JP2002209294A - Ultrasonic sensor, electronic unit provided with the same and vehicle rear sonar - Google Patents

Ultrasonic sensor, electronic unit provided with the same and vehicle rear sonar

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JP2002209294A
JP2002209294A JP2001002279A JP2001002279A JP2002209294A JP 2002209294 A JP2002209294 A JP 2002209294A JP 2001002279 A JP2001002279 A JP 2001002279A JP 2001002279 A JP2001002279 A JP 2001002279A JP 2002209294 A JP2002209294 A JP 2002209294A
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Japan
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ultrasonic sensor
ultrasonic
diaphragm
sensor
vehicle
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Shinji Amaike
信二 天池
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K9/00Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers
    • G10K9/12Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers electrically operated
    • G10K9/122Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers electrically operated using piezoelectric driving means

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic sensor which narrows the half attenuation angle in the directivity characteristic of ultrasonic wave while keeping a reverbation characteristic stable. SOLUTION: The boom part of a cylindrical sensor case 4 is adopted as a diaphragm 5 and a piezoelectric vibrating element 7 is mounted at the nearly center of the inner surface of the diaphragm 5 in the ultrasonic sensor. In the sensor, a carved part whose depth in the direction at right angles to the vibrating surface of the diaphragm 5 is at least equal to or larger than the bottom thickness is formed in the outer peripheral edge of the bottom at the side part of the sensor case 4.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波センサ、こ
れを備える電子機器および車両用バックソナーに関す
る。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an ultrasonic sensor, an electronic device including the same, and a back sonar for a vehicle.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、車両後部に搭載されて車両用バ
ックソナーとして用いられる超音波センサの場合、車両
の後方に向けて超音波を送波する一方、車両後方の障害
物から反射されて帰来した超音波を受波するとともに、
前記送波と受波との関係を電気的に処理して得られたデ
ータ、例えば送波と受波とのタイムラグに基いて得られ
る距離情報を車両後部に対する障害物の相対的な位置関
係を示すデータとして車両の運転制御に利用可能として
いる。
2. Description of the Related Art For example, in the case of an ultrasonic sensor mounted on the rear part of a vehicle and used as a back sonar for a vehicle, the ultrasonic wave is transmitted toward the rear of the vehicle, while being reflected from an obstacle behind the vehicle and returned. While receiving the ultrasonic waves
Data obtained by electrically processing the relationship between the transmitted wave and the received wave, for example, distance information obtained based on the time lag between the transmitted wave and the received wave is used to determine the relative positional relationship of the obstacle to the rear of the vehicle. The data shown can be used for vehicle operation control.

【0003】そして、従来の超音波センサとしては、開
口を有する筒部とその筒部の開口を閉じる底部とで有底
筒状とされたセンサケースを有し、このセンサケースに
おいて底部を構成する壁部の肉厚が筒部を構成する側面
部の肉厚よりも薄肉にされて振動板とされるとともに、
ケース内における底部のほぼ中央の搭載面上に圧電振動
素子が接着されて構成されている。
[0003] A conventional ultrasonic sensor has a sensor case in the form of a cylinder with a bottom having a tubular portion having an opening and a bottom closing the opening of the tubular portion, and this sensor case constitutes a bottom portion. The thickness of the wall is made thinner than the thickness of the side part constituting the cylindrical part to form a diaphragm,
The piezoelectric vibrating element is bonded to a mounting surface at the substantially center of the bottom in the case.

【0004】また、センサケース内それぞれに導電性を
有するリード端子がインサート成形され、各リード端子
それぞれの一端側が圧電振動素子における両素子電極そ
れぞれに導電接続されるとともに、両リード端子それぞ
れがセンサケース外部に引き出されて外部回路に接続さ
れるようになっている。
Also, conductive lead terminals are insert-molded in each of the sensor cases, one end of each of the lead terminals is conductively connected to each of the two device electrodes of the piezoelectric vibrating element, and both of the lead terminals are connected to the sensor case. It is drawn out and connected to an external circuit.

【0005】このような超音波センサにおいては、両リ
ード端子に対する電気信号の印加で圧電振動素子が機械
的に振動しこれに伴い振動板が振動して超音波が送波さ
れる一方、反射されて受波された超音波により振動板が
振動しこれに伴い圧電振動素子が機械的に振動しこの振
動を電気信号に変換して外部回路に入力するようになっ
ている。
In such an ultrasonic sensor, the piezoelectric vibrating element is mechanically vibrated by the application of an electric signal to both lead terminals, whereby the vibrating plate vibrates and the ultrasonic wave is transmitted while being reflected. The vibration plate is vibrated by the received ultrasonic waves, and the piezoelectric vibrating element is mechanically vibrated with the vibration. The vibration is converted into an electric signal and input to an external circuit.

【0006】このような超音波センサでは、例えば超音
波信号を水平方向に送波して受波するように設定してい
る場合、垂直方向の送受波可能範囲が広い程、その設置
位置よりも下方位置に存在するものを検出し易くなる。
In such an ultrasonic sensor, for example, in a case where an ultrasonic signal is set to be transmitted and received in the horizontal direction, the wider the transmittable / receivable range in the vertical direction, the larger the position where the ultrasonic signal is installed. It is easier to detect the object located at the lower position.

【0007】なお、この送受波可能範囲は、超音波信号
の送受波の中心方向に対してピーク値が半減する角度範
囲をその限界としているのであって、その半減する角度
範囲を半減全角という。
Note that the transmittable / receivable range is limited to an angle range in which the peak value is reduced by half with respect to the center direction of the transmission and reception of the ultrasonic signal.

【0008】そして、従来の超音波センサの場合、具体
例を挙げると、振動板の直径16mmで、センサケース
の側壁部肉厚が1.30mmとなっていて、送受波にお
ける指向特性の半減全角は30°となっていた(図6の
破線で示す指向特性参照)。
In the case of a conventional ultrasonic sensor, as a specific example, the diaphragm has a diameter of 16 mm, the thickness of the side wall portion of the sensor case is 1.30 mm, and the directional characteristic in transmission and reception waves is reduced by half-width. Was 30 ° (see the directional characteristic indicated by the broken line in FIG. 6).

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】従来のこのような超音
波センサで、例えば超音波信号を水平方向に送波して受
波するように設定している場合、垂直方向の送受波可能
範囲、すなわち送受波の指向特性の半減全角が比較的広
いこともあって、その設置位置よりも下方位置に存在す
るものを検出し易くなっており、本来検出しなければな
らない対象よりも、その下方位置に存在するものからの
反射信号を先に受波することで誤検知するおそれがあ
る。
In such a conventional ultrasonic sensor, for example, when an ultrasonic signal is set to be transmitted and received in a horizontal direction, a transmittable / receivable range in a vertical direction, In other words, since the half-width full-width of the directional characteristics of the transmitted and received waves is relatively wide, it is easy to detect an object existing below the installation position, and the position below the target that should be detected is lower. There is a possibility that erroneous detection may be caused by receiving a reflected signal from a signal existing in the first.

【0010】具体例としてあげると、店舗駐車場におい
て地面に対して白色塗料を用いて描かれてなる多数の駐
車用区画領域の多くには、地面より10センチ程度の高
さを有するコンクリートブロック製の車止めが配備され
ているが、垂直方向において送受波可能範囲指向特性が
半減全角30°を有する上記従来の超音波センサを搭載
した車両用バックソナーでもって、このような駐車用区
画領域に対して駐車を行う場合、その車止めからの反射
信号を後方の障害物として誤検出するおそれが高く、そ
の誤検出に基づく車両停止を行うと車両後部と車止めと
の間隔が長くなるおそれがあった。車止めを誤検出して
停止させた車両M(仮想線)と車止め15との位置関係
を図13に例示している。
[0010] As a specific example, in a store parking lot, many of the lots of parking compartments drawn with white paint on the ground are made of concrete blocks having a height of about 10 cm above the ground. Although the car stop is provided, the transmitting / receiving range in the vertical direction has a half angle of 30 °. When parking is performed, there is a high possibility that a reflected signal from the vehicle stop is erroneously detected as a rear obstacle, and if the vehicle is stopped based on the erroneous detection, the distance between the rear portion of the vehicle and the vehicle stop may be increased. FIG. 13 illustrates the positional relationship between the vehicle M (virtual line) that has been stopped due to erroneous detection of the vehicle stop and the vehicle stop 15.

【0011】従って、正しく駐車するためにはさらに車
両を駐車用区画領域に後進させる必要があるにもかかわ
らず、車両用バックソナーが、車止めを検知して、運転
者に対して車両停止を知らせるためのセンサ出力を出力
する可能性が高くなり、車両用バックソナーを用いて車
両を誘導運転させにくくするという課題があった。
Therefore, the vehicle back sonar detects the stop and informs the driver of the stop of the vehicle, even though the vehicle must be further moved backward into the parking area for proper parking. Therefore, there is a problem that the possibility of outputting a sensor output for the vehicle increases, and it is difficult to guide the vehicle using the vehicle back sonar.

【0012】図13に基づいて説明すると、車両Mのバ
ックソナーにおいて超音波センサCからの送波や超音波
センサCでの受波が垂直方向で比較的広がりをもってな
されていると、その超音波センサCからの送波信号のう
ち下方に広がった信号が地面近くにある車止め15等に
よって反射され易くなっているから、車両Mを後進させ
ながら駐車場へ駐車する場合に、所望停車位置に達する
前に車止め15の検出によるソナーからの障害物検出の
警報等が発せられることになって、そのため所望駐車位
置より手前で車両を停めてしまうおそれがあった。
Referring to FIG. 13, if the wave transmitted from the ultrasonic sensor C and the wave received by the ultrasonic sensor C in the back sonar of the vehicle M are relatively wide in the vertical direction, the ultrasonic wave Since the signal that spreads downward among the transmission signals from the sensor C is easily reflected by the parking stop 15 or the like near the ground, when the vehicle M is parked in the parking lot while moving backward, the vehicle reaches the desired stop position. An alarm or the like for detecting an obstacle from the sonar based on the detection of the vehicle stop 15 is issued beforehand, so that the vehicle may be stopped short of the desired parking position.

【0013】そこで、本願出願人は、かかる要望に鑑み
て、種々な研究を行ない、まず、センサケースにおける
底部の振動板部分の形状を工夫することで、例えば車両
用バックソナーに超音波センサを用いた場合でも最初に
車止めを誤検知しないように単純に指向特性の半減全角
を狭くすることを考えたが、その指向特性の半減全角を
狭くすると、超音波センサの性能を決定するうえで重要
な残響がセンサケース内で比較的長く生じたりするな
ど、残響特性が不安定化してしまう。
In view of such demands, the applicant of the present invention has conducted various studies, and firstly, by devising the shape of the bottom diaphragm portion of the sensor case, for example, an ultrasonic sensor is used for a back sonar for a vehicle. Even when used, we first thought of simply reducing the halving angle of the directional characteristics so as not to erroneously detect a car stop, but narrowing the halving angle of the directional characteristics is important in determining the performance of an ultrasonic sensor. Reverberation characteristics become unstable, for example, a long reverberation occurs relatively long in the sensor case.

【0014】そのため、本願出願人は、この指向特性の
半減全角を狭くしても残響特性を良好に維持させるため
の研究をさらに重ね、ここに本発明を完成できるに至っ
た。
[0014] Therefore, the applicant of the present application has further studied to maintain good reverberation characteristics even when the halving angle of the directional characteristics is narrowed, and the present invention has been completed.

【0015】すなわち、本発明は、残響特性を安定に維
持しつつ超音波の指向特性の半減全角を狭くできるよう
にすることを解決すべき課題としている。
That is, an object of the present invention is to solve the problem of making it possible to narrow the halving angle of the directional characteristics of ultrasonic waves while maintaining the reverberation characteristics stably.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】(1)本発明の超音波セ
ンサは、有底筒状とされたセンサケースの底部を振動板
としてその内面のほぼ中央に圧電振動素子が搭載されて
いる超音波センサであって、前記センサケースの側部に
おいて前記底部外周端縁部分に対して、少なくとも前記
振動板の振動面と直交する方向での掘り込み深さが底部
肉厚と等しい深さかまたはそれより深い掘り込みが形成
されていることを特徴とするものである。
(1) An ultrasonic sensor according to the present invention is a supersonic sensor in which a piezoelectric vibrating element is mounted substantially at the center of the inner surface of a sensor case having a bottomed cylindrical shape as a diaphragm. An acoustic wave sensor, wherein at least a digging depth in a direction orthogonal to a vibration surface of the diaphragm is equal to or smaller than a bottom wall thickness with respect to the bottom outer peripheral edge portion on a side portion of the sensor case. It is characterized in that a deeper digging is formed.

【0017】本発明の超音波センサによると、センサケ
ースの側部において底部外周端縁部分に対して、少なく
とも振動板の振動面と直交する方向での掘り込み深さが
底部肉厚と等しい深さかまたはそれより深い掘り込みが
形成されていることにより、従来よりも残響時間が短い
ものとなるとともに送受波の指向特性の半減全角が従来
に比較して狭くなるので、所望検出対象に対して所要方
向での角度範囲で比較的狭く指向性の尖鋭な送受波を行
えるものになる。そして、それによって、検出方向から
外れた本来検出してはいけない超音波反射源からの反射
信号を検出しなくて済むから、誤検出が解消できるもの
となるとともに、さらに超音波センサにおける残響時間
も短くできることで残響特性が安定し、検出精度を高く
できる。
According to the ultrasonic sensor of the present invention, the depth of the digging at least in the direction perpendicular to the vibration surface of the diaphragm is equal to the bottom wall thickness at the side of the sensor case with respect to the outer peripheral edge of the bottom. By forming a deeper or deeper dig, the reverberation time becomes shorter than before and the halving angle of the directional characteristics of the transmitted and received waves becomes narrower than before, so that the desired detection target This makes it possible to transmit and receive sharply directional and relatively narrow waves in the angle range in the required direction. This eliminates the need to detect a reflected signal from an ultrasonic reflection source that should not be detected, which deviates from the detection direction, so that erroneous detection can be eliminated, and the reverberation time in the ultrasonic sensor also increases. By being able to shorten it, reverberation characteristics are stabilized and detection accuracy can be increased.

【0018】上記本発明の超音波センサの場合、前記掘
り込みが、前記振動板の振動面と直交する方向での掘り
込み深さと相対関連して、前記振動板の振動面に沿う方
向に対して所定の深さに設定されているようにすると、
センサケースの筒部における底部側外周端縁部分に対す
る掘り込みが、振動板の振動面と直交する方向での掘り
込み深さと相対関連して、前記振動板の振動面に沿う方
向に対して所定の深さに設定されていることで、その掘
り込みは凹み状態に形成されていることになり、それに
よって所望検出対象に対する超音波信号の送受波の指向
特性の半減全角が狭い尖鋭なものにでき、所望検出範囲
から外れたものからの反射信号を誤検出するおそれを小
さくできる。さらに、この構成により超音波センサにお
ける残響時間も短くでき、センサとしての機能を高いも
のにできる。
In the case of the ultrasonic sensor according to the present invention, the digging is performed relative to the digging depth in a direction orthogonal to the vibration surface of the diaphragm, and is formed in a direction along the vibration surface of the diaphragm. And set it to a predetermined depth,
The digging into the outer peripheral edge portion on the bottom side of the cylindrical portion of the sensor case is predetermined with respect to the direction along the vibrating surface of the diaphragm in relation to the digging depth in a direction orthogonal to the vibrating surface of the diaphragm. By setting the depth, the dug-up is formed in a recessed state, whereby the half-reduction angle of the directivity characteristic of the transmission and reception of the ultrasonic signal with respect to the desired detection target becomes narrow and sharp. It is possible to reduce the risk of erroneously detecting a reflected signal from a signal outside the desired detection range. Further, with this configuration, the reverberation time of the ultrasonic sensor can be shortened, and the function as the sensor can be enhanced.

【0019】上記本発明の超音波センサの場合、前記掘
り込みが、 0.7≦X≦0.9 1.0≦Y≦3.0 Y≦−5X+6.5 ただし、X=t1/A Y=t2/B A:筒部肉厚 B:底部肉厚 t1:振動板の振動面に沿う方向の掘り込み深さ t2:振動板の振動面に直交する方向の掘り込み深さ 上記各式をすべて満足する形状を有しているようにする
と、超音波センサにおける送受波の指向特性の半減全角
が従来に比して狭い尖鋭なものとなるとともに、残響時
間が短いものにできるので、所望検出範囲から外れたも
のからの反射信号を誤検出するおそれを小さくできると
ともに、残響特性も安定したものになって、センサ機能
の高いものが得られる。
In the case of the ultrasonic sensor of the present invention, the digging is performed as follows: 0.7 ≦ X ≦ 0.9 1.0 ≦ Y ≦ 3.0 Y ≦ −5X + 6.5, where X = t 1 / A Y = t 2 / B a: cylindrical portion thickness B: bottom wall thickness t 1: vibration digging depth in a direction along the plane of vibration of plate t 2: digging depth in the direction perpendicular to the vibration surface of the diaphragm When the ultrasonic sensor has a shape that satisfies all of the above expressions, the half angle of the directional characteristic of the transmitted / received wave in the ultrasonic sensor becomes narrower and sharper than in the past, and the reverberation time can be shortened. Therefore, it is possible to reduce the risk of erroneously detecting a reflected signal from a signal that is out of the desired detection range, and to stabilize reverberation characteristics, thereby obtaining a sensor having a high sensor function.

【0020】(2)本発明の超音波センサを備える電子
機器は、請求項1ないし3のいずれか一項に記載の超音
波センサと、前記超音波センサに対して電気信号を印加
したり、前記超音波センサから電気信号に応答する電気
回路とを有することを特徴とするものである。
(2) An electronic device provided with an ultrasonic sensor according to the present invention includes an ultrasonic sensor according to any one of claims 1 to 3, and an electric signal applied to the ultrasonic sensor. An electric circuit responsive to an electric signal from the ultrasonic sensor.

【0021】本発明の超音波センサを備える電子機器に
よると、超音波センサにおける送受波の所要方向におけ
る指向特性が尖鋭なものとなる、換言すれば半減全角が
小さくできることになるとともに、その超音波センサで
の残響時間を短くして残響特性を安定なものにできるの
で、その超音波センサを用いた電子機器としては、指向
性の高い送波あるいは受波を行う場合に十分対応できる
ものとなる。
According to the electronic apparatus equipped with the ultrasonic sensor of the present invention, the directivity of the ultrasonic sensor in the required direction of the transmitted and received waves becomes sharp, in other words, the half angle can be reduced and the ultrasonic wave can be reduced. Since the reverberation characteristics of the ultrasonic sensor can be stabilized by shortening the reverberation time at the sensor, the electronic device using the ultrasonic sensor can sufficiently cope with transmitting or receiving with high directivity. .

【0022】(3)本発明の超音波センサを備える車両
用バックソナーは、車両に搭載されて該車両の後方にあ
る障害物に向けて超音波を送波するとともに該障害物か
らの反射超音波を受波し、受波した反射超音波を処理し
て前記障害物を検知する車両用バックソナーであって、
請求項1ないし3のいずれか一項に記載の超音波センサ
と、前記圧電振動素子に対する電気信号の入力及び/又
は出力を制御して超音波センサに関する超音波の送波及
び/又は受波を制御する制御部とを有するようにする
と、例えば駐車場に車両を停車させるような場合に、地
面にある車止めや石等、誤検出のおそれのあるものから
の反射超音波信号については、受波しないようにできる
とともに、本来の検出対象のみ、すなわちバックソナー
においては車両後方の障害物のみを検出できるものとな
って、車両を良好に停車させることができる等の利点が
ある。
(3) A back sonar for a vehicle equipped with an ultrasonic sensor according to the present invention is mounted on a vehicle to transmit ultrasonic waves toward an obstacle behind the vehicle and to reflect ultrasonic waves from the obstacle. A back sonar for a vehicle that receives a sound wave and processes the received reflected ultrasonic wave to detect the obstacle,
The ultrasonic sensor according to claim 1, and transmitting and / or receiving ultrasonic waves related to the ultrasonic sensor by controlling input and / or output of an electric signal to the piezoelectric vibrating element. When a vehicle is stopped in a parking lot, for example, when a vehicle stops at a parking lot, a reflected ultrasonic signal from an object that may be erroneously detected, such as a bollard or a stone on the ground, receives a signal. In addition to this, there is an advantage that only the original detection target, that is, only the obstacle behind the vehicle can be detected in the back sonar, and the vehicle can be stopped satisfactorily.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図面に示す
実施形態に基づいて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below based on embodiments shown in the drawings.

【0024】(実施の形態1)図1ないし図6は、本発
明の実施形態に係り、図1は、実施の形態1に係る超音
波センサの縦断面図、図2は、同センサの正面図、図3
は、図2に示す同センサの側面図、図4は、図2に示す
同センサの平面図、図5は、図2に示す同センサの一部
破断斜視図、図6は、図2に示す超音波センサによる超
音波ビームの送受波指向特性を示すパターン図である。
(Embodiment 1) FIGS. 1 to 6 relate to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an ultrasonic sensor according to Embodiment 1, and FIG. FIG. 3
2 is a side view of the same sensor shown in FIG. 2, FIG. 4 is a plan view of the same sensor shown in FIG. 2, FIG. 5 is a partially cutaway perspective view of the same sensor shown in FIG. 2, and FIG. It is a pattern diagram which shows the transmission / reception directional characteristic of the ultrasonic beam by the ultrasonic sensor shown.

【0025】これらの図において、実施の形態1の超音
波センサは、開口を有する筒部2とその筒部2の開口を
閉じる底部3とで有底筒状とされたアルミニウム製のセ
ンサケース4を有し、このセンサケース4において底部
3を構成する壁部の肉厚が前記筒部2を構成する側部と
しての側壁6の肉厚よりも薄肉にされて振動板5が構成
されるとともに、センサケース4内における底部3の内
側におけるほぼ中央の搭載面上に圧電振動素子7が接着
されて構成されている。
In these figures, the ultrasonic sensor according to the first embodiment has a sensor case 4 made of aluminum having a cylindrical shape with a bottom having a tubular portion 2 having an opening and a bottom 3 closing the opening of the tubular portion 2. In the sensor case 4, the thickness of the wall constituting the bottom 3 is made thinner than the thickness of the side wall 6 as a side constituting the cylindrical portion 2, thereby forming the diaphragm 5. The piezoelectric vibrating element 7 is bonded to a substantially central mounting surface inside the bottom 3 in the sensor case 4.

【0026】センサケース4の開口は、蓋体8で閉じら
れ、この蓋体8に一対の外部端子T,Tが貫通支持され
ている。外部端子T,Tには不図示の制御回路が接続さ
れている。
The opening of the sensor case 4 is closed by a lid 8, and a pair of external terminals T, T are supported through the lid 8. A control circuit (not shown) is connected to the external terminals T and T.

【0027】導電性を有するリード線9,9の各一端側
それぞれには、各外部端子T,Tそれぞれに接続されて
いる。一方のリード線9の他端側は、直接、圧電振動素
子7の一方の素子電極に接続され、他方のリード線9の
他端側は、センサケース4の筒部2および底部3を介し
て圧電振動素子7の他方の素子電極に接続されている。
Each one end of the conductive lead wires 9 is connected to each of the external terminals T. The other end of one lead 9 is directly connected to one element electrode of the piezoelectric vibrating element 7, and the other end of the other lead 9 is connected via the cylindrical portion 2 and the bottom 3 of the sensor case 4. It is connected to the other element electrode of the piezoelectric vibration element 7.

【0028】このような超音波センサにおいては、制御
回路からの電気信号の印加で圧電振動素子7が機械的に
振動しこれに伴い前記振動板5が振動して超音波が送波
される一方、対象物で反射されて受波された超音波によ
り振動板5が振動しこれに伴い圧電振動素子7が機械的
に振動しこの振動を電気信号に変換して制御回路に入力
するようになっている。
In such an ultrasonic sensor, the piezoelectric vibrating element 7 is mechanically vibrated by the application of an electric signal from the control circuit, and the vibrating plate 5 vibrates accordingly, so that ultrasonic waves are transmitted. Then, the vibration plate 5 vibrates due to the ultrasonic wave reflected and received by the object, and the piezoelectric vibration element 7 mechanically vibrates accordingly, and this vibration is converted into an electric signal and input to the control circuit. ing.

【0029】そして、この超音波センサにおいては、セ
ンサケース4における筒部2を構成する側壁6の肉厚
は、図1に示すように、筒部2が水平方向に沿う姿勢に
設定した状態で、水平方向送受波範囲両側において厚
く、垂直方向送受波範囲両側において薄くされているこ
とで、センサケース4内部の空洞Kの横断面形状は、図
2に示すように、水平方向に短く、垂直方向に長くされ
たほぼ矩形形状となっており、この矩形形状の長手方向
での中央箇所部分は、正面視円形状に切り欠き形成して
いる。
In this ultrasonic sensor, the wall thickness of the side wall 6 forming the cylindrical portion 2 in the sensor case 4 is set in a state where the cylindrical portion 2 is set in a posture along the horizontal direction as shown in FIG. By being thicker on both sides of the horizontal transmission / reception range and thinner on both sides of the vertical transmission / reception range, the cross-sectional shape of the cavity K inside the sensor case 4 is short in the horizontal direction and vertical, as shown in FIG. It has a substantially rectangular shape elongated in the direction, and a central portion in the longitudinal direction of the rectangular shape is cut out in a circular shape in a front view.

【0030】このようなセンサケース4においては、底
部3の外周端縁部分すなわち筒部2における底部側端部
の外周端縁部分に対して垂直方向の送受波範囲を狭くす
ると同時に受波超音波によるセンサケース4内における
残響時間を短縮する作用を有する掘り込み10が形成さ
れている。なお、この掘り込み10が形成されている底
部3の外周端縁部分の範囲としては、底部3と筒部2端
部とがつながる縦断面形状が角部となる部分およびその
部分より筒部2開口寄りの近傍の外周部分を含む。
In such a sensor case 4, the transmission / reception range in the vertical direction is narrowed with respect to the outer peripheral edge of the bottom 3, that is, the outer peripheral edge of the bottom end of the cylindrical portion 2, and at the same time, the received ultrasonic waves are reduced. Digging 10 having the effect of shortening the reverberation time in the sensor case 4 due to the above. In addition, the range of the outer peripheral edge portion of the bottom 3 where the digging 10 is formed is a portion where the vertical cross-sectional shape connecting the bottom 3 and the end of the tube 2 is a corner, and a portion of the tube 3 from the portion. Including the outer peripheral portion near the opening.

【0031】この掘り込み10は、図2に示すように、
センサケース4における底部3の外周部で筒部2にあっ
ては底部3側の端部に相当する箇所に全周にわたって凹
入する段部を形成している。
As shown in FIG. 2, this dug 10
In the outer peripheral portion of the bottom portion 3 of the sensor case 4, the cylindrical portion 2 has a stepped portion which is recessed over the entire circumference at a position corresponding to the end on the bottom portion 3 side.

【0032】その掘り込み10は、図1ないし図5に示
すように、底部3の振動板5の振動面に対して直交する
方向(筒部2の外周面に平行な方向)、すなわち水平方
向に沿う面つまり筒部2外周面と同心の円周面と、かつ
底部3の振動板5の振動面と平行になる方向に沿う面つ
まり図3,4において垂直方向に沿う平面との2面が形
成される凹角形状となるように切削加工や研削加工等に
よって形成している。なお、図2乃至図5においては、
リード線9,9や外部端子T等の図示を省略している。
As shown in FIGS. 1 to 5, the digging 10 is in a direction perpendicular to the vibration surface of the diaphragm 5 of the bottom 3 (a direction parallel to the outer peripheral surface of the cylindrical portion 2), that is, in the horizontal direction. , That is, a circumferential surface concentric with the outer peripheral surface of the cylindrical portion 2, and a surface along a direction parallel to the vibration surface of the diaphragm 5 of the bottom portion 3, that is, a plane along the vertical direction in FIGS. Are formed by a cutting process, a grinding process, or the like so as to have a reentrant shape in which a circle is formed. 2 to 5,
Illustration of the lead wires 9, 9 and the external terminals T is omitted.

【0033】この掘り込み10は、垂直方向の送受波範
囲を24°以下に、また、残響時間を1.2ms以内
に、それぞれ抑制する形状を有しており、具体的には、
振動板の直径を16mmとしたとき、次の各式(1),
(2),(3)のすべてを満足する形状を有している。
The digging 10 has a shape that suppresses the vertical transmission / reception range to 24 ° or less and the reverberation time to 1.2 ms or less.
When the diameter of the diaphragm is 16 mm, the following equations (1),
It has a shape that satisfies all of (2) and (3).

【0034】0.7≦X≦0.9 … (1) 1.0≦Y≦3.0 … (2) Y≦−5X+6.5 … (3) ただし、X=t1/A Y=t2/B A:筒部肉厚 B:底部肉厚 t1:垂直方向(振動板の振動面に沿う方向)の掘り込
み深さ t2:水平方向(振動板の振動面に直交する方向)の掘
り込み深さ 上記各式(1),(2),(3)のすべてを満足する形
状を備えた本実施形態1の超音波センサの場合、図6で
示すように、垂直方向での送受波における指向特性の半
減全角(実線で示している)を有し、また、破線で示さ
れる水平方向での送受波における指向特性の半減全角を
有する(この破線で示す指向特性は、垂直方向での送受
波における従来研究前の超音波センサの指向特性とほぼ
同じである)。
0.7 ≦ X ≦ 0.9 (1) 1.0 ≦ Y ≦ 3.0 (2) Y ≦ −5X + 6.5 (3) where X = t 1 / A Y = t 2 / B a: cylindrical portion thickness B: bottom wall thickness t 1: vertical digging depth t (in the direction along the plane of vibration of the vibrating plate) 2: the horizontal direction (direction perpendicular to the plane of vibration of the vibrating plate) In the case of the ultrasonic sensor according to the first embodiment having a shape that satisfies all of the above expressions (1), (2), and (3), as shown in FIG. It has a half-angle of the directional characteristic in transmission and reception (shown by a solid line) and has a half-angle of the directional characteristic in the transmission and reception in the horizontal direction shown by a broken line (the directional characteristic shown by the broken line is This is almost the same as the directivity characteristics of the ultrasonic sensor before the conventional research in the transmission and reception of waves at the same time).

【0035】したがって、本実施形態1の超音波センサ
の場合、図6に仮想線で示される残響特性改善前の従来
の超音波センサの垂直方向での送受波における指向特性
の半減全角よりも、垂直方向での指向特性がさらに尖鋭
なものとなっている。
Therefore, in the case of the ultrasonic sensor according to the first embodiment, the directional characteristic of the conventional ultrasonic sensor before and after the reverberation characteristic improvement shown in FIG. The directional characteristics in the vertical direction are sharper.

【0036】(実施の形態2)図7ないし図10は本発
明の実施の形態2に係り、図7は、実施の形態2に係る
超音波センサの斜視図、図8は図7に示す同センサの正
面図、図9は図7に示す同センサの側面図、図10は図
7に示す同センサの平面図である。尚、上述の実施の形
態1と同様の構造については説明を省略するとともに、
同一の符号を付ける。
(Embodiment 2) FIGS. 7 to 10 relate to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 7 is a perspective view of an ultrasonic sensor according to Embodiment 2, and FIG. 9 is a side view of the sensor shown in FIG. 7, and FIG. 10 is a plan view of the sensor shown in FIG. The description of the same structure as in the first embodiment is omitted, and
Assign the same reference numerals.

【0037】これらの図に示される実施の形態2の超音
波センサは、この超音波センサの筒部2を水平方向に沿
わせ、かつセンサ内部の断面ほぼ矩形の空洞Kのその矩
形長手方向が垂直方向に沿うように設定した姿勢におい
て、センサケース4の底部3の外周端縁部分の上下両端
箇所近傍にのみ、水平方向に沿う平面と垂直方向に沿う
平面との2面で凹角となるよう掘り込み11,11が形
成されている。ただし、水平方向に沿う面については、
上記実施の形態1とは異なり、水平に沿う平面となって
いる。なお、図7ないし図10においては、例えば図1
に示すように設けられるリード線9,9や外部端子T等
の図示を省略している。
In the ultrasonic sensor according to the second embodiment shown in these figures, the cylindrical portion 2 of the ultrasonic sensor is arranged along the horizontal direction, and the rectangular longitudinal direction of the hollow K having a substantially rectangular cross section inside the sensor is changed. In a posture set so as to be along the vertical direction, only the upper and lower ends of the outer peripheral edge portion of the bottom portion 3 of the sensor case 4 have a concave angle on two surfaces, a plane along the horizontal direction and a plane along the vertical direction. Recesses 11, 11 are formed. However, for surfaces along the horizontal direction,
Unlike the first embodiment, it is a horizontal plane. 7 to 10, for example, FIG.
The illustration of the lead wires 9, 9 and the external terminals T provided as shown in FIG.

【0038】この実施の形態2の構成の超音波センサ
も、上記実施の形態1の超音波センサと同様、振動板の
直径を16mmとしたとき、次の各式(1),(2),
(3)のすべてを満足する形状を有している。
Similarly to the ultrasonic sensor according to the first embodiment, when the diameter of the diaphragm is 16 mm, the ultrasonic sensor according to the second embodiment has the following formulas (1), (2),
It has a shape that satisfies all of (3).

【0039】0.7≦X≦0.9 … (1) 1.0≦Y≦3.0 … (2) Y≦−5X+6.5 … (3) ただし、X=t1/A Y=t2/B A:筒部肉厚 B:底部肉厚 t1:垂直方向(振動板の振動面に沿う方向)の掘り込
み深さ t2:水平方向(振動板の振動面に直交する方向)の掘
り込み深さ 上記各式(1),(2),(3)を満足する形状を備え
た本実施形態2の超音波センサの場合も、従来の超音波
センサと比較して、図8ないし図10の姿勢となってい
るときに、垂直方向での送受波範囲が狭くなっていて、
その垂直方向での指向特性が尖鋭なものとなっていると
ともに、残響時間が短くなって、残響特性が安定したも
のとなっている。
0.7 ≦ X ≦ 0.9 (1) 1.0 ≦ Y ≦ 3.0 (2) Y ≦ −5X + 6.5 (3) where X = t 1 / A Y = t 2 / B a: cylindrical portion thickness B: bottom wall thickness t 1: vertical digging depth t (in the direction along the plane of vibration of the vibrating plate) 2: the horizontal direction (direction perpendicular to the plane of vibration of the vibrating plate) In the case of the ultrasonic sensor according to the second embodiment having a shape satisfying the above equations (1), (2), and (3), the digging depth of FIG. Or when the posture of FIG. 10 is set, the transmission / reception range in the vertical direction is narrow,
The directional characteristics in the vertical direction are sharp, and the reverberation time is short, so that the reverberation characteristics are stable.

【0040】(実施の形態3)次に、上記実施の形態1
または2の超音波センサを備える電子機器について説明
する。
(Embodiment 3) Next, the first embodiment will be described.
Alternatively, an electronic device including the two ultrasonic sensors will be described.

【0041】図11に、電子機器の一例としてのリモコ
ン装置Rの概略を示している。このリモコン装置Rは、
外装ケース12の一端部に超音波センサCを配備してい
るとともに、該超音波センサCは、リモコン信号として
の超音波信号の送波を行えるように振動板の振動面を外
方に臨ませている。そして、この超音波センサCに対し
て送波用の駆動信号を出力する電気回路13を備えてい
るとともに、該電気回路12に所望のリモコン操作指令
を人為操作で与えるためのスイッチSW等をそのリモコ
ン装置に備えている。なお、この超音波センサCは送波
専用である。
FIG. 11 schematically shows a remote controller R as an example of an electronic apparatus. This remote control device R
An ultrasonic sensor C is provided at one end of the outer case 12, and the ultrasonic sensor C faces the vibration surface of the diaphragm outward so as to transmit an ultrasonic signal as a remote control signal. ing. An electric circuit 13 for outputting a drive signal for transmitting waves to the ultrasonic sensor C is provided, and a switch SW and the like for giving a desired remote control operation command to the electric circuit 12 by an artificial operation are provided. It is provided in the remote control device. Note that the ultrasonic sensor C is dedicated to transmitting waves.

【0042】このリモコン装置は、例えば複数種の電気
機器をリモコン操作可能なものであって、その操作対象
の電気機器Dが横方向に隣接している場合でも所望操作
対象の電気機器Dに対してのみ操作用の超音波信号が指
向性高く届くように、上下方向よりも横方向での指向性
を高めるように、上記実施の形態1または2の超音波セ
ンサを設けているものであり、操作者がリモコン装置を
向けた方向の電気機器のみ例えばオンオフ操作できるも
のとなっている。
This remote control device is capable of remote-controlling, for example, a plurality of types of electrical equipment. Even when the electrical equipment D to be operated is horizontally adjacent to the electrical equipment D to be operated, The ultrasonic sensor according to the first or second embodiment is provided so as to increase the directivity in the horizontal direction rather than the vertical direction, so that the ultrasonic signal for operation reaches only with high directivity. The operator can, for example, turn on and off only the electric device in the direction of the remote control device.

【0043】一方、操作対象の電気機器D側に設けられ
ている受波専用の超音波センサC2についても、その横
方向での受波の指向特性が尖鋭になるよう、上記実施の
形態1または2の超音波センサを設けても良い。この場
合、操作対象の電気機器Dは横方向で狭い所定方向から
の超音波信号しか受波しないようになっているので、そ
の所定方向以外から来る不必要な超音波信号については
受波しないことになって、誤操作を防止できる利点があ
る。
On the other hand, the ultrasonic sensor C2 for exclusive use of reception provided on the side of the electric appliance D to be operated also has the configuration according to the first or second embodiment so that the directivity of reception in the horizontal direction is sharp. Two ultrasonic sensors may be provided. In this case, since the electric device D to be operated receives only ultrasonic signals from a predetermined narrow direction in the horizontal direction, it should not receive unnecessary ultrasonic signals coming from directions other than the predetermined direction. Thus, there is an advantage that erroneous operation can be prevented.

【0044】なお、このような超音波センサを備える電
子機器としては、リモコン装置に限定されるものでな
く、各種電子機器に本発明を適用できる。
The electronic device provided with such an ultrasonic sensor is not limited to a remote control device, and the present invention can be applied to various electronic devices.

【0045】(実施の形態4)次に、上記実施の形態1
または2の超音波センサを備える車両用バックソナーS
について説明する。
(Embodiment 4) Next, the above-mentioned Embodiment 1
Or vehicle back sonar S equipped with two ultrasonic sensors
Will be described.

【0046】図12に、車両の一例としての乗用車Mを
駐車場に後進しながら駐車する途中の様子を示してい
る。この乗用車Mの後部バンパに、車両後方の障害物の
接近状態を検知するためのバックソナーSを構成する超
音波センサCを設けている。この超音波センサCの圧電
振動素子に対して送波用の電気信号を出力する制御を行
うとともに、反射超音波信号を受波して圧電振動素子が
振動することによって生じる電気信号を検出信号として
入力する制御部としての制御回路14を車体に設けてバ
ックソナーSを構成している。制御回路14では、乗用
車M後方の障害物を検出するために、超音波センサCか
ら超音波信号を所定時間毎に送波させ、障害物からの反
射超音波を受波したときの送波から受波までの経過時間
に基いて車体後部と障害物との間の距離を算出し、その
算出結果により所定以上車体後部と障害物とが接近して
いると判断されると、運転者に対して警報手段で警報を
発するようにしている。
FIG. 12 shows a state in which a passenger car M as an example of a vehicle is parked while moving backward in a parking lot. An ultrasonic sensor C constituting a back sonar S for detecting an approach state of an obstacle behind the vehicle is provided on a rear bumper of the passenger car M. Controlling to output an electric signal for transmission to the piezoelectric vibrating element of the ultrasonic sensor C is performed, and an electric signal generated by receiving the reflected ultrasonic signal and vibrating the piezoelectric vibrating element is used as a detection signal. A back sonar S is configured by providing a control circuit 14 as a control unit for inputting the vehicle body. The control circuit 14 transmits an ultrasonic signal from the ultrasonic sensor C every predetermined time in order to detect an obstacle behind the passenger car M, and transmits the ultrasonic signal when the reflected ultrasonic wave from the obstacle is received. The distance between the rear of the vehicle body and the obstacle is calculated based on the elapsed time until the wave reception, and if it is determined that the rear of the vehicle body and the obstacle are approaching by a predetermined amount or more based on the calculation result, the driver is notified. The warning means is used to issue a warning.

【0047】そして、この超音波センサCでは、垂直方
向での送波及び/又は受波における指向特性が水平方向
での送波及び/又は受波における指向特性よりも尖鋭に
なるよう、この超音波センサCの指向特性における半減
全角が狭い側の超音波信号の送受波の放射面が垂直方向
となるように配置している。
In the ultrasonic sensor C, the directional characteristics in transmitting and / or receiving waves in the vertical direction are sharper than the directional characteristics in transmitting and / or receiving waves in the horizontal direction. The ultrasonic wave sensor C is arranged so that the radiation surface of the transmitted / received wave of the ultrasonic signal on the side where the half-height angle in the directivity characteristic is narrow is vertical.

【0048】従って、この超音波センサでは、送波及び
/又は受波の垂直方向での指向特性が尖鋭であるから、
例えば後進しながら駐車する場合、図12に示すよう
に、その駐車スペースにおける車止め15に対しては超
音波センサCからの信号で検出できる範囲から外れた状
態となるので、車止め15の誤検出を回避して、例えば
壁や、他の車両等の障害物16を検出できるものとなっ
ている。これにより、車止め15の誤検出で警報が発せ
られて所定駐車位置よりも前の位置に車両を停止させて
しまうような不具合を回避できるものとなっており、車
両を所定駐車位置に停車させることができる。
Therefore, in this ultrasonic sensor, the directivity of the transmitted wave and / or the received wave in the vertical direction is sharp.
For example, in the case of parking while moving backward, as shown in FIG. 12, the hull 15 in the parking space is out of the range that can be detected by the signal from the ultrasonic sensor C, so that the erroneous detection of the hull 15 may be detected. By avoiding the obstacle, for example, an obstacle 16 such as a wall or another vehicle can be detected. As a result, it is possible to avoid a problem that an alarm is issued due to erroneous detection of the vehicle stop 15 and the vehicle is stopped at a position before the predetermined parking position, and the vehicle is stopped at the predetermined parking position. Can be.

【0049】なお、バックソナーに備えられる超音波セ
ンサとしては、送受波を単一のセンサで行えるものに限
定されるのでなく、送波専用のセンサと、受波専用のセ
ンサとを組み合わせた構成にしても良い。
The ultrasonic sensor provided in the back sonar is not limited to a single sensor capable of transmitting and receiving waves, but may be a combination of a sensor dedicated to transmitting waves and a sensor dedicated to receiving waves. You may do it.

【0050】なお、本発明に係る超音波センサは上述の
実施形態に限定されるものではなく、例えば以下に示す
ような種々な応用や変形が可能である。
It should be noted that the ultrasonic sensor according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various applications and modifications as described below are possible, for example.

【0051】(1)図14に示すように、センサケース
4の底部3外周端縁部分において、送受波の指向特性を
狭くしたい方向に対応して、凹み形成する掘り込み10
の形状を、その断面形状において、底部3の振動板5の
振動面に対して直交する方向の掘り込みと、振動板5の
振動面に沿う方向の掘り込みとが交わる奥角個所を湾曲
面状に構成しても良い。
(1) As shown in FIG. 14, an indentation 10 is formed at the outer peripheral edge of the bottom 3 of the sensor case 4 so as to correspond to the direction in which the directional characteristics of transmitted and received waves are to be narrowed.
In the cross-sectional shape, the depth of the cross section where the digging in the direction perpendicular to the vibration surface of the diaphragm 5 of the bottom 3 and the digging in the direction along the vibration surface of the vibration plate 5 intersect is a curved surface. You may comprise in a shape.

【0052】(2)図15に示すように、センサケース
4の底部3外周端縁部分において、送受波の指向特性を
狭くしたい方向に対応して、凹み形成する掘り込み10
の形状を、その断面形状において、底部3の振動板5の
振動面に対して直交する方向の掘り込みと、振動板5の
振動面に沿う方向の掘り込みとが交わる奥角個所を図に
おいて、上方にさらに凹むように湾曲させた形状に構成
しても良い。
(2) As shown in FIG. 15, at the outer peripheral edge of the bottom portion 3 of the sensor case 4, a digging 10 is formed corresponding to the direction in which the directional characteristics of the transmitted and received waves are to be narrowed.
In the figure, a cross-section where the digging of the bottom 3 in the direction orthogonal to the vibration surface of the diaphragm 5 and the digging in the direction along the vibration surface of the diaphragm 5 intersect with each other is shown in the figure. , May be configured to be curved so as to be further dented upward.

【0053】(3)図16に示すように、センサケース
4の底部3外周端縁部分において、送受波の指向特性を
狭くしたい方向に対応して、凹み形成する掘り込み10
の形状を、その断面形状において、底部3の振動板5の
振動面に対して直交する方向の掘り込みと、振動板5の
振動面に沿う方向の掘り込みとが交わる奥角個所を、段
状に構成しても良い。
(3) As shown in FIG. 16, in the outer peripheral edge portion of the bottom portion 3 of the sensor case 4, a digging 10 is formed corresponding to the direction in which the directional characteristics of the transmitted and received waves are to be narrowed.
In the cross-sectional shape, the depth angle where the digging of the bottom 3 in the direction perpendicular to the vibration surface of the diaphragm 5 and the digging in the direction along the vibration surface of the diaphragm 5 intersect is defined by a step. You may comprise in a shape.

【0054】(4)図17に示すように、センサケース
4の底部3外周端縁部分において、送受波の指向特性を
狭くしたい方向に対応して、凹み形成する掘り込み10
を、その断面形状において、底部3の端面位置よりもそ
の厚み分上側に位置する外周面に周方向に沿った溝17
となるように形成しても良い。
(4) As shown in FIG. 17, at the outer peripheral edge of the bottom portion 3 of the sensor case 4, a recess 10 is formed corresponding to the direction in which the directional characteristics of the transmitted and received waves are to be narrowed.
In the cross-sectional shape, a groove 17 extending in the circumferential direction on the outer peripheral surface located above the end face position of the bottom 3 by the thickness thereof.
May be formed.

【0055】(5)図18や図19に示すように、セン
サケース4の側壁部を成す筒部と、底部とを別部材で構
成し、その底部の外周縁部分と筒部の端部の接続部分近
傍において、上記実施の形態1と同様の構造の掘り込み
10を形成するようにしても良い。 (6)上記実施の形態では、振動板の直径を16mmと
したとき、本願の請求項3に係る発明の式を満足するも
のについて説明したが、振動板の直径寸法としてはこの
16mmのものに限定されるものでなく、請求項1また
は請求項2の掘り込みが形成されているものであれば良
い。
(5) As shown in FIGS. 18 and 19, the cylindrical portion forming the side wall portion of the sensor case 4 and the bottom portion are formed by different members, and the outer peripheral edge portion of the bottom portion and the end portion of the cylindrical portion are formed. In the vicinity of the connection portion, a dug 10 having the same structure as that of the first embodiment may be formed. (6) In the above embodiment, when the diameter of the diaphragm is 16 mm, the one that satisfies the expression of the invention according to claim 3 of the present application has been described. However, the diameter of the diaphragm is 16 mm. The present invention is not limited to this, and it is sufficient that the digging of claim 1 or 2 is formed.

【0056】[0056]

【実施例】次に、本発明に係る実施例を図20ないし図
23に基づいて説明する。
Next, an embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS.

【0057】本発明者は、振動板の直径が16mmの超
音波センサの底部外周縁部の掘り込み10を図1に示す
ように全周に施したものにおいて、その掘り込み深さ
を、センサ側壁に沿う方向での深さt2と、センサ振動
板の振動面と直交する方向での深さt1とを複数種類設
定し、それぞれの各種深さについて組み合わせて掘り込
みを形成したものにおける垂直方向での指向特性の半減
全角と、送受波における残響時間とを測定した。その結
果を、図20ないし図23で表やグラフとして示してい
る。なお、図中、Aは、センサケース4における垂直方
向での筒部2側壁6の肉厚であり、Bは、振動板5の送
受波方向での肉厚である。従って、t1/Aは、請求項
3におけるXに相当し、t2/Bは、請求項3における
Yに相当する。
The inventor of the present invention has made an ultrasonic sensor having a diaphragm having a diameter of 16 mm, in which a digging 10 at the bottom outer peripheral edge is provided on the entire circumference as shown in FIG. A plurality of types of depth t 2 in the direction along the side wall and depth t 1 in the direction orthogonal to the vibration plane of the sensor diaphragm are set, and dug portions are formed by combining the various depths. The half angle of the directional characteristic in the vertical direction and the reverberation time in the transmitted and received waves were measured. The results are shown as tables and graphs in FIGS. In the drawing, A is the thickness of the side wall 6 of the cylinder portion 2 in the vertical direction in the sensor case 4, and B is the thickness of the diaphragm 5 in the wave transmission / reception direction. Therefore, t 1 / A corresponds to X in claim 3, and t 2 / B corresponds to Y in claim 3.

【0058】以上のことから、本発明者は、半減全角が
もっとも小さい24度となるのが、Xが0.7から0.
9までとなる範囲に振動板の振動面に沿う方向での深さ
を設定し、かつ、Yが1.0から4.0までとなる範囲
に振動板の振動面に直交する方向での深さを設定した掘
り込みであることを確認した。また、残響時間が送受波
に悪影響がない1.24ms以内となるのが、Xが0.
7から0.9の範囲において、そのXが0.7において
はYが3.0以下であり、そのXが0.9においてはY
が2.0以下の範囲に設定した掘り込みであることを確
認した。従って、本発明者は、振動板の直径が16mm
の超音波センサにおいて、垂直方向での指向特性が尖鋭
になり、かつ残響特性に優れる掘り込みの形成は、次の
各式(1),(2),(3)をすべて満足する形状を有
しているものであることを確認した。
From the above, the inventor of the present invention has found that the smallest half-width of 24 degrees is 24 degrees, when X is 0.7 to 0.5.
The depth in the direction along the vibration surface of the diaphragm is set in a range up to 9, and the depth in the direction orthogonal to the vibration surface of the diaphragm in a range in which Y is from 1.0 to 4.0. I confirmed that it was a digging that set the depth. Also, when the reverberation time is within 1.24 ms that does not adversely affect the transmission and reception, X is equal to 0.1.
In the range of 7 to 0.9, when X is 0.7, Y is 3.0 or less, and when X is 0.9, Y is 3.0.
Was dug in the range of 2.0 or less. Therefore, the present inventor believes that the diameter of the diaphragm is 16 mm
In the ultrasonic sensor described above, the digging in which the directivity in the vertical direction is sharp and the reverberation characteristics are excellent has a shape that satisfies all of the following equations (1), (2), and (3). I confirmed that it was.

【0059】0.7≦X≦0.9 … (1) 1.0≦Y≦3.0 … (2) Y≦−5X+6.5 … (3) ただし、X=t1/A Y=t2/B A:筒部肉厚 B:底部肉厚 t1:垂直方向(振動板の振動面に沿う方向)の掘り込
み深さ t2:水平方向(振動板の振動面に直交する方向)の掘
り込み深さ
0.7 ≦ X ≦ 0.9 (1) 1.0 ≦ Y ≦ 3.0 (2) Y ≦ −5X + 6.5 (3) where X = t 1 / A Y = t 2 / B a: cylindrical portion thickness B: bottom wall thickness t 1: vertical digging depth t (in the direction along the plane of vibration of the vibrating plate) 2: the horizontal direction (direction perpendicular to the plane of vibration of the vibrating plate) Digging depth

【0060】[0060]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
センサケースの側部において底部外周端縁部分に対し
て、少なくとも振動板の振動面と直交する方向での掘り
込み深さが底部肉厚と等しい深さかまたはそれより深い
掘り込みが形成されていることにより、従来よりも残響
時間が短いものとなるとともに送受波の指向特性の半減
全角が従来に比較して狭くなるので、所望検出対象に対
して所要方向での角度範囲で比較的狭く指向性の尖鋭な
送受波を行えるものになる。そして、それによって、検
出方向から外れた本来検出してはいけない超音波反射源
からの反射信号を検出しなくて良くなるから、誤検出が
解消できるものとなるとともに、さらに超音波センサに
おける残響時間も短くできることで残響特性が安定し、
検出精度を高くできる。
As described above, according to the present invention,
At the side of the sensor case, at the bottom outer peripheral edge portion, at least a digging depth in the direction orthogonal to the vibration surface of the diaphragm is equal to or greater than the bottom thickness. As a result, the reverberation time becomes shorter than before, and the half angle of the directional characteristics of the transmitted and received waves becomes narrower than in the past, so that the directivity is relatively narrow in the angle range in the required direction with respect to the desired detection target. Can be transmitted and received sharply. This eliminates the need to detect the reflected signal from the ultrasonic reflection source that should not be detected, which deviates from the detection direction, so that erroneous detection can be eliminated and the reverberation time in the ultrasonic sensor can be further reduced. Can be shortened, and the reverberation characteristics are stable,
Detection accuracy can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態1に係る超音波センサの縦
断側面図
FIG. 1 is a longitudinal side view of an ultrasonic sensor according to Embodiment 1 of the present invention.

【図2】同超音波センサの正面図FIG. 2 is a front view of the ultrasonic sensor.

【図3】同超音波センサの側面図FIG. 3 is a side view of the ultrasonic sensor.

【図4】同超音波センサの平面図FIG. 4 is a plan view of the ultrasonic sensor.

【図5】同超音波センサの一部破断斜視図FIG. 5 is a partially broken perspective view of the ultrasonic sensor.

【図6】同超音波センサの指向特性を示す特性図FIG. 6 is a characteristic diagram showing a directional characteristic of the ultrasonic sensor.

【図7】本発明の実施の形態2に係る超音波センサの斜
視図
FIG. 7 is a perspective view of an ultrasonic sensor according to Embodiment 2 of the present invention.

【図8】同超音波センサの正面図FIG. 8 is a front view of the ultrasonic sensor.

【図9】同超音波センサの側面図FIG. 9 is a side view of the ultrasonic sensor.

【図10】同超音波センサの平面図FIG. 10 is a plan view of the ultrasonic sensor.

【図11】本発明に係る超音波センサを備える電子機器
の一例のリモコン装置等を示す概略側面図
FIG. 11 is a schematic side view showing a remote control device or the like as an example of an electronic apparatus including the ultrasonic sensor according to the invention.

【図12】本発明に係るバックソナーを備える車両等を
示す側面図
FIG. 12 is a side view showing a vehicle including a back sonar according to the present invention;

【図13】従来におけるバックソナーを備える車両等を
示す側面図
FIG. 13 is a side view showing a conventional vehicle equipped with a back sonar.

【図14】別の実施の形態の超音波センサの要部を示す
断面図
FIG. 14 is a sectional view showing a main part of an ultrasonic sensor according to another embodiment.

【図15】別の実施の形態の超音波センサの要部を示す
断面図
FIG. 15 is a sectional view showing a main part of an ultrasonic sensor according to another embodiment.

【図16】別の実施の形態の超音波センサの要部を示す
断面図
FIG. 16 is a sectional view showing a main part of an ultrasonic sensor according to another embodiment.

【図17】別の実施の形態の超音波センサの要部を示す
断面図
FIG. 17 is a sectional view showing a main part of an ultrasonic sensor according to another embodiment.

【図18】別の実施の形態の超音波センサの要部を示す
断面図
FIG. 18 is a sectional view showing a main part of an ultrasonic sensor according to another embodiment.

【図19】別の実施の形態の超音波センサの要部を示す
断面図
FIG. 19 is a sectional view showing a main part of an ultrasonic sensor according to another embodiment.

【図20】各種の掘り込み寸法に対する残響時間の結果
を示す表
FIG. 20 is a table showing the results of reverberation time for various digging dimensions.

【図21】図20の結果に対応するグラフFIG. 21 is a graph corresponding to the result of FIG.

【図22】各種の掘り込み寸法に対する指向特性の半減
全角の結果を示す表
FIG. 22 is a table showing results of half-width full-width results of directional characteristics for various digging dimensions.

【図23】図22の結果に対応するグラフFIG. 23 is a graph corresponding to the result of FIG. 22.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 超音波センサ 2 筒部 3 底部 4 センサケース 5 振動板 6 側壁(側部) 7 圧電振動素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultrasonic sensor 2 Tube part 3 Bottom part 4 Sensor case 5 Vibration plate 6 Side wall (side part) 7 Piezoelectric vibration element

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04R 1/02 330 G01S 7/52 A ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H04R 1/02 330 G01S 7/52 A

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 有底筒状とされたセンサケースの底部を
振動板としてその内面のほぼ中央に圧電振動素子が搭載
されている超音波センサであって、 前記センサケースの側部において前記底部外周端縁部分
に対して、少なくとも前記振動板の振動面と直交する方
向での掘り込み深さが底部肉厚と等しい深さかまたはそ
れより深い掘り込みが形成されている、ことを特徴とす
る超音波センサ。
1. An ultrasonic sensor in which a bottom of a cylindrical sensor case having a bottom is used as a diaphragm and a piezoelectric vibrating element is mounted substantially at the center of an inner surface of the sensor case. In the outer peripheral edge portion, at least a digging depth in a direction orthogonal to the vibration surface of the diaphragm is equal to or greater than the bottom thickness, and a digging is formed. Ultrasonic sensor.
【請求項2】 請求項1の超音波センサにおいて、 前記掘り込みが、前記振動板の振動面と直交する方向で
の掘り込み深さと相対関連して、前記振動板の振動面に
沿う方向に対して所定の深さに設定されている、ことを
特徴とする超音波センサ。
2. The ultrasonic sensor according to claim 1, wherein the digging is performed in a direction along the vibration surface of the diaphragm relative to a digging depth in a direction orthogonal to the vibration surface of the diaphragm. An ultrasonic sensor, wherein the ultrasonic sensor is set at a predetermined depth.
【請求項3】 請求項1または2の超音波センサにおい
て、 前記掘り込みが、次の各式をすべて満足する形状を有し
ている、ことを特徴とする超音波センサ。 0.7≦X≦0.9 1.0≦Y≦3.0 Y≦−5X+6.5 ただし、X=t1/A Y=t2/B A:筒部肉厚 B:底部肉厚 t1:振動板の振動面に沿う方向の掘り込み深さ t2:振動板の振動面に直交する方向の掘り込み深さ
3. The ultrasonic sensor according to claim 1, wherein said digging has a shape satisfying all of the following expressions. 0.7 ≦ X ≦ 0.9 1.0 ≦ Y ≦ 3.0 Y ≦ −5X + 6.5 where X = t 1 / A Y = t 2 / B A: Thickness of cylindrical portion B: Thickness of bottom portion t 1: vibration digging depth in a direction along the plane of vibration of plate t 2: digging depth in the direction perpendicular to the vibration surface of the diaphragm
【請求項4】 請求項1ないし3のいずれか一項に記載
の超音波センサと、前記超音波センサに対して電気信号
を印加したり、前記超音波センサから電気信号に応答す
る電気回路と、を有することを特徴とする電子機器。
4. An ultrasonic sensor according to claim 1, further comprising: an electric circuit that applies an electric signal to the ultrasonic sensor and responds to the electric signal from the ultrasonic sensor. An electronic device comprising:
【請求項5】 車両に搭載されて該車両の後方にある障
害物に向けて超音波を送波するとともに該障害物からの
反射超音波を受波し、受波した反射超音波を処理して前
記障害物を検知する車両用バックソナーであって、 請求項1ないし3のいずれか一項に記載の超音波センサ
と、 前記圧電振動素子に対する電気信号の入力及び/又は出
力を制御して超音波センサに関する超音波の送波及び/
又は受波を制御する制御部と、 を有することを特徴とする車両用バックソナー。
5. An apparatus mounted on a vehicle for transmitting ultrasonic waves toward an obstacle behind the vehicle, receiving reflected ultrasonic waves from the obstacle, and processing the received reflected ultrasonic waves. A back sonar for a vehicle that detects the obstacle by controlling the ultrasonic sensor according to any one of claims 1 to 3, and the input and / or output of an electric signal to the piezoelectric vibration element. Ultrasonic wave transmission and / or ultrasonic sensor
Or a control unit for controlling wave reception, comprising: a back sonar for a vehicle.
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