JP2006345312A - 超音波センサ及び超音波振動子 - Google Patents

Abstract

【課題】 異物衝突の衝撃による超音波振動子の破壊を防止することのできる超音波センサ及び超音波振動子を提供すること。
【解決手段】 有底筒状のハウジング１１の底部内面に圧電素子１２が固定され、底部外面が振動面１１ａとなっている超音波振動子１１と、開口面を有し、振動面１１ａが外部に露出するように超音波振動子１１が開口面から挿入されて内部に組み付けられる中空状のケース３０とを備える超音波センサ１００であって、異物の衝突による衝撃が振動面１１ａに伝達されるのを低減若しくは防止する抑制手段として、振動面１１ａ上に、振動面全体を覆うように振動面１１ａに対して離間して配置され、振動面１１ａと対向する部位として、振動面１１ａと直交する方向に貫通する貫通孔を複数有するフィルタ４０を設けた。
【選択図】 図２

Description

本発明は、超音波センサ及び超音波振動子に関するものである。

従来、例えば特許文献１に開示されるように、有底筒状のハウジングの底部内面に圧電素子が固定され、底部外面が振動面となっている超音波振動子を、中空状のケース内に組み付けてなる超音波センサが知られている。
特開２００３−３２７９４号公報

ところで、この種の超音波センサは、車両の例えばバンパに取り付けられて、車両周辺の障害物を検出する障害物検出装置に適用される。

その際、超音波センサは、一般的に超音波振動子の振動面が、車両の外部に露出するように配置される。従って、振動面に飛び石等の異物が直接衝突し、超音波振動子が破壊される恐れがある。

本発明は上記問題点に鑑み、異物衝突の衝撃による超音波振動子の破壊を防止することのできる超音波センサ及び超音波振動子を提供することを目的とする。

上記目的を達成する為に請求項１〜１９に記載の発明は、有底筒状のハウジングの底部内面に圧電素子が固定され、底部外面が振動面となっている超音波振動子と、開口面を有し、振動面が外部に露出するように超音波振動子が開口面から挿入されて内部に組み付けられる中空状のケースとを備える超音波センサに関するものである。

請求項１に記載の発明は、振動面上に、異物の衝突による衝撃が振動面に伝達されるのを低減若しくは防止する抑制手段が設けられていることを特徴とする。

このように本発明によると、振動面上に配置した抑制手段が、異物の衝突による衝撃が振動面に伝達されるのを低減若しくは防止するので、異物衝突の衝撃による超音波振動子の破壊を防止することができる。尚、振動面上とは、振動面に接した状態、若しくは、振動面とは離間して対向配置された状態のいずれでも良い。

尚、請求項２に記載のように、超音波振動子の周囲には、超音波振動子からケースへの振動伝達を防止する筒状の防振部材が設けられ、当該防振部材を介して超音波振動子がケース内に組み付けられていることが好ましい。

このような構成とすると、飛び石等の異物衝突の衝撃がケースから超音波振動子に伝達される（或いは、超音波振動子からケースに伝達される）のを低減することができる。従って、誤検出を防止することができる。また、超音波振動子の振動がケースに伝達される（或いは、ケースの振動が超音波振動子に伝達される）のを低減することができるので、残響による誤検出を防止することができる。

抑制手段としては、例えば請求項３に記載のように、振動面全体を覆うように振動面に対して離間して配置され、振動面と対向する部位として、振動面と直交する方向に貫通する貫通孔を複数有する多孔部が設けられたフィルタを適用することができる。

このような構成とすると、フィルタにて、飛び石等の異物が振動面に衝突するのを防ぐことができる。また、フィルタは振動面に対して離間して配置されており、異物がフィルタに衝突した衝撃が少なくとも振動面に直接伝達されない構成となっている。すなわち衝突による衝撃を低減若しくは防止することができる。また、多孔部の貫通孔を介して、振動面は超音波を送受信することができる。

尚、多孔部の厚さ及び単位面積あたりの開口度（オープニング）は、飛び石等の異物の衝突に対する強度を有しつつ、異物を多孔部にて食い止め、貫通孔を介して超音波を安定して送受信することができる範囲で設定されることが好ましい。

請求項４に記載のように、フィルタの一部を、ケース及び防振部材の少なくとも一方に固定することで、振動面に対して離間して配置された構成を実現することができる。例えば請求項５に記載のように、フィルタの端部が折曲され、この折曲部位が防振部材とケースとの間で狭持されて、フィルタが固定される構成としても良い。固定方法としては、上記例に限定されるものではなく、接着、溶着、嵌合、ねじ締結等公知の技術を適用することができる。

また、超音波センサが、貫通孔の形成された取付け部に対し、貫通孔を介して振動面が外部に露出するように取付け部に取り付けられる場合、請求項６に記載のように、フィルタの一部を、取付け部の外面側の貫通孔周縁部に固定することで、振動面に対して離間して配置された構成を実現することもできる。

請求項７に記載のように、フィルタを、多孔部と、多孔部の周囲に設けられ、少なくとも一部が他部材（上述したケース、防振部材、取付け部）に固定される固定部とにより構成しても良い。多孔部と固定部とにより構成される場合、請求項８に記載のように、多孔部を固定部に対して着脱可能な構成としても良い。この場合、多孔部が汚れたり、貫通孔が目詰まりしたとしても、洗浄、取替え等を行うことができる。尚、フィルタは多孔部のみから構成されても良い。この場合、多孔部の一部が振動面上に配置され、多孔部の一部が他部材に固定される。

多孔部の形態としては、振動面と直交する方向に貫通する貫通孔を複数有するものであれば特に限定されるものではないが、例えば請求項９に記載のように、網目構造を適用することができる。それ以外にも、ハニカム構造等を適用することができる。

尚、フィルタを振動面上に設けることで、検出エリアが狭くなることも考えられる。そこで、多孔部を、請求項１０に記載のように、振動面と同じ若しくは振動面よりも大きい大きさとすると良い。また、請求項１１に記載のように、その配置において、超音波振動子の指向性に応じた形状及び大きさとしても良い。この場合、センサ感度の低下防止としてより効果的である。

また、抑制手段として、例えば請求項１２に記載のように、振動面の表面に衝撃を吸収する衝撃吸収塗膜を設けた構成を適用することもできる。尚、衝撃吸収塗膜は、例えば請求項１３に記載のように、衝撃を吸収する塗料から構成されている。

衝撃吸収塗膜は、振動面の表面に塗膜が設けられる構成において、請求項１４に記載のように、塗膜とは別に設けても良い。すなわち、塗膜として、衝撃吸収塗膜を振動面の表面に追加配置すれば良い。

また、請求項１５に記載のように、塗膜の少なくとも一部を衝撃吸収塗膜としても良い。例えば請求項１６に記載のように、塗膜が複数層からなる場合には、少なくとも１層を衝撃吸収塗膜としても良い。この場合、従来の塗膜構成の一部を衝撃吸収塗膜に置き換えるので、追加する場合よりも塗膜全体の厚さを薄くすることができる。すなわち、センサ感度を向上することができる。尚、請求項１７に記載のように、衝撃吸収塗膜を透明とすると、１種類（透明）の塗料を準備するだけで良い。

請求項１８に記載のように、少なくとも衝撃吸収塗膜を含む塗膜は、ハウジングの側面にまで設けられ、その側面側の端部がケース及び防振部材の少なくとも一方の内部に配置されていると良い。このような構成とすると、意匠上好ましいものとなる。また、塗膜の端面が露出していないので、剥がれにくくなる。

請求項１９に記載のように、ケース内には、超音波振動子に加えて、超音波振動子を駆動させる処理回路基板が設けられており、抑制手段が振動面上に設けられた状態で、処理回路基板を利用して、センサ感度が調整されることが好ましい。抑制手段を振動面上に設けることで、センサ感度が低下し、検出エリアが狭くなることも考えられる。それに対し本発明の構成によれば、センサ感度が所望の状態に調整されるため、センサ感度低下を防止することができる。

また、上記目的を達成する為に請求項２０〜２６に記載の発明は、有底筒状のハウジングの底部内面に圧電素子が固定され、底部外面が振動面となっている超音波振動子に関するものである。

請求項２０〜２６に記載の発明の作用効果は、請求項１２〜１８に記載の発明の作用効果と同様であるので、その記載を省略する。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態にかかる超音波センサのうち、超音波振動子の構成を示す図であり、（ａ）は超音波振動子の正面図、（ｂ）は右側面図である。この超音波振動子は、中空状のハウジング中に充填物が充填されて構成されており、この充填物を取り除いた状態の裏面図を図１（ｃ）に、側面断面図を図１（ｄ）に示す。

超音波振動子１０は、有底筒状のハウジング１１の底部内面に圧電素子１２を固定して構成されている。

ハウジング１１は、導電性材料（金属材料や表面に導電膜を形成した絶縁材料）からなり、ハウジング１１の内部には内部空間１３が形成されている。そして、底部の内面に圧電素子１２が貼着されており、この底部の外面が振動面１１ａとなっている。本実施形態においては、導電性材料としてアルミニウムを適用しており、振動面１１ａを円形状としている。

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）の両面に電極（図示略）を有し、一方の電極がハウジング１１の底部に例えば導電性接着剤により貼着されている。両電極の一方には、リード１５がはんだ付けされ、他方はハウジング１１を介した後リード１５に接続されている。本実施形態においては、ハウジング１１の内部側面に切り欠き部１４が形成されており、この切り欠き部１４に、リード１５がはんだ付けされている。このことによって、ハウジング１１を介して圧電素子１２に交流信号を印加することができ、この交流信号の印加によって圧電素子１２を駆動させ、振動面１１ａを振動させる。

内部空間１３は、図１（ｃ）に示すように、縦と横とで径が異なる形状（角部を丸くした長方形）としている。内部空間１３をこのような形状とすることにより、超音波振動子１０の指向性を水平方向と垂直方向とで異なるものとすることができる。尚、図１においては、上下方向が指向性の狭い垂直方向、左右方向が指向性の広い水平方向となっている。

尚、ハウジング１１の内部空間１３には、リード１５のはんだ付けが行われた後、シリコン等の充填物（図示せず）が充填される。また、ハウジング１１には、表面が平坦な平面部１６が両側面に形成されている。この平面部１６によって、図１（ａ）の上下方向垂直方向の指向性、左右方向が水平方向の指向性を有していることを識別することができる。

図２に、図１に示す超音波振動子１０を有する超音波センサを車両のバンパに取付けた状態を示す。図２（ａ）は側面側から見た部分断面図、図２（ｂ）は正面図である。尚、図２（ａ）においては、便宜上、処理回路基板を構成する電子部品を省略して図示している。

超音波センサ１００は、上述した超音波振動子１０と、超音波を発生させる駆動電圧を超音波振動子１０に印可するとともに、超音波振動子１０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基板２０とが、合成樹脂からなる中空状のケース３０内に組み付けられて構成されている。

中空状のケース３０は、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の合成樹脂からなり、その内部には、超音波振動子１０からケース３０への振動伝達を防止する防振部材２１が超音波振動子１０の周囲に設けられている。本実施形態において、防振部材２１は、シリコンゴムからなる筒状弾性体である。また、防湿用シリコン樹脂２２が処理回路基板２０の後部に充填されている。処理回路基板２０は、コネクタ（図示せず）を介してコントローラ（図示せず）に接続され、このコントローラにて車両前後、或いはコーナー部の障害物検出が行われる。

ケース３０は、バンパ２００の貫通孔２０１の外面側周囲に係止する円環状のフランジ３１を有している。すなわち、本実施形態における超音波センサ１００は、バンパ２００の外面側から超音波センサ１００を貫通孔２０１に挿入し、上記フランジ３１を外面側の貫通孔２０１周縁部に係止させることでバンパ２００に固定される構成となっている。また、超音波振動子１０及び防振部材２１が、フランジ３１の円形状の開口部位からケース３０の内側に挿入されて、組み付けられている。この組み付け状態で、超音波振動子１０の振動面１１ａは、ケース３０の開口面３０ａを介して、外部に露出している。本実施形態においては、ケース３０のフランジ３１の外部表面と超音波振動子１０の振動面１１ａとが略同一の面に位置し、またそれぞれの外径形状が同心円の関係になっている。

尚、ケース３０内において、超音波振動子１０のリード１５は、処理回路基板２０に電気的に接続されている。処理回路基板２０には、センサの感度調整を行うための、可変抵抗器（図示せず）が設けられている。この可変抵抗器は、所定のボリュームを回転させることで、手作業での調整が可能である。センサの感度調整は、超音波センサ１０から所定距離離れた位置にテスト用のポール（障害物）を設置し、このポールによって発生する処理回路基板２０からの出力信号の大きさをモニタしながら、上記可変抵抗器を調整することで行われる。そして、感度調整が行われた後、処理回路基板２０は、ケース３０の後部からフランジ３１側に向けて挿入され、所定位置に配置された状態で、防湿用シリコン樹脂２２がケース３０の後部に充填され、カバー３２により後部開口が蓋をされる。

ここで、本実施形態における超音波センサ１００は、飛び石等の異物による衝撃が超音波振動子１０の振動面１１ａに伝達されるのを低減若しくは防止する抑制手段として、フィルタ４０をさらに備えている。

フィルタ４０は、振動面１１ａの表面全体を覆うように振動面１１ａに対して離間して配置されている。具体的には、振動面１１ａと対向する部位として、振動面１１ａと直交する方向に貫通する複数の貫通孔を有する多孔部４１と、多孔部４１の周囲に設けられ、ケース２０のフランジ部２０ｂに固定された固定部４２とにより構成されている。

多孔部４１は網目構造を有しており、振動面１１ａに対して所定距離離れて配置されている。その構成材料は特に限定されるものではなく、網目構造を構成できる材料（例えば、金属、樹脂、繊維等）であれば適用が可能である。本実施形態における多孔部３１は、金属から構成されている。また、多孔部４１の大きさは、図２（ｂ）に示すように、振動面１１ａと同一形状で、振動面１１ａよりも大きい大きさに形成されている。多孔部４１の厚さ及び単位面積あたりの開口度（オープニング）は、飛び石等の異物の衝突に対する強度を有しつつ、異物を多孔部４１にて食い止め、貫通孔を介して超音波を安定して送受信することができる範囲で設定されている。

固定部４２は、フィルタ４０の配置を決定する部位であり、多孔部４１が振動面１１ａの表面全体を覆いつつ、振動面１１ａに対して所定距離をもった配置構造をとるように、ケース３０のフランジ３１の外部表面に接着固定されている。尚、本実施形態における固定部４２はケース３０同様、ＰＢＴを構成材料とし、意匠性の向上のため、固定部４２がフランジ３１とともに拡径方向に薄肉となるテーパ状であり、またフィルタ４０側から見た平面形状が円弧状となっている。

尚、本実施形態においては、バンパ２００の外面側から超音波センサ１００を貫通孔２０１に挿入し、フランジ３１を外面側の貫通孔２０１周縁部に係止させて超音波センサ１００をバンパ２００に固定する構成である。従って、超音波センサ１０及び防振部材２１をケース３０内に組み付けた後であれば、フィルタ４０をケース３０に固定することができる。また、多孔部４１はインサート成形により固定部４２に対して一体化されている。それ以外にも、嵌合、ねじ締結、接着、溶着等を適用することができる。

このように、本実施形態における超音波センサ１００によると、フィルタ４０にて、飛び石等の異物が振動面１１ａに衝突するのを防ぐことができる。また、フィルタ４０は振動面１１ａに対して離間して配置されており、少なくとも振動面１１ａに直接伝達されない構成となっている。従って、衝突による衝撃を低減若しくは防止することができる。また、多孔部４１を介して、振動面１１ａは超音波を送受信することができる。

また、本実施形態においては、異物がフィルタ４０に衝突した衝撃が固定部４２を介してケース３０に伝達され、ケース３０に隣接する防振部材２１にて吸収される構成となっている。従って、飛び石等の異物衝突の衝撃がケース３０から超音波振動子１０に伝達される（或いは、超音波振動子１０からケース３０に伝達される）のをより低減することができる。従って、誤検出を防止することができる。また、防振部材２１によって、超音波振動子１０の振動がケース３０に伝達される（或いは、ケース３０の振動が超音波振動子１０に伝達される）のを低減することができるので、残響による誤検出を防止することができる。

また、フィルタ４０を振動面１１ａ上に設けることで、フィルタ４０によって振動面１１ａから発信される超音波若しくは障害物にて反射され、振動面１１ａが受信する超音波の一部が邪魔をされ、検出エリアが狭くなることも考えられる。しかしながら、本実施形態においては、多孔部４１を、振動面１１ａと同一形状で、振動面１１ａと同じかそれよりも大きい大きさとしているので、検出エリアが狭くなるのを抑制することができる。また、意匠性の点でも好ましい。また、本実施形態における超音波センサ１００は指向性を有するので、例えば、図３に示すように、多孔部４１の形状及び大きさを、その配置において、超音波振動子１０の指向性に応じた形状及び大きさとしても良い。これによっても、検出エリアが狭くなるのを抑制することができる。図３は多孔部４１の変形例を示す平面図である。尚、図３においては、多孔部４１のみ指向性に応じた形状としているが、固定部４２も同じ形状としても良い。

尚、本実施形態においては、多孔部４１が網目構造を有している例を示した。しかしながら、飛び石等の異物を食い止め、振動面１１ａが超音波を送受信することができる構造であれば特に限定されるものではない。例えば網目構造以外にもハニカム構造や、複数の円形断面の貫通孔を有する構造としても良い。

また、本実施形態においては、フィルタ４０がバンパ２００の外面側に配置される例を示した。しかしながら、例えば図４に示すように、超音波センサ１００をバンパ２００の内面に固定された固定部材５０にて固定（例えば図示されない嵌合手段により）されるような構成においては、フィルタ４０を貫通孔２０１内に配置することもできる。この場合、フィルタ４０がバンパ２００の外面に露出しないので、意匠性を向上することができる。図４はフィルタ４０の変形例を示す部分断面図である。尚、図４において、ケース３０にはフランジ３１が形成されておらず、ケース３０及び固定部４２の外径が貫通孔２０１と同一か若干小さめに形成されている。

また、本実施形態においては、ケース３０にフィルタ４０を接着固定する構成を示した。しかしながら、防振部材２１に固定する構成としても良い。この場合も、フィルタ４０に異物が衝突した際の衝撃を低減することができる。また、防振部材２１とケース３０に固定する構成としても良い。また、固定方法としては、上記例に限定されるものではなく、溶着、嵌合、ねじ締結等公知の技術を適用することができる。例えば、図５に示すように、フィルタ４０の端部が折曲され、この折曲部位が防振部材２１とケース３０との間で狭持されて固定される構成としても良い。図５はフィルタ４０の変形例を示す部分断面図である。尚、図５において、金属材料を網目状に配置してなる多孔部４１のみでフィルタ４０を構成している。このように、材料及び構造によっては、多孔部４１のみで構成することも可能である。

また、フィルタ４０を超音波センサ１００以外に固定する構成も可能である。例えば、図６に示すように、固定部４２を、バンパ２００の外面側の貫通孔２０１周縁部に固定することで、振動面１１ａに対して多孔部４１が離間して配置された構成を実現することができる。図６はフィルタ４０の変形例を示す部分断面図である。

また、図６においては、フィルタ４０と固定手段５０とが別個に構成された例を示した。しかしながら、例えば図７に示すように、フィルタ４０の固定部４２を、バンパ２００の外面側の貫通孔２０１周縁部に係止する係止部４２ａと、係止部４２ａから貫通孔２０１を介してバンパ２００の内面側に突出し、超音波センサ１００の固定手段（図示せず）が設けられた保持部４２ｂとにより構成しても良い。このように、フィルタ４０に固定手段５０の機能を持たせた構成とすることも可能である。図７はフィルタ４０の変形例を示す部分断面図である。

また、多孔部４１にて食い止められる異物は飛び石だけでなく、ごみ等も考えられる、従って、多孔部４１に異物が噛み込んで、センサ感度が低下することも考えられる。そこで、少なくとも固定部４２に対して多孔部４１を着脱可能な構成とすると良い。尚、フィルタ４０ごと着脱可能な構成としても良い。これにより、多孔部４１を洗浄、取替えすることができる。

また、フィルタ４０を振動面１１ａ上に設けることで、センサ感度が低下することも考えられる。それに対し、本実施形態における超音波センサ１００は、ケース３０内に配置された処理回路基板２０が設けられているので、フィルタ４０が振動面１１ａ上に設けられた状態で、処理回路基板２０を利用してセンサ感度を調整することができる。これにより、センサ感度低下を防止することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を、図８〜図１２に基づいて説明する。図８は、超音波振動子１０の振動面１１ａ表面に塗布された従来の塗膜構成の一例を示す模式図である。図９は、本実施形態における超音波振動子１０及び超音波センサ１００を構成する超音波振動子１０の振動面１１ａ表面に塗布された塗膜構成を示す模式図である。図１０，１１，１２は図９に対する変形例を示す図である。

第２の実施形態における超音波振動子１０及び超音波センサ１００は、第１の実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。

本実施形態においては、異物の衝突による衝撃が振動面１１ａに伝達されるのを低減若しくは防止する抑制手段として、振動面１１ａの表面に、衝撃を吸収する衝撃吸収塗膜を設ける点を特徴とする。

超音波センサ１００を構成する超音波振動子１０の振動面１１ａは、例えばバンパ２００の外部に露出するように配置される。従って、意匠性の点から、振動面１１ａは一般的にバンパ２００と同色に着色されている。その塗膜構成は、例えば図８に示すように、導電性材料からなる振動面１１ａ上に先ず電着塗膜１７ａが形成され、その上層として所定色のカラー塗膜１７ｂが形成されている。そして、カラー塗膜１７ｂを保護及び装飾するために、表層として、クリア塗膜１７ｃが形成されている。

しかしながら、従来の塗膜構成の場合、衝撃を吸収できないため、超音波振動子１０が破壊されるという問題があった。また、破壊されないまでも、塗膜が剥がれ、振動面１１ａから腐食するという問題があった。

そこで、本実施形態においては、図９に示すように、振動面１１ａの表面全体を覆うように、衝撃を吸収する衝撃吸収塗膜１７ｄを新たに設ける構成とした。具体的には、一般的に知られた衝撃を吸収できる塗料（例えばエポキシ樹脂系、ウレタン樹脂系などのマトリクス樹脂にフレーク状のグラファイト等のフィラーを分散させたもの）を用い、異物の衝突によって超音波振動子１０が破壊せず、且つ、センサ感度が使用範囲内に収まる範囲の膜厚となるように衝撃吸収塗膜１７ｄを形成した。

このように、本実施形態の構成によっても、異物の衝突による衝撃が振動面１１ａに伝達されるのを低減若しくは防止することができ、これにより、異物衝突の衝撃による超音波振動子１０の破壊を防止することができる。

また、本実施形態によると、第１の実施形態で示したフィルタ４０よりも、配置スペースを小さくすることができるので、意匠性の点で好ましい。従来から、振動面１１ａ上に塗膜が設けられた構成においては、別途フィルタ４０を配置しなくとも良いので、製造工程を簡素化することができる。

また、本実施形態においては、カラー塗膜１７ｂの下層として衝撃吸収塗膜１７ｄを設けている。このような構成とすると、衝撃吸収塗膜１７ｄの色は特に限定されないので、バンパ２００の色に関係なく適用することができる。

尚、本実施形態においては、従来の塗膜構成１７ａ〜１７ｃとは別に衝撃吸収塗膜１７ｄを振動面１１ａの表面に追加配置する構成例を示した。しかしながら、従来の塗膜構成１７ａ〜１７ｃの少なくとも一層を衝撃吸収塗膜としても良い。例えば、図１０に示すように、カラー塗膜１７ｂを衝撃吸収カラー塗膜１７ｂｄに置き換えた構成としても良い。このように、従来の塗膜を衝撃吸収塗膜で置き換える構成とすると、塗膜全体の厚さを薄くすることができる。従って、塗膜が厚くなることによる、センサ感度の低下を抑制することができる。また、図１１に示すように、クリア塗膜１７ｃを衝撃吸収クリア塗膜１７ｃｄとしても良い。この場合、上記効果だけでなく、さらにクリア（透明）であるので、バンパ２００の色に関係なく適用することができる。尚、図９の構成において、衝撃吸収膜１７ｄをクリア塗膜１７ｃの下層とすることもできる。この場合、衝撃吸収膜１７ｄをクリア（透明）色とすれば良い。

尚、本実施形態においては、従来の塗膜が複数層１７ａ〜１７ｃからなる例を示したが、塗装構成は上記例に限定されるものではない。塗装のされていない振動面１１ａに対して、新たに衝撃吸収塗膜１７ｄを少なくとも１層設ける構成としても良い。

また、図９〜１１に示す例においては、塗膜を振動面１１ａ表面にのみ設ける例を示した。しかしながら、例えば図１２に示すように、衝撃吸収塗膜１７ｂｄを含む塗膜１７ａ，１７ｂｄ，１７ｃは、ハウジング１１の側面にまで設けられ、その側面側の端部が防振部材２１の内部に配置された構成とすると良い。このような構成とすると、意匠上好ましいものとなる。また、塗膜の端面が露出していないので、剥がれにくくなる。尚、図１２においては、塗膜１７ａ，１７ｂｄ，１７ｃの端部が防振部材２１の内部に配置された構成を示したが、ケース３０の内部に配置された構成においても、同様の効果を期待できる。

尚、例えば衝撃吸収塗膜１７ｄを振動面１１ａ上に設けることで、塗膜が厚くなり、センサ感度が低下することも考えられる。そこで、本実施形態においても、衝撃吸収塗膜１７ｄを含む塗膜１７ａ〜１７ｄが振動面１１ａ上に設けられた状態で、処理回路基板２０を利用して、センサ感度を調整すると良い。これにより、センサ感度低下を防止することができる。

以上本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態のみに限定されず、種々変更して実施することができる。

第１の実施形態にかかる超音波センサのうち、超音波振動子の構成を示す図であり、（ａ）は超音波振動子の正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は充填物を取り除いた状態の裏面図、（ｄ）は充填物を取り除いた状態の側面断面図である。 図１に示す超音波振動子を有する超音波センサを車両のバンパに取付けた状態を示す図であり、（ａ）は側面側から見た部分断面図、（ｂ）は正面図である。 多孔部の変形例を示す平面図である。 フィルタの変形例を示す部分断面図である。 フィルタの変形例を示す部分断面図である。 フィルタの変形例を示す部分断面図である。 フィルタの変形例を示す部分断面図である。 第２の実施形態における比較例であり、超音波振動子の振動面表面に塗布された従来の塗膜構成の一例を示す模式図である。 第２の実施形態における超音波振動子及び超音波センサを構成する超音波振動子の振動面表面に塗布された塗膜構成を示す模式図である。 塗膜構成の変形例を示す模式図である。 塗膜構成の変形例を示す模式図である。 塗膜構成の変形例を示す模式図である。

符号の説明

１０・・・超音波振動子
１１・・・ハウジング
１１ａ・・・振動面
１２・・・圧電素子
１３・・・内部空間
１７ａ〜１７ｃ・・・塗膜
１７ｂｄ，１７ｃｄ・・・衝撃吸収塗膜
２０・・・処理回路基板
２１・・・防振部材
３０・・・ケース
３１・・・フランジ
４０・・・フィルタ
４１・・・多孔部
４２・・・固定部
１００・・・超音波センサ

Claims (26)

1. 有底筒状のハウジングの底部内面に圧電素子が固定され、底部外面が振動面となっている超音波振動子と、
   開口面を有し、前記振動面が外部に露出するように前記超音波振動子が前記開口面から挿入されて内部に組み付けられる中空状のケースと、を備える超音波センサであって、
   前記振動面上に、異物の衝突による衝撃が前記振動面に伝達されるのを低減若しくは防止する抑制手段が設けられていることを特徴とする超音波センサ。
2. 前記超音波振動子の周囲には、前記超音波振動子から前記ケースへの振動伝達を防止する筒状の防振部材が設けられ、当該防振部材を介して前記超音波振動子が前記ケース内に組み付けら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。
3. 前記抑制手段は、前記振動面全体を覆うように前記振動面に対して離間して配置されたフィルタであり、
   前記フィルタには、前記振動面と対向する部位として、前記振動面と直交する方向に貫通する貫通孔を複数有する多孔部が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の超音波センサ。
4. 前記フィルタは、前記ケース及び前記防振部材の少なくとも一方に固定されていることを特徴とする請求項３に記載の超音波センサ。
5. 前記フィルタは、その端部が折曲され、前記防振部材と前記ケースとの間で狭持されていることを特徴とする請求項４に記載の超音波センサ。
6. 前記超音波センサは、貫通孔の形成された取付け部に対し、前記貫通孔を介して前記振動面が外部に露出するように前記取付け部に取り付けられたものであり、
   前記フィルタは、前記取付け部の外面側の貫通孔周縁部に固定されていることを特徴とする請求項３に記載の超音波センサ。
7. 前記フィルタは、前記多孔部と、前記多孔部の周囲に設けられ、少なくとも一部が他部材に固定される固定部とにより構成されていることを特徴とする請求項４〜６いずれか１項に記載の超音波センサ。
8. 前記多孔部は、前記固定部に対して着脱可能に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の超音波センサ。
9. 前記多孔部は網目構造とされていることを特徴とする請求項３〜８いずれか１項に記載の超音波センサ。
10. 前記多孔部は、前記振動面と同じ若しくは前記振動面よりも大きい大きさに形成されていることを特徴とする請求項３〜９いずれか１項に記載の超音波センサ。
11. 前記多孔部は、その配置において、前記超音波振動子の指向性に応じた形状及び大きさに形成されていることを特徴とする請求項３〜９いずれか１項に記載の超音波センサ。
12. 前記抑制手段として、前記振動面の表面に前記衝撃を吸収する衝撃吸収塗膜が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の超音波センサ。
13. 前記衝撃吸収塗膜は、前記衝撃を吸収する塗料から構成されていることを特徴とする請求項１２に記載の超音波センサ。
14. 前記振動面の表面に塗膜が設けられる構成において、
    前記衝撃吸収塗膜は、前記塗膜とは別に設けられていることを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の超音波センサ。
15. 前記振動面の表面に塗膜が設けられる構成において、
    前記塗膜の少なくとも一部が前記衝撃吸収塗膜とされていることを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の超音波センサ。
16. 前記塗膜は複数層からなり、少なくとも１層が前記衝撃吸収塗膜とされていることを特徴とする請求項１５に記載の超音波センサ。
17. 前記衝撃吸収塗膜は透明であることを特徴とする請求項１４又は請求項１６に記載の超音波センサ。
18. 少なくとも前記衝撃吸収塗膜を含む前記塗膜は、前記ハウジングの側面にまで設けられ、その側面側の端部が前記ケース及び前記防振部材の少なくとも一方の内部に配置されていることを特徴とする請求項１２〜１７いずれか１項に記載の超音波センサ。
19. 前記ケース内には、前記超音波振動子に加えて、前記超音波振動子を駆動させる処理回路基板が設けられており、
    前記抑制手段が前記振動面上に設けられた状態で、前記処理回路基板を利用して、センサ感度が調整されることを特徴とする請求項１〜１８いずれか１項に記載の超音波センサ。
20. 有底筒状のハウジングの底部内面に圧電素子が固定され、底部外面が振動面となっている超音波振動子であって、
    前記振動面の表面に、異物の衝突による衝撃が前記振動面に伝達されるのを低減若しくは防止する衝撃吸収塗膜が設けられていることを特徴とする超音波振動子。
21. 前記衝撃吸収塗膜は、前記衝撃を吸収する塗料から構成されていることを特徴とする請求項２０に記載の超音波振動子。
22. 前記振動面の表面に塗膜が設けられる構成において、
    前記塗膜とは別に、前記衝撃吸収塗膜が設けられていることを特徴とする請求項１９又は請求項２１に記載の超音波振動子。
23. 前記振動面の表面に塗膜が設けられる構成において、
    前記塗膜の少なくとも一部が前記衝撃吸収塗膜とされていることを特徴とする請求項２０又は請求項２１に記載の超音波振動子。
24. 前記塗膜は複数層からなり、少なくとも１層が前記衝撃吸収塗膜とされていることを特徴とする請求項２２に記載の超音波振動子。
25. 前記衝撃吸収塗膜は透明であることを特徴とする請求項２２又は請求項２４に記載の超音波振動子。
26. 少なくとも前記衝撃吸収塗膜を含む前記塗膜は、前記ハウジングの側面にまで設けられていることを特徴とする請求項２０〜２５いずれか１項に記載の超音波振動子。

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