JPH0320788Y2 - - Google Patents

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JPH0320788Y2
JPH0320788Y2 JP11290184U JP11290184U JPH0320788Y2 JP H0320788 Y2 JPH0320788 Y2 JP H0320788Y2 JP 11290184 U JP11290184 U JP 11290184U JP 11290184 U JP11290184 U JP 11290184U JP H0320788 Y2 JPH0320788 Y2 JP H0320788Y2
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ring
ring vibrator
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  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 〈考案の分野〉 本考案は、周期的に超音波を送波し、その反射
波を受波して車両等の物体の有無を検知するため
に使用される超音波送受波器に関する。
[Detailed description of the invention] <Field of the invention> The present invention is an ultrasonic wave device that is used to detect the presence or absence of an object such as a vehicle by periodically transmitting ultrasonic waves and receiving the reflected waves. Regarding transducers.

〈従来技術とその問題点〉 一般に、周期的に超音波を送波し、その反射波
を受波して車両等の物体の有無を検知する超音波
検知器においては、1個の超音波送受波器によつ
て超音波の送波および受波がなされている。第6
図は従来例の超音波送受波器の斜視図であり、第
7図は第6図の振動子部分の一部切欠き斜視図で
ある。これらの図において、符号1は筒状のリン
グ振動子、2は内部反射器であるイコライザ、3
は外部反射器であるホーンであり、リング振動子
1からの超音波は、イコライザ2およびホーン3
によつて平面波に変換されて第6図の矢符で示さ
れる方向に放射される。
<Prior art and its problems> Generally, in an ultrasonic detector that periodically transmits ultrasonic waves and receives the reflected waves to detect the presence or absence of an object such as a vehicle, one ultrasonic transmitter/receiver is used. Ultrasonic waves are transmitted and received by a transducer. 6th
This figure is a perspective view of a conventional ultrasonic transducer, and FIG. 7 is a partially cutaway perspective view of the vibrator portion of FIG. 6. In these figures, reference numeral 1 is a cylindrical ring vibrator, 2 is an equalizer that is an internal reflector, and 3 is an equalizer that is an internal reflector.
is a horn which is an external reflector, and the ultrasonic wave from ring vibrator 1 is transmitted to equalizer 2 and horn 3.
is converted into a plane wave and radiated in the direction indicated by the arrow in FIG.

この超音波送受波器のリング振動子1は、主と
して電歪振動子または圧電振動子であり、これら
は共振特性を有する。従つて、第8図Aに示され
るように周期的に超音波を送波した場合に、第8
図Bに示されるように送波が終了した後も、過渡
現象による減衰振動が継続して残響波Aが生じ、
この減衰振動が無くなるまでの時間t1(残響時
間)内は反射波を受波検出することができず、超
音波検知器の近距離での検知能力に制約があつ
た。
The ring vibrator 1 of this ultrasonic transducer is mainly an electrostrictive vibrator or a piezoelectric vibrator, and these have resonance characteristics. Therefore, when ultrasonic waves are transmitted periodically as shown in FIG. 8A,
As shown in Figure B, even after the transmission ends, the damped oscillation due to the transient phenomenon continues and reverberation wave A is generated.
During the time t1 (reverberation time) until the damped vibration disappears, the reflected waves cannot be received and detected, which limits the detection ability of the ultrasonic detector at short distances.

この残響波Aは、リング振動子1の径方向の振
動および副次的に起こる軸方向の振動によつて生
ずる。この軸方向の振動は、径方向の振動に比べ
て、非常に短く、かつ、弱いので通常は径方向の
振動による残響波に吸収されており、無視するこ
とができる。しかしながら、電気的あるいは機械
的手段によつて径方向の振動に基づく残響時間を
短縮していくと、第8図Cに示されるように時間
t2にわたつて軸方向の振動による残響波と径方
向の振動による残響波とが互いに干渉しあうよう
になる。このため、軸方向の振動による残響波も
無視できなくなり、残響時間の短縮を効果的に行
なうには、かかる軸方向の残響波を短縮する必要
がある。
This reverberant wave A is generated by the radial vibration of the ring vibrator 1 and the secondary vibration in the axial direction. This axial vibration is much shorter and weaker than the radial vibration, so it is normally absorbed by the reverberant wave due to the radial vibration and can be ignored. However, if the reverberation time based on the radial vibration is shortened by electrical or mechanical means, the reverberation wave due to the axial vibration and the radial direction over time t2, as shown in FIG. The reverberant waves caused by the vibrations begin to interfere with each other. For this reason, reverberation waves caused by vibrations in the axial direction cannot be ignored, and in order to effectively shorten the reverberation time, it is necessary to shorten the reverberation waves in the axial direction.

〈考案の目的〉 本考案は、上述の点に鑑みて成されたものであ
つて、リング振動子の主として軸方向の残響波を
短縮して残響時間を可及的に短かくすることを目
的とする。
<Purpose of the invention> The present invention was made in view of the above points, and the purpose is to shorten the reverberation time as much as possible by shortening the reverberation waves mainly in the axial direction of the ring vibrator. shall be.

〈考案の構成と効果〉 本考案は、上述の目的を達成するために、リン
グ振動子を備え、超音波を送波するとともに、そ
の反射波を受波する超音波送受波器において、弾
性体を備えたリング状の減衰振動規制手段を備
え、該規制手段は、当該弾性体によりリング振動
子に応力を加える状態で該リング振動子の遊端側
に接して配置されている。したがつて、本考案に
よれば、超音波送波後のリング振動子の減衰振動
が前記規制手段によつて効果的に規制され、これ
によつて残響時間が短縮されることになり、近距
離での検知も可能な超音波検知器を得ることがで
きる。
<Configuration and Effects of the Invention> In order to achieve the above-mentioned purpose, the present invention provides an ultrasonic transducer equipped with a ring vibrator, which transmits ultrasonic waves and receives reflected waves thereof. A ring-shaped damped vibration regulating means is provided, and the regulating means is arranged in contact with the free end side of the ring vibrator in a state where stress is applied to the ring vibrator by the elastic body. Therefore, according to the present invention, the damped vibration of the ring oscillator after transmitting ultrasonic waves is effectively regulated by the regulating means, thereby shortening the reverberation time. An ultrasonic detector capable of detecting at a distance can also be obtained.

〈実施例の説明〉 以下、図面によつて本考案の実施例について詳
細に説明する。第1図は本考案の一実施例の超音
波送受波器の斜視図であり、第2図は第1図のリ
ング振動子の拡大斜視図であり、第6図および第
7図に対応する部分には同一の参照符を付す。こ
れらの図において、1はその一端が内部反射器で
あるイコライザ2′に固定された筒状のリング振
動子、3は外部反射器であるホーン、4は引出し
ケーブル、5はパツキン、6はリング振動子1の
位置決め用リングである。リング振動子1からの
超音波は、イコライザ2′およびホーン3によつ
て平面波に変換されて送波される。車両等の被検
知物体からの反射波は、イコライザ2′およびホ
ーン3によつて集音されてリング振動子1によつ
て対応する電気信号に変換される。
<Description of Embodiments> Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of an ultrasonic transducer according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged perspective view of the ring vibrator shown in FIG. 1, corresponding to FIGS. 6 and 7. Parts are given the same reference numerals. In these figures, 1 is a cylindrical ring vibrator whose one end is fixed to an equalizer 2' which is an internal reflector, 3 is a horn which is an external reflector, 4 is a lead-out cable, 5 is a packing, and 6 is a ring. This is a ring for positioning the vibrator 1. The ultrasonic wave from the ring vibrator 1 is converted into a plane wave by an equalizer 2' and a horn 3, and then transmitted. A reflected wave from a detected object such as a vehicle is collected by an equalizer 2' and a horn 3, and converted into a corresponding electric signal by a ring vibrator 1.

本考案の超音波送受波器では、リング振動子1
の遊端側に弾性体によりリング振動子に応力を加
える状態で接して配置されて、超音波送波後の該
リング振動子1の減衰振動を規制するリング状の
規制手段7を設けている。この実施例では、規制
手段7は、リング振動子1を、該リング振動子1
の軸方向(矢符10で示す方向)に押圧する剛性
の押圧部材8と、該押圧部材8と前記リング振動
子1との間に介在される環状の弾性部材9(弾性
体)とから成る。押圧部材8は金属製であり、リ
ング振動子1と同径の環状部8aと、この環状部
8aと一体的な支持部8bとから成り、ねじ8c
によつてイコライザ2′に適当な押圧力で固定さ
れる。イコライザ2′には、この押圧部材8を締
付け固定するために、軸部2′aが形成される。
押圧部材8の環状部8aとリング振動子1との間
の弾性部材9は、弾性率の大きなゴム等から成
り、リング振動子1と同径に形成される。
In the ultrasonic transducer of the present invention, the ring vibrator 1
A ring-shaped regulating means 7 is provided on the free end side of the ring transducer 1, which is placed in contact with the ring transducer 1 while applying stress to the ring transducer 1 by means of an elastic body, and regulates damped vibration of the ring transducer 1 after ultrasonic wave transmission. . In this embodiment, the regulating means 7 controls the ring vibrator 1 to
It consists of a rigid pressing member 8 that presses in the axial direction (direction shown by arrow 10), and an annular elastic member 9 (elastic body) interposed between the pressing member 8 and the ring vibrator 1. . The pressing member 8 is made of metal and consists of an annular portion 8a having the same diameter as the ring vibrator 1, a support portion 8b integral with the annular portion 8a, and a screw 8c.
is fixed to the equalizer 2' with an appropriate pressing force. A shaft portion 2'a is formed in the equalizer 2' in order to tighten and fix the pressing member 8.
The elastic member 9 between the annular portion 8a of the pressing member 8 and the ring vibrator 1 is made of rubber or the like having a large elastic modulus, and is formed to have the same diameter as the ring vibrator 1.

このように、リング振動子1に弾性部材9を介
して矢符10で示されるように、その軸方向に適
当な応力を加えることによつて、リング振動子1
の軸方向の減衰振動に基づく残響エネルギーが弾
性率の大きな弾性部材9によつて吸収消費され
る。
In this way, by applying an appropriate stress to the ring vibrator 1 in the axial direction as shown by the arrow 10 through the elastic member 9, the ring vibrator 1 is
Reverberation energy based on damped vibration in the axial direction is absorbed and consumed by the elastic member 9 having a large elastic modulus.

第3図は第1図の実施例による残響波Aの短縮
の効果を説明するための波形図であり、第3図A
は従来の電気的あるいは機械的手段によつてリン
グ振動子1の径方向の減衰振動による残響波を短
縮した場合の超音波の送波を示す波形図であり、
第3図Bは第3図Aに対応する検知ゲート信号の
波形図であり、第3図Dは第3図Aと同様に径方
向の減衰振動による残響波を短縮するとともに、
さらにこの実施例によつて軸方向の減衰振動を抑
制した場合の超音波の送波を示す波形図であり、
第3図Cは第3図Dに対応する検知ゲート信号の
波形図である。超音波送受波器は、第3図B、第
3図Cに示される検知ゲート信号がハイレベルの
間、反射波を受波できる状態となつている。
FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the effect of shortening the reverberant wave A according to the embodiment of FIG.
is a waveform diagram showing ultrasonic wave transmission when the reverberation wave due to the radial damped vibration of the ring vibrator 1 is shortened by conventional electrical or mechanical means,
FIG. 3B is a waveform diagram of the detection gate signal corresponding to FIG. 3A, and FIG. 3D is a waveform diagram of the detection gate signal corresponding to FIG.
Furthermore, it is a waveform diagram showing transmission of ultrasonic waves when damped vibration in the axial direction is suppressed by this embodiment,
FIG. 3C is a waveform diagram of the detection gate signal corresponding to FIG. 3D. The ultrasonic transducer is in a state where it can receive reflected waves while the detection gate signals shown in FIGS. 3B and 3C are at a high level.

この実施例によれば、リング振動子1に弾性部
材9を介してその軸方向に適当な応力を加えるこ
とによつて、リング振動子1の軸方向の減衰振動
に基づく残響エネルギーが弾性率の大きな弾性部
材9によつて吸収消費されるので、第3図Aに示
される時間t2にわたる径方向の振動による残響
波と軸方向の振動による残響波との干渉が無くな
り、残響時間が短縮されて第3図Dの状態とな
る。これによつて、検知ゲート信号が第3図Bか
ら第3図Cに示されるようにΔtだけ速くハイレ
ベル、即ち、超音波送受波器が反射波を受波でき
る状態になり、超音波送受波器の近距離からの反
射波の検出が可能となる。この短縮時間Δtは、
約3msecであり、第3図Dに仮想線で示された何
ら残響波抑制手段を講じなかつた場合に比べて約
6msec短縮される。これは、距離に換算した場合
には約1mであり、近距離からの反射波の検出特
性が大幅に改善される。
According to this embodiment, by applying an appropriate stress to the ring vibrator 1 in its axial direction via the elastic member 9, the reverberation energy based on the axially damped vibration of the ring vibrator 1 is reduced to a modulus of elasticity. Since it is absorbed and consumed by the large elastic member 9, there is no interference between the reverberant waves due to the radial vibration and the reverberant wave due to the axial vibration over the time t2 shown in FIG. 3A, and the reverberation time is shortened. The state shown in FIG. 3D is reached. As a result, the detection gate signal becomes high level quickly by Δt as shown in FIG. 3B to FIG. 3C, that is, the ultrasonic transducer becomes able to receive reflected waves, and It becomes possible to detect reflected waves from a short distance from the wave device. This shortened time Δt is
This is approximately 3 msec, which is approximately 3 msec compared to the case where no reverberation wave suppression measures were taken, as shown by the imaginary line in Figure 3D.
Reduced by 6msec. This is approximately 1 m when converted into distance, and the detection characteristics of reflected waves from a short distance are greatly improved.

第4図は第1図の実施例を適用した超音波検知
器の全体の構成を示すブロツク図である。同図に
おいて、11は各回路全体の動作の同期をとるた
めの同期信号発生回路、12は駆動トランス17
を介してこの実施例の超音波送受波器17に駆動
信号を与える送波回路である。超音波送受波器1
7から送波された超音波は、車両18等の検知物
体で反射された後、該超音波送受波器17に帰来
してくる。超音波送受波器17で受波された超音
波は、ここで電気信号に変換されて駆動トランス
16を介して、リミツタ回路15に出力される。
このリミツタ回路15で、該電気信号は振幅制限
を受けて、所定のレベルにまで増幅回路13で増
幅された後、処理回路14で所定の処理が行なわ
れる。なお、径方向の振動は、径方向の残響波抑
圧回路19によつて電気的に抑圧される。
FIG. 4 is a block diagram showing the overall configuration of an ultrasonic detector to which the embodiment of FIG. 1 is applied. In the figure, 11 is a synchronization signal generation circuit for synchronizing the operation of the entire circuit, and 12 is a drive transformer 17.
This is a wave transmitting circuit that provides a driving signal to the ultrasonic transducer 17 of this embodiment via the ultrasonic wave transmitter/receiver 17 of this embodiment. Ultrasonic transducer 1
The ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic transducer 7 return to the ultrasonic transducer 17 after being reflected by a sensing object such as a vehicle 18 . The ultrasonic wave received by the ultrasonic transducer 17 is converted into an electric signal and output to the limiter circuit 15 via the drive transformer 16.
The electric signal is amplitude limited by the limiter circuit 15, amplified to a predetermined level by the amplifier circuit 13, and then subjected to predetermined processing by the processing circuit 14. Note that the radial vibration is electrically suppressed by the radial reverberation wave suppression circuit 19.

第5図は本考案の他の実施例の第2図に対応す
る斜視図であり、対応する部分には同一の参照符
号を付す。この実施例では、リング振動子1の径
方向の振動によつて、副次的に軸方向にも振動す
るという性質に着目し、軸方向の残響エネルギー
を径方向で吸収消費するように構成している。
FIG. 5 is a perspective view corresponding to FIG. 2 of another embodiment of the present invention, and corresponding parts are given the same reference numerals. In this embodiment, focusing on the property that the ring vibrator 1 vibrates in the radial direction, it also vibrates secondarily in the axial direction, and is configured to absorb and consume the reverberant energy in the axial direction in the radial direction. ing.

即ち、この実施例では、リング振動子1の減衰
振動を規制する規制手段としてリング振動子1
を、該リング振動子の径方向内方(矢符10′で
示される方向)に締付ける弾性の締付け部材7′
(弾性体)が、リング振動子1の遊端側に設けら
れる。この締付け部材7′は、ゴムあるいは熱可
塑性エラストマー等の弾性率の大きな材料から成
り、その内径はリング振動子1の外径よりもやや
小さく設定されている。この締付け部材7′をリ
ング振動子1の遊端側に嵌めてこのリング振動子
1を、その径方向内方へ適当な応力で締付ける。
That is, in this embodiment, the ring vibrator 1 is used as a regulating means for regulating the damped vibration of the ring vibrator 1.
an elastic tightening member 7' that tightens the ring oscillator radially inward (in the direction indicated by arrow 10').
(elastic body) is provided on the free end side of the ring vibrator 1. This tightening member 7' is made of a material with a high elastic modulus, such as rubber or thermoplastic elastomer, and its inner diameter is set to be slightly smaller than the outer diameter of the ring vibrator 1. This tightening member 7' is fitted onto the free end side of the ring vibrator 1, and the ring vibrator 1 is tightened inward in the radial direction with an appropriate stress.

これによつて、径方向へ伝わる軸方向の残響エ
ネルギーはこの締付け部材7′によつて吸収消費
され、軸方向の残響波が短くなる。なお、この実
施例では、イコライザ2は、前述の実施例と異な
り、軸部は形成されず、従来例と同様に構成され
る。
As a result, the axial reverberation energy transmitted in the radial direction is absorbed and consumed by this tightening member 7', and the axial reverberation wave becomes shorter. Note that, in this embodiment, the equalizer 2 differs from the previous embodiments in that no shaft portion is formed, and the equalizer 2 is constructed in the same manner as the conventional example.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本考案の一実施例の斜視図、第2図は
第1図のリング振動子付近の拡大斜視図、第3図
は第1図の実施例の効果を説明するための超音波
および検知ゲート信号の波形図、第4図は超音波
検知器の全体のブロツク図、第5図は本考案の他
の実施例の第2図に対応する斜視図、第6図は従
来例の斜視図、第7図は第6図の一部切欠き斜視
図、第8図は超音波の送波波形図である。 1……リング振動子、7……規制手段、7′…
…締付け部材、8……押圧部材、9……弾性部
材。
Fig. 1 is a perspective view of one embodiment of the present invention, Fig. 2 is an enlarged perspective view of the vicinity of the ring vibrator in Fig. 1, and Fig. 3 is an ultrasonic wave for explaining the effect of the embodiment of Fig. 1. 4 is a block diagram of the entire ultrasonic detector, FIG. 5 is a perspective view corresponding to FIG. 2 of another embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram of the conventional example. FIG. 7 is a partially cutaway perspective view of FIG. 6, and FIG. 8 is an ultrasonic waveform diagram. 1...Ring vibrator, 7...Regulating means, 7'...
...Tightening member, 8...Press member, 9...Elastic member.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 (1) リング振動子を備え、超音波を送波するとと
もに、その反射波を受波する超音波送受波器に
おいて、 弾性体を備えたリング状の減衰振動規制手段
を有し、該規制手段は、当該弾性体により前記
リング振動子に応力を加える状態で当該リング
振動子の遊端側に接して配置されていることを
特徴とする超音波送受波器。 (2) 前記規制手段は、リング振動子を該リング振
動子の軸方向に押圧する押圧部材を有してお
り、かつ、その弾性体が、該押圧部材とリング
振動子との間に介在されて成ることを特徴とす
る前記実用新案登録請求の範囲第1項記載の超
音波送受波器。 (3) 前記弾性体が、前記リング振動子を該リング
振動子の径方向内方に締付ける弾性の締付け部
材から成ることを特徴とする前記実用新案登録
請求の範囲第1項記載の超音波送受波器。
[Scope of Claim for Utility Model Registration] (1) In an ultrasonic transducer equipped with a ring vibrator, which transmits ultrasonic waves and receives reflected waves thereof, a ring-shaped damped vibration regulation provided with an elastic body 1. An ultrasonic transducer characterized in that the regulating means is disposed in contact with a free end side of the ring vibrator in a state where stress is applied to the ring vibrator by the elastic body. (2) The regulating means includes a pressing member that presses the ring vibrator in the axial direction of the ring vibrator, and the elastic body is interposed between the pressing member and the ring vibrator. The ultrasonic transducer according to claim 1, characterized in that the ultrasonic transducer comprises: (3) The ultrasonic transmitter/receiver according to claim 1, wherein the elastic body comprises an elastic tightening member that tightens the ring vibrator inward in the radial direction of the ring vibrator. Wave equipment.
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