JPH0685600U - 超音波センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 超音波センサに組み込まれたセンサ本体部の
角度調整時の回転性を損なうことなく、センサ本体部を
適切に固定保持できるようにし、外部振動等に原因して
センサ本体部の設定角度が不当に変更されないようにす
る。 【構成】 超音波振動子３ｂを有するセンサ本体部３
と、このセンサ本体部３を収容させるための前面開口部
１０を有するハウジングケース１と、このハウジングケ
ース１の前面開口部１０からセンサ本体部３が脱落する
のを阻止すべく前記前面開口部１０の内周縁に内向き状
に突設された係止用凸部１１と、前記センサ本体部３の
外周球面部３０の後部を前方側へ押圧する押圧手段４、
５とを備えた超音波センサであって、前記センサ本体部
３の外周球面部３０の前部側と前記係止用凸部１１との
相互間には、弾性部材９が設けられている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、超音波を送波した後にその反射波を受波することにより障害物の存 在を検知する如き用途に使用される超音波センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、この種の超音波センサとしては、例えば図５に示すようなものが存在す る。 即ち、この従来のものは、ハウジングケース１ｅの先端部の内側に、超音波の 送受波を行わせるための超音波振動子（不図示）を内蔵したセンサ本体部３ｅを 収容させた構造である。そして、かかるセンサ本体部３ｅの後部を板バネ４ｅに よって前方側へ押圧付勢させ、センサ本体部３ｅの外周球面部３０の前部側をハ ウジングケース１ｅの内周面に突設された係止用凸部１１に当接させることによ り、センサ本体部３ｅを角度調整可能に保持させたものである。 かかる構成の超音波センサによれば、センサ本体部３ｅを回転させてその取付 角度を変更させることにより、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、超音波センサ Ｓｅの検知エリアの方向を任意に変更することができる。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記従来のものでは、センサ本体部３ｅの外周球面部３０の前 部を、ハウジングケース１ｅの係止用凸部１１に対して直接当接させているに過 ぎないために、次のような難点を生じていた。 即ち、前記係止用凸部１１は、ハウジングケース１ｅと同様な例えば合成樹脂 等の硬質の材質で形成されるのが通例であり、この係止用凸部１１は、板バネ４ ｅとは異なり、センサ本体部３ｅに対して積極的な押圧力を付与するものではな い。そして、この係止用凸部１１とセンサ本体部３ｅとの摩擦係数もかなり小さ な値となる。 従って、従来では、センサ本体部３ｅに対する板バネ４ｅの押圧力を弱く設定 したのでは、センサ本体部３ｅを適切に回転止めさせた状態に固定保持させるこ とができない。かかる場合には、例えば超音波センサの取付け位置の周辺に振動 が発生すると、かかる振動に原因して、センサ本体部３ｅの設定角度が容易にず れてしまい、検知エリアが不当に変更されるという不具合が発生していた。

【０００４】 尚、上記難点を解消するには、板バネ４ｅの押圧力をかなり大きくする必要が ある。 ところが、このように板バネ４ｅの押圧力を大きくしたのでは、センサ本体部 ３ｅの回転性が失われ、検知エリアの変更に際してのセンサ本体部３ｅの角度調 整を滑らかに行えないという難点が発生していた。

【０００５】 本考案は上記の点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、超音 波センサに組み込まれたセンサ本体部の角度調整時の回転性を損なうことなく、 センサ本体部を適切に固定保持できるようにして、外部振動等に原因してセンサ 本体部の設定角度が不当に変更されないようにする点にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために提案された請求項１に記載の本考案に係る超音波セ ンサは、超音波の送受波を行わせるための超音波振動子を有するセンサ本体部と 、このセンサ本体部を収容させるための前面開口部を有するハウジングケースと 、このハウジングケースの前面開口部からセンサ本体部が脱落するのを阻止すべ く前記前面開口部の内周縁に内向き状に突設された係止用凸部と、前記センサ本 体部の取付け角度を調整自在とすべくセンサ本体部の外周球面部の後部を前方側 へ押圧する押圧手段とを備えた超音波センサであって、前記センサ本体部の外周 球面部の前部側と前記係止用凸部との相互間には、弾性部材が介在して設けられ ている。

【０００７】 請求項２に記載の本考案に係る超音波センサは、上記請求項１の構成において 、前記弾性部材はＯリングとして構成されている。

【０００８】 請求項３に記載の本考案に係る超音波センサは、上記請求項１又は２の構成に おいて、前記押圧手段が、センサ本体部の外周球面部の後部に当接する弾性部材 と、この弾性部材をセンサ本体部の前面側方向へ押圧する板バネとから構成され ている。

【０００９】

【作用】

上記構成を特徴とする請求項１に記載の本考案に係る超音波センサにおいては 、センサ本体部の外周球面部の前部側が弾性部材に当接されるために、かかる弾 性部材の弾性復元力を利用してセンサ本体部の保持が行える他、かかる弾性部材 とセンサ本体部の両者間の摩擦力を、センサ本体部の外周球面が係止用凸部に対 して直接当接する場合よりも大きくすることができる。 従って、かかる弾性部材によってセンサ本体部の回転を阻止する力を発揮させ 得ることとなって、センサ本体部の固定・保持力を高めることができ、外部から 振動が付与された場合であっても、センサ本体部が不当に回転するようなことを 解消させることができる。 一方、センサ本体部の設定角度を変更する際において、センサ本体部の前面側 を後方側へ押圧し、後退させれば、センサ本体部の外周球面部の前部側と前記弾 性部材との接触状態を解除させることができ、又はそれら両者間の摩擦力を減少 させることができる。 従って、このような状態では、もはや前記弾性部材がセンサ本体部の回転を阻 止する大きな力を発揮しないために、センサ本体部を滑らかに回転させて、その 設定角度の変更を容易に行うことができる。

【００１０】 請求項２に記載の本考案に係る超音波センサにおいては、前記弾性部材がＯリ ングとして構成されていることにより、センサ本体部の外周球面部の前部側とハ ウジングケースの係止用凸部との両者間の隙間を、このＯリングによって気密状 態に密封することが可能となる。 従って、センサ本体部よりも後方側に配置されてハウジングケース内に収容さ れた各機器の防水、防塵等が図れることとなる。

【００１１】 請求項３に記載の本考案に係る超音波センサにおいては、センサ本体部の後部 にも弾性部材を当接させた状態でセンサ本体部の保持が行えるために、センサ本 体部が不用意に回転することを一層確実に阻止できることとなる。 また、センサ本体部の後部に当接する弾性部材を板バネによって前方に押圧さ せているために、センサ本体部の角度調整を行う場合においてセンサ本体部を後 方側に押圧したときには、板バネを後方へ大きく撓ませてセンサ本体部を回転さ せることができる。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案の一実施例について図面を参照して説明する。 図１は本考案に係る超音波センサＳの一例を示す断面図である。 この超音波センサＳは、前側ケース１ａと後側ケース１ｂとから形成されたハ ウジングケース１、中空円板状のカバープレート２、ハウジングケース１の前側 ケース１ａに形成された前面開口部１０内に配置されたセンサ本体部３、及び前 面開口部１０内に配置されたＯリング９を具備している。 また、これら以外として、センサ本体部３を前方側（矢印ａ方向）に押圧させ るための板バネ４、この板バネ４とセンサ本体部３との両者間に介装された押圧 体５、回路基板６等も具備している。

【００１３】 上記のうち、センサ本体部３は、外周球面部３０が形成された略球状の中空ケ ーシング３ａ内に、超音波振動子３ｂを所定のホルダー３ｃに保持させて内蔵さ せたもので、その前面部に開設された開口部３ｄから超音波の送波と受波が実行 できるように構成されている。 回路基板６は、前記センサ本体部３の超音波振動子３ｂとシールド線７を介し て接続されており、所定の高周波（トーンバースト波）の電圧信号を超音波振動 子３ｂに供給することにより超音波振動子３ｂから超音波が送波されるように構 成されている。また、かかる超音波が障害物に当たって反射されると、その反射 波が超音波振動子３ｂで受波されて電圧信号に変換され、回路基板６では、かか る電圧信号を増幅し、またノイズ除去や検波等の信号処理を実行することにより 障害物の存在の有無の検知判断を実行するように構成されている。

【００１４】 Ｏリング９は、例えばシリコンゴムやその他の弾性を有する材質のもので、本 考案に係る弾性部材に相当する。このＯリング９は、前側ケース１ａの前面開口 部１０の内周面に内向き状に突設された係止用凸部１１の内側（後方側）に配置 されている。 尚、係止用凸部１１は、センサ本体部３が前面開口部１０の前方側へ脱落する のを阻止するためのものであるが、これと同時にＯリング９の脱落防止機能も発 揮する。

【００１５】 板バネ４は、弾力性に富む薄肉のバネ鋼材等で形成されたもので、センサ本体 部３を前方側へ押圧するようにその左右両端又は上下両端部がネジ８、８によっ て前側ケース１ａの所定の壁部に止着されている。 また、かかる板バネ４の中央部には押圧体５が取付けられている。この押圧体 ５としては、例えばそれら全体がシリコンゴムその他の弾性を備えた材質で構成 されたものを適用できるが、それ以外として、例えば図２に示すような構成のも のを適用してもよい。 即ち、図２に示す押圧体５は、合成樹脂等で形成された所定形状のケース５ａ の前面部に、やはりシリコンゴム等の弾性を備えた材質のＯリング５ｂを装着し たもので、このＯリング５ｂがセンサ本体部３の外周球面部３０の後部に当接す るように板バネ４に支持されている。 センサ本体部３は、上記板バネ４及び押圧体５によって前方に押圧されること により、その外周球面部３０の前部側が、係止用凸部１１に係止された状態のＯ リング９に当接した状態に設けられ、これによりセンサ本体部３は前側ケース１ ａ内で球面摺動自在に保持されている。

【００１６】 上記構成の超音波センサＳは、例えば家屋の天井面や壁面等に設置した状態で 、所定の検知エリアに超音波を送波し、その反射波を検波することにより、障害 物や人体検知等を行う用途に使用される。 而して、この超音波センサＳでは、センサ本体部３の後部に押圧体５のＯリン グ５ｂが接触しているだけではなく、センサ本体部３の前部側にも他のＯリング ９が接触している。 従って、かかるセンサ本体部３は、その前後両位置が、何れも摩擦力の大きな Ｏリング９、５ｂによって保持された状態であるから、例えばこの超音波センサ Ｓに対して外部から多少の振動が付与されても、センサ本体部３は容易には回転 しないこととなる。 その結果、この超音波センサＳの検知エリアが不当に変更されるようなことは ない。

【００１７】 次に、超音波センサＳによる検知エリアを積極的に変更したい場合があるが、 かかる場合には、図３に示すように、センサ本体部３の前面部を矢印ｂ方向の後 方側へ押圧してから、センサ本体部３を回転させればよい。 センサ本体部３を押圧して後退させれば、Ｏリング９とセンサ本体部３との両 者を非接触の状態、又はこれら両者が非常に弱い摩擦力で軽く接触した状態にす ることができる。 従って、かかる状態では、Ｏリング９との接触による摩擦抵抗力が減少した分 だけ、センサ本体部３を滑らかに回転させることができることとなる。 即ち、センサ本体部３の固定保持に際しては、Ｏリング９との接触による摩擦 力を利用してセンサ本体部３を確実に固定させることができる一方で、センサ本 体部３を回転させるときには、かかるＯリング９との接触による摩擦力を減少さ せることができる。 その結果、超音波センサＳの検知エリアの変更作業を容易に行うことができる 。

【００１８】 尚、上記実施例では、センサ本体部３の後部側にＯリング５ａ等の弾性部材を 当接させているために（請求項３に相当）、センサ本体部３の固定保持を一層確 実に行える利点が得られる。 但し、請求項１及び２に記載の本考案ではかかる構成は必須要件ではなく、例 えば板バネ４をセンサ本体部３の後部に直接当接させるようにしてもよい。

【００１９】

【考案の効果】

以上の説明から理解されるように、請求項１乃至３に記載の本考案に係る超音 波センサでは、センサ本体部の前面部側に弾性部材を接触させることにより、セ ンサ本体部の固定保持力を増大させることができるために、センサ本体部の回転 性を損なうほどセンサ本体部に対する押圧力を過大しなくても、振動等に原因す るセンサ本体部の不当な回転を防止することができ、検知エリアを適正な状態に 維持することができるという格別な効果が得られる。 特に、本考案では、センサ本体部を回転させてその角度変更を行うときには、 センサ本体部を後方側に押圧させることにより、センサ本体部の前部側と弾性部 材との接触摩擦力を減少させることができるので、センサ本体部の回転操作を滑 らかにすることができ、弾性部材を設けたことによって回転性を損なうような不 具合を生じさせないという効果が得られる。

【００２０】 また、請求項２に記載の本考案によれば、Ｏリングとして構成された弾性部材 を気密又は防水用のシール材として機能させることができ、超音波センサ内に組 み込まれた電子部品等の保護が図れるという利点が得られる。

【００２１】 請求項３に記載の本考案によれば、センサ本体部の後部側にも弾性部材が当接 されることにより、センサ本体部が不用意に回転することを一層確実に阻止でき ると共に、センサ本体部の角度調整を行う際にはその弾性部材を押圧している板 バネを大きく後方へ撓ませることによりセンサ本体部をスムースに回転させるこ とができる利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る超音波センサの一実施例を示す断
面図。

【図２】図１に示す超音波センサに適用された押圧体の
一例を示す要部斜視図。

【図３】図１に示す超音波センサのセンサ本体部の角度
調整を行う場合の一例を示す断面図。

【図４】（ａ）、（ｂ）は超音波センサで障害物検知を
行う場合の検知エリアの設定状態の一例を示す説明図。

【図５】従来の超音波センサの一例を示す断面図。

【符号の説明】

１ ハウジングケース １ａ 前側ケース（ハウジングケース） １ｂ 後側ケース（ハウジングケース） ２ カバープレート ３ センサ本体部 ３ｂ 超音波振動子 ４ 板バネ ５ 押圧体 ５ｂ Ｏリング ６ 回路基板 ７ シールド線 ８ ネジ ９ Ｏリング（弾性部材） １０ 前面開口部 １１ 係止用凸部 Ｓ 超音波センサ

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】超音波の送受波を行わせるための超音波振
   動子を有するセンサ本体部と、このセンサ本体部を収容
   させるための前面開口部を有するハウジングケースと、
   このハウジングケースの前面開口部からセンサ本体部が
   脱落するのを阻止すべく前記前面開口部の内周縁に内向
   き状に突設された係止用凸部と、前記センサ本体部の取
   付け角度を調整自在とすべくセンサ本体部の外周球面部
   の後部を前方側へ押圧する押圧手段とを備えた超音波セ
   ンサであって、 前記センサ本体部の外周球面部の前部側と前記係止用凸
   部との相互間には、弾性部材が介在して設けられている
   ことを特徴とする超音波センサ。
2. 【請求項２】上記弾性部材が、Ｏリングとして構成され
   ている請求項１に記載の超音波センサ。
3. 【請求項３】上記押圧手段が、センサ本体部の外周球面
   部の後部に当接する弾性部材と、この弾性部材をセンサ
   本体部の前面側方向へ押圧する板バネとから構成されて
   いる請求項１又は２に記載の超音波センサ。