(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属または樹脂からなる有底筒状ケースの閉じた円筒部の一端面の天面振動によって超音波を発生させる円筒部の外径がφ８ｍｍからφ１８ｍｍの密閉型の空中超音波送受信器と、超音波送受信器の側面を覆うための円筒部を有するシリコーンからなるクッションと、クッションが取り付けられた超音波送受信器を取り付ける為の円筒状の開口部を有するハウジングと、ハウジングの円筒部の外側の側面を覆うように取り付けるバンパーカバーと、からなる車の外装に取り付けるための超音波送受信器ユニットにおいて、前記超音波送受信器を構成する有底筒状ケースが側面に凹みを有し、前記クッションが内側に前記有底筒状ケースに設けられたケース側面の凹みと合致する凸部と、内側の凸部と重なる位置に設けられた外側の凹みと、を有し、前記ハウジングが超音波送受信器を取り付ける為の円筒部に前記クッションの外側の凹みと合致する凸部を有し、クッションに設けられた内側の凸部と外側の凹みが、ケースの凹み部とハウジングの凸部によって挟み込まれる事で、超音波送受信器がクッションから抜けにくい事を特徴とする超音波送受信器ユニット
【請求項２】
前記ハウジングの凸部を残すようにハウジングの円筒部の側面にコの字状の貫通穴を設けることで、凸部とその周辺が容易に変形し、クッションの取り付けられた超音波送受信器をハウジングの円筒開口部側から容易に挿入出来るようにしたことを特徴とする請求項１に記載の超音波送受信器ユニット
【請求項３】
前記ハウジングの開口部の側面に、向かい合わせのコの字形をベースとした貫通穴を設けることで、コの字の先端と先端の間に出来た連結部を支点としたシーソー形の稼働部を形成し、シーソーの板にあたる部分の先端にハウジングの凸部を設けることで、
クッションの取り付けられた超音波送受信器をハウジングの円筒開口部側から容易に挿入出来るようにしたことを特徴とする請求項１に記載の超音波送受信器ユニット
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車の外装部に取り付けられる空中用の超音波送受信器ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
超音波を利用した物体検知システムが広い分野で利用されている。近年、特に車用のバックソナーとして超音波送受信器を利用した物体検知システムが盛んに開発されている
【０００３】
車用として使用される超音波送受信器は、つぎの構造のものが一般的である。アルミ合金からなる有底筒状ケースの底面に、電極の取り付けられた圧電素子が接着されている。圧電素子の電極と、外部の電極端子がリード線によって繋がれている。有底筒状ケースの内部は発泡体が挿入され、さらにシリコーンを充填することで密閉されている。現在生産されている超音波送受信器に使用される有底筒状ケースは外径がφ１２からφ１８のものが一般的である。これ以上外径が大きいとバンパーに取り付けた際の意匠性が悪くなり、小さいと十分な超音波特性を得ることができない。φ８までの超音波送受信器が開発されている。アルミ合金以外にエポキシ樹脂などの樹脂材料を有底筒状ケースの材料として使用した超音波送受信器が開発されている。圧電素子の電極に特定の周波数のパルス電圧を加えることで、超音波送受信器を構成する有底筒状ケースの天面が振動し、空気中に超音波を発生される。また、同面で超音波を受信することができる。空気中に発生させた超音波が物体に反射して返ってくるまでの時間を測定することで、物体の有無と物体までの距離を知ることができる。
【０００４】
ここで使用される超音波送受信器は、超音波送受信器を構成する有底筒状ケースの振動によって超音波を発生または受信するために、超音波を取り付ける対象に、ケースの振動を妨げる事無く、またケースに外部からの余計な振動を伝達しない為の工夫が必要である。
一般的に、車用の超音波送受信器はショアＡ硬度が３０〜６０程度のシリコーンからなるクッションで覆われている。超音波送受信器はクッションを介してハウジングに取り付けられる。弾性率が低くまた振動減衰の大きな高分子系のエラストマーをクッションの材料に使用することで、超音波送受信器を構成するケースの振動を妨げることなく、超音波送受信器を保持することができる。クッションの材料には温度特性がフラットで、耐久性の高いシリコーンが広く使用されている。
【０００５】
図１に、超音波送受信器を車のバンパーに取り付けたユニットの例を示す。超音波送受信器を構成する有底筒状ケース１の一端に、外部電極と接続するための金属ピン端子８が設けられた樹脂ベース１２がシリコーンからなるスペーサー１１を介して取り付けられている。超音波送受信器の有底筒状ケース１と樹脂ベース１２のまわりはシリコーンからなる円筒形のクッション３で覆われている。クッション３の取り付けられた超音波送受信器が、ハウジング１０に設けられた円筒形の開口部に挿入されている。樹脂ベース１２の金属ピン端子８とハウジング１０に設けられた金属端子が半田付けによって結合されている。バンパー５に開けられた穴にバンパーカバー４が取り付けられている。バンパーカバー４は金属バネ９によってバンパー５に保持されている。バンパーカバー４にハウジング１０を取り付けることで超音波送受信器がバンパー５に固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許公開２００１−２８９９３９
【特許文献２】特許公開２００６−４７００８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
超音波送受信器が、シリコーンなどの弾性率の低い材料からなるクッションによって保持されているために、超音波送受信器にバンパーから引き抜く方向の力が加わった場合に、超音波送受信器が脱落してしまう可能性がある。超音波送受信器に発生する引き抜き方向の力として、人間による引き抜き力や高圧洗車時の水圧などが挙げられる。例えば、高圧洗車の水圧が強い場合は、水圧の力によってクッションが押し広げられ、さらに超音波送受信器を押し出す方向の力が加わるため、超音波送受信器が脱落しやすい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明では、超音波送受信器を構成するケースの側面に凹みを設け、そこにハウジングの内側に設けた凸部をクッションを介してひっかけることで、超音波送受信器が脱落しにくい超音波送受信器ユニットを実現する。
【０００９】
超音波送受信器を構成する有底筒状ケースの側面に、クッションとハウジングの爪をひっかける為の凹みを設る。有底筒状ケースは、外径φ８からφ１８の意匠面からなる円筒部を少なくとも有する。金属または樹脂からなる一端面の閉じた有底筒状ケースである。意匠面部の天面振動によって超音波を発生される。有底筒状ケースに取り付けるクッションは、内側にケースの凹みと合致する凸部が設けられている。クッションの外側には内側の凸部と重なる位置に凹みが設けられている。超音波送受信器を挿入するための円筒状の開口部が設けられたハウジングには、円筒部の内側に凸部が設けられている。ハウジング開口部の凸部は、超音波送受信器とクッションをハウジングにとりつけたときに、ハウジングの凸部が超音波送受信器を構成するケースの凹みの位置に来るように設計されている。クッションに設けられた内側の凸部と外側の凹みが、ケースの凹み部とハウジングの凸部によって挟み込まれる事で、超音波送受信器にバンパーから引き抜く方向の力が加わった場合でも抜けにくい超音波送受信器ユニットを実現する
【００１０】
請求項２に記載の発明では、ハウジングに設けられた凸部のまわりにコの字形の貫通穴を設けることで、凸部とその周辺が小さな力で容易に変形し、超音波送受信器とクッションをハウジングに取り付ける際の作業性が改善される。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、前記ハウジングの開口部の側面に、向かい合わせのコの字状の貫通穴を設けることで、コの字の先端と先端の間に出来た連結部を支点としたシーソー形の稼働部を作成し、シーソーの板にあたる部分の先端にハウジングの凸部を設けることで、より超音波送受信器とクッションをハウジングに取り付け易くなる。稼働部を設けることで、クッションの取り付けられた超音波送受信器を、ハウジングの円筒状の開口部から挿入することができる。
【実地例】
【００１２】
本発明の実施例をつぎに示す。
図２に本発明の実施した有底筒状ケース１３の例を示す。アルミ合金からなる外径φ１４、高さ９ｍｍの有底筒状ケース１３の側面に凹み１３ａが設けられている。有底筒状ケース１３の内部は、車に取り付けた際に水平方向は広いエリアを検知し、垂直方向は狭いエリアのみの物体を検知するように、底面１３ｂが小判型になるようにくり抜かれている。例えば図の例では、小判型の底面１３ｂの幅は、広い方が１３ｍｍ、狭い方が７ｍｍである。有底筒状ケース１３の内側は完全な小判型で無くともよい。例えば、側面に段差を設けたものや、底面１３ｂがダンベル型の有底筒状ケース１３でも良い。有底筒状ケース１３に設けられた凹み１３ａは、有底筒状ケース１３の開いた方の一端から少し（図の例では１ｍｍ程度を）残して、天面に水平な溝状の凹み１３（図の例では幅３ｍｍ、外周から深さ１ｍｍの溝）が設けられている。有底筒状ケース１３の内部が小判型であるため、有底筒状ケース１３の側面は厚い部分と薄い部分がある。図の例では、凹み１３ａは側壁の厚い部分の２カ所に設けられている。
【００１３】
有底筒状ケースの底面１３ｂに、電極の施された圧電素子（例えば両面に銀電極の施されたφ５、厚さ０．２ｍｍの圧電素子）を接着剤で接着し、圧電素子の電極に超音波送受信器の制御ユニットに繋がる電極（リード線など）を取付る。有底筒状ケース１３の内部に吸音材を挿入し、封止剤を充填することで密閉型の空中超音波送受信器ができる。
【００１４】
図３に本発明を実施したクッション１４の例を示す。
超音波送受信器に取り付ける円筒形のクッション１４は、内径がφ１４で外径はクッション１４の厚さが内径より数ｍｍ（図の例では１．０ｍｍ）厚くなるように設計されている。クッション１４の内側は、側面に凹み１３ａのあるφ１４の有底筒状ケース１３が調度治まる寸法に設計されている。クッション１４の内側には有底筒状ケース１３の凹み１３ａに合致する凸部１４ａが設けられている。クッション１４の外側には、内側の凸部１４ａと重ねる部分に凹み１４ｂが設けられている。図の例では、幅１．０ｍｍで深さ１．０ｍｍの溝状の凹み１４ｂが設けられている。クッション１４の外側に設けられた（図の例では幅１．０ｍｍで深さ１．０ｍｍの）凹み１４ｂに、凹み１４ｂに入るように設計されたハウジング１５の凸部１５ｃを入れることで、ハウジング１５の凸部１５ａがクッション１４を挟んで有底筒状ケース１３の側面の凹み１３ａにひっかかる。
【００１５】
図４に本発明を実施したハウジングの例を示す。図５にハウジングの側面図（ａ）と断面図（ｂ）を示す。クッション１４を取り付けた超音波送受信器を取り付ける為のハウジング１５は、超音波送受信器を挿入する為の円筒部１５ａと、超音波送受信器の信号を増幅するための回路の一部を治める為の長方形のボックス部１５ｂが繋がったＬ字形をしている。ハウジング１５の円筒部１５ａの内径はクッション１４の外径と同じ寸法で、外側は内径より数ｍｍ（図の例では１．５ｍｍ）厚くなるように設計されている。円筒部１５ａの内側の２カ所に（図の例では、幅１．０ｍｍ、高さ１．０ｍｍの）凸部１５ｃが設けられている。
図６にハウジング１５に設けられた凸部１５ｃの拡大図とその断面図を示す。凸部１５ａのまわりに向かい合わせのコの字形の貫通穴１５ｄが２カ所開けられている。向かい合わせのコの字形の貫通穴１５ｄによって、残った部分にシーソー形の稼働部１５ｆができあがる。コの字の先端と先端の間が支点１５ｅとなり、シーソーの板にあたる部分の一端１５ｇに押し込み方向の力を加えると、支点１５ｅを軸としてもう一方の一端１５ｈが浮き上がる。ハウジング円筒部１５ａの内側の凸部１５ｃは、シーソーの板にあたる部分の一端１５ｈに設けられている。貫通穴部１５ｄのまわりは、シーソー部が稼働し易いように肉厚が調整さえている。凸部１５ｃの無い一端１５ｇを外側から押し込むと、凸部１５ｈがハウジング１５の外側に浮き上がることで、クッション１４の取り付けられた超音波送受信器をハウジング１５の円筒部１５ａ側から挿入する事ができる。
【００１６】
図７に本発明を実施した有底筒状ケース１３とクッション１４を取り付けたハウジング１５をバンパーカバー１６に取り付けた例を示す。
超音波送受信器の取り付けられたハウジング１５を、バンパーに取り付けられたバンパーカバー１６に挿入する。バンパーカバー１６の内側は、ハウジング１５の円筒部１５ａと合致するように設計されている。バンパーカバー１６を取り付けると、ハウジング１５に設けられたシーソー形の稼働部１５ｆが、バンパーカバー１６によって固定される。
【００１７】
超音波送受信器に引き抜き方向の力が加わった場合でも、ハウジング１５の凸部１５ｃが有底筒状ケース１３の凹み部１３ａにクッション１４を介してひっかかる為にクッション１４の材料破壊が無ければ超音波送受信器が脱落することは無い。
【００１８】
高圧洗車の水圧が加わった場合でも抜けにくい。水圧がクッション１４を押し広げても、クッション１４が破壊されなければ有底筒状ケース１３とクッション１４のひっかかりが無くなる事はなく、超音波送受信器が脱落しにくくなる。
【００１９】
また、バンパーカバー１６の側面にも貫通穴を設けることで、クッション１４とバンパーカバー１６の間から浸入した水がハウジングの貫通穴１５ｄからバンパーカバー１６の貫通穴へと抜けていくことで、水圧が低下し、
完全に密閉されている従来の超音波送受信器ユニットに比べて、水圧に対して強固になる。
【００２０】
また別の形状として、ハウジング１５の側面にコの字状の貫通穴を設け、貫通穴によって形成された稼働部の先端に凸部を設けたハウジングが考えられる。この場合は、前述の向かい合わせのコの字状の貫通穴１５ｄを有するハウジング１５に比べて、凸部の稼働量が小さくなるためにクッション１４の取り付けられた超音波送受信器をハウジングに挿入することがやや難しくなる。また、クッション１４の取り付けられた超音波送受信器をハウジングに挿入してしまうと、ハウジングと凸部がクッションの凹み１４ｂにひっかかり容易に抜けなくなってしまう為に、作業のやり直しが困難になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来のバンパーに取り付けられた超音波送受信器ユニット
【図２】本発明を実施した有底筒状ケースの例
【図３】本発形を実施したクッションの例
【図４】本発明を実施したハウジングの例
【図５】本発明を実施したハウジングの側面と断面
【図６】本発明を実施したハウジングの凸部周辺の稼働部
【図７】本発明を実施した有底筒状ケースとクッションとハウジングを取り付けたバンパーカバーの例
【符号の説明】
【００２２】
１    有底筒状ケース
２    圧電素子
３    クッション
４    バンパーカバー
５    バンパー
６    リード線
７    吸音材
８    金属ピン
９    金属バネ
１０    ハウジング
１１    シリコーンスペーサー
１２    樹脂ベース
１３    凹みのある有底筒状ケース
１３ａ  有底筒状ケースの凹み
１４    クッション
１４ａ  クッションの凸部
１４ｂ  クッションの凹み
１５    ハウジング
１５ａ  ハウジングの円筒部
１５ｂ  ハウジングのボックス部
１５ｃ  ハウジングの凸部
１５ｄ  ハウジングに設けられたコの字形の貫通穴
１５ｅ  支点
１５ｆ  稼働部
１５ｇ  稼働宇の一端（凹部が無い）
１５ｈ  稼働部の一端（凸部がある）
１６    バンパーカバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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