JPH09284896A - 超音波送受波器 - Google Patents
超音波送受波器Info
- Publication number
- JPH09284896A JPH09284896A JP9529696A JP9529696A JPH09284896A JP H09284896 A JPH09284896 A JP H09284896A JP 9529696 A JP9529696 A JP 9529696A JP 9529696 A JP9529696 A JP 9529696A JP H09284896 A JPH09284896 A JP H09284896A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic wave
- case body
- receiver
- wave transmitter
- hollow portion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 超音波ホーンを使用せずとも必要な指向特性
を容易に確保できる構成とされた超音波送受波器を提供
する。 【解決手段】 本発明に係る超音波送受波器１１は、中
空部１２及び底面を有する一面開口状のケース体１３
と、このケース体１３の中空部１２内に収納されて底面
上に配置される圧電振動素子２とを有するものであっ
て、ケース体１３の中空部１２は横断面視形状が矩形状
もしくは長円形状とされたものであり、ケース体１３の
側面厚みＴ１はその底面厚みＴ２よりも厚く形成されて
いることを特徴とする。
を容易に確保できる構成とされた超音波送受波器を提供
する。 【解決手段】 本発明に係る超音波送受波器１１は、中
空部１２及び底面を有する一面開口状のケース体１３
と、このケース体１３の中空部１２内に収納されて底面
上に配置される圧電振動素子２とを有するものであっ
て、ケース体１３の中空部１２は横断面視形状が矩形状
もしくは長円形状とされたものであり、ケース体１３の
側面厚みＴ１はその底面厚みＴ２よりも厚く形成されて
いることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車搭載用の障
害物検知センサなどとして使用される超音波送受波器に
関する。
害物検知センサなどとして使用される超音波送受波器に
関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の超音波送受波器１としては、図
４で示すように、対向する主面上に電極（図示せず）が
形成された平板形状の圧電振動素子２と、中空部３の底
面上に圧電振動素子２の一方側主面が固着された金属か
らなる一面開口状のケース体４と、コネクタケーブル５
とを備えて構成されたものが知られている。そして、こ
こでの中空部３及びケース体４はともに横断面視形状が
円形状とされたものであり、ケース体４の中空部３内に
まで導入されたコネクタケーブル５から分離して導出さ
れた信号線５ａ，５ｂの各々は、圧電振動素子２の一方
側主面が固着されて導通するケース体４の内側面と、圧
電振動素子２の他方側主面とに対して接続されている。
４で示すように、対向する主面上に電極（図示せず）が
形成された平板形状の圧電振動素子２と、中空部３の底
面上に圧電振動素子２の一方側主面が固着された金属か
らなる一面開口状のケース体４と、コネクタケーブル５
とを備えて構成されたものが知られている。そして、こ
こでの中空部３及びケース体４はともに横断面視形状が
円形状とされたものであり、ケース体４の中空部３内に
まで導入されたコネクタケーブル５から分離して導出さ
れた信号線５ａ，５ｂの各々は、圧電振動素子２の一方
側主面が固着されて導通するケース体４の内側面と、圧
電振動素子２の他方側主面とに対して接続されている。
【０００３】なお、図中の符号６はフェルトなどのよう
な吸音材であり、７はシリコンゴムやウレタンゴムなど
のような弾性を有する絶縁性樹脂である。そして、この
際における吸音材６は圧電振動素子２の他方側主面を覆
って載置されている一方、絶縁性樹脂７は中空部３内に
充填されたうえで圧電振動素子２及び吸音材６を密封状
に封止している。
な吸音材であり、７はシリコンゴムやウレタンゴムなど
のような弾性を有する絶縁性樹脂である。そして、この
際における吸音材６は圧電振動素子２の他方側主面を覆
って載置されている一方、絶縁性樹脂７は中空部３内に
充填されたうえで圧電振動素子２及び吸音材６を密封状
に封止している。
【０００４】ところで、超音波送受波器１は、自動車の
バンパー（図示せず）などに対して取り付けられたう
え、バックソナーやコーナセンサなどのような障害物検
知センサとして使用されるものであり、バンパーへの取
り付け時には、圧電振動素子２の一方側主面が固着され
た中空部３の底面が路面と平行な方向と合致するよう位
置決め調整したうえで配置することが行われる。そし
て、この際には、水平方向における超音波の送受波範囲
が広く、しかも、垂直方向における超音波の送受波範囲
が狭くなるような指向特性を確保する必要上、ケース体
４の外側面上に外嵌して配置された超音波ホーン８でも
ってケース体４の超音波送受波面４ａ、つまり、圧電振
動素子２が固着された中空部３の底面と対向する外表面
であるところの超音波送受波面４ａを取り囲んだ構成が
採用されている。
バンパー（図示せず）などに対して取り付けられたう
え、バックソナーやコーナセンサなどのような障害物検
知センサとして使用されるものであり、バンパーへの取
り付け時には、圧電振動素子２の一方側主面が固着され
た中空部３の底面が路面と平行な方向と合致するよう位
置決め調整したうえで配置することが行われる。そし
て、この際には、水平方向における超音波の送受波範囲
が広く、しかも、垂直方向における超音波の送受波範囲
が狭くなるような指向特性を確保する必要上、ケース体
４の外側面上に外嵌して配置された超音波ホーン８でも
ってケース体４の超音波送受波面４ａ、つまり、圧電振
動素子２が固着された中空部３の底面と対向する外表面
であるところの超音波送受波面４ａを取り囲んだ構成が
採用されている。
【０００５】すなわち、この従来形態に係る超音波送受
波器１では、水平方向における超音波の送受波範囲が狭
すぎると死角が生じ、また、垂直方向における超音波の
送受波範囲が広すぎると地面からの反射波がノイズとな
るので、超音波ホーン８でもって超音波の送受波範囲を
規制し、超音波送受波器１の指向特性を制御することが
行われているのである。
波器１では、水平方向における超音波の送受波範囲が狭
すぎると死角が生じ、また、垂直方向における超音波の
送受波範囲が広すぎると地面からの反射波がノイズとな
るので、超音波ホーン８でもって超音波の送受波範囲を
規制し、超音波送受波器１の指向特性を制御することが
行われているのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の超音波送受波器１にあっては、ケース体４の超音波
送受波面４ａを超音波ホーン８でもって取り囲むことを
行っているため、ケース体４と超音波ホーン８との間に
雨水や土砂、塵埃などが溜まって詰まることがあり、超
音波送受波器１の誤動作が発生する結果を招くことが起
こっていた。そして、超音波ホーン８の設置に伴う温度
的な影響が超音波送受波器１において発生することもあ
るばかりか、バンパーの外表面から超音波ホーン８が突
出しているために外観上の統一性が損なわれることにも
なっていた。また、ケース体４に対する超音波ホーン８
の取り付け位置によって指向特性が影響を受けることに
なり易く、取り付け精度を確保するのに煩わしい手間を
要するという不都合も生じていた。
来の超音波送受波器１にあっては、ケース体４の超音波
送受波面４ａを超音波ホーン８でもって取り囲むことを
行っているため、ケース体４と超音波ホーン８との間に
雨水や土砂、塵埃などが溜まって詰まることがあり、超
音波送受波器１の誤動作が発生する結果を招くことが起
こっていた。そして、超音波ホーン８の設置に伴う温度
的な影響が超音波送受波器１において発生することもあ
るばかりか、バンパーの外表面から超音波ホーン８が突
出しているために外観上の統一性が損なわれることにも
なっていた。また、ケース体４に対する超音波ホーン８
の取り付け位置によって指向特性が影響を受けることに
なり易く、取り付け精度を確保するのに煩わしい手間を
要するという不都合も生じていた。
【０００７】本発明は、これらの不都合に鑑みて創案さ
れたものであって、超音波ホーンを使用せずとも必要な
指向特性を容易に確保できる構成とされた超音波送受波
器の提供を目的としている。
れたものであって、超音波ホーンを使用せずとも必要な
指向特性を容易に確保できる構成とされた超音波送受波
器の提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る超音波送受
波器は、中空部及び底面を有する一面開口状のケース体
と、このケース体の中空部内に収納されて底面上に配置
される圧電振動素子とを有するものであって、ケース体
の中空部は横断面視形状が矩形状もしくは長円形状とさ
れたものであり、ケース体の側面厚みはその底面厚みよ
りも厚く形成されていることを特徴としている。
波器は、中空部及び底面を有する一面開口状のケース体
と、このケース体の中空部内に収納されて底面上に配置
される圧電振動素子とを有するものであって、ケース体
の中空部は横断面視形状が矩形状もしくは長円形状とさ
れたものであり、ケース体の側面厚みはその底面厚みよ
りも厚く形成されていることを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００１０】図１は本実施の形態に係る超音波送受波器
の構成を簡略化して示す縦断面図、図２は図１中のＡ−
Ａ線に沿う超音波送受波器の横断面図、図３は変形例に
係る超音波送受波器の構成を簡略化して示す縦断面図で
あり、これらの図における符号１１は超音波送受波器で
ある。なお、図１及び図２において、従来の形態に係る
超音波送受波器１を示す図３と同一になる部品、部分に
は同一符号を付している。
の構成を簡略化して示す縦断面図、図２は図１中のＡ−
Ａ線に沿う超音波送受波器の横断面図、図３は変形例に
係る超音波送受波器の構成を簡略化して示す縦断面図で
あり、これらの図における符号１１は超音波送受波器で
ある。なお、図１及び図２において、従来の形態に係る
超音波送受波器１を示す図３と同一になる部品、部分に
は同一符号を付している。
【００１１】本実施の形態に係る超音波送受波器１１
は、図１及び図２で示すように、互いに対向する主面上
に電極（図示せず）が形成された円形平板形状の圧電振
動素子２と、横断面視形状がほぼ正方形状とされ、か
つ、圧電振動素子２を収納するための中空部１２が形成
されたケース体１３と、信号入出力用のコネクタケーブ
ル５とを具備して構成されたものであり、ケース体１３
は軽くて高弾性の金属であるアルミニウムなどを用いた
うえで作製されている。なお、ケース体１３が金属製で
はなくて樹脂成形品などであってもよく、また、このケ
ース体１３自体の横断面視形状が円形状であってもよい
ことは勿論である。
は、図１及び図２で示すように、互いに対向する主面上
に電極（図示せず）が形成された円形平板形状の圧電振
動素子２と、横断面視形状がほぼ正方形状とされ、か
つ、圧電振動素子２を収納するための中空部１２が形成
されたケース体１３と、信号入出力用のコネクタケーブ
ル５とを具備して構成されたものであり、ケース体１３
は軽くて高弾性の金属であるアルミニウムなどを用いた
うえで作製されている。なお、ケース体１３が金属製で
はなくて樹脂成形品などであってもよく、また、このケ
ース体１３自体の横断面視形状が円形状であってもよい
ことは勿論である。
【００１２】そして、この際におけるケース体１３の中
空部１２は横断面視形状が矩形状もしくは長円形状（図
２では、矩形状としている）とされたうえ、その側面厚
みＴ１がその底面厚みＴ２よりも厚くなる（Ｔ１＞Ｔ
２）ようにして形成されたものであり、その底面上の中
心位置には圧電振動素子２の一方側主面が接着剤（図示
せず）を用いたうえで固着されている。また、コネクタ
ケーブル５は中空部１２内にまで導入されており、この
コネクタケーブル５から分離して導出された信号線５
ａ，５ｂの各々は、圧電振動素子２の一方側主面が固着
されて導通するケース体１３の内側面と、圧電振動素子
２の他方側主面とに対して接続されている。さらに、ケ
ース体１３の底面上に固着された圧電振動素子２の他方
側主面上にはフェルトなどからなる吸音材６が載置され
ており、圧電振動素子２及び吸音材６は中空部１２内に
充填されたシリコンゴムなどのような絶縁性樹脂７でも
って密封状に封止されている。
空部１２は横断面視形状が矩形状もしくは長円形状（図
２では、矩形状としている）とされたうえ、その側面厚
みＴ１がその底面厚みＴ２よりも厚くなる（Ｔ１＞Ｔ
２）ようにして形成されたものであり、その底面上の中
心位置には圧電振動素子２の一方側主面が接着剤（図示
せず）を用いたうえで固着されている。また、コネクタ
ケーブル５は中空部１２内にまで導入されており、この
コネクタケーブル５から分離して導出された信号線５
ａ，５ｂの各々は、圧電振動素子２の一方側主面が固着
されて導通するケース体１３の内側面と、圧電振動素子
２の他方側主面とに対して接続されている。さらに、ケ
ース体１３の底面上に固着された圧電振動素子２の他方
側主面上にはフェルトなどからなる吸音材６が載置され
ており、圧電振動素子２及び吸音材６は中空部１２内に
充填されたシリコンゴムなどのような絶縁性樹脂７でも
って密封状に封止されている。
【００１３】さらにまた、このような構成とされた超音
波送受波器１１は、自動車のバンパー（図示せず）など
に対して取り付けられたうえ、バックソナーやコーナセ
ンサなどのような障害物検知センサとして使用されるこ
とになる。そして、この超音波送受波器１１は、圧電振
動素子２の一方側主面が固着されたケース体１３の底
面、つまりは、ケース体１３の超音波送受波面１３ａが
路面などと平行になるようにして位置決め調整されたう
えで取り付け配置されることになっており、取り付け時
における中空部１２の長軸方向は水平方向に沿って配置
されている。
波送受波器１１は、自動車のバンパー（図示せず）など
に対して取り付けられたうえ、バックソナーやコーナセ
ンサなどのような障害物検知センサとして使用されるこ
とになる。そして、この超音波送受波器１１は、圧電振
動素子２の一方側主面が固着されたケース体１３の底
面、つまりは、ケース体１３の超音波送受波面１３ａが
路面などと平行になるようにして位置決め調整されたう
えで取り付け配置されることになっており、取り付け時
における中空部１２の長軸方向は水平方向に沿って配置
されている。
【００１４】そこで、本発明の発明者は、超音波送受波
器１１を構成するケース体１３の横断面寸法を１８ｍｍ
×１８ｍｍ、その全長を１０ｍｍ、中空部１２の横断面
寸法を１６ｍｍ×８ｍｍ、その側面厚みＴ１を１ｍｍ、
その底面厚みＴ２を０．７ｍｍとし、かつ、圧電振動素
子２の外径寸法を１０ｍｍ、厚みを０．１５ｍｍとした
うえでの指向特性を調査してみた。すなわち、この調査
においては、超音波送受波器１１を構成するケース体１
３の有する固有振動数と等しい交流電圧を圧電振動素子
２に印加することによってケース体１３の超音波送受波
面１３ａから超音波を放射させた後、物体から反射され
た超音波によってケース体１３を共振させたうえで電圧
として取り出すことが行われる。
器１１を構成するケース体１３の横断面寸法を１８ｍｍ
×１８ｍｍ、その全長を１０ｍｍ、中空部１２の横断面
寸法を１６ｍｍ×８ｍｍ、その側面厚みＴ１を１ｍｍ、
その底面厚みＴ２を０．７ｍｍとし、かつ、圧電振動素
子２の外径寸法を１０ｍｍ、厚みを０．１５ｍｍとした
うえでの指向特性を調査してみた。すなわち、この調査
においては、超音波送受波器１１を構成するケース体１
３の有する固有振動数と等しい交流電圧を圧電振動素子
２に印加することによってケース体１３の超音波送受波
面１３ａから超音波を放射させた後、物体から反射され
た超音波によってケース体１３を共振させたうえで電圧
として取り出すことが行われる。
【００１５】そして、このような条件下における調査を
行ってみたところ、以下のような調査結果が得られた。
すなわち、この際においては、ケース体１３の底面と対
向したケース体１３の超音波送受波面１３ａが４０ＫＨ
ｚと大きな共振ピークで振動しており、中空部１２の長
軸方向に沿って長く、かつ、その短軸方向に沿って短い
長円形状を有する振動モードが得られる結果、水平方向
における超音波の送受波範囲が広く、しかも、垂直方向
における超音波の送受波範囲が狭くなるような指向特性
を確保できていることが明らかとなった。なお、このよ
うな振動モードが得られるのは、受波時における不要振
動の発生が少なくなり、かつ、ケース体１３への振動漏
れが少なくなるためと考えられる。
行ってみたところ、以下のような調査結果が得られた。
すなわち、この際においては、ケース体１３の底面と対
向したケース体１３の超音波送受波面１３ａが４０ＫＨ
ｚと大きな共振ピークで振動しており、中空部１２の長
軸方向に沿って長く、かつ、その短軸方向に沿って短い
長円形状を有する振動モードが得られる結果、水平方向
における超音波の送受波範囲が広く、しかも、垂直方向
における超音波の送受波範囲が狭くなるような指向特性
を確保できていることが明らかとなった。なお、このよ
うな振動モードが得られるのは、受波時における不要振
動の発生が少なくなり、かつ、ケース体１３への振動漏
れが少なくなるためと考えられる。
【００１６】ところで、本実施の形態に係る超音波送受
波器１１を構成するケース体１３の外側面上には、中空
部１２の長軸方向と合致して形成された所定深さを有す
る溝部１４が設けられているが、このような溝部１４を
設けておいた場合には、ケース体１３内で発生する弾性
波を減衰させて不要振動を抑制し得ることになるばかり
か、超音波送受波器１１の取り付け方向が確認し易くな
るという利点がある。また、本実施の形態においては、
ケース体１３に形成された中空部１２の横断面視形状が
矩形状であるとしているが、このような形状には限られ
ず、長円形状であってもよいことが発明者によって確認
されている。
波器１１を構成するケース体１３の外側面上には、中空
部１２の長軸方向と合致して形成された所定深さを有す
る溝部１４が設けられているが、このような溝部１４を
設けておいた場合には、ケース体１３内で発生する弾性
波を減衰させて不要振動を抑制し得ることになるばかり
か、超音波送受波器１１の取り付け方向が確認し易くな
るという利点がある。また、本実施の形態においては、
ケース体１３に形成された中空部１２の横断面視形状が
矩形状であるとしているが、このような形状には限られ
ず、長円形状であってもよいことが発明者によって確認
されている。
【００１７】さらに、本実施の形態に係る超音波送受波
器１１では、図１で示したように、ケース体１３の中空
部１２内にまで導入されたコネクタケーブル５から分離
して導出された信号線５ａ，５ｂのそれぞれをケース体
１３の内側面と圧電振動素子２の他方側主面とに対して
接続しているが、図３の変形例で示すように、これらの
信号線５ａ，５ｂ同士間に温度補償用のコンデンサ１５
を介装しておくことも可能である。そして、このような
構成を採用した場合には、温度補償用のコンデンサ１５
をケース体１３内に一体として設けているので、温度追
随性が極めて良好となり、超音波送受波器１１の温度ド
リフトを低減することが容易という利点が得られる。な
お、このコンデンサ１５は負（−）の温度係数をもって
おり、圧電振動素子２の静電容量がもっている正（＋）
の温度係数を打ち消すために使用されるものである。
器１１では、図１で示したように、ケース体１３の中空
部１２内にまで導入されたコネクタケーブル５から分離
して導出された信号線５ａ，５ｂのそれぞれをケース体
１３の内側面と圧電振動素子２の他方側主面とに対して
接続しているが、図３の変形例で示すように、これらの
信号線５ａ，５ｂ同士間に温度補償用のコンデンサ１５
を介装しておくことも可能である。そして、このような
構成を採用した場合には、温度補償用のコンデンサ１５
をケース体１３内に一体として設けているので、温度追
随性が極めて良好となり、超音波送受波器１１の温度ド
リフトを低減することが容易という利点が得られる。な
お、このコンデンサ１５は負（−）の温度係数をもって
おり、圧電振動素子２の静電容量がもっている正（＋）
の温度係数を打ち消すために使用されるものである。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る超音
波送受波器によれば、水平方向における超音波の送受波
範囲が広く、しかも、垂直方向における超音波の送受波
範囲が狭くなった指向特性を容易に確保することができ
るので、超音波ホーンを用いたうえでの指向特性確保を
図る必要はなくなり、超音波ホーンの使用に伴う不都合
が発生しなくなるという効果が得られる。
波送受波器によれば、水平方向における超音波の送受波
範囲が広く、しかも、垂直方向における超音波の送受波
範囲が狭くなった指向特性を容易に確保することができ
るので、超音波ホーンを用いたうえでの指向特性確保を
図る必要はなくなり、超音波ホーンの使用に伴う不都合
が発生しなくなるという効果が得られる。
【図１】本実施の形態に係る超音波送受波器の構成を簡
略化して示す縦断面図である。
略化して示す縦断面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線に沿う超音波送受波器の横断
面図である。
面図である。
【図３】変形例に係る超音波送受波器の構成を簡略化し
て示す縦断面図である。
て示す縦断面図である。
【図４】従来の形態に係る超音波送受波器の構成を簡略
化して示す縦断面図である。
化して示す縦断面図である。
２ 圧電振動素子 １１ 超音波送受波器 １２ 中空部 １３ ケース体 Ｔ１ 中空部の側面厚み Ｔ２ 中空部の底面厚み
Claims (1)
- 【請求項１】中空部及び底面を有する一面開口状のケー
ス体と、このケース体の中空部内に収納されて底面上に
配置される圧電振動素子とを有する超音波送受波器であ
って、 ケース体の中空部は横断面視形状が矩形状もしくは長円
形状とされたものであり、ケース体の側面厚みはその底
面厚みよりも厚く形成されてい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 |
|---|---|---|---|
| JP9529696A JPH09284896A (ja) | 1996-04-17 | 1996-04-17 | 超音波送受波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9529696A JPH09284896A (ja) | 1996-04-17 | 1996-04-17 | 超音波送受波器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09284896A true JPH09284896A (ja) | 1997-10-31 |
Family
ID=14133819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9529696A Pending JPH09284896A (ja) | 1996-04-17 | 1996-04-17 | 超音波送受波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09284896A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1096469A2 (en) * | 1999-10-28 | 2001-05-02 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Ultrasonic vibration apparatus |
| US6250162B1 (en) | 1998-04-24 | 2001-06-26 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Ultrasonic sensor |
| US6876127B2 (en) | 2001-12-27 | 2005-04-05 | Denso Corporation | Ultrasonic transceiver and ultrasonic clearance sonar using the same |
| WO2007091609A1 (ja) * | 2006-02-10 | 2007-08-16 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 超音波センサ |
| EP2003639A2 (en) | 2007-06-12 | 2008-12-17 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Ultrasonic sensor having a piezoelectric element |
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