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
- G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
- 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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- 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 |
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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 |
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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 |
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A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080701 |