JPH0736083U

JPH0736083U - 超音波センサ

Info

Publication number: JPH0736083U
Application number: JP6735193U
Authority: JP
Inventors: 周笹森
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1993-12-17
Filing date: 1993-12-17
Publication date: 1995-07-04

Abstract

(57)【要約】【目的】超音波センサにおいて、超音波パルス送波時
の残響及び振動を短時間に抑制すること。【構成】一端が開放された有底のケース２の内底面に
圧電振動子１を固着し、吸音材で残響を減衰させた超音
波センサにおいて、油性液体を浸透させた吸音材７によ
り圧電振動子１を接触又は接触加圧したことを特徴とす
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は超音波センサに係り、特に超音波パルス送波時の残響及び振動を短時間に抑制したものに関する。

【０００２】

【従来の技術】

超音波センサは、発生した超音波を検知物体に反射させこれを受信することにより物体検知、物体までの距離検知等に利用されている。

【０００３】従来、超音波センサは、図３（Ａ）に示す如く、一端が開放されたケース２の底部分に圧電振動子１をはり付け、開放している側のケース２内をスポンジやフェルト等の吸音材３、ゴム材等のダンパー材４で封止した。

【０００４】あるいは、図３（Ｂ）に示す如く、ケース２の内をスポンジやフェルト等の吸音材３、ゴム材等のダンパー材４で封止するとともにさらにＯリング等のクッション５により基板６を固着してその一端を封止していた。

【０００５】いま、図示省略した端子より、電圧振動子１に対し、図４に示す如く、時間ｔ ₀ の間、駆動信号Ｖｄを印加すると、圧電振動子１は、図３に示す矢印方向に超音波を出力する。このとき、ケース２内に、図４に示す残響時間ｔ₁の間残響や振動が存在するので、超音波が検知物体より反射して受信した反射信号Ｖｒを残響信号と区別することが必要となる。従って、残響時間ｔ₁のうち、反射信号Ｖｒより大きな残響信号が存在しているとき、反射信号と残響信号は分離できないため、ｔ₁′までが反射信号が残響信号に隠れる測定不可能時間となり、物体を検知することができない。

【０００６】通常検知物体までの距離Ｌ（メートル）は下記により得られる。Ｌ＝１／２（３３１＋０．６Ｔ）ｔこの式で、Ｔは摂氏温度、またｔは反射信号が入力されるまでの時間（秒）である。

【０００７】従って、近距離の物体を検知するためには、前記ｔ₁で示される残響信号の存在時間を小さく抑制することが必要である。このため前記図３（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、吸音材３やダンパー材４を用いたり、これにクッション５を介して基板６を配置していた。

【０００８】また、残響信号等を抑制するための手法として特開昭６１−２９６８９９号公報、特開昭６２−２６９０７８号公報等がある。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

ところで前記図３に示すものは、いずれも圧電振動子１を吸音材３とダンパー材４で抑圧するだけのため圧電振動子１と吸音材３との間あるいはケースと吸音材との間に空胴が存在し、残響信号の抑圧が不充分であり残響時間、測定不可能時間が長くなり、短距離の物体に対しては測定、検知ができないという欠点があった。

【００１０】また前記特開昭６１−２９６８９９号公報に記載されたものは、圧電振動子をゴムとスポンジの積層体、あるいは厚いバッキング層で抑圧するものである。しかし、これは、圧電振動子とゴム層あるいは圧電振動子とバッキング層との間に反射面が存在し、残響信号の抑圧には不充分であった。しかもこれにケースを被せた場合に、ケースとこれらゴム層、バッキング層との間に空胴部分及び反射面が存在する。従って圧電振動子及びケースに対する残響抑制、振動抑制が不充分であった。

【００１１】前記特開昭６２−２６９０７８号公報に記載されたものは、圧電振動子の背面は何も抑制されていないので、これまた残響抑制、振動抑制には不充分であった。

【００１２】従って本考案の目的は、これらの残響抑制、振動抑制が不充分であることを改善した、測定不可能時間、残響時間の短い、超音波センサを提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

前記目的を達成するため、本考案の超音波センサでは、図１に示す如く、一端が開放された有底のケース２の内底面に、圧電振動子１を固着し、この圧電振動子１の固着面と反対側に油性液体を浸透させた吸音材７をこの圧電振動子１に接触又は接触加圧する。

【００１４】

【作用】

これにより、圧電振動子１に油性液体を浸透させた音響インピーダンスの大きな吸音材７を用いて、圧電振動子１及びケース２との空胴が存在しないように構成し、さらに吸音材７は、ケース２及びダンパー材４との音響インピーダンスをマッチングすることにより残響の発生や振動の発生を抑制するので、残響発生や振動発生を効果的に抑制することができるので、残響時間ｔ₁を短くすることができる。

【００１５】

【実施例】

本考案の一実施例を図１に基づき説明する。図１は本考案の一実施例構成図であり、１は圧電振動子であって、例えば圧電セラミック振動子により構成され、駆動信号を印加されることにより超音波を発生するもの、２は有底のケースであって、例えば筒状に構成されるもの、４はダンパー材であり、例えばゴム材で構成されるもの、７は吸音材であり、油性液体が浸透されている。

【００１６】吸音材７は音がこもらないポーラスなもので構成され、油性の液体が浸透できるフェルトやスポンジがよい。しかし吸音材７はこれらに限定されるものではなく、布や紙等も使用できる。

【００１７】この吸音材７に含浸される油性液体としては、シリコンオイルが使用できるが、これに限定されるものではない。いま図１に示す如く、ケース２の底に圧電振動子１を取付けた後、このケース２の開口側にシリコンオイルを含浸させたスポンジの吸音材７を圧電振動子１に接触又は接触加圧し、さらにダンパー材４を重ねて超音波センサを構成した。なお、圧電振動子１に電圧を印加するための端子は説明簡略のため、図示省略した。

【００１８】これにより、油性液体の含浸され音響インピーダンスの大きな吸音材７により、吸音材７と圧電振動子１との間及び吸音材７とケース２との間は空胴の存在なく密に抑圧され、しかも吸音材７に油性液体を含浸させたことにより音響インピーダンスの大きなもので抑圧する。しかも吸音材７はケース２及びダンパー材４との音響インピーダンスマッチングすることになり、更に抑圧効果を一層大きくすることができた。この結果残響時間ｔ₁が約３５％、判定不可能時間ｔ₁′が約３０％それぞれ従来のものより短くすることができた。

【００１９】本考案の第２実施例を図２にもとづき説明する。図２の実施例は、圧電振動子１を有底の円筒状のケース２の底部に取り付け、その開口側にシリコンオイルを含浸させたスポンジの吸音材７を重ねて圧電振動子１に接触又は接触加圧するものである。

【００２０】これによるも、その残響時間、判定不可能時間は、大幅に短く改善された。例えばスポンジの吸音材を圧電振動子に重ねた場合に比較して、これまた図１の場合と同様に、大幅に改善された。

【００２１】なお前記各実施例では吸音材にシリコンオイルを含浸させた例について説明したが、吸音材にしみ込ませる油性の液体としてはこれのみに限定されるものではなく、他のものでもよい。

【００２２】また、吸音材に浸透できる液体としては、例えばシリコン樹脂やフッソ樹脂のように、浸透後にゲル状、つまりゴム状に自然硬化、常温硬化により固まるものを使用することもできる。

【００２３】

【考案の効果】

本考案によれば、吸音材に液体を含浸させたものを圧電振動子に接触又は接触加圧したので、吸音材と圧電振動子及び吸音材とケースとの間を空胴の存在なく密に抑圧するとともに、音響インピーダンスの大きなもので抑圧することができるので、抑圧効果を大きくし、圧電振動子やケースの残響振動を効果的に抑制することができ、反射信号の判定可能状態に早く到達することができる。

【００２４】また吸音材はケース及びダンパー材との音響インピーダンスをマッチングすることにより一層残響の発生や振動の発生を抑制することができる。従って従来できなかった近距離における物体の検出が誤りなく容易に可能となる。また遠距離〜近距離の物体及び距離の検出を、特別なセンサを使用することなく可能とすることができる。しかもこの場合、従来の構造の超音波センサの吸音材部分に油性液体を含浸させるのみで、このことが可能となるので、従来のものとほぼ同じ超音波センサで検出可能となり、高価な測定装置を使用せず、安価なものでできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例構成図を示す。

【図２】本考案の第２実施例構成図を示す。

【図３】従来例構成図を示す。

【図４】超音波センサの動作特性説明図を示す。

【符号の説明】

１圧電振動子２ケース３吸音材４ダンパー材５クッション６基板７吸音材

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】一端が開放された有底のケース（２）の
内底面に圧電振動子（１）を固着し、吸音材で残響を減
衰させた超音波センサにおいて、油性液体を浸透させた吸音材（７）により圧電振動子
（１）を接触または接触加圧したことを特徴とする超音
波センサ。
【請求項２】前記吸音材（７）は、フェルト、スポン
ジ、布、又は紙に油性液体を浸透させたものであること
を特徴とする請求項１記載の超音波センサ。
【請求項３】前記油性液体はシリコンオイルであるこ
とを特徴とする請求項１又は請求項２記載の超音波セン
サ。
【請求項４】前記油性液体は吸音材（７）に浸透した
後でゴム状に固まるものであることを特徴とする請求項
１又は請求項２記載の超音波センサ。
【請求項５】前記吸音材（７）の圧電振動子（１）の
反対側にダンパー材（４）を積層したことを特徴とする
請求項１又は請求項２記載の超音波センサ。