JP5938673B2

JP5938673B2 - 超音波センサ

Info

Publication number: JP5938673B2
Application number: JP2011288754A
Authority: JP
Inventors: 崇志辻; 康志永野
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2016-06-22
Anticipated expiration: 2031-12-28
Also published as: JP2013136320A

Description

本発明は、超音波センサに関するものである。

従来から、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、受信された超音波におけるドップラーシフトに基づいて障害物の有無を判定するドップラーセンサなどがある。

さらに、上記の超音波センサとして、図１０に示すように、自動車のバンパー１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１０の超音波センサは、バンパー１に設けられた露出穴１１に挿通される形でバンパー１に固定されるものであって、バンパー１の外面側（図１０での左側）から露出穴１１に挿入される外側ブロック９１と、バンパー１の内面側（図１０での右側）から外側ブロック９１に結合する内側ブロック９２とを備える。すなわち、外側ブロック９１と内側ブロック９２とが間にバンパー１を挟む形で結合することで、上記の超音波センサはバンパー１に対して固定される。

特開２０１０−１９４４４１号公報

しかしながら、図１０のように外側ブロック９１と内側ブロック９２との間にバンパー１を挟む構造では、外側ブロック９１の一部がバンパー１の外面側（図１０での左側）に突出してしまうため、バンパー１に取り付けられた状態での見栄えが悪かった。

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、バンパーに取り付けられた状態での見栄えの改善が可能な超音波センサを提供することにある。

本発明の超音波センサは、バンパーの内面に固定される取付台と、超音波を送信する送信手段と超音波を受信する受信手段との少なくとも一方を保持し前記バンパーに設けられた露出穴に挿通されて前記取付台に結合するセンサ本体とを備え、前記センサ本体の外周面において、バンパーの外側に向けられる端部は、弾性材料で構成され、且つ、バンパーの外面に平行な断面での断面形状をバンパーの外側へ向かって大きくするように傾斜していることを特徴とする。

上記の超音波センサにおいて、前記取付台は、貼着とカシメ止めとねじ止めとのいずれかによって前記バンパーに固定されていることが望ましい。

また、上記の超音波センサにおいて、前記取付台は、前記バンパーに対して固定される固定部と、操作力を受けて前記固定部に対して弾性的に揺動可能なクリップ部とを有し、前記クリップ部と、前記センサ本体の外面とには、前記固定部に対する前記クリップ部の揺動に伴って互いに係脱する凹凸が設けられていることが望ましい。

また、上記の超音波センサにおいて、前記センサ本体において前記バンパーの外側から見て露出する部位は前記バンパーの外面と同じ色とされていることが望ましい。

本発明によれば、バンパーを内外から挟むことでバンパーに対して固定される場合に比べ、バンパーの外側に突出させる必要がないことにより、見栄えの改善が可能となる。

本発明の実施形態を示す断面図である。同上のセンサ本体を示す分解斜視図である。同上を示す分解斜視図である。同上を示す、図３における下方から見た分解斜視図である。取付台をバンパーに固定する方法の一例を示す断面図である。（ａ）（ｂ）はそれぞれ取付台をバンパーに固定する方法の別の例を示す断面図であり、（ａ）は固定の過程を示し、（ｂ）は固定が完了した状態を示す。取付台をバンパーに固定する方法の更に別の例を示す断面図である。（ａ）（ｂ）はそれぞれセンサ本体を取付台に結合させる方法を示す断面図であり、（ａ）は結合の過程を示し、（ｂ）は結合が完了した状態を示す。同上のバンパーへの取り付けが完了した状態を示す左側面図である。従来例を示す断面図である。

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。

本実施形態は、車両（図示せず）に搭載されて車両の進行方向の障害物を検出するものであり、超音波が送受信される方向を車両の前方又は後方に向けて取り付けられる。

本実施形態は、図１に示すように、車両のバンパー１の内面に固定される取付台２と、超音波を送受信する送信手段及び受信手段としての圧電素子を保持しバンパー１に設けられた露出穴１１に挿通されて取付台２に結合するセンサ本体３とを備える。センサ本体３は、図１での左方に超音波を送信するとともに、図１での左方からの超音波を受信する。以下、上下左右は図１を基準とし、図１の紙面に直交する方向を前後方向と呼ぶ。

センサ本体３は、図２に示すように、圧電素子を有する円柱形状の送受信ブロック４と、送受信ブロック４の外周面を覆う筒状の保持ゴム５と、保持ゴム５を装着された送受信ブロック４が嵌め込まれるボディ６とを備える。

送受信ブロック４は、例えば、軸方向を左右方向に向けて右面が開口した有底円筒形状の金属からなるケースの内底面に圧電素子が固着されるとともにケース内に充填材が充填されたものであり、超音波は送受信ブロック４の左面において入射及び出射する。

保持ゴム５の材料としては例えば合成ゴムやエラストマのような弾性材料を用いることができる。保持ゴム５は、軸方向を左右方向に向けた円筒形状であって送受信ブロック４を囲む本体部５１と、本体部５１の左端部（すなわちバンパー１の外側に向けられる端部）から径方向の外向きに突設された鍔部５２とを有する。鍔部５２はボディ６の左端面の左側に位置する。鍔部５２の外周面は、左方に向かって（つまり、バンパー１の外側へ向かって）外径を大きくするように（つまり、バンパー１の外面に平行な断面での断面形状を大きくするように）傾斜した円錐台形状となっている。

ボディ６は例えば合成樹脂からなり、左右両端が開口して保持ゴム５の外周面を覆う筒形状の本体部６１と、本体部６１の右端部から下方に突設されたコネクタ部６２とを有する。本体部６１には、圧電素子に電気的に接続されて増幅やノイズ除去といった適宜の信号処理を行う信号処理回路（図示せず）が収納される。また、コネクタ部６２は、軸方向を上下方向に向けた筒形状であって、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）が内側に露出する。上記の信号処理回路は、上記のコンタクトに一対一に接触導通する複数個の接触子を有してコネクタ部６２に挿入接続されるプラグ（図示せず）を用いて、外部回路に電気的に接続される。

また、センサ本体３は、ボディ６に結合して本体部６１の右側の開口を閉塞するカバー７を備える。カバー７は例えば合成樹脂からなり、厚さ方向を左右方向に向けた板状の本体部７１と、本体部７１の前後両端からそれぞれ左方に突設され先端部が前後方向の外向きに曲がった結合爪７２とを有する。ボディ６の本体部６１の右端部の前後両側には、それぞれ、本体部６１の内外に連通した結合穴６３が設けられており、この結合穴６３に１個ずつの結合爪７２の先端部が係入することで、ボディ６とカバー７とは互いに結合する。

次に、取付台２について説明する。取付台２は、図３及び図４に示すように、センサ本体３を保持する保持部２１と、保持部２の左端部から上下両側にそれぞれ突出しバンパー１の内面に固定される固定部２２とを有する。

固定部２２をバンパー１の内面に固定する固定手段としては、例えば、図５に示すように周知の粘着シート８１による貼着を用いることができる。また、固定手段としては、図６に示すようにバンパー１の内面に突設されたカシメ凸部１２を固定部２２に設けられた挿通穴２２１に挿通してカシメる（つまり、挿通穴２２１から抜けないようにカシメ凸部１２の先端部を熱や圧力によって塑性変形させる）というカシメ止めを用いてよい。または、固定手段として、図７に示すように固定部２２の挿通穴２２１に挿通されてバンパー１に螺合するねじ８２によるねじ止めを用いてもよい。図７の例では、内周面にねじ溝が設けられた筒形状であってそれぞれねじ８２が螺合するねじ止め凸部１３が、バンパー１の内面側に複数個突設されている。

保持部２１は、前後方向においてセンサ本体３を挟む２個の挟み部２３と、２個の挟み部２３の右上端部間と左上端部間とにそれぞれ架設されて挟み部２３間の距離を維持する２個の連結部２４とを有する。さらに、保持部２１は、挟み部２３に対して弾性的に揺動可能に連結されたクリップ部２５を、センサ本体３を挟む前後両側にそれぞれ有する。各クリップ部２５は、それぞれ、左右に長い形状であって、弾性変形可能なバネ部２６を介して左右方向の中央部が挟み部２３に連結されることで、挟み部２３に対して（つまり固定部２２に対して）弾性的に揺動可能となっている。また、各クリップ部２５は、バネ部２６が弾性復帰した状態で左端部を他の部位よりも前後方向の内側に（つまりセンサ本体３の近くに）位置させる段２５１を有し、段２５１の左側には係合穴２５０が設けられている。さらに、センサ本体３において本体部６１の前後両面には、それぞれ、係合凸部３１が突設されている。

センサ本体３を取付台２に結合させる際には、図８（ａ）に矢印Ａ１で示すように各クリップ部２５の右端部に前後方向（図８での上下方向）の内向きの押力を加えて揺動させる。次に、センサ本体３の係合凸部３１の位置と係合穴２５０の位置とを合わせ、この状態で、上記の押力を解除する。すると、図８（ｂ）に示すように各クリップ部２５がそれぞれ復帰して各係合凸部３１がそれぞれ係合穴２５０に係入し、ここにおいてセンサ本体３と取付台２との結合が完了する。

本実施形態をバンパー１に取り付けるには、まず、取付台２をバンパー１の露出穴１１の位置に合わせてバンパー１の内面に固定する。次に、センサ本体３を取付台２に結合させる。このとき、センサ本体３はバンパー１の外側から露出穴１１に挿通することができる。具体的には、センサ本体３を図１の状態から反時計回りに９０度程度回転した向きとして、バンパー１の外側からまずコネクタ部６２を露出穴１１に挿入し、その後にセンサ本体３をバンパー１及び取付台２に対して前方から見て時計回りに回転させれば、コネクタ部６２に続いて本体部６１も露出穴１１に導入することができる。その後、センサ本体３をバンパー１及び取付台２に対して右方へ押し込んで各係合凸部３１をそれぞれ係合穴２５０に係入させればよい。上記のように取付台２をバンパー１の内面に固定した後でセンサ本体３をバンパー１の外側から露出穴１１に挿通して取付台２に取り付ければ、センタ本体３を取付台２に結合させた状態で取付台２をバンパー１の内面に固定する場合に比べ、センサ本体３においてバンパー１の露出穴１１内に露出する面である左面に傷がつきにくくなる。なお、凹凸を上記とは逆転させ、センサ本体３の外面に設けた係合穴にクリップ部２５に設けられた係合凸部を係入させるような構造とすることも可能である。

ここで、取付台２とセンサ本体３とが互いに結合した状態での取付台２の左方へのセンサ本体３の突出量は、取付が想定されるバンパー１の厚さ寸法（図１での左右方向の寸法）と同程度とされている。すなわち、本実施形態がバンパー１に取り付けられた状態では、バンパー１の外面（左面）と、センサ本体３の左面とが略面一となる。

また、露出穴１１の大きさが適切であれば、本実施形態がバンパー１に取り付けられた状態において、図９に示すように、保持ゴム５の鍔部５２が露出穴１１の内周面に弾接する。

上記構成によれば、図１０の従来例のようにバンパー１を内外から挟むことでバンパー１に対して固定される場合に比べ、バンパー１の外側に突出させる必要がないことにより、見栄えの改善が可能となる。

なお、バンパー１に取り付けられた状態での見栄えを改善するためには、センサ本体３においてバンパー１の外側から見て露出穴１１内に露出する部位は、バンパー１の外面と同じ色とされることが望ましい。すなわち、取り付けられるバンパー１の色が決まっている場合には、その色と同じ色に、本体ブロック４及び保持ゴム５を着色ないし塗装する。

１バンパー
２取付台
３センサ本体
１１露出穴
２２固定部
２５クリップ部
３１係合凸部（互いに係合する凹凸）
２５０係合穴（互いに係脱する凹凸）

Claims

バンパーの内面に固定される取付台と、
超音波を送信する送信手段と超音波を受信する受信手段との少なくとも一方を保持し前記バンパーに設けられた露出穴に挿通されて前記取付台に結合するセンサ本体とを備え、
前記センサ本体の外周面において、バンパーの外側に向けられる端部は、弾性材料で構成され、且つ、バンパーの外面に平行な断面での断面形状をバンパーの外側へ向かって大きくするように傾斜していることを特徴とする超音波センサ。
前記取付台は、貼着とカシメ止めとねじ止めとのいずれかによって前記バンパーに固定されていることを特徴とする請求項１記載の超音波センサ。
前記取付台は、前記バンパーに対して固定される固定部と、操作力を受けて前記固定部に対して弾性的に揺動可能なクリップ部とを有し、
前記クリップ部と、前記センサ本体の外面とには、前記固定部に対する前記クリップ部の揺動に伴って互いに係脱する凹凸が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の超音波センサ。
前記センサ本体において前記バンパーの外側から見て露出する部位は前記バンパーの外面と同じ色とされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の超音波センサ。