JP2020147204A - 車両用カバー部材及び車両用カバー部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁波の透過性を有する車両用カバー部材において、インジウムを用いなくても金属光沢を付与可能とする。【解決手段】車両用カバー部材１０は、透光性を有する透明部材１１と、透明部材１１の背面側に配設されると共に、半導体と金属とを含む合金層１２ｂを有する有色コア１２と、有色コア１２を支持する支持部材１３とを備える。有色コア１２は、支持部材１３に対して固着されることなく当接されている。さらに、有色コア１２は、支持部材１３に対して溶着されている。【選択図】図３

Description

本発明は、車両用カバー部材及び車両用カバー部材の製造方法に関するものである。

近年、周囲状況を検知するために、ミリ波等を用いたレーダユニットや赤外線等を用いたライダユニットが車両に対して搭載されている。これらのレーダユニットやライダユニットは、ミリ波や赤外線等の電磁波を射出し、これらの反射波を検知している。なお、装置の保護のために、レーダユニットやライダユニットの電磁波射出方向の前方には、カバー部材が設置されることが一般的である。

ところで、上述のようなカバー部材は、外部から視認可能であることから、車両の外観印象に大きく影響する。このため、カバー部材は、電磁波の透過性を確保しつつ、意匠性を高める必要がある。例えば、特許文献１には、電磁波が透過可能なインジウムからなる薄膜を設けることにより、金属光沢が付与された車両用カバー部材が記載されている。

特開２０００−４９５２２号公報

インジウムからなる薄膜は、真空蒸着やスパッタリングによって形成することで、インジウムからなる多数の島部の間に隙間が形成された海島構造とすることができる。このような海島構造により、電磁波が島部の間の隙間を透過でき、インジウムからなる薄膜が電磁波透過性を有することになる。このようなインジウムからなる薄膜を海島構造とする技術は確立されている。しかしながら、従来の金属光沢を有する車両用カバー部材は、インジウム等の希少金属を用いる必要があることから金属の材料の選択余地が狭く、材料選択の自由度が低い。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、電磁波の透過性を有する車両用カバー部材において、インジウムを用いなくても金属光沢を付与可能とすることを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。

第１の発明は、車両用カバー部材であって、透光性を有する透明部材と、透明部材の背面側に配設されると共に、半導体と金属とを含む合金層を有する有色コアと、上記有色コアを支持する支持部材とを備えるという構成を採用する。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記有色コアが、上記透明部材に対して固着されることなく当接されているという構成を採用する。

第３の発明は、上記第１または第２の発明において、上記有色コアが、上記支持部材に対して溶着されているという構成を採用する。

第４の発明は、上記第１〜第３いずれかの発明において、上記透明部材の背面に凹部が設けられ、上記有色コアが、上記凹部に収容されているという構成を採用する。

第５の発明は、上記第１〜第４いずれかの発明において、上記合金層が、上記有色コアの最も上記透明部材側の表層に配置されているという構成を採用する。

第６の発明は、上記第１〜第５いずれかの発明において、上記有色コアが、上記合金層が直接固着された基部を有するという構成を採用する。

第７の発明は、車両用カバー部材の製造方法であって、透光性を有する透明部材を形成する透明部材形成工程と、半導体と金属とを含む合金層を有する有色コアを形成する有色コア形成工程と、上記有色コアを上記透明部材の背面側にて支持する支持部材を形成する支持部材形成工程とを有するという構成を採用する。

第８の発明は、上記第７の発明において、上記有色コア形成工程にて、上記半導体と金属とを含むターゲットを用いたスパッタリング法によって上記合金層を形成するという構成を採用する。

第９の発明は、上記第７または第８の発明において、上記支持部材形成工程にて、上記有色コアを上記透明部材の背面に当接させた状態で上記支持部材を形成するという構成を採用する。

第１０の発明は、上記第７〜第９いずれかの発明において、上記支持部材形成工程にて、射出成形によって上記支持部材を上記透明部材及び上記有色コアに溶着させるという構成を採用する。

第１１の発明は、上記第７〜第１０いずれかの発明において、上記透明部材形成工程にて、上記透明部材の背面に凹部を形成し、上記支持部材形成工程にて、上記凹部に上記有色コアを収容するという構成を採用する。

第１２の発明は、上記第７〜第１１いずれかの発明において、上記有色コア形成工程にて、合金層を上記有色コアの最も上記透明部材側の表層に配置して形成するという構成を採用する。

第１３の発明は、上記第７〜第１２いずれかの発明において、上記有色コア形成工程にて、基部上に上記合金層を直接固着させるという構成を採用する。

本発明によれば、半導体と金属とを含む合金層を有する有色コアを備えている。合金層に含まれる半導体は電磁波の透過性に寄与し、合金層に含まれる金属は金属光沢を生じさせる。このため、本発明によれば、インジウムを用いなくても、電磁波透過性と金属光沢の付与を実現することができる。

本発明の一実施形態におけるレーダカバーを備えるラジエータグリルの正面図である。 本発明の一実施形態におけるレーダカバーの拡大正面図である。 （ａ）が本発明の一実施形態におけるレーダカバーの断面図であり、（ｂ）が本発明の一実施形態におけるレーダカバーが備えるインナコアの断面図である。 本発明の一実施形態におけるレーダカバーの製造工程を説明するための模式図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る車両用カバー部材及び車両用カバー部材の製造方法の一実施形態について説明する。

図１は、本実施形態のレーダカバー１０（車両用カバー部材）を備えるラジエータグリル１の正面図である。また、図２は、本実施形態のレーダカバー１０の拡大正面図である。また、図３は、（ａ）が本実施形態のレーダカバー１０の断面図であり、（ｂ）が本実施形態のレーダカバー１０が備えるインナコア１２（有色コア）の断面図である。

ラジエータグリル１は、車両のエンジンルームに通じる開口を塞ぐように車両の前面に設けられており、エンジンルームへの通気を確保しかつエンジンルームへの異物の進入を防止している。ラジエータグリル１の中央には、エンジンルーム内に配置されるレーダユニットＲに対向するようにしてレーダカバー１０が設けられている。レーダユニットＲ（図３（ａ）参照）は、例えばミリ波を発信する発信部、反射波を受信する受信部、及び、演算処理を行う演算部等を有している。このレーダユニットＲは、レーダカバー１０を透過する電波の送受信を行い、受信した電波に基づいて車両の周囲状況を検知する。例えば、レーダユニットＲは、障害物までの距離や障害物の相対速度等を算出して出力する。

レーダカバー１０は、レーダユニットＲを車両の正面側から見て覆うように配置されている。このレーダカバー１０は、図２に示すように、車両の正面側から見て、車両メーカのエンブレムを示す図形や文字等を表す光輝領域１０Ａと、当該光輝領域１０Ａの視認性を向上させる黒色領域１０Ｂを有する部品である。このようなレーダカバー１０は、図３（ａ）に示すように、透明部材１１と、インナコア１２と、ベース部材１３（支持部材）とを備えている。

透明部材１１は、最も車両の外側に配置される略矩形状の透明材料により形成される部位である。この透明部材１１は、車両の外部からのインナコア１２の視認性を高めるため、表側の面が円滑面とされている。また、透明部材１１の背面には、インナコア１２が配置される凹部１１ａが形成されている。また、透明部材１１の裏側の面の凹部１１ａが設けられていない領域は、ベース部材１３との固着面とされている。

凹部１１ａは、インナコア１２を収容する部位であり、収容されたインナコア１２を車両の前方側から立体的に視認可能とする。この凹部１１ａは、車両メーカのエンブレム等の図形や文字等の形状に沿って設けられている。このような凹部１１ａにインナコア１２が収容されることによって、上述の光輝領域１０Ａが形成される。

このような透明部材１１は、例えば、無色のＰＣ（ポリカーボネート）やＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル樹脂）等の透明合成樹脂によって形成されており、１．５ｍｍ〜１０ｍｍ程度の厚さとされている。また、透明部材１１の表側の面には、必要に応じて、傷付き防止のためのハードコート処理、又はウレタン系塗料のクリヤコート処理が施される。なお、耐傷性を備える透明合成樹脂であれば、これらの傷付き防止処理は不要である。

インナコア１２は、図３（ｂ）に示すように、基部１２ａと、合金層１２ｂとを備えており、透明部材１１の背面側に配設されている。基部１２ａは射出成形等によって成形されており、例えばＡＢＳ、ＰＣ又はＰＥＴ等の合成樹脂によって形成されている。この基部１２ａは、表面に形成される合金層１２ｂを凹部１１ａの内面に接触させる形状とされている。

合金層１２ｂは、基部１２ａの表側の面（透明部材１１側の面）に形成されており、基部１２ａに被さるように配置された金属光輝性（金属色）を備える層である。この合金層１２ｂは、半導体と金属とを含む合金からなる例えば２０ｎｍ〜１００ｎｍの膜厚とされた薄膜である。より具体的には、合金層１２ｂは、シリコン（Ｓｉ）やゲルマニウム（Ｇｅ）等の半導体と、アルミニウム（Ａｌ）やクロム（Ｃｒ）等の金属との合金によって形成されている。このような合金層１２ｂは、金属と比較して自由電子の少ない半導体を含んでおり、電磁波を透過する性質を有する。つまり、本実施形態において合金層１２ｂは、合成樹脂によって形成された基部１２ａと同様に、レーダユニットＲで用いる電波を透過させることが可能となっている。

また、合金層１２ｂは、基部１２ａの表面のうち、透明部材１１の凹部１１ａに対向する領域のみに設けられている。つまり、合金層１２ｂは、基部１２ａの表面のうち、背面（ベース部材１３側の面）には形成されていない。なお、合金層１２ｂが設けられていない基部１２ａの背面は、ベース部材１３に対して溶着される固着領域とされている。基部１２ａがベース部材１３に対して溶着されているため、インナコア１２がベース部材１３（さらに透明部材１１）に対して変位することを防止することができる。

また、合金層１２ｂは、表側の面が透明部材１１の凹部１１ａの内壁面に対して、固着されることなく当接されている。つまり、合金層１２ｂは、ベース部材１３に背面側が溶着された基部１２ａに固着されているものの、透明部材１１に対しては隙間なく密接されているのみであり、物理的に結合はされていない。

また、合金層１２ｂに含まれる金属が耐食性の高いクロム（Ｃｒ）等である場合には、合金層１２ｂを保護するコート層を設ける必要は必ずしもない。このため、本実施形態においては、合金層１２ｂを透明部材１１側から覆うトップコート層がインナコア１２に対して設けられていない。つまり、合金層１２ｂは、インナコア１２の最も透明部材１１側の表層に配置されている。このため、合金層１２ｂが直接的に透明部材１１の凹部１１ａの内壁面に当接されている。このように、トップコート層を設ける必要がないことから、トップコート層を形成する工程を必要としないだけではなく、トップコート層によって合金層１２ｂの色合いが意図せずに変化することを防止することができる。

また、合金層１２ｂが基部１２ａに対する密着性が高い場合には、合金層１２ｂと基部１２ａとの間に、ボトムコート層を設ける必要は必ずしもない。このため、本実施形態においては、合金層１２ｂが基部１２ａに対して直接固着されている。このようにボトムコート層を設ける必要がないことから、ボトムコート層を形成する工程を行う必要がなくなる。

このようなインナコア１２は、透明部材１１の凹部１１ａを埋設する凸状の形状とされており、透明部材１１の凹部１１ａに収容された状態で嵌合される。ここで、インナコア１２では、最も透明部材１１側の表層に設けられた合金層１２ｂが透明部材１１の凹部１１ａの内壁面に固着されることなく当接されている。このため、インナコア１２は、透明部材１１の凹部１１ａの内壁面に対して固着されることなく当接されている。

また、インナコア１２では、基部１２ａの合金層１２ｂに覆われていない背面がベース部材１３に対して溶着されている。このため、インナコア１２は、ベース部材１３に対して溶着されている。

ベース部材１３は、透明部材１１の裏側に固着される部位であり、黒色の樹脂材料から形成されている。このベース部材１３は、エンジンルーム側に突出する係合部１３ａを有している。この係合部１３ａは、先端部が爪状に成形されており、当該先端部が例えばラジエータグリル本体に係止される。このように透明部材１１の裏側の面に対して固着されたベース部材１３は、透明部材１１の外側から視認可能とされており、上述の黒色領域１０Ｂを形成している。このベース部材１３は、光輝領域１０Ａ以外の領域を黒色に視認させ、相対的に光輝領域１０Ａの視認性を向上させる。

このようなベース部材１３は、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合合成樹脂）、ＡＥＳ（アクリロニトリル・エチレン・スチレン共重合合成樹脂）、ＡＳＡ（アクリロニトリル・スチレン・アクリレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、有色のＰＣ、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の合成樹脂、又はこれらの複合樹脂からなり、０．５ｍｍ〜１０ｍｍ程度の厚さとされている。

続いて、本実施形態のレーダカバー１０の製造方法について、図４を参照して説明する。図４は、本実施形態のレーダカバー１０の製造方法について説明するための概略図である。

まず、図４（ａ）に示すように、透明部材１１を形成する。この図４（ａ）に示す工程は、透光性を有する透明部材１１を形成する透明部材形成工程である。例えば、透明部材１１は、射出成形により形成される。この射出成形により、凹部１１ａを有する透明部材１１を形成することができるため、後工程により凹部１１ａを形成する必要はない。なお、必要に応じて、透明部材１１の表面側（車両外側に向く面）あるいは全面には、耐久性等を向上させるためのハードコート処理を施しても良い。

次に、図４（ｂ）に示すように、インナコア１２の基部１２ａを形成する。例えば、基部１２ａは、射出成形により形成される。続いて、図４（ｃ）に示すように、基部１２ａの表面に合金層１２ｂを形成する。合金層１２ｂは、半導体と金属を含む合金からなるターゲットを用いたスパッタリング法によって行う。上記ターゲットと、図４（ｂ）に示す基部１２ａとをスパッタリング装置の内部の所定位置に配置し、真空状態で電圧を印加することで、ターゲットから原子を飛ばして合金層１２ｂを形成する。

これらの図４（ｂ）で示した基部１２ａの形成工程と、図４（ｃ）で示した合金層１２ｂの形成工程とによってインナコア１２が形成される。つまり、図４（ｂ）で示す工程と図４（ｃ）で示す工程とは、半導体と金属とを含む合金層１２ｂを有するインナコア１２を形成するインナコア形成工程（有色コア形成工程）である。このようなインナコア形成工程では、合金層１２ｂがインナコア１２の最も表層に配置されるようにインナコア１２を形成する。

なお、このような図４（ｂ）で示した基部１２ａの形成工程と、図４（ｃ）で示した合金層１２ｂの形成工程とは、図４（ａ）で示した透明部材１１の形成工程を待って行う必要はない。図４（ａ）で示した透明部材１１の形成工程と並行して、インナコア１２を形成することによって、レーダカバー１０の製造時間を短縮することができる。

次に、図４（ｄ）に示すように、インナコア１２を透明部材１１の凹部１１ａに収容状態で嵌合する。このとき、インナコア１２の合金層１２ｂの表面にはトップコート層が形成されていない。このため、合金層１２ｂが凹部１１ａの内面に直接当接される。

次に、図４（ｅ）に示すように、ベース部材１３を形成する。ここでは、凹部１１ａにインナコア１２が設置された透明部材１１を、射出成形用の金型の内部に配置し、透明部材１１の背面側に溶融した樹脂を射出するインサート成形を行うことで、ベース部材１３を形成する。このようなベース部材１３は、インサート成形時の熱により透明部材１１及びインナコア１２の基部１２ａと溶着され、インナコア１２を背面側から覆うように配置される。これによって、インナコア１２の合金層１２ｂは、凹部１１ａの内面に直接当接された状態で、基部１２ａごと透明部材１１に対して固定される。このような図４（ｅ）に示す工程は、インナコア１２を透明部材１１の背面側にて支持するベース部材１３の形成するベース部材形成工程（支持部材形成工程）である。

以上のような工程で本実施形態のレーダカバー１０が製造される。このような本実施形態のレーダカバー１０及びレーダカバー１０の製造方法によれば、半導体と金属とを含む合金層１２ｂを有するインナコア１２を備えている。合金層１２ｂに含まれる半導体は電磁波の透過させる機能を発現し、合金層１２ｂに含まれる金属は金属光沢を生じさせる。このため、本実施形態のレーダカバー１０及びレーダカバー１０の製造方法によれば、インジウムを用いなくても、電磁波透過性と金属光沢の付与を実現することができる。

また、本実施形態のレーダカバー１０及びレーダカバー１０の製造方法においては、インナコア１２が透明部材１１に対して固着されることなく当接されている。このため、透明部材１１と合金層１２ｂとの境界部分に溶着ムラが生じることがなく、溶着ムラが意図せずにレーダカバー１０の意匠に影響を与えることを防止することができる。

また、本実施形態のレーダカバー１０及びレーダカバーの製造方法においては、インナコア１２が、ベース部材１３に対してして溶着されている。このため、インナコア１２が製造時や車両振動によってベース部材１３や透明部材１１に対して変位することを防止することができる。

また、本実施形態のレーダカバー１０及びレーダカバー１０の製造方法においては、透明部材１１の背面に凹部１１ａが設けられ、凹部１１ａにインナコア１２が収容されている。このため、インナコア１２を立体的に視認することが可能となる。

また、本実施形態のレーダカバー１０及びレーダカバー１０の製造方法においては、インナコア１２の透明部材１１側の最も表層に合金層１２ｂが設けられている。このため、合金層１２ｂを覆うトップコート層を形成する必要がなく、トップコート層を形成することによる視認性への影響や製造工程数の増加を防止することが可能となる。

また、本実施形態のレーダカバー１０及びレーダカバー１０の製造方法においては、インナコア１２が、合金層１２ｂが直接固着された基部１２ａを有している。つまり、合金層１２ｂと基部１２ａとの間にボトムコート層が形成されておらず、ボトムコート層を形成することによる製造工程数の増加を防止することが可能となる。

また、本実施形態のレーダカバー１０の製造方法においては、合金層１２ｂが、スパッタリング法によって形成されている。このため、合金層１２ｂに半導体成分と金属成分とが均一に含まれ、合金層１２ｂの質感や電波の透過性を均質にすることが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態においては、本発明の車両用カバー部材をレーダカバー１０に適用した例について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、赤外線を用いるライダユニットを覆うライダーカバーに適用することも可能である。

また、上記実施形態においては、透明部材１１の背面に設けられた凹部１１ａにインナコア１２が収容された構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、透明部材１１の背面を平坦面とし、この平坦面にインナコアを当接させた状態でベース部材１３を形成するようにしても良い。

１……ラジエータグリル、１０……レーダカバー（車両用カバー部材）、１１……透明部材、１１ａ……凹部、１２……インナコア（有色コア）、１２ａ……基部、１２ｂ……合金層、１３……ベース部材（支持部材）、Ｒ……レーダユニット

Claims (13)

1. 透光性を有する透明部材と、
   透明部材の背面側に配設されると共に、半導体と金属とを含む合金層を有する有色コアと、
   前記有色コアを支持する支持部材と
   を備えることを特徴とする車両用カバー部材。
2. 前記有色コアは、前記透明部材に対して固着されることなく当接されていることを特徴とする請求項１記載の車両用カバー部材。
3. 前記有色コアは、前記支持部材に対して溶着されていることを特徴とする請求項１または２記載の車両用カバー部材。
4. 前記透明部材の背面に凹部が設けられ、前記有色コアは、前記凹部に収容されていることを特徴とする請求項１〜３いずれか一項に記載の車両用カバー部材。
5. 前記合金層は、前記有色コアの最も前記透明部材側の表層に配置されていることを特徴とする請求項１〜４いずれか一項に記載の車両用カバー部材。
6. 前記有色コアは、前記合金層が直接固着された基部を有することを特徴とする請求項１〜５いずれか一項に記載の車両用カバー部材。
7. 透光性を有する透明部材を形成する透明部材形成工程と、
   半導体と金属とを含む合金層を有する有色コアを形成する有色コア形成工程と、
   前記有色コアを前記透明部材の背面側にて支持する支持部材を形成する支持部材形成工程と
   を有することを特徴とする車両用カバー部材の製造方法。
8. 前記有色コア形成工程にて、前記半導体と金属とを含むターゲットを用いたスパッタリング法によって前記合金層を形成することを特徴とする請求項７記載の車両用カバー部材の製造方法。
9. 前記支持部材形成工程にて、前記有色コアを前記透明部材の背面に当接させた状態で前記支持部材を形成することを特徴とする請求項７または８記載の車両用カバー部材の製造方法。
10. 前記支持部材形成工程にて、射出成形によって前記支持部材を前記透明部材及び前記有色コアに溶着させることを特徴とする請求項７〜９いずれか一項に記載の車両用カバー部材の製造方法。
11. 前記透明部材形成工程にて、前記透明部材の背面に凹部を形成し、
    前記支持部材形成工程にて、前記凹部に前記有色コアを収容する
    ことを特徴とする請求項７〜１０いずれか一項に記載の車両用カバー部材の製造方法。
12. 前記有色コア形成工程にて、合金層を前記有色コアの最も前記透明部材側の表層に配置して形成することを特徴とする請求項７〜１１いずれか一項に記載の車両用カバー部材の製造方法。
13. 前記有色コア形成工程にて、基部上に前記合金層を直接固着させることを特徴とする請求項７〜１２いずれか一項に記載の車両用カバー部材の製造方法。

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