超音波センサ

【課題】円形状の振動面を有する超音波振動子と、円筒状のクッション部材と、ケースとの組み付けを容易に行うことができる超音波センサを提供すること。
【解決手段】超音波部品５５を挿入する際に、案内用凸部３１、３３が案内用切り欠き４１、４３内を摺動する。これにより、超音波部品５５は、回動することなく軸方向に沿って移動する。そして、クッション部材１７のクッション側係止部２３が嵌合孔３９の係止凸部４５に当たると、クッション側係止部２３が内側にしなって、その爪部２７が係止凸部４５を乗り越えて自身に弾性による戻り、爪部２７と係止凸部４５とが係止する。同時に、クッション部材１７の後端面のうち、クッション側係止部２３が無い部分がケース２９の張出部４９の先端面に当接する。超音波部品５５の軸方向への移動が阻止される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波振動子を有する超音波センサに関し、この超音波センサは、例えば車両のバンパーに取り付けて車両後方あるいはコーナー部の障害物を検出する車両用障害物検出装置に用いることができる。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両用障害物検出装置においては、車両のバンパーに超音波センサを取り付け、車両後方あるいはコーナー部に超音波を送信し、障害物にて反射した超音波を受信してその障害物を検出するようにしている。
【０００３】
ここで、超音波センサは、円柱状の空孔を有するケース内に、超音波による振動を吸収する円筒状のクッション部材を介して、先端が閉塞された円筒状の超音波振動子を組み付けることにより構成されている。この超音波振動子は、先端に円形状の振動面を有し、電圧を印加すると圧電効果により振動して超音波信号を送信するとともに、この送信した超音波信号の反射を受信すると逆圧電効果により電圧を発生する圧電素子を備えたものである。
【０００４】
この超音波振動子としては、水平方向と垂直方向とで指向性が等しくなっているものが使用されているが、近年では、その性能を高めるために、水平方向と垂直方向とで指向性が異なる超音波振動子が考えられている。
【０００５】
前記超音波振動子では、振動面を長円形状にすることで、水平方向と垂直方向の指向性を異ならせているが、超音波振動子においては、その振動面を円形状にすることが好ましいので、最近では、振動面を円形にし且つ指向性が異なるようにしたものが提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
この超音波振動子では、クッション部材に取り付ける際に、水平方向と垂直方向とを間違えないように、円筒状の超音波素子の外側面の一部を平坦にして、その取り付け方向を規定している。
【０００７】
また、（超音波振動子を内嵌した）クッション部材をケースに取り付ける際には、クッション部材をケースの空孔に嵌め込むとともに、クッション部材の外側面に設けられた突起を、空孔の内周面に設けられた凹部に嵌め込んでいた。つまり、突起を凹部に嵌め込むことにより、周方向の位置決めを行って、クッション部材が回動することを規制していた。
【特許文献１】特開２００２−２３８０９５号公報（第２頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した技術では、クッション部材はケースの空孔に密着するように構成されているので、超音波振動子を内嵌したクッション部材をケースの空孔に嵌め込む際の作業性に問題があった。
【０００９】
つまり、クッション部材を空孔に嵌め込む際には、クッション部材の突起に逃げがないので、クッション部材の嵌め込み作業に手間がかかるという問題があった。
本発明は、上記問題に鑑みたものであり、円形状の振動面を有する超音波振動子（特に水平方向と垂直方向とで指向性が異なる超音波振動子）と、円筒状のクッション部材と、ケースとの組み付けを容易に行うことができる超音波センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）請求項１の発明は、先端側の外側表面が円形状の振動面である振動部及び円筒状の側壁部を有するハウジングと、前記振動部の内側表面に貼り付けられた圧電素子とを備えた超音波振動子と、前記超音波振動子の側壁部に外嵌し、ゴム状の弾性を有する円筒状のクッション部材と、前記クッション部材が挿入される円筒状の嵌合孔が形成された嵌合部を有するケースと、を備えた超音波センサであって、前記クッション部材の後端側にクッション側係止部を前記クッション部材の軸方向に立設するとともに、前記クッション側係止部を、前記超音波振動子が内嵌した前記クッション部材を前記嵌合部の嵌合孔に挿入した際に、前記ケース側に設けられたケース側係止部に係止して前記クッション部材の軸方向への移動を規制するように構成したことを特徴とする。
【００１１】
本発明では、クッション部材の後端側には、クッション側係止部がクッション部材の軸方向に立設されており、このクッション側係止部が、クッション部材を嵌合孔に挿入した際に、ケース側係止部に係止して、クッション部材の軸方向への移動を規制する。
【００１２】
つまり、クッション側係止部は、クッション部材の後端側から軸方向に突出する構成であるので、（超音波振動子を内嵌した）クッション部材を嵌合孔に嵌め込んだ場合でも、内側にたわむことが可能である。即ち、従来に比べて十分な逃げを確保することができるので、クッション部材を容易に嵌合孔に嵌め込むことができ、極めて作業性が良いという効果がある。
【００１３】
尚、ここで、先端側とは超音波センサにおいて振動面が形成された側であり、後端側とはその反対側である（以下同様）。
（２）請求項２の発明は、前記クッション側係止部は、前記軸方向に伸びる脚部と該脚部から径方向外側に向かって突出する爪部とからなり、前記ケース側係止部は、前記爪部が係止するように、前記嵌合孔の内周面から嵌合孔の軸中心側に向かって突出する係止用凸部からなることを特徴とする。
【００１４】
本発明は、クッション側係止部とケース側係止部との構成を例示したものであり、この構成であれば、クッション部材を容易に嵌合孔に嵌め込むことができるとともに、確実な係止が可能である。
【００１５】
（３）請求項３の発明は、前記クッション側係止部の軸方向から見た幅を前記クッション部材の内径より小さくするとともに、前記嵌合部の嵌合孔の後端側の径を小さくして円形形状とは異なる変形貫通孔とし、前記挿入時に前記クッション側係止部が前記変形貫通孔に嵌合する構成としたことを特徴とする。
【００１６】
本発明では、クッション側係止部を変形貫通孔に嵌め込む構成であるので、クッション側係止部の位置がずれる恐れがない。
（４）請求項４の発明は、前記クッション部材が外嵌された超音波振動子の後端側にて、前記クッション側係止部より内側に、前記超音波振動子に接触してその振動を減衰する円柱状のダンパ部材を備えたことを特徴とする。
【００１７】
本発明は、ダンパ部材をクッション側係止部より内側に配置することができ、よって、例えば対向するクッション側係止部間に挟まれる様に配置することができるので、ダンパ部材を設置する際にずれにくいという利点がある。
【００１８】
（５）請求項５の発明は、前記クッション部材の後端側の内周面側に、前記ダンパ部材を接合する接着剤を前記後端側より注入する注入用凹部を設けたことを特徴とする。
従って、超音波振動子を内嵌したクッション部材の後端側から、注入用凹部に接着剤を注入することにより、超音波振動子とクッション部材とダンパ部材とを一体に接合することが可能である。
【００１９】
（６）請求項６の発明は、先端側の外側表面が円形状の振動面である振動部及び円筒状の側壁部を有するハウジングと、前記振動部の内側表面に貼り付けられた圧電素子とを備えた超音波振動子と、前記超音波振動子の側壁部に外嵌し、ゴム状の弾性を有する円筒状のクッション部材と、前記クッション部材が挿入される円筒状の嵌合孔を有する嵌合部を有するケースと、を備えた超音波センサであって、前記クッション部材の外周面と前記嵌合部とのそれぞれに、１個又は複数個の互いに係合するクッション側案内部と嵌合側案内部とを設けるとともに、前記クッション側案内部と嵌合側案内部とを、前記クッション部材の周方向への回動を防止するとともに該クッション部材の軸方向への移動を案内するように構成したことを特徴とする。
【００２０】
本発明では、クッション部材の外周面に１個又は複数個のクッション側案内部が設けられるとともに、それに対応して、嵌合部に１個又は複数個の嵌合側案内部が設けられている。このクッション側案内部と嵌合側案内部とは、（超音波振動子が内嵌した）クッション部材を嵌合孔に嵌め込む際に、互いに係合して、クッション部材の周方向への回動を防止するとともに軸方向への移動を案内するものである。よって、クッション部材を嵌合孔に嵌め込む作業が極めて容易である。
【００２１】
（７）請求項７の発明は、前記クッション側案内部が前記クッション部材の外周面から突出する案内用凸部であり、前記嵌合側案内部が前記嵌合部の軸方向に伸びる案内用切り欠きであり、前記案内用凸部が前記案内用切り欠きに係合して前記クッション部材の軸方向に摺動する構成であることを特徴とする。
【００２２】
本発明は、クッション側案内部と嵌合側案内部との構成を例示したものであり、この構成であれば、前記回動の防止及び嵌合の際の案内（ガイド）を確実に行うことができる。
（８）請求項８の発明は、前記クッション側案内部及び前記嵌合側案内部の位置は、前記軸方向からみて、前記クッション部材を前記嵌合部に挿入して取り付ける際の位置が１つに定まるように設けられていることを特徴とする。
【００２３】
本発明では、クッション部材を嵌め込む位置が１つに定まるように、例えば軸方向から見て（円の半分側において）３箇所等に偏在する様に、クッション側案内部及び嵌合側案内部が設けられている。
【００２４】
従って、作業者がクッション部材を嵌合孔に嵌め込む際には、どの位置で嵌め込めば良いかが瞬時に分かるので、極めて作業性が良いという効果がある。
（９）請求項９の発明は、前記請求項１〜５に記載の超音波センサの構成と、前記請求項６〜８のいずれかに記載の超音波センサの構成とを備えたことを特徴とする。
【００２５】
本発明は、より好ましい超音波センサの構成を例示したものである。
（１０）請求項１０の発明は、前記超音波振動子を内嵌した前記クッション部材が挿入された前記ケースの後端側に、前記クッション部材と接触するように、充填剤を注入して凝固させた充填部を有することを特徴とする。
【００２６】
この様に充填剤を注入することにより、ケース内部の構成同士が接合して一体化するので、部品の脱落等を好適に防止することができる。
尚、充填剤としては、クッション部材と同様なゴム状の材料（例えばシリコンゴム）を用いることが好ましい。
【００２７】
（１１）請求項１１の発明は、前記ハウジングに前記超音波振動子の水平方向と垂直方向とを識別するためのハウジング側識別手段を設けるとともに、
前記クッション部材にも、前記ハウジング側識別手段に対応して、該識別手段と当接するクッション側識別手段を設けたことを特徴とする。
【００２８】
これにより、クッション部材に対する超音波振動子の周方向に関する位置決めができるので、超音波振動子が回動することを防止できる。
尚、ハウジング側識別手段としては、ハウジングの側壁部に形成された平面部を採用でき、クッション側識別手段としては、クッション部材の内周面から突出して設けられた平面部を採用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
次に、本発明の最良の形態の例（実施例）について説明する。
【実施例１】
【００３０】
ａ）まず、図１に基づいて、本実施例の超音波センサに用いられる超音波振動子（超音波マイク）の構成を説明する。
図１（ａ）は超音波振動子１の正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は裏面図である。この超音波振動子１は、中空状のハウジング３の中に充填物５が充填されて構成されており、この充填物５を取り除いた状態の側面断面図、裏面図を、図１（ｄ）、（ｅ）に示す。尚、図１（ｄ）は、図１（ｅ）のＡ−Ａ断面図である。
【００３１】
前記超音波振動子１は、導電性のハウジング３の中に圧電素子７を有して構成されている。ハウジング３の内部には、図１（ｄ）に示すように、内部空間９が形成されており、圧電素子７がハウジング３における振動部（振動板）３ａの内側表面に貼り付けられている。この振動部３ａの外側表面、すなわち振動面３ｂは、円形状になっている。
【００３２】
前記圧電素子７には、リード１１の一端がはんだ付けされている。また、ハウジング３には、内部側面に切り欠き１３が形成されており、この切り欠き１３に、リード１１の他端がはんだ付けされている。このことによって、ハウジング３を介して圧電素子７の両端に交流信号を印加することができる。
【００３３】
内部空間９は、図１（ｅ）に示すように、裏面から見た場合、縦と横で径が異なる形状（長方形に角が丸くなった形状）になっている。内部空間９をこのような形状にすることにより、水平方向と垂直方向とで指向性を異ならせることができる。尚、前記内部空間１３には、リード１１のはんだ付けを行った後、圧電素子７側から順に、フェルト、シリコンの充填物５が充填される。
【００３４】
図２に、この超音波振動子１の指向特性を示す。垂直方向に比べて水平方向に広い指向性を有している。尚、図１においては、上下方向が指向性の狭い垂直方向、左右方向が指向性の広い水平方向となっている。
【００３５】
また、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、超音波振動子１のハウジング３の両側面、即ち円筒状の側壁部４の対向する側面を凹ませるように、表面が平らな平面部１５が形成されている。この平面部１５によって、図１（ａ）の上下方向が垂直方向の指向性、左右方向が水平方向の指向性を有していることを識別することができる。
【００３６】
ｂ）次に、図３に基づいて、前記超音波振動子１が嵌め込まれるクッション部材１７について説明する。
図３（ａ）はクッション部材１の正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は裏面図、（ｄ）は上面図、（ｅ）は図３（ｃ）のＢ−Ｂ断面図である。
【００３７】
クッション部材１７は、シリコンゴムからなる円筒状の部材であり、その軸方向に超音波振動子１の外形形状と同様な円柱状の貫通孔１９が設けられている。従って、この貫通孔１９に、その軸中心を合わせるようにして超音波振動子１が嵌め込まれる。
【００３８】
また、貫通孔１９の後端側（図３（ｅ）の右側）には、超音波振動子１の側壁部４を凹ませて形成した左右一対の平面部１５に当接するように、貫通孔１９の内周面から軸中心に向かって左右一対の段部２１が張り出している。従って、超音波振動子１をクッション部材１７に嵌め込む際に、平面部１５と段部２１の平面部２１ａとが当接することにより、クッション部材１７に対する超音波振動子１の周方向（回動方向）に関する位置決めがなされる。
【００３９】
尚、段部２１の表面には、後述する接着剤を充填するために、後端側が広がった凹部（注入用凹部）２１ｂが形成されている。この凹部２１ｂは、図２（ｃ）に示す様に、貫通孔１９の後端側の径より外側に伸びており、よって、後述する円柱状のダンパ部材２２（図５参照）を配置した際にも、ダンパ部材２２より外側に張り出すように開口している。
【００４０】
特に本実施例では、クッション部材１７の後端側の端面には、一対のクッション側係止部２３が対向するように軸方向に沿って立設されている。このクッション側係止部２３は、クッション部材１７の湾曲に従って同様に湾曲しており、貫通孔１９の直径Ｌ１より短い幅Ｌ２に設定されている。クッション側係止部２３は、脚部２５及びその先端に設けられた爪部２７からなり、爪部２７は径方向外側に突出している。
【００４１】
また、クッション部材１７の外周面の先端側には、後述する様に、ケース２９（図４参照）に対するクッション部材１７の周方向への位置決めを行うために、即ちクッション部材１７の周方向への回動を防止するために、３箇所に直方体状のクッション側案内部（案内用凸部）３１、３３が設けられている。このうち、左右の案内用凸部３３は、中央の案内用凸部３１よりは軸方向に長い形状である。
【００４２】
この３箇所の案内用凸部３１、３３の配置は、軸方向からみて、ケース２９に対するクッション部材１７の位置が１つに定まる様に、中心角が６０度の間隔となるように設けられている。
【００４３】
ｃ）次に、図４に基づいて、前記超音波振動子１を内嵌した前記クッション部材１７が嵌め込まれるケース２９について説明する。
図４（ａ）はケース２９の正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は裏面図、（ｄ）は上面図、（ｅ）は図４（ｃ）のＣ−Ｃ断面図である。
【００４４】
ケース２９は、硬質のプラスチック製で、後端側が開口した直方体状の基部３５と、基部３５の先端側に立設された円筒状の嵌合部３７とから構成されており、基部３５の内部空間３８と嵌合部３７の軸中心を貫く貫通孔（嵌合孔）３９とは連通している。
【００４５】
前記嵌合部３７の先端側には、前記クッション部材１７の外周面に設けられた案内用凸部３１、３３の形状に合わせて、３箇所に嵌合側案内部（案内用切り欠き）４１、４３が設けられている。この案内用切り欠き４１、４３は、案内用凸部３１、３３が嵌り込んで摺動可能な切り欠きであり、案内用凸部３１、３３と同様に、中心角が６０度の間隔で配置されている。
【００４６】
また、嵌合孔３９の内周面の後端側には、前記クッション側係止部２３の爪部２７が係止するために、一対のケース側係止部（係止用凸部）４５が形成されている。この係止用凸部４５は、嵌合孔３９の内周面から軸中心に向かって湾曲して突出する凸部であり、クッション側係止部２３と同様な幅となるように、図４（ａ）の上下方向のみに設けられている。
【００４７】
更に、嵌合孔３９の先端側は、軸方向に垂直の断面が円形であるが、後端側は図４（ａ）の上下方向が湾曲した略長方形の異形形状（変形貫通孔３９ａ）となっている。つまり、嵌合孔３９の後端側は、左右から張り出す張出部４９により、左右方向の幅が円形より狭くなっており、これによって、クッション側係止部２３の幅とほぼ同一の幅の変形貫通孔３９ａとなっている。尚、張出部４９には、後述するダンパ部材５１（図５参照）が嵌合するように円弧状に湾曲した凹部５３が設けてある。
【００４８】
ｄ）次に、図５に基づいて、超音波センサの全体構成を、その組み付け方法とともに説明する。
図５（ａ）は超音波センサの分解図、（ｂ）は超音波センサの縦断面図、（ｃ）は超音波センサの斜視図である。
【００４９】
本実施例の超音波センサは、超音波振動子１とクッション部材１７とケース２９の嵌合部２７とを、同軸に一体に組み付けたものである。つまり、超音波振動子１をクッション部材１７の貫通孔１９に嵌めこみ、そのクッション部材１７を嵌合部３７の嵌合孔３９に嵌め込んだものである。以下、順を追ってその組み付け手順等を説明する。
【００５０】
前記超音波センサを組み付ける場合には、まず、クッション部材１７の貫通孔１９の先端側から、超音波振動子１のリード１１を先にして嵌め込む。
このとき、超音波振動子１の側壁部４の平面部１５とクッション部材１７の内周面の平面部２１ａとが当接することにより、クッション部材１７に対する超音波素子１の回動方向の位置決めが行われる。
【００５１】
次に、クッション部材１７の後端側から円盤状のダンパ部材２２を嵌めこむ。つまり、クッション側係止部２３の間にダンパ部材２２を嵌め込み、超音波振動子１の後端側に当接させる。そして、クッション部材１７の後端側から前記クッション部材１７の凹部２１ｂに接着剤を注入し、クッション部材１７と超音波振動子１とダンパ部材２２とを接合する。尚、ダンパ部材２２とは、発泡性ゴム材料からなるクッション性を有する部材である。
【００５２】
次に、上述した様に一体化したクッション部材１７及び超音波振動子１及びダンパ部材２２（以下超音波部品５５と総称する）を、ケース２９の嵌合部３７の嵌合孔３９の先端から挿入する。
【００５３】
このとき、クッション部材１７の外周面に設けられた案内用凸部３１、３３が、嵌合部３７に設けられ案内用切り欠き４１、４３に嵌合して、前記一体化した超音波部品５５を挿入する際に、案内用凸部３１、３３が案内用切り欠き４１、４３内を摺動する。これにより、一体化した超音波部品５５は、回動することなく軸方向に沿って移動する。
【００５４】
そして、クッション部材１７のクッション側係止部２３が嵌合孔３９の係止凸部４５に当たると、クッション側係止部２３が内側にしなって若干曲がった後に、その爪部２７が係止凸部４５を乗り越えて、クッション側係止部２３自身の弾性によって戻り、爪部２７と係止凸部４５とが係止する。同時に、クッション部材１７の後端面のうち、クッション側係止部２３が無い部分がケース２９の張出部４９の先端面に当接する。これによって、一体化した超音波部品５５の軸方向への移動が阻止される。
【００５５】
その後、超音波振動子１のリード１１を基板５７に接合し、更に、ケース２９の後端側からシリコンゴムを充填する（図４（ｂ）の点線の斜線部分）。これによって、シリコンゴム製のクッション部材１７と充填したシリコンゴム（充填部５９）とが強固に接合するので、一体化した超音波部品５５の脱落が防止できる。
【００５６】
ｅ）この様に、本実施例では、クッション部材１７の後端側には、クッション側係止部２３がクッション部材１７の軸方向に立設されており、このクッション側係止部２３が、クッション部材１７を嵌合孔３９に挿入した際に、ケース側係止部４５に係止して、クッション部材１７の軸方向への移動を規制している。
【００５７】
つまり、クッション側係止部２３は、（超音波振動子１を内嵌した）クッション部材１７を嵌合孔３９に嵌め込んだ場合に、内側にたわむことが可能であるので、即ち従来に比べて十分な逃げがあるので、クッション部材１７を容易に嵌合孔３９に嵌め込むことができ、極めて作業性が良いという効果がある。
【００５８】
また、本実施例では、ダンパ部材２２を、対向するクッション側係止部２３に挟まれる様に配置することができるので、ダンパ部材２２を設置する際にずれにくいという利点がある。
【００５９】
更に、本実施例では、クッション部材１７の後端側の内周面側に、凹部２１ｂを設けているので、超音波振動子１を内嵌したクッション部材１７の後端側から、凹部２１ｂに接着剤を注入することにより、超音波振動子１とクッション部材１７とダンパ部材２２とを容易に一体に接合することができる。
【００６０】
また、本実施例では、クッション部材１７の外周面に案内用凸部３１、３３を設けるとともに、嵌合部３７に案内用切り欠き４１、４３を設けているので、この案内用凸部３１、３３と案内用切り欠き４１、４３とは、クッション部材１７を嵌合孔３９に嵌め込む際に、互いに係合して、クッション部材１７の周方向への回動を防止するとともに軸方向への移動を案内することができる。よって、クッション部材１７を嵌合孔３９に嵌め込む作業が極めて容易である。
【００６１】
更に、本実施例では、案内用凸部３１、３３及び案内用切り欠き４１、４３が、嵌合部３７の軸方向から見て（半円の部分に偏って）３箇所に配置されている。これにより、クッション部材を嵌め込む位置が１つに定まっているので、作業者がクッション部材１７を嵌合孔３９に嵌め込む際には、どの位置で嵌め込めば良いかが瞬時に分かり、極めて作業性が良いという効果がある。
【００６２】
その上、本実施例では、超音波振動子１を内嵌したクッション部材１７が挿入されたケース２９の後端側に、クッション部材１７と接触するように、シリコンゴムを注入して凝固させるので、ケース内部の構成同士が接合して一体化し、部品の脱落等を好適に防止することができる。
【００６３】
尚、本発明は前記実施例になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
（１）例えば図６（ａ）に示す様に、クッション部材６１の軸方向の位置決めのために、クッション部材６１の後端側から突出するクッション側係止部６３として、湾曲した板状の脚部６５を設けるとともに、その脚部６５には板圧方向に貫く貫通孔６７（又は凹部）を設け、更に、ケース６９の嵌合孔７１の内周面に、貫通孔６７等と係合する凸部７３を設け、この凸部７３と貫通孔６７等により係止する構成としてもよい。
【００６４】
（２）また、図６（ｂ）に示す様に、クッション部材８１の軸方向の位置決めのために、クッション部材８１にクッション側係止部８３を立設するとともに、嵌合孔８５の内周に凹部８７（又は貫通孔）を設けてもよい。
【００６５】
（３）更に、図７（ａ）に示す様に、クッション部材９１の周方向の位置決めのために、クッション部材９１の外周面に凸部９３を設けるとともに、嵌合部９５の内周面に、前記凸部９３が軸方向に摺動可能な凹部９７を設けてもよい。
【００６６】
（４）或いは、図７（ｂ）に示す様に、クッション部材１０１の周方向の位置決めのために、嵌合部１０３の内周面に凸部１０５を設けるとともに、クッション部材１０１の外周面に前記凸部１０５が摺動可能な凹部１０７を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】実施例の超音波振動子の構成を示す図である。
【図２】実施例の超音波振動子の指向特性を示す図である。
【図３】実施例のクッション部材の構成を示す図である。
【図４】実施例のケースの構成を示す図である。
【図５】実施例の超音波センサの構成を示す図である。
【図６】超音波センサの他の実施例を示す説明図である。
【図７】超音波センサの更に他の実施例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６８】
１…超音波振動子
３…ハウジング
４…側壁部
７…圧電素子
１７、６１、８１、９１、１０１…クッション部材
２３、６３、８３…クッション側係止部
４５…嵌合側係止部（係止凸部）
２２…ダンパ部材
２９、６９…ケース
３１、３３…クッション側案内部（案内用凸部）
３７、９５、１０３…嵌合部
３９、７１、８５…嵌合孔
４１、４３…嵌合側案内部（案内用切り欠き）

【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端側の外側表面が円形状の振動面（３ｂ）である振動部（３ａ）及び円筒状の側壁部（４）を有するハウジング（３）と、前記振動部（３ａ）の内側表面に貼り付けられた圧電素子（７）とを備えた超音波振動子（１）と、
前記超音波振動子（１）の側壁部（４）に外嵌し、ゴム状の弾性を有する円筒状のクッション部材（１７）と、
前記クッション部材（１７）が挿入される円筒状の嵌合孔（３９）が形成された嵌合部（３７）を有するケース（２９）と、
を備えた超音波センサであって、
前記クッション部材（１７）の後端側にクッション側係止部（２３）を前記クッション部材（１７）の軸方向に立設するとともに、前記クッション側係止部（２３）を、前記超音波振動子（１）が内嵌した前記クッション部材（１７）を前記嵌合部（３７）の嵌合孔（３９）に挿入した際に、前記ケース側に設けられたケース側係止部（４５）に係止して前記クッション部材（１７）の軸方向への移動を規制するように構成したことを特徴とする超音波センサ。
【請求項２】
前記クッション側係止部（２３）は、前記軸方向に伸びる脚部（２５）と該脚部（２５）から径方向外側に向かって突出する爪部（２７）とからなり、前記ケース側係止部（４５）は、前記爪部（２７）が係止するように、前記嵌合孔（３９）の内周面から嵌合孔（３９）の軸中心側に向かって突出する係止用凸部（４５）からなることを特徴とする前記請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項３】
前記クッション側係止部（２３）の軸方向から見た幅を前記クッション部材（１７）の内径より小さくするとともに、前記嵌合部（３７）の嵌合孔（３９）の後端側の径を小さくして円形形状とは異なる変形貫通孔（３９ａ）とし、前記挿入時に前記クッション側係止部（２３）が前記変形貫通孔（３９ａ）に嵌合する構成としたことを特徴とする前記請求項１又は２に記載の超音波センサ。
【請求項４】
前記クッション部材（１７）が外嵌された超音波振動子（１）の後端側にて、前記クッション側係止部（２３）より内側に、前記超音波振動子（１）に接触してその振動を減衰する円柱状のダンパ部材（２２）を備えたことを特徴とする前記請求項１〜３のいずれかに記載の超音波センサ。
【請求項５】
前記クッション部材（１７）の後端側の内周面側に、前記ダンパ部材（２２）を接合する接着剤を前記後端側より注入する注入用凹部（２１ｂ）を設けたことを特徴とする前記請求項４に記載の超音波センサ。
【請求項６】
先端側の外側表面が円形状の振動面（３ｂ）である振動部（３ａ）及び円筒状の側壁部（４）を有するハウジング（３）と、前記振動部（３ａ）の内側表面に貼り付けられた圧電素子（７）とを備えた超音波振動子（１）と、
前記超音波振動子（１）の側壁部（４）に外嵌し、ゴム状の弾性を有する円筒状のクッション部材（１７）と、
前記クッション部材（１７）が挿入される円筒状の嵌合孔（３９）が形成された嵌合部（３７）を有するケース（２９）と、
を備えた超音波センサであって、
前記クッション部材（１７）の外周面と前記嵌合部（３７）とのそれぞれに、１個又は複数個の互いに係合するクッション側案内部（３１、３３）と嵌合側案内部（４１、４３）とを設けるとともに、前記クッション側案内部（３１、３３）と嵌合側案内部（４１、４３）とを、前記クッション部材（１７）の周方向への回動を防止するとともに該クッション部材（１７）の軸方向への移動を案内するように構成したことを特徴とする超音波センサ。
【請求項７】
前記クッション側案内部（３１、３３）が前記クッション部材（１７）の外周面から突出する案内用凸部（３１、３３）であり、前記嵌合側案内部（４１、４３）が前記嵌合部（３７）の軸方向に伸びる案内用切り欠き（４１、４３）であり、前記案内用凸部（３１、３３）が前記案内用切り欠き（４１、４３）に係合して前記クッション部材（１７）の軸方向に摺動する構成であることを特徴とする前記請求項６に記載の超音波センサ。
【請求項８】
前記クッション側案内部（３１、３３）及び前記嵌合側案内部（４１、４３）の位置は、前記軸方向からみて、前記クッション部材（１７）を前記嵌合部（３７）に挿入して取り付ける際の位置が１つに定まるように設けられていることを特徴とする前記請求項６又は７に記載の超音波センサ。
【請求項９】
前記請求項１〜５に記載の超音波センサの構成と、前記請求項６〜８のいずれかに記載の超音波センサの構成とを備えたことを特徴とする超音波センサ。
【請求項１０】
前記超音波振動子（１）を内嵌した前記クッション部材（１７）が挿入された前記ケース（２９）の後端側に、前記クッション部材（１７）と接触するように、充填剤を注入して凝固させた充填部（５９）を有することを特徴とする前記請求項１〜９のいずれかに記載の超音波センサ。
【請求項１１】
前記ハウジング（３）に前記超音波振動子（１）の水平方向と垂直方向とを識別するためのハウジング側識別手段（１５）を設けるとともに、
前記クッション部材（１７）にも、前記ハウジング側識別手段（１５）に対応して、該識別手段（１５）と当接するクッション側識別手段（２１ａ）を設けたことを特徴とする前記請求項１〜１０のいずれかに記載の超音波センサ。

【図１】