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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Detektorvorrichtung für ein Hindernis,
bei der ein Ultraschallsensor, der einen Ultraschallwandler enthält, an einem
Wandteil angebracht ist und der Ultraschallwellen über das
Wandteil aussendet und/oder empfängt.
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Hindernis-Detektorvorrichtungen
sind bekannt, die Hindernisse um ein Fahrzeug herum detektieren
und die beispielsweise einen Ultraschallsensor verwenden. Beispielsweise
ist bei einer Hindernis-Detektorvorrichtung mit einem Ultraschallsensor,
die in der
JP-A-2004-264264 offenbart
ist, in einem Stoßfänger eines
Fahrzeugs ein Loch ausgebildet und der Kopfabschnitt des Ultraschallsensors
ist durch das Loch hindurch ragend angeordnet, sodass dieser mit
der Außenfläche des
Stoßfängers fluchtet. Da
jedoch der Kopfabschnitt des Ultraschallsensors zur Außenseite
des Fahrzeugs hin freiliegend ist, ist die Hindernis-Detektorvorrichtung
mit einer solchen Konstruktion in Bezug auf das Design nicht zu
bevorzugen.
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Beispielsweise
wurde die Hindernis-Detektorvorrichtung gemäß der
JP-A-10-123236 als Gegenmaßnahme gegenüber dem
oben erläuterten Nachteil
vorgeschlagen. Das heißt
die Designqualität ist
hier verbessert und zwar durch Vorsehen einer Ausnehmung an der
hinteren Seite eines Stoßfängers eines
Fahrzeugs und durch Aufnahme eines Ultraschallsensors vom Vibrationstyp
in der Ausnehmung, sodass der Sensor von außerhalb nicht gesehen werden
kann.
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Nebenbei
bemerkt wird bei der Hindernis-Detektorvorrichtung nach der
JP-A-10-123236 ein Ultraschallsensor,
bei dem ein scheibenförmig gestaltetes
Keramikteil (Ultraschallwandler) auf einer Metallbasis gelegt ist,
um dadurch ein integrales Laminatteil zu bilden, an der Bodenwand
einer Ausnehmung angebracht, die größer ist als das Keramikteil und
zwar in einer Ebene, die parallel zu dem Stoßfänger verläuft und zwar in solcher Weise,
dass die Außenfläche des
Keramikteiles in direktem Kontakt mit der Bodenwand der Ausnehmung
steht. Daher kann eine Vibration (was als unerwünschte Vibration zu bezeichnen
ist) um den Abschnitt des Stoßfängers herum übertragen
werden, der in Kontakt mit dem Ultraschallsensor (Keramikteil) steht,
in welchem Fall eine Vibration in einem weiten Bereich des Stoßfängers auftritt
mit der Folge einer irregulären
Richtcharakteristik. Es wird angenommen, dass dies aufgrund einer
Erscheinung auftritt, dass eine Vibration in einem weiten Bereich
unterschiedliche Phasen an individuellen Positionen erzeugt und
dadurch eine Interferenz verursacht wird.
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Die
vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben erläuterten
Umstände
beim Stand der Technik entwickelt und es ist Aufgabe der Erfindung eine
Hindernis-Detektorvorrichtung
zu schaffen, welche die Designqualität verbessern kann und bei der eine
gewünschte
Richtcharakteristik sichergestellt werden kann.
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Um
die genannte Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, wird
eine Hindernis-Detektorvorrichtung geschaffen, die ein Wandteil
und einen Ultraschallsensor enthält.
Das Wandteil umfasst ein Basisteil mit einer Innenfläche und
das Basisteil erstreckt sich parallel zu einer imaginären Ebene.
Der Ultraschallsensor ist an der Innenfläche des Basisteils angebracht,
um eine Ultraschallwelle über
das Basisteil zu senden und zu empfangen. Der Ultraschallsensor
enthält
einen Ultraschallwandler und ist in Kontakt mit dem Basisteil und
zwar über
einen Kontaktabschnitt der Innenfläche des Basisteils. Das Wandteil
enthält
eine Vielzahl von die Steifigkeit ändernden Abschnitten, die an
einem anderen Teil der Innenfläche,
verschieden von dem Kontaktabschnitt, in einer Anordnungsrichtung
von dem Kontaktabschnitt ablegend angeordnet sind.
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Um
die genante Aufgabe der Erfindung zu lösen, wird auch eine Hindernis-Detektorvorrichtung geschaffen,
die ein Wandteil und einen Ultraschallsensor enthält. Das
Wandteil umfasst ein Basisteil mit einer Innenfläche und das Basisteil erstreckt
sich parallel zu einer imaginären
Ebene. Der Ultraschallsensor ist an der Innenfläche des Basisteils angebracht
und kann über
das Basisteil eine Ultraschallwelle aussenden und empfangen und
der Ultraschallsensor besitzt einen Vibrator-Abschnitt, der in Kontakt mit
einem Kontaktabschnitt der Innenfläche des Basisteiles steht.
Das Wandteil enthält
eine Vielzahl von die Steifigkeit ändernden Abschnitten, die an
einem anderen Teil der Innenfläche,
verschieden von dem Kontaktabschnitt, in einer Anordnungsrichtung, abliegend
von dem Kontaktteil, angeordnet sind.
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Die
Erfindung ergibt sich zusammen mit zusätzlichen Zielen, Merkmalen
und Vorteilen klarer aus der folgenden Beschreibung, den anhängenden Ansprüchen und
den beigefügten
Zeichnungen, in welchen zeigen:
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1A eine
Draufsicht, die eine allgemeine Konfiguration einer Hindernis-Detektorvorrichtung gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, gesehen von der Innenseite her, wiedergibt;
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1B eine
Schnittansicht und zwar entlang der Linie IB-IB in 1A;
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2 ein
schematisches Diagramm, welches veranschaulicht auf welche Weise
eine unerwünschte
Vibration durch eine Nut gedämpft
wird;
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3 die
Wirkung der Nut;
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4 ein
schematisches Diagramm, welches veranschaulicht auf welche Weise
eine unerwünschte
Vibration durch einen Vorsprung gedämpft wird;
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5A und 5B FEM-Simulationsergebnisse;
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6 die
Wirkung der Vorsprünge;
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7 eine
Schnittansicht, die eine modifizierte Ausführungsform wiedergibt;
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8 eine
Draufsicht, die eine andere modifizierte Ausführungsform zeigt;
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9 eine
Schnittansicht, die eine andere modifizierte Ausführungsform
veranschaulicht;
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10 eine
Schnittansicht, die eine allgemeine Konfiguration einer Hindernis-Detektorvorrichtung
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung darstellt;
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11A eine Draufsicht, welche eine allgemeine Konfiguration
einer Hindernis-Detektorvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform
der Erfindung, von der Innenseite aus gesehen, darstellt;
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11B eine Schnittansicht entlang der Linie XIB-XIB
in 11A;
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12 eine
Schnittansicht, die eine modifizierte Ausführungsform zeigt;
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13A eine Draufsicht, die eine allgemeine Konfiguration
einer Hindernis-Detektorvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform
der Erfindung, von der Innenseite gesehen, darstellt;
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13B eine Schnittansicht entlang der Linie XIIIB-XIIIB
in 13A;
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14 eine
Schnittansicht, die eine modifizierte Ausführungsform veranschaulicht;
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15 eine
Schnittansicht, die eine andere modifizierte Ausführungsform
zeigt;
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16 eine
Schnittansicht, die eine noch andere modifizierte Ausführungsform
wiedergibt;
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17A eine Draufsicht, die eine weitere modifizierte
Ausführungsform,
von der Innenseite aus gesehen, darstellt; und
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17B eine Schnittansicht entlang der Linie XVIIB-XVIIB
in 17A.
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Es
werden nun unter Hinweis auf die Zeichnungen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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(Erste Ausführungsform)
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In 1A ist
der Übersichtlichkeit
halber lediglich ein Außenumfang
der Außenfläche des
Bodenabschnitts eines Gehäuses
eines Ultraschallsensors durch eine unterbrochene Linie angezeigt.
In 1B sind der Übersichtlichkeit
halber die eine Steifigkeit ändernden
Abschnitte eines Wandteiles lediglich an einer Seite von dessen
Abschnitt gelegen dargestellt, der sich in Kontakt mit dem Ultraschallsensor
befindet, und zwar durch Kettenlinien-Pfeile.
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Wie
in 1B dargestellt ist, ist bei einer Hindernis-Detektorvorrichtung 100 nach
der vorliegenden Ausführungsform
ein Ultraschallsensor 120 an einer Innenfläche 141a eines
Wandteiles 140 angebracht. Die Hindernis-Detektorvorrichtung 100 enthält somit
einen Teil oder Abschnitt des Wandteiles 140 als einen
ein Vibration übertragenden
Pfad. Der Ultraschallsensor 120 enthält als Hauptkomponenten einen
Ultraschallwandler 121, der Ultraschallwellen aussendet
und/oder Ultraschallwellen empfängt,
die von einem Hindernis reflektiert werden, und ein Gehäuse 122,
in welchem der Ultraschallwandler 121 aufgenommen ist.
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Der
Ultraschallwandler 121 kann aus einem piezoelektrischen
Wandler bestehen, der aus einem gesinterten Körper von piezoelektrischen
Keramikmaterialien gebildet ist, wie beispielsweise aus PZT oder
Bariumtitanat. Bei dieser Ausführungsform
besteht der Ultraschallwandler 121 aus einem piezoelektrischen
Wandler, der aus PZT hergestellt ist und der dann, wenn er ein Antriebssignal
empfängt,
durch die elektrische Polarisation unter Spannung gesetzt wird und
in der longitudinalen Richtung vibriert (in der Dickenrichtung),
um Ultraschallwellen zu erzeugen. Bei dieser Ausführungsform
sendet der einzelne Ultraschallwandler 121 Ultraschallwellen
sowohl aus als auch empfängt
er diese.
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Es
sind Elektroden (nicht gezeigt) an Flächen des Ultraschallwandlers 121 und
Leitungen 123 elektrisch mit den Elektroden verbunden.
Bei dieser Ausführungsform
ist gemäß der Darstellung
in 1B eine Leitung 123 mit einer Innenfläche des Gehäuses 122 verbunden,
welches elektrisch mit der entsprechenden Elektrode verbunden ist.
Die Leitungen 123 sind elektrisch mit einer Schaltungsplatine 124 verbunden,
auf der eine verarbeitende Schaltung ausgebildet ist, die ein Treibersignal
ausgibt, um den Ultraschallwandler 121 zu veranlassen zu
vibrieren und Ultraschallwellen zu erzeugen und welche ein Spannungssignal
empfängt,
das in dem Ultraschallwandler 121 auftritt, der durch die
piezoelektrische Wirkung unter Spannung gesetzt wird, wenn die Ultraschallwellen
zu dem Ultraschallwandler 121 gesendet oder übertragen
werden. Das heißt
die Hindernis-Detektorvorrichtung 100 enthält den Ultraschallsensor 120 und
kann eine Strecke zu einem Hindernis um das Fahrzeug herum berechnen
und auch dessen Richtung und zwar auf der Grundlage einer Zeit vom
Sendezeitpunkt bis zum Empfangszeitpunkt der Ultraschallwellen,
und auf der Grundlage der Phasendifferenz zwischen den Empfangssignalen
und so weiter.
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Das
Gehäuse 122,
welches den einzelnen Ultraschallwandler 121 aufnimmt,
ist beispielsweise aus Aluminium und einem synthetischen Harz (bei dieser
Ausführungs form
sind die Innenflächen
des synthetischen Harzzylinders mit einem Metall beschichtet) hergestellt
und besitzt eine rohrförmige Gestalt
mit einem Boden. Wie in 1B gezeigt
ist, ist der Ultraschallwandler 121 auf der Innenfläche eines
Bodenabschnitts 122a platziert (dort gebondet und fixiert).
Das heißt
der Bodenabschnitt 122a, auf welchem der Ultraschallwandler 121 platziert
ist, dient als eine Vibrationsplatte (das heißt als Membran), und die Außenfläche des
Bodenabschnitts 122a dient als Vibrationsfläche (das
heißt
als Vibrationsabschnitt des Ultraschallsensors). Bei dieser Ausführungsform
besitzt die Außenfläche des
Bodenabschnitts 122a gemäß der Darstellung durch die
unterbrochene Linie in 1A als Vibrationsfläche eine rechteckförmige Gestalt,
die in der vertikalen Richtung länger
ist (in Bezug auf Masse oder Erde) als in der horizontalen Richtung
und zwar in einer Ebene, die parallel zu dem Wandteil 140 verläuft (allgemein senkrecht
zur Masse oder Erde bei der vorliegenden Ausführungsform). Bei der vorliegenden
Ausführungsform
ist beispielsweise die Ebene, die parallel zu dem Wandteil 140 verläuft, eine
imaginäre
Ebene, in welcher sich das Basisteil 141 des Wandteiles 140 parallel
erstreckt. Jedoch ist bei dieser Ausführungsform das Wandteil 140 mit
einem vorragenden Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt oder -Sendeabschnitt 142 ausgestattet
(was noch später
in Einzelheiten beschrieben wird), um die Richtcharakteristik zu
bestimmen. Bei der Konfiguration mit dem Ultraschallwellen-Sendeabschnitt 142 sind
keine speziellen Einschränkungen
hinsichtlich der Gestalt der Außenfläche des
Bodenabschnitts 122a bei der Festlegung der Richtcharakteristik
auferlegt.
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In
dem Gehäuse 122 ist
gemäß der Darstellung
in 1B ein Schallabsorptionsteil 125 um den Ultraschallwandler 121 herum
angeordnet, ausgenommen dessen Abschnitt, der in Kontakt mit der
Innenfläche
des Bodenabschnitts 122a steht. Das Schallabsorptionsteil 125 dient
dazu unerwünschte Ultraschallwellen
zu absorbieren, die in das Gehäuse 122 emittiert
werden, wenn der Ultraschallwandler 121 ausgedehnt und
kontrahiert wird und der Bodenabschnitt 122a des Gehäuses 122 dadurch
in Vibration gerät,
und ist aus einem Material hergestellt, welches eine hohe Qualität in Bezug
auf die Schallabsorptionsfähigkeit
besitzt wie beispielsweise Siliziumschwamm. Das Bezugszeichen 122b in 1B bezeichnet
einen Anschlag, der innerhalb von dem Ge häuse 122 vorgesehen
ist, um das Schallabsorptionsteil 125 und die Schaltungsplatine 124 zu
fixieren. Das Bezugszeichen 126 bezeichnet einen Stecker oder
Verbinder, der die Schaltungsplatine 124 mit der Außenseite
verbindet (zum Beispiel einem Steuerabschnitt, der innerhalb eines
Passagierraumes vorgesehen ist und eine Alarm-Verarbeitungssteuerung, eine
Fahrsteuerung und so weiter durchführt). Das Bezugszeichen 127 bezeichnet
ein Abdichtteil, welches das Gehäuse 122 luftdicht
abdichtet.
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Da
bei dem Ultraschallsensor 120 dieser Ausführungsform
das Gehäuse 122 wie
zuvor beschrieben luftdicht abgedichtet ist, wird der Ultraschallwandler 121 nicht
der Außenluft
ausgesetzt und es wird verhindert, dass die Leitungen 123 und so
weiter korrodieren können.
Eine Konstruktion zum Fixieren des Ultraschallsensors 120 an
der Innenfläche 141a des
Wandteiles 140 kann angewendet werden, solange diese nicht
an der Außenfläche 141b des
Wandteiles 140 erscheint. Bei dieser Ausführungsform
ist als Beispiel einer Befestigungskonstruktion die Außenfläche des
Bodenabschnitts 122a an der Innenfläche 141a des Wandteiles 140 gebondet
und an dieser fixiert.
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Hinsichtlich
des Wandteiles 140 gibt es keinerlei spezielle Einschränkungen
mit der Ausnahme, dass dieses Teil für die Übertragung von Ultraschallwellen
(Vibration) geeignet sein muss und zwar in Bezug auf das Material
und die Dicke. Bei dieser Ausführungsform
besteht das Wandteil 140 aus einem Stoßfänger eines Fahrzeugs. Das heißt die Hindernis-Detektorvorrichtung 100 gemäß dieser
Ausführungsform
ist als eine Fahrzeug-Hindernis-Detektorvorrichtung konfiguriert,
um Hindernisse um das Fahrzeug herum zu detektieren. Stoßfänger sind
gewöhnlich
aus gegossenen synthetischen Harzteilen gebildet, die aus Urethan,
Polypropylen oder ähnlichem
hergestellt sind. Dort, wo die Hindernis-Detektorvorrichtung 100 aus
einer Fahrzeug-Hindernis-Detektorvorrichtung besteht, kann das Wandteil 140 aus einer
Metallplatte bestehen, die eine Komponente eines Fahrzeuggestells
ist, um hier ein Beispiel zu nennen.
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Die
Innenfläche 141a eines
Basisteiles 141 (welches aus synthetischem Harz hergestellt
ist) des Wandteiles 140 ist mit einem vorspringenden Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 142 ausgestattet
(in 1B durch eine unterbrochene Linie angezeigt, die
eine Grenze zwischen dem Basisteil 141 und dem Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt oder
-Sendeteil 142 angibt) und zwar in einer solchen Weise,
dass dieser dem Vibratorabschnitt entspricht (das heißt der Außenfläche des
Bodenabschnitts 122a des Gehäuses 122) des Ultraschallsensors 120.
Das heißt
die Ultraschallwellen (Vibration) werden zwischen dem Ultraschallsensor 120 (das
heißt dem
Ultraschallwandler 121 und dem Bodenabschnitt 122a des
Gehäuses 122)
und dem Wandteil 140 über
den Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 142 übertragen.
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Der
Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 142 bildet
einen säulenförmigen Abschnitt, der
von der Innenfläche 141a des
Basisteiles 141 vorragt. Es sind die Kontaktfläche des
Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitts 142 und
die Außenfläche des
Bodenabschnitts 122a des Gehäuses 122 voneinander
verschieden ausgebildet und zwar hinsichtlich eines Merkmals gemäß der Gestalt
und der Fläche
in der Ebene, die parallel zu dem Wandteil 140 verläuft. Das
heißt
der Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 142 ist
so ausgebildet, dass er sich in einen vorbestimmten Bereich verengt
und zwar bei dem Hauptübertragungsbereich
der Ultraschallwellen (Vibration), die zwischen dem Ultraschallsensor 120 und
dem Wandteil 140 übertragen
werden. Wie in 1A gezeigt ist, ist der Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 142 dieser
Ausführungsform
so konfiguriert, dass er eine rechteckförmige Kontaktfläche aufweist,
die in der Länge
in der vertikalen Richtung größer ist
als in der horizontalen Richtung und welcher in einem Bereich kleiner
ist als und vollständig
enthalten ist in einer Außenfläche des
Bodenabschnitts 122a. Die Kontaktfläche des Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitts 142 ist
im Wesentlichen in der Gestalt gleich ausgebildet wie die Außenfläche des
Bodenabschnitts 122a. Der Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 142 ist
zusammenhängend
oder einstückig
mit dem Wandteil 140 ausgebildet und zwar unter Verwendung
des gleichen Materials (integrale Formung oder Form-Formung).
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Die
Innenfläche 141a des
Basisteiles 141 ausschließlich der Fläche, die
mit dem Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 142 ausgebildet
ist, ist mit einer Vielzahl von die Steifigkeit ändernden Abschnitten versehen,
um zu bewirken, dass die Steifigkeit des zugeordneten Abschnitts
des Wandteiles 140 gegenüber derjenigen des innenseiti gen
Abschnitts verschieden ist. Hierbei ist der innenseitige Abschnitt
ein Abschnitt, der auf der Seite des zugeordneten Abschnitts (dem
die Steifigkeit ändernden Abschnitt)
zu dem Kontaktabschnitt hin gelegen ist. Die Vielzahl der die Steifigkeit ändernden
Abschnitte sind in einer Richtung (der Anordnungsrichtung) weg von
dem Kontaktabschnitt angeordnet (das heißt in irgendeiner Richtung,
in welcher die Vibration von dem Kontaktabschnitt weg übertragen
wird). In einem Fall, bei dem die die Steifigkeit ändernden
Abschnitte, die den zugeordneten Abschnitt verschieden in der Steifigkeit
von den nahegelegenen Abschnitten sind, sind in der oben erläuterten
Weise vorgesehen, wobei der Abschnitt mit der höheren Steifigkeit weniger zu
einer Vibration neigt und zwar aufgrund der Steifigkeitsdifferenz.
Daher kann in dem Wandteil 140 die Vibration (unerwünschte Vibration), die
nach außen
hin an den die Steifigkeit ändernden Abschnitte
vorbei übertragen
wird, geschwächt
werden. Speziell kann die unerwünschte
Vibration effektiv dadurch gedämpft
werden, indem die Vielzahl der die Steifigkeit ändernden Abschnitte in Richtungen angeordnet
werden, in welchen der Abstand von dem Kontaktabschnitt zunimmt.
Bei dieser Ausführungsform
enthalten die Vielzahl der die Steifigkeit ändernden Abschnitte eine Nut 143 und
Vorsprünge 144.
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Die
die Steifigkeit ändernden
Abschnitte können
an irgendwelchen Positionen an der Innenfläche 141a des Basisteiles 141 vorgesehen
sein, ausgenommen dem Abschnitt (der als "Kontaktabschnitt" bezeichnet wird), der mit dem Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 142 ausgebildet
ist. Es ist auch zu bevorzugen, dass wenigstens einer der Vielzahl
der die Steifigkeit ändernden
Abschnitte in Ringform ausgebildet ist, sodass er den Kontaktabschnitt umgibt.
Diese Konstruktion ist darin effektiv unerwünschte Vibrationen zu dämpfen, die
sich radial nach außen
hin von dem Kontaktabschnitt ausbreiten, da keine Entweichungspfade
verbleiben. Es ist zu bevorzugen, dass wenigstens einer der Vielzahl der
die Steifigkeit ändernden
Abschnitte in einer Ringform vorliegt, sodass sich dieser entlang
(parallel zu) dem Außenumfang
des Kontaktabschnitts erstreckt. Diese Konstruktion macht es einfacher
die Richtcharakteristik sicherzustellen, welche die Gestalt des
Kontaktabschnitts reflektiert (das heißt die Gestalt des die Ultraschallwelle übertragenden
Abschnitts 142), da der Intervall zwischen dem Kontaktabschnitt
und wenigstens einem die Steifigkeit ändernden Abschnitt einheitlich
ist. Es ist auch zu bevorzugen, dass der dichtliegendste eine der
Vielzahl der die Steifigkeit ändernden
Abschnitte, der am dichtesten an dem Kontaktabschnitt gelegen ist,
eine Ringform besitzt. Die Energie der unerwünschten Vibration ist höher und
die Dämpfungswirkung
des die Steifigkeit ändernden
Abschnitts ist höher,
wenn dieser dichter an dem Kontaktabschnitt gelegen ist. Daher kann
diese Konstruktion den Hauptübertragungsbereich
der Ultraschallwellen (der Vibration) in dem Wandteil 140 einengen.
Es ist besonders zu bevorzugen, dass der dichtgelegenste eine der
die Steifigkeit ändernden
Abschnitte benachbart zu dem Außenumfang
des Kontaktabschnitts ausgebildet ist. Diese Konstruktion kann den
Hauptübertragungsbereich noch
effektiver einengen.
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Die
Nut 143 kann entweder zum Zeitpunkt der Ausbildung des
Basisteiles 142 des Wandteiles 140 ausgebildet
werden oder kann durch Bearbeiten des Basisteiles 141,
welches hergestellt wird, gebildet werden. Bei dieser Ausführungsform
wird die Nut 143 zur gleichen Zeit wie das Basisteil 141 gebildet, welches
aus einem Harz hergestellt ist.
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Da
die Bodenwand der Nut 143 des Wandteiles 140 (Basisteiles 141)
in der Steifigkeit niedriger ist als die Abschnitte um die Nut 143 herum,
kann sich erstere leichter verformen als letztere. Beispielsweise
kann gemäß der Darstellung
in 2 die Nut 143 so ausgebildet werden,
dass sie den Abschnitt des Basisteiles 141 umgibt, der
dessen Kontaktabschnitt enthält
und zwar in der Ebene parallel zu dem Wandteil 140, da
die Steifigkeit in dem Abschnitt außerhalb der Nut 143 höher ist
als in der Bodenwand der Nut 143, wobei ein Knotenpunkt
an der Nut 143 gebildet wird, wenn Ultraschallwellen gesendet
oder empfangen werden. Auch ist der Abschnitt, der von der Nut 143 umschlossen
ist, für
eine Vibration geeignet (das heißt es nimmt die Energie, die
durch die Vibration verbraucht wird, zu). Daher wird die Amplitude
der Vibration des Abschnitts des Basisteiles 141, der durch die
Nut 143 umgeben ist, erhöht (zum Beispiel wie durch
eine Strichlierungslinie in 2 angezeigt
ist), wobei als Ergebnis davon die Energie der unerwünschten
Vibration, die zur Außenseite
der Nut 143 hin übertragen
wird, reduziert wird. Dies ist eine Erklärung für die Dämpfung der unerwünschten
Vibration. Da auf der anderen Seite die Steifigkeit in dem Abschnitt
außerhalb
der Nut 143 höher ist
(das heißt auf
der Seite der Nut 143 in einer Richtung weg von dem Kontaktabschnitt)
als in der Bodenwand der Nut 143, kann eine unerwünschte Vibration
weniger zur Außenseite
der Nut 143 übertragen
werden und ein Teil der Energie der unerwünschten Vibration wird reflektiert.
Daher wird die Energie der unerwünschten Vibration
in dem Abschnitt des Basisteiles 141 erhöht, der
die Nut 143 und den Kontaktabschnitt enthält, wobei
ein Ergebnis davon die Amplitude der Vibration dort erhöht wird
(zum Beispiel wie durch die Strichlierungslinie in 2 angezeigt
ist). Dies stellt eine andere Erklärung für die Dämpfung der unerwünschten
Vibration dar. In jedem Fall macht es das vorsehen der Nut 143 möglich innerhalb
eines vorbestimmten Bereiches den Bereich des Abschnitts des Wandteiles 140 einzuengen,
der zu einer Vibration neigt (das heißt dem Haupt-Ultraschallwellen-(Vibrations)-Übertragungsbereich
des Wandteiles 140), sodass dadurch die gewünschte Richtcharakteristik
sichergestellt wird.
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Wie
in 1B gezeigt ist, ist bei dieser Ausführungsform
eine ringförmig
gestaltete Nut 143 in einer solchen Weise vorgesehen, dass
dessen Innenseitenfläche
(der innenseitige die Steifigkeit ändernde Punkt) benachbart zu
dem Außenumfang
des Kontaktabschnitts gelegen ist. Ferner ist nicht nur die innenseitige
Fläche,
die benachbart zum Außenumfang
des Kontaktabschnitts liegt, sondern auch die außenseitige Fläche (der
außenseitige
die Steifigkeit ändernde
Punkt), die bzw. der gegenüber
der innenseitigen Fläche
gelegen ist, parallel mit dem Außenumfang des Kontaktabschnitts
in der Ebene ausgeführt,
die parallel mit dem Wandabschnitt 140 verläuft; das
heißt
die Nut 143 besitzt eine konstante Weite. Das heißt der Bereich
des Abschnitts, der für eine
Vibration geeignet ist (dieser Bereich wird durch die Nut 143 definiert
oder festgelegt) ist so schmal wie möglich ausgebildet und hat die
gleiche Gestalt wie der Außenumfang
des Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitts 142.
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Bei
der Konstruktion, bei welcher die Nut 143 den Abschnitt
umgibt, welcher den Kontaktabschnitt enthält, ist zu berücksichtigen,
dass der Abschnitt, welcher die Nut 143 enthält, vibriert
und zwar mit der Außenseitenfläche der
Nut 143 als Grenze. Es ist daher zu bevorzugen, dass wenigstens
die Außenseitenfläche der
Nut 143 eine vorbestimmte Gestalt erhält, die für die beabsichtigte Richtungseigenschaft oder
Richtcha rakteristik geeignet ist. Beispielsweise können nahezu
die gleichen Vorteile wie sie bei dieser Ausführungsform erzielt werden,
selbst in einem Fall erreicht werden, bei dem die Innenseitenfläche der
Nut 143 eine kreisförmige
Gestalt hat und deren Außenseitenfläche eine
rechteckförmige
Gestalt hat ähnlich
dem Außenumfang
des die Ultraschallwelle übertragenden
Abschnitts 142 in der Ebene parallel zu dem Wandteil 140.
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Die
Zahl der Nuten 143 ist nicht auf eine Nut beschränkt. Der
Kontaktabschnitt kann durch eine Vielzahl von ringförmig gestalteten
Nuten 143 umgeben sein. Wie jedoch oben beschrieben ist,
besteht ein wesentliches Merkmal der Nut 143 darin, einen Abschnitt
mit niedriger Steifigkeit in dem Wandteil 140 auszubilden
und dadurch einen Bereich eines Abschnitts zu definieren, der für ein Vibrieren
geeignet ist. Wenn daher eine Vielzahl von Abschnitten mit niedriger
Steifigkeit vorgesehen werden, kann der Bereich des Abschnitts,
der für
ein Vibrieren geeignet ist, erhöht
werden, um die Richtcharakteristik irregulär zu gestalten und zwar gegensätzlich zu
der Absicht. Es wird aus diesem Grund zu bevorzugen sein, dass die
Zahl der Nuten 143, die in der Richtung weg von dem Kontaktabschnitt
angeordnet sind, auf Eins beschränkt
wird. Da ferner der Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 142 so
konfiguriert ist, dass dessen Kontaktfläche als Bereich kleiner ist
als die Außenfläche des
Bodenabschnitts 122a und vollständig in dieser Außenfläche enthalten
ist, kann die Nut 143 in einfacherer Weise in der Nachbarschaft des
Kontaktabschnitts ausgebildet werden, als dies die Vorsprünge 144 sind.
Es ist daher zu bevorzugen die Nut 143 als einen die Steifigkeit ändernden
Abschnitt zu verwenden, der benachbart zu dem Außenumfang des Kontaktabschnitts
gelegen ist.
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Hinsichtlich
der Tiefe T1 und der Weite W1 der Nut 143 gibt es keine
speziellen Einschränkungen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform
besteht beispielsweise die Tiefe T1 aus einer Länge der Nut 143 in
einer Richtung senkrecht zu der imaginären Ebene, und die Weite W
ist eine Lunge der Nut 143 in der Richtung weg von dem
Kontaktabschnitt, was in 2 nicht gezeigt ist. Gemäß 2 nimmt,
wenn die Tiefe T1 der Nut 143 in Bezug auf die Dicke T
des Basisteiles 141 zunimmt, die Dicke der Bodenwand der
Nut 143 und damit deren Steifigkeit ab, das heißt die Bodenwand
der Nut 143 kann leichter verformt werden. Wenn andererseits
die Weite W1 zunimmt, wird der Abschnitt mit der niedrigen Steifigkeit
(das heißt
die Bodenwand der Nut 143) weiter und kann einfacher verformt
werden. Um daher den Abschnitt, der von der Nut 143 umgeben
ist, mehr für
eine Vibration geeignet zu machen, ist es zu bevorzugen, dass die
Tiefe T1 und die Weite W1 der Nut 143 größer ausgebildet
werden. Andererseits wird es jedoch schwieriger, eine ausreichende
Konstruktionsfestigkeit des Wandteiles 140 beizubehalten,
wenn die Tiefe T1 oder die Weite W1 der Nut 143 größer wird. Dort,
wo die Nut 143 in dem Basisteil 141 durch Einspritzformung
eines Harzmaterials gebildet wird, kann sehr viel wahrscheinlicher
eine Senke auftreten. Daher sollte die Tiefe T1 und die Weite W1
der Nut 143 so eingestellt werden, um in geeigneter Weise
den oben erläuterten
Abgleich zwischen dem Grad der Dämpfung
der unerwünschten
Vibration durch die Nut 143 und demjenigen durch die anderen die
Steifigkeit ändernden
Abschnitte zu berücksichtigen.
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Wie
in 3 gezeigt ist, wurde die Wirkung der Nut 143 der
Konfiguration gemäß dieser
Ausführungsform
durch die Erfinder bestätigt. 3 zeigt die
Vibrationswerte einer Konfiguration mit der Nut 143 und
eine Vergleichskonfiguration ohne die Nut 143, wobei Ultraschallwellen
gesendet und empfangen werden. Die Vibrationswerte sind normierte
Werte, die durch einen Vibrationswert an dem Kontaktabschnitt der
Vergleichskonfiguration normiert sind. Das heißt der Vibrationswert an dem
Kontaktabschnitt der Vergleichskonfiguration zeigt den Vibrationswert
von "1" an. Wie in 3 gezeigt
ist wird aufgrund des Vorhandenseins der Nut 143 der Vibrationswert
des Kontaktabschnitts (das heißt
des Abschnitts, der durch die Nut 143 umschlossen ist)
um einen Faktor von ca. 1,3 erhöht.
Andererseits wird der Vibrationswert des Abschnitts außerhalb
der Nut 143 niedriger gestaltet als bei der Konfiguration
ohne die Nut 143. Das heißt der Unterschied zwischen
den Vibrationswerten des Kontaktabschnitts und dem Abschnitt außerhalb
der Nut 143 wird erhöht
und zwar durch das Vorsehen der Nut 143.
-
Die
Vorsprünge 144 können entweder
zur gleichen Zeit wie das Basisteil 141 des Wandteiles 140 ausgebildet
werden oder können
an dem Basisteil 141 fixiert werden nachdem dieses ausgebildet worden
ist. Die Vorsprünge 144 können entweder aus
dem gleichen Material wie dasjenige des Basisteils 141 hergestellt
sein oder aus einem davon abweichenden Material hergestellt sein.
Bei dieser Ausführungsform
sind die Vorsprünge 144 zusammenhängend oder
einstückig
mit dem Basisteil 141 ausgebildet und zwar durch Verwendung
des gleichen Materials. Dies schafft die Möglichkeit einen Herstellungsprozess
zu vereinfachen.
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Es
sind keine speziellen Einschränkungen hinsichtlich
der Höhe
T2 und der Weite W2 der Vorsprünge 144 auferlegt
(siehe 4). Bei der vorliegenden Ausführungsform bildet beispielsweise
die Höhe
T2 eine Länge
des Vorsprungs 144 in einer senkrechten Richtung zu der
imaginären
Ebene, und die Weite W2 bildet eine Länge des Vorsprungs 144 in
einer Richtung weg von dem Kontaktabschnitt. Da die Steifigkeit
des Abschnitts des Wandteiles 140 (Basisteil 141),
dort, wo die Vorsprünge 144 vorgesehen
sind, höher
ist als wenigstens von den Abschnitten um die Vorsprünge 144 herum,
kann der Abschnitt, wo die Vorsprünge 144 vorgesehen
sind, weniger leicht verformt werden als die anderen Abschnitte.
Dort, wo beispielsweise gemäß der Darstellung
in 4 die Vorsprünge 144 vorgesehen
sind, sodass sie den Abschnitt des Basisteiles 141 umschließen, der
den Kontaktabschnitt enthält,
dient der Abschnitt, der die Vorsprünge 144 aufweist,
als ein hochsteifer Verbindungsabschnitt während des Aussendens und Empfangens
der Ultraschallwellen. Eine Störvibration
kann weniger wahrscheinlich zur Außenseite der Vorsprünge 144 vorbei
an dem Abschnitt mit den Vorsprüngen 144 übertragen
werden. Ein Teil der Energie der unerwünschten Vibration wird durch
die Vorsprünge 144 reflektiert,
wodurch der Abschnitt des Basisteiles 141, der von den
Vorsprüngen 144 umschlossen
ist, stärker
dazu neigt zu vibrieren und zwar mit den Vorsprüngen 144 als Knotenpunkt
(das heißt
die durch die Vibration verbrauchte Energie nimmt zu). Gemäß 4 nimmt
die Steifigkeit des Abschnitts, der die Vorsprünge 144 aufweist,
zu, wenn die Höhe
T2 der Vorsprünge 144 zunimmt
und zwar in Bezug auf die Dicke T des Basisteiles 141.
Und es wird auch der Abschnitt mit der hohen Steifigkeit weiter
und es wird damit auch schwieriger, dass dieser verformt wird, wenn
die Weite W2 zunimmt. Um die Bindungswirkung zu erhöhen ist
es zu bevorzugen, dass die Weite W2 und die Höhe T2 der Vorsprünge 144 größer ausgeführt werden.
-
Jedoch,
wenn das Gesamtvolumen der Vorsprünge 144 zunimmt, nimmt
die Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer Senke (sink), die von
der Seite der Außenfläche 141b des
Wandteiles 140 erkennbar ist, zu. Aufgrund dieser Tatsache
dämpft
die vorliegende Ausführungsform
unerwünschte
Vibrationen nicht durch Erhöhen
der Bindewirkung durch einen einzelnen großen Vorsprung 144.
Stattdessen sind eine Vielzahl von Vorsprüngen 144 Seite an
Seite in einem Bereich vorgesehen, wo ein einzelner großer Vorsprung 144 vorgesehen
sein würde,
wodurch die Steifigkeit erhöht
wird, obwohl diese niedriger ist als in einem Fall, bei dem ein
einzelner großer Vorsprung 144 vorgesehen
ist. Ferner ist jeder Vorsprung 144 so konfiguriert, dass
er elastisch verformt werden kann, wenn er die unerwünschte Vibration empfängt. Das
heißt
die unerwünschte
Vibration wird durch die Bindewirkung und durch den elastischen Verformungseffekt
gedämpft.
Spezifischer ausgedrückt
reduziert der Bindeeffekt die Energie der unerwünschten Vibration, die von
dem Kontaktabschnitt vorbei an den Vorsprüngen 144 übertragen
oder gesendet wird, wodurch die Amplitude der Vibration des Abschnittes
des Basisteiles 141, der von den Vorsprüngen 144 umgeben ist,
erhöht
wird, wie dies durch eine Strichlierungslinie in 4 beispielsweise angezeigt
ist. Die Energie der unerwünschten
Vibration, die zu den Vorsprüngen 144 übertragen
wird, wird durch den elastischen Verformungseffekt reduziert. Eine
Störvibration
kann somit effektiv gedämpft werden.
Wie oben beschrieben wurde schafft das Vorsehen der Vorsprünge 144 auch
die Möglichkeit den
Bereich des Abschnitts des Wandteiles 140 innerhalb eines
vorbestimmten Ausmaßes
oder Bereiches zu verengen, der zum Vibrieren neigt (das heißt dem Haupt-Ultraschallwellen-(Vibrations-)Übertragungsbereich
des Wandteiles 140).
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Hinsichtlich
der Höhe
T2 und der Weite W2 der Vorsprünge 144 gibt
es keine speziellen Einschränkungen.
Die Vorsprünge 144 erfahren
einen beträchtlichen
Biegeeffekt. Die Vorsprünge 144 können elastisch
verformt werden, indem das Material, die Höhe T2 und die Weite W2 der
Vorsprünge 144 in geeigneter
Weise eingestellt werden. Dort, wo die Vorsprünge 144 elastisch
verformbar sind, ist es zu bevorzugen, dass sie auf der Frequenz λ der Ultraschallwellen
(Vibration) (Resonanzlänge:
n·λ/4, worin n
eine natürliche
Zahl ist) in Resonanz geraten. Bei dieser Konfiguration werden die
Vor sprünge 144 ausgeprägt verformt,
wenn sie die unerwünschte
Vibration empfangen, wodurch die unerwünschte Vibration effektiv gedämpft werden
kann. Bei dieser Ausführungsform
wird eine erforderliche Resonanzlänge (bei dieser Ausführungsform λ/4) dadurch
sichergestellt, indem die Höhe
T2 der Vorsprünge 144 größer eingestellt
wird als oder gleich eingestellt wird wie die Dicke T des Basisteiles 141.
Dies schafft die Möglichkeit
eine erforderliche Resonanzlänge
in einfacherer Weise sicherzustellen und die unerwünschte Vibration
effizient zu dämpfen.
Die Höhen
T2 von allen der Vielzahl der Vorsprünge 144 werden identisch
eingestellt, wodurch jeder Vorsprung 144 mit der unerwünschten
Vibration in Resonanz gerät,
die eine vorbestimmte Frequenz aufweist, und es kann dann die unerwünschte Vibration
effizient gedämpft
werden. Ferner ist die Weite W2 kleiner eingestellt als oder gleich
eingestellt mit der Dicke T des Basisteiles 141. Dies senkt
die Steifigkeit der Vorsprünge 144 selbst ab
und es können
dadurch die Vorsprünge 144 leichter
während
der Übertragung
der unerwünschten
Vibration verformt werden. Ferner kann die Wahrscheinlichkeit des
Auftretens einer Senke reduziert werden und/oder es kann das Ausmaß einer
Senke abgesenkt werden, selbst wenn diese auftritt oder im Entstehen
ist.
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Wie
in den 5A und 5B gezeigt
ist, wurde die Wirkung der elastischen Verformung der Vorsprünge 144 bei
dieser Ausführungsform
durch eine Simulation durch das FEM (Endlich-Elementverfahren) bestätigt. Es
werden ein Maximalverschiebungs-Vibrationsmodus, der in 5A gezeigt
ist, und ein Minimalverschiebungs-(Maximalgeschwindigkeits)Vibrationsmodus,
der in 5B gezeigt ist, wiederholt während des
Aussendens und des Empfangs der Ultraschallwellen realisiert. Es
ist offensichtlich, dass die Vorsprünge 144 elastisch
verformt werden und zwar bei dem Empfang der unerwünschten
Vibration von dem Kontaktabschnitt.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform
sind vier ringförmig
gestaltete Vorsprünge 144 Seite
an Seite in einer Richtung weg von dem Kontaktabschnitt angeordnet,
sodass sie den Kontaktabschnitt und die Nut 143 umgeben.
Die Weiten W2 der Vorsprünge 144 sind
konstant eingestellt und jeder Vorsprung 144 ist so gestaltet,
dass dieser parallel zu dem Außenumfang
des Kontaktabschnitts verläuft (dem
Ultraschallwellen-Über tragungsabschnitt 142). Daher
wird die unerwünschte
Vibration, die zur Außenseite
des Kontaktabschnitts übertragen
wird, in zuverlässiger
Weise durch die vier Vorsprünge 144, die
Seite an Seite angeordnet sind, gedämpft. Kombiniert mit der Wirkung
des Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitts 142 und
der Wirkung der Nut 143 schaffen die Vorsprünge 144 die
Möglichkeit
in einfacherer Weise und sicher die gewünschte Richtcharakteristik
zu realisieren. Bei der Konfiguration, bei welcher der Vorsprung 144 vorgesehen
ist, sodass dieser den Abschnitt umschließt, der den Kontaktabschnitt
enthält,
wird in Betracht gezogen, dass der Abschnitt, der von dem Vorsprung 144 umgeben
ist, mit der innenseitige Fläche
(dem die Steifigkeit ändernden
Punkt) des Vorsprungs 144 als ein Knotenpunkt vibriert.
Es ist daher zu bevorzugen, dass wenigstens die innenseitige Fläche des
Vorsprungs 144 eine vorbestimmte Gestalt erhält, die
dafür geeignet ist,
um die beabsichtigte Richtcharakteristik in der Ebene zu erreichen,
die parallel zu dem Wandteil 140 verläuft. Beispielsweise werden
angenähert
die gleichen Vorteile, wie sie bei der vorliegenden Ausführungsform
erzielt werden, auch selbst in einem Fall erzielt, bei dem die innenseitige
Fläche
des Vorsprungs 144 eine rechteckförmige Gestalt in der imaginären Ebene
hat, ähnlich
dem Außenumfang
des Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 142,
und die außenseitige
Fläche
des äußersten
Vorsprunges 144 mit einer kreisförmigen Gestalt ausgebildet
ist. Bei dieser Ausführungsform
besitzt nicht nur die innenseitige Fläche des innersten Vorsprunges 144, sondern
auch die Außenseitenfläche des
Vorsprungs 144 eine rechteckförmige Gestalt in der Ebene
parallel zu dem Wandteil 140, sodass der Vorsprung 144 eine
konstante Weite oder Breite besitzt. Da ferner die innenseitige
Fläche
des Vorsprunges 144 und die außenseitige Fläche des äußersten
Vorsprunges 144 angenähert
die gleiche Gestalt wie der Außenumfang der äußeren Fläche des
Bodenabschnitts 122 des Ultraschallsensors 120 in
der Ebene haben die parallel zu dem Wandteil 140 verläuft, wird
das Positionieren des Ultraschallsensors 120 in vorteilhafter
Weise vereinfacht und zwar durch Verwenden der Vorsprünge 144 (speziell
von dem innersten einen) als eine Markierung, wenn der Ultraschallsensor 120 an
dem Wandteil 140 fixiert wird.
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Die
Zahl der Vorsprünge 144 ist
nicht auf vier beschränkt;
diese kann aus einem oder einer Vielzahl von Vorsprüngen, anders
als vier, bestehen. Wie jedoch beschrieben wurde besteht ein wichtiges
Merkmal der Vorsprünge 144 darin
den Bereich eines Abschnitts festzulegen, der für eine Vibration geeignet ist
und zwar durch den Biegeeffekt oder den Biegeffekt und die elastische
Deformation bzw. den elastischen Deformationseffekt in Kombination.
Wenn daher die Vielzahl der Vorsprünge 144 vorgesehen sind,
wird wenigstens die Biegefähigkeit
erhöht
und es kann die unerwünschte
Vibration noch stärker
gedämpft
werden. Wenn ferner die Vorsprünge 144 aus einem
Material hergestellt sind, welches von dem Material des Basisteiles 141 verschieden
ist und dieses dann einen größeren Dämpfungskoeffizienten besitzt
als das Material des Basisteiles 141, können die Vorsprünge 144 die
unerwünschte
Vibration dämpfen
und zwar durch Absorbieren der Vibration vermittels ihrer Deformation.
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Wie
in 6 gezeigt ist, wurde die Wirkung der Vorsprünge 144 dieser
Ausführungsform
durch die Erfinder bestätigt. 6 zeigt
die Vibrationswerte einer beispielhaften Konfiguration mit den Vorsprüngen 144 und
der Nut 143 und einer anderen Vergleichskonfiguration lediglich
mit der Nut 143 (jedoch ohne die Vorsprünge 144). Die beispielhafte
Konfiguration ist in 1B gemäß der vorliegenden Ausführungsform
gezeigt und eine andere Vergleichskonfiguration ist ähnlich der
Konfiguration, die in 3 gezeigt ist. Die Vibrationswerte
bestehen aus normierten Werten, die durch den Vibrationswert an
dem Kontaktabschnitt der Vergleichskonfiguration normiert wurden
und zwar ohne die Nut 143 und ohne die Vorsprünge 144,
wie oben unter Hinweis auf 3 beschrieben
wurde. Wie in 6 gezeigt ist, wird aufgrund
des Vorhandenseins der Vorsprünge 144 zusätzlich zu
der Nut 143 der Vibrationswert des Abschnitts außerhalb
der Nut 143 niedriger ausgebildet als bei der Konfiguration,
die mit lediglich der Nut 143 ausgestattet ist (die Vorsprünge 144 sind
nicht vorgesehen). Speziell der Vibrationswert des Abschnitts außerhalb
von den Vorsprüngen 144 wird niedriger
gestaltet als bei der Konfiguration, die mit lediglich der Nut 143 ausgestattet
ist (die Vorsprünge 144 sind
nicht vorgesehen). Das heißt
die Differenz zwischen den Vibrationswerten des Kontaktabschnitts
und dem Abschnitt außerhalb
des Kontaktabschnitts wird erhöht
und zwar durch das Vorsehen der Vorsprünge 144.
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Wie
oben beschrieben ist, wird bei der Hindernis-Detektorvorrichtung 100 gemäß dieser
Ausführungsform
der Ultraschallsensor 120 an der Innenfläche 141a des
Wandteiles 140 angebracht und es werden die Ultraschallwellen über das
Wandteil 140 ausgesendet und/oder empfangen. Die Designqualität kann verbessert
werden, da der Ultraschallsensor 120 von außerhalb
des Wandteiles 140 nicht gesehen werden kann.
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Die
Steifigkeit des Abschnitts mit den die Steifigkeit ändernden
Abschnitten des Wandteiles 140 ist verschieden ausgebildet
und zwar von dem innenseitigen Abschnitt (dem Abschnitt auf der
Seite des Kontaktabschnitts) benachbart zu diesem und zwar durch
das Vorsehen der Nut 143 und der Vorsprünge 144 (den die Steifigkeit ändernden
Abschnitte) an der Innenfläche 141a des
Wandteiles 140, ausgeschlossen die Fläche, die mit dem Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 142 gebildet
ist. Es wird daher die unerwünschte
Vibration, die von dem Kontaktabschnitt weg übertragen wird, effektiv durch
die Vielzahl der die Steifigkeit ändernden Abschnitte gedämpft. Da
die unerwünschte
Vibration, die von dem Kontaktabschnitt weg übertragen wird, in der oben erläuterten
Weise gedämpft
wird, kann die Interferenz aufgrund von phasenverschobenen Ultraschallwellen,
die von der Peripherie des Kontaktabschnitts aus gesendet werden,
reduziert werden, während
die Wellen ausgesendet werden, um hier ein Beispiel anzuführen. Ferner
werden bei einer Konfiguration, bei der eine Vielzahl an Ultraschallsensoren 120 Seite
an Seite angeordnet sind, die Beträge der Sendung der unerwünschten
Vibration zu den benachbarten Ultraschallsensoren 120 reduziert.
Es kann somit auch die gewünschte
Richteigenschaft sichergestellt werden.
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Der
Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 142 besitzt
eine rechteckförmige
Gestalt, die in der vertikalen Richtung länger ist als in der horizontalen
Richtung in der imaginären
Ebene, das heißt parallel
zu dem Wandteil 140, und die Nut 143 und die Vorsprünge 144 haben
ebenfalls eine ähnliche Gestalt
in der imaginären
Ebene wie der Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 142.
Daher ist die Richteigenschaft der Hindernis-Detektorvorrichtung 100 stark
(scharf) und verläuft
in der vertikalen Richtung und ist in der horizontalen Richtung
schwach (nicht stark) und ist daher für eine Fahrzeug-Hindernis-Detektorvorrichtung
geeignet.
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Bei
dieser Ausführungsform
sind die die Steifigkeit ändernden
Abschnitte durch die Nut 143 und die Vorsprünge 144 gebildet,
die gegenüber
dem Basisteil 141 in der Dicke verschieden sind. Es kann
jedoch eine unerwünschte
Vibration über
einen der oben beschriebenen Effekte durch einen Abschnitt reduziert
werden, der sich in der Steifigkeit von einem benachbarten innenseitigen
Abschnitt in den Richtungen unterscheidet, in welchem der Abstand
von dem Kontaktabschnitt zunimmt. Das heißt bei der Hindernis-Detektorvorrichtung 100 gemäß dieser Ausführungsform
bilden nicht nur die Nut 143 und die Vorsprünge 144 die
die Steifigkeit ändernden
Abschnitte; genauer gesagt bildet auch der Abschnitt des Basisteils 141 zwischen
der Nut 143 und bilden die Vorsprünge 144 und die Abschnitte
des Basisteils 141 zwischen den Vorsprüngen 144 ebenfalls
die Steifigkeit ändernde
Abschnitte.
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Bei
dieser Ausführungsform
ist der Ultraschallsensor 120 an das Wandteil 140 gebondet
und an diesem fixiert. Alternativ kann jedoch beispielsweise gemäß der Darstellung
in 7 der Ultraschallsensor 120 auch an dem
Wandteil 140 dadurch fixiert sein, indem einer der Vorsprünge 144 als
ein Halter 145 verwendet wird, um das Gehäuse 122 zu fixieren,
wobei der Halter 145 mit einem Vorsprung des Gehäuses 122 zusammengepasst
ist. 7 zeigt eine Schnittansicht, welche eine modifizierte Ausführungsform
darstellt und 1B entspricht. Das Bezugszeichen 122c in 7 bezeichnet
einen Einpassvorsprung, der an der äußeren Umfangsfläche des
Gehäuses 122 vorgesehen
ist, und das Bezugszeichen 145a bezeichnet eine Einpassnut,
die in dem Halter 145 vorgesehen ist. Diese Konfiguration macht
es möglich
die Zuverlässigkeit
der Verbindung des Ultraschallsensors 120 mit dem Wandteil 140 zu erhöhen, wobei
gleichzeitig die unerwünschte
Vibration gedämpft
wird. Es können
sowohl eine Fixierung durch Bonden als auch eine Fixierung durch
Einpassen verwendet werden. Bei dem Beispiel, welches in 7 gezeigt
ist, dient der innerste (das heißt der am dichtesten beim Kontaktabschnitt
liegende) Vorsprung 144 als Halter 145. Es kann
jedoch auch ein anderer Vorsprung 144 als ein Halter 145 verwendet werden,
indem man die Höhen
der Vorsprünge 144 in geeigneter
Weise einstellt. Anstatt einer Einpassung oder Ineinanderfügung kann
der Ultraschallsensor 120 auch zwischen einem plattenförmigen Teil
und dem Wandteil 140 gehalten werden und zwar über eine
Pressverbindung, indem das plattenförmige Teil benachbart zu der
Spitze eines Vorsprungs 144 angeordnet wird und indem dieses
an der Spitze des Vorsprungs 144 fixiert wird und/oder
an dem Gehäuse 122 durch
Schrauben fixiert wird, um hier ein Beispiel zu nennen.
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Bei
dieser Ausführungsform
sind alle die Steifigkeit ändernden
Abschnitte ähnlich
einem Ring gestaltet und sind konzentrisch um den Kontaktabschnitt
herum angeordnet. Jedoch sind die Gestalten der die Steifigkeit ändernden
Abschnitte nicht auf eine ringförmige
Gestalt beschränkt.
Wie beispielsweise in 8 gezeigt ist, kann jeder der
ringförmigen
die Steifigkeit ändernden
Abschnitte durch schlitzförmige
Aufteilungsabschnitte 146 aufgeteilt werden. Die Aufteilungsabschnitte 146 sind
in eine Vielzahl von die Steifigkeit ändernden Abschnitten ausgebildet,
wie auch in 1 gezeigt ist, und es
ist zu bevorzugen, dass die Aufteilungsabschnitte 146 nicht
geradlinig in einer Richtung angeordnet sind, in welcher der Abstand
von dem Kontaktabschnitt zunimmt, was es weniger wahrscheinlich
macht, dass unerwünschte
Vibrationen nach außen
hin entweichen. Bei dem Beispiel von 8 sind lediglich
zwei äußerste Vorsprünge 144 aufgeteilt.
Im Falle der ringförmig
gestalteten, die Steifigkeit ändernden
Abschnitte ist die Ausbildung der Aufteilungsabschnitte 146 wirksam,
da die Umfangslänge
zunimmt und die elastische Verformung weniger wahrscheinlich an der
Position auftritt, die nach außen
verläuft. 8 ist eine
Draufsicht, die eine modifizierte Ausführungsform darstellt und 1A entspricht.
Als eine weitere modifizierte Ausführungsform können eine
Vielzahl von die Steifigkeit ändernden
Abschnitten punktförmig
(verteilt) angeordnet sein. Der Bereich, wo das Wandteil 140 dazu
neigt zu vibrieren, kann eingeschränkt werden und zwar selbst
durch nicht ringförmige
die Steifigkeit ändernde
Abschnitte, das heißt nicht
ringförmige
Nuten 143 (oder Vorsprünge 144), die
so vorgesehen sind, dass sie den Kontaktabschnitt in der Ebene umgeben,
die parallel zu dem Wandteil 140 verläuft.
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Bei
dieser Ausführungsform
sind die Nut 143 und die Vorsprünge 144 als die die
Steifigkeit ändernden
Abschnitte vorgesehen, um die unerwünschte Vibration zu dämpfen. Es
kann jedoch auch lediglich die Nut 143 oder es können lediglich
die Vorsprünge 144 vorgesehen
sein. Ferner ist auch eine Konfiguration möglich, bei der gemäß der Darstellung
in 9 ein Dämpfungsteil 160,
welches aus einem Material mit einem hohen Dämpfungskoeffizienten hergestellt ist
und zwar höher
als demjenigen des Wandteiles 140 auf der Innenfläche 141a des
Wandteiles 140 aufgelegt ist und zwar unter Ausschluss
der Fläche, die
mit dem Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 142 ausgebildet
ist. Da bei dieser Konfiguration das Dämpfungsteil 160 einen
Teil der Energie der unerwünschten
Vibration absorbiert, kann die unerwünschte Vibration, die von dem
Dämpfungsteil 160 nach
außen übertragen
wird (weg von dem Kontaktabschnitt) geschwächt werden. Das Dämpfungsteil 160 kann
aus einem tonförmigen
Gummi hergestellt sein, um ein Beispiel zu nennen. Abhängig von
der Laminatstruktur des Dämpfungsteiles 160 kann
dem Wandteil 140 ein Steifigkeitsunterschied erteilt werden
und zwar zwischen dem Laminatabschnitt und dem Abschnitt um diesen
herum. In einem solchen Fall wird erwartet, dass die Steifigkeitsdifferenz
eine Wirkung hervorruft ähnlich
beispielsweise dem Biegeeffekt der Vorsprünge 144. Jedoch dämpft das Dämpfungsteil 160 die
unerwünschte
Vibration indem es einen Teil der unerwünschten Vibration absorbiert
selbst. Daher kann die unerwünschte
Vibration selbst dann gedämpft
werden, wenn der Laminatabschnitt gleich in der Steifigkeit ist
wie der Abschnitt innerhalb desselben (benachbart zu diesem). Es
gibt keine speziellen Einschränkungen
hinsichtlich der Anordnungsposition des Dämpfungsteiles 160.
Beispielsweise kann das Dämpfungsteil 160 innerhalb der
Nut 143 vorgesehen werden. Da jedoch ein großer Dämpfungskoeffizient
dabei vorhanden ist und es schwierig ist dieses in einem engen Bereich
anzuordnen, ist es gemäß der Darstellung
in 9 zu bevorzugen, dass das Dämpfungsteil 160 außerhalb
der die Steifigkeit ändernden
Abschnitte vorgesehen wird. 9 zeigt
eine Querschnittsansicht, welche die modifizierte Ausführungsform
wiedergibt und welche 1B entspricht.
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Bei
dieser Ausführungsform
ist ein Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 142 für das Wandteil 140 ausgebildet.
Es ist jedoch auch eine andere Konfiguration möglich, bei der eine Vielzahl
an Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitten 142 für das Wandteil 140 vorgesehen
sind und wobei dann die Ultraschallwellen (Vibration) über die
Vielzahl der Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitte 142 übertragen
werden.
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(Zweite Ausführungsform)
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Als
nächstes
wird eine zweite Ausführungsform
der Erfindung unter Hinweis auf 10 im
Folgenden beschrieben. 10 ist eine Schnittansicht, welche
eine allgemeine Konfiguration einer Hindernis-Detektorvorrichtung 100 gemäß dieser
Ausführungsform
zeigt und welche 1B entspricht. Ähnliche
Komponenten einer Hindernis-Detektorvorrichtung
der vorliegenden Ausführungsform,
die ähnlich den
Komponenten der Hindernis-Detektorvorrichtung gemäß der ersten
Ausführungsform
sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die
Hindernis-Detektorvorrichtung 100 gemäß der zweiten Ausführungsform
und diejenige gemäß der ersten
Ausführungsform
haben viele Dinge gemeinsam. Daher werden im Folgenden lediglich die
gemeinsamen Punkte und unterschiedlichen Punkte in Einzelheiten
hauptsächlich
beschrieben.
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Bei
der ersten Ausführungsform
sind die Höhen
der Vorsprünge 144 identisch
eingestellt. Im Gegensatz dazu ist diese Ausführungsform dadurch gekennzeichnet,
dass die Höhe
von wenigstens einem Vorsprung 144 verschieden ist von
derjenigen der anderen Vorsprünge 144.
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Dort,
wo eine Materialeigenschaft (zum Beispiel der Youngsche Modul) des
Wandteiles 140 mit der Temperatur wie im Falle des Wandteiles 140 variiert,
welches bei dieser Ausführungsform
verwendet wird, und welches aus Harz hergestellt ist, variiert die Wellenlänge der
Vibration (der unerwünschten
Vibration) mit der Temperatur selbst wem die Spannung, die an den
Ultraschallwandler 121 angelegt wird, die gleiche bleibt.
Wenn beispielsweise die Temperatur abfällt, nimmt der Youngsche Modul
zu und das Wandteil 140 wird härter mit dem Ergebnis, dass
die Wellenlänge
der Vibration (der unerwünschten
Vibration) länger
wird. Im Hinblick auf diese Tatsache sind bei dieser Ausführungsform
gemäß der Darstellung in 10 die
vier Vorsprünge 144,
die Seite an Seite bei der ersten Ausführungsform angeordnet sind,
in der Höhe
voneinander verschieden. Mit anderen Worten sind die Höhen der
vier Vorsprünge 144 so eingestellt,
dass diese unterschiedliche Resonanzfrequenzen aufweisen.
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Bei
der Hindernis-Detektorvorrichtung 100 gemäß dieser
Ausführungsform
kann einer der Vorsprünge 144,
da gemäß der vorausgegangenen
Beschreibung die Vielzahl der Vorsprünge 144 unterschiedliche
Resonanzfrequenzen aufweisen, die unerwünschte Vibration selbst dann
dämpfen,
wenn die Frequenz der unerwünschten
Vibration sich mit einer Temperaturschwankung verändert oder
variiert.
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Die
Konfiguration gemäß dieser
Ausführungsform
kann effizient die unerwünschte
Vibration (oder jede einer Vielzahl von Arten von Ultraschallwellen)
dämpfen
und zwar nicht nur in einem Fall, bei dem eine Materialeigenschaft
des Wandteiles 140 mit der Temperatur variiert, sondern
auch beispielsweise bei einem Fall, bei dem eine Vielzahl von Arten von
Ultraschallwellen unterschiedliche Frequenzen haben und gesendet
und/oder empfangen werden.
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Bei
dem Beispiel von 10 ist der innerste eine (das
heißt
der am dichtesten beim Kontaktabschnitt gelegene) Vorsprung der
höchste
unter der Vielzahl der Vorsprünge 144.
Mit anderen Worten wird die Resonanzlänge erhöht und zwar als Gegenmaßnahme gegen
eine Temperaturreduzierung. Diese Konfiguration kann eine unerwünschte Vibration
in effizienter Weise an der Position dämpfen, die dicht bei dem Kontaktabschnitt
gelegen ist und zwar unter einer Niedrigtemperaturbedingung bzw.
Niedrigtemperaturzustand, welcher der schwerwiegendste Temperaturzustand
ist.
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Während bei
dem Beispiel von 10 die Vorsprungshöhe reduziert
ist und zwar mit zunehmenden Abstand der Position von dem Kontaktabschnitt,
ist die Reihenfolge der Höhen
der Vorsprünge 144 nicht
auf diejenige des vorliegenden Beispiels beschränkt.
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(Dritte Ausführungsform)
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Als
Nächstes
wird eine dritte Ausführungsform
der Erfindung unter Hinweis auf die 11A und 11B beschrieben. Ähnliche Komponenten einer Hindernis-Detektorvorrichtung
der vorliegenden Ausführungsform,
die ähnlich
sind mit den Komponenten der Hindernis-Detektorvorrichtung der ersten
Ausführungsform,
sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die 11A und 11B zeigen eine
Draufsicht und zwar gesehen von der Innenseite bzw. einem Querschnitt
entlang der Linie XIB-XIB in 11A und
diese zeigen eine allgemeine Konfiguration einer Hindernis-Detektorvorrichtung 100 gemäß der dritten
Ausführungsform
der Erfindung. In 11A ist der Übersichtlichkeit halber lediglich
der Außenumfang
der Außenfläche eines
Bodenabschnitts 122a eines Gehäuses 122 eines Ultraschallsensors 120 und
der Außenumfang
der Kontaktfläche
eines Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitts durch
eine unterbrochene Linie angezeigt. In 11B sind
der Übersichtlichkeit
halber die die Steifigkeit ändernden
Stellen eines Wandteiles 140, welches lediglich auf einer
Seite von seinen Abschnitten gelegen ist, der in Kontakt mit dem
Ultraschallsensor 120 steht, durch eine Strichlierungslinie bzw.
Strichlierungspfeile angezeigt.
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Die
Hindernis-Detektorvorrichtung 100 gemäß der dritten Ausführungsform
und diejenige gemäß der ersten
Ausführungsform
haben viele Dinge gemeinsam. Es werden daher im Folgenden nur die gemeinsamen
Punkte und die verschiedenen Punkte hauptsächlich in Einzelheiten beschrieben.
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Bei
der ersten Ausführungsform
ist der Hauptübertragungsbereich
der Ultraschallwellen (Vibration) in einem vorbestimmten Bereich
eingeengt und zwar durch das Vorsehen des Wandteiles 140 mit
dem vorragenden die Ultraschallwelle übertragenden Abschnitt 142.
Im Gegensatz dazu ist die vorliegende Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, dass
der Hauptübertragungsbereich
der Ultraschallwellen (Vibration) in einen vorbestimmten Bereich eingeengt
ist und zwar durch Vorsehen des Gehäuses 122 (welches
einen Teil des Ultraschallsensors 120 bildet) mit einem
vorragenden Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt.
Daher ist der Bereich der Ausbildung des Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitts
gemäß dieser
Ausführungsform
eingeschränkt,
sodass die Fläche
des Gehäuses 122,
die dem Wandteil 140 gegenüberliegt (natürlich ist die Kontaktfläche des
Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitts
in der Fläche
oder dem Ausmaß kleiner als
und ist insgesamt in der imaginären äußeren Fläche des
Bodenabschnitts 122a enthalten). Jedoch ist die Funktion
des Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitts
von dieser Ausführungsform
die gleiche wie bei dem Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 142 des
Wandteiles 140 der ersten Ausführungsform.
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Der
Ultraschallsensor 120 dieser Ausführungsform ist in der Grundkonstruktion
gleich derjenigen der ersten Ausführungsform. Wie in den 11A und 11B gezeigt
ist, ist die Außenfläche des
Bodenabschnitts 122a des Gehäuses 122 mit einem vorspringenden
Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 128 ausgebildet
(bei dieser Ausführungsform entspricht
dieser dem Ausdruck "Vibrationsabschnitt des
Ultraschallsensors" wie
auch in den Ansprüchen verwendet
ist). Der Ultraschallsensor 120 ist an dem Wandteil 140 in
einem Zustand fixiert, bei dem der Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 128 in
Kontakt mit der Innenfläche 141a des
Wandteiles 140 steht. Wie bei dem Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 142 der
ersten Ausführungsform,
ist der Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 128 dieser Ausführungsform
durch einen säulenförmig gestalteten
Abschnitt gebildet, dessen Kontaktfläche eine rechteckförmige Gestalt
besitzt, die in der vertikalen Richtung länger ausgebildet ist (in Bezug
auf Masse oder Erde) als in der horizontalen Richtung und zwar in
der Ebene parallel zu dem Wandteil 140. Daher besitzt der
Wellen-Übertragungsabschnitt 128 eine Querschnittsgestalt
parallel zu der imaginären
Ebene und die Gestalt hat eine erste Länge in einer ersten Richtung
(das heißt
in der vertikalen Richtung) und hat eine zweite Länge in einer
zweiten Richtung (das heißt
in der horizontalen Richtung), die orthogonal zur ersten Richtung
verläuft.
Hierbei ist die erste Länge
länger
als die zweite Länge.
Auch ist der Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 128 zusammenhängend oder
einstückig
mit dem Gehäuse 122 ausgebildet
und zwar durch Verwendung des gleichen Materials.
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Das
Wandteil 140 dieser Ausführungsform besitzt ebenfalls
die gleiche Grundkonstruktion wie diejenige der ersten Ausführungsform.
Wie in den 11A und 11B gezeigt
ist, sind der Abschnitt, wo der Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 142 ausgebildet
ist und die Nut 143 vorhanden ist, die um (benachbart zu)
dieser bei der ersten Ausführungsform
ausgebildet ist, durch eine einzelne Nut 147 ersetzt. Der
Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 128 des
Ultraschallsensors 120 ist an der Bodenfläche der
Nut 147 gebondet und an dieser fixiert. Die Nut 147 besitzt
die gleiche Tiefe wie die Nut 143 der ersten Ausführungsform;
die Konfiguration dieser Ausführungsform
ist so ausgelegt, dass sie dadurch erhalten wird, indem der Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 142 und
derjenige Abschnitt des Wandteiles 140, der mit dem Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 142 ausgebildet
ist, durch den Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 128 ersetzt wird.
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Wie
oben beschrieben ist, ist bei der Hindernis-Detektorvorrichtung 100 gemäß dieser
Ausführungsform
die Außenfläche des
Bodenabschnitts 122a des Gehäuses 122, welches
Teil des Ultraschallsensors 120 bildet, mit dem Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 128 ausgebildet.
Das heißt
es werden die Ultraschwellen (die Vibration) zwischen dem Ultraschallsensor 120 (das
heißt
dem Ultraschallwandler 121 und dem Bodenabschnitt 122a des
Gehäuses)
und dem Wandteil 140 über
den Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 128 übertragen.
Der Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 128 ist
an einem Teil der Außenfläche des
Bodenabschnitts 122a vorgesehen und ist von dem Bodenabschnitt 122a des
Gehäuses 122 verschieden,
an welchem der Ultraschallwandler 121 fixiert ist und zwar verschieden
wenigstens hinsichtlich des Bereiches oder der Fläche in der
Ebene parallel zu dem Wandteil 140. Daher kann der Hauptübertragungsbereich der
Ultraschallwellen (Vibration) in einem vorbestimmten Bereich durch
den Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 128 eingeengt
werden. Ferner können,
wie auch bei der ersten Ausführungsform beschrieben
wurde, unerwünschte
Vibrationen durch die Steifigkeit ändernde Abschnitte gedämpft werden.
Die gewünschte
Richteigenschaft kann durch diese Wirkungen sichergestellt werden.
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Da
gemäß der Darstellung
in 11B der Teil der Bodenfläche der Nut 147 in
Kontakt mit dem Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 128 steht, ist
die die Steifigkeit ändernde
Stelle, die am engsten an dem Kontaktabschnitt gelegen ist, die
Seitenfläche
der Nut 147. Der die Steifigkeit ändernde Abschnitt, der am engsten
oder am dichtesten an dem Kontaktabschnitt gelegen ist, ist jedoch
der Abschnitt des Basisteiles 141, der zwischen der Nut 147 und dem
innersten Vorsprung 144 gelegen ist (das heißt derjenige
Vorsprung des Basisteiles 141, der benachbart zu der Nut 147 gelegen
ist). Und die Bodenwand der Nut 147, die den Kontaktabschnitt
enthält, ist
dafür geeignet
in Vibration zu gelangen und zwar mit dem oben erwähnten die
Steifigkeit ändernden Abschnitt
als einen Biegeabschnitt. Daher ist die Dämpfung der unerwünschten
Vibration bzw. die Dämpfungswirkung
im Wesentlichen die gleiche wie bei der Konstruktion nach der ersten
Ausführungsform
(siehe hierzu die 1A und 1B).
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform
ist der Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 128 zusammenhängend oder
einstückig
mit dem Gehäuse 122 ausgebildet
und zwar durch Verwenden des gleichen Materials (Integral-Formung
oder Formung). Daher kann der Reflexionsverlust reduziert werden, der
an der Grenze zwischen den unterschiedlichen Materialien aufgrund
eines Unterschiedes in der akustischen Impedanz auftritt. Es ist
jedoch auch eine andere Konfiguration möglich, bei der der Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 128 nicht
einstückig
oder zusammenhängend
mit dem Gehäuse 122 ausgebildet
ist und aus einem abweichenden oder verschiedenen Material hergestellt
ist, abweichend von dem Material des Gehäuses 122.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform
ist die Gestalt der Kontaktfläche
des Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitts 128,
der in Kontakt mit der Innenfläche 141a des
Wandteiles 140 steht, die gleiche wie die Gestalt des Bodenabschnitts 122a des
Gehäuses 122 in
der Ebene parallel zu dem Wandteil 140. Jedoch kann die
Gestalt der Kontaktfläche
des Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitts 128 als
auch dessen Flächenbereich
willkürlich
eingestellt sein und zwar entsprechend einem gewünschten Detektionsbereich und
der Sende/Empfangs-Frequenz der Ultraschallwellen.
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Bei
dieser Ausführungsform
ist ein Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 128 für das Gehäuse 122 ausgebildet.
Es ist jedoch auch eine andere Konfiguration möglich, bei der eine Vielzahl
an Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitten 128 für das Gehäuse 122 ausgebildet
sind und die Ultraschallwellen (Vibration) über die Vielzahl der Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitte 128 übertragen
werden.
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Bei
dieser Ausführungsform
steht der Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 128 des
Ultraschallsensors 120 in Kontakt mit der Bodenfläche der Nut 147.
Es ist jedoch auch eine andere Konfiguration möglich, bei der gemäß der Darstellung
in 12 eine ringförmige
Nut 143 benachbart zu dem Kontaktabschnitt in der gleichen
Weise ausgebildet ist, wie bei der ersten Ausführungsform und der Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 128 des
Ultraschallsensors 120 steht in Kontakt mit demjenigen Abschnitt
des Basisteiles 141, der am engsten oder dichtesten bei
der Nut 143 gelegen ist (das heißt dem entsprechenden Abschnitt,
ausgeschlossen dem vorspringenden Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 142 des
Basisteiles 141 der ersten Ausführungsform). Diese Konfiguration
kann auch erwartungsgemäß die gleichen
Vorteile erzielen wie die oben beschriebene Konfiguration. 12 zeigt
eine Querschnittsansicht, die eine modifizierte Ausführungsform
wiedergibt und die der 11B entspricht.
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Die
Konfiguration gemäß dieser
Ausführungsform
kann mit irgendwelchen Konfigurationen gemäß den modifizierten Ausführungsformen
(siehe die 7 bis 9) der ersten
Ausführungsform
und der Konfiguration der zweiten Ausführungsform kombiniert werden.
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(Vierte Ausführungsform)
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Als
nächstes
wird eine vierte Ausführungsform
der Erfindung unter Hinweis auf die 13A und 13B beschrieben. Die 13A und 13B sind Draufsichten und zwar gesehen von der
Innenseite bzw. eine Querschnittsansicht entlang der Linie XIIIB-XIIIB
in 13A, welche eine allgemeine Konfiguration einer
Hindernis-Detektorvorrichtung 100 gemäß dieser Ausführungsform
darstellen. In 13A ist der Übersichtlichkeit halber lediglich der
Außenumfang
der Außenfläche eines
Bodenabschnitts 122a eines Gehäuses 122 eines Ultraschallsensors 120 gezeigt
und der Außenumfang
der Kontaktfläche
eines Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitts
sind durch unterbrochene Linien angezeigt. In 13B sind der Übersichtlichkeit
halber die die Steifigkeit ändernden
Stellen eines Wandteiles 140, die auf lediglich einer Seite
von deren Abschnitt gelegen sind, der in Kontakt mit dem Ultraschallsensor 120 steht,
durch eine Kettenlinie bzw. Kettenlinien-Pfeile angezeigt.
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Die
Hindernis-Detektorvorrichtung 100 gemäß der vierten Ausführungsform
und diejenige gemäß der dritten
Ausführungsform
haben viele Dinge gemeinsam. Es werden daher im Folgenden die gemeinsamen
Punkte und die verschiedenen Punkte hauptsächlich in Einzelheiten beschrieben.
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Bei
der dritten Ausführungsform
ist der Hauptübertragungsbereich
der Ultraschallwellen (Vibration) in einem vorbestimmten Bereich
eingeengt und zwar durch das Vorsehen des vorspringenden Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitts 128 an
der Außenfläche des
Bodenabschnitts 122a des Gehäuses 122, der einen
Teil des Ultraschallsensors 120 bildet. Das heißt die dritte
Ausführungsform
ist so ausgelegt, dass die Gestalt des Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitts
einen dominierenden Faktor bei der Einengung des Hauptübertragungsbereiches
der Ultraschallwellen (Vibration) in einen vorbestimmten Bereich
darstellt. Im Gegensatz dazu die vorliegende Ausführungsform
dadurch gekennzeichnet, dass ein Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt
aus einem Material hergestellt ist, welches in der akustischen Impedanz
zwischen dem Wandteil 140 (Basisteil 141) und
dem Ultraschallwandler 121 gelegen ist und innerhalb des
Bodenabschnitts 122a des Gehäuses 122 angeordnet
ist, sodass es in Kontakt mit dem Wandteil 140 und dem
Ultraschallwandler 121 steht. Das heißt diese Ausführungsform
ist so ausgebildet, dass das Material des Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitts
einen dominierenden Faktor bei der Einengung des Hauptübertragungsbereiches
darstellt.
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Spezifischer
gesagt ist gemäß den Darstellungen
in den 13A und 13B ein
Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 129,
der aus einem Material (z.B. Harz) hergestellt ist, welches von
dem Material des Gehäuses 122 verschieden
ist, an dem Zentrum des Bodenabschnitts 122a angeordnet,
sodass dieser in Kontakt mit sowohl dem Wandteil 140 als
auch dem Ultraschallwandler 121 steht. Das Konzept, dass
das Material des Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitts 129 verschieden
ist von demjenigen des Gehäuses 122 bedeutet
nicht nur einen theoretischen Fall, dass also das Material (Harz)
des Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitts 129 verschieden
ist von dem Material (Harz) des Gehäuses 122, sondern
bedeutet auch einen Fall, dass eines der Materialien Glanzglas (glass
cloth) und das andere Material dies nicht enthält, während deren Basisharzmaterialien
die gleichen sind.
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Das
Material, die Gestalt und so weiter des Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitts 129 sind so
eingestellt, dass dessen akustische Impedanz angenähert bei
der Mitte der akustischen Impedanz des Ultraschallwandlers 121 liegt
und dass das Wandteil 140 und der Ultraschallsensor 120 die
gewünschte Richteigenschaft
erreichen.
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Die
Ultraschallwellen besitzen eine Eigenschaft, dass der Betrag oder
das Ausmaß der
Wellen, die nicht durch die Grenze zwischen zwei Teilen hindurch
verlaufen, die unterschiedliche akustische Impedanzen besitzen (das
heißt
der Betrag der reflektierten Wellen zunimmt) und zwar mit der Zunahme der
Differenz zwischen den akustischen Impedanzen. Wie oben dargelegt
ist, ist die akustische Impedanz des Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitts 129 angenähert bei
der Mitte der akustischen Impedanz des Ultraschallwandlers 121 und
derjenigen des Wandteiles 140 gelegen. Daher kann der Betrag der
Ultraschallwellen, die zwischen dem Ultraschallwandler 121 und
dem Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 129 reflektiert
werden und derjenige der Ultraschallwellen, der zwischen dem Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 129 und
dem Wandteil 140 reflektiert wird, effizient reduziert
werden und der Betrag der übertragenen
Ultraschallwellen kann dadurch erhöht werden.
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Andererseits
sollte das Gehäuse 122 solche Eigenschaften
befriedigen wie beispielsweise Steifigkeit, damit der Ultraschallwandler 121 und
so weiter an diesem befestigt werden kann oder das Gehäuse selbst
an dem Wandteil 140 angebracht werden kann. Es ist aus
diesem Grund sehr schwierig als Material für das Gehäuse 122 ein Material
zu verwenden, welches besonders für die Übertragung von Ultraschallwellen
geeignet ist. Als ein Ergebnis fällt
die akustische Impedanz des Bodenabschnitts 122a, der um
den Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 129 herum
gelegen ist und aus dem gleichen Material wie der andere Abschnitt
des Gehäuses 122 hergestellt ist,
aus dem Bereich zwischen der akustischen Impedanz des Ultraschallwandler 121 und
derjenigen des Wandteiles 140 heraus oder gelangt dicht
zu einer akustischen Impedanz gemäß der akustischen Impedanz
des Ultraschallwandlers 121 und derjenigen des Wandteiles 140 und
zwar selbst dann, wenn diese innerhalb dieses Bereiches fällt. Als
ein Ergebnis wird der Betrag der Ultraschallwellen, die durch den Bodenabschnitt 122a reflektiert
werden, der aus dem gleichen Material wie der andere Abschnitt des
Gehäuses 122 hergestellt
ist, größer als
derjenige der Ultraschallwellen, die durch den Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 129 reflektiert
werden. Das heißt
der Betrag der Ultraschallwellen, die durch den Bodenabschnitt 122a übertragen
werden, ist kleiner als derjenige der Ultraschallwellen, die durch den
Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 129 übertragen
werden.
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Daher
werden während
des Sendens oder des Empfangens der Ultraschallwellen durch den
Ultraschallwandler 121 die Ultraschallwellen hauptsächlich durch
den Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 129 übertragen
oder gesendet (lediglich ein geringerer Teil der Ultraschallwellen
wird durch den Bodenabschnitt 122a des Gehäuses 122 übertragen oder
gesendet). Als ein Ergebnis kann der Hauptübertragungsbereich der Ultraschallwellen
in dem Wandteil 140 so eng gemacht werden wie der Bereich,
welcher dem Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 129 entspricht.
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Auch
bei dieser Ausführungsform
wie bei der dritten Ausführungsform
ist die innere Oberfläche 141a,
ausschließlich
der Kontaktfläche,
des Wandteiles 140 mit Steifigkeit ändernden Abschnitten ausgebildet.
Spezifischer gesagt sind gemäß der Darstellung
in den 13A und 13B eine
Vielzahl von Vorsprüngen 144 in
der gleichen Weise vorgesehen wie bei der ersten Ausführungsform
und die Kontaktfläche
des Ultraschallsensors 120, das heißt die Außenfläche des Bodenabschnitts 122a des
Gehäuses 122 und
die Außenfläche des
Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitts 129 ist
an einem flachen Abschnitt des Basisteiles 141 gebondet
und an diesem fixiert, welches innenseitig der vielen Vorsprünge 144 gelegen
ist und in welchem weder die Nut 143 noch der Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 142 vorgesehen
sind. Es kann daher eine uner wünschte
Vibration durch den Biegeeffekt und die elastische Deformation bzw.
den elastischen Deformationseffekt der Vorsprünge 144 gedämpft werden.
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Wie
oben beschrieben ist, kann gemäß der Hindernis-Detektorvorrichtung 100 nach
dieser Ausführungsform
die gewünschte
Richteigenschaft sichergestellt werden und zwar durch die Wirkung
des Ultraschallwellen-Übertragungsabschnittes 129 und die
Wirkungen der die Steifigkeit ändernden
Abschnitte.
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Auch
bei dieser Ausführungsform
besitzt gemäß der Darstellung
in 13A in der Ebene parallel zu dem Wandteil 140 die
Kontaktfläche
des Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitts 129 eine
rechteckförmige
Gestalt, die in der vertikalen Richtung länger ist (in Bezug auf Masse
oder Erde) als in der horizontalen Richtung und jeder die Steifigkeit ändernde
Abschnitt ist so gestaltet, dass dieser parallel zu dem Außenumfang
des Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitts 129 verläuft. Daher
kann die Hindernis-Detektorvorrichtung 100 gemäß dieser
Ausführungsform
in geeigneter Weise als Fahrzeug-Hindernis-Detektorvorrichtung verwendet
werden.
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Die
die Steifigkeit ändernden
Abschnitte können
an der Innenfläche
des Wandteiles 140 ausgenommen dem Abschnitt vorgesehen
sein, der in Kontakt mit dem Vibrationsabschnitt (bei dieser Ausführungsform
der Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 129)
des Ultraschallsensors 120 steht. Beispielsweise kann gemäß der Darstellung
in 14 eine Nut 143 benachbart zu dem Außenumfang
des Kontaktabschnitts vorgesehen sein. Bei dieser Konfiguration
kann aufgrund der Wirkung der Nut 143 der Abschnitt, der
zu vibrieren neigt, einengt werden und es können somit unerwünschte Vibrationen
weiter gedampft werden. Da ferner der Bodenabschnitt 122a,
der außerhalb
von dem Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 129 gelegen
ist, nicht in Kontakt mit dem Wandteil 140 steht, werden
auch keine unerwünschten
Vibrationen durch den Bodenabschnitt 122a übertragen,
wodurch die gewünschte Richteigenschaft
erzielt werden kann. Bei dieser Konfiguration ist jedoch der Flächenbereich
für das Bonden
zwischen dem Ultraschallsensor 120 und dem Wandteil 140 kleiner
als bei der Konfiguration gemäß den 13A und 13B.
Es ist daher zu bevorzugen eine Konstruktion gemäß einer modi fizierten Ausführungsform
der ersten Ausführungsform
zu verwenden, die in 7 gezeigt ist. 14 zeigt
eine Querschnittsansicht, die eine modifizierte Ausführungsform
darstellt und die der 13B entspricht.
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Bei
dieser Ausführungsform
schließt
die Außenfläche des
Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitts 129 eben
mit derjenigen der Bodenfläche 122a des
Gehäuses 122 ab.
Alternativ kann gemäß der Darstellung
in 15 ein Teil des Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitts 129 von
der Außenfläche des
Bodenabschnitts 122a vorragen, wobei ein Ergebnis davon
darin besteht, dass lediglich der Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 129 in
Kontakt mit dem Wandteil 140 steht. In diesem Fall ist
der Bodenabschnitt 122a, der außerhalb von dem Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitt 129 gelegen
ist, nicht in Kontakt mit dem Wandteil 140 und damit können unerwünschte Vibrationen
nicht durch den Bodenabschnitt 122a übertragen werden. 15 zeigt eine
Querschnittsansicht, welche die modifizierte Ausführungsform
wiedergibt und welche 13B entspricht.
Die Nut 143, die benachbart zu dem Außenumfang des Kontaktabschnitts
vorgesehen ist, wie auch in 14 gezeigt
ist, kann in der Konfiguration von 15 ebenfalls
vorgesehen sein. Bei dieser Konfiguration kann eine unerwünschte Vibration weiter
gedämpft
werden. Jedoch ist auch bei dieser Konfiguration wie bei der Konfiguration
von 14 der Bereich oder die Fläche zum Bonden zwischen dem
Ultraschallsensor 120 und dem Wandteil 140 kleiner
als bei der Konfiguration von 13A und 13B. Es ist daher zu bevorzugen die Konstruktion
gemäß der modifizierten
Ausführungsform
von der ersten Ausführungsform
zu verwenden, die in 7 gezeigt ist.
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Die
Konfiguration gemäß dieser
Ausführungsform
kann mit irgendeiner der Konfigurationen entsprechend den modifizierten
Ausführungsformen der
ersten Ausführungsform
(siehe die 7 bis 9) und der
Konfiguration gemäß der zweiten Ausführungsform
kombiniert werden.
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Obwohl
bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung oben beschrieben wurden, ist die Erfindung nicht auf
diese Ausführungsformen
beschränkt. Es
sind vielfältige
mo difizierte Ausführungsformen möglich ohne
dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die
Konstruktionen der die Steifigkeit ändernden Abschnitte gemäß den Ausführungsformen sind
lediglich Beispiele. Irgendwelche Strukturen können verwendet werden, solange
die Vielzahl der die Steifigkeit ändernden Abschnitte an der
Innenfläche 141a des
Wandteiles 140 vorgesehen werden, exklusiv der Fläche mit
dem Kontakt mit dem Vibrationsabschnitt des Ultraschallsensors 120 und
mit einer Anordnung in einer Richtung weg von dem Kontaktabschnitt.
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Bei
den Ausführungsformen
sind die Ultraschallsensoren 120 in solcher Weise ausgeführt, dass
der Ultraschallwandler 121 in dem Gehäuse 122 aufgenommen
ist. Jedoch ist beispielsweise auch gemäß der Darstellung in 16 eine
Konfiguration möglich,
bei der der Ultraschallwandler 121 nicht in dem Gehäuse 122 aufgenommen
ist und in direktem Kontakt mit dem Wandteil 140 steht.
Auch bei dieser Konfiguration können
die Strukturen gemäß der ersten
Ausführungsform
und deren modifizierte Ausführungsformen
und die Struktur gemäß der zweiten
Ausführungsform
verwendet werden. 16 zeigt einen Fall, bei dem
die Struktur gemäß der ersten
Ausführungsform,
die in 1A und 1B gezeigt
ist, verwendet wird. 16 zeigt eine Querschnittsansicht,
welche die modifizierte Ausführungsform
darstellt und welche 1B entspricht.
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Bei
den Ausführungsformen
sind die Gestalten der die Steifigkeit ändernden Abschnitte entsprechend
der äußeren Umfangsgestalt
ausgebildet (zum Beispiel der Querschnittsgestalt) und zwar von
dem Vibrationsabschnitt des Ultraschallsensors 120 in der Ebene
parallel zu dem Wandteil 140. Jedoch können beispielsweise auch gemäß der Darstellung
in den 17A und 17B die
Gestalten der die Steifigkeit ändernden
Abschnitte verschieden von der äußeren Umfangsgestalt
des Vibrationsabschnitts eines Ultraschallsensors 120 sein
und zwar in einer Ebene, die parallel zu dem Wandteil 140 ist.
Bei der Konfiguration gemäß den 17A und 17B ist die
Außenfläche des
Bodenabschnitts 122a (der Vibrationsabschnitt des Ultraschallsensors 120)
eines Gehäuses 122 kreisförmig in
der Draufsicht und die Außenfläche einer
Nut 143, die benachbart dem Kontaktabschnitt ausgebildet
ist, der in Kontakt mit der Außenfläche des
Bodenabschnitts 122a steht, besitzt eine rechteckförmige Gestalt,
die in der vertikalen Richtung (in Bezug auf Masse oder Erde) länger ist als
in der horizontalen Richtung und zwar in der Ebene, die parallel
zu dem Wandteil 140 verläuft. Die Vorsprünge 144 haben
ebenfalls eine rechteckförmige Gestalt
wie die Außenfläche der
Nut 143 in der Ebene parallel mit dem Wandteil 140.
Selbst bei dieser Konfiguration, bei welcher das Wandteil 140 oder
der Ultraschallsensor 120 nicht mit den Ultraschallwellen-Übertragungsabschnitten 142, 128 oder 129 versehen
ist, um den Hauptübertragungsbereich
der Ultraschallwellen einzuengen, kann eine gewünschte Richteigenschaft erzielt
werden, indem die unerwünschte
Vibration gedämpft
wird und wobei der Bereich festgelegt wird, in welchem die Vibration
aufzutreten neigt, und zwar mit Hilfe von lediglich den die Steifigkeit ändernden
Abschnitten. Die 17A und 17B sind
Draufsichten und zwar gesehen von der Innenseite bzw. als Querschnittsansicht
entlang der Linie XVIIB-XVIIB in 17A,
welche die modifizierte Ausführungsform
zeigt. Obwohl in den 17A und 17B der
Ultraschallsensor 120 in solcher Weise ausgeführt ist,
dass er Ultraschallwandler 121 in dem Gehäuse 122 aufgenommen
ist, kann das gleiche Konzept auch bei dem Ultraschallsensor 120 von 16 angewendet
werden, bei welchem der Ultraschallwandler 121 nicht in
dem Gehäuse 122 aufgenommen
ist und in direktem Kontakt mit dem Wandteil 140 steht.
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Bei
den Ausführungsformen
werden Ultraschallwellen durch den einzelnen Ultraschallwandler 121 ausgesendet
und/oder empfangen. Jedoch kann ein Vibrator zum Aussenden von Ultraschallwellen und
ein Vibrator zum Empfangen von Ultraschallwellen getrennt vorgesehen
werden.
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Bei
den Ausführungsformen
sind die Schaltungsplatine 124 und so weiter in dem Gehäuse 122 zusammen
mit dem Ultraschallwandler 121 aufgenommen. Es werden jedoch
auch zufriedenstellende Ergebnisse erzielt, solange als wenigstens
der Ultraschallwandler 121 in dem Gehäuse 122 aufgenommen
ist.
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Bei
den Ausführungsformen
besteht das Wandteil 140 aus einem Stoßfänger eines Fahrzeugs und die
Hindernis-Detektorvorrichtung 100 besteht aus einer Fahrzeug-Hindernis-Detektorvorrichtung. Wie
jedoch dargelegt wurde, kann das Wandteil 140 aus einem
anderen Teil als einem Stoßfänger bestehen
wie beispielsweise einem Fahrzeugkörper oder einem Teil, welches
keine Fahrzeugkomponente bildet.
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Zusätzliche
Vorteile und Modifikationen ergeben sich für Fachleute in unmittelbarer
Weise. Die Erfindung ist daher in ihrer breitesten und weitesten Interpretation
nicht auf spezifische Einzelheiten, das repräsentative Gerät und die
veranschaulichten Beispiele, die beschrieben wurden, beschränkt.