JPH0537600Y2

JPH0537600Y2 -

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Publication number: JPH0537600Y2
Application number: JP1985202283U
Authority: JP
Priority date: 1985-12-27
Filing date: 1985-12-27
Publication date: 1993-09-22
Anticipated expiration: 2000-12-27
Also published as: JPS62112298U

Description

【考案の詳細な説明】〔考案の目的〕（産業上の利用分野）本考案は、電気付勢に応じて超音波を発生す
る、あるいは、音波に応じた電気信号を発生する
超音波トランスジユーサに関する。

（従来の技術）電圧を機械的変位（形状や位置の変化）に変換
し、圧力を電気信号に変換し得る電気値に変換す
る電気／振動変換素子に振動板を固着した超音波
トランスジユーサは公知である。

第６図に従来の超音波トランスジユーサの一例
を示す。これにおいて、カツプ状の金属製振動板
１の内面に、電圧の印加により変形し、圧力の印
加により電圧を発生するピエゾ素子である電気／
振動変換素子２が、それの１つの電極を振動板１
に接触させた状態で接合されている。素子２のも
う１つの電極には電気リード３の一端が接続され
ており、電気リード３の他端は端子ピン４に接続
されている。振動板１には電気リード５の一端が
接続され、電気リード５の他端は端子ピン６に接
続されている。

底面を金属キヤツプ７で被覆し上面側のフラン
ジ面にＯリング状の弾性材９を接合した絶縁体基
台８に、Ｏリング１０をはめて振動板１の開口縁
を噛合せて、該開口縁をリング状１１にかしめて
該振動板１が基台８に一体に固着されている。

弾性材９およびＯリング１０は、振動板１と基
台８の間を水密にして、ゴミや液体（代表的には
水）の侵入を防止し、かつ、振動板１の振動を妨
げない。

端子ピン４−６間に超音波周波数の電圧を印加
すると、該周波数で素子２が径方向に伸縮し、こ
れにより振動板１が変形し、振動板１の外部に超
音波を発生する。

この種の超音波トランスジユーサの使用態様の
一例を第７ａ図に示す。これは車両後部の障害物
有無および、障害物が有る場合は障害物の距離、
を検出するために、車両の後部バンパーに超音波
トランズジユーサを備えた車両を示す。この例で
は、１つのトランズジユーサより超音波を発信し
て、他の１つ以上のトランスジユーサで反射超音
波を検出する。他に、超音波を発信したトランス
ジユーサで反射波を検出する使用態様もある。

トランスジユーサを装着した超音波センサベー
ス１２の横断面を第７ｂ図に示す。車体の振動が
トランスジユーサに影響しないように、トランス
ジユーサは更に弾性材１３を介してベース１２に
固着されている。

（発明が解決しようとする問題点）第６図に示されるように、振動板１の超音波放
射方向の突出長が大きく、弾性材９をＯリング１
０による弾性シール構造を支持するために基台８
が厚い上に、更に弾性材１３が介挿されるので、
しかも端子ピンが超音波放射方向（と逆向き）に
延びているので、トランスジユーサを収納するセ
ンサベース１２の厚みが大きくなり、バンパー
BRよりの突出長が大きい。したがつて、ベース
１２に物が当つてトランスジユーサが機能不全と
なり易い。第７ａ図に示す態様では、ベース１２
に物が当るまでに、それがトランスジユーサで検
出され、車両が停止されるはずであるが、停止中
に物が当ることが多い。また洗車のときにじやま
になる。のみならず、振動板１全体が基台８およ
びベース１２とは浮いていなければならないが、
ベース１２の収納穴の内側面と振動板１の外側面
の間に泥やゴミが入り易く、これにより振動板１
の機能が低下する。あるいは機能不全となる。泥
やゴミの除去が困難であり、物体検出不全になり
易い。

バンパーBRが物に当つてもよいように、バン
パーBRの内方にトランスジユーサを収納する使
用態様もある。その外観を第８ａ図に示し、横断
面を拡大して第８ｂ図に示す。この使用態様で
は、バンパーBRをその本来の用途（物の排除お
よび車両本体への物の衝突防止）に使用すること
と、超音波の指向方向を狭く限定することを意図
して、センサベース１４をホーン状にして、その
元部にトランスジユーサを装備している。これに
おいてはセンサベース１４内に泥やゴミが入り、
この除去が困難であり、物体検出不全になり易
い。

本考案は、超音波発信方向（受信専用では超音
波到来方向）の厚みが小さい超音波トランスジユ
ーサを提供することを第１の目的とし、車体外部
など、泥やゴミを被り易い場所での、それらの除
去（清掃）が容易な超音波トランスジユーサを提
供することを第２の目的とする。

〔考案の構成〕

（問題点を解決するための手段）本考案においては、振動板を、カツプ状に突出
した振動空間包囲部とそれに連続する平板部を有
するものとして；該振動空間包囲部の内面に電
気／振動変換素子を接合し；振動板の平板部に、
厚み方向に貫通したリード通し穴を有し、電気／
振動変換素子の周りの振動空間を実質上閉じる、
弾力性が低い支持基板を接合し；弾性部材を支持
基板の外表面に接合し；一端が電気／振動変換素
子に接続した電気リードは、電気リード通し穴を
貫通して支持基板に沿つて支持基板の外側面外方
に引出す。

（作用）これによれば、振動板の平板部が支持基板と一
体で固定であり、カツプ状部が振動する。支持基
板は超音波振動に関しては剛体であり、超音波振
動の、振動板以外への伝播を素子し超音波発／受
信効率を高くする。従来と比較して、弾性材９、
Ｏリング１０および取付用弾性材１３の組合せ
が、本考案では前記弾性部材だけになるので、超
音波発／受信方向の厚みが極く小さくなり、取付
けが容易になるばかりでなく、振動板において
は、カツプ状部に連続する平板部があるので、泥
やゴミなどの除去が容易である。

本考案の好ましい実施例では、電気／振動変換
素子の１つの電極は、前述のように電気リードを
外部に引出して超音波発信回路および／又は受信
回路に接続するが、もう１つの電極は、従来と同
様に金属製の振動板に当接させる。この電極は通
常アース接続（共通電位接続）される。そこで、
振動板の平板部にリベツト穴を開け、また支持基
板にもこれに対応する穴を開けてこれらの穴にリ
ベツトを通して支持基板の外表面に電気接続タブ
を当ててリベツト止めする。この電気接続タブは
そのまま、又は電気リードを介してアースに接続
する。支持基板の外表面には弾性部材が接合さ
れ、支持基板の外表面に沿う電気リードおよび電
気接続タブがこの弾性部材で被覆されることにな
る。トランスジユーサの所要部（例えばバンパ
ー）への取付けを容易にするために、また取付強
度を強くするために、弾性部材の外表面にはアル
ミ板などの板材を接合する。取付け作業を容易に
するために、該板材に取付具を固着する。支持基
板、弾性部材および板材の、電気リード引出し側
外側面およびタブ引出し側外側面は、電気リード
引出しシール用およびタブ引出しシール用の弾性
絶縁材で被覆する。

本考案の他の目的および特徴は、図面を参照し
た以下の実施例の説明より明らかになろう。

（実施例）第１図に本考案の一実施例の外観を示し、第２
図および第４図にその−線断面および−
線断面を示し、第３図に組立前の構成要素の外観
を示す。振動板１は長方形のアルミ薄板であり、
プレスにより非対称台錐形のカツプ状部が、平板
部より突出させて形成されている。このカツプ状
部の最突出部の内面に円板状のピエゾ素子２、す
なわち電気／振動変換素子が接合され、その表面
の電極が振動板１に接触している。も１つの電極
には電気リード３の一端が接続されている。

振動板１の平板部の長辺には90度の折返し１
ａ，１ｂが形成され、平板部には、鉄板１５、す
なわち振動板１の振動に対しては剛体として作用
し振動を遮断する弾力性が低い支持基板、の表面
が接合され、また、折返し１ａ，１ｂに鉄板１５
の長辺の側面が接合されている。この鉄板１５が
振動板１のカツプ状の内空間を閉じている。この
鉄板１５には、それを厚み方向に貫通するリード
引出し穴２２が開けられており、この穴２２を電
気リード３が貫通して鉄板１５に沿つてその外側
端（短辺）に引き出されている。

また、振動板１の平板部と鉄板１５のもう１つ
の短辺の縁部には、リベツト１６を通す穴が開け
られており、この穴にリベツト１６が通され、リ
ベツト１６のかしめにより電気端子タブ１７が鉄
板１５に接合して固着されている。振動板１が金
属板（アルミ薄板）であつて導電体であり、リベ
ツト１６および鉄板１５も勿論導電体であるの
で、タブ１７は、リベツト１６および振動板１を
通して、また、鉄板１５および振動板１を通し
て、ピエゾ素子２の１つの電極に電気的に接続さ
れていることになる。

鉄板１５の、ピエゾ素子２に対向する面の裏側
の面には、弾力性が高く振動（トランスジユーサ
支持部よりの振動）吸収効果が高く、空気孔の多
い材質の発泡合成樹脂板１８が接合されている。
この樹脂板１８には、トランスジユーサの底板と
してアルミ薄板１９が接合され、更にアルミ薄板
１９に、取付けを簡易にするための比較的に可撓
性が高い永久磁石板（この例では短辺の１つがＮ
に他方がＳに分極）２０が接合されている。

振動板１、鉄板１５、樹脂板１８、アルミ薄板
１９および永久磁石板２０の両短辺の外側面、な
らびに、両長辺の外側面は可撓性の、電気端子部
シール用のモールド樹脂２１ａ，２１ｂおよび２
１ｃ，２１ｄで被覆されている。

このトランスジユーサ（第１図、第２図および
第４図）の組立を第３図を参照して説明すると、
ピエゾ素子２を固着した振動板１に鉄板１５を接
合しこのときピエゾ素子２に接続した電気リード
３を鉄板１５の穴２２に通して、振動板１と鉄板
１５を一体化してからリベツト１６で鉄板１５の
裏面にタブ１７を固着する。次に、予めアルミ板
１９と永久磁石２０を接合した樹脂板１８を鉄板
１５の裏面に接合する。そして、短辺の側端面を
モールド樹脂２１ａおよび２１ｂで被覆する。

以上に説明したトランスジユーサは、鉄フレー
ムの表側に樹脂体を接合したバンパの、該樹脂体
に開けたトランスジユーサ取付穴EH（第２図）
に挿入する。この挿入によりトランスジユーサの
永久磁石がバンパの鉄フレームに接合する。タブ
１７に接続した電気リード（図示せず）と電気リ
ード３は、該鉄フレームを貫通した穴を通してバ
ンパの裏側に配線する。取付穴に泥やゴミが侵入
しても、カツプ状部と取付穴EHの間に、平板部
対応の空間があるので、それらの除去が容易であ
る。

なお、アルミ板１９は、樹脂板１８の裏面補強
用であり、永久磁石２０は簡易固着用のものであ
り、用途によつては、両者共に、あるいは一方
を、省略可能である。これらを備えている場合、
ならびに、これらを省略している場合のいずれに
おいても、樹脂板１８がトランスジユーサ取付側
（例えばバンパ）からトランスジユーサへの振動
を遮断する。また、リード通し穴２２を通して振
動空間が樹脂板１８のリード通し溝に連通してお
り、振動板１の振動圧を樹脂板１８が吸収し、ア
ルミ板１９への超音波振動の伝播を実質上遮断す
る。振動板１は、そのカツプ状部が振動し、平板
部は鉄板１５に接合されているので、振動しな
い。すなわち振動板１の振動は鉄板１５で反射さ
れ、樹脂板１８に伝播しないので、減衰が小さ
い。これは振動板１の電気／振動変換効率を悪化
させずにトランスジユーサを薄形化するのに貢献
する。

また、第４図に示すように、振動板１のカツプ
状部を上下非対称にしているので、発信超音波の
指向方向は、振動板１の先端面に垂直な線から、
外れた方向、この実施例では上方向になつてい
る。このように、カツプ状部の形状を非対称にす
ることにより、超音波の指向方向を任意に設定で
きる。

上述した本考案のトランスジユーサの、形状の
具体的な一例は次の通りである。

XW（長辺長）：28mm YW（短辺長）：25mm 振動板１の厚：0.8mm カツプ高PH：２mm 素子２取付面（最突出面）：12mm×12mm カツプ状部の底：長辺22mm×短辺19mm UT：５mm DT：２mm（上下非対称、左右対
称）鉄板１５厚：1.6mm 樹脂板１８（ウレタン）
厚：２mm アルミ板１９厚0.8mm 永久磁石板２０厚：２
mm 樹脂板１８下面からトツプ（音波発信端）まで
の高さ：6.4mm 底（永久磁石板２０下面）からトツプ（音波発
信端）までの高さ：9.2mm なお、上記実施例においては、トランスジユー
サの外側周面をシール樹脂２１ａ〜２１ｄで矩形
状にモールドしているが、更にモールドの強度を
高めるときには、第５ａ図、第５ｂ図および第５
ｃ図に示すように、振動板１の下面にシール樹脂
２１ｂの上端面を接合させるか、シール樹脂２１
ｂを振動板１の下面と永久磁石２０の上面の間に
埋設するか、あるいはシール樹脂２１ｂを振動板
１の下面と永久磁石２０の上面の間に埋設すると
共にシール樹脂２１ｂでそれらの外側面を被覆す
る。

〔考案の効果〕

以上の通り本考案は、カツプ状に突出した振動
空間包囲部とそれに連続する平板部を有する振動
部材に弾力性が低い支持基板を接合したものであ
るので、該支持基板が、振動板以外への超音波振
動の伝播を阻止し、超音波発／受信効率が高い。

更に、電気リードは該支持基板を貫通し基板平
面に沿つて側面に引出したので、超音波発射方向
の高さが低く、トランスジユーサを物体に取付け
た状態でも、電気端子は側面外方に延びるので超
音波発射方向の取付高さが小さくなる。したがつ
て、トランスジユーサの超音波発射面を外気に露
出させる使用態様において、トランスジユーサに
物が衝突する可能性が低くなり、その分破損の危
険性が低い。のみならず、例えば第２図に示すよ
うに開口EH内にトランスジユーサを装備する場
合、カツプ状部の周囲に平板部があつて、カツプ
状部と開口EHの間に比較的に広い空間があるの
で、仮に泥やゴみが開口EHに侵入しても、その
除去が容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の外観を示す斜視
図、第２図は第１図の−線断面図、第３図は
第１図に示す超音波トランスジユーサの分解斜視
図、第４図は第１図の−線断面図である。第
５ａ図、第５ｂ図および第５ｃ図はそれぞれ、本
考案の他の実施例のモールド部分のみを示す断面
図である。第６図は従来の超音波トランスジユー
サの１つの縦断面図、第７ａ図はこのトランスジ
ユーサを装備した車両を示す斜視図、第７ｂ図は
第７ａ図に示すセンサベース１２の横断面図であ
る。第８ａ図は第６図に示す超音波トランスジユ
ーサを装備した他の車両を示す斜視図、第８ｂ図
は第８ａ図に示すセンタベース１４の横断面図で
ある。１……振動板（振動部材）、２……ピエゾ素子
（電気／振動変換素子）、３，５……電気リード、
４，６……端子ピン、７……金属キヤツプ、８…
…基台、９……弾性材、１０……Ｏリング、１１
……かしめリング溝、１２，１４……センタベー
ス、BR……バンパー、１３……弾性材、１５…
…鉄板（弾性が低い支持基板）、１６……リベツ
ト、１７……端子タブ、１８……樹脂板（弾性部
材）、１９……アルミ板、２０……永久磁石、２
１ａ，２１ｂ……モールド樹脂、２２……電気リ
ード通し穴。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】カツプ状に突出した振動空間包囲部とそれに連
続する平板部を有する振動部材；該振動空間包囲部の内面に接合された電気／振
動変換素子；厚み方向に貫通した電気リード通し穴を有し、
振動部材の平板部に接合され、電気／振動変換素
子の周りの振動空間を実質上閉じる、弾力性が低
い支持基板；支持基板の外表面に接合された弾性部材；およ
び、一端が電気／振動変換素子の電極に接続され、
電気リード通し穴を貫通して支持基板に沿つて支
持基板の外側面外方に延びた電気リード；を備える超音波トランスジユーサ。