融雪ヒーター付きミリ波レーダーレドームへの発泡樹脂「サンフォース®」の活用

融雪ヒーター付きミリ波レーダーレドームの課題

自動車に搭載される障害物検知システムの中でも、ミリ波レーダーは降雨や濃霧、夜間といった厳しい環境下でも高い検知能力を発揮し、自動運転技術に不可欠な要素となっています。

しかし、降雪時にはレドームに雪が付着することでミリ波の反射が増大し、検知能力が低下する問題があります。この問題を解決するために、現在ではレドームにヒーターを配置して雪を溶かす技術が実用化されています。

発泡樹脂サンフォース®を利用した断熱構造のメリット

既存のヒーター付きミリ波レーダーレドームでは、ヒーターの熱がレドーム内部に均等に広がるため、融雪に寄与する熱は全体の半分程度に留まります。

この問題を解消するため、旭化成は、ミリ波レーダーレドーム背面に、変性PPE樹脂を発泡させた素材である「サンフォース®」を配置する構造を提案します。サンフォース®の高い断熱性と低い誘電特性により、ミリ波帯電磁波の減衰量を抑えながらヒーターで発生した熱を効果的に利用できるようになります。

発泡樹脂サンフォース®の特長

• 消費電力の大幅削減： サンフォース®は微細な独立気泡構造を有する樹脂発泡体であるため、高い断熱性を有します。このため、下図の通り、厚み3mm、発泡倍率10倍のサンフォース®を使用すると、ミリ波レーダーレドームを加温するためのヒーター消費電力を削減できることが示されています。

• レドームの温度ムラと最高温度の低減： サンフォース®の高い断熱性により、レドーム表面温度を15℃にするために必要なヒーター出力を低減できます。これにより、レドーム表面温度のムラを低減するとともに、ヒーターと接する部分のレドームの最高温度を低減することができます。

• 高いミリ波透過性： サンフォース®は、低誘電特性を有する変性PPE樹脂を更に発泡させた材料であるため、非常に低い誘電特性を有します。これにより、高周波の電磁波減衰量を小さくすることができます。

• その他サンフォース®の特徴： サンフォース®は前述の高断熱性、低誘電特性に加えて、以下のような特徴を有しています。これにより、車載レーダーの性能を最大限に引き出す設計が可能になります。

サンフォース®の特徴と効果 一覧
誘電特性	樹脂由来+発泡による低誘電性（高い電波透過性）
断熱性	ヒーターの利用効率改善、高温部と非高温部の遮熱（熱マネジメント効果）
難燃性	UL94 V-0認証取得
隙間埋め	空気を置き換えることによる結露防止、絶縁、断熱
賦形性	部品固定（部品点数・組付け負荷低減）
その他	耐熱性、防水性

電気自動車（EV）において、省電力技術の需要がますます高まる中、発泡樹脂サンフォース®を利用した融雪ヒーター付きミリ波レーダーレドームは、効率的な融雪と高いミリ波透過性を同時に実現し、EVの利便性向上に大いに貢献します。これにより、走行可能距離の拡大やバッテリーの長寿命化といった期待が高まります。

→　自動車技術会論文集54巻(2023)3号掲載「融雪機能付きヒーターレドームへ発泡樹脂を配することによる消費電力低減効果の解析的予測とミリ波透過性への影響の確認」はこちら

融雪ヒーター付きミリ波レーダーレドーム向けの発泡樹脂「サンフォース®」の活用について、さらに詳細な情報やサンプルのご依頼は、以下のフォームよりお問い合わせください。