(57)【要約】【課題】一部の部品の交換のみで、マイクロフォン突出長さを変更可能にする。【解決手段】マイクロフォン１とケース３とを連結する連結部材５は、マイクロフォン１を保持する保持筒部５１と、ケース３と嵌合される嵌合筒部５２と、保持筒部５１と嵌合筒部５２との間に形成された中間筒部５３とを備える。これによると、連結部材５における中間筒部５３の長さＬ１を変えるのみで、すなわち、連結部材５の交換のみで、マイクロフォン突出長さＬ２を変更することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング（１１）内に圧電素子（１２）が収容されたマイクロフォン（１）と、
前記圧電素子（１２）と電気的に接続される回路基板（３１）が収容されたケース（３）と、
前記マイクロフォン（１）と前記ケース（３）とを連結する筒状の連結部材（５）とを備え、
前記連結部材（５）は、前記マイクロフォン（１）を保持する保持筒部（５１）と、前記ケース（３）と嵌合される嵌合筒部（５２）と、前記保持筒部（５１）と前記嵌合筒部（５２）との間に形成された中間筒部（５３）とを備えることを特徴とする超音波センサ。
【請求項２】
前記マイクロフォン（１）は、前記ハウジング（１１）から引き出されて前記回路基板（３１）に電気的に接続される配線部材（１３、１４）を備え、
前記配線部材は、前記ハウジング（１１）から引き出されたリード線（１３）と、前記リード線（１３）と前記回路基板（３１）とを電気的に接続する接続ピン（１４）とを備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項３】
前記マイクロフォン（１）が前記保持筒部（５１）に挿入され、前記マイクロフォン（１）の外周に形成された溝（１１４）と前記保持筒部（５１）の内周に形成された鍔（５１１）が嵌合されていることを特徴とする請求項１または２に記載の超音波センサ。
【請求項４】
前記嵌合筒部（５２）が前記ケース（３）に挿入され、前記嵌合筒部（５２）の外周に形成された溝（５２１）と前記ケース（３）の内周に形成された鍔（３２１）が嵌合されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の超音波センサ。
【請求項５】
前記連結部材（５）は、弾性体にて形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の超音波センサ。
【請求項６】
前記中間筒部（５３）内には、弾性体にて形成されて前記マイクロフォン（１）と前記ケース（３）との間の振動伝達を抑制するダンパ（７）が配置されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の超音波センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子を有して構成されるマイクロフォンが備えられた超音波センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の超音波センサは、例えば車両のバンパに取り付けられ、超音波を送信するとともに、障害物から反射されてきた反射波を受信することにより、バンパの近傍に存在する障害物の検出を行う。
【０００３】
このような超音波センサとして、例えば、特許文献１に開示されたものがある。この特許文献１に開示された超音波センサは、ハウジング内に圧電素子が収容されたマイクロフォンと、回路基板が収容されたケースとを備えている。マイクロフォンは、ハウジングから引き出された接続ピンにて回路基板に電気的に接続されている。
【０００４】
そして、ケースは、回路基板が収容されるケース本体部からケース筒部が突出し、このケース筒部にマイクロフォンが挿入されている。また、マイクロフォンからケースへの振動の伝達を抑制するために、ケース筒部とマイクロフォンとの間にクッションが介在されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２５１５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、超音波センサが装着される車種毎にバンパの形状や大きさ等が異なるため、例えば、バンパにおけるセンサ取り付け部が鉛直方向に対して傾斜している場合は、ケース本体部がバンパと干渉しないように、マイクロフォンの先端面からケース本体部までの長さ（以下、マイクロフォン突出長さという）を長くする必要がある。
【０００７】
そして、従来の超音波センサは、マイクロフォン突出長さを変更する場合、接続ピン、ケース筒部、およびクッションの長さを変更しなければならず、したがって、マイクロフォン、ケース、およびクッションを、再設計しなければならないという問題があった。
【０００８】
本発明は上記点に鑑みて、一部の部品の交換のみで、マイクロフォン突出長さを変更可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、ハウジング（１１）内に圧電素子（１２）が収容されたマイクロフォン（１）と、圧電素子（１２）と電気的に接続される回路基板（３１）が収容されたケース（３）と、マイクロフォン（１）とケース（３）とを連結する筒状の連結部材（５）とを備え、連結部材（５）は、マイクロフォン（１）を保持する保持筒部（５１）と、ケース（３）と嵌合される嵌合筒部（５２）と、保持筒部（５１）と嵌合筒部（５２）との間に形成された中間筒部（５３）とを備えることを特徴とする。
【００１０】
これによると、連結部材（５）における中間筒部（５３）の長さを変えるのみで、すなわち、連結部材（５）の交換のみで、マイクロフォン突出長さを変更することができる。
【００１１】
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において、マイクロフォン（１）は、ハウジング（１１）から引き出されて回路基板（３１）に電気的に接続される配線部材（１３、１４）を備え、配線部材は、ハウジング（１１）から引き出されたリード線（１３）と、リード線（１３）と回路基板（３１）とを電気的に接続する接続ピン（１４）とを備えることを特徴とする。
【００１２】
これによると、マイクロフォン突出長さに応じてリード線（１３）が撓むため、マイクロフォン突出長さにかかわらずマイクロフォン（１）を共通化することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の超音波センサにおいて、マイクロフォン（１）が保持筒部（５１）に挿入され、マイクロフォン（１）の外周に形成された溝（１１４）と保持筒部（５１）の内周に形成された鍔（５１１）が嵌合されていることを特徴とする。
【００１４】
これによると、マイクロフォン（１）と連結部材（５）の抜け防止および位置決めを行うことができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の超音波センサにおいて、嵌合筒部（５２）がケース（３）に挿入され、嵌合筒部（５２）の外周に形成された溝（５２１）とケース（３）の内周に形成された鍔（３２１）が嵌合されていることを特徴とする。
【００１６】
これによると、ケース（３）と連結部材（５）の抜け防止および位置決めを行うことができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の超音波センサにおいて、連結部材（５）は、弾性体にて形成されていることを特徴とする。
【００１８】
これによると、連結部材（５）により、マイクロフォン（１）からケース（３）への振動伝達を抑制することができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明では、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の超音波センサにおいて、中間筒部（５３）内には、弾性体にて形成されてマイクロフォン（１）とケース（３）との間の振動伝達を抑制するダンパ（７）が配置されていることを特徴とする。
【００２０】
これによると、ダンパ（７）により、マイクロフォン（１）からケース（３）への振動伝達を抑制することができる。
【００２１】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は本発明の一実施形態に係る超音波センサを一部断面で示す正面図である。
【図２】図１のマイクロフォン１を示す図である。
【図３】図１の超音波センサの分解斜視図である。
【図４】図１の連結部材５を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の一実施形態について説明する。本実施形態の超音波センサは、車両のバンパに取り付けられ、バックソナー又はコーナーソナーとして用いられる。図１（ａ）は本発明の一実施形態に係るマイクロフォン突出長さが短い超音波センサを一部断面で示す正面図、図１（ｂ）は本発明の一実施形態に係るマイクロフォン突出長さが長い超音波センサを一部断面で示す正面図である。
【００２４】
図１に示すように、超音波センサは、ハウジング１１内に後述する圧電素子１２（図２参照）が収容されたマイクロフォン１、マイクロフォン１と電気的に接続される回路基板３１が収容されたケース３、マイクロフォン１とケース３とを連結する筒状の連結部材５等を備えている。
【００２５】
図２（ａ）は図１のマイクロフォン１を一部断面で示す正面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のマイクロフォン１の側面図、図２（ｃ）は図２（ａ）のマイクロフォン１の平面図である。
【００２６】
図１、図２に示すように、マイクロフォン１は、ハウジング１１、圧電素子１２、２本のリード線１３、２本の接続ピン１４、およびコネクタ１５を有して構成されている。
【００２７】
ハウジング１１は、導電性材料（金属材料、または表面に導電膜を形成した絶縁材料）で構成され、有底円筒状とされることでハウジング１１の内部に内部空間１６が形成されている。ハウジング１１の底部１１１の内面側には、圧電素子１２が導電性接着剤にて貼着されており、この底部１１１の外側表面が振動面１１２となっている。ハウジング１１の筒部１１３の外周面には、周方向に離れた位置の２箇所に溝１１４が形成されている。なお、本実施形態では、ハウジング１１の導電性材料としてアルミニウムを用いている。
【００２８】
圧電素子１２は、圧電セラミックス（例えばチタン酸ジルコン酸鉛系）で構成され、その表裏両面に電極（図示せず）を備えている。圧電素子１２の一方の電極は、一方のリード線１３に電気的に接続されている。圧電素子１２の他方の電極は、導電性のハウジング１１を介して他方のリード線１３に電気的に接続されている。
【００２９】
リード線１３は、導電性のワイヤを絶縁性の被覆材で被覆したものであり、可撓性に富むものである。接続ピン１４は、例えば銅を主成分とする導電性材料からなる棒状のものである。リード線１３と接続ピン１４は、かしめ等にて接合された後、接続ピン１４が樹脂製のコネクタ１５に挿入される。なお、リード線１３および接続ピン１４は、本発明の配線部材を構成する。
【００３０】
ハウジング１１の内部空間１６には、例えばシリコンゴム等の弾性体からなる封止部材１７が充填されており、圧電素子１２の全体およびリード線１３の一部が封止部材１７にて封止されている。また、リード線１３の残部および接続ピン１４は、封止部材１７にて封止されておらず、ハウジング１１から引き出されている。
【００３１】
図３は図１の超音波センサの分解斜視図である。図１、図３に示すように、樹脂製のケース３は、連結部材５と結合される円筒状のケース筒部３２、回路基板３１が収容されたケース本体部３３、回路基板３１から外部に出力するための図示しない外部出力端子が収容されたコネクタ部３４を備えている。また、ケース筒部３２の端部の内周面に、鍔３２１が形成されている。
【００３２】
図４（ａ）は図１の連結部材５を示す正面図、図４（ｂ）は図４（ａ）の連結部材５の側面図、図４（ｃ）は図４（ａ）の連結部材５の下面図、図４（ｄ）は図４（ｃ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【００３３】
図１、図４に示すように、シリコンゴム等の弾性体よりなる連結部材５は、マイクロフォン１を保持する円筒状の保持筒部５１、ケース３と嵌合される円筒状の嵌合筒部５２、保持筒部５１と嵌合筒部５２との間に形成された円筒状の中間筒部５３とを備えている。
【００３４】
保持筒部５１の内周面には、周方向に離れた位置の２箇所に鍔５１１が形成されている。また、嵌合筒部５２の外周面には、溝５２１が形成されている。
【００３５】
図１に示すように、連結部材５の保持筒部５１にマイクロフォン１のハウジング１１が挿入され、ハウジング１１の溝１１４と保持筒部５１の鍔５１１とが嵌合されて、マイクロフォン１と連結部材５が結合されている。マイクロフォン１の振動面１１２は保持筒部５１から露出しており、マイクロフォン１が発する超音波が外部に伝えられるような構成とされている。
【００３６】
ケース３のケース筒部３２に連結部材５の嵌合筒部５２が挿入され、ケース筒部３２の鍔３２１と嵌合筒部５２の溝５２１とが嵌合されて、ケース３のケース筒部３２に連結部材５が結合されている。
【００３７】
連結部材５の中間筒部５３内には、発泡シリコン等の弾性体よりなり、マイクロフォン１とケース３との間の振動伝達を抑制するダンパ７が配置されている。このダンパ７には、リード線１３、接続ピン１４、およびコネクタ１５を通す図示しない貫通孔が形成されている。
【００３８】
そして、その貫通孔を通過した接続ピン１４の先端部が回路基板３１に形成されたスルーホールに挿入され、接続ピン１４の先端部およびスルーホール２１の電気的な接続がはんだ付け等によって為されている。
【００３９】
また、ケース３のケース本体部３３には、例えばウレタン樹脂等の防湿性の弾性体からなる封止部材３５が充填されており、回路基板３１や接続ピン１４等が封止部材３５にて封止されている。
【００４０】
本実施形態の超音波センサは、図示しないベゼルおよびリテーナを用いて車両のバンパに取り付けられる。具体的には、ベゼルはバンパ外部からバンパの穴部内に挿入することでバンパに係合して固定されるものであり、リテーナは超音波センサおよびベゼルと嵌合して超音波センサとベゼルとを一体化するものである。そして、超音波センサ、ベゼルおよびリテーナを一体化した状態で、バンパの外部側から超音波センサを穴部内に挿入し、ベゼルをバンパに係合させて、超音波センサをバンパに固定する。
【００４１】
ここで、図１（ａ）に示す超音波センサと図１（ｂ）に示す超音波センサは、連結部材５における中間筒部５３の軸方向長さＬ１が異なり、これにより、マイクロフォン１の先端面（振動面１１２）からケース本体部３３までの長さＬ２（すなわち、マイクロフォン突出長さ）が異なっている。
【００４２】
そして、バンパにおけるセンサ取り付け部が鉛直方向に対して傾斜している場合は、ケース本体部３３がバンパと干渉しないように、図１（ｂ）に示すようなマイクロフォン突出長さＬ２が長い超音波センサを採用する。
【００４３】
一方、バンパにおけるセンサ取り付け部が略鉛直方向である場合は、ケース本体部３３がバンパと干渉しにくいため、図１（ａ）に示すようなマイクロフォン突出長さＬ２が短い超音波センサを採用する。
【００４４】
本実施形態では、連結部材５における中間筒部５３の軸方向長さＬ１を変えるのみで、すなわち、連結部材５の交換のみで、マイクロフォン突出長さＬ２を変更することができる。
【００４５】
また、マイクロフォン突出長さＬ２に応じてリード線１３が撓むため、マイクロフォン突出長さＬ２にかかわらずマイクロフォン１を共通化することができる。
【００４６】
さらに、ハウジング１１の溝１１４と保持筒部５１の鍔５１１との嵌合により、ハウジング１１と連結部材５の抜け防止および位置決めを行うことができ、ケース筒部３２の鍔３２１と嵌合筒部５２の溝５２１との嵌合により、ケース３と連結部材５の抜け防止および位置決めを行うことができる。
【００４７】
さらにまた、弾性体よりなる連結部材５によりマイクロフォン１からケース３への振動伝達を抑制することができ、弾性体よりなるダンパ７によりマイクロフォン１からケース３への振動伝達を抑制することができる。
【００４８】
なお、上記実施形態においては、リード線１３および接続ピン１４にて配線部材を構成したが、接続ピン１４のみで配線部材を構成してもよい。具体的には、圧電素子１２の一方の電極をワイヤにより一方の接続ピン１４に電気的に接続し、圧電素子１２の他方の電極をハウジング１１およびワイヤを介して他方の接続ピン１４に電気的に接続する。この場合、接続ピン１４をハウジング１１から引き出しておき、接続ピン１４と回路基板３１を電気的に接続したのちに、接続ピン１４の先端部の不要に長い部分を切り落とす。
【００４９】
また、上記実施形態においては、ベゼルおよびリテーナを用いて超音波センサをバンパに取り付ける例を示したが、超音波センサと係合可能なアタッチメントを、バンパの内部側に穴部を囲むようにして接着等にて固定しておき、バンパの内部側から超音波センサをアタッチメントに係合させて、超音波センサをバンパに取り付けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１    マイクロフォン
３    ケース
５    連結部材
１１  ハウジング
１２  圧電素子
３１  回路基板
５１  保持筒部
５２  嵌合筒部
５３  中間筒部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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