JP6802531B2 - レーザーセンサー及び外装部品の製造方法 - Google Patents
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Description
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態に係るレーザーセンサー及びその外装部品の製造方法等について説明する。
図1に、本発明の第1実施形態であるレーザーセンサー100の概略的な構造を示す。レーザーセンサー100は、例えば屋内外監視用途や車載用途の物体検出装置であり、検出対象の存在や当該検出対象までの距離を検出する。レーザーセンサー100は、投光部10と、受光部20と、回転反射部30と、制御部40と、外装部品50とを備える。本実施形態において、投光部10、受光部20、回転反射部30、及び制御部40は、レーザーセンサー100の内蔵部品として、外装部品50の内部に設けられている。
以下、外装部品50のうち主外装部51を成形するための金型について説明する。図3Aに示すように、金型70は、第1金型71と第2金型72とを有する。本実施形態において、第1金型71を固定金型とし、第2金型72を可動金型としている。金型70の転写面は、成形品である主外装部51の成形面を反転させたものとなっている。第1金型71と第2金型72とは、型合わせ面PLで型合わせされ、金型71,72間に成形空間70aを形成する(図3C参照)。成形空間70aに臨むように、第1金型71には、主外装部51の表側、つまり外側の形状を転写するための第1窓転写部71aと第1保持転写部71bとが形成されている。第1窓転写部71aは、光学窓53の第1光学面53aの形状を転写するためものであり、曲面の転写面及び鏡面を有する。第1保持転写部71bは、保持部54の表側の形状を転写するためのものであり、蓋部55の形状を転写する第1蓋転写部71cと、壁部56の形状を転写する第1壁転写部71dとが形成されるとともに、枠部54aの形状を転写するための枠転写部も形成されている。第2金型72には、主外装部51の裏側、つまり内側の形状を転写するための第2窓転写部72aと第2保持転写部72bとが形成されている。第2窓転写部72aは、光学窓53の第2光学面53bの形状を転写するものであり、曲面の転写面及び鏡面を有する。第2保持転写部72bは、保持部54の裏側の形状を転写するためのものであり、蓋部55の形状を転写する第2蓋転写部72cと、壁部56の形状を転写する第2壁転写部72dとが形成されるとともに、枠部54aの形状を転写するための枠転写部も形成されている。第1及び第2窓転写部71a,72aは、曲率を有し輪郭に沿って互いに対向する第1辺A1と第2辺A2とを有する。第1辺A1の曲率半径は、第2辺A2の曲率半径と異なり、第1及び第2窓転写部71a,72aの表面又は転写面は、外装部品50の基準軸TX(つまり、第1及び第2保持転写部71b,72bの基準軸)に対して勾配を有する。第1保持転写部71bには、第1窓転写部71aから相対的に離れた位置(例えば、10mm以上)に成形空間70aに連通するゲートGAが設けられている。これにより、成形された光学窓53において、ゲート部57の歪みの影響を回避することができる。本実施形態において、ゲートGAは、第1保持転写部71bのうち第1辺A1から枠転写部を介して間接的に延びる第1蓋転写部71cに設けられている。具体的には、ゲートGAは、第1金型71の第1保持転写部71bのうち第1蓋転写部71cの略中央に設けられている。このように、ゲートGAは、第1窓転写部71aから同距離の位置に配置されていることが好ましい。これにより、樹脂の射出圧が均一にかかり、光学窓53の長手方向の厚さが均一な主外装部51を作製することができる。ゲートGAは、樹脂を供給するためのランナーRA、スプルー(不図示)等と繋がっており、スプルーからの溶融樹脂Jは、ランナーRAを充填し、ゲートGAを介して成形空間70aを充填する。
以下、図3〜図5等を参照しつつ、主に金型70を用いた主外装部51の製造方法について説明する。本実施形態では、成形工程と並行して光学窓53にハードコート処理工程を行う例を説明する。
まず、不図示の金型温度調節機により、両金型71,72を成形に適する温度まで加熱する。
次に、製品部83の光学窓53に反射防止層53fを形成する。反射防止層53fは、第1及び第2光学面53a,53bの両面に行うことが好ましい。反射防止層53fは、光学窓53の全面に均一に形成されているが、保持部54側にもはみ出して形成されていてもよい。反射防止処理は、フィルムを用いた転写や加飾、蒸着、スパッタ、塗布等によって行う。具体的には、反射防止処理は、屈折率が異なる材料を複数層成膜して作製する光学的な方式でもよいし、微細な凹凸を有するモスアイ構造とする方式でもよい。また、蒸着や塗布等による成形品への直接成膜でもよいし、反射防止機能フィルムを用いた複合的な処理でもよい。フィルムを用いた方式として、成形品にフィルムを加飾する3次元ラミネートでも構わないし、転写フィルムを用いたホットスタンプ等によって反射防止層53fを形成してもよいし、粘着剤・接着剤を塗布したフィルムを成形品に貼り付けて形成してもよい。また、詳細は後述するが、前述したように成形時に一体的に付着させても構わない。その場合の第1光学面53a側のフィルムは、前述したハードコート層53eの上に反射防止層53fを有する構成で用意すればよい(図10A及び10B参照)。
次に、製品部83の保持部54に遮光部58を形成する。具体的には、図5Bに示すように、光学窓53の第1光学面53a上にマスクMAをした後、図5Cに示すように、保持部54の外側の表面にレーザー光や外乱光を遮光する材料を塗装する。マスクMAとしては、例えばポリエチレンのマスキングフィルムを用いる。用途に合わせてポリプロピレン、ポリエステル等のマスキングフィルムでも構わない。本実施形態において、主外装部51のうち保持部54全体に遮光部58が形成される。遮光処理工程後、図5Dに示すように、マスクMAを光学窓53から除去することで主外装部51を得る。その後、別途製造した副外装部52内に内蔵部品を組み込んで固定した状態で、主外装部51の縁部51aと、副外装部52の縁部52aとを位置決めして、防塵防水のためにフッ素ゴム等の材料で形成されたシール部材を介して、ボルト等の留め具で固定する。これにより、レーザーセンサー100が完成する。
以下、第2実施形態に係る外装部品の製造方法等を説明する。なお、第2実施形態に係る外装部品の製造方法等は、第1実施形態の外装部品の製造方法等を一部変更したものであり、特に説明しない事項は、第1実施形態と同様である。
以下、第3実施形態に係る外装部品の製造方法等を説明する。なお、第3実施形態に係る外装部品の製造方法等は、第1実施形態の外装部品の製造方法等を一部変更したものであり、特に説明しない事項は、第1実施形態と同様である。
まず、図7Aに示すように、第1実施形態と同様の金型70を用意し、図7Bに示すように、第1及び第2金型71,72を型締めし、成形空間70a内に溶融樹脂Jを射出する。その後、図7Cに示すように、第1及び第2金型71,72を離間し、製品部83を取り出す。
次に、図8Aに示す製品部83の光学窓53にハードコート層53eを形成する。ハードコート層53eは、第1光学面53aの全面に均一に形成されるが、保持部54側にはみ出して形成されてもよいし、内側の第2光学面53bを含む全領域に形成されてもよい。ハードコート処理は、ハードコートフィルムを用いた転写や加飾、ハードコート液の塗布等によって行う。フィルムを用いた転写や加飾を行う場合、第1実施形態で用いたハードコート用フィルム91を用いることができる(図4A〜4D参照)。フィルムを用いた方式として、成形品にフィルムを加飾する3次元ラミネートでも構わないし、転写フィルムを用いたホットスタンプ等によってハードコート層53eを形成してもよいし、粘着剤・接着剤を塗布したフィルムを成形品に貼り付けて形成してもよい。塗布する方式としては、ディップ方式、スプレー方式、スピン方式等形状に合わせて選択して構わない。
次に、製品部83の光学窓53に反射防止層53fを形成する。反射防止層53fは、第1及び第2光学面53a,53bの両面に行うことが好ましい。反射防止層53fは、光学窓53の全面に均一に形成されているが、保持部54側にもはみ出して形成されていてもよい。反射防止処理は、フィルムを用いた転写や加飾、蒸着、スパッタ、塗布等によって行う。
次に、製品部83の保持部54に遮光部58を形成する。具体的には、図8Bに示すように、光学窓53の第1光学面53a上にマスクMAをした後、図8Cに示すように、保持部54の外側の表面にレーザー光や外乱光を遮光する材料を塗装する。これにより、主外装部51のうち保持部54全体に遮光部58が形成される。遮光処理工程後、図8Dに示すように、マスクMAを光学窓53から除去することで主外装部51を得る。
以下、第4実施形態に係るレーザーセンサー等を説明する。なお、第4実施形態に係るレーザーセンサー等は、第1実施形態のレーザーセンサー等を一部変更したものであり、特に説明しない事項は、第1実施形態と同様である。
Claims (19)
- 投光部と、前記投光部からのレーザー光が照射された検出対象からの反射光を検知する受光部と、前記投光部と前記受光部とを覆う外装部品とを有するレーザーセンサーであって、
前記外装部品は、前記レーザー光及び前記反射光を透過させる光学窓と、前記光学窓の外周を囲む保持部とを有し、
前記光学窓及び前記保持部は、前記レーザー光の波長域で透過性を有する樹脂製の一体成形品であり、
前記光学窓は、曲面状の一対の対向する光学面を有し、
前記保持部は、鉛直方向から見て前記光学窓に対して対称的な線に沿った位置にゲート部を有し、少なくとも前記光学面に隣接して前記レーザー光及び外乱光を遮光する遮光部を有するレーザーセンサー。 - 前記保持部は、前記光学窓の外縁から延び、内蔵部品を覆う蓋部及び壁部の少なくとも一方を有する、請求項1に記載のレーザーセンサー。
- 前記光学窓は、前記レーザー光の照射角が前記外装部品の基準軸に垂直な方向に60°以上となる測定範囲をカバーする領域を有する、請求項1及び2のいずれか一項に記載のレーザーセンサー。
- 前記光学窓は、曲率を有し輪郭に沿って互いに対向する第1辺と第2辺とを有し、
前記第1辺の曲率半径は、前記第2辺の曲率半径と異なり、
前記光学窓の表面は、前記外装部品の基準軸に対して勾配を有する、請求項1から3までのいずれか一項に記載のレーザーセンサー。 - 前記保持部のうち前記第1辺及び第2辺のいずれか一方から延びる蓋部は、前記ゲート部を有する、請求項4に記載のレーザーセンサー。
- 前記光学窓及び前記保持部は、400nm以上700nm以下の波長域の光を遮光する樹脂製である、請求項1から5までのいずれか一項に記載のレーザーセンサー。
- 前記保持部は、別部材に連結する接続部を有し、前記別部材に対して着脱可能である、請求項1から6までのいずれか一項に記載のレーザーセンサー。
- 前記光学窓は、ハードコート層を有する、請求項1から7までのいずれか一項に記載のレーザーセンサー。
- 前記ハードコート層は、フィルムを用いた転写及び加飾、及び塗布のいずれかで形成される、請求項8に記載のレーザーセンサー。
- 前記光学窓は、反射防止層を有する、請求項1から9までのいずれか一項に記載のレーザーセンサー。
- 前記反射防止層は、フィルムを用いた転写及び加飾、蒸着、スパッタ及び塗布のいずれかで形成される、請求項10に記載のレーザーセンサー。
- レーザーセンサー用の外装部品の製造方法であって、
外装部品のうち少なくとも前記レーザーセンサーのレーザー光及び反射光を透過させる光学窓を形成する窓転写部と、前記光学窓の外周を囲む保持部を形成する保持転写部とを備える金型を用いて、前記レーザー光の波長域で透過性を有する樹脂から外装部品を一体的に成形する成形工程と、
前記保持部にレーザー光及び外乱光を遮光する遮光部を形成する遮光処理工程と、
を備え、
前記窓転写部は、曲面の転写面を有し、
前記保持転写部は、鉛直方向から見て前記窓転写部に対して対称的な線に沿った位置にゲートを有する外装部品の製造方法。 - 前記保持転写部は、前記光学窓の外縁から延びる蓋部及び壁部の少なくとも一方を形成する蓋転写部及び壁転写部の少なくとも一方を有する、請求項12に記載の外装部品の製造方法。
- 前記窓転写部は、曲率を有し輪郭に沿って互いに対向する第1辺と第2辺とを有し、
前記第1辺の曲率半径は、前記第2辺の曲率半径と異なり、
前記窓転写部の表面は、前記外装部品の基準軸に対して勾配を有する、請求項12及び13のいずれか一項に記載の外装部品の製造方法。 - 前記保持転写部のうち前記第1辺及び第2辺のいずれか一方から延びる蓋転写部は、前記ゲートを有する、請求項14に記載の外装部品の製造方法。
- 前記光学窓にハードコート処理を施すハードコート処理工程を備える、請求項12から15までのいずれか一項に記載の外装部品の製造方法。
- 前記ハードコート処理は、フィルムを用いた転写及び加飾、及び塗布のいずれかで施される、請求項16に記載の外装部品の製造方法。
- 前記光学窓に反射防止処理を施す反射防止処理工程を備える、請求項12から17までのいずれか一項に記載の外装部品の製造方法。
- 前記反射防止処理は、フィルムを用いた転写及び加飾、蒸着、スパッタ及び塗布のいずれかで施される、請求項18に記載の外装部品の製造方法。
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