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 |
EP2003430A2 (en) | 2007-06-12 | 2008-12-17 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Method of manufacturing an ultrasonic sensor |
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