(57)【要約】【課題】放射する超音波に所要の指向性をもたせながら、車室内部材にコンパクトに組み込むことができるバーグラセンサの配置構造を提供する。【解決手段】本発明は、車室内への侵入を検知するバーグラセンサを、車室内部材(10)に配置する配置構造であって、超音波を発生する超音波発生部(2)と、この超音波発生部において生成された超音波を、先端開口(18a)から車室内に放射するスロート部(18)と、を有し、車室内部材には溝(20)が形成され、この溝の底面に、スロート部の先端開口が開口していることを特徴としている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室内への侵入を検知するバーグラセンサを、車室内部材に配置する配置構造であって、
超音波を発生する超音波発生部と、
この超音波発生部において生成された超音波を、先端開口から車室内に放射するスロート部と、を有し、
上記車室内部材には溝が形成され、この溝の底面に、上記スロート部の上記先端開口が開口していることを特徴とするバーグラセンサの配置構造。
【請求項２】
上記スロート部は１つの上記超音波発生部に対して２つ設けられ、これら２つのスロート部の各先端開口は、同一の上記溝の底面に開口している請求項１記載のバーグラセンサの配置構造。
【請求項３】
上記車室内部材は、車室の天井面に取り付けられるセンターコンソールである請求項１又は２に記載のバーグラセンサの配置構造。
【請求項４】
上記車室内部材には３本以上の溝が形成され、上記スロート部の上記先端開口が開口している溝の両側に溝が形成されている請求項１乃至３の何れか１項に記載のバーグラセンサの配置構造。
【請求項５】
上記車室内部材には５本以上の溝が形成され、上記スロート部の上記先端開口が開口している溝は、他の溝よりも幅が広い請求項４記載のバーグラセンサの配置構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バーグラセンサの配置構造に関し、特に、車室内への侵入を検知するバーグラセンサを、車室内部材に配置する配置構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１３−２２１９０２号公報（特許文献１）には、自動車用侵入検知装置が記載されている。この自動車用侵入検知装置においては、超音波発信手段と、超音波受信手段が、超音波通過用の開口部を有するカバー部材によって覆われている。カバー部材の開口部には、複数のフィン部が設けられており、これらのフィン部のうち一部の特定のフィン部が超音波を反射するように設定されている。一部の特定のフィン部が反射した超音波の反射方向は、超音波のメインビーム方向とは異なっており、特定のフィン部で反射された超音波はサイドローブを形成する。これにより、簡単な構造で、所望の方向のサイドローブを得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２２１９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１記載の発明においては、超音波発信手段によって発生された超音波に所望の方向のサイドローブを形成するために、超音波発信手段をカバー部材で覆い、このカバー部材の開口部を通して超音波を放射している。しかしながら、超音波発信手段から放射された超音波を、カバー部材の開口部に設けたフィン部で反射させ、所望のサイドローブを得るためには、超音波発信手段とカバー部材をある程度離間させる必要がある。このため、特許文献１記載の自動車用侵入検知装置（バーグラセンサ）を車両の室内に配置された車室内部材内に組み込もうとすると、大きなスペースを要することとなり、スペースの確保が難しいという問題がある。
【０００５】
従って、本発明は、放射する超音波に所要の指向性をもたせながら、車室内部材にコンパクトに組み込むことができるバーグラセンサの配置構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明は、車室内への侵入を検知するバーグラセンサを、車室内部材に配置する配置構造であって、超音波を発生する超音波発生部と、この超音波発生部において生成された超音波を、先端開口から車室内に放射するスロート部と、を有し、車室内部材には溝が形成され、この溝の底面に、スロート部の先端開口が開口していることを特徴としている。
【０００７】
このように構成された本発明においては、超音波発生部が超音波を発生し、この超音波は、スロート部を通って、その先端の先端開口から放射される。スロート部の先端開口は、車室内部材に形成された溝の底面に開口しており、先端開口から放射された超音波は、溝の中から車室内に放射される。
【０００８】
このように構成された本発明によれば、スロート部の先端開口が溝の底面に開口しているので、先端開口から放射された超音波は、溝の内壁面による反射を受けながら車室内に放出される。この結果、溝の内壁面が音響的なホーンのように作用し、超音波の伝搬性能を高めることができると共に、溝を介して車室内に放射される超音波の指向性をコントロールすることが可能になる。また、超音波発生部のスロート部の先端開口が車室内部材に開口しているので、超音波発生部と車室内部材を大きく離間させる必要がなく、バーグラセンサを車室内部材にコンパクトに組み込むことができる。さらに、バーグラセンサを配置する車室内部材に設けた溝は、車室内部材に施す装飾に容易に溶け込ませることが可能であり、車室内のデザイン性を実質的に損なうことなく、車室内部材にバーグラセンサを配置することができる。
【０００９】
本発明において、好ましくは、スロート部は１つの超音波発生部に対して２つ設けられ、これら２つのスロート部の各先端開口は、同一の溝の底面に開口している。
【００１０】
このように構成された本発明によれば、同一の溝の底面に２つのスロート部の各先端開口が設けられているので、超音波の伝搬性能をさらに高めることができる。また、２つの先端開口の配置を適宜設定することにより、放射される超音波の指向性を、さらに容易にコントロールすることが可能になる。
【００１１】
本発明において、好ましくは、車室内部材は、車室の天井面に取り付けられるセンターコンソールである。
このように構成された本発明によれば、車室内部材であるセンターコンソールにバーグラセンサが配置されるので、車室天井面の車幅方向ほぼ中央から超音波を放射することができ、車室内全体に、容易に超音波を行き渡らせることができる。
【００１２】
本発明において、好ましくは、車室内部材には３本以上の溝が形成され、スロート部の先端開口が開口している溝の両側に溝が形成されている。
このように構成された本発明によれば、スロート部の先端開口が開口している溝の両側にも溝が形成されているので、溝の中から放射された超音波が、その両側に形成された溝の壁面に当たって反射される。このような、溝の壁面からの反射波と、スロート部の先端開口が設けられた溝から直接放射された超音波を干渉させることにより、所要の指向特性を形成することが可能になり、さらに超音波の伝搬特性を向上させることができる。
【００１３】
本発明において、好ましくは、車室内部材には５本以上の溝が形成され、スロート部の先端開口が開口している溝は、他の溝よりも幅が広い。
このように構成された本発明によれば、車室内部材に５本以上の溝が形成されているので、多くの溝からの反射波を干渉させることができ、放射される超音波に、より多様な指向性をもたせることが可能になり、さらに超音波の伝搬特性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のバーグラセンサの配置構造によれば、放射する超音波に所要の指向性をもたせながら、車室内部材にコンパクトに組み込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態によるバーグラセンサの配置構造を採用した車両の断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるバーグラセンサの配置構造を採用したセンターコンソールの分解斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態によるバーグラセンサの配置構造において、センターコンソールの、超音波発振器が内蔵されている部分を拡大して示す正面図である。
【図４】本発明の第１実施形態によるバーグラセンサの配置構造において、図３のIV−IV線に沿う部分の拡大断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態によるバーグラセンサの配置構造において、超音波発振器から発生される超音波の音圧分布を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に対する比較例における超音波発振器の外観を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施形態に対する比較例の超音波発振器から発生される超音波の音圧分布を示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態によるバーグラセンサの配置構造において採用されている超音波発振器の斜視図である。
【図９】本発明の第２実施形態によるバーグラセンサの配置構造において、図８に示す超音波発振器を単体で作動させた場合における音圧分布を示す図である。
【図１０】本発明の第３実施形態によるバーグラセンサの配置構造において、超音波発振器を車室内部材に取り付けた状態を示す断面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態によるバーグラセンサの配置構造において、図１０に示す配置構造により放射される超音波の音圧分布を示す図である。
【図１２】本発明の第４実施形態によるバーグラセンサの配置構造において、超音波発振器を車室内部材に取り付けた状態を示す断面図である。
【図１３】本発明の第４実施形態によるバーグラセンサの配置構造において、図１２に示す配置構造により放射される超音波の音圧分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を説明する。
図１は、本発明の第１実施形態によるバーグラセンサの配置構造を採用した車両の断面図である。
図１に示すように、本発明の第１実施形態のバーグラセンサの配置構造において、バーグラセンサは、車両Ｖの車室Ｃ内に取り付けられたセンターコンソール１の内部に配置されている。センターコンソール１は、車両Ｖの車室Ｃ内の天井面Ｒ（ルーフ）の前端部であって、車幅方向ほぼ中央に取り付けられている。バーグラセンサは、超音波を放射する送信部と、放射された超音波の反射波を受信する受信部を備えている。また、バーグラセンサは、受信部が受信した超音波に発生しているドップラー効果に基づいて、車室Ｃ内に移動する物体が存在するか否かを検知し、不正な侵入者を検出することができるように構成されている。
【００１７】
図２は、本発明の第１実施形態におけるセンターコンソールの分解斜視図である。
図２に示すように、センターコンソール１は、超音波発生部である超音波発振器２と、超音波受信部である超音波受信器４と、超音波発振器２及び超音波受信器４を制御する制御ユニット６と、超音波発振器２及び超音波受信器４を所定の位置に保持する取付用部材８と、以上の機器を収納するための車室内部材であるコンソールカバー１０と、を有する。本実施形態においては、センターコンソール１に内蔵された超音波発振器２、超音波受信器４及び制御ユニット６がバーグラセンサを構成している。
【００１８】
超音波発振器２は概ね円柱形のケース２ａを有し、制御ユニット６からの駆動信号に基づいて、内蔵された振動子１６（図４）を振動させ、所定周波数の超音波を発生させるように構成されている。なお、本実施形態において、超音波発振器２は約４０ｋＨｚ、波長約８．５ｍｍの超音波を発生させるように構成されている。
【００１９】
超音波受信器４は概ね円柱形のケース４ａを有し、超音波発振器２が発生させ、車両Ｖの車室Ｃ内で反射された超音波を受信するように構成されている。超音波受信器４は超音波を受信すると電気信号を生成し、この電気信号を制御ユニット６に送るように構成されている。なお、本実施形態において、超音波受信器４と超音波発振器２は実質的に同一の構成を有している。
【００２０】
制御ユニット６は、超音波発振器２及び超音波受信器４に接続され、これらを制御するように構成されている。即ち、制御ユニット６は、バーグラセンサの稼働中、所定の時間間隔で超音波発振器２に駆動信号を送り、超音波発振器２から超音波を発生させる。さらに、超音波発振器２が発生させた超音波の反射波を超音波受信器４が受信すると電気信号が生成され、制御ユニット６に送られる。制御ユニット６は、超音波受信器４から入力された電気信号に基づいて、反射波にドップラー効果が生じているか否かを解析し、不正な侵入者の有無を判断する。
【００２１】
即ち、車室Ｃ内の動いている物体から反射された超音波にはドップラー効果が発生しており、車室Ｃ内に正当な乗員がいない状態で、ドップラー効果が検出された場合には、不正な侵入者があると判断することができる。不正な侵入者が検知された場合には、制御ユニット６は発音器（図示せず）を作動させ、大音量で警告音を発生させて異常を報知する。具体的には、制御ユニット６は、マイクロプロセッサ、メモリ、インターフェイス回路、これらを作動させるプログラム、及び警告音を発生させるための発音器であるスピーカー等により構成することができる（以上、図示せず）。
【００２２】
取付用部材８は、コンソールカバー１０の内側に配置される板状の部材であり、コンソールカバー１０内の適所に、超音波発振器２、超音波受信器４及び制御ユニット６を固定できるように構成されている。具体的には、取付用部材８の裏面（コンソールカバー１０の反対側の面）中央には制御ユニット６を固定するための保持部（図示せず）が設けられ、その両側に超音波発振器２、及び超音波受信器４を夫々保持するための保持穴８ａ、８ｂが夫々形成されている。これらの保持穴８ａ、８ｂにより、超音波発振器２及び超音波受信器４は、コンソールカバー１０の裏側の適所に保持される。
【００２３】
コンソールカバー１０は、センターコンソール１の外観を構成する部材であり、取付用部材８が背面側に取り付けられる。また、超音波発振器２により発生された超音波はコンソールカバー１０の発音部１０ａを介して車室Ｃ内に放射され、反射された超音波はコンソールカバー１０の受音部１０ｂを介して超音波受信器４により受信される。さらに、コンソールカバー１０には、一対の照明ランプ１２、及びセンターコンソール１を操作するための複数の操作スイッチ１４が設けられている。
【００２４】
次に、図３乃至図５を参照して、本発明の実施形態によるバーグラセンサの配置構造を説明する。図３は、センターコンソール１の、超音波発振器２が内蔵されている部分を拡大して示す正面図である。図４は、図３のIV−IV線に沿う部分の拡大断面図である。図５は、本発明の第１実施形態によるバーグラセンサの配置構造を採用した場合において、超音波発振器２から発生される超音波の音圧分布を示す図である。
【００２５】
図３及び図４に示すように、センターコンソール１のコンソールカバー１０表面には発音部１０ａが設けられ、この発音部１０ａの表面には平行に延びる多数の細長い溝２０が形成されている。これらの溝が形成された発音部１０ａの裏面には、バーグラセンサの超音波発振器２が配置されている。なお、本実施形態においては、コンソールカバー１０表面に設けられた受音部１０ｂの構造も、発音部１０ａの構造と同一である。また、以下に説明する、コンソールカバー１０に対する超音波発振器２の配置構造も、コンソールカバー１０に対する超音波受信器４の配置構造と同一である。
【００２６】
図４に示すように、超音波発振器２のケース２ａは、取付用部材８に設けられた保持穴８ａに嵌め込まれ、コンソールカバー１０の裏面の適所に保持されている。また、超音波発振器２のケース２ａ内には超音波振動子１６（振動板）が配置されており、この超音波振動子１６は、駆動信号を加えることにより高周波振動するように構成されている。さらに、超音波発振器２のケース２ａ前面の開口部は、コンソールカバー１０の裏面によって覆われており、超音波振動子１６とコンソールカバー１０の裏面の間にチャンバー２２が形成される。
【００２７】
また、コンソールカバー１０の、超音波発振器２を覆っている部分には、平行に延びる２本の長穴が設けられており、これらの長穴は超音波発振器２のスロート部１８として機能している。本実施形態においては、スロート部１８を構成するこれらの長穴は、超音波振動子１６の直径よりも小さく、幅約１ｍｍ、長さ約３．５ｍｍの長円形の断面形状を有するように構成されている。さらに、各スロート部１８先端の先端開口１８ａは、コンソールカバー１０の表面に形成された溝２０の中に位置しており、２つの先端開口１８ａが１本の溝２０の底面に開口している。また、スロート部１８の長さＴは、コンソールカバー１０の、長穴が形成されている部分の肉厚により規定され、本実施形態においては長さＴ＝約１ｍｍである。
【００２８】
本実施形態においては、各溝２０は、深さＤ＝約１ｍｍ、幅Ｗ＝約３ｍｍの長方形断面を有し、同一断面形状を有する溝が約１ｍｍずつ間隔を開けて平行に多数本形成されている。さらに、図３に示すように、本実施形態においては、２つスロート部１８の各先端開口１８ａは、発音部１０ａの最も端に形成された１本の溝２０の中に、溝２０と平行に延びるように２つ並べて開口していると共に、溝２０の一方の端から距離Ｌ＝約１０ｍｍの位置に形成されている（図３）。好ましくは、各スロート部１８は、それらが形成されている溝２０の両側の端部から、放射する超音波の波長（本実施形態においては約８．５ｍｍ）よりも長い距離Ｌ離れた位置に形成する。また、好ましくは、溝２０を、放射する超音波の波長以下の幅Ｗ、放射する超音波の波長の２倍以上の長さ、約１ｍｍ以上の深さに形成することにより、放射される超音波の指向性を十分にコントロールすることができる。
【００２９】
制御ユニット６から超音波発振器２に駆動信号が送られると、超音波振動子１６が高周波振動し、チャンバー２２内で超音波が発生する。チャンバー２２内で発生した超音波は、コンソールカバー１０に形成された２つのスロート部１８を通ってコンソールカバー１０の表面側に放射される。ここで、各スロート部１８の先端開口１８ａは溝２０の底面に開口しているため、溝２０の内壁面が音響的なホーンのように作用して、放射される超音波の指向性が改善される。
【００３０】
図５は超音波発振器２から放射される超音波の音圧分布であり、図３及び図４に示す配置構造で配置された超音波発振器２から超音波を発生させた場合における音圧分布を示している。図５は、発音源Ｓであるスロート部１８の２つの先端開口１８ａから外部に放射された超音波が空間内に広がり、発音源Ｓから遠ざかるにつれて徐々に音圧が低下することを示している。ここで、先端開口１８ａからの超音波を直接放射するのではなく、溝２０の底面から放射することにより、超音波が広い角度に広がるように指向性が改善されている。図５に示す音圧分布では、発音源Ｓを中心に、３方向に音圧の高い部分が形成されており、車室Ｃ内全体に超音波を十分に行き渡らせることができる。本実施形態においては、バーグラセンサ（超音波発振器２）の配置構造を工夫し、先端開口１８ａを溝２０の底面に設けることにより、音圧分布の指向性を改善している。
【００３１】
次に、比較例として、超音波を超音波発振器２のスロート部１８から直接放射した場合の音圧分布を、図６及び図７を参照して説明する。図６は比較例における超音波発振器の外観を示す斜視図であり、図７は比較例の超音波発振器から発生される超音波の音圧分布を示す図である。
【００３２】
図６に示すように、比較例の超音波発振器２４は概ね円柱形のケース２４ａを有し、このケース２４ａの中に高周波振動する超音波振動子（図示せず）が内蔵されている。また、ケース２４ａの一方の端面には、超音波振動子を覆うカバー２４ｂが設けられており、このカバー２４ｂから突出するように、平行に配置された長円形断面の２つのスロート部２６が形成されている。即ち、第１実施形態における超音波発振器２では、スロート部１８がコンソールカバー１０に設けた長穴により形成されていたのに対し、比較例の超音波発振器２４では、突出する筒状の壁面の内側にスロート部２６が形成されている。また、スロート部２６は、第１実施形態における超音波発振器２のスロート部１８と同様に、幅約１ｍｍ、長さ約３．５ｍｍの長円形の断面形状を有している。
【００３３】
なお、比較例の超音波発振器２４においても、ケース２４ａ内の超音波振動子の振動により生成された超音波は、一旦、ケース２４ａ内のチャンバーに放射され、このチャンバー内の超音波が２つのスロート部２６を通り、各スロート部２６の先端開口２６ａから外部に放射される。従って、比較例の超音波発振器２４は、先端開口が溝の底面に開口している点を除き、第１実施形態における超音波発振器２と音響的に同等である。
【００３４】
図７は比較例の超音波発振器２４から放射される超音波の音圧分布である。比較例の超音波発振器２４では、各スロート部２６を通った超音波が、先端開口２６ａから自由空間に直接放射される。比較例の超音波発振器２４においても、超音波振動子によって生成された超音波が直接放射されるのではなく、２つのスロート部２６を介して放射されることにより、超音波が広い角度に広がるように指向性がコントロールされている。しかしながら、図７に示す比較例の音圧分布は、図５に示した第１実施形態における音圧分布と比較して、超音波の広がりが小さいと共に、高い音圧が得られる範囲が狭く、車室Ｃ内全体に超音波を十分に行き渡らせることができない。このように、本発明の第１実施形態のバーグラセンサの配置構造では、各スロート部１８の先端開口１８ａを溝２０の底面に開口させることにより、ホーン効果が得られ、高い音圧で車室Ｃ内の広い範囲に超音波を放射することができる。
【００３５】
また、本実施形態においては、上述したように、コンソールカバー１０に設けられた受音部１０ｂの構成も発音部１０ａと同一であり、コンソールカバー１０に対する超音波受信器４の配置構造も超音波発振器２の配置構造と同一である。また、音響系において相反定理が成り立つことも知られている。このことから明らかなように、超音波受信器４についても、超音波発振器２の配置構造と同一の配置構造を採用することにより、車室Ｃ内の広い範囲の超音波を、高い感度で受信することができる。
【００３６】
なお、本実施形態においては、各スロート部１８が、コンソールカバー１０に設けた長穴により、超音波発振器２とは別体で構成されていたが、比較例のようにスロート部２６が一体に構成された超音波発振器２４を使用して、本発明を構成することもできる。この場合には、スロート部２６の先端開口２６ａが溝２０の底面と同一平面上に位置するように超音波発振器２４を配置して、先端開口２６ａを溝２０の底面に開口させる。このような構成によっても、溝２０によるホーン効果が得られ、図５と同様の音圧分布を得ることができる。
【００３７】
本発明の第１実施形態のバーグラセンサの配置構造によれば、スロート部１８の先端開口１８ａが溝２０の底面に開口しているので、先端開口１８ａから放射された超音波は、溝２０の内壁面による反射を受けながら車室Ｃ内に放出される。この結果、溝２０の内壁面が音響的なホーンのように作用し、超音波の伝搬性能を高めることができると共に、溝２０を介して車室Ｃ内に放射される超音波の指向性がコントロールされる。これにより、本実施形態においては、車室Ｃ内全体に超音波を行き渡らせることができる。また、本実施形態においては、超音波発振器２のスロート部１８の先端開口１８ａがコンソールカバー１０に開口しているので、超音波発振器２とコンソールカバー１０が密着しており、バーグラセンサをセンターコンソール１の中にコンパクトに組み込むことができる。
【００３８】
また、本実施形態のバーグラセンサの配置構造によれば、同一の溝２０の底面に２つのスロート部１８の各先端開口１８ａが設けられているので、超音波の伝搬性能をさらに高めることができる。
【００３９】
さらに、本実施形態のバーグラセンサの配置構造によれば、車室内部材であるセンターコンソール１にバーグラセンサが配置されるので、車室天井面Ｒの車幅方向ほぼ中央から超音波を放射することができ、車室Ｃ内全体に、容易に超音波を行き渡らせることができる。
【００４０】
次に、図８及び図９を参照して、本発明の第２実施形態によるバーグラセンサの配置構造を説明する。図８は、本発明の第２実施形態において採用されている超音波発生部である超音波発振器の斜視図である。図９は、図８に示す超音波発振器を単体で作動させた場合における音圧分布を示す図である。
【００４１】
本実施形態のバーグラセンサの配置構造は、使用する超音波発振器の構造が、上述した第１実施形態とは異なる。従って、ここでは、本発明の第２実施形態の、第１実施形態とは異なる部分のみを説明し、同様の構成、作用、効果については説明を省略する。
【００４２】
図８に示すように、本実施形態において採用されている超音波発振器３０は、概ね円柱形のケース３０ａを有し、このケース３０ａの中に高周波振動する超音波振動子（図示せず）が内蔵されている。また、ケース３０ａ内の超音波振動子はカバー３０ｂで覆われており、このカバー３０ｂの中心から突出するように、円筒形のスロート部３２が１つ形成されている。このスロート部３２の内側に形成された通路は、先端開口３２ａに向けて円錐形状に広がっている。
【００４３】
本実施形態の超音波発振器３０においても、ケース３０ａ内の超音波振動子の振動により生成された超音波は、一旦、ケース３０ａ内のチャンバーに放射され、このチャンバー内の超音波がスロート部３２を通り、先端開口３２ａから外部に放射される。
【００４４】
図９は、超音波発振器３０を単体で作動させた場合の超音波の音圧分布である。このように、超音波振動子（振動板）によって生成された超音波が、振動板よりも小さな断面を有するスロート部３２を通るため、抵抗となり、音圧分布が丸みをおびた形になる。超音波発振器３０においても、超音波振動子によって生成された超音波が直接放射されるのではなく、スロート部３２を介して放射されることにより、超音波が広い角度に広がるように指向性が改善されている。しかしながら、図９に示す音圧分布では、超音波の広がりが不十分であると共に、高い音圧が得られる範囲が狭い。
【００４５】
本実施形態の超音波発振器３０についても、単体で作動させた場合には、十分な広さの指向性が得られていないが、これを第１実施形態の配置構造と同様に配置することにより、広い指向性をもたせることができる。即ち、スロート部３２の先端開口３２ａを、第１実施形態と同様に、車室内部材に設けた溝の底面に開口するように配置することにより、図５に示した音圧分布と同等の、広い指向性を得ることができる。このように、種々の断面形状を有するスロート部を備えた超音波発振器を、本発明のバーグラセンサの配置構造に適用することができる。
なお、本実施形態の超音波発振器３０においては、スロート部３２が超音波発振器３０と一体に設けられているが、第１実施形態のように、車室内部材（コンソールカバー）に設けた円錐形の穴によりスロート部３２を形成することもできる。
【００４６】
次に、図１０及び図１１を参照して、本発明の第３実施形態によるバーグラセンサの配置構造を説明する。図１０は、本発明の第３実施形態によるバーグラセンサの配置構造において、超音波発振器を車室内部材に取り付けた状態を示す断面図である。図１１は、図１０に示す配置構造により放射される超音波の音圧分布を示す図である。
【００４７】
本実施形態のバーグラセンサの配置構造は、使用する超音波発振器の構造及びそれを取り付ける車室内部材の構成が、上述した第１実施形態とは異なる。従って、ここでは、本発明の第３実施形態の、第１実施形態とは異なる部分のみを説明し、同様の構成、作用、効果については説明を省略する。
【００４８】
図１０に示すように、本実施形態の配置構造においては、車室内部材４０の裏面に、超音波発生部である超音波発振器４２が取り付けられている。
車室内部材４０の表面には、等間隔で平行に延びる直線状の溝４０ａが多数本形成されている。これらの溝４０ａは、幅約１ｍｍ、深さ約１ｍｍの概ね正方形の断面を有している。また、各溝４０ａは、約１ｍｍの間隔を開けて形成されている。さらに、車室内部材４０の表面に設けられている、超音波発振器４２が取り付けられた溝４０ｂは幅が広く、幅約３ｍｍ、深さ約１ｍｍの概ね長方形の断面を有しており、この幅広の溝４０ｂの両側に、幅の狭い多数の溝４０ａが形成されている。
【００４９】
超音波発振器４２は、概ね円柱形のケース４２ａを有し、このケース４２ａの中に高周波振動する超音波振動子４４が内蔵されている。また、ケース４２ａ内の超音波振動子４４はカバー４２ｂで覆われており、このカバー４２ｂから突出するように、２つの長円形の筒形のスロート部４６が形成されている。これらのスロート部４６の先端開口４６ａは、１つの幅広の溝４０ｂの底面に開口していると共に、溝４０ｂの底面と同一平面上に位置している。また、各スロート部４６の内側に形成された通路の構成は、図６に示した超音波発振器２４と同一である。
【００５０】
本実施形態の超音波発振器４２においても、ケース４２ａ内の超音波振動子の振動４４により生成された超音波は、一旦、ケース４２ａ内のチャンバーに放射され、このチャンバー内の超音波がスロート部４６を通り、その先端開口４６ａから外部に放射される。
【００５１】
図１１は、図１０の配置構造において放射された超音波の音圧分布である。
図１１に示すように、図１０の配置構造を採用することにより、スロート部の構成は第１実施形態と実質的に同一であるが、放射される超音波は、図５に示した音圧分布よりも更に広い角度に広がるように指向性がコントロールされている。
【００５２】
本発明の第３実施形態のバーグラセンサの配置構造によれば、スロート部４６の先端開口４６ａが開口している溝４０ｂの両側にも溝４０ａが形成されているので、溝４０ｂの中から放射された超音波が、その両側に形成された溝４０ａの壁面に当たって反射される。このような、溝４０ａの壁面からの反射波と、スロート部４６の先端開口４６ａが設けられた溝４０ｂから直接放射された超音波を干渉させることにより、さらに超音波の伝搬特性を向上させることができる。
【００５３】
また、本実施形態のバーグラセンサの配置構造によれば、車室内部材４０に、溝４０ｂの両側に夫々２本以上の溝４０ａが形成されているので、多くの溝４０ａからの反射波を干渉させることができ、放射される超音波に、より多様な指向性をもたせることが可能になり、さらに超音波の伝搬特性を向上させることができる。
【００５４】
次に、図１２及び図１３を参照して、本発明の第４実施形態によるバーグラセンサの配置構造を説明する。図１２は、本発明の第４実施形態によるバーグラセンサの配置構造において、超音波発振器を車室内部材に取り付けた状態を示す断面図である。図１３は、図１２に示す配置構造により放射される超音波の音圧分布を示す図である。
【００５５】
本実施形態のバーグラセンサの配置構造は、使用する超音波発振器の構造及びそれを取り付ける車室内部材の構成が、上述した第１実施形態とは異なる。従って、ここでは、本発明の第４実施形態の、第１実施形態とは異なる部分のみを説明し、同様の構成、作用、効果については説明を省略する。
【００５６】
図１２に示すように、本実施形態の配置構造においては、車室内部材５０の裏面に、超音波発生部である超音波発振器５２が取り付けられている。
車室内部材５０の表面には、等間隔で平行に延びる直線状の溝５０ａが多数本形成されている。これらの溝５０ａは、幅約３ｍｍ、深さ約１ｍｍの概ね長方形の断面を有している。また、各溝５０ａは、約３ｍｍの間隔を開けて形成されている。さらに、車室内部材５０の表面に設けられている、超音波発振器５２が取り付けられた溝５０ｂも他の溝５０ａと同様に、幅約３ｍｍ、深さ約１ｍｍの概ね長方形の断面を有しており、この溝５０ｂの両側に、２本以上の溝５０ａが形成されている。
【００５７】
超音波発振器５２は、概ね円柱形のケース５２ａを有し、このケース５２ａの中に高周波振動する超音波振動子５４が内蔵されている。また、ケース５２ａ内の超音波振動子５４はカバー５２ｂで覆われており、このカバー５２ｂから突出するように、２つの長円形の筒形のスロート部５６が形成されている。これら２つのスロート部５６の先端開口５６ａは、１つの溝５０ｂの底面に開口していると共に、溝５０ｂの底面と同一平面上に位置している。また、各スロート部５６の内側に形成された通路の構成は、図６に示した超音波発振器２４と同一である。
【００５８】
本実施形態の超音波発振器５２においても、ケース５２ａ内の超音波振動子５４の振動により生成された超音波は、一旦、ケース５２ａ内のチャンバーに放射され、このチャンバー内の超音波がスロート部５６を通り、その先端開口５６ａから外部に放射される。
【００５９】
図１３は、図１２の配置構造において放射された超音波の音圧分布である。
図１３に示すように、図１２の配置構造を採用した場合において、スロート部の構成は第１実施形態と実質的に同一であるが、放射される超音波は極めて狭い指向性を有するものとなる。本実施形態における音圧分布の指向性は、図５に示した音圧分布よりも狭く、単体の超音波発振器から超音波を放射した図７に示す音圧分布よりも更に狭いものとなっている。このような音圧分布は、スロート部５６の先端開口５６ａが開口した溝５０ｂの両側に多数形成された溝５０ａからの反射波が重ね合わせられることにより形成されたものと考えられる。
【００６０】
このように狭い指向性を有するバーグラセンサの配置構造は、１つの超音波発振器から放射された超音波を車室Ｃ内全体に行き渡らせる用途には不向きであるが、車室Ｃ内の特定の部位における侵入をピンポイントで検知するためのセンサの配置構造として好適である。また、本実施形態の配置構造により超音波発振器５２から放射された超音波は、超音波発振器を単体で作動させた場合よりも音圧分布が非常に安定していると共に、音圧も上昇している。
【００６１】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、上述した実施形態に種々の変更を加えることができる。特に、上述した実施形態においては、センターコンソールのコンソールカバーを車室内部材として、その内部にバーグラセンサを配置していたが、本発明の配置構造は、インストゥルメントパネル等、車室内に配置されたコンソールカバー以外の部材にバーグラセンサを配置する場合にも適用することができる。また、上述した実施形態においては、スロート部の先端開口を形成した溝の底面は平面であったが、溝の底面を曲面とすることもできる。
【符号の説明】
【００６２】
１    センターコンソール
２    超音波発振器（超音波発生部）
２ａ  ケース
４    超音波受信器（超音波受信部）
６    制御ユニット
８    取付用部材
８ａ、８ｂ  保持穴
１０    コンソールカバー（車室内部材）
１０ａ  発音部
１０ｂ  受音部
１２    照明ランプ
１４    操作スイッチ
１６    超音波振動子
１８    スロート部
１８ａ  先端開口
２０    溝
２２    チャンバー
２４    超音波発振器（超音波発生部）
２４ａ  ケース
２４ｂ  カバー
２６    スロート部
３０    超音波発振器（超音波発生部）
３０ａ  ケース
３０ｂ  カバー
３２    スロート部
３２ａ  先端開口
４０    車室内部材
４０ａ、４０ｂ  溝
４２    超音波発振器（超音波発生部）
４２ａ  ケース
４２ｂ  カバー
４４    超音波振動子
４６    スロート部
４６ａ  先端開口
５０    車室内部材
５０ａ  溝
５０ｂ  溝
５２    超音波発振器（超音波発生部）
５２ａ  ケース
５２ｂ  カバー
５４    超音波振動子
５６    スロート部
５６ａ  先端開口
【図１】
2019039824.tif 000003
【図２】
2019039824.tif 000004
【図３】
2019039824.tif 000005
【図４】
2019039824.tif 000006
【図５】
2019039824.tif 000007
【図６】
2019039824.tif 000008
【図７】
2019039824.tif 000009
【図８】
2019039824.tif 000010
【図９】
2019039824.tif 000011
【図１０】
2019039824.tif 000012
【図１１】
2019039824.tif 000013
【図１２】
2019039824.tif 000014
【図１３】
2019039824.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成30年11月26日(2018.11.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室内への侵入を検知するバーグラセンサを、車室内部材に配置する配置構造であって、
超音波振動子を備え、超音波を発生する超音波発生部と、
この超音波発生部の上記超音波振動子によって生成された超音波を、長穴からなる先端開口から車室内に放射するスロート部と、を有し、
上記車室内部材には溝が形成され、この溝の底面に、上記スロート部の上記先端開口が開口し、
上記先端開口の幅は上記超音波振動子よりも小さく形成され、上記先端開口が開口した上記溝の幅は、上記先端開口の幅よりも大きく、且つ発生する超音波の波長以下であることを特徴とするバーグラセンサの配置構造。
【請求項２】
上記スロート部は１つの上記超音波発生部に対して２つ設けられ、これら２つのスロート部の各先端開口は、同一の上記溝の底面に開口している請求項１記載のバーグラセンサの配置構造。
【請求項３】
上記車室内部材は、車室の天井面に取り付けられるセンターコンソールである請求項１又は２に記載のバーグラセンサの配置構造。
【請求項４】
上記車室内部材には３本以上の溝が形成され、上記スロート部の上記先端開口が開口している溝の両側には上記先端開口が設けられていない溝が形成されており、上記先端開口が設けられていない上記溝は、上記先端開口が開口している上記溝の幅以下の間隔を開けて形成されていると共に、上記先端開口が開口している溝の幅以下の幅を有する請求項１乃至３の何れか１項に記載のバーグラセンサの配置構造。
【請求項５】
上記車室内部材には５本以上の溝が形成され、上記スロート部の上記先端開口が開口している溝は、他の溝よりも幅が広い請求項４記載のバーグラセンサの配置構造。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明は、車室内への侵入を検知するバーグラセンサを、車室内部材に配置する配置構造であって、超音波振動子を備え、超音波を発生する超音波発生部と、この超音波発生部の超音波振動子によって生成された超音波を、長穴からなる先端開口から車室内に放射するスロート部と、を有し、車室内部材には溝が形成され、この溝の底面に、スロート部の先端開口が開口し、先端開口の幅は超音波振動子よりも小さく形成され、先端開口が開口した溝の幅は、先端開口の幅よりも大きく、且つ発生する超音波の波長以下であることを特徴としている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明において、好ましくは、
車室内部材には３本以上の溝が形成され、スロート部の先端開口が開口している溝の両側には先端開口が設けられていない溝が形成されており、先端開口が設けられていない溝は、先端開口が開口している溝の幅以下の間隔を開けて形成されていると共に、先端開口が開口している溝の幅以下の幅を有する。
このように構成された本発明によれば、スロート部の先端開口が開口している溝の両側にも溝が形成されているので、溝の中から放射された超音波が、その両側に形成された溝の壁面に当たって反射される。このような、溝の壁面からの反射波と、スロート部の先端開口が設けられた溝から直接放射された超音波を干渉させることにより、所要の指向特性を形成することが可能になり、さらに超音波の伝搬特性を向上させることができる。