JP4407735B2 - 超音波センサ装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のバンパーに取り付けられる超音波センサ装置に関するものである。

従来、超音波センサ装置として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１において、超音波センサ装置は、超音波センサと、貫通孔の形成されたバンパーに対して超音波センサを所定の位置に保持する保持部材（ベゼル）と、保持部材をバンパーに固定する固定部材（リテーナ）とにより構成される。

ベゼルは、バンパーの表面側において貫通孔の開口縁部に当接するフランジ部と、バンパーの裏面側に突出する突出部を有し、リテーナは、基部と、該基部から同一方向に延設された２本の腕部と、前記基部及び腕部から前記バンパー方向に突出するばね部を有する。

以上のように構成された超音波センサ装置の取り付け構造は、ベゼルをバンパーの貫通孔に仮固定した状態で、リテーナのばね部をバンパーの裏面に接触させたまま、２本の腕部でベゼルを挟み込むようにリテーナを移動させ、リテーナの基部をベゼルの突出部に接触させる。そして、その状態で超音波センサをベゼルに取り付ける。このとき一般的に、前記リテーナの２本の腕部は前記バンパーの車幅方向と平行に差し込まれる。
特開２００６−３３７０２８号公報

ここで、バンパーの形状や超音波センサ装置の取り付け位置により、貫通孔からバンパーの車幅方向に対して貫通孔の鉛直上方にある屈曲部までの幅が狭い場合は、リテーナをバンパーの車幅方向と平行に差し込もうとすると、リテーナの腕部が屈曲部にぶつかってしまい、リテーナを差し込むことができないことがありえる。従って、このような場合は、リテーナを地面側から差し込むことが考えられる。

しかしながら、従来の超音波センサ装置の取り付け構造では、リテーナを地面側から差し込んだ場合に、車両振動などの影響により、リテーナが脱落し、その結果ベゼルも脱落してしまう虞があった。

本発明は、上記問題点に鑑み、リテーナを地面側から差し込んだ場合であっても、リテーナが脱落するのを防止することができる超音波センサ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の超音波センサ装置は、
貫通孔の形成されたバンパーに対し、前記バンパーの表側から挿入され、前記バンパーの表面側において前記貫通孔の開口縁部に当接するフランジ部と、前記フランジ部から前記貫通孔を通して前記バンパーの裏面側に突出する筒状の胴体部とを有し、前記胴体部には、前記胴体部の突出方向に対して垂直方向に延びた２本のスリットが形成されたベゼルと、
基部と、該基部から同一方向に延設された２本の腕部と、前記腕部から前記バンパー方向に延設された板ばね部とを備え、前記バンパーの地面側から、前記２本のスリットに前記２本の腕部をそれぞれ差し込むことにより、前記板ばね部の反力が前記胴体部を介して前記フランジ部に伝わり、該フランジ部が前記バンパー側に引き寄せられることを利用して、前記ベゼルを固定保持するリテーナと、
前記リテーナの２本の腕部に挟まれた前記胴体部に、前記２本の腕部の間を突き抜けるようにして挿入される突起部と、前記胴体部の外周面上に固定するための保持機構とを有する超音波センサからなり、
前記２本の腕部は、前記突起部が前記２本の腕部の間を突き抜ける位置と前記２本の腕部の先端部とで前記２本の腕部の間の幅が異なり、前記突起部が前記２本の腕部の間を突き抜ける位置での前記２本の腕部の間の幅は前記突起部の外径以上であり、前記２本の腕部の先端部の間の幅は、前記突起部の外径よりも狭くなっていることを特徴とする。

請求項１の超音波センサ装置は、このような構成を採用したことにより、リテーナに対して地面方向に向かう力が作用したとき、リテーナの先端部が突起部に接触することにより、リテーナの脱落を防止することができる。

請求項２に記載のように、２本のスリットと２本の腕部の何れか一方の摺動面上に凸部を形成し、他方に凹部を設けても良い。この場合、２本の腕部を２本のスリットの摺動面上の所定の位置で固定することができる。そのため、２本の腕部の間の幅が突起部の外径以上である部分が胴体部と重なる位置で固定することができ、超音波センサを装着する際に円滑に取り付け作業を行うことができる。

請求項３に記載のように、リテーナの板ばね部を基部からの距離が異なる位置に複数設け、基部からの距離が遠い板ばねの幅を基部からの距離が近い板ばねの幅よりも大きくなるように形成しても良い。これは、腕部が基部から延設されているため、同じばね力を腕部に加えた場合に、先端部が変形しやすいことを考慮したためである。つまり、基部からの距離が遠い板ばねの幅を大きくすることにより、変形しやすい先端部におけるばね力を大きくすることができ、板ばね部から腕部に加わる力を基部からの距離に関わらずほぼ均一にすることができる。

尚、請求項１〜３いずれかに記載の超音波センサ装置は、請求項４に記載のように突起部の内部に超音波を送受信するための振動子が配置されていても良い。この場合、振動子をよりバンパー表面に近い位置に配置することができ、超音波の伝達を効率的に行うことができる。

以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。

図１（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態における超音波センサ装置の取り付け状態を示す図であり、（ａ）はバンパーの表面側から見た正面図、（ｂ）は超音波センサ装置の概略構成を示す部分断面図、（ｃ）はバンパーの表面側の右前方から見た斜視図である。図２は、超音波センサ装置を構成するベゼルを示すものであり、ベゼルの胴体部の突出先端側から見た図である。図３は、ベゼルをバンパーに固定するためのリテーナの平面図である。図４は、超音波センサ装置を構成する超音波センサの側面図である。

図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、超音波センサ装置３００は、バンパー１００に形成された貫通孔１０１に挿入されるベゼル１０と、ベゼル１０をバンパー１００に固定するリテーナ２０と、超音波センサ３０とにより構成される。このとき、図１（ｂ）に示すように、超音波センサ３０はバンパー１００に対して所定の角度をつけて下方から取り付けられている。

ベゼル１０は、図１（ａ）〜（ｃ）及び図２に示すように、バンパー１００の表面側において貫通孔１０１の開口縁部に当接するフランジ部１１と、該フランジ部１１に連結し、貫通孔１０１を通してバンパー１００の裏面側に突出する筒状の胴体部１２とにより構成されている。尚、本実施形態において、ベゼル１０はガラス繊維で補強されたポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）を構成材料としており、バンパー１００は、合成樹脂を構成材料としている。

胴体部１２は、貫通孔１０１の孔形状に対応し、挿入しやすいように孔径に対して若干小さい外径を有する筒状に設けられており、筒状の内部に超音波センサ３０の突起部３１（後述する）を収容するように構成されている。また胴体部１２は、胴体部１２の突出先端から地面方向に所定の長さだけ延設された延設部１４ａと、延設部１４ａからバンパー１００と反対方向に直角に折れ曲げられた折り曲げ部１４ｂとからなるＬ字状の尾部１４を有している。折り曲げ部１４ｂには、当該折り曲げ部１４ｂの地面側の面に、断面が略三角形状の係止部１４ｃが設けられている。この係止部１４ｃは、折り曲げ部１４ｂの先端側に前記略三角形状の頂点が位置し、延設部１４ａ側に前記略三角形状の底辺が位置するように設けられている。

また、胴体部１２は、リテーナ２０の２本の腕部２２（後述する）を差し込むための２本のスリット１３を有する。このスリット１３は、胴体部１２の突出方向に対して垂直であって、胴体部１２の両側にそれぞれ設けられている。さらに、２本のスリット１３は後述するリテーナ２０の２本の腕部２２が挿入可能な幅を有する。尚、本実施形態においては、２本のスリット１３において、リテーナ２０の２本の腕部２２が摺動する摺動面には、それぞれリテーナ２０の２本の腕部２２を固定するための凸部（図示せず）が設けられている。

また、本実施形態においては、胴体部１２の外周面上の上側には、超音波センサ３０の爪部３３ｂ（後述する）に対応する孔部（図示せず）が設けられている。

リテーナ２０は、図１（ｂ）及び図３に示すように、基部２１と、該基部２１から同一方向に延設された２本の腕部２２と、腕部２２からバンパー１００方向に延設された板ばね部２３とにより構成される。ここで、腕部２２は、超音波センサ３０の突起部３１が腕部２２の間を突き抜ける位置と腕部２２の先端部とで腕部２２の間の幅が異なるように構成されている。具体的には、超音波センサの突起部３１が２本の腕部２２の間を突き抜ける位置での２本の腕部２２の間の幅ａは、超音波センサの突起部３１の外径Ｘ以上（Ｘ≦ａ）であり、２本の腕部２２の先端部の間の幅ｂは超音波センサの突起部３１の外径Ｘよりも狭くなる（Ｘ＞ｂ）ように構成されている。尚、本実施形態において、リテーナ２０は例えばＰＢＴなどよりも柔軟性があるポリオキシメチレン樹脂（ＰＯＭ）を構成材料としている。

本実施形態においては、板ばね部２３は、２本の腕部２２のそれぞれに２つずつ、基部２１からの距離が異なる位置に、２本の腕部２２の板ばねの位置が対称となるように設けられている。板ばね部２３は、弾性変形可能に構成されており、基部２１からの距離が遠い板ばね２３ａの幅が基部２１からの距離が近い板ばね２３ｂの幅よりも大きくなるように構成されている。

基部２１からの距離が遠い板ばね２３ａの幅を大きくすることにより、同じばね力を加えた場合に変形しやすい先端部におけるばね力を大きくすることができ、その結果、それぞれの板ばね部２３ａ，ｂから腕部２２に加わる力を基部２１からの距離に関わらずほぼ均一にすることができる。

腕部２２は、本実施形態において、基部２１から垂直に、所定の長さまで延設されている。また、２本の腕部２２にはそれぞれ２本のスリット１３に設けられた凸部に対応する凹部（図示せず）が設けられている。尚、２本のスリット１３に凹部を設け、２本の腕部２２に凸部を設けても良い。

本実施形態では、基部２１に、基部２１からバンパー１００の裏面側に屈曲した屈曲部２４を設けている。これにより、基部２１が過度に変形しないように剛性を高めることができる。また、屈曲部２４はそのほぼ中央に円弧状の切り欠き部２５を有する。

超音波センサ３０は、図４に示すように、突起部３１及びベゼル１０の胴体部１２の外周面上に固定するための保持機構を備えている。また超音波センサ３０は、少なくとも超音波を発信し、障害物にて反射された超音波を受信する超音波振動子（図示せず）を備えるものであり、その超音波振動子は、突起部３１の内部に配置されている。本実施形態においては、超音波センサ３０は、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）を構成材料としている。

保持機構は、超音波センサ３０の突起部３１の上方に位置するピン部３３ａと突起部３１の下方に位置する保持部３４とからなる。ピン部３３ａの先端には、超音波センサ３０をベゼル１０に固定するための略三角形状の爪部３３ｂが設けられている。またピン部３３ａの末端には、開閉操作点となるように取り付けられたばねを有する付け根部分３３ｃが設けられている。このため、ピン部３３ａは付け根部分３３ｃを押下することにより、その略中央付近を支点として回動可能に構成されている。尚、保持部３４には、所定の位置に、ベゼル１０の尾部１４の折り曲げ部１４ｂと係止部１４ｃが挿入されるのに十分な空洞（図示せず）が設けられている。

超音波センサ３０が、バンパー１００に対して所定の角度をつけて下方から取り付けられているのは、バンパー１００が地面方向に向かうよう僅かに傾けて設けられている場合でも、超音波センサ３０の突起部３１の先端面が地面に対して略垂直方向になるようにするためである。

ベゼル１０の胴体部１２に尾部１４を設けたことより、バンパー１００の貫通孔１０１に挿入された状態のベゼル１０が、簡単にバンパー１００の表面側に脱落してしまうことなく安定した状態でバンパー１００の貫通孔１０１に保持される。さらに、尾部１４の折り曲げ部１４ｂが超音波センサ３０の保持部３４に挿入されるため、超音波センサ３０をしっかりと保持することができる。

リテーナ２０の屈曲部２４のほぼ中央に円弧状の切り欠き部２５を有することにより、本実施形態においては、超音波センサ３０をベゼル１０から取り外すことが容易となっている。つまり、超音波センサ３０を取り外す際には、超音波センサ３０のピン部３３ａの付け根部分３３ｃを地面側に押すことにより爪部３３ｂ側を開きつつ、ベゼル１０の尾部１４の係止部１４ｃと保持部３４との係止状態を解除することが必要である。このため、超音波センサ３０を上下方向から挟むようにしてピン部３３ａの付け根部分３３ｃに力を加えるとともに、超音波センサ３０を下方向に動かすことにより、保持部３４からベゼル１０の折り曲げ部１４ｂを抜く。このような取り外し作業を行う際に、作業者は切り欠き部２５によって、指を入れるための空間ができ、作業がしやすくなる。

次に、図５に基づいて、バンパー１００に対して超音波センサ装置３００を取り付ける方法を説明する。尚、図５（ａ）は貫通孔１０１の形成されたバンパー１００を示す図であり、（ｂ）はバンパー１００に形成された貫通孔１０１にベゼル１０を挿入した状態を示す図であり、（ｃ）はバンパー１００に形成された貫通孔１０１に挿入されたベゼル１０に対してリテーナ２０を取り付けた状態を示す図であり、（ｄ）はバンパー１００に形成された貫通孔１０１に挿入され、リテーナ２０で固定されたベゼル１０に対して、超音波センサ３０を取り付けた状態を示す図である。

図５（ｂ）に示すように、貫通孔１０１の形成されたバンパー１００に対し、まず上述したベゼル１０を取り付ける。具体的には、胴体部１２の突出先端を先頭にバンパー１００の表面側から貫通孔１０１に挿入する。

そして、フランジ部１１がバンパー１００の表面側の貫通孔周縁に接触するまで押し込んだ状態で、胴体部１２が貫通孔１０１を貫通し、バンパー１００の裏面側に配置される。

次に、図５（ｃ）に示すように、貫通孔１０１に挿入されたベゼル１０に対し、上述したリテーナ２０を取り付ける。具体的には、バンパー１００の地面側から、リテーナ２０の２本の腕部２２をベゼル１０の２本のスリット１３にそれぞれ差し込むようにして挿入する。そして、２本の腕部２２の間の幅が突起部３１の外径以上である部分が胴体部１２と重なった状態で、スリット１３の摺動面上に設けられた凸部（図示せず）と２本の腕部２２に設けられた凹部（図示せず）が嵌合し、２本の腕部２２が所定の位置に保持される。

このとき、腕部２２から延設された板ばね部２３は、その先端をバンパー１００の裏面に接触させた状態となる。これにより、ベゼル１０はリテーナ２０の板ばね部２３の反力により、フランジ部１１がバンパー１００表面の貫通孔周縁にしっかりと固定された状態となる。

そして、図５（ｄ）に示すように、ベゼル１０がリテーナ２０によって固定された状態で、上述した超音波センサ３０を取り付ける。具体的には、本実施形態においては、超音波センサ３０の突起部３１の突出先端を先頭にベゼル１０の筒状の胴体部１２内に挿入するとともに、超音波センサ３０の保持部３４に設けられた空洞（図示せず）にベゼル１０の折り曲げ部１４ｂを挿入する。さらに、超音波センサ３０の爪部３３ｂがベゼル１０の胴体部１２の外周面上に設けられた孔部（図示せず）に係合され、同時にベゼル１０の係止部１４ｃが保持部３４の裏面側に係止されることにより、超音波センサ３０が所定の位置に保持される。

このように、本実施形態における超音波センサ装置３００によると、リテーナ２０を地面側から取り付けた場合でも、リテーナ２０に対して地面方向に向かう力が作用したとき、リテーナ２０の２本の腕部２２の先端部が超音波センサ３０の突起部３１に接触することにより、リテーナ２０の脱落を防止することができ、ベゼル１０をしっかりとバンパー１００に固定することができる。

本実施形態における超音波センサ装置の取り付け状態を示す図であり、（ａ）はバンパーの表面側から見た正面図、（ｂ）は超音波センサ装置の概略構成を示す部分断面図、（ｃ）はバンパーの表面側の右前方から見た斜視図である。 超音波センサ装置を構成するベゼルを示すものであり、ベゼルの胴体部の突出先端側から見た図である。 ベゼルをバンパーに固定するためのリテーナの平面図である。 超音波センサ装置を構成する超音波センサの側面図である。 バンパー１００に対して超音波センサ装置３００を取り付ける方法を説明する図であり、（ａ）は貫通孔１０１の形成されたバンパー１００を示す図であり、（ｂ）はバンパー１００に形成された貫通孔１０１にベゼル１０を挿入した状態を示す図であり、（ｃ）はバンパー１００に形成された貫通孔１０１に挿入されたベゼル１０に対してリテーナ２０を取り付けた状態を示す図であり、（ｄ）はバンパー１００に形成された貫通孔１０１に挿入され、リテーナ２０で固定されたベゼル１０に対して、超音波センサ３０を取り付けた状態を示す図である。

符号の説明

１０・・・ベゼル
１１・・・フランジ部
１２・・・胴体部
１３・・・２本のスリット
１４・・・尾部
１４ａ・・・延設部
１４ｂ・・・折り曲げ部
１４ｃ・・・係止部
２０・・・リテーナ
２１・・・基部
２２・・・２本の腕部
２３・・・板ばね部
２３ａ・・・基部からの距離が遠い板ばね
２３ｂ・・・基部からの距離が近い板ばね
２４・・・屈曲部
２５・・・切り欠き部
３０・・・超音波センサ
３１・・・突起部
３３ａ・・・ピン部
３３ｂ・・・爪部
３３ｃ・・・付け根部分
３４・・・保持部
１００・・・バンパー
１０１・・・貫通孔
３００・・・超音波センサ装置

Claims (4)

1. 貫通孔の形成されたバンパーに対し、前記バンパーの表側から挿入され、前記バンパーの表面側において前記貫通孔の開口縁部に当接するフランジ部と、前記フランジ部から前記貫通孔を通して前記バンパーの裏面側に突出する筒状の胴体部とを有し、前記胴体部には、前記胴体部の突出方向に対して垂直方向に延びる２本のスリットが形成されたベゼルと、
   基部と、該基部から同一方向に延設された２本の腕部と、前記腕部から前記バンパー方向に延設された板ばね部とを備え、前記バンパーの地面側から、前記２本のスリットに前記２本の腕部をそれぞれ差し込むことにより、前記板ばね部の反力が前記胴体部を介して前記フランジ部に伝わり、該フランジ部が前記バンパー側に引き寄せられることを利用して、前記ベゼルを固定保持するリテーナと、
   前記リテーナの２本の腕部に挟まれた前記胴体部に、前記２本の腕部の間を突き抜けるようにして挿入される突起部と、前記胴体部の外周面上に固定するための保持機構とを有する超音波センサと、を備える超音波センサ装置であって、
   前記２本の腕部は、前記突起部が前記２本の腕部の間を突き抜ける位置と前記２本の腕部の先端部とで前記２本の腕部の間の幅が異なり、前記突起部が前記２本の腕部の間を突き抜ける位置での前記２本の腕部の間の幅は前記突起部の外径以上であり、前記２本の腕部の先端部の間の幅は、前記突起部の外径よりも狭くなっており、その結果前記リテーナに対して地面方向に向かう力が作用したとき、前記リテーナの先端部が前記突起部に接触して、前記リテーナの脱落を防止することを特徴とする超音波センサ装置。
2. 前記２本のスリットと前記２本の腕部の何れか一方の摺動面上に凸部を形成し、他方に凹部を設けることにより、前記２本のスリットは前記２本の腕部を固定することを特徴とする請求項１記載の超音波センサ装置。
3. 前記リテーナは、前記板ばね部を前記基部からの距離が異なる位置に複数設け、前記基部からの距離が遠い板ばねの幅が前記基部からの距離が近い板ばねの幅よりも大きくなるように形成されることを特徴とする請求項１記載の超音波センサ装置。
4. 前記突起部の内部に、超音波を送受信するための振動子が配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の超音波センサ装置。

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