JP2009065380A - Ultrasonic sensor - Google Patents

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Hironobu Sato
博信 佐藤
Hiroshi Matsuda
浩史 松田
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Mitsumi Electric Co Ltd
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Mitsumi Electric Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic sensor whose manufacturing step can be simplified and which can be made compact. <P>SOLUTION: The ultrasonic sensor includes: a hollow-shaped main body part 11; a vibrating part 12 provided at one end of the main body part 11 to transmit and receive an ultrasonic wave; a directivity adjusting part 14 for adjusting the directivity of the ultrasonic wave; and a piezoelectric element 13 disposed in the vibrating part 12 inside the main body part 11, wherein the directivity adjusting part 14 is provided on the opposite side from the side at which the piezoelectric element 13 is disposed in the vibrating part 12. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、超音波センサに係り、特に指向性を持たせた超音波センサに関する。   The present invention relates to an ultrasonic sensor, and more particularly to an ultrasonic sensor having directivity.

超音波センサは、超音波を利用してセンシングを行うものである。超音波センサは、圧電素子から超音波パルス信号を間欠的に送信し、周辺に存在する障害物からの反射波を圧電素子で受信することにより物体を検知する。   The ultrasonic sensor performs sensing using ultrasonic waves. The ultrasonic sensor intermittently transmits an ultrasonic pulse signal from a piezoelectric element, and detects an object by receiving a reflected wave from an obstacle present around the piezoelectric element.

この種の超音波センサのうち、車載用として用いられる超音波センサは、車両の周辺監視を行うために車両のバンパーなどに取り付けられる。このため、車両周辺に存在する障害物を確実に検出するために、路面と水平方向においては超音波センサの指向性を広くし、路面と垂直方向においては路面を検出しないように超音波センサの指向性を狭くする必要がある。   Of this type of ultrasonic sensor, an ultrasonic sensor used for in-vehicle use is attached to a vehicle bumper or the like in order to monitor the periphery of the vehicle. For this reason, in order to reliably detect obstacles around the vehicle, the directivity of the ultrasonic sensor is widened in the horizontal direction with respect to the road surface, and the ultrasonic sensor is designed not to detect the road surface in the direction perpendicular to the road surface. It is necessary to narrow the directivity.

特許文献1には、車載用に指向性を持たせた超音波センサについて記載されている。図7を参照して特許文献1に記載された超音波センサを説明する。   Patent Document 1 describes an ultrasonic sensor having directivity for in-vehicle use. The ultrasonic sensor described in Patent Document 1 will be described with reference to FIG.

中空部64を有するケース体61の底部62には、肉厚部62aと、肉薄部62bとが設けられている。肉薄部62bは、略三日月形状であり、肉厚部62aの両側に設けられている。肉厚部62aの内面に圧電素子63が固着されている。ケース体61は、底部62に肉厚部62aと肉薄部62bとを形成することにより、肉厚部62aが設けられた方向におけるケース体61の内径Xよりも、肉薄部62bが設けられた方向におけるケース体61の内径Yの方が長い形状とされている。超音波センサ60では、このケース体61の形状により、超音波の指向性を調整することができる。
特開2000−32594号公報
A thick part 62 a and a thin part 62 b are provided on the bottom 62 of the case body 61 having the hollow part 64. The thin part 62b has a substantially crescent shape, and is provided on both sides of the thick part 62a. A piezoelectric element 63 is fixed to the inner surface of the thick portion 62a. The case body 61 is formed with a thick portion 62a and a thin portion 62b on the bottom portion 62, thereby providing a direction in which the thin portion 62b is provided rather than the inner diameter X of the case body 61 in the direction in which the thick portion 62a is provided. The case body 61 has a longer inner diameter Y. In the ultrasonic sensor 60, the directivity of ultrasonic waves can be adjusted by the shape of the case body 61.
JP 2000-32594 A

しかしながら特許文献1記載の超音波センサでは、指向性を調整するために、ケース体61の形状を、内径Yを内径Xよりも長い形状とする必要がある。このためケース体61を形成する加工が複雑になる。また仮に内径Xが圧電素子の直径と略同一となるまでケース体61を小型化した場合でも、ケース体61は、中空部64に内径Yを含む大きさに形成される必要がある。このため超音波センサの小型化に限界がある。またケース体61を小型化した場合、中空部64の適正な位置に圧電素子63を配置するための組み立て作業が困難である。   However, in the ultrasonic sensor described in Patent Document 1, in order to adjust the directivity, the shape of the case body 61 needs to have an inner diameter Y longer than the inner diameter X. For this reason, the process which forms the case body 61 becomes complicated. Even when the case body 61 is downsized until the inner diameter X becomes substantially the same as the diameter of the piezoelectric element, the case body 61 needs to be formed in a size including the inner diameter Y in the hollow portion 64. For this reason, there is a limit to miniaturization of the ultrasonic sensor. Further, when the case body 61 is downsized, it is difficult to assemble the piezoelectric element 63 at an appropriate position in the hollow portion 64.

本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、製造工程を簡略化し、かつ小型化を図りうる超音波センサを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an ultrasonic sensor that can simplify the manufacturing process and can be miniaturized.

上記の課題を解決するために本発明では、以下の各部を有することを特徴とするものである。   In order to solve the above problems, the present invention is characterized by having the following parts.

請求項1記載の発明に係る超音波センサは、
中空形状の本体部(11)と、
該本体部(11)の一端に設けられており、超音波の送受波を行う振動部(12)と、
前記超音波の指向性を調整するための指向性調整部(14)と、
前記本体部(11)の内部において前記振動部(12)に配設された圧電素子(13)とを有する超音波センサであって、
前記指向性調整部(14)が前記振動部(12)において前記圧電素子(13)の配設側とは反対側に設けられているものである。
The ultrasonic sensor according to the invention of claim 1 is:
A hollow body (11);
A vibration part (12) provided at one end of the main body part (11) for transmitting and receiving ultrasonic waves;
A directivity adjusting unit (14) for adjusting the directivity of the ultrasonic wave;
An ultrasonic sensor having a piezoelectric element (13) disposed in the vibration section (12) inside the main body section (11),
The directivity adjusting part (14) is provided on the vibration part (12) on the opposite side of the piezoelectric element (13).

請求項2記載の発明は、
請求項1記載の超音波センサにおいて、
前記指向性調整部(14)を、前記振動部(12)に厚みを設けて形成するものである。
The invention according to claim 2
The ultrasonic sensor according to claim 1,
The directivity adjusting portion (14) is formed by providing a thickness to the vibrating portion (12).

請求項3記載の発明は、
請求項1又は2に記載の超音波センサにおいて、

前記指向性調整部(14)を、前記圧電素子(12)と対向する領域の外側に設けたものである。
The invention described in claim 3
The ultrasonic sensor according to claim 1 or 2,

The directivity adjusting section (14) is provided outside a region facing the piezoelectric element (12).

請求項4記載の発明は、
請求項1ないし3の何れか一項に記載の超音波センサにおいて、
前記本体部(11)は、円筒形状とするものである。
The invention according to claim 4
The ultrasonic sensor according to any one of claims 1 to 3,
The main body (11) has a cylindrical shape.

なお、上記参照符号はあくまでも参考であり、これによって特許請求の範囲の記載が限定されるものではない。   In addition, the said reference code is a reference to the last, and description of a claim is not limited by this.

本発明によれば、製造工程を簡略化し、かつ小型化を図りうる超音波センサを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a manufacturing process can be simplified and the ultrasonic sensor which can aim at size reduction can be provided.

次に、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。   Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

図1、図2は本発明の基本構成を説明するための図であり、図1は、本発明に係る超音波センサの上部から見た斜視図であり、図2は本発明に係る超音波センサの下部から見た斜視図である。   1 and 2 are diagrams for explaining the basic configuration of the present invention. FIG. 1 is a perspective view of the ultrasonic sensor according to the present invention as viewed from above. FIG. 2 is an ultrasonic wave according to the present invention. It is the perspective view seen from the lower part of a sensor.

超音波センサ10は、本体部11、振動部12、圧電素子13、指向性調整部14等から構成されている。   The ultrasonic sensor 10 includes a main body part 11, a vibration part 12, a piezoelectric element 13, a directivity adjustment part 14, and the like.

本体部11は、例えばアルミニウム等の金属材料で形成された有底円筒の形状であり、一端が開口した中空部15を備えている。振動部12は、本体部11の底部を形成する振動板であり、開口側とは逆側の一端に設けられて超音波の送受波を行う。圧電素子13は、中空部15に内部において振動部12上に導電性接着剤等により固着されている。指向性調整部14は、振動部12において圧電素子13の配設側と反対側に配設されており、超音波センサ10から送波される超音波の指向性を調整する。   The main body 11 has a bottomed cylindrical shape made of a metal material such as aluminum, and includes a hollow portion 15 having one end opened. The vibration part 12 is a vibration plate that forms the bottom of the main body part 11, and is provided at one end opposite to the opening side to transmit and receive ultrasonic waves. The piezoelectric element 13 is fixed inside the hollow portion 15 on the vibrating portion 12 with a conductive adhesive or the like. The directivity adjusting unit 14 is disposed on the vibration unit 12 on the side opposite to the side where the piezoelectric element 13 is disposed, and adjusts the directivity of the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic sensor 10.

本発明の超音波センサ10では、圧電素子13により発生された振動部12の振動の伝搬を、指向性調整部14により抑制することで、送波される超音波に指向性を持たせる。   In the ultrasonic sensor 10 of the present invention, the propagation of the vibration of the vibration unit 12 generated by the piezoelectric element 13 is suppressed by the directivity adjustment unit 14 so that the transmitted ultrasonic wave has directivity.

以下に指向性調整部14について詳細に説明する。   The directivity adjusting unit 14 will be described in detail below.

本発明の超音波センサ10は、波長に対して振動面の面積が大きいほど指向性が鋭くなるという超音波の特性を利用したものである。超音波センサ10では、振動部12に設けられた指向性調整部14により、振動部12の振動の伝搬を抑制する領域を形成して振動面積を調整し、超音波センサ10から送波される超音波の指向性を調整する。   The ultrasonic sensor 10 of the present invention utilizes ultrasonic characteristics that the directivity becomes sharper as the area of the vibration surface is larger with respect to the wavelength. In the ultrasonic sensor 10, the directivity adjustment unit 14 provided in the vibration unit 12 forms a region for suppressing the propagation of vibration of the vibration unit 12 to adjust the vibration area, and is transmitted from the ultrasonic sensor 10. Adjust the directivity of ultrasound.

指向性調整部14は、図2及び図3(C)に示すように振動部12に厚みを設けて形成されている。指向性調整部14は、例えば振動部12と一体形成されていても良い。また指向性調整部14は、振動部12とは別に形成されており、振動部12に貼り付けられていても良い。また本体部11、振動部12が一体形成されており、本体部11と一体形成された振動部12に指向性調整部14が貼り付けられても良い。   The directivity adjusting unit 14 is formed by providing a thickness to the vibrating unit 12 as shown in FIGS. 2 and 3C. The directivity adjusting unit 14 may be formed integrally with the vibrating unit 12, for example. The directivity adjusting unit 14 is formed separately from the vibrating unit 12 and may be attached to the vibrating unit 12. Moreover, the main body part 11 and the vibration part 12 are integrally formed, and the directivity adjusting part 14 may be attached to the vibration part 12 integrally formed with the main body part 11.

超音波センサ10では、振動部12に厚みを設けて形成された指向性調整部14により、圧電素子13から振動部12に伝搬された振動を減衰させる。そして超音波センサ10は、振動部12の指向性調整部14が設けられていない領域において、圧電素子13から伝搬された振動を超音波として送波する。   In the ultrasonic sensor 10, vibration transmitted from the piezoelectric element 13 to the vibration unit 12 is attenuated by the directivity adjustment unit 14 formed by providing the vibration unit 12 with a thickness. The ultrasonic sensor 10 transmits the vibration propagated from the piezoelectric element 13 as an ultrasonic wave in a region where the directivity adjustment unit 14 of the vibration unit 12 is not provided.

このように本発明の超音波センサ10は、指向性調整部14を設けることにより、圧電素子13から振動部12に伝搬された振動を減衰させる振動減衰領域と、圧電素子13から振動部12に伝搬された振動をそのまま伝搬する振動伝搬領域を形成する。すなわち本発明の超音波センサ10では、本体部11の外側から指向性調整部14を付加することで、振動減衰領域と振動伝搬領域とを形成し、振動部12における振動面積を調整して超音波に指向性を持たせている。   As described above, the ultrasonic sensor 10 according to the present invention is provided with the directivity adjusting unit 14 to attenuate the vibration transmitted from the piezoelectric element 13 to the vibrating unit 12, and the piezoelectric element 13 to the vibrating unit 12. A vibration propagation region for propagating the propagated vibration as it is is formed. That is, in the ultrasonic sensor 10 of the present invention, the directivity adjustment unit 14 is added from the outside of the main body unit 11 to form a vibration attenuation region and a vibration propagation region, and the vibration area in the vibration unit 12 is adjusted to be super The sound wave has directivity.

このため本発明の超音波センサ10によれば、超音波に指向性を持たせる目的で本体部11及び振動部12の形状の加工を行う必要がなく、単に振動部12において圧電素子13の配設側と反対側に指向性調整部14を設ければ良い。また超音波センサ10では本体部11及び振動部12の形状の加工を行う必要がないため、例えば本体部11の内径が圧電素子13の直径と略同一となる程度まで小型化することも可能である。   For this reason, according to the ultrasonic sensor 10 of the present invention, it is not necessary to process the shapes of the main body 11 and the vibrating part 12 for the purpose of imparting directivity to the ultrasonic wave, and the piezoelectric element 13 is simply arranged in the vibrating part 12. The directivity adjusting unit 14 may be provided on the opposite side to the installation side. In addition, since the ultrasonic sensor 10 does not need to process the shapes of the main body 11 and the vibration part 12, for example, it can be downsized to an extent that the inner diameter of the main body 11 is substantially the same as the diameter of the piezoelectric element 13. is there.

このように本発明によれば、製造工程を簡略化し、かつ小型化を図りうる超音波センサを提供することができる。
(第一の実施例)
以下に図面を参照して本発明の第一の実施例について説明する。図3は、第一の実施例の超音波センサを説明する図であり、図3(A)は超音波センサの振動部を底面としたとき、超音波センサを底面視した図である。図3(B)は超音波センサの振動伝搬領域を説明する図である。図3(C)は、超音波センサの内部構造を模式的に説明するA−A断面図である。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an ultrasonic sensor capable of simplifying the manufacturing process and reducing the size.
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 is a diagram illustrating the ultrasonic sensor according to the first embodiment, and FIG. 3A is a diagram of the ultrasonic sensor viewed from the bottom when the vibration part of the ultrasonic sensor is the bottom surface. FIG. 3B is a diagram for explaining a vibration propagation region of the ultrasonic sensor. FIG. 3C is an AA cross-sectional view for schematically explaining the internal structure of the ultrasonic sensor.

本実施例の超音波センサ10では、一対の指向性調整部14が圧電素子13の外周に沿って配置されている。超音波センサ10では、振動部12に指向性調整部14を形成することにより、振動減衰領域16と、振動伝搬領域17とが形成される。尚厳密には振動減衰領域16からも圧電素子13により発生された振動は伝搬されるが、振動伝搬領域16から伝搬される振動に比べて十分に小さい振動であるから、本実施例の説明においてはこの振動を考慮しない。   In the ultrasonic sensor 10 of the present embodiment, a pair of directivity adjustment units 14 are arranged along the outer periphery of the piezoelectric element 13. In the ultrasonic sensor 10, the vibration attenuation region 16 and the vibration propagation region 17 are formed by forming the directivity adjusting unit 14 in the vibration unit 12. Strictly speaking, the vibration generated by the piezoelectric element 13 is also propagated from the vibration attenuation region 16, but is sufficiently smaller than the vibration propagated from the vibration propagation region 16. Does not consider this vibration.

ここで図3(A)において紙面上X軸方向を路面と水平方向とし、紙面上Y方向を路面と垂直方向とすると、振動伝搬領域17はY方向に長く、X方向に短い形状となる。このため超音波センサ10において振動伝搬領域17から送波される超音波は、Y方向に比べてX方向に広い指向性を有するものとなる。   Here, in FIG. 3A, when the X-axis direction on the paper surface is the horizontal direction with respect to the road surface, and the Y-direction on the paper surface is the vertical direction with respect to the road surface, the vibration propagation region 17 is long in the Y direction and short in the X direction. For this reason, the ultrasonic wave transmitted from the vibration propagation region 17 in the ultrasonic sensor 10 has a wider directivity in the X direction than in the Y direction.

よって超音波センサ10が車載用として用いられた場合には、X方向が路面と水平になるように配置すれば、路面と水平方向における指向性が広くし、路面と垂直方向における指向性を狭くすることができる。よって超音波センサ10は、路面を検出せずに正確に車体周囲の障害物を検出することができる。   Therefore, when the ultrasonic sensor 10 is used for in-vehicle use, if the X direction is arranged so as to be horizontal with the road surface, the directivity in the road surface and the horizontal direction is widened, and the directivity in the road surface and the vertical direction is narrowed. can do. Therefore, the ultrasonic sensor 10 can accurately detect an obstacle around the vehicle body without detecting the road surface.

指向性調整部14は、例えば段差を形成することにより振動部12に厚みを形成しても良いし、傾斜面により振動部12に厚みを設けて形成しても良い。また指向性調整部14は、例えば本体部11と同様の金属材料等で形成されても良い。また指向性調整部14は、樹脂などにより形成されても良い。   The directivity adjusting unit 14 may form a thickness in the vibrating unit 12 by forming a step, for example, or may be formed by providing the vibrating unit 12 with a thickness by an inclined surface. The directivity adjusting unit 14 may be formed of, for example, the same metal material as that of the main body unit 11. The directivity adjusting unit 14 may be formed of resin or the like.

尚本実施例の指向性調整部14は、圧電素子13から振動部12に伝搬された振動を減衰させ、振動部12から伝搬される振動を抑制することが出来れば良く、その形状や材質はこれに限定されるものではない。また本実施例の指向性調整部14は、振動伝搬領域17から送波される超音波の指向性を、Y方向に比べてX方向に広い指向性を有するように調整できれば良い。よって振動部12における指向性調整部14の配設位置は本実施例に限定されるものではない。   The directivity adjusting unit 14 according to the present embodiment only needs to attenuate the vibration propagated from the piezoelectric element 13 to the vibrating unit 12 and suppress the vibration propagated from the vibrating unit 12. It is not limited to this. In addition, the directivity adjusting unit 14 according to the present embodiment only needs to be able to adjust the directivity of the ultrasonic wave transmitted from the vibration propagation region 17 so as to have a wider directivity in the X direction than in the Y direction. Therefore, the arrangement position of the directivity adjustment unit 14 in the vibration unit 12 is not limited to the present embodiment.

次に図3(B)を参照して振動伝搬領域17について説明する。   Next, the vibration propagation region 17 will be described with reference to FIG.

振動伝搬領域17は、略円形の領域17bと、領域17bからY方向に延存した略矩形状の一対の領域17aにより形成されている。振動伝搬領域17は、領域17bと一対の領域17aを有することにより、振動伝搬領域17の長さY1が長さX1よりも長くなるように形成される。したがって振動伝搬領域17から送波される超音波は、Y方向に狭い指向性を有する超音波となる。   The vibration propagation region 17 is formed by a substantially circular region 17b and a pair of substantially rectangular regions 17a extending from the region 17b in the Y direction. The vibration propagation region 17 includes the region 17b and the pair of regions 17a, so that the length Y1 of the vibration propagation region 17 is longer than the length X1. Therefore, the ultrasonic wave transmitted from the vibration propagation region 17 is an ultrasonic wave having a narrow directivity in the Y direction.

ここで図4に本実施例の超音波センサ10の指向特性を示す。図4に示す指向特性では、本実施例の超音波センサ10は、Y方向に比べてX方向に広い指向性を有していることが分かる。   FIG. 4 shows the directivity characteristics of the ultrasonic sensor 10 of this embodiment. It can be seen from the directivity shown in FIG. 4 that the ultrasonic sensor 10 of this example has a wide directivity in the X direction compared to the Y direction.

次に図3に戻って、図3(C)を参照して本実施例の超音波センサ10の内部構造の概略を説明する。   Next, referring back to FIG. 3, an outline of the internal structure of the ultrasonic sensor 10 of the present embodiment will be described with reference to FIG.

超音波センサ10において、圧電素子13には端子T1が接続されており、本体部11には端子T2が接続されている。圧電素子13は導電性接着剤18により本体部11に固着されている。超音波センサ10では、端子T1と端子T2の両端に交流電圧を印加することにより圧電素子13を振動させて振動部12から超音波パルス信号を間欠的に送信する。本実施例では、指向性調整部14が本体部11の外側に設けられているため、端子T1及び端子T2を設ける際の配線の自由度を高めることができる。   In the ultrasonic sensor 10, a terminal T <b> 1 is connected to the piezoelectric element 13, and a terminal T <b> 2 is connected to the main body 11. The piezoelectric element 13 is fixed to the main body 11 with a conductive adhesive 18. In the ultrasonic sensor 10, the piezoelectric element 13 is vibrated by applying an alternating voltage to both ends of the terminal T <b> 1 and the terminal T <b> 2, and ultrasonic pulse signals are intermittently transmitted from the vibration unit 12. In this embodiment, since the directivity adjusting unit 14 is provided outside the main body 11, the degree of freedom of wiring when the terminals T1 and T2 are provided can be increased.

以上に説明したように、本実施例によれば、振動部12において圧電素子13の配設側と反対側に指向性調整部14を設ける構成としたため、本体部11及び振動部12の形状の加工を行う必要がない。また本実施例によれば、中空部15への圧電素子13の配設作業において、圧電素子13の配設位置の複雑な調整をする必要がない。よって本実施例によれば、超音波センサ製造工程を簡略化することができる。また本実施例によれば、本体部11の内部に加工をする必要がないため、本体部11の内径が圧電素子13の直径と略同一となる程度まで小型化することができる。   As described above, according to the present embodiment, since the directivity adjusting unit 14 is provided on the vibration unit 12 on the side opposite to the side where the piezoelectric element 13 is disposed, the shapes of the main body unit 11 and the vibration unit 12 are reduced. There is no need to process. Further, according to the present embodiment, it is not necessary to make a complicated adjustment of the arrangement position of the piezoelectric element 13 in the arrangement work of the piezoelectric element 13 in the hollow portion 15. Therefore, according to the present embodiment, the ultrasonic sensor manufacturing process can be simplified. Further, according to the present embodiment, since it is not necessary to process the inside of the main body portion 11, the main body portion 11 can be downsized to the extent that the inner diameter of the main body portion 11 is substantially the same as the diameter of the piezoelectric element 13.

また本実施例によれば、指向性調整部14は本体部11の外側に設けられるため、指向性調整部14を取り付ける際の加工において本体部11が邪魔になることがない。このため本体部11の直径を小さくしても、指向性調整部14を取り付ける加工を容易に行うことができる。よって本実施例によれば、超音波センサ10から送波される超音波に対し、容易に所望の指向性を持たせることができる。
(第二の実施例)
以下に、本発明の第二の実施例として、本体部の内径を圧電素子13の直径と略同一となるまで小型化した例を示す。
Moreover, according to the present Example, since the directivity adjustment part 14 is provided in the outer side of the main-body part 11, the main-body part 11 does not become obstructive in the process at the time of attaching the directivity adjustment part 14. FIG. For this reason, even if it reduces the diameter of the main-body part 11, the process which attaches the directivity adjustment part 14 can be performed easily. Therefore, according to the present embodiment, desired directivity can be easily given to the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic sensor 10.
(Second embodiment)
In the following, as a second embodiment of the present invention, an example in which the inner diameter of the main body is reduced to be substantially the same as the diameter of the piezoelectric element 13 will be shown.

図5は、第二の実施例の超音波センサを説明する図であり、図5(A)は超音波センサの振動部を底面としたとき、超音波センサを底面視した図である。図5(B)は、超音波センサのB−B断面図である。   FIG. 5 is a diagram for explaining the ultrasonic sensor according to the second embodiment. FIG. 5A is a diagram of the ultrasonic sensor viewed from the bottom when the vibration part of the ultrasonic sensor is the bottom. FIG. 5B is a BB cross-sectional view of the ultrasonic sensor.

図5(A)に示すように、本実施例の超音波センサ10Aでは、図5(B)に示すように、本体部11Aの内径R1を圧電素子13Aの直径R2に可能な限り近づけて構成した。本実施例では、指向性調整部14Aは、振動発生源である圧電素子13Aと対向した位置にある。よって本実施例の指向性調整部14Aを形成する厚みは、指向性調整部14が圧電素子13と対向しない位置に配置されている第一の実施例と比較して、厚い方が好ましい。   As shown in FIG. 5A, in the ultrasonic sensor 10A of the present embodiment, as shown in FIG. 5B, the inner diameter R1 of the main body 11A is made as close as possible to the diameter R2 of the piezoelectric element 13A. did. In this embodiment, the directivity adjusting unit 14A is located at a position facing the piezoelectric element 13A that is a vibration generation source. Therefore, it is preferable that the thickness for forming the directivity adjusting portion 14 </ b> A of this embodiment is thicker than that of the first embodiment in which the directivity adjusting portion 14 is disposed at a position not facing the piezoelectric element 13.

指向性調整部14Aを形成する厚みを厚くすれば、指向性調整部14Aが圧電素子13Aと対向していても、圧電素子13Aから振動部12Aに伝搬された振動をより大きく減衰させることができる。このため振動減衰領域16Aにおいて振動の伝搬を抑制することができ、振動伝搬領域17Aから伝搬される超音波にY方向に狭い指向性を持たせることができる。本実施例によれば、図5(B)に示す本体部11Aの外径R3を例えば8mm程度まで小さくすることができる。   By increasing the thickness of the directivity adjusting unit 14A, even if the directivity adjusting unit 14A is opposed to the piezoelectric element 13A, vibration propagated from the piezoelectric element 13A to the vibrating unit 12A can be further attenuated. . For this reason, propagation of vibrations can be suppressed in the vibration attenuation region 16A, and the ultrasonic waves propagated from the vibration propagation region 17A can have a narrow directivity in the Y direction. According to the present embodiment, the outer diameter R3 of the main body 11A shown in FIG. 5B can be reduced to, for example, about 8 mm.

尚本実施例の指向性調整部14Aは、振動部12Aの中央部に、X方向に比べてY方向に長い振動伝搬領域16Aを構成できるように配置されていれば良い。よって指向性調整部14Aの配設位置は本実施例に限定されるものではない。   The directivity adjusting unit 14A according to the present embodiment only needs to be arranged at the center of the vibration unit 12A so that the vibration propagation region 16A that is longer in the Y direction than in the X direction can be configured. Therefore, the arrangement position of the directivity adjusting unit 14A is not limited to the present embodiment.

また図6に、本発明のその他の実施例について示す。図6(A)は、矩形状の指向性調整部14Bが振動部12Bに配置された場合を示す図であり、図6(B)は、三日月形状の指向性調整部14Cが振動部12Cに配置された場合を示す図である。   FIG. 6 shows another embodiment of the present invention. FIG. 6A is a diagram illustrating a case where the rectangular directivity adjustment unit 14B is disposed on the vibration unit 12B. FIG. 6B illustrates that the crescent-shaped directivity adjustment unit 14C is connected to the vibration unit 12C. It is a figure which shows the case where it arrange | positions.

図6(A)及び図6(B)に示すように、何れの場合においても、振動減衰領域16B、16Cと、X方向に比べてY方向に長い振動伝搬領域17B、17Cとが形成される。よって図6(A)及び図6(B)に示す何れの形状であっても超音波の指向性を、Y方向に比べてX方向に広い指向性を有するように調整することができ、上で説明した第一の実施例及び第二の実施例と同様の効果を得ることができる。   As shown in FIGS. 6A and 6B, in any case, vibration attenuation regions 16B and 16C and vibration propagation regions 17B and 17C longer in the Y direction than in the X direction are formed. . Therefore, the directivity of the ultrasonic wave can be adjusted so as to have a wider directivity in the X direction than in the Y direction regardless of the shape shown in FIGS. 6 (A) and 6 (B). The same effects as those of the first embodiment and the second embodiment described above can be obtained.

以上、各実施例に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施例に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。   Although the present invention has been described based on each embodiment, the present invention is not limited to the requirements shown in the above embodiment. With respect to these points, the gist of the present invention can be changed without departing from the scope of the present invention, and can be appropriately determined according to the application form.

本発明に係る超音波センサの上部から見た斜視図である。It is the perspective view seen from the upper part of the ultrasonic sensor concerning the present invention. 本発明に係る超音波センサの下部から見た斜視図である。It is the perspective view seen from the lower part of the ultrasonic sensor concerning the present invention. 第一の実施例の超音波センサを説明する図である。It is a figure explaining the ultrasonic sensor of a 1st Example. 第一の実施例の超音波センサの指向特性を示す図である。It is a figure which shows the directional characteristic of the ultrasonic sensor of a 1st Example. 第二の実施例の超音波センサを説明する図である。It is a figure explaining the ultrasonic sensor of a 2nd Example. 本発明のその他の実施例を示す図である。It is a figure which shows the other Example of this invention. 特許文献1に記載された超音波センサを説明する図である。It is a figure explaining the ultrasonic sensor described in patent documents 1.

符号の説明Explanation of symbols

10 超音波センサ
11 本体部
12 振動部
13 圧電素子
14 指向性調整部
15 中空部
16 振動減衰領域
17 振動伝搬領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Ultrasonic sensor 11 Main-body part 12 Vibration part 13 Piezoelectric element 14 Directivity adjustment part 15 Hollow part 16 Vibration attenuation area 17 Vibration propagation area

Claims (4)

中空形状の本体部と、
該本体部の一端に設けられており、超音波の送受波を行う振動部と、
前記超音波の指向性を調整するための指向性調整部と、
前記本体部の内部において前記振動部に配設された圧電素子とを有する超音波センサであって、
前記指向性調整部が前記振動部において前記圧電素子の配設側とは反対側に設けられている超音波センサ。
A hollow body portion;
A vibration unit that is provided at one end of the main body and transmits and receives ultrasonic waves;
A directivity adjustment unit for adjusting the directivity of the ultrasonic wave;
An ultrasonic sensor having a piezoelectric element disposed in the vibration part inside the main body part,
The ultrasonic sensor in which the directivity adjusting unit is provided on the vibration unit on the opposite side of the piezoelectric element.
前記指向性調整部は、前記振動部に厚みを設けて形成した請求項1項に記載の超音波センサ。   The ultrasonic sensor according to claim 1, wherein the directivity adjusting unit is formed by providing a thickness to the vibrating unit. 前記指向性調整部は、前記圧電素子と対向する領域の外側に設けられている請求項1又は2に記載の超音波センサ。   The ultrasonic sensor according to claim 1, wherein the directivity adjusting unit is provided outside a region facing the piezoelectric element. 前記本体部は、円筒形状である請求項1ないし3の何れか一項に記載の超音波センサ。   The ultrasonic sensor according to claim 1, wherein the main body has a cylindrical shape.
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