JP4676346B2 - 超音波センサユニット - Google Patents

Description

本発明は、超音波距離計、超音波速度計、超音波流量計、超音波プローブ、超音波探傷機等の超音波を用いて各種測定を行う超音波センサユニットに関する。

従来から、超音波を射出し、被測定体に当って反射してきた超音波を検出する超音波センサを利用した各種の測定装置、例えば、超音波距離計、超音波速度計、超音波流量計、超音波プローブ、超音波探傷機等が知られている。

このような装置では、超音波センサ及びこの超音波センサを駆動するための電気回路を筐体内に収容した超音波センサユニットとして構成されたものがある。

上記のような超音波センサユニットでは、電気回路に電源を供給するケーブルや、検出信号を伝達するためのケーブルを筐体内から外部に引き出す必要がある。このため、筐体の外郭を構成する外側壁の一部に切り欠き部等を設け、この切り欠き部にケーブルを通す構造としたものがある。しかしながら、例えば超音波センサユニットの屋外での使用が想定されるため、防水性の確保等のために筐体内に樹脂等のモールド剤を充填した構造とした場合、上記のような超音波センサユニットでは、ケーブル引き出しのための切り欠き部から、ケーブルを伝わって樹脂が漏れることがあった。このように樹脂の漏れが発生すると、外観不良や樹脂の充填量の不足から不良品が発生するため歩留まりが低下し、生産性の悪化を招くという問題があった。

本発明はこのような課題に対処するためになされたものである。本発明は、筐体内からのモールド剤としての樹脂の漏れの発生を防止することができ、従来に比べて生産性の向上を図ることのできる超音波センサユニットを提供することを目的としている。

（請求項１）
本発明の超音波センサユニットは、超音波を射出するとともに、反射した超音波を検出する超音波センサと、前記超音波センサを駆動するための電気回路と、前記超音波センサと前記電気回路を収容する筐体と、前記電気回路と電気的に接続され、前記筐体内から外部に引き出されたケーブルと、前記筐体内に充填された樹脂と、を具備した超音波センサユニットであって、前記筐体の外側壁に、前記ケーブルを通すための切り欠き部を有するとともに、当該切り欠き部が形成された外側壁の内側に、前記樹脂を充填する際に前記切り欠き部方向への当該樹脂の流れを制限する内側壁が形成されていることを特徴とする。

上記構成の本発明の超音波センサユニットにおいては、切り欠き部が形成された外側壁の内側に、樹脂を充填する際に切り欠き部方向への当該樹脂の流れを制限する内側壁が形成されている。この内側壁によって、充填された樹脂が切り欠き部へ到達する前に固化させることができ、これによって、切り欠き部から樹脂が漏れることを防止することができる。

（請求項２）
本発明の超音波センサユニットの一態様では、前記内側壁は、前記切り欠き部と間隙を設けて当該切り欠き部の周囲の三方を囲むように、略コ字状に形成され、前記切り欠き部と対向する部位に前記切り欠き部に対応した第２の切り欠き部が形成されている。このように、切り欠き部と間隙を設けてその周囲の三方を囲むように、略コ字状等に形成された内側壁を設けることにより、内側壁を越えて切り欠き部方向に流れた樹脂が、一旦間隙内に溜まることによって、切り欠き部から外側に漏れる状態となるまでの時間を稼ぐことができる。この間に樹脂は固化するので、より確実に切り欠き部から樹脂が漏れることを防止することができる。

（請求項３）
本発明の超音波センサユニットの一態様では、前記内側壁と前記外側壁との間に形成された間隙の上部を覆うように配置され、前記ケーブルを係止する係止部材を具備したことを特徴とする。このように、係止部材を設けることによって、樹脂の充填によりケーブルが浮き、ケーブルと切り欠き部との間から充填された樹脂が外部に漏れることを防止することができる。

（請求項４〜６）
本発明の超音波センサユニットの一態様では、前記切り欠き部の底部が、円弧状に形成されており、他の一態様では、前記第２の切り欠き部の底部が、円弧状に形成されている。さらに他の一態様では、前記ケーブルの前記切り欠き部と当接される部位に、弾性部材が設けられている。このように、切り欠き部及び第２の切り欠き部の形状をケーブルの形状に合わせて円弧状とすること、また、切り欠き部とケーブルとの間に、例えばスポンジゴム等からなる弾性部材を介在させることによって、より確実に切り欠き部から樹脂が漏れることを防止することができる。

本発明の超音波センサユニットによれば、筐体内からのモールド剤としての樹脂の漏れの発生を防止することができ、従来に比べて生産性の向上を図ることができる。

以下、本発明の詳細を一実施形態について図面を参照して説明する。

図１〜４は、本発明の一実施形態に係る超音波センサユニットの概略構成を模式的に示すものである。これらの図１〜４に示すように、超音波センサユニット１は、樹脂等からなり、略直方体形状に形成された筐体２を具備している。図３（ｂ）に示すように、この筐体２の長手方向端部の一方の外側壁３には、略円形の超音波センサ取り付け用窓４が形成されている。そして、この超音波センサ取り付け用窓４からセンサ面が外を向いて露出するように、超音波センサ５が、筐体２内に収容されている。

また、筐体２内には、図４に点線で示すように、超音波センサ５を駆動するための電気回路６が収容されており、筐体２の内部は、図４に示すように、ウレタン樹脂等の樹脂７がモールド剤として充填されている。また、筐体２の上記の外側壁３に対向する長手方向反対側の外側壁８からは、電源ケーブル及び信号ケーブル等からなるケーブル９が引き出されている。

上記外側壁８には、図１に示すように、ケーブル９を通すための切り欠き部２０が形成されている。この切り欠き部２０の底部２１は、ケーブル９の形状に合わせて略半円状の円弧形状とされている。

また、切り欠き部２０の内側には、樹脂を充填する際に切り欠き部２０方向への樹脂の流れを制限する内側壁２２が設けられている。この内側壁２２は、切り欠き部２０と間隙２３を設けて当該切り欠き部２０の周囲の三方を囲むように、略コ字状に形成され、切り欠き部２０と対向する部位に切り欠き部２０に対応した第２の切り欠き部２４が形成されている。この第２の切り欠き部２４の底部２５も、ケーブル９の形状に合わせて略半円状の円弧形状とされている。

ケーブル９の切り欠き部２０及び第２の切り欠き部２４との当接部には、弾性部材２６が設けられている。この弾性部材２６としては、例えばスポンジゴム等を好適に使用することができる。そして、内側壁２２と外側壁８との間に形成された間隙２３の上部を覆うように、ケーブル９を係止する係止部材２７が設けられている。この係止部材２７は、外形が略コ字状とされており、樹脂を充填する前に、切り欠き部２０及び第２の切り欠き部２４との間ケーブル９を挟み込んだ状態で、外側壁８及び内側壁２２に接着剤によって接着される。

上記のように、本実施形態では、切り欠き部２０の内側に、内側壁２２が設けられているので、筐体2内に樹脂を充填する際に、この内側壁２２によって切り欠き部２０方向への樹脂の流れが制限される。そして、筐体２内に、内側壁２２の高さを超えて樹脂が充填されると、まず、樹脂が内側壁２２を超えて徐々に間隔２３に流れ込む。そして、この間隙２３内に流れ込んだ樹脂が切り欠き部２０の高さにまで至らないと、切り欠き部２０から外側に漏れることが無いので、この間に樹脂は固化し、樹脂が切り欠き部２０から外側に漏れることを防止することができる。

また、切り欠き部２０の底部２１、第２の切り欠き部２４の底部２５を、円弧状に形成してケーブル９の形状に合わせ、さらに、これらとケーブル９との間に弾性部材２６を介在させることによって、切り欠き部２０の底部２１及び第２の切り欠き部２４の底部２５とケーブル９との間の隙間を小さくすることができる。これによって、より確実に切り欠き部２０から外側に樹脂が漏れることを防止することができる。

さらに、係止部材２７が設けることによって、筐体２内に樹脂を充填した際に、ケーブル９が浮き上がることを防止することができるとともに、切り欠き部２０方向への樹脂の流れをより一層制限することができ、これによって、さらに確実に切り欠き部２０から外側に樹脂が漏れることを防止することができる。

これに対して、例えば図５に示すように、筐体２に単に矩形状の切り欠き部の底部２００を形成した超音波センサユニットでは、ケーブル９と切り欠き部の底部２００との間から樹脂が外部に漏れ易く、充填する樹脂として粘度の高いウレタン樹脂等を使用しても、完全に硬化するまでに時間を要するため、樹脂漏れの発生する可能性が高かった。

図３（ｂ）に示すように、筐体２の外側には、超音波センサ取り付け用窓４が設けられた外側壁３の近傍の部位に、天井部１０から外側壁３と隣接する両側の外側壁１１，１２にかけて傾斜する傾斜面１３が両側に形成されている。この傾斜面１３は、天井部１０又は外側壁１１，１２に降った雨等が、超音波センサ取り付け用窓４側に流れ落ちないように排水するためのものである。これによって、超音波センサ５の表面を流れ落ちる雨滴が膜状（滝状）に超音波センサ５の表面覆うような事態が発生することを防止し、超音波センサ５の感度の低下や誤検出が発生する可能性を低減できる。

また、図３（ｂ）に示すように、超音波センサ取り付け用窓４が設けられた側面３には、周囲の気温を測定するための温度センサ１５と、動作時に点灯し、動作状態（オン・オフ状態）を示すための発光素子（ＬＥＤ）１６が設けられている。

上記構成の超音波センサユニット１では、例えば、図３（ｂ）に示されるように、天井面１０又は外側壁１１，１２が上に向くように所定部位に取り付けられ、屋外等の雨滴（液滴）等がかかる環境下で使用される。このため、前述したとおり、筐体２内には樹脂７が充填され、防水性等が確保されるようになっている。使用時には、超音波センサ５から超音波を射出するとともに、被測定体から反射してきた超音波を超音波センサ５で検出し、被測定体の有無や、被測定体との距離等を測定する。この時周囲の気温を温度センサ１５で測定し、温度による超音波の伝搬速度の補正を行う。

本発明の一実施形態に係る超音波センサユニットの要部構成を示す斜視図。 図１の超音波センサユニットの全体構成を示す上面図。 図１の超音波センサユニットの全体構成を示す側面図。 図１の超音波センサユニットの全体構成を示す底面図。 従来の超音波センサユニットの要部構成を示す斜視図。

符号の説明

１……超音波センサユニット、２……筐体、３……超音波センサ取り付け用窓が形成された側面、４……超音波センサ取り付け用窓、５……超音波センサ、６……電気回路、７……樹脂、８，１１，１２……外側壁、９……ケーブル、１０……天井部、１３……傾斜面、１４……排水部、１５……温度センサ、１６……発光素子、２０……切り欠き部、２１……底部、２２……内側壁、２３……間隙、２４……第２の切り欠き部、２５……底部、２６……弾性部材、２７……係止部材。

Claims (6)

1. 超音波を射出するとともに、反射した超音波を検出する超音波センサと、
   前記超音波センサを駆動するための電気回路と、
   前記超音波センサと前記電気回路を収容する筐体と、
   前記電気回路と電気的に接続され、前記筐体内から外部に引き出されたケーブルと、
   前記筐体内に充填された樹脂と、
   を具備した超音波センサユニットであって、
   前記筐体の外側壁に、前記ケーブルを通すための切り欠き部を有するとともに、当該切り欠き部が形成された外側壁の内側に、前記樹脂を充填する際に前記切り欠き部方向への当該樹脂の流れを制限する内側壁が形成されていることを特徴とする超音波センサユニット。
2. 請求項１記載の超音波センサユニットであって、
   前記内側壁は、前記切り欠き部と間隙を設けて当該切り欠き部の周囲の三方を囲むように、略コ字状に形成され、前記切り欠き部と対向する部位に前記切り欠き部に対応した第２の切り欠き部が形成されていることを特徴とする超音波センサユニット。
3. 請求項２記載の超音波センサユニットであって、
   前記内側壁と前記外側壁との間に形成された間隙の上部を覆うように配置され、前記ケーブルを係止する係止部材を具備したことを特徴とする超音波センサユニット。
4. 請求項１乃至３いずれか１項記載の超音波センサユニットであって、
   前記切り欠き部の底部が、円弧状に形成されていることを特徴とする超音波センサユニット。
5. 請求項２乃至４いずれか１項記載の超音波センサユニットであって、
   前記第２の切り欠き部の底部が、円弧状に形成されていることを特徴とする超音波センサユニット。
6. 請求項１乃至５いずれか１項記載の超音波センサユニットであって、
   前記ケーブルの前記切り欠き部と当接される部位に、弾性部材が設けられていることを特徴とする超音波センサユニット。

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