JP3975939B2 - 超音波センサ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のバンパーに取り付けられる超音波センサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
超音波センサは、超音波を利用して障害物などのセンシングを行うものであり、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受信することで障害物を検知する。
【0003】
超音波センサは検知範囲が限定できることや距離が測定できるという特徴を持ち、例えば図8に示すように車両XのバンパーYの隅部や車両Xの後部に取り付けられ、検知範囲S内の車や人、もしくは壁やガードレールなどの障害物を検知しドライバーに知らせる車両用障害物検知装置などに利用されてきた。
【0004】
超音波センサは一般に、図9に示すように、合成樹脂成形品のハウジング100内に超音波マイク101と電子回路部103とを収納している。
【0005】
超音波マイク101は、超音波の送波および受波を行うものであって、有底円筒状の保持ゴム102内に嵌められた後ハウジング100内に収納され、前面をハウジング100の一面から外部に露出させている。
【0006】
電子回路部103は、超音波を送波するための信号を発生して超音波マイク101に供給したり、超音波マイク101で受波した超音波を信号として受け取ったりするものであって、超音波マイク101と電気的に接続されている。
【0007】
また、ハウジング100の外面には、超音波センサを外部の制御装置などとハーネスを介して接続するためのコネクタ104が設けられている。
【0008】
さらに近年、2個の超音波マイクを内蔵し、三角測距の原理で距離と角度を求める超音波センサも考案されている(例えば、特許文献1、2参照。)。
【0009】
以上のように構成される超音波センサの取付構造においては、図10に示すようにバンパーYの表裏に貫通するように穿孔された取付孔Zに表面y1側から挿入して固定するタイプ1と、図11に示すように取付孔Zに裏面y2側から挿入して固定するタイプ2とに大きく分かれる。
【0010】
タイプ1の取付構造は、予め超音波センサのハウジング100の前端の外周縁にわたって突出片(フェーシャ部)100aが突設されており、バンパーYの表面y1側より超音波センサを挿入し、挿入後、突出片100aとの間にバンパーYを挟持する取付具(図示せず)をハウジング100に装着することでバンパーYに固定される(例えば、特許文献3参照。)。
【0011】
タイプ2の取付構造は、予めバンパーYの裏面y2において取付孔Zの開口縁部に取付用リブ200が複数立設されると共に、超音波センサのハウジング300の外周に凸部300aが複数突設されており、バンパーの裏面y2側から複数の取付用リブ200の間に超音波センサを挿入すると、取付用リブ200に設けられた孔200aとハウジング300に設けられた凸部300aとが凹凸嵌合することにより取り付けられる。
【0012】
【特許文献1】
特開2000−187075号公報(第3項、第5図)
【特許文献2】
特開2000−339595号公報(第4項、第3−5図)
【特許文献3】
特開平11−133136号公報(第1図)
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記したタイプ1の取付構造においては、バンパーYに穿孔された取付孔Zから超音波センサを挿入して取り付けるため、取付孔Zの大きさを少なくとも超音波センサが通る大きさにする必要があり、超音波センサの大きさが大きくなると取付孔Zの大きさも大きくなり、外観的に目だったり見栄えが悪いなどデザイン的な問題があった。
【0014】
また、近年考案されている前記した2個の超音波マイクを内蔵する超音波センサにおいては、バンパーYにおける超音波センサの露出面積が大きくなり、デザイン的な問題が大きくなってきた。
【0015】
また、タイプ2の取付構造においては、バンパーYの裏側に予め取付用リブ200を設けておく必要があり、バンパーYの成形時に、取付用リブ200によるバンパー表面のひけなどの問題や、取付用リブ200が設けられていない箇所には取り付けることができないという問題があった。
【0016】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであって、その目的とするところは、外観的に目立つことがなくデザイン的な問題を低減し、且つ簡単に取り付けることができる超音波センサを提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1記載の超音波センサは、車両のバンパーの表裏に貫通するように穿孔された取付孔にバンパーの表側から挿入されバンパーを表裏から挟持する固定手段を備えたベゼル部材と、超音波マイクを収納した超音波センサ本体とからなり、該超音波センサ本体は前記ベゼル部材にバンパーの裏側から結合装着されてなり、前記ベゼル部材は、前記超音波センサ本体の前部が後瑞の開口から挿入される筒状の胴体部と、前記胴体部の後瑞部から延設され、前記胴体部から突出する前記超音波センサ本体の後部に形成された第1の係止手段と係合し前記超音波センサ本体を固定する第2の係止手段を備えた弾性変形可能なアーム部と、前記胴体部の前端の外周縁に沿って設けられ前記バンパーの表側の面と当接して前記胴体部の外周面と取付孔の内周面との間の隙間を目隠しするフェーシャ部とを備え、前記アーム部の先端を外側に屈曲した形状とした。
【0018】
請求項2記載の超音波センサは、請求項1記載の発明において、前記胴体部の内面と前記胴体部に挿入される前記超音波センサ本体の前部の外面とのうち何れか一方に凸部を形成し、他方に前記凸部と凹凸嵌合し前記超音波センサ本体の上下方向の誤挿入を防止する誤挿入防止用凹部を形成したものとした。
【0019】
請求項3記載の超音波センサは、請求項1記載の発明において、前記超音波センサ本体は、前面に収納孔が開口したハウジングを有し、前記収納孔に筒状の保持ゴムに嵌め込まれた前記超音波マイクが収納され、前記収納孔から外部に臨んだ前記超音波マイクの前面の周囲に、前記超音波マイクの前面側から反対側へ向かうにつれて外側に広がるように傾斜する第1の傾斜面が、前記保持ゴムから前記ハウジングに跨って形成され、前記ベゼル部材は、前記第1の傾斜面と当接する第2の傾斜面を有する突片が、前記胴体部の前端の開口に形成されたものとした。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施形態1、2によって説明する。
【0023】
(実施形態1)
図1に、本実施形態の超音波センサの側面断面図を示す。この超音波センサは、バンパーYの表裏に貫通するように穿孔された取付孔Z(図4参照。)にバンパーYの表面y1側から挿入され取付孔Zに固定される合成樹脂成形品のベゼル部材Aと、バンパーYに固定されたベゼル部材AにバンパーYの裏面y2側から結合装着される超音波センサ本体Bとから構成される。
【0024】
まず、超音波センサ本体Bについて説明する。
【0025】
本実施形態の超音波センサ本体Bは、図2(a)〜(d)に示すように、2個の超音波マイク101a,101bを内蔵するタイプであり、合成樹脂成形品のハウジング1内に超音波マイク101a,101bと電子回路部103(図1参照。)とを収納している。
【0026】
ハウジング1は、直方体形状のハウジング後部1aと、ハウジング後部1aの一面から一体に延設され略筒状のハウジング前部1bとからなる。
【0027】
ハウジング後部1aは、内部に電子回路部103が収納され、図2(b)における上面および下面には第1の係止手段としての組立爪2が2個ずつ設けられている。組立爪2は、ハウジング後部1aの前側から後側に向かうにつれて外側に広がるように傾斜する傾斜面2aを有している。
【0028】
また、ハウジング後部1aの下面には、超音波センサを外部の制御装置などとハーネスを介して接続するための下方が開口した箱形のコネクタ104が設けられている。
【0029】
電子回路部103は、超音波を送波するための信号を発生して超音波マイク101aに供給したり、超音波マイク101a、101bで受波した超音波を信号として受け取ったりするための回路の構成部品が回路基板に実装されている。
【0030】
電子回路部103は、超音波マイク101a,101bおよびコネクタ104内に設けられた端子(図示せず)と電気的に接続されている。
【0031】
ハウジング前部1bは、2個の超音波マイク101a,101bがそれぞれ収納される円柱状の収納孔3,3が前面(図2(d)における左側の面)に開口しており、上面にはハウジング1の上下方向の誤挿入を防止するための誤挿入防止用凸部4が形成されている。
【0032】
また、ハウジング前部1bの前面において、収納孔3,3の開口縁部には、ハウジング前部1bからハウジング後部1aに向かうにつれて外側に広がるように傾斜する傾斜面5aが形成されている。
【0033】
2個の超音波マイク101a,101bのうち、一方の超音波マイク101aは送波/受波兼用であり、他方の超音波マイク101bは受波専用である。
【0034】
それぞれの超音波マイク101a,101bは、有底円筒状の保持ゴム102,102に嵌め込まれて、外周面が保持ゴム102,102で覆われている。
【0035】
保持ゴム102,102は、超音波マイク101a,101bの前面(図2(d)における左側の面)の周囲となる端縁に、超音波マイク101a,101bの前面から後方に向かうにつれて外側に広がるように傾斜する傾斜面5bが形成されている(図4も参照。)。
【0036】
保持ゴム102,102に覆われた超音波マイク101a,101bは、ハウジング前部1bの収納孔3,3に差し込まれて、ハウジング1内に収納される。
【0037】
このとき、ハウジング前部1bの傾斜面5aと、保持ゴム102,102の傾斜面5bとが略同一斜面となり、超音波マイク101a,101bの前面の周囲に、超音波マイク101a,101bの前面からハウジング後部1aの方向に向かうにつれて外側に広がるように傾斜する第1の傾斜面5が、保持ゴム102,102からハウジング前部1bに跨って形成される。
【0038】
以上のように構成された超音波センサ本体Bは、一方の超音波マイク101aが超音波を送波してから、両方の超音波マイク101a,101bが反射波を受波するまでの時間を計測することにより、障害物までの距離と角度を求めることができる。
【0039】
次に、ベゼル部材Aについて説明する。
【0040】
ベゼル部材Aは、図3(a)〜(e)に示すように、超音波センサ本体Bのハウジング前部1bが後瑞(図3(e)における右側)の開口から挿入される筒状の胴体部10と、胴体部10の後端部から延設され、超音波センサ本体Bのハウジング後部1aに形成された組立爪2と係合し超音波センサ本体Bを固定する第2の係止手段としての組立孔12aを備えた4本の弾性変形可能なアーム部12と、胴体部10の前端の外周縁に沿って突出して形成されたフェーシャ部11とからなる。
【0041】
胴体部10の外周形状は、取付孔Zの開口形状と略同じであり、図3(e)における上面および下面には、一端が胴体部10に支持され弾性変形可能な弾性片13が2個ずつ設けられ、さらに弾性片13の外面には係止爪13aがそれぞれ形成されている。係止爪13aは、胴体部10の後側から前側に向かうにつれて外側に広がるように傾斜する傾斜面13bを有している。係止爪13aは、フェーシャ部11と合わせてバンパーYを表裏から挟持する固定手段を構成する。
【0042】
胴体部10の後端は、ハウジング前部1bが挿入できるように開口しており、開口した後瑞の内面の上側には、超音波センサ本体Bの上面に設けられた誤挿入防止用凸部4と凹凸嵌合し、ハウジング1の上下方向の誤挿入を防止する誤挿入防止用凹部としての切り欠き14が形成されている。
【0043】
胴体部10の前端は、ハウジング前部1bが挿入された時にハウジング前部1bに形成された第1の傾斜面5と当接するように、胴体部10の前方から後方へ向かうにつれて外側に広がるように傾斜する第2の傾斜面15aを有する突片15が胴体部10の内側方向へフェーシャ部11の前面と一体に延設されている(図4も参照。)。
【0044】
突片15の傾斜面15aで周囲を囲まれた部位は、2個の超音波マイク101a,101bの前面をそれぞれ外部に臨ませる窓10a,10aとなる。
【0045】
アーム部12は、胴体部10の後瑞部の上面および下面から、2本ずつ延設されており、超音波センサ本体Bがベゼル部材Aに装着された時に、ハウジング後部1aの外面に沿う形状に形成されている。
【0046】
また、それぞれのアーム部12の略中央には前記した組立孔12aが穿孔されている。
【0047】
また、アーム部12の先端は外側に屈曲した形状であり、後述するメンテナンス用レバー12bが形成されている。
【0048】
フェーシャ部11は、ベゼル部材Aが取付孔ZにバンパーYの表面y1側から挿入されると、フェーシャ部11の裏面が取付孔Zの開口縁部に当接し、胴体部10の外周面と取付孔Zの内周面との間の隙間を目隠しする。
【0049】
次に、以上のように形成されたベゼル部材Aおよび超音波センサ本体Bを用いて、本実施形態の超音波センサをバンパーYに取り付ける方法を、図4を用いて説明する。
【0050】
まず、バンパーYに、バンパーYの表裏に貫通するように取付孔Zを穿孔する。取付孔Zの開口形状は、ベゼル部材Aの胴体部10の外周形状と略同じに形成する。
【0051】
次に、バンパーYの表面y1側から、アーム部12を内側に弾性変形させながら取付孔Zを通過させ、取付孔Zにベゼル部材Aを挿入する(矢印S1)。
【0052】
この時、ベゼル部材Aの胴体部10の外周形状は取付孔Zの開口形状と略同じであるため、胴体部10の上面および下面に設けた弾性片13の係止爪13aの傾斜面13bが取付孔Zの内周面に押圧され、弾性片13が一端を支点として胴体部10の内側へ弾性変形する。
【0053】
そして、フェーシャ部11の裏面が取付孔Zの開口縁部に当接するまでベゼル部Aを挿入すると、係止爪13aが取付孔Zの内周面を抜けて弾性片13の押圧が解除され、弾性片13が元の形状に戻って係止爪13aが取付孔Zの裏面y2側の開口縁部に係止される。
【0054】
これにより、ベゼル部材Aは、フェーシャ部11の裏面と係止爪13aとで取付孔Zの開口縁部を表裏から挟持してバンパーYに固定される。
【0055】
次に、バンパーYの裏面y2側からベゼル部材Aの胴体部10に、超音波センサ本体Bのハウジング前部1bを挿入する(矢印S2)。
【0056】
この時、超音波センサ本体Bのハウジング前部1bに形成された誤挿入防止用凸部4と、ベゼル部材Aの胴体部10に設けられた切り欠き14とが凹凸嵌合する。万が一、超音波センサ本体Bの上下方向を間違えて挿入しようとしたときは、誤挿入防止用凸部4が胴体部10の後瑞縁に当たって超音波センサ本体Bを挿入することができないため、上下方向の誤挿入が防止される。
【0057】
またこの時、アーム部12がハウジング後部1aに設けられた組立爪2の傾斜面2aに押圧されて外側へと弾性変形する。
【0058】
そして第1の傾斜面5が第2の傾斜面15aに当接するまで挿入すると、組立爪2とアーム部12に穿孔された組立孔12aとの位置が一致し、アーム部12の押圧が解除されてアーム部12が元の形状に戻り、組立爪2と組立孔12aとが係合し超音波センサ本体Bがベゼル部材Aに結合装着される(図1も参照。)。
【0059】
この時、超音波センサ本体Bのハウジング前部1bが筒状の胴体部10に挿入されているため、十分な保持強度を得ることができる。
【0060】
また、アーム部12は、弾性変形可能なため、超音波センサBを挿入する時の挿入力は、大きな挿入力を必要としない。
【0061】
また、第1の傾斜面5と第2の傾斜面15aとが当接しているため、ベゼル部材Aに超音波センサ本体Bを結合装着後は、超音波センサ本体Bはもちろん、保持ゴム102および保持ゴム102に差し込まれた超音波マイク101a、101bが前方に飛び出すのを防止できる。
【0062】
一度装着した超音波センサBを取り外す時は、アーム部12の先端のメンテナンス用レバー12bを掴んでアーム部12を外側に開き、組立爪2と組立孔12aの係合を解除すればよい。メンテナンス用レバー12bの形状が外側に屈曲した形状のため、容易にメンテナンス用レバー12bを掴むことができる。
【0063】
かかる超音波センサにおいては、取付孔Zに超音波センサ本体Bを通すことがないので、取付孔Zの大きさが小さくて済み、外観的に目立たなくなり、バンパーYのデザインを損なうことがない。
【0064】
また、バンパーYは、特別な取付用リブなどを必要とせず取付孔Zを穿孔するだけでよいので、成形時のひけなどの問題もなく、超音波センサの取付場所の選択肢も広がる。
【0065】
また、取付孔Zにベゼル部材Aを挿入しその後超音波センサ本体Bをベゼル部材に挿入するだけで簡単に取り付けることができ、また取り付け後も十分な保持強度を得ることができ、さらにメンテナンス用レバー12bを設けたことでメンテナンス時の作業性にも優れている。
【0066】
(実施形態2)
実施形態1の超音波センサは、2個の超音波マイク101a、101bを内蔵するタイプであったが、本実施形態の超音波センサは、図5および図6に示すように1個の超音波マイク101aのみを内蔵するタイプである。
【0067】
1個の超音波マイク101aを内蔵する超音波センサであっても、図7に示すように実施形態1同様の構成・取り付け方にて、バンパーYに取り付けることができる。
【0068】
なお、本実施形態は実施形態1と共通するために共通する部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【0069】
【発明の効果】
請求項1記載の超音波センサは、車両のバンパーの表裏に貫通するように穿孔された取付孔にバンパーの表側から挿入されバンパーを表裏から挟持する固定手段を備えたベゼル部材と、超音波マイクを収納した超音波センサ本体とからなり、該超音波センサ本体は前記ベゼル部材にバンパーの裏側から結合装着されてなり、前記ベゼル部材は、前記超音波センサ本体の前部が後瑞の開口から挿入される筒状の胴体部と、前記胴体部の後瑞部から延設され、前記胴体部から突出する前記超音波センサ本体の後部に形成された第1の係止手段と係合し前記超音波センサ本体を固定する第2の係止手段を備えた弾性変形可能なアーム部と、前記胴体部の前端の外周縁に沿って設けられ前記バンパーの表側の面と当接して前記胴体部の外周面と取付孔の内周面との間の隙間を目隠しするフェーシャ部とを備え、前記アーム部の先端を外側に屈曲した形状としたので、取付孔に前記超音波センサ本体を通す必要がないので取付孔の大きさを小さくでき、その結果外観的に目立たなくなりデザイン的な問題を低減できるという効果がある。さらに、バンパーに特別な取付用リブなどを必要とせず、取付孔に前記ベゼル部材を表側から挿入し前記固定手段により前記ベゼル部材をバンパーに固定させ、前記超音波センサ本体をベゼル部材に裏側から結合装着するだけで簡単に取り付けることができるという効果がある。また、筒状の前記胴体部に超音波センサ本体の前部を挿入することで十分な保持強度を得ることができ、また前記アーム部に前記第1の係止手段を設けたことで、前記超音波センサ本体を前記胴体部に挿入する時は前記アーム部が弾性変形して大きな挿入力を必要せず、また前記フェーシャ部を備えることで取付孔を目立たなくできるという効果がある。また、前記アーム部の先端を外側に屈曲した形状としたので、前記アーム部の先端が掴みやすくなり、前記アーム部の先端を掴んで前記アーム部を外側に開き一度装着した前記超音波センサ本体を前記ベゼル部材から取り外す時のメンテナンス性に優れるという効果がある。
【0070】
請求項2記載の超音波センサは、請求項1記載の発明において、前記胴体部の内面と前記胴体部に挿入される前記超音波センサ本体の前部の外面とのうち何れか一方に凸部を形成し、他方に前記凸部と凹凸嵌合し前記超音波センサ本体の上下方向の誤挿入を防止する誤挿入防止用凹部を形成したので、前記超音波センサ本体の上下方向の誤挿入を防止できるという効果がある。
【0071】
請求項3記載の超音波センサは、請求項1記載の発明において、前記超音波センサ本体は、前面に収納孔が開口したハウジングを有し、前記収納孔に筒状の保持ゴムに嵌め込まれた前記超音波マイクが収納され、前記収納孔から外部に臨んだ前記超音波マイクの前面の周囲に、前記超音波マイクの前面側から反対側へ向かうにつれて外側に広がるように傾斜する第1の傾斜面が、前記保持ゴムから前記ハウジングに跨って形成され、前記ベゼル部材は、前記第1の傾斜面と当接する第2の傾斜面を有する突片が、前記胴体部の前端の開口に形成されたので、前記超音波センサ本体を前記ベゼル部材に装着した後は、前記第1の傾斜面と前記第2の傾斜面とが当接することで、前記ハウジングおよび前記保持ゴムおよび前記保持ゴムに嵌め込まれた前記超音波マイクの前方への飛び出しを防止することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態1の超音波センサをバンパーに取り付けた状態を示す側面断面図である。
【図2】(a)同上の超音波センサ本体の上面図である。
(b)同上の超音波センサ本体の前面図である。
(c)同上の超音波センサ本体の下面図である。
(d)同上の超音波センサ本体の側面図である。
【図3】(a)同上のベゼル部材の上面図である。
(b)同上のベゼル部材の前面図である。
(c)同上のベゼル部材の下面図である。
(d)同上のベゼル部材の後面図である。
(e)同上のベゼル部材の側面図である。
【図4】同上の超音波センサをバンパーに取り付ける方法を説明する図である。
【図5】(a)実施形態2の超音波センサのベゼル部材の前面図である。
(b)同上のベゼル部材の側面断面図である。
【図6】同上の超音波センサ本体の側面断面図である。
【図7】同上の超音波センサをバンパーに取り付けた状態を示す側面断面図である。
【図8】超音波センサを車両に取り付けた状態を示す図である。
【図9】従来の超音波センサの構成を示す側面断面図である。
【図10】(a)同上の超音波センサの前面図である。
(b)同上の超音波センサをバンパーに取り付ける方法を説明する図である。
【図11】同上の超音波センサをバンパーに取り付ける別の方法を説明する図である。
【符号の説明】
1 ハウジング
1a ハウジング後部
1b ハウジング前部
2 組立爪
3 収納孔
4 誤挿入防止用凸部
5 第1の傾斜面
10 胴体部
10a 窓
11 フェーシャ部
12 アーム部
12a 組立孔
12b メンテナンス用レバー
13 弾性片
13a 係止爪
14 切り欠き
15 突片
15a 第2の傾斜面
101a,101b 超音波マイク
102 保持ゴム
103 電子回路部
A ベゼル部材
B 超音波センサ本体
Y バンパー
Z 取付孔
Claims (3)
- 車両のバンパーの表裏に貫通するように穿孔された取付孔にバンパーの表側から挿入されバンパーを表裏から挟持する固定手段を備えたベゼル部材と、超音波マイクを収納した超音波センサ本体とからなり、該超音波センサ本体は前記ベゼル部材にバンパーの裏側から結合装着されてなり、
前記ベゼル部材は、前記超音波センサ本体の前部が後瑞の開口から挿入される筒状の胴体部と、前記胴体部の後瑞部から延設され、前記胴体部から突出する前記超音波センサ本体の後部に形成された第1の係止手段と係合し前記超音波センサ本体を固定する第2の係止手段を備えた弾性変形可能なアーム部と、前記胴体部の前端の外周縁に沿って設けられ前記バンパーの表側の面と当接して前記胴体部の外周面と取付孔の内周面との間の隙間を目隠しするフェーシャ部とを備え、
前記アーム部の先端を外側に屈曲した形状としたことを特徴とする超音波センサ。 - 前記胴体部の内面と前記胴体部に挿入される前記超音波センサ本体の前部の外面とのうち何れか一方に凸部を形成し、他方に前記凸部と凹凸嵌合し前記超音波センサ本体の上下方向の誤挿入を防止する誤挿入防止用凹部を形成したことを特徴とする請求項1記載の超音波センサ。
- 前記超音波センサ本体は、前面に収納孔が開口したハウジングを有し、前記収納孔に筒状の保持ゴムに嵌め込まれた前記超音波マイクが収納され、前記収納孔から外部に臨んだ前記超音波マイクの前面の周囲に、前記超音波マイクの前面側から反対側へ向かうにつれて外側に広がるように傾斜する第1の傾斜面が、前記保持ゴムから前記ハウジングに跨って形成され、前記ベゼル部材は、前記第1の傾斜面と当接する第2の傾斜面を有する突片が、前記胴体部の前端の開口に形成されたことを特徴とする請求項1記載の超音波センサ。
Priority Applications (1)
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