JP2002315096A - 超音波センサ - Google Patents
超音波センサInfo
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- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
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- G01S7/521—Constructional features
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
- G01S15/93—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
- G01S15/931—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 超音波センサにおいて、そのケーシングの振
動壁が鉛直面内に位置するように当該ケーシングを支持
したとき、従来よりもより狭い指向性を確保できるよう
に当該振動壁の鉛直方向長さに対する水平方向長さの比
を所定範囲内に設定する。 【解決手段】 ケーシング１０の振動壁１０ｂの内面に
は、圧電素子２０が貼着されている。振動壁１０ｂの外
周部には、溝部１１が圧電素子２０の周囲に沿うように
形成されている。
動壁が鉛直面内に位置するように当該ケーシングを支持
したとき、従来よりもより狭い指向性を確保できるよう
に当該振動壁の鉛直方向長さに対する水平方向長さの比
を所定範囲内に設定する。 【解決手段】 ケーシング１０の振動壁１０ｂの内面に
は、圧電素子２０が貼着されている。振動壁１０ｂの外
周部には、溝部１１が圧電素子２０の周囲に沿うように
形成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、障害物を超音波に
より検出する超音波センサに関するものである。
より検出する超音波センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば、乗用車用超音波センサに
おいては、筒状ケーシングの振動壁にその内面側から圧
電素子を貼着して、この圧電素子の圧電変換作用により
振動壁を振動させて超音波を障害物に向けて発振し、こ
の障害物により反射される超音波を振動壁により受信し
たとき当該振動壁の振動により圧電素子に圧電変換作用
を生じさせて障害物を検出するようになっている。
おいては、筒状ケーシングの振動壁にその内面側から圧
電素子を貼着して、この圧電素子の圧電変換作用により
振動壁を振動させて超音波を障害物に向けて発振し、こ
の障害物により反射される超音波を振動壁により受信し
たとき当該振動壁の振動により圧電素子に圧電変換作用
を生じさせて障害物を検出するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、上記
超音波センサにおいては、乗用車の後退時に、例えば、
３ｍ乃至４ｍという従来の距離の２倍以上遠い距離にあ
る障害物をも検出したいという要請がある。このため、
超音波センサの指向性を従来よりも更に狭くする必要性
が高まっている。
超音波センサにおいては、乗用車の後退時に、例えば、
３ｍ乃至４ｍという従来の距離の２倍以上遠い距離にあ
る障害物をも検出したいという要請がある。このため、
超音波センサの指向性を従来よりも更に狭くする必要性
が高まっている。
【０００４】これに対しては、特開平１−２３２９００
号公報や特開平９−２８４８９６号公報にて開示されて
いるように、超音波センサのケーシングの振動壁を楕円
形状或いは長方形状にすることで、当該振動壁を鉛直方
向には広く、水平方向には狭くして、狭指向性を確保し
ようとしたものがある。
号公報や特開平９−２８４８９６号公報にて開示されて
いるように、超音波センサのケーシングの振動壁を楕円
形状或いは長方形状にすることで、当該振動壁を鉛直方
向には広く、水平方向には狭くして、狭指向性を確保し
ようとしたものがある。
【０００５】しかし、このような超音波センサを詳細に
検討したところ、上述のように単に振動壁を楕円形状或
いは長方形状にするだけでは、従来にない狭指向性を得
るには不十分であることが分かった。
検討したところ、上述のように単に振動壁を楕円形状或
いは長方形状にするだけでは、従来にない狭指向性を得
るには不十分であることが分かった。
【０００６】そこで、本発明は、以上のようなことに対
処するため、超音波センサにおいて、そのケーシングの
振動壁が鉛直面内に位置するように当該ケーシングを支
持したとき、従来よりもより狭い指向性を確保できるよ
うに当該振動壁の鉛直方向長さに対する水平方向長さの
比を所定範囲内に設定することを目的とする。
処するため、超音波センサにおいて、そのケーシングの
振動壁が鉛直面内に位置するように当該ケーシングを支
持したとき、従来よりもより狭い指向性を確保できるよ
うに当該振動壁の鉛直方向長さに対する水平方向長さの
比を所定範囲内に設定することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決にあた
り、請求項１に記載の発明に係る超音波センサでは、筒
状周壁（１０ａ）の軸方向一端を振動壁（１０ｂ）によ
り一体に閉じてなるケーシング（１０）と、このケーシ
ング内にて振動壁の裏面に貼着される圧電素子（２０）
とを備え、当該圧電素子の圧電変換作用に応じ振動壁を
振動させて超音波を障害物に向けて発振し、この障害物
により反射される超音波を振動壁により受信したとき当
該振動壁の振動により圧電素子に圧電変換作用をさせ
る。
り、請求項１に記載の発明に係る超音波センサでは、筒
状周壁（１０ａ）の軸方向一端を振動壁（１０ｂ）によ
り一体に閉じてなるケーシング（１０）と、このケーシ
ング内にて振動壁の裏面に貼着される圧電素子（２０）
とを備え、当該圧電素子の圧電変換作用に応じ振動壁を
振動させて超音波を障害物に向けて発振し、この障害物
により反射される超音波を振動壁により受信したとき当
該振動壁の振動により圧電素子に圧電変換作用をさせ
る。
【０００８】当該超音波センサにおいて、振動壁は、そ
の外周部（１１）にて、当該外周部よりも内周側に位置
する内周側壁部の厚さよりも薄く形成されていることを
特徴とする。
の外周部（１１）にて、当該外周部よりも内周側に位置
する内周側壁部の厚さよりも薄く形成されていることを
特徴とする。
【０００９】このように、振動壁の外周部をその内周側
壁部よりも薄く形成することで、ケーシングを振動壁が
鉛直面内に位置するように支持したとき、振動壁の振動
が当該鉛直面内の鉛直方向において広くなり、その結
果、超音波センサとしての鉛直面内の指向性を従来より
もより狭くするように向上できる。
壁部よりも薄く形成することで、ケーシングを振動壁が
鉛直面内に位置するように支持したとき、振動壁の振動
が当該鉛直面内の鉛直方向において広くなり、その結
果、超音波センサとしての鉛直面内の指向性を従来より
もより狭くするように向上できる。
【００１０】また、請求項２に記載の発明によれば、請
求項１に記載の発明において、振動壁は長方形状或いは
楕円形状の壁であり、振動壁が鉛直面内に位置するよう
にケーシングを支持したとき、当該振動壁の鉛直方向長
さに対する水平方向長さの比が４以上５未満の範囲内の
値となっていることを特徴とする。これにより、請求項
１に記載の発明の作用効果をより一層向上できる。
求項１に記載の発明において、振動壁は長方形状或いは
楕円形状の壁であり、振動壁が鉛直面内に位置するよう
にケーシングを支持したとき、当該振動壁の鉛直方向長
さに対する水平方向長さの比が４以上５未満の範囲内の
値となっていることを特徴とする。これにより、請求項
１に記載の発明の作用効果をより一層向上できる。
【００１１】また、請求項３に記載の発明に係る超音波
センサでは、筒状周壁（１０ａ）の軸方向一端を振動壁
（１０ｂ）により一体に閉じてなるケーシング（１０）
と、このケーシング内にて振動壁の内面に貼着される圧
電素子（２０）とを備え、当該圧電素子の圧電変換作用
に応じ振動壁を振動させて超音波を障害物に向けて発振
し、この障害物により反射される超音波を振動壁により
受信したとき当該振動壁の振動により圧電素子に圧電変
換作用をさせる。
センサでは、筒状周壁（１０ａ）の軸方向一端を振動壁
（１０ｂ）により一体に閉じてなるケーシング（１０）
と、このケーシング内にて振動壁の内面に貼着される圧
電素子（２０）とを備え、当該圧電素子の圧電変換作用
に応じ振動壁を振動させて超音波を障害物に向けて発振
し、この障害物により反射される超音波を振動壁により
受信したとき当該振動壁の振動により圧電素子に圧電変
換作用をさせる。
【００１２】当該超音波センサにおいて、圧電素子は板
状のものであり、振動壁の圧電素子との貼着面は、振動
壁の内面よりも狭い相似の形状となっていることを特徴
とする。
状のものであり、振動壁の圧電素子との貼着面は、振動
壁の内面よりも狭い相似の形状となっていることを特徴
とする。
【００１３】このように、振動壁の圧電素子との貼着面
を、振動壁の内面よりも狭い略相似の形状とすること
で、請求項１に記載の発明と実質的に同様の作用効果を
達成できる。
を、振動壁の内面よりも狭い略相似の形状とすること
で、請求項１に記載の発明と実質的に同様の作用効果を
達成できる。
【００１４】また、請求項４に記載の発明によれば、請
求項３に記載の発明において、振動壁は長方形状或いは
楕円形状の壁であり、振動壁が鉛直面内に位置するよう
にケーシングを支持したとき、当該振動壁の鉛直方向長
さに対する水平方向長さの比が４以上５未満の範囲内の
値となっていることを特徴とする。これにより、請求項
３に記載の発明の作用効果をより一層向上できる。
求項３に記載の発明において、振動壁は長方形状或いは
楕円形状の壁であり、振動壁が鉛直面内に位置するよう
にケーシングを支持したとき、当該振動壁の鉛直方向長
さに対する水平方向長さの比が４以上５未満の範囲内の
値となっていることを特徴とする。これにより、請求項
３に記載の発明の作用効果をより一層向上できる。
【００１５】また、請求項５に記載の発明によれば、請
求項３又は４に記載の発明において、振動壁は、圧電素
子の外周側部（１１）にて、当該外周側部よりも内周側
に位置する内周側壁部の厚さよりも薄く形成されている
ことを特徴とする。これにより、請求項３又は４に記載
の発明の作用効果をより一層向上できる。
求項３又は４に記載の発明において、振動壁は、圧電素
子の外周側部（１１）にて、当該外周側部よりも内周側
に位置する内周側壁部の厚さよりも薄く形成されている
ことを特徴とする。これにより、請求項３又は４に記載
の発明の作用効果をより一層向上できる。
【００１６】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すも
のである。
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すも
のである。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
により説明する。図１は、本発明に係る超音波センサＳ
が乗用車のリアバンパーの左端部に装着された例を示し
ている。当該超音波センサＳは、図２及び図３にて示す
ごとく、ケーシング１０と、直方板形状の圧電素子２０
とを備えている。ケーシング１０は、アルミニウム等の
金属材料からなるもので、このケーシング１０は、筒状
周壁１０ａと、直方板形状の振動壁１０ｂとを備えてい
る。振動壁１０ｂは、周壁１０ａの軸方向一端を閉じる
ように当該軸方向一端に一体に形成されている。ここ
で、振動壁１０ｂは、周壁１０ａの軸に直交している。
により説明する。図１は、本発明に係る超音波センサＳ
が乗用車のリアバンパーの左端部に装着された例を示し
ている。当該超音波センサＳは、図２及び図３にて示す
ごとく、ケーシング１０と、直方板形状の圧電素子２０
とを備えている。ケーシング１０は、アルミニウム等の
金属材料からなるもので、このケーシング１０は、筒状
周壁１０ａと、直方板形状の振動壁１０ｂとを備えてい
る。振動壁１０ｂは、周壁１０ａの軸方向一端を閉じる
ように当該軸方向一端に一体に形成されている。ここ
で、振動壁１０ｂは、周壁１０ａの軸に直交している。
【００１８】圧電素子２０は、その一側板状電極２１に
て、圧電板ケーシング１０内において、振動壁１０ｂの
内面に貼着されており、当該圧電素子２０の他側板状電
極２２はケーシング１０の開口側に対向している。ここ
で、圧電素子２０を他側電極２２からケーシング１０の
軸方向に見た面は、振動壁１０ｂの長方形状内面よりは
広い略相似形状となっている（図３参照）。本実施形態
では、超音波センサＳが、振動壁１０ｂを当該乗用車の
左右方向に沿う面であって鉛直方向の面内に位置するよ
うに、リアバンパの左側端部に装着されたとき、振動壁
１０ｂの高さ方向長さＨは、図３にて例示するごとく、
当該振動壁１０ｂの幅方向長さＷよりも大きく、かつ、
高さ方向長さＨに対する幅方向長さＷの比（以下、縦横
比Ｈ／Ｗという）は４以上５未満の範囲内の値に設定さ
れている。これにより、超音波センサＳとしての指向性
を従来よりもさらに狭くするようにしている。
て、圧電板ケーシング１０内において、振動壁１０ｂの
内面に貼着されており、当該圧電素子２０の他側板状電
極２２はケーシング１０の開口側に対向している。ここ
で、圧電素子２０を他側電極２２からケーシング１０の
軸方向に見た面は、振動壁１０ｂの長方形状内面よりは
広い略相似形状となっている（図３参照）。本実施形態
では、超音波センサＳが、振動壁１０ｂを当該乗用車の
左右方向に沿う面であって鉛直方向の面内に位置するよ
うに、リアバンパの左側端部に装着されたとき、振動壁
１０ｂの高さ方向長さＨは、図３にて例示するごとく、
当該振動壁１０ｂの幅方向長さＷよりも大きく、かつ、
高さ方向長さＨに対する幅方向長さＷの比（以下、縦横
比Ｈ／Ｗという）は４以上５未満の範囲内の値に設定さ
れている。これにより、超音波センサＳとしての指向性
を従来よりもさらに狭くするようにしている。
【００１９】ここで、振動壁１０ｂの構成につき圧電素
子２０との関係において説明する。振動壁１０ｂには、
その外周部にて、当該振動壁１０ｂの内面側から、圧電
素子２０の周囲に沿うように環状の溝部１１が形成され
ている。これに伴い、振動壁１０ｂのうち溝部１１の底
面１１ａに対する対応部（以下、溝部１１の底部１１ｂ
という）の厚さＴ２は、振動壁１０ｂのうち溝部１１の
内周側に位置する内周側壁部の厚さＴ１よりも薄くなっ
ている。
子２０との関係において説明する。振動壁１０ｂには、
その外周部にて、当該振動壁１０ｂの内面側から、圧電
素子２０の周囲に沿うように環状の溝部１１が形成され
ている。これに伴い、振動壁１０ｂのうち溝部１１の底
面１１ａに対する対応部（以下、溝部１１の底部１１ｂ
という）の厚さＴ２は、振動壁１０ｂのうち溝部１１の
内周側に位置する内周側壁部の厚さＴ１よりも薄くなっ
ている。
【００２０】ここで、このように溝部１１を振動壁１０
ｂに設けて厚さＴ２を厚さＴ１よりも薄くした根拠につ
いて詳細に説明する。図５にて示すように、ケーシング
１０において溝部１１を設けない従来構成のケーシング
１０Ａを準備した。従って、このケーシング１０Ａは周
壁１０ｂと振動壁１０ｃ（溝部１１を有しないことを除
き振動壁１０ｂと同様の構成を有する）との一体構成を
有する。
ｂに設けて厚さＴ２を厚さＴ１よりも薄くした根拠につ
いて詳細に説明する。図５にて示すように、ケーシング
１０において溝部１１を設けない従来構成のケーシング
１０Ａを準備した。従って、このケーシング１０Ａは周
壁１０ｂと振動壁１０ｃ（溝部１１を有しないことを除
き振動壁１０ｂと同様の構成を有する）との一体構成を
有する。
【００２１】そこで、このケーシング１０Ａの振動壁１
０ｃの振動モードをケーシング１０の振動壁１０ｂの振
動モードと対比して調べてみたところ、ケーシング１０
Ａの振動壁１０ｃの振動モードは、図５の実線ａ（図４
の破線ａと同じ）で示す振動形状となり、ケーシング１
０の振動壁１０ｂの振動モードは、図４の実線ｂで示す
振動形状となった。
０ｃの振動モードをケーシング１０の振動壁１０ｂの振
動モードと対比して調べてみたところ、ケーシング１０
Ａの振動壁１０ｃの振動モードは、図５の実線ａ（図４
の破線ａと同じ）で示す振動形状となり、ケーシング１
０の振動壁１０ｂの振動モードは、図４の実線ｂで示す
振動形状となった。
【００２２】これら両振動モードを比較すれば分かるよ
うに、両振動モードは共に山形の振動形状になるが、振
動壁１０ｃの振動形状ａの頂部は急峻な形状となってい
るのに対し、振動壁１０ｂの振動形状ｂの頂部は振動形
状ａの頂部よりも広がりをもった緩やかな形状となって
いる。このことは、ケーシング１０の振動壁の振動モー
ドは、ケーシング１０Ａの振動壁の振動モードに比べて
高さ方向において広がりをもつことを意味する。これ
は、ケーシング１０Ａの振動壁１０ｃの外周部には溝部
がないため、当該振動壁１０ｃはその外周部において剛
性が低下しないのに対し、ケーシング１０の振動壁１０
ｂの外周部には溝部１１があるために、当該振動壁１０
ｂはその外周部において剛性が低下することで、振動壁
１０ｂの外周部の振動を振動壁１０ｃの外周部の振動よ
りも大きくできることに依る。
うに、両振動モードは共に山形の振動形状になるが、振
動壁１０ｃの振動形状ａの頂部は急峻な形状となってい
るのに対し、振動壁１０ｂの振動形状ｂの頂部は振動形
状ａの頂部よりも広がりをもった緩やかな形状となって
いる。このことは、ケーシング１０の振動壁の振動モー
ドは、ケーシング１０Ａの振動壁の振動モードに比べて
高さ方向において広がりをもつことを意味する。これ
は、ケーシング１０Ａの振動壁１０ｃの外周部には溝部
がないため、当該振動壁１０ｃはその外周部において剛
性が低下しないのに対し、ケーシング１０の振動壁１０
ｂの外周部には溝部１１があるために、当該振動壁１０
ｂはその外周部において剛性が低下することで、振動壁
１０ｂの外周部の振動を振動壁１０ｃの外周部の振動よ
りも大きくできることに依る。
【００２３】また、このように振動を大きくできること
に対応して超音波の音圧分布もケーシング１０の方がケ
ーシング１０Ａよりも広くなるため、超音波センサとし
ての指向性（振動壁１０ｂの前方方向への超音波センサ
からの超音波の指向性）も向上する。よって、当該超音
波センサを当該乗用車のバックソナーに適用すること
で、障害物Ｍとの間の距離をより一層のばすことができ
る。
に対応して超音波の音圧分布もケーシング１０の方がケ
ーシング１０Ａよりも広くなるため、超音波センサとし
ての指向性（振動壁１０ｂの前方方向への超音波センサ
からの超音波の指向性）も向上する。よって、当該超音
波センサを当該乗用車のバックソナーに適用すること
で、障害物Ｍとの間の距離をより一層のばすことができ
る。
【００２４】超音波センサＳは、吸音部材３０及びシリ
コンゴム等からなる充填部材４０を備えており、吸音部
材３０は、ケーシング１０内にて圧電素子２０を介し振
動壁１０ｂの内面に接着するように収容されている。ま
た、充填部材４０は、ケーシング１０内にて吸音部材３
０に重畳的に収容されている。なお、外部回路から延出
する配線５０の一側接続端子５１は、充填部材４０を通
してケーシング１０周壁１０ａの内面に電気的に接続さ
れており、この配線５０の他側接続端子５２は、充填部
材４０及び吸音部材３０を通して圧電素子２０の他側電
極２２に電気的に接続されている。
コンゴム等からなる充填部材４０を備えており、吸音部
材３０は、ケーシング１０内にて圧電素子２０を介し振
動壁１０ｂの内面に接着するように収容されている。ま
た、充填部材４０は、ケーシング１０内にて吸音部材３
０に重畳的に収容されている。なお、外部回路から延出
する配線５０の一側接続端子５１は、充填部材４０を通
してケーシング１０周壁１０ａの内面に電気的に接続さ
れており、この配線５０の他側接続端子５２は、充填部
材４０及び吸音部材３０を通して圧電素子２０の他側電
極２２に電気的に接続されている。
【００２５】このように構成した超音波センサＳにおい
ては、上記外部回路から配線５０を通し圧電素子２０に
圧電電圧が印加されたとき、当該圧電素子２０はその圧
電変換作用により、振動壁１０ｂを振動させて超音波を
障害物Ｍに向けて発振する。また、当該障害物Ｍにより
反射された超音波が振動壁１０ｂに入射すると、当該振
動壁１０ｂが振動して圧電素子２０に圧電変換作用をさ
せて上記外部回路に圧電変換出力を入力する。これに伴
い、当該外部回路は上記圧電変換出力に基づき超音波セ
ンサＳから障害物Ｍまでの距離を算出する。なお、振動
壁１０ｂが超音波を発振する振動周波数は、ケーシング
１０の共振振動周波数近傍の周波数である。
ては、上記外部回路から配線５０を通し圧電素子２０に
圧電電圧が印加されたとき、当該圧電素子２０はその圧
電変換作用により、振動壁１０ｂを振動させて超音波を
障害物Ｍに向けて発振する。また、当該障害物Ｍにより
反射された超音波が振動壁１０ｂに入射すると、当該振
動壁１０ｂが振動して圧電素子２０に圧電変換作用をさ
せて上記外部回路に圧電変換出力を入力する。これに伴
い、当該外部回路は上記圧電変換出力に基づき超音波セ
ンサＳから障害物Ｍまでの距離を算出する。なお、振動
壁１０ｂが超音波を発振する振動周波数は、ケーシング
１０の共振振動周波数近傍の周波数である。
【００２６】ところで、当該超音波センサＳの指向性を
検討するために、振動壁１０ｂの溝部１１の底部１１ｂ
の厚さＴ２と振動壁１０ｂの振動モードの鉛直面内半値
全角θ（図７参照）との関係を、縦横比（Ｈ／Ｗ）をパ
ラメータとして調べてみたところ、図６にて示すような
各グラフＰ、Ｑ、Ｒが各音圧データとして得られた。こ
こで、グラフＰは、縦横比（Ｈ／Ｗ）＝３とし、幅方向
長さＷ＝８（ｍｍ）とした場合であり、グラフＱは、縦
横比（Ｈ／Ｗ）＝４とし、幅方向長さＷ＝６（ｍｍ）と
した場合であり、グラフＲは、縦横比（Ｈ／Ｗ）＝５と
し、幅方向長さＷ＝４．８（ｍｍ）とした場合である。
なお、鉛直面内半値全角θとは、音圧データ中の最大音
圧の半分（６ｄＢ）に音圧が低下する角度であって、鉛
直面内半値全角θが小さい程超音波センサＳとしての指
向性が良好になる。また、各グラフＰ、Ｑ、Ｒにおいて
Ｈ＝２４（ｍｍ）である。
検討するために、振動壁１０ｂの溝部１１の底部１１ｂ
の厚さＴ２と振動壁１０ｂの振動モードの鉛直面内半値
全角θ（図７参照）との関係を、縦横比（Ｈ／Ｗ）をパ
ラメータとして調べてみたところ、図６にて示すような
各グラフＰ、Ｑ、Ｒが各音圧データとして得られた。こ
こで、グラフＰは、縦横比（Ｈ／Ｗ）＝３とし、幅方向
長さＷ＝８（ｍｍ）とした場合であり、グラフＱは、縦
横比（Ｈ／Ｗ）＝４とし、幅方向長さＷ＝６（ｍｍ）と
した場合であり、グラフＲは、縦横比（Ｈ／Ｗ）＝５と
し、幅方向長さＷ＝４．８（ｍｍ）とした場合である。
なお、鉛直面内半値全角θとは、音圧データ中の最大音
圧の半分（６ｄＢ）に音圧が低下する角度であって、鉛
直面内半値全角θが小さい程超音波センサＳとしての指
向性が良好になる。また、各グラフＰ、Ｑ、Ｒにおいて
Ｈ＝２４（ｍｍ）である。
【００２７】次に、図６の各グラフを利用して、グラフ
Ｐ上の各点Ｐ１、Ｐ２、グラフＱ上の各点Ｑ１、Ｑ２及
びグラフＲ上の各点Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３における振動壁１
０ｂの振動モードの鉛直面内指向性を調べてみたとこ
ろ、図７乃至図１３にて示すような各指向特性が得られ
た。
Ｐ上の各点Ｐ１、Ｐ２、グラフＱ上の各点Ｑ１、Ｑ２及
びグラフＲ上の各点Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３における振動壁１
０ｂの振動モードの鉛直面内指向性を調べてみたとこ
ろ、図７乃至図１３にて示すような各指向特性が得られ
た。
【００２８】ここで、図７は点Ｐ１での指向特性を示
し、図８は点Ｐ２での指向特性を示す。また、図９は点
Ｑ１での指向特性を示し、図１０は点Ｑ２での指向特性
を示す。また、図１１は点Ｒ１での指向特性を示し、図
１２は点Ｒ２での指向特性を示し、図１３は点Ｒ３での
指向特性を示す。
し、図８は点Ｐ２での指向特性を示す。また、図９は点
Ｑ１での指向特性を示し、図１０は点Ｑ２での指向特性
を示す。また、図１１は点Ｒ１での指向特性を示し、図
１２は点Ｒ２での指向特性を示し、図１３は点Ｒ３での
指向特性を示す。
【００２９】以上の各グラフＲ、Ｐ、Ｑ及び各点Ｐ１、
Ｐ２、Ｑ１、Ｑ２、Ｒ１乃至Ｒ３での指向特性を比較す
れば、縦横比（Ｈ／Ｗ）が大きい程、また、底部１１ｂ
の厚さＴ２が大きい程、指向性が良くなることが分か
る。但し、縦横比（Ｈ／Ｗ）＝５の場合、図１３にて円
ｒで示すように、底部１１ｂの厚さＴ２が大きい程、超
音波センサＳの中心軸Ｓａ（振動壁１０ｂの中心軸）か
ら外れる音圧が大きくなり、Ｔ２＝１．２（ｍｍ）で
は、音圧が中心軸Ｓａ上の音圧よりも大きくなる（図６
にて点Ｒ３参照）。従って、中心軸Ｓａ上の音圧の方が
当該中心軸から外れる音圧よりも常に大きく、かつ目標
の指向性が得られる縦横比（Ｈ／Ｗ）は４以上５未満で
あるといえる。また、超音波センサＳが、当該乗用車の
バックソナーのセンサとして、当該乗用車の走行路面や
縁石を検出せず、当該乗用車の後部から例えば、３ｍ乃
至４ｍ離れた障害物Ｍを検出できる鉛直面内半値全角θ
は１２度である（図６にて直線Ｌで特定される角度参
照）。従って、図１０の指向特性を有することが当該超
音波センサとして適していることが分かる。
Ｐ２、Ｑ１、Ｑ２、Ｒ１乃至Ｒ３での指向特性を比較す
れば、縦横比（Ｈ／Ｗ）が大きい程、また、底部１１ｂ
の厚さＴ２が大きい程、指向性が良くなることが分か
る。但し、縦横比（Ｈ／Ｗ）＝５の場合、図１３にて円
ｒで示すように、底部１１ｂの厚さＴ２が大きい程、超
音波センサＳの中心軸Ｓａ（振動壁１０ｂの中心軸）か
ら外れる音圧が大きくなり、Ｔ２＝１．２（ｍｍ）で
は、音圧が中心軸Ｓａ上の音圧よりも大きくなる（図６
にて点Ｒ３参照）。従って、中心軸Ｓａ上の音圧の方が
当該中心軸から外れる音圧よりも常に大きく、かつ目標
の指向性が得られる縦横比（Ｈ／Ｗ）は４以上５未満で
あるといえる。また、超音波センサＳが、当該乗用車の
バックソナーのセンサとして、当該乗用車の走行路面や
縁石を検出せず、当該乗用車の後部から例えば、３ｍ乃
至４ｍ離れた障害物Ｍを検出できる鉛直面内半値全角θ
は１２度である（図６にて直線Ｌで特定される角度参
照）。従って、図１０の指向特性を有することが当該超
音波センサとして適していることが分かる。
【００３０】なお、本発明の実施にあたり、当該乗用車
のリアバンパーに限ることなく、当該乗用車の前部その
他適所に配設される超音波センサに本発明を適用して実
施してもよい。
のリアバンパーに限ることなく、当該乗用車の前部その
他適所に配設される超音波センサに本発明を適用して実
施してもよい。
【００３１】また、本発明の実施にあたり、ケーシング
１０の振動壁１０ｂは、上記実施形態にて述べたように
長方形板状に限ることなく、楕円板形状であっても、上
記実施形態と同様の作用効果を達成できる。
１０の振動壁１０ｂは、上記実施形態にて述べたように
長方形板状に限ることなく、楕円板形状であっても、上
記実施形態と同様の作用効果を達成できる。
【００３２】また、本発明の実施にあたり、ケーシング
１０の振動壁１０ｂの圧電素子２０との貼着面は、当該
振動壁１０ｂの内面よりも狭く当該内面と相似の形状で
あってもよい。
１０の振動壁１０ｂの圧電素子２０との貼着面は、当該
振動壁１０ｂの内面よりも狭く当該内面と相似の形状で
あってもよい。
【００３３】また、本発明の実施にあたり、乗用車用超
音波センサに限ることなく、自動車その他の車両用超音
波センサに本発明を適用してもよい。
音波センサに限ることなく、自動車その他の車両用超音
波センサに本発明を適用してもよい。
【図１】本発明に係る超音波センサの一実施形態を乗用
車のリアバンパーに設けた状態を示す側面図である。
車のリアバンパーに設けた状態を示す側面図である。
【図２】超音波センサの概略断面図である。
【図３】図２にて３−３線に沿う断面図である。
【図４】図２のケーシングの振動モードを説明するため
の断面図である。
の断面図である。
【図５】従来の超音波センサにおけるケーシングの振動
モードを説明するための断面図である。
モードを説明するための断面図である。
【図６】鉛直面内半値全角θと溝部の底部の厚さＴ２と
の関係を縦横比（Ｈ／Ｗ）をパラメータとして示すグラ
フである。
の関係を縦横比（Ｈ／Ｗ）をパラメータとして示すグラ
フである。
【図７】図６の点Ｐ１における指向特性を示す図であ
る。
る。
【図８】図６の点Ｐ２における指向特性を示す図であ
る。
る。
【図９】図６の点Ｑ１における指向特性を示す図であ
る。
る。
【図１０】図６の点Ｑ２における指向特性を示す図であ
る。
る。
【図１１】図６の点Ｒ１における指向特性を示す図であ
る。
る。
【図１２】図６の点Ｒ２における指向特性を示す図であ
る。
る。
【図１３】図６の点Ｒ３における指向特性を示す図であ
る。
る。
１０…ケーシング、１０ａ…周壁、１０ｂ…振動壁、１
１…溝部、２０…圧電素子。
１…溝部、２０…圧電素子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６０Ｒ 21/00 ６２４ Ｂ６０Ｒ 21/00 ６２４Ｃ Ｇ０１Ｓ 7/521 Ｈ０４Ｒ 1/32 ３３０ Ｈ０４Ｒ 1/32 ３３０ Ｇ０１Ｓ 15/93 // Ｇ０１Ｓ 15/93 7/52 Ａ (72)発明者 可児 博之 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 都築 威夫 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 5D019 AA02 BB09 EE04 FF01 5J083 AA02 AB13 AC04 AD04 AE01 AE08 CA35 CB01 CB18
Claims (5)
- 【請求項１】 筒状周壁（１０ａ）の軸方向一端を振動
壁（１０ｂ）により一体に閉じてなるケーシング（１
０）と、このケーシング内にて前記振動壁の裏面に貼着
される圧電素子（２０）とを備え、当該圧電素子の圧電
変換作用に応じ前記振動壁を振動させて超音波を障害物
に向けて発振し、この障害物により反射される前記超音
波を前記振動壁により受信したとき当該振動壁の振動に
より前記圧電素子に圧電変換作用をさせる超音波センサ
において、 前記振動壁は、その外周部（１１）にて、当該外周部よ
りも内周側に位置する内周側壁部の厚さよりも薄く形成
されていることを特徴とする超音波センサ。 - 【請求項２】 前記振動壁は長方形状或いは楕円形状の
壁であり、 前記振動壁が鉛直面内に位置するように前記ケーシング
を支持したとき、当該振動壁の鉛直方向長さに対する水
平方向長さの比が４以上５未満の範囲内の値となってい
ることを特徴とする請求項１に記載の超音波センサ。 - 【請求項３】 筒状周壁（１０ａ）の軸方向一端を振動
壁（１０ｂ）により一体に閉じてなるケーシング（１
０）と、このケーシング内にて前記振動壁の内面に貼着
される圧電素子（２０）とを備え、当該圧電素子の圧電
変換作用に応じ前記振動壁を振動させて超音波を障害物
に向けて発振し、この障害物により反射される前記超音
波を前記振動壁により受信したとき当該振動壁の振動に
より前記圧電素子に圧電変換作用をさせる超音波センサ
において、 前記圧電素子は板状のものであり、前記振動壁の前記圧
電素子との貼着面は、前記振動壁の内面よりも狭い略相
似の形状となっていることを特徴とする超音波センサ。 - 【請求項４】 前記振動壁は長方形状或いは楕円形状の
壁であり、 前記振動壁が鉛直面内に位置するように前記ケーシング
を支持したとき、当該振動壁の鉛直方向長さに対する水
平方向長さの比が４以上５未満の範囲内の値となってい
ることを特徴とする請求項３に記載の超音波センサ。 - 【請求項５】 前記振動壁は、前記圧電素子の外周側部
（１１）にて、当該外周側部よりも内周側に位置する内
周側壁部の厚さよりも薄く形成されていることを特徴と
する請求項３又は４に記載の超音波センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001110588A JP2002315096A (ja) | 2001-04-09 | 2001-04-09 | 超音波センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001110588A JP2002315096A (ja) | 2001-04-09 | 2001-04-09 | 超音波センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002315096A true JP2002315096A (ja) | 2002-10-25 |
Family
ID=18962327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001110588A Withdrawn JP2002315096A (ja) | 2001-04-09 | 2001-04-09 | 超音波センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002315096A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007114182A (ja) * | 2005-09-22 | 2007-05-10 | Denso Corp | 超音波センサの取付け構造 |
| JP2008096113A (ja) * | 2006-10-05 | 2008-04-24 | Nippon Soken Inc | 障害物検出装置 |
| US7902968B2 (en) | 2005-11-24 | 2011-03-08 | Denso Corporation | Obstacle detection device |
| JP2011077916A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Murata Mfg Co Ltd | 超音波トランスデューサ |
| JP2012029103A (ja) * | 2010-07-23 | 2012-02-09 | Nec Corp | 発振装置および電子機器 |
| JP2012100042A (ja) * | 2010-11-01 | 2012-05-24 | Nec Corp | 発振装置および電子機器 |
| JP2012100044A (ja) * | 2010-11-01 | 2012-05-24 | Nec Corp | 発振装置および電子機器 |
| JP2016208423A (ja) * | 2015-04-27 | 2016-12-08 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 超音波トランスデューサ、およびそれを用いた車両用センサ |
-
2001
- 2001-04-09 JP JP2001110588A patent/JP2002315096A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007114182A (ja) * | 2005-09-22 | 2007-05-10 | Denso Corp | 超音波センサの取付け構造 |
| US7902968B2 (en) | 2005-11-24 | 2011-03-08 | Denso Corporation | Obstacle detection device |
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| DE102007045809B4 (de) * | 2006-10-05 | 2010-10-21 | DENSO CORPORATION, Kariya-shi | Detektorvorrichtung für ein Hindernis |
| US8125321B2 (en) | 2006-10-05 | 2012-02-28 | Denso Corporation | Obstacle detecting device |
| JP2011077916A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Murata Mfg Co Ltd | 超音波トランスデューサ |
| JP2012029103A (ja) * | 2010-07-23 | 2012-02-09 | Nec Corp | 発振装置および電子機器 |
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| JP2016208423A (ja) * | 2015-04-27 | 2016-12-08 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 超音波トランスデューサ、およびそれを用いた車両用センサ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080701 |