JP2009020086A - 超音波センサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 超音波センサ10を、バンパ20のように音響整合部材12と音響的性質が近似した部材に取り付けた場合でも、超音波センサ10が、取付部20aと音響整合部材12との間に介在され、バンパ20から音響整合部材12への振動の伝達を減衰させる振動減衰部材13を備えているので、超音波がバンパ20から音響整合部材12に伝達されてノイズの原因となることを防止することができる。これにより、超音波のノイズを低減することができるので、超音波の検出感度を向上させることができ、超音波の検出感度の高い超音波センサ10を実現することができる。
【選択図】 図1
Description
このような超音波センサには、音響インピーダンスを調整して、送受信する超音波の伝達効率を向上させる音響整合層を設けられているものがあり、例えば、圧電素子からなる超音波検出素子の片面に、合成樹脂にガラスバルーンを分散させた材料により超音波の波長の1/4の厚さに形成された音響整合層が固定された超音波センサが知られている(特許文献1)。
特に、請求項3に記載の発明のように、振動減衰部材の弾性率を3MPa以下にすることにより、検出感度の低下を30%以下にすることができる。
特に、請求項4に記載の発明のように、振動減衰部材の弾性率を1MPa以下にすることにより、検出感度の低下を10%以下にすることができる。
請求項5に記載の発明のように、請求項3に記載の発明において、更に、振動減衰部材が音響整合部材と接する長さを2mm以下にすることにより、検出感度の低下を20%以下にすることができる。
また、請求項4に記載の発明において、更に、振動減衰部材が音響整合部材と接する長さを2mm以下にすることにより、検出感度の低下を5%以下にすることができる。
このような音響整合部材は、請求項18に記載の発明のように、樹脂材料にフィラーを添加し、当該フィラーの添加量を受信面から前記対向する面に向かって増大させることにより形成することができ、また、請求項19に記載の発明のように、音響インピーダンスの異なる複数の樹脂系材料を、受信面から対向する面に向かって、音響インピーダンスが小さな順に積層されて形成することができる。
、という技術的手段を用いる。
特に、請求項27に記載の発明のように、コーティング層の弾性率を音響整合部材の弾性率の1/10以下にし、かつ、厚さを0.1mm以下に形成することにより、検出感度の低下を20%以下にすることができる。
当該超音波センサは、複数の音響整合部材と超音波検出素子との組を有するため、各超音波検出素子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。ここで、各超音波検出素子で受信された超音波は、対応する超音波検出素子にだけ伝達されるため、各超音波検出素子で受信した超音波の時間差、位相差を正確に求めることができるので、被検出体の位置測定の精度を向上させることができる。
この発明に係る超音波センサの第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て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、本実施形態の超音波センサの説明図である。図1(A)は、本実施形態の超音波センサを音響整合部材側から見た平面説明図であり、図1(B)は、図1(A)のA−A矢視断面図である。図2は、振動減衰部材の弾性率及び厚さが超音波センサの検出感度に及ぼす影響の説明図である。図3は、音響整合部材の変更例の説明図である。図4は、振動減衰部材の変更例の説明図である。図5は、振動減衰部材及び音響整合部材の受信面を被覆するコーティング層を備えた超音波センサの説明図である。図6は、コーティング層の弾性率及び厚さが超音波センサの検出感度に及ぼす影響の説明図である。図7は、コーティング層が音響整合部材の受信面を覆う被覆率が超音波センサの検出感度に及ぼす影響の説明図である。図8は、本実施形態の超音波センサの車両への搭載位置の説明図である。図9は、振動減衰部材の変更例の説明図である。
ここで、図1(A)の手前側及び図1(B)の上方向が車両の外部を示す。なお、各図では、説明のために一部を拡大し、一部を省略して示している。
超音波センサ10は、図示しない超音波送信素子により送信され、被検出体により反射された超音波を、音響整合部材12の受信面12aにおいて受信する。受信面12aにおいて受信された超音波は、音響整合部材12を介して、超音波検出素子11に伝達される。超音波検出素子11に伝達された超音波は、超音波検出素子11により検出され、電圧信号に変換される。
超音波検出素子11と電気的に接続された回路素子(図示せず)は、ECUに電気的に接続されており、超音波検出素子11から出力される電圧信号に基づいて演算処理を行う。例えば、送信した超音波と受信した超音波との時間差や位相差を求めることにより、障害物との距離測定などを行うことができる。
バンパ20には、音響整合部材12を挿通可能な大きさに貫通形成された取付部20aが設けられている。音響整合部材12は、受信面12a近傍の側面部12cにおいて、取付部20aとの間に超音波の伝達を防止する振動減衰部材13を介在して、受信面12aをバンパ20の外部に露出させた状態で取付部20aに取り付けられる。
ここで、音響整合部材12の受信面12aは、振動減衰部材13及びバンパ20の外表面20bとの間に段差がなく、滑らかな平坦面を形成している。
これにより、音響整合部材12を設けていない場合に比べて、空気との界面における音響インピーダンスの差を小さくすることができるので、空気との界面における超音波の反射を抑制し、入射する超音波を増大させることができる。
また、バンパ20の外部から視認できない位置に超音波検出素子11が取り付けられているため、音響整合部材12は、異物や水分などから超音波検出素子11を保護する保護部材としても作用する。
本実施形態では、音響整合部材12は、ポリカーボネート系樹脂などの耐久性に優れた樹脂材料により形成されている。ポリカーボネート系樹脂は弾性率の温度変化が小さいため、温度変化に伴う超音波の波長の変化を小さくすることができるので、後述する定在波を安定して発生させることができる。
音響整合部材12の受信面12aは、超音波検出素子11の取付面11aの面積より大きく形成されている。このように音響整合部材12を形成すると、受信面12aで受けた超音波のエネルギーを、受信面12aの面積より小さな面積において伝達するため、単位面積当たりのエネルギーが増大するので、エネルギーの伝達効率を向上させることができる。
ここで、取付面12bの面積は、超音波検出素子11の取付面11aの面積の1.2倍程度あると好ましい。
なお、音響整合部材12として樹脂材料を例示しているが、音響インピーダンスの関係及び波長と寸法との関係とを満足すれば、例えば、アルミニウムのような金属材料や、セラミックス、ガラスなどを用いることができる。これらの材料は、樹脂材料同様に、耐候性などの耐環境性を備えており、好適に用いることができる。
振動減衰部材13は、音響整合部材12の受信面12aとバンパ20の外表面との間に段差ができないように、音響整合部材12を取付部20aに固定する。振動減衰部材13は、接着剤などで音響整合部材12の側面部12c及び取付部20aに接着固定されている。これにより、異物の衝突などにより、音響整合部材12と振動減衰部材13との固定部が破壊されないように強固に固定することができる。
ここで、振動減衰部材13を接着する接着剤は、耐水性、耐油性、耐薬品性、耐候性などの耐環境性、を有し、振動減衰部材13の弾性率に近い材料によることが望ましい。更に、接着強度を高めるために、振動減衰部材13の接着面または音響整合部材12の接着面に対して、プライマー処理、紫外線(UV)による表面処理、コーティングを行うこともできる。
バンパ20の外部から見ると、側面部12cと取付部20aとの間隙には、すべて振動減衰部材13が介在しているため、側面部12cと取付部20aとの間隙からバンパ20の内部に異物や水分などが侵入することを防止することができる。
このような材料により形成された振動減衰部材13が、バンパ20と音響整合部材12との間に介在することにより、超音波がバンパ20から取付部20aを介して音響整合部材12の側面部12cに伝達されてノイズの原因となることを防止することができる。
図2は、振動減衰部材13の弾性率及び厚さが、音響整合部材12の振動伝達に及ぼす影響をシミュレーションした結果である。
計算条件として、音響整合部材12の幅Wを2mm、厚さTを6mm、振動減衰部材13の幅を2mmとした。ここで、振動減衰部材13の幅とは、音響整合部材12の側面部12cとバンパ20の取付部20aとの間隔であり、厚さとは、受信面12aから超音波検出素子11に向かう方向で、振動減衰部材13が音響整合部材12の側面部12cと接する長さを示す。
振動減衰部材13の弾性率は、0.1、1、2、3、5、10MPaの6水準、厚さは、1、2、3、4、5mmの5水準について計算を行った。
縦軸の出力は、振動減衰部材13による拘束がない場合に超音波センサ10が出力する信号強度で規格化した信号強度であり、値が1に近いほど振動減衰部材13による拘束が小さく、超音波の検出感度の低下が少ないことを表している。
つまり、振動減衰部材13の弾性率を小さくし、厚さを薄くすることにより、音響整合部材12の振動を拘束する力を小さくすることができるため、超音波振動の減衰を小さくし、検出感度を向上させることができる。
更に、振動減衰部材13の弾性率を音響整合部材12の弾性率の1/1000である1MPa以下にすることにより、出力の低下を10%以下にすることができる。つまり、検出感度の低下を10%以下にすることができる。更に、振動減衰部材13の厚さを、音響整合部材12の厚さTの1/3である2mm以下にすることにより、出力の低下を5%以下にすることができる。つまり、検出感度の低下を5%以下にすることができる。
なお、音響整合部材12の寸法などは検出感度に大きな影響は及ぼさない。
音響整合部材12は、受信面12aから取付面12bに向かって、音響インピーダンスが大きくなるように構成してもよい。
図3(A)に示すように、ポリカーボネート系材料をベースにガラスフィラーを添加して音響インピーダンスを変化させることができる。ポリカーボネート系材料に対するガラスフィラー31の添加量を増やす程、音響インピーダンスを増大させることができる。
例えば、受信面12a側の領域12dがモノリシックなポリカーボネート系材料、取付面12b側の領域12eが、ガラスフィラー31を30%添加した材料となるように構成すると、弾性率は受信部側の領域12dで2GPa、取付面側の領域12eで5GPa程度となる。
これにより、空気と音響整合部材12との界面及び音響整合部材12と超音波検出素子11との界面における音響インピーダンスの差をそれぞれ低減することができるので、界面における超音波の反射や散逸を低減することができ、超音波の減衰を低減することができる。
添加するフィラーとして、アルミナ、シリカなどを用いることもできる。また、フィラーの添加量は、受信面12aから取付面12bに向かって、音響インピーダンスが大きくなるように構成すれば任意である。
例えば、図3(B)に示すように、受信部側から、ポリプロピレン12f、ガラスフィラーを40%添加したポリカーボネート12g、ガラスフィラーを40%添加したフェノール樹脂12hをこの順に積層した音響整合部材12が挙げられる。
これにより、空気と音響整合部材12との界面及び音響整合部材12と超音波検出素子11との界面における音響インピーダンスの差をそれぞれ低減することができるので、各界面における超音波の反射や散逸を低減することができ、超音波の減衰を低減することができる。また、ガラスフィラーを40%添加したポリカーボネート12g及びガラスフィラーを40%添加したフェノール樹脂12hは、ヤング率の温度変化が小さいため、波長の温度変化を小さくすることができる。
この構成を用いると、音響整合部材12と振動減衰部材13との界面が外部に露出しないため、水分などの侵入を防止することができる。
図6は、コーティング層15を受信面12a全面に設けた場合に、コーティング層15の弾性率及び厚さが、音響整合部材12の振動伝達に及ぼす影響をシミュレーションした結果である。計算条件として、音響整合部材12の幅Wを2mm、厚さTを6mm、振動減衰部材13の幅を2mm、厚さを1mmとした。
つまり、コーティング層15の弾性率を小さくし、厚さを薄くすることにより音響整合部材12の振動を拘束する力を小さくすることができるため、超音波振動の減衰を小さくし、検出感度を向上させることができる。
例えば、E/10(100MPa)以下、厚さを0.1mm以下にすることにより、出力の低下を20%以下にすることができる。つまり、検出感度の低下を20%以下にすることができる。
また、超音波検出素子11として、受信だけでなく、送受信可能な超音波検出素子を用いることもできる。
また、液状の樹脂材料を音響整合部材12の側面部12cに塗布、または、側面部12cと取付部20aとの間隙に流し込んだ後に、固化して振動減衰部材13を形成してもよい。この構成によれば、音響整合部材12と振動減衰部材13との密着性を向上させることができる。
更に、超音波センサ10の用途に合わせて、他の部材に取り付けることもできる。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22、ドアミラー23などに取り付けることもできる。車両後方の障害物センサとして用いる場合には、リアランプのカバー24、バックランプのカバー25などに取り付けることもできる。
ここで、ヘッドランプカバー21などに適用する場合には、少なくとも受信面12aが金属蒸着によりコーティングされている音響整合部材12を用いることができる。これにより、音響整合部材12の耐候性、耐水性を向上させることができる。
例えば、図9(A)に示すように、振動減衰部材13により、音響整合部材12の4隅を保持してもよいし、図9(B)に示すように、側面部12cの各辺の中央部で保持してもよい。
この構成を用いると、振動が伝達する面積を低減することができるので、構成部材40から伝達されるノイズの影響を小さくすることができる。
(1)超音波センサ10が、取付部20aと音響整合部材12との間に介在され、車両60(バンパ20)から音響整合部材12への振動の伝達を減衰させる振動減衰部材13を備えているので、超音波が車両60(バンパ20)から音響整合部材12に伝達されてノイズの原因となることを防止することができる。これにより、超音波のノイズを低減することができるので、超音波の検出感度を向上させることができ、超音波の検出感度の高い超音波センサ10を実現することができる。
車両60を構成する樹脂材料のように音響整合部材12と音響的性質が近似した部材に超音波センサ10を取り付けた場合でも、超音波の検出感度の高い超音波センサ10を実現することができるので、超音波センサ10を車両60の周囲にある障害物や人間などを検知する障害物センサなどに適用することができる。
超音波センサ10の取付部20aは、用途に合わせて、各種部材に設けることができる。超音波センサ10を車両60前方の障害物センサなどに適用する場合には、バンパ20、または、ヘッドランプカバー21に設けることができる。超音波センサ10を車両60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22、または、ドアミラー23に設けることができる。超音波センサ10を車両60後方の障害物センサとして用いる場合には、リアランプのカバー24、または、バックランプのカバー25に設けることができる。
また、振動減衰部材13が、音響整合部材12より音響インピーダンスが低い材料により形成されているため、超音波が所定の物体を介して音響整合部材12に伝達されてノイズの原因となることを防止することができる。これにより、超音波のノイズを低減することができるので、超音波の検出感度を向上させることができる。
シリコンゴムは、弾性率及び音響インピーダンスが低い材料なので、振動減衰部材13として好適に用いることができる。
振動減衰部材13の弾性率を音響整合部材12の弾性率の3/1000である3MPa以下にすることにより、検出感度の低下を30%以下にすることができる。更に、振動減衰部材13の厚さを、音響整合部材12の厚さTの1/3である2mm以下にすることにより、検出感度の低下を20%以下にすることができる。
更に、振動減衰部材13の弾性率を音響整合部材12の弾性率の1/1000である1MPa以下にすることにより、検出感度の低下を10%以下にすることができる。更に、振動減衰部材13の厚さを、音響整合部材12の厚さTの1/3である2mm以下にすることにより、検出感度の低下を5%以下にすることができる。
また、超音波検出素子11を、圧電定数の大きいチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)からなる圧電体を用いて形成することにより、音圧が小さな超音波の受信をすることができ、超音波センサの感度を向上させることができる。
この発明に係る超音波センサの第2実施形態について、図を参照して説明する。図10は、第2実施形態に係る超音波センサの説明図である。図10(A)は、第2実施形態の超音波センサを音響整合部材側から見た平面説明図であり、図10(B)は、図10(A)のA−A矢視断面図である。第2実施形態に係る超音波センサの説明図である。
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。
これにより、各超音波検出素子11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、各音響整合部材12は、幅Wが超音波の空気中における波長の半分以下となるように形成され、互いに隣り合った各音響整合部材12の中心部の間隔dが、超音波の半波長に等しくなるように配置されている。
このように各音響整合部材12を構成すると、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、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。
なお、幅Wが超音波の空気中における波長の半分以下でない場合においても、被検出体の位置の3次元検知に用いることができる。
このように、各超音波検出素子11のクロストーク特性を向上させることができ、受信した超音波の時間差、位相差を正確に求めることができるので、被検出体の位置測定の精度を向上させることができる。
音響整合部材12及び超音波検出素子11の数及び配置は、用途に応じて任意である。例えば、2次元検知を行うなら、音響整合部材12及び超音波検出素子11の組を2組用意すればよい。
(1)複数の音響整合部材12と超音波検出素子11との組がアレイ状に配置され、振動減衰部材13は、各音響整合部材12の間及び各音響整合部材12と取付部20aとの間に介在して設けられているため、各音響整合部材12で受信された超音波は、対応する超音波検出素子11にだけ伝達され、他の超音波検出素子11には伝達されない。従って、超音波の伝達を各音響整合部材12で分離して行うことが可能になり、各超音波検出素子11のクロストーク特性を向上させることができる。
当該超音波センサ50は、複数の音響整合部材12と超音波検出素子11との組を有するため、各超音波検出素子11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。ここで、各超音波検出素子11で受信された超音波は、対応する超音波検出素子11にだけ伝達されるため、各超音波検出素子11で受信した超音波の時間差、位相差を正確に求めることができるので、被検出体の位置測定の精度を向上させることができる。
(1)図11に示すように、音響整合部材12の取付面12b近傍に生じる定在波の振動の節Nの近傍において、振動減衰部材13を配置することができる。ここで、節Nの位置は、シミュレーションや振幅の実測などにより、音響整合部材12の素子間への方向への振幅と超音波の伝達方向への振幅とが最小となる位置とする。
この構成を用いると、受信面12a近傍で固定する場合(図1)に比べて、振動減衰部材13の拘束による音響整合部材12の振動の減衰を小さくすることができ、超音波の検出感度を向上させることができる。
更に、音響整合部材12と振動減衰部材13との間隙部14に、音響整合部材12及び振動減衰部材13より音響インピーダンスが低い充填材、例えば、ウレタンフォームやゲルなどを充填した構成を用いることができる。この構成を用いると、間隙部14に異物が侵入して超音波が減衰することにより超音波センサ10の感度が低下することを防止することができる。また、充填材は音響整合部材12及び振動減衰部材13より音響インピーダンスが低いので、側面部12cからの振動の伝達による検出感度への影響が少ない。
また、膜材料で間隙部14の開口部に蓋をすることによっても、同様の効果を奏することができる。
この構成を使用すると、あらかじめケース70に収容した超音波センサ10を、ケース70ごと取付部20aに固定するだけで装着できるので、超音波センサ10の取付作業の作業性を向上させることができる。
ここで、ケース70の固定位置は側面部12cなどでも他の箇所でもよい。また、スナップフィット方式などにより機械的に結合することもできる。
例えば、図14(A)に示すように、音響整合部材12の側面部12cに、板状に突出して形成された突出部12tが全周にわたり設けられており、この突出部12tを、振動減衰部材13の内表面13aに設けられた凹部13bにおいて係合する構成を用いることができる。
この構成を用いると、音響整合部材12と振動減衰部材13との接着面積が増大するため、音響整合部材12と振動減衰部材13との接着を強固にすることができる。更に、接着面が迂回されて形成されることになるので、接着不良が生じた場合においても、水などの侵入を防止することができる。
また、受信面12aの大きさが変わらないため、超音波の検出感度が低下することもない。
この構成を用いると、音響整合部材12と振動減衰部材13との接着面積が更に増大するため、音響整合部材12と振動減衰部材13との接着を強固にすることができる。
また、音響整合部材12の突出部12tと突出部12uとにより振動減衰部材13を挟み込むため、音響整合部材12の位置決めの精度を向上させることができるとともに、接着剤が劣化した場合においても、音響整合部材12が振動減衰部材13から外れるおそれがない。
ここで、突出部12w、12yは、全面で振動減衰部材13に拘束されているため、振動の伝達を減衰させるので、突出部12t、突出部12uに比べて、突出する高さが小さくなるように形成することが好ましい。また、突出部の数は任意であるが、振動の伝達を小さくするために2つ以下とすることが好ましい。
この構成を用いると、音響整合部材12と振動減衰部材13との接着面積が増大するため、音響整合部材12と振動減衰部材13との接着を強固にすることができる。
また、受信面12aの大きさが変わらないため、超音波の検出感度が低下することもない。
また、各突出部は、十分な接着強度が確保できれば、側面部12cの全周にわたって形成しなくてもよい。
この構成を用いた場合も、図15(C)に記載の構成と同様の効果を奏することができる。
また、音響整合部材12の側面部12cに突出部と凹部を組み合わせて設けることもできる。
ここで、2色成形による成形は、所定の形状に形成された音響整合部材12を所定の型の内部に設置し、樹脂材料の射出成形により一体的に形成することにより行われる。
これにより、音響整合部材12と振動減衰部材13とを強固に接合することができる。また、音響整合部材12と振動減衰部材13との接着工程を省略することもできる。
樹脂材料としては、音響整合部材12との接着性が高く、弾性率の小さい樹脂材料が好適に用いられる。このような樹脂材料として、例えば、ポリエステル系熱可塑性エラストマーを用いることができる。
取付面12bが請求項1に記載の対向する面に、幅Wが請求項12に記載の受信面の相対向する側縁間の距離にそれぞれ対応する。
11 超音波検出素子
12 音響整合部材
12a 受信面
12b 取付面(対向する面)
13 振動減衰部材
15 コーティング層
20 バンパ
20a 取付部
21 ヘッドランプカバー
22 ウインカのカバー
23 ドアミラー
24 リアランプのカバー
25 バックランプのカバー
31 ガラスフィラー(フィラー)
60 車両
N 定在波の節部
W 幅(受信面の相対向する側縁間の距離)
d 各音響整合部材の中央部間の距離
Claims (33)
- 超音波を送信する送信素子から送信され、被検出体にて反射された超音波を検出する超音波検出素子と、前記被検出体にて反射された超音波を受信する受信面が、前記所定の物体において前記被検出体の存在する空間側に露出し、前記受信面で受信した超音波を、前記受信面と対向する面に取り付けられた前記超音波検出素子に伝達する音響整合部材であって、音響インピーダンスが、空気より大きく、かつ、前記超音波検出素子より小さい材料により形成された音響整合部材とを備え、所定の物体に配置される超音波センサにおいて、
前記超音波センサを前記所定の物体に取り付ける取付部と前記音響整合部材との間に介在され、前記所定の物体から前記音響整合部材への振動の伝達を減衰させる振動減衰部材と、
を備えたことを特徴とする超音波センサ。 - 前記振動減衰部材が、前記音響整合部材より弾性率が低い材料により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。
- 前記振動減衰部材の弾性率が3MPa以下であることを特徴とする請求項2に記載の超音波センサ。
- 前記振動減衰部材の弾性率が1MPa以下であることを特徴とする請求項2に記載の超音波センサ。
- 前記振動減衰部材が前記音響整合部材と接する長さが、前記受信面から前記超音波検出素子に向かう方向で2mm以下であることを特徴とする請求項3または請求項4に記載の超音波センサ。
- 前記振動減衰部材が、前記音響整合部材より音響インピーダンスが低い材料により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5のいずれか1つに記載の超音波センサ。
- 前記振動減衰部材が、シリコンゴムにより形成されていることを特徴とする請求項1、請求項2または請求項6のいずれか1つに記載の超音波センサ。
- 前記振動減衰部材が、前記音響整合部材に生じる定在波の節部近傍にのみ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7のいずれか1つに記載の超音波センサ。
- 前記振動減衰部材が、前記音響整合部材の受信面を覆って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7のいずれか1つに記載の超音波センサ。
- 前記音響整合部材と前記振動減衰部材とが接着材により固定されていることを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれか1つに記載の超音波センサ。
- 前記振動減衰部材は、2色成形により前記音響整合部材と一体的に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9のいずれか1つに記載の超音波センサ。
- 前記2色成形が、エラストマーにより形成されていることを特徴とする請求項11に記載の超音波センサ。
- 前記音響整合部材の、前記音響整合部材と前記振動減衰部材との接触面の一部に、前記振動減衰部材側に突出する突出部または凸部が形成されており、前記振動減衰部材に、前記音響整合部材の突出部または凸部に係合する形状の凹部または突出部がそれぞれ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12のいずれか1つに記載の超音波センサ。
- 前記音響整合部材が、前記受信面で受信した超音波により内部で定在波が発生するように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13のいずれか1つに記載の超音波センサ。
- 前記音響整合部材は、ポリカーボネート系樹脂により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14のいずれか1つに記載の超音波センサ。
- 前記音響整合部材は、少なくとも前記受信面が金属蒸着によりコーティング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。
- 前記音響整合部材は、前記受信面から前記対向した面に向かって、音響インピーダンスが大きくなるように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16のいずれか1つに記載の超音波センサ。
- 前記音響整合部材は、樹脂材料にフィラーを添加して形成されており、前記フィラーの添加量を前記受信面から前記対向する面に向かって増大させることを特徴とする請求項17に記載の超音波センサ。
- 前記音響整合部材は、音響インピーダンスの異なる複数の樹脂系材料が、前記受信面から前記対向する面に向かって、音響インピーダンスが小さな順に積層されて形成されていることを特徴とする請求項17に記載の超音波センサ。
- 前記音響整合部材は、前記受信面の相対向する側縁間の距離が、空気中を伝達する超音波の波長の1/2以下に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19のいずれか1つに記載の超音波センサ。
- 前記音響整合部材が、ゴム系材料により前記振動減衰部材と一体的に形成されることを特徴とする請求項1に記載の超音波センサ。
- 前記受信面の面積は、前記対向する面において前記超音波検出素子が接触する面積よりも大きく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21のいずれか1つに記載の超音波センサ。
- 前記超音波検出素子が前記対向する面に取り付けられる面の一部が、前記対向する面の外縁部の外部にあることを特徴とする請求項1ないし請求項21のいずれか1つに記載の超音波センサ。
- 前記超音波検出素子は、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)系材料により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23のいずれか1つに記載の超音波センサ。
- 前記受信面の少なくとも一部と、前記振動減衰部材が前記被検出体の存在する空間側に露出した面とを覆うコーティング層を備えたことを特徴とする請求項1ないし請求項24のいずれか1つに記載の超音波センサ。
- 前記コーティング層は、前記音響整合部材より弾性率が低い材料により形成されていることを特徴とする請求項25に記載の超音波センサ。
- 前記コーティング層は、弾性率が前記音響整合部材の弾性率の1/10以下であり、かつ、厚さが0.1mm以下に形成されていることを特徴とする請求項25に記載の超音波センサ。
- 前記コーティング層は、前記音響整合部材と共振周波数が略一致するように形成されていることを特徴とする請求項25に記載の超音波センサ。
- 前記コーティング層は、弾性率が前記振動減衰部材の弾性率以下で、かつ、前記音響整合部材の全面を被覆するように形成されていることを特徴とする請求項25ないし請求項28のいずれか1つに記載の超音波センサ。
- 複数の前記音響整合部材と前記超音波検出素子との組がアレイ状に配置され、
前記振動減衰部材は、前記各音響整合部材の間及び前記各音響整合部材と前記取付部との間に介在して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29のいずれか1つに記載の超音波センサ。 - 前記各音響整合部材は、前記各音響整合部材の中央部間の距離が、空気中を伝達する超音波の波長の1/2に等しい、または、ほぼ等しくなるように配置されていることを特徴とする請求項30に記載の超音波センサ。
- 前記所定の物体は、車両であることを特徴とする請求項1ないし請求項31のいずれか1つに記載の超音波センサ。
- 前記取付部は、前記車両のヘッドランプカバー、リアランプのカバー、ウインカのカバー、バックランプのカバー、ドアミラー、または、バンパに設けられていることを特徴とする請求項32に記載の超音波センサ。
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012015594A (ja) * | 2010-06-29 | 2012-01-19 | Nippon Soken Inc | 超音波センサ |
WO2012032584A1 (ja) * | 2010-09-10 | 2012-03-15 | 三菱電機株式会社 | 超音波センサモジュール |
WO2014136221A1 (ja) * | 2013-03-06 | 2014-09-12 | 三菱電機株式会社 | 障害物検知装置 |
JP2015200579A (ja) * | 2014-04-08 | 2015-11-12 | 株式会社デンソー | 車両用超音波センサ及びそれを備えた車両用距離検出器 |
US11018292B2 (en) | 2015-04-30 | 2021-05-25 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric device, piezoelectric transformer, and method of manufacturing piezoelectric device |
US11195984B2 (en) | 2016-07-14 | 2021-12-07 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric transformer |
JP2022547115A (ja) * | 2019-09-05 | 2022-11-10 | ヴァレオ・シャルター・ウント・ゼンゾーレン・ゲーエムベーハー | 超音波センサシステムのためのコンピュータによるノイズ補償 |
CN116574353A (zh) * | 2023-07-14 | 2023-08-11 | 汕头市超声仪器研究所股份有限公司 | 一种超声换能器匹配层材料及其制备方法 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63181878U (ja) * | 1987-05-12 | 1988-11-24 | ||
JPS63181877U (ja) * | 1987-05-11 | 1988-11-24 | ||
JPH01158986U (ja) * | 1988-04-22 | 1989-11-02 | ||
JPH02676U (ja) * | 1988-06-14 | 1990-01-05 | ||
JPH0694833A (ja) * | 1992-09-14 | 1994-04-08 | Suzuki Motor Corp | 超音波距離測定装置 |
JPH1020034A (ja) * | 1996-07-02 | 1998-01-23 | Hitachi Ltd | 安全運転支援システム及び安全運転支援方法 |
JPH11205899A (ja) * | 1998-01-20 | 1999-07-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波探触子 |
JP2002135894A (ja) * | 2000-10-26 | 2002-05-10 | Murata Mfg Co Ltd | 超音波センサ及びそれを用いた電子装置 |
-
2007
- 2007-09-14 JP JP2007239069A patent/JP2009020086A/ja active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63181877U (ja) * | 1987-05-11 | 1988-11-24 | ||
JPS63181878U (ja) * | 1987-05-12 | 1988-11-24 | ||
JPH01158986U (ja) * | 1988-04-22 | 1989-11-02 | ||
JPH02676U (ja) * | 1988-06-14 | 1990-01-05 | ||
JPH0694833A (ja) * | 1992-09-14 | 1994-04-08 | Suzuki Motor Corp | 超音波距離測定装置 |
JPH1020034A (ja) * | 1996-07-02 | 1998-01-23 | Hitachi Ltd | 安全運転支援システム及び安全運転支援方法 |
JPH11205899A (ja) * | 1998-01-20 | 1999-07-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波探触子 |
JP2002135894A (ja) * | 2000-10-26 | 2002-05-10 | Murata Mfg Co Ltd | 超音波センサ及びそれを用いた電子装置 |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012015594A (ja) * | 2010-06-29 | 2012-01-19 | Nippon Soken Inc | 超音波センサ |
WO2012032584A1 (ja) * | 2010-09-10 | 2012-03-15 | 三菱電機株式会社 | 超音波センサモジュール |
WO2014136221A1 (ja) * | 2013-03-06 | 2014-09-12 | 三菱電機株式会社 | 障害物検知装置 |
JPWO2014136221A1 (ja) * | 2013-03-06 | 2017-02-09 | 三菱電機株式会社 | 障害物検知装置 |
JP2015200579A (ja) * | 2014-04-08 | 2015-11-12 | 株式会社デンソー | 車両用超音波センサ及びそれを備えた車両用距離検出器 |
US11018292B2 (en) | 2015-04-30 | 2021-05-25 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric device, piezoelectric transformer, and method of manufacturing piezoelectric device |
US11195984B2 (en) | 2016-07-14 | 2021-12-07 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric transformer |
JP2022547115A (ja) * | 2019-09-05 | 2022-11-10 | ヴァレオ・シャルター・ウント・ゼンゾーレン・ゲーエムベーハー | 超音波センサシステムのためのコンピュータによるノイズ補償 |
JP7445748B2 (ja) | 2019-09-05 | 2024-03-07 | ヴァレオ・シャルター・ウント・ゼンゾーレン・ゲーエムベーハー | 超音波センサシステムのためのコンピュータによるノイズ補償 |
CN116574353A (zh) * | 2023-07-14 | 2023-08-11 | 汕头市超声仪器研究所股份有限公司 | 一种超声换能器匹配层材料及其制备方法 |
CN116574353B (zh) * | 2023-07-14 | 2023-09-29 | 汕头市超声仪器研究所股份有限公司 | 一种超声换能器匹配层材料及其制备方法 |
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