JP2939981B2 - 超音波送受波器 - Google Patents
超音波送受波器Info
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- JP2939981B2 JP2939981B2 JP1022789A JP2278989A JP2939981B2 JP 2939981 B2 JP2939981 B2 JP 2939981B2 JP 1022789 A JP1022789 A JP 1022789A JP 2278989 A JP2278989 A JP 2278989A JP 2939981 B2 JP2939981 B2 JP 2939981B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- directivity
- ultrasonic transducer
- view
- ultrasonic
- horizontal
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- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、超音波を送受信する超音波送受波器に関す
るものである。
るものである。
従来、この種の超音波送受波器は、障害物の検知や距
離測定に用いられている。
離測定に用いられている。
しかしながら、この超音波送受波器を用いた障害物検
知装置において、超音波送受波器設置高が検知距離設定
範囲内である時は、床面を検知し、障害物の有無に関係
なく障害物ありと誤判定する可能性がある。
知装置において、超音波送受波器設置高が検知距離設定
範囲内である時は、床面を検知し、障害物の有無に関係
なく障害物ありと誤判定する可能性がある。
この場合、超音波送受波器の指向特性において床面方
向、下方90゜方向の音圧レベルを下げることが有効であ
る。その手段として、超音波振動子の前面に垂直方向に
縦長にしたホーン部を設けるものがある。その構造によ
って、垂直方向の指向性は水平方向に比べ狭くなり、垂
直、つまり床面方向の音圧レベルは減少し、障害物検知
装置が誤判定しないようになる。
向、下方90゜方向の音圧レベルを下げることが有効であ
る。その手段として、超音波振動子の前面に垂直方向に
縦長にしたホーン部を設けるものがある。その構造によ
って、垂直方向の指向性は水平方向に比べ狭くなり、垂
直、つまり床面方向の音圧レベルは減少し、障害物検知
装置が誤判定しないようになる。
しかしながら、この縦長のように形状を変化させたホ
ーン部を設けたものでは、さらに所定方向の指向性を狭
くする場合に、ホーン部の形状等により制約を受けてし
まい、自由にその所定方向の指向性を狭くすることがで
きないという問題がある。
ーン部を設けたものでは、さらに所定方向の指向性を狭
くする場合に、ホーン部の形状等により制約を受けてし
まい、自由にその所定方向の指向性を狭くすることがで
きないという問題がある。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、ホーン
部の形状等を変えずにさらに前記所定方向の指向性を狭
くすることができる超音波送受波器を提供することを目
的としたものである。
部の形状等を変えずにさらに前記所定方向の指向性を狭
くすることができる超音波送受波器を提供することを目
的としたものである。
本発明は、上記目的を達成するために、超音波振動子
の前面側に長円の開口部を有するホーン部を設けた超音
波送受波器と、前記長円の開口部の長軸に垂直で且つそ
の中心位置から所定方向にずれた位置に配設された平板
状の指向性調整部とを備え、前記中心位置に対して前記
所定方向と逆方向の超音波の音圧レベルを減少させるこ
とを特徴とする。
の前面側に長円の開口部を有するホーン部を設けた超音
波送受波器と、前記長円の開口部の長軸に垂直で且つそ
の中心位置から所定方向にずれた位置に配設された平板
状の指向性調整部とを備え、前記中心位置に対して前記
所定方向と逆方向の超音波の音圧レベルを減少させるこ
とを特徴とする。
上記構成の超音波送受波器では、超音波振動子から放
射される超音波あるいは外部から入射する超音波を、長
円部の開口部の長軸に垂直で且つその中心位置から所定
方向にずれた位置に配設された平板状の指向性調整部に
より、前記中心位置に対してずらした方向と逆の方向の
音圧レベルを減少させ、超音波送受波器の指向性を変更
する。
射される超音波あるいは外部から入射する超音波を、長
円部の開口部の長軸に垂直で且つその中心位置から所定
方向にずれた位置に配設された平板状の指向性調整部に
より、前記中心位置に対してずらした方向と逆の方向の
音圧レベルを減少させ、超音波送受波器の指向性を変更
する。
以下、本発明を図に示す実施例について説明する。
第１図は本発明の第１実施例を示す構成図で、（ａ）
は正面図、（ｂ）は第１図（ａ）に示すもののＡ−Ａ断
面図である。第１図において、11は印加された電気信号
を機械的振動により超音波（40KHz）として外部へ放射
するとともに、帰ってきた反射波を逆に電気信号に変換
する超音波振動子である。また、12はその内部に超音波
振動子11を保持するゴム製クッションで、13はその開口
部13aがホーン形状をとるハウジングである。そしてハ
ウジング13の開口部13aは平板状の指向性調整部18a,18b
を設けている。さらに、14は超音波振動子11およびクッ
ション12をハウジング13に固定するリテーナである。15
は回路基板であり、送信信号の昇圧回路および受信信号
の増幅回路から構成される。16はカバー、17はセンサか
らの信号引き出しワイヤである。
は正面図、（ｂ）は第１図（ａ）に示すもののＡ−Ａ断
面図である。第１図において、11は印加された電気信号
を機械的振動により超音波（40KHz）として外部へ放射
するとともに、帰ってきた反射波を逆に電気信号に変換
する超音波振動子である。また、12はその内部に超音波
振動子11を保持するゴム製クッションで、13はその開口
部13aがホーン形状をとるハウジングである。そしてハ
ウジング13の開口部13aは平板状の指向性調整部18a,18b
を設けている。さらに、14は超音波振動子11およびクッ
ション12をハウジング13に固定するリテーナである。15
は回路基板であり、送信信号の昇圧回路および受信信号
の増幅回路から構成される。16はカバー、17はセンサか
らの信号引き出しワイヤである。
また、第２図は第１実施例のハウジング部の詳細図
で、（ａ）は正面図、（ｂ）は図（ａ）に示すもののＡ
−Ａ断面図、（ｃ）は図（ａ）に示すもののＢ−Ｂ断面
図である。指向性調整部18a,18bは材質、形状とも同じ
ものであり、17mm×3mm×1mmの平板である。また、開口
部13aは短径が10mm、長径が10mmから18mmの長円に徐々
に変化した形状で、垂直方向に縦長となっている。な
お、第２図において、ａは17mm、ｂは3mm、ｔは1mm、ｌ
は5mm、d1は3.5mm,d2は2mmである。
で、（ａ）は正面図、（ｂ）は図（ａ）に示すもののＡ
−Ａ断面図、（ｃ）は図（ａ）に示すもののＢ−Ｂ断面
図である。指向性調整部18a,18bは材質、形状とも同じ
ものであり、17mm×3mm×1mmの平板である。また、開口
部13aは短径が10mm、長径が10mmから18mmの長円に徐々
に変化した形状で、垂直方向に縦長となっている。な
お、第２図において、ａは17mm、ｂは3mm、ｔは1mm、ｌ
は5mm、d1は3.5mm,d2は2mmである。
さて、第１実施例の超音波送受波器を床面Ｆに対して
第３図（ａ）に示すように設置する。その時、開口部13
aの長手方向の軸が床面下と垂直となるように設置す
る。第３図（ｂ）は上記の設置状況で上方向から見た図
である。
第３図（ａ）に示すように設置する。その時、開口部13
aの長手方向の軸が床面下と垂直となるように設置す
る。第３図（ｂ）は上記の設置状況で上方向から見た図
である。
第３図（ａ）で、開口部の外側端面の中心ｃを原点と
し、各角度における一定距離での超音波送受波器からの
音圧、または各角度における一定距離に置かれた発音体
からの送受音波に対する超音波送受波器の出力電圧を測
定したものが垂直方向指向性である。また、第３図
（ｂ）において同様に測定したものが水平方向指向性で
ある。
し、各角度における一定距離での超音波送受波器からの
音圧、または各角度における一定距離に置かれた発音体
からの送受音波に対する超音波送受波器の出力電圧を測
定したものが垂直方向指向性である。また、第３図
（ｂ）において同様に測定したものが水平方向指向性で
ある。
第４図に第１実施例の垂直方向指向性および水平方向
指向性の実測データを示す。曲線41,43は本第１実施例
のそれぞれ水平、垂直方向の指向特性であり、曲線42,4
4はそれぞれ従来の超音波送受波器の水平、垂直方向の
指向特性である。なお、従来形状は第１図において指向
性調整部18a,18bを取り去ったもので、他の構成、寸法
は同一のものである。第４図で明らかなように、水平方
向指向性は従来の性能を維持しながら、垂直方向は40゜
より外側で音圧レベルが大幅に下がっている。超音波送
受波器の下90゜方向では12dB,上90゜方向で11dBの効果
が見られる。
指向性の実測データを示す。曲線41,43は本第１実施例
のそれぞれ水平、垂直方向の指向特性であり、曲線42,4
4はそれぞれ従来の超音波送受波器の水平、垂直方向の
指向特性である。なお、従来形状は第１図において指向
性調整部18a,18bを取り去ったもので、他の構成、寸法
は同一のものである。第４図で明らかなように、水平方
向指向性は従来の性能を維持しながら、垂直方向は40゜
より外側で音圧レベルが大幅に下がっている。超音波送
受波器の下90゜方向では12dB,上90゜方向で11dBの効果
が見られる。
次に、第５図は本発明第２実施例の超音波送受波器の
ハウジング部の詳細図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は図
（ａ）に示すもののＡ−Ａ断面図である。これは第１実
施例の指向性調整部18bを取り除いたものである。第３
図に示すように設置し、測定した垂直方向指向性および
水平方向指向性を第６図に示す。
ハウジング部の詳細図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は図
（ａ）に示すもののＡ−Ａ断面図である。これは第１実
施例の指向性調整部18bを取り除いたものである。第３
図に示すように設置し、測定した垂直方向指向性および
水平方向指向性を第６図に示す。
第６図において、曲線63は第２実施例の、曲線64は従
来の超音波送受波器の垂直方向指向特性である。また、
曲線61は第２実施例の、曲線62は従来の超音波送受波器
の水平方向指向特性である。第６図からわかる様に、第
１実施例と違い上方向に対しては従来と同レベルを維持
しつつ、下方向に対して30゜付近より大きく減少効果が
見られ、下方90゜では、約8dBの減少効果がある。ま
た、水平方向指向性は従来と同レベルを維持している。
来の超音波送受波器の垂直方向指向特性である。また、
曲線61は第２実施例の、曲線62は従来の超音波送受波器
の水平方向指向特性である。第６図からわかる様に、第
１実施例と違い上方向に対しては従来と同レベルを維持
しつつ、下方向に対して30゜付近より大きく減少効果が
見られ、下方90゜では、約8dBの減少効果がある。ま
た、水平方向指向性は従来と同レベルを維持している。
次に、第３実施例のハウジング部形状を第７図
（ａ），（ｂ）に示す。第７図（ａ）は第２図（ｂ）に
示す第１実施例のＡ−Ａ断面図において、指向性調整部
18a,18bを20゜傾けたものである。また、第７図（ｂ）
は第７図（ａ）の指向性調整部の詳細図で、b,t,l,d2は
第１実施例と同値である。第８図に第３実施例の垂直方
向指向性を示す。曲線81は第３実施例の特性で、曲線82
は従来のものの特性である。従来の特性と比較してわか
る様に、垂直方向指向性を特に下方向において狭くして
いる。
（ａ），（ｂ）に示す。第７図（ａ）は第２図（ｂ）に
示す第１実施例のＡ−Ａ断面図において、指向性調整部
18a,18bを20゜傾けたものである。また、第７図（ｂ）
は第７図（ａ）の指向性調整部の詳細図で、b,t,l,d2は
第１実施例と同値である。第８図に第３実施例の垂直方
向指向性を示す。曲線81は第３実施例の特性で、曲線82
は従来のものの特性である。従来の特性と比較してわか
る様に、垂直方向指向性を特に下方向において狭くして
いる。
第９図は第４実施例のハウジング部の詳細図で、
（ａ）は正面図、（ｂ）は図（ａ）に示すもののＡ−Ａ
断面図、（ｂ）は図（ａ）に示すもののＢ−Ｂ断面図で
ある。これは第１実施例の指向性調整部18a,18bを第９
図（ｃ）に示す様に、その両側部分をカットにより変形
させたものである。なお、図中ａは20mmで、他の構造は
第１実施例のものと同じである。測定した垂直方向指向
性、水平方向指向性ともに第４図にて示した第１実施例
の結果と同等である。
（ａ）は正面図、（ｂ）は図（ａ）に示すもののＡ−Ａ
断面図、（ｂ）は図（ａ）に示すもののＢ−Ｂ断面図で
ある。これは第１実施例の指向性調整部18a,18bを第９
図（ｃ）に示す様に、その両側部分をカットにより変形
させたものである。なお、図中ａは20mmで、他の構造は
第１実施例のものと同じである。測定した垂直方向指向
性、水平方向指向性ともに第４図にて示した第１実施例
の結果と同等である。
第10図は第５実施例のハウジング部の詳細図で、
（ａ）は正面図、（ｂ）は図（ａ）に示すもののＡ−Ａ
断面図、（ｂ）は図（ａ）に示すもののＢ−Ｂ断面図で
ある。これは第５図に示した第２実施例の指向性調整部
18aの奥行寸法を変更したもので、奥行を1mm短くし、ハ
ウジング端面より指向性調整部の突出をなくし、ハウジ
ングと一体化している。測定した垂直方向および水平方
向の指向性は第６図に示した第２実施例の結果と同等で
ある。
（ａ）は正面図、（ｂ）は図（ａ）に示すもののＡ−Ａ
断面図、（ｂ）は図（ａ）に示すもののＢ−Ｂ断面図で
ある。これは第５図に示した第２実施例の指向性調整部
18aの奥行寸法を変更したもので、奥行を1mm短くし、ハ
ウジング端面より指向性調整部の突出をなくし、ハウジ
ングと一体化している。測定した垂直方向および水平方
向の指向性は第６図に示した第２実施例の結果と同等で
ある。
なお、上記種々の実施例においては、垂直方向の指向
性を変化させるものを示したが、使用目的に応じてその
配置を変更し、水平方向等の指向性を変化させるように
してもよい。
性を変化させるものを示したが、使用目的に応じてその
配置を変更し、水平方向等の指向性を変化させるように
してもよい。
以上述べたように、本発明によれば、ホーン開口部に
その中心位置からずらして指向性調整部を配設すること
によって、超音波振動子から放射される超音波あるいは
外部から入射される超音波の音圧レベルを前記中心位置
に対して指向性調整部と逆の方向において抑制し、超音
波送受波器の指向性を変更することができ、さらに指向
性調整部の配置位置を任意に調節することで、任意の検
知エリアを設定できるという優れた効果がある。
その中心位置からずらして指向性調整部を配設すること
によって、超音波振動子から放射される超音波あるいは
外部から入射される超音波の音圧レベルを前記中心位置
に対して指向性調整部と逆の方向において抑制し、超音
波送受波器の指向性を変更することができ、さらに指向
性調整部の配置位置を任意に調節することで、任意の検
知エリアを設定できるという優れた効果がある。
第１図（ａ），（ｂ）は本発明第１実施例を示す正面
図、側面断面図、第２図（ａ），（ｂ），（ｃ）は第１
実施例のハウジング部で各々正面図、側面断面図、平面
断面図、第３図（ａ），（ｂ）は超音波送受波器の設置
状態を示す正面図、平面図、第４図は第１実施例の指向
特性図、第５図（ａ），（ｂ）は第２実施例のハウジン
グ部の正面図、側面断面図、第６図は第２実施例の指向
特性図、第７図（ａ），（ｂ）は第３実施例のハウジン
グ部の側面断面図、指向性調整部の詳細説明図、第８図
は第３実施例の指向特性図、第９図（ａ），（ｂ），
（ｃ）は第４実施例のハウジング部の正面図、側面断面
図、平面断面図、第10図（ａ），（ｂ），（ｃ）は第５
実施例のハウジング部の正面図、側面断面図、平面断面
図である。 11……超音波振動子,12……クッション,13……ハウジン
グ,13a……開口部,18a,18b……指向性調整部。
図、側面断面図、第２図（ａ），（ｂ），（ｃ）は第１
実施例のハウジング部で各々正面図、側面断面図、平面
断面図、第３図（ａ），（ｂ）は超音波送受波器の設置
状態を示す正面図、平面図、第４図は第１実施例の指向
特性図、第５図（ａ），（ｂ）は第２実施例のハウジン
グ部の正面図、側面断面図、第６図は第２実施例の指向
特性図、第７図（ａ），（ｂ）は第３実施例のハウジン
グ部の側面断面図、指向性調整部の詳細説明図、第８図
は第３実施例の指向特性図、第９図（ａ），（ｂ），
（ｃ）は第４実施例のハウジング部の正面図、側面断面
図、平面断面図、第10図（ａ），（ｂ），（ｃ）は第５
実施例のハウジング部の正面図、側面断面図、平面断面
図である。 11……超音波振動子,12……クッション,13……ハウジン
グ,13a……開口部,18a,18b……指向性調整部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 篠田 芳夫 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−28575（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−28576（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−34771（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−128259（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−50479（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04R 1/30 H04R 1/32
Claims (1)
- 【請求項１】超音波振動子の前面側に長円の開口部を有
するホーン部を設けた超音波送受波器と、 前記長円の開口部の長軸に垂直で且つその中心位置から
所定方向にずれた位置に配設された平板状の指向性調整
部とを備え、 前記中心位置に対して前記所定方向と逆方向の超音波の
音圧レベルを減少させることを特徴とする超音波送受波
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1022789A JP2939981B2 (ja) | 1989-02-01 | 1989-02-01 | 超音波送受波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1022789A JP2939981B2 (ja) | 1989-02-01 | 1989-02-01 | 超音波送受波器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02202798A JPH02202798A (ja) | 1990-08-10 |
| JP2939981B2 true JP2939981B2 (ja) | 1999-08-25 |
Family
ID=12092448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1022789A Expired - Lifetime JP2939981B2 (ja) | 1989-02-01 | 1989-02-01 | 超音波送受波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2939981B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5812197Y2 (ja) * | 1977-07-08 | 1983-03-08 | 株式会社東芝 | 発光表示装置 |
| JPS6024043Y2 (ja) * | 1980-07-22 | 1985-07-17 | 松下電工株式会社 | 超音波ホ−ン |
-
1989
- 1989-02-01 JP JP1022789A patent/JP2939981B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02202798A (ja) | 1990-08-10 |
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