JP7095625B2 - 車載用レーダ装置 - Google Patents

Description

本開示は、電波を送受信可能なレーダアンテナパターン部を備え、車両に搭載される車載用レーダ装置に関する。

従来、各種レーダ装置では、プリント基板等に実装されたレーダアンテナパターン部を、レドーム又はレドムと呼ばれるカバーで覆うことが考えられている。更に、その場合、レーダアンテナパターン部が送受信する電波がカバーによって反射される影響を軽減するため、カバーをアンテナ開口面に対して傾斜させることが提案されている。そうすることにより、カバーからアンテナ開口面に向けて反射される反射波の位相が場所によって異なり、反射波同士が相殺し合うことによって反射波の影響が軽減されるというのである。例えば、下記特許文献１には、カバー（すなわち、レドーム）を、アンテナ開口面を底面とした四角錐状に構成するという技術が提案されている。

特開２００９－２８４２８７号公報

しかしながら、発明者の詳細な検討の結果、カバーを角錐状に構成すると、側稜や頂点を電波が通過するときに当該電波が乱れるという課題が見出された。すなわち、側稜や頂点といった、カバー表面の電波に対する角度が急変する箇所が電波の通過範囲に存在すると、その箇所を通るときに電波が乱れるのである。レーダアンテナパターン部が送信した電波がそのように乱されたり、そのような乱された電波がレーダアンテナパターン部によって受信されたりすると、車載用レーダ装置において物体等の検出精度を向上させる妨げとなる可能性がある。

本開示の１つの局面は、カバーによる反射の影響を軽減でき、かつ、装置の筐体サイズを抑制して車両への搭載性を高めることができ、かつ、レーダアンテナパターン部に送受信される電波がカバーを通過する際に乱されるのも抑制できる車載用レーダ装置を提供することにある。

本開示の１つの態様による車載用レーダ装置は、第１のレーダアンテナパターン部（７１Ｃ，７１Ｆ）と、第２のレーダアンテナパターン部（７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｄ，７１Ｅ）と、プリント基板（７０）と、カバー（１０）と、を備える。また、前記カバーは、第１斜面（１１）と、第２斜面（１２）と、稜線部（１３）とを備える。

第１のレーダアンテナパターン部は、電波を送信するように構成されている。第２のレーダアンテナパターン部は、電波を受信するように構成されている。プリント基板は、前記第１のレーダアンテナパターン部と前記第２のレーダアンテナパターン部とが、第１の面（７０Ａ）に実装されている。カバーは、前記プリント基板を前記第１の面の側から覆うように構成されている。

第１斜面は、前記第１のレーダアンテナパターン部が送信する電波の通過範囲に配設され、前記第１の面に対して傾斜している。第２斜面は、前記第２のレーダアンテナパターン部が受信する電波の通過範囲に配設され、前記第１の面に対して傾斜している。稜線部は、前記第１のレーダアンテナパターン部が送信する電波の通過範囲からも前記第２のレーダアンテナパターン部が受信する電波の通過範囲からも外れた位置に配設され、前記第１斜面と前記第２斜面とが交わる部分である。また、前記第１斜面及び前記第２斜面は、いずれも、前記稜線部から離れるに従って前記プリント基板に近接する方向に傾斜している。

このような構成によれば、第１のレーダアンテナパターン部が送信する電波の通過範囲に配設された第１斜面は、第１のレーダアンテナパターン部が実装された第１の面に対して傾斜しているので、第１のレーダアンテナパターン部が送信する電波に対するカバーによる反射の影響を軽減することができる。第２のレーダアンテナパターン部が受信する電波の通過範囲に配設された第２斜面は、前記第１の面に対して傾斜しているので、第２のレーダアンテナパターン部が受信する電波に対するカバーによる反射の影響を軽減することができる。

また、第１斜面及び第２斜面は、いずれも、第１斜面と第２斜面とが交わる稜線部から離れるに従ってプリント基板に近接する方向に傾斜している。このため、カバーの外形は屋根型となり、本開示の車載用レーダ装置の筐体サイズを抑制して、当該車載用レーダ装置の車両への搭載性を高めることができる。更に、第１斜面と第２斜面とが交わる稜線部は、カバー表面の電波に対する角度が急変する箇所であるが、その稜線部は第１のレーダアンテナパターン部が送信する電波の通過範囲からも第２のレーダアンテナパターン部が受信する電波の通過範囲からも外れた位置に配設されている。このため、第１のレーダアンテナパターン部によって送信される電波、及び、第２のレーダアンテナパターン部によって受信される電波が、カバーを通過する際に乱されるのも抑制することができる。

実施形態の車載用レーダ装置の構成を表す分解斜視図である。 その実施形態の車載用レーダ装置の構成を表すII－II線断面図である。 その実施形態の車載用レーダ装置におけるプリント基板及びコネクタの構成を表す平面図である。 そのプリント基板及びコネクタの構成を表す側面図である。 前記実施形態の車載用レーダ装置におけるケースの構成を表す平面図である。 その実施形態の車載用レーダ装置におけるケース及びプリント基板及びコネクタの組み付け状態を表す平面図である。

以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。
［１．実施形態］
［１－１．構成］
図１に示すように、実施形態の車載用レーダ装置１は、カバー１０（すなわち、アッパーケース）と、ケース３０（すなわち、ロアケース）と、コネクタ５０とを備える。なお、以下の説明において、車載用レーダ装置１が組み立てられた状態においてケース３０からカバー１０に向かう方向を＋Ｚ方向とし、カバー１０及びケース３０からコネクタ５０が突出する方向を＋Ｘ方向とした右手系座標系を定義する。但し、これらの各方向は、車載用レーダ装置１を構成する各部の相対的な位置関係を簡潔に説明するために便宜上規定した方向にすぎない。実際に車載用レーダ装置１が利用されるに当たって、車載用レーダ装置１がどのような方向に向けられるかは任意である。例えば、＋Ｚ方向が上を向くように車載用レーダ装置１が車両に装着されてもよく、＋Ｘ方向が上を向くように車載用レーダ装置１が車両に装着されてもよく、その他の姿勢で車載用レーダ装置１が車両に装着されてもよい。

コネクタ５０は、後述の図２～図４に示すように、第１の面７０Ａにレーダアンテナパターン部７１Ａ～７１Ｆを備えたプリント基板７０における第２の面７０Ｂに、リフローはんだ付け等のはんだ付けによって実装される。カバー１０は、互いに反対方向に傾斜した第１斜面１１及び第２斜面１２を備える。この第１斜面１１と第２斜面１２とは、レーダアンテナパターン部７１Ａ～７１Ｆが送受信する電磁波を通過させ、カバー１０はレドームとして機能する。なお、第１斜面１１と第２斜面１２とが互いに反対方向に傾斜しているとは、第１斜面１１と第２斜面１２とが交わる稜線部１３から離れるに従って、第１斜面１１と第２斜面１２とがいずれもプリント基板７０に近接する方向に傾斜していることをいう。

レーダアンテナパターン部７１Ａ～７１Ｆは互いに平行に配置されている。そのレーダアンテナパターン部７１Ａ～７１Ｆのうち、レーダアンテナパターン部７１Ｃ，７１Ｆは電波を送信する送信用レーダアンテナパターン部であり、±Ｚ方向に対して第１斜面１１と重畳している。また、レーダアンテナパターン部７１Ｃ，７１Ｆが送信する電波は、第１斜面１１を通り、稜線部１３を通らない。レーダアンテナパターン部７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｄ，７１Ｅは電波を受信する受信用レーダアンテナパターン部であり、±Ｚ方向に対して第２斜面１２と重畳している。また、レーダアンテナパターン部７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｄ，７１Ｅが受信する電波は、第２斜面１２を通り、稜線部１３を通らない。プリント基板７０の第２の面７０Ｂには、レーダアンテナパターン部７１Ａ～７１Ｆを介して送受信される電波を制御するための制御部７２も実装される。制御部７２としては、種々の構成が適用可能であるが、例えば、マイクロコンピュータ，電源，増幅回路等の各種電子部品を備えたものを適用することができる。

稜線部１３は、図２に示すように、カバー１０のうちでプリント基板７０から最も＋Ｚ方向に離れた位置に配設され、第１斜面１１と第２斜面１２とは、稜線部１３から離れるに従ってプリント基板７０の方向へ近接するように傾斜している。また、稜線部１３の中心には、カバー１０が射出成型される際に樹脂が型に注入された位置としてのゲート１５が配置されている。カバー１０は、射出成型以外の方法で製造されてもよいが、カバー１０が射出成型される場合、熱可塑性樹脂を用いてカバー１０が製造される。また、当該熱可塑性樹脂は、ガラス繊維等の繊維によって強化された樹脂であってもよい。

図１に戻って、カバー１０は、－Ｚ方向視長方形状に構成され、その周縁部には、－Ｚ方向に立ち上がった一連の鍔部１９が形成されている。ケース３０も、－Ｚ方向視長方形状に構成された基底部３１を有し、その基底部３１の周縁部には、＋Ｚ方向に立ち上がった一連の壁部３２が、後述のコネクタ受け入れ部３５の部分を除いて形成されている。壁部３２の先端（すなわち、＋Ｚ側端部）には、図２，図５に示すように一連の溝部３３が形成され、カバー１０の鍔部１９における－Ｚ側端部は溝部３３に嵌合する。なお、ケース３０は、種々の材料で構成することができるが、例えば金属、より具体的にはアルミニウムで構成されてもよい。また、ケース３０は、樹脂で構成することもできるが、後述の壁状部分４０Ａの効果を一層良好に発揮させるためには、当該樹脂は難燃性グレードＶ１以上であることが望ましい。

また、カバー１０における第１の長辺及び第２の長辺（すなわち、－Ｚ方向視長方形状の形状における各長辺）に対応する鍔部１９の外周面には、矩形の枠２１が２つずつ－Ｚ方向に突出して成形されている。カバー１０の鍔部１９がケース３０の溝部３３に嵌合したときに枠２１のそれぞれが達する位置には、当該枠２１にそれぞれ内側から係合するフック３４が、壁部３２の外周面に形成されている。これら４つのフック３４と枠２１との係合により、カバー１０はケース３０に対して、いわゆるスナップフィット式に接続される。

ケース３０は、＋Ｘ側の短辺（すなわち、－Ｚ方向視長方形状の形状における＋Ｘ側の短辺）の中心に、ケース３０の中心に向かって（すなわち、－Ｘ方向に）切り欠かれたコネクタ受け入れ部３５を備えている。このコネクタ受け入れ部３５は、コネクタ５０におけるフード部５２を支持する基部５３を少なくとも受け入れ可能な大きさに構成されている。ここで、フード部５２は、コネクタ５０の一部分であって、当該コネクタ５０の端子５１における他の機器と接続される箇所を取り囲むように筒状に構成され、かつ、前記他の機器におけるコネクタに嵌合可能に構成された部分である。なお、図１では、便宜上、端子５１及びプリント基板７０を図示省略しており、これらの形状及び位置関係は図２，図３を参照されたい。

コネクタ受け入れ部３５の±Ｙ方向両側の内壁面には、コネクタ５０を支持するための鍔部３７がそれぞれ形成されている。この鍔部３７に対応して、基部５３の±Ｙ方向両側の外周面には、鍔部３７にそれぞれ支持される鍔部５５が形成されている。

図４に示すように、鍔部５５における鍔部３７に支持される面は、基部５３の－Ｘ側端部における－Ｚ側端部近傍から、＋Ｘ方向に行くに従って＋Ｚ方向に伸びる斜面を構成している。鍔部３７における鍔部５５を支持する面も同様に傾斜している。

また、図５に示すように、ケース３０の基底部３１の周縁部（すなわち、壁部３２の付け根部分）には、プリント基板７０を基底部３１から浮き上がった位置（すなわち、＋Ｚ方向に離れた位置）に支持する一連の支持台４０が形成されている。支持台４０には、プリント基板７０における貫通穴からなる複数のネジ貫通穴７３に対応して、雌ネジ穴からなる複数のネジ螺合穴４１が形成されている。図６に示すように、ネジ７９にネジ貫通穴７３を貫通させてネジ螺合穴４１に螺合させることにより、ケース３０にプリント基板７０を取り付けることができる。

このようにしてケース３０にプリント基板７０が取り付けられると、当該プリント基板７０に対して前述のように実装されたコネクタ５０のフード部５２は、コネクタ受け入れ部３５から＋Ｘ方向に、車載用レーダ装置１の外部に向けて露出する。また、そのとき、コネクタ５０の鍔部５５とケース３０の鍔部３７とが当接する。

また、図２，図５に示すように、支持台４０のうち、コネクタ受け入れ部３５に近接する部分は、＋Ｚ方向に立ち上がった薄い壁状部分４０Ａとして構成されている。この構成により、壁状部分４０Ａは、制御部７２を構成する電子部品からコネクタ５０に到る経路を遮断する。このため、制御部７２を構成する電子部品が万が一発火したとしても、壁状部分４０Ａは、コネクタ受け入れ部３５に受け入れられたコネクタ５０や車載用レーダ装置１の外部にまで当該火が達するのを抑制する。

また、コネクタ５０における端子５１は、図２に示すように、筒状のフード部５２の軸に沿ってフード部５２の内部から基部５３の内部まで伸びた後、基部５３の内部でＬ字状に折り曲げられ、プリント基板７０に対して前述の実装時にはんだ付けされている。

このはんだ付けにより、フード部５２の軸の方向（すなわち、他の機器と接続される端子５１が前記他の機器に向けてのびる方向で、コネクタ５０の方向に対応）がプリント基板７０における第２の面７０Ｂに平行な方向に維持される。この方向の維持は、基部５３が第２の面７０Ｂに機械的に接触して、プリント基板７０上でフード部５２を支持する作用と、前述のはんだ付けによる作用との協働によってなされる。また、そのようにして維持されたコネクタ５０の方向は、前述のようにネジ７９によってケース３０にプリント基板７０が取り付けられたときに、－Ｘ方向を向く。

また、図１に示すように、壁状部分４０Ａにおける＋Ｘ側側面（すなわち、コネクタ受け入れ部３５における－Ｘ側内壁面）には、基部５３における－Ｘ側外周面に設けられた１つの鍔部５６を支持する１つの鍔部３９が形成されている。なお、鍔部５６は、２つの鍔部５５の－Ｘ側端部に連接されている。同様に、鍔部３９は、２つの鍔部３７の－Ｘ側端部に連接されている。更に、ケース３０における－Ｚ側外周面には、制御部７２等で発生した熱を逃がすためのフィン４９が形成されている。

更に、図５に示すように、鍔部３７における鍔部５５との対向面には、シール材を受け入れ可能な溝部３７Ａが形成されている。同様に、鍔部３９における鍔部５６との対向面には、シール材を受け入れ可能な溝部３９Ａが形成されている。この溝部３７Ａ，３９Ａは、前述の溝部３３と連通している。また、図１に示すように、鍔部５５における鍔部３７との対向面には、シール材を受け入れ可能な溝部５５Ａが形成されている。同様に、鍔部５６における鍔部３９との対向面にも、シール材を受け入れ可能な図示省略した溝部が形成されている。また、前述の溝部３３と鍔部１９とは、当該溝部３３の内壁面と鍔部１９の外周面との間にシール材を受け入れ可能な程度の隙間を有して嵌合するように設計されている。更に、図６に示すように、コネクタ５０の基部５３における＋Ｚ側外周面には、ケース３０への装着時に±Ｙ方向両側の溝部３３と連通する溝部５３Ａが形成されている。

このため、前述の溝部３３，３７Ａ，３９Ａ，５３Ａにシール材を塗布してからカバー１０及びケース３０をスナップフィットで接続すれば、ケース３０及びカバー１０から構成された筐体内に収納されたプリント基板７０に水がかかるのを良好に抑制することができる。すなわち、カバー１０は、プリント基板７０をケース３０とは反対側から覆い、ケース３０と接続されることにより当該ケース３０と協働してプリント基板７０を、高い防水性で包囲する。

［１－２．効果］
以上詳述した実施形態及びその変形例によれば、以下の効果を奏する。
（１Ａ）レーダアンテナパターン部７１Ｃ，７１Ｆが送信する電波の通過範囲に配設された第１斜面１１は、レーダアンテナパターン部７１Ｃ，７１Ｆが実装された第１の面７０Ａに対して傾斜しているので、レーダアンテナパターン部７１Ｃ，７１Ｆが送信する電波に対するカバー１０による反射の影響を軽減することができる。レーダアンテナパターン部７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｄ，７１Ｅが受信する電波の通過範囲に配設された第２斜面１２は、第１の面７０Ａに対して傾斜しているので、レーダアンテナパターン部７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｄ，７１Ｅが受信する電波に対するカバー１０による反射の影響を軽減することができる。

（１Ｂ）また、第１斜面１１及び第２斜面１２は、いずれも、第１斜面１１と第２斜面１２とが交わる稜線部１３から離れるに従ってプリント基板７０に近接する方向に傾斜している。このため、カバー１０の外形は屋根型となり、車載用レーダ１の筐体サイズを抑制して、当該車載用レーダ装置１の車両への搭載性を高めることができる。

（１Ｃ）更に、第１斜面１１と第２斜面１２とが交わる稜線部１３は、カバー１０表面の電波に対する角度が急変する箇所（すなわち、エッジ）であるが、その稜線部１３はレーダアンテナパターン部７１Ｃ，７１Ｆが送信する電波の通過範囲からもレーダアンテナパターン部７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｄ，７１Ｅが受信する電波の通過範囲からも外れた位置に配設されている。このため、レーダアンテナパターン部７１Ｃ，７１Ｆによって送信される電波、及び、レーダアンテナパターン部７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｄ，７１Ｅによって受信される電波が、カバー１０を通過する際に乱されるのも抑制することができる。

（１Ｄ）稜線部１３の中心には、カバー１０が射出成型される際に樹脂が型に注入された位置としてのゲート１５が配置されている。すなわち、本実施形態では、カバー１０を樹脂により射出成型して製造し、当該射出成型時に、前記樹脂が型に注入される位置としてのゲート１５を稜線部１３に配置している。このため、第１斜面１１及び第２斜面１２を安定して成型することが可能となり、延いては、成型されるカバー１０を安定して成型することが可能となる。なお、ゲート１５が稜線部１３における中心から外れた位置、例えば、稜線部１３におけるいずれかの端部近傍に配置されても、カバー１０を安定して成型する効果は一応生じる。しかしながら、ゲート１５が稜線部１３の中心、少なくとも、稜線部１３の両端よりも当該稜線部１３の中心に近い位置に配置されている場合、カバー１０を一層安定して成型することが可能となる。

（１Ｅ）また、そのようにゲート１５が稜線部１３に設けられた場合に、カバー１０の射出成型に用いられた樹脂が繊維強化プラスチックであると、繊維の配向が第１斜面１１と第２斜面１２とで均等になり、カバー１０の形状がなお一層安定する。なお、その場合、前記繊維強化プラスチックに含まれる繊維はガラス繊維でなくてもよく、例えば、炭素繊維食物繊維又は天然繊維であってもよい。しかしながら、前記繊維強化プラスチックに含まれる繊維がガラス繊維である場合、カバー１０の形状がなお一層安定する。また、前記繊維強化プラスチックに含まれる繊維がガラス繊維である場合、ガラス繊維とその周囲のポリマーとで電波の進行に係る特性が大きく異なる可能性があるが、前述のように繊維の配向が均等になるので、車載用レーダ装置１の特性にばらつきが生じるのを抑制することができる。

（１Ｆ）車載用レーダ装置１では、レーダアンテナパターン部７１Ａ～７１Ｆによって送信又は受信される電磁波の通過範囲を含まない位置に配置された稜線部１３を平板状に構成している。このため、車載用レーダ１の筐体サイズをなお一層抑制して、当該車載用レーダ装置１の車両への搭載性をなお一層高めることができる。

［１－３特許請求の範囲との対応関係］
なお、前記実施形態及びその変形例において、レーダアンテナパターン部７１Ｃ，７１Ｆが第１のレーダアンテナパターン部に対応する。レーダアンテナパターン部７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｄ，７１Ｅが第２のレーダアンテナパターン部に対応する。

［２．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

（２Ａ）前記実施形態では、稜線部１３を平板状に構成しているが、稜線部の形状はこれに限定されるものではない。稜線部１３は、外に凸の円筒面状、すなわち、いわゆるＲがつけられた形状に構成されてもよい。稜線部１３にＲがつけられた場合、エッジが少なくなり、電波の乱れを一層良好に抑制できる場合がある。

（２Ｂ）前記実施形態に開示された各部の形状は、当該形状に限定されるものではない。例えば、プリント基板７０は円板状であってもよく、三角板状であってもよく、その他の形状であってもよい。

（２Ｃ）前記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、前記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、前記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。

１，１０１…車載用レーダ装置 １０…カバー １１…第１斜面
１２…第２斜面 １３…稜線部 ２１…枠
３０…ケース ３１…基底部 ３２…壁部
３３，３７Ａ，３９Ａ，５３Ａ，５５Ａ，１５３Ａ，１５５Ａ…溝部 ３４…フック
３５…コネクタ受け入れ部 ４１…ネジ螺合穴 ５０，１５０…コネクタ
５１，１５１…端子 ５２，１５２…フード部 ５３，１５３…基部
７０…プリント基板 ７０Ａ…第１の面 ７０Ｂ…第２の面
７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ，７１Ｄ，７１Ｅ，７１Ｆ…レーダアンテナパターン部
７３…ネジ貫通穴

Claims (5)

1. 電波を送信するように構成された第１のレーダアンテナパターン部（７１Ｃ，７１Ｆ）と、
   電波を受信するように構成された第２のレーダアンテナパターン部（７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｄ，７１Ｅ）と、
   前記第１のレーダアンテナパターン部と前記第２のレーダアンテナパターン部とが、第１の面（７０Ａ）に実装されたプリント基板（７０）と、
   前記プリント基板を前記第１の面の側から覆うように構成されたカバー（１０）と、
   を備え、
   前記カバーは、
   前記第１のレーダアンテナパターン部が送信する電波の通過範囲に配設され、前記第１の面に対して傾斜した第１斜面（１１）と、
   前記第２のレーダアンテナパターン部が受信する電波の通過範囲に配設され、前記第１の面に対して傾斜した第２斜面（１２）と、
   前記第１のレーダアンテナパターン部が送信する電波の通過範囲からも前記第２のレーダアンテナパターン部が受信する電波の通過範囲からも外れた位置に配設され、前記第１斜面と前記第２斜面とが交わる稜線部（１３）と、
   を備え、
   前記第１斜面及び前記第２斜面は、いずれも、前記稜線部から離れるに従って前記プリント基板に近接する方向に傾斜している車載用レーダ装置。
2. 請求項１に記載の車載用レーダ装置であって、
   前記カバーは樹脂により射出成型して製造されており、
   当該射出成型時に前記樹脂が型に注入された位置としてのゲートは、前記稜線部に配置されている車載用レーダ装置。
3. 請求項２に記載の車載用レーダ装置であって、
   前記ゲートは、前記稜線部の両端よりも当該稜線部の中心に近い位置に配置されている車載用レーダ装置。
4. 請求項２又は３に記載の車載用レーダ装置であって、
   前記樹脂は繊維強化プラスチックである車載用レーダ装置。
5. 請求項４に記載の車載用レーダ装置であって、
   前記繊維強化プラスチックに含まれる繊維は、ガラス繊維である車載用レーダ装置。

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