JP6874670B2 - 電波透過カバー - Google Patents

Description

本発明は、電波レーダー装置の電波の経路内に配置される電波透過カバーに関するものである。

自動車などの車両に、ミリ波やマイクロ波などの電波を放射するとともにその反射波を測定することによって周囲の車両や障害物を検知するための電波レーダー装置を搭載することが実用されている。

この電波レーダー装置を車両に対してむき出しの状態で配置すると、車両の意匠性が損なわれるおそれがある。そのため、電波レーダー装置の車外側に、車両外部から同電波レーダー装置を隠蔽するように、電波透過カバー（以下、単に「カバー」）を配置することが実用されている（例えば特許文献１参照）。このカバーは、電波透過性を有しており、電波レーダー装置の電波放射方向における前側に電波伝搬経路を遮るように配置される。したがって、カバーを介して、電波レーダー装置から車外への電波の放射や反射波の車外から電波レーダー装置への入射が可能になっている。

ここで、こうしたカバーを設けると、電波レーダー装置から放射された電波の一部がカバーの電波レーダー装置側の面（裏面）で反射してしまう。そして、その反射波が電波レーダー装置によって受信されることによって、同電波レーダー装置の検知精度の低下を招くおそれがある。

特許文献１では、図９に示すように、カバー１２０に対する電波の入射角θが同電波の反射減衰量の大きくなる所定角度（特許文献１では、ブリュースター角［６０度］）になるように、カバー１２０が傾斜した状態で配置されている。これにより、カバー１２０の裏面で反射する反射波の影響が抑えられて、電波レーダー装置１１０による検知対象物の検知精度の低下が抑えられる。

特開２００７−２４８１６７号公報

上記カバーを採用することにより、電波レーダー装置の検知精度の低下が抑えられるものの、カバーの設置角度の設定範囲が限定されてしまう。これはカバーの搭載性、ひいては電波レーダー装置の搭載性を悪化させる一因になるため、この点において上記カバーは改善の余地がある。

本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、設置角度による影響を抑えつつ電波レーダー装置の検知精度の向上を図ることのできる電波透過カバーを提供することにある。

上記課題を解決するための電波透過カバーは、電波レーダー装置から放射される電波が内部を通過するように、前記電波レーダー装置の電波放射方向における前側に同電波レーダー装置と間隔を置いて配置される電波透過カバーにおいて、当該電波透過カバーの前記電波レーダー装置側の外面は、前記放射される電波が透過する範囲の少なくとも一部が、凹部の底から凸部の先端までの高さが５μｍ〜２００μｍの範囲の凹凸面からなる。

上記構成では、電波レーダー装置から放射された電波の一部が電波透過カバー（以下、単に「カバー」）を通過する前に同カバーの外面で反射するようになるとはいえ、その反射に際してカバー外面の凹凸によって電波が拡散するようになる。これにより、カバー外面で反射した反射波（外面反射波）のうちの電波レーダー装置によって受信される電波（ノイズ反射波）の電波強度を弱くすることができるため、外面反射波による影響を抑えて、電波レーダー装置による検知対象物（周囲の車両や障害物など）の検知精度の向上を図ることができる。

しかも上記構成では、電波レーダー装置から放射される電波がカバー外面の凹凸に照射されるのであれば、同凹凸における電波の拡散によって上記ノイズ反射波の電波強度を弱くすることができる。したがって上記構成によれば、電波レーダー装置の検知精度を高くすることに対するカバーの設置角度による影響を小さくすることができ、同カバーの設置角度を高い自由度で設定することができる。

上記電波透過カバーにおいて、前記透過する範囲の全体が前記凹凸面からなることが好ましい。
上記構成によれば、電波透過カバーの外面における上記電波レーダー装置から電波が照射される部分の全体、すなわち凹凸を形成することによって反射波を拡散させることの可能な部分の全体を凹凸面にすることができる。そのため、電波透過カバーの外面における反射に際して電波を適切に拡散させて、ノイズ反射波の電波強度を好適に弱くすることができる。

上記電波透過カバー、前記電波レーダー装置から遠い側の外面が車両外表面をなす車両外装部品であり、少なくとも前記電波レーダー装置側の部分が不透明な材料によって形成されていることが好ましい。

上記構成では、車両外装部品としてのカバーの上記電波レーダー装置側（車内側）の部分が不透明であり、同カバーの車内側の面が車外から見えなくなっている。上記構成によれば、そうしたカバーにおける車外から見えない部分に、車両の意匠性を低下させることのない態様で、反射波を拡散させるための凹凸を形成することができる。

上記電波透過カバーは、透明な材料からなるとともに前記電波放射方向における前側の部分をなす前方材と、不透明な材料からなるとともに前記電波放射方向における後ろ側の部分をなす基材と、前記前方材および前記基材の間に配置された意匠部と、を有する。

上記構成によれば、車外側から透明な前方材を透過して意匠部が見える構造のカバーの意匠性を低下させることのない態様で、同カバーに反射波を拡散させるための凹凸を形成することができる。

上記電波透過カバーは、前記電波放射方向における前側の部分をなす前方材と、前記電波放射方向における後ろ側の部分をなす基材と、を有しており、前記前方材と前記基材との対向面における前記放射される電波が透過する範囲の少なくとも一部が、凹部の底から凸部の先端までの高さが５μｍ〜２００μｍの範囲の凹凸面からなる。

上記構成によれば、電波レーダー装置から放射された電波の一部がカバーの内部（詳しくは、前方材と基材との対向面）で反射するとはいえ、その反射に際して上記対向面の凹凸によって電波が拡散するようになる。これにより、カバーの内部で反射した反射波のうちの電波レーダー装置によって受信される電波（ノイズ反射波）の電波強度を弱くすることができるため、同電波レーダー装置による検知精度の向上を図ることができる。

本発明の電波透過カバーによれば、設置角度による影響を抑えつつ電波レーダー装置の検知精度の向上を図ることができる。

一実施形態の電波透過カバーが適用される車両の概略構成を示す略図。 カバーの正面図。 カバーの平断面図。 カバーの背面図。 シボ深さの説明に用いる略図。 カバーによる作用を説明するための略図。 カバーのシボ深さと反射減衰量との関係を示すグラフ。 変形例の電波透過カバーの側面構造を示す略図。 従来の電波透過カバーおよび電波レーダー装置の配置態様を示す略図。

以下、電波透過カバーの一実施形態について説明する。
先ず、本実施形態の電波透過カバーが適用される車両の概略構成について説明する。
図１に示すように、車両１０の前部には、電波レーダー装置１１が搭載されている。この電波レーダー装置１１は、車両１０の前方（図１の左側）に向けて電波（ミリ波）を放射するとともにその反射波を測定することによって車両１０の周辺状況を検知する。

図１〜図３に示すように、車両１０の前部における上記電波レーダー装置１１よりも前方には、電波透過カバー（以下、カバー２０）が配置されている。このカバー２０は、電波レーダー装置１１から遠い側の外面（図２の紙面における手前側）、すなわち車外側の外面（表面２０Ａ）が車両外表面をなす外装部品（いわゆるエンブレム）である。このカバー２０によって、電波レーダー装置１１は車両１０の外部から隠蔽された状態になっている。

カバー２０は、電波レーダー装置１１の電波放射方向における前側（図１の左側）に、同電波レーダー装置１１の電波の伝搬経路（図１中の白抜きの矢印）を遮るように配置されている。詳しくは、電波レーダー装置１１から放射される電波および同装置１１に測定される反射波がカバー２０の中央部分（図２中に破線で示す電波透過範囲Ｓ１）を透過する態様で、カバー２０は電波レーダー装置１１の車外側に間隔を置いて配置されている。なお、図３中の一点鎖線および矢印Ｓ２で示す範囲は、電波レーダー装置１１から放射される電波が通過する範囲を示している。

次に、カバー２０の構造について具体的に説明する。
図２に示すように、カバー２０は、正面視（図１のＡ矢視）で略楕円形の板状をなしている。図３に示すように、カバー２０は、車内側（図３の下側）から順に、基材２３、塗装層２４、金属膜層２５、外面被覆板２６、およびハードコート層２７を有する多層構造になっている。なお図３では、理解を容易にするために、塗装層２４の厚さや金属膜層２５の厚さ、ハードコート層２７の厚さを実際の厚さよりも誇張して示している。

基材２３は不透明な黒色のアクリロニトル−エチレン−スチレン樹脂（ＡＥＳ樹脂）によって形成されており、塗装層２４は黒色のアクリル系の塗料によって形成されている。金属膜層２５は、インジウムからなる島状膜である。外面被覆板２６は無色透明のポリカーボネート（ＰＣ）によって形成されており、ハードコート層２７は無色透明のアクリル樹脂によって形成されている。

これらＡＥＳ樹脂（基材２３）、アクリル系の塗料（塗装層２４）、ＰＣ（外面被覆板２６）、アクリル樹脂（ハードコート層２７）はいずれも電波を透過する電波透過性を有する材料である。また、インジウムからなる島状膜（金属膜層２５）は電波を透過する電波透過性を有している。したがって、カバー２０は電波を透過する電波透過性を有している。

図１および図３に示すように、カバー２０は、車外側から順に、無色透明なハードコート層２７および外面被覆板２６、金属色の金属膜層２５、黒色の塗装層２４および基材２３が積層された構造になっている。そのため図２に示すように、カバー２０は、車外側から見た場合に、外面被覆板２６およびハードコート層２７を透過して、黒地（塗装層２４）に金属色（金属膜層２５）の模様（本実施形態では、外枠と文字［Ａ］）が視認可能になっている。

なお本実施形態では、ハードコート層２７および外面被覆板２６がカバー２０の電波放射方向における前側の部分をなす前方材に相当し、塗装層２４および金属膜層２５が、前方材および基材２３の間に配置された意匠部に相当する。

ここで、本実施形態では、カバー２０が設けられているために、電波レーダー装置１１から放射された電波の一部が同カバー２０の上記電波レーダー装置１１側の面（裏面２０Ｂ）において反射してしまう。そして、この反射波（以下、外面反射波）が電波レーダー装置１１によって受信されると、これが電波レーダー装置１１による検知対象物（周囲の車両や障害物など）の検知精度を低下させる一因になる。

この点をふまえて本実施形態では、外面反射波に起因する電波レーダー装置１１の検知精度の低下を抑えるために、カバー２０の裏面２０Ｂの一部を凹凸面２８によって構成している。以下、この凹凸面２８について具体的に説明する。

図４に示すように、凹凸面２８は、カバー２０の裏面２０Ｂの中央部分に定められた長方形状の形成範囲Ｓ３（図４中にドットハッチングで示す部分）の全面に形成されている。図４中に、電波レーダー装置１１から放射された電波が透過する電波透過範囲Ｓ４（図４中における一点鎖線で囲まれた範囲）を示す。本実施形態では、凹凸面２８の形成範囲Ｓ３が電波透過範囲Ｓ４の全体を含む範囲になっており、詳しくは、電波透過範囲Ｓ４よりも上下左右の四方向において若干（数ｍｍ）大きい範囲になっている。

凹凸面２８は、シボ地状（詳しくは、梨地状）に形成されている。凹凸面２８を構成するシボ地としてはシボ深さが１０μｍのものが採用されている。なお図５に示すように、シボ深さとは、凹凸面２８における凹部の底から凸部の先端までの高さ（図５中に「Ｈ」で示す高さ）のことである。

以下、本実施形態のカバー２０による作用について説明する。
図６に示すように、電波レーダー装置１１から放射された電波（図中に白抜きの矢印で示す）はカバー２０を通過して車外に放射されるようになる。このとき電波レーダー装置１１から放射された電波の一部は、カバー２０を通過する前にカバー２０の裏面２０Ｂで反射して、車内側に戻るようになる。

本実施形態では、カバー２０の裏面２０Ｂにおける電波が透過する部分（電波透過範囲Ｓ４［図４参照］）、すなわち電波レーダー装置１１から放射された電波が照射される部分が凹凸面２８をなしている。そのため、図６中に矢印Ｗ１で示すように、カバー２０の裏面２０Ｂ（凹凸面２８）での電波の反射に際しては、同凹凸面２８を構成する凹凸によって電波が乱反射して拡散するようになる。これにより、カバー２０の裏面２０Ｂで反射した電波（前記外面反射波）のうちの電波レーダー装置１１によって受信される電波（以下、ノイズ反射波）の電波強度を弱くすることができる。したがって、電波レーダー装置１１によって検知対象物を検知する際における上記外面反射波の影響を抑えることができ、電波レーダー装置１１の検知精度を向上させることができる。

なお本実施形態によれば、電波レーダー装置１１から放射される電波がカバー２０の裏面２０Ｂの凹凸面２８に照射されるのであれば、カバー２０の設置角度が如何なる角度であっても、同凹凸面２８における電波の拡散によって上記ノイズ反射波の電波強度を弱くすることが可能になる。このことから本実施形態のカバー２０は、裏面２０Ｂの電波透過範囲Ｓ４を滑らかな面によって構成した比較例のカバーと比べて、電波レーダー装置１１の検知精度を高くすることに対するカバー設置角度による影響が小さいと云える。したがって本実施形態のカバー２０は、比較例のカバーと比べて、設置角度を高い自由度で設定することができる。

本実施形態では、カバー２０の裏面２０Ｂにおける電波透過範囲Ｓ４（図４）の全体、すなわち凹凸を形成することによって外面反射波を拡散させることの可能な部分の全体が凹凸面２８になっている。そのため、電波透過範囲Ｓ４の一部のみを凹凸面にする場合と比較して、カバー２０の裏面２０Ｂにおける電波の反射に際して同電波を適切に拡散させてノイズ反射波の電波強度を好適に弱くすることができるようになる。

カバー２０は車両１０の外装部品であり、車外側から透明な前方材（ハードコート層２７および外面被覆板２６）を透過して意匠部（塗装層２４および金属膜層２５）が見える構造になっている。またカバー２０は、車内側の部分（基材２３）が不透明であり、車内側の外面をなす裏面２０Ｂが車外から見えなくなっている。本実施形態では、そうしたカバー２０の裏面２０Ｂに、反射波を拡散させるための凹凸（凹凸面２８）が形成されている。そのため、カバー２０そのものの意匠性や同カバー２０が設けられた車両１０の意匠性を低下させることのない態様で、同カバー２０に凹凸を形成することができる。

ここで、上記凹凸面２８を構成するシボ地のシボ深さを定めるのに先立ち、発明者等は、カバー２０による電波の反射減衰量とシボ深さとの関係を測定する実験を行った。この実験は、エッチングによるシボ加工とアルミナ粒子およびガラスビーズを用いたショットブラストによる仕上げ加工とを通じてシボ深さ（５μｍ〜２００μｍ）の異なるシボ地（凹凸面）を裏面に形成した複数の実験用カバーと、裏面における電波透過範囲Ｓ４を滑らかな面によって構成した比較用カバーとを用いて行った。そして、電波レーダー装置１１の電波放射方向の前側に実験用カバー（あるいは比較用カバー）を配置して、同電波レーダー装置１１からカバーの裏面に向けて電波を放射したときの同カバーによる電波の反射減衰量を測定した。

図７に上記関係を測定した結果を示す。なお反射減衰量の絶対値が大きいほど、ノイズ反射波の電波強度が弱くなって、同ノイズ反射波による電波レーダー装置１１の検知精度に対する影響が小さくなっていることを示している。

図７に実線で示すように、カバー２０の裏面２０Ｂに形成されるシボ地のシボ深さが実験を行った範囲（５μｍ〜２００μｍ）で設定される場合には、比較用カバーによる電波の反射減衰量（図７中に「Ｇ」で示す）の絶対値と比べて、カバー２０による電波の反射減衰量の絶対値が大きくなることが確認された。このことから、シボ深さが上記範囲（５μｍ〜２００μｍ）のシボ地をカバー２０の裏面２０Ｂ（凹凸面２８）に形成することにより、シボ地を形成せずに滑らかな面とする場合と比較して、ノイズ反射波による電波レーダー装置１１の検知精度に対する影響が小さく抑えられるようになることが分かる。

また図７中に上記関係が示す傾向を一点鎖線で示すように、上記範囲（５μｍ〜２００μｍ）でシボ深さが設定される場合には、シボ深さを深くするほど、カバー２０による電波の反射減衰量の絶対値が大きくなる傾向があることが確認された。このことから、シボ深さを深くするほど、前記ノイズ反射波による電波レーダー装置１１の検知精度に対する影響が小さく抑えられるようになることが分かる。ただし、シボ深さを深くし過ぎると、基材２３の厚さが部分的に薄くなることによる強度低下を招いたり、シボ地の形状が形成し難い形状になったりするおそれがあることも分かっている。

こうした実験結果から、凹凸面２８を構成するシボ地のシボ深さについての好ましい範囲は「１０μｍ〜５０μｍ」であることが確認された。これをふまえて本実施形態ではカバー２０の凹凸面２８を構成するシボ地のシボ深さが１０μｍに設定されている。

なお、発明者等によって行われた各種実験の結果から、カバー２０の裏面２０Ｂの電波透過範囲Ｓ４をシボ深さが上記範囲（５μｍ〜２００μｍ）のシボ地にした場合と滑らかな面にした場合とで、カバー２０による電波の透過減衰量がさほど変化しない（具体的には、−０．２５ｄＢ〜−０．３０ｄＢの値になる）ことも確認されている。このことから、カバー２０の裏面２０Ｂの電波透過範囲Ｓ４がシボ地状の凹凸面２８によって構成されているとはいえ、裏面２０Ｂの電波透過範囲Ｓ４を滑らかな面によって構成した比較用カバーと比べて、カバー２０を透過して車外側に放射される放射波の電波強度は殆ど変化しないことが分かる。したがって本実施形態によれば、ノイズ反射波による影響を抑えるためにカバー２０の裏面２０Ｂにシボ地状の凹凸面２８が形成されるとはいえ、この凹凸面２８に起因して、放射波を利用した電波レーダー装置１１による検知対象物の検知についての検知精度が低下することは抑えられる。

以上説明したように、本実施形態によれば、以下に記載する効果が得られる。
（１）カバー２０の裏面２０Ｂにおける電波透過範囲Ｓ４を、シボ深さが１０μｍのシボ地からなる凹凸面２８にした。そのため、電波レーダー装置１１によって検知対象物を検知する際における前記外面反射波の影響を抑えて、電波レーダー装置１１の検知精度を向上させることができる。しかも、裏面２０Ｂの電波透過範囲Ｓ４を滑らかな面によって構成した比較例のカバーと比べて、カバー２０の設置角度を高い自由度で設定することもできる。

（２）カバー２０の裏面２０Ｂにおける電波透過範囲Ｓ４の全体を凹凸面２８によって構成した。そのため、ノイズ反射波の電波強度を好適に弱くすることができる。
（３）車両外装部品としてのカバー２０の車内側の部分（基材２３）を不透明な材料によって形成するとともに、同基材２３の車内側の外面である裏面２０Ｂの一部を凹凸面２８にした。これにより、カバー２０の車外から見えない部分に、車両１０の意匠性を低下させることのない態様で、外面反射波を拡散させるための凹凸を形成することができる。

（４）車外側から透明な前方材（ハードコート層２７および外面被覆板２６）を透過して意匠部（塗装層２４および金属膜層２５）が見える構造のカバー２０に、同カバー２０の意匠性を低下させることのない態様で、外面反射波を拡散させるための凹凸を形成することができる。

＜変形例＞
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・凹凸面２８を構成するシボ地のシボ深さは、５μｍ〜２００μｍの範囲であれば変更可能である。この場合には、凹凸面２８の周縁部分のシボ深さよりも中央部分のシボ深さを深くするなど、凹凸面２８の各部のシボ深さを不均一にすることもできる。

・カバー２０の裏面２０Ｂにおける凹凸面２８を構成する凹凸としては、梨地状のシボ地を採用することに限らず、布目模様のシボ地や、ヘアライン模様のシボ地、幾何学模様のシボ地など、任意の模様をなす凹凸を採用することができる。

・カバー２０の裏面２０Ｂの全面を所定の凹凸（例えば梨地状のシボ地）によって構成される凹凸面２８にしてもよい。また、電波透過範囲Ｓ４の一部のみを、所定の凹凸によって構成される凹凸面２８にすることなども可能である。

・図８に概念的に示すように、基材２３と外面被覆板２６との対向面（詳しくは、基材２３の車外側の面や外側被覆板２６の車内側の面）における電波透過範囲（図３の「Ｓ２」参照）の一部または全面に、シボ深さが５μｍ〜２００μｍの範囲のシボ地からなる凹凸面３０を形成してもよい。こうした構成によれば、電波レーダー装置１１から放射された電波の一部がカバー２０の内部（詳しくは、基材２３と外面被覆板２６との対向面）で反射するとはいえ、その反射に際して上記凹凸面３０の凹凸によって電波が乱反射して拡散するようになる（図８中に矢印Ｗ２で示す）。これにより、カバー２０の内部で反射した反射波のうちの電波レーダー装置１１によって受信される電波（ノイズ反射波）の電波強度を弱くすることができる。したがって、電波レーダー装置１１による検知精度の向上を図ることができる。

・カバー２０の表面２０Ａにおける電波透過範囲Ｓ１（図２参照）に、所定の凹凸（例えば梨地状のシボ地）によって構成される凹凸面を形成してもよい。こうした構成によれば、電波レーダー装置１１から放射された電波の一部がカバー２０の表面２０Ａ（詳しくは、表面２０Ａと空気との界面）で反射するようになるとはいえ、その反射に際してカバー２０の表面２０Ａの凹凸によって電波が乱反射して拡散するようになる。これにより、カバー２０の表面２０Ａで反射した反射波のうちの電波レーダー装置１１によって受信される電波（ノイズ反射波）の電波強度を弱くすることができる。

・外面被覆板２６やハードコート層２７を、有色透明（黒色透明や青色透明など）な材料によって形成してもよい。
・上記実施形態のカバー２０における凹凸面２８を形成する構成は、例えば全体が不透明な材料によって形成された電波透過カバーなど、車外側の部分が不透明な材料によって形成されたカバーにも適用することができる。

・上記実施形態のカバー２０は、車外から見えない位置に設けられた電波透過カバーにも適用することができる。
・マイクロ波を放射する電波レーダー装置が搭載された車両にも、上記実施形態のカバー２０は適用可能である。

１０…車両、１１…電波レーダー装置、２０…カバー、２０Ａ…表面、２０Ｂ…裏面、２３…基材、２４…塗装層、２５…金属膜層、２６…外面被覆板、２７…ハードコート層、２８，３０…凹凸面。

Claims (5)

1. 電波レーダー装置から放射される電波が内部を通過するように、前記電波レーダー装置の電波放射方向における前側に同電波レーダー装置と間隔を置いて配置される電波透過カバーにおいて、
   当該電波透過カバーの前記電波レーダー装置側の外面は、前記放射される電波が透過する範囲の少なくとも一部が、凹部の底から凸部の先端までの高さが５μｍ〜２００μｍの範囲の凹凸面からなる
   ことを特徴とする電波透過カバー。
2. 前記透過する範囲の全体が前記凹凸面からなる
   請求項１に記載の電波透過カバー。
3. 前記電波透過カバーは、前記電波レーダー装置から遠い側の外面が車両外表面をなす車両外装部品であり、少なくとも前記電波レーダー装置側の部分が不透明な材料によって形成されている
   請求項１または２に記載の電波透過カバー。
4. 前記電波透過カバーは、透明な材料からなるとともに前記電波放射方向における前側の部分をなす前方材と、不透明な材料からなるとともに前記電波放射方向における後ろ側の部分をなす基材と、前記前方材および前記基材の間に配置された意匠部と、を有する
   請求項３に記載の電波透過カバー。
5. 前記電波透過カバーは、前記電波放射方向における前側の部分をなす前方材と、前記電波放射方向における後ろ側の部分をなす基材と、を有しており、
   前記前方材と前記基材との対向面における前記放射される電波が透過する範囲の少なくとも一部が、凹部の底から凸部の先端までの高さが５μｍ〜２００μｍの範囲の凹凸面からなる
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の電波透過カバー。

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