JP2010286296A - Mounting structure for ultrasonic transducer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超音波送受波器の取付け構造に関し、詳細には、超音波送信後の残響振動の影響を抑制する技術に関する。 The present invention relates to an ultrasonic transducer mounting structure, and more particularly to a technique for suppressing the influence of reverberation vibration after ultrasonic transmission.
超音波センサの取付け構造としては、例えば圧電素子を組み込んだケースを、バンパーの裏側に直接接合したものが提案されている(例えば、特許文献1に記載)。 As an ultrasonic sensor mounting structure, for example, a case in which a case incorporating a piezoelectric element is directly joined to the back side of a bumper has been proposed (for example, described in Patent Document 1).
しかし、特許文献1に記載の技術では、ケースを介して振動子をバンパーに直接接合しているため、超音波を送信したときの振動子による振動がバンパーに伝達される。その結果、バンパーの残響振動が近距離に存在する障害物からの反射波に影響し、正確な反射波を得ることが困難となり、近距離の障害物の存在を検出することができない虞があった。
However, in the technique described in
そこで、本発明は、超音波送信後のバンパーから振動子へ伝わる残響振動を短時間で収束させて、近距離の障害物の存在を検出することのできる超音波送受波器の取付け構造を提供する。 Accordingly, the present invention provides an ultrasonic transducer mounting structure that can converge the reverberation vibration transmitted from the bumper to the vibrator after ultrasonic transmission in a short time and detect the presence of an obstacle at a short distance. To do.
本発明の超音波送受波器の取付け構造では、振動子を、弾性部材を介在させてバンパーの裏面に設けた振動子取付け部に取り付けた構造とする。 The ultrasonic transducer mounting structure of the present invention has a structure in which the vibrator is attached to the vibrator mounting portion provided on the back surface of the bumper with an elastic member interposed therebetween.
本発明の超音波送受波器の取付け部構造によれば、バンパーの裏面に設けられた振動子取付け部に弾性部材を介在させて振動子を取付けることで、超音波送信によってバンパーに残る残響振動が、前記弾性部材の弾性力によって減衰されて振動子へ伝達され難くなる。その結果、バンパーから振動子へ伝わる残響振動を短時間で収束することが可能となり、近距離に存在する障害物からの正確な反射波を受信することで、残響振動と反射波が混在することで、精度よく検出できなくなる虞を抑制できる。 According to the mounting structure of the ultrasonic transducer of the present invention, the reverberation vibration remaining in the bumper by ultrasonic transmission can be obtained by mounting the vibrator with the elastic member interposed in the vibrator mounting section provided on the back surface of the bumper. However, it is attenuated by the elastic force of the elastic member and is not easily transmitted to the vibrator. As a result, the reverberation vibration transmitted from the bumper to the vibrator can be converged in a short time, and the reverberation vibration and the reflected wave are mixed by receiving the accurate reflected wave from the obstacle present at a short distance. Thus, it is possible to suppress the possibility of being unable to detect accurately.
以下、本発明を適用した具体的な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
「実施形態1」
図1は実施形態1の超音波送受波器の取付け構造の拡大断面図である。超音波送受波器1は、図1に示すように、超音波を送受信する振動子2と、この振動子2を内部に収容するケース3と、から構成されている。
“
FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of an ultrasonic transducer mounting structure according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the
振動子2は、圧電素子4と、この圧電素子4に交流電流を供給する電源部(図示は省略する)と、圧電素子4に接続された第1電極5と、ケース3に接続された第2電極6と、を主たる構成としている。
The
ケース3は、アルミニウム等の導電性金属材料からなり、有底の円筒体として形成されている。この実施形態1では、円筒体のケース3としたが、その形状は特に限定されるものではない。 The case 3 is made of a conductive metal material such as aluminum and is formed as a bottomed cylindrical body. In the first embodiment, the cylindrical case 3 is used, but the shape is not particularly limited.
圧電素子4は、ケース3の底部内面3aに直接配置されている。この実施形態の圧電素子4は、円筒形状をなすケース3と同じく平面視円形状の素子として形成されている。
The piezoelectric element 4 is directly disposed on the bottom
第1電極5は、圧電素子4に対して第1入出力リード7を介して電気的に接続されている。第1入出力リード7は、ケース3との接触面とは反対側の前記圧電素子4の表面に半田接続により一端部を接続し、第1電極5の端部に半田接続により他端部を接続させている。
The
第2電極6は、ケース3の内壁面3bに対して第2入出力リード8を介して電気的に接続されている。第2入出力リード8は、ケース3の内壁面3bに半田接続により一端部を接続し、第2電極6の端部に半田接続により他端部を接続させている。この第2電極6は、ケース3が導電性金属材料から形成されているので、該ケース3の底部内面3aに直接配置された圧電素子4と電気的に接続された状態にある。
The
圧電素子4の上部には、発泡シリコーン等からなる吸音材9が配置されている。また、この吸音材9の上部には、ケース3の内部を埋め尽くすように自己接着性を有するシリコーン又はウレタン等からなる封止剤10が充填されている。
A
前記振動子2をケース3内部に収容して構成された超音波送受波器1は、車輌のバンパー11の裏面11aに設けられた振動子取付け部12に取付けられる。振動子取付け部12は、バンパー11の一部を表面11b側に向けてへこませた凹部13として形成され、前記ケース3を、その凹部13の底13aに配置した弾性部材14の上に固定している。
An
前記凹部13は、ケース3を嵌合させて配置させる円形状をなす凹みとして形成されている。この凹部13の大きさは、ケース3の外形寸法より多少大きな円形状をなす凹みとされている。弾性部材14は、凹部13の底13aに配置される本体部14Aと、この本体部14Aの外周から立ち上がる周壁部14Bとからなる。本体部14Aは、ケース3の底に施設される。周壁部14Bは、ケース3の底部近傍の周壁3cを取り囲んで設けられる。かかる弾性部材14は、例えばシリコンジェルやグリス等からなり、それ自身の持つ弾性力で、本体部14Aの外周に存在するバンパー11に残っている残響振動を減衰させる(なお、残響振動は、近傍に存在する障害物から反射される反射波によってバンパー11に生じる振動よりも小さくなるように、予め送信される超音波は制御されている)。この他、弾性部材14には、ゴムやスポンジ等も使用できる。
The
以上のように構成された超音波送受波器1においては、第1電極5と第2電極6間に電源部から交流電流が供給されると、圧電素子4が機械的変位を生じて振動子2が振動し超音波が放射される。超音波は、バンパー4の表面11b側から車輌前方又は車輌後方或いは車輌側方等に向けて放射される。車輌の周囲に障害物が存在する場合は、その障害物に超音波が当たり、その障害物に当たった反射波が前記振動子2で受信されて振動する。すると、圧電素子4に取付けられた第1電極5と第2電極6間に起電力が発生する。そして、この起電力の大きさを求めることにより、障害物の存在有無や超音波送受波器1から障害物までの距離を計測することができる。
In the
このように、実施形態1によれば、本体部14Aの外周に存在するバンパー11の残響振動が短時間で収束するため、当該バンパー11の残響振動が近距離に存在する障害物からの反射波に影響しなくなる。その結果、近距離に存在する障害物からの正確な反射波を受信することが可能となり、近距離の障害物の存在有無を精度良く確認することができる。
Thus, according to
また、実施形態1では、振動子2とバンパー11との間に介在された弾性部材14により、振動子2(この例ではケース3の底面)とバンパー11との接着面における加工精度のバラツキにより発生する微細な凹凸を前記弾性部材11にて吸収することができ、接着面の均一化により振動子2の組み付け性を向上させることができる。
In the first embodiment, the
また、実施形態1では、ケース3の底部に対応する部位だけでなくケース3の底部近傍の周壁3cを取り囲むようにして弾性部材14を設けているので、ケース3とバンパー11間が直接接しない構造になっている。そのため、超音波送信後のバンパー11の残響振動を、前記弾性部材14で減衰させて振動子2への影響を最大限に抑制することができる。
In the first embodiment, since the
「実施形態2」
図2は実施形態2の超音波送受波器の取付け構造の拡大断面図である。実施形態2では、ケース3の周囲にバンパー11の一部を削って溝部15を形成し、その溝部15の幅Wと深さFを適宜な寸法として前記超音波の放射パターンの指向特性を可変する。
“
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of an ultrasonic transducer mounting structure according to the second embodiment. In the second embodiment, a part of the
具体的には、ケース3の周囲にバンパー11の一部を削って円環凹溝となる溝部15を形成している。振動子2から放射される超音波は、前記溝部15の幅Wと深さFに応じてその放射パターンの指向特性が可変する。例えば、直径14mmの振動子2に対して、溝部15の幅Wを2mmとし、溝部15の深さFを2mmとした場合の超音波の放射パターンの指向特性は、溝部15の無い場合と比較して約50%の狭角になる。超音波送受波器1で要求する放射パターンとするには、前記溝部15の幅Wと深さFを適宜調整することで得られる。
Specifically, a part of the
なお、前記溝部15には、この溝部15を埋め尽くすように弾性部材14の周壁部14Bが設けられている。
The
実施形態2によれば、ケース3の周囲にバンパー11の一部を削った溝部15の幅15の幅Wと深さFを適宜な寸法することで、振動子2から放射する超音波の放射パターンの指向性を可変することができ、必要に応じた放射パターンを持つ超音波送受波器1とすることができる。
According to the second embodiment, the width of the
本発明は、超音波を障害物に放射して反射した反射波を受信することにより障害物の存在を検知する超音波送受波器を車輌のバンパーに取り付ける構造に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a structure in which an ultrasonic transducer that detects the presence of an obstacle by receiving a reflected wave reflected by radiating an ultrasonic wave to the obstacle is attached to a vehicle bumper.
1…超音波送受波器
2…振動子
3…ケース
4…圧電素子
5…第1電極
6…第2電極
11…バンパー
12…振動子取付け部
13…凹部
14…弾性部材
15…溝部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記バンパーの裏面に設けられた振動子取付け部に対して、前記振動子を、弾性部材を介在させて取り付けた
ことを特徴とする超音波送受波器の取付け構造。 An ultrasonic transducer mounting structure for detecting the presence of an obstacle by receiving a reflected wave reflected by an ultrasonic wave radiated from an oscillator attached to a vehicle bumper,
An ultrasonic transducer mounting structure, wherein the vibrator is attached to a vibrator mounting portion provided on a back surface of the bumper with an elastic member interposed therebetween.
前記振動子取付け部は、前記バンパーの一部を表面側に向けてへこませた凹部として形成し、前記振動子を構成する圧電素子を内部に収容させたケースを、前記凹部の底に配置した前記弾性部材の上に固定した
ことを特徴とする超音波送受波器の取付け構造。 An ultrasonic transducer mounting structure according to claim 1,
The vibrator mounting portion is formed as a concave portion in which a part of the bumper is dented toward the surface side, and a case in which the piezoelectric element constituting the vibrator is accommodated is disposed at the bottom of the concave portion. An ultrasonic transducer mounting structure characterized by being fixed on the elastic member.
前記ケースの周囲に前記バンパーの一部を削って溝部を形成し、その溝部の幅と深さを適宜な寸法として前記超音波の放射パターンの指向特性を可変する
ことを特徴とする超音波送受波器の取付け構造。 An ultrasonic transducer mounting structure according to claim 2, comprising:
An ultrasonic wave transmission / reception characterized in that a part of the bumper is cut around the case to form a groove part, and the directivity of the ultrasonic radiation pattern is varied by setting the width and depth of the groove part to appropriate dimensions. Waver mounting structure.
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