(57)【要約】【課題】  超音波センサを保護するとともに、超音波を効率よく送受信することができる保護部材を実現する。【解決手段】  送信孔３２が受信孔３１の側から視認できない位置に形成されているため、異物や水滴などが保護部材３０に向かって飛来した場合に、超音波センサ１０に直接衝突するおそれがないので、超音波センサ１０を保護することができる。また、保護部材３０は、超音波を伝達可能に形成された連通路３３を備えているため、超音波を他の部材を介さずに連通路３３を経由して、超音波センサ１０により直接送受信することができる。従って、超音波の減衰を小さくすることができるので、超音波センサ１０により超音波を効率よく送受信することができる。【選択図】  図２
2007255924.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を送受信可能な振動部を備え、超音波によって被検出体を検出する超音波センサを保護するための保護部材であって、
前記被検出体が存在する側に開口形成された第１の孔と、
前記第１の孔の側から視認できない位置であって、前記振動部と対向する位置に開口形成された第２の孔と、
前記第１の孔と前記第２の孔とを連通し、超音波を伝達可能に形成された連通路と、
を備えたことを特徴とする超音波センサの保護部材。
【請求項２】
前記連通路は屈曲形成されていることを特徴とする請求項１に記載の超音波センサの保護部材。
【請求項３】
前記第２の孔は、前記超音波センサの振動部の中心部に対向する位置に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の超音波センサの保護部材。
【請求項４】
前記連通路の壁面に、前記超音波センサにより受信される超音波の伝達方向に対して、前記連通路が狭くなるように傾斜した傾斜部が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の超音波センサの保護部材。
【請求項５】
前記連通路の壁面に、前記超音波センサにより送信された超音波の伝達方向に対して、前記連通路が狭くなるように傾斜した傾斜部が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の超音波センサの保護部材。
【請求項６】
前記第１の孔が、超音波を前記連通路に伝達可能な伝達部材で覆われていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の超音波センサの保護部材。
【請求項７】
前記連通路の壁面に、超音波を反射し、伝達方向を変更する反射部が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載の超音波センサの保護部材。
【請求項８】
異なる方向に向かって開口した複数の前記第１の孔と、この複数の前記第１の孔に対応した複数の前記第２の孔と、各第１の孔と、対応する各第２の孔とを連通する複数の前記連通路とを備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１つに記載の超音波センサの保護部材。
【請求項９】
異なる方向に向かって開口した複数の前記第１の孔を備え、この複数の前記第１の孔と、前記第２の孔とが、複数の前記連通路によりそれぞれ連通されていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１つに記載の超音波センサの保護部材。
【請求項１０】
複数個の前記超音波センサを保護する保護部材であって、
前記各超音波センサに対して、前記第１の孔、前記第２の孔及び前記連通路が、それぞれ設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１つに記載の超音波センサの保護部材。
【請求項１１】
前記各第１の孔が、超音波の半波長の間隔で配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の超音波センサの保護部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、超音波を送受信する超音波センサの保護部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、この種の超音波センサとして、例えば、自動車（車両）に搭載されたものが知られている。この超音波センサは、送信手段から超音波を送信して、被検出体に当たって反射された超音波を受信手段により受信することにより、自動車の周囲にある物体の位置する方向測定や物体までの距離測定などを行う。このように、超音波センサを利用して、自動車の周囲を監視することにより、安全走行に役立てる技術の開発が進められている。
例えば、自動車の後部に超音波センサを搭載し、自動車の後方に存在する人間や障害物などに当たって反射された超音波を当該超音波センサで受信して検知するバックソナーを用い、人間や障害物などとの衝突を回避してバックでの駐車を支援する自動駐車支援システムなどが実用化されている。
更に、超音波センサの受信素子としては、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）技術を利用して基板の薄肉部として形成された薄膜部上に圧電体薄膜からなる振動部が形成された、超音波センサの受信素子が注目されている。
【０００３】
ここで、超音波センサの素子を外部に露出させた状態で車両に搭載した場合、素子の表面に水滴やごみが付着すると、被検出体までの距離を正確に測定できなくなる。また、小石の衝突などの外力の負荷により破壊されるおそれがある。
そのため、素子の汚染や外力の負荷による破壊を防止するための保護構造を備えた超音波センサとして、例えば、特許文献１には、素子を外部に露出しないようにアルミケースに内装し、超音波を検出する圧電式振動検出素子を振動板を兼ねた保護部材に直接取り付けて、この保護部材の振動によって超音波を受信する超音波センサが開示されている。
【特許文献１】特開２００２−５８０９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ＭＥＭＳ型の素子を用いた超音波センサは、構造上、圧電体薄膜の機械的強度が低いので、保護部材に直接取り付けた場合、破損しやすいという問題があった。
また、破損を防止するために、圧電体薄膜を振動板に取り付けずに、圧電体薄膜と振動板との間に空間を設けた場合、超音波を効率よく送受信することができないという問題があった。
【０００５】
そこで、この発明は、超音波センサを保護するとともに、超音波を効率よく送受信することができる保護部材を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、超音波を送受信可能な振動部を備え、超音波によって被検出体を検出する超音波センサを保護するための保護部材であって、前記被検出体が存在する側に開口形成された第１の孔と、前記第１の孔の側から視認できない位置であって、前記振動部と対向する位置に開口形成された第２の孔と、前記第１の孔と前記第２の孔とを連通し、超音波を伝達可能に形成された連通路と、を備えた、という技術的手段を用いる。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、第２の孔が第１の孔の側から視認できない位置に形成されているため、小石などの異物や水滴などが保護部材に向かって飛来した場合に、超音波センサに直接衝突するおそれがないので、超音波センサを保護することができる。
また、保護部材は、超音波を伝達可能に形成された連通路を備えているため、超音波を他の部材を介さずに連通路を経由して、超音波センサにより直接送受信することができる。従って、超音波の減衰を小さくすることができるので、超音波センサにより超音波を効率よく送受信することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の超音波センサの保護部材において、前記連通路は屈曲形成されている、という技術的手段を用いる。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、連通路が屈曲形成されているため、小石などの異物や水滴などが連通路内部に侵入した場合であっても、連通路の内壁に衝突するので、超音波センサに直接衝突するおそれがなく、超音波センサを保護することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の超音波センサの保護部材において、前記第２の孔は、前記超音波センサの振動部の中心部に対向する位置に配置されている、という技術的手段を用いる。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、超音波センサから超音波を送信する場合には、第２の孔からは振動部の中心部から発生する音圧の高い超音波が伝達されるため、超音波センサから送信される超音波の音圧を増大させることができる。
また、超音波センサで超音波を受信する場合には、振動部の中心部に向かって超音波が伝達されるため、振動部の変位を効率よく増大させることができるので、超音波センサの感度を向上させることができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明では、請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の超音波センサの保護部材において、前記連通路の壁面に、前記超音波センサにより受信される超音波の伝達方向に対して、前記連通路が狭くなるように傾斜した傾斜部が形成されている、という技術的手段を用いる。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、超音波の受信時に、超音波センサにより受信される超音波の伝達方向に対して連通路が狭くなるように傾斜した傾斜部において、超音波を集音することができるので、超音波の音圧を大きくすることができ、超音波センサの感度を向上させることができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明では、請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の超音波センサの保護部材において、前記連通路の壁面に、前記超音波センサにより送信された超音波の伝達方向に対して、前記連通路が狭くなるように傾斜した傾斜部が形成されている、という技術的手段を用いる。
【００１５】
請求項５に記載の発明によれば、連通路の断面積を大きくして超音波を効率よく伝達し、超音波センサにより送信された超音波の伝達方向に対して連通路が狭くなるように傾斜した傾斜部において外部からの小石や汚れの進入を低減できる。
【００１６】
請求項６に記載の発明では、請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の超音波センサの保護部材において、前記第１の孔が、超音波を前記連通路に伝達可能な伝達部材で覆われている、という技術的手段を用いる。
【００１７】
請求項６に記載の発明によれば、第１の孔が、伝達部材により覆われているため、小さな異物や雨などの液体の侵入も確実に遮断できるため、より確実に超音波センサを保護することができる。
【００１８】
請求項７に記載の発明では、請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載の超音波センサの保護部材において、前記連通路の壁面に、超音波を反射し、伝達方向を変更する反射部が形成されている、という技術的手段を用いる。
【００１９】
請求項７に記載の発明によれば、超音波が反射部において反射されることにより伝達方向を変更するため、反射部が形成されていない場合に比べて、超音波を連通路の方向に反射させることができ、不要な複数回の反射による超音波の減衰を小さくすることができ、超音波センサの感度を向上させることができる。
【００２０】
請求項８に記載の発明では、請求項１ないし請求項７のいずれか１つに記載の超音波センサの保護部材において、前記連通路は、超音波を共鳴させることにより増幅を行う共鳴部を備えた、という技術的手段を用いる。
【００２１】
請求項８に記載の発明によれば、連通路は、超音波を共鳴させることにより増幅を行う共鳴部を備えているため、送受信する超音波を連通路内で増幅することができるので、超音波センサの感度を向上させることができる。
【００２２】
請求項９に記載の発明では、請求項１ないし請求項８のいずれか１つに記載の超音波センサの保護部材において、異なる方向に向かって開口した複数の前記第１の孔と、この複数の前記第１の孔に対応した複数の前記第２の孔と、各第１の孔と、対応する各第２の孔とを連通する複数の前記連通路とを備えた、という技術的手段を用いる。
【００２３】
請求項９に記載の発明によれば、異なる方向に向かって開口した複数の第１の孔が設けられているため、超音波を種々の方向に送信することができるとともに、被検出体において反射し、種々の方向に伝搬する超音波を検出することができるので、超音波センサの感度を向上させることができる。
【００２４】
請求項１０に記載の発明では、請求項１ないし請求項８のいずれか１つに記載の超音波センサの保護部材において、異なる方向に向かって開口した複数の前記第１の孔を備え、この複数の前記第１の孔と、前記第２の孔とが、複数の前記連通路によりそれぞれ連通されている、という技術的手段を用いる。
【００２５】
請求項１０に記載の発明によれば、異なる方向に向かって開口した複数の第１の孔が設けられているため、超音波を種々の方向に送信することができるとともに、被検出体において反射し、種々の方向に伝搬する超音波を検出することができるので、超音波センサの感度を向上させることができる。また、各第１の孔において受信した超音波は、第２の孔において集音されるため、超音波の音圧を増大させることができ、超音波センサの感度を向上させることができる。
【００２６】
請求項１１に記載の発明では、請求項１ないし請求項８のいずれか１つに記載の超音波センサの保護部材において、複数個の前記超音波センサを保護する保護部材であって、前記各超音波センサに対して、前記第１の孔、前記第２の孔及び前記連通路が、それぞれ設けられている、という技術的手段を用いる。
【００２７】
請求項１１に記載の発明によれば、複数個の超音波センサで受信した超音波の時間差、位相差を求めることにより、その各差に基づいて、被検出体との距離だけでなく、被検出体の位置も測定することができる。また、複数個の超音波センサに対して、保護部材をそれぞれ用意する必要がなく、１つの保護部材に集約することができるので、保護部材の大きさを小さくすることができ、美観を保つことができる。
【００２８】
請求項１２に記載の発明では、請求項１１に記載の超音波センサの保護部材において、前記各第１の孔が、超音波の半波長の間隔で配置されている、という技術的手段を用いる。
【００２９】
請求項１２に記載の発明によれば、各第１の孔が、超音波の半波長の間隔で配置されているため、受信した超音波の位相差からも時間差を検出することができるので、各超音波センサにより受信した超音波の時間差を精度良く検出することができ、被検出体との距離及び位置の測定精度を向上させることができる。
【００３０】
請求項１３に記載の発明では、請求項１ないし請求項１２のいずれか１つに記載の超音波センサの保護部材において、前記第１の孔、前記第２の孔及び前記連通路は、自動車のバンパに形成されている、という技術的手段を用いる。
【００３１】
請求項１３に記載の発明によれば、第１の孔、第２の孔及び連通路は、自動車のバンパに形成されているので、超音波センサを車両前方の障害物センサとして用いる場合に、バンパから保護部材が露出することがないため、意匠的に優れた車両を製造することができる。
【００３２】
請求項１４に記載の発明では、請求項１ないし請求項１２のいずれか１つに記載の超音波センサの保護部材において、前記第１の孔、前記第２の孔及び前記連通路は、自動車のヘッドランプカバーに形成されている、という技術的手段を用いる。
【００３３】
請求項１４に記載の発明によれば、第１の孔、第２の孔及び連通路は、自動車のヘッドランプカバーに形成されているので、超音波センサを車両前方の障害物センサとして用いる場合に、ヘッドランプカバーから保護部材が露出することがないため、意匠的に優れた車両を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
〈第１実施形態〉
この発明に係る超音波センサの保護部材の第１実施形態について、図を参照して説明する。ここでは、超音波センサを車両に搭載し、障害物センサとして使用する場合を例に説明する。図１は、超音波センサの説明図である。図１（Ａ）は、超音波センサの平面説明図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ矢視断面説明図である。図２は、超音波センサが取り付けられた保護部材の説明図である。図２（Ａ）は、超音波センサの保護部材を車両外側から見た平面説明図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＢ−Ｂ矢視断面説明図である。図２（Ｂ）において、図中上方が車両の外部を示す。また、超音波の伝達を説明するために、障害物を記載してある。図３は、超音波を集音する傾斜部を備えた保護部材の断面説明図である。図４は、受信孔を覆う伝達部材を設けた保護部材の断面説明図である。図５は、超音波を反射する反射部を備えた保護部材の断面説明図である。図６は、超音波センサの配置の変更例を示す断面説明図である。図７は、異なる方向に向かって開口した受信孔を備えた保護部材の断面説明図である。
なお、各図では、説明のために一部を拡大して示している。
【００３５】
（超音波センサの構造）
図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、超音波センサ１０は、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）構造の四角形状の半導体基板１１を用いて形成されている。半導体基板１１は、シリコンからなる支持部材１１ａの上面１１ｍ上に、第１絶縁膜１１ｂ、シリコン活性層１１ｃ、第２絶縁膜１１ｄがこの順番で積層されて形成されている。
半導体基板１１の中央部は、ＭＥＭＳ技術により、支持部材１１ａ及び第１絶縁膜１１ｂの中央部が四角形状に除去される。これにより、支持部材１１ａは中央部が四角形にくり抜かれた平板状に、残されたシリコン活性層１１ｃ及び第２絶縁膜１１ｄは、四角形の薄膜状に形成されている。
【００３６】
第２絶縁膜１１ｄ上には、薄膜状に形成された部分を覆って、圧電式振動検出素子１２が形成されている。圧電式振動検出素子１２は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる圧電体薄膜１２ａを下面電極１３及び上面電極１４で挟んで形成されている。
これにより、支持部材１１ａにより端部が持ち上げられた振動部１５が形成される。振動部１５は、所定の共振周波数を有しており、被検出体で反射されて超音波センサ１０に伝達された超音波を受信し、共振する。この共振により生じる振動部１５の変位を圧電式振動検出素子１２により電圧信号に変換して、超音波を検出する。
このように、ＭＥＭＳ技術を利用して作製された超音波センサ１０は、超音波の受信感度が高いため受信素子として好適である。
【００３７】
（超音波センサの保護部材の構造）
図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、超音波センサ１０を異物の衝突や風雨により汚染等から保護するための保護部材３０は、四角形の平板状に形成されており、車両のバンパ５２に貫通形成された取付部５２ａに、表面３０ａを車両の外部に露出させた状態で取り付けられている。
保護部材３０は、外気に晒されるため、耐候性が高く堅牢な材料を用いて形成する必要がある。そのため、保護部材３０を構成する材料としては、ステンレスやアルミニウム合金などの各種金属材料が好ましい。また、各種合成樹脂、ガラス、セラミックス、ゴムなども用いることができる。
【００３８】
保護部材３０の裏面３０ｂの中央部には、超音波センサ１０の振動部１５において発生した超音波を送信する送信孔３２が開口形成されている。保護部材３０の表面３０ａには、被検出体たる障害物Ｍにて反射された超音波を受信する受信孔３１が開口形成されている。受信孔３１と送信孔３２とは、超音波を伝達可能な連通路３３により連通されている。
【００３９】
超音波センサ１０は、支持部材１１ａの底面において保護部材３０の裏面３０ｂに取り付けられている。ここで、送信孔３２は振動部１５よりも小さく形成されており、超音波センサ１０は、振動部１５の中央部から引いた垂線Ｈが送信孔３２を通る位置に取り付けられている。つまり、超音波センサ１０は、送信孔３２が振動部１５の中央部に対向する位置に取り付けられている。
【００４０】
超音波センサ１０には、圧電式振動検出素子１２（図２）から出力される電圧信号を検知する回路素子２１がバンプ２０を介して電気的に接続されている。回路素子２１は、図示しない配線を介してＥＣＵに電気的に接続されている。
【００４１】
ここで、受信孔３１は、送信孔３２に対して保護部材３０の幅方向にずれた位置に形成されている。連通路３３は、受信孔３１及び送信孔３２から保護部材３０の厚さ方向に伸び、幅方向に略直角に屈曲した形状に形成され、送受信された超音波が共鳴する共鳴部３３ｂと連結されている。
つまり、表面３０ａ側から受信孔３１を見た場合に、送信孔３２を視認することはできない。
これにより、例えば、小石などの異物や水滴などが保護部材３０に向かって飛来して受信孔３１から保護部材３０の内部に侵入したような場合に、超音波センサ１０の振動部１５に直接衝突するおそれがないので、超音波センサ１０を保護することができる。
ここで、共鳴部３３ｂは、長手方向の長さが、超音波の半波長の整数倍となるように形成されているため、送受信する超音波が共鳴し、増幅される。
【００４２】
なお、保護部材３０は、四角形の平板状に限られるものではなく、例えば、円板状でもよいし、表面３０ａは、平面でなく、曲面としてもよい。
連通路３３は、略直角に屈曲した形状に限られるものではなく、例えば、Ｓ字型に形成しても良い。
また、超音波センサ１０は、受信専用または送信専用でもよい。
【００４３】
（超音波の伝達）
図２（Ｂ）に示すように、超音波センサ１０において発生された超音波は、保護部材３０の送信孔３２から保護部材３０に内部に伝達され、厚さ方向に進行する。保護部材３０の厚さ方向に進行した超音波は、連通路３３の内部で幅方向に伝達方向を変えて進行し、共鳴部３３ｂにおいて増幅される。そして、更に伝達方向を変えて受信孔３１から保護部材３０の外部に向かって進行する。
被検出体たる障害物Ｍにて反射された超音波は、保護部材３０の受信孔３１から保護部材３０の内部に伝達され、厚さ方向に進行する。その後、超音波は、送信された超音波と逆の経路を辿って共鳴部３３ｂにおいて増幅された後に超音波センサ１０の振動部１５に到達し、振動部１５を振動させる。
【００４４】
そして、振動部１５が振動することにより、圧電式振動検出素子１２（図１）から回路素子２１に対して電圧信号が出力される。そして、回路素子２１は圧電式振動検出素子１２から出力される電圧信号に基づいて演算処理を行い、例えば、信号の増幅およびノイズの除去、または、超音波センサ１０により送受信した超音波を比較し、その時間差や位相差を求めることにより、被検出体との距離測定などを行う。
【００４５】
これにより、障害物Ｍと超音波センサ１０との間において、超音波が他の部材を介さずに、連通路３３を経由して直接伝達されるため、超音波の減衰を小さくすることができる。また、送信孔３２は、振動部１５に対向した位置に設けられているので、超音波センサ１０から超音波を送信する場合には、振動部１５の中心部から発生する音圧の高い超音波が伝達されるため、超音波センサ１０から送信される超音波の音圧を増大させることができる。また、超音波センサ１０で超音波を受信する場合には、振動部１５の中心部に向かって超音波が伝達されるため、振動部１５の変位を大きくすることができるので、超音波センサ１０の感度を向上させることができる。
【００４６】
ここで、超音波の音圧は、伝達経路の断面積に比例するため、十分な信号強度の超音波を送受信するためには、受信孔３１及び送信孔３２の面積を、振動部１５の面積の１／１０以上とすることが好ましい。
【００４７】
（変更例１）
図３に示すように、連通路３３の壁面に、連通路３３が狭くなるように傾斜した傾斜部３０ｃを形成してもよい。図３（Ａ）に示すように、超音波センサ１０により受信される超音波の伝達方向に対して、連通路３３が狭くなるように傾斜した傾斜部３０ｃを形成すると、障害物Ｍで反射した超音波を集音することができるので、超音波センサ１０の受信感度を向上させることができる。
また、図３（Ｂ）に示すように、超音波センサ１０により送信された超音波の伝達方向に対して、連通路３３が狭くなるように傾斜した傾斜部３０ｃを形成すると、連通路３３の断面積を大きくして超音波を効率よく伝達し、超音波センサ１０により送信された超音波の伝達方向に対して連通路３３が狭くなるように傾斜した傾斜部３０ｃにおいて外部からの小石や汚れの進入を低減できる。
【００４８】
（変更例２）
図４に示すように、超音波を連通路３３に伝達可能な材料、例えば、厚さ１ｍｍ程度の樹脂膜により受信孔３１を覆って伝達部材３４を形成してもよい。
この構成を用いると、受信孔３１が伝達部材３４により覆われているため、小さな異物や雨などの液体も連通路３３に侵入するおそれがないので、より確実に超音波センサ１０を保護することができる。伝達部材３４は、超音波を大きく減衰させない材料、寸法であれば、樹脂膜以外の材料でも良く、例えば、金属箔などを用いることができる。
【００４９】
（変更例３）
連通路３３の屈曲部の壁面に、超音波を反射する反射部３３ａを形成してもよい。図５（Ａ）に示すように、反射部３３ａは、保護部材３０の厚さ方向に対して４５°傾斜した面として形成されている。この構成を用いると、受信孔３１から保護部材３０の内部に伝達された超音波は、受信孔３１に近い反射部３３ａにおいて反射されて伝達方向を連通路３３の長手方向に変更し、更に、送信孔３２に近い反射部３３ａにおいて反射され、振動部１５に向かう。このように、超音波は、反射されることにより伝達方向を変更されて伝達されるため、反射部３３ａが形成されていない場合に比べて、超音波を連通路の方向に反射させることができ、不要な複数回の反射による超音波の減衰を小さくすることができ、超音波センサの感度を干渉などによる超音波の減衰を小さくすることができ、超音波センサ１０の感度を向上させることができる。
また、図５（Ｂ）に示すように、反射部３３ａに、例えば、めっきを施して反射材３５を形成すると、超音波の反射効率が向上するので、超音波センサ１０の感度を更に向上させることができる。
ここで、反射部３３ａは、連通路３３の長手方向に沿って超音波の伝達方向を変更することができれば、傾斜する角度は自由に設定することができ、平面に限らず曲面に形成してもよい。
【００５０】
（変更例４）
超音波センサ１０は、保護部材３０に直接取り付けなくてもよい。図６（Ａ）に示すように、振動部１５を送信孔３２に対向させた状態で、他の取付部材６０に取り付けてもよい。また、図６（Ｂ）に示すように、超音波センサ１０の支持部材１１ａと反対側の面を振動部１５に対向させてもよい。
この構成を使用すると、超音波センサ１０を配置する設計の自由度を増大させることができる。
【００５１】
（変更例５）
保護部材３０に異なる方向に向かって開口した複数の受信孔３１を形成してもよい。例えば、図７（Ａ）に示すように、異なる方向に向かって開口した複数の受信孔３１と、この複数の受信孔３１に対応した複数の送信孔３２と、各受信孔３１と、対応する各送信孔３２とを連通する複数の連通路３３とを備えた構成を使用してもよい。
この構成を使用すると、超音波を種々の方向に送信することができるとともに、障害物Ｍにおいて反射し、種々の方向に伝搬する超音波を検出することができるので、超音波センサ１０の感度を向上させることができる。
また、図７（Ｂ）に示すように、異なる方向に向かって開口した複数の受信孔３１を備え、この複数の受信孔３１と、送信孔３２とが、複数の連通路３３によりそれぞれ連通されている構成を使用してもよい。
この構成を使用すると、超音波を種々の方向に送信することができるとともに、障害物Ｍにおいて反射し、種々の方向に伝搬する超音波を検出することができるので、超音波センサ１０の感度を向上させることができる。また、各受信孔３１において受信した超音波は、送信孔３２において集音されるため、超音波の音圧を増大させることができ、超音波センサ１０の感度を向上させることができる。
【００５２】
（変更例６）
樹脂、または、金属製のバンパ５２に、受信孔３１、送信孔３２及び連通路３３を形成して保護部材３０として利用し、超音波センサ１０をバンパ５２に直接取り付ける構成を使用することもできる。また、ヘッドランプカバーに受信孔３１、送信孔３２及び連通路３３を形成して保護部材３０として利用し、超音波センサ１０をヘッドランプカバーに直接取り付ける構成を使用することもできる。
これらの構成を使用すると、超音波センサ１０を車両前方の障害物センサとして用いる場合に、バンパ５２やヘッドランプカバーから保護部材３０が露出することがないため、意匠的に優れた車両を製造することができる。
超音波センサ１０の用途に合わせて、他の部材を保護部材３０として利用することもできる。例えば、超音波センサ１０を車両側方の障害物センサとして用いる場合には、ウインカのカバーなどを保護部材３０として利用し、超音波センサ１０を取り付けることもできる。その他、リアランプのカバー、バックランプのカバー、または、ボディなどを保護部材３０として利用し、超音波センサ１０を取り付けることもできる。
【００５３】
〈第１実施形態の効果〉
（１）送信孔３２が受信孔３１の側から視認できない位置に形成されているため、小石などの異物や水滴などが保護部材３０に向かって飛来した場合に、超音波センサ１０に直接衝突するおそれがないので、超音波センサ１０を保護することができる。更に、連通路３３が屈曲形成されているため、異物や水滴などが連通路３３内部に侵入した場合であっても、連通路３３の内壁に衝突して、超音波センサ１０に直接衝突するおそれがないので、超音波センサ１０を保護することができる。
また、保護部材３０は超音波を伝達可能に形成された連通路３３を備えているため、障害物Ｍと超音波センサ１０との間において、超音波を他の部材を介さずに連通路３３を経由して、超音波センサ１０により直接送受信することができる。従って、超音波の減衰を小さくすることができるので、超音波センサ１０により超音波を効率よく送受信することができる。
【００５４】
（２）超音波センサ１０から超音波を送信する場合には、送信孔３２からは振動部１５の中心部から発生する音圧の高い超音波が伝達されるため、超音波センサ１０から送信される超音波の音圧を増大させることができる。また、超音波センサ１０で超音波を受信する場合には、振動部１５の中心部に向かって超音波が伝達されるため、振動部１５の変位を効率よく増大させることができるので、超音波センサ１０の感度を向上させることができる。
【００５５】
（３）連通路３３は、超音波を共鳴させることにより増幅を行う共鳴部３３ｂを備えているため、送受信する超音波を連通路内で増幅することができるので、超音波センサ１０の感度を向上させることができる。
【００５６】
〈第２実施形態〉
この発明に係る超音波センサの保護部材の第２実施形態について、図を参照して説明する。図８は、複数個の超音波センサが取り付けられた超音波センサの保護部材の断面説明図である。図８（Ａ）は、超音波センサの保護部材を車両外側から見た平面説明図であり、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図である。
なお、第１実施形態と同様の構成については、同じ符号を使用するとともに説明を省略する。
【００５７】
（超音波センサの保護部材の構造）
図８（Ａ）に示すように、本実施形態の保護部材３０には、縦横方向に２個ずつ計４個の超音波センサ１０がアレイ状に並べて配置されている。
図８（Ｂ）に示すように、送信孔３２は各超音波センサ１０の振動部１５に対向する位置にそれぞれ配置され、受信孔３１は、４つの各超音波センサ１０によって囲まれた領域の中心を囲んで、互いに隣り合った受信孔３１の間隔Ｌが、超音波の半波長に等しくなるように配置されている。
【００５８】
このように複数個の超音波センサ１０を用いると、各超音波センサ１０で受信した超音波の時間差、位相差を求めることにより、その各差に基づいて、被検出体との距離だけでなく、被検出体の位置も測定することができる。また、複数個の超音波センサ１０に対して、それぞれ保護部材３０を用意する必要がなく、１つの保護部材３０に集約することができるので、保護部材３０の大きさを小さくすることができ、美観を保つことができる。
ここで、本実施形態のように、互いに隣り合った各受信孔３１の中心部の間隔Ｌが、超音波の半波長に等しくなるように配置すると、受信した超音波の位相差からも時間差を検出することができるので、各超音波センサ１０により受信した超音波の時間差を精度良く検出することができ、障害物Ｍとの距離及び位置の測定精度を向上させることができる。
なお、受信素子の数は例示であり、４個に限らない。また配置についても、縦横２個ずつとは限らない。また、複数の超音波センサ１０を一体形成したチップを用いてもよい。
【００５９】
ここで、保護部材３０の受信孔３１から超音波センサ１０の振動部１５までの距離がそれぞれ等しくなるように構成すると、受信孔３１から保護部材３０の内部に進行した超音波が振動部１５に伝達されるまでの伝達時間が、各超音波センサ１０でそれぞれ等しくなるため、障害物Ｍの位置を測定する場合に、各受信孔３１から伝達される超音波の時間差の測定精度を向上させることができるので、障害物Ｍの位置の測定精度を向上させることができる。
【００６０】
〈第２実施形態の効果〉
（１）各超音波センサ１０で受信した超音波の時間差、位相差を求めることにより、その各差に基づいて、被検出体との距離だけでなく、被検出体の位置も測定することができる。また、複数個の超音波センサ１０に対して、それぞれ保護部材３０を用意する必要がなく、１つの保護部材３０に集約することができるので、保護部材３０の大きさを小さくすることができ、美観を保つことができる。
【００６１】
（２）互いに隣り合った各受信孔３１の中心部の間隔Ｌが、超音波の半波長に等しくなるように配置すると、受信した超音波の位相差からも時間差を検出することができるので、各超音波センサ１０により受信した超音波の時間差を精度良く検出することができ、障害物Ｍとの距離及び位置の測定精度を向上させることができる。
【００６２】
〈その他の実施形態〉
（１）超音波センサ１０の側面に沿って連通路３３を形成してもよい。図９（Ａ）に示すように、保護部材３０の一部が厚く形成されており、連通路３３は、超音波センサ１０の側面と接する領域に厚さ方向に形成されている。送信孔３２は、バンプ２０が形成されていない部分に開口形成されており、超音波は支持部材１１ａと反対の面から振動部１５に伝達される。また、図９（Ｂ）に示すように、支持部材１１ａの一部に切り欠きを形成し、その切り欠き部に隣接するように送信孔３２を開口形成し、超音波を振動部１５に伝達する構成を用いることもできる。
【００６３】
（２）超音波センサ１０の振動部１５としては、圧電式振動検出素子１２を用いたが、これに限定されるものではなく、電極間の容量変化により超音波を検出する容量式振動検出素子などを用いることもできる。
【００６４】
［各請求項と実施形態との対応関係］
受信孔３１が請求項１に記載の第１の孔に、送信孔３２が第２の孔に、障害物Ｍが被検出体にそれぞれ対応する。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】超音波センサの説明図である。図１（Ａ）は、超音波センサの平面説明図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ矢視断面説明図である。
【図２】超音波センサが取り付けられた保護部材の説明図である。図２（Ａ）は、超音波センサの保護部材を車両外側から見た平面説明図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＢ−Ｂ矢視断面説明図である。
【図３】超音波を集音する傾斜部を備えた保護部材の断面説明図である。
【図４】受信孔を覆う伝達部材を設けた保護部材の断面説明図である。
【図５】超音波を反射する反射部を備えた保護部材の断面説明図である。
【図６】超音波センサの配置の変更例を示す断面説明図である。
【図７】異なる方向に向かって開口した受信孔を備えた保護部材の断面説明図である。
【図８】複数個の超音波センサが取り付けられた超音波センサの保護部材の断面説明図である。図８（Ａ）は、超音波センサの保護部材を車両外側から見た平面説明図であり、図８（Ｂ）は、図（Ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図である。
【図９】図９（Ａ）及び（Ｂ）は、その他の実施形態に係る保護部材の断面説明図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０    超音波センサ  
１５    振動部
３０    保護部材
３０ａ  表面
３０ｂ  裏面
３０ｃ  傾斜部
３１    受信孔（第１の孔）
３２    送信孔（第２の孔）
３３    連通路
３３ａ  反射部
３４    伝達部材
３５    反射材  
５２    バンパ
Ｍ    障害物
【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】
2007255924.tif 000009
【図８】
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【図９】
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