JP6160952B2

JP6160952B2 - 超音波装置

Info

Publication number: JP6160952B2
Application number: JP2013109367A
Authority: JP
Inventors: 平川　修; 修平川; 康志永野; 崇志辻
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2013-05-23
Filing date: 2013-05-23
Publication date: 2017-07-12
Anticipated expiration: 2033-05-23
Also published as: EP2808694A3; US20140346303A1; JP2014227090A; EP2808694B1; EP2808694B2; CN104175955A; EP2808694A2; CN104175955B; US9296350B2

Description

本発明は、超音波装置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装置が提供されている。この種の超音波装置としては、例えば、送信した超音波が障害物において反射された反射波の受信の有無に基いて障害物の有無を検出するとともに、超音波を送信してから反射波が受信されるまでの時間に基いて障害物までの距離を検出するものがある。

さらに、上記の超音波装置として、図１５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１５の超音波装置は、バンパー１の内面に対して接着や溶接により固定される保持部材２と、超音波が入出力される露出面３０を有して保持部材２に保持される本体ブロック３とを備える。バンパー１には本体ブロック３の露出面３０を露出させる露出穴１１が設けられており、本体ブロック３は、露出面３０を有して露出穴１１に挿入される頭部３１を有する。頭部３１の寸法形状は、図１６に示すように露出面３０がバンパー１の外面と面一となるように設計される。

特許第４０５６５６８号公報

しかしながら、バンパー１において露出穴１１の周囲が湾曲していた場合、湾曲の程度に応じて、バンパー１において保持部材２が固定された部位（取付面）と露出穴１１の開口面との位置関係が変化する。すると、本体ブロック３とバンパー１との間に介装された保持リング７が変形して、露出穴１１に対する頭部３１の挿入の深さが変化し、これによって、バンパー１の外面に対する露出面３０の凹凸が変化して外観に影響を与えてしまう。

例えば、バンパー１が、露出穴１１の近傍を外向きに膨出させるように曲がっていた場合、バンパー１において保持部材２が固定された部位が露出穴１１の開口よりも内側に位置することで、バンパー１が平坦な場合よりも露出面３０が窪んでしまう。逆に、バンパー１が、露出穴１１の近傍の外面を窪ませるように曲がっていた場合、バンパー１において保持部材２が固定された部位が露出穴１１の開口よりも外側に位置することで、バンパー１が平坦な場合よりも露出面３０が突出してしまう。

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、露出穴に対する頭部の挿入の深さが取付面の形状の影響を受けにくい超音波装置を提供することにある。

本発明の超音波装置は、車両外装板の内面に固定される保持部材と、前記保持部材に対して結合する本体ブロックとを備え、前記本体ブロックは、前記車両外装板に設けられた貫通穴である露出穴に挿入される頭部、前記保持部材が固定される位置よりも前記露出穴
に近い位置において前記車両外装板の内面に当接する当接部、並びに、前記頭部において前記露出穴を通じて露出する露出面から入射した超音波を受信する受信手段と、前記露出面から超音波を出射させる送信手段との少なくとも一方を有し、前記保持部材は、前記本体ブロックを前記車両外装板の外側へ付勢する付勢部を有し、前記当接部は、前記露出穴の周囲の一部においてのみ前記車両外装板に当接することを特徴とする。

上記の超音波装置において、前記当接部を３個以上有することが望ましい。

上記の超音波装置において、前記当接部において前記車両外装板の内面に当接する面が凸曲面であることが望ましい。

上記の超音波装置において、前記頭部は軸方向を前記車両外装板の厚さ方向に向けられる円柱形状であって、前記当接部は前記頭部の外周面に突設されていることが望ましい。

上記の超音波装置において、前記当接部において前記車両外装板に当接する部位は、前記頭部を囲む同一円上に等間隔に位置することが望ましい。

上記の超音波装置において、前記保持部材は、前記本体ブロックを弾性的に挟む付勢部としての一対の挟み部を有し、各前記挟み部にはそれぞれ係合穴が設けられ、前記本体ブロックには、前記係合穴に係入する係合凸部が前記係合穴毎に設けられていて、前記係合凸部は、前記車両外装板の厚さ方向に向けられる方向であって前記車両外装板から離れる方向に向かって突出寸法を小さくするように傾斜した傾斜面を有し、各前記挟み部は、前記傾斜面に弾接することで前記本体ブロックを前記車両外装板の外側へ付勢することが望ましい。

上記の超音波装置において、前記保持部材は、レーザー溶着と接着と両面テープによる貼着とねじ止めとのいずれかを用いて前記車両外装板に固定されてもよい。

上記の超音波装置において、前記保持部材は、レーザー溶着と接着と両面テープによる貼着とのいずれかと、ねじ止めとを併用して前記車両外装板に固定されることが望ましい。

上記の超音波装置において、前記本体ブロックは、前記当接部を連続一体に有して前記受信手段と前記送信手段との少なくとも一方を保持したハウジングを備えることが望ましい。

上記の超音波装置において、前記本体ブロックは、前記受信手段と前記送信手段との少なくとも一方を備えた装置本体と、前記当接部を有して前記装置本体に結合する当接部材とを備えることが望ましい。

本発明によれば、保持部材が固定される位置よりも露出穴の近くにおいて車両外装板に当接する当接部が、露出穴に挿入される頭部を有する本体ブロックに設けられ、且つ、付勢部の作用により当接部は車両外装板の内面に押し付けられるので、当接部や付勢部が設けられない場合に比べ、露出穴に対する頭部の挿入の深さが取付面の形状の影響を受けにくい。

本発明の実施形態１がバンパーに固定された状態を示す一部破断した正面図である。同上を示す分解斜視図である。同上の本体ブロックを示す、図２のＡ−Ａ断面での断面図である。同上の保持部材に粘着シートが貼着された状態を示す左側面図である。同上の保持部材に粘着シートが貼着された状態を示す、図２のＢ−Ｂ断面での断面図である。同上の保持部材に粘着シートが貼着された状態の要部を示す斜視図である。同上における当接部の配置を示す説明図である。（ａ）（ｂ）はそれぞれ同上における当接部を示し、（ａ）は右側面図、（ｂ）は正面図である。同上において本体ブロックが保持部材に保持されて各挟み部がそれぞれ完全に弾性復帰した状態を示す一部破断した正面図である。同上の要部を示す一部破断した正面図である。本発明の実施形態２の本体ブロックを示す正面図である。同上における当接部材を示す斜視図である。同上における当接部材を示す平面図である。同上における装置本体を示す正面図である。従来例を示す一部破断した正面図である。超音波装置が取り付けられたバンパーを外側から見た状態を示す、一部破断した斜視図である。

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。

（実施形態１）
本実施形態は、図１及び図２に示すように、車両外装板としてのバンパー１の内面に固定される保持部材２と、保持部材２に対して着脱自在に結合する本体ブロック３とを備える。

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。すなわち、バンパー１の厚さ方向のうち、内面側を上側と呼び、外面側を下側と呼ぶ。なお、上記の方向はあくまで説明の便宜上定義するものであって、実際には、上記の定義における下方向は水平方向（例えば車両の前方または後方）に向けられることが多い。

本体ブロック３は、図３に示すように、超音波マイク４１と、超音波マイク４１に被着された保持ゴム４２と、超音波マイク４１に電気的に接続されたプリント配線板４３と、プリント配線板４３に電気的に接続された複数個（１個のみ図示）のコンタクト４４とを備える。

超音波マイク４１は、例えば、軸方向を上下方向に向けて上面が開口した有底円筒形状のケースと、ケースの内底面に固着された圧電素子とを備え、上記のケース内に封止剤（例えばシリコーンゴム）が充填されたものである。上記の圧電素子により、露出面３０（超音波マイク４１の下面）において入出力される超音波と電気信号との相互の変換が達成される。すなわち、超音波マイク４１は、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を兼ねている。

保持ゴム４２は、露出面３０を露出させる形で超音波マイク４１を覆う有底円筒形状となっている。保持ゴム４２の材料としては周知のエラストマを用いることができる。

プリント配線板４３には、コンタクト４４に接続される外部回路（図示せず）と上記の圧電素子との間でノイズ除去や増幅といった適宜の信号処理を行う信号処理回路（図示せず）が実装される。上記のような信号処理回路は周知技術で実現可能であるので、詳細な図示並びに説明は省略する。

また、本体ブロック３は、上記各部を保持するハウジング５を有する。ハウジング５は、軸方向を上下方向に向けた円筒形状であって保持ゴム４２を介して超音波マイク４１を保持するマイク保持部５１を有する。すなわち、マイク保持部５１は、超音波マイク４１及び保持ゴム４２とともに、全体として軸方向を上下方向に向けた円柱形状であって下面を露出面３０とする頭部３１を構成する。

さらに、ハウジング５は、下面がマイク保持部５１の上端に連結された直方体形状であって厚さ方向を上下方向に向けてプリント配線板４３を保持した回路保持部５２を有する。

また、ハウジング５は、回路保持部５２の側面に突設された筒形状であってコンタクト４４を囲むコンタクト保持部５３を有する。コンタクト保持部５３には、コンタクト４４に一対一に接触導通するコンタクト（図示せず）を有するプラグが挿入される。すなわち、コンタクト保持部５３は、上記のプラグとともに周知のコネクタを構成するレセプタクルを、コンタクト４４とともに構成する。

保持部材２は、例えば合成樹脂からなり、厚さ方向を上下方向に向けてバンパー１の内面に固定される固定部２１と、固定部２１の上方に突設されハウジング５の回路保持部５２を左右両側から挟む形で本体ブロック３を保持する一対の保持部２２とを備える。

固定部２１は例えば十字形状であって、本体ブロック３の頭部３１が挿通される円形状の挿通穴２０を中央部に有する。固定部２１は、例えば図４〜図６に示すように下面に貼着された粘着シート６により、バンパー１の内面（上面）に対して貼着（固定）される。粘着シート６には、挿通穴２０を避けるように、挿通穴２０よりも大きな貫通穴６０が設けられる。

各保持部２２は、それぞれ、２個のスリット２３に挟まれることで保持部２２の他の部位から分離され上端部を左右に変位させるように弾性変形可能とされた挟み部２４を有する。

ハウジング５において、回路保持部５２の左右両面には、それぞれ係合凸部３２が左右方向の外向きに突設されている。また、各挟み部２４には、それぞれ、左右に貫通する貫通穴からなり係合凸部３２が係入する係合穴２５が設けられている。

各係合凸部３２は、上方へ向かって突出寸法を小さくする傾斜面（以下、「上側傾斜面」と呼ぶ。）３２１を上端部に有する。また、各係合凸部３２は、下方へ向かって突出寸法を小さくする傾斜面（以下、「下側傾斜面」と呼ぶ。）３２２を下端部に有する。上側傾斜面３２１の下端部は下側傾斜面３２２の上端部に連続しており、各係合凸部３２は、全体として断面三角形状となっている。

本体ブロック３を保持部材２に保持させる際には、各係合凸部３２をそれぞれ係合穴２５の上側に位置させた状態で、上方から本体ブロック３を挟み部２４間に押し込む。すると、各係合凸部３２の下側傾斜面３２２がそれぞれ挟み部２４の上端部に摺接することで、各挟み部２４は上端部間の距離を大きくするように弾性変形する。やがて各係合凸部３２の上側傾斜面３２１の下端が係合穴２５に到達すると、各挟み部２４がそれぞれ復帰して各係合凸部３２がそれぞれ係合穴２５に係入する。ここにおいて、保持部材２に対する本体ブロック３の取付が完了する。本体ブロック３を保持部材２から取り外す際には、本体ブロック３を上方に引くことで、挟み部２４の弾性変形を経て、本体ブロック３を保持部材２から取り外すことができる。

さらに、本体ブロック３の頭部３１の外周面には、挿通穴２０の内側（すなわち、保持部材２が固定される位置よりも露出穴１１の近く）においてバンパー１の内面（上面）に当接する３個の当接部３３が突設されている。保持部材２の挿通穴２０は、当接部３３と干渉しない程度に十分に大きくされている。各当接部３３はそれぞれハウジング５のマイク保持部５１に連続一体に形成されている。また、各当接部３３はそれぞれ同形状であって、図７に示すように頭部３１の中心軸回りに等間隔に（つまり１２０°おきに）配置されている。これにより、当接部３３がバンパー１の内面に当接する位置は、頭部３１を囲む同一円上に等間隔に位置する。

また、図８に示すように各当接部３３においてバンパー１の内面に当接する面は球面形状とされており、各当接部３３はそれぞれバンパー１に対して点で接触する。

ここで、本体ブロック３が保持部材２に保持されて各挟み部２４がそれぞれ完全に弾性復帰した状態（すなわち係合凸部３２の上端が係合穴２５の上端に位置した状態）では、図９に示すように各当接部３３は粘着テープ６の下面よりも下方に突出する。

従って、保持部材２が粘着テープ６によりバンパー１に固定された状態では、図１に示すように、各係合凸部３２の上端はそれぞれ係合穴２５の上端よりも上側に位置し、各挟み部２４はそれぞれ係合穴２５の内面において上側傾斜面３２１に弾接する。これにより、図１０に矢印Ａ１で示す各挟み部２４の弾性力（復帰力）は、上側傾斜面３２１により、本体ブロック３を矢印Ａ２で示すように下側（つまりバンパー１の外側）へ付勢する力に変換される。この力により、各当接部３３がそれぞれ確実にバンパー１の内面に当接する。従って、各当接部３３の下端から下方への露出面３０の突出寸法Ｈ１（図９参照）を、想定されるバンパー１の厚さ寸法Ｔ１（図１参照）と同じにすれば、露出面３０をバンパー１の外面と略面一とすることができる。

上記構成によれば、挟み部２４のばね力により各当接部３３がバンパー１の内面に確実に当接し、且つ、当接部３３が当接する位置は保持部材２が固定される位置よりも露出穴１１に近い。従って、当接部３３が設けられない場合に比べ、露出穴１１に対する頭部３１の挿入の深さや、露出面３０の位置が、バンパー１の形状（取付面１０の形状）の影響を受けにくい。

また、当接部３３は露出穴１１の全周ではなく一部においてのみバンパー１に当接するから、例えば露出穴１１の周囲に小さな凸部（図示せず）が存在する場合でも、その凸部を避けた位置にのみ当接部３３を当接させることができる可能性が高い。従って、当接部３３が露出穴１１の全周にわたってバンパー１に当接する環形状の突起とされる場合に比べ、バンパー１に対する本体ブロック３の姿勢を安定させやすい。

さらに、３個の当接部３３が、頭部３１を囲む円上に等間隔に配置されているので、当接部３３が等間隔でない場合や、当接部３３が２個以下の場合に比べて、バンパー１に対する本体ブロック３の姿勢を安定させることができる。

また、各当接部３３においてバンパー１に当接する面がそれぞれ球面形状（すなわち凸曲面）とされていることにより、バンパー１に当接する面が平面とされる場合に比べ、バンパー１（取付面１０）の凹凸の影響を受けにくいから、バンパー１に対する本体ブロック３の姿勢を安定させやすい。

さらに、各当接部３３はそれぞれ頭部３１（マイク保持部５１）に突設されているので、各当接部３３が例えば回路保持部５２に突設される場合に比べ、各当接部３３の突出寸法を小さくして機械的強度を確保することができる。

（実施形態２）
本実施形態は、当接部３３をハウジング５に連続一体に形成する代わりに、図１１〜図１４に示すように、当接部３３をハウジング５とは別途の部品である当接部材３５に設けたものである。その他の部分は実施形態１と共通であるので、共通する部分については説明を省略する。

詳しく説明すると、本体ブロック３は、当接部３３を有さない点以外は実施形態１における本体ブロック３と同様の構成を有する装置本体３４と、当接部３３を有して装置本体３４に対して結合する当接部材３５とを備える。当接部材３５は例えば合成樹脂からなる。

当接部材３５は、円筒形状の嵌合部３５１を有し、各当接部３３はそれぞれ嵌合部３５１の外周面に突設されている。また、当接部材３５は、嵌合部３５１にマイク保持部５１が嵌め込まれることで装置本体３４に結合する。なお、当接部材３５の嵌合部３５１が当接部３３よりも下方に突出して露出穴１１に挿入されるものとしてもよく、この場合には嵌合部３５１は頭部３１の一部を構成する。

上記構成によれば、それぞれ厚さ寸法Ｔ１が異なる複数種類のバンパー１に対しても、バンパー１の厚さ寸法Ｔ１に応じて異なる当接部材３５を用いることで、露出面３０をバンパー１の外面と面一とすることができる。

なお、上記の各実施形態において、保持部材２が固定される対象である車両外装板としてはバンパー１を例に挙げて説明したが、保持部材２が固定される対象はグリルであってもよい。

また、上記の各実施形態において、保持部材２の固定に粘着テープ６を用いる代わりに、接着や溶着やねじ止めといった他の周知の手段を用いてもよい。さらに、粘着テープ６による貼着や接着や溶着を、ねじ止めと併用すれば、保持部材２をより強固に固定することができる。

１バンパー（車両外装板）
２保持部材
３本体ブロック
１０取付面
１１露出穴
２４挟み部（付勢部）
３０露出面
３１頭部
３２係合凸部
３３当接部
３４装置本体
３５当接部材
４１超音波マイク（受信手段と送信手段とを兼ねる）
３２１上側傾斜面（傾斜面）

Claims

車両外装板の内面に固定される保持部材と、
前記保持部材に対して結合する本体ブロックとを備え、
前記本体ブロックは、前記車両外装板に設けられた貫通穴である露出穴に挿入される頭部、前記保持部材が固定される位置よりも前記露出穴に近い位置において前記車両外装板の内面に当接する当接部、並びに、前記頭部において前記露出穴を通じて露出する露出面から入射した超音波を受信する受信手段と、前記露出面から超音波を出射させる送信手段との少なくとも一方を有し、
前記保持部材は、前記本体ブロックを前記車両外装板の外側へ付勢する付勢部を有し、
前記当接部は、前記露出穴の周囲の一部においてのみ前記車両外装板に当接することを特徴とする超音波装置。
前記当接部を３個以上有することを特徴とする請求項１記載の超音波装置。
前記当接部において前記車両外装板の内面に当接する面が凸曲面であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の超音波装置。
前記頭部は軸方向を前記車両外装板の厚さ方向に向けられる円柱形状であって、前記当接部は前記頭部の外周面に突設されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の超音波装置。
前記当接部において前記車両外装板に当接する部位は、前記頭部を囲む同一円上に等間隔に位置することを特徴とする請求項２記載の超音波装置。
前記保持部材は、前記本体ブロックを弾性的に挟む付勢部としての一対の挟み部を有し、
各前記挟み部にはそれぞれ係合穴が設けられ、
前記本体ブロックには、前記係合穴に係入する係合凸部が前記係合穴毎に設けられていて、
前記係合凸部は、前記車両外装板の厚さ方向に向けられる方向であって前記車両外装板から離れる方向に向かって突出寸法を小さくするように傾斜した傾斜面を有し、
各前記挟み部は、前記傾斜面に弾接することで前記本体ブロックを前記車両外装板の外側へ付勢することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の超音波装置。
前記保持部材は、レーザー溶着と接着と両面テープによる貼着とねじ止めとのいずれかを用いて前記車両外装板に固定されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の超音波装置。
前記保持部材は、レーザー溶着と接着と両面テープによる貼着とのいずれかと、ねじ止めとを併用して前記車両外装板に固定されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の超音波装置。
前記本体ブロックは、前記当接部を連続一体に有して前記受信手段と前記送信手段との少なくとも一方を保持したハウジングを備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の超音波装置。
前記本体ブロックは、
前記受信手段と前記送信手段との少なくとも一方を備えた装置本体と、
前記当接部を有して前記装置本体に結合する当接部材とを備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の超音波装置。