JP2005326181A

JP2005326181A - 測定装置

Info

Publication number: JP2005326181A
Application number: JP2004142615A
Authority: JP
Inventors: Junya Tashiro; 潤哉田代; Hiromitsu Takahashi; 弘充高橋
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-05-12
Filing date: 2004-05-12
Publication date: 2005-11-24

Abstract

【課題】超音波センサ１の振動面に雪や氷が付着すると、振動面の振動が阻害され、超音波の送信および受信性能が低下するため、これを防止する。
【解決手段】超音波を送受信する超音波センサ１と、この超音波センサ１を収納保持するセンサ保持手段２とを備えた測定装置において、上記超音波センサ１の振動面に近接して上記センサ保持手段２に該振動面への氷雪の付着を防止するヒータ７を設けたものである。
【選択図】図６

Description

この発明は超音波を送受信することで、例えば車両後方の障害物を検知したり、或いは車高の変化を測定する超音波センサを用いた測定装置に関するものである。

防滴型超音波センサは、振動子をアルミニウム等の薄膜でできた振動面に接着したもので、振動面を振動させることにより超音波を送受信するもので、車両用距離測定以外にも種々の測定に利用されている。しかし、超音波センサの振動面に雪や氷が付着すると、振動面の振動が阻害され、超音波の発振および受信性能が低下するため、これを防止することが要請されている。

このような超音波センサに関連する従来技術として、超音波センサにヒータを付加し、超音波センサの温度を一定に保つことにより、温度変化による超音波センサの指向性の温度依存性の改善を図ったものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、他の従来技術として、積雪検出用超音波センサへの雪の付着及び超音波センサの凍結を超音波センサの受信波により検出し、センサホーンハウジングに付加されたヒータへの通電を制御し、また超音波センサの受信波により、屋根への積雪を検出し、ルーフヒータへの通電を制御するものがある（例えば、特許文献２参照）。
さらに、他の従来技術として、超音波センサの受信波および温度検出用のサーミスタにより、超音波センサへの雪の付着および凍結を検出し、超音波センサが内蔵される筐体の前面或いはホーン部に内蔵されたヒータを制御するものがある（例えば、特許文献３参照）。

特開昭５７−１０３４９５号公報特開昭６２−２７４２８２号公報実公平３−３０３７号公報

上記のように従来の超音波センサは、振動面に雪や氷が付着することを防止するためにヒータを設けているが、このヒータで超音波センサ全体を加熱しているため、多くの熱容量を要し、熱効率が悪いという課題があった。

この発明は上記課題を解決するためになされたもので、超音波センサの振動面近傍を加熱するようにして、超音波センサの振動面への氷雪の付着を効率よく防止可能とし、測定精度の向上を図った測定装置を提供することを目的とする。

この発明に係る測定装置は、超音波を送受信する超音波センサと、この超音波センサを収納保持するセンサ保持手段とを備えた測定装置において、上記超音波センサの振動面に近接して上記センサ保持手段に該振動面への氷雪の付着を防止するヒータを設けたものである。

この発明によれば、超音波センサの振動面の近傍を加熱するように構成したので、超音波センサの全体を加熱する場合に比べて、少ない熱量によって効率よく、振動面への雪や氷の付着が防止される。この結果、超音波センサの振動面の振動が雪や氷によって阻害されることがなく、測定精度の向上を図ることができる。

以下、この発明の実施の形態を説明する。
実施の形態１．
図１および図２はこの発明の実施の形態１を示す。円柱状の超音波センサ１は防滴型超音波センサと呼ばれるもので、振動子をアルミニウム等でできた振動面に接着したもので振動面１ａが振動することにより超音波が送受信されるようになっている。

超音波センサ１は筒状保持部（センサ保持手段）２に嵌合保持されている。この筒状保持部２は内側筒状保持部３と外側筒状保持部４とから構成されている。内側筒状保持部３は、超音波センサ１の高さとほぼ等しい高さの有底円筒状に形成されていて、その内面には超音波センサ１が直接嵌合されている。

外側筒状保持部４は、内側筒状保持部３よりも高さが高い有底円筒状に形成されていて、その内面に内側筒状保持部３が嵌合されている。内側筒状保持部３を外側筒状保持部４に嵌合した状態で、超音波センサ１の振動面１ａが外側筒状保持部４の開口面に臨む位置に位置している。

外側筒状保持部４の開口端面から張出部５が外方に延設されていて、張出部５は、例えば自動車のバンパに形成された取付孔に取付けられる際に、取付孔の外周部のバンパ部分に係合して外部に露出するようになっており、その形状に特に限定はないが、通常は筒形の円錐台状に形成される。

外側筒状保持部４の内周壁６には、超音波センサ１を加熱するための単線からなるヒータ７が、内側筒状保持部３の外周壁３ａを囲繞するように配設されている。ヒータ７は内周壁６に貼設してもよく、或いは内周壁６に周溝を形成して、この周溝にヒータ７を嵌合或いは埋設してもよい。

さらに、外側筒状保持部４には外部機器に接続された図示しない端子が形成されており、この端子を介してヒータ７に対する通電制御が行われ、また、超音波の送受信信号が測定のために出力される。

次に作用について説明する。
手動あるいは自動によりヒータ７が通電されると、内側筒状保持部３を介して超音波センサ１が加熱される。したがって、超音波センサ１の振動面１ａに雪や氷が付着している場合には、これらが熱により溶解されるため、超音波信号にノイズが生ずることが防止される。また、通電時には、超音波センサ１が加熱されているため、超音波センサ１の振動面１ａに雪や氷が付着することが防止される。

実施の形態２．
図３および図４はこの発明の実施の形態２を示す。実施の形態１では、外側筒状保持部４の内周壁６に配設するヒータ７として単線（線状ヒータ）を使用したが、実施の形態２では、単線の代わりにフィルムヒータ（面状ヒータ）１０を使用する。その他の構成は同一であるから同一部分に同一符号を付して説明を省略する。

実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３を示す。実施の形態１では、ヒータ７を外側筒状保持部４に設けたが、実施の形態３では、内側筒状保持部３の外周壁３ａにヒータ２０を設ける。図示例ではヒータ２０は単線で形成されているが、フィルムヒータを用いることも可能である。なお、ヒータ２０は外周壁３ａに形成された周溝にヒータ２０を嵌合してもよく、或いは外周壁３ａに埋設してもよい。

実施の形態４．
図６および図７はこの発明の実施の形態４を示す。実施の形態１では、ヒータ７を外側筒状保持部４の内周壁６に設けたが、実施の形態４では、ヒータ３０を張出部５に設ける。すなわち、張出部５の基部内面に外側筒状保持部４を囲むように周溝３１を形成して、この周溝３１に単線からなるヒータ３０を嵌合する。

なお、実施の形態１ないし４において、内側筒状保持部３の材質としては、ヒータ７、１０、２０、３０からの熱が超音波センサ１に伝わり易いように、熱伝導性が良好なシリコン等の合成樹脂を用いることが好ましい。

以上のように、各実施の形態によれば、超音波センサ１の振動面に近接してセンサ保持手段にヒータ７、１０、２０、３０を設けた構成であるので、少ない熱量によって効率よく、超音波センサ１の振動面に付着する氷雪を効果的に溶解させて、振動面への氷雪の付着を効果的に防止することができる。

また、センサ保持手段を超音波センサを収納保持する内側筒状保持部と、この内側筒状保持部を保持する外側筒状保持部とで構成し、この筒状保持部一方あるいは双方にヒータ７、１０、２０、３０を設けた構成であるので、超音波センサ１の振動面に付着した氷雪をより効果的に溶解させることができるとともに、振動面への氷雪の付着をより効果的に防止することができる。

さらに、上記のように超音波センサの振動面が臨む筒状保持部の一端面から外方へ張り出す張出部５を延設し、張出部５にヒータ３０を設けたため、ヒータが超音波センサの振動面により近接して配置されることになり、超音波センサ１の振動面に付着した氷雪をより一層効果的に溶解させることができるとともに、振動面への氷雪の付着をより一層効果的に防止することができる。

さらにまた、上記のように内側筒状保持部３を熱伝導性樹脂で構成したため、ヒータからの熱が超音波センサへ伝わり易くなる。
ヒータ７、１０、２０、３０は、線状ヒータまたは面状ヒータを使用することができるので、超音波センサの形状に適するヒータを用いることができる。

この発明の実施の形態１による防滴型超音波センサを用いた測定装置の一部切欠き斜視図である。同じく、図１の分解斜視図である。この発明の実施の形態２による防滴型超音波センサを用いた測定装置の一部切欠き斜視図である。同じく、図３の分解斜視図である。この発明の実施の形態３による防滴型超音波センサを用いた測定装置の分解斜視図である。この発明の実施の形態４による防滴型超音波センサを用いた測定装置の斜視図である。同じく、図６の一部を示す断面図である。

符号の説明

１超音波センサ、１ａ振動面、２筒状保持部、３内側筒状保持部、４外側筒状保持部、５張出部、６内周壁、７，１０，２０，３０ヒータ、３１周溝。

Claims

超音波を送受信する超音波センサと、この超音波センサを収納保持するセンサ保持手段とを備えた測定装置において、上記超音波センサの振動面に近接して上記センサ保持手段に該振動面への氷雪の付着を防止するヒータを設けたことを特徴とする測定装置。
超音波センサの振動面が臨むセンサ保持手段の一端面から外方へ張り出す張出部を延設し、上記張出部にヒータを設けたことを特徴とする請求項１記載の測定装置。
センサ保持手段は、超音波センサを収納保持する内側筒状保持部と、この内側筒状保持部を保持する外側筒状保持部とから構成され、上記内側筒状保持部を熱伝導性樹脂で構成したことを特徴とする請求項１記載の測定装置。
センサ保持手段は、超音波センサを収納保持する内側筒状保持部と、この内側筒状保持部を保持する外側筒状保持部とから構成され、上記超音波センサの振動面に近接して上記内側筒状保持部または外側筒状保持部あるいは双方に該振動面に氷雪の付着を防止するヒータを設けたことを特徴とする請求項１記載の測定装置。
センサ保持手段を構成する内側筒状保持部を熱伝導性樹脂で構成したことを特徴とする請求項４記載の測定装置。
ヒータは線状ヒータまたは面状ヒータであることを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の測定装置。