JP2015141044A - 固定部材及び該固定部材を用いた超音波センサ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 作業性が改善された固定部材及び該固定部材を用いた超音波センサ装置を提供する。【解決手段】 固定部材１は、超音波センサを保持する保持部１２と、被取付部材３に貼着される固定部１１と、保持部１２との間に固定部１１を挟む位置に設けられて固定部１１よりも先に被取付部材３に接触する接触部１４とを備える。接触部１４は、固定部１１よりも被取付部材３側への突出寸法を可変とするように薄肉とされた連結部１３を介して固定部１１に連結されている。接触部１４が保持部１２と固定部１１との間に位置する場合と違い、保持部１２に力を加えるだけで固定部１１を被取付部材３に押し付けることができるから、作業性が改善される。【選択図】図１

Description

本発明は、固定部材及び該固定部材を用いた超音波センサ装置に関するものである。

従来、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、送信した超音波が障害物において反射された反射波の受信の有無に基いて障害物の有無を検出するとともに、超音波を送信してから反射波が受信されるまでの時間に基いて障害物までの距離を検出するものがある。

さらに、図１１に示すように、超音波センサ２として、自動車のバンパーのような被取付部材３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１１の超音波センサ２は、被取付部材３に対して固定される固定部材１に保持されることで、被取付部材３に取り付けられる。被取付部材３には超音波センサ２をにおいて超音波が主に入射および出射する面である露出面２１０を露出させる露出孔３０が設けられている。超音波センサ２及び固定部材１の寸法形状は、被取付部材３において固定部材１が固定される面の反対面（例えばバンパーの外面）と露出面２１０とが略面一となるように設計されている。

上記のような固定部材１において、被取付部材３に対する固定が両面テープ１１０を用いた貼着により行われる場合、両面テープ１１０は予め固定部材１の一面（以下、「貼着面」と呼ぶ。）に貼着され、この両面テープ１１０を被取付部材３に押し付けることで貼着が達成される。

しかしながら、上記のように両面テープ１１０が用いられる場合、固定部材１が固定されるべき位置からずれた位置で両面テープ１１０が被取付部材３に接触してしまうと、固定部材１がその位置で固定されてしまう可能性がある。

そこで、図１２に示すように、両面テープ１１０よりも先に被取付部材３に接触することで被取付部材３に対する両面テープ１１０の接触を阻止する突起１９１を固定部材１に設けることが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

上記構成によれば、突起１９１を被取付部材３に接触させることで被取付部材３に対する両面テープ１１０の接触を避けつつ固定部材１の位置を微調整することができるから、作業性が改善される。

特開２０１２−１２２９３６号公報 特開２０１３−８６６１６号公報

図１２の例においては、固定部材１において被取付部材３に貼着される部位である固定部１１と、超音波センサ２を保持する部位である保持部１２とは、板状のブラケット１９を介して互いに連結されている。また、固定部１１及び保持部１２とブラケット１９との連結部は他の部位よりも薄肉とされており、これによって、固定部１１やブラケット１９を保持部１２に対して変位させるような変形が可能となっている。被取付部材３に対して固定部材１を位置合わせする際には、作業者は保持部１２を保持する。

さらに、図１２の例において、上記の突起１９１はブラケット１９に設けられている。つまり、上記の突起１９１は、固定部１１と保持部１２との間に位置している。

従って、図１２の例においては、固定部材１を被取付部材３に貼着する際には、保持部１２を保持した状態で、突起１９１よりも保持部１２から離れた位置にある固定部１１を押す必要があり、作業性が低かった。

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、作業性が改善された固定部材及び該固定部材を用いた超音波センサ装置を提供することにある。

本発明は、被取付部材に対する取付部材の固定に用いられる固定部材であって、前記取付部材を保持する保持部と、前記被取付部材に貼着される固定部と、前記保持部との間に前記固定部を挟む位置に設けられて前記固定部よりも先に前記被取付部材に接触する接触部とを備え、前記固定部よりも前記被取付部材側への前記接触部の突出寸法を可変とするように前記接触部を前記固定部に対して連結する連結手段とを備えることを特徴とする。

上記の固定部材において、前記固定部は厚さ方向の一面を前記被取付部材に貼着される板状であって、前記保持部は前記固定部よりも前記固定部の厚さ方向の一方側に突出し、前記接触部は前記固定部よりも前記固定部の厚さ方向の他方側に突出することが望ましい。

上記の固定部材において、前記連結手段は前記固定部において前記被取付部材に向けられる面に連結されていることが望ましい。

上記の固定部材において、前記固定部と前記連結手段と前記接触部とは一体成型されていて、前記連結手段は、前記固定部と前記接触部とのいずれよりも薄肉に形成されていることが望ましい。

上記の固定部材において、前記接触部は前記被取付部材上への投影において前記保持部を囲む配置で３個以上設けられていることが望ましい。

上記の固定部材において、前記保持部に対する前記取付部材の固定の向きを示す取付向き表示部を有することが望ましい。

上記の固定部材において、前記保持部は、前記取付部材が所定の方向にのみ取付ることができる規制部を有することが望ましい。

本発明の超音波センサ装置は、上記いずれかの固定部材と、前記取付部材としての超音波センサとを備えることを特徴とする。

上記の超音波センサ装置において、前記固定部材は自動車が有する前記被取付部材としての外装板に固定されることが望ましい。

本発明によれば、固定部が被取付部材に接触しない状態を維持しつつ固定部材の位置合わせすることが容易となるから、接触部が設けられない場合に比べて作業性が改善される。

また、接触部が、保持部との間に固定部を挟む位置に設けられていることで、固定部において保持部に近い部位が保持部から離れた部位よりも先に被取付部材に接触しやすい。これにより、被取付部材に対する保持部の位置合わせが比較的に容易となる。さらに、接触部が固定部と保持部との間に位置する場合に比べ、被取付部材への固定部の貼着時に、保持部を保持した状態で固定部を被取付部材に押し付けることが比較的に容易となり、作業性が改善される。

本発明の実施形態に係る超音波センサ装置における固定部材が湾曲した被取付部材に固定される過程を示す正面図である。 上記の超音波センサ装置が平坦な被取付部材に固定された状態を示す正面図である。 上記の超音波センサ装置における固定部材と超音波センサとを示す正面図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ上記の超音波センサ装置における固定部材を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は下面図である。 上記の超音波センサ装置の要部を示す断面図である。 上記の超音波センサ装置の別の要部を示す断面図である。 上記の超音波センサ装置における固定部材の要部を示す断面図である。 上記の超音波センサ装置における固定部材が被取付部材に貼着された状態の要部を示す断面図である。 本発明の別の実施形態における固定部材の要部を示す断面図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ本発明の更に別の実施形態における固定部材の要部を示す断面図であり、（ａ）（ｂ）はそれぞれ異なる例を示す。 従来例を示す断面図である。 別の従来例の要部を示す正面図である。

本発明は、被取付部材３に対する取付部材（超音波センサ２）の固定に用いられる固定部材１であって、取付部材（超音波センサ２）を保持する保持部１２と、被取付部材３に貼着される固定部１１と、保持部１２との間に固定部１１を挟む位置に設けられて固定部１１よりも先に被取付部材３に接触する接触部とを備え、固定部１１よりも被取付部材３側への接触部１４の突出寸法を可変とするように接触部１４を固定部１１に対して連結する連結手段とを備えることを特徴とする。

上記の固定部材１において、固定部１１は厚さ方向の一面を被取付部材３に貼着される板状であって、保持部１２は固定部１１よりも固定部１１の厚さ方向の一方側に突出し、接触部１４は固定部１１よりも固定部１１の厚さ方向の他方側に突出することが望ましい。

上記の固定部材１において、連結手段（連結部１３）は固定部１１において被取付部材３に向けられる面に連結されていることが望ましい。

上記の固定部材１において、固定部１１と連結手段（連結部１３）と接触部１４とは一体成型されていて、連結手段（連結部１３）は、固定部１１と接触部１４とのいずれよりも薄肉に形成されていることが望ましい。

上記の固定部材１において、接触部１４は被取付部材３上への投影において保持部１２を囲む配置で３個以上設けられていることが望ましい。

上記の固定部材１において、保持部１２に対する取付部材（超音波センサ２）の固定の向きを示す取付向き表示部（第１表示凸部１５１、第２表示凸部１５２）を有することが望ましい。

上記の固定部材１において、保持部１２は、取付部材が所定の方向にのみ取付ることができる規制部（スライド溝１５３）を有することが望ましい。

本発明の超音波センサ装置は、上記いずれかの固定部材１と、取付部材としての超音波センサ２とを備えることを特徴とする。

上記の超音波センサ装置において、固定部１１材は自動車が有する被取付部材３としての外装板に固定されることが望ましい。

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。

図１〜図４（ａ）（ｂ）に示すように、本実施形態の固定部材１は、被取付部材３に貼着される貼着面を有する固定部１１と、取付部材としての超音波センサ２を保持する保持部１２とを有する。以下、上下左右は図２を基準とし、図２の紙面に直交する方向（図４（ａ）での上下方向）を前後方向と呼ぶ。すなわち、被取付部材３において固定部材１が固定される面を上面と呼び、保持部１２に対して固定部１１が突出する方向を左右方向と呼ぶ。また、固定部１１における上記の貼着面は下面となる。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とは必ずしも一致しない。

超音波センサ２は、軸方向を上下方向に向けた円柱形状の本体部２１を有する。本体部２１には、超音波の送受信に用いられる圧電素子（図示せず）が収納及び保持されており、本体部２１の一方の底面が、超音波が主に入出力される露出面２１０となっている。また、本体部２１の他方の底面には、コネクタ部２２が連結されている。本体部２１には、上記の圧電素子に入力される電気信号に対する増幅や、上記の圧電素子が出力する電気信号に対するノイズ除去や増幅といった、適宜の信号処理を行う信号処理回路（図示せず）が収納及び保持されている。コネクタ部２２は本体部２１の軸方向に直交する一方側（右側）へ突出しており、先端（右端）に開口（図示せず）を有する。コネクタ部２２内には、それぞれ例えば導電材料からなり上記の信号処理回路に電気的に接続された複数個のコンタクト（図示せず）が収納されている。すなわち、電線の一端に設けられたプラグ（図示せず）がコネクタ部２２に挿入されると、プラグが有するコンタクトがコネクタ部２２のコンタクトに接触導通することで、上記の電線と信号処理回路との電気的な接続が達成される。

被取付部材３は、例えば、車両が有する外装板（バンパーなど）である。被取付部材３には、超音波センサ２の露出面２１０を露出させる円形状の貫通孔である露出孔３０が設けられる。

固定部材１は、例えば合成樹脂からなる１個の部品で構成されている。固定部１１は上下に扁平な全体として長方形の板状であって、下面に貼着された両面テープ１１０により、被取付部材３の上面（例えば自動車のバンパーの内面）に貼着される。また、固定部１１の中央部には、本体部２１が挿入される貫通孔１２０が設けられている。保持部１２は上記の貫通孔１２０の前後に１個ずつ合計２個設けられており、それぞれ厚さ方向を前後方向に向けて固定部１１の上面から上方に突出している。超音波センサ２は、厚さ方向を前後方向に向けた扁平な形状であって上端部のみにおいて超音波センサ２の他の部位に連結された挟み部２３を有する。挟み部２３は、上端部に対して下端部を前後に変位させるように弾性変形可能となっている。固定部材１の各保持部１２は、それぞれ１個ずつの挟み部２３と本体部２１との間に挟まれる。さらに、各保持部１２においてそれぞれ前後方向の外向きの面（他方の保持部１２とは逆側へ向けられた面）には係合凸部１２１が設けられ、各挟み部２３にはそれぞれ係合穴２３１が設けられていて、各係合凸部１２１がそれぞれ係合穴２３１に係入することで、超音波センサ２は固定部材１に結合する。係合穴２３１に対する係合凸部１２１の係脱は挟み部２３を一時的に弾性変形させることで実現することができ、これによって超音波センサ２は固定部材１に対して着脱自在となっている。上記の係合穴２３１は貫通孔であってもよいし、保持部１２に向けられる面のみに開口した凹部であってもよい。

また、固定部１１の上面において、保持部１２の左右両側には、それぞれ、前後両側に開放された直線状の第１溝１１１が設けられている。固定部１１は、この第１溝１１１の底部において薄肉となっていることで、左右両端部を中央部に対して（つまり保持部１２に対して）上限に変位させるように変形可能となっている。また、固定部１１の上面には、左右両端の中央部から第１溝の前後両端部にかけて、Ｖ字形状の第２溝１１２が設けられている。固定部１１は、この第２溝１１２の底部において薄肉となっていることで、４隅付近を中央部に対して上下に変位させるように変形可能となっている。

また、固定部材１は、貼着面に直交する軸に関して２回以上の回転対称性を有さない形状とされている。

具体的には、図４（ａ）（ｂ）に示すように、固定部１１の右端には三角形状の第１表示凸部１５１が設けられ、固定部１１の左端には長方形状の第２表示凸部１５２が設けられている。コネクタ部２２の先端を右側（第１表示凸部１５１側）へ向けて取り付けるべきことが、固定部材１自体や固定部材１に添付される説明書において表示される。すなわち、上記の第１表示凸部１５１と第２表示凸部１５２とはそれぞれ固定部材１に対する取付部材としての超音波センサ２の取付の向きを示す取付向き表示部である。

また、図４（ａ）に示すように、各保持部１２において前後方向の内向きの面（他方の保持部１２に向けられる面）には、それぞれ上方に開放されたスライド溝１５３が設けられている。スライド溝１５３は、前側の保持部１２に１個設けられ、後側の保持部１２には２個左右に並べて設けられている。図５及び図６に示すように、超音波センサ２には、スライド溝１５３に一対一に対応する３個のスライド凸部２４が設けられている。各スライド凸部２４がそれぞれ対応するスライド溝１５３に導入されるような正しい向きでなければ、スライド凸部２４と保持部１２とが互いに干渉するから超音波センサ２を固定部材１に取り付けることができない。すなわち、スライド溝１５３は取付部材である超音波センサ２の取付方向を規制するための規制部である。

さらに、固定部材１は、固定部１１の側面から左右方向の外向きに突出する連結手段としての連結部１３と、連結部１３の先端から下方に突出する接触部１４とを有する。連結部１３は、固定部１１における溝１１１，１１２が設けられていない部位よりも厚さ寸法（上下方向での寸法）を小さくされており、固定部１１に対して接触部１４を上下に変位させるような変形が可能となっている。また、図７に示すように、連結部１３が変形していない状態での固定部１１の下方への接触部１４の突出寸法Ｈ１は、固定部１１の下方への両面テープ１１０の突出寸法Ｈ２よりも大きくされている。すなわち、連結部１３が変形していない状態では、接触部１４の下端は両面テープ１１０よりも下方（つまり、固定部１１の厚さ方向の一方であって、固定部１１に対する保持部１２の突出方向とは逆方向）に突出する。また、連結部１３が変形することで、固定部１１よりも下側（つまり被取付部材３側）への接触部１４の突出寸法が小さくなる。すなわち、接触部１４は、固定部１１よりも被取付部材３側への突出寸法を可変とされている。

固定部材１を被取付部材３に固定する過程では、両面テープ１１０よりも先に接触部１４が被取付部材３に接触することで、被取付部材３に対する両面テープ１１０の接触が阻止される。この状態で、固定部材１の位置を微調整した後、保持部１２に対して下向きの力を加えることで図８に示すように固定部１１と連結部１３とをそれぞれ変形させて両面テープ１１０を被取付部材３に押し付け、貼着する。

上記構成によれば、固定部１１（厳密には両面テープ１１０）が被取付部材３に接触しない状態を維持しつつ固定部材１を容易に位置合わせすることができる。これにより、接触部１４が設けられない場合に比べて作業性が改善される。

ここで、図１２の従来例では、両面テープ１１０よりも先に被取付部材３に接触する部位である突起１９１が、固定部１１と保持部１２との間に位置している。従って、図１２の従来例の場合、固定部１１を被取付部材３に貼着する際には、位置合わせのために保持部１２を保持した状態で、上記の突起１９１よりも保持部１２から離れた固定部１１に押力を加える必要があり、比較的に作業性が低くなる。これに対し、本実施形態では、両面テープ１１０よりも先に被取付部材３に接触する部位である接触部１４が、保持部１２との間に固定部１１を挟む位置（言い換えると、固定部１１に関して保持部１２の反対側）に設けられている。従って、被取付部材３への固定部１１の貼着時には、作業者は、位置合わせのために保持されるべき部位である保持部１２に力を加えるだけで、固定部１１を被取付部材３に押し付けることができる。これにより、図１２の従来例に比べ、被取付部材３への固定部１１の貼着時に保持部１２を保持した状態で固定部１１を被取付部材３に押し付けることが比較的に容易となり、作業性が改善される。

また、固定部１１を被取付部材３に貼着する過程で、両面テープ１１０において、保持部１２から離れた部位が、保持部１２に近い部位よりも先に被取付部材３に接触する場合、被取付部材３の露出孔３０に対する保持部１２の位置合わせが比較的に困難となる。特に、図１のように被取付部材３において固定部１１が貼着される面が凹面となっている場合、上記のようなことが発生しやすい。本実施形態では、接触部１４が固定部１１よりも保持部１２から離れた位置にあることで、固定部１１（厳密には両面テープ１１０）において、保持部１２に近い部位が、保持部１２から離れた部位よりも先に被取付部材３に接触しやすい。従って、本実施形態では、被取付部材３の露出孔３０に対する保持部１２の位置合わせが比較的に容易となっている。

なお、固定部１１を被取付部材３に貼着する貼着手段としては、上記のような両面テープ１１０に代えて接着剤を用いてもよい。

また、接触部１４の個数は必ずしも４個である必要はない。ただし、各接触部１４がそれぞれ被取付部材３に接触した状態での固定部材１の姿勢を安定させるためには、接触部１４は上方から見て（つまり、被取付部材３上への投影において）保持部１２を囲む配置で３個以上設けられることが望ましい。

さらに、上記のように連結部１３の厚さ方向を貼着面に交差する方向に向ける代わりに、図９に示すように、連結部１３の厚さ方向を貼着面に沿った方向（図では左右方向）に向けてもよい。図９の例での固定部１１において、接触部１４が連結部１３を介して連結された面は、被取付部材３に向けられる面である下面となっている。これにより、図１〜図８の例のように接触部１４が固定部１１の側面に連結される場合に比べ、上下方向（つまり貼着面に直交する方向）から見た固定部材１の寸法形状（言い換えると、被取付部材３上における固定部材１の占有面積）を小さくすることができる。

または、上記のように固定部１１と連結部１３と接触部１４とを１個の部品に構成する代わりに、図１０（ａ）や図１０（ｂ）に示すように接触部１４を固定部１１とは別途の部品に構成してもよい。図１０（ａ）の例では、接触部１４が構成された部品は、比較的に粘着力が低い接着剤または両面テープにより固定部１１の上面に貼着される貼着部１６を有する。この場合、固定部材１を被取付部材３に固定する際には接触部１４が被取付部材３から受ける反力により貼着部１６が固定部１１から剥離することで接触部１４が変位するのであり、上記の接着剤または両面テープが連結手段を構成する。図１０（ｂ）の例では、接触部１４が構成された部品は、固定部１１の下面に設けられた凹部１１３に一部を収納されている。図１０（ｂ）の例では、連結手段としては、例えばボールジョイントや軸支といった周知の可動連結構造を用いることができる。

１ 固定部材
２ 超音波センサ（取付部材）
３ 被取付部材
１１ 固定部
１２ 取付部
１３ 連結部（連結手段）
１４ 接触部
１５１ 第１表示凸部（取付向き表示部）
１５２ 第２表示凸部（取付向き表示部）
１５３ スライド溝（規制部）

Claims (9)

1. 被取付部材に対する取付部材の固定に用いられる固定部材であって、
   前記取付部材を保持する保持部と、
   前記被取付部材に貼着される固定部と、
   前記保持部との間に前記固定部を挟む位置に設けられて前記固定部よりも先に前記被取付部材に接触する接触部とを備え、
   前記固定部よりも前記被取付部材側への前記接触部の突出寸法を可変とするように前記接触部を前記固定部に対して連結する連結手段とを備えることを特徴とする固定部材。
2. 前記固定部は厚さ方向の一面を前記被取付部材に貼着される板状であって、前記保持部は前記固定部よりも前記固定部の厚さ方向の一方側に突出し、前記接触部は前記固定部よりも前記固定部の厚さ方向の他方側に突出することを特徴とする請求項１記載の固定部材。
3. 前記連結手段は前記固定部において前記被取付部材に向けられる面に連結されていることを特徴とする請求項２記載の固定部材。
4. 前記固定部と前記連結手段と前記接触部とは一体成型されていて、
   前記連結手段は、前記固定部と前記接触部とのいずれよりも薄肉に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の固定部材。
5. 前記接触部は前記被取付部材上への投影において前記保持部を囲む配置で３個以上設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の固定部材。
6. 前記保持部に対する前記取付部材の固定の向きを示す取付向き表示部を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の固定部材。
7. 前記保持部は、前記取付部材が所定の方向にのみ取付ることができる規制部を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の固定部材。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の固定部材と、前記取付部材としての超音波センサとを備えることを特徴とする超音波センサ装置。
9. 前記固定部材は自動車が有する前記被取付部材としての外装板に固定されることを特徴とする請求項８記載の超音波センサ装置。

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