくなり、その結果粗悪品が少なくなり、よって部品コストが少なくなる。
本発明の好適な構成および更なる構成は、従属請求項に記載されている。
少なくとも、ガラスから成っている浮き彫り構造部の複数の部分に印刷を施すことにより、および／または、金属化することにより、カバーの外観に影響を与えることができる。この場合、印刷もしくは金属化したこれらの面は、好ましくはカバーのレーダーセンサ側背面にあり、その結果これらの面は環境の影響から保護されている。さらに、金属層の背面には、絵付成形または射出エンボス加工によってプラスチック層を被着させることができ、該プラスチック層はガラス層とともに安定した、歪みのない結合部材を形成する。この場合、射出成型法もしくは射出エンボス加工法により、ガラス基体とプラスチック塊との間に優れた面結合を達成でき、その結果レーダー波を反射させるような空気封入部が生じない。同時に、プラスチック塊は、カバーもしくはレーダーセンサ全体をラジエターグリルまたは自動車の他の車体部分に固定するための保持要素を形成するように成形することができる。
カバーの前面にも、浮き彫り構造の凹凸を補償する、プラスチックから成る透明なグラウチング材またはシーリング材を設けてもよく、その結果滑らかな表面が得られ、この滑らかな表面により、その後、たとえば熱硬化性塗料を用いてかき傷に強い塗装部が得られる。選択的に、浮き彫り構造の前面の凹部を、連続的な透明な熱硬化性樹脂層によって充填してもよい。
次に、１実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
透明なガラス板を深絞りするための装置の概略断面図である。 図１の装置を、深絞りステップの終了時に示した図である。 図２の金型内で深絞りしたガラス板の一部分の拡大断面図である。 他の加工ステップのガラス板の、図３に対応する断面図である。 ガラス板の背面にプラスチック層を射出エンボス加工するための装置の概略断面図である。 ガラス板の前面にグランチング材を被着させるための装置の断面図である。 完成したレーダーセンサ用カバーの断面図である。 図７のカバーの前面図である。
自動車レーダーセンサ用カバーを製造するための原材料は、図１によれば可撓性のガラス板１０であり、ガラス板は無端帯材としてコイル１２から引き出されて、打ち抜き・深絞り装置１８の上型１４と下型１６との間を貫通する。上型１４は周回するように延在している剣状打抜き部材２０を有し、該剣状打抜き部材を用いて帯材１０からたとえば円形状のブランクが打抜かれる。その後、装置１８の反対側で打抜き屑が再びコイル２２上に巻回される。
上型１４は下面に凸部２４の配列を有し、他方下型１６はこれに対し補完的な凹部２６の配列を有している。上型１４の降下時にブランク２８が打抜かれ、その際に凸部２４と凹部２６とによって深絞りされ、３次元の浮き彫り構造３０を有するように成形される。
上型および下型１４，１６は交換可能に装置１８の機台３４で保持されており、その結果たとえばそれぞれの自動車製造業者の企業マークを表す、種々の浮き彫り構造を持ったカバーを製造できる。
図３が示すように、上型１４および下型１６のブランク側表面は、ＰＴＦＥ（Ｔｅｆｌｏｎ 商品名）から成る被膜部３６を有している。これによって深絞り工程が容易になる。下型１６の凹部２６のエッジは面取りされており、その結果ブランクの、後にカバーの外面を形成する側に、わずかな傷跡が生じることはない。
上型１４を持ち上げた後、深絞りしたブランク２８を突き出し、または、場合によっては工作物担持体として用いられる下型１６とともに印刷ステーション（図示せず）へ移送し、そこで浮き彫り構造３２の隆起部分を、後のカバーのレーダーセンサ側背面（図２および図３の上面）において、たとえばタコ印刷法でカラー塗料で印刷する。このようにして形成された塗料層３８の一部が図４に見て取れる。
次に、更なるステップで、ブランク２８の背面（上面）全体に連続的に不透明な金属化層４０を被着する。金属化層はたとえば少なくとも５０ｎｍの厚さを有し、レーダー透過性の理由から、好ましくはインジウム、金またはスズから成っている。
以下の加工ステップのために、印刷し金属化したブランク２８を、図５に断面で示したエンボス加工機能を持つ射出成型機４２内へ移送する。選択的に、このステップでも、ブランク２８を、工作物担持体として用いられる打ち抜き・深絞り装置の下型１６上に留まらせ、射出成型装置を移動させ、突き出しピン４４を用いて射出成型機のベッド４６内で適当に位置決めしてよい。射出成型機のベッド４６と、周回するように延在している壁４８と、エンボスパンチ５０とには、加熱通路５２が貫通しており、その結果射出成型機はブランク２８を含めてたとえば１２０ないし１４０℃の温度へ加熱させることができる。
周回するように延在している壁４８とエンボスパンチ５０とにより、ブランク２８の上方に成形中空空間５４が画成され、該成形中空空間内に、スプルー５６を介して、予め加熱したプラスチック溶融物が噴射され、好ましくは５００ＭＰａ以下の圧力で噴射される。プラスチックはたとえばポリカーボネートまたは熱硬化性樹脂材であってよい。
エンボスパンチ５０は、エンボスギャップ５８によって、周回するように延在している射出成型機４２の壁から切り離されており、射出成型工程の間、成形中空空間内へ比較的深く進入し、その結果プラスチック溶融物はブランク２８の金属化層に対ししっかりと押圧される。このようにして、空気封入部なしにブランクの金属化層に対するプラスチックの全面付着が達成される。この付着は、金属化層４０を射出成型工程前にプラズマ処理にさらすことによってさらに改善することができる。
成形中空空間５４は次のように構成されており、すなわちブランクの周回するように延在しているエッジがプラスチック塊の中に埋設され、よって射出成型により形成されたプラスチック層６０（図６および図７）が、そのエッジに、複数の固定穴６４を備えて半径方向に突出している保持部６２を形成し、前記複数の固定穴が自動車のラジエターグリルでの、または、他の車体部分でのカバーの固定を可能にするように、構成されている（図８も参照）。
射出成型機４２内のプラスチック層６０が冷えた後、ブランク２８が付着しているプラスチック層６０によって形成されたカバー６６（図７と図８）を脱型し、突き出しピン４６を用いて下型１６をも突き出し、さらに使用するために打ち抜き・深絞り装置１８へ戻す。
カバー６６は、射出成型機４２を離間させた状態で使用することができる。しかしながら、選択的に、更なるステップで、同じ射出成型機内または別の下型を備えた別の射出成型機内で、図６および図７に示した充填層６８に比較しうる充填層をブランクの前面（下面）に射出してもよい。この充填層は少なくとも浮き彫り構造の凹部を充填するが、好ましくはカバーの外面で連続的な平坦な表面を形成し、透明なプラスチック（たとえば透明なポリカーボネート）から成り、その結果浮き彫り構造は視認可能な状態を維持する。必要な場合には、充填層の平坦な表面を、かき傷に強い透明な塗料でコーティングしてもよい。
図６は他の実施形態を示すもので、この実施形態では、充填層６８は、簡単な注型成形用金型７２を備えた注型成形機７０内で反応射出成型法(Reaction-Injection-Molding ; RIM法)で製造される。このため、たとえばポリウレタンまたはアクリル酸塩をベースにした低粘性グラウチング材を使用することができる。混合ヘッド７４内でたとえばイソシアネートとポリオールとを混合し、５００ＭＰａ以下の圧力で、加熱した型内へ射出する。このとき化学反応により、成形中空空間内に架橋樹脂が発生し、この架橋樹脂は非常に温度安定で且つ形状安定であり、もはや塗装する必要がないような、かき傷に強い平坦な表面を形成する。
このようにして得られた完成カバー６６が図７に断面図で、図８に前面図で示されている。
２８ ブランク
３２ 浮き彫り構造
４０ 金属化層
６０ プラスチック層
６２ 保持部
６６ カバー
６８ 充填層

Claims (9)

  1. ３次元の浮き彫り構造（３２）を備えた壁を有する自動車用レーダーセンサのためのカバーにおいて、
    前記浮き彫り構造（３２）を備えた前記壁は、深絞りしたガラスから成っており、
    前記ガラスの両面のうちの前記レーダーセンサに対向する面である背面は、一部に塗料層（３８）を有するとともに、該塗料層（３８）を覆う金属化層（４０）を有しており、
    前記金属化層（４０）の上面全体にはプラスチック層（６０）が被着されている
    ことを特徴とするカバー。
  2. 前記浮き彫り構造（３２）の複数のエッジは、面取りされている
    請求項１に記載のカバー。
  3. 前記プラスチック層（６０）は、前記エッジのためのマウントを形成している
    請求項２に記載のカバー。
  4. 前記プラスチック層（６０）は、前記カバーを車体部分に固定するための保持部（６２）を形成している
    請求項１〜３の何れか一項に記載のカバー。
  5. 前記深絞りしたガラスから成っている前記壁の金属化されていない側は、透明な充填層（６８）が被着されている
    請求項１〜４の何れか一項に記載のカバー。
  6. 前記充填層（６８）は、かき傷に強い塗装部を有する連続的な平坦な表面を形成している
    請求項５に記載のカバー。
  7. 請求項１〜６のいずれか一つに記載のカバー（６６）が設けられている
    ことを特徴とする自動車用レーダーセンサ。
  8. 請求項１〜６の何れか一項に記載のカバー（６６）を製造するための方法において、
    可撓性のガラスから成るブランク（２８）を成形して浮き彫り構造（３２）を形成させるステップと、このブランク（２８）を前記カバー（６６）の担持基体として形成するステップとを備え、更に、
    前記浮き彫り構造（３２）に塗料層（３８）を設けるステップと、
    前記塗料層（３８）を覆う金属化層（４０）を設けるステップと、
    前記ブランク（２８）の前記金属化層（４０）が設けられた側に射出・エンボス方法でプラスチック層（６０）を被着させるステップと、を備える
    ことを特徴とする方法。
  9. 前記ブランク（２８）の印刷をしておらず且つ金属化されていない側に、反応射出成形法で架橋によって硬化する透明なグラウチング材から成る充填層（６８）を被着させるステップを備える
    請求項８に記載の方法。
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