JP7043001B2

JP7043001B2 - ミリ波レーダーユニット

Info

Publication number: JP7043001B2
Application number: JP2018198640A
Authority: JP
Inventors: 弘貴福井; 悠紀倉滿; 義治田中
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2018-10-22
Filing date: 2018-10-22
Publication date: 2022-03-29
Anticipated expiration: 2038-10-22
Also published as: JP2020068069A

Description

本発明は、ミリ波レーダーユニットに関する。

従来、車両のフロントグリルに取り付けられたエンブレムを透過させて、先行する走行車両などを電波により検知するためのミリ波を車両前方に照射する技術が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。特許文献１、２に記載の技術においては、エンブレムが発光する機能も備えられている。

これらの技術においては、ミリ波を発するミリ波レーダー及び可視光を発する発光素子がエンブレムの裏側に設置される。そして、エンブレムをむらなく均一に発光させるため、発光素子から発せられた光は、導光体の内部を伝播した後、エンブレムの前方に照射される。

特開２０１１－９３３７８号公報特開２０１７－７４８１８号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載の技術においては、発光素子から発せられる光を、導光体を介して間接的に取り出すため、発光強度を大きくすることが難しい。このため、昼間の屋外など、明るい環境下でのエンブレムの発光の視認性を確保することが難しい。

本発明の目的は、ミリ波レーダーと発光素子を備え、エンブレムを均一かつ高い強度で発光させることのできるミリ波レーダーユニットを提供することにある。

本発明の一態様は、上記目的を達成するために、下記［１］～［５］のミリ波レーダーユニットを提供する。

［１］第１の開口部及び第２の開口部を有する筐体と、前記第１の開口部を塞ぐように前記筐体に取り付けられたミリ波レーダーと、前記第２の開口部を塞ぐように前記筐体に取り付けられた、エンブレムとしてのカバー本体を有するカバーと、前記筐体内に設置された、可視光を発する発光素子と、を備え、前記カバー本体が、前記カバー本体の表側に位置し、裏面が加飾された、透明部材からなる第１の層と、前記第１の層の前記裏面を覆うように前記第１の層に積層された、透明拡散材からなる第２の層とを有し、前記発光素子から発せられた可視光が、前記第２の層に直接進入し、前記第１の層を透過して外部へ照射され、前記ミリ波レーダーから発せられたミリ波が、前記カバー本体を透過して外部へ照射される、ミリ波レーダーユニット。
［２］前記筐体の内部へ水分や塵が入り込むことを防止する密閉構造を有する、上記［１］に記載のミリ波レーダーユニット。
［３］前記筐体が、車両のフロントグリルに固定するための固定部を有する、上記［１］又は［２］に記載のミリ波レーダーユニット。
［４］前記第１の層と前記第２の層の界面の外周を覆うように、前記第１の層及び前記第２の層に接して設けられた、環状の加飾部材を備え、前記加飾部材が前記第２の層に機械的に固定され、前記加飾部材と前記第１の層との密着性が、前記第１の層と前記第２の層との密着性よりも高い、上記［１］～［３］のいずれか１項に記載のミリ波レーダーユニット。
［５］前記加飾部材の外周側面に凸部が設けられ、前記第２の層の前記加飾部材と接する面に、前記凸部が隙間なく嵌まる凹部が設けられた、上記［１］～［４］のいずれか１項に記載のミリ波レーダーユニット。

本発明によれば、ミリ波レーダーと発光素子を備え、エンブレムを均一かつ高い強度で発光させることのできるミリ波レーダーユニットを提供することができる。

図１は、実施の形態に係るミリ波レーダーユニットの正面図である。図２は、図１の切断線Ａ－Ａにおいて切断されたミリ波レーダーユニットの水平断面図である。図３は、図１の切断線Ｂ－Ｂにおいて切断されたミリ波レーダーユニットの垂直断面図である。図４は、図３の部分拡大図である。

〔実施の形態〕
図１は、実施の形態に係るミリ波レーダーユニット１の正面図である。図２は、図１の切断線Ａ－Ａにおいて切断されたミリ波レーダーユニット１の水平断面図である。図３は、図１の切断線Ｂ－Ｂにおいて切断されたミリ波レーダーユニット１の垂直断面図である。

ミリ波レーダーユニット１は、開口部２１及び開口部２２を有する筐体２０と、開口部２２を塞ぐように筐体２０に取り付けられたミリ波レーダー３０と、開口部２１を塞ぐように筐体２０に取り付けられた、ミリ波レーダー３０から発せられるミリ波を透過する領域を有するカバー１０と、を備える。

ミリ波レーダー３０から発せられたミリ波は、カバー１０を透過して、外部へ照射される。ミリ波レーダーユニット１は、カバー１０が車両前方を向くように車両のフロントグリル６０に組み付けられる。このため、ミリ波レーダーユニット１から発せられたミリ波は車両前方に発せられる。

ミリ波レーダーユニット１は、フロントグリル６０のミリ波レーダーユニット１を嵌め込むための穴に、正面から嵌め込まれ、固定される。車両の軽衝突時、フロントグリル６０のミリ波レーダーユニット１との結合部が破損し、ミリ波レーダーユニット１は車両の後方に向かって押し込まれる。

押し込まれることによって衝突によるエネルギーを逃がすことができるため、軽衝突時におけるミリ波レーダーユニット１の破損を抑えることができる。すなわち、ミリ波レーダーユニット１を構成するカバー１０の破損も抑えられる。

なお、ミリ波レーダーユニット１は、カバー１０の表面のみが視認されるようにフロントグリル６０の正面から組み付けられるため、ミリ波レーダーユニット１を組付け方向（図２の上から下へ向かう方向、図３の左から右へ向かう方向であり、例えば、ミリ波レーダー３０の厚さ方向）に見たときの、ミリ波レーダーユニット１に含まれるカバー１０以外の部材の大きさは、カバー１０の大きさ以下であることが好ましい。

また、ミリ波レーダーユニット１においては、カバー１０とミリ波レーダー３０が同じユニット内に搭載されるため、カバー１０とミリ波レーダー３０の相対的な位置精度がよい。

一般的に、ミリ波レーダーから発せられるミリ波の進行をエンブレムがなるべく阻害しないよう、エンブレムとミリ波レーダーには高い位置精度が要求される。従来技術においては、エンブレムとミリ波レーダーの間に、車両の車体（ボデー）、バンパー、フロントグリルなどの複数の部材が介在するため、エンブレムとミリ波レーダーの相対的な位置決めを精度よく行うことが困難であった。

ミリ波レーダーユニット１においては、ミリ波レーダーユニット１内においてカバー１０とミリ波レーダー３０の相対的な位置決めが完結するため、カバー１０とミリ波レーダー３０の相対的な位置精度を高めることができる。さらに、ミリ波レーダーユニット１としてまとめて車両に組み付けることができるため、従来技術と比較して、カバー１０とミリ波レーダー３０の組み付けが容易である。

カバー１０は、エンブレムとしてのカバー本体１１と、カバー本体１１の外周側面及び裏面の外縁に接してカバー本体１１を支持する、筒状の支持部材１２とを有する。カバー１０の典型的な形状は、図２、図３に示されるような、湾曲した板状である。

カバー本体１１の中央を含む一部の領域は、ミリ波レーダーユニット１から発せられたミリ波を透過させるミリ波透過領域であり、少なくともそのミリ波透過領域における厚さは一定であることが好ましい。これは、カバー本体１１を透過するミリ波の進行の阻害を抑えるためである。また、カバー本体１１は、加飾により意匠が形成され、エンブレムとして機能する。

カバー本体１１は、カバー本体１１の表側に位置し、裏面が加飾された、透明部材からなる第１の層１１ａと、第１の層１１ａの裏面を覆うように第１の層１１ａに積層された、透明拡散材からなる第２の層１１ｂを有する。なお、第２の層１１ｂが透明拡散材からなるのは、ミリ波レーダーユニット１に後述する発光機能を持たせるためである。

ここで、加飾とは、凹凸の形成や着色により装飾することを指す。第１の層１１ａは裏面に加飾による凹凸を有するが、第２の層１１ｂを積層して、カバー本体１１全体として（少なくともミリ波が透過する領域において）厚さが一定になるように形成される。なお、図１においては、カバー本体１１の加飾による装飾は省略されている。

図４は、図３の部分拡大図であり、カバー１０の詳細な構造を示す。第１の層１１ａの裏面には凹凸が形成され、その凹凸の凸部分上に塗装膜１１ｃが形成されている。そして、塗装膜１１ｃが形成された第１の層１１ａの裏面の全面上に、金属膜１１ｄが形成されている。第２の層１１ｂは、塗装膜１１ｃ及び金属膜１１ｄを介して、第１の層１１ａに積層されている。

第１の層１１ａは、ポリカーボネートなどの透明部材からなる。塗装膜１１ｃは、印刷による塗料の塗布などにより形成される有色の膜であり、塗装膜１１ｃの色を外部から視認することができる。金属膜１１ｄは、蒸着、スパッタなどにより形成され、金属膜１１ｄの金属の色を外部から視認することができる。第２の層１１ｂは、アクリル等の透明拡散材からなり、塗装膜１１ｃ及び金属膜１１ｄが形成された第１の層１１ａをインサート部品とするインサート成型などにより形成される。

なお、第２の層１１ｂの成型時の樹脂温度や射出圧力が高すぎると、加飾が損傷受ける、例えば、塗装膜１１ｃや金属膜１１ｄが剥離するおそれがある。このため、第２の層１１ｂの材料として、低温で高い流動性を得ることのできるアクリル等の材料を用いることが好ましい。

また、図４に示されるように、第１の層１１ａと第２の層１１ｂの密着を補強し、塗装膜１１ｃや金属膜１１ｄにより構成される加飾面を水などの侵入から保護することができる加飾部材１６がカバー本体１１に含まれることが好ましい。加飾面に水が入ると、金属膜１１ｄなどが腐食し、また、塗装膜１１ｃや金属膜１１ｄの材料によっては、カバー本体１１のミリ波の透過性に支障が出る。

加飾部材１６は、加飾面が含まれる第１の層１１ａと第２の層１１ｂの界面の外周を覆うように、第１の層１１ａ及び第２の層１１ｂに接して設けられた環状の部材である。加飾部材１６は、加飾に用いられる有色（白色、黒色を含む）の部材であるが、第１の層１１ａと第２の層１１ｂの密着を補強する機能を併せ持つ。加飾部材１６は、後述する凸部１６ａなどにより機械的に第２の層１１ｂに固定され、加飾部材１６と第１の層１１ａとの密着性は、第１の層１１ａと第２の層１１ｂとの密着性よりも高い。

例えば、第１の層１１ａがポリカーボネートからなり、第２の層１１ｂがアクリルからなる場合は、加飾部材１６の材料としてポリカーボネートを用いることができる。

また、図４に示されるように、加飾部材１６の外周側面にアンカー形状の凸部１６ａが設けられ、第２の層１１ｂの加飾部材１６と接する面に、凸部１６ａが隙間なく嵌まるアンダー形状の凹部１１ｅが設けられていることが好ましい。これによって、加飾部材１６を第２の層１１ｂへ固定することができる。

また、ミリ波レーダー３０の重さによる、支持部材１２のカバー本体１１からの脱離を防ぐため、図４に示されるように、カバー本体１１の外周側面にアンダー形状の凹部１１ｆが設けられ、支持部材１２のカバー本体１１の外周側面に接する面に、凹部１１ｆに隙間なく嵌まるアンダー形状の凸部１２ｂが設けられていることが好ましい。

筐体２０は、典型的には、開口部２１と開口部２２を両端の開口部とする筒状の形状を有する。なお、筒状である場合の筐体２０の断面形状は特に限定されず、例えば、円形、角形、楕円形、略多角形などである。筐体２０の材料としては、例えば、ＡＥＳなどを用いることができる。特に、筐体２０内に発光素子５０を搭載する場合は、光漏れを防ぐため、筐体２０は、酸化チタン等の白色染料を含む白色の部材又はカーボンブラック等の黒色染料を含む黒色の部材であることが好ましく、黒色の部材であることがより好ましい。

筐体２０は、支持部材１２の筐体２０側の環状の端部１２ａを嵌め込む環状の溝２０ａを支持部材１２との接続部に有する。支持部材１２の端部１２ａは、支持部材１２の溝２０ａ内に、ホットメルト接着剤などの防水性を有する接着剤４０を介して嵌め込まれる。これによって、支持部材１２と筐体２０の接続部における隙間から筐体２０の内部に水分や塵が入り込むことを防止できる。

筐体２０とミリ波レーダー３０は、例えば、ネジ止めにより接続される。図２に示される例では、ネジ４１を用いてミリ波レーダー３０を筐体２０にネジ止めするためのネジ穴２０ｂと穴３１をそれぞれ有する。ミリ波レーダー３０の穴３１は、ミリ波レーダー３０の側方に突出する板状部分３０ａに設けられる。筐体２０とミリ波レーダー３０は、ミリ波レーダー３０側からネジ４１によってネジ止めされる。ネジ４１による筐体２０とミリ波レーダー３０のネジ止め部は、複数箇所、例えば２箇所設けられる。

また、筐体２０とミリ波レーダー３０の環状の隙間は、Ｏリング等の環状のシール部材４２で塞がれる。これによって、ミリ波レーダー３０と筐体２０の隙間から筐体２０の内部に水分や塵が入り込むことを防止できる。

上述のように、ミリ波レーダーユニット１は、支持部材１２と筐体２０の接続部における接着剤４０、及びミリ波レーダー３０と筐体２０の間のシール部材４２による密閉構造を有し、筐体２０の内部へ水分や塵が入り込むことが防止されている。このため、水分や塵によるミリ波レーダー３０のレーダー性能の低下を抑え、また、筐体２０内の部材を水分や塵による腐食や汚れから守ることができる。

ミリ波レーダーユニット１は、筐体２０においてフロントグリル６０に固定される。すなわち、筐体２０は、ミリ波レーダーユニット１をフロントグリル６０に固定するための固定部を有する。この筐体２０の固定部は、例えば、図３に示されるネジ穴２０ｃを有する部分である。

図３に示される例では、筐体２０とフロントグリル６０は、ネジ４３を用いて筐体２０をフロントグリル６０にネジ止めするためのネジ穴２０ｃと穴６１をそれぞれ有する。フロントグリル６０の穴６１は、フロントグリル６０から筐体２０側に突出する板状部分６０ａに設けられる。筐体２０とフロントグリル６０は、フロントグリル６０側からネジ４３によってネジ止めされる。ネジ４３による筐体２０とフロントグリル６０のネジ止め部は、複数箇所、例えば３箇所設けられる。

また、図３に示されるように、フロントグリル６０の本体と板状部分６０ａの境界近傍には、局所的に厚みが小さくなった部分である折れ点６２が設けられていることが好ましい。折れ点６２は、例えば、フロントグリル６０の本体と板状部分６０ａの境界上の線状の溝により構成される。

折れ点６２は、車両が軽衝突した際にフロントグリル６０の破損を誘発する部分である。車両が軽衝突した際に、折れ点６２においてフロントグリル６０が破損することにより、ミリ波レーダーユニット１が車両の後方に向かって押し込まれ、ミリ波レーダーユニット１の破損が抑えられる。

また、ミリ波レーダーユニット１は、カバー本体１１が発光する発光機能を有する。この発光機能の役割としては、例えば、エンブレム発光による、夜間のブランド表現やオーナー（自動車の所有者）がロック解除をしたときのおもてなし表現が挙げられる。また、この発光機能により、自動運転時の車両表示（自動運転中であることがわかる表示）を行ってもよい。

この発光機能のため、図２、図３に示されるように、筐体２０内に可視光を発する発光素子５０が設置され、かつ、カバー本体１１の加飾面の金属膜１１ｄがハーフ蒸着などにより可視光が透過できる厚さに形成され、第２の層１１ｂが透明拡散材で形成される。

発光素子５０から発せられた可視光は、カバー本体１１を透過して外部へ照射される。具体的には、発光素子５０から発せられた光は、第２の層１１ｂに直接進入し、金属膜１１ｄ及び第１の層１１ａを透過して、外部（車両前方）へ照射される。このため、金属膜１１ｄにより形成される模様、例えばエンブレムマークが発光する。

ミリ波レーダーユニット１においては、発光素子５０を筐体２０内に設置し、ミリ波レーダーユニット１としてカバー１０とまとめて車両に組み付けることができるため、車両への取り付け及びカバー１０に対する位置決めが容易である。また、筐体２０の内部は密閉されているため、水や塵の進入による発光機能の低下を抑えることができる。

また、ミリ波レーダーユニット１においては、発光素子５０から発せられる光がカバー本体１１に直接照射されるため、導光体を介してカバー本体１１に照射する場合と比較して、発光強度を大きくすることができる。このため、昼間の屋外など、明るい環境下でもエンブレムの発光の視認性を確保できる。

また、第２の層１１ｂを透明拡散材で形成することにより、第２の層１１ｂに進入した光を拡散させ、発光素子５０から発せられる光をカバー本体１１に直接照射することより生じ得る発光面内の明るさのばらつき（粒々感）を抑え、エンブレムを均一に発光させることができる。なお、第２の層１１ｂにおける拡散材の含有量は、ミリ波レーダー３０から発せられるミリ波の透過を阻害しない範囲内に設定される。

発光素子５０は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）又はレーザーダイオード（ＬＤ）であり、典型的には、ＬＥＤが用いられる。ＬＥＤは、小型の発光素子であり、また、消費電力、発熱量が小さく、かつ長寿命であるため、発光素子５０としての使用に適している。発光素子５０は、例えば、筐体２０内に設置された配線基板５１上に搭載される。

ミリ波レーダーユニット１は、典型的には、カバー本体１１のある程度広い領域を発光させるため、複数の発光素子５０を備える。複数の発光素子５０は、各々の光の照射範囲に応じて、様々な角度で設置される。また、発光素子５０から発せられる光を集光して特定の範囲（例えばカバー本体１１の中央部）に照射するため、フレネルレンズや凸レンズなどの集光部材５２を用いてもよい。

発光素子５０、配線基板５１、集光部材５２や、これらを支持するための筐体２０の支持部２０ｄは、図２、図３に示されるように、ミリ波レーダー３０から発せられるミリ波を遮らないように、ミリ波の照射範囲外に設置される。

（実施の形態の効果）
上記実施の形態に係るミリ波レーダーユニット１においては、発光素子５０から発せられる光がカバー本体１１に直接照射されるため、導光体を介してカバー本体１１に照射する場合と比較して、発光強度を大きくすることができる。このため、昼間の屋外など、明るい環境下でもエンブレムの発光の視認性を確保できる。

また、第２の層１１ｂを透明拡散材で形成することにより、第２の層１１ｂに進入した光を拡散させ、発光素子５０から発せられる光をカバー本体１１に直接照射することより生じ得る発光面内の明るさのばらつき（粒々感）を抑え、エンブレムを均一に発光させることができる。

また、ミリ波レーダーユニット１においては、発光素子５０を筐体２０内に設置し、ミリ波レーダーユニット１としてカバー１０とまとめて車両に組み付けることができるため、車両への取り付け及びカバー１０に対する位置決めが容易である。また、筐体２０の内部は密閉されているため、水や塵の進入による発光機能の低下を抑えることができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。

また、上記の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

１ミリ波レーダーユニット
１０カバー
１１カバー本体
１１ａ第１の層
１１ｂ第２の層
１１ｃ塗装膜
１１ｄ金属膜
１１ｅ凹部
１６加飾部材
１６ａ凸部
２０筐体
２０ｃネジ穴
３０ミリ波レーダー
５０発光素子

Claims

第１の開口部及び第２の開口部を有する筐体と、
前記第１の開口部を塞ぐように前記筐体に取り付けられたミリ波レーダーと、
前記第２の開口部を塞ぐように前記筐体に取り付けられ、エンブレムとしてのカバー本体と、一端が前記カバー本体の外周側面及び裏面の外縁に接して前記カバー本体を支持するとともに他端が前記筐体に接続される支持部材を有するカバーと、
前記筐体内に設置された、可視光を発する発光素子と、
を備え、
前記カバー本体が、前記カバー本体の表側に位置し、裏面が加飾された、透明部材からなる第１の層と、前記第１の層の前記裏面を覆うように前記第１の層に積層された、透明拡散材からなる第２の層とを有し、
前記カバー本体の前記外周側面に設けられたアンダー形状の凹部と、前記支持部材の前記カバー本体の前記外周側面に接する面に設けられたアンダー形状の凸部が、隙間なく嵌まることにより前記支持部材の前記カバー本体からの離脱を防ぐように構成され、
前記発光素子から発せられた可視光が、前記第２の層に直接進入し、前記第１の層を透過して外部へ照射され、
前記ミリ波レーダーから発せられたミリ波が、前記カバー本体を透過して外部へ照射される、
ミリ波レーダーユニット。
前記筐体の内部へ水分や塵が入り込むことを防止する密閉構造を有する、
請求項１に記載のミリ波レーダーユニット。
前記筐体が、車両のフロントグリルに固定するための固定部を有する、
請求項１又は２に記載のミリ波レーダーユニット。
前記第１の層と前記第２の層の界面の外周を覆うように、前記第１の層及び前記第２の層に接して設けられた、環状の加飾部材を備え、
前記加飾部材が前記第２の層に機械的に固定され、
前記加飾部材と前記第１の層との密着性が、前記第１の層と前記第２の層との密着性よりも高い、
請求項１～３のいずれか１項に記載のミリ波レーダーユニット。
前記加飾部材の外周側面に凸部が設けられ、
前記第２の層の前記加飾部材と接する面に、前記凸部が隙間なく嵌まる凹部が設けられた、
請求項４に記載のミリ波レーダーユニット。