(57)【要約】【課題】意匠性を向上し、且つ、所望の指向性を確保することができる障害物検出装置を提供する。【解決手段】壁部材１４０の内面１４１ａに超音波振動子１２１を含む超音波センサ１２０を取り付けてなり、壁部材１４０を介して、超音波の送波又は受波をなす障害物検出装置１００であって、超音波センサ１２０の振動部位１２２ａとの接触部位１４２を除く壁部材１４０の内面１４１ａに、接触部位１４２に対する離反方向において、隣接する内側と壁部材１４０の剛性を異ならせる複数の剛性変化部１４３，１４４を設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁部材の内面に超音波振動子を含む超音波センサを取り付けてなり、前記壁部材を介して、超音波の送波又は受波をなす障害物検出装置であって、
前記壁部材は、前記超音波センサの振動部位との接触部位を除く内面に、前記接触部位に対する離反方向において、隣接する内側の部位と前記壁部材の剛性を異ならせる複数の剛性変化部を有することを特徴とする障害物検出装置。
【請求項２】
前記超音波振動子は、収容部としての筐体の底面部内面に接触固定され、
前記底面部の外面が前記壁部材と接触していることを特徴とする請求項１に記載の障害物検出装置。
【請求項３】
前記超音波振動子が、前記壁部材と接触していることを特徴とする請求項１に記載の障害物検出装置
【請求項４】
前記底面部の外面の一部に、前記壁部材との接触部として凸状の超音波伝達部が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の障害物検出装置。
【請求項５】
前記壁部材の平面方向において、前記超音波伝達部の接触面の形状が、前記底面部の形状と異なることを特徴とする請求項４に記載の障害物検出装置。
【請求項６】
前記壁部材のうち、前記超音波センサとの接触部として凸状の超音波伝達部が設けられ、
前記接触部位としての前記超音波伝達部の接触面と前記超音波センサの接触面とで、形状及び面積の少なくとも一方が異なることを特徴とする請求項２，４，５いずれか１項に記載の障害物検出装置。
【請求項７】
前記筐体の底面部の一部に、前記壁部材及び前記超音波振動子と接触し、前記壁部材の音響インピーダンスと前記超音波振動子の音響インピーダンスとの中間の音響インピーダンスを有する材料からなる超音波伝達部が設けられ、
前記超音波伝達部及び前記壁部材を介して、前記超音波が伝達されることを特徴とする請求項２又は請求項４に記載の障害物検出装置。
【請求項８】
前記超音波伝達部の音響インピーダンスが、前記超音波伝達部の周囲にある前記筐体の底面部の音響インピーダンスよりも、前記超音波振動子の音響インピーダンスと前記壁部材の音響インピーダンスとの中間値に近いことを特徴とする請求項７に記載の障害物検出装置。
【請求項９】
前記超音波伝達部は、前記壁部材の平面方向において、直交する２軸方向の長さが互いに異なることを特徴とする請求項４〜８いずれか１項に記載の障害物検出装置。
【請求項１０】
前記剛性変化部として、前記接触部位を除く内面に設けられた溝部を含むことを特徴とする請求項１〜９いずれか１項に記載の障害物検出装置。
【請求項１１】
前記溝部として、前記接触部位に対して凹状であり、前記接触部位の外周に隣接して設けられた溝部を含むことを特徴とする請求項１０に記載の障害物検出装置。
【請求項１２】
前記剛性変化部として、前記接触部位を除く内面に設けられた突起部を含むことを特徴とする請求項１〜１１いずれか１項に記載の障害物検出装置。
【請求項１３】
前記剛性変化部として、前記突起部を複数含むことを特徴とする請求項１２に記載の障害物検出装置。
【請求項１４】
複数の前記突起部は、前記振動面に対する離反方向において、互いに近接して設けられていることを特徴とする請求項１３に記載の障害物検出装置。
【請求項１５】
複数の前記突起部において、前記壁部材の厚さ方向における少なくとも１つの前記突起部の厚さが、他の前記突起部の厚さと異なることを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の障害物検出装置。
【請求項１６】
前記突起部の厚さは、前記突起部を有する部分の前記突起部を除いた厚さ以上であることを特徴とする請求項１２〜１５いずれか１項に記載の障害物検出装置。
【請求項１７】
前記壁部材の平面方向における前記突起部の厚さは、前記壁部材の厚さ方向における前記突起部を有する部分の前記突起部を除いた厚さ以下であることを特徴とする請求項１２〜１６いずれか１項に記載の障害物検出装置。
【請求項１８】
前記突起部の少なくとも１つが、前記壁部材と同一材料を用いて一体的に構成されていることを特徴とする請求項１２〜１７いずれか１項に記載の障害物検出装置。
【請求項１９】
複数の前記剛性変化部のうち、少なくとも１つが前記接触部位を囲んで環状に設けられていることを特徴とする請求項１〜１８いずれか１項に記載の障害物検出装置。
【請求項２０】
複数の前記剛性変化部のうち、少なくとも１つが前記接触部位の外周形状に沿って環状に設けられていることを特徴とする請求項１９に記載の障害物検出装置
【請求項２１】
前記接触部位に最も近い位置の前記剛性変化部が、環状に設けられていることを特徴とする請求項１９又は請求項２０に記載の障害物検出装置。
【請求項２２】
前記接触部位に最も近い位置の前記剛性変化部が、前記接触部位の外周に隣接して設けられていることを特徴とする請求項２１に記載の障害物検出装置。
【請求項２３】
複数の前記剛性変化部が、前記接触部位に対して同心状に設けられ、
前記接触部位は、複数の前記剛性変化部によって多重に囲まれていることを特徴とする請求項１９〜２２いずれか１項に記載の障害物検出装置。
【請求項２４】
全ての前記剛性変化部が、環状に設けられていることを特徴とする請求項１９〜２３いずれか１項に記載の障害物検出装置。
【請求項２５】
前記壁部材の、前記超音波センサとの接触部位を除く内面に、前記壁部材よりも減衰係数の大きい材料からなる減衰部材が積層配置されていることを特徴とする請求項１〜２４いずれか1項に記載の障害物検出装置。
【請求項２６】
前記減衰部材は、前記剛性変化部よりも外周側に設けられていることを特徴とする請求項２５に記載の障害物検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、壁部材の内面に超音波振動子を含む超音波センサを取り付けてなり、壁部材を介して、超音波の送波及び／又は受波をなす障害物検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば超音波センサを用いて車両周辺に位置する障害物を検出する障害物検出装置が公知である。例えば特許文献１に記載の超音波センサを備えた障害物検出装置では、車両のバンパに孔が設けられ、当該孔からバンパの外面と同一平面となるよう超音波センサの頭部が露出される。しかしながら、このような構成の障害物検出装置は、超音波センサの頭部が車両外部に露出するため、意匠性の点で好ましいものではない。
【０００３】
この問題に対し、例えば特許文献２の障害物検出装置においては、車両のバンパの裏側に凹部を設け、当該凹部に超音波振動式のセンサを収容して、センサを外部から見えなくすることで、意匠性を向上するようにしている。
【特許文献１】特開２００４−２６４２６４号公報
【特許文献２】特開平１０−１２３２３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献２に記載の障害物検出装置においては、金属ベースに円形板状のセラミック（超音波振動子）を積層一体化してなる超音波センサを、バンパの平面方向において、セラミックよりも大きく設けられた凹所の底部に、セラミックの外面を直接接触させて取り付けている。したがって、バンパにおける超音波センサ（セラミック）との接触部位の周辺に振動（所謂不要振動）が伝達されやすく、バンパの振動が広範囲に及んで、指向性が不規則となる。これは、振動が広範囲に及ぶことにより、各部位での位相が異なって干渉することによるものと考えられる
本発明は、上記した点に鑑みてなされたもので、意匠性を向上し、且つ、所望の指向性を確保することができる障害物検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、壁部材の内面に超音波振動子を含む超音波センサを取り付けてなり、壁部材を介して、超音波の送波又は受波をなす障害物検出装置であって、壁部材は、超音波センサの振動部位との接触部位を除く内面に、接触部位に対する離反方向において、隣接する内側（接触部位側）と壁部材の剛性を異ならせる複数の剛性変化部を有することを特徴とする。
【０００６】
このように本発明によれば、壁部材の内面に超音波センサを取り付けており、壁部材を介して超音波の送波又は受波をなすように構成されている。したがって、超音波センサが壁部材の外部から見えないので、意匠性を向上することができる。なお、超音波の送波又は受波とは、超音波の送波及び受波の少なくとも一方（送波のみ、受波のみ、送波及び受波のいずれか）という意味である。
【０００７】
また、超音波センサの振動部位が接触する部位（接触部位）を除く壁部材の内面に剛性変化部を設けることで、剛性変化部を有する壁部材の部位の剛性を、隣接する内側（接触部位側）と異ならせている。このように剛性差を設けると、高いほうが振動しにくく、低いほうが振動しやすくなる。したがって、剛性変化部よりも外側（接触部位に対して離反側）への振動（以下、不要振動と示す）の伝達を低減することができる。特に本発明においては、剛性変化部を、接触部位に対する離反方向において複数設けているので、不要振動を効果的に低減することができる。このように、壁部材における超音波（振動）の主要な伝達範囲を、剛性変化部によって絞る（所定の範囲に規定する）ことができるので、所望の指向性を確保することができる。
【０００８】
なお、壁部材に取り付けられる超音波センサの個数は特に限定されるものではない。個々のセンサに対応して剛性変化部が設けられれば良い。壁部材に対して複数の超音波センサが並設される構成において、剛性変化部は隣接する超音波センサからの不要振動を低減することもできる。
【０００９】
超音波センサとしては、請求項２に記載のように、超音波振動子が収容部としての筐体の底面部内面に接触固定され、底面部の外面が前記壁部材と接触する構成（筐体の底面部の少なくとも一部が、壁部材と接する超音波センサの振動部位として機能する構成）を採用することができる。また、請求項３に記載のように、超音波振動子が、筐体に収容されず、壁部材と接触する構成を採用することもできる。
【００１０】
請求項２に記載の発明においては、例えば請求項４に記載のように、底面部の外面の一部に、壁部材との接触部として凸状の超音波伝達部が設けられた構成とすることが好ましい。これによれば、底面部の外面の一部に設けられた凸状の超音波伝達部（すなわち突起）によって、超音波振動子と壁部材との間で超音波（振動）の伝達範囲を絞る（所定の範囲に規定する）ことができる。したがって、剛性変化部との効果と相俟って、所望の指向性をより確保しやすくすることができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明においては、請求項５に記載のように、壁部材の平面方向において、超音波伝達部の接触面の形状が底面部の形状と異なる構成としても良い。これによれば、超音波伝達部の形状によって、種々の指向性に対応が可能となる。
【００１２】
また、請求項２又は請求項３に記載の発明においては、例えば請求項６に記載のように、壁部材のうち、超音波センサとの接触部として凸状の超音波伝達部（すなわち突起）が設けられ、接触部位としての超音波伝達部の接触面と超音波センサの接触面とで、形状及び面積の少なくとも一方が異なる構成としても良い。このように、壁部材側に凸状の超音波伝達部を設けることによっても、超音波振動子と壁部材との間で超音波（振動）の伝達範囲を絞る（所定の範囲に規定する）ことができる。したがって、剛性変化部との効果と相俟って、所望の指向性をより確保しやすくすることができる。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明においては、請求項７に記載のように、筐体の底面部の一部に、壁部材及び超音波振動子と接触し、壁部材の音響インピーダンスと超音波振動子の音響インピーダンスとの中間の音響インピーダンスを有する材料からなる超音波伝達部が設けられ、超音波伝達部及び壁部材を介して、超音波が伝達される構成としても良い。
【００１４】
超音波は、音響インピーダンスの異なる部材間においては、インピーダンスの差が大きいほど部材間における反射量が増加する特性を有している。これに対し、請求項７に記載の発明によれば、底面部の一部に超音波伝達部を設けるので、音響インピーダンスを適宜設定することができる。また、筐体は、超音波振動子を固定したり、壁部材に取り付けられるために求められる剛性等の特性を満足する必要があるため、超音波を伝達する上で最適な材料を選択することが困難である。その結果、超音波伝達部の周囲の筐体材質からなる底面部では、超音波の伝達量が超音波伝達部よりも低下する。したがって、筐体の底面部における超音波（振動）の主要な伝達範囲を、超音波伝達部に対応する範囲に絞ることができる。そして、剛性変化部との効果と相俟って、所望の指向性をより確保しやすくすることができる。なお、請求項４，５に記載の超音波伝達部において、請求項７に記載の構成を適用しても良い。
【００１５】
請求項７に記載の発明においては、請求項８に記載のように、超音波伝達部の音響インピーダンスが、超音波伝達部の周囲にある筐体の底面部の音響インピーダンスよりも、超音波振動子の音響インピーダンスと壁部材の音響インピーダンスとの中間値に近い構成とすると良い。これによれば、超音波伝達部における超音波の伝達量を、その周囲の筐体部分（底面部）における超音波伝達量よりも確実に大きくすることができる。
【００１６】
なお、請求項４〜８いずれか１項に記載の発明においては、請求項９に記載のように、超音波伝達部を、壁部材の平面方向において、直交する２軸方向の長さが互いに異なる構成としても良い。これによれば、例えば地面に対する水平方向と垂直方向とで指向性が異なるもの（偏指向性を有するもの）であっても、所望の指向性を確保することができる。
【００１７】
剛性変化部として、例えば請求項１０に記載のように、接触部位を除く内面に設けられた溝部を含むことが好ましい。溝部を有する部位の壁部材の剛性は、溝部周辺の壁部材の剛性よりも低い。したがって、溝部から溝部の外周側（接触部位に対して離反側）へ伝達される不要振動が低減され、壁部材において振動しやすい範囲を規定することができる。例えば請求項１１に記載のように、溝部として、接触部位に対して凹状であり、接触部位の外周に隣接して設けられた溝部を含む構成とすると、溝部のない構成に比べて、接触部位を振動しやすくすることができる。その結果、接触部位の周辺に伝達される不要振動を低減することができる。
【００１８】
また、剛性変化部として、請求項１２に記載のように、接触部位を除く内面に設けられた突起部を含む構成としても良い。突起部を有する部位の壁部材の剛性は突起部周辺の壁部材の剛性よりも高い。したがって、少なくとも剛性向上による拘束効果によって、突起部よりも外周側（接触部位に対して離反側）へ伝達される不要振動を低減することができる。なお、突起部は、突起部を有する部位の壁部材の剛性を高めるだけでなく、構成によっては、突起部自体が弾性変形して不要振動のエネルギーを吸収し、不要振動を低減する機能を果たすこともできる。
【００１９】
請求項１２に記載の発明においては、例えば請求項１３に記載のように、剛性変化部として、突起部を複数含む構成としても良い。好ましくは請求項１４に記載のように、複数の突起部が、振動面に対する離反方向において、互いに近接して設けられた構成とすると良い。所定範囲に１つの大きな突起部を設ける場合、複数の突起部を設けるよりも所定範囲における壁部材の剛性を高める（拘束効果を高める）ことができる。しかしながら、体積が大きいため、例えば射出成形によって壁部材と一体的に突起部を設ける場合、壁部材の外面からわかる程度のひけが生じる恐れがある。これに対し、請求項１４に記載の構成とすれば、所定範囲に複数の突起部を設けるので、個々の突起部の体積が小さくなり、ひけが生じる恐れ、及び／又は、ひけの程度を低減することができる。また、１つの大きな突起部には劣るものの、複数の突起部を設けるので、所定範囲における壁部材の剛性を高めることができる。また、壁部材の平面方向において、１つの突起部と比べて各突起部の厚さが薄いので、弾性変形による効果を期待することができる。
【００２０】
請求項１３又は請求項１４に記載の発明においては、請求項１５に記載のように、複数の突起部において、壁部材の厚さ方向（面方向の直交方向）における少なくとも１つの突起部の厚さ（すなわち突起高さ）が、他の突起部の厚さ（突起高さ）と異なる構成としても良い。複数の突起部の突起高さが全て等しい場合、所定周波数の不要振動に対して各突起部が共振し、不要振動を効率よく低減することができる。しかしながら、例えば温度変化によって壁部材の物性（例えばヤング率）が変化すると、超音波振動子への印加電圧が同じでも、不要振動の波長が変化することとなる。例えば、低温となると、ヤング率が上昇して壁部材が硬くなり、不要振動の波長が長くなる。これに対し、請求項１５に記載のように、少なくとも１つの突起部の突起高さを他と異なるものとする（すなわち、突起部の共振周波数をずらしておく）と、温度変化によって不要振動の周波数が変化しても、いずれかの突起部によって不要振動を低減することができる。また、周波数の異なる複数の超音波を送信、及び／又は、受信するような場合においても、それぞれの不要振動を効率よく低減することができる。
【００２１】
請求項１２〜１５いずれか１項に記載の発明においては、請求項１６に記載のように、突起部の厚さ（突起高さ）が、突起部を有する部分の突起部を除いた厚さ（すなわち壁部材の基部の厚さ）以上とされた構成とすると良い。これによれば、共振長を確保しやすくなり、不要振動を効率よく低減することができる。
【００２２】
請求項１２〜１６いずれか１項に記載の発明においては、請求項１７に記載のように、壁部材の平面方向における突起部の厚さ（すなわち幅）が、壁部材の厚さ方向における突起部を有する部分の突起部を除いた厚さ（壁部材の基部の厚さ）以下とされた構成とすると良い。これによれば、突起部自身の剛性が低下し、不要振動の伝達時に、突起部が弾性変形しやすくなる。また、ひけが生じる恐れ、及び／又は、ひけの程度を低減することができる。
【００２３】
請求項１２〜１７いずれか１項に記載の発明においては、請求項１８に記載のように、突起部が壁部材と同一材料を用いて一体的に構成されても良い。これによれば、製造工程を簡素化することができる。
【００２４】
請求項１〜１８いずれか１項に記載の発明においては、請求項１９に記載のように、複数の剛性変化部のうち、少なくとも１つが接触部位を囲んで環状に設けられた構成とすると良い。不要振動は接触部位からその周辺に放射状に広がるが、これによれば不要振動の逃げ部位を無くし、不要振動を低減することができる。
【００２５】
請求項２０に記載の発明においては、請求項１９に記載のように、複数の剛性変化部のうち、少なくとも１つが接触部位の外周形状に沿って環状に設けられた構成とすることが好ましい。これによれば、接触部位と剛性変化部までの間隔が一様であるので、例えば上述した超音波伝達部のように、接触部位の形状に応じた指向性を確保しやすくすることができる。
【００２６】
請求項１９又は請求項２０に記載の発明においては、請求項２１に記載のように、接触部位に最も近い位置の剛性変化部が、環状に設けられた構成とすると良い。接触部位に近い方が、不要振動のエネルギーが大きく、剛性変化部による不要振動の低減効果が大きい。したがって、請求項２１に記載の発明によれば、壁部材における超音波（振動）の主要な伝達範囲をより絞ることができる。さらに好ましくは、請求項２２に記載のように、接触部位に最も近い位置の剛性変化部を、接触部位の外周に隣接するように設けると、より効果的である。
【００２７】
請求項１９〜２２いずれか１項に記載の発明において、請求項２３に記載のように、複数の剛性変化部が接触部位に対して同心状に設けられ、接触部位が複数の剛性変化部によって多重に囲まれた構成とすると、不要振動をより低減することができる。
【００２８】
なお、請求項１９〜２３いずれか１項に記載の発明においては、請求項２４に記載のように、全ての剛性変化部が、環状に設けられた構成としても良い。
【００２９】
また、請求項１〜２４いずれか１項に記載の発明においては、請求項２５に記載のように、超音波センサとの接触部位を除く壁部材の内面に、壁部材よりも減衰係数の大きい材料からなる減衰部材が積層配置された構成としても良い。これによれば、減衰部材によって不要振動のエネルギーを吸収し、減衰部材の配置位置よりも周辺に伝達される不要振動を低減することができる。
【００３０】
なお、減衰部材の配置は、請求項２５に記載の条件を満たす範囲であれば特に限定されるものではないが、減衰部材は減衰係数が大きいため、狭い範囲には配置しにくい。そこで、請求項２６に記載のように、剛性変化部よりも外周側（接触部位に対して離反側）に設けると良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る障害物検出装置の概略構成を示す図であり、（ａ）は、内面側から見た平面図、（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。図２は、溝部による不要振動低減を説明するための模式図である。図３は、溝部による効果を示す図である。図４は、突起部による不要振動低減を説明するための模式図である。図５は、ＦＥＭによるシミュレーション結果を示す図である。図６は、突起部の効果を示す図である。なお、図１（ａ）においては、便宜上、超音波センサについて、筐体の底面部外面の外周端のみを破線で図示している。また、図１（ｂ）においては、壁部材における剛性の変化点を、便宜上超音波センサとの接触部位に対して一方の領域のみ、一点鎖線の矢印で示している。
【００３２】
図１（ｂ）に示すように、本実施形態に係る障害物検出装置１００は、壁部材１４０の内面１４１ａに超音波センサ１２０を取り付けてなり、壁部材１４０を振動伝達経路として含むものである。超音波センサ１２０は、要部として、超音波を送波し、及び／又は、障害物にて反射された超音波を受波する超音波振動子１２１と、超音波振動子１２１を収容する筐体１２２とを含んでいる。
【００３３】
超音波振動子１２１としては、例えばＰＺＴやチタン酸バリウムなどの圧電セラミックスを焼結体とした圧電振動子を採用することができる。本実施形態においては、駆動信号が印加されると誘電分極によって歪みが生じ、縦方向（厚み方向）に振動して超音波を発生するＰＺＴからなる圧電振動子を採用している。なお、本実施形態においては、１つの超音波振動子１２１が、超音波の送受信を兼ねるように構成されている。
【００３４】
超音波振動子１２１の表面には電極（図示略）が形成され、当該電極にリード１２３が電気的に接続されている。本実施形態においては、図１（ｂ）に示すように、一方のリード１２３が電極と電気的に接続された筐体１２２の内面に接続されている。そして、リード１２３は、超音波振動子１２１を振動させて超音波を発生するための駆動信号を出力したり、超音波振動子１２１に超音波が伝達されて、超音波振動子１２１に歪みが生じた場合に、圧電効果によって生じる電圧信号を入力する処理回路が形成された回路基板１２４と電気的に接続されている。すなわち、超音波センサ１２０を含む障害物検出装置１００は、例えば超音波の送信から受信までの時間や受信信号の位相差などに基づいて、車両の周囲に存在する障害物までの距離や方位を算出することができる。
【００３５】
筐体１２２は、それぞれ１つの超音波振動子１２１を収容すべく、例えばアルミニウムや合成樹脂を構成材料（本実施形態においては合成樹脂の筒内面を金属コーティング）として、有底筒状に設けられている。そして、図１（ｂ）に示すように、底面部１２２ａの内面に超音波振動子１２１が設置（例えば接着固定）されている。すなわち、超音波振動子１２１の配置された底面部１２２ａが振動板としての役割を果たし、底面部１２２ａの外面が振動面（特許請求の範囲に示す超音波センサ１２０の振動部位）となっている。なお、本実施形態においては、振動面としての底面部１２２ａの外面が、図１（ａ）に破線で示すように、壁部材１４０の平面方向（地面に対して直交方向）において、地面に対して水平方向よりも垂直方向に長い平面矩形状となっている。しかしながら、本実施形態においては、壁部材１４０に、指向性を規定するための凸状の超音波伝達部１４２（詳細は後述）を設けている。このように、超音波伝達部１４２を有する構成においては、指向性を規定する上で、底面部１２２ａの外面の形状は特に限定されるものではない。
【００３６】
また、筐体１２２内において、超音波振動子１２１の周囲には、図１（ｂ）に示すように、底面部１２２ａの内面との接触部位を除いて吸音材１２５が配置されている。この吸音材１２５は、超音波振動子１２１が伸縮し、筐体１２２の底面部１２２ａが振動することによって筐体１２２内に放射される不要な超音波を吸収するためのものであり、例えばシリコンスポンジ等の吸音性能に優れた材質よって構成されている。なお、図１（ｂ）に示す符号１２２ｂは、吸音材１２５や回路基板１２４を固定するために、筐体１２２内に設けられたストッパ、符号１２６は、回路基板１２４と外部（例えば車室内に設けられている報知処理制御や走行制御等を行う制御部）とを接続するコネクタ、符号１２７は、筐体１２２内を気密に封止する封止材である。
【００３７】
このように、本実施形態に係る超音波センサ１２０は、筐体１２２が気密に封止されているので、超音波振動子１２１が外気に晒されることはなく、リード１２３等の腐食を防ぐことができる。なお、超音波センサ１２０の壁部材１４０の内面１４１ａへの固定構造は、壁部材１４０の外面１４１ｂに露出しない構造であれば採用が可能である。本実施形態においては、その一例として、壁部材１４０の内面１４１ａに対して底面部１２２ａの外面が接着固定されている。
【００３８】
壁部材１４０は、特に限定されるものではない。超音波（振動）の伝達に適したもの（材質及び厚さ）であれば適用が可能である。本実施形態においては、壁部材１４０として車両のバンパを採用している。すなわち、本実施形態に係る障害物検出装置１００は、車両周囲の障害物を検出する車両用障害物検出装置として構成されている。なお、バンパはウレタンやポリプロピレン等の合成樹脂成形品であるが、車両用障害物検出装置として構成されるに当たり、壁部材１４０として車両ボディ等を構成する金属板を採用することも可能である。
【００３９】
壁部材１４０を構成する合成樹脂からなる基材１４１の内面１４１ａには、超音波センサ１２０の振動部位（筐体１２２の底面部１２２ａの外面）に対応して、凸状の超音波伝達部１４２（図１（ｂ）に示す破線は基材１４１との境界）が設けられている。すなわち、超音波伝達部１４２を介して、超音波センサ１２０（超音波振動子１２１及び筐体１２２の底面部１２２ａ）と壁部材１４０との間で超音波（振動）が伝達される構成となっている。
【００４０】
超音波伝達部１４２は、基材１４１の内面１４１ａから突起した柱状部位であり、壁部材１４０の平面方向において、超音波伝達部１４２の接触面と筐体１２２の底面部１２２ａの外面とで、形状及び面積の少なくとも一方が異なるように構成されている。すなわち、超音波センサ１２０と壁部材１４０との間を伝達される超音波（振動）の主要な伝達範囲を、超音波伝達部１４２にて絞る（所定の範囲に規定する）ように構成されている。本実施形態に係る超音波伝達部１４２は、図１（ａ）に示すように、底面部１２２ａの外面に対し、底面部１２２ａの外面よりも面積が小さく、且つ、超音波伝達部１４２の接触面全面が底面部１２２ａの外面との接触範囲に全て含まれるように、水平方向よりも垂直方向に長い矩形状の接触面をもつ構成となっている。なお、超音波伝達部１４２の接触面の形状は、底面部１２２ａの外面と略同一となっている。また、超音波伝達部１４２は、壁部材１４０と同一材料を用いて一体的に形成（一体成形）されている。
【００４１】
また、基材１４１の内面１４１ａであって、超音波センサ１２０の振動部位との接触部位（超音波伝達部１４２の形成部位）を除く部位には、接触部位から離反する方向（接触部位周辺への振動の伝達する任意の一方向）において、壁部材１４０の剛性を隣接する内側（接触部位側）との間で異ならせる剛性変化部が複数設けられている。このように、剛性変化部（周辺と剛性が異なる部分）を設けると、剛性差によって、剛性の高いほうが振動しにくく、剛性の低いほうが振動しやすくなる。したがって、壁部材１４０において、剛性変化部（周辺と剛性が異なる部分）よりも外周側へ伝達される振動（不要振動）を低減することができる。特に剛性変化部を、接触部位に対する離反方向において複数設けると、不要振動を効果的に低減することができる。本実施形態においては、複数の剛性変化部として、溝部１４３と突起部１４４とを含んでいる。
【００４２】
剛性変化部の配置は、基材１４１の内面１４１ａであって、超音波センサ１２０の振動部位との接触部位を除く部位であれば、それ以外は特に限定されるものではない。好ましくは、複数の剛性変化部のうち、少なくとも１つが接触部位を囲んで環状に設けられた構成とすると良い。このような構成とすると、接触部位からその周辺に放射状に広がる不要振動の逃げ部位を無くし、効果的に不要振動を低減することができる。より好ましくは、接触部位の外周形状に沿って環状に設けられた構成とすると良い。このような構成とすると、接触部位と剛性変化部までの間隔が一様であるので、接触部位（超音波伝達部１４２）の形状に応じた指向性を確保しやすくすることができる。より好ましくは、剛性変化部のうち、接触部位に最も近い位置の剛性変化部が環状に設けられた構成とすると良い。接触部位に近い方が、不要振動のエネルギーが大きく、剛性変化部による不要振動の低減効果が大きい。したがって、このような構成とすると、壁部材１４０における超音波（振動）の主要な伝達範囲を絞ることができる。さらに好ましくは、接触部位の外周に隣接して設けられた構成とすると、主要な伝達範囲を剛性変化部によってより効果的に絞ることができる。
【００４３】
溝部１４３は、壁部材１４０を構成する基材１４１形成時に形成されたものであっても良いし、形成された基材１４１に対して、加工を施して形成されたものであっても良い。本実施形態に係る溝部１４３は、樹脂からなる基材１４１形成時に同時に形成されたものである。
【００４４】
溝部１４３の設けられた部位の壁部材１４０（基材１４１）の剛性は、溝部１４３の周囲の剛性に比べて低いので、溝部１４３の設けられた部位は、他の部位よりも変形しやすい。例えば図２に示すように、壁部材１４０の平面方向において、溝部１４３を、超音波センサ１２０との接触部位を含む基材１４１の部分を間に挟むように設けると、溝部１４３の外側（接触部位に対して離反側）の剛性は溝部１４３よりも高いので、超音波の送信又は受信時において、溝部１４３が所謂節となり、溝部１４３によって挟まれた基材１４１の部位が振動しやすくなる（振動に費やされるエネルギーが増加する）。したがって、溝部１４３によって挟まれた基材１４１の部位の振動が例えば一点鎖線で示すように大きくなり、結果的に溝部１４３よりも外側に伝達される不要振動のエネルギーが減少して、不要振動が低減されるものと考えられる。または、溝部１４３の外側（接触部位に対して離反側）の剛性が溝部１４３よりも高いので、溝部１４３の外側の部位に不要振動が伝達されにくく、不要振動のエネルギーが反射される。したがって、溝部１４３の外側の部位によって挟まれた溝部１４３及び接触部位を含む基材１４１の部位の不要振動のエネルギーが大きくなり、図２に例えば一点鎖線で示すように振動が大きくなるものと考えられる。いずれにしても、溝部１４３を設けると、壁部材１４０において振動しやすい範囲（壁部材１４０における超音波（振動）の主要な伝達範囲）を絞る（所定の範囲に規定する）ことができるので、所望の指向性を確保することができる。
【００４５】
本実施形態においては、溝部１４３として、図１（ｂ）に示すように、接触部位に対する離反方向において、内側（接触部位側）の側面（内側の剛性変化点）が接触部位の外周に隣接する環状の溝部を１つ有している。また、接触部位の外周に隣接する内側面だけでなく、その対向面である外側面（外側の剛性変化点）の平面形状を接触部位の外周に沿う形状（すなわち溝部１４３を一定幅）としている。すなわち、溝部１４３によって規定される振動しやすい範囲を極力狭くするとともに、振動しやすい範囲を超音波伝達部１４２と同一の形状としている。
【００４６】
なお、接触部位を含む部位を間に挟んで溝部１４３を設けた構成においては、溝部１４３の外側面を境として、溝部１４３を含む部位が振動するものと考えられるので、少なくとも外側面の形状を指向性に応じた所定形状とすることが好ましい。例えば、内側面を平面円形状とし、外側面を超音波伝達部１４２と同一の平面矩形状としても、本実施形態に示す構成に準ずる効果を期待することができる。
【００４７】
溝部１４３の個数は１つに限定されるものではない。環状の溝部１４３を複数設けることで、接触部位を多重に囲んだ構成としても良い。しかしながら、上述したように、溝部１４３の特徴は、溝部１４３を設けることにより壁部材１４０の一部に剛性が低い部位を作り、それによって振動しやすい範囲を規定する点にある。したがって、剛性の低い箇所が複数存在すると、振動しやすい範囲がかえって広くなり、指向性が不規則となることも考えられる。したがって、本実施形態に示すように、接触部位から離反する方向において設けられる溝部１４３の個数は１つとすると良い。また、底面部１２２ａの外面に対し、底面部１２２ａの外面よりも面積が小さく、且つ、超音波伝達部１４２の接触面全面が底面部１２２ａの外面との接触範囲に全て含まれるように、超音波伝達部１４２が構成されているので、接触部位の近傍には、突起部１４４よりも溝部１４３のほうが構成しやすい。したがって、本実施形態に示すように、接触部位の外周に隣接する剛性変化部として、溝部１４３を採用すると良い。
【００４８】
溝部１４３の深さＴ１及び幅Ｗ１も、特に限定されるものではない。図２に示すように、基材１４１の厚さＴに対して溝部１４３の深さＴ１が深いほど、溝部１４３を有する部位の肉厚が薄くなり、剛性が低くなり、変形しやすくなる。また、幅Ｗ１が広いほど、剛性の低い部位が広くなり、変形しやすくなる。したがって、溝部１４３に挟まれる部位を振動しやすくする点では、溝部１４３の深さＴ１が深く、幅Ｗ１が広いほうが好ましい。しかしながら、その反面、壁部材１４０としての構造を維持しにくくなる。また、樹脂材料による射出成形によって溝部１４３を基材１４１と一体的に成形する場合には、ひけが生じやすくなる。したがって、上述した点及びその他の剛性変化部との不要振動低減のバランスを考慮して、溝部１４３の深さＴ１及び幅Ｗ１が適宜設定されれば良い。
【００４９】
なお、図３に示すように、本実施形態に係る構成の溝部１４３の効果は、本発明者によって確認されている。図３においては、比較対象としての溝部１４３のない（剛性変化部のない）構成の、送受波時の接触部位における振動の大きさを振動レベル１とし、溝部１４３のある構成（ただし、突起部１４４はなし）の振動レベルを示している。図３に示すように、溝部１４３を設けることで、溝部１４３に挟まれた部位である接触部位の振動レベルが１．３倍程度に大きくなっている。また、溝部１４３よりも外側の振動レベルは、溝部１４３のない構成と比べて減少している。すなわち、接触部位とその周辺部位（溝部よりも外側の部位）との振動レベルの差が、溝部１４３を設けることで大きくなっている。
【００５０】
突起部１４４は、壁部材１４０を構成する基材１４１形成時に形成されたものであっても良いし、基材１４１形成後に、基材１４１に対して固定されたものであっても良い。基材１４１と同じ材料によって構成されたものでも良いし、異なる材料によって構成されたものでも良い。本実施形態に係る突起部１４４は、基材１４１と同一材料を用いて一体的に形成されている。このような構成とすると、製造工程を簡素化することができる。
【００５１】
図４に示すように、突起部１４４の突起高さＴ２及び幅Ｗ２は、特に限定されるものではない。突起部１４４の設けられた部位の壁部材１４０（基材１４１）の剛性は、少なくとも突起部１４４の周辺の剛性に比べて高いので、突起部１４４の設けられた部位は、他の部位よりも変形しにくい。例えば図４に示すように、突起部１４４を超音波センサ１２０との接触部位を含む基材１４１の部位を間に挟むように設けると、超音波の送信又は受信時において、突起部１４４を有する部位が剛性の高い拘束部位となり、突起部１４４を有する部位を通して突起部１４４よりも外側（接触部位に対する離反側）に不要振動が伝達されにくくなる。したがって、突起部１４４によって、不要振動のエネルギーが反射されたような状態となり、突起部１４４を節として突起部１４４によって挟まれた基材１４１の部位が振動しやすくなる（振動に費やされるエネルギーが増加する）。図４に示すように、基材１４１の厚さＴに対して突起部１４４の突起高さＴ２が高いほど、突起部１４４を有する部位の剛性が高くなる。また、幅Ｗ２が広いほど、剛性の高い部位が広くなり、変形しにくくなる。拘束による効果を高める上では、突起部１４４の幅Ｗ２が広く、突起高さＴ２が高いほうが好ましい。
【００５２】
しかしながら、突起部１４４の体積が大きいほど、壁部材１４０の外面１４１ｂからわかる程度のひけが生じる恐れがある。これに対し、本実施形態においては、１つの大きな突起部１４４を構成することで、拘束による効果を増して不要振動を低減させるのではなく、１つの大きな突起部１４４を構成する範囲において、複数の突起部１４４を連続して設けることで、１つの大きな突起部１４４よりは劣るものの剛性を高くするようにしている。また、各突起部１４４を、不要振動を受けて弾性変形可能な構成としている。すなわち、拘束による効果と弾性変形による効果により、不要振動を低減するようにしている。具体的には、拘束による効果によって、突起部１４４よりも接触部位に対して離反方向に伝達される不要振動のエネルギーが減少し、突起部１４４によって挟まれた基材１４１の部位の振動が、例えば図４に一点鎖線で示すように大きくなる。また、突起部１４４に伝達された不要振動は、弾性変形による効果によって、不要振動のエネルギーが減少する。以上により、不要振動を効果的に低減することができる。このように、突起部１４４を設けることによっても、壁部材１４０において振動しやすい範囲（壁部材１４０における超音波（振動）の主要な伝達範囲）を絞る（所定の範囲に規定する）ことができる。
【００５３】
なお、突起部１４４の突起高さＴ２及び幅Ｗ２は、特に限定されるものではない。突起部１４４を設けることで、少なからず拘束による効果を発揮することができる。また、構成材料、突起部１４４の突起高さＴ２及び幅Ｗ２を適宜設定することで、突起部１４４を弾性変形可能な構成とすることができる。弾性変形可能な構成において、好ましくは、超音波（振動）の周波数λにおいて共振する構成とする（ｎ・λ／４（ｎは自然数）を共振長とする）と良い。このような構成とすると、不要振動を受けて突起部１４４が大きく変形し、不要振動を効果的に低減することができる。本実施形態においては、突起高さＴ２を、基材１４１の厚さＴ以上の厚さとし、共振長（本実施形態においてλ／４）を確保している。このような構成とすると、共振長を確保しやすくなり、不要振動を効率よく低減することができる。また、複数の突起部１４４の突起高さＴ２を全て等しくすることで、所定周波数の不要振動に対して各突起部１４４が共振し、不要振動を効率よく低減するようにしている。また、幅Ｗ２を、基材１４１の厚さＴ以下の厚さとしている。このような構成とすると、突起部１４４自身の剛性が低下し、不要振動の伝達時に、突起部１４４が弾性変形しやすくなる。また、ひけが生じる恐れ、及び／又は、ひけの程度を低減することができる。
【００５４】
なお、本実施形態に示す突起部１４４の弾性変形による効果は、図５に示すように、ＦＥＭ（有限要素法）によるシミュレーションでも明らかとなっている。図５に示すように、超音波の送受波時において、変位最大時振動モードと変位最小時（速度最大時）振動モードを繰り返しているが、突起部１４４が接触部位からの不要振動を受けて、弾性変形していることが明らかである。
【００５５】
また、本実施形態においては、突起部１４４として、接触部位に対する離反方向において、接触部位及び溝部１４３を取り囲むように、連側して設けられた４つの環状の突起部１４４を有している。また、各突起部１４４の幅Ｗ２を一定とし、各突起部１４４の形状を、接触部位（超音波伝達部１４２）の外周に沿う形状としている。したがって、接触部位の周辺に伝達された不要振動を、４連の突起部１４４によって確実に低減することができる。また、超音波伝達部１４２の効果及び溝部１４３の効果と相俟って、所望の指向性をより確保しやすくすることができる。なお、接触部位を含む部位を間に挟んで突起部１４４を設けた構成においては、突起部１４４の内側（接触部位側）の側面（剛性変化点）を境として、突起部１４４の間の部位が振動するものと考えられるので、少なくとも内側面の平面形状を指向性に応じた所定形状とすることが好ましい。例えば、内側面を超音波伝達部１４２と同一の平面矩形状とし、外側面を円形状としても、本実施形態に示す構成に準ずる効果を期待することができる。本実施形態においては、内側面だけでなく、外側面も平面矩形状（すなわち一定幅）としている。また、壁部材１４０の平面方向において、突起部１４４の内側面（及び外側面）の形状を、超音波センサ１２０の底面部１２２の外面の略同一としているので、超音波センサ１２０を壁部材１４０に固定する際に、突起部１４４（特に一番内側のもの）を目印として位置決めしやすいという効果もある。
【００５６】
突起部１４４の個数は４つに限定されるものではない。１つでも良いし４つ以外の複数でも良い。しかしながら、上述したように、突起部１４４の特徴は、拘束による効果、又は、拘束による効果と弾性変形による効果とを併せた効果によって、振動しやすい範囲を規定する点にある。したがって、複数存在すると、少なくとも拘束力がより高まって、不要振動をより低減することができる。なお、基材１４１と異なる材料として、基材１４１の構成材料よりも減衰係数の大きい材料を用いて突起部１４４を構成すると、突起部１４４が変形して振動を吸収し、不要振動を低減することができる。
【００５７】
なお、図６に示すように、本実施形態に示す突起部１４４の効果は、本発明者によって確認されている。図６においては、突起部１４４のない構成（図３の溝部ありと同じ）を比較対象とし、図３に示した溝部なし構造の接触部位における振動の大きさを振動レベル１として、突起部１４４のある構造（図１（ｂ）に示す本実施形態の構造）の振動レベルを示している。図６に示すように、溝部１４３とともに突起部１４４を設けることで、溝部１４３よりも離反方向における部位の振動レベルは、溝部１４３のみ（突起部１４４なし）の構造と比べて減少している。特に突起部１４４よりも離反方向における部位の振動レベルは、溝部１４３のみ（突起部１４４なし）の構造と比べて減少している。すなわち、接触部位とその周辺部位との振動レベルの差が、突起部１４４を設けることで大きくなっている。
【００５８】
このように本実施形態に係る障害物検出装置１００によれば、壁部材１４０の内面１４１ａに超音波センサ１２０を取り付けており、壁部材１４０を介して超音波の送波及び／又は受波をなすように構成されている。したがって、超音波センサ１２０が壁部材１４０の外部から見えないので、意匠性を向上することができる。
【００５９】
また、超音波センサ１２０の振動部位（底面部１２２ａの外面）の接触する部位（超音波伝達部１４２の形成部位）を除く壁部材１４０の内面１４１ａに、剛性変化部としての溝部１４３と突起部１４４を設けることで、剛性変化部を有する壁部材１４０の部位の剛性を、隣接する内側（接触部位側）と異ならせている。したがって、接触部位からその周辺へ伝達される不要振動を、複数の剛性変化部によって、効果的に低減することができる。このように、接触部位の周辺へ伝達される不要振動が低減すると、例えば送波時において、接触部位の周辺から送波される位相のずれた超音波による干渉が低減される。また、複数の超音波センサ１２０が並設された構成においては、隣接する超音波センサ１２０への不要振動の伝達量が低減される。したがって、所望の指向性を確保することができる。
【００６０】
また、壁部材１４０の平面方向において、超音波伝達部１４２は、水平方向よりも垂直方向に長い平面矩形状とされ、溝部１４３及び突起部１４４も同一の形状とされている。したがって、障害物検出装置１００の指向性は、垂直方向に狭く、水平方向に広いものとなっており、車両用の障害物検出装置として好適である。
【００６１】
なお、本実施形態においては、基材１４１を基準として厚さの異なる溝部１４３及び突起部１４４を剛性変化部として示した。しかしながら、接触部位に対する離反方向において、隣接する内側の部位と剛性が異なれば、上述したいずれかの効果によって、不要振動を低減することができる。すなわち、本実施形態に係る障害物検出装置１００においては、溝部１４３及び突起部１４４だけが剛性変化部ではなく、厳密に言うと、溝部１４３と突起部１４４との間の部位や各突起部１４４間の部位も剛性変化部である。
【００６２】
また、本実施形態においては、超音波センサ１２０が壁部材１４０に対して接着固定される例を示した。これに対し、例えば、図７に示すように、突起部１４４の一部を、筐体１２２を固定するホルダ１４５とし、ホルダ１４５と筐体１２２とを嵌合させて、超音波センサ１２０を壁部材１４０に固定するようにしても良い。図７は、変形例を示す断面図であり、図１（ｂ）に対応している。図７に示す符号１２２ｃは、筐体１２２の外周側面に設けられた嵌合用突起であり、符号１４５ａはホルダ１４５に設けられた嵌合用溝である。このような構成を採用すると、不要振動を低減しつつ、壁部材１４０に対する超音波センサ１２０の接続信頼性を向上することができる。なお、接着固定と嵌合固定を併用しても良い。また、図７においては、複数の突起部１４４のうち、一番内側（接触部位側）の突起部１４４をホルダ１４５とする例を示した。しかしながら、突起高さを調整することで、それ以外の突起部１４４をホルダ１４５として採用することもできる。また、嵌合以外にも、突起部１４４の突起先端に板状部材を配置し、ネジ締め等によって板状部材と突起先端及び／又は筐体１２２を固定することで、押圧により板状部材と壁部材１４０との間で超音波センサ１２０を挟持する構成としても良い。
【００６３】
また、本実施形態においては、全ての剛性変化部が環状であり、接触部位を中心とした同心状に配置される例を示した。しかしながら、環状に限定されるものではない。例えば図８に示すように、スリット状の分割部１４６によって環状を分割した構成としても良い。なお、複数の剛性変化部に分割部１４６を設ける場合には、図８に示すように、分割部１４６の位置を離反方向に対して一直線とならないようにすると良い。このような構成とすると、不要振動が外側へ逃げにくくなる。なお、図８においては、外側から２つの突起部１４４のみを分割構造としている。環状の場合、外側ほど周囲長が長くなり、弾性変形しにくくなるので、分割部１４６を有する構造とすると、効果的である。図８は変形例を示す平面図であり、図１（ａ）に対応している。また、複数の剛性変化部を点在（分散）させた構成としても良い。環状でなくとも、壁部材１４０の平面方向において、溝部１４３（又は突起部１４４）を、接触部位を間に挟むように設けることで、壁部材１４０の振動しやすい範囲を規定することができる。
【００６４】
また、本実施形態においては、不要振動を低減するために、剛性変化部として溝部１４３及び突起部１４４を備える例を示した。しかしながら、溝部１４３のみ、突起部１４４のみの構成としても良い。また、図９に示すように、超音波センサ１２０の振動部位（底面部１２２ａの外面）との接触部位を除く壁部材１４０の内面１４１ａに、壁部材１４０よりも減衰係数の大きい材料からなる減衰部材１６０が積層配置された構成としても良い。これによれば、減衰部材１６０によって不要振動のエネルギーを吸収し、減衰部材１６０よりも外側（接触部位に対して離反方向）に伝達される不要振動を低減することができる。減衰部材１６０としては、例えばねんど状のゴム等を採用することができる。なお、減衰部材１６０の積層状態によっては、積層部位の周辺部位とに壁部材１４０の剛性差が生じることとなるので、剛性変化による効果（例えば突起部１４４としての拘束による効果）を期待することもできる。しかしながら、減衰部材１６０は、その自身が不要振動を吸収することで、不要振動を低減するものである。したがって、隣接する内側との剛性が同じであっても、不要振動を低減することができる。なお、減衰部材１６０の配置は、特に限定されるものではない。例えば、溝部１４３内に配置しても良い。しかしながら、減衰係数が大きく、狭い範囲には配置しにくいので、図９に示すように、剛性変化部よりも外側に設けると良い。図９は変形例を示す断面図であり、図１（ｂ）に対応している。
【００６５】
また、本実施形態においては、壁部材１４０に対して１つの超音波伝達部１４２が形成される例を示した。しかしながら、壁部材１４０に対して複数の超音波伝達部１４２が形成され、複数の超音波伝達部１４２を介して、超音波（振動）が伝達される構成としても良い。
【００６６】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を、図１０に基づいて説明する。図１０は、本実施形態に係る障害物検出装置１００の概略構成を示す断面図であり、図１（ｂ）に対応している。
【００６７】
第２実施形態に係る障害物検出装置１００は、第１実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。
【００６８】
第１実施形態においては、複数の突起部１４４において、全ての突起高さが等しく設定される例を示した。これに対し、本実施形態においては、少なくとも１つの突起部１４４の突起高さが、他の突起部１４４の突起高さと異なる高さとされている点を特徴とする。
【００６９】
例えば本実施形態に示す樹脂からなる壁部材１４０のように、温度変化によって壁部材１４０の物性（例えばヤング率）が変化する場合、超音波振動子１２１への印加電圧が同じでも、温度によって振動（不要振動）の波長が変化することとなる。例えば、低温となると、ヤング率が上昇して壁部材１４０が硬くなり、振動（不要振動）の波長が長くなる。これに対し、本実施形態においては、図１０に示すように、第１実施形態同様に連続して設けられた４つの突起部１４４の突起高さを、それぞれ異なる突起高さとしている。換言すれば、各突起部１４４の共振周波数が互いに異なるように、突起高さが設定されている。
【００７０】
このように、本実施形態に係る障害物検出装置１００によれば、複数の突起部１４４において、互いの共振周波数をずらしているので、温度変化によって不要振動の周波数が変化しても、いずれかの突起部１４４によって不要振動を低減することができる。
【００７１】
また、このような構成は、温度変化による壁部材１４０の物性変化に限らず、例えば、周波数の異なる複数の超音波を送信、及び／又は、受信するような構成においても、それぞれの不要振動を効率よく低減することができる。
【００７２】
なお、図１０においては、複数の突起部１４４のうち、一番内側（接触部位側）の突起部１４４ａの突起高さを、一番高くしている。換言すれば、低温対策用に、共振長を長くしている。このような構成を採用すると、温度条件として最も厳しい低温下での不要振動を、接触部位に近い位置で効率よく低減することができる。
【００７３】
また、図１０においては、接触部位から遠ざかるにつれて、突起高さが順に低くなる構成を示したが、突起高さの順番は上記例に限定されるものではない。
【００７４】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を、図１１に基づいて説明する。図１１は、本実施形態に係る障害物検出装置１００の概略構成を示す図であり、（ａ）は、内面側から見た平面図、（ｂ）は（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。なお、図１１（ａ）においては、便宜上、超音波センサ１２０について、筐体１２２の底面部１２２ａ外面の外周端と超音波伝達部の接触面の外周端を破線で図示している。また、図１１（ｂ）においては、壁部材１４０における剛性の変化点を、便宜上超音波センサ１２０との接触部位に対して一方の領域のみ、一点鎖線の矢印で示している。
【００７５】
第３実施形態に係る障害物検出装置１００は、第１実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。
【００７６】
第１実施形態においては、壁部材１４０に凸状の超音波伝達部１４２を設けることで、超音波（振動）の主要な伝達範囲を絞る（所定の範囲に規定する）例を示した。これに対し、本実施形態においては、超音波センサ１２０を構成する筐体１２２に凸状の超音波伝達部を形成し、当該超音波伝達部により、超音波（振動）の主要な伝達範囲を絞る（所定の範囲に規定する）ようにした点を特徴とする。したがって、本実施形態に係る超音波伝達部の形成範囲は、筐体１２２の壁部材１４０に対する対向面内に限定される（すなわち、必然的に筐体１２２の接触面に対し、筐体１２２の接触面よりも面積が小さく、且つ、超音波伝達部の接触面全面が筐体１２２の接触面との接触範囲に全て含まれる）ものの、機能としては、壁部材１４０の超音波伝達部１４２と同様である。
【００７７】
超音波センサ１２０の基本的な構成は第１実施形態に示したものと同様である。図１１（ａ），（ｂ）に示すように、筐体１２２の底面部１２２ａの外面に、凸状の超音波伝達部１２８（本実施形態において、特許請求の範囲に示す超音波センサ１２０の振動部位）が形成されている。そして、この超音波伝達部１２８が壁部材１４０の内面１４１ａに接触された状態で、超音波センサ１２０が壁部材１４０に固定されている。本実施形態に係る超音波伝達部１２８も、第１実施形態に示した超音波伝達部１４２と同様、接触面として地面に対して水平方向よりも垂直方向に長い平面矩形状を有する柱状部分として、筐体１２２と同一材料を用いて一体的に形成されている。
【００７８】
壁部材１４０の基本的な構成も第１実施形態に示したものと同様である。第１実施形態に示した超音波伝達部１４２の形成部位及びその周囲に隣接して設けられた溝部１４３の形成部位が、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、１つの溝部１４７に置き換えられている。そして、溝部１４７の底面に、超音波センサ１２０の超音波伝達部１２８が接着固定されている。なお、溝部１４７の深さは、第１実施形態に示した溝部１４３と同じであり、まさに超音波伝達部１４２を超音波伝達部１２８に置き換えた構成となっている。
【００７９】
このように本実施形態に係る障害物検出装置１００によれば、超音波センサ１２０を構成する筐体１２２の底面部１２２ａの外面に超音波伝達部１２８を設けている。すなわち、超音波伝達部１２８を介して、超音波センサ１２０（超音波振動子１２１及び筐体１２２の底面部１２２ａ）と壁部材１４０との間で超音波（振動）が伝達される構成となっている。また、超音波伝達部１２８は、底面部１２２ａの外面の一部に設けられるものであり、超音波振動子１２１が固定された筐体１２２の底面部１２２ａとは、面方向における面積が少なくとも異なる。したがって、超音波（振動）の主要な伝達範囲を、超音波伝達部１２８にて絞る（所定の範囲に規定する）ことができる。また、第１実施形態に示したように、剛性変化部によって不要振動を低減することができる。そして、これらの効果によって、所望の指向性を確保することができる。
【００８０】
なお、図１１（ｂ）に示すように、溝部１４７においては、超音波伝達部１２８との接触部位が溝部１４７の底面の一部であるため、一番接触部位に近い剛性変化点は、溝部１４７の外側面となる。しかしながら、一番接触部位に近い剛性変化部は、溝部１４７と突起部１４４との間の基材１４１の部分（溝部１４７に隣接する外側の基材１４１の部位）であり、当該部位を拘束部位として、接触部位を含む溝部１４７が振動しやすくなるので、不要振動を低減する効果は、第１実施形態に示す構造（図１参照）と実質的に同じである。
【００８１】
なお、本実施形態においては、超音波伝達部１２８が、筐体１２２と同一材料を用いて一体的に形成（一体成形）されている。したがって、音響インピーダンスの差に基づいて、異なる材料の境界面で生じる反射ロスを低減することができる。しかしながら、超音波伝達部１２８を壁部材１４０と一体成形されない構成としても良いし、さらには壁部材１４０とは異なる材料を用いた構成としても良い。
【００８２】
また、本実施形態においては、超音波伝達部１２８の、壁部材１４０の内面１４１ａに接触する接触面の形状が、面方向における底面部１２２ａの形状と一致するように構成されている。しかしながら、その形状は、面積とともに、要求される検知エリア、超音波の送受信周波数に応じて任意で設定することができる。
【００８３】
また、本実施形態においては、筐体１２２に対して１つの超音波伝達部１２８が形成される例を示した。しかしながら、筐体１２２に対して複数の超音波伝達部１２８が形成され、複数の超音波伝達部１２８を介して、超音波（振動）が伝達される構成としても良い。
【００８４】
また、本実施形態においては、溝部１４７の底面に超音波センサ１２０の超音波伝達部１２８が接触する例を示した。しかしながら、図１２に示すように、第１実施形態同様、接触部位に隣接して環状の溝部１４３が設けられ、溝部１４３に囲まれた基材１４１（すなわち、第１実施形態に示す壁部材１４０において、凸状の超音波伝達部１４２のない構成）に対して、超音波センサ１２０の超音波伝達部１２８が接触する構成としても良い。このような構成としても、上述の構成と同様の効果を期待することができる。図１２は、変形例を示す断面図であり、図１１（ｂ）に対応している。
【００８５】
また、本実施形態に示す構成は、第１実施形態に示す変形構成（図７〜図９参照）や第２実施形態に示す構成と組み合わせることも可能である。
【００８６】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態を、図１３に基づいて説明する。図１３は、本実施形態に係る障害物検出装置１００の概略構成を示す図であり、（ａ）は、内面側から見た平面図、（ｂ）は（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。なお、図１３（ａ）においては、便宜上、超音波センサ１２０について、筐体１２２の底面部１２２ａ外面の外周端と超音波伝達部の接触面の外周端を破線で図示している。また、図１３（ｂ）においては、壁部材１４０における剛性の変化点を、便宜上超音波センサ１２０との接触部位に対して一方の領域のみ、一点鎖線の矢印で示している。
【００８７】
第４実施形態に係る障害物検出装置１００は、第３実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。
【００８８】
第３実施形態においては、超音波センサ１２０を構成する筐体１２２の底面部１２２ａの外面に凸状の超音波伝達部１２８を設けることで、超音波（振動）の主要な伝達範囲を絞る（所定の範囲に規定する）例を示した。すなわち、超音波伝達部として、伝達範囲を絞る上で形状的な要素が強い例を示した。これに対し、本実施形態においては、筐体１２２の底面部１２２ａの一部に、壁部材１４０及び超音波振動子１２１と接触し、壁部材１４０（基材１４１）の音響インピーダンスと超音波振動子１２１の音響インピーダンスとの中間の音響インピーダンスを有する材料からなる超音波伝達部を設ける点を特徴とする。すなわち、超音波伝達部として、伝達範囲を絞る上で材料的な要素が強い例を示す。
【００８９】
具体的には、図１３（ａ），（ｂ）に示すように、底面部１２２ａの中央には、筐体１２２の他の部位とは異なる材質（例えば樹脂）によって形成された超音波伝達部１２９が、壁部材１４０及び超音波振動子１２１の両方と接触するように設けられている。ここで、筐体１２２の材質と異なる材質とは、例えば本実施形態に示すように筐体１２２の構成材料（樹脂）と超音波伝達部１２９の構成材料（樹脂）とが異なる場合は勿論のこと、例えば同じ樹脂材料であっても、一方にはガラスクロスが含有され、他方には含まれていない場合も含む概念である。
【００９０】
この超音波伝達部１２９は、その音響インピーダンスが、超音波振動子１２１の音響インピーダンスと壁部材１４０の音響インピーダンスとのほぼ中間となり、かつ、超音波センサ１２０が所望の指向性を示すように、その材質や形状等が設定されている。
【００９１】
超音波は、音響インピーダンスの異なる部材間において、その音響インピーダンスの変化が大きいほど、その部材間で伝達されずに反射される反射量が増加する特性を有している。超音波伝達部１２９は、上述したように、その音響インピーダンスが、超音波振動子１２１の音響インピーダンスと壁部材１４０の音響インピーダンスとのほぼ中間となっている。したがって、超音波振動子１２１と超音波伝達部１２９間、さらには超音波伝達部１２９と壁部材１４０間における超音波反射量を効率的に低減して、超音波の伝達量を増加することができる。
【００９２】
一方、筐体１２２は、超音波振動子１２１等を固定したり、壁部材１４０に取り付けたりするために求められる剛性等の特性を満足する必要がある。そのため、筐体１２２の材質として、超音波を伝達する上で最適なものを採用することは非常に困難である。その結果、超音波伝達部１２９の周囲の筐体１２２の形成材質からなる底面部１２２ａの音響インピーダンスは、超音波振動子１２１の音響インピーダンスと壁部材１４０の音響インピーダンスとの間の範囲から外れたり、その間に含まれていたとしても、超音波振動子１２１と壁部材１４０の音響インピーダンスの一方に近い値となり、他方の音響インピーダンスとの差が大きくなる。このため、超音波伝達部１２９に比較して、超音波の反射量が増加するので、筐体１２２の形成素材からなる底面部１２２ａでは、超音波伝達部１２９よりも超音波の伝達量が低下する。
【００９３】
したがって、超音波振動子１２１による超音波の送受信時において、筐体１２２の底面部１２２ａにおける超音波の伝達が、主に超音波伝達部１２９を介して行われることになる。その結果、壁部材１４０における超音波の主要な伝達範囲を、超音波伝達部１２９に対応する範囲に絞ることができる。
【００９４】
また、本実施形態においても、第３実施形態に示した構成同様、壁部材１４０の接触部位を除く内面１４１ａに剛性変化部を設けている。具体的には、図１３（ａ），（ｂ）に示すように、複数の突起部１４４が第１実施形態同様に設けられ、複数の突起部１４４よりも内側の、溝部１４３及び超音波伝達部１４２の設けられていない基材１４１の平坦部位に、超音波センサ１２０が、筐体１２２の底面部１２２ａの外面及び超音波伝達部１２９を接触面として接着固定されている。したがって、突起部１４４による拘束の効果と弾性変形の効果によって、不要振動を低減することができる。
【００９５】
このように本実施形態に係る障害物検出装置１００によれば、超音波伝達部１２９の効果と剛性変化部の効果によって、所望の指向性を確保することができる。
【００９６】
また、本実施形態においても、壁部材１４０の平面方向において、図１３（ａ）に示すように、超音波伝達部１２９の接触面が、地面に対して水平方向よりも垂直方向に長い平面矩形状とされており、剛性変化部も、超音波伝達部１２９の外周端形状に対応した平面形状とされている。したがって、車両用の障害物検出装置として好適である。
【００９７】
なお、剛性変化部は、超音波センサ１２０の振動部位（本実施形態においては超音波伝達部１２９）との接触部位を除く壁部材１４０の内面であれば設けることができる。例えば、図１４に示すように、接触部位の外周に隣接して溝部１４３を設けた構成としても良い。このような構成とすると、溝部１４３の効果によって、振動しやすい部位を狭くするとともに不要振動をより低減することができる。また、底面部１２２ａの超音波伝達部１２９の周辺部位が壁部材１４０と接触しないので、底面部１２２ａを介して伝達される不要振動を低減することができる。したがって、所望の指向性を得ることができる。しかしながら、このような構成とすると、超音波センサ１２０と壁部材１４０との接着面積が、図１３（ａ），（ｂ）に示す構成よりも減少するので、第１実施形態の変形構成（図７及びそれに応じた記載）を採用することが好ましい。図１４は変形例を示す断面図であり、図１３（ｂ）に対応している。
【００９８】
また、本実施形態においては、超音波伝達部１２９が筐体１２２の底面部１２２ａの外面と面一である例を示した。しかしながら、図１５に示すように、超音波伝達部１２９の一部が底面部１２２ａの外面から突出し、超音波伝達部１２９のみが、壁部材１４０と接触する構成としても良い。これによれば、底面部１２２ａの超音波伝達部１２９の周辺部位が壁部材１４０と接触しないので、底面部１２２ａを介して伝達される不要振動を低減することができる。図１５は、変形例を示す断面図であり、図１３（ｂ）に対応している。なお、図１５にしめす構成に対して、図１４に示すように、接触部位の外周に隣接して溝部１４３を設けた構成としても良い。これによれば、不要振動をより低減することができる。しかしながら、本構成においても、図１４に示す構成同様、超音波センサ１２０と壁部材１４０との接着面積が、図１３（ａ），（ｂ）に示す構成よりも減少するので、第１実施形態の変形構成（図７及びそれに応じた記載）を採用することが好ましい。
【００９９】
また、本実施形態に示す構成は、第１実施形態に示す変形構成（図７〜図９参照）や第２実施形態に示す構成と組み合わせることも可能である。
【０１００】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【０１０１】
本実施形態に示した剛性変化部の構成はその一例にすぎない。超音波センサ１２０の振動部位との接触部位を除く壁部材１４０の内面１４１ａに、接触部位に対する離反方向において、複数の剛性変化部が設けられた構成であれば採用することができる。
【０１０２】
本実施形態においては、超音波センサ１２０として、筐体１２２内に超音波振動子１２１が収容された構成例を示した。しかしながら、例えば図１６に示すように、超音波振動子１２１が筐体１２２内に収容されず、壁部材１４０と接触する構成としても良い。このような構成においても、第１実施形態に示した構成及びその変形構成と第２実施形態に示した構成を適用することができる。なお、図１６においては、第１実施形態（図１（ａ），（ｂ）参照）の構成を示している。図１６は、その他変形例を示す断面図であり、図１（ｂ）に対応している。
【０１０３】
本実施形態においては、壁部材１４０の平面方向において、超音波センサ１２０の振動部位の外周形状と、剛性変化部の平面形状を一致させる例を示した。しかしながら、例えば図１７（ａ），（ｂ）に示すように、剛性変化部の平面形状を、超音波センサ１２０の振動部位の外周形状と異なる形状としても良い。図１７（ａ），（ｂ）においては、超音波センサ１２０の振動部位としての、筐体１２２の底面部１２２ａの外面が平面円形であり、底面部１２２ａの外面と接触する接触部位の外周に隣接して設けられた溝部１４３の外側面が、地面に対して水平方向よりも垂直方向に長い平面矩形状とされている。また、突起部１４４も、溝部１４３の外側面と同様に平面矩形状とされている。このように、壁部材１４０及び超音波センサ１２０に、超音波の伝達範囲を絞る超音波伝達部１４２，１２８，１２９を有さない構成であっても、剛性変化部のみによって、振動しやすい範囲を規定しつつ不要振動を低減して、所望の指向性を得ることも可能である。図１７は、その他変形例を示す図であり、（ａ）は、内面側から見た平面図、（ｂ）は（ａ）のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。なお、図１７においては、超音波振動子１２１が筐体１２２内に収容された構成の超音波センサ１２０を示したが、図１６に示したように、超音波振動子１２１が筐体１２２内に収容されず、壁部材１４０と直接接する構成の超音波センサ１２０においても同様である。
【０１０４】
本実施形態では、１つの超音波振動子１２１によって、超音波を送受信する例を示した。しかしながら、超音波送信用の振動子と超音波受信用の振動子とを分けた構成を採用することもできる。
【０１０５】
本実施形態においては、筐体１２２内に、超音波振動子１２１とともに、回路基板１２４等が収容される例を示した。しかしながら、少なくとも筐体１２２内に超音波振動子１２１が収容されたものであれば良い。
【０１０６】
本実施形態においては、壁部材１４０が車両のバンパであり、障害物検出装置１００が車両用障害物検出装置として構成される例を示した。しかしながら、上述したように、壁部材１４０としてバンパ以外にも車両ボディを採用することもできるし、車両構成部材以外の部材を採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】第１実施形態に係る障害物検出装置の概略構成を示す図であり、（ａ）は、内面側から見た平面図、（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。
【図２】溝部による不要振動低減を説明するための模式図である。
【図３】溝部の効果を示す図である。
【図４】突起部による不要振動低減を説明するための模式図である。
【図５】シミュレーション結果を示す図である。
【図６】突起部の効果を示す図である。
【図７】変形例を示す断面図である。
【図８】変形例を示す平面図である。
【図９】変形例を示す断面図である。
【図１０】第２実施形態に係る障害物検出装置の概略構成を示す断面図である。
【図１１】第３実施形態に係る障害物検出装置の概略構成を示す図であり、（ａ）は、内面側から見た平面図、（ｂ）は（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図１２】変形例を示す断面図である。
【図１３】第４実施形態に係る障害物検出装置の概略構成を示す図であり、（ａ）は、内面側から見た平面図、（ｂ）は（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図１４】変形例を示す断面図である。
【図１５】変形例を示す断面図である。
【図１６】その他変形例を示す断面図である。
【図１７】その他変形例を示す図であり、（ａ）は、内面側から見た平面図、（ｂ）は（ａ）のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１００・・・障害物検出装置
１２０・・・超音波センサ
１２１・・・超音波振動子
１２２・・・筐体
１２２ａ・・・（筐体の）底面部
１４０・・・壁部材
１４１ａ・・・（壁部材の）内面
１４２・・・超音波伝達部
１４３・・・溝部（剛性変化部）
１４４・・・突起部（剛性変化部）
【図１】
2008096113.tif 000003
【図２】
2008096113.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008096113.tif 000006
【図５】
2008096113.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
2008096113.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2008096113.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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