WO2012077224A1 - 空中超音波センサ - Google Patents

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ultrasonic sensor
bottomed cylindrical
aerial ultrasonic
aerial
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井幡 光詞
友則 木村
井上 悟
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三菱電機株式会社
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    • G10K9/00Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers
    • G10K9/12Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers electrically operated
    • G10K9/122Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers electrically operated using piezoelectric driving means
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • GPHYSICS
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    • G01S7/521Constructional features

Definitions

  • the present invention relates to an aerial ultrasonic sensor that transmits ultrasonic waves in the air or receives ultrasonic waves that have propagated in the air.
  • An aerial ultrasonic sensor using a piezoelectric element is used in an obstacle detection system that detects an obstacle.
  • an ultrasonic wave is transmitted from an aerial ultrasonic sensor to the air, and the transmitted ultrasonic wave is reflected by an obstacle, propagates in the air, and is received by the aerial ultrasonic sensor again. By doing so, obstacles are detected.
  • the output sound pressure of the ultrasonic wave may be increased.
  • a method for increasing the output sound pressure there is a method using an acoustic matching layer in order to match the acoustic impedance of the airborne ultrasonic sensor and the acoustic impedance of the air.
  • an aerial ultrasonic sensor in which a low density region is provided in a case portion of an aerial ultrasonic sensor and the low density region is used as an acoustic matching layer (see, for example, Patent Document 1).
  • Patent Document 1 discloses an aerial ultrasonic sensor in which a piezoelectric vibrator is housed in a case portion and an acoustic matching layer is provided on an ultrasonic radiation surface of the vibrator.
  • a low density region is formed in the attachment portion of the piezoelectric vibrator when the case portion is molded, and this low density region is used as an acoustic matching layer.
  • a piezoelectric vibrator is attached to a case portion, and the attachment portion is a low-density region formed when the case portion is molded.
  • region of a case part becomes lower in acoustic impedance than another area
  • the prior art has the following problems. As described above, the aerial ultrasonic sensor as shown in Patent Document 1 forms an acoustic matching layer when the case portion is molded. For this reason, once the aerial ultrasonic sensor is formed, the output sound pressure, that is, the propagation distance of the ultrasonic wave is uniquely determined.
  • the output sound pressure (ultrasonic propagation distance) is uniquely determined. There is also a problem that adjustment is not possible.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and easily changes the output sound pressure (ultrasonic propagation distance) in accordance with the intended use and installation location with a simple configuration.
  • An object is to obtain an aerial ultrasonic sensor that can be used.
  • the aerial ultrasonic sensor according to the present invention includes a bottomed cylindrical case having an opening at one end in the axial direction and a bottom surface at the other end, and a piezoelectric vibration fixed to the bottom surface inside the bottomed cylindrical case.
  • An aerial ultrasonic sensor comprising a child, further comprising: a bottomless cylindrical case having openings at both ends in the axial direction; and a thin film secured to one end of the opening of the bottomless cylindrical case.
  • the bottom cylindrical case is fitted to the bottomed cylindrical case and has a configuration that can move along the side wall of the bottomed cylindrical case.
  • the bottomless cylindrical case to which the thin film is fixed is fitted to the bottomed cylindrical case to which the piezoelectric vibrator is fixed, and the bottomless cylindrical case is provided.
  • the output sound pressure (ultrasonic propagation distance) can be easily changed according to the intended use or installation location with a simple configuration.
  • a possible aerial ultrasonic sensor can be obtained.
  • Embodiment 1 of this invention It is the schematic which shows the air ultrasonic sensor in Embodiment 1 of this invention.
  • the aerial ultrasonic sensor in Embodiment 1 of this invention it is the figure which showed the relationship between the distance of the outer bottom face of a bottomed cylindrical case, and a thin film, and an output sound pressure.
  • the schematic which shows the air ultrasonic sensor in Embodiment 2 of this invention It is the schematic which shows the air ultrasonic sensor in Embodiment 3 of this invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an aerial ultrasonic sensor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • 1A is a side view
  • FIG. 1B is a top view
  • FIG. 1C is a cross-sectional view along AA ′ shown in FIG. 1B.
  • the aerial ultrasonic sensor 10 shown in FIG. 1 includes a bottomed cylindrical case 1, a piezoelectric vibrator 2, input / output terminals 3a and 3b, a thin film 4, and a bottomless cylindrical case 5.
  • the bottomed cylindrical case 1 is a case having an opening at one end in the axial direction and a bottom at the other end.
  • the piezoelectric vibrator 2 is fixed to the bottom surface inside the bottomed cylindrical case 1.
  • the aerial ultrasonic sensor 10 includes input / output terminals 3a and 3b.
  • the bottomless cylindrical case 5 is open at both ends, the thin film 4 is fixed to the opening at one end, and the opening at the other end is fitted to the bottomed cylindrical case 1.
  • the aerial ultrasonic sensor 10 according to the present invention is technically characterized in that the bottomless cylindrical case 5 is configured to be movable along the side wall 1 a of the bottomed cylindrical case 1.
  • the input / output terminal 3 a is connected to the bottomed cylindrical case 1.
  • the input / output terminal 3 b is connected to the surface of the piezoelectric vibrator 2 opposite to the surface to be bonded to the bottomed cylindrical case 1.
  • the bottomed cylindrical case 1 and the bottomless cylindrical case 5 are made of, for example, a relatively rigid resin reinforced by a glass cloth or a metal such as aluminum.
  • the piezoelectric vibrator 2 is made of a piezoelectric ceramic such as PZT or barium titanate, and is formed in a disk shape.
  • the thin film 4 is made of a synthetic resin material such as vinyl chloride.
  • a signal having a predetermined frequency is supplied from a signal source (not shown) to the input / output terminals 3a and 3b.
  • the piezoelectric vibrator 2 vibrates by expanding and contracting mainly in the radial direction by the application of such a signal.
  • the piezoelectric vibrator 2 vibrates in this way, the bottomed cylindrical case 1 vibrates, and further, the thin film 4 fixed to the bottomless cylindrical case 5 is vibrated, and from the radiation surface 4a of the thin film 4 Sound waves are emitted into the air.
  • the bottomless cylindrical case 5 to which the thin film 4 is fixed is fitted to the bottomed cylindrical case 1 to which the piezoelectric vibrator 2 is fixed and has a bottomed cylindrical shape.
  • the structure is movable along the side wall 1 a of the case 1. For this reason, the distance between the outer bottom surface 1b of the bottomed cylindrical case 1 and the thin film 4 can be changed. That is, the thickness of the air layer 6 existing between the bottom surface 1b outside the bottomed cylindrical case 1 and the thin film 4 can be changed.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the relationship between the distance between the outer bottom surface 1b of the bottomed cylindrical case 1 and the thin film 4 and the output sound pressure in the aerial ultrasonic sensor 10 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 the relationship when vinyl chloride is assumed as the thin film 4 is shown.
  • the output sound pressure increases as the distance between the outer bottom surface 1b of the bottomed cylindrical case 1 and the thin film 4 increases.
  • the output sound pressure reaches a peak at a thickness t (0.27 mm in FIG. 2), and becomes smaller again when the thickness becomes thicker than t. That is, the output sound pressure can be changed by changing the distance between the outer bottom surface 1 b of the bottomed cylindrical case 1 and the thin film 4.
  • the propagation distance of the ultrasonic wave becomes longer as the output sound pressure becomes higher. Therefore, the propagation distance of ultrasonic waves can be changed by changing the distance between the outer bottom surface 1b of the bottomed cylindrical case 1 and the thin film 4.
  • the bottomless cylindrical case to which the thin film is fixed is fitted to the aerial ultrasonic sensor, and the bottomless cylindrical case is used as the bottomed cylinder. It has the structure which can move along the side wall of a cylindrical case. As a result, the distance between the outer bottom surface of the bottomed cylindrical case and the thin film can be set arbitrarily, so the output sound pressure (ultrasonic propagation distance) can be set according to the intended use and installation location with a simple configuration. It is possible to obtain an aerial ultrasonic sensor that can be set arbitrarily.
  • Embodiment 2 FIG. In the second embodiment, specific means for making the bottomless cylindrical case 5 movable along the side wall 1a of the bottomed cylindrical case 1 will be described.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing an aerial ultrasonic sensor according to Embodiment 2 of the present invention.
  • 3A is a side view
  • FIG. 3B is a top view
  • FIG. 3C is a cross-sectional view taken along line A-A ′ shown in FIG. 3B.
  • the aerial ultrasonic sensor 10 shown in FIG. 3 includes a bottomed cylindrical case 1, a piezoelectric vibrator 2, input / output terminals 3a and 3b, a thin film 4, and a bottomless cylindrical case 5.
  • the configuration other than the bottomed cylindrical case 1 and the bottomless cylindrical case 5 is the same as the configuration of FIG. 1 in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
  • the spiral groove 7 is provided on the outer side surface of the bottomed cylindrical case 1 and the inner side surface of the bottomless cylindrical case 5, and the bottomed tube
  • the relationship between the cylindrical case 1 and the bottomless cylindrical case 5 is that of a male screw and a female screw. Therefore, the bottomless cylindrical case 5 can be moved along the side wall 1 a of the bottomed cylindrical case 1 by rotating the bottomed cylindrical case 1 or the bottomless cylindrical case 5.
  • the aerial ultrasonic sensor according to Embodiment 2 has a simple configuration in which spiral grooves are provided on the outer side surface of the bottomed cylindrical case and the inner side surface of the bottomless cylindrical case.
  • the bottomless cylindrical case can be moved along the side wall of the bottomed cylindrical case, and the distance between the bottom surface outside the bottomed cylindrical case and the thin film can be changed.
  • an aerial ultrasonic sensor that can arbitrarily set the output sound pressure (ultrasonic propagation distance) in accordance with the intended use and installation location with a simple configuration.
  • Embodiment 3 In the third embodiment, in order to obtain a desired output sound pressure (desired propagation distance of ultrasonic waves) with good reproducibility according to the usage or installation location, the bottomless cylindrical case 5 and the bottomed cylindrical shape The structure which visualized the positional relationship with case 1 is demonstrated.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing an aerial ultrasonic sensor according to Embodiment 3 of the present invention.
  • 4A is a side view
  • FIG. 4B is a top view
  • FIG. 4C is a cross-sectional view taken along line A-A ′ shown in FIG. 4B.
  • the aerial ultrasonic sensor 10 shown in FIG. 4 includes a bottomed cylindrical case 1, a piezoelectric vibrator 2, input / output terminals 3a and 3b, a thin film 4, and a bottomless cylindrical case 5.
  • the configuration other than the bottomed cylindrical case 1 is the same as that of the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
  • a scale 8 that can visually identify the distance between the bottom surface 1 b of the bottomed cylindrical case 1 and the thin film 4. Is provided.
  • the scale 8 is determined based on the relationship between the distance between the outer bottom surface 1b of the bottomed cylindrical case 1 and the thin film 4 and the output sound pressure (or ultrasonic wave propagation distance) obtained in advance.
  • the bottomed cylindrical case 5 with respect to the bottomless cylindrical case 5 has the configuration in which the scale is provided on the outer surface of the bottomed cylindrical case.
  • the relative position of 1 can be easily adjusted to a position for obtaining a desired output sound pressure (desired ultrasonic wave propagation distance) in accordance with the intended use or installation location.
  • an aerial ultrasonic sensor capable of arbitrarily setting the output sound pressure (ultrasonic propagation distance) in accordance with the intended use or installation location with a simple configuration, as well as the output sound pressure or ultrasonic wave. The reproducibility of the propagation distance can be improved.
  • Embodiment 3 is not limited to such a configuration.
  • the scale 8 can be added to the configuration of FIG. 3 in the second embodiment, and it is possible to achieve both easy position adjustment and reproducibility of output sound pressure (ultrasonic propagation distance). Is possible.

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Abstract

 簡易な構成で、使用用途や設置場所等に合わせて出力音圧(超音波の伝搬距離)を容易に設定変更することができる空中超音波センサを得る。軸方向の一端に開口部を有し、かつ他端に底面を有する有底筒状ケース(1)と、有底筒状ケースの内側の底面に固着された圧電振動子(2)とを備えた空中超音波センサ(10)であって、軸方向の両端に開口部を有する無底筒状ケース(5)と、無底筒状ケースの開口部の一端に固着された薄膜(4)とをさらに備え、無底筒状ケース(5)は、有底筒状ケース(1)と嵌合しており、かつ、有底筒状ケースの側壁(1a)に沿って移動可能な構成を有する。

Description

空中超音波センサ
 本発明は、空気中に超音波を送信する、または、空気中を伝搬してきた超音波を受信する空中超音波センサに関するものである。
 圧電素子を用いた空中超音波センサは、障害物を検知する障害物検知システム等に利用されている。このような障害物検知システムでは、空中超音波センサから超音波を空気中に送信し、送信された超音波が障害物等により反射され、空気中を伝搬して、再び空中超音波センサで受信することにより、障害物を検知する。
 空中超音波センサによる超音波の伝搬距離を長距離化するためには、超音波の出力音圧を高めればよい。そして、出力音圧を高める方法としては、空中超音波センサの音響インピーダンスと空気の音響インピーダンスとのマッチングを取るために、音響整合層を利用する方法がある。一例として、空中超音波センサのケース部に低密度領域を設け、この低密度領域を音響整合層とした空中超音波センサがある(例えば、特許文献1参照)。
 この特許文献1には、ケース部内に圧電振動子を収納するとともに、振動子の超音波放射面に音響整合層を設けた空中超音波センサが開示されている。そして、この空中超音波センサは、ケース部の成型時に、圧電振動子の取り付け部に低密度領域を形成し、この低密度領域を音響整合層としている。
 特許文献1に示された空中超音波センサにおいては、圧電振動子がケース部に取り付けられており、その取り付け部は、ケース部成型時に形成された低密度領域である。そして、ケース部の低密度領域は、他の領域より音響インピーダンスが低くなるため、音響整合層として動作することになり、空中超音波センサの出力音圧を高めることができる。出力音圧は、超音波の伝搬距離に対応するため、出力音圧を高くすることで、超音波の伝搬距離を長距離化することができる。
特開平1-190097号公報
 しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
 特許文献1に示したような空中超音波センサは、上述したように、ケース部成型時に音響整合層を形成している。このため、一度、空中超音波センサを形成してしまうと、出力音圧、すなわち超音波の伝搬距離が一意に決まってしまう。
 従って、空中超音波センサの使用用途や設置場所等に合わせて、出力音圧(超音波の伝搬距離)を変更したい場合には、所望の出力音圧(超音波の伝搬距離)が得られる音響整合層をその都度、形成し直す必要がある。この結果、製造コストの面で問題が生じることとなる。
 また、上述したように、一度、空中超音波センサを形成してしまうと、出力音圧(超音波の伝搬距離)が一意に決まってしまうため、出力音圧(超音波の伝搬距離)の微調整ができないという問題も生じる。
 本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、簡易な構成で、使用用途や設置場所等に合わせて出力音圧(超音波の伝搬距離)を容易に設定変更することができる空中超音波センサを得ることを目的とする。
 本発明に係る空中超音波センサは、軸方向の一端に開口部を有し、かつ他端に底面を有する有底筒状ケースと、有底筒状ケースの内側の底面に固着された圧電振動子とを備えた空中超音波センサであって、軸方向の両端に開口部を有する無底筒状ケースと、無底筒状ケースの開口部の一端に固着された薄膜とをさらに備え、無底筒状ケースは、有底筒状ケースと嵌合しており、かつ、有底筒状ケースの側壁に沿って移動可能な構成を有するものである。
 本発明に係る空中超音波センサによれば、薄膜の固着された無底筒状ケースが、圧電振動子が固着された有底筒状ケースと嵌合されるとともに、無底筒状ケースを有底筒状ケースの側壁に沿って移動可能な構成とすることにより、簡易な構成で、使用用途や設置場所等に合わせて出力音圧(超音波の伝搬距離)を容易に設定変更することができる空中超音波センサを得ることができる。
本発明の実施の形態1における空中超音波センサを示す概略図である。 本発明の実施の形態1における空中超音波センサにおいて、有底筒状ケースの外側の底面と薄膜との距離と出力音圧との関係を示した図である。 本発明の実施の形態2における空中超音波センサを示す概略図である。 本発明の実施の形態3における空中超音波センサを示す概略図である。
 以下、本発明の空中超音波センサの好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。なお、以下の図面において、同一の構成要素には同一の符号を付している。
 実施の形態1.
 図1は、本発明の実施の形態1における空中超音波センサを示す概略図である。図1(a)は、側面図であり、図1(b)は、上面図であり、図1(c)は、図1(b)で示したA-A’における断面図である。図1に示した空中超音波センサ10は、有底筒状ケース1、圧電振動子2、入出力端子3a、3b、薄膜4、および無底筒状ケース5を備えて構成されている。
 有底筒状ケース1は、軸方向の一端に開口部を有し、かつ他端に底面を有するケースである。また、圧電振動子2は、有底筒状ケース1の内側の底面に固着されている。また、空中超音波センサ10は、入出力端子3a、3bを有している。
 さらに、無底筒状ケース5は、両端が開口されており、一端の開口部には薄膜4が固着されており、他端の開口部は、有底筒状ケース1と嵌合されている。ここで、本発明に係る空中超音波センサ10は、無底筒状ケース5が、有底筒状ケース1の側壁1aに沿って移動可能な構成となっている点を技術的特徴としている。
 入出力端子3aは、有底筒状ケース1に接続されている。一方、入出力端子3bは、圧電振動子2の、有底筒状ケース1との接着面とは反対の面に接続されている。有底筒状ケース1および無底筒状ケース5は、例えば、ガラスクロスによって強化された比較的剛性の高い樹脂、あるいはアルミニウム等の金属からなる。
 また、圧電振動子2は、例えば、PZTやチタン酸バリウム等の圧電セラミックからなり、円盤状に形成されているものである。また、薄膜4は、例えば、塩化ビニル等の合成樹脂材料からなる。
 本実施の形態1に係る空中超音波センサ10においては、信号源(図示せず)から所定周波数の信号が、入出力端子3a、3bに供給される。そして、圧電振動子2は、このような信号の印加によって、主に径方向に伸縮して振動する。このようにして圧電振動子2が振動することによって、有底筒状ケース1が振動し、さらに、無底筒状ケース5に固着された薄膜4を振動させ、薄膜4の放射面4aから超音波が空中に放射される。
 上述したように、本発明では、薄膜4が固着された無底筒状ケース5は、圧電振動子2が固着された有底筒状ケース1と嵌合しており、かつ、有底筒状ケース1の側壁1aに沿って移動可能な構成となっている。このため、有底筒状ケース1の外側の底面1bと薄膜4との距離を変化させることができる。すなわち、有底筒状ケース1の外側の底面1bと薄膜4との間に存在する空気層6の厚さを変化させることができる。
 ここで、薄膜4は、有底筒状ケース1の外側の底面1bと薄膜4との間の空気層6とともに、音響整合層として動作する。そして、空気層6の厚さにより、音響インピーダンスを変化させることができる。図2は、本発明の実施の形態1における空中超音波センサ10において、有底筒状ケース1の外側の底面1bと薄膜4との距離と出力音圧との関係を示した図である。なお、図2においては、薄膜4として塩化ビニルを想定した場合の関係を示している。
 図2のように、有底筒状ケース1の外側の底面1bと薄膜4との距離が大きくなるにしたがい、出力音圧は大きくなる。そして、出力音圧は、厚さがt(図2では、0.27mm)でピークとなり、厚さがtよりもさらに厚くなることで、再び小さくなる。すなわち、有底筒状ケース1の外側の底面1bと薄膜4との距離を変化させることにより、出力音圧を変化させることができる。
 空中超音波センサ10から放射される超音波の伝搬距離に対応し、出力音圧が高くなると、超音波の伝搬距離は、長くなる。よって、有底筒状ケース1の外側の底面1bと薄膜4との距離を変化させることにより、超音波の伝搬距離を変化させることができる。
 以上のように、実施の形態1に係る空中超音波センサによれば、薄膜の固着された無底筒状ケースが空中超音波センサと嵌合されるとともに、無底筒状ケースを有底筒状ケースの側壁に沿って移動可能な構成を有している。この結果、有底筒状ケースの外側の底面と薄膜との間の距離が任意に設定できるため、簡易な構成で、使用用途や設置場所等に合わせて出力音圧(超音波の伝搬距離)を任意に設定することができる空中超音波センサを得ることができる。
 実施の形態2.
 本実施の形態2では、無底筒状ケース5を、有底筒状ケース1の側壁1aに沿って移動可能な構成とするための具体的な手段について説明する。
 図3は、本発明の実施の形態2における空中超音波センサを示す概略図である。図3(a)は、側面図であり、図3(b)は、上面図であり、図3(c)は、図3(b)で示したA-A’における断面図である。
 図3に示した空中超音波センサ10は、有底筒状ケース1、圧電振動子2、入出力端子3a、3b、薄膜4、および無底筒状ケース5を備えて構成されている。なお、有底筒状ケース1および無底筒状ケース5以外の構成は、先の実施の形態1における図1の構成と同様であり、説明を省略する。
 本実施の形態2に係る空中超音波センサ10においては、有底筒状ケース1の外側面および無底筒状ケース5の内側面に、らせん状の溝7が設けられており、有底筒状ケース1と無底筒状ケース5との関係は、おねじとめねじの関係にある。したがって、有底筒状ケース1または無底筒状ケース5を回転させることにより、無底筒状ケース5を有底筒状ケース1の側壁1aに沿って移動させることができる。
 以上のように、実施の形態2に係る空中超音波センサによれば、有底筒状ケースの外側面および無底筒状ケースの内側面に、らせん状の溝を備えた簡易な構成を有することで、有底筒状ケースの側壁に沿って無底筒状ケースを移動させ、有底筒状ケースの外側の底面と薄膜との距離を変化させることが可能となる。この結果、簡易な構成で、使用用途や設置場所等に合わせて出力音圧(超音波の伝搬距離)を任意に設定することができる空中超音波センサを実現できる。
 実施の形態3.
 本実施の形態3では、使用用途や設置場所等に合わせて、所望の出力音圧(所望の超音波の伝搬距離)を再現性よく得るために、無底筒状ケース5と有底筒状ケース1との位置関係を可視化した構成について説明する。
 図4は、本発明の実施の形態3における空中超音波センサを示す概略図である。図4(a)は、側面図であり、図4(b)は、上面図であり、図4(c)は、図4(b)で示したA-A’における断面図である。
 図4に示した空中超音波センサ10は、有底筒状ケース1、圧電振動子2、入出力端子3a、3b、薄膜4、および無底筒状ケース5を備えて構成されている。なお、有底筒状ケース1以外の構成は、先の実施の形態1と同様であり、説明を省略する。
 本実施の形態3に係る空中超音波センサ10においては、有底筒状ケース1の外側面に、有底筒状ケース1の外側の底面1bと薄膜4との距離が目視により識別できる目盛8が設けられている。この目盛8は、事前に求めた有底筒状ケース1の外側の底面1bと薄膜4との距離と出力音圧(または超音波の伝搬距離)との関係から、決定されている。
 以上のように、実施の形態3に係る空中超音波センサによれば、有底筒状ケースの外側面に目盛を設けた構成を有することで、無底筒状ケース5に対する有底筒状ケース1の相対位置を、使用用途や設置場所等に合わせて所望の出力音圧(所望の超音波の伝搬距離)を得るための位置に容易に調整できる。この結果、簡易な構成で、使用用途や設置場所等に合わせて出力音圧(超音波の伝搬距離)を任意に設定することができる空中超音波センサを実現できるとともに、出力音圧または超音波の伝搬距離の再現性を向上させることができる。
 なお、本実施の形態3における図4では、先の実施の形態1における図1の構成に目盛8を付加した場合を説明した。しかしながら、本実施の形態3は、このような構成に限定されるものではない。先の実施の形態2における図3の構成に目盛8を付加することも可能であり、位置調整の容易化と、出力音圧(超音波の伝搬距離)の再現性との両立を図ることが可能である。

Claims (3)

  1.  軸方向の一端に開口部を有し、かつ他端に底面を有する有底筒状ケースと、
     前記有底筒状ケースの内側の底面に固着された圧電振動子と
     を備えた空中超音波センサであって、
     軸方向の両端に開口部を有する無底筒状ケースと、
     前記無底筒状ケースの前記開口部の一端に固着された薄膜と
     をさらに備え、
     前記無底筒状ケースは、前記有底筒状ケースと嵌合しており、かつ、前記有底筒状ケースの側壁に沿って移動可能な構成を有する
     ことを特徴とする空中超音波センサ。
  2.  請求項1に記載の空中超音波センサにおいて、
     前記有底筒状ケースの外側面および前記無底筒状ケースの内側面には、らせん状の溝が設けられており、前記嵌合および前記移動可能な構成を兼ねている
     ことを特徴とする空中超音波センサ。
  3.  請求項1または2に記載の空中超音波センサにおいて、
     前記有底筒状ケースの側壁には、前記有底筒状ケースの底面と前記薄膜との距離が目視で識別できる目盛が設けられている
     ことを特徴とする空中超音波センサ。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201409547D0 (en) * 2014-05-29 2014-07-16 Gill Instr Ltd An electroacoustic transducer
US11079506B2 (en) 2016-12-16 2021-08-03 Pgs Geophysical As Multicomponent streamer
DE102017220792A1 (de) * 2017-11-21 2019-05-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und Vorrichtung zum Sortieren von Teilchen eines Materialstroms
JP7192640B2 (ja) * 2019-04-23 2022-12-20 株式会社Soken 超音波センサ
WO2022040456A1 (en) * 2020-08-19 2022-02-24 Otonexus Medical Technologies, Inc. Wearable auscultation device
US11806749B2 (en) * 2021-10-28 2023-11-07 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Ultrasonic transducer for flow measurement

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55162487U (ja) * 1979-05-08 1980-11-21
JPS58152096U (ja) * 1982-04-07 1983-10-12 株式会社村田製作所 超音波送受波器
JPS599696U (ja) * 1982-07-07 1984-01-21 松下電器産業株式会社 超音波セラミツクマイクロホン
JPH06269090A (ja) * 1993-03-15 1994-09-22 Sumitomo Metal Ind Ltd 圧電型超音波送受波器

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU531527B2 (en) 1979-05-30 1983-08-25 Bpb Industries Ltd. Cementitious building board
JPS58152096A (ja) 1982-03-05 1983-09-09 Hitachi Ltd 金属加工用潤滑油組成物及びその使用方法
JPS599696A (ja) 1982-07-09 1984-01-19 ヤマハ株式会社 電子楽器の鍵盤スイツチ
JP2560751B2 (ja) * 1987-11-11 1996-12-04 株式会社島津製作所 超音波探触子
JPH0736639B2 (ja) 1988-01-25 1995-04-19 株式会社村田製作所 空中超音波トランスデューサ
JP2659281B2 (ja) 1991-01-23 1997-09-30 松下電工株式会社 超音波センサ
JP3036368B2 (ja) 1994-08-22 2000-04-24 トヨタ自動車株式会社 超音波センサ
US5962952A (en) * 1995-11-03 1999-10-05 Coherent Technologies, Inc. Ultrasonic transducer
US6250162B1 (en) * 1998-04-24 2001-06-26 Murata Manufacturing Co., Ltd. Ultrasonic sensor
JP3633926B2 (ja) * 2002-01-28 2005-03-30 松下電器産業株式会社 超音波送受信器および超音波流量計
SE0300375D0 (sv) * 2003-02-12 2003-02-12 Attana Ab Piezoelectric resonator
JP4086091B2 (ja) * 2005-12-14 2008-05-14 株式会社村田製作所 超音波トランスデューサ
US8012095B2 (en) * 2006-02-17 2011-09-06 Esi, Inc. Immersion bag system for use with an ultrasound probe
CN101543095B (zh) * 2006-11-27 2012-06-13 株式会社村田制作所 超声波转换器
US8869620B2 (en) 2009-10-19 2014-10-28 Mitsubishi Electric Corporation Airborne ultrasonic sensor
JPWO2011067835A1 (ja) * 2009-12-02 2013-04-18 三菱電機株式会社 空中超音波センサ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55162487U (ja) * 1979-05-08 1980-11-21
JPS58152096U (ja) * 1982-04-07 1983-10-12 株式会社村田製作所 超音波送受波器
JPS599696U (ja) * 1982-07-07 1984-01-21 松下電器産業株式会社 超音波セラミツクマイクロホン
JPH06269090A (ja) * 1993-03-15 1994-09-22 Sumitomo Metal Ind Ltd 圧電型超音波送受波器

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