(57)【要約】  放射面２１ａを外部に向けて、取り付け部１の貫通孔１１に取り付けられた空中超音波センサ２と、放射面２１ａに固着され、空中超音波センサ２の音響インピーダンスと空気の音響インピーダンスとのマッチングを取る、取り付け部１と同一材料にマイクロカプセル３１が添加された音響整合層３とを備えた。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射面を外部に向けて、取り付け部の貫通孔に取り付けられた空中超音波センサと、
前記放射面に固着され、前記空中超音波センサの音響インピーダンスと空気の音響インピーダンスとのマッチングを取る、前記取り付け部と同一材料にマイクロカプセルが添加された音響整合層と
を備えた障害物検知装置。
【請求項２】
前記マイクロカプセルの添加量は、前記音響整合層の音響インピーダンスが、前記空中超音波センサの音響インピーダンスと空気の音響インピーダンスとの間の値となる量である
ことを特徴とする請求項１記載の障害物検知装置。
【請求項３】
前記マイクロカプセルの添加量は、前記音響整合層の音響インピーダンスが、前記空中超音波センサの音響インピーダンスと空気の音響インピーダンスとの積の略平方根の値となる量である
ことを特徴とする請求項２記載の障害物検知装置。
【請求項４】
前記音響整合層の厚みは、前記空中超音波センサで励振される超音波の波長の略１／４である
ことを特徴とする請求項１記載の障害物検知装置。
【請求項５】
前記音響整合層の表面は、前記取り付け部の表面と面一である
ことを特徴とする請求項１記載の障害物検知装置。
【請求項６】
前記音響整合層は、前記取り付け部と同一材料からなり、表面に当該取り付け部の表面とともに同一の塗料が施された
ことを特徴とする請求項１記載の障害物検知装置。
【請求項７】
前記取り付け部は、車両のバンパ又はボディである
ことを特徴とする請求項１記載の障害物検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、自動車等の車両のバンパ等に取り付けられ、車両周辺の障害物を検知する障害物検知装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧電素子を用いた空中超音波センサでは、センサから超音波を空気中に送信し、当該超音波が障害物等により反射されて空気中を伝搬し、これを再びセンサで受信することで当該障害物等を検出している。この空中超音波センサは、自動車等の車両のバンパ等の壁部材に対し、当該壁部材に形成された貫通孔を介して取り付けられることで、車両周辺の障害物を検知する障害物検知装置として利用されている（例えば特許文献１参照）。そして、従来、障害物検知装置に用いられる空中超音波センサは、超音波の送受信が可能となるように、その放射面が貫通孔から外部に露出した状態で取り付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２９８０１０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に開示されるような従来の障害物検知装置では、上述の通り、空中超音波センサが、その放射面を外部に露出した状態で取り付けられている。一方、一般に、車両のバンパは樹脂材料で形成され、空中超音波センサのケースは金属材料で形成されている。したがって、上記のように空中超音波センサの放射面が外部に露出した状態でバンパに取り付けられた場合、外部から空中超音波センサの放射面が認識できるため、デザイン性に課題がある。
また、バンパと空中超音波センサの放射面に同一の塗装を施した場合、両者の材料が異なるため、その発色が異なり、デザイン性が低下するという課題もある。
一方、デザイン性を考慮し、バンパに貫通孔を設けず、空中超音波センサの放射面が外部に露出しないように取り付けた場合、空中超音波センサの感度は著しく低下する。【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、センサ感度を向上させ、かつデザイン性を向上させることができる障害物検知装置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】
この発明に係る障害物検知装置は、放射面を外部に向けて、取り付け部の貫通孔に取り付けられた空中超音波センサと、放射面に固着され、空中超音波センサの音響インピーダンスと空気の音響インピーダンスとのマッチングを取る、取り付け部と同一材料にマイクロカプセルが添加された音響整合層とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、上記のように構成したので、センサ感度を向上させ、かつデザイン性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る障害物検知装置の構成を示す概略図である。
【図２】この発明の実施の形態１における音響整合層が固着された空中超音波センサの構成を示す概略図である。
【図３】この発明の実施の形態３に係る障害物検知装置の構成を示す概略図である。
【図４】この発明の実施の形態４に係る障害物検知装置の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の各実施の形態においては、空中超音波センサ２を車両に取り付ける場合を例に説明を行う。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る障害物検知装置の構成を示す概略図であり、図２は音響整合層３が固着された空中超音波センサ２の構成を示す概略図である。
障害物検知装置は、図１に示すように、取り付け部１の貫通孔１１に取り付けられた空中超音波センサ２及び音響整合層３から構成されている。
なお、取り付け部１は、自動車等の車両のバンパやボディ等であって、ポリプロピレン樹脂等の合成樹脂材料で形成されたものである。
【００１０】
空中超音波センサ２は、車両周辺の障害物を検知するものであり、その放射面２１ａを外部に向けて、取り付け部１の貫通孔１１に取り付けられている。この空中超音波センサ２は、図２に示すように、アルミ等の金属材料で形成されたケース２１、超音波振動子２２及びリード線２３から構成されている。
【００１１】
音響整合層３は、取り付け部１と同一材料から形成され、所定量のガラスや有機物等のマイクロカプセル３１が添加されたものであり、空気超音波センサ２の放射面２１ａに固着されている。この音響整合層３は、空中超音波センサ２の音響インピーダンスと空気の音響インピーダンスとのマッチングを取るためのものである。
【００１２】
そして、実施の形態１では、式（１）に示すように、音響整整合層３の音響インピーダンスが、空中超音波センサ２の音響インピーダンスと空気の音響インピーダンスとの間の値となるように、マイクロカプセル３１の添加量が決定されている。
2014136221.tif 000003
なお、Ｚｓは空中超音波センサ２の音響インピーダンスであり、Ｚａは空気の音響インピーダンスであり、Ｚｍは音響整合層３の音響インピーダンスである。
【００１３】
上記のように構成された障害物検知装置の空中超音波センサ２は、リード線２３を介して超音波振動子２２に電圧を印加することにより、超音波が励振され、空気中へ超音波を発信する。そして、空中超音波センサ２より発信された超音波は、障害物で反射され、再び空中超音波センサ２で受信される。これにより障害物の検知を行うことができる。なお、障害物検知装置は、車両周囲の障害物を検知できるように、車両の前方、後方、又は角部に取り付けられる。
【００１４】
そして、空中超音波センサ２の放射面２１ａに音響整合層３を設けることで、空中超音波センサ２の音響インピーダンスと空気の音響インピーダンスとのマッチングを取ることができる。その結果、空中超音波センサ２と音響整合層３との境界及び音響整合層３と空気との境界での超音波の反射を抑えることができ、超音波の伝搬効率を高めることができるため、空中超音波センサ２の感度が向上する。
【００１５】
さらに、空中超音波センサ２の放射面２１ａに固着された音響整合層３は、取り付け部１の貫通孔１１から外部に露出するように配置されている。そして、音響整合層３は取り付け部１と同一材料で形成されているため、空中超音波センサ２が認識され難くなり、デザイン性が向上する。
【００１６】
以上のように、この実施の形態１によれば、空中超音波センサ２の放射面２１ａに、取り付け部１と同一材料から形成された音響整合層３が固着させて、取り付け部１に取り付けるように構成したので、センサ感度を向上させ、かつデザイン性を向上させることができる。
【００１７】
実施の形態２．
実施の形態２は、マイクロカプセル３１の添加量を決める条件を変更したものである。なお、実施の形態２に係る障害物検知装置の構成は、図１に示す構成と同様であり、その説明を省略する。
【００１８】
実施の形態２に係る障害物検知装置では、式（２）に示すように、音響整合層３の音響インピーダンスが、空中超音波センサ２の音響インピーダンスと空気の音響インピーダンスとの積の略平方根の値となるように、マイクロカプセル３１の添加量を決定する。
2014136221.tif 000004
【００１９】
このように音響整合層３の音響インピーダンスを決定することで、超音波の送受信効率がよくなり、空中超音波センサ２の感度が向上する。
なお、実施の形態２に係る障害物検知装置の動作は、実施の形態１の場合と同様であり、その説明を省略する。
【００２０】
以上のように、この実施の形態２によれば、音響整合層３のマイクロカプセル３１の添加量を式（２）の関係を満たすような量に決定することで、実施の形態１に対してセンサ感度をさらに向上させることができる。
【００２１】
実施の形態３．
実施の形態３では、音響整合層３の厚みを所定の条件で決定した場合について示す。
図３はこの発明の実施の形態３に係る障害物検知装置の構成を示す概略図である。図３に示す実施の形態３に係る障害物検知装置は、図１に示す実施の形態１に係る障害物検知装置の音響整合層３の厚みを変更した点以外は同一であり、異なる部分についてのみ説明を行う。
【００２２】
実施の形態３に係る障害物検知装置では、空中超音波センサ２で励振される超音波の波長をλとしたとき、音響整合層３の厚みが略λ／４となるように構成する。このように、音響整合層３の厚みを調整することで、超音波の送受信効率がよくなり、空中超音波センサ２の感度が向上する。
なお、実施の形態３に係る障害物検知装置の動作は、実施の形態１の場合と同様であり、その説明を省略する。
【００２３】
以上のように、この実施の形態３によれば、音響整合層３の厚みを超音波の波長λの略１／４となるように構成しても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００２４】
実施の形態４．
実施の形態４では、障害物検知装置の表面に塗装４を施した場合について示す。
図４はこの発明の実施の形態４に係る障害物検知装置の構成を示す概略図である。図４に示す実施の形態４に係る障害物検知装置は、図１に示す実施の形態１に係る障害物検知装置の表面に塗装４を施した点以外は同一であり、異なる部分についてのみ説明を行う。
【００２５】
実施の形態４に係る障害物検知装置では、取り付け部１の表面と音響整合層３の表面に、同一の塗装４が施されている。なお、音響整合層３の表面は、取り付け部１の表面と面一となるように空中超音波センサ２の位置決めがされている。
【００２６】
ここで、取り付け部１及び音響整合層３は同一材料で形成されているため、同一の塗装４を施した場合に、発色性に差異が生じることがなく、外部からの視認性を低下させることができ、デザイン性を向上させることができる。また、取り付け部１に空中超音波センサ２及び音響整合層３を取り付けた後に塗装４を施すことができるため、塗装４のコストを低減できる。
【００２７】
さらに、音響整合層３の表面が取り付け部１の表面となるように空中超音波センサ２を位置決めしている。このように、取り付け部１と音響整合層３を面一とすることで、境目で段差が生じず、外部からの視認性をより低下させることができるとともに、塗装４を施した際に、塗装ムラ等が生じることがなくなり、デザイン性を向上させることができる。
なお、実施の形態３に係る障害物検知装置の動作は、実施の形態１の場合と同様であり、その説明を省略する。
【００２８】
以上のように、この実施の形態４によれば、取り付け部１と音響整合層３の表面に、同一の塗装４を施すように構成したので、実施の形態１に対してデザイン性をさらに向上させることができる。
【００２９】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
この発明に係る障害物検知装置は、センサ感度を向上させ、かつデザイン性を向上させることができ、自動車等の車両のバンパ等に取り付けられ、車両周辺の障害物を検知する障害物検知装置等に用いるのに適している。
【符号の説明】
【００３１】
１  取り付け部、２  空中超音波センサ、３  音響整合層、４  塗装、１１  貫通孔、
２１ａ  放射面、２１  ケース、２２  超音波振動子、２３  リード線、３１  マイクロカプセル。
【図１】
2014136221.tif 000005
【図２】
2014136221.tif 000006
【図３】
2014136221.tif 000007
【図４】
2014136221.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成27年3月5日(2015.3.5)
【手続補正１】
【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】
この発明に係る障害物検知装置は、金属ケースの底面の内側に超音波振動子を有し、金属ケースの底面の外側を放射面とする空中超音波センサと、一方の面が放射面に固着され、他方の面が取り付け部の貫通孔から外部に露出するように配置して取り付けられ、取り付け部と同一材料にマイクロカプセルが添加された音響整合層とを備えたものである。
【手続補正２】
【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】
金属ケースの底面の内側に超音波振動子を有し、前記金属ケースの底面の外側を放射面とする空中超音波センサと、
一方の面が前記放射面に固着され、他方の面が取り付け部の貫通孔から外部に露出するように配置して取り付けられ、前記取り付け部と同一材料にマイクロカプセルが添加された音響整合層と
を備えた障害物検知装置。
【請求項２】
前記マイクロカプセルの添加量は、前記音響整合層の音響インピーダンスが、前記空中超音波センサの音響インピーダンスと空気の音響インピーダンスとの間の値となる量である
ことを特徴とする請求項１記載の障害物検知装置。
【請求項３】
前記マイクロカプセルの添加量は、前記音響整合層の音響インピーダンスが、前記空中超音波センサの音響インピーダンスと空気の音響インピーダンスとの積の略平方根の値となる量である
ことを特徴とする請求項２記載の障害物検知装置。
【請求項４】
前記音響整合層の厚みは、前記空中超音波センサで励振される超音波の波長の略１／４である
ことを特徴とする請求項１記載の障害物検知装置。
【請求項５】
前記音響整合層の表面は、前記取り付け部の表面と面一である
ことを特徴とする請求項１記載の障害物検知装置。
【請求項６】
前記音響整合層は、前記取り付け部の貫通孔から外部に露出する面に当該取り付け部の表面と同一の塗料が施された
ことを特徴とする請求項１記載の障害物検知装置。
【請求項７】
前記取り付け部は、車両のバンパ又はボディである
ことを特徴とする請求項１記載の障害物検知装置。
【国際調査報告】
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2014136221.tif 000010