超音波送受波器

【課題】超音波周波数帯の送信、受信を行う超音波送受波器において、有底筒状ケース側壁振動による残響特性悪化を改善し低残響を有する超音波送受波器を提供する。
【解決手段】有底筒状ケースの底面内部に圧電素子を貼り合わせユニモルフ振動子を形成し、ユニモルフ振動子の振動によって超音波の送受信を行う超音波送受波器において、有底筒状ケース２の側壁の開口部側の肉厚を一部薄くし段差をもうけ、封止材４を充填することにより低残響を有する超音波送受波器を提供する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波周波数帯の送信、受信を行う超音波送受波器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の実施の形態に関わる超音波送受波器において、これを車のバンパー等に埋め込み設置し、周辺の障害物を検出する場合、超音波送受波器にパルスバースト電気信号を入力することで超音波送受波器からその入力パルスバースト電気信号に応じた超音波信号が発振され、発振された超音波信号は障害物に到達した後、その障害物で反射し、超音波信号の一部は同じ超音波送受波器に戻ってくる。超音波送受波器はその反射信号を受信することで障害物を検出している。
図４に従来の実施の形態に関わる超音波送受波器の概略縦断面図を表す。図４において、アルミニウム材等からなる有底筒状ケース２の底面内部に圧電素子１を固着しユニモルフ振動子を形成する。圧電素子１から入出力リード５ａ、有底筒状ケース２の側面内側より入出力リード５ｂを半田付け等して取り出す。圧電素子１と有底筒状ケース２とは、固着面で電気的に接続されている。入出力リード線５ａおよび５ｂはＰＶＣ被覆ワイヤ付きコネクタ６のワイヤにそれぞれ半田付けされている。圧電素子１の上面にシリコーン発泡体等から成る吸音材３を設置し、更にその上からシリコーン材、ウレタン材等の弾性体から成る封止剤４を有底筒状ケース２内に充填する。
従来、超音波送受波器の有底筒状ケース２の側壁の肉厚が厚くなると一般的に側壁振動が大きくなり残響が長くなる。例えば広い指向特性を得るためには有底筒状ケース２の底面内部に形成されたユニモルフ振動子の振動径を小さくする必要があり、外形が変えられない等の制約がある場合、それに伴い有底筒状ケース２の側壁の肉厚が増し残響が長くなっていた。
【非特許文献１】谷腰欣司著「超音波とその使い方−超音波送受波器・超音波モータ」日刊工業新聞１９９４年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
超音波周波数帯の送信、受信を行う超音波送受波器において、有底筒状ケース側壁振動による残響特性悪化を改善し低残響を有する超音波送受波器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
有底筒状ケースの底面内部に圧電素子を貼り合わせユニモルフ振動子を形成し、ユニモルフ振動子の振動によって超音波の送受信を行う超音波送受波器において、有底筒状ケース２の側壁の開口部側の肉厚を一部薄くし（望ましくは２ｍｍ以内）段差をもうけ、封止材４を充填することにより低残響を有する。尚、有底筒状ケース２の側壁に形成される肉厚の薄い部分Ｌ１の長さは適宜設定にしても残響特性の向上は見られるが、望ましくは側壁の長さLに対する上記肉厚の薄い部分Ｌ１の長さの比は０．２〜０．７以内であれば、近距離検知で要求される１７ｃｍ(１ｍｓｅｃ.相当)まで検知することができる。
【発明の効果】
【０００５】
本発明は、超音波送受波器において、外形等制約がある場合でも低残響を有することができる利点を持つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
車載用コーナーセンサ等に用いる際、バンパー等に埋め込み設置し、近距離まで安定した障害物検知を誤作動無く高い信頼性で実現出来る。
【０００７】
図２に本発明の実施の形態に関わる超音波送受波器の概略縦断面図を表す。図２において、有底筒状ケース２の底面内部に圧電素子を貼り合わせユニモルフ振動子を形成し、ユニモルフ振動子の振動によって超音波の送受信を行う超音波送受波器において、有底筒状ケース２の側壁の肉厚を一部薄くし段差をもうけ、封止材４を充填することにより低残響を有する。圧電素子１から入出力リード５ａ、有底筒状ケース２の側面内側より入出力リード５ｂを半田付け等して取り出す。圧電素子１と有底筒状ケース２とは、固着面で電気的に接続されている。入出力リード線５ａおよび５ｂはＰＶＣ被覆ワイヤ付きコネクタ６のワイヤにそれぞれ半田付けされている。圧電素子１の上面にシリコーン発泡体等から成る吸音材３を設置し、更にその上からシリコーン材、ウレタン材等の弾性体から成る封止剤４を有底筒状ケース２内に充填する。
図７は本発明の実施の形態に関わる超音波送受波器および従来の実施の形態に関わる超音波送受波器の残響特性を表す。図７に示すように従来の実施の形態に関わる超音波送受波器の場合、有底筒状ケース２の側壁の肉厚が厚くなると残響が長くなるが本発明の超音波送受波器の場合、外形等維持したまま低残響を有することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０００８】
本発明は、車のバックセンサのみならず、防滴型超音波送受波器が利用されている様々な分野に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に関わる有底筒状ケースの概略図(上面図)
【図２】本発明の実施の形態に関わる有底筒状ケースの概略図(Ｘ−Ｘ断面図)
【図３】本発明の実施の形態に関わる有底筒状ケースの概略図(Ｙ−Ｙ断面図)
【図４】従来の実施の形態に関わる有底筒状ケースの概略図(上面図)
【図５】従来の実施の形態に関わる有底筒状ケースの概略図(Ｘ−Ｘ断面図)
【図６】従来の実施の形態に関わる有底筒状ケースの概略図(Ｙ−Ｙ断面図)
【図７】本発明の実施の形態に関わる超音波送受波器の残響特性
【符号の説明】
【００１０】
１圧電素子
２有底筒状ケース
３吸音材
４封止剤
５ａ入出力リード
５ｂ入出力リード
６ＰＶＣ被覆ワイヤ付きコネクタ
Ｌ１有底筒状ケース側壁の肉厚の薄い部分の長さ
Ｌ有底筒状ケース側壁の長さ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底筒状ケースの底面内部に圧電素子を貼り合わせユニモルフ振動子を形成し、ユニモルフ振動子の振動によって超音波の送受信を行う超音波送受波器において、ユニモルフ振動子の形状にかかわらず有底筒状ケース２の側壁のうち、開口部側の部分の肉厚を底面部側の肉厚よりも薄くし封止材４を充填することにより低残響を有することを特徴とする超音波送受波器。

【図１】