JP7354747B2 - フロントグリル - Google Patents

Description

本発明は、フロントグリルに関する。

他車両等対象物と自車両との間の相対距離や対象物の相対速度を測定するセンサとして、ミリ波レーダ等のレーダ装置がある。レーダ装置は、一般にフロントグリルの背後に配置される。特許文献１には、レーダ装置のビーム経路上にフロントグリル及びエンブレムが配置された構造が開示されている。

特開２００６－１１７０４８号公報

ところで、エンブレムは、文字等に立体感や金属光沢を付与するために、樹脂材料に凹凸を形成したり、金属皮膜を設けたりすることが多い。また、フロントグリルは、通常、材料の厚さが不均一であり、また、金属メッキが施されることもある。このため、特許文献１の上記構造では、電波透過損失を低減するには限界があり、レーダ装置の送受信性能を向上させることが難しい。

本発明の目的は、外観品質を維持しつつ、レーダ装置の送受信性能を向上させることが可能なフロントグリルを提供することにある。

本発明の一態様にかかるフロントグリルでは、意匠面を構成するパネル材が、アンテナ面から出射された電波が直接入射する第１領域と、第１領域以外の領域であってアンテナ面よりも電波の出射方向前方側に位置する第２領域とを含む。第２領域では、パネル材の表面及び裏面の少なくとも一方に、パネル材の厚さ方向に凹んだ凹部及び該厚さ方向に突出した凸部の一方または両方が形成されている。当該凹部及び凸部の一方または両方は、意匠面に形成された模様パターンの一部を構成している。

上記フロントグリルによれば、外観品質を維持しつつ、レーダ装置の送受信性能を向上させることができる。

車両に取り付けられた状態のフロントグリルの正面図である。 フロントグリルの背面展開斜視図である。 フロントグリルの背面斜視図である。 図１のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図である。 パネル材の凹部の作用を説明する断面図である。

以下、いくつかの実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、同一の機能を有する要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図中の矢印ＦＲ、ＬＨ、ＲＨ、ＵＰは、それぞれ車体前後方向前側、車幅方向左側、同右側、車体上下方向上側を示す。フロントグリル及びその構成部品においては、車体に取り付けられた状態における前側を「表側」とし、後側を「裏側」とする。

＜第１実施形態＞
フロントグリル１は、図１に示すように、車両Ｖの前面に設けられている。車両Ｖは、例えば電動モータのみを駆動力源として走行する電気自動車（ＥＶ）である。なお、車両Ｖは、特に限定されず、ハイブリッド車（ＨＶ）、燃料電池車（ＦＣＶ）、内燃機関車などであってもよい。

車両Ｖには、レーダ装置としてミリ波レーダ２が設けられている。ミリ波レーダ２は、後述するレーダアンテナ３から測定波として電波を送信し、対象物（例えば、他車両、路上固定構造物、歩行者など）により反射された反射波としての電波をレーダアンテナ３で受信して、対象物と車両Ｖとの間の相対距離や相対速度を測定する。電波の周波数は、例えば７６ＧＨｚ～７７ＧＨｚである。

ミリ波レーダ２は、図１に示すように、レーダアンテナ３と、例えば電気配線４等によってレーダアンテナ３に接続されたコントローラ５とから構成されている。レーダアンテナ３は、ミリ波レーダ２の検知範囲を最適化するべく、フロントグリル１の車幅方向中央部の裏側に設けられている。レーダアンテナ３は、電波を送受信する平面状のアンテナ６と、アンテナ６を駆動する図示しないＲＦ回路とを備えている。アンテナ６は、同一基板上に配列された、複数の送信専用のアンテナ素子及び複数の受信専用のアンテナ素子から構成してもよく、ＲＦ回路の設定により送受信兼用としたアンテナ素子から構成してもよい。アンテナ６の前面は、車体前方に向けられている。以下、アンテナ６の前面を「アンテナ面６ａ」と称する。ＲＦ回路は、例えば、図示しない電圧制御発振器、結合器、ミキサ、増幅器、フィルタ回路等から構成される。ＲＦ回路は、コントローラ５からの送信指令に基づいて、高周波数の測定波をアンテナ６から出力し、アンテナ６が受信した反射波と測定波を処理して得られた処理信号をコントローラ５へ出力する。コントローラ５は、例えば、図示しないＣＰＵ、Ａ／Ｄ変換器、電源回路等から構成される。ＣＰＵは、Ａ／Ｄ変換器により送信指令をアナログ信号に変換してＲＦ回路へ出力し、ＲＦ回路に測定波を送信させ、Ａ／Ｄ変換器によりデジタル信号に変換されたＲＦ回路からの処理信号に基づいて、対象物との相対距離及び相対速度等を算出する。

フロントグリル１は、図２及び図３に示すように、フロントグリル１の意匠面１ａを構成するパネル材７と、パネル材７の裏側に隣接して設けられたフレーム材８と、ミリ波レーダ２のレーダアンテナ３とを少なくとも備える。フロントグリル１は、上部よりも下部が車体前方に位置するような傾斜した姿勢で車体に取り付けられている。

パネル材７は、図１に示すように、正面視において、水平方向に長手方向を有し、かつ、上底よりも下底が短い逆台形状を呈する板状部材である。パネル材７は、図２に示すように、長手方向中央部が表側に凸となるように円弧状に湾曲している。同中央部の上部には、車両Ｖの製造元や車種等を表示するエンブレムＥ（図１参照）を取り付けるためのエンブレム取付部７１が設けられている。エンブレム取付部７１は、その前面にボルト等所定の締結具を用いてエンブレムＥを固定することが可能に構成されている。

パネル材７は、電波透過性が高く、かつ透明な樹脂から形成されている。「透明」とは、パネル材７を表側から見たときに、表面７ａを通して裏面７ｂの形状が透けて視認できる程度に透明であればよく、従って完全に透明な場合のほか、半透明の場合を含む。また「透明」は、無色透明であっても有色透明であってもよい。パネル材７の樹脂材料は、典型的には、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂である。パネル材７は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）に代表されるアクリル系樹脂で形成してもよい。

パネル材７の表面７ａは、全体が滑らかな曲面に形成されている。パネル材７の裏面７ｂには、図２に示すように、表側に向けて凹んだ凹部７２が複数形成されている。裏面７ｂは、全体が着色膜７３に覆われている。着色膜７３は、各凹部７２の形状がパネル材７の表側からパネル材７の透明な樹脂を透かして立体的に視認されやすくなるように、図４及び図５に示すように、凹部７２の内側の面全体（側面７２ａ及び底面７２ｂ）を覆うように設けられている。

着色膜７３は、公知の電波透過塗料からなる電波透過性の塗膜である。電波透過塗料としては、金属を含有しない塗料を用いることができるが、少量のアルミフレーク等金属フレーク顔料を含有する塗料であってもよい。金属フレーク顔料を含有する塗料を使用することで、意匠面１ａに金属光沢を付与することができる。なお、着色膜７３は、複数の層から構成されてもよく、また、複数の色を組み合わせて用いられてもよい。着色膜７３は、パネル材７の裏面７ｂ全体に形成されていてもよいし、裏面７ｂの一部にのみ形成されていてもよい。着色膜７３の厚さは、例えば０．０５ｍｍ～０．１ｍｍである。着色膜７３は、スクリーン印刷、金属蒸着、ホットスタンプ等により形成してもよい。なお、パネル材７の樹脂の透明度によっては、着色膜７３を省略してもよい。

パネル材７は、射出成形により成形することができる。具体的には、軟化温度に加熱したポリカーボネート樹脂を図示しない射出成形装置の金型に押込み、パネル材７を成形する。次に、成形したパネル材７を金型から取り出し、バリを切除し、さらにアニーリング（応力除去焼きなまし）行う。その後、パネル材７の裏面７ｂ全体に、着色が施される。

フレーム材８は、図２及び図３に示すように、パネル材７の裏側に隣接して設けられた板状の補強材である。フレーム材８は、正面視においてパネル材７の外形と同形状の外形を有するフレーム部８１と、複数の固定用ブラケット８２とを備えている。フレーム部８１は、枠部８１ａと、縦桟部８１ｂと、横桟部８１ｃと、中桟部８１ｄとを備える。枠部８１ａは、台形枠状であり、パネル材７の上辺に沿って延びる上辺部８１ａ_１、下辺に沿って延びる下辺部８１ａ_２、左辺に沿って延びる左辺部８１ａ_３、及び、右辺に沿って延びる右辺部８１ａ_４を備える。縦桟部８１ｂは、上辺部８１ａ_１と下辺部８１ａ_２とに両端が接続されて、上下方向に延在する。横桟部８１ｃは、左辺部８１ａ_３と右辺部８１ａ_４とに両端が接続され、上辺部８１ａ_１及び下辺部８１ａ_２と平行に延在する。中桟部８１ｄは、横桟部８１ｃと上辺部８１ａ_１とに両端が接続され、上下方向に延在する。

各固定用ブラケット８２は、枠部８１ａの左辺部８１ａ_３及び右辺部８１ａ_４の裏面から後方に突出して形成されている。フロントグリル１は、各固定用ブラケット８２を、図示しない車体側部材に対して係止させ、或いは、ボルト等所定の締結具により締結することで、車体側部材に固定される。

フレーム材８は、例えば、アクリロニトリル・エチレン・スチレン共重合体（ＡＥＳ）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂（ＡＢＳ）などの樹脂から形成することができる。ＡＥＳは、ＰＣと収縮率及び比誘電率が近いため、好適に用いることができる。フレーム材８は、パネル材７と同様に射出成形により成形することができる。

フレーム材８は、パネル材７の裏面７ｂに接着固定されている。具体的には、枠部８１ａ、縦桟部８１ｂ、横桟部８１ｃ、及び中桟部８１ｄの前面が、パネル材７の裏面７ｂに接着剤により接着されている。接着剤は、例えば、熱可塑性樹脂を主成分とする公知のホットメルト接着剤を使用できる。ホットメルト接着剤によりフレーム材８をパネル材７に接着固定する際は、ホットメルト接着剤を加熱溶融してフレーム材８に塗布し、これを冷却して固化させればよい。

フレーム材８の長手方向中央部の上部には、パネル材７のエンブレム取付部７１を受容するためのエンブレム受容部８３が設けられている。エンブレム受容部８３は、エンブレム取付部７１を表側から受容するために裏側に向けて凹んだ形状を有している。フレーム材８のうち、エンブレム受容部８３の下方、かつ、レーダアンテナ３の前方には、電波透過用の開口８４が設けられ、少なくともアンテナ６から出射される測定波の経路上に、フレーム材８が位置しないようになっている。開口８４の周縁部には、レーダアンテナ３をフレーム材８に取り付けるための取付ボス部８５が、周縁部の裏面から後方に向けて突設されている。

レーダアンテナ３は、図１乃至図３に示すように、枠状のアンテナブラケット６１に固定された状態で、フレーム材８の取付ボス部８５に固定され、支持される。アンテナブラケット６１は、ボルト等所定の締結具により取付ボス部８５に締結される。

レーダアンテナ３のアンテナ面６ａは、図４に示すように、パネル材７のうちエンブレム取付部７１が形成された部分以外の部分の背後において、パネル材７の裏面７ｂとの間に車体前後方向の隙間Ｇをあけて配置される。車体に取り付けられた状態では、アンテナ面６ａは車体前方に向けられているのに対し、パネル材７は表面７ａが車体前方かつ上方に向くように傾斜しているため、隙間Ｇは、下方ほど大きくなる。

パネル材７は、図１及び図４に示すように、第１領域である出射領域Ｒ１と、出射領域Ｒ１以外の非出射領域Ｒ２とからなる。出射領域Ｒ１では、図４に示すように、アンテナ面６ａから出射された測定波としての電波Ｂ１が、パネル材７の裏面７ｂから直接入射し、パネル材７の内部を透過して表面７ａから出射される。また、出射領域Ｒ１では、対象物により反射された反射波としての電波Ｂ２が、パネル材７の表面７ａから入射し、パネル材７の内部を透過して裏面７ｂからアンテナ面６ａへ入射する。非出射領域Ｒ２では、アンテナ面６ａから出射された電波Ｂ１が裏面７ｂから直接入射することはないが、測定対象物以外からの反射波Ｂ３が表面７ａから入射しうる。出射領域Ｒ１と非出射領域Ｒ２とが一体となって、フロントグリル１の意匠面１ａを構成している。

出射領域Ｒ１では、図１及び図４に示すように、パネル材７の表面７ａ及び裏面７ｂがいずれも平滑面に形成されている。出射領域Ｒ１は、電波Ｂ１，Ｂ２が透過するときの減衰量を抑えるべく、その範囲全体において実質的に一定の厚さを有していることが望ましい。具体的には、出射領域Ｒ１のパネル材７の厚さ（着色膜７３の厚さを含む）は、透過する電波（ミリ波）の波長の半分の整数倍であるとよい。出射領域Ｒ１のパネル材７の厚さは、例えば４．５ｍｍ程度である。

非出射領域Ｒ２では、図１及び図４に示すように、パネル材７の表面７ａは、出射領域Ｒ１における表面７ａと滑らかに連続した平滑面に形成されている。一方、裏面７ｂは、出射領域Ｒ１における裏面７ｂと滑らかに連続しているが、図２に示すように、裏面７ｂには、凹部７２が複数形成されている。

各凹部７２の形状（穴の三次元形状）は、図１及び図２に示すように底面７２ｂが四角形状や六角形状など多角形状であり、パネル材７の厚さ方向に深さを有する角柱状である。従って、凹部７２は、これをパネル材７の表側からみたときに、頂面が多角形の柱状構造を呈する。なお、各凹部７２の深さは、例えば１．５ｍｍ程度である。

図５に示すように、凹部７２の内側の面（例えば側面７２ａ）は、パネル材７を構成する樹脂と着色膜７３を構成する塗料との境界面となっている。また、着色膜７３の表面（凹部７２内側に露出した面）は、着色膜７３の塗料と空気との境界面となっている。そのため、パネル材７の表面７ａを通して側面７２ａに入射してきた反射波Ｂ３の一部は、上記２つの境界面で反射されることとなる。なお、凹部７２の形状は、特に限定されず、角錐状、角錐台状、円柱状、円錐状、円錐台状、半球状などであってもよい。

複数の凹部７２は、パネル材７の正面視において、パネル材７の長手方向中心線Ｘに対して線対称な幾何学的パターンＰｇで配列されている。幾何学的パターンＰｇで配列された複数の凹部７２は、凹部７２以外の部分（出射領域Ｒ１の裏面７ｂの平滑面、非出射領域Ｒ２の裏面７ｂの凹部７２以外の部分など）と一体となって、意匠面１ａの全体にわたって継ぎ目なく広がる模様パターンＰを形成している。

幾何学的パターンＰｇでは、凹部７２の配置密度が、図１に示すように、車幅方向両外側から車幅方向中心側へ向かって、密から疎に徐々に変化するように分布している。具体的には、パネル材７の正面視において、単位面積当たり凹部７２が占める面積の割合が、パネル材７の長手方向端部から出射領域Ｒ１に近くなるほど小さくなるように分布している。この配置密度の変化は、例えば、正面視における各凹部７２の大きさ（長さ、幅など）を、出射領域Ｒ１に近づくに従って大から小へ変化するように設定することで実現できる。また、単位面積当たりの凹部７２の個数を、出射領域Ｒ１に近づくに従って多から少へ変化するように設定してもよい。さらに図示した例のごとく、それらの両方の手段によって、配置密度を変化させてもよい。これにより、意匠面１ａに、より緩やかな色調（濃淡、明暗など）のグラデーションが生まれ、左右の凹部７２の群とそれらの間の領域（平滑面）とがより一体的に融合し（若しくはそれらの間の境界線が判別し難くなり）、フロントグリル１の外観品質が向上する。

幾何学的パターンＰｇでは、図１及び図４に示すように、一部の複数の凹部７２が、非出射領域Ｒ２のうちアンテナ面６ａよりも車体前方側に位置する部分Ｒ２ａの範囲内に位置するように形成されている。即ち、複数の凹部７２は、第２領域である、電波の出射方向前方側に位置する部分Ｒ２ａの範囲内に位置するように形成されている。

また、幾何学的パターンＰｇでは、図１に示すように、パネル材７の短手方向（上下方向）の各位置において、最も車幅方向中心側に位置する（即ち、最も中心線Ｘに近い）凹部７２によって形成される列Ｌが、下方ほど中心線Ｘ寄りに位置するように傾斜している。

以下、本実施形態の作用効果について説明する。

（１）フロントグリル１によれば、非出射領域Ｒ２のうちアンテナ面６ａよりも電波の出射方向前方側に位置する部分Ｒ２ａに、凹部７２が形成されている。このため、図４及び図５に示すように、当該部分Ｒ２ａに入射してきた反射波Ｂ３の一部を、少なくとも凹部７２の内側の面（例えば側面７２ａ）で反射させることができる。即ち、反射波Ｂ３がアンテナ面６ａとパネル材７との間に形成される隙間Ｇを介してアンテナ面６ａに直接入射することを抑制することができる。これによりレーダアンテナ３に雑音電波、クラッタ等が高強度で混入することを抑制し、ミリ波レーダ２の送受信性能を向上させることができる。特にフロントグリル１では、各凹部７２が、凹部７２以外の部分（出射領域Ｒ１の平滑面等）とともに、意匠面１ａに継ぎ目なく広がる模様パターンＰを構成している。従って、フロントグリル１によれば、その外観品質を高く維持しつつ、ミリ波レーダ２の送受信性能を向上させることができる。

（２）フロントグリル１によれば、非出射領域Ｒ２において単位面積当たり凹部７２の占める面積の割合が、出射領域Ｒ１に近くなるほど小さくなっている。このため、パネル材７を成形する際の金型内の樹脂の流動抵抗は、出射領域Ｒ１に近い場所ほど低くなり、成形時の樹脂流れが非出射領域Ｒ２よりも出射領域Ｒ１においてより滑らかになる。これにより、出射領域Ｒ１におけるヒケ、ウェルドライン等の発生を抑制し、出射領域Ｒ１の電波透過性能を高く維持することができる。また、フロントグリル１の外観品質をさらに高めることができる。

（３）幾何学的パターンＰｇでは、パネル材７の短手方向の各位置において最も中心線Ｘ寄りに位置する凹部７２によって形成される列Ｌが、下方に行くほど中心線Ｘ寄りに位置するように傾斜している。即ち、アンテナ面６ａの中心より下方に、より多くの凹部７２が存在することになる。このため、路面からの反射波等、下方からの反射波Ｂ３によるクラッタを、より効果的に抑制することができる。

＜他の実施形態＞
上記実施形態では、非出射領域Ｒ２の裏面７ｂに複数の凹部７２が形成されていたが、代替的または追加的に裏面７ｂの同じ領域に対して、パネル材７の厚さ方向に突出した複数の凸部を設けてもよい。さらに別の実施形態では、代替的または追加的に非出射領域Ｒ２の表面７ａに対して、複数の凹部及び凸部の一方または両方を形成してもよい。当該凸部の形状は、特に限定されないが、例えば凹部７２の形状をそれが形成された面（裏面７ｂ）に対して反転した形状とすることができる。これら他の実施形態では、非出射領域Ｒ２に形成された複数の凹部及び凸部の一方または両方と、他の部分（出射領域Ｒ１の平滑面など）とが一体となって、意匠面１ａに継ぎ目のない模様パターンＰを構成する。これら他の実施形態のいずれの場合においても、凹部や凸部が上記凹部７２と同様の機能を発揮することにより、上記（１）～（３）の効果を得ることができる。

上記実施形態は、発明の理解を容易にするために記載された単なる例示に過ぎない。発明の技術的範囲は、上記実施形態で開示した具体的な技術事項に限らず、そこから容易に導きうる様々な変形、変更、代替技術なども含むものである。

１ フロントグリル
１ａ 意匠面
３ レーダアンテナ
６ａ アンテナ面
７ パネル材
７ａ 表面
７ｂ 裏面
７２ 凹部
Ｂ１ 電波
Ｇ 隙間
Ｐ 模様パターン
Ｒ１ 出射領域（第１領域）
Ｒ２ａ 非出射領域のうちアンテナ面よりも電波の出射方向前方側に位置する部分（第２領域）

Claims (2)

1. 意匠面を構成するパネル材と、
   前記パネル材の裏側に設けられ、アンテナ面が前記パネル材の裏面との間に隙間をあけて配置されたレーダアンテナと、
   を備え、
   前記パネル材は、前記アンテナ面から出射された電波が直接入射する第１領域と、前記第１領域以外の領域であって前記アンテナ面よりも前記電波の出射方向前方側に位置する第２領域とを含み、
   前記第２領域では、前記パネル材の表面及び裏面の少なくとも一方に、前記パネル材の厚さ方向に凹んだ凹部及び該厚さ方向に突出した凸部の一方または両方が複数形成されており、
   前記凹部及び凸部の一方または両方が、前記意匠面に形成された模様パターンの一部を構成しており、
   単位面積当たり前記凹部及び凸部の占める面積の割合は前記第１領域に近くなるほど小さくなる、フロントグリル。
2. 前記パネル材の短手方向の各位置において最も中心線寄りに位置する前記凹部及び凸部の一方または両方によって形成される列が、下方に行くほど前記中心線寄りに位置するように傾斜している、請求項１に記載のフロントグリル。

Images