JP2020167490A - 超音波トランスデューサ、物体検知システム及び移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】素子本体の振動がハウジングにより伝わりにくい超音波トランスデューサを提供することにある。【解決手段】本開示の超音波トランスデューサ１は、ハウジング３と、ハウジング３内に収容され、振動による超音波の発信及び受信のうち少なくともいずれかを行う素子本体２と、ハウジング３及び素子本体２に挟まれる弾性体４と、を備える。弾性体４の内部には、一つ以上の空隙４０が設けられている。【選択図】図１

Description

本開示は、一般には、超音波トランスデューサ、物体検知システム、及び移動体に関する。本開示は、詳細には、素子本体、ハウジング及び弾性体を備える超音波トランスデューサと、この超音波トランスデューサを備える物体検知システムと、この物体検知システムを備える移動体とに関する。

特許文献１には、超音波トランスデューサが開示されている。特許文献１の超音波トランスデューサは、超音波デバイスと、ハウジング部と、弾性部材と、を備えている。特許文献１の超音波トランスデューサでは、超音波デバイスの筒状部と、ハウジング部の外壁部との間に弾性部材が挿入されており、筒状部の振動を弾性部材で吸収することにより、筒状部の振動が、ハウジング部の外壁に伝搬しにくくしている。

特開２０１８−１２９７５７号公報

本開示の目的は、素子本体の振動がハウジングにより伝わりにくい超音波トランスデューサと、この超音波トランスデューサを備える物体検知システムと、この物体検知システムを備える移動体とを提供することにある。

本開示の一態様に係る超音波トランスデューサは、ハウジングと、前記ハウジング内に収容され、振動による超音波の発信及び受信のうち少なくともいずれかを行う素子本体と、前記ハウジング及び前記素子本体に挟まれる弾性体と、を備える。前記弾性体の内部には、一つ以上の空隙が設けられている。

本開示の一態様に係る物体検知システムは、上記超音波トランスデューサと、前記超音波トランスデューサからの電気信号に基づいて検知範囲における物体の有無を検知するための処理回路と、を備える。

本開示の一態様に係る移動体は、物体検知システムと、前記物体検知システムが取り付けられた移動体本体と、を備える。

本開示の一態様によると、素子本体の振動がハウジングにより伝わりにくい超音波トランスデューサと、この超音波トランスデューサを備える物体検知システムと、この物体検知システムを備える移動体とを提供することができる。

図１は、本開示の一実施形態に係る超音波トランスデューサの一例を示す概略の断面図である。 図２は、参考例の超音波トランスデューサの要部を拡大した断面図である。 図３は、第一例の超音波トランスデューサの要部を拡大した断面図である。 図４は、第二例の超音波トランスデューサの要部を拡大した断面図である。 図５は、第三例の超音波トランスデューサの要部を拡大した断面図である。 図６は、第四例の超音波トランスデューサの要部を拡大した断面図である。 図７は、本開示の一実施形態に係る移動体を示す概略図である。

１．超音波トランスデューサについて
以下、本開示の一実施形態に係る超音波トランスデューサ１の構成を説明する。

本実施形態の超音波トランスデューサ１は、超音波を発信し、その反射波を受信する機能を有する。そのため超音波トランスデューサ１は所謂、超音波センサである。超音波トランスデューサ１は、超音波を発信する機能と、超音波を受信する機能とのうち、少なくとも一方を有することが好ましく、両方の機能を有していてもよい。

本実施形態の超音波トランスデューサ１は、図１に示すように、素子本体２と、ハウジング３と、弾性体４とを備える。

１−１．素子本体
素子本体２は、後述のハウジング３内に収容され、振動による超音波の発信及び受信のうち少なくとも一方を行う。

素子本体２は、円柱状の部材であり、その内部に圧電素子及び振動部が収容されている。

圧電素子は、平板状の圧電体及び二つのリード線２２を有している。素子本体２は円柱状であり、かつ、その内側に圧電体が収容されることから、圧電体は円盤状であることが好ましく、圧電体の直径は圧電体の外見と略同じであることが好ましい。二つのリード線２２は、導電性を有していれば特に限定されないが、例えば銅線である。二つのリード線２２のうち、一方のリード線２２は圧電体の一方の面と電気的に接続され、他方のリード線２２は圧電体の他方の面と電気的に接続されている。これら二つのリード線２２は、素子本体２の底部２０から、素子本体２の外部に取り出されている。

振動部は、円盤状の部材であり、例えばアルミニウム合金製である。振動部の直径は、圧電体と同様に素子本体２の外径と略同じであることが好ましい。振動部の一方の面に圧電素子が取り付けられており、より詳細には、振動部の一方の面と圧電素子とが接着剤で接着されている。接着剤は、特に限定されないが、例えばエポキシ系接着剤である。振動部が振動することによって、超音波の発信と受信とを行うことができる。

１−２．ハウジング
ハウジング３は、中空の部材であり、例えば樹脂製である。本実施形態のハウジング３は、第一ボディ３１、第二ボディ３２、収容部３３、環状部３４、及びコネクタ部３５を含み、これらが一体に形成されている。またハウジング３は、カバー体３６及びスペーサ３７を含むことができる。

第一ボディ３１は中空状である。第一ボディ３１は、その端縁３１０において収容部３３と繋がっている。第一ボディ３１は、収容部３３よりも内径及び外径が大きく、第一ボディ３１と収容部３３とは同軸に形成されている。第一ボディ３１と収容部３３とは互いの内部空間が繋がっている。環状部３４は、第一ボディ３１の端縁３１０から内向きに突出するように形成されている。

第二ボディ３２は中空状である。第一ボディ３１と第二ボディ３２とは、互いの内部空間が繋がっている。第一ボディ３１は、端縁３１０側とは反対側において開口部３１１が形成されている。この開口部３１１は、第一ボディ３１から第二ボディ３２に亘って形成されている。また開口部３１１は、カバー体３６で覆われている。本実施形態のカバー帯６は矩形の板状である。

収容部３３は、素子本体２を収容できるように形成されている。そのため収容部３３の内径は、素子本体２の外径よりも大きく形成されており、具体的には、収容部３３と素子本体２との間に、後述の弾性体４が介在できるように構成されている。

本実施形態では、収容部３３内に、スペーサ３７が設けられている。本実施形態のスペーサ３７は、第一スペーサ３７０及び第二スペーサ３７１を含む。第一スペーサ３７０は、環状部３４上に設けられており、第二スペーサ３７１は第一スペーサ３７０上に設けられている。そのため本実施形態では、環状部３４、第一スペーサ３７０及び第二スペーサ３７１がこの順に重なっている。また収容部３３内に素子本体２が収容された状態では、第二スペーサ３７１上に素子本体２が配置される。そのため、環状部３４、第一スペーサ３７０、第二スペーサ３７１、及び素子本体２が、この順に重なる。そのためスペーサ３７は、素子本体２の振動が、素子本体２の底部か２０から環状部３４に伝わることを抑制することができる。第一スペーサ３７０及び第二スペーサ３７１の材質は、振動を吸収しやすく、且つ、絶縁性を有していれば、特に限定されないが、例えばシリコン等の樹脂製である。本実施形態では、素子本体２から取り出された二つのリード線２２が、スペーサ３７を貫通して、第一ボディ３１の内部まで達している。

第一ボディ３１及び第二ボディ３２で構成される内部空間には、制御ブロック５が収容されている。制御ブロック５は、基板５０と、基板５０上に実装された処理回路５１とを有する。

基板５０は、例えばプリント配線板である。処理回路５１は、素子本体２から取り出された二つのリード線２２が電気的に接続されている。これら二つのリード線２２によって、素子本体２は、電気信号を処理回路５１に送信することができ、また処理回路５１からの電気信号を受信することができる。そのため素子本体２は、超音波を発信する超音波スピーカであってもよく、超音波を受信する超音波マイクであってもよい。処理回路５１は、素子本体２からの電気信号に基づいて物体の有無を検知したり、素子本体２を駆動して振動させるための電気信号を素子本体２に伝送したりする回路である。そのため、制御ブロック５は、素子本体２との間で電気信号を伝送する伝送ブロックとして機能し、また素子本体２で生じた電気信号によって検知対象を検知する機能を有する。本実施形態では、超音波トランスデューサ１と、制御ブロック５（処理回路５１）とによって、物体検知システム１００を構成することができる。

コネクタ部３５は、筒状の部材である。コネクタ部３５は、第一ボディ３１から突出している。本実施形態では、コネクタ部３５の軸方向は、第一ボディ３１の軸方向と直交している。コネクタ部３５の内側には、ケーブル端子を接続するための接続ピンが設けられている。この接続ピンは、制御ブロック５の処理回路５１と電気的に接続されている。ケーブル端子及び接続ピンを介して、処理回路５１から外部機器で電気信号が出力され、また、外部機器から処理回路５１へ電気信号が出力される。

ハウジング３の内部には、樹脂が充填されていることが好ましい。この場合、ハウジング３の内部に水、粉塵等が浸入することを抑制することができる。また素子本体２からハウジング３内に発信された超音波を、ハウジング３内に充填された樹脂によって吸収及び低減することができる。

１−３．弾性体
弾性体４は、弾性を有する材料製であり、素子本体２とハウジング３との間に挟まれる。本実施形態では、ハウジング３の収容部３３と素子本体２との間に弾性体４が設けられている。そのため本実施形態の弾性体４は、筒状部の部材であり、素子本体２の側面２１を囲っており、また収容部３３の内面３３０を覆っている。具体的には、本実施形態の弾性体４は、素子本体２を囲む筒部４１と、スペーサ３７と環状部３４との間に設けられた縁部４２と、素子本体２及びハウジング３の外部から露出した露出部４３とを含む（図１参照）。また弾性体４によって、素子本体２で生じた振動が収容部３３に伝わることを抑制することができる。また弾性体４によって素子本体２を収容部３３内に保持することができる。特に弾性体４の筒部４１によって、素子本体２の振動が、素子本体２の側面２１から収容部３３に伝わることを抑制することができる。

以下、図２に示す参考例の弾性体４００の構成と、本実施形態の第一例〜第四例の弾性体４の構成を説明する。

（１）参考例
図２に示すように、参考例の弾性体４００も、本実施形態の弾性体４と同様に、収容部３３と素子本体２との間に設けられている。参考例の弾性体４００は、そのハウジング３側（収容部３３側）の面４０１が凹凸形状を有し、またその素子本体２側の面４０２が凹凸形状を有する。そのため、参考例の弾性体４００を使用する場合、素子本体２と弾性体４００との間に複数の隙間４２０が形成され、また弾性体４００とハウジング３（収容部３３）との間に複数の隙間４３０が形成される。

参考例によると、素子本体２で生じた振動を、複数の隙間４２０及び複数の隙間４３０によって低減することができる。しかしながら、素子本体２と弾性体４００との間から隙間４２０内に水が浸入したり、弾性体４００とハウジング３（収容部３３）との間から隙間４３０内に水が浸入したりすると、素子本体２で生じた振動を十分に低減できないことがある。

（２）第一例
第一例の弾性体４は、図３に示すように、その内部に一つ以上の空隙４０が設けられている。弾性体４の内部に設けられた空隙４０には、水が浸入しない。そのため、素子本体２と弾性体４との間に水が浸入したり、弾性体４とハウジング３（収容部３３）との間に水が浸入しても、弾性体４の内部に設けられた空隙４０で、素子本体２の振動を十分に低減することができる。そのため、第一例の弾性体４によれば、素子本体２の振動がハウジング３に伝わりにくい。

第一例の弾性体４では、素子本体２側の面４１０と、素子本体２の側面２１とが直接接しており、素子本体２と面４１０との間に隙間が形成されていない。そのため、素子本体２と弾性体４との間から水が浸入することを抑制できる。また第一例の弾性体４では、ハウジング３側の面４１１と収容部３３の内面３３０とが直性接しており、内面３３０と面４１１との間に隙間が形成されていない。そのため、収容部３３の内面３３０と弾性体４との間から水が浸入することを抑制することができる。そのため第一例の弾性体４では、面４１０及び面４１１が平坦であり、面４１０及び面４１１において空隙４０が露出されていないことが好ましい。

第一例の弾性体４では、図３に示すように、空隙４０が複数であって、複数の空隙４０が、それぞれ独立気泡であることが好ましい。この場合、素子本体２で生じた振動を空隙４０によって、より低減することができ、素子本体２の振動がハウジング３により伝わりにくい。なお、複数の空隙４０がそれぞれ独立気泡であるとは、複数の空隙４０がそれぞれ繋がっていないことを意味する。弾性体４は、複数の空隙４０がそれぞれ独立気泡であることが好ましいが、独立気泡でない空隙４０を含んでいてもよい。すなわち弾性体４が、二つ以上の空隙４０が繋がった部分を有していてもよい。

第一例の弾性体４は、少なくとも筒部４１に空隙４０を有することが好ましい。この場合、素子本体２で生じた振動が、ハウジング３の収容部３３に伝わることを特に抑制できる。特に弾性体４では、筒部４１に複数の空隙４０が分散していることが好ましい。また弾性体４の縁部４２が空隙４０を有していてもよい。

第一例の弾性体４は、例えば、発泡性を有する弾性材料から作製することができる。第一例の弾性体４は、例えば、シリコンゴムから作製することができる。

図３に示す弾性体４のように、面４１０及び面４１１を平坦にするためには、例えば、発泡性の弾性材量を成形した後に、面４１０及び面４１１をプレス加工等の方法で平坦に加工することが好ましい。

（３）第二例
第二例の弾性体４は、図４に示すように、材質が異なる複数の部分を有する。具体的には、第二例の弾性体４では、筒部４１と、縁部４２と、露出部４３とが異なる材質で構成されている。

第二例の弾性体４では、少なくとも筒部４１が空隙４０を有することが好ましい。この場合、素子本体２で生じた振動が、ハウジング３の収容部３３に伝わることを抑制することができる。本実施形態では、筒部４１に複数の空隙４０が形成されている。この筒部４１に形成された複数の空隙４０は、それぞれ独立気泡であることが好ましい。

また第二例の弾性体４では、少なくとも露出部４３が空隙４０を有さないことが好ましい。すなわち、少なくとも弾性体４における、素子本体２及びハウジング３の外部に露出する部位（露出部４３）において、空隙４０が露出していないことが好ましい。露出部４３において空隙４０が露出していると、超音波トランスデューサ１の意匠性が損なわれるが、露出部４３において空隙４０が露出していないことにより、超音波トランスデューサ１の意匠性の低下を抑制することができる。

また第二例の弾性体４では、縁部４２が空隙４０を有していなくてもよい。素子本体２の底部２０の振動は、スペーサ３７によって低減することができるため、縁部４２が空隙４０を有していなくても、素子本体２の底部２０からハウジング３に振動が伝わることを十分に抑制することができる。

第二例の弾性体４は、例えば、筒部４１成形用の材料と、縁部４２成形用の材料と、露出部４３成形用の材料とを、一体成形することによって製造することができる。

特に第二例の弾性体４を製造する際には、筒部４１を、第一例の弾性体４と同様の発泡性を有する弾性材料から作製することが好ましい。この場合、弾性体４のうち少なくとも筒部４１の内部に空隙４０を形成することができる。それにより、素子本体２で生じた振動が素子本体２の側面から弾性体４に伝わり、この弾性体４からハウジング３（収容部３３）に振動が伝わることを抑制することができる。

特に第二例の弾性体４を製造する際には、露出部４３を、発泡性の材料から作製しないことが好ましい。この場合、弾性体４における素子本体２及びハウジング３の外部に露出する部位（露出部４３）において、空隙４０が露出しないようにすることができる。露出部４３は、例えば、シリコンゴム、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）、及び塗布可能な樹脂からなる群から選択される一種以上の材料から作製することができる。

第二例の弾性体４を製造する際には、縁部４２を、発泡性の材料から作製してもよく、発泡性の材料から作製しなくてもよい。

（４）第三例
図５に示す第三例の弾性体４では、図３に示す第一例の弾性体４と同様に、その内部に空隙４０を有する。第三例の弾性体４には、複数の空隙４０が形成されている。これらの複数の空隙４０は、それぞれ独立気泡であることが好ましい。

図３に示す第一例の弾性体４では、弾性体４の素子本体２側の面４１０及びハウジング３（収容部３３）側の面４１１がいずれも平坦であるが、第三例の弾性体４は、面４１０及び面４１１のうち少なくとも一方が凹凸形状を有することが好ましい。すなわち、第三例では、弾性体４の素子本体２及びハウジング３に挟まれる二面のうち少なくとも一方の面が、凹凸形状を有することが好ましい。なお、この凹凸形状とは、基準面よりも突出した凸部のみが設けられた形状と、基準面よりもへこんだ凹部のみが設けられた形状と、基準面よりも突出した凸部と基準面よりもへこんだ凹部との両方が設けられた形状と、を含む。

例えば図５に示す弾性体４のように、ハウジング３（収容部３３）側の面４１１が、凹凸形状を有することが好ましい。この場合、弾性体４と収容部３３の内面３３０との間に隙間３００を形成することができる。その場合、素子本体２で生じた振動を、空隙４０と隙間３００とによって、低減することができる。そのため、ハウジング３に振動がより伝わりにくい。また仮にこの隙間３００に水が浸入したとしても、弾性体４の内部に設けられた空隙４０によって、素子本体２で生じた振動がハウジング３に伝わることを抑制することができる。

また例えば、弾性体４の素子本体２側の面４１０が凹凸形状を有する場合、弾性体４と素子本体２との間に隙間を形成することができる。その場合、素子本体２で生じた振動を、空隙４０と、素子本体２と弾性体４との間に形成された隙間によって低減することができる。そのため、ハウジング３に振動がより伝わりにくい。また仮に、素子本体２と弾性体４との間に水が浸入したとしても、弾性体４の内部に設けられた空隙４０によって、素子本体２で生じた振動がハウジング３に伝わることを抑制することができる。

もちろん、第三例の弾性体４では、素子本体２側の面４１０及びハウジング３側の面４１１の両方が凹凸形状を有していてもよい。

第三例の弾性体４は、例えば、第一例の弾性体４と同様の発泡性の材量を成形した後に、面４１０及び面４１１の少なくとも一方の面にプレス加工等を施して、面４１０及び面４１１の少なくとも一方の面に凹凸形成することによって製造することができる。例えば図５に示す弾性体４は、発泡性の材料を成形した後に、素子本体２側の面４１０にプレス加工等を施すことで面４１０を平坦にすると共に、ハウジング３側の面４１０にプレス加工等の方法で凹凸形状を形成することによって作製することができる。

（５）第四例
第四例の弾性体４は、第一例の弾性体４と同様に、その内部に空隙４０が設けられているが、図６に示すように、第四例の弾性体４における空隙４０は、弾性体４の厚さ方向と交差する方法に長さを有しており、この空隙４０の長さ方向の寸法は、素子本体２とハウジング３との間の隙間よりも大きい。弾性体４がこのような空隙４０を有することにより、素子本体２で生じた振動を、この空隙４０で低減することができ、ハウジング３に振動が伝わることを抑制することができる。また第四例の弾性体４では、素子本体２の側面２１との間、又は収容部３３の内面３３０との間に水が浸入しても、空隙４０内には水が浸入しないことから、素子本体２で生じた振動をこの空隙４０によって低減することができる。そのため、素子本体２で生じた振動がハウジング３により伝わりにくい。

第四例の弾性体４において、弾性体４の厚さ方向に沿う方向の空隙４０の寸法は、弾性体４の厚さ方向の寸法よりも小さければ特に限定されない。また第四例の弾性体４において、弾性体４の厚さ方向と交差する方向の空隙４０の寸法は、弾性体４の面４１０及び面４１１から空隙４０が露出しなければ特に限定されない。

図６に示す弾性体４には二つの空隙４０が形成されているが、弾性体４が有する空隙４０の数は二つに限定されない。例えば弾性体４が、空隙４０を一つのみ有していてもよく、空隙４０を３つ以上有していてもよい。また第四例の弾性体４では、筒部４１に空隙４０が設けられていることが好ましいが、例えば、縁部４２に空隙４０が設けられていてもよい。

第四例の空隙４０は、例えば弾性体４の成形時に、スライドコア等で非貫通孔を形成し、この非貫通孔の開口を塞ぐことによって作製することができる。また例えば、溝を有する成形体を二つ作製して、これら二つの成形体をそれぞれの溝同士が対向するように結合することによって、内部に空隙４０を有する第四例の弾性体４を作製してもよい。

第四例の弾性体４は、例えば、シリコンゴムから作製することができる。

２．物体検知システム
物体検知システム１００は、検知対象となる空間である検知範囲Ａ１（図７参照）における物体Ｂ１の有無を検知するシステムである。ここで、検知範囲Ａ１は、超音波トランスデューサ１から送信される超音波が届く範囲であり、かつ、超音波トランスデューサ１により物体Ｂ１の有無を検知可能な範囲である。また、物体Ｂ１は、例えば人、動物のような生体の他に、車止め、電柱、ガードレール、壁のような障害物も含む。

本実施形態の物体検知システム１００は、超音波トランスデューサ１と、処理回路５１とを有する。本実施形態の超音波トランスデューサ１は、送信部１１と、受信部１２と、駆動部１３とを備える（図１参照）。

送信部１１は、電気信号を機械的な振動に変換するように構成されている。送信部１１は、駆動部１３から出力される所定の駆動信号によって振動し、空気を振動させることで超音波を検知対象となる空間に向けて送信（送波）する。送信部１１は、駆動部１３からの駆動信号に従って一定間隔で超音波を送信する。すなわち、送信部１１は、超音波を間欠的に送信する。

受信部１２は、機械的な振動を電気信号に変換するように構成されている。本実施形態では、受信部１２は、送信部１１から送信された超音波のうち物体Ｂ１で反射した反射波を受信（受波）し、受信した反射波を電気信号に変換する。また、受信部１２は、変換した電気信号を駆動部に出力する。

本実施形態の物体検知システム１００では、素子本体２が送信部１１及び受信部１２として機能する。そのため素子本体２は、送信部１１であり、かつ、受信部１２である。

駆動部１３は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）から超音波の送信を開始させる開始指令を受け取ると、開始指令に基づいて所定の駆動信号を出力し、送信部１１に超音波の送信を開始させる。また、駆動部１３は、ＥＣＵから超音波の送信を停止させる停止指令を受け取ると、停止指令に基づいて駆動信号の出力を停止し、送信部１１に超音波の送信を停止させる。ＥＣＵは、例えばＭＣＵ（Micro Control Unit：マイクロコントロールユニット）を主構成として備えている。ＭＣＵは、そのメモリに記録されているプログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）で実行することにより、物体検知システム１００としての機能を実現する。プログラムは、予めＭＣＵのメモリに記録されていてもよいし、メモリカードのような記録媒体に記録されて提供されたり、電気通信回線を通して提供されたりしてもよい。

物体検知システム１００においては、受信部１２の出力波形に基づいて、検知範囲Ａ１（図７参照）における物体Ｂ１の有無を検知する。また物体検知システム１００では、送信部１１が超音波を送信してから、受信部１２が反射波を受信するまでの時間に基づいて、物体Ｂ１までの距離を検知する。物体検知システム１００は、少なくとも検知範囲Ａ１における物体Ｂ１の有無を検知する機能を有していればよく、超音波トランスデューサ１から物体Ｂ１までの距離を検知する機能を有するか否かは任意である。

本実施形態の物体検知システム１００では、第一ボディ３１及び第二ボディ３２で構成される内部空間に収容されている制御ブロック５（処理回路５１）が、駆動部１３として機能する。そのため本実施形態の物体検知システム１００において、制御ブロック５（処理回路５１）は、超音波トランスデューサ１（素子本体２）からの電気信号に基づいて検知範囲Ａ１における物体Ｂ１の有無を検知する機能を有する。また制御ブロック５（処理回路５１）は、超音波トランスデューサ１（素子本体２）を駆動させて振動させるための電気信号を超音波トランスデューサ１（素子本体２）に伝送する機能を有しうる。

上述の通り、本実施形態の物体検知システム１００では、素子本体２が送信部１１及び受信部１２として機能し、また第一ボディ３１及び第二ボディ３２で構成される内部空間に収容されている制御ブロック５（処理回路５１）が、駆動部１３として機能する。そのため図１は、物体検知システム１００を示しているともいえる。本実施形態の物体検知システム１００が備える超音波トランスデューサ１は、上述の通り、素子本体２で生じた振動がハウジング３に伝わりにくい。このように素子本体２の振動がハウジング３に伝わりにくくすることにより、物体検知システム１００で検知範囲Ａ１における物体Ｂ１の有無を、より正確に検知することができる。

物体検知システム１００において、超音波トランスデューサ１が備える素子本体２は、送信部１１としてのみ機能してもよく、受信部１２としてのみ機能してもよい。すなわち物体検知システム１００は、送信部１１として機能する素子本体２を有する超音波トランスデューサ１と、受信部１２として機能する素子本体２を有する超音波トランスデューサ１とを別々に含んでいてもよい。また駆動部１３として機能する制御ブロック５が、超音波トランスデューサ１の内部に収容されていなくてもよい。すなわち、送信部１１、受信部１２、及び駆動部１３は、それぞれ別体に構成されていてもよい。また物体検知システム１００は、一つの超音波トランスデューサ１を含んでいてもよく、複数の超音波トランスデューサ１を含んでいてもよい。

３．移動体
本実施形態の移動体２００は、図７に示すように、物体検知システム１００と、物体検知システム１００が取り付けられた移動体本体２０１とを備える。そのため移動体２００は、物体検知システム１００を利用することにより、検知範囲Ａ１における物体Ｂ１の有無を検知することができる。特に本実施形態の超音波トランスデューサ１は、素子本体２の振動がハウジング３に伝わりにくいため、検知範囲Ａ１における物体Ｂ１の有無をより正確に検知することができる。

本実施形態の移動体２００では、移動体本体２０１に物体検知システム１００が取り付けられている。本実施形態の物体検知システム１００は超音波トランスデューサ１を含むことから、移動体本体２０１には超音波トランスデューサ１が取付らえているともいえる。図８は、移動体本体２０１が自動車である場合を示しているが、移動体本体２０１は、自動車に限られず、自動車以外の車両、船、航空機、フォークリフト、又は移動ロボットであってもよい。

例えば図８に示すように、自動車のリアバンパー付近に物体検知システム１００を取り付けることにより、自動車の後方における物体の有無を検知することができる。また自動車のフロントバンパー付近に物体検知システム１００を取り付けることにより、自動車の前方における物体の有無を検知することができる。もちろん物体検知システム１００は、自動車のフロントバンパー及びリアバンパーの両方に取り付けられていてもよく、リアバンパー及びフロントバンパー以外の部分に取り付けられてもよい。

例えば、自動車である移動体本体２０１を高圧洗浄機で洗う場合、又は雨天時に、素子本体２と弾性体４の間、又は弾性体４とハウジング３との間に水が浸入することがある。これに対して本実施形態の物体検知システム１００（超音波トランスデューサ１）では、弾性体４内に空隙４０が形成されているため、素子本体２と弾性体４との間、又は弾性体４とハウジング３との間に水が浸入しても、この空隙４０内には水が浸入せず、そのため素子本体２の振動がハウジング３には伝わりにくい。そのため、検知範囲Ａ１における物体Ｂ１の有無をより正確に検知することができる。

４．まとめ
第一の態様に係る超音波トランスデューサ（１）は、ハウジング（３）と、ハウジング（３）内に収容され、振動による超音波の発信及び受信のうち少なくともいずれかを行う素子本体（２）と、ハウジング（３）及び素子本体（２）に挟まれる弾性体（４）と、を備える。弾性体（４）の内部には、一つ以上の空隙（４０）が設けられている。

この場合、素子本体（２）で生じた振動がハウジング（３）に伝わりにくい。特に、素子本体（２）と弾性体（４）との間、又はハウジング（３）と弾性体（４）との間に水が浸入しても、空隙（４０）には水が浸入しないため、この空隙（４０）によって、素子本体（２）の振動がハウジング（３）に伝わることを抑制することができる。

第二の態様に係る超音波トランスデューサ（１）は、第一の態様において、空隙（４０）は複数であって、複数の空隙（４０）は、それぞれ独立気泡である。

この場合、素子本体（２）で生じた振動がハウジング（３）により伝わりにくくすることができる。

第三の態様に係る超音波トランスデューサ（１）は、第一又は第二の態様において、弾性体（４）が、素子本体（２）を囲む筒部（４１）を有する。

この場合、素子本体（２）で生じた振動が、素子本体（２）の側面（２１）からハウジング（３）に伝わることを筒部（４１）によって抑制することができる。

第四の態様に係る超音波トランスデューサ（１）は、第三の態様において、弾性体（４）は、少なくとも筒部（４１）に空隙（４０）を有する。

この場合、素子本体（２）の側面（２１）と筒部（４１）との間、又は筒部（４１）と収容部（３３）の内面（３３０）との間に水が浸入しても、筒部（４１）内の空隙（４０）には水が浸入しないため、空隙（４０）によって、素子本体（２）の振動がハウジング（３）に伝わることを抑制することができる。

第五の態様に係る超音波トランスデューサ（１）は、第一〜第四のいずれか一の態様において、少なくとも弾性体（４）の、素子本体（２）及びハウジング（３）の外部に露出する部位において、空隙（４０）が露出していない。

この場合、弾性体（４）の素子本体（２）及びハウジング（３）の外部に露出する部位で空隙（４０）が露出することによる、超音波トランスデューサ（１）の意匠性の低下を抑制することができる。

第六の態様に係る超音波トランスデューサ（１）は、第一〜第五のいずれか一の態様において、弾性体（４）は、材質が異なる複数の部分を有する。

この場合、弾性体（４）を構成する材質に応じて、弾性体（４）に種々の機能を付与することができる。

第七の態様に係る超音波トランスデューサ（１）は、第一〜第六の態様において、弾性体（４）の素子本体（２）及びハウジング（３）に挟まれる２面のうち少なくとも一方の面は、凹凸形状を有する。

この場合、素子本体（２）と弾性体（４）との間及び弾性体（４）とハウジング（３）との間の少なくとも一方に隙間が形成されるため、素子本体（２）の振動がハウジング（３）に伝わることを抑制することができる。

第八の態様に係る超音波トランスデューサ（１）は、第一〜第七のいずれか一の態様において、空隙（４０）は、弾性体（４）の厚さ方向と交差する方向に長さを有しており、空隙（４０）の長さ方向の寸法は、素子本体（２）とハウジング（３）との間の隙間よりも大きい。

この場合、素子本体（２）で生じた振動がハウジング（３）により伝わりにくい。

第九の態様に係る物体検知システム（１００）は、第一〜第八のいずれか一の態様に係る超音波トランスデューサ（１）と、超音波トランスデューサ（１）からの電気信号に基づいて検知範囲（Ａ１）における物体（Ｂ１）の有無を検知するための処理回路（５１）と、を備える。

この場合、素子本体（２）で生じた振動がハウジング（３）に伝わりにくいことから、検知範囲（Ａ１）における物体（Ｂ１）の有無をより正確に検知することができる。

第十の態様に係る移動体（２００）は、第九の態様に係る物体検知システム（１００）と、物体検知システム（１００）が取り付けられた移動体本体（２０１）と、を備える。

この場合、物体検知システム（１００）が移動体本体（２０１）に取り付けられた状態で、検知範囲（Ａ１）における物体（Ｂ１）の有無をより正確に検知することができる。

１ 超音波トランスデューサ
２ 素子本体
３ ハウジング
４ 弾性体
４０ 空隙
４１ 筒部
４１０ 面
４１１ 面
４３ 部位（露出部）
５１ 処理回路
１００ 物体検知システム
２００ 移動体
２０１ 移動体本体

Claims (10)

1. ハウジングと、
   前記ハウジング内に収容され、振動による超音波の発信及び受信のうち少なくともいずれかを行う素子本体と、
   前記ハウジング及び前記素子本体に挟まれる弾性体と、を備え、
   前記弾性体の内部には、一つ以上の空隙が設けられている、
   超音波トランスデューサ。
2. 前記空隙は複数であって、
   前記複数の空隙は、それぞれ独立気泡である、
   請求項１に記載の超音波トランスデューサ。
3. 前記弾性体は、前記素子本体を囲む筒部を有する、
   請求項１又は２に記載の超音波トランスデューサ。
4. 前記弾性体は、少なくとも前記筒部に前記空隙を有する、
   請求項３に記載の超音波トランスデューサ。
5. 少なくとも前記弾性体の、前記素子本体及び前記ハウジングの外部に露出する部位において、前記空隙が露出していない、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の超音波トランスデューサ。
6. 前記弾性体は、材質が異なる複数の部分を有する、
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の超音波トランスデューサ。
7. 前記弾性体の前記素子本体及び前記ハウジングに挟まれる２面のうち少なくとも一方の面は、凹凸形状を有する、
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の超音波トランスデューサ。
8. 前記空隙は、前記弾性体の厚さ方向と交差する方向に長さを有しており、
   前記空隙の長さ方向の寸法は、前記素子本体と前記ハウジングとの間の隙間よりも大きい、
   請求項１〜７のいずれか一項に記載の超音波トランスデューサ。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の超音波トランスデューサと、
   前記超音波トランスデューサからの電気信号に基づいて検知範囲における物体の有無を検知するための処理回路と、を備える、
   物体検知システム。
10. 請求項９に記載の物体検知システムと、
    前記物体検知システムが取り付けられた移動体本体と、を備える、
    移動体。

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