JP2021509467A

JP2021509467A - 車両レーダシステム用の微小気泡発泡体本体構成要素及びその製造方法

Info

Publication number: JP2021509467A
Application number: JP2020530301A
Authority: JP
Inventors: ジェイムズシュリッシュ
Original assignee: エスアールジーグローバルリミテッドライアビリティカンパニー
Priority date: 2017-12-28
Filing date: 2018-12-27
Publication date: 2021-03-25
Also published as: CN111511520A; KR20200101335A; US20200358174A1; EP3732010A1; WO2019130237A1

Abstract

車両用システムは、車両の本体構成要素であって、微小気泡発泡体から形成されており、かつ任意選択的に、それに適用される１つ以上の装飾層を有する、車両の本体構成要素と、レーダデバイスであって、本体構成要素の後方に配置されており、かつそこを通るレーダ波を送信／受信するように構成されている、レーダデバイスと、を備える。車両の本体構成要素を製造する方法は、溶融樹脂を得ることと、気体又は化学起泡剤を溶融樹脂に導入して、微小気泡発泡体を形成することと、微小気泡発泡体を成形型内に注入することにより、微小気泡発泡体を射出成形して、本体構成要素を形成することと、本体構成要素を成形型から取り外すことと、任意選択的に、１つ以上の装飾層を本体構成要素に適用することと、本体構成要素を車両のレーダデバイスの前方に配置することと、を含む。

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１７年１２月２８日に出願された米国特許仮出願第６２／６１１，０８２号に対する優先権を主張する。上記の出願の開示は、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。

（発明の分野）
本出願は、概して、車両レーダシステムに関し、より具体的には、車両レーダシステム用の微小気泡発泡体本体構成要素及びその製造方法に関する。

レーダカバー又は「レドーム」は、レーダデバイス（例えば、レーダアンテナ）の保護用構造又はエンクロージャである。車両用途の場合、レーダデバイスは、適応的なクルーズ制御システム及び他の類似のシステム（例えば、駐車支援システム）などの物体近接モニタリングのために使用することができる。レーダデバイスの最適な性能のために、レドームは、レーダデバイスによって送信及び受信される電磁信号の減衰を最小限に抑える材料で構成されるべきである。車両用途の場合、レドームは、多くの場合、視認可能である（例えば、車両の外面に装着される）ため、視覚的に魅力的なものであるべきである。しかしながら、通常装飾に使用されるプラスチック又は樹脂（ポリカーボネート、アクリロニトリルブタジエンスチレンなど）及び金属は、電磁信号を減衰させてしまう。均一なプラスチック厚さを利用することは、減衰の緩和に役立つが、三次元特徴部の設計を制限する。したがって、従来のレドームは、それらの意図されている目的のためには良好に機能しているものの、当該技術分野における改善が依然として必要とされている。

本開示の一態様によれば、車両用システムが提示される。１つの例示的な実施態様において、システムは、微小気泡発泡体で形成されている車両の本体構成要素と、本体構成要素の後方に配置され、その内部を通ってレーダ波を送信／受信するように構成されたレーダデバイスと、を備える。

いくつかの実施態様では、本体構成要素は、レドームである。いくつかの実施態様では、レドームは、微小気泡発泡体のみからなる。いくつかの実施態様では、レドームは、微小気泡発泡体、及びレドームに適用される１つ以上の装飾層のみからなる。いくつかの実施態様では、１つ以上の装飾層は、塗料、物理蒸着（physical vapor deposition、ＰＶＤ）半金属、フィルム、及び遷移金属のうちの少なくとも１つを含む。

いくつかの実施態様では、本体構成要素は、車両のグリルアセンブリのグリルバーである。いくつかの実施態様では、グリルバーは、微小気泡発泡体のみからなる。いくつかの実施態様では、グリルバーは、微小気泡発泡体、及びグリルバーに適用される１つ以上の装飾層のみからなる。いくつかの実施態様では、１つ以上の装飾層は、塗料、ＰＶＤ半金属、フィルム、及び遷移金属のうちの少なくとも１つを含む。

本開示の別の態様によれば、車両の本体構成要素を製造する方法が提示される。１つの例示的実施態様では、方法は、溶融樹脂を得ることと、気体又は化学起泡剤を溶融樹脂に導入して、微小気泡発泡体を形成することと、微小気泡発泡体を成形型内に注入することにより、微小気泡発泡体を射出成形して、本体構成要素を形成することと、本体構成要素を成形型から取り外すことと、本体構成要素を車両のレーダデバイスの前方に配置することと、を含む。

いくつかの実施態様では、本方法は、射出成形中に成形型内に誘導加熱して、ベース構成要素の表面品質を向上させることを更に含む。いくつかの実施態様では、本体構成要素は、レドームである。いくつかの実施態様では、レドームは、微小気泡発泡体のみからなる。いくつかの実施態様では、方法は、１つ以上の装飾層をレドームに適用することを更に含み、レドームは、微小気泡発泡体、及びレドームに適用される１つ以上の装飾層からなる。いくつかの実施態様では、１つ以上の装飾層は、塗料、ＰＶＤ金属、フィルム、及び遷移金属のうちの少なくとも１つを含む。いくつかの実施態様では、方法は、射出成形中にフィルムを適用することを含む。

いくつかの実施態様では、本体構成要素は、車両のグリルアセンブリのグリルバーである。いくつかの実施態様では、グリルバーは、微小気泡発泡体のみからなる。いくつかの実施態様では、本方法は、１つ以上の装飾層をグリルバーに適用することを更に含み、グリルバーは、微小気泡発泡体、及びグリルバーに適用される１つ以上の装飾層からなる。いくつかの実施態様では、１つ以上の装飾層は、塗料、ＰＶＤ半金属、フィルム、及び遷移金属のうちの少なくとも１つを含む。

本開示の教示の更なる適用範囲は、以下に提供される詳細な説明、特許請求の範囲、及び図面から明らかとなり、ここで、同様の参照番号は、図面のいくつかの図面全体をとおして同様の特徴部を指す。開示された実施形態及び本明細書で参照される図面を含む詳細な説明は、単に例示目的に意図された性質の例に過ぎず、本開示の範囲、その用途又は使用方法を限定することを意図するものではないということを理解されたい。したがって、本開示の要旨から逸脱しない変形例が、本開示の範囲内に含まれるよう意図されている。

本開示の原理による例示的な車両グリルアセンブリを示す。本開示の原理によるレーダシステム用の例示的な微小気泡発泡体レドームの側面図を示す。本開示の原理による一組の例示的な微小気泡発泡体グリルバーの側面図を示す。本開示の原理によるレーダシステム用の別の例示的な微小気泡発泡体レドームの側面図を示す。本開示の原理による従来のプラスチック及び微小気泡発泡体構成要素の例示的なレーダ又は角度損失のプロットを示す。本開示の原理による従来のプラスチック及び微小気泡発泡体構成要素の例示的なレーダ又は角度損失のプロットを示す。本開示の原理による、車両の微小気泡発泡体本体構成要素を製造する例示的な方法のフロー図を示す。

前述のように、車両のレーダデバイスの最適な性能のために、レドームは、レーダデバイスによって送信及び受信される電磁信号の減衰を最小限に抑える材料で構成されるべきである。レドームは視認可能であるため、視覚的に魅力的なものであるべきである。したがって、製造のシステム及び方法は、微小気泡発泡体で形成された車両レドーム又はグリルアセンブリのために提示される。他の車両本体構成要素はまた、微小気泡発泡体で形成され得る（例えば、一体化された再帰反射器を含むバンパ）ことが理解されよう。微小気泡発泡体は、最小限のレーダ減衰を提供するように設計され得る。いくつかの実施形態では、車両本体構成要素は、微小気泡発泡体のみ、すなわち、他の支持構造体又は層を含まない。装飾層（塗料、半金属など）が微小気泡発泡体構成要素に適用され、それらの視覚的な魅力を増強することができる。

ここで図１を参照すると、車両の例示的なグリルアセンブリ１００が示される。グリルアセンブリ１００は、グリルバー１０８を含むハウジング１０４を備える。これらのグリルバー１０８は、異なるセット：（ｉ）ハウジング１０４の全幅にわたるグリルバー１０８ａと、ハウジング１０４の幅の一部にわたる、中央レドーム１１２の両側に配設されるグリルバー１０８ｂ−１及びグリルバー１０８ｂ−２と、に分けられる。レドーム１１２は、レーダ波を送信／受信するレーダデバイス又はシステム（図示せず）の前方に配置される。例示的な一実施形態では、レドーム１１２は、車両のエンブレム又はロゴを表示するように設計されている。以下により詳細に記載されるように、レドーム１１２及びグリルバー１０８のうちの少なくとも１つは、微小気泡発泡体から形成され得る。

ここで図２Ａ〜図２Ｃを参照すると、レーダシステム１２０及び車両本体構成要素の側面図が示されている。図２Ａでは、レーダシステム１２０及びレドーム１１２の側面図が示されている。この構成では、レドーム１１２は、比較的均一な断面厚さを有する。図示されるように、レドーム１１２を通るレーダの偏向は、最小である。図２Ｂでは、レーダシステム１２０及びグリルバー１０８の側面図が示されている。図示されるように、グリルバー１０８を通るレーダの偏向は、最小である。図２Ｃでは、レーダシステム１２０の側面図及びレドーム１１２の代替構成が示されている。この構成では、レドーム１１２は、三次元表面特徴を有するように設計されているため、不均一な断面厚さを有する。それにもかかわらず、図示されるように、レドーム１１２を通るレーダの偏向は、最小である。

図３Ａ〜図３Ｂでは、本開示の原理による従来のプラスチック及び微小気泡発泡体構成要素の例示的なレーダ又は角度損失のプロットを示す。図３Ａでは、横電気（transverse-electric、ＴＥ）偏光３００と横磁気（transverse-magnetic、ＴＭ）偏光３０４が、従来のプラスチック構成要素の＋／−０〜３０°の入射角に対して実質的である。これらの値は、ブリュースタ角度に到達して、無限の損失に進む前に、−４０〜６０°の入射角から減少する。図３Ｂでは、ＴＥ偏光３０８及びＴＭ偏光３１２は、ブリュースタ角度に到達する前に、約＋／−０〜６０°の入射角に対して最小であり、無限の損失に進む。これらのプロットは、車両レーダシステム関連用途のための従来のプラスチック構成要素と比較して、微小気泡発泡体構成要素の優れた性能を明確に示す。

ここで図４を参照すると、微小気泡発泡体車両本体構成要素を製造する例示的な方法４００のフロー図が示される。４０４において、溶融樹脂が得られ（例えば、樹脂を加熱することによって）、気体又は化学起泡剤が溶融樹脂に注入されて、微小気泡発泡体を形成する。車両本体構成要素の非限定的な例としては、レドーム及びグリルアセンブリが挙げられ、樹脂の非限定的な例としては、ポリカーボネート（polycarbonate、ＰＣ）及びアクリロニトリルブタジエンスチレン（acrylonitrile butadiene styrene、ＡＢＳ）が挙げられる。１つの非限定的な例示的な気体は、窒素である。この気体又は化学起泡剤を溶融樹脂に導入すると、溶融樹脂中に気泡又はポケットが形成される。導入される気体又は化学起泡剤の量（つまり、気泡／ポケットのサイズ）は、特定の車両用途ごとに決定され得る。例えば、約１．２ミリメートルの気泡／ポケットは、約１２ミリメートルの波長を有する２４ギガヘルツ（gigahertz、ＧＨｚ）レーダシステムにとって理想的であり得、約０．４ミリメートルの気泡／ピケットは、−４ミリメートルの波長を有する７７ＧＨｚのレーダシステムにとって理想的であり得る。これらの値は単なる例であり、レーダシステムの波長よりもはるかに小さい限り、任意の好適なサイズの気泡／ポケットが利用され得ることが理解されよう。

４０８において、射出成形では、微小気泡発泡体が成形型内に注入されて、微小気泡発泡体車両本体構成要素の形成が実施される。４１２において、誘導加熱が、射出成形プロセス中に、任意選択的に実施される。誘導加熱の使用は、車両本体構成要素の表面品質を改善し、それによって、より視覚的に魅力のある表面を作り出す。このような誘導加熱がない場合、車両本体構成要素の表面は、射出成形プロセス中に気体を導入することによって引き起こされる白色の線を有してもよい。４１６において、任意選択的に、成形型に装飾フィルムが適用される。このフィルムを適用するために使用される技術の非限定的な例としては、インサート成形及びホットスタンプが挙げられる。４２０において、車両本体構成要素は、成形型から取り外される。４２４において、装飾層が、任意選択的に、車両本体構成要素に適用される。これらの装飾層の非限定的な例としては、塗料、物理蒸着（ＰＶＤ）半金属、フィルム、及び遷移金属が挙げられる。例えば、非透明な車両本体構成要素上にＰＶＤ半金属を適用することにより、半金属を金属のように見せるが、ＰＶＤ半金属は、レーダ波を減衰させない。４２８において、完成した車両本体構成要素は、車両のレーダシステムの前方に配置される。

様々な実施例間の特徴、要素、方法、及び／又は機能の混合及び整合は、本明細書において明示的に企図され得、そのため、当業者であれば、上の説明で特にことわらない限り、１つの実施例の特徴、要素、及び／又は機能が、必要に応じて別の実施例に組み込まれ得ることを本教示から認識するであろうことが理解されるべきである。

Claims

車両用システムであって、
微小気泡発泡体で形成されている前記車両の本体構成要素と、レーダデバイスであって、前記本体構成要素の後方に配置され、その内部を通ってレーダ波を送信／受信するように構成されたレーダデバイスと、を備える、車両用システム。
前記本体構成要素が、レドームである、請求項１に記載のシステム。
前記レドームが、前記微小気泡発泡体のみからなる、請求項２に記載のシステム。
前記レドームが、前記微小気泡発泡体、及び前記レドームに適用される１つ以上の装飾層のみからなる、請求項２に記載のシステム。
前記１つ以上の装飾層が、塗料、物理蒸着（ＰＶＤ）半金属、フィルム、及び遷移金属のうちの少なくとも１つを含む、請求項４に記載のシステム。
前記本体構成要素が、前記車両のグリルアセンブリのグリルバーである、請求項１に記載のシステム。
前記グリルバーが、前記微小気泡発泡体のみからなる、請求項６に記載のシステム。
前記グリルバーが、前記微小気泡発泡体、及び前記グリルバーに適用される１つ以上の装飾層のみからなる、請求項６に記載のシステム。
前記１つ以上の装飾層が、塗料、物理蒸着（ＰＶＤ）半金属、フィルム、及び遷移金属のうちの少なくとも１つを含む、請求項８に記載のシステム。
車両の本体構成要素を製造する方法であって、
溶融樹脂を得ることと、
気体又は化学起泡剤を前記溶融樹脂に導入して、微小気泡発泡体を形成することと、
前記微小気泡発泡体を成形型内に注入することによって、前記微小気泡発泡体を射出成形して、前記本体構成要素を形成することと、
前記本体構成要素を前記成形型から取り外すことと、
前記本体構成要素を前記車両のレーダデバイスの前方に配置することと、を含む、方法。
前記射出成形中に前記成形型内で誘導加熱して、ベース構成要素の表面品質を向上させることを更に含む、請求項１０に記載の方法。
前記本体構成要素が、レドームである、請求項１０に記載の方法。
前記レドームが、前記微小気泡発泡体のみからなる、請求項１２に記載の方法。
１つ以上の装飾層を前記レドームに適用することを更に含み、前記レドームが、前記微小気泡発泡体、及び前記レドームに適用される１つ以上の装飾層からなる、請求項１２に記載の方法。
前記１つ以上の装飾層が、塗料、物理蒸着（ＰＶＤ）半金属、フィルム、及び遷移金属のうちの少なくとも１つを含む、請求項１４に記載の方法。
前記射出成形中に前記フィルムを適用することを更に含む、請求項１５に記載の方法。
前記本体構成要素が、前記車両のグリルアセンブリのグリルバーである、請求項１０に記載の方法。
前記グリルバーが、前記微小気泡発泡体のみからなる、請求項１７に記載の方法。
１つ以上の装飾層を前記グリルバーに適用することを更に含み、前記グリルバーが、前記微小気泡発泡体、及び前記グリルバーに適用される前記１つ以上の装飾層からなる、請求項１７に記載の方法。
前記１つ以上の装飾層が、塗料、物理蒸着（ＰＶＤ）半金属、フィルム、及び遷移金属のうちの少なくとも１つを含む、請求項１９に記載の方法。