JP6436413B2

JP6436413B2 - エネルギー波装置、並びに、該エネルギー波装置を用いた物体検知装置

Info

Publication number: JP6436413B2
Application number: JP2014130530A
Authority: JP
Inventors: 崇志辻
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2014-06-25
Filing date: 2014-06-25
Publication date: 2018-12-12
Anticipated expiration: 2034-06-25
Also published as: JP2016008917A

Description

本発明は、固定対象に対して固定して用いられるエネルギー波装置、並びに、該エネルギー波装置を用いた物体検知装置に関する。

従来、例えば自動車のバンパーのような扁平な固定対象に固定して用いられるエネルギー波装置が提供されている（例えば、特許文献１参照）。上記のようなエネルギー波装置としては、エネルギー波としての超音波を検知範囲に対して送信するとともに検知範囲からの超音波を受信する物体検知装置がある。上記の物体検知装置においては、送信された超音波が検知範囲内の物体で反射された反射波が受信されるか否かに基づいて検知範囲における物体の有無が判定される。

固定対象には予め厚さ方向に貫通する貫通孔である露出孔が設けられ、上記のエネルギー波装置は露出孔に挿通される形で固定される。固定対象がバンパーの場合、エネルギー波装置は露出孔を通じて一部をバンパーの外側に露出させる。バンパーの外側に露出する上記の一部には、エネルギー波の送信と受信との少なくとも一方に用いられる圧電素子が保持される。

特開２００５−３０８０１４号公報

露出孔が円形状であって、エネルギー波装置が固定対象の厚さ方向の両側から固定対象を挟むことで固定対象に対するエネルギー波装置の固定が達成される場合、エネルギー波装置が固定対象に対して露出孔の中心軸周りに回転してしまう可能性がある。そして、出射方向毎のエネルギー波の強度の分布や入射方向毎の感度の分布といった特性が軸対称でない場合、上記のように固定対象に対してエネルギー波装置が回転すると、上記の特性が変化してしまう。

そこで従来は、露出孔の形状を多角形状とするとともに、露出孔の角に係入する凸部をエネルギー波装置の外周面に設けることで、固定対象に対するエネルギー波装置の回転を防止していた。

しかしながら、円形状の露出孔は例えばドリルやホールソーを用いて比較的に容易に形成できるのに対し、上記のような多角形状の露出孔は、円形状の露出孔に比べて形成が難しい。

本発明の目的は、露出孔が円形状であっても固定対象に対する回転が防止されるエネルギー波装置、並びに、該エネルギー波装置を用いた物体検知装置を提供することにある。

本発明に係るエネルギー波装置は、厚さ方向に貫通した円形状の露出孔を有する固定対象に固定されるエネルギー波装置であって、前記露出孔に挿通されてエネルギー波の送信と受信との少なくとも一方を行う円柱形状の本体部、並びに、それぞれ本体部から径方向に突出する少なくとも１個の凸部を有する本体ブロックと、前記固定対象に固定される回転止め部材とを備え、前記回転止め部材は、少なくとも１個の前記凸部を前記露出孔の周方向に沿った方向の両側から挟む挟み部を少なくとも１個有し、前記回転止め部材は、前記本体ブロックの一部を囲み、前記本体ブロックは、前記本体部の軸方向において前記凸部から離間し前記露出孔に挿通不可能な鍔部を有し、前記鍔部と前記凸部との間に前記固定対象が挟まれることで、前記本体ブロックは前記固定対象に対する移動であって前記固定対象の厚さ方向への移動を禁止されることを特徴とする。

上記のエネルギー波装置において、前記凸部は、少なくとも、前記本体部の径方向の両側にそれぞれ設けられていることが望ましい。

上記のエネルギー波装置において、前記回転止め部材は前記固定対象に予め描かれた位置決め線の位置に合わせて固定されてもよい。

上記のエネルギー波装置において、前記回転止め部材は、前記固定対象に予め設けられた位置決め用凸部が係入する位置決め用穴を有し、前記位置決め用穴に前記位置決め用凸部が係入することで前記固定対象に対して位置決めされてもよい。

本発明に係る物体検知装置は、上記いずれかのエネルギー波装置を備え、前記本体ブロックの本体部は、検知範囲に対するエネルギー波の送信と、前記検知範囲内の物体で反射された反射波の受信とを行うものであって、前記エネルギー波装置における前記反射波の受信の有無に基づいて前記検知範囲における物体を検知する検知回路を備えることを特徴とする。

本発明によれば、露出孔が円形状であっても、固定対象に固定された回転止め部材の挟み部が本体ブロックの凸部を露出孔の周方向に沿った方向の両側から挟むことで、露出孔周りでの本体ブロックの回転が阻止される。

また、回転止め部材は本体ブロックの一部を囲み全周は囲まないので、回転止め部材が本体ブロックを囲む環形状とされる場合に比べ、回転止め部材の面積を小さくすることができ、また、材料費を抑えることができる。

本発明の実施形態に係るエネルギー波装置が固定対象に固定された状態を示す斜視図である。上記のエネルギー波装置の使用状態の一例を示す説明図である。上記のエネルギー波装置におけるホルダと回転止め部材とを示す前側から見た斜視図である。上記のエネルギー波装置におけるホルダと回転止め部材とを示す後側から見た斜視図である。上記のエネルギー波装置におけるホルダと回転止め部材とを示す背面図である。上記のエネルギー波装置におけるホルダと回転止め部材とが固定対象に固定された状態を示す斜視図である。上記のエネルギー波装置における回転止め部材を示す斜視図である。上記のエネルギー波装置における回転止め部材が固定対象に固定された状態を示す斜視図である。上記のエネルギー波装置が取り付けられる固定対象の一例を示す斜視図である。図９の固定対象に回転止め部材が固定された状態を示す斜視図である。上記のエネルギー波装置が取り付けられる固定対象と回転止め部材との別の例を示す斜視図である。図１１の例において回転止め部材が固定対象に固定された状態を示す斜視図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、本実施形態のエネルギー波装置１は、厚さ方向に貫通した円形状の露出孔２０を有する扁平な固定対象２に固定される。固定対象２は例えば図２に示すように自動車８のバンパーであり、エネルギー波装置１は例えば自動車８の後方もしくは前方の所定の検知範囲１０における物体の検知に用いられる。以下、固定対象２に固定された状態で固定対象２の厚さ方向に向けられる方向のうち、検知範囲１０が形成される方向（つまり、エネルギー波が送信または受信される方向）を前方向と呼び、検知範囲１０が形成されない方向を後方向と呼ぶ。

エネルギー波装置１は、本体ブロック３と、回転止め部材４とからなる。

本体ブロック３は、超音波の送信と受信との少なくとも一方を行う装置本体５と、固定対象２に固定されて装置本体５を保持するホルダ６とからなる。

装置本体５は、軸方向を前後方向に向けた円柱形状のボス部５１と、ボス部５１の後端に連結された直方体形状の回路部５２と、回路部５２の側面から突出して外部回路（図示せず）との接続に用いられるコネクタ部５３とを有する。ボス部５１の前端部には、エネルギー波としての超音波の送信と受信との少なくとも一方に用いられる圧電素子（図示せず）が収納及び保持されている。すなわち、超音波はボス部５１の前面から出入りする。回路部５２には、上記の圧電素子と上記の外部回路との間で増幅やノイズ除去などの信号処理を行う信号処理回路を構成する回路部品が収納される。コネクタ部５３は、上記の信号処理回路と外部回路との電気的接続のためのコネクタを構成する。コネクタ部５３は、具体的には例えば、金属のような導電材料からなり上記の信号処理回路に電気的に接続された接触子５３１が、樹脂のような絶縁材料からなる筒形状の構造の内側に保持されてなる。上記の信号処理回路やコネクタは周知技術で実現可能であるので、詳細な図示並びに説明は省略する。

ホルダ６は例えば樹脂製の１個の部品からなり、図３〜図５に示すように、全体として装置本体５のボス部５１を囲む円筒形状の筒部６１と、筒部６１の前端部から全周にわたって径方向の外側へ突出する環形状の鍔部６２とを有する。すなわち、ホルダ６の筒部６１と装置本体５のボス部５１とで、全体として円柱形状であって露出孔２０に挿通されエネルギー波（超音波）の送信と受信との少なくとも一方を行う本体部が構成される。さらに、ホルダ６は、筒部６１の外周面から径方向の外側へ弾性的に突出し、前端面が鍔部６２の後面に対し間に隙間を開けて（つまり鍔部６２に対し筒部６１の軸方向に離間して）対向する８個の固定凸部６３を備える。固定凸部６３は２個ずつが連結片６４を介して互いに連結されて連動する。連結片６４を介して互いに連結された固定凸部６３の組は、筒部６１の周方向に並べて等間隔に（つまり約９０°おきに）設けられている。すなわち、固定凸部６３は筒部６１の径方向の両側にそれぞれ設けられている。また、各固定凸部６３は、それぞれ、後端部においてのみ筒部６１に連結されており、筒部６１との連結部付近が弾性変形することで、筒部６１の外周面からの突出寸法を可変とされている。さらに、各固定凸部６３は、それぞれ、後端へ向かって筒部６１からの突出寸法を小さくするように傾斜した傾斜面を有する。

露出孔２０の内径は、ホルダ６の筒部６１の外径よりも大きく且つ鍔部６２の外径よりも小さくされる。つまり、露出孔２０には鍔部６２は挿通不可能となっている。

ホルダ６を固定対象２に固定する際には、固定対象２の前側からホルダ６の後端部を露出孔２０に押し込む。すると、各固定凸部６３の傾斜面が露出孔２０の内周面に押されることでホルダ６が一時的に弾性変形する。やがて各固定凸部６３がそれぞれ固定対象２の後側に達するとホルダ６が弾性復帰することで図６に示すように各固定凸部６３がそれぞれ固定対象２の後側に位置する。ここにおいて、固定対象２が前後方向（つまり厚さ方向）において鍔部６２と各固定凸部６３との間に挟まれることで、固定対象２に対するホルダ６の移動であって前後方向（すなわち固定対象２の厚さ方向）への移動が禁止される。その後、装置本体５をホルダ６に対して結合させて本体ブロック３を構成する。装置本体５をホルダ６に対して結合させる手段としては、凹凸係合や嵌合といった周知の手段を適宜採用することができる。

以下、本発明の特徴である、回転止め部材４について説明する。

回転止め部材４は例えば樹脂からなり、図７に示すように、装置本体５が挿通される本体挿通部４０を有する平板形状であって、図８に示すように両面テープ７１を用いて厚さ方向の一面を固定対象２の後面に貼着される。本体挿通部４０は厚さ方向の両側と厚さ方向に交差する方向の一方側とに開放されており、回転止め部材４は全体として装置本体５を筒部６１の径方向において挟むＣ字形状となっている。また、本体挿通部４０の内周面の３箇所には、それぞれ、１組ずつの固定凸部６３が挿入される回転止め凹部４０１が設けられている。すなわち、図５に示すように３組の固定凸部６３がそれぞれ筒部６１の周方向（つまり露出孔２０の周方向に沿った方向）において回転止め凹部４０１の内面に挟まれることで、回転止め部材４に対する本体ブロック３の回転が禁止される。つまり、回転止め凹部４０１の内面が挟み部を構成している。さらに、回転止め部材４が固定対象２に固定されていることで、固定対象２に対する本体ブロック３の回転が禁止される。なお、固定対象２に対する回転止め部材４の固定方法としては、上記のような両面テープ７１を用いた貼着のほか、接着剤による接着や、ねじ止めや、溶着といった、他の周知の固定方法を採用してもよい。

なお、固定対象２に対して回転止め部材４を固定する前に、図９に示すように回転止め部材４の取付位置を示す位置決め線２１を固定対象２の後面に描いてもよい。この場合、図１０に示すように回転止め部材４の輪郭を位置決め線２１に合わせることで、固定対象２に対する回転止め部材４の位置合わせが比較的に容易となる。位置決め線２１はパテ等を用いて形成された図９及び図１０のような凸部であってもよいし、罫書き針などを用いて形成された凹部（溝）からなる罫書き線であってもよい。

また、図１１に示すように少なくとも１個（図では２個）の位置決め用穴４１を回転止め部材４に設けるとともに、それぞれ位置決め用穴４１に係入する少なくとも１個（図では２個）の位置決め用凸部２２を固定対象２の後面に設けてもよい。この構成を採用すれば、図１２に示すように各位置決め用穴４１にそれぞれ位置決め用凸部２２を係入させることで、固定対象２に対する回転止め部材４の位置決めが可能となる。

上記構成によれば、露出孔２０が円形状の場合であっても、固定対象２に対する装置本体５の回転であって露出孔２０周りの回転は、回転止め部材４により防止される。

また、回転止め部材４は本体ブロック３の一部を囲むＣ字形状であり、本体ブロック３の全周を囲む環形状とはなっていないので、回転止め部材４が環形状とされる場合に比べ、回転止め部材４の面積を小さくすることができ、また、材料費を抑えることができる。

さらに、固定凸部６３が筒部６１の径方向の両側に設けられているので、固定凸部６３が筒部６１の軸周り１８０°未満の範囲にしか設けられない場合に比べ、固定対象２に固定された状態での本体ブロック３の姿勢が安定する。

また、鍔部６２とともに固定対象２に対する本体ブロック３の固定に寄与する固定凸部６３が、回転止め部材４によって挟まれる部位となっているので、回転止め部材４に挟まれる凸部を固定凸部６３とは別途に設ける場合に比べてホルダ６の形状が簡素化される。

なお、上記のように固定凸部６３を筒部６１から弾性的に突出させる代わりに、固定凸部を装置本体５に設け、ホルダ６と装置本体５とを互いに結合させたときにホルダ６の鍔部６２と装置本体５の固定凸部との間に固定対象２が挟まれるようにしてもよい。

また、エネルギー波としては、マイクロ波や赤外線が用いられてもよい。マイクロ波の送受信は周知のアンテナ及び電気回路を用いて実現可能である。また、赤外線の送信は周知の赤外発光ダイオードを用いて実現することができ、赤外線の受信は周知のフォトダイオードや焦電素子を用いて実現することができる。

上記のエネルギー波装置１は、物体検知装置に用いることができる。この場合、エネルギー波装置１のボス部５１では、検知範囲１０へのエネルギー波（以下、「送信波」と呼ぶ。）の送信と、検知範囲１０において物体（図示せず）により反射されたエネルギー波（以下、「反射波」と呼ぶ。）の受信とが行われる。また、上記の物体検知装置は、反射波の受信の有無に基づいて検知範囲１０における物体の有無を判定（すなわち物体を検知）する検知回路（図示せず）を備える。さらに、上記の検知回路は、送信波の送信から反射波の受信までの時間などに基づいて物体までの距離を推定してもよいし、反射波の周波数に基づいて物体の相対速度を推定してもよい。上記のような検知回路は周知技術により実現可能であるので、詳細な説明は省略する。

１エネルギー波装置
２固定対象
３本体ブロック
４回転止め部材
１０検知範囲
２１位置決め線
２２位置決め用凸部
４１位置決め用穴
５１ボス部（本体部の一部）
６１筒部（本体部の一部）
６３固定凸部（凸部）
４０１回転止め凹部（内面が挟み部）

Claims

厚さ方向に貫通した円形状の露出孔を有する固定対象に固定されるエネルギー波装置であって、
前記露出孔に挿通されてエネルギー波の送信と受信との少なくとも一方を行う円柱形状の本体部、並びに、それぞれ本体部から径方向に突出する少なくとも１個の凸部を有する本体ブロックと、
前記固定対象に固定される回転止め部材とを備え、
前記回転止め部材は、少なくとも１個の前記凸部を前記露出孔の周方向に沿った方向の両側から挟む挟み部を少なくとも１個有し、
前記回転止め部材は、前記本体ブロックの一部を囲み、
前記本体ブロックは、前記本体部の軸方向において前記凸部から離間し前記露出孔に挿通不可能な鍔部を有し、
前記鍔部と前記凸部との間に前記固定対象が挟まれることで、前記本体ブロックは前記固定対象に対する移動であって前記固定対象の厚さ方向への移動を禁止されることを特徴とするエネルギー波装置。
前記凸部は、少なくとも、前記本体部の径方向の両側にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１記載のエネルギー波装置。
前記回転止め部材は前記固定対象に予め描かれた位置決め線の位置に合わせて固定されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のエネルギー波装置。
前記回転止め部材は、前記固定対象に予め設けられた位置決め用凸部が係入する位置決め用穴を有し、前記位置決め用穴に前記位置決め用凸部が係入することで前記固定対象に対して位置決めされることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のエネルギー波装置。
請求項１〜４のいずれか１項に記載のエネルギー波装置を備え、
前記本体ブロックの本体部は、検知範囲に対するエネルギー波の送信と、前記検知範囲内の物体で反射された反射波の受信とを行うものであって、
前記エネルギー波装置における前記反射波の受信の有無に基づいて前記検知範囲における物体を検知する検知回路を備えることを特徴とする物体検知装置。