JP4532347B2 - Ultrasonic transducer - Google Patents
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Description
本発明は、超音波周波数帯の送信、受信を行う超音波送受波器に関するものである。 The present invention relates to an ultrasonic transducer that transmits and receives an ultrasonic frequency band.
従来の実施の形態に関わる超音波送受波器において、これを車のバンパー等に埋め込み設置し、周辺の障害物を検出する場合、超音波送受波器にパルスバースト電気信号を入力することで超音波送受波器からその入力パルスバースト電気信号に応じた超音波信号が発振され、発振された超音波信号は障害物に到達した後、その障害物で反射し、超音波信号の一部は同じ超音波送受波器に戻ってくる。超音波送受波器はその反射信号を受信することで障害物を検出している。
従来の実施の形態に関わる超音波送受波器において、図2−bにその概略縦断面図を表す。図2−aは従来の実施の形態に関わる超音波送受波器における有底筒状ケースの概略上面図および縦断面図を表す。従来の実施の形態の有底筒状ケースは、一方向で広く他方向で狭い指向性を得るため、図2−aのように、その内部を一方向で比較的長く、別な方向で比較的短くくりぬかれている。図2−bにおいて、アルミニウム材等から成る有底筒状ケース2の底面内部に圧電素子1を接着しユニモルフ振動子を構成する。圧電素子1の有底筒状ケース2との接着面側の反対面から入出力リード5a、有底筒状ケース2から入出力リード5bを半田付け等して取り出す。圧電素子1の有底筒状ケース2との接着面側と有底筒状ケース2とは電気的に接続されており、更に圧電素子1と入出力リード5a及び、有底筒状ケース2と入出力リード5bは電気的に接続されている。入出力リード5aおよび5bはPVC被覆ワイヤ付きコネクタ6のワイヤにそれぞれ半田付けされている。圧電素子1の上面にシリコーン発泡体等から成る吸音材3を設置し、更にその上からシリコーン材、ウレタン材等の弾性体から成る封止剤4を有底筒状ケース2内に 填して構成されている。
FIG. 2B is a schematic longitudinal sectional view of an ultrasonic transducer according to a conventional embodiment. FIG. 2A shows a schematic top view and a longitudinal sectional view of a bottomed cylindrical case in the ultrasonic transducer according to the conventional embodiment. Since the bottomed cylindrical case of the conventional embodiment obtains directivity that is wide in one direction and narrow in the other direction, as shown in FIG. It is hollowed out. In FIG. 2B, a
解決しようとしている課題は小型超音波送受波器において、指向性をより改善する事である。 The problem to be solved is to further improve the directivity in a small ultrasonic transducer.
我々は、上記の課題を解決すべく鋭意努力を重ねてきたがなかなか解決の糸口を見出すことが出来なかった。例えでいうなら、既述のように中空部の側面の長い部分と短い部分の距離の比率を広げても十分な効果は出なかった。
しかし、今回の発明により、十分満足のいく効果を得ることが出来たのである。即ち、超音波送受波器において、その底部の中心点を通る中心線のうち、対向するくりぬき部分の距離が最も短い部分を通る中心線と、これと直交する中心線とによって4分割されたそれぞれの領域に少なくとも一つ以上、有底筒状ケース内側面に更に食い込む様に掘り込みを設けたのである。
Although we have made intensive efforts to solve the above problems, we have been unable to find a clue to the solution. For example, as described above, even if the ratio of the distance between the long part and the short part of the side surface of the hollow part was increased, a sufficient effect was not obtained.
However, the present invention has achieved a sufficiently satisfactory effect. That is, in the ultrasonic transducer, among the center lines that pass through the center point of the bottom part, each of the four divided by the center line that passes through the shortest part of the opposite hollow part and the center line that is orthogonal thereto In this region, at least one or more digs are provided so as to further bite into the inner surface of the bottomed cylindrical case.
本発明は、小型超音波送受波器においても送信、受信する指向特性を従来より狭くする事で、従来より長距離を検知する場合の地面等による誤検知を防ぐことが出来るという利点を持つ。また、これにより正面感度も増加し、より長距離を検知出来るようになる。 The present invention has an advantage that it is possible to prevent erroneous detection due to the ground or the like in the case of detecting a longer distance than in the past by narrowing the directivity characteristics to be transmitted and received even in a small ultrasonic transducer. This also increases the frontal sensitivity and makes it possible to detect longer distances.
車載用コーナーセンサ等に用いる際、バンパー等に埋め込み設置し、長距離から近距離まで安定した障害物検知を誤作動無く高い信頼性で実現出来る。 When used in in-vehicle corner sensors, etc., it can be embedded in a bumper, etc., and stable obstacle detection from long distances to short distances can be realized with high reliability without malfunction.
図1−bは本発明の実施の形態に関わる超音波送受波器の概略縦断面図を表す。図1−aは本発明の実施の形態に関わる超音波送受波器における有底筒状ケースの概略上面図および縦断面図を表す。図1−aにおいて、アルミニウム材等から成る、一方向で比較的長く別な方向で比較的短くくりぬいた有底筒状ケース2において、対向するくりぬき部分の距離が最も短い部分を通る中心線と、これと直交する中心線とによって4分割されたそれぞれの領域に少なくとも一つ以上、有底筒状ケース内側面に更に食い込む様に掘り込みを設ける。圧電素子1の有底筒状ケース2との接着面側の反対面と圧電素子1から入出力リード5a、又、有底筒状ケース2から入出力リード5bを半田付け等によって取り出す。圧電素子1の有底筒状ケース2との接着面側と有底筒状ケース2とは電気的に接続されており、更に、圧電素子1と入出力リード5a及び、有底筒状ケース2と入出力リード5bとは電気的に接続されている。圧電素子1の上面に発泡シリコーン等から成る吸音材3を載置して、その上からシリコーン材、ウレタン材等から成る封止剤4を有底筒状ケース2内部に充填し構成する。
例えば、送受信周波数60kHzにおいて、従来の実施の形態に関わる超音波送受波器の振動の節は図3−aのようになる。図1−aの様に有底筒状ケース内側面に食い込む様に掘り込みを設けことにより、図3−bに示すように楕円形の振動の節が長軸方向にのみ広がる。その結果、従来の実施の形態においては図4−aに示すように鉛直方向に半減全角で36度だった物が、図1−aの様に有底筒状ケース内側面に食い込む様に掘り込みを設けることにより図4−bに示すように半減全角で22度と10度以上改善する事が可能となる。楕円形の振動の節の短軸方向は従来の実施の形態と同等のため、指向特性の異方性をより強くする事が出来る。また、正面感度も図5のように増加する。
FIG. 1B is a schematic longitudinal sectional view of an ultrasonic transducer according to an embodiment of the present invention. 1A shows a schematic top view and a longitudinal sectional view of a bottomed cylindrical case in an ultrasonic transducer according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1-a, in the bottomed
For example, at a transmission / reception frequency of 60 kHz, the vibration section of the ultrasonic transducer according to the conventional embodiment is as shown in FIG. As shown in FIG. 1-a, by providing a digging so as to bite into the inner surface of the bottomed cylindrical case, an elliptical vibration node spreads only in the major axis direction as shown in FIG. 3-b. As a result, in the conventional embodiment, as shown in FIG. 4-a, the object that was half-full angle 36 degrees in the vertical direction is dug so as to bite into the inner surface of the bottomed cylindrical case as shown in FIG. As shown in FIG. 4B, the half angle can be improved by 22 degrees and 10 degrees or more. Since the minor axis direction of the elliptical vibration node is equivalent to the conventional embodiment, the anisotropy of the directivity can be further increased. Also, the front sensitivity increases as shown in FIG.
本発明は、車のバックセンサのみならず、防滴型超音波送受波器が利用されている様々な分野に適用できる。 The present invention can be applied not only to a back sensor of a car but also to various fields where a drip-proof ultrasonic transducer is used.
1 圧電素子
2 有底筒状ケース
3 吸音材
4 封止剤
5 a 入出力リード
5 b入出力リード
6 PVC被覆ワイヤ付きコネクタ
DESCRIPTION OF
6 Connector with PVC coated wire
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