JPH10138852A - 障害物検知用超音波センサの取付け構造 - Google Patents
障害物検知用超音波センサの取付け構造Info
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- JPH10138852A JPH10138852A JP8314170A JP31417096A JPH10138852A JP H10138852 A JPH10138852 A JP H10138852A JP 8314170 A JP8314170 A JP 8314170A JP 31417096 A JP31417096 A JP 31417096A JP H10138852 A JPH10138852 A JP H10138852A
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Abstract
音波センサが天候等により雨や埃等がセンサ素子に付着
することを防止し、障害物を確実に検出する。 【解決手段】 箱型センサハウジングの内部天板側に超
音波センサ素子を有するホーン型導波管を下向き配置す
る。前記ホーン型導波管に対面して前記センサハウジン
グの前面に形成した開口部に向けて超音波を反射させる
第1反射板を設けるとともに、前記開口部の下縁には前
記反射板と鈍角をなすよう配置された第2反射板を取付
ける。
Description
センサの取付け構造に係り、特に車両に搭載して走行領
域での障害物を検知する場合のように、屋外での使用に
好適な障害物検知用超音波センサの取付け構造に関す
る。
の誘導線から出力される誘導信号を検出しながら誘導線
に沿って定められた走路を自動的に走行する電磁誘導式
無人搬送車(特公平4−67641号公報)や、道路上
に敷設された白線と搬送台車との相対変位量をCCDカ
メラで検出し、この相対変位量に基づき搬送台車を白線
に沿って走行させる車両用自動運転装置(特開平4−2
7331号)などが無人搬送台車の自動運転システムと
して知られている。
設することはコスト面で制約があったり、誘導線の上を
車両等が通行することにより断線故障があるなどして不
都合が多いため、走行基準線に磁石からなる標識体を一
定間隔で埋設し、これを検知しながら走行誘導するシス
テムが提案されている(特開平3−177905号公
報)。これは磁石を定間隔をおいて埋設した走行経路を
形成し、個々の磁石の磁力を検出することによって位置
ずれを算出するセンサを車体に取付けるようにしてい
る。そして、車体には方位センサを設け、隣接磁石間で
予め設定された方位情報との偏差を算出することによっ
て、目的の経路に沿って自動走行させるようにしたもの
である。
上述のような規定された走行経路に沿って移動する際
に、走行経路上に障害物の存在を認めたときには自動停
止などの処理を行わせることが重要であり、このための
障害物検知センサが設けられている。この種のセンサと
して従来から超音波を照射する方式のものが知られてい
る。これは超音波センサ素子からパルス状に超音波を照
射し、車両の進行方向前方からの反射波を検出すること
により障害物の有無を検知するものである。
等に超音波センサを搭載する場合、通常は超音波パルス
を車両の前方に照射するため、その指向性の関係から車
体の前面部にセンサが取付けられ、パルスが車両進行方
向に照射されるように配置される。一方、超音波センサ
は、安価で取扱いが簡単である反面、圧電素子をその共
振周波数で高速振動させるという構造上、水、埃、油等
の汚れがセンサに付着すると、正常に動作しないといっ
た欠点を合せもっているいる。このため、上述の無人搬
送台車に搭載して屋外でこれを使用する場合には、車体
の前面部に設けた空洞部の内奥部にセンサを配置し、前
面開口から超音波が出射させるように配慮していた。
運転時の風雨や風雪により、センサ素子に水滴や汚れが
付着して正常に動作しないことが多くあり、これらを遮
蔽するためにゴムやプラスチック等の遮蔽体をセンサ前
面に張り付けると計測のための超音波も全て遮られてし
まう問題があった。
く、センサ素子に水滴や汚れ等が付着することを有効に
防止し、もって無人搬送台車に搭載して障害物検知作用
を天候等に左右されることなく、障害物を確実に検出す
ることができるようにした障害物検知用超音波センサの
取付け構造を提供することを目的とする。
に、本発明に係る障害物検知用超音波センサの取付け構
造は、超音波センサ素子にホーン型導波管を取付けて車
両の下方に向けて配置し、前記ホーン型導波管の開口部
に対面して車両の水平方向に超音波を照射する反射板を
設けて車体内部に格納したことを特徴とするものであ
る。この場合において、前記反射板の前縁部には俯角が
鋭角の第2反射板を取付けることが望ましい。
に超音波センサ素子を有するホーン型導波管を下向き配
置し、前記ホーン型導波管に対面して前記センサハウジ
ングの前面に形成した開口部に向けて超音波を反射させ
る反射板を設けるとともに、前記開口部の下縁には前記
反射板と鈍角をなすよう配置された第2反射板を取付け
たことを特徴としている。
て発射される超音波パルスはホーン型導波管を介して指
向性を調整しつつ、反射板を介して車両の外部に向けて
照射することができる。これらを車体の内部に格納する
ことにより、超音波の出射口は車両の開口に直接対面せ
ず、したがって風雨、風雪があっても水滴や埃が直接超
音波センサ素子に付着することを防止することができ
る。また、センサ素子やホーン型導波管を箱型センサハ
ウジングに収容することにより、センサハウジングを車
両の任意の箇所に取付けることができるとともに、水
滴、埃の付着防止を同時に達成でき、この種の障害物検
知用超音波センサの屋外使用が可能となる。
用超音波センサの取付け構造の具体的実施形態を図面を
参照して詳細に説明する。図1は実施形態に係る障害物
検知用超音波センサの取付け構造を示す断面図であり、
図2は正面図である。この実施形態は箱型センサハウジ
ング10に超音波センサ素子12を配置した構成例を示
している。図示のように、箱型センサハウジング10は
矩形容器状とされているが、その前面下半部に開口部1
4を形成した構造となっている。このハウジング開口部
14の上縁には、水平支持板16がハウジング内部の上
下を仕切る方向に延在形成されている。そして、この水
平支持板16の上方空間部にて、ホーン型導波管18を
具備した超音波センサ素子12の超音波発射方向が下向
きとなるように配置されているのである。すなわち、ホ
ーン型導波管18は管断面が徐々に拡大するような円錐
形状に形成されており、その基端の小径部に超音波セン
サ素子12を配置させてこれがハウジング10の天板部
側に位置するように設定し、ホーン型導波管18の先端
が前記水平支持板16に開口されるように立設させた状
態に取付けられている。したがって、超音波センサ素子
12から発射される超音波は、箱型センサハウジング1
0に対し、その下方に向けて照射され、水平支持板16
におけるホーン型導波管18の開口から出射されるもの
となる。
は上記ホーン型導波管18の開口部の形状で決定され
る。センサ素子12からホーン開口部までは超音波を滑
らかに導波するために、開口部の形状が円形であれば上
述のように導波管18は円錐形状となる。このホーン型
導波管18の長さは汚れが回り込まないこと、および超
音波の位相を崩さないことを考え合わせると、できるだ
け長い方が望ましく、実施形態ではセンサ素子12の口
径10mm、ホーン開口が30mmに対し、ホーン長さ
を40mmに設定している。
下縁から前記水平支持板16に向けて傾斜角45度に設
定された第1反射板22が設けられている。これによ
り、ハウジング開口部14の部分には断面くさび形の空
間部が形成される。第1反射板22は前記ホーン型導波
管18の開口に対面しており、超音波センサ素子12か
ら下方に向けて発射された超音波信号をハウジング開口
部14から水平方向に角度変換させてハウジング外部に
出射させるものである。これにより、箱型センサハウジ
ング10の開口部14側から見た状態では、図2に示す
ように、ハウジング開口部14のみが直接的に覗き見る
ことができ、超音波センサ12は直接的に視認すること
ができない。超音波センサ12は更にくさび形空間部の
上面を形成している水平支持板16に開口しているホー
ン型導波管18によって形成された狭隘な通路の内奥部
に配置されることになるのである。
2は無人搬送台車に搭載して、台車進行方向の障害物の
検出に用いられるが、発射した超音波が台車近傍の地表
面によって反射され、地表面を障害物として誤検出する
可能性があるため、この実施形態では前記ハウジング開
口部14の下縁から外方に延長される第2反射板24を
設けている。この第2反射板24はハウジング開口部1
4の前縁を基点として俯角が鋭角となるように設定され
ており、実施形態では約10度の俯角となるように設定
している。この第2反射板24により超音波センサ素子
12から発射される超音波は第1反射板22を経て水平
方向に出射される際、垂直面に沿う上下の超音波の広が
り角度の下方への広がりが規制され、地表面からの超音
波反射を抑制することができるとともに、第1反射板2
2に反射されない余分な超音波は直接上方に反射させ
て、障害物検出に携わらないようにすることができる。
ーン型導波管18に取付けられているが、素子12自体
の周囲をプラスチックゴム26により囲繞している。筐
体に直接超音波センサ素子12を固定すると、素子の共
鳴に悪影響を及ぼすので、これを防止するためである。
したがって、保持部材としては共鳴機能に影響を及ぼさ
なければプラスチックゴム26以外の弾性体を用いるこ
とができる。
信用が準備されるため、図2に示すように、同一の構成
がペアで車両等に搭載される。共通の箱型センサハウジ
ング10用いる場合には、中央仕切板を設けておく。
ンサの取付け構造の実施形態では、まず、箱型センサハ
ウジング10に下向きのホーン型導波管18を用いてい
るため、超音波の波源の口径が拡大され、指向性のあま
り良くない超音波センサ素子12に障害物検知センサと
しての適正な指向性を与えることができる。
広がりが指向性であるが、これには通常、半値幅が定義
され、波の振幅の二乗が最も大きい箇所の半分になると
ころの角度Θで示される(図3)。この角度Θは、
形態ではセンサ素子12の口径が10mmからホーン型
導波管18によって口径が30mmに拡大されているた
め、いま40kHzの超音波を発射すると、指向性は次
のようになる。
[°]となり、一般に無人搬送台車に要求される検知距離
2mに対して適正な範囲となっている。
板22、24を設けて下向きに発射される超音波を水平
方向に角度変換することで超音波センサ素子12が外部
に直接露出することを防止しつつ、障害物検知が可能な
ように水平方向に向けて出射するが、特に実施形態では
ホーン型導波管18の近傍に第1反射22を設け、これ
により反射しきれない残りの超音波は第2反射板24に
より上向きに反射させて検出に寄与させないものとしつ
つ、地表面側からの反射を検出することによる誤検出を
防止できるようにしている。図4は当該実施形態の上下
方向の指向性を示しており、図示のように、下方のサイ
ドローブが抑圧されており効果があることを明示してい
る。
ジング10に超音波センサ素子12などを収容した構成
としているため、このハウジングごと車両に搭載するこ
とで、車両による障害物検知用に利用することができ
る。もちろん、車両のボディ等に箱型センサハウジング
10に相当する空間部を直接形成して、ここに超音波セ
ンサ素子12等を収容格納するようにしてもよい。
無人搬送台車のような車両の運転に際して、進行方向の
障害物を検出するために、超音波センサ素子、ホーン型
導波管、反射板を好適に組合わせて構成しているため、
特に障害物検出機能が有効に発揮できるように、超音波
センサ素子12の指向性の改善、近傍地表面の検出によ
る誤検出の防止、並びに余分な超音波の抑圧を図って小
型化を実現できるとともに、特に風雨、風雪等の天候下
で運転をなす場合でも、水滴や埃、油などの汚れが超音
波センサ素子に付着することを確実に防止することがで
きるという優れた効果が得られる。
け構造の実施形態を示す断面図である。
る水平面指向性の説明図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 超音波センサ素子にホーン型導波管を取
付けて車両の下方に向けて配置し、前記ホーン型導波管
の開口部に対面して車両の水平方向に超音波を照射する
反射板を設けて車体内部に格納したことを特徴とする障
害物検知用超音波センサの取付け構造。 - 【請求項2】 前記反射板の前縁部には俯角が鋭角の第
2反射板を取付けたことを特徴とする請求項1に記載の
障害物検知用超音波センサの取付け構造。 - 【請求項3】 箱型センサハウジングの内部天板側に超
音波センサ素子を有するホーン型導波管を下向き配置
し、前記ホーン型導波管に対面して前記センサハウジン
グの前面に形成した開口部に向けて超音波を反射させる
反射板を設けるとともに、前記開口部の下縁には前記反
射板と鈍角をなすよう配置された第2反射板を取付けた
ことを特徴とする障害物検知用超音波センサの取付け構
造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31417096A JP3469012B2 (ja) | 1996-11-11 | 1996-11-11 | 障害物検知用超音波センサの取付け構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31417096A JP3469012B2 (ja) | 1996-11-11 | 1996-11-11 | 障害物検知用超音波センサの取付け構造 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10138852A true JPH10138852A (ja) | 1998-05-26 |
JP3469012B2 JP3469012B2 (ja) | 2003-11-25 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP31417096A Expired - Fee Related JP3469012B2 (ja) | 1996-11-11 | 1996-11-11 | 障害物検知用超音波センサの取付け構造 |
Country Status (1)
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---|---|
JP (1) | JP3469012B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007255924A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Denso Corp | 超音波センサの保護部材 |
JP2007306043A (ja) * | 2006-05-08 | 2007-11-22 | Denso Corp | 超音波センサ |
JP2017041745A (ja) * | 2015-08-19 | 2017-02-23 | シャープ株式会社 | 表示装置およびテレビジョン受像機 |
-
1996
- 1996-11-11 JP JP31417096A patent/JP3469012B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007255924A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Denso Corp | 超音波センサの保護部材 |
JP2007306043A (ja) * | 2006-05-08 | 2007-11-22 | Denso Corp | 超音波センサ |
US7613073B2 (en) | 2006-05-08 | 2009-11-03 | Denso Corporation | Ultrasonic sensor |
JP2017041745A (ja) * | 2015-08-19 | 2017-02-23 | シャープ株式会社 | 表示装置およびテレビジョン受像機 |
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