(57)【要約】【課題】超音波周波数帯の送信、受信を行う超音波送受波器において、車に取り付けた際、特に小型化する場合、路面よりの反射で誤動作があり、特定の車両や長距離検知用途に制限が付けられた。【解決手段】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超音波送受波器において、振動ノードを制御し有底筒状ケース底面の長手側中心部分を狭くして端部分との幅の比率を大きくする事で水平指向性は広く、垂直指向性は狭く水平垂直指向性比率を大きく出来、車の低い位置に設置される場合や長距離用途でも路面よりの不要反射を抑える事が出来、近距離から長距離まで安定した検知性能が確保出来る超音波送受信器を提供する。【選択図】        図１
2010154059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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超音波送受波器において、概ね長方形状に形成した有底筒状ケースの内側空洞部の底面の長手側の中心部をその中心部の振動ノードが内側にわん曲するように、当該中心部の向かい合う内側側壁を内側にわん曲にせり出させて、内部空洞部底面の長手側の中心部幅が底面長手側の端部幅よりも短くした事を特徴とする超音波送受波器。
【請求項２】
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超音波送受波器において、概ね長方形状に形成した有底筒状ケースの内側空洞部の底面の長手側の端部を、その端部の振動ノードが外部にわん曲する様に、当該長手側端部の向かい合う内部側壁を外側にわん曲にせり出させて、内部空洞部底面の長手側も端部幅が底面長手側の中央部幅よりも長くした事を特徴とする請求項１に記載の超音波送受波器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波周波数帯の送信、受信を行う超音波送受波器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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ている。
図３に従来の実施の形態に関わる超音波送受波器の概略縦断面図と有底筒状ケース、圧電素子の概要図を表す。図３において、アルミニウム材等からなる有底筒状ケース２の底面内部に圧電素子１を固着しユニモルフ振動子を形成する。圧電素子１から入出力リード５ａ、有底筒状ケース２の側面内側より入出力リード５ｂを半田付け等をして取り出す。圧電素子１と有底筒状ケース２とは、固着面で電気的に接続されている。入出力リード線５ａおよび５ｂはＰＶＣ被覆ワイヤ付きコネクタ７のワイヤ６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なる吸音材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なる封止剤８を有底筒状ケース２内に充填する。
図４に従来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と有底筒状ケース、圧電素子の概要図を表す。図４において、底面形状の長手方向端部を広げたアルミニウム材等からなる有底筒状ケース２の底面内部に圧電素子１を固着しユニモルフ振動子を形成する。圧電素子１から入出力リード５ａ、有底筒状ケース２の側面内側より入出力リード５ｂを半田付け等をして取り出す。圧電素子１と有底筒状ケース２とは、固着面で電気的に接続されている。入出力リード線５ａおよび５ｂはＰＶＣ被覆ワイヤ付きコネクタ７のワイヤ６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なる吸音材３を設置し、更にその上からシリコーン材、発泡性ウレタン材等の発泡弾性体からなる封止剤８を有底筒状ケース２内に充填する。
従来、車に設置されて周辺の障害物を検知する際、路面よりの不要反射を抑える目的で垂直方向の指向性を水平方向より狭くするが、手法として一般的に有底筒状ケースの底面形状を縦横の長さを変えて長方形状としている。図３、４において底面部の振動は振動ノード９の様に底面中心を基にして端沿いに概ね長方形状に現れる。この様に指向性は底面の振動部分長さに依存するため、特に小型の超音波送受波器においては有底筒状ケースの縦横比率を大きくする事が困難で水平、垂直の指向性比率を大きくする事が困難である。
【特許文献１】特開2006-340258
【非特許文献１】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
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
超音波周波数帯の送信、受信を行う超音波送受波器において、指向性が有底筒状ケースの長さに依存し水平指向性と垂直指向性の比率を上げる事に限界があり、小型の超音波送受波器では路面よりの反射が傷害となり採用車両や長距離検知に制限が付けられる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
有底筒状ケースの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超音波送受波器において、従来の実施の形態に関わる超音波送受波器おいては有底筒状ケースの底面端部は周辺からの振動制動により中央部より振幅が劣化する為に十分な水平垂直指向性比を高める事が困難であった。本発明の実施の形態に関わる超音波送受波器においては、振動ノードを制御し振幅の小さな端部の制動要素を軽減し振幅の増強を図り、中心部は端部よりも大きな振幅が生じるのを抑制している。底面内部の長手方向の中心部分側壁を狭くする事により、中心部の振動ノードを変化させ振動面の全体に振幅分布が同じに近づくようにする事で、水平指向性は広く、垂直指向性は狭くなり、水平と垂直の指向性比率を大きくし路面よりの反射を抑え、水平方向の検出性を高める。
また、同様に有底筒状ケースの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超音波送受波器において、本発明の実施の形態に関わる超音波送受波器においては、底面内部の長手方向の端部側壁部を広く外側にせり出させ、中心部分側壁を狭くせり出させる事により、中心部の振動ノードを変化させ振動面の全体に振幅分布が同じに近づくようにする事で、水平指向性は広く、垂直指向性は狭くなり、更に水平と垂直の指向性比率を大きくし路面よりの反射を抑え、水平方向の検出性を高める。
【発明の効果】
【０００５】
本発明は、超音波送受波器において、水平指向性を広く、垂直指向性を狭くし指向性比率を大きくする事で路面よりの反射を抑え、水平の検出性を高める。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
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、路面よりの反射を抑え、近距離から長距離まで安定した障害物検知を実現出来る。
【０００７】
図１に本発明の実施の形態に関わる超音波送受波器の概略断面図と有底筒状ケース、圧電素子の概要図を表す。図１において、底面形状の長手方向の中心部分を狭くしたアルミニウム材等からなる有底筒状ケース２の底面内部に圧電素子１を固着しユニモルフ振動子を形成する。圧電素子１から入出力リード５ａ、有底筒状ケース２の側面内側より入出力リード５ｂを半田付け等して取り出す。圧電素子１と有底筒状ケース２とは、固着面で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７のワイヤ６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なる吸音材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なる封止剤８を有底筒状ケース２内に充填する。
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断面図と有底筒状ケース、圧電素子の概要図を示す。図２において、底面形状の長手方向の端部を広げ、中心部分を狭くしたアルミニウム材等からなる有底筒状ケース２の底面内部に圧電素子１を固着しユニモルフ振動子を形成する。圧電素子１から入出力リード５ａ、有底筒状ケース２の側面内側より入出力リード５ｂを半田付け等して取り出す。入出力リード５ａおよび５ｂはＰＶＣ被覆ワイヤ付きコネクタ７のワイヤ６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なる吸音材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なる封止剤８を有底筒状ケース２内に充填する。
本発明の実施の形態に関わる超音波送受波器においては、振動ノード１０の様に振動ノードを制御し振幅の小さな端部の制動要素を軽減し振幅の増強を図り、中心部は端部よりも大きな振幅が生じるのを抑制している。本発明の実施の形態に関わる超音波送受波器において、水平指向性は広く、垂直指向性は狭くする事が出来、水平垂直指向性比率が大きくなり、車などに取り付ける際、路面よりの不要反射が抑えられ、水平検知範囲も広く出来ることで、低い位置に設置される場合や長距離検知が必要な場合でも安定して障害物の検知を行う事が出来る超音波送受波器を提供出来る。
【産業上の利用可能性】
【０００８】
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。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に関わる有底筒状ケースの概略図
【図２】本発明の実施の形態に関わる有底筒状ケースの概略図
【図３】従来の実施の形態に関わる有底筒状ケースの概略図
【図４】従来の実施の形態に関わる有底筒状ケースの概略図
【符号の説明】
【００１０】
１    圧電素子
２    有底筒状ケース
３    吸音材
４    弾性材からなる封止剤
５ａ  入出力リード
５ｂ  入出力リード 
６    ＰＶＣ被覆ワイヤ
７    ＰＶＣ被覆ワイヤ付きコネクタ
８    封止剤
９    従来の実施の形態に関わる振動ノードの模式図
１０   本発明の実施の形態に関わる振動ノードの模式図
【図１】
2010154059.tif 000003
【図２】
2010154059.tif 000004
【図３】
2010154059.tif 000005
【図４】
2010154059.tif 000006