WO2015155989A1 - 車両用超音波センサ及びそれを備えた車両用距離検出器 - Google Patents

車両用超音波センサ及びそれを備えた車両用距離検出器 Download PDF

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川島　康裕
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株式会社デンソー
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    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/16—Anti-collision systems

Definitions

  • the present disclosure relates to a vehicle ultrasonic sensor mounted on a vehicle body, for example, a vehicle distance detector used in an obstacle detection device.
  • Some vehicles for example, automobiles
  • an obstacle detection device called “clearance sonar” in order to support driving during parking, for example.
  • This device attaches a predetermined number of ultrasonic sensors to the front and rear bumpers of the vehicle (for example, two on the front bumper and four on the rear bumper), and the ultrasonic waves transmitted from each ultrasonic sensor hit the obstacle. By detecting the time to return, the distance between the vehicle and the obstacle is measured. When the distance becomes smaller than the set value, the driver is notified by voice or the like.
  • the ultrasonic transducer oscillates ultrasonic waves toward the outside of the vehicle, receives ultrasonic waves reflected by an external object, and vibrates to detect the distance from the vehicle to the object.
  • the ultrasonic transducer must vibrate itself during transmission and reception, but the vibration during transmission (transmission) is transmitted to the housing case of the ultrasonic transducer, the mounting part of the vehicle body, etc., and these vibrations including the ultrasonic transducer are If it has not been eliminated (disappeared) by the time of reception, the received signal will be erroneously detected.
  • the ultrasonic vibrator is covered with a cushion material (elastic body) and then stored in the case, and the vibration of the ultrasonic vibrator is transmitted to the case and the vehicle body. This prevents (absorbs).
  • the outer peripheral surface of the ultrasonic transducer and the inner peripheral surface of the cushion material are in contact with each other over a wide area, vibration transmission occurs at this contact portion, and further contrivance is required.
  • the present disclosure is directed to an ultrasonic sensor for a vehicle that can maintain stable detection performance and assembly dimensional accuracy, and a vehicle including such an ultrasonic sensor for a vehicle.
  • An object is to provide a distance detector.
  • an ultrasonic sensor for a vehicle is an ultrasonic sensor for a vehicle that is attached to a vehicle body, and an ultrasonic transducer that oscillates or receives ultrasonic waves and vibrates.
  • a cylindrical elastic body having an inner peripheral surface that is in contact with the outer peripheral surface of the vibrator and holding the ultrasonic vibrator, and a case body having a cylindrical portion that accommodates the elastic body.
  • a plurality of recesses are provided on the inner peripheral surface of the elastic body, and the plurality of recesses are arranged in a discontinuous manner in a crossing direction intersecting the axial direction in a developed state centered on the axis of the inner peripheral surface. Has been placed.
  • the elastic body forms an air layer between the concave portion and the outer peripheral surface of the ultrasonic transducer, and the concave portion non-formed portion of the inner peripheral surface is in contact with the outer peripheral surface of the ultrasonic transducer.
  • the ultrasonic transducer is elastically held.
  • an air layer (non-contact portion) is formed between the plurality of concave portions formed on the inner peripheral surface of the elastic body and the outer peripheral surface of the ultrasonic transducer.
  • the forming portion and the outer peripheral surface come into contact (contact portion) to elastically hold the ultrasonic transducer. Therefore, the contact area between the inner peripheral surface of the elastic body and the outer peripheral surface of the ultrasonic transducer is reduced, and the non-contact part is filled with an air layer with a large acoustic impedance, so that the vibration of the ultrasonic transducer is It becomes difficult to be transmitted to the body and the car body. Of course, the vibration from the case body or the vehicle body to the ultrasonic vibrator is hardly transmitted.
  • a plurality of recesses are arranged in a discontinuous manner in the crossing direction with respect to the axial direction, and a recess structure that is difficult to deform can be obtained. Therefore, even when the apparatus is mounted in a place exposed to rainwater, muddy water, etc., particularly outside the vehicle body, it is possible to prevent a decrease in acoustic impedance due to water immersion in the recess and to exhibit stable detection performance. Furthermore, deformation of the concave portion (contact area variation) during assembly can be suppressed, and dimensional accuracy and, in turn, suppression of vibration transmission and stability of detection performance can be maintained over a long period of time.
  • the “crossing direction” includes “orthogonal direction” and “oblique crossing direction”, and the “oblique crossing direction” may include a spiral arrangement state on the inner peripheral surface.
  • the plurality of recesses formed on the inner peripheral surface of the elastic body can take the following form.
  • a plurality of concave portions are arranged in a row along the circumferential direction, and the rows are provided in a plurality of rows along the axial direction, and the plurality of concave portions are staggered on the inner peripheral surface of the elastic body (that is, stepped) ) Or a grid-like (that is, lattice) arrangement.
  • the plurality of recesses are intermittently arranged at a predetermined pitch along an orthogonal direction orthogonal to the axial direction and an oblique intersecting direction obliquely intersecting the axial direction.
  • Each of the plurality of recesses has a polygonal shape (for example, a regular polygon such as a regular hexagon, a square, a regular triangle, or a right triangle) and is opened on the inner circumferential surface, and is blocked by the outer circumferential surface of the ultrasonic transducer.
  • An air layer is formed.
  • the plurality of recesses open to the inner peripheral surface in a form having the same opening shape and opening area.
  • the plurality of recesses open to the inner peripheral surface in a form in which the opening shape and / or the opening area changes in the axial direction.
  • the vehicle distance detector includes the vehicle ultrasonic sensor.
  • the case body is attached to a vehicle body via an attachment member, and the ultrasonic transducer oscillates an ultrasonic wave toward the outside of the vehicle, receives an ultrasonic wave reflected by an external object, and vibrates. The distance from the object to the object is detected.
  • the vibration of the ultrasonic transducer is not easily transmitted to the case body or the vehicle body, and stable distance detection performance and assembly dimensional accuracy can be maintained.
  • the vehicle obstacle detection device 1 includes a plurality of clearance sonars 3 (vehicle distance detectors) mounted on front and rear bumpers 2 (vehicle bodies) and an ECU (Electronic as a control unit). Control Unit) 4. Under predetermined conditions, ultrasonic waves are transmitted (oscillated) from the vehicle ultrasonic sensor (hereinafter also simply referred to as an ultrasonic sensor) 100 provided in each clearance sonar 3 to the outside of the vehicle.
  • an ultrasonic sensor hereinafter also simply referred to as an ultrasonic sensor
  • the ultrasonic sensor 100 receives the ultrasonic wave (reflected wave) that hits the obstacle 5 (external object) in the transmission direction of the ultrasonic wave and thereby returns the clearance sonar 3 from the vehicle to the obstacle 5.
  • the distance is detected, and the ECU 4 notifies the driver by voice or the like according to the distance.
  • the clearance sonar 3 including the ultrasonic sensor 100 will be described with reference to FIGS.
  • the ultrasonic sensor 100 is composed of a cylindrical microphone 10 (ultrasonic transducer) that forms a sensor body and a non-conductive material such as silicone rubber, and a cylindrical cushion member 20 (elastic) that covers and elastically holds the microphone 10.
  • Body and a resin case body 30 that accommodates and supports the cushion member 20 and the microphone 10.
  • the microphone 10 transmits (oscillates) ultrasonic waves toward the outside of the vehicle, and vibrates by receiving reflected waves that have returned upon hitting the obstacle 5 (see FIG. 1).
  • the clearance sonar 3 includes a bezel 200 as a receiving seat that covers the case body 30 and a retainer 300 as a fixture attached to the bezel 200.
  • the ultrasonic sensor 100 (case body 30) includes the bezel 200 and the retainer 300. It is attached to the bumper 2 as an attachment member.
  • the microphone 10 accommodates a piezoelectric element 12 in a housing 11 and has two lead wires 13, two connection pins 14, and a connector 15.
  • the housing 11 is made of a conductive material such as aluminum, and the piezoelectric element 12 made of piezoelectric ceramics is attached to the inner surface of the bottomed cylindrical bottom portion 111, and the outer surface thereof is located outside the bumper 2 and vibrates.
  • a surface 112 is formed (see FIG. 2).
  • Grooves 115 are formed at two circumferential positions on the outer peripheral surface 114 of the cylindrical portion 113 of the housing 11.
  • One end side of the two lead wires 13 is connected to the housing 11 and the piezoelectric element 12, respectively, and the other end side thereof is drawn out of the housing 11 and connected to the two connection pins 14, respectively.
  • a resin connector 15 is inserted.
  • the interior space of the housing 11 is filled with a non-conductive and elastic sealing member 16 such as silicone rubber, and the entire piezoelectric element 12 and a part of the lead wire 13 are sealed.
  • the case body 30 includes a cylindrical portion 32 that accommodates and supports the cushion member 20 and the microphone 10, a main body portion 33 that accommodates a circuit board 31 that is electrically connected to the microphone 10 by the connection pins 14, and the circuit board 31. And a connector part 34 for external output.
  • a flange 322 is formed on the inner peripheral surface 321 of the distal end portion of the cylindrical portion 32.
  • the cushion member 20 includes a cylindrical holding cylinder portion 21 that elastically holds the microphone 10 and a cylindrical fitting cylinder portion 22 that is fitted to the case body 30.
  • a cylindrical holding cylinder portion 21 that elastically holds the microphone 10
  • a cylindrical fitting cylinder portion 22 that is fitted to the case body 30.
  • two flanges 212 are formed in the circumferential direction, and the flange 212 engages with a groove 115 formed on the outer peripheral surface 114 of the cylinder portion 113 of the housing 11.
  • a circumferential groove 222 is formed on the outer peripheral surface 221 of the fitting cylindrical portion 22 of the cushion member 20, and the groove 222 engages with a flange 322 formed on the inner peripheral surface 321 of the cylindrical portion 32 of the case body 30.
  • a non-conductive and elastic cushioning member 23 such as foamed silicone is disposed in order to suppress vibration transmission from the rear end portion of the microphone 10 to the case body 30.
  • the lead wire 13, the connection pin 14, and the connector 15 are drawn out to the internal space of the cylindrical portion 32 of the case body 30 through a through hole (not shown) formed in the buffer member 23, and the tip end portion of the connection pin 14. Is inserted into the through hole 311 of the circuit board 31.
  • the inner space of the cylindrical portion 32 and the main body portion 33 of the case body 30 is filled with a non-conductive and elastic sealing member 35 such as silicone rubber, and the lead wire 13, the connection pin 14, the connector 15, The circuit board 31 and the like are sealed.
  • a plurality of (many) recesses 213 are formed on the inner peripheral surface 211 of the holding cylinder portion 21 of the cushion member 20. As shown in FIG. 9, which is a cross-sectional view, these recesses 213 have six substantially equilateral triangular down slopes, and are depressions that open to the inner peripheral surface 211 in a substantially regular hexagonal shape. When viewed in FIG. 10 which is a development view, these substantially regular hexagonal concave portions 213 are orthogonal to the axial direction AX along the axis AL of the cushion member 20 (corresponding to the circumferential direction in FIG. 9). In addition, they are intermittently arranged at a constant pitch along an oblique intersecting direction OB that obliquely intersects the axial direction AX.
  • the recesses 213 opened in a substantially regular hexagonal shape on the inner peripheral surface 211 of the holding cylinder portion 21 are arranged in a line at a predetermined interval along the circumferential direction (the left-right direction in FIG. 9).
  • a plurality of rows are provided along the axial direction AX (in FIG. 9, five rows L1 to L5 from the upper side which is the outer side of the vehicle to the lower side which is the inner side).
  • these recesses 213 are arranged in two staggered (that is, stepped) rows adjacent to each other, and the recess-non-forming portion 214 (that is, the contact portion) is a so-called honeycomb. It has a structure.
  • the recess 213 is closed by the outer peripheral surface 114 of the housing 11 (microphone 10) to form an air layer.
  • an air layer non-contact portion
  • the recess 213 and the outer peripheral surface 114 of the housing 11 so that only the recess non-forming portion 214 of the inner peripheral surface 211 is the outer peripheral surface of the housing 11. 114, and the microphone 10 is elastically held.
  • the concave portion non-formed portions 214 exhibit a strong honeycomb structure, so that the mutual interval between the concave portions 213 is narrowed, and the holding cylinder portion 21 (cushion)
  • the contact area between the inner peripheral surface 211 of the member 20) and the outer peripheral surface 114 of the housing 11 (microphone 10) (the total area of the recess-non-forming portions 214) can be reduced.
  • the non-contact portion is filled with an air layer having a large acoustic impedance, the vibration of the microphone 10 is hardly transmitted to the case body 30 and the bumper 2.
  • the plurality of recesses 213 are arranged in a discontinuous manner in the direction RE orthogonal to the axial direction AX and the oblique crossing direction OB, a recess structure that is difficult to deform is obtained. Therefore, even when it is mounted on the bumper 2 that is constantly exposed to rainwater, muddy water, etc., it is possible to prevent a decrease in acoustic impedance due to water immersion in the recess 213 and to exhibit stable detection performance. Furthermore, deformation (contact area variation) of the recess 213 at the time of assembly can be suppressed, and dimensional accuracy, and hence suppression of vibration transmission and stability of detection performance can be maintained over a long period of time.
  • FIG. 11 shows a modification of FIG. In the recess 213 shown in FIG. 11, five rows L1 to L5 are arranged in a grid pattern (that is, a lattice pattern).
  • the mutual interval between the recesses 213 is made wider than the staggered arrangement, and the inner peripheral surface 211 of the holding cylinder portion 21 (cushion member 20)
  • the contact area with the outer peripheral surface 114 of the housing 11 (microphone 10) (the total area of the non-recessed portion 214) can be made slightly larger. Therefore, even if the cushion member 20 is a soft material with low hardness, it can be avoided from deformation of the recess 213 and water immersion.
  • the plurality of (many) recesses 213 have four substantially trapezoidal downward sloping surfaces and one substantially rectangular bottom surface. It is a recess opening in the peripheral surface 211.
  • these substantially square-shaped recesses 213 intersect orthogonally with respect to the orthogonal direction RE (corresponding to the circumferential direction of FIG. 13) orthogonal to the axial direction AX and the axial direction AX. Are arranged intermittently at a constant pitch along the oblique crossing direction OB.
  • the recesses 213 opening in a substantially rectangular shape on the inner peripheral surface 211 of the holding cylinder portion 21 are arranged in a line at predetermined intervals along the circumferential direction (left and right direction in FIG. 13), and the line is an axis line.
  • a plurality of rows are provided along the direction AX (in FIG. 13, three rows L1 to L3 from the upper side, which is the outer side of the vehicle, to the lower side, which is the inner side).
  • these recesses 213 are arranged in a grid pattern (that is, lattice shape) in three rows L1 to L3, and the recess non-forming portion 214 (that is, the contact portion).
  • the concave portion 213 is blocked by the outer peripheral surface 114 of the housing 11 (microphone 10) to form an air layer, and only the concave portion non-formed portion 214 of the inner peripheral surface 211 is connected to the outer peripheral surface 114 of the housing 11. Touch and hold the microphone 10 elastically.
  • the recess non-forming portions 214 have a simple mesh structure, so that the interval between the recesses 213 is wider than the staggered arrangement, and the holding cylinder
  • the contact area between the inner peripheral surface 211 of the portion 21 (cushion member 20) and the outer peripheral surface 114 of the housing 11 (microphone 10) (the total area of the non-recessed portion 214) can be made slightly larger. Therefore, the molding cost of the cushion member 20 can be suppressed regardless of the hardness of the material.
  • FIG. 15 shows a modification of FIG.
  • the recesses 213 shown in FIG. 15 are provided in five rows L1 to L5, two adjacent rows are arranged in a staggered pattern (that is, a stepped shape), and the recess-free portion 214 has a step structure.
  • the recess non-forming portion 214 exhibits a step structure, so that the interval between the recesses 213 is narrowed, and the holding cylinder portion 21 (cushion member 20).
  • the contact area between the inner peripheral surface 211 of the housing 11 and the outer peripheral surface 114 of the housing 11 (microphone 10) (the total area of the recess-non-formed portions 214) can be reduced.
  • FIG. 16 shows another modification of FIG. 10, in which six substantially equilateral triangular recesses 213 are gathered radially to form a substantially regular hexagonal gathering recess 213A, and this gathering recess 213A is divided into five of L1 to L5. Two adjacent rows are arranged in a staggered pattern (that is, in a stepped manner) in these collective recesses 213A.
  • FIG. 17 shows another modification of FIG. 15, in which four substantially right-angled triangular recesses 213 are gathered radially to form a substantially rectangular gathering recess 213A, and this gathering recess 213A is made up of L1 to L5.
  • FIG. 18 shows still another modified example of FIG. 10, in which the opening area of the concave portion 213 that opens in a substantially regular hexagonal shape on the inner peripheral surface 211 of the holding cylinder portion 21 is inward from the uppermost row L1 that is the outside of the vehicle. Becomes gradually smaller toward the lowermost row L5.
  • FIG. 19 shows still another modification of FIG. 10, and the uppermost row L1 in which the opening area of the recess 213 opening in a substantially regular hexagonal shape on the inner peripheral surface 211 of the holding cylinder portion 21 is the outside of the vehicle. Gradually increases toward the innermost lowermost row L5.
  • the cushion member 20 can be designed according to the characteristics of the microphone 10.
  • the vehicle distance detector may be a distance detector other than the clearance sonar 3 (for example, an inter-vehicle distance detector). Further, the clearance sonar 3 may be attached to a vehicle body other than the bumper 2.

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Abstract

　超音波振動子の振動がケース体や車体に伝達されにくく、安定した検知性能と組み付け寸法精度を維持できる車両用超音波センサ、及びそのような車両用超音波センサを備えた車両用距離検出器を提供する。車両用超音波センサにおいて、クッション部材（２０）の保持筒部（２１）の内周面（２１１）には、多数の凹部（２１３）が形成されている。これらの凹部（２１３）は６つの略正三角形状の下り傾斜面を有し、略正六角形状で内周面（２１１）に開口する窪みである。これら略正六角形状の凹部（２１３）は、軸線方向に対して直交する直交方向及び軸線方向に対して斜めに交差する斜め交差方向に沿って、それぞれ一定のピッチで断続的に配置されている。

Description

車両用超音波センサ及びそれを備えた車両用距離検出器 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１４年４月８日に出願された日本出願番号２０１４－７９５９８号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
　本開示は、車体に装着される車両用超音波センサ、例えば障害物検出装置に使用される車両用距離検出器に関する。
　車両（例えば自動車）において、例えば駐車時における運転を支援するために「クリアランスソナー」と称する障害物検出装置が設けられているものがある。この装置は、車両の前後のバンパに所定数（例えば、前側のバンパに２個、後側のバンパに４個）の超音波センサを取り付け、各超音波センサから送信した超音波が障害物に当たって戻ってくるまでの時間を検出することにより、車両と障害物までの距離を計測する。そして、その距離が設定値よりも小さくなれば、音声等で運転者に報知する。
　具体的には、超音波振動子が車両の外部へ向けて超音波を発振し、外部の物体で反射した超音波を受信して振動することにより、車両から物体までの距離を検出する。つまり超音波振動子は送受信時に自ら振動しなければならないが、送信（発信）時の振動が超音波振動子の収容ケースや車体の装着部等に伝わり、超音波振動子を含むこれらの振動が受信時までに解消（消滅）していないと受信信号を誤検出してしまう。そこで、特許文献１，２のように、超音波振動子にクッション材（弾性体）を被せてからケースに収納し、超音波振動子の振動がケースや車体に伝達するのをクッション材の弾性により防止（吸収）している。しかし、超音波振動子の外周面とクッション材の内周面とは広い面積で接触しているのでこの接触部での振動伝達が発生しており、さらなる工夫が求められている。
特開２０１３－２４８４６号公報 特開２０１３－５３９８８号公報
　本開示は、超音波振動子の振動がケース体や車体に伝達されにくく、安定した検知性能と組み付け寸法精度を維持できる車両用超音波センサ、及びそのような車両用超音波センサを備えた車両用距離検出器を提供することを目的とする。
　本開示の一態様によれば、車両用超音波センサは、車体に装着される車両用超音波センサであって、超音波を発振し又は受信して振動する超音波振動子と、その超音波振動子の外周面に接触する内周面を有して当該超音波振動子を保持する筒状の弾性体と、その弾性体を収容する筒状部を有するケース体とを備える。前記弾性体の内周面には複数の凹部が設けられ、その複数の凹部は、前記内周面の軸線を中心とする展開状態において、軸線方向と交差する交差方向に不連続状に並んで配置されている。前記弾性体は、前記凹部と前記超音波振動子の外周面との間に空気層を形成しつつ、内周面のうちの凹部非形成部が前記超音波振動子の外周面と接触して当該超音波振動子を弾性保持している。
　このような車両用超音波センサによれば、弾性体の内周面に形成された複数の凹部と超音波振動子の外周面との間に空気層（非接触部）が形成され、凹部非形成部と外周面とが接触（接触部）して超音波振動子を弾性保持する。したがって、弾性体の内周面と超音波振動子の外周面との接触面積が小さくなり、しかも非接触部は音響インピーダンスの大きい空気層で満たされているので、超音波振動子の振動がケース体や車体に伝達されにくくなる。もちろん、ケース体や車体から超音波振動子への振動も伝達されにくくなる。
　また、複数の凹部が軸線方向に対して交差方向に不連続状に並んで配置され、変形しにくい凹部構造とすることができる。したがって、特に車体の外部のように雨水・泥水等にさらされる場所に装着する場合であっても、凹部への浸水による音響インピーダンスの低下を防ぎ、安定した検知性能を発揮することができる。さらに、組み付け時の凹部の変形（接触面積の変動）を抑えることができ、寸法精度ひいては振動伝達の抑制や検知性能の安定を長期にわたって維持できる。
　なお、弾性体には、例えばシリコーンゴム、ウレタンゴム等の非導電性弾性材料が用いられる。また、「交差方向」には、「直交方向」と「斜め交差方向」が含まれ、「斜め交差方向」には内周面におけるらせん状の配列状態を含んでもよい。
　例えば、弾性体の内周面に形成される複数の凹部は次のような形態を取り得る。（１）複数の凹部が周方向に沿って列状に並ぶとともに、その列が軸線方向に沿って複数列設けられ、弾性体の内周面において、複数の凹部は千鳥足状（すなわち、段違い状）又は碁盤目状（すなわち、格子状）の配列状態で配置されている。（２）複数の凹部は、展開状態において、軸線方向と直交する直交方向及び軸線方向と斜めに交差する斜め交差方向に沿って、それぞれ所定ピッチで断続的に配置されている。（３）複数の凹部は、それぞれ多角形状（例えば、正六角形、正方形、正三角形等の正多角形や直角三角形）で内周面に開口し、超音波振動子の外周面で塞がれて空気層が形成される。（４）複数の凹部は、開口形状及び開口面積が等しい形態で内周面に開口する。（５）複数の凹部は、開口形状及び／又は開口面積が軸線方向に変化する形態で内周面に開口する。
　本開示の第二の態様によれば、車両用距離検出器は、上記車両用超音波センサを備える。前記ケース体が取付部材を介して車体に装着され、前記超音波振動子が車両の外部へ向けて超音波を発振し、外部の物体で反射した超音波を受信して振動することにより、車両から物体までの距離を検出する。
　このような車両用距離検出器によれば、超音波振動子の振動がケース体や車体に伝達されにくく、安定した距離検出性能と組み付け寸法精度が維持できる。
　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。図面において、
本開示に係る車両用距離検出器としてのクリアランスソナーを備えた車両を例示する概略説明図。 クリアランスソナーのバンパへの取付構造を示す説明図。 クリアランスソナーの斜視図。 クリアランスソナーの分解斜視図。 本開示に係る車両用超音波センサの主要部の平面断面図。 超音波振動子としてのマイクロホンの平面断面図。 マイクロホンの背面図。 弾性体としてのクッション部材の一例を示す平面図。 図８のＩＸ－ＩＸ断面図。 図９の内周面を展開して示す説明図。 図１０の変形例を示す説明図。 クッション部材の他の例を示す平面図。 図１２のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ断面図。 図１３の内周面を展開して示す説明図。 図１４の変形例を示す説明図。 図１０の他の変形例を示す説明図。 図１５の他の変形例を示す説明図。 図１０のさらに他の変形例を示す説明図。 図１０のさらなる他の変形例を示す説明図。
　以下、本開示の実施の形態につき図面に示す実施例を参照して説明する。図１に示すように、車両の障害物検出装置１は、車両の前後のバンパ２（車体）に装着された複数のクリアランスソナー３（車両用距離検出器）と、制御部としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）４とを備えている。所定の条件の下で、各クリアランスソナー３に備えられた車両用超音波センサ（以下、単に超音波センサとも言う）１００から車両の外部に向かって超音波が送信（発振）される。そして、超音波センサ１００がこの超音波の送信方向にある障害物５（外部の物体）に当たって戻ってくる超音波（反射波）を受信することによって、クリアランスソナー３は車両から障害物５までの距離を検出し、ＥＣＵ４はその距離に応じて運転者に音声等で報知する。
　図２～図４を参照し、超音波センサ１００を備えたクリアランスソナー３について説明する。超音波センサ１００は、センサ本体をなす円柱形状のマイクロホン１０（超音波振動子）と、シリコーンゴム等の非導電性材料からなり、マイクロホン１０を覆って弾性保持する円筒状のクッション部材２０（弾性体）と、これらクッション部材２０及びマイクロホン１０を収容して支持する樹脂製のケース体３０とを備えている。マイクロホン１０は、車両の外部に向かって超音波を送信（発振）するとともに、障害物５（図１参照）に当たって戻ってきた反射波を受信して振動する。クリアランスソナー３は、ケース体３０を覆う受け座としてのベゼル２００と、ベゼル２００に装着される固定具としてのリテーナ３００とを備え、超音波センサ１００（ケース体３０）はベゼル２００、リテーナ３００を取付部材としてバンパ２に装着される。
　さらに図４～図７を参照し、超音波センサ１００の構造を具体的に説明する。マイクロホン１０は、ハウジング１１内に圧電素子１２を収容するとともに、２本のリード線１３、２本の接続ピン１４及びコネクタ１５を有している。ハウジング１１はアルミニウム等の導電性材料製であり、有底円筒状の底部１１１の内面には圧電セラミックス製の圧電素子１２が貼り付けられ、その外表面はバンパ２よりも外側に位置して振動面１１２を構成する（図２参照）。ハウジング１１の筒部１１３の外周面１１４には周方向の２ヶ所に溝１１５が形成されている。
　２本のリード線１３の一端側がハウジング１１と圧電素子１２にそれぞれ接続され、それらの他端側はハウジング１１の外部へ引き出されて２本の接続ピン１４にそれぞれ接続され、各接続ピン１４は樹脂製のコネクタ１５に挿入されている。さらに、ハウジング１１の内部空間には、非導電性かつ弾性を有するシリコーンゴム等の封止部材１６が充填され、圧電素子１２の全体とリード線１３の一部とが封止されている。
　ケース体３０は、クッション部材２０及びマイクロホン１０を収容して支持する筒状部３２と、接続ピン１４によりマイクロホン１０と電気的に接続される回路基板３１を収容する本体部３３と、回路基板３１から外部出力するためのコネクタ部３４とを有する。筒状部３２の先端部の内周面３２１に鍔３２２が形成されている。
　クッション部材２０は、マイクロホン１０を弾性保持する円筒状の保持筒部２１と、ケース体３０と嵌合される円筒状の嵌合筒部２２とを有する。クッション部材２０の保持筒部２１の内周面２１１には周方向の２ヶ所に鍔２１２が形成され、鍔２１２はハウジング１１の筒部１１３の外周面１１４に形成された溝１１５と係合する。クッション部材２０の嵌合筒部２２の外周面２２１には周方向の溝２２２が形成され、溝２２２はケース体３０の筒状部３２の内周面３２１に形成された鍔３２２と係合する。
　嵌合筒部２２の内部空間には、マイクロホン１０の後端部からケース体３０への振動伝達を抑制するために、非導電性かつ弾性を有する発泡シリコーン等の緩衝部材２３が配置されている。リード線１３、接続ピン１４、コネクタ１５は、緩衝部材２３に形成された貫通孔（図示せず）を通ってケース体３０の筒状部３２の内部空間へ引き出され、接続ピン１４の先端部が回路基板３１のスルーホール３１１に挿入されている。また、ケース体３０の筒状部３２及び本体部３３の内部空間には、非導電性かつ弾性を有するシリコーンゴム等の封止部材３５が充填され、リード線１３、接続ピン１４、コネクタ１５、回路基板３１等が封止されている。
　（実施例１）
　次に図８～図１０を参照し、クッション部材２０の構造をさらに詳細に説明する。クッション部材２０の保持筒部２１の内周面２１１には、複数（多数）の凹部２１３が形成されている。断面図である図９に表わされているように、これらの凹部２１３は６つの略正三角形状の下り傾斜面を有し、略正六角形状で内周面２１１に開口する窪みである。展開図である図１０で見ると、これら略正六角形状の凹部２１３は、クッション部材２０の軸線ＡＬに沿った軸線方向ＡＸに対して直交する直交方向ＲＥ（図９の周方向に相当する）及び軸線方向ＡＸに対して斜めに交差する斜め交差方向ＯＢに沿って、それぞれ一定のピッチで断続的に配置されている。
　具体的には、保持筒部２１の内周面２１１において略正六角形状に開口する凹部２１３が、周方向（図９では左右方向）に沿って所定間隔で一列状に並ぶとともに、その列が軸線方向ＡＸに沿って複数列（図９では車両の外側となる上側から内側となる下側へ向かってＬ１～Ｌ５の５列）設けられている。また、保持筒部２１の内周面２１１において、これらの凹部２１３は隣合う２つの列が千鳥足状（すなわち、段違い状）に配列され、凹部非形成部２１４（すなわち、接触部）はいわゆるハニカム構造を呈している。
　そして、凹部２１３はハウジング１１（マイクロホン１０）の外周面１１４で塞がれて空気層が形成される。このように、凹部２１３とハウジング１１の外周面１１４との間に空気層（非接触部）が形成されることにより、内周面２１１のうちの凹部非形成部２１４のみがハウジング１１の外周面１１４と接触し、マイクロホン１０を弾性保持することになる。
　このように、略正六角形状の凹部２１３を千鳥足状に配列することにより、凹部非形成部２１４は強固なハニカム構造を呈するので、凹部２１３間の相互間隔を狭くし、保持筒部２１（クッション部材２０）の内周面２１１とハウジング１１（マイクロホン１０）の外周面１１４との接触面積（凹部非形成部２１４の合計面積）を小さくすることができる。しかも非接触部は音響インピーダンスの大きい空気層で満たされているので、マイクロホン１０の振動がケース体３０やバンパ２に伝達されにくくなる。
　また、複数の凹部２１３が軸線方向ＡＸに対して直交方向ＲＥ及び斜め交差方向ＯＢに不連続状に並んで配置されるので、変形しにくい凹部構造となる。したがって、常時雨水・泥水等にさらされるバンパ２に装着する場合であっても、凹部２１３への浸水による音響インピーダンスの低下を防ぎ、安定した検知性能を発揮することができる。さらに、組み付け時の凹部２１３の変形（接触面積の変動）を抑えることができ、寸法精度ひいては振動伝達の抑制や検知性能の安定を長期にわたって維持できる。
　（変形例１）
　図１１は図１０の変形例を示す。図１１に示す凹部２１３は、Ｌ１～Ｌ５の５列が碁盤目状（すなわち、格子状）に配列されている。
　このように、略正六角形状の凹部２１３を碁盤目状に配列することにより、凹部２１３間の相互間隔を千鳥足状配列よりも広げ、保持筒部２１（クッション部材２０）の内周面２１１とハウジング１１（マイクロホン１０）の外周面１１４との接触面積（凹部非形成部２１４の合計面積）をやや広くすることができる。したがって、クッション部材２０が硬度の低い柔軟な材料であっても、凹部２１３の変形や浸水から回避することができる。
　（実施例２）
　次に図１２～図１４を参照し、クッション部材２０の他の例を説明する。断面図である図１３に表わされているように、複数（多数）の凹部２１３は４つの略台形状の下り傾斜面と１つの略矩形状の底面とを有し、略矩形状で内周面２１１に開口する窪みである。展開図である図１４で見ると、これら略正方形状の凹部２１３は、軸線方向ＡＸに対して直交する直交方向ＲＥ（図１３の周方向に相当する）及び軸線方向ＡＸに対して斜めに交差する斜め交差方向ＯＢに沿って、それぞれ一定のピッチで断続的に配置されている。
　具体的には、保持筒部２１の内周面２１１において略矩形状に開口する凹部２１３が、周方向（図１３では左右方向）に沿って所定間隔で一列状に並ぶとともに、その列が軸線方向ＡＸに沿って複数列（図１３では車両の外側となる上側から内側となる下側へ向かってＬ１～Ｌ３の３列）設けられている。また、保持筒部２１の内周面２１１において、これらの凹部２１３は、Ｌ１～Ｌ３の３列が碁盤目状（すなわち、格子状）に配列され、凹部非形成部２１４（すなわち、接触部）はいわゆる網目構造（あるいは格子構造）を呈している。
　この例においても、凹部２１３はハウジング１１（マイクロホン１０）の外周面１１４で塞がれて空気層が形成され、内周面２１１のうちの凹部非形成部２１４のみがハウジング１１の外周面１１４と接触し、マイクロホン１０を弾性保持する。
　このように、略矩形状の凹部２１３を碁盤目状に配列することにより、凹部非形成部２１４は単純な網目構造を呈するので、凹部２１３間の相互間隔を千鳥足状配列よりも広げ、保持筒部２１（クッション部材２０）の内周面２１１とハウジング１１（マイクロホン１０）の外周面１１４との接触面積（凹部非形成部２１４の合計面積）をやや広くすることができる。したがって、材料の硬度等に関わらずクッション部材２０の成形コストを抑制することができる。
　（変形例２）
　図１５は図１４の変形例を示す。図１５に示す凹部２１３は、Ｌ１～Ｌ５の５列設けられ、隣合う２つの列が千鳥足状（すなわち、段違い状）に配列され、凹部非形成部２１４は段差構造を呈している。
　このように、略矩形状の凹部２１３を千鳥足状に配列することにより、凹部非形成部２１４は段差構造を呈するので、凹部２１３間の相互間隔を狭くし、保持筒部２１（クッション部材２０）の内周面２１１とハウジング１１（マイクロホン１０）の外周面１１４との接触面積（凹部非形成部２１４の合計面積）を小さくすることができる。
　（変形例３，４）
　図１６は図１０の他の変形例を示し、６つの略正三角形状の凹部２１３を放射状に集合して略正六角形状の集合凹部２１３Ａを形成し、この集合凹部２１３ＡをＬ１～Ｌ５の５列設け、これらの集合凹部２１３Ａは隣合う２つの列が千鳥足状（すなわち、段違い状）に配列されている。また、図１７は図１５の他の変形例を示し、４つの略直角三角形状の凹部２１３を放射状に集合して略矩形状の集合凹部２１３Ａを形成し、この集合凹部２１３ＡをＬ１～Ｌ５の５列設け、これらの集合凹部２１３Ａは隣合う２つの列が千鳥足状（すなわち、段違い状）に配列されている。これらの集合凹部２１３Ａを千鳥足状（又は碁盤目状）に配列することにより、凹部非形成部２１４の幅（凹部２１３間の相互間隔）を一層狭くし、接触面積（凹部非形成部２１４の合計面積）をさらに小さくすることも可能になる。
　（変形例５，６）
　図１８は図１０のさらに他の変形例を示し、保持筒部２１の内周面２１１において略正六角形状に開口する凹部２１３の開口面積が、車両の外側となる最も上側の列Ｌ１から内側となる最も下側の列Ｌ５へ向かって徐々に小さくなる。また、図１９は図１０のさらなる他の変形例を示し、保持筒部２１の内周面２１１において略正六角形状に開口する凹部２１３の開口面積が、車両の外側となる最も上側の列Ｌ１から内側となる最も下側の列Ｌ５へ向かって徐々に大きくなる。凹部２１３の開口面積（及び／又は開口形状）を軸線方向ＡＸで変化させることにより、マイクロホン１０の特性に応じたクッション部材２０の設計が可能になる。
　以上の説明ではクリアランスソナー３のみについて記載したが、車両用距離検出器はクリアランスソナー３以外の距離検出器（例えば車間距離検出器）であってもよい。また、クリアランスソナー３はバンパ２以外の車体に取り付けてもよい。
　なお、実施例２（図１２～図１４）や各種の変形例において、実施例１（図８～図１０）と共通の機能を有する部位には同一符号を付して詳細な説明を省略している。また、以上で説明した実施例及び変形例は、技術的な矛盾を生じない範囲において適宜組み合わせて実施することができる。
　本開示は、実施形態および実施例に準拠して記述されたが、本開示は上述の構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (7)

  1. 　車体（２）に装着される車両用超音波センサ（１００）であって、
    　超音波を発振し又は受信して振動する超音波振動子（１０）と、
    　前記超音波振動子（１０）の外周面（１１４）に接触する内周面（２１１）を有して当該超音波振動子（１０）を保持する筒状の弾性体（２０）と、
    　前記弾性体（２０）を収容する筒状部（３２）を有するケース体（３０）と、を備え、
    　前記弾性体（２０）の内周面（２１１）には複数の凹部（２１３）が設けられ、前記複数の凹部（２１３）は、前記内周面（２１１）の軸線（ＡＬ）を中心とする展開状態において、軸線方向（ＡＸ）と交差する交差方向（ＲＥ，ＯＢ）に不連続状に並んで配置され、
    　前記弾性体（２０）は、前記凹部（２１３）と前記超音波振動子（１０）の外周面（１１４）との間に空気層を形成しつつ、内周面（２１１）のうちの凹部非形成部（２１４）が前記超音波振動子（１０）の外周面（１１４）と接触して当該超音波振動子（１０）を弾性保持している車両用超音波センサ。
  2. 　前記複数の凹部（２１３）が周方向に沿って列状に並ぶとともに、その列が軸線方向（ＡＸ）に沿って複数列（Ｌ１～Ｌ５）設けられ、
    　前記弾性体（２０）の内周面（２１１）において、前記複数の凹部（２１３）は千鳥足状又は碁盤目状の配列状態で配置されている請求項１に記載の車両用超音波センサ。
  3. 　前記複数の凹部（２１３）は、前記展開状態において、軸線方向（ＡＸ）と直交する直交方向（ＲＥ）及び軸線方向（ＡＸ）と斜めに交差する斜め交差方向（ＯＢ）に沿って、それぞれ所定ピッチで断続的に配置されている請求項１又は２に記載の車両用超音波センサ。
  4. 　前記複数の凹部（２１３）は、それぞれ多角形状で内周面（２１１）に開口し、前記超音波振動子（１０）の外周面（１１４）で塞がれて前記空気層が形成される請求項１ないし３のいずれか１項に記載の車両用超音波センサ。
  5. 　前記複数の凹部（２１３）は、開口形状及び開口面積が等しい形態で内周面（２１１）に開口する請求項４に記載の車両用超音波センサ。
  6. 　前記複数の凹部（２１３）は、その開口形状または開口面積の少なくとも一方が軸線方向（ＡＸ）に変化する形態で内周面（２１１）に開口する請求項４に記載の車両用超音波センサ。
  7. 　請求項１ないし６のいずれか１項に記載された車両用超音波センサ（１００）と、
    　取付部材（２００、３００）と、
    　を備えた車両用距離検出器であって、
    前記車両用超音波センサ（１００）の前記ケース体（３０）が前記取付部材（２００，３００）を介して車体（２）に装着され、
    　前記超音波振動子（１０）が車両の外部へ向けて超音波を発振し、外部の物体（５）で反射した超音波を受信して振動することにより、車両から物体（５）までの距離を検出する車両用距離検出器（３）。
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