JP2001016694A - 超音波センサ - Google Patents
超音波センサInfo
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- JP2001016694A JP2001016694A JP11180256A JP18025699A JP2001016694A JP 2001016694 A JP2001016694 A JP 2001016694A JP 11180256 A JP11180256 A JP 11180256A JP 18025699 A JP18025699 A JP 18025699A JP 2001016694 A JP2001016694 A JP 2001016694A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】簡素な構成で指向特性すなわち放射広がり角度
を狭化可能な超音波センサを提供する。 【解決手段】底面部２１が振動板をなして超音波振動子
１が固定される筒状ケース２の筒部（支持筒部）２２
と、外側フレーム３との間に振動エネルギーを吸収する
介設部材４が設けられる。介設部材４は、振動板２１の
周縁に近接して筒状ケース２の支持筒部２に密着しない
溝部４２を有する。この介設部材４の溝部４２は、振動
板２１の全周にわたって設けてもよく、周方向の所定角
度範囲だけ設けてもよい。介設部材４の溝部４２を振動
板２１の全周にわたって設ける場合にはセンサから放射
される超音波エネルギーの指向特性すなわち放射広がり
角度を狭くすることができ、また、介設部材４の溝部４
２を振動板２１の周方向の所定角度範囲だけ設ける場合
にはセンサから放射される超音波エネルギーの指向特性
すなわち放射広がり角度を溝部４２を設けたサイドにお
いて狭くすることができる。
を狭化可能な超音波センサを提供する。 【解決手段】底面部２１が振動板をなして超音波振動子
１が固定される筒状ケース２の筒部（支持筒部）２２
と、外側フレーム３との間に振動エネルギーを吸収する
介設部材４が設けられる。介設部材４は、振動板２１の
周縁に近接して筒状ケース２の支持筒部２に密着しない
溝部４２を有する。この介設部材４の溝部４２は、振動
板２１の全周にわたって設けてもよく、周方向の所定角
度範囲だけ設けてもよい。介設部材４の溝部４２を振動
板２１の全周にわたって設ける場合にはセンサから放射
される超音波エネルギーの指向特性すなわち放射広がり
角度を狭くすることができ、また、介設部材４の溝部４
２を振動板２１の周方向の所定角度範囲だけ設ける場合
にはセンサから放射される超音波エネルギーの指向特性
すなわち放射広がり角度を溝部４２を設けたサイドにお
いて狭くすることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波センサに関
し、好適には車両用障害物検出センサに適用可能な超音
波センサに関する。
し、好適には車両用障害物検出センサに適用可能な超音
波センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の車両用障害物検出装置では、車両
のバンパーに設けた超音波センサにより車両後方あるい
はコーナーから超音波を送信し、障害物にて反射した超
音波を受信してその障害物を検出するようにしている。
のバンパーに設けた超音波センサにより車両後方あるい
はコーナーから超音波を送信し、障害物にて反射した超
音波を受信してその障害物を検出するようにしている。
【０００３】図 に、従来の車両用障害物検出装置とし
て用いる超音波センサの一例を示す。
て用いる超音波センサの一例を示す。
【０００４】１はＰＺＴなどを素材とする磁器圧電板の
両主面にそれぞれ電極を設けてなる超音波振動子、２は
超音波振動子１が固定される筒状ケース、３は鍔付き円
筒形状の外側フレーム、４０は外側フレーム３と筒状ケ
ース２との間に設けられた介設部材であり、外側フレー
ム３は図示しないバンパーの穴に嵌合している。
両主面にそれぞれ電極を設けてなる超音波振動子、２は
超音波振動子１が固定される筒状ケース、３は鍔付き円
筒形状の外側フレーム、４０は外側フレーム３と筒状ケ
ース２との間に設けられた介設部材であり、外側フレー
ム３は図示しないバンパーの穴に嵌合している。
【０００５】筒状ケース２は有底円筒形状の金属缶から
なり、この筒状ケース２の底面部２１が振動板として超
音波を放射し、反射波を検出する。筒状ケース２の底面
部すなわち振動板２１の裏側中央には超音波振動子１が
固定され、超音波振動子１の両電極間に交流電圧を印加
して振動板２１を振動させる。
なり、この筒状ケース２の底面部２１が振動板として超
音波を放射し、反射波を検出する。筒状ケース２の底面
部すなわち振動板２１の裏側中央には超音波振動子１が
固定され、超音波振動子１の両電極間に交流電圧を印加
して振動板２１を振動させる。
【０００６】筒状ケース２の筒部（支持筒部ともいう）
２２は、両端開口円筒形状の制振用ゴム体からなる介設
部材４０を介して外側フレーム３により支承されてい
る。すなわち、この振動板２１は、その筒部（支持筒
部）２２に隣接する振動板２１の周縁を節とし、振動板
２１の径方向中心を腹として振動し、介設部材４０は、
振動板２１の振動が外側フレーム３を通じて外部のバン
パーに伝達されるのを抑止する。
２２は、両端開口円筒形状の制振用ゴム体からなる介設
部材４０を介して外側フレーム３により支承されてい
る。すなわち、この振動板２１は、その筒部（支持筒
部）２２に隣接する振動板２１の周縁を節とし、振動板
２１の径方向中心を腹として振動し、介設部材４０は、
振動板２１の振動が外側フレーム３を通じて外部のバン
パーに伝達されるのを抑止する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記超音波センサで
は、上下方向の指向特性すなわち放射広がり角度が広い
と路面凹凸による反射波により障害物からの反射波と誤
検出する不具合があるため、上下方向特に下側への指向
特性すなわち放射広がり角度を狭くする必要があった。
指向特性すなわち放射広がり角度は周波数を高めること
により狭くすることができるが、周波数選択には他の条
件とのからみで自由ではなく、指向特性すなわち放射広
がり角度の狭化を周波数を変えずに実現したいという要
望があった。
は、上下方向の指向特性すなわち放射広がり角度が広い
と路面凹凸による反射波により障害物からの反射波と誤
検出する不具合があるため、上下方向特に下側への指向
特性すなわち放射広がり角度を狭くする必要があった。
指向特性すなわち放射広がり角度は周波数を高めること
により狭くすることができるが、周波数選択には他の条
件とのからみで自由ではなく、指向特性すなわち放射広
がり角度の狭化を周波数を変えずに実現したいという要
望があった。
【０００８】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、簡素な構成で指向特性すなわち放射広がり角度を
狭化可能な超音波センサを提供することをその目的とし
ている。
あり、簡素な構成で指向特性すなわち放射広がり角度を
狭化可能な超音波センサを提供することをその目的とし
ている。
【０００９】また、上述した従来の車両用障害物検出装
置として用いる超音波センサでは、軸方向（振動方向）
に対して左右上下の指向特性すなわち放射広がり角度の
設定が重要であり、特に路面凹凸による反射波を低減す
るために、下方への指向特性すなわち放射広がり角度を
小さくすることが望まれていた。
置として用いる超音波センサでは、軸方向（振動方向）
に対して左右上下の指向特性すなわち放射広がり角度の
設定が重要であり、特に路面凹凸による反射波を低減す
るために、下方への指向特性すなわち放射広がり角度を
小さくすることが望まれていた。
【００１０】この問題を解決するには、軸方向（振動方
向）を水平方向より必要な角度だけ上向きに回動させて
もよいが、このようにすると、超音波センサの超音波放
射面をなす振動板２１がバンパー１の外表面から外側に
突出又は奥側に窪んで美観を損なうという問題があっ
た。
向）を水平方向より必要な角度だけ上向きに回動させて
もよいが、このようにすると、超音波センサの超音波放
射面をなす振動板２１がバンパー１の外表面から外側に
突出又は奥側に窪んで美観を損なうという問題があっ
た。
【００１１】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、簡素な構成で、振動板の主面と直交する軸方向
（振動方向）に対する指向特性すなわち放射広がり角度
が振動板の周方向所定部位においてのみ選択的に狭くす
ることができる超音波センサを提供することを、その目
的としている。
あり、簡素な構成で、振動板の主面と直交する軸方向
（振動方向）に対する指向特性すなわち放射広がり角度
が振動板の周方向所定部位においてのみ選択的に狭くす
ることができる超音波センサを提供することを、その目
的としている。
【００１２】
【問題を解決するための手段】上記目的を達成する請求
項１記載の超音波センサでは、底面部が振動板をなして
超音波振動子が固定される筒状ケースの筒部（支持筒
部）の外周面は、支持用の外側フレームの内周面に振動
エネルギー吸収機能を有する介設部材を通じて支持され
る。本構成では特に、介設部材が、振動板の周縁に近接
して筒状ケースの支持筒部に密着しない溝部を有する。
この介設部材の溝部は、振動板の全周にわたって設けて
もよく、周方向の所定角度範囲だけ設けてもよい。
項１記載の超音波センサでは、底面部が振動板をなして
超音波振動子が固定される筒状ケースの筒部（支持筒
部）の外周面は、支持用の外側フレームの内周面に振動
エネルギー吸収機能を有する介設部材を通じて支持され
る。本構成では特に、介設部材が、振動板の周縁に近接
して筒状ケースの支持筒部に密着しない溝部を有する。
この介設部材の溝部は、振動板の全周にわたって設けて
もよく、周方向の所定角度範囲だけ設けてもよい。
【００１３】実験によれば、介設部材の溝部を振動板の
全周にわたって設ける場合にはセンサから放射される超
音波エネルギーの指向特性すなわち放射広がり角度を狭
くすることができることがわかった。
全周にわたって設ける場合にはセンサから放射される超
音波エネルギーの指向特性すなわち放射広がり角度を狭
くすることができることがわかった。
【００１４】請求項２記載の構成は、請求項１記載の超
音波センサにおいて更に、溝部は振動板の周縁の所定角
度範囲の部分に近接する部位においてのみ設けられる。
実験によれば、このようにすることにより溝部を有する
側への指向特性すなわち放射広がり角度を狭くできるこ
とがわかった。
音波センサにおいて更に、溝部は振動板の周縁の所定角
度範囲の部分に近接する部位においてのみ設けられる。
実験によれば、このようにすることにより溝部を有する
側への指向特性すなわち放射広がり角度を狭くできるこ
とがわかった。
【００１５】請求項３記載の構成によれば請求項２記載
の超音波センサにおいて更に、この超音波センサは車両
用の障害物センサとして用いられ、介設部材の溝部は、
振動板の下縁部に隣接する支持筒部の下部に隣接して配
置される。
の超音波センサにおいて更に、この超音波センサは車両
用の障害物センサとして用いられ、介設部材の溝部は、
振動板の下縁部に隣接する支持筒部の下部に隣接して配
置される。
【００１６】上記目的を達成する請求項４記載の超音波
センサによれば、底面部が振動板をなして超音波振動子
が固定される筒状ケースの筒部（支持筒部）と、外部フ
レームとの間に介設した介設部材のうち、振動板の周縁
に近接して支持筒部に密着する部分は、他の部位よりも
前記支持筒部を弱く拘束する低拘束領域であることを特
徴としている。この低拘束領域は振動板の全周にわたっ
て設けてもよく、所定の角度にわたって設けてもよい。
センサによれば、底面部が振動板をなして超音波振動子
が固定される筒状ケースの筒部（支持筒部）と、外部フ
レームとの間に介設した介設部材のうち、振動板の周縁
に近接して支持筒部に密着する部分は、他の部位よりも
前記支持筒部を弱く拘束する低拘束領域であることを特
徴としている。この低拘束領域は振動板の全周にわたっ
て設けてもよく、所定の角度にわたって設けてもよい。
【００１７】実験によれば、介設部材の低拘束領域を振
動板の全周にわたって設ける場合にはセンサから放射さ
れる超音波エネルギーの指向特性すなわち放射広がり角
度を狭くすることができ、また、介設部材の低拘束領域
を振動板の周方向の所定角度範囲だけ設ける場合にはセ
ンサから放射される超音波エネルギーの指向特性すなわ
ち放射広がり角度を低拘束領域を設けたサイドにおいて
狭くすることができることがわかった。
動板の全周にわたって設ける場合にはセンサから放射さ
れる超音波エネルギーの指向特性すなわち放射広がり角
度を狭くすることができ、また、介設部材の低拘束領域
を振動板の周方向の所定角度範囲だけ設ける場合にはセ
ンサから放射される超音波エネルギーの指向特性すなわ
ち放射広がり角度を低拘束領域を設けたサイドにおいて
狭くすることができることがわかった。
【００１８】請求項５記載の構成によれば請求項４記載
の超音波センサにおいて更に、この超音波センサは車両
用の障害物センサとして用いられ、介設部材の低拘束領
域は、振動板の下縁部に隣接する支持筒部の下部に隣接
して配置される。
の超音波センサにおいて更に、この超音波センサは車両
用の障害物センサとして用いられ、介設部材の低拘束領
域は、振動板の下縁部に隣接する支持筒部の下部に隣接
して配置される。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。
について説明する。
【００２０】車両用障害物検出装置のセンサ部として用
いた本発明の超音波センサの一実施形態を図１に示す模
式縦断面図を参照して以下に説明する。
いた本発明の超音波センサの一実施形態を図１に示す模
式縦断面図を参照して以下に説明する。
【００２１】１はＰＺＴなどを素材とする磁器圧電板の
両主面にそれぞれ電極を設けてなる超音波振動子、２は
超音波振動子１が固定される筒状ケース、３は鍔付き円
筒形状の外側フレーム、４は外側フレーム３と筒状ケー
ス２との間に設けられた介設部材であり、外側フレーム
３の筒部３０は図示しないバンパーの穴に嵌合してい
る。
両主面にそれぞれ電極を設けてなる超音波振動子、２は
超音波振動子１が固定される筒状ケース、３は鍔付き円
筒形状の外側フレーム、４は外側フレーム３と筒状ケー
ス２との間に設けられた介設部材であり、外側フレーム
３の筒部３０は図示しないバンパーの穴に嵌合してい
る。
【００２２】筒状ケース２は有底円筒形状の金属缶から
なり、この筒状ケース２の底面部２１が振動板として超
音波を放射し、反射波を検出する。筒状ケース２の底面
部すなわち振動板２１の裏側中央には超音波振動子１が
固定され、超音波振動子１の両電極間に交流電圧を印加
して振動板２１を振動させる。
なり、この筒状ケース２の底面部２１が振動板として超
音波を放射し、反射波を検出する。筒状ケース２の底面
部すなわち振動板２１の裏側中央には超音波振動子１が
固定され、超音波振動子１の両電極間に交流電圧を印加
して振動板２１を振動させる。
【００２３】筒状ケース２の筒部（支持筒部ともいう）
２２は、両端開口円筒形状の制振用ゴム体からなる介設
部材４を介して外側フレーム３により支承されている。
すなわち、この振動板２１は、その筒部（支持筒部）２
２に隣接する振動板２１の周縁を節とし、振動板２１の
径方向中心を腹として振動し、振動板２１の振動は筒状
ケース２の支持筒部２２の振動を派生させ、この支持筒
部２２の振動は介設部材４及び外側フレーム３の筒部３
０を通じて外部の図示しないバンパーに伝達される。
２２は、両端開口円筒形状の制振用ゴム体からなる介設
部材４を介して外側フレーム３により支承されている。
すなわち、この振動板２１は、その筒部（支持筒部）２
２に隣接する振動板２１の周縁を節とし、振動板２１の
径方向中心を腹として振動し、振動板２１の振動は筒状
ケース２の支持筒部２２の振動を派生させ、この支持筒
部２２の振動は介設部材４及び外側フレーム３の筒部３
０を通じて外部の図示しないバンパーに伝達される。
【００２４】この実施例の特徴点をなす介設部材４は、
筒状ケース２の支持筒部２２と外側フレーム３の筒部３
０の内周面との間の円筒状のギャップに合わせて厚さ一
定の円筒形状に形成され、介設部材４の内周面は支持筒
部２２の外周面に密着し、介設部材４の外周面は外側フ
レーム３の内周面に密着している。これにより、超音波
振動子１の屈曲振動により筒状ケース２の振動板２１が
振動し、それにより筒状ケース２の支持筒部２２が付随
して振動しても、支持筒部２２の振動エネルギーは介設
部材４により減衰され、外側フレーム３の筒部の振動が
抑止される。超音波振動子１を長方形に形成することに
より振動板２１の振動方向に対する指向特性を左右方向
において広く、上下方向において狭く設定しているのは
従来通りである。筒状ケース２の底面部すなわち振動板
２１の外側の主面２１１、介設部材４の外側の端面４１
の上半分、及び、外側フレーム３の外側面３１は略垂直
方向に延在する平坦面をなしてバンパーの美観を高めて
いる。
筒状ケース２の支持筒部２２と外側フレーム３の筒部３
０の内周面との間の円筒状のギャップに合わせて厚さ一
定の円筒形状に形成され、介設部材４の内周面は支持筒
部２２の外周面に密着し、介設部材４の外周面は外側フ
レーム３の内周面に密着している。これにより、超音波
振動子１の屈曲振動により筒状ケース２の振動板２１が
振動し、それにより筒状ケース２の支持筒部２２が付随
して振動しても、支持筒部２２の振動エネルギーは介設
部材４により減衰され、外側フレーム３の筒部の振動が
抑止される。超音波振動子１を長方形に形成することに
より振動板２１の振動方向に対する指向特性を左右方向
において広く、上下方向において狭く設定しているのは
従来通りである。筒状ケース２の底面部すなわち振動板
２１の外側の主面２１１、介設部材４の外側の端面４１
の上半分、及び、外側フレーム３の外側面３１は略垂直
方向に延在する平坦面をなしてバンパーの美観を高めて
いる。
【００２５】この実施例では特に、介設部材４の外側の
端面４１の下側約半分（正確には１４０度の角度範囲）
は、振動板２１の外側の主面２１１、及び、外側フレー
ム３の外側面３１より所定深さだけ凹設されており、こ
れにより溝部４２が形成されている。
端面４１の下側約半分（正確には１４０度の角度範囲）
は、振動板２１の外側の主面２１１、及び、外側フレー
ム３の外側面３１より所定深さだけ凹設されており、こ
れにより溝部４２が形成されている。
【００２６】（変形態様１）変形態様を図２に示す。
【００２７】この変形態様では、溝部４２を全周にわた
って設けた。このようにすれば、振動板２１の全周にわ
たって溝部４２がない場合よりも全周にわたって指向特
性すなわち放射広がり角度が狭くなった。
って設けた。このようにすれば、振動板２１の全周にわ
たって溝部４２がない場合よりも全周にわたって指向特
性すなわち放射広がり角度が狭くなった。
【００２８】（変形態様１）変形態様を図２に示す。
【００２９】この変形態様では、溝部４２を上側に９０
度の角度範囲、下側に９０度の角度範囲で２つ設けた。
このようにすれば、上側及び下側の指向特性すなわち放
射広がり角度が溝部がないばあいよりも狭くなった。
度の角度範囲、下側に９０度の角度範囲で２つ設けた。
このようにすれば、上側及び下側の指向特性すなわち放
射広がり角度が溝部がないばあいよりも狭くなった。
【００３０】（変形態様３）変形態様を図３に示す。
【００３１】この変形態様では、実施例１において溝部
４２ａは薄い端壁部（本発明で言う低拘束領域）４３及
び薄い薄肉筒部（本発明で言う低拘束領域）４４に隣接
しており、これにより外部からこの溝部４２ａが不可視
となっている。
４２ａは薄い端壁部（本発明で言う低拘束領域）４３及
び薄い薄肉筒部（本発明で言う低拘束領域）４４に隣接
しており、これにより外部からこの溝部４２ａが不可視
となっている。
【００３２】このようにすれば、指向特性すなわち放射
広がり角度の狭化効果は低下したが、溝部４２ａが不可
視となるので、美観が向上した。
広がり角度の狭化効果は低下したが、溝部４２ａが不可
視となるので、美観が向上した。
【００３３】（変形態様４）変形態様を図４に示す。
【００３４】この変形態様では、変形態様３において、
支持筒部２２の外周面に密接する薄い薄肉筒部（本発明
で言う低拘束領域）４４の代わりに外側フレーム３の内
周面に密接する薄い薄肉筒部（本発明で言う低拘束領
域）４５を設けたものである。
支持筒部２２の外周面に密接する薄い薄肉筒部（本発明
で言う低拘束領域）４４の代わりに外側フレーム３の内
周面に密接する薄い薄肉筒部（本発明で言う低拘束領
域）４５を設けたものである。
【００３５】なお、図１において、支持筒部２２の拘束
力が弱ければ、溝部４２に軟質のパテのようなものを充
填してもよい。
力が弱ければ、溝部４２に軟質のパテのようなものを充
填してもよい。
【００３６】（変形態様５）変形態様を図５に示す。
【００３７】この変形態様では、実施例１において、振
動板２１の周縁の下側の部分から溝部４２を隠すように
遮蔽鍔部（本発明で言う低拘束領域）２１ａを伸ばした
ものである。ただし、振動によりこの遮蔽鍔部２１ａの
下端が外側フレーム３の内周面に接触しないだけのギャ
ップｇを確保するものとする。
動板２１の周縁の下側の部分から溝部４２を隠すように
遮蔽鍔部（本発明で言う低拘束領域）２１ａを伸ばした
ものである。ただし、振動によりこの遮蔽鍔部２１ａの
下端が外側フレーム３の内周面に接触しないだけのギャ
ップｇを確保するものとする。
【００３８】このようにすれば、簡単な構成で溝部４２
を不可視化することができ、美観が向上する。
を不可視化することができ、美観が向上する。
【００３９】（実験結果）以下、実験結果を説明する。
実験条件は次の通りである。
実験条件は次の通りである。
【００４０】図６、図７に示す試料モデルＡは、図２に
示す形状のものであり、溝部４２を振動板２１の全周に
設けた構造を有する。図８、図９に示す試料モデルＢは
試料モデルＡにおいて溝部４２を上下にだけ設けたもの
である。図１０、図１１に示す試料モデルＣは、試料モ
デルＢにおいて溝部４２を下側にだけ設けたものであ
る。図１２、図１３に示す試料モデルＤは、試料モデル
Ｂにおいて溝部４２の径方向幅を約半分とし、溝部４２
を振動板２１側に隣接して設けたものである。図１４、
図１５に示す試料モデルＥは、振動板２１の外側の主面
２１１を外側フレーム３の外側面３１よりも軸方向に距
離Ｊだけ凹ませたものである。
示す形状のものであり、溝部４２を振動板２１の全周に
設けた構造を有する。図８、図９に示す試料モデルＢは
試料モデルＡにおいて溝部４２を上下にだけ設けたもの
である。図１０、図１１に示す試料モデルＣは、試料モ
デルＢにおいて溝部４２を下側にだけ設けたものであ
る。図１２、図１３に示す試料モデルＤは、試料モデル
Ｂにおいて溝部４２の径方向幅を約半分とし、溝部４２
を振動板２１側に隣接して設けたものである。図１４、
図１５に示す試料モデルＥは、振動板２１の外側の主面
２１１を外側フレーム３の外側面３１よりも軸方向に距
離Ｊだけ凹ませたものである。
【００４１】有底筒形状の筒状ケース２はアルミニウム
を素材として形成され、内部に略直方体形状の凹部を有
しており、その外周面の半径は８ｍｍ、この凹部に面す
る筒状ケース２の底部すなわち振動板２１の厚さは約
０．７ｍｍ、支持筒部２２の長さは９ｍｍである。
を素材として形成され、内部に略直方体形状の凹部を有
しており、その外周面の半径は８ｍｍ、この凹部に面す
る筒状ケース２の底部すなわち振動板２１の厚さは約
０．７ｍｍ、支持筒部２２の長さは９ｍｍである。
【００４２】超音波振動子１は、筒状ケース２の底部す
なわち振動板２１の中央裏側に固定されており、その発
振周波数は４０ｋＨｚである。外側フレーム３の筒部３
０の内径は１９ｍｍ、したがって介設部材４の厚さは
１．５ｍｍである。介設部材４としてはシリコンゴムを
用いた。これら各試料モデルで種々寸法を変えた場合の
指向特性を図１６〜図２９に示す。なお、図１６〜図２
９において広、狭二つの指向特性のうち、広い指向特性
の方は左右方向の指向特性を示し、狭い方は上下方向の
指向特性を示す。これらの指向特性の差は、上述した振
動板２１が垂直方向に長い長方形状により生じる。指向
特性は、振動板２１から３０ｃｍ離れた位置に垂直方向
にポールを立て、振動板２１すなわちセンサをまず左右
に回動させて水平方向の指向特性を調べ、次に上下に回
動させて垂直方向の指向特性を調べた。もちろん、振動
子１の発振時間はポールからの反射波が振動子１に入射
するまでに終了するようにした。
なわち振動板２１の中央裏側に固定されており、その発
振周波数は４０ｋＨｚである。外側フレーム３の筒部３
０の内径は１９ｍｍ、したがって介設部材４の厚さは
１．５ｍｍである。介設部材４としてはシリコンゴムを
用いた。これら各試料モデルで種々寸法を変えた場合の
指向特性を図１６〜図２９に示す。なお、図１６〜図２
９において広、狭二つの指向特性のうち、広い指向特性
の方は左右方向の指向特性を示し、狭い方は上下方向の
指向特性を示す。これらの指向特性の差は、上述した振
動板２１が垂直方向に長い長方形状により生じる。指向
特性は、振動板２１から３０ｃｍ離れた位置に垂直方向
にポールを立て、振動板２１すなわちセンサをまず左右
に回動させて水平方向の指向特性を調べ、次に上下に回
動させて垂直方向の指向特性を調べた。もちろん、振動
子１の発振時間はポールからの反射波が振動子１に入射
するまでに終了するようにした。
【００４３】図１６は、図７（試料モデルＡ）に示す溝
部４２の深さＡを０ｍｍとした場合の指向特性を示す。
部４２の深さＡを０ｍｍとした場合の指向特性を示す。
【００４４】図１７は、図７に示す溝部４２の深さを１
ｍｍとした場合の指向特性を示す。
ｍｍとした場合の指向特性を示す。
【００４５】図１８は、図７に示す溝部４２の深さを２
ｍｍとした場合の指向特性を示す。
ｍｍとした場合の指向特性を示す。
【００４６】図１６と図１７との比較から、試料モデル
Ａにおいては、溝部４２を設けることにより指向特性が
向上することがわかる。また、図１７と図１８との比較
から、わずかであるが、溝部４２が深すぎるとかえって
指向特性が悪化することがわかる。
Ａにおいては、溝部４２を設けることにより指向特性が
向上することがわかる。また、図１７と図１８との比較
から、わずかであるが、溝部４２が深すぎるとかえって
指向特性が悪化することがわかる。
【００４７】図１９は、図９（試料モデルＢ）に示す溝
部４２の左右幅Ｂを８ｍｍ、深さＣを１．５ｍｍとした
場合の指向特性を示す。
部４２の左右幅Ｂを８ｍｍ、深さＣを１．５ｍｍとした
場合の指向特性を示す。
【００４８】図２０は、図９に示す溝部４２の左右幅Ｂ
を１０ｍｍ、深さＣを１ｍｍとした場合の指向特性を示
す。
を１０ｍｍ、深さＣを１ｍｍとした場合の指向特性を示
す。
【００４９】図２１は、図９に示す溝部４２の左右幅Ｂ
を１０ｍｍ、深さＣを１．５ｍｍとした場合の指向特性
を示す。
を１０ｍｍ、深さＣを１．５ｍｍとした場合の指向特性
を示す。
【００５０】図２２は、図９に示す溝部４２の左右幅Ｂ
を１０ｍｍ、深さＣを２．０ｍｍとした場合の指向特性
を示す。
を１０ｍｍ、深さＣを２．０ｍｍとした場合の指向特性
を示す。
【００５１】これら図１７〜図２２によれば、すべて、
図１６に示す溝なし型に比較して指向特性が鋭くなって
いることがわかる。
図１６に示す溝なし型に比較して指向特性が鋭くなって
いることがわかる。
【００５２】図２３は、図１１（試料モデルＣ）に示す
溝部４２の左右幅Ｄを１０ｍｍ、深さＥを１ｍｍとした
場合の指向特性を示す。
溝部４２の左右幅Ｄを１０ｍｍ、深さＥを１ｍｍとした
場合の指向特性を示す。
【００５３】図２４は、図１１に示す溝部４２の左右幅
Ｄを１０ｍｍ、深さＥを３ｍｍとした場合の指向特性を
示す。
Ｄを１０ｍｍ、深さＥを３ｍｍとした場合の指向特性を
示す。
【００５４】図２３によれば、上下に溝部４２を設ける
図２０に比較して、上側の指向特性だけが広がっている
ことがわかる。図２３と図２４との比較から、溝部４２
の深さが深い場合のほうが下側の指向特性がわずかに広
がり、上側の指向特性が狭くなっていることがわかる。
図２０に比較して、上側の指向特性だけが広がっている
ことがわかる。図２３と図２４との比較から、溝部４２
の深さが深い場合のほうが下側の指向特性がわずかに広
がり、上側の指向特性が狭くなっていることがわかる。
【００５５】図２５は、図１３（試料モデルＤ）に示す
溝部４２の左右幅Ｆを１０ｍｍ、深さＧを１．５ｍｍと
した場合の指向特性を示す。図２５から、溝部４２の径
方向幅を狭化することにより上下方向の指向特性が特に
狭くなっていることがわかる。
溝部４２の左右幅Ｆを１０ｍｍ、深さＧを１．５ｍｍと
した場合の指向特性を示す。図２５から、溝部４２の径
方向幅を狭化することにより上下方向の指向特性が特に
狭くなっていることがわかる。
【００５６】図２６は、図１５（試料モデルＥ）に示す
溝部４２の左右幅Ｈを１０ｍｍ、振動板２１の窪み距離
Ｉを１．５ｍｍ、溝部４２の軸方向深さＪを０．５ｍｍ
とした場合の指向特性を示す。
溝部４２の左右幅Ｈを１０ｍｍ、振動板２１の窪み距離
Ｉを１．５ｍｍ、溝部４２の軸方向深さＪを０．５ｍｍ
とした場合の指向特性を示す。
【００５７】図２７は、図１５に示す溝部４２の左右幅
Ｈを１０ｍｍ、振動板２１の窪み距離Ｉを２ｍｍ、溝部
４２の軸方向深さＪを０．５ｍｍとした場合の指向特性
を示す。
Ｈを１０ｍｍ、振動板２１の窪み距離Ｉを２ｍｍ、溝部
４２の軸方向深さＪを０．５ｍｍとした場合の指向特性
を示す。
【００５８】図２８は、図１５に示す溝部４２の左右幅
Ｈを１０ｍｍ、振動板２１の窪み距離Ｉを２．５ｍｍ、
溝部４２の軸方向深さＪを０．５ｍｍとした場合の指向
特性を示す。
Ｈを１０ｍｍ、振動板２１の窪み距離Ｉを２．５ｍｍ、
溝部４２の軸方向深さＪを０．５ｍｍとした場合の指向
特性を示す。
【００５９】図２９は、図１５に示す溝部４２の左右幅
Ｈを１０ｍｍ、振動板２１の窪み距離Ｉを３．０ｍｍ、
溝部４２の軸方向深さＪを０．５ｍｍとした場合の指向
特性を示す。
Ｈを１０ｍｍ、振動板２１の窪み距離Ｉを３．０ｍｍ、
溝部４２の軸方向深さＪを０．５ｍｍとした場合の指向
特性を示す。
【００６０】図２６と図２１との比較から、窪み距離Ｉ
を設けることにより振動板２１を窪ませない場合より指
向特性をシャープにできることがわかる。また、図２６
と図２７〜図２９とを比較することにより、窪み距離Ｉ
を大きくし過ぎるとかえって指向特性は広くなってしま
うことがわかる。
を設けることにより振動板２１を窪ませない場合より指
向特性をシャープにできることがわかる。また、図２６
と図２７〜図２９とを比較することにより、窪み距離Ｉ
を大きくし過ぎるとかえって指向特性は広くなってしま
うことがわかる。
【図１】 本発明の超音波センサの実施例を示す縦断面
図である。
図である。
【図２】 本発明の超音波センサの変形態様を示す縦断
面図である。
面図である。
【図３】 本発明の超音波センサの変形態様を示す縦断
面図である。
面図である。
【図４】 本発明の超音波センサの変形態様を示す縦断
面図である。
面図である。
【図５】 本発明の超音波センサの変形態様を示す縦断
面図である。
面図である。
【図６】 試料モデルＡの模式正面図である。
【図７】 試料モデルＡの模式軸方向断面図である。
【図８】 試料モデルＢの模式正面図である。
【図９】 試料モデルＢの模式軸方向断面図である。
【図１０】試料モデルＣの模式正面図である。
【図１１】試料モデルＣの模式軸方向断面図である。
【図１２】試料モデルＤの模式正面図である。
【図１３】試料モデルＤの模式軸方向断面図である。
【図１４】試料モデルＥの模式正面図である。
【図１５】試料モデルＥの模式軸方向断面図である。
【図１６】試料モデルＡの指向特性を示す図である。
【図１７】試料モデルＡの指向特性を示す図である。
【図１８】試料モデルＡの指向特性を示す図である。
【図１９】試料モデルＢの指向特性を示す図である。
【図２０】試料モデルＢの指向特性を示す図である。
【図２１】試料モデルＢの指向特性を示す図である。
【図２２】試料モデルＢの指向特性を示す図である。
【図２３】試料モデルＣの指向特性を示す図である。
【図２４】試料モデルＣの指向特性を示す図である。
【図２５】試料モデルＤの指向特性を示す図である。
【図２６】試料モデルＥの指向特性を示す図である。
【図２７】試料モデルＥの指向特性を示す図である。
【図２８】試料モデルＥの指向特性を示す図である。
【図２９】試料モデルＥの指向特性を示す図である。
１…超音波振動子 ２…筒状ケース ３は外側フレーム ４は介設部材 ２１は振動板 ４２は溝部 ４４…薄肉筒部（本発明で言う低拘束領域） ４５…薄肉筒部（本発明で言う低拘束領域）
Claims (6)
- 【請求項１】振動板をなす底面部、及び、前記底面部の
周縁から一方側へ向けて突設される筒状の支持筒部を有
する筒状ケース、 前記振動板の前記一方側の主面に固定されて前記振動板
をその厚さ方向へ振動させる薄板状の超音波振動子、 前記筒状ケースの前記支持筒部に対して所定間隔を隔て
て設けられる外側フレーム、及び、 前記外側フレームと前記超音波センサの支持筒部の外周
面との間に介設されるとともに前記フレームに支承され
つつ前記支持筒部を支承し、かつ、前記支持筒部の振動
エネルギーを減衰させる介設部材を備え、 前記介設部材は、前記振動板の周縁に近接して前記支持
筒部に密着しない溝部を有することを特徴とする超音波
センサ。 - 【請求項２】請求項１記載の超音波センサにおいて、 前記介設部材は、前記振動板の周縁に隣接する前記支持
筒部の周方向の所定の一部に密着しない溝部を有し、前
記溝部と周方向反対側にて前記溝部を持たないことを特
徴とする超音波センサ。 - 【請求項３】請求項２記載の超音波センサにおいて、 車両の側面に固定されて前記車両から水平方向に対して
上下所定の広がり角度を有して超音波を放射することに
より障害物による反射波を検出する車両用障害物センサ
に用いられ、 前記介設部材の前記溝部は、前記振動板の下縁部に隣接
する前記支持筒部の下部に隣接して配置されることを特
徴とする超音波センサ。 - 【請求項４】振動板をなす底面部、及び、前記底面部の
周縁から一方側へ向けて突設される筒状の支持筒部を有
する筒状ケース、 前記振動板の前記一方側の主面に固定されて前記振動板
をその厚さ方向へ振動させる薄板状の超音波振動子、 前記筒状ケースの前記支持筒部に対して所定間隔を隔て
て設けられる外側フレーム、及び、 前記外側フレームと前記超音波センサの支持筒部の外周
面との間に介設されるとともに前記フレームに支承され
つつ前記支持筒部を支承し、かつ、前記支持筒部の振動
エネルギーを減衰させる介設部材を備え、 前記介設部材は、前記振動板の周縁に近接して前記支持
筒部に密着する部分は、他の部分よりも前記支持筒部を
弱く拘束することを特徴とする超音波センサ。 - 【請求項５】請求項４記載の超音波センサにおいて、 前記介設部材は、前記振動板の周縁の所定の一部に近接
して前記支持筒部を弱く拘束する低拘束領域と、前記振
動板の周縁の残部に近接して前記支持筒部を強く拘束す
る高拘束領域とを有することを特徴とする超音波セン
サ。 - 【請求項６】請求項５記載の超音波センサにおいて、 車両の側面に固定されて前記車両から水平方向に対して
上下所定の広がり角度を有して超音波を放射することに
より障害物による反射波を検出する車両用障害物センサ
に用いられ、 前記介設部材の前記低拘束領域は、前記振動板の下縁部
に隣接する前記支持筒部の下部に隣接して配置されるこ
とを特徴とする超音波センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18025699A JP3613449B2 (ja) | 1999-06-25 | 1999-06-25 | 超音波センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18025699A JP3613449B2 (ja) | 1999-06-25 | 1999-06-25 | 超音波センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001016694A true JP2001016694A (ja) | 2001-01-19 |
| JP3613449B2 JP3613449B2 (ja) | 2005-01-26 |
Family
ID=16080090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18025699A Expired - Fee Related JP3613449B2 (ja) | 1999-06-25 | 1999-06-25 | 超音波センサ |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3613449B2 (ja) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1999
- 1999-06-25 JP JP18025699A patent/JP3613449B2/ja not_active Expired - Fee Related
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