JP5548560B2 - 空中用超音波送受波器 - Google Patents
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Description
本発明は、超音波周波数帯の送信、受信を行う空中用超音波送受波器に関するものである。
従来の実施の形態に関わる超音波送受波器において、これを車のバンパー等に埋め込み設置し、周辺の障害物を検出する場合、超音波送受波器にパルスバースト電気信号を入力することで超音波送受波器からその入力パルスバースト電気信号に応じた超音波信号が発振され、発振された超音波信号は障害物に到達した後、その障害物で反射し、超音波信号の一部は同じ超音波送受波器に戻ってくる。超音波送受波器はその反射信号を受信することで障害物を検出しバックセンサ、コーナーセンサを成している。
従来の実施の形態に関わる超音波送受波器において、図３にその概略縦断面図を表す。図３は従来の実施の形態に関わる超音波送受波器における有底筒状ケースの概略上面図および断面図を表す。図３において、アルミニウム材等から成る内部が長方形状の有底筒状ケース２の底面内部に圧電素子１を接着しユニモルフ振動子を構成する。圧電素子１の有底筒状ケース２との接着面側の反対面から入出力リード５a、有底筒状ケース２から入出力リード５ｂを半田付け等をして取り出す。圧電素子１の有底筒状ケース２との接着面側と有底筒状ケース２とは電気的に接続されており、更に圧電素子１と入出力リード５a及び、有底筒状ケース２と入出力リード５ｂは電気的に接続されている。入出力リード５ａおよび５ｂはＰＶＣ被覆ワイヤ付きコネクタ６のワイヤにそれぞれ半田付けされている。圧電素子１の上面にシリコーン発泡体等から成る吸音材３を設置し、更にその上からシリコーン材、ウレタン材等の弾性体から成る封止剤４を有底筒状ケース２内に充填して構成されている。有底筒状ケース２の側面開口部はすべてシリコーン材、ウレタン材等からなる充填材７を充填しておく必要がある。
従来の実施の形態に関わる超音波送受波器において、有底筒状ケースの内部が長方形状の広い側が水平方向、狭い側が垂直方向となり、求められる指向特性として水平の指向性は広く、垂直方向は狭くする必要がある。これは、車両等に設置された場合、水平方向は広域な検出範囲を確保するものと、垂直は路面などの誤検出を抑えるためのものである。垂直方向の指向性を狭くするため図４の様に有底筒状ケース７の内部の長方形状の狭い側の側面に開口部を設けるという発明がなされているが、これは市場動向として検出距離の長い用途として応用が始まっている。しかし、検出距離を長く取るため大きな回路利得となっており水平方向の感度も必然的に上がり、車両幅よりも広い検出範囲となり必要以上の物体などの検出をしてシステム運用に支障をきたすものである。
特開２００６−３４５２７１
谷腰欣司著 「超音波とその使い方−超音波送受波器・超音波モータ」 日刊工業新聞 １９９４年
従来の実施の形態に関わる超音波送受波器において、図３にその概略縦断面図を表す。図３は従来の実施の形態に関わる超音波送受波器における有底筒状ケースの概略上面図および断面図を表す。図３において、アルミニウム材等から成る内部が長方形状の有底筒状ケース２の底面内部に圧電素子１を接着しユニモルフ振動子を構成する。圧電素子１の有底筒状ケース２との接着面側の反対面から入出力リード５a、有底筒状ケース２から入出力リード５ｂを半田付け等をして取り出す。圧電素子１の有底筒状ケース２との接着面側と有底筒状ケース２とは電気的に接続されており、更に圧電素子１と入出力リード５a及び、有底筒状ケース２と入出力リード５ｂは電気的に接続されている。入出力リード５ａおよび５ｂはＰＶＣ被覆ワイヤ付きコネクタ６のワイヤにそれぞれ半田付けされている。圧電素子１の上面にシリコーン発泡体等から成る吸音材３を設置し、更にその上からシリコーン材、ウレタン材等の弾性体から成る封止剤４を有底筒状ケース２内に充填して構成されている。有底筒状ケース２の側面開口部はすべてシリコーン材、ウレタン材等からなる充填材７を充填しておく必要がある。
従来の実施の形態に関わる超音波送受波器において、有底筒状ケースの内部が長方形状の広い側が水平方向、狭い側が垂直方向となり、求められる指向特性として水平の指向性は広く、垂直方向は狭くする必要がある。これは、車両等に設置された場合、水平方向は広域な検出範囲を確保するものと、垂直は路面などの誤検出を抑えるためのものである。垂直方向の指向性を狭くするため図４の様に有底筒状ケース７の内部の長方形状の狭い側の側面に開口部を設けるという発明がなされているが、これは市場動向として検出距離の長い用途として応用が始まっている。しかし、検出距離を長く取るため大きな回路利得となっており水平方向の感度も必然的に上がり、車両幅よりも広い検出範囲となり必要以上の物体などの検出をしてシステム運用に支障をきたすものである。
解決しようとしている課題は有底筒状ケースの内部が長方形状の狭い側の側面に開口部を設けた空中用超音波送受波器において、水平方向の指向性が車両幅よりはみ出し必要以上の検出範囲となる事である。
有底筒状ケースの底面内部に圧電素子を貼り合わせてユニモルフ振動子を構成し、この振動体のケース外側面にて超音波の送信、受信を行う超音波送受波器において、有底筒状ケースの側壁に開口部を設けることにより、内部が長方形状の有底筒状ケースの狭い側の側面に設けた開口部が狭い側の中心軸より開口部の中心軸を一方にずらす事で水平指向性を偏心させて車両幅より検出範囲がはみ出さないようにする。
内部が長方形状の有底筒状ケースの狭い側の側面に設けた開口部が狭い側の中心軸より開口部の中心軸を一方にずらす事で水平指向性を偏心させる事で車両幅より検出範囲がはみ出さないようにする事が出来る。
車載用コーナーセンサ等に用いる際、バンパー等に埋め込み設置し、長距離から近距離まで安定した障害物検知を誤作動無く良好な検知範囲の確保を高い信頼性と安定性で実現出来る。
図１は本発明の実施の形態に関わる超音波送受波器の概略縦断面図を表す。図１は本発明の実施の形態に関わる超音波送受波器における有底筒状ケースを用いた概略側面図および断面図を表す。図１おいて、アルミニウム材等から成る内部が長方形状の有底筒状ケース１１は狭い側の側面に狭い側の中心軸より開口部の中心軸を一方にずらした開口部を設けてある。このとき、有底筒状ケースの中心軸は中心軸１２、開口部中心軸は中心軸１３で示している。尚、開口部はアルミニウム材等から成る有底筒状ケース１１の底面から離れていても良く、また開口部はケース上面まで完全に達していても良い。これに両面に電極を設けた圧電素子１の有底筒状ケース１１との接着面側の反対面と圧電素子１から入出力リード５a、又、有底筒状ケース１１から入出力リード５ｂを半田付け等によって取り出す。圧電素子１の有底筒状ケース１１の接着面側電極と有底筒状ケース１１とは電気的に接続されており、有底筒状ケース８の背面開口部に樹脂モールド８と金属製端子９から構成されるモールドを弾性材料から成るスペーサ１０を介して有底筒状ケースに固定し、圧電素子１からの入出力リード５a及び、有底筒状ケース１１からの入出力リード５ｂと樹脂モールド８の金属端子９に半田付け等により電気的に接続する。圧電素子１の上面に発泡シリコーン等から成る吸音材３を載置して、有底筒状ケース１１の背面開口部から内部にかけて金属製端子９の一部を覆うようにシリコーン材、ウレタン材等から成る封止剤４を有底筒状ケース１１内部に充填し構成する。有底筒状ケース１１の側面開口部はすべてシリコーン材、ウレタン材等からなる充填材７を充填しておく必要がある。
図２は本発明の実施の形態に関わる別の超音波送受波器の概略縦断面図を表す。図２は本発明の実施の形態に関わる超音波送受波器における有底筒状ケースを用いた概略側面図および断面図を表す。図２おいて、アルミニウム材等から成る内部が長方形状の有底筒状ケース１１は狭い側の側面に狭い側の中心軸より開口部の中心軸を一方にずらした開口部を設けてある。このとき、有底筒状ケースの中心軸は中心軸１２、開口部中心軸は中心軸１３で示している。尚、開口部はアルミニウム材等から成る有底筒状ケース１１の底面から離れていても良く、また開口部はケース上面まで完全に達していても良い。これに両面に電極を設けた圧電素子１の有底筒状ケース１１との接着面側の反対面と圧電素子１から入出力リード５a、又、有底筒状ケース１１から入出力リード５ｂを半田付け等によって取り出す。圧電素子１の有底筒状ケース１１との接着面側電極と有底筒状ケース１１とは電気的に接続されており、更に、圧電素子１と入出力リード５a及び、有底筒状ケース１１と入出力リード５ｂとは電気的に接続されている。圧電素子１の上面に発泡シリコーン等から成る吸音材３を載置して、入出力リード５ａおよび５ｂはＰＶＣ被覆ワイヤ付きコネクタ６のワイヤにそれぞれ半田付けされている。その上からシリコーン材、ウレタン材等から成る封止剤４を有底筒状ケース１１内部に充填し構成する。有底筒状ケース１１の側面開口部はすべてシリコーン材、ウレタン材等からなる充填材７を充填しておく必要がある。
図４は従来の実施の形態に関わる超音波送受信器と本発明の実施の形態に関わる超音波送受信器の指向特性を比較したものである。本発明の実施の形態における指向性は内部が長方形状の有底筒状ケースの狭い側の側面に設けた開口部が狭い側の中心軸より開口部の中心軸を一方にずらしたことでその方向に指向性の中心軸を偏心させることが出来る。
図５は従来の実施の形態に関わる超音波送受信器を用いたバックセンサの検出範囲の模式図、図６は従来の実施の形態に関わる超音波送受信器と本発明の実施の形態に関わる超音波送受信器を用いたバックセンサの検出範囲の比較模式図を示したものである。図５の様に従来の実施の形態に関わる超音波送受信器を用いたバックセンサは水平方向の検出範囲が広すぎて車両幅より広くなり余計な部分まで検出してしまっている。これに比べ図６の様に本発明の実施の形態に関わる超音波送受信器を用いたバックセンサでは水平方向の指向性を車両の内側に偏心させる事で検出範囲が車両幅よりはみ出さないようにすることが可能となり意図した理想的な検出範囲を得ることが出来る。
図２は本発明の実施の形態に関わる別の超音波送受波器の概略縦断面図を表す。図２は本発明の実施の形態に関わる超音波送受波器における有底筒状ケースを用いた概略側面図および断面図を表す。図２おいて、アルミニウム材等から成る内部が長方形状の有底筒状ケース１１は狭い側の側面に狭い側の中心軸より開口部の中心軸を一方にずらした開口部を設けてある。このとき、有底筒状ケースの中心軸は中心軸１２、開口部中心軸は中心軸１３で示している。尚、開口部はアルミニウム材等から成る有底筒状ケース１１の底面から離れていても良く、また開口部はケース上面まで完全に達していても良い。これに両面に電極を設けた圧電素子１の有底筒状ケース１１との接着面側の反対面と圧電素子１から入出力リード５a、又、有底筒状ケース１１から入出力リード５ｂを半田付け等によって取り出す。圧電素子１の有底筒状ケース１１との接着面側電極と有底筒状ケース１１とは電気的に接続されており、更に、圧電素子１と入出力リード５a及び、有底筒状ケース１１と入出力リード５ｂとは電気的に接続されている。圧電素子１の上面に発泡シリコーン等から成る吸音材３を載置して、入出力リード５ａおよび５ｂはＰＶＣ被覆ワイヤ付きコネクタ６のワイヤにそれぞれ半田付けされている。その上からシリコーン材、ウレタン材等から成る封止剤４を有底筒状ケース１１内部に充填し構成する。有底筒状ケース１１の側面開口部はすべてシリコーン材、ウレタン材等からなる充填材７を充填しておく必要がある。
図４は従来の実施の形態に関わる超音波送受信器と本発明の実施の形態に関わる超音波送受信器の指向特性を比較したものである。本発明の実施の形態における指向性は内部が長方形状の有底筒状ケースの狭い側の側面に設けた開口部が狭い側の中心軸より開口部の中心軸を一方にずらしたことでその方向に指向性の中心軸を偏心させることが出来る。
図５は従来の実施の形態に関わる超音波送受信器を用いたバックセンサの検出範囲の模式図、図６は従来の実施の形態に関わる超音波送受信器と本発明の実施の形態に関わる超音波送受信器を用いたバックセンサの検出範囲の比較模式図を示したものである。図５の様に従来の実施の形態に関わる超音波送受信器を用いたバックセンサは水平方向の検出範囲が広すぎて車両幅より広くなり余計な部分まで検出してしまっている。これに比べ図６の様に本発明の実施の形態に関わる超音波送受信器を用いたバックセンサでは水平方向の指向性を車両の内側に偏心させる事で検出範囲が車両幅よりはみ出さないようにすることが可能となり意図した理想的な検出範囲を得ることが出来る。
本発明は、車のバックセンサのみならず、防滴型超音波送受波器が利用されている様々な分野に適用できる。
１ 圧電素子
２ 有底筒状ケース
３ 吸音材
４ 封止剤
５ａ 入出力リード
５ｂ 入出力リード
６ ＰＶＣ被覆ワイヤ付きコネクタ
７ 側面充填材
８ 樹脂製モールド
９ 金属製端子
１０ スペーサ
１１ 本発明の実施の形態に関わる有底筒状ケース
１２ 有底筒状ケースの中心軸
１３ 本発明の実施の形態に関わる有底筒状ケースの側面開口部の中心軸
２ 有底筒状ケース
３ 吸音材
４ 封止剤
５ａ 入出力リード
５ｂ 入出力リード
６ ＰＶＣ被覆ワイヤ付きコネクタ
７ 側面充填材
８ 樹脂製モールド
９ 金属製端子
１０ スペーサ
１１ 本発明の実施の形態に関わる有底筒状ケース
１２ 有底筒状ケースの中心軸
１３ 本発明の実施の形態に関わる有底筒状ケースの側面開口部の中心軸
Claims (1)
- 有底筒状ケースの底面内部に圧電素子を貼り合わせユニモルフ振動子を形成し、ユニモルフ振動子の振動によって超音波の送受信を行う空中用超音波送受波器において、内部が長方形状の有底筒状ケースの狭い側の側面に設けた開口部が狭い側の中心軸より開口部の中心軸を一方にずらしたことを特徴とする空中用超音波送受波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010200834A JP5548560B2 (ja) | 2010-09-08 | 2010-09-08 | 空中用超音波送受波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010200834A JP5548560B2 (ja) | 2010-09-08 | 2010-09-08 | 空中用超音波送受波器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012060358A JP2012060358A (ja) | 2012-03-22 |
| JP5548560B2 true JP5548560B2 (ja) | 2014-07-16 |
Family
ID=46056933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010200834A Active JP5548560B2 (ja) | 2010-09-08 | 2010-09-08 | 空中用超音波送受波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5548560B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005039689A (ja) * | 2003-07-18 | 2005-02-10 | Nippon Ceramic Co Ltd | 超音波センサ |
| JP2006345271A (ja) * | 2005-06-09 | 2006-12-21 | Nippon Ceramic Co Ltd | 超音波送受波器 |
| CN101258771B (zh) * | 2005-09-09 | 2011-07-27 | 株式会社村田制作所 | 超声波传感器 |
-
2010
- 2010-09-08 JP JP2010200834A patent/JP5548560B2/ja active Active
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2012060358A (ja) | 2012-03-22 |
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