JP6939429B2 - 超音波センサ - Google Patents

Description

本発明は、圧電振動素子で構成された超音波振動を行うマイクを有する超音波センサに関するものである。

超音波センサは、例えば車両のバンパーなどのボデー部品に取り付けられ、マイクから超音波を発生させたのち、この超音波の反射波を受け取ることで車両の近傍に存在する障害物を検出する。このような超音波センサでは、イミュニティノイズ（以下ＥＭＣという）耐力や静電気放電（以下、ＥＳＤという）耐力の確保が必要である。このため、マイクが内蔵されるマイクケースのシールド効果を向上させるべく、マイクケースを導体で構成すると共に接地（以下、ＧＮＤという）電位点に接続することでＧＮＤ接続している。

例えば、特許文献1に記載された超音波センサでは、導体で構成された有底円筒状のマイクケースの内側における底部に圧電振動素子で構成されるマイクを貼り付けた構造とされている。マイクのうちマイクケースの底部と反対側の一面に正極端子が設けられていると共にマイクケースの底部側の一面に負極端子が設けられていて、負極端子がマイクケースに対して電気的に接続されている。また、マイクの正極端子に正極配線が接続され、負極端子に負極配線が接続されている。そして、負極端子とマイクケースとが電気的に接続されることで、マイクケースが負極端子を通じて負極配線に導通させられ、ＧＮＤ接続されるようにしている。なお、以下の説明では、特許文献１に記載された超音波センサの構造を従来構造１という。

また、マイクケースの底部にマイクを貼り付けた構造において、マイクの正極端子に対して正極配線を接続し、マイクケースに負極配線を接続した構造もある。この場合、マイクの負極端子がマイクケースを通じてＧＮＤ接続された構成とされる。なお、以下の説明では、このマイクケースを通じて負極端子をＧＮＤ接続する超音波センサの構造を従来構造２という。

米国特許第６３７４６７６号明細書

超音波センサの送受信回路は、マイクを中心とした正極側と負極側が対称的な回路構成とされるのが好ましい。このような構成とすれば、例えば超音波センサが全体的に揺れた場合などに正極側回路と負極側回路の両方に伝達されるようなコモンモードノイズが加えられたときに、正極側回路と負極側回路とで同相のノイズとなる。このため、送受信回路に備えられるアンプで差動増幅される際にキャンセルされて、ノイズの影響を抑制することが可能となる。

しかしながら、上記したような従来構造１および従来構造２では、負極端子やマイクケースをＧＮＤ接続する部分において回路構成が正極側と負極側とで対称とならず、アンプで差動増幅された際にキャンセルされなくなる。このため、ノイズの影響を受け、Ｓ／Ｎ比が低下するという課題が発生する。

本発明は上記点に鑑みて、よりノイズの影響を抑制することが可能な超音波センサを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の超音波センサは、圧電膜（２ａ）と該圧電膜を挟んだ両側に配置された正極端子（２ｂ）および負極端子（２ｃ）を有し、電気信号の振動への変換および振動の電気信号への変換を行う圧電振動素子にて構成されたマイク（２）と、マイクが貼り付けられる振動部（３ａ）を有し、マイクを収容するマイクケース（３）と、マイクの振動に基づいて振動部より超音波を送信する送信回路（５ａ）と、超音波の反射波に基づく振動が振動部よりマイクに伝わって電気信号に変換されると、該電気信号を差動増幅する受信回路（５ｂ）と、送信回路と受信回路との間を接続し、正極端子が接続される正極ライン（５ｅ）および負極端子が接続される負極ライン（５ｆ）と、導体で構成されていると共に負極ラインから電気的に分離されており、マイクを囲むことでノイズに対するシールド効果を発揮するシールド部（３、３ｄ、１１）と、を有している。そして、このような構成の超音波センサにおいて、シールド部は、負極ラインから電気的に切り離された接地電位点に電気的に接続されている。

このように、負極端子が接続される負極ラインをＧＮＤから切り離し、マイクケースが負極ラインに接続されることなくＧＮＤ接続されるようにしている。このような構成とすることにより、ＥＭＣ耐力やＥＳＤ耐力の低下を抑制しつつ、コモンモードノイズを含めたノイズの影響を抑制することが可能となる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態にかかる超音波センサの断面図である。 図１に示す超音波センサの回路図である。 超音波センサのブロック図である。 従来構造１の超音波センサの断面図である。 図４に示す超音波センサの回路図である。 第２実施形態にかかる超音波センサに備えられるマイクやマイクケースの近傍のみを示した断面図である。 第２実施形態の変形例で説明する超音波センサに備えられるマイクやマイクケースの近傍のみを示した断面図である。 第３実施形態にかかる超音波センサに備えられるマイクやマイクケースの近傍のみを示した断面図である。 第３実施形態の変形例で説明する超音波センサに備えられるマイクやマイクケースの近傍のみを示した断面図である。 第３実施形態の変形例で説明する超音波センサに備えられるマイクやマイクケースの近傍のみを示した断面図である。 第４実施形態にかかる超音波センサに備えられるマイクやマイクケースの近傍のみを示した断面図である。 第５実施形態にかかる超音波センサに備えられるマイクやマイクケースの近傍のみを示した断面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
図１を参照して、第１実施形態にかかる超音波センサ１の構造について説明する。図1に示すように、本実施形態に係る超音波センサ１は、板状の車体部品であるバンパーＢに装着されることで車両に取り付けられる。バンパーＢは、車両の外表面を構成するバンパー外面Ｂ１と、その裏面であるバンパー内面Ｂ２とを有している。また、バンパーＢには、超音波センサ１を装着するための貫通孔である取付孔Ｂ３が形成されている。

超音波センサ１は、マイク２、マイクケース３、クッション４、回路基板５、センサケース６およびセンサコネクタ７などを有し、装着部品８を介してバンパーＢに装着されている。

マイク２は、電気信号を振動に変換したり、振動を電気信号に変換することによって超音波センサ１における集音部および放音部としての超音波トランスデューサを構成するものであり、圧電振動素子によって構成されている。マイク２は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（以下、ＰＺＴという）等の圧電膜２ａと、圧電膜２ａの一面側に接続された正極端子２ｂおよび圧電膜２ａの他面側に接続された負極端子２ｃとを有した構成とされ、負極端子２ｃ側がマイクケース３に貼り付けられる。

具体的には、マイク２のうちの正極端子２ｂが配置された一面側がマイクケース３への貼り付け面と反対側を向けられている。また、負極端子２ｃは、圧電膜２ａの他面側に形成されつつ、圧電膜２ａの側面から一面側に至るような折り返し構造とされている。このため、負極端子２ｃは、正極端子２ｂから離されて絶縁されつつも、正極端子２ｂと同じ一面側にも形成された構造となっている。したがって、マイク２の他面側において、負極端子２ｃがマイクケース３に貼り付けられてもマイク２の一面側において電気的な接続が可能となっている。そして、正極端子２ｂが正極配線９ａを通じて回路基板５に備えられる図示しない正極パターンに電気的に接続され、負極端子２ｃが負極配線９ｂを通じて回路基板５に備えられる図示しない負極パターンに電気的に接続されている。

このような構成では、マイク２に対して駆動信号となる電圧を印加すること、つまり正極端子２ｂに対して矩形波状の電圧を印加し、正極端子２ｂと負極端子２ｃとの間に繰り返し電位差を発生させることにより、マイク２を振動させることができる。また、マイク２が外部振動に基づいて変位させられると、マイク２より、それに応じた起電力を出力として発生させることもできる。そして、マイク２への駆動信号の印加およびマイク２からの起電力の出力は、マイク２と回路基板５との間を繋ぐ正極配線９ａおよび負極配線９ｂを通じて行われるようになっている。

さらに、本実施形態の場合、マイク２は、絶縁性の接着剤などの絶縁接合剤２ｄを介して、マイクケース３に対して貼り付けられている。このため、マイク２の負極端子２ｃとマイクケース３とは絶縁されている。

マイクケース３は、マイク２が発した振動を超音波として外部に出力したり、外部からの振動をマイク２に伝える役割を果たすものであり、本実施形態の場合、ノイズに対するシールドとしての役割も果たす。マイクケース３は、底部３ａおよび側壁部３ｂを有した有底円筒状部材で構成されており、マイクケース３の内側を収容空間として、底部３ａの中央部にマイク２が貼り付けられることでマイク２を収容している。そして、マイクケース３は、底部３ａ側がバンパー外面Ｂ１側に向けられ、側壁部３ｂ側、換言すれば開口部側がバンパー内面Ｂ２に向けられて配置されている。

このように構成されるマイクケース３は、底部３ａが振動部となることで超音波の送信を行う。具体的には、マイク２への駆動信号となる電圧の印加に基づいてマイク２が振動させられると、それに伴って底部３ａも振動させられる。そして、このような動作に基づいてマイクケース３の底部３ａが超音波振動させられ、超音波を送信されるようになっている。

また、マイクケース３は、送信した超音波の反射波が戻ってくると、それに伴って底部３ａが振動させられ、底部３ａに取り付けられたマイク２にその振動を伝える。これにより、マイク２の出力として、伝えられた振動に応じた起電力が発生させられることから、超音波センサ１は、この起電力に基づいて反射波の受信を検知することができる。

本実施形態の場合、マイクケース３を導体で構成している。導体材料としては、例えばアルミニウムや導電性ポリマーもしくは金属フィラーを樹脂で固めたもの等を用いることができる。そして、マイクケース３は、ＧＮＤ配線９ｃを通じて、回路基板５においてＧＮＤ電位点となる図示しないＧＮＤパターンに電気的に接続されている。

上記したように、マイクケース３に対して絶縁接合剤２ｄを介してマイク２を貼り付けていることから、マイク２の負極端子２ｃはマイクケース３から絶縁された状態になっている。したがって、負極端子２ｃとマイクケース３は、それぞれ負極配線９ｂとＧＮＤ配線９ｃという異なった配線を通じて、回路基板５の負極パターンとＧＮＤパターンに電気的に接続されている。

なお、ここでは図示していないが、マイクケース３内は、シリコーンゴム等の防振材が充填される。

クッション４は、マイクケース３が嵌め込まれる中空部が構成される円筒部を有し、本実施形態では、有底円筒状で構成されている。このクッション４の中空部内にマイクケース３がマイク２等と共に収容されている。クッション４は、弾性材料で構成された緩衝部材となるものであり、マイクケース３とバンパーＢもしくはセンサケース６との間における振動の伝達を抑制する。クッション４は、絶縁弾性材料によって構成され、例えばシリコーンゴム等によって構成されている。

回路基板５は、超音波センサ１におけるセンサ回路を構成する各部が備えられたものである。この回路基板５に対して、マイク２やマイクケース３が各配線９ａ〜９ｃを介して電気的に接続されると共に、図１中には示していない各種電子部品が実装されることで、図２に示すセンサ回路が構成されている。

具体的には、図２に示すように、センサ回路は、マイク２に加えて、送信回路５ａ、受信回路５ｂ、抵抗５ｃおよびコンデンサ５ｄなどを備えた構成とされている。そして、送信回路５ａや受信回路５ｂを構成する各部や抵抗５ｃおよびコンデンサ５ｄなどの各種電子部品が回路基板５に実装されている。

送信回路５ａは、昇圧用コイルなどで構成される昇圧回路によって構成されており、超音波センサ１の外部から印加される電圧を昇圧してマイク２に印加する。これにより、マイク２およびマイクケース３の底部３ａが振動させられ、超音波が送信されるようになっている。受信回路５ｂは、差動増幅を行うアンプ等によって構成されており、受信時にマイクケース３を通じてマイク２に伝えられた振動を電気信号に変換する。送信回路５ａと受信回路５ｂとは、正極ライン５ｅおよび負極ライン５ｆによって繋がっており、これら正極ライン５ｅと負極ライン５ｆとの間に抵抗５ｃおよびコンデンサ５ｄが接続されていると共に、マイク２が接続されている。そして、抵抗５ｃおよびコンデンサ５ｄと送信回路５ａに内蔵される昇圧コイルとによるＬＣＲ回路によって直列共振を取ると共に、ＬＣＲ回路とマイク２が構成する容量Ｃとによって並列共振を取ることで、共振のマッチングが図られている。さらに、図中破線で示したマイクケース３がＧＮＤ配線９ｃを通じてＧＮＤ接続され、負極端子２ｃが接続される負極ライン５ｆから電気的に分離されるようにして、マイクケース３がＧＮＤ電位となるようにしてある。

なお、このような回路構成となるように、回路基板５には各種配線パターンが形成されている。すなわち、正極ライン５ｅを構成する正極パターン、負極ライン５ｆを構成する負極パターン、および、ＧＮＤ配線９ｃに接続されるＧＮＤ電位点となるＧＮＤパターンが形成されている。そして、正極パターンに対して正極配線９ａが接続されると共に、負極パターンに対して負極配線９ｂが接続され、さらにＧＮＤパターンに対してＧＮＤ配線９ｃが接続されることで、図２に示す回路構成とされている。また、図１および図２中には示していないが、回路基板５には、図示しないが信号処理を行うＣＰＵや、後述する図３に示した外部との信号の授受を行うインターフェイス（以下、Ｉ／Ｆという）なども実装されている。

センサケース６は、超音波センサ１のケーシングを構成する中空状の部材であって、ポリブチレンテレフタレート等の硬質な絶縁性合成樹脂によって一体に形成されている。

具体的には、センサケース６は、円筒部６ａと略長方体状とされた収容部６ｂおよびコネクタケース６ｃとを有した構成とされている。円筒部６ａと収容部６ｂの中空部は連結されており、円筒部６ａ内にマイク２を貼り付けたマイクケース３およびクッション４が固定されると共に、各種配線９ａ〜９ｃが収容部６ｂ側に引き出されている。収容部６ｂの中空部内には回路基板５が配置されており、センサコネクタ７の一端も引き出されている。回路基板５は、収容部６ｂの内部において各種配線９ａ〜９ｃと電気的に接続されており、センサコネクタ７の一端とも電気的に接続されている。また、収容部６ｂのうち円筒部６ａと反対側の一面は開口させられており、この開口させられた部分から収容部６ｂの中空部内を充填するように防湿性部材１０が備えられている。

コネクタケース６ｃは、センサケース６の一端に備えられており、コネクタケース６ｃからセンサコネクタ７の他端が露出させられている。

センサコネクタ７は、超音波センサ１と外部との電気的接続を行うためのものである。図中には１本しか示していないが、例えば電圧印加用、ＧＮＤ接続用、出力用などの複数本が備えられている。センサコネクタ７は、一端がセンサケース６における収容部６ｂ内に引き出され、回路基板５に接続されていると共に、他端がコネクタケース６ｃから露出させられている。そして、コネクタケース６ｃに対して図示しない外部コネクタが接続されることで、コネクタケース６ｃから露出されたセンサコネクタ７の他端が外部コネクタに備えられた端子に接続され、超音波センサ１と外部との電気的接続が行われるようになっている。

装着部品８は、バンパーＢに対して超音波センサ１を強固に固定するリテーナおよびバンパー外面Ｂ１に露出させられる意匠としてのベゼルを構成する部品であり、樹脂などによって構成されている。本実施形態の場合、装着部品８は、円筒部８ａとフランジ部８ｂおよびストッパー部８ｃを有した構成とされている。

円筒部８ａは、センサケース６の円筒部６ａやマイクケース３等が嵌め込まれる部分である。この円筒部８ａの中空部内に円筒部６ａやマイクケース３等が嵌め込まれることで、超音波センサ１が装着部品８に保持される。フランジ部８ｂは、円筒部８ａの一端に配置され、円筒部８ａから径方向外側に延設された部分である。このフランジ部８ｂの外側の一面がバンパー外面Ｂ１から露出させられる意匠としてのベゼルを構成している。ストッパー部８ｃは、フランジ部８ｂから所定距離離れた位置において円筒部８ａの側面に形成されている。このストッパー部８ｃとフランジ部８ｂの内側の一面との間にバンパーＢにおける樹脂部が挟み込まれることで、装着部品８がバンパーＢに強固に固定され、超音波センサ１がバンパーＢに装着される。

以上のようにして、本実施形態にかかる超音波センサ１が構成されており、装着部品８を介してバンパーＢに装着されている。このように構成される超音波センサ１は、図３に示すように、外部に備えられるソナーＥＣＵ２０との間との信号の授受を行うＩ／Ｆ３０と、送信回路５ａ、受信回路５ｂおよびマイク２を備えたブロック構成として表される。そして、超音波センサ１は、次のような動作を行う。

まず、車両における図示しないイグニッションスイッチがオンされて、所定の物体検知条件、例えば所定車速以下であることという条件を満たすと、ソナーＥＣＵ２０から駆動信号が出力され、Ｉ／Ｆ３０を通じて送信回路５ａに伝えられる。駆動信号は、例えば所定周期で繰り返された矩形波状の信号とされ、これが送信回路５ａに備えられた昇圧回路で昇圧されてマイク２の正極端子２ｂに印加される。これにより、マイク２およびマイクケース３の底部３ａが振動させられ、超音波が送信される。

そして、車両の近傍に存在する障害物などで送信された超音波が反射させられ、その反射波が超音波センサ１に戻ってくると、それに伴って底部３ａが振動させられ、底部３ａに取り付けられたマイク２にその振動が伝えられる。これにより、マイク２にて振動に応じた起電力が発生させられる。これが受信回路５ｂにて差動増幅され、必要に応じて図示しないＣＰＵにおいて信号処理されたのち、Ｉ／Ｆ３０を介してソナーＥＣＵ２０に出力される。この超音波センサ１の出力に基づいて、ソナーＥＣＵ２０において、障害物の存在の有無や障害物までの距離が算出される。

このような超音波センサ１において、上記したように、マイク２における負極端子２ｃを負極ライン５ｆに接続しつつ、マイクケース３についてはＧＮＤ接続し、負極端子２ｃとマイクケース３とが絶縁されるようにしている。このため、よりノイズの影響を抑制することが可能な超音波センサ１とすることができる。このような効果が得られる理由について、従来の超音波センサの構成と比較しつつ説明する。

図４に示すように、従来の超音波センサＪ１は、マイクＪ２が金属製のマイクケースＪ３に貼り付けられた構造となっている。マイクＪ２は、圧電膜Ｊ２ａを挟んで正極端子Ｊ２ｂおよび負極端子Ｊ２ｂが備えられた構成とされ、負極端子Ｊ２ｂ側がマイクケースＪ３に貼り付けられている。そして、負極端子Ｊ２ｂとマイクケースＪ３との間を導電性接着剤などによって貼り付けることで電気的に接続している。さらに、正極端子Ｊ２ｂが正極配線Ｊ９ａを介して回路基板Ｊ５に電気的に接続されると共に、負極端子Ｊ２ｃが負極配線Ｊ９ｂを介して回路基板Ｊ５に電気的に接続されており、マイクケースＪ３は負極端子Ｊ２ｃおよび負極配線Ｊ９ｂを通じて回路基板に電気的に接続された構成とされている。

このような構造とされる場合のセンサ回路は、図５に示すように、送信回路Ｊ５ａと受信回路Ｊ５ｂとが抵抗Ｊ５ｃおよびコンデンサＪ５ｄと共に、正極ラインＪ５ｅおよび負極ラインＪ５ｆによって繋げられた回路構成とされる。そして、マイクＪ２が正極配線Ｊ９ａや負極配線Ｊ９ｂを通じて正極ラインＪ５ｅや負極ラインＪ５ｆに接続され、かつ、マイクケースＪ３が負極配線Ｊ９ｂに接続されることで負極ラインＪ５ｆに接続された状態となる。

このような構成では、負極端子Ｊ２ｃやマイクケースＪ３をＧＮＤ接続する部分において回路構成が正極側と負極側とで対称とならず、受信回路Ｊ５ｂ内のアンプで差動増幅された際にキャンセルされなくなる。このため、ノイズの影響を受け、Ｓ／Ｎ比が低下するという課題が発生する。

一方、本実施形態の超音波センサ１では、図２に示したように、マイク２の負極端子２ｃは負極配線９ｂを通じて負極ライン５ｆに接続されているが、マイクケースＪ３はＧＮＤ配線９ｃを介してＧＮＤ接続された回路構成とされている。つまり、負極端子２ｃが負極配線９ｂを介して接続される負極ライン５ｆをＧＮＤから切り離し、マイクケース３が負極ライン５ｆに接続されることなくＧＮＤ接続されるようにしている。

このため、超音波センサ１の送信回路５ａおよび受信回路５ｂは、マイク２を中心とした正極側と負極側が対称的な回路構成とされる。このような構成とすれば、例えば超音波センサ１が電磁気的に揺れた場合などに正極側回路と負極側回路の両方に伝達されるようなコモンモードノイズが加えられたときに、正極側回路と負極側回路とで同相のノイズとなる。このため、受信回路５ｂに備えられるアンプで差動増幅される際にキャンセルされて、ノイズの影響を抑制することが可能となる。このため、Ｓ／Ｎ比の向上を図ることが可能となる。

また、マイクケース３については、全体を導体としつつＧＮＤ接続していることから、シールド効果を発揮させられるシールド部として機能させられ、ＥＭＣ耐力を得ることができると共に、ＥＳＤ耐力を得ることができる。

以上説明したように、本実施形態にかかる超音波センサ１では、負極端子２ｃが負極配線９ｂを介して接続される負極ライン５ｆをＧＮＤから切り離し、マイクケース３が負極ライン５ｆに接続されることなくＧＮＤ接続に接続されるようにしている。このような構成とすることにより、ＥＭＣ耐力やＥＳＤ耐力の低下を抑制しつつ、コモンモードノイズを含めたノイズの影響を抑制することが可能となる。また、Ｓ／Ｎ比の向上を図ることが可能となる。

（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対してマイクケース３の構成等を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

第１実施形態では、マイクケース３の全体を導体で構成することで、マイクケース３の全体をシールド部として機能させていたが、本実施形態では、マイクケース３の全体を導体で構成するのではなく、一部を導体で構成する。

具体的には、図６に示すように、本実施形態では、マイクケース３について、外形を構成するケース本体部３ｃを絶縁体で構成しつつ、部分的に導体で構成したシールド部３ｄを備えることでシールド効果が発揮させられる構造としている。ケース本体部３ｃは、例えば樹脂によって構成され、底部３ａおよび側壁部３ｂを構成する有底円筒状で構成されている。シールド部３ｄは、例えばアルミニウム等の金属で構成され、マイク２の周囲を囲む円環状で構成されていて、ケース本体部３ｃに埋め込まれている。そして、ＧＮＤ配線９ｄの一端側もケース本体部３ｃに埋め込み、シールド部３ｄに電気的に接続されるようにし、他端部をケース本体部３ｃの外側に引き出すことで回路基板５と電気的に接続可能となるようにしている。

このように、マイクケース３をケース本体部３ｃとシールド部３ｄとによって構成することもできる。このような構成としても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。このような構造のマイクケース３は、例えば、ケース本体部３ｃを樹脂成型などによって形成する際に、シールド部３ｄをインサート成型することで製造可能である。また、ケース本体部３ｃにシールド部３ｄが覆われていることから、マイク２とシールド部３ｄとは分離された構造となる。したがって、負極端子２ｃを導電性接着剤などでケース本体部３ｃに貼り付けたとしても、シールド部３ｄとの絶縁が確保され、上記図２に示した回路構成とすることができる。

（第２実施形態の変形例）
図６では、シールド部３ｄは、マイク２を囲むように配置されているものの、マイク２の厚み方向においてシールド部３ｄがマイク２と重なっていない状態となっている。つまり、円筒形状とされたマイクケース３の中心軸に対する径方向外方から見て、シールド部３ｄがマイク２を覆っていない状態となっている。しかしながら、これはシールド部３ｄの構成例の一例を示したに過ぎない。例えば、図７に示すように、マイク２の厚み方向の全域においてシールド部３ｄと重なった構造、換言すれば、マイクケース３の径方向外方から見て、シールド部３ｄが圧電膜２ａや正極端子２ｂおよび負極端子２ｃの積層方向の全域を覆うような構造としても良い。このような構造とすれば、シールド部３ｄによってよりシールド効果を発揮させることが可能となる。

（第３実施形態）
第３実施形態について説明する。本実施形態は、第２実施形態に対してシールド部３ｄの構成等を変更したものであり、その他については第２実施形態と同様であるため、第２実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図８に示すように、本実施形態では、シールド部３ｄを円筒形状で構成されたケース本体部３ｃの内壁面における底部３ａ上に形成している。そして、マイク２は、絶縁性の接着剤等で構成される絶縁接合剤２ｄを介してシールド部３ｄに貼り付けられている。

このように、マイクケース３をケース本体部３ｃとシールド部３ｄとによって構成しつつ、マイクケース３の底部３ａ上に、マイクケース３の軸方向から見てマイク２の全域を覆うようにシールド部３ｄを形成することもできる。このような構成としても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。このような構造のマイクケース３は、例えば、ケース本体部３ｃの底面にシールド部３ｄを貼り付けたり、塗布したりすることによって製造可能である。

（第３実施形態の変形例）
図８では、シールド部３ｄを底部３ａのみに形成した状態となっている。しかしながら、これはシールド部３ｄの構成例の一例を示したに過ぎない。例えば、図９に示すように、底部３ａおよび側壁部３ｂの両方にシールド部３ｄが形成される構造、もしくは図示しないが、側壁部３ｂのみにシールド部３ｄが形成される構造であっても良い。さらに、図１０に示すように、シールド部３ｄを底部３ａの上に形成しつつ、ケース本体部３ｃのうちマイク２が貼り付けられる位置においては、シールド部３ｄを形成しない構造としても良い。勿論、このようにシールド部３ｄがマイク２の貼り付け位置に形成されない構造とする場合にも、側壁部３ｂ上にシールド部３ｄが形成されるようにしても良い。

これらの場合でも、第３実施形態と同様の効果が得られる。なお、側壁部３ｂ上にシールド部３ｄを形成する場合、側壁部３ｂを１周するようにシールド部３ｄを形成することで、よりシールド効果を発揮させることができる。また、底部３ａおよび側壁部３ｂの両方にシールド部３ｄを形成する場合、シールド部３ｄを金属の蒸着、塗装、メッキなどによって容易に形成することができることから、製造コストを低下できるという効果も得られる。

（第４実施形態）
第４実施形態について説明する。本実施形態も、第２実施形態に対してシールド部３ｄの構成等を変更したものであり、その他については第２実施形態と同様であるため、第２実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図１１に示すように、本実施形態では、シールド部３ｄを、円筒形状で構成されたケース本体部３ｃの外周面上において、当該外周面を１周するように、かつ、マイクケース３の中心軸に対する径方向外方から見てマイク２が覆われるように形成している。

このように、マイクケース３をケース本体部３ｃとシールド部３ｄとによって構成しつつ、マイクケース３の外周面上にシールド部３ｄを、マイクケース３の径方向外方から見てマイク２を覆うように形成することもできる。このような構成としても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。このような構造のマイクケース３は、例えば、ケース本体部３ｃの外周面にシールド部３ｄを貼り付けたり、塗布したりすることによって製造可能である。

（第５実施形態）
第５実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対してマイクケース３とは別にシールド機能を持たせる部材を備えるようにしたものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第２実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図１２に示すように、本実施形態では、マイクケース３を樹脂によって構成し、マイクケース３の外周を囲むように配置されるクッション４の外周面上に、アルミニウム等の導体で構成されたシールド部１１を備えている。シールド部１１は、円筒形状とされ、内径がクッション４の外径と同等とされていると共に、外形がセンサケース６における円筒部６ａの内径と同等とされており、マイクケース３やクッション４などと共に円筒部６ａ内に嵌め込まれる。また、シールド部１１は、ＧＮＤ配線９ｃに接続されており、図示していないが、ＧＮＤ配線９ｃが回路基板５に接続されることでＧＮＤ接続されている。

このように、マイクケース３にではなく、クッション４の外周面上にシールド部１１を備えた構造とすることもできる。このような構造としても、シールド部１１によってシールド機能を発揮させられることから、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第５実施形態の変形例）
図１２では、クッション４の外周にシールド部１１を備えるようにしたが、クッション４の内周面上において、マイクケース３とは別体のシールド部１１を備える構造とすることもできる。また、クッション４の内部にシールド部１１を埋設した構造とすることもできる。

（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

例えば、マイク２、マイクケース３およびセンサケース６等の各部品の構造については、一例を挙げたに過ぎず、適宜変更可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。例えば、第２実施形態のようにマイクケース３の底部３ａにシールド部３ｄを形成しつつ、第４、第５実施形態のようにマイクケース３の外周面にシールド部３ｄを備えたり、クッション４の外周面にシールド部１１を備えたりしても良い。

また、上記各実施形態では、マイク２の負極端子２ｃとマイクケース３とを電気的に接続しないことから、正極端子２ｂ側がマイクケース３に貼り付けられる構造であっても良い。その場合、正極端子２ｂがマイクケース３と反対側の一面まで折り返される構造とすることで、容易に正極配線９ａと接続することができる。

また、超音波センサ１が装着されるボデー部品の一例として、バンパーＢを例に挙げて説明したが、バンパーＢ以外のボデー部品、例えばフェンダーパネル等に超音波センサ１を装着することもできる。

１ 超音波センサ
２ マイク
２ａ 圧電膜
２ｂ 正極端子
２ｃ 負極端子
３ マイクケース
３ｃ ケース本体部
３ｄ シールド部
４ クッション
５ 回路基板

Claims (9)

1. ボデー部品（Ｂ）に装着される超音波センサであって、
   圧電膜（２ａ）と該圧電膜を挟んだ両側に配置された正極端子（２ｂ）および負極端子（２ｃ）を有し、電気信号の振動への変換および振動の電気信号への変換を行う圧電振動素子にて構成されたマイク（２）と、
   前記マイクが貼り付けられる振動部（３ａ）を有し、前記マイクを収容するマイクケース（３）と、
   前記マイクの振動に基づいて前記振動部より超音波を送信する送信回路（５ａ）と、
   前記超音波の反射波に基づく振動が前記振動部より前記マイクに伝わって前記電気信号に変換されると、該電気信号を差動増幅する受信回路（５ｂ）と、
   前記送信回路と前記受信回路との間を接続し、前記正極端子が接続される正極ライン（５ｅ）および前記負極端子が接続される負極ライン（５ｆ）と、
   導体で構成されていると共に前記負極ラインから電気的に分離されており、前記マイクを囲むことでノイズに対するシールド効果を発揮するシールド部（３、３ｄ、１１）と、を有し、
   前記シールド部は、前記負極ラインから電気的に切り離された接地電位点に電気的に接続されている超音波センサ。
2. 前記送信回路、前記受信回路、前記正極ラインおよび前記負極ラインが備えられると共に前記接地電位点が備えられる回路基板（５）を有し、
   前記正極端子は、正極配線（９ａ）を通じて前記正極ラインに接続され、
   前記負極端子は、負極配線（９ｂ）を通じて前記負極ラインに接続され、
   前記シールド部は、接地配線（９ｃ）を通じて前記回路基板に形成された前記接地電位点に接続されている請求項１に記載の超音波センサ。
3. 前記マイクケースが導体で構成されることによって前記シールド部を構成している請求項１または２に記載の超音波センサ。
4. 前記マイクケースは、前記振動部を含み絶縁体で構成されていると共に前記マイクが収容される収容空間を構成するケース本体（３ｃ）を有し、
   前記シールド部（３ｄ）は、前記ケース本体に埋め込まれている請求項１または２に記載の超音波センサ。
5. 前記シールド部は、前記マイクの厚み方向の全域を覆うように前記マイクを囲んでいる請求項４に記載の超音波センサ。
6. 前記マイクケースは、前記振動部を含み絶縁体で構成されていると共に前記マイクが収容される収容空間を構成するケース本体（３ｃ）を有し、
   前記シールド部（３ｄ）は、前記ケース本体の内壁面に形成されている請求項１または２に記載の超音波センサ。
7. 前記ケース本体は、底部（３ａ）と側壁部（３ｂ）とによる有底円筒状で構成されており、
   前記シールド部は、前記底部と前記側壁部の少なくとも一方に形成されている請求項６に記載の超音波センサ。
8. 前記マイクケースは、前記振動部を含み絶縁体で構成されていると共に前記マイクが収容される収容空間を構成するケース本体（３ｃ）を有し、
   前記ケース本体は、底部（３ａ）と側壁部（３ｂ）とによる有底円筒状で構成されており、
   前記シールド部は、前記ケース本体における前記側壁部の外周面に形成されている請求項１または２に記載の超音波センサ。
9. 前記マイクケースは、底部（３ａ）と側壁部（３ｂ）とによる有底円筒状で構成されており、
   前記マイクケースが嵌め込まれる中空部を構成する円筒部を有した弾性材料で構成される緩衝部材（４）を有し、
   前記シールド部（１１）は、前記緩衝部材の外周面上もしくは内周面上において、前記マイクケースとは別体として備えられている請求項１または２に記載の超音波センサ。

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