WO2019093021A1 - 車両用電波透過部品 - Google Patents

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WO2019093021A1
WO2019093021A1 PCT/JP2018/036915 JP2018036915W WO2019093021A1 WO 2019093021 A1 WO2019093021 A1 WO 2019093021A1 JP 2018036915 W JP2018036915 W JP 2018036915W WO 2019093021 A1 WO2019093021 A1 WO 2019093021A1
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WO
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width direction
radar antenna
design
radio wave
thickness
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English (en)
French (fr)
Inventor
恵一 北山
惠 森
康秀 成田
綾部　正雄
Original Assignee
株式会社東海理化電機製作所
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R13/00—Elements for body-finishing, identifying, or decorating; Arrangements or adaptations for advertising purposes
    • B60R13/04—External Ornamental or guard strips; Ornamental inscriptive devices thereon
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/03—Details of HF subsystems specially adapted therefor, e.g. common to transmitter and receiver
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/42—Housings not intimately mechanically associated with radiating elements, e.g. radome

Definitions

  • the present disclosure relates to a radio wave transmission component for a vehicle mounted on a vehicle body of an automobile.
  • JP-A-2016-182866 discloses a radio wave transmission component for a vehicle as a radome for protecting a radar that detects an obstacle around the vehicle.
  • the radio wave transmission component for a vehicle includes a transparent member exposed on the surface of the vehicle, a decorative portion disposed on a part of the rear surface of the transparent member, and a base member covering the rear surface of the transparent member to hold the transparent member and the decorative portion And.
  • the radio wave transmission component for a vehicle is required to improve the design of the decorative portion, and the radio wave transmission component is required to cover the front of the radar.
  • the radio wave emitted from the detection radar mounted on the vehicle has a predetermined angle range. Then, in the radio wave transmission component for vehicle disclosed in JP-A-2016-182866, when the thickness of the layer through which radio waves are transmitted is constant, even if the permeability of radio waves incident in the front direction is high, it is obliquely incident. Radio wave transmission may be low.
  • An object of the present disclosure is to provide a radio wave transmitting component for a vehicle which can reduce the amount of attenuation even if radio waves are incident from any direction in consideration of the above-mentioned fact.
  • the radio wave transmission component for a vehicle includes a design portion provided in front of a radar antenna provided on a vehicle body and having a curved design surface that is convex forward in the width direction, the thickness of the design part in the width direction, the longitudinal distance between the radar antenna and the design part is L, and the maximum emission angle of the radio wave and theta max in the radar antenna, in the width direction of the radar antenna It has a maximum value at the position of L ⁇ tan .theta max inwardly from the end portion, and has a minimum value in the widthwise center position of the radar antenna.
  • a 1st aspect is applied to the electromagnetic wave transmission parts for vehicles provided with the design part which has the curved design surface which becomes convex in the front in the width direction.
  • the radio wave transmission component for a vehicle is provided in front of a radar antenna provided on a vehicle body, and a radio wave emitted from a radar antenna over a predetermined angle range is incident.
  • the thickness of the design part in the width direction, the longitudinal distance between the radar antenna and the design portion L, and the maximum emission angle of the radio wave in the radar antenna and theta max is set as follows.
  • the maximum value is provided at the position of L ⁇ tan ⁇ max from the left and right ends in the width direction of the radar antenna, and the minimum value is provided at the center position in the width direction of the radar antenna.
  • the radio wave transmission component for a vehicle includes a design portion provided in front of a radar antenna provided on a vehicle body and having a curved design surface that is convex forward in the width direction, the thickness of the design part in the width direction, the longitudinal distance between the radar antenna and the design part is L, and the maximum emission angle of the radio wave and theta max in the radar antenna, in the width direction of the radar antenna
  • a maximum value is provided between the position of L ⁇ tan ⁇ max and the center in the width direction from the end to the inside, and a minimum value is provided at the position in the center of the radar antenna in the width direction.
  • the radio wave transmission component for a vehicle according to the second aspect is provided in front of the radar antenna provided on the vehicle body as in the first aspect, and radio waves emitted from the radar antenna over a predetermined angular range are incident Ru.
  • the thickness of the design part in the width direction, the longitudinal distance between the radar antenna and the design portion L, and the maximum emission angle of the radio wave in the radar antenna and theta max is set as follows. That is, it has local maximum values between the position of L ⁇ tan ⁇ max and the center in the width direction from the left and right ends in the width direction of the radar antenna, and has the local minimum value in the center in the width direction of the radar antenna. ing.
  • the thickness in the width direction according to the change in the incident angle of the radio wave, it is possible to reduce the amount of attenuation even if the radio wave is incident from any direction. Further, by reducing the change in thickness in the width direction, it is possible to suppress the occurrence of refraction or reflection of radio waves different from those of other portions in the design portion.
  • the thickness of the design portion in the height direction is thicker as the incident angle of the radio wave in the design portion is larger and thinner as the incident angle is smaller.
  • the third aspect defines the thickness of the design portion in the height direction. According to the third aspect, by setting the thickness according to the change in the incident angle of the radio wave in the height direction, it is possible to reduce the amount of attenuation even if the radio wave is incident from any direction.
  • FIG. 1 It is a front view of the ornament of 1st Embodiment. It is side surface sectional drawing (AA sectional drawing of FIG. 1) of the ornament of 1st Embodiment. It is a plane sectional view (BB sectional view of Drawing 1) of the ornament of a 1st embodiment. It is a figure (plane sectional view) explaining the relationship between an ornament and the radiation angle of the electromagnetic wave in a radar antenna. It is a figure explaining the phase difference of a reflected wave and a transmitted wave. It is a figure which shows the relationship between the thickness of a design part, and the attenuation amount of an electromagnetic wave. It is a figure explaining the thickness of the width direction of the ornament of the 1st and 2nd embodiment.
  • the ornament 10 which is a radio wave transmission component for vehicles makes the vehicle front side the front side in the state attached to vehicles, and makes the vehicle back side the back side. Further, the longitudinal direction of the ornament 10 coincides with the longitudinal direction of the vehicle. Furthermore, in each figure, arrow F indicates the front side, arrow U indicates the upper side, and arrow W indicates the width direction.
  • First Embodiment 1 to 3 show an ornament 10 according to a first embodiment.
  • the ornament 10 is fixed to an opening provided at the center of the front grille of the vehicle.
  • a millimeter wave radar device 80 (see FIGS. 2 and 3) for detecting an obstacle around the vehicle is provided.
  • the millimeter wave radar device 80 emits radio waves (millimeter waves) from the radar antenna 82 toward the front of the vehicle, and receives radio waves reflected by an obstacle. That is, the ornament 10 is disposed on the radio wave path.
  • the ornament 10 of the present embodiment has a horizontally long oval shape in a front view.
  • a surface layer 12 having a design surface 20 has light permeability, and an emblem of a manufacturer, a vehicle type, etc. (in FIG. 1, the letter "R" in a round frame) It is displayed.
  • FIG. 2 is a side sectional view of the ornament 10.
  • the ornament 10 is formed in an arc shape in which the upper and lower centers protrude to the front side in a side view. That is, the design surface 20 is formed in a curved shape which is convex on the front side in the vertical direction.
  • the ornament 10 is disposed in the order of the surface layer portion 12 and the back layer portion 16 from the front side.
  • the ornament 10 is fixed to the vehicle body in an inclined state such that the upper and lower central portions of the design surface 20 face upward.
  • FIG. 3 is a plan sectional view of the ornament 10.
  • the ornament 10 is formed in an arc shape in which the center in the width direction protrudes to the front side in a plan view. That is, the design surface 20 is formed in a curved shape that is convex on the front side in the width direction.
  • the ornament 10 is installed so that the widthwise center of the design surface 20 is parallel to the radar antenna 82 in the widthwise direction, and the position of the widthwise center of the ornament 10 and the position of the widthwise center of the radar antenna 82 And are in agreement.
  • the surface layer portion 12 is made of a transparent resin having high radio wave permeability. Further, as shown in FIGS. 2 and 3, in the surface layer portion 12, the surface on the front side constitutes a design surface 20.
  • the design surface 20 is smooth and glossy.
  • resin which comprises the surface layer part 12 of this embodiment is polycarbonate (PC) resin.
  • the surface layer portion 12 may be formed of an acrylic resin represented by polymethyl methacrylate (PMMA).
  • a recess 22 is formed in the surface on the back side of the surface layer 12 so as to be recessed toward the front side.
  • a decorative layer 24 that has been decorated by coloring.
  • the back layer portion 16 is provided adjacent to the back side of the surface layer portion 12, and has a plate-like portion 40 having the same shape as the surface layer portion 12 in front view, and a plurality of protruding portions formed on the back side from the outer edge portion of the plate-like portion 40. And a mounting portion 44.
  • the radio wave emitted from the radar antenna 82 is transmitted through the design unit 14 which is a combination of the surface layer 12 and the plate-like portion 40.
  • the mounting portion 44 includes a columnar portion 44A which is a boss provided on the lower end side of the plate-like portion 40, a claw portion 44B (see FIG.
  • the mounting portions 44 have a function of fixing the ornament 10 to the front grille of the vehicle.
  • the back layer portion 16 is formed by injection molding after the surface layer portion 12 is decorated by coloring or the like. The back layer portion 16 is in close contact with the recessed portion 22 of the surface layer portion 12.
  • the back layer portion 16 is formed of a non-transparent resin having impact resistance, strength for mounting to a vehicle body, chemical resistance, and the like.
  • the resin constituting the back layer portion 16 of the present embodiment is an AES resin (acrylonitrile-ethylene-styrene copolymer).
  • the back layer portion 16 may be formed of an ABS resin.
  • the dielectric constants of the surface layer 12 and the back layer 16 are made close.
  • the ornament 10 of the present embodiment configured as described above is formed by injection molding. Specifically, first, the surface layer portion 12 made of polycarbonate resin is formed by the injection molding die opposed in the injection molding apparatus. And coloring is given to the bottom part of crevice 22 formed in the field on the back side of surface part 12. Next, in the injection molding apparatus, the injection mold in which the surface layer portion 12 is fixed and the injection mold that forms the back layer portion 16 are combined. Then, the AES resin is injected into the inside of an injection mold opposite to the injection mold to which the surface layer portion 12 is fixed. Thereby, the back layer part 16 integrated with the surface layer part 12 is shape
  • the ornament 10 formed as described above is taken out of the injection molding apparatus, the burrs generated during the injection molding are cut off, and annealing (stress relief annealing) is performed. And the ornament 10 is completed.
  • the design portion 14 of the present embodiment is a portion through which radio waves emitted from the radar antenna 82 of the millimeter wave radar device 80 pass.
  • the thickness in the width direction changes depending on the place.
  • the “thickness” in the design portion 14 refers to the thickness in the normal direction to the design surface 20.
  • the point X of the design portion 14 is a position where radio waves emitted from the end in the width direction of the radar antenna 82 in the direction of the maximum emission angle ⁇ max reach. Therefore, only the radio wave of the emission angle smaller than the maximum emission angle ⁇ max reaches the outside in the width direction than the point X. That is, the point X is the outermost position in the width direction among the positions where radio waves emitted from the radar antenna 82 to the range of the maximum emission angle ⁇ max reach.
  • the design part 14 of this embodiment is formed in the circular arc shape which the width direction center protrudes to front side in planar view. Therefore, the incident angle of the radio wave in the design unit 14 is larger at the point X than at the point O.
  • the thickness of the design portion 14 in the width direction is determined as follows. First, as shown in FIG. 5, assuming that the thickness of the design portion 14 is d, the incident angle of radio waves in the design portion 14 is ⁇ 1 , and the reflection angle inside the design portion 14 is ⁇ 2 , the reflected wave and the transmitted wave are The phase difference due to the path difference is expressed by the following equation.
  • the thickness at which the attenuation amount of the radio wave satisfies the previously set required level is calculated by simulation from the minimum incidence angle to the maximum incidence angle.
  • the thickness of the design portion 14 at a certain point is the thickness of the intersection point Q1 of the attenuation amount at the minimum incident angle and the attenuation amount at the required level, and the attenuation amount at the maximum incident angle and the required level
  • An intermediate point (refer to point R) of the thickness of the intersection point Q2 with the amount of attenuation can be employed.
  • point R the attenuation amount of a radio wave
  • the minimum value of the thickness in the width direction is the width center (point O) of the design portion 14 and coincides with the width center of the radar antenna 82.
  • the maximum value of the thickness is provided at a position (point X) of L ⁇ tan ⁇ max from the left and right end portions in the width direction of the radar antenna 82.
  • the design part 14 of this embodiment is formed in the circular arc shape which the width direction center protrudes to front side in planar view.
  • the distance L between the radar antenna 82 and the design portion 14 in the front-rear direction becomes shorter toward the outer side in the width direction, but approximates the distance L at any position in the width direction when the curvature of the design portion 14 is large. be able to.
  • the ornament 10 of the present embodiment formed as described above by setting the thickness according to the change of the incident angle of the radio wave in the width direction, the radio wave is attenuated even if it is incident from any direction The amount can be reduced. This enables the millimeter wave radar device 80 to detect a wide range of objects. Moreover, according to the present embodiment, it is possible to provide an ornament as a radome that can cope with many types of vehicles.
  • the thickness of the design portion 14 is set to be thicker as the incident angle of the radio wave in the design portion 14 is larger and to be smaller as the incident angle is smaller in the vertical direction.
  • the ornament 10 of the present embodiment is inclined such that the upper and lower central portions of the design surface 20 face upward (see FIG. 2). That is, the design portion 14 of the present embodiment is fixed to the vehicle body so that the incident angle on the upper side is large and the incident angle on the lower side is small.
  • the ornament 10 of this embodiment is thicker at the upper side than at the lower side and thinner at the lower side than the upper side. It is formed to be As described above, in the present embodiment, by setting the thickness of the design portion 14 in the height direction according to the change of the incident range of the radio wave, the attenuation amount is reduced even if the radio wave is incident from any direction. Can.
  • the ornament 10 of the second embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, but the thickness of the design portion 14 in the width direction is different from that of the first embodiment.
  • differences from the first embodiment will be described.
  • the thickness of the design portion 14 in the width direction, the longitudinal distance between the radar antenna 82 and the design portion 14 L, and the maximum emission angle of the radio wave in the radar antenna 82 and theta max as follows It is set to. That is, as shown in FIG. 7, from the left and right ends in the width direction of the radar antenna 82, between the position of L ⁇ tan ⁇ max (point X) and the center in the width direction (point O) (point Y) Each has a maximum value, and has a minimum value at a position (point O) at the center of the radar antenna 82 in the width direction.
  • the simulation requires that the attenuation of the radio wave is preset between the minimum incident angle and the maximum incident angle.
  • the thickness satisfying the level is determined as shown by the solid line in FIG.
  • the solid line in FIG. 7 when the thickness changes rapidly in the width direction (refer to point X), refraction and reflection of radio waves different from the other parts occur in the changed part, and the millimeter wave radar An error occurs in estimating the direction of the obstacle in the device 80.
  • the change in thickness in the width direction is alleviated within the range in which the attenuation amount of the radio wave satisfies the preset required level.
  • the section average is applied to the range from the middle point between point O and point X to the outside in the width direction to change the thickness Relaxed (see dashed line in FIG. 7).
  • the maximum value of the thickness of the present embodiment exists between the position of L ⁇ tan ⁇ max (point X) and the widthwise center (point O) (point Y).
  • FIG. 8 is a graph showing the attenuation of radio waves with respect to the emission angle of radio waves in the radar antenna 82 in the ornaments of the second embodiment and the comparative example.
  • FIG. 8 is a graph showing the attenuation amount when the emission angle of the radio wave is changed from 0 degree to 30 degrees at a point (point O) at the center in the width direction of the design portion 14.
  • the comparative example in FIG. 8 is a graph showing the attenuation amount when the emission angle of the radio wave is changed from 0 degree to 30 degrees at a point (point O) at the center in the width direction of the design portion 14.
  • the emission angle is 0 degree, that is, the minimum value of the attenuation amount is at the center in the width direction, and the decrease in attenuation amount is small until the emission angle is around 15 degrees.
  • the attenuation rate rapidly deteriorates when the emission angle exceeds 15 degrees.
  • the emission angle is 0 degree, that is, the minimum value of the attenuation is at the center in the width direction, and the attenuation gradually deteriorates as the emission angle increases.
  • the amount of attenuation hardly changes even if the emission angle changes. That is, according to the present embodiment, the amount of attenuation can be reduced even if radio waves are incident from any direction. Further, in the present embodiment, by relaxing the change in thickness in the width direction, it is possible to suppress the occurrence of refraction or reflection of radio waves different from the other portions in the design portion 14. Thereby, the error at the time of estimating the direction of the obstacle in the millimeter wave radar device 80 can be suppressed.
  • the back layer portion 16 may be formed of a mixed resin of polycarbonate and AES.
  • the following effects can be obtained by using the back layer portion 16 as a mixed resin of polycarbonate and AES. That is, the dielectric constant can be made closer to the surface layer 12 made of polycarbonate.
  • impact resistance, strength, and chemical resistance can be secured.
  • the deterioration of radio wave permeability at the time of water absorption can be suppressed. From the above, according to the first modification, it is possible to suppress reflection and refraction of radio waves at the boundary between the surface layer 12 and the back layer 16. Moreover, compared with the case where the resin from which a material differs differs, degradation of the electromagnetic wave permeability in the time of rain etc. can be suppressed.
  • a coating (hard coat) layer 30 made of a material having a lower water absorption than the surface layer 12 may be provided on the design surface 20 (see FIG. 9).
  • a silicon-based or fluorine-based material (resin) is preferable.
  • the surface layer 12 is formed of polycarbonate resin, it is necessary to apply a coating to prevent damage and to suppress deterioration by ultraviolet light, but when acrylic coating is applied, it is likely to absorb water and once it absorbs water, it dries Since it takes time to finish, the radio wave transmission performance may be degraded.
  • the water absorption of the surface layer portion 12 can be suppressed by providing the coating layer 30 made of a silicon-based or fluorine-based material (resin) having a water absorbency lower than that of acrylic. Further, even if the surface layer portion 12 absorbs water due to long-term inundation, the water can be drained in a short time if placed in a dry state. From the above, the silicon-based or fluorine-based coating layer 30 can suppress the deterioration of the radio wave transmission performance at the time of rainfall or the like.
  • a silicon-based or fluorine-based material resin
  • each embodiment is mounted on the front grille in front of the vehicle, but the present invention is not limited to this, and the front (vehicle rear) side of the millimeter wave radar device provided in the trunk or back door of the vehicle rear You may wear it.
  • the disclosure of Japanese Patent Application No. 2017-216147, filed November 9, 2017, is hereby incorporated by reference in its entirety.

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Abstract

車両用電波透過部品は、車体に設けられたレーダアンテナの前方に設けられ、かつ幅方向において前方に凸となる湾曲状の意匠面を有する意匠部を備え、前記幅方向における前記意匠部の厚さは、前記レーダアンテナと前記意匠部との前後方向の距離をＬ、前記レーダアンテナにおける電波の最大出射角度をθｍａｘとすると、前記レーダアンテナの前記幅方向における端部から内側にＬ×ｔａｎθｍａｘの位置に極大値を有し、前記レーダアンテナの前記幅方向中央の位置に極小値を有する。

Description

車両用電波透過部品
　本開示は、自動車の車体に装着される車両用電波透過部品に関する。
　特開２０１６－１８２８６６号公報には、車両の周囲の障害物を検知するレーダを保護するレドームとしての車両用電波透過部品が開示されている。この車両用電波透過部品は車両の表面に露出する透明部材と、透明部材の後面の一部に配置される装飾部と、透明部材の後面を覆って透明部材と装飾部を保持するベース部材と、を備えている。ここで、当該車両用電波透過部品は、装飾部の意匠性を向上させることが求められ、かつレーダの前面を覆うことから電波に対する透過性が求められている。
　ここで、車両に搭載された検知用のレーダから出射される電波は、所定の角度範囲を有している。そして、特開２０１６－１８２８６６号公報の車両用電波透過部品において、電波が透過する層の厚さが一定の場合、正面方向に入射される電波の透過性が高くても、斜め方向に入射される電波の透過性が低い場合がある。
　本開示は、上記事実を考慮して、何れの方向から電波が入射されても減衰量を低減できる車両用電波透過部品を得ることを目的とする。
　本開示の第１の態様の車両用電波透過部品は、車体に設けられたレーダアンテナの前方に設けられ、かつ幅方向において前方に凸となる湾曲状の意匠面を有する意匠部を備え、前記幅方向における前記意匠部の厚さは、前記レーダアンテナと前記意匠部との前後方向の距離をＬ、前記レーダアンテナにおける電波の最大出射角度をθｍａｘとすると、前記レーダアンテナの前記幅方向における端部から内側にＬ×ｔａｎθｍａｘの位置に極大値を有し、前記レーダアンテナの前記幅方向中央の位置に極小値を有している。
　第１の態様は、幅方向において前方に凸となる湾曲状の意匠面を有する意匠部を備えた車両用電波透過部品に適用される。この車両用電波透過部品は、車体に設けられたレーダアンテナの前方に設けられており、レーダアンテナから所定の角度範囲に渡り出射される電波が入射される。ここで、幅方向における意匠部の厚さは、レーダアンテナと意匠部との前後方向の距離をＬ、レーダアンテナにおける電波の最大出射角度をθｍａｘとすると、次のように設定されている。すなわち、レーダアンテナの幅方向における左右の端部から内側にＬ×ｔａｎθｍａｘの位置にそれぞれ極大値を有し、レーダアンテナの幅方向中央の位置に極小値を有している。第１の態様によれば、幅方向において、電波の入射角度の変化に応じて厚さを設定することにより、何れの方向から電波が入射されても減衰量を低減させることができる。
　本開示の第２の態様の車両用電波透過部品は、車体に設けられたレーダアンテナの前方に設けられ、かつ幅方向において前方に凸となる湾曲状の意匠面を有する意匠部を備え、前記幅方向における前記意匠部の厚さは、前記レーダアンテナと前記意匠部との前後方向の距離をＬ、前記レーダアンテナにおける電波の最大出射角度をθｍａｘとすると、前記レーダアンテナの前記幅方向における端部から内側にＬ×ｔａｎθｍａｘの位置と前記幅方向中央との間に極大値を有し、前記レーダアンテナの前記幅方向中央の位置に極小値を有している。
　第２の態様の車両用電波透過部品は、第１の態様と同様に車体に設けられたレーダアンテナの前方に設けられており、レーダアンテナから所定の角度範囲に渡り出射される電波が入射される。ここで、幅方向における意匠部の厚さは、レーダアンテナと意匠部との前後方向の距離をＬ、レーダアンテナにおける電波の最大出射角度をθｍａｘとすると、次のように設定されている。すなわち、レーダアンテナの幅方向における左右の端部から内側にＬ×ｔａｎθｍａｘの位置と幅方向中央との間にそれぞれ極大値を有し、レーダアンテナの幅方向中央の位置に極小値を有している。第２の態様によれば、幅方向において、電波の入射角度の変化に応じて厚さを設定することにより、何れの方向から電波が入射されても減衰量を低減させることができる。また、幅方向の厚さの変化を緩和させることで、意匠部において他の部分とは異なる電波の屈折や反射が生じることが抑制される。
　本開示の第３の態様の車両用電波透過部品では、高さ方向における前記意匠部の厚さは、前記意匠部における電波の入射角度が大きい程厚く、前記入射角度が小さい程薄い。
　第３の態様は、高さ方向における意匠部の厚さを規定したものである。第３の態様によれば、高さ方向において、電波の入射角度の変化に応じて厚さを設定することにより、何れの方向から電波が入射されても減衰量を低減させることができる。
　以上、本開示の車両用電波透過部品によれば、何れの方向から電波が入射されても減衰量を低減することができる。
第１の実施形態のオーナメントの正面図である。 第１の実施形態のオーナメントの側面断面図（図１のＡ－Ａ断面図）である。 第１の実施形態のオーナメントの平面断面図（図１のＢ－Ｂ断面図）である。 オーナメントとレーダアンテナにおける電波の出射角度との関係を説明する図（平面断面図）である。 反射波と透過波の位相差を説明する図である。 意匠部の厚さと電波の減衰量との関係を示す図である。 第１及び第２の実施形態のオーナメントの幅方向の厚さを説明する図である。 第２の実施形態及び比較例のオーナメントについて、レーダアンテナにおける電波の出射角度に対する電波の減衰量を示す図である。 意匠面にコーティング層を設けたオーナメントの側面断面図である。
　次に、本開示の各実施形態について説明する。なお、車両用電波透過部品であるオーナメント１０は、車両に取付けられた状態における車両前方側を表側とし、車両後方側を裏側とする。また、オーナメント１０の前後方向については、車両前後方向と一致する。さらに、各図において、矢印Ｆは表側を示し、矢印Ｕは上側を示し、矢印Ｗは幅方向を示すこととする。
＜第１の実施形態＞
　図１～図３に第１の実施形態のオーナメント１０を示す。図示しないが、オーナメント１０は、車両のフロントグリルにおける中央部に設けられた開口部に対して固定されている。オーナメント１０の車両後方側には、車両の周囲の障害物を検知するミリ波レーダ装置８０（図２及び３参照）が設けられている。このミリ波レーダ装置８０は、レーダアンテナ８２から車両前方に向けて電波（ミリ波）を出射し、障害物によって反射された電波を受信するものである。すなわち、オーナメント１０は電波の経路上に配置されている。
　（構成）
　図１に示されるように、本実施形態のオーナメント１０は正面視において横長楕円形状である。このオーナメント１０は、意匠面２０を有する表層部１２が光の透過性を有しており、中心部には製造元や車種等のエンブレム（図１では、丸枠内に「Ｒ」の文字）が表示されている。
　図２は、オーナメント１０の側面断面図である。図２に示されるように、オーナメント１０は、側面視において上下中央が表側に突出する円弧状に形成されている。つまり、意匠面２０は上下方向において表側に凸となる湾曲状に形成されている。このオーナメント１０は、表側から表層部１２、裏層部１６の順に配置されている。オーナメント１０は、意匠面２０の上下中央部分が上方を向くように傾斜した状態で車体に対して固定されている。
　図３は、オーナメント１０の平面断面図である。図３に示されるように、オーナメント１０は、平面視において幅方向中央が表側に突出する円弧状に形成されている。つまり、意匠面２０は、幅方向において表側に凸となる湾曲状に形成されている。また、オーナメント１０は、幅方向において、意匠面２０の幅方向中央がレーダアンテナ８２と平行となるように設置されており、オーナメント１０の幅方向中央の位置とレーダアンテナ８２の幅方向中央の位置とは一致している。
　表層部１２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。また、図２及び図３に示されるように、表層部１２は表側の面が意匠面２０を構成している。この意匠面２０は、円滑な面であって光沢を有している。ここで、本実施形態の表層部１２を構成する樹脂は、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂である。なお、表層部１２はポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）に代表されるアクリル樹脂で形成してもよい。表層部１２の裏側の面には表側に向けて凹む凹部２２が形成されている。また、凹部２２の底部には着色による加飾が施された加飾層２４が形成されている。
　裏層部１６は、表層部１２の裏側に隣接して設けられ、正面視において表層部１２と同形状の板状部４０と、板状部４０の外縁部から裏側に突出形成された複数の取付部４４とを有している。ここで、本実施形態のオーナメント１０では表層部１２と板状部４０の組合せである意匠部１４においてレーダアンテナ８２から出射された電波が透過する。取付部４４は、板状部４０の下端側に設けられたボスである柱状部４４Ａと、板状部４０の上端側に設けられた爪部４４Ｂ（図２参照）と、板状部４０の幅方向両端に設けられ位置決めピン４４Ｃ（図３参照）と、を有している。これらの取付部４４は、車両のフロントグリルに対してオーナメント１０を固定する機能を有している。裏層部１６は、表層部１２に対して着色等の加飾が施された後、射出成形により形成される。この裏層部１６は、表層部１２の凹部２２に入り込んで密着している。
　裏層部１６は、非透明であって、耐衝撃性、車体への取付けに耐得る強度、耐薬品性等を有する樹脂から形成されている。具体的に本実施形態の裏層部１６を構成する樹脂は、ＡＥＳ樹脂（アクリロニトリル・エチレン・スチレン共重合体）である。なお、裏層部１６はＡＢＳ樹脂で形成してもよい。なお、本実施形態では、材質の異なる表層部１２と裏層部１６との境界部において電波の反射や屈折を避けるべく、表層部１２と裏層部１６との誘電率を近づけている。
以上のように構成される本実施形態のオーナメント１０は、射出成形により形成される。具体的には、まず、射出成形装置において対向する射出成形型によってポリカーボネート樹脂製の表層部１２を形成する。そして、表層部１２の裏側の面に形成された凹部２２の底部に着色が施される。次に、射出成形装置において表層部１２が固定された射出成形型と、裏層部１６を形成する射出成形型とを組合せる。そして、表層部１２が固定された射出成形型とは反対の射出成形型の内部にＡＥＳ樹脂を射出する。これにより、表層部１２と一体化した裏層部１６が成形される。
　以上のように形成されたオーナメント１０は、射出成形装置から取出され、射出成形時に生じたバリを切除し、さらにアニーリング（応力除去焼きなまし）が行われる。そして、オーナメント１０は完成する。
　（意匠部の厚さについて）
　本実施形態の意匠部１４は、ミリ波レーダ装置８０のレーダアンテナ８２から出射された電波が透過する部位とされている。ここで、表層部１２と板状部４０との組合せである意匠部１４では、幅方向における厚さが、場所によって変化している。なお、以下、意匠部１４における「厚さ」は、意匠面２０に対する法線方向の厚さを指すものとする。幅方向における意匠部１４の厚さは、レーダアンテナ８２と意匠部１４との前後方向の距離をＬ、レーダアンテナ８２における電波の最大出射角度をθｍａｘとすると、次のように設定されている。すなわち、図３に示されるように、レーダアンテナ８２の幅方向における左右の端部から内側にＬ×ｔａｎθｍａｘの位置（Ｘ点）にそれぞれ極大値を有し、レーダアンテナ８２の幅方向中央の位置（Ｏ点）に極小値を有している。
　図４に示されるように、意匠部１４のＸ点は、レーダアンテナ８２の幅方向の端部から最大出射角度θｍａｘの向きに出射された電波が到達する位置とされている。したがって、Ｘ点よりも幅方向外側においては、最大出射角度θｍａｘよりも小さい出射角度の電波しか到達しない。つまり、Ｘ点はレーダアンテナ８２から最大出射角度θｍａｘの範囲に出射される電波が到達する位置の内、最も幅方向外側に存在する位置となる。なお、本実施形態の意匠部１４は、平面視において幅方向中央が表側に突出する円弧状に形成されている。そのため、意匠部１４における電波の入射角度は、Ｏ点よりもＸ点の方が大きい。
　ここで、幅方向における意匠部１４の厚さは次のようにして求められている。まず、図５に示されるように、意匠部１４の厚みをｄ、意匠部１４における電波の入射角度をθ１、意匠部１４の内部における反射角度をθ２とすると、反射波と透過波の経路差による位相差は次式で表される。
　（位相差）＝ｎ×２ｄ／ｃｏｓθ２－２ｄ×ｔａｎθ２×ｓｉｎθ１・・・（式１）
　ただし、ｎ＝（ε）１／２＝ｓｉｎθ１／ｓｉｎθ２、ε：比誘電率である。
　ここで、上記式１により求められる位相差が、波長の整数倍となる時に電波の減衰量は極小となることが知られている。したがって、意匠部１４上のある点における最適な厚みは入射角度θ１、及び屈折率ｎによって異なる。そして、図４に示されるように、意匠部１４においては一の方向のみならず、所定の角度範囲において電波が入射されるため、ある入射角度における厚さの最適値を求めると、他の入射角度においては電波の減衰量が悪化する場合がある。
　そこで、本実施形態では、幅方向の複数の点において、入射角度が最小の場合から最大の場合に至るまでの間で、電波の減衰量が予め設定した要求レベルを満たす厚さをシミュレーションにより求めた。図６に示されるように、例えば、ある点における意匠部１４の厚さは、入射角度が最小の場合の減衰量と、入射角度が最大の場合の減衰量が等しくなる時（交点Ｐ参照）の厚さを採用することができる。また例えば、ある点における意匠部１４の厚さは、入射角度が最小の場合の減衰量と要求レベルの減衰量との交点Ｑ１の厚さ、及び入射角度が最大の場合の減衰量と要求レベルの減衰量との交点Ｑ２の厚さの中間点（点Ｒ参照）を採用することができる。なお、降雨時等の水濡れにより意匠部１４を構成する材料が吸湿状態になると、乾燥状態に比べて電波の減衰量が増加する。そのため、上記のシミュレーションに際しては、意匠部１４を構成する材料が吸湿した状態における減衰量に基づいて行うとよい。
　続いて、シミュレーションに基づいて、幅方向の複数の点における最適な厚みをグラフ化したものを図７の実線に示す。図７に示されるように、本実施形態では、幅方向における、厚さの極小値は、意匠部１４の幅方向中央（Ｏ点）であって、レーダアンテナ８２の幅方向中央と一致する。また、厚さの極大値は、レーダアンテナ８２の幅方向における左右の端部から内側にＬ×ｔａｎθｍａｘの位置（Ｘ点）に設けられている。なお、本実施形態の意匠部１４は、平面視において幅方向中央が表側に突出する円弧状に形成されている。そのため、レーダアンテナ８２と意匠部１４との前後方向の距離Ｌは、幅方向外側に向かうにつれて短くなるが、意匠部１４の曲率が大きい場合、幅方向の何れの位置においても距離Ｌに近似することができる。
　以上のように形成される、本実施形態のオーナメント１０によれば、幅方向において、電波の入射角度の変化に応じて厚さを設定することにより、何れの方向から電波が入射されても減衰量を低減させることができる。これにより、ミリ波レーダ装置８０において広範囲の対象物の検出が可能となる。また、本実施形態によれば、多くの車種に対応可能なレドームとしてのオーナメントを提供することができる。
　また、本実施形態では、意匠部１４の厚さは、上下方向において、意匠部１４における電波の入射角度が大きい程厚く、入射角度が小さい程薄くなるように設定している。上述のように、本実施形態のオーナメント１０は、意匠面２０の上下中央部分が上方を向くように傾斜している（図２参照）。すなわち、本実施形態の意匠部１４は、上方側の入射角度が大きく、下方側の入射角度が小さくなるように車体に対して固定されている。ここで、図６に示されるように、入射角度が増加すれば最適な厚さは増加することから、本実施形態のオーナメント１０は、上方側が下方側よりも厚く、下方側が上方側よりも薄くなるように形成されている。このように、本実施形態では、高さ方向における意匠部１４の厚さを電波の入射範囲の変化に応じて設定することにより、何れの方向から電波が入射されても減衰量を低減させることができる。
＜第２の実施形態＞
　第２の実施形態のオーナメント１０は、第１の実施形態と構成は同様であるが、幅方向における意匠部１４の厚さが第１の実施形態と相違する。以下、第１の実施形態との相違点について説明する。
　本実施形態では、幅方向における意匠部１４の厚さは、レーダアンテナ８２と意匠部１４との前後方向の距離をＬ、レーダアンテナ８２における電波の最大出射角度をθｍａｘとすると、次のように設定されている。すなわち、図７に示されるように、レーダアンテナ８２の幅方向における左右の端部から内側にＬ×ｔａｎθｍａｘの位置（Ｘ点）と幅方向中央（Ｏ点）との間（Ｙ点）にそれぞれ極大値を有し、レーダアンテナ８２の幅方向中央の位置（Ｏ点）に極小値を有している。
　第１の実施形態において説示のとおり、意匠部１４の幅方向の複数の点において、シミュレーションにより、入射角度が最小の場合から最大の場合に至るまでの間で電波の減衰量が予め設定した要求レベルを満たす厚さを求めると、図７の実線のとおりとなる。ここで、図７の実線に示されるように、幅方向において厚さが急激に変化すると（Ｘ点参照）、当該変化部分において他の部分とは異なる電波の屈折や反射が生じ、ミリ波レーダ装置８０において障害物の方向を推定する際に誤差が生じる。
　そこで、第２の実施形態では、電波の減衰量が予め設定した要求レベルを満たす範囲内において、幅方向の厚さの変化を緩和させた。詳しくは、シミュレーションにより求められた厚さのグラフ（図７の実線参照）において、Ｏ点とＸ点との中間点から幅方向外側の範囲に対して区間平均を適用して厚さの変化を緩和させた（図７の破線参照）。これにより、本実施形態の厚さの極大値は、Ｌ×ｔａｎθｍａｘの位置（Ｘ点）と幅方向中央（Ｏ点）との間（Ｙ点）に存在している。
　次に、本実施形態において、極大値がＬ×ｔａｎθｍａｘの位置（図７のＸ点）よりも幅方向内側（図７のＹ点）に移動させても第１の実施形態と同様の効果を有することについて比較例を用いて説明する。ここで、図８は、第２の実施形態及び比較例のオーナメントについて、レーダアンテナ８２における電波の出射角度に対する電波の減衰量を示すグラフである。図８は、意匠部１４の幅方向中央の点（Ｏ点）において、電波の出射角度を０度から３０度まで変化させた際の減衰量をグラフ化したものである。図８における比較例は電波が透過する意匠部の厚さを一定として場合の例である。図８に示されるように、比較例１では、出射角度が１５度付近に減衰量の極小値があるが、出射角度が１５度を超えると減衰率は急激に悪化する。また、比較例２では、出射角度が０度、すなわち、幅方向中央に減衰量の極小値があり、出射角度が１５度付近までは減衰量の低下は少ない。しかし、出射角度が１５度を超えると減衰率は急激に悪化する。さらに、比較例３では、出射角度が０度、すなわち、幅方向中央に減衰量の極小値があり、出射角度が大きくなるにつれて、減衰量は徐々に悪化する。
　これに対して本実施形態では、出射角度が変化しても減衰量が殆ど変化しない。すなわち、本実施形態によれば、何れの方向から電波が入射されても減衰量を低減することができる。また、本実施形態では、幅方向の厚さの変化を緩和させることで、意匠部１４において他の部分とは異なる電波の屈折や反射が生じることが抑制される。これにより、ミリ波レーダ装置８０において障害物の方向を推定する際の誤差を抑制することができる。
＜補足＞
　第１及び第２の実施形態のオーナメント１０では以下の変形を加えてもよい。
　各実施形態では、裏層部１６をポリカーボネートとＡＥＳとの混合樹脂から形成してもよい。裏層部１６をポリカーボネートとＡＥＳとの混合樹脂とすることで次の効果を得ることができる。すなわち、ポリカーボネート製の表層部１２に対して誘電率を近づけることができる。また、取付部４４において、耐衝撃性、強度、耐薬品性を確保することができる。さらに、吸水時における電波透過性の悪化を抑制することができる。以上のことから、変形例１によれば、表層部１２及び裏層部１６の境界部における電波の反射や屈折を抑制することができる。また、材質の異なる樹脂が重畳する場合と比べて、降雨時等における電波透過性の悪化を抑制することができる。
　また各実施形態では、意匠面２０に対して表層部１２よりも吸水性の低い材質によるコーティング（ハードコート）層３０を設けてもよい（図９参照）。ここで、コーティング層３０としては、シリコン系やフッ素系の材料（樹脂）が好適である。表層部１２をポリカーボネート樹脂で形成する場合、傷の防止や紫外線による変質を抑制すべく、コーティングを施す必要があるが、アクリル系のコーティングを施した場合、吸水しやすく、また一度吸水すると乾燥するまでに時間を要するため、電波透過性能が悪化するおそれがある。
　これに対して、アクリル系よりも吸水性の低いシリコン系やフッ素系の材料（樹脂）からなるコーティング層３０を設けることにより、表層部１２の吸水を抑制することができる。また、長期間の浸水により表層部１２が吸水しても、乾燥状態に置けば短期間で水分を抜くことができる。以上のことから、シリコン系やフッ素系のコーティング層３０によれば、降雨時等における電波透過性能の悪化を抑制することができる。
　なお、各実施形態のオーナメント１０は、車両前方のフロントグリルに装着するものであるが、これに限らず、車両後方のトランクやバックドアに備えられたミリ波レーダ装置の前方（車両後方）側に装着してもよい。
　２０１７年１１月９日に出願された日本国特許出願２０１７－２１６１４７号の開示は、その全体が参照により本明細書に取込まれる。
　１０　　オーナメント（車両用電波透過部品）
　１２　　表層部
　１４　　意匠部
　１６　　裏層部
　２０　　意匠面
　３０　　コーティング層
　８２　　レーダアンテナ

Claims (5)

  1. 　車体に設けられたレーダアンテナの前方に設けられ、かつ幅方向において前方に凸となる湾曲状の意匠面を有する意匠部を備え、
    　前記幅方向における前記意匠部の厚さは、前記レーダアンテナと前記意匠部との前後方向の距離をＬ、前記レーダアンテナにおける電波の最大出射角度をθｍａｘとすると、前記レーダアンテナの前記幅方向における端部から内側にＬ×ｔａｎθｍａｘの位置に極大値を有し、前記レーダアンテナの前記幅方向中央の位置に極小値を有する車両用電波透過部品。
  2. 　車体に設けられたレーダアンテナの前方に設けられ、かつ幅方向において前方に凸となる湾曲状の意匠面を有する意匠部を備え、
    　前記幅方向における前記意匠部の厚さは、前記レーダアンテナと前記意匠部との前後方向の距離をＬ、前記レーダアンテナにおける電波の最大出射角度をθｍａｘとすると、前記レーダアンテナの前記幅方向における端部から内側にＬ×ｔａｎθｍａｘの位置と前記幅方向中央との間に極大値を有し、前記レーダアンテナの前記幅方向中央の位置に極小値を有する車両用電波透過部品。
  3. 　高さ方向における前記意匠部の厚さは、前記意匠部における電波の入射角度が大きい程厚く、前記入射角度が小さい程薄い請求項１又は２に記載の車両用電波透過部品。
  4. 　前記意匠部は、
    　ポリカーボネート樹脂により形成された前記意匠面側の表層部と、
    　ポリカーボネート及びＡＥＳの混合樹脂により形成された前記レーダアンテナ側の裏層部と、を備える請求項１～３の何れか１項に記載の車両用電波透過部品。
  5. 　前記意匠面上に形成されたシリコン系樹脂又はフッ素系樹脂によるコーティング層を、さらに備える請求項１～４の何れか１項に記載の車両用電波透過部品。
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