(57)【要約】【課題】超音波センサや弾性部材をケースに容易に組み付け、かつ所定位置に確実に保持することができる超音波利用装置を得る。【解決手段】超音波センサ３を押し込む筒状の弾性ホルダ２と、この弾性ホルダ２を組み付けるようにケース１に設けた有底の筒状部２３とを有する超音波利用装置において、弾性ホルダ２は、押し込み側端に形成した弾性端壁と押し込まれた超音波センサ３の筒部２７の外端縁を係止する弾性係止部３５とを備えたもので、超音波センサや弾性部材を所定位置に容易に組み付けることができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波センサを押し込む筒状の弾性部材と、この弾性部材を組み付けるようにケースに設けた有底の筒状部とを有する超音波利用装置において、上記弾性部材は、押し込み側端に形成した弾性部材と、押し込まれた上記超音波センサの外端縁を係止する第１の弾性係止部とを備えたことを特徴とする超音波利用装置。
【請求項２】
弾性部材は、超音波センサを押し込む弾性筒部と、この弾性筒部の押し込み側端に形成した弾性部材とを有し、この弾性部材にケースと係合される第２の弾性係止部を設けたことを特徴とする請求項１記載の超音波利用装置。
【請求項３】
第２の弾性係止部は、筒状部の底にあけた穴を貫通する弾性柱状部と、上記穴を貫通した後に穴縁に係止するように上記弾性柱状部に径方向に膨出形成した弾性膨出部とを有することを特徴とする請求項１または請求項２記載の超音波利用装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両の障害物検出装置、後方監視装置、傾斜角度測定装置などに使用可能な超音波送信装置、超音波受信装置および両装置を備えた超音波送受信装置のいずれかである超音波利用装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用障害物検出装置の超音波センサは、超音波振動子と、超音波を発生させる駆動電圧を超音波振動子に印加するとともに超音波振動子から逆起電圧効果により発生した電圧を処理する処理回路とが、樹脂で構成されたケース内に組み付けられて構成されている。ケース内には、超音波振動子からケースへの振動伝達を防止する防振部材（シリコンゴム）が超音波振動子の周囲に設けられている。また、防湿用シリコン樹脂が処理回路の後部に充填されている。処理回路は、ハーネスを介してコントローラに接続され、このコントローラにて車両後方あるいはコーナー部の障害物検出が行われる。ケースは円形状の開口面を有しており、超音波振動子および防振部材は、その開口面側から挿入されて組み付けられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、車両用後方監視装置の超音波発生器は、超音波発生素子を合成樹脂材料層によって包囲した本体と、車両後方に向けて拡開するホーンとにより構成される。ホーンは本体の合成樹脂材料層と一体の円錐状薄肉壁を有し、この円錐状薄肉壁内に形成される超音波放出開孔の最奥部に超音波発生素子が配置される。本体、ホーン、ホーンの先端部に一体形成された環状フランジ部の外周面は、超音波の漏洩を防止するためのゴム材料からなる被膜によって覆われる。（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−３３２８１７号公報（第３頁第３欄第４５行−同第４欄第１２行、および図３）
【特許文献２】
特公昭６２−４１１４７号公報（第２頁第３欄第６行−１３行、および同第３２行−第３５行、並びに第３図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の車両用障害物検出装置では、超音波振動子および防振部材がその開口面側から挿入されているだけであるので、この装置を障害物検出用または後方監視用として振動面を水平方向に向ける場合には問題とならないが、傾斜角度測定用として振動面を下方に向ける場合には、超音波振動子や防振部材がケースから抜け落ちることが予想される。
【０００６】
また、従来の車両用後方監視装置では、超音波発生素子が合成樹脂材料層の本体によって包囲されているので、振動面を下方に向けても超音波発生素子が合成樹脂材料層から抜け落ちることはないが、超音波発生素子の周囲に合成樹脂材料層を成形する作業が必要となる。また、本体、ホーン、環状フランジ部の外周面が被膜で覆われているので、本体、ホーン、環状フランジ部の外周面に被膜を形成する作業も必要となる。したがって、従来の車両用後方監視装置には、組立作業が容易でないという問題点があった。
【０００７】
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、その目的は、超音波センサや弾性部材をケースに容易に組み付けることができるとともに、振動面を下方に向けても超音波センサや弾性部材を所定位置に確実に保持することができる超音波利用装置を得るものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る超音波利用装置においては、超音波センサを押し込む筒状の弾性部材と、この弾性部材を組み付けるようにケースに設けた有底の筒状部とを有する超音波利用装置において、弾性部材は、押し込まれた超音波センサの外端縁を係止する第１の弾性係止部と、筒状部の底に設けた穴から外部に突出してこの穴に係止する第２の弾性係止部とを備えたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１を示す傾斜角度測定装置の要部断面図、図２は図１の平面図、図３は構成図である。図において、傾斜角度測定装置は車両の底部に取り付けられるケース１を備え、このケース１には弾性ホルダ２を介して超音波センサ３が保持されている。この傾斜角度測定装置では、２つの超音波センサ３が前後に所定の間隔で配置され、各超音波センサ３はリード４，５を介して図示しない回路基板に接続されている。
【００１０】
回路基板には、特定の周波数パルスを生成して超音波センサ３に供給する送信回路１１、超音波センサ３で受信され電気信号に変換された周波数パルスから特定の周波数成分を取り出す受信回路（バンドパスフィルタ）１２ａ，１２ｂ、これらの受信回路１２ａ，１２ｂから取り出された受信波形を比較してそれらの位相差を生成する位相同期検波回路１３、および位相差に応じて路面Ｒに対する車両の傾斜角度を演算するとともに傾斜角度測定装置全体を制御する演算制御回路１４などが備えられている。
【００１１】
ケース１は合成樹脂などから成形され、路面Ｒに向けられる底板２１を有している。この底板２１には、弾性ホルダ２と超音波センサ３を通す円形の窓部２２が超音波センサ３に対応する数だけ形成されている。底板２１の上面には、弾性ホルダ２と超音波センサ３を収容する筒状部２３が、窓部２２の内径と同じ内径で弾性ホルダ２に接触するように形成されている。ケース１の筒状部２３の内端は、弾性ホルダ２の位置を規制する底壁２４によって塞がれている。底壁２４にはリード４，５の挿通を可能とする挿通穴２５、および弾性ホルダ２を吊着するための２つの吊着穴（穴）２６が形成されている。挿通穴２５は底壁２４の中央に形成され、吊着穴２６は挿通穴２５を間にして軸線に対称に設けられている。
【００１２】
超音波センサ３は、弾性ホルダ２に保持されてケース１の筒状部２３内に組み込まれる筒部２７を有し、この筒部２７の外端は板状の振動部２８によって塞がれている。振動部２８の内面には図示しない圧電素子が取り付けられており、この圧電素子には一方のリード４が接続され、他方のリード５は筒部２７に接続されている。なお、圧電素子は、電圧が印加された際に圧電効果によって振動して超音波を発生し、路面Ｒで反射した超音波を受信した際に圧電効果によって電圧を発生するようになっている。
【００１３】
図４は超音波センサ３を保持した弾性ホルダ２を斜め下方から視た斜視図、図５は斜め上方から視た斜視図である。弾性ホルダ２はゴムなどから成形され、超音波センサ３からケース１に超音波センサ３自体の振動が伝達することを抑制するとともに、ケース１から超音波センサ３に超音波ノイズなどが伝播することを抑制するものとされている。弾性ホルダ２は、超音波センサ３の筒部２７を収容してケース１の筒状部２３内に収容される筒部（弾性筒部）３１を有している。そして、弾性ホルダ２の筒部３１の内端には開口３２を有して超音波センサ３の位置を規制するフランジ部（弾性端壁）３３が設けられている。
【００１４】
ここで、弾性ホルダ２の筒部３１の内周面には、多数の環状のＶ溝３４が形成され、超音波センサ３の筒部２７と弾性ホルダ２の筒部３１とは線接触され、超音波センサ３の筒部２７は弾性ホルダ２の筒部３１に少ない面積で軽く接触されている。そして、弾性ホルダ２の筒部３１の外端には超音波センサ３の筒部２７の外端を係止する係止部（弾性係止部）３５が環状に設けられ、超音波センサを係止する第１の弾性係止部として超音波センサ３は弾性ホルダ２から脱落しないように保持されている。
【００１５】
また、弾性ホルダ２のフランジ部３３の上面には、２本の柱状部（弾性柱状部）３６がケース１の吊着穴２６に緩く挿通されるように設けられている。弾性ホルダ２の柱状部３６の外周面にはケース１の吊着穴２６の内径よりも若干大きい外径の膨出部（弾性膨出部）３７が環状に設けられている。弾性ホルダ２の膨出部３７は、圧縮されながらケース１の吊着穴２６に挿通され、弾性ホルダ２のフランジ部３３の位置がケース１の底壁２４によって規制された際に吊着穴２６から底壁２４上に出現し、同時に復元して底壁２４に係合し、弾性ホルダ２がケース１の底壁２４に吊着されるようになっている。したがって、柱状部３６と膨出部３７は、弾性ホルダ２をケース１に係止するための第２の弾性係止部とされている。
【００１６】
この傾斜角度測定装置を組み立てる際には、先ず、リード４，５を弾性ホルダ２の開口３２に通しながら、超音波センサ３の筒部２７を弾性ホルダ２の筒部３１内に向けて押し込む。このとき、超音波センサ３の筒部２７は、弾性ホルダ２の係止部３５を変形させながら弾性ホルダ２の筒部３１内に進入する。そして、超音波センサ３の筒部２７の内端が弾性ホルダ２のフランジ部３３に当接したときに、超音波センサ３の筒部２７の外端が弾性ホルダ２の係止部３５を乗り越える。これにより、弾性ホルダ２の係止部３５が復元し、超音波センサ３の筒部２７の外端を係止する。
【００１７】
次に、弾性ホルダ２に保持した超音波センサ３のリード４，５をケース１の挿通穴２５に通し、弾性ホルダ２の柱状部３６と膨出部３７をケース１の吊着穴２６に押し込みながら、弾性ホルダ２の筒部３１をケース１の筒状部２３内に押し込む。これにより、弾性ホルダ２のフランジ部３３がケース１の底壁２４に当接すると同時に、弾性ホルダ２の膨出部３７がケース１の底壁２４から出現し、同時に復元してケース１の底壁２４に係合し、弾性ホルダ２がケース１の底壁２４に吊着される。
【００１８】
このように組み立てられた傾斜角度測定装置は、超音波センサ３の振動部２８が下方に向けられて車両の底部に取り付けられる。このとき、超音波センサ３が重力や振動の作用によって下方に移動しようとするが、弾性ホルダ２の係止部３５が超音波センサ３の筒部２７の外端を係止しているので、超音波センサ３が弾性ホルダ２に対して移動することはない。また、弾性ホルダ２も重力や振動の作用によって下方に移動しようとするが、弾性ホルダ２の膨出部３７がケース１の底壁２４に係合しているので、弾性ホルダ２がケース１に対して移動することはない。
【００１９】
車両に取り付けられた傾斜角度測定装置においては、演算制御回路１４は送信回路１１に対して間欠的な指令を送信する。そして、送信回路１１は、演算制御回路１４からの指令に応じて特定の周波数パルスを生成して双方の超音波センサ３に供給する。超音波センサ３は、それぞれ同位相の超音波Ａ，Ｂを路面Ｒに向けて送信する。これらの超音波Ａ，Ｂは路面Ｒに当たって反射し、この路面Ｒによって反射した超音波Ｃ，Ｄは超音波センサ３によって受信される。
【００２０】
超音波Ｃ，Ｄを受信した超音波センサ３は、超音波Ｃ，Ｄに応じた周波数パルスの電気信号に変換し、受信回路１２ａ，１２ｂを通じて位相同期検波回路１３にそれぞれ伝送する。位相同期検波回路１３は、受信回路１２ａ，１２ｂから取り出された周波数パルスの受信波形を比較する。したがって、車両と路面Ｒが平行であれば、双方の超音波センサ３は超音波Ｃ，Ｄを同タイミングで受信するので、それらの位相は同位相となる。車両が路面Ｒに対して前傾状態であれば、前方の超音波センサ３は後方の超音波センサ３よりも早く反射波を受信し、超音波Ｃ，Ｄの位相は前方の超音波センサ３の方が進んでいる。そして、車両が路面Ｒに対して後傾状態であれば、前方の超音波センサ３は後方の超音波センサ３よりも遅く反射波を受信し、超音波Ｃ，Ｄの位相は前方の超音波センサ３の方が遅れている。
【００２１】
この実施の形態１では、超音波センサ３を弾性ホルダ２に押し込み、超音波センサ３を保持した弾性ホルダ２をケース１に押し込むだけであるので、従来のような成形工程が不要となり、組立作業性を向上させることができる。また、超音波センサ３の筒部２７の外端を弾性ホルダ２の係止部３５によって係止するとともに、弾性ホルダ２の膨出部３７をケース１の底壁２４に係合させたので、超音波センサ３の振動部２８を下方に向けても、超音波センサ３を所定位置に確実に保持できる。
【００２２】
この際に、超音波センサ３の筒部２７と弾性ホルダ２の筒部３１とは弾性ホルダ２の多数のＶ溝３４を介して接触させたので、振動が超音波センサ３の筒部２７と弾性ホルダ２の筒部３１の間で伝達することを抑制できる。また、弾性ホルダ２の柱状部３６をケース１の吊着穴２６に緩く挿通するとともに、弾性ホルダ２の膨出部３７をケース１の底壁２４に係合させたので、振動が弾性ホルダ２の柱状部３６とケース１の底壁２４の間で伝達することを抑制できる。
【００２３】
そして、弾性ホルダ２の筒部３１の内端にフランジ部３３を設けたので、超音波センサ３を弾性ホルダ２に対して容易に位置決めできる。また、ケース１の筒状部２３の内端に底壁２４を設けたので、弾性ホルダ２をケース１に対して容易に位置決めできる。さらに、吊着穴２６や柱状部３６を軸線に対称に設けたので、弾性ホルダ２の回転方向を合わせるだけで弾性ホルダ２をケース１に容易に組み付けることができる。また、弾性ホルダ２の係止部３５を環状としたので、超音波センサ３の筒部２７の外端の全周縁を係止することができ、超音波センサ３を安定して係止できる。
【００２４】
ところで、上記説明では、この発明の超音波利用装置を車両の傾斜角度測定装置に適用したが、障害物検出装置、後方監視装置などにも適用できることは言うまでもない。また、傾斜角度を位相差によって求めたが、時間差などによって求めることができることも言うまでもない。そして、弾性ホルダ２の係止部３５を環状としたが、超音波センサ３の重量を考慮して複数の突片で構成すれば、超音波センサ３を弾性ホルダ２に容易に挿入できるうえに材料費も節約できる。さらに、上記説明では超音波利用装置として超音波送受信装置について説明したが、超音波を送信する超音波送信装置又は超音波を受信する超音波受信装置に分けて構成してもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、弾性部材は、押し込み側端に形成した弾性部材と押し込まれた超音波センサの外端縁を係止する第１の弾性係止部とを備えたので、従来の成形作業が不要となり、超音波センサや弾性部材をケースに容易に組み付けることができる。また、センサ振動部を下方に向けても超音波センサや弾性部材を所定位置に確実に保持することができ、傾斜角度測定装置にも容易に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１を示す傾斜角度測定装置の要部断面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】傾斜角度測定装置の構成図である。
【図４】超音波センサを保持した弾性ホルダを斜め下方から視た斜視図である。
【図５】超音波センサを保持した弾性ホルダを斜め上方から視た斜視図である。
【符号の説明】
１  ケース、２  弾性ホルダ（弾性部材）、３  超音波センサ、２３  筒状部、２４  底壁（端壁）、２６  吊着穴（穴）、３１  筒部（弾性筒部）、３３  フランジ部（弾性端壁）、３５  係止部（第１の弾性係止部）、３６  柱状部（弾性柱状部）、３７  膨出部（弾性膨出部）。
【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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