JP7501431B2 - 車両用加熱対象部品及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載される車両用加熱対象部品に関する。

従来、フロントバンパやフロントグリルなどに配置される車両用加熱対象部品が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１記載の車両用加熱対象部品は、基材と加熱シートとを備える電波透過カバーである。電波透過カバーは、ミリ波の電波を送信するミリ波レーダ装置に対して電波送信方向の先側に配置されている。加熱シートは、基材の裏面側に配置されており、具体的には、その基材の裏面全域に亘って配置されている。加熱シートは、樹脂材料により形成されるシート部と、銅線などにより形成されるヒータ線と、を有している。ヒータ線は、シート部における基材の裏面に対向する面に配線されている。ヒータ線が通電されると、ヒータ線が発熱することで基材が加熱される。このため、電波透過カバーの表面に氷雪が付着した際にも、基材への伝熱によりその電波透過カバーの表面の氷雪を融かすことができ、これにより、電波透過カバーのミリ波透過性を確保することができる。

特開２０２０－０６０４０６号公報

ところで、加熱シートから基材の表面側への伝熱性を高めるためには、基材における加熱シートが配置された領域に対応する部位を薄くすることが有効である。この点、上記の車両用加熱対象部品では、加熱シートが基材の裏面全域に亘って配置されるので、伝達性向上のためには基材全体を薄くすることが必要である。しかしながら、この基材全体を薄くする構造では、加熱シートから基材への伝熱性を確保することはできるが、基材の剛性が損なわれることとなる。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、基材の剛性を損なうことなく加熱シートから基材への伝熱性を高めることが可能な車両用加熱対象部品を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、ミリ波の電波を透過し得る板状の基材と、前記基材の裏面に配置されて前記基材を温めるシート状の加熱シートと、を備える車両用加熱対象部品であって、前記基材は、板状に形成された板壁部と、前記板壁部の裏面全域のうちの一部に凹状に形成された凹部と、を有し、前記加熱シートは、前記凹部内に配置されている、車両用加熱対象部品である。

この構成によれば、基材の一部が薄肉化し、その薄肉化した部位に加熱シートが配置されるので、加熱シートから基材への伝熱性が高められると共に、基材全体が薄肉に形成される構造に比べて基材の剛性が高められる。従って、基材の剛性を損なうことなく加熱シートから基材への伝熱性を高めることができる。

本発明の一実施形態に係る車両用加熱対象部品が搭載される車両のフロント側の斜視図である。 本実施形態の車両用加熱対象部品の断面図である。 本実施形態の車両用加熱対象部品が備える加熱シートの製造手法を説明するための図である。 本実施形態の車両用加熱対象部品の製造手法を説明するための図である。 一変形形態の車両用加熱対象部品の断面図である。

以下、図１～図５を用いて、本発明に係る車両用加熱対象部品の具体的な実施形態について図面を用いて説明する。

一実施形態の車両用加熱対象部品１は、車両２に搭載されて加熱される部品であって、例えば、車両２のフロントバンパやリアバンパなどに設置される。尚、本実施形態において、方向を示す内容は、車両用加熱対象部品１が搭載される車両２を基準にしたものとする。例えば、「右側」とは車両進行方向に対する車両右側を指し、「左側」とは車両進行方向に対する車両左側を指すものとする。

車両用加熱対象部品１は、例えば図１に示す如く、大きさが１００ｍｍ～３００ｍｍ程度であるエンブレムやオーナメントなどの装飾部品１ａ、大きさが１３００ｍｍ～１６００ｍｍ程度であるフロントグリルやフロントパネルなどの加飾部品１ｂ、或いは、フロントバンパやリアバンパなどのバンパ１ｃ自体である。

車両用加熱対象部品１は、ミリ波レーダ装置３（図２参照）に用いられるミリ波の電波（周波数３０ＧＨｚ～３００ＧＨｚ）を透過可能な部品である。ミリ波レーダ装置３は、ミリ波の電波を車外（例えば車両前方）へ送信し、その送信電波のうち車外の物体に反射された電波を受信する。ミリ波レーダ装置３は、送信した電波と受信した電波との時間差や強度などの関係に基づいて、車外の物体を検知し、自車両２と車外の物体との相対距離や相対速度を検出する。

車両用加熱対象部品１は、ミリ波レーダ装置３に対して電波送信方向の先側（例えば、車両前方）に配置されている。以下、車両用加熱対象部品１は、車両２のフロント側に配置されて、ミリ波レーダ装置３に対して車両前方に配置されているものとする。車両用加熱対象部品１は、基材１０と、加熱シート２０と、を備えている。

基材１０は、車両用加熱対象部品１の骨格部分をなす板状の部品である。例えば、装飾部品１ａの基材１０は、表面に装飾用意匠が印刷され若しくは貼付され又は透明材で形成された意匠部の裏面に加飾層が配置されたものである。加飾部品１ｂの基材１０は、表面形状全体が車両２を加飾したものである。また、バンパ１ｃの基材１０は、車両２下部の衝撃吸収のための板状に形成されたものである。装飾部品１ａの基材１０及び加飾部品１ｂの基材１０は、例えば、車両２のフロントバンパやリアバンパなどに設けられた開口（すなわち孔や溝）に爪嵌合などにより設置される。以下、基材１０は、車両２のフロントバンパの開口に設置されるものとする。

基材１０の樹脂材料は、ミリ波レーダ装置３が送信するミリ波を透過するミリ波透過性に優れた材料である。尚、基材１０は、その基材１０よりも車両後方に配置されるミリ波レーダ装置３を透過視認できないように不透明に形成されることが好ましい。基材１０は、ＡＳＡ（アクリロニトリル－スチレン－アクリレート共重合）樹脂、ＡＥＳ（アクリロニトリル－エチレン－スチレン共重合）樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）やアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂（ＡＢＳ）などの樹脂材料により形成されている。基材１０は、例えば射出成形などにより成形される。

基材１０は、板壁部１１と、支持部１２と、を有している。板壁部１１は、板状に形成された部位である。板壁部１１は、車両２のフロントバンパ等に設けられた開口の大きさに合わせて形成されている。板壁部１１は、その開口に嵌って車両前後方向に向きかつ前面が車外に露出するように配置されている。板壁部１１は、車両用加熱対象部品１の成形完了後は、前面（すなわち、外方に向いた表面）１１ａ及び後面（すなわち、内方に向いた裏面）１１ｂがそれぞれ凹凸なく湾曲するように構成されている。この板壁部１１の湾曲は、板壁部１１（特にその表面）が車両２のフロントバンパ（特にその表面）に倣って同一面をなすように形成されたものである。板壁部１１（特に表面１１ａ）の湾曲度は、例えばＲ４００以上などである。

板壁部１１は、ミリ波レーダ装置３に対して電波送信方向（車両前方）に配置されている。板壁部１１は、ミリ波レーダ装置３に用いられるミリ波の電波が透過する部位である。板壁部１１は、２ｍｍ～４ｍｍの範囲内の厚さ（例えば、２．４ｍｍや３．６ｍｍの厚さ）を有している。尚、この板壁部１１の厚さは、板壁部１１の最大厚さであって、後述の凹部１３が存在しない部位の厚さであってよい。

支持部１２は、基材１０ひいては車両用加熱対象部品１を車両２のフロントバンパ等に取り付ける部位である。支持部１２は、板壁部１１に一体成形されており、板壁部１１の両端（例えば、上下端）それぞれに接続されている。一対の支持部１２は、板壁部１１の両端から後方へ突出するように設けられている。尚、支持部１２は、車両左右方向に板状に延在した形状を有することとしてもよいし、また、車両左右方向において所定間隔ごとに点在することとしてもよい。

上記した一対の支持部１２は、後方へ向けて互いに平行に延びており、それぞれ互いに離接する方向において弾性を有している。一対の支持部１２はそれぞれ、互いに遠ざかる方向へ突出する爪部（図示せず）を有している。車両用加熱対象部品１は、板壁部１１が上記の開口に嵌った状態で支持部１２の爪部が車両２のフロントバンパに引っ掛かることによりそのフロントバンパに取り付けられる。

基材１０は、また、凹部１３を有している。凹部１３は、板壁部１１の裏面１１ｂに凹状に形成された部位である。凹部１３は、板壁部１１の裏面１１ｂ全域のうちの一部に形成されている。この一部は、例えば、裏面１１ｂにおける支持部１２との接続部近傍を除いた或いは板壁部１１における裏面１１ｂの周縁を除いた中央部である。板壁部１１の裏面１１ｂは、凹部１３の存在により二段になるように形成されている。板壁部１１は、板厚が支持部１２との接続部近傍で比較的大きくかつ凹部１３で比較的小さくなるように形成されている。

尚、凹部１３の大きさは、板壁部１１の表面１１ａに付着する氷雪を加熱シート２０を用いて融かす領域に対応し、ミリ波レーダ装置３を用いて車外の物体を検出するためにミリ波を透過させる必要のある領域に対応している。また、凹部１３は、湾曲する基材１０に対して略一定となる深さを有しており、凹部１３の深さは、加熱シート２０の厚さと略一致している。

加熱シート２０は、基材１０（特に、板壁部１１の表面）を温める部材である。加熱シート２０は、シート状に薄肉に形成されている。加熱シート２０は、柔軟性や可撓性を有している。加熱シート２０は、例えば押出成形やプレス成形により成形される。加熱シート２０は、基材１０の板壁部１１の裏面１１ｂに配置されている。具体的には、加熱シート２０は、その裏面１１ｂ全域のうちの一部に形成された凹部１３内に配置されている。基材１０と加熱シート２０とは、互いに溶着されている。基材１０と加熱シート２０とは、インサート成形される。

加熱シート２０は、シート部２１と、ヒータ線２２と、を有している。シート部２１は、シート状に形成された部位である。シート部２１は、ヒータ線２２を保持すると共に、金属製のヒータ線２２を腐食から保護する機能を有する。シート部２１は、凹部１３に嵌るように形成されて、凹部１３の大きさ（面積）に対応した大きさを有している。シート部２１は、１．２ｍｍ以下の厚さ、例えば０．４ｍｍ～１．２ｍｍの範囲内の厚さ（好ましくは、０．５ｍｍ～０．８ｍｍの範囲内の厚さ）を有している。

シート部２１の材料は、柔軟性や可撓性を有すると共に、加熱シート２０と基材１０とが溶着により一体化されたときにその基材１０との密着性に優れかつミリ波レーダ装置３が送信するミリ波の電波の透過性に優れたものである。シート部２１は、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）やアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂（ＡＢＳ），ポリカーボネート（ＰＣ），ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの材料により形成されている。尚、シート部２１の材料は、特に、基材１０と同材（グレードを含む。）の熱可塑性樹脂であることが望ましいが、基材１０と異材であってもよい。シート部２１は、例えば押出成形などにより成形される。

ヒータ線２２は、通電により発熱する部位である。ヒータ線２２は、銅などの材料により形成されている。ヒータ線２２は、線状に延びるように形成されており、断面円形を有している。ヒータ線２２は、電源（図示せず）に制御部（図示せず）を介して電気接続されている。ヒータ線２２は、制御部からの指令に基づいて電力が供給された場合に発熱する。

ヒータ線２２は、加熱シート２０の成形後は、シート部２１に埋め込まれている。具体的には、ヒータ線２２は、加熱シート２０の成形後は、シート部２１における凹部１３の底面１３ａに対向する対向面２１ａに埋め込まれている。このシート部２１へのヒータ線２２の埋め込みは、断面上でヒータ線２２の一部のみである。ヒータ線２２の残りの部位は、断面上でシート部２１の表面から上方へ露出する。シート部２１に埋め込まれるヒータ線２２は、シート部２１において、ミリ波レーダ装置３によるミリ波の送受信を阻害しない領域や間隔をなすように配置されている。シート部２１へのヒータ線２２の埋め込みは、例えばプレス成形機（図３参照）を用いた超音波溶着や熱溶着，振動溶着などにより行われる。

次に、図３及び図４を参照して、車両用加熱対象部品１の製造手法の一例について説明する。尚、車両用加熱対象部品１の製造手法は、これに限定されるものではなく他の手法であってもよい。

まず、車両用加熱対象部品１の加熱シート２０は、次のように成形される。具体的には、加熱シート２０を構成するシート部２１が押出成形により、厚さが１．２ｍｍ以下となるように成形される（図３（Ａ））。その後、そのシート部２１の加熱後にプレス成形機５０によりそのシート部２１にヒータ線２２が埋め込まれることで、加熱シート２０が溶着により成形される（図３（Ｂ））。そして、プレス成形機５０から成形後の加熱シート２０が取り出される（図３（Ｃ））。

車両用加熱対象部品１は、射出成形機６０の雄型６１及び雌型６２を用いて成形される。雄型６１は、成形後の車両用加熱対象部品１の裏面形状に対応した凸面を有するように形成されている。雌型６２は、成形後の車両用加熱対象部品１の表面形状に対応した凹面を有するように形成されている。雄型６１及び雌型６２は、車両用加熱対象部品１の所望外形に合致するキャビティ６３（図４（Ｃ）参照）が形成された状態に型締めされるように配置される。雄型６１及び雌型６２のうち少なくとも一方は、相対的に離接する方向に移動可能である。

上記の如く加熱シート２０の成形後、その加熱シート２０が、雌型６２から離れた状態にある雄型６１の凸面に載置される（図４（Ａ））。その後、その加熱シート２０が、雄型６１の凸面に賦形され（図４（Ｂ））、雄型６１と雌型６２とが型締めされる（図４（Ｃ））。そして、基材１０をなす樹脂材料がキャビティ６３に流し込まれて充填されその後に冷却されることで、基材１０と加熱シート２０とが溶着により一体化した車両用加熱対象部品１のインサート成形が行われる（図４（Ｄ））。かかるインサート成形の実施後、雄型６１と雌型６２との型抜きが行われて、成形後の車両用加熱対象部品１が取り出される。

このように、車両用加熱対象部品１において、基材１０と加熱シート２０とは、基材１０の板壁部１１の裏面１１ｂに加熱シート２０が配置された状態で成形される。基材１０の板壁部１１及び加熱シート２０のシート部２１はそれぞれ、ミリ波透過性に優れた部位である。車両用加熱対象部品１は、ミリ波レーダ装置３に対して電波送信方向の先側に配置される。従って、車両用加熱対象部品１によれば、ミリ波レーダ装置３を車両前方側から透過視認できないように隠すことができると共に、そのミリ波レーダ装置３において送受信されるミリ波を透過させることができる。

また、基材１０は、板壁部１１の表面１１ａが車両２のフロントバンパの開口から車外に露出するように配置される。そのうえで、その板壁部１１の裏面１１ｂには、加熱シート２０が配置される。加熱シート２０は、シート部２１と、そのシート部２１における板壁部１１の裏面１１ｂ（具体的には、凹部１３の底面１３ａ）に対向する対向面２１ａに埋め込まれたヒータ線２２と、を有している。ヒータ線２２は、通電により発熱する。

ヒータ線２２が発熱すると、基材１０が伝熱により加熱される。このため、車両用加熱対象部品１における車外に露出する基材１０の表面１１ａに氷雪が付着した際にも、ヒータ線２２から基材１０への伝熱によりその基材１０の表面１１ａの氷雪を融かすことができる。従って、加熱シート２０が基材１０の裏面に配置されていることで、車両用加熱対象部品１のミリ波透過性を確保することができる。

また、基材１０と加熱シート２０とは、インサート成形による溶着により一体化される。かかる構造においては、基材１０と加熱シート２０とを接着剤を用いることなく一体化することができる。このため、車両用加熱対象部品１を安価に構成することができると共に、基材１０と加熱シート２０との間の接着剤の存在に起因してミリ波透過性が損なわれるのを回避することができ、ミリ波透過性を向上させることができる。

また、基材１０を温める加熱部材としては、シート状に薄肉に形成されて柔軟性や可撓性を有する加熱シート２０が用いられる。このため、上記の如く基材１０と加熱シート２０とがインサート成形による溶着により一体化される構造においては、加熱シート２０を射出成形機６０に倣った様々な形状（例えば、湾曲した表面）をなす車両用加熱対象部品１に追従して賦形することができ、これにより、加熱シート２０を予備賦形することなく加熱シート２０の高い汎用性を確保することができ、車両用加熱対象部品１を成形するうえでコスト低減を図ることができる。

また、加熱シート２０は、基材１０の裏面１１ｂの凹部１３内に配置される。凹部１３は、板壁部１１の裏面１１ｂ全域のうちの一部に形成される。かかる構造においては、基材１０の一部が薄肉化することで、基材１０の表面１１ａとその基材１０の裏面１１ｂに配置された加熱シート２０との距離が短縮されるので、加熱シート２０から基材１０への伝熱性を高めることができる。

一方、基材１０における凹部１３が設けられた部位以外の部位（具体的には、板壁部１１における支持部１２との接続部近傍）は、厚肉に維持される。このため、基材１０全体が薄肉に形成される構造に比べて、基材１０（特に、板壁部１１における支持部１２との接続部近傍）の剛性を高めることができる。特に、支持部１２は、基材１０を車両２のフロントバンパに取り付ける部位であって、弾性を有する部位である。このため、板壁部１１における支持部１２との接続部近傍が厚肉に維持されることで、車両２のフロントバンパへの車両用加熱対象部品１の取り付け安定性を確保することができる。

従って、車両用加熱対象部品１によれば、基材１０の板壁部１１の裏面１１ｂ全域のうちの一部に形成される凹部１３内に加熱シート２０が配置されることで、基材１０の剛性を損なうことなく加熱シート２０から基材１０への伝熱性を確保することができる。

ところで、上記の実施形態においては、凹部１３の深さと加熱シート２０の厚さとが略一致して、加熱シート２０がその加熱シート２０のすべてが凹部１３内に収まるように配置される。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、図５に示す如く、加熱シート２０の厚さが凹部１３の深さに比して大きく、加熱シート２０が、その加熱シート２０の一部が凹部１３内に収まりかつ残りの部位が凹部１３内から加熱シート２０の厚さ方向に飛び出すように配置される態様に適用することとしてもよい。

この変形形態の構成においては、上記の実施形態の構成と比較して、加熱シート２０の厚さを維持したまま、基材１０の凹部１３の深さを小さく抑えることができる。凹部１３が存在すると、基材１０に厚み差が生じ、この厚み差に伴う樹脂収縮差で基材表面に線が表れて意匠性が行われるおそれがある。この基材表面への上記線の表出は、凹部１３の深さが小さくなれば生じ難くなる。従って、この変形形態によれば、基材１０表面側の意匠性を確保することができる。

また逆に、加熱シート２０の厚さが凹部１３の深さに比して小さく、加熱シート２０のすべてが凹部１３内に完全に収まっている態様に適用することとしてもよい。

また、上記の実施形態においては、凹部１３が基材１０に対して略一定となる深さを有している。しかし本発明はこれに限定されるものではなく、凹部１３の深さが徐々に変化する態様（例えば、凹部１３の深さが端部から中央部にかけて徐々に小さくなるものや、逆に、凹部１３の深さが中央部から端部にかけて徐々に小さくなるもの）に適用することとしてもよい。この変形形態によれば、基材１１の表面側における意匠性を損なうことなくその基材１１に所望形状の凹部１３を形成することができる。また、この変形形態の構造では、凹部１３における加熱シート２０の収まり度合いやその凹部１３内からの飛び出し量が領域位置に応じて変化することとなる。

尚、本発明は、上述した実施形態や変形形態，適用例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことが可能である。

１：車両用加熱対象部品、２：車両、３：ミリ波レーダ装置、１０：基材、１１：板壁部、１３：凹部、２０：加熱シート、２１：シート部、２２：ヒータ線、５０：プレス成形機、６０：射出成形機、６１：雄型、６２：雌型、６３：キャビティ。

Claims (4)

1. ミリ波の電波を透過し得る板状の基材と、
   前記基材の裏面に配置されて前記基材を温めるシート状の加熱シートと、
   を備える車両用加熱対象部品であって、
   前記基材は、板状に形成された板壁部と、前記板壁部の裏面全域のうちの一部に凹状に形成された凹部と、を有し、
   前記加熱シートは、前記凹部内に配置されており、前記凹部に対応した大きさを有してシート状に形成されたシート部と、断面上の一部が前記シート部における前記凹部の底面に対向する対向面に埋め込まれかつ断面上の残りの部位が前記シート部の前記対向面から露出して前記基材に半円筒状に接するヒータ線と、を有し、
   前記基材と前記加熱シートとは、溶着により一体化されている、車両用加熱対象部品。
2. ミリ波の電波を透過し得る板状の基材と、前記基材の裏面に配置されて前記基材を温めるシート状の加熱シートと、を備える車両用加熱対象部品の製造方法であって、
   前記基材は、板状に形成された板壁部と、前記板壁部の裏面全域のうちの一部に凹状に形成された凹部と、を有し、
   前記加熱シートは、前記凹部内に配置されており、前記凹部に対応した大きさを有してシート状に形成されたシート部と、断面上の一部が前記シート部における前記凹部の底面に対向する対向面に埋め込まれかつ断面上の残りの部位が前記シート部の前記対向面から露出して前記基材に半円筒状に接するヒータ線と、を有し、
   型の内側に前記加熱シートを載置した状態で型締めし、前記基材の材料を前記型のキャビティに流し込むことにより、前記基材と前記加熱シートとを溶着により一体化する、車両用加熱対象部品の製造方法。
3. 前記加熱シートは、０．４ｍｍ～１．２ｍｍの範囲内の厚さを有している、請求項１に記載された車両用加熱対象部品。
4. 前記電波を送信するミリ波レーダ装置に対して電波送信方向の先側に配置されている、請求項１又は３に記載された車両用加熱対象部品。
   

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