JP2012122936A

JP2012122936A - 超音波センサ

Info

Publication number: JP2012122936A
Application number: JP2010275646A
Authority: JP
Inventors: Takashi Tsuji; 崇志辻; Naoya Azuma; 直哉東; Yasushi Nagano; 康志永野
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-12-10
Filing date: 2010-12-10
Publication date: 2012-06-28
Also published as: US20130250732A1; EP2650694B1; CN103261910A; EP2650694A1; WO2012077793A1; EP2650694A4; CN103261910B; US9564116B2

Abstract

【課題】バンパーに取り付けられた状態での見栄えの改善が可能な超音波センサを提供する。
【解決手段】それぞれバンパー１の内面（図１での上面）に接着固定される２個の取付台２と、超音波を送受信する送受信手段を保持したセンサ本体３とを備える。各取付台２とセンサ本体３とはそれぞれ凹凸係合により互いに着脱自在に結合する結合部２２，３２を有する。超音波センサを２個のブロックで構成するとともにバンパー１を内外から挟む形で該２個のブロックを互いに結合させる場合と違い、超音波センサの一部をバンパー１の外側に突出させる必要がないから見栄えの改善が可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、超音波センサに関するものである。

従来から、超音波を送信するとともに障害物で反射された超音波を受信する超音波センサが提供されている。この種の超音波センサとしては、例えば、受信された超音波におけるドップラーシフトに基づいて障害物の有無を判定するドップラーセンサなどがある。

さらに、上記の超音波センサとして、図５に示すように、自動車のバンパー１に取り付けて用いられるものがある（例えば、特許文献１参照）。

詳しく説明すると、図５の超音波センサは、バンパー１に設けられた露出穴１１に挿通される形でバンパー１に固定されるものであって、バンパー１の外面側から露出穴１１に挿入される外側ブロック４１と、バンパー１の内面側から外側ブロック４１に結合する内側ブロック４２とを備える。すなわち、外側ブロック４１と内側ブロック４２とが間にバンパー１を挟む形で結合することで、上記の超音波センサはバンパー１に対して固定される。

特開２０１０−１９４４４１号公報

しかしながら、図５のように外側ブロック４１と内側ブロック４２との間にバンパー１を挟む構造では、外側ブロック４１の一部がバンパー１の外面側（図５での左側）に突出してしまうため、バンパー１に取り付けられた状態での見栄えが悪かった。

本発明は、上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、バンパーに取り付けられた状態での見栄えの改善が可能な超音波センサを提供することにある。

本発明は、バンパーに取り付けられる超音波センサであって、それぞれ前記バンパーの内面に固定される固定部を有する複数個の取付台と、超音波を送信する送信手段と超音波を受信する受信手段との少なくとも一方を保持したセンサ本体とを備え、各前記取付台はそれぞれ結合部を有し、前記センサ本体はそれぞれ前記取付台の前記結合部に対して着脱自在に結合する複数個の結合部を有することを特徴とする。

この超音波センサにおいて、前記固定部に溝とスリットとの少なくとも一方が設けられた前記取付台を少なくとも１個備えることが望ましい。

また、この超音波センサにおいて、前記センサ本体に当接することで各前記取付台に対する前記センサ本体の回転を禁止する回転禁止部を有する前記取付台を少なくとも１個備えることが望ましい。

さらに、この超音波センサにおいて、それぞれ前記バンパーに固定された各前記取付台に前記センサ本体が結合した状態では、各前記取付台と前記センサ本体との少なくともいずれか１個は、前記センサ本体を前記バンパーの内面に押し付ける弾性力が生じるように弾性変形することが望ましい。

本発明によれば、超音波センサを２個のブロックで構成するとともにバンパーを内外から挟む形で該２個のブロックを互いに結合させる場合と違って超音波センサの一部をバンパーの外側に突出させる必要がないから、上記の場合に比べて見栄えの改善が可能である。また、センサ本体に複数個の結合部を設けているから、結合部を１個しか設けない場合に比べてバンパーからセンサ本体が外れにくい。

（ａ）（ｂ）はそれぞれ本発明の実施形態を示す、バンパーの内面側から見た斜視図であり、（ａ）はセンサ本体が各取付台から分離された状態を示し、（ｂ）はセンサ本体が各取付台に結合した状態を示す。同上のセンサ本体が取付台に結合した状態の要部を示す断面図である。同上がバンパーに取り付けられた状態の要部を示す断面図である。同上がバンパーに取り付けられた状態を示す、バンパーの外面側から見た斜視図である。従来例を示す断面図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

本実施形態は、図１に示すように、円形状の露出穴１１が貫設されたバンパー１に対して固定されるものであって、露出穴１１を挟む配置でそれぞれバンパー１の内面（図１での上面）に接着固定される２個の取付台２と、各取付台２に対しそれぞれ凹凸係合により着脱自在に結合するセンサ本体３とを備える。

以下、図１のＡＢＣＤＥＦの方向をそれぞれ上下左右前後と呼ぶ。つまり、バンパー１の厚さ方向の内面側となる方向及びバンパー１に取り付けられた状態で該方向に向けられる方向を上方と呼び、取付台２が並ぶ方向を左右方向と呼ぶ。なお、上記の方向はあくまで説明の便宜上定義するものであって、実際の使用状態での方向には必ずしも一致せず、本実施形態は通常は上記表現でいうところの下方を車両の前方又は後方へ向けて用いられる。

詳しく説明すると、各取付台２はそれぞれ例えば合成樹脂からなり、各取付台２は互いに共通の寸法形状となっている。各取付台２は、それぞれ、全体として厚さ方向を上下方向とし長手方向を前後方向とする長方形の平板状の固定部２１と、固定部２１の上面において前後方向の中央部から突設され厚さ方向を前後方向に向けた平板状の結合部２２とを有する。各取付台２の固定部２１の下面は、例えば周知の粘着シート５を用いてバンパー１の内面に接着固定される。なお、各取付台２をバンパー１の内面に固定する方法としては、上記のような粘着シート５を用いた接着固定に代えて、例えば、接着剤を用いた接着固定や、溶着や、ねじ止めなどの、他の方法を用いてもよい。

ここで、バンパー１は車両の外観を構成するものであるので、車両のデザインによっては曲面形状とされる。そこで、本実施形態では、取付台２の固定部２１において結合部２２の前後両側には、それぞれ、上面に複数個の溝２１１が設けられるとともに、上下に開放されたスリット２１２，２１３が複数個設けられている。すなわち、固定部２１において上記の溝２１１によって薄肉となった部位を適宜曲げることや、上記のスリット２１２，２１３の幅を変えるように固定部２１を変形させることで、ある程度の曲面にも固定部２１を接着可能となっている。さらに、取付台２の結合部２２の厚さ方向の一方の面（左側の取付台２では前面、右側の取付台２では後面）には係合凸部２２１が突設されており、この係合凸部２２１は全体として上端に向かって（つまり固定部２１から離れるほど）突出寸法が小さくなるように傾斜している。本実施形態における具体的な配置としては、係合凸部２２１は上記の面の中央よりも向かってやや右下寄りに設けられている。また、スリット２１２，２１３としては、係合凸部２２１の前後の一方ずつの近傍から前後方向の外向きに端まで延長された２個のスリット（以下、「第１スリット」と呼ぶ。）２１２と、係合凹部２２１の左右の一方ずつにおいて左右方向の外側に解放されて結合部２２の前後両側で固定部２１と結合部２２とを分離する２個のスリット（以下、「第２スリット」と呼ぶ。）２１３とが設けられている。さらに、溝２１１は結合部２２の前後に２個ずつ設けられ、それぞれ、結合部２１の左右の一方ずつの端付近から、第１スリット２１２の開放端（つまり前後方向の外側の端）まで延長されている。なお、溝２１１やスリット２１２，２１３の個数や形状は、想定されるバンパー１の形状に応じて適宜変更することができる。

また、センサ本体３は、軸方向を上下方向に向けた円柱形状の本体部３１と、本体部３１の外周面において本体部３１を挟んで互いに反対側となる左右２箇所からそれぞれ本体部３１の径方向（左右方向の外向き）に突設された結合部３２と、本体部３１の上端から本体部３１の後方へ延長されたコネクタ部３３とを有する。センサ本体３の本体部３１には超音波を送信する送信手段と超音波を受信する受信手段とを兼ねた送受信手段（図示せず）が保持されている。そして、センタ本体３の本体部３１の下端面は、超音波が入射及び出射する入出射面３１１となっている。上記の送受信手段は超音波と電気信号との相互の変換を行うものであって、このような送受信手段は例えば圧電素子を用いて周知技術で実現することができる。また、コネクタ部３３には外部回路との電気的接続のためのコネクタが保持される。さらに、上記の送受信手段と上記の外部回路との間で増幅やノイズ除去などの信号処理を行う信号処理回路を構成する回路部品が、本体部３１やコネクタ部３３に収納及び保持されていてもよい。

センサ本体３の各結合部３２は、それぞれ、厚さ方向を前後方向とした扁平な形状であって間に隙間を空けて対向する２個の挟み片３２１，３２２を有する。センサ本体３において少なくとも各結合部３２はそれぞれ例えば合成樹脂のように弾性変形可能な材料で構成されており、各結合部３２はそれぞれ挟み片３２１，３２２の下端部間の距離を大きくするように弾性変形可能となっている。また、各結合部３２において、入出射面３１１側から見て時計回り方向側の一方の挟み片３２１には取付台２の係合凸部２２１が係入する係合穴３２３が設けられている。さらに、上記の弾性変形を発生させやすくするために、各結合部３２の上記の挟み片３２１においては係合穴３２３の周囲には適宜のスリット３２４が設けられている。

本実施形態をバンパー１に固定する際には、まず、２個の取付台２を、露出穴１１を挟む配置でバンパー１の内面に接着固定する。このとき、結合部２２を露出穴１１の近傍に位置させ、且つ、係合凸部２２１の突出方向は２個の取付台２で互いに逆向きとする。

さらに、センサ本体３の各結合部３２の挟み片３２１，３２２間に、それぞれ１個ずつの取付台２の結合部２２を導入するとともに、センサ本体３を下方（すなわちバンパー１側）へ押し込む。すると、係合凸部２２１の傾斜面上を挟み片３２１が摺動することで各結合部３２がそれぞれ挟み片３２１，３２２の下端部間の距離を大きくするように弾性変形する。やがて、各結合部３２の係合穴３２３がそれぞれ係合凸部２２１に達すると、各結合部３２の弾性復帰とともに図２に示すように各係合凸部２２１がそれぞれ係合穴３２３に係入する。ここにおいて、センサ本体３は、上方（すなわちバンパー１から離れる方向）への変位を係合穴３２３の内面と取付台２の係合凸部２２１との当接により禁止される。また、本体部３１の軸周りでのセンサ本体３の回転は、挟み片３２１，３２２と取付台２の結合部２２との当接により禁止される。つまり、取付台２の結合部２２は回転禁止部でもある。上記の状態では、係合穴３２３を有する挟み片３２１の上端部は取付台２の結合部２２の上端よりも上側に位置する。

なお、実際には、各取付台２をそれぞれバンパー１に接着固定する作業は、各取付台２をそれぞれセンサ本体３に結合させる作業の後であってもよい。

ここで、図３に示すように、センサ本体３が上記のように取付台２に取り付けられた状態での、取付台２の固定部２１からのセンサ本体３の突出寸法であって結合部２２の反対側（図３での下方）への突出寸法は、取付が想定されているバンパー１の厚さ寸法と略同じとされている。これにより、バンパー１への本実施形態の取付が完了した状態では、入出射面３１１はバンパー１の外面（図３での下面）に略面一となる。バンパー１の露出穴の内径がセンサ本体３の本体部３１の外径と略同じとされた場合、図４に示すように、バンパー１の外面側から見ると入出射面３１１のみが露出穴１１から露出する。

センサ本体３を各取付台２から取り外す際には、係合穴３２３を有する挟み片３２１において取付台２の結合部２２よりも上側の部位を他方の挟み片３２２に近づける方向（図２での右方）に押圧する。すると、取付台２の結合部２２との接点を支点として上記の挟み片３２１が回転するように結合部３２が弾性変形して係合穴３２３と係合凸部２２１との係合が解除されるから、そのままセンサ本体３を上方（すなわち取付台２の固定部２１から離す方向）に変位させればよい。

上記構成によれば、センサ本体３がバンパー１の外側に突出する場合に比べて見栄えが改善される。また、センサ本体３に複数個の結合部３２を設けているから、結合部３２を１個しか設けない場合に比べてバンパー１からセンサ本体３が外れにくい。

また、センサ本体３をバンパー１の上面（すなわち内面）に当接させるとともに、各取付台２において係合凸部２２１の下面と固定部２１の下面との間の上下の幅を、センサ本体３においてバンパー１の上面に当接する面と係合穴３２３の下端との間の上下の幅よりも僅かに小さくしてもよい。すなわち、取付台２を用いてセンサ本体３がバンパー１に取り付けられた状態では、センサ本体３と各取付台２とがそれぞれ弾性変形し、この弾性力によってセンサ本体３がバンパー１の上面に押し付けられる。上記構成を採用すれば、取付台２において係合凸部２２１の下面と固定部２１の下面との間の上下の幅を、センサ本体３においてバンパー１の上面に当接する面と係合穴３２３の下端との間の上下の幅よりも大きくする場合に比べ、バンパー１に取り付けられた状態でのセンサ本体３のがたつきが抑えられる。

なお、細部は適宜変更可能である。例えば、結合部２２，３２の個数や取付台２の個数は２個に限られず、それぞれ３個以上としてもよい。また、１個の取付台２に２個以上の結合部２２を設けることも可能である。具体的には例えば本実施形態における２個の取付台２の固定部２１の前端部間と後端部間との少なくとも一方が互いに連結されたような、全体として環形状又はコ字形状の構造とする。ただし、本実施形態のようにセンサ本体３の複数個の結合部３２に一対一に対応する複数個の取付台２を用いたほうが、上記複数個の結合部３２に結合する各結合部２２を１個の取付台２に設ける場合に比べて曲面形状のバンパー１に対応させやすい。

また、結合部２２，３２の構造としては、例えば、本実施形態とは逆に、取付台２の結合部２２がセンサ本体３の結合部３２を挟むような構造としてもよい。

１バンパー
２取付台
３センサ本体
２１固定部
２２結合部（回転禁止部を兼ねる）
３２結合部
２１１溝
２１２，２１３スリット

Claims

バンパーに取り付けられる超音波センサであって、
それぞれ前記バンパーの内面に固定される固定部を有する複数個の取付台と、
超音波を送信する送信手段と超音波を受信する受信手段との少なくとも一方を保持したセンサ本体とを備え、
各前記取付台はそれぞれ結合部を有し、前記センサ本体はそれぞれ前記取付台の前記結合部に対して着脱自在に結合する複数個の結合部を有することを特徴とする超音波センサ。
前記固定部に溝とスリットとの少なくとも一方が設けられた前記取付台を少なくとも１個備えることを特徴とする請求項１記載の超音波センサ。
前記センサ本体に当接することで各前記取付台に対する前記センサ本体の回転を禁止する回転禁止部を有する前記取付台を少なくとも１個備えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の超音波センサ。
それぞれ前記バンパーに固定された各前記取付台に前記センサ本体が結合した状態では、各前記取付台と前記センサ本体との少なくともいずれか１個は、前記センサ本体を前記バンパーの内面に押し付ける弾性力が生じるように弾性変形することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の超音波センサ。