JPH04103098U - 超音波センサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一方向にのみ広範囲で、その方向と直交する
方向では狭範囲の指向性のある超音波放射が可能な超音
波センサーを提供する。 【構成】 基台に二本の杆状入出力端子を支持してなる
ベース部Ａに、金属ケース９の内面に圧電素子１１を接
合してなるケース部Ｂを密閉状に被着し、前記圧電素子
１１の表裏面の電極と前記入出力端子５とを電気的に接
続した超音波センサーにおいて、前記金属ケース９の放
射面１０ａの形状を長尺状とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、金属製ケースの内部に設けられた圧電素子により超音波を発生させ る送波器として、または音波を受信して出力信号として抽出する受波器として用 いられ、例えば自動車の前方または後方検知装置等に最適な超音波送受波器に関 するものである。

【０００２】

【従来の技術】

この種の超音波送受波器としては、特開昭６１−１９１１９８号等で示される ように、基台に二本の杆状入出力端子を支持してなるベース部に、金属製ケース の内面に圧電素子を接合してなるケース部を密閉状に被着し、前記圧電素子の表 裏面の電極と前記入出力端子とを電気的に接続した超音波センサーは種々提案さ れている。

【０００３】

【考案が解決しようとする問題点】

ところで上述した従来の超音波送受波器にあっては、図６に示すように、その 放射面ｆの形状が円形であった。この構成においては、前記放射面ｆより放射さ れた超音波は、円錐状に方向性無く拡散して空気中を伝播されることになる。

【０００４】 ところで、前記超音波センサーを、例えば自動車等の前面あるいは後面に装着 して障害物検知用センサーとして使用する場合には、水平方向で該障害物の検知 可能範囲を広くする必要があり、一方地面からの反射波の影響を避けるために鉛 直方向で検知可能範囲を狭くする必要がある。そこで、従来は複数の前記超音波 センサーを水平方向に列設したり、放射される超音波の放射角度を変化させるた めに、前記放射面の周囲にホーンを取り付けてかかる要求に対応していた。

【０００５】 しかしながら、上述の方法においては、多くの費用がかかるばかりでなく、そ の作製も複雑であった。 本考案は、上述の問題点に鑑みてなされたものであって、一方向にのみ広範囲 で、その方向と直交する方向では狭範囲の指向性のある超音波放射が可能な超音 波センサーを提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は、基台に二本の杆状入出力端子を支持してなるベース部に、金属ケー スの内面に圧電素子を接合してなるケース部を密閉状に被着し、前記圧電素子の 表裏面の電極と前記入出力端子とを電気的に接続してなるものにおいて、 前記金属ケースの超音波の放射面形状を長尺状とし、その短軸幅に対する長軸 幅の比を共振割れを生じない範囲としたことを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】

杆状素子より金属ケースの裏面に配置された圧電素子に電圧を印加することに よって超音波が発生する。このとき前記圧電素子の放射面形状を長尺状としてい るから、該圧電素子より発生される超音波は短軸幅の方向で広範囲に放射され、 長軸幅の方向で狭範囲に放射され、一方向にのみ広範囲で、その方向と直交する 方向では狭範囲となる指向性のある超音波放射が実現される。

【０００８】

【実施例】

本考案の第一実施例を図１〜図３を用いて説明する。 １は長方形をした金属製基台であって、その中心から少し偏位して上下方向の 挿入用透孔２が設けられている。また、基台１の外面には前記透孔２との点対称 位置に、アース端子となる杆状端子４が突設されている。

【０００９】 前記透孔２には杆状端子５が挿通し、該透孔２内に注入したガラスシール６等 により基台１と電気的に絶縁して保護されている。而して、上述の各構成により ベース部Ａが構成されている。

【００１０】 ９は、金属ケースであって、後述するように超音波の放射面１０ａとなるその 上面を長方形とし、またその縦断面を台形とした形状からなり、その下面は開放 状態となっている。前記金属ケース９の上面の内側にはＰＺＴ等の圧電材料によ ってなる板状の圧電素子１１がその一面の電極１２ａを接合して固着され、他面 の電極１２ｂをケース内方に臨ませている。また、金属ケース９の下端周部には 外方へ突出する接合枠片１３が形成されている。前記した各構成によりケース部 Ｂが構成される。

【００１１】 前記基台１と金属ケース９は、前記杆状端子５と圧電素子１１の電極１２ｂを 導線１４により接続してから、前記接合枠片１３を基台１の上周面に溶接し、前 記金属ケース９と基台１によってその内部を水密状に閉鎖している。

【００１２】 上述の構成からなる超音波センサーは、その金属ケース９の放射面が長方形を しているため、該放射面より放射される超音波は、従来の円形状の放射面をした 超音波センサーに比べ、前記放射面の短軸幅に沿って該超音波の放射幅が広くな るという特徴がある。

【００１３】 前記金属ケース９の長方形をした放射面の形状は、その短軸幅をｘ、その長軸 幅をｙとした場合、その比（ｙ／ｘ）が１．５以内に納まる条件を満たした長方 形とする必要がある。この比が上述の範囲内に含まれない場合には、共振割れを 生じる可能性があり、良好な検知動作を行なうことができない。

【００１４】 而して、かかる構成からすれば、前記圧電素子１１に交番電圧を印加すること によって、その一方向にのみ広範囲で、その方向と直交する方向では狭範囲とな る指向性のある超音波放射が実現されることとなる。

【００１５】 本考案の第二の実施例を図４を用いて説明する。 本実施例は上述した金属ケース９の、その形状を放射面１０ｂを長円形とし、 その縦断面を台形としたものである。この場合、その長軸幅ｙの短軸幅ｘに対す る比（ｙ／ｘ）が２以内に納まる長円形の形状にする必要がある。前記範囲を逸 脱する場合には、第一実施例と同様に、共振割れを生じる可能性があり、良好な 検知動作を行なうことができない。その他、金属ケース９の形状以外の構成につ いては、上述の第一実施例と同様であり省略する。

【００１６】 本考案の第三の実施例を図５を用いて説明する。 本実施例は上述した金属ケース９の、その形状を放射面１０ｃを楕円形とし、 その縦断面を台形としたものである。この場合、その長軸幅ｙの短軸幅ｘに対す る比（ｙ／ｘ）が２．５以内に納まる楕円形の形状にする必要がある。前記範囲 を逸脱する場合には、第１実施例と第２実施例と同様に、共振割れを生じる可能 性があり、良好な検知動作を行なうことができない。金属ケース９の形状以外の 構成については、上述と同様であり省略する。

【００１７】 このように上述の超音波センサーの各構成からすれば、前記圧電素子１１に交 番電圧を印加することによって、その一方向にのみ広範囲で、その方向と直交す る方向では狭範囲の指向性のある超音波放射が実現される。

【００１８】 そこで、例えば、自動車の前方または後方検知装置として使用する場合には放 射面の長軸幅ｙを縦方向として自動車のコーナーに固定すれば、水平方向の障害 物を広い範囲で捕捉できると共に、鉛直方向の捕捉範囲が低減され、車の障害と はならない地面からの反射波の捕捉を可及的に抑止することが可能となる。この ため自動車等の前後部のコーナーに取り付けられて自動車が障害物に接近し、そ の距離が一定範囲内となると、運転者に視覚的或は聴覚的に危険を知らせる前方 または後方検知装置として最適に用いられることとなる。

【００１９】

【考案の効果】

本考案は、上述したように、金属ケースの放射面１０ａ，１０ｂ，１０ｃの形 状を長尺状とし、その裏面に該ケースの放射面と同形の圧電素子を接合し、該圧 電素子に電圧を印加すると超音波が発生する構成となっているから、該圧電素子 から放射される超音波は一方向にのみ広範囲で、その方向と直交する方向では狭 範囲の指向性のあるものとなり、単一の超音波センサーによって、所要方向の広 範囲の障害物を検知することができ、一方、不要方向からの反射波の検出を抑止 でき、このため自動車の前方または後方検知装置等に最適となる等の優れた効果 がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の超音波センサーの第一実施例の縦断側
面図である。

【図２】本考案の超音波センサーの同平面図である。

【図３】本考案の超音波センサーの同斜視図である。

【図４】本考案の超音波センサーの第二実施例を示す平
面図である。

【図５】本考案の超音波センサーの第三実施例を示す平
面図である。

【図６】従来の超音波センサーの平面図である。

【符合の説明】

１ 基台 ４，５ 杆状端子 ９ 金属ケース １０ａ，１０ｂ，１０ｃ 放射面 １１ 圧電素子 Ａ ベース部 Ｂ ケース部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 基台に二本の杆状入出力端子を支持してなるベース部
   に、金属ケースの内面に圧電素子を接合してなるケース
   部を密閉状に被着し、前記圧電素子の表裏面の電極と前
   記入出力端子とを電気的に接続してなるものにおいて、
   前記金属ケースの超音波の放射面形状を長尺状とし、そ
   の短軸幅に対する長軸幅の比を共振割れを生じない範囲
   としたことを特徴とする超音波センサー。