超音波センサ装置

【課題】路面からの跳ねた泥や雪などの飛散物が装置に付着しないような超音波センサ装置を提供する。
【解決手段】超音波センサ装置１はブラケット４７を有し、ブラケット４７の下面には超音波センサ２１が取り付けられている。
また、ブラケット４７には前部カバー４３ａ、側部カバー４３ｂ、４３ｃ、後部カバー４３ｄが設けられている。
超音波センサ２１の周囲には整流部材４５が設けられている。
整流部材４５を設けることにより、走行風４９ａが整流部材４５の形状に沿って整流され、巻き返しを起すことなく流れる。
従って、路面からの飛散物（泥、雪）５１は走行風４９ａによって進路を妨げられ、超音波センサ２１に付着することはない。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波センサ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トラック等の大型車両においては、近年、高輝度のヘッドランプを採用することが多い。
高輝度ヘッドランプは安全性の寄与度が高い反面、対向車両にとってはより眩感を与えることになるため、超音波センサによって路面に対する車両の傾斜角度を算出し、ヘッドランプの光軸を自動調整する装置が開発されている。
【０００３】
かかる自動調整装置は、路面に超音波を発信し、受信するまでの時差から傾斜角度を算出し、傾斜角度を基に、制御装置がヘッドランプの光軸を制御している。
【０００４】
一方、このような超音波を用いた自動調整装置は、路面からの泥水が装置に付着すると、装置が測定エラーを生じるおそれがあるため、表面をカバーで覆っているものがあり、以下のようなものが知られている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４-１１７２８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このようなカバーを用いても、超音波発信子および受信子に付着する泥水などの飛散物を０にするのは難しく、特に、質量の小さい雪や泥は装置に付着しやすく、測定エラーを生じる原因となっていた。
そこで、図１０に示すように、超音波センサ２１の周囲にカバー（前部カバー４３ａ、側部カバー４３ｂ、後部カバー４３ｃ）を設けることで、超音波センサ２１の超音波発信子および受信子への泥や雪の付着を防止する構造が考えられる。
本出願人は、図１０に示す構造の効果を実験にて確認した。その結果、泥や雪がカバー内に流入することをある程度防止することはできたが、本構造のカバーは超音波センサ２１を囲う形状としているため、車両前方から吹く走行風によって、カバー内部に巻き返しの風が発生しやすく、前輪のタイヤから跳ね上げられた泥や雪が前方に飛び、勢いのある泥や雪はカバー内周面に付着するが、走行風によって勢いを失った泥や雪は、カバー内部で発生した巻き返しの風によってカバー内周面はもちろんのこと、超音波センサ２１の超音波発信子および受信子にも付着してしまい、効果は十分とはいえなかった。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的は路面から跳ねた泥や雪などの飛散物が装置に付着しないような超音波センサ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した目的を達成するために、本発明は、車両に設けられ、路面に超音波を発信し、路面から反射した前記超音波を受信することにより前記車両と前記路面との間の傾斜角を測定する超音波センサと、前記超音波センサの周囲に設けられ、前記超音波センサの周囲を通過する走行風を整流する整流部材と、からなることを特徴とする超音波センサ装置である。
さらに、前記超音波センサは、前記路面に超音波を発信する超音波発信子と、前記路面から反射した前記超音波を受信する超音波受信子と、前記超音波発信子と超音波受信子の周囲を覆うセンサカバーと、から構成されることが望ましい。
さらに、前記整流部材は、前記超音波発信子および前記超音波受信子の下部に開口部を有し、前記開口部は、前記超音波センサ側から前記路面側に向けて、徐々に拡径することが好ましい。
さらに、前記開口部は、断面形状が曲線となる曲線部を有していることが好ましい。
さらに、前記整流部材を構成する材料は、弾性体であることが好ましい。
さらに、前記超音波センサおよび前記整流部材の周囲に設けられ、前記路面からの撥水が前記超音波センサに付着するのを防ぐカバーを有することが好ましい。
さらに、前記曲線部は、前記曲線部の延長が前記カバーの車両前側および後側のカバーの下端部まで滑らかに続く曲線となるように設定されていることが好ましい。
前記整流部材と前記カバーとが一体に構成されていてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、路面からの跳ねた泥や雪などの飛散物が装置に付着しないような超音波センサ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面に基づいて本発明に好適な実施形態を詳細に説明する。図１は、第１の実施形態に係る超音波センサ装置１が設けられたトラック１を示す側面図であって、図２は図１のＡ方向矢視図である。
【００１０】
図１および図２に示すように、トラック２はサイドフレーム１１ａ、１１ｂ上にキャブ３および荷台５が設けられており、サイドフレーム１１ａとサイドフレーム１１ｂはクロスメンバ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄによって結合されている。
【００１１】
また、サイドフレーム１１ａ、１１ｂには前輪７ａ、７ｂおよび後輪９ａ、９ｂが設けられている。
【００１２】
クロスメンバ１３ａの両端にはヘッドランプ１５ａ、１５ｂが設けられており、クロスメンバ１３ａの、ヘッドランプ１５ａとヘッドランプ１５ｂの間には超音波センサ装置１が設けられている。
【００１３】
次に、超音波センサ装置１を用いた光軸調整の測定原理について説明する。図３は超音波センサ装置１に設けられた超音波センサ２１の測定原理を示す図であって、図４は超音波センサ２１の構造を示す図である。また、図５は図４のＢ−Ｂ断面図である。
【００１４】
図３に示すように、超音波センサ２１の基部２３には発信子２５ａ、２５ｂおよび受信子２７ａ、２７ｂが設けられている。なお、基部２３は車両の傾きと一致するように車両に設けられる。
【００１５】
発信子２５ａ、２５ｂは超音波を発信する部品であり、受信子２７ａ、２７ｂは超音波を受信する部品である。
【００１６】
光軸調整の際はまず、発信子２５ａ、２５ｂが路面２９に向けて超音波３１ａ、３１ｂを発信する。超音波３１ａ、３１ｂは路面で反射するが、これを、受信子２７ａ、２７ｂが受信する。この際の送受信に要する時間と音速から路面２９と基部２３の間の高さ３３ａ、３３ｂが求められる。
【００１７】
そして、発信子２５ａと発信子２５ｂの間の距離３４と高さ３３ａ、３３ｂから基部２３と路面２９の間の傾斜角３５が求められる。
【００１８】
傾斜角３５は図示しない制御装置等に送信され、制御装置が傾斜角３５を元にして、ヘッドランプ１５ａとヘッドランプ１５ｂの光軸を調整する。
【００１９】
なお、超音波センサ２１には図４および図５に示すようにセンサカバー３７が備えられている。これは発信子２５ａ、２５ｂおよび受信子２７ａ、２７ｂに跳ね石が命中したり泥や雪が付着したりしないようにするためである。
【００２０】
また、センサカバー３７は、発信子２５ａと発信子２５ｂの下部に円錐部３９ａ、３９ｂを有している。これは超音波の発受信をセンサカバー３７が妨害しないようにするためである。円錐部３９ａ、３９ｂの頂角４１ａ、４１ｂは超音波の発信角度に干渉しない角度となっている。
【００２１】
なお、受信子２７ａと受信子２７ｂの下部にも同様に円錐部が設けられている。
【００２２】
次に、超音波センサ２１を用いた超音波センサ装置１の構造について説明する。図６は超音波センサ装置１を示す断面図であって、図７は図６のＣ方向矢視図、図８は整流部材４５付近の詳細図である。また、図９は整流部材４５の変形例であって、図１０は整流部材４５を設けない場合の超音波センサ装置１を示す図である。
【００２３】
図６および図７に示すように、超音波センサ装置１はブラケット４７を有し、ブラケット４７はクロスメンバ１３ａに取り付けられている。
また、ブラケット４７の下面には超音波センサ２１が取り付けられており、超音波センサ２１の周囲には整流部材４５が設けられている。
【００２４】
ブラケット４７の前部には前部カバー４３ａが設けられ、後部には後部カバー４３ｄが設けられている。なお、前部カバー４３ａはアプローチアングルを確保する高さまで設けられている。
また側部には側部カバー４３ｂ、４３ｃが設けられている。
【００２５】
ブラケット４７は超音波センサ装置１をクロスメンバ１３ａに取り付けるための治具であり、また、超音波センサ２１を固定するための治具でもある。
【００２６】
前部カバー４３ａ、側部カバー４３ｂ、４３ｃ、後部カバー４３ｄは路面からの飛散物（泥、雪）５１が、超音波センサ２１の内部に付着するのを防ぐカバーである。
【００２７】
ここで、整流部材４５の構造について詳細に説明する。
図８に示すように、整流部材４５は発信子２５ａ、２５ｂの下部に開口部５３を有し、開口部５３は、ブラケット４７と接する側（整流部材４５の上面）から路面側（整流部材４５の下面）にかけて徐々に拡径する形状を有しており、側面の断面形状は曲線部５５ａ、５５ｂのように曲線となっている。
【００２８】
整流部材４５を設けることにより、図６に示すように、走行風４９ａが整流部材の形状に沿って整流され、カバー内部で巻き返しを起すことなく流れる。
また、曲線部５５ａ、５５ｂは曲線部５５ａ、５５ｂの延長が、前部カバー４３ａ、後部カバー４３ｄの下端部まで滑らかに続く曲線となるように設定されている。そのため、走行風４９ａは層流となり、車両前方側から整流部材４５の曲線部５５ａ、５５ｂに沿い、車両後方側まで更に流れやすくなる。
従って、路面からの飛散物（泥、雪）５１は走行風４９ａによって進路を妨げられ、超音波センサ２１の内部に付着することはない。
【００２９】
ここで、整流部材４５を設けなかった場合は、図１０に示すように走行風５０ａは整流されないため、超音波センサ２１の形状等の影響によりカバー内部で巻き返しをおこしてしまう。
この結果、質量の小さい飛散物（泥や雪）５１ａは走行風５０ａに巻き上げられ、超音波センサ２１に付着し、測定エラーの原因となる。
【００３０】
なお、整流部材４５に設けられた開口部５３の側面の断面形状は、図９に示すように直線形状を有する直線部５４ａ、５４ｂでも良いが、図８に示す曲線部５５ａ、５５ｂのように曲線となっている方が、直線形状となっている場合と比べてより整流効果を上昇させることができる。
即ち、センサカバー３７の下側開口端を含む面に対し、曲線部５５ａ、５５ｂを含む面がなす角度αが、直線部５４ａ、５４ｂを含む面がなす角度βよりも小さくなるため、走行風がセンサカバー３７の円錐部３９ａ、３９ｂ内に流入しにくくなる。
【００３１】
なお、整流部材４５を構成する材料は弾性体であることが望ましく、例えばゴムやウレタンウォームである。
整流部材４５を弾性体で構成することにより、跳ね石等で整流部材４５が破損することを防ぐことができ、また、弾性体は超音波を吸収するため、超音波が整流部材４５内で反射して、測定の妨げとなることを防ぐことができる。
【００３２】
このように、第１の実施の形態によれば、超音波センサ装置１が整流部材４５を有しており、整流部材４５が走行風４９ａを整流する。従って、飛散物（泥、雪）５１が超音波センサ２１の内部に付着するのを防ぐことができる。
【００３３】
次に、第２の実施形態について説明する。図１１は第２の実施形態に係る超音波センサ装置１ａを示す断面図である。なお、第１の実施形態に係る超音波センサ装置１と同様の機能を果たす要素には同一の番号を付し、説明を省略する。
【００３４】
第２の実施形態に係る超音波センサ装置１ａは第１の実施形態に係る超音波センサ装置１において、ブラケット４７、整流部材４５、前部カバー４３ａ、側部カバー４３ｂ、４３ｃ、後部カバー４３ｄを全て一体化したものである。
【００３５】
図１１に示すように、超音波センサ装置１ａは、整流部材４５ａを有し、整流部材４５ａの内部には超音波センサ２１が設けられている。
整流部材４５ａを構成する材料は、整流部材４５を構成する材料と同様である。
【００３６】
整流部材４５ａを一体に構成することにより、部品点数を減らすことができるため、作業性が向上する。
【００３７】
このように、第２の実施形態によれば、超音波センサ装置１ａは、整流部材４５ａを有している。
従って、第１の実施形態と同様の効果を奏する。
【００３８】
また、第２の実施形態によれば、整流部材４５ａが一体に構成されているため、部品点数を減らすことができ、作業性が向上する。
【００３９】
以上、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】超音波センサ装置１が設けられたトラック１を示す側面図
【図２】図１のＡ方向矢視図である。
【図３】超音波センサ装置１に設けられた超音波センサ２１の測定原理を示す図
【図４】超音波センサ２１の構造を示す図
【図５】図４のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】超音波センサ装置１を示す断面図
【図７】図６のＣ方向矢視図
【図８】整流部材４５付近の詳細図
【図９】整流部材４５の変形例
【図１０】整流部材４５を設けない場合の超音波センサ装置１を示す図
【図１１】超音波センサ装置１ａを示す断面図
【符号の説明】
【００４１】
１…………超音波センサ装置
１ａ………超音波センサ装置
２…………トラック
３…………キャブ
５…………荷台
７ａ………前輪
９ａ………後輪
１１ａ……サイドフレーム
１３ａ……クロスメンバ
１５ａ……ヘッドランプ
２１………超音波センサ
２３………基部
２５ａ……発信子
２７ａ……受信子
２９………路面
３１ａ……超音波
３３ａ……高さ
３５………傾斜角
３７………センサカバー
３９ａ……円錐部
４１ａ……頂角
４３ａ……前部カバー
４５………整流部材
４７………ブラケット
４９ａ……走行風
５１………飛散物（泥、雪）

【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に設けられ、路面に超音波を発信し、路面から反射した前記超音波を受信することにより前記車両と前記路面との間の傾斜角を測定する超音波センサと、
前記超音波センサの周囲に設けられ、前記超音波センサの周囲を通過する走行風を整流する整流部材と、
からなることを特徴とする超音波センサ装置。
【請求項２】
前記超音波センサは、
前記路面に超音波を発信する超音波発信子と、
前記路面から反射した前記超音波を受信する超音波受信子と、
前記超音波発信子と超音波受信子の周囲を覆うセンサカバーと、
からなることを特徴とする請求項１記載の超音波センサ装置。
【請求項３】
前記整流部材は、前記超音波発信子および前記超音波受信子の下部に開口部を有し、
前記開口部は、前記超音波センサ側から前記路面側に向けて、徐々に拡径することを特徴とする請求項１記載の超音波センサ装置。
【請求項４】
前記開口部は、断面形状が曲線となる曲線部を有していることを特徴とする請求項３記載の超音波センサ装置。
【請求項５】
前記整流部材を構成する材料は、弾性体であることを特徴とする請求項１記載の超音波センサ装置。
【請求項６】
前記超音波センサおよび前記整流部材の周囲に設けられ、前記路面からの撥水が前記超音波センサに付着するのを防ぐカバーをさらに有することを特徴とする請求項１記載の超音波センサ装置。
【請求項７】
前記曲線部は、前記曲線部の延長が前記カバーの車両前側および後側のカバーの下端部まで滑らかに続く曲線となるように設定されていることを特徴とする請求項６記載の超音波センサ装置。
【請求項８】
前記整流部材と前記カバーとが一体に構成されていることを特徴とする請求項８記載の超音波センサ装置。

【図１】