特開 2024-118759 車両用部品及びヒータモジュールの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024118759

(43)【公開日】2024-09-02

(54)【発明の名称】車両用部品及びヒータモジュールの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H05B 3/20 20060101AFI20240826BHJP

   H05B 3/84 20060101ALI20240826BHJP

   B60S 1/62 20060101ALI20240826BHJP

   B60R 13/00 20060101ALI20240826BHJP

   B29C 45/14 20060101ALI20240826BHJP

   B29C 65/48 20060101ALI20240826BHJP

   G01S 7/03 20060101ALI20240826BHJP

【ＦＩ】

H05B3/20 344

H05B3/84

B60S1/62 110C

B60R13/00

B60S1/62 120Z

B29C45/14

B29C65/48

G01S7/03 246

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023025224

(22)【出願日】2023-02-21

(71)【出願人】

【識別番号】000241463

【氏名又は名称】豊田合成株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】森本 健二郎

(72)【発明者】

【氏名】堀田 祐志

【テーマコード（参考）】

3D024

3D225

3K034

4F206

4F211

5J070

【Ｆターム（参考）】

3D024BA03

3D225AA11

3D225AB01

3D225AC10

3D225AD22

3K034AA02

3K034AA06

3K034AA16

3K034BB08

3K034BB14

3K034BC16

3K034HA09

3K034JA10

4F206AD03

4F206AD05

4F206AD08

4F206AD19

4F206AD20

4F206AG01

4F206AH17

4F206AH33

4F206JA07

4F206JB12

4F206JL02

4F206JQ81

4F211AA11

4F211AA13

4F211AA21

4F211AA28

4F211AD03

4F211AF01

4F211AG01

4F211AG03

4F211AH17

4F211AR13

4F211TA01

4F211TA03

4F211TD11

5J070AB24

5J070AC02

5J070AC06

5J070AF03

(57)【要約】

【課題】表面を効率的に加熱することができる車両用部品及びヒータモジュールの製造方法を提供する。
【解決手段】車両用部品は、基材１５と、基材１５の裏面側に設けられるヒータモジュール１６とを備えている。ヒータモジュール１６は、通電によって発熱するヒータ線１７を有している。ヒータ線１７における基材１５側の面である第１面２０の表面積は、ヒータ線１７における基材１５側とは反対側の面である第２面２１の表面積よりも大きくなっている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基材と、前記基材の表面側または裏面側に設けられるヒータモジュールとを備えた車両用部品であって、
前記ヒータモジュールは、通電によって発熱するヒータ線を有し、
前記ヒータモジュールが前記基材の表面側に設けられた場合の前記ヒータ線における前記基材側とは反対側の面及び前記ヒータモジュールが前記基材の裏面側に設けられた場合の前記ヒータ線における前記基材側の面は、第１面とされ、
前記ヒータモジュールが前記基材の表面側に設けられた場合の前記ヒータ線における前記基材側の面及び前記ヒータモジュールが前記基材の裏面側に設けられた場合の前記ヒータ線における前記基材側とは反対側の面は、第２面とされ、
前記第１面の表面積は、前記第２面の表面積よりも大きいことを特徴とする車両用部品。

【請求項2】

前記第２面に対する前記第１面の展開面積比Ｓｄｒは、１０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の車両用部品。

【請求項3】

前記第１面の算術平均粗さＳａは、０．１５μｍ以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用部品。

【請求項4】

基材を有した車両用部品に備えられ、前記基材の表面側または裏面側に設けられるとともに、通電によって発熱するヒータ線を有したヒータモジュールの製造方法であって、
前記ヒータモジュールが前記基材の表面側に設けられた場合の前記ヒータ線における前記基材側とは反対側の面及び前記ヒータモジュールが前記基材の裏面側に設けられた場合の前記ヒータ線における前記基材側の面は、第１面とされ、
前記ヒータモジュールが前記基材の表面側に設けられた場合の前記ヒータ線における前記基材側の面及び前記ヒータモジュールが前記基材の裏面側に設けられた場合の前記ヒータ線における前記基材側とは反対側の面は、第２面とされ、
レベリング性を持たないめっき液を用いて金属を析出させることによって前記第１面に凹凸を有した前記ヒータ線を形成するヒータ線形成工程を備えることを特徴とするヒータモジュールの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ヒータモジュールを有した車両用部品及びヒータモジュールの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の車両用部品として、例えば、特許文献１に示す車載レーダ装置用レドームが知られている。こうした車両用部品は、表面側から順に、基材層、加飾層、及びヒータ層が積層された構成になっている。ヒータ層を構成するヒータエレメントは、例えばニクロム線などによって形成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－４３０１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上述のような車両用部品において、ヒータエレメントを形成するニクロム線などは、通常、断面形状が円形である。このため、ヒータエレメントの通電時にヒータ層からは、ほぼ均等に熱が放出される。したがって、ヒータ層から放出される熱量は、車両用部品の表面側と裏面側とでほぼ同じになる。

【0005】

そして、上述のような車両用部品において、ヒータ層から放出される熱は、車両用部品の表面となる基材層の表面に付着した氷雪を解かすためのものである。このため、ヒータ層から車両用部品の裏面側へ放出される熱は無駄になる。したがって、車両用部品の表面を効率的に加熱する上では、改善の余地を残すものとなっている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

以下、上記課題を解決するための車両用部品の各態様を記載する。
［態様１］基材と、前記基材の表面側または裏面側に設けられるヒータモジュールとを備えた車両用部品であって、前記ヒータモジュールは、通電によって発熱するヒータ線を有し、前記ヒータモジュールが前記基材の表面側に設けられた場合の前記ヒータ線における前記基材側とは反対側の面及び前記ヒータモジュールが前記基材の裏面側に設けられた場合の前記ヒータ線における前記基材側の面は、第１面とされ、前記ヒータモジュールが前記基材の表面側に設けられた場合の前記ヒータ線における前記基材側の面及び前記ヒータモジュールが前記基材の裏面側に設けられた場合の前記ヒータ線における前記基材側とは反対側の面は、第２面とされ、前記第１面の表面積は、前記第２面の表面積よりも大きいことを特徴とする車両用部品。

【0007】

上記構成によれば、ヒータ線における第１面の表面積は第２面の表面積よりも大きいので、ヒータ線が放出する熱量は第１面側の方が第２面側よりも多くなる。このため、車両用部品における表面側に対してヒータ線の熱を効率的に供給することができる。したがって、車両用部品の表面を効率的に加熱することができる。

【0008】

［態様２］前記第２面に対する前記第１面の展開面積比Ｓｄｒは、１０％以上であることを特徴とする［態様１］に記載の車両用部品。
上記構成によれば、ヒータ線において第１面側から放出される熱量を第２面側から放出される熱量に比べてより多くすることができる。

【0009】

［態様３］前記第１面の算術平均粗さＳａは、０．１５μｍ以上であることを特徴とする［態様１］または［態様２］に記載の車両用部品。
上記構成によれば、ヒータ線において第１面側から放出される熱量を第２面側から放出される熱量に比べてより多くすることができる。

【0010】

［態様４］基材を有した車両用部品に備えられ、前記基材の表面側または裏面側に設けられるとともに、通電によって発熱するヒータ線を有したヒータモジュールの製造方法であって、前記ヒータモジュールが前記基材の表面側に設けられた場合の前記ヒータ線における前記基材側とは反対側の面及び前記ヒータモジュールが前記基材の裏面側に設けられた場合の前記ヒータ線における前記基材側の面は、第１面とされ、前記ヒータモジュールが前記基材の表面側に設けられた場合の前記ヒータ線における前記基材側の面及び前記ヒータモジュールが前記基材の裏面側に設けられた場合の前記ヒータ線における前記基材側とは反対側の面は、第２面とされ、レベリング性を持たないめっき液を用いて金属を析出させることによって前記第１面に凹凸を有した前記ヒータ線を形成するヒータ線形成工程を備えることを特徴とするヒータモジュールの製造方法。

【0011】

上記方法によれば、めっき自体（析出させた金属）で第１面に凹凸を有したヒータ線を形成することができる。このため、後工程で第１面に凹凸を形成する必要がないので、第１面の表面積が第２面の表面積よりも大きいヒータ線を容易に製造できる。したがって、ヒータモジュールを容易に製造できる。

【発明の効果】

【0012】

本発明は、車両用部品の表面を効率的に加熱することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】一実施形態のミリ波透過カバーを示す断面模式図である。

【図2】ヒータモジュールの製造工程を示すブロック図である。

【図3】銅製のめっきによって形成されたヒータ線において、第１面と第２面との間で、通電時間と温度との関係を比較したグラフである。

【図4】ニッケル製のめっきによって形成されたヒータ線において、第１面と第２面との間で、通電時間と温度との関係を比較したグラフである。

【図5】ヒータ線の第１面において、算術平均粗さＳａと第２面を１としたときの昇温特性との関係を示すグラフである。

【図6】ヒータ線の第１面において、第２面に対する展開面積比Ｓｄｒと第２面を１としたときの昇温特性との関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、車両用部品としてミリ波透過カバーに具体化した一実施形態を図面に従って説明する。また、以下の記載においては、車両の前進方向を前方とし、後進方向を後方として説明する。

【0015】

図１に示すように、車両１１の前端部には、電磁波を送信及び受信するレーダ装置の一例として前方監視用のミリ波レーダ装置１２が搭載されている。ミリ波レーダ装置１２は、電磁波におけるミリ波を車外のうち前方へ向けて送信するとともに、車外の物体に当たって反射されたミリ波を受信する機能を有している。ミリ波とは、波長が１ｍｍ～１０ｍｍであって周波数が３０ＧＨｚ～３００ＧＨｚである電波をいう。

【0016】

上述したように、ミリ波レーダ装置１２が車両１１の前方に向けてミリ波を送信することから、ミリ波レーダ装置１２によるミリ波の送信方向は、車両１１の後方から前方へ向かう方向である。ミリ波の送信方向における前方は車両１１の前方と概ね合致するとともに、ミリ波の送信方向における後方は車両１１の後方と概ね合致する。このため、以下の記載では、ミリ波の送信方向における前方を単に「前方」、「前」等と言うとともに、ミリ波の送信方向における後方を単に「後方」、「後」等というものとする。

【0017】

＜ミリ波透過カバー１３＞
図１に示すように、ミリ波レーダ装置１２の前方には、車両用部品の一例としての板状のミリ波透過カバー１３が配置されている。ミリ波透過カバー１３は、例えば、車両１１のエンブレムやフロントグリルなどに適用される。ミリ波透過カバー１３は、表面となる前面が車両１１の前方を向くとともに裏面となる後面が車両１１の後方を向くように、起立した状態で配置される。ミリ波透過カバー１３の前面は、ミリ波透過カバー１３の意匠面１４を構成している。ミリ波透過カバー１３は、基材１５と、基材１５の裏面側となる後面側に設けられる板状のヒータモジュール１６とを備えている。

【0018】

＜基材１５＞
図１に示すように、基材１５は、ミリ波透過性を持つ合成樹脂材料を用いて例えば射出成形を行うことによって板状に形成されている。基材１５の表面となる前面は、ミリ波透過カバー１３の前面、すなわちミリ波透過カバー１３の意匠面１４を構成している。基材１５の形成に用いられる合成樹脂材料は、透明であってもよいし、不透明であってもよい。

【0019】

基材１５の形成に用いられる合成樹脂材料は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合（ＡＢＳ）樹脂、アクリロニトリル・エチレン－プロピレン－ジエン・スチレン（ＡＥＳ）樹脂、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）樹脂、アクリロニトリル－スチレン－アクリレート共重合（ＡＳＡ）樹脂、ＡＳＡ樹脂を含むＰＭＭＡ樹脂などである。

【0020】

＜ヒータモジュール１６＞
図１に示すように、ヒータモジュール１６は、基材１５の裏面となる後面に隣接して配置されている。ヒータモジュール１６は、ヒータ線１７と、ヒータ線１７を挟んで保持する一対のフィルム１８とを備えている。ヒータ線１７は、例えば銅やニッケルなどの金属によって帯状に形成されている。

【0021】

ヒータ線１７は、一対のフィルム１８間に所定のパターンを形成するように配線されている。ヒータ線１７は、電源回路１９と電気的に接続されている。ヒータ線１７は、電源回路１９による通電により発熱する。ヒータ線１７における基材１５側の面は、第１面２０とされている。ヒータ線１７における基材１５側とは反対側の面は、第２面２１とされている。

【0022】

第１面２０は、多数の凹凸を有した凹凸面によって構成されている。第２面２１は、平坦面によって構成されている。したがって、第１面２０の表面積は、第２面２１の表面積よりも大きくなっている。第２面２１に対する第１面２０の展開面積比Ｓｄｒは、１０％以上となるように設定されている。展開面積比Ｓｄｒとは、ＩＳＯ２５１７８に準拠して測定される、定義領域の展開面積（表面積）が定義領域の面積に対してどれだけ増大しているかを表すパラメータである。

【0023】

第１面２０は、算術平均粗さＳａが０．１５μｍ以上となるように設定されている。算術平均粗さＳａとは、ＩＳＯ２５１７８に準拠して測定される高さ方向のパラメータを表す値である。

【0024】

一対のフィルム１８は、耐熱性を有している。一対のフィルム１８は、例えばポリイミドフィルムによって構成される。一対のフィルム１８は、ヒータ線１７を保護するとともに絶縁する。

【0025】

＜ヒータモジュール１６の製造方法＞
図２に示すように、ヒータモジュール１６は、ヒータ線形成工程と接合工程とを順次に経ることによって製造される。

【0026】

＜ヒータ線形成工程＞
ヒータ線形成工程では、レベリング性を持たないめっき液（電解液）を用いてめっき金属を析出させることによって第１面２０に凹凸を有したヒータ線１７を形成する。具体的には、めっき液に陽極であるめっき金属と陰極である被めっき金属とを浸した状態で直流の電気を通す。すると、陽極では酸化反応によってめっき金属がめっき液中に溶け出すとともに、陰極では還元反応によってめっき金属が析出してめっき皮膜に成長する。

【0027】

このとき、めっき皮膜が所定のパターンで形成されることによってヒータ線１７となるように陰極である被めっき金属の形状が設定されている。さらにこのとき、めっき液はレベリング性を持たないため、ヒータ線１７の第１面２０となるめっき皮膜の一方の面に多数の凹凸が形成される。すなわち、陰極である被めっき金属の表面に、凹凸面によって構成される第１面２０を有したヒータ線１７が形成される。この場合、めっき液には、めっき皮膜の一方の面に凹凸が形成され易くするための添加剤を予め含有させることが好ましい。

【0028】

＜接合工程＞
接合工程では、まず、一対のフィルム１８を用意する。続いて、一対のフィルム１８のうちの一方のフィルム１８上に上述のヒータ線形成工程で陰極である被めっき金属の表面に形成されたヒータ線１７を移すとともに、他方のフィルム１８をヒータ線１７上に重ねる。これにより、ヒータ線１７が一対のフィルム１８によって挟まれた状態となる。その後、一対のフィルム１８に挟まれた状態のヒータ線１７を熱プレスする。これにより、一対のフィルム１８同士が溶着されて接合されることによってヒータモジュール１６が得られる。

【0029】

このようにして得られたヒータモジュール１６は、ヒータ線１７の第１面２０側が基材１５側となるようにして基材１５の後面（裏面）に接合される。これにより、ミリ波透過カバー１３が形成される。この場合、基材１５とヒータモジュール１６との接合は、ヒータモジュール１６をインサートとした基材１５のインサート成形によるものであってもよいし、ミリ波透過性を持つ接着剤や両面粘着テープなどによるものであってもよい。

【0030】

＜ミリ波透過カバー１３の作用＞
ミリ波レーダ装置１２では、送信及び受信されたミリ波に基づいて、物体の認識や、当該物体と車両１１との距離及び相対速度等の検出が行われる。しかし、ミリ波透過カバー１３の意匠面１４に氷雪が付着すると、ミリ波レーダ装置１２が送信及び受信するミリ波が減衰されるので、ミリ波レーダ装置１２の検出性能が低下する。

【0031】

このため、ミリ波透過カバー１３の意匠面１４に氷雪が付着する場合には、電源回路１９によってヒータ線１７に通電される。すると、ヒータ線１７は、電源回路１９による通電によって発熱する。このとき、ヒータ線１７は第１面２０の表面積が第２面２１の表面積よりも大きいので、次のようになる。

【0032】

図３は、銅製のめっきによって形成されたヒータ線１７において、第１面２０と第２面２１との間で、通電時間と温度との関係を比較したグラフである。図４は、ニッケル製のめっきによって形成されたヒータ線１７において、第１面２０と第２面２１との間で、通電時間と温度との関係を比較したグラフである。図３及び図４のいずれのグラフにおいても第１面２０の方が第２面２１よりも温度が高くなることが分かる。

【0033】

また、図５は、ヒータ線１７の第１面２０において、算術平均粗さＳａと第２面２１を１としたときの昇温特性（温度の上がり易さ）との関係を示すグラフである。図５のグラフから、第１面２０の算術平均粗さＳａが０．１５μｍ以上であれば、第１面２０の昇温特性が第２面２１の昇温特性に比べて約１．５～１．８倍に向上することが分かる。

【0034】

さらに、図６は、ヒータ線１７の第１面２０において、第２面２１に対する展開面積比Ｓｄｒと第２面２１を１としたときの昇温特性（温度の上がり易さ）との関係を示すグラフである。図６のグラフから、第１面２０の第２面２１に対する展開面積比Ｓｄｒが１０％以上であれば、第１面２０の昇温特性が第２面２１の昇温特性に比べて約１．５～１．８倍に向上することが分かる。

【0035】

よって、ヒータ線１７が放出する熱量は、基材１５側（第１面２０側）の方が基材１５とは反対側（第２面２１側）よりも格段に多くなる。このため、ヒータ線１７から放出された熱のうちの大部分は、基材１５の前面であるミリ波透過カバー１３の意匠面１４に伝達される。すなわち、ヒータ線１７から放出された熱によって意匠面１４が効率的に加熱される。これにより、意匠面１４に付着する氷雪が速やかに融解されるので、氷雪によるミリ波の減衰が抑制される。この結果、ミリ波レーダ装置１２の検出性能が維持される。

【0036】

＜実施形態の効果＞
以上詳述した実施形態によれば、次のような効果が発揮される。
（１）ミリ波透過カバー１３において、ヒータ線１７における基材１５側の面である第１面２０の表面積は、ヒータ線１７における基材１５側とは反対側の面である第２面２１の表面積よりも大きい。

【0037】

上記構成によれば、ヒータ線１７が放出する熱量は、第１面２０側の方が第２面２１側よりも多くなる。このため、ミリ波透過カバー１３における表面側に位置する基材１５をヒータ線１７によって効率的に加熱することができる。したがって、ミリ波透過カバー１３の表面を効率的に加熱することができる。

【0038】

（２）ミリ波透過カバー１３において、第２面２１に対する第１面２０の展開面積比Ｓｄｒは、１０％以上である。
上記構成によれば、図６のグラフから分かるように、ヒータ線１７において第１面２０側から放出される熱量を第２面２１側から放出される熱量に比べてより多くすることができる。

【0039】

（３）ミリ波透過カバー１３において、第１面２０の算術平均粗さＳａは、０．１５μｍ以上である。
上記構成によれば、図５のグラフから分かるように、ヒータ線１７において第１面２０側から放出される熱量を第２面２１側から放出される熱量に比べてより多くすることができる。

【0040】

（４）ヒータモジュール１６の製造方法は、レベリング性を持たないめっき液を用いて金属を析出させることによって第１面２０に凹凸を有したヒータ線１７を形成するヒータ線形成工程を備える。

【0041】

上記方法によれば、めっき自体（析出させた金属）で第１面２０に凹凸を有したヒータ線１７を形成することができる。このため、後工程で第１面２０に凹凸を形成する必要がないので、第１面２０の表面積が第２面２１の表面積よりも大きいヒータ線１７を容易に製造できる。したがって、ヒータモジュール１６を容易に製造できる。

【0042】

＜変更例＞
上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。また、上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0043】

・ヒータモジュール１６は、基材１５の表面側となる前面側に設けるようにしてもよい。この場合、ヒータモジュール１６は、ヒータ線１７の第１面２０が基材１５側とは反対側の面となるとともにヒータ線１７の第２面２１が基材１５側の面となるように、配置される。

【0044】

・ヒータ線１７の第１面２０の算術平均粗さＳａは、必ずしも０．１５μｍ以上である必要はない。
・ヒータ線１７において、第２面２１に対する第１面２０の展開面積比Ｓｄｒは、必ずしも１０％以上である必要はない。

【0045】

・一対のフィルム１８のうち少なくとも一方を省略してもよい。
・ヒータ線１７は、例えば断面が円形または多角形の金属線によって構成してもよい。
・ヒータモジュール１６の製造方法において、陰極である被めっき金属の表面にフィルム１８を配置することによってフィルム１８上に直接めっき金属を析出させてヒータ線１７を形成してもよい。

【0046】

・車両用部品は、ミリ波透過カバー１３に限らず、赤外線を透過させる赤外線透過カバーであってもよいし、リアウインドウであってもよい。
・車外の物体を検出するためのミリ波（電磁波）を送信及び受信するミリ波レーダ装置１２は、前方監視用以外にも、後方監視用の装置であってもよい。

【0047】

・レーダ装置は、赤外線（電磁波）を送信及び受信する赤外線レーダ装置であってもよい。

【符号の説明】

【0048】

１１…車両
１２…ミリ波レーダ装置
１３…車両用部品の一例としてのミリ波透過カバー
１４…意匠面
１５…基材
１６…ヒータモジュール
１７…ヒータ線
１８…フィルム
１９…電源回路
２０…第１面
２１…第２面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】