JP2010025674A - 超音波センサ - Google Patents

Abstract

【課題】ケーブルを容易に挟持させることができるとともにケーブルが傷むのを防ぐことができる張力止め部を備えた超音波センサを提供する。
【解決手段】超音波を送波又は受波若しくは送受波する超音波振動子を有する超音波素子１と、超音波を通過させる開口２０ａを有するとともに超音波素子１を収納するボディ２及びカバー３から成る筐体４と、カバー３と一体に形成されて外部から引き回されるケーブルＣをカバー３との間で挟持して張力止めする張力止め部３１とを備え、張力止め部３１は、一端部がカバー３と一体に形成されるとともにカバー３から所定の距離だけ離れた位置とカバー３との間でケーブルＣを挟持する位置との間で撓み自在な主片３１ａと、主片３１ａの他端部に設けられて人の手の指で摘むための摘み部３１ｃとから成る。
【選択図】図１

Description

本発明は、超音波の送波又は受波若しくは送受波に用いられる超音波センサに関する。

従来から、例えば超音波を監視空間内に放射しておき、監視空間内に存在する物体の移動に伴ってドップラー効果として生じる反射波の周波数偏移を検出することで物体の移動を検知するドップラー式の移動体検出装置に用いられる超音波センサが知られている。一般的に、このような移動体検出装置には、超音波を送波する送波用の超音波センサ、超音波を受波する受波用の超音波センサ、送波部及び受波部を制御するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）を一つの筐体に一体に形成するもの、若しくはこれらを別々の筐体で構成して各部をリード線等で接続するものがある。後者の場合には、輸送時や装置を設置する際の組立作業時において各超音波センサのリード線等が接続されるコネクタに応力がかからないようにリード線等を張力止めする必要がある。このような張力止め構造を有した装置が例えば特許文献１，２に開示されている。以下、特許文献１に記載の電子装置について図面を用いて説明する。

この従来例は、車両に搭載される圧力検出装置であって、図５に示すように、センサ本体１０２に設けられた雄型コネクタ１０１と、ケーブル１０３の一端に接続された雌型コネクタ１００とを嵌合することで構成され、センサ本体１０２の側面には、ケーブル１０３を張力止めするための張力止め部１０４が一体に形成されている。張力止め部１０４は、ケーブル１０３を支える一対の突起１０４ａ，１０４ｃと、ケーブル１０３を押さえつける突起１０４ｂとを交互に配置して成り、これらの突起１０４ａ〜１０４ｃがケーブル１０３を挟持することでケーブル１０３を安定して保持できるようになっている。
特開２００７−３５５２６号公報 実用新案登録第３０８３７４７号公報

しかしながら、上記従来例では、張力止め部１０４にケーブル１０３を挟持させるためにはケーブル１０３を屈曲させねばならず、ケーブル１０３が傷み易いという問題があった。また、ケーブル１０３が硬い外皮から成る場合には、ケーブル１０３を屈曲し難いことから張力止め部１０４にケーブル１０３を挟持させるのが困難であるという問題があった。

本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、ケーブルを容易に挟持させることができるとともにケーブルが傷むのを防ぐことができる張力止め部を備えた超音波センサを提供することを目的とする。

請求項１の発明は、上記目的を達成するために、超音波を送波又は受波若しくは送受波する超音波振動子を有する超音波素子と、超音波を通過させる開口を有するとともに超音波素子を収納する筐体と、筐体と一体に形成されて外部から引き回されるケーブルを筐体との間で挟持して張力止めする張力止め部とを備えた超音波センサであって、張力止め部は、一端部が筐体と一体に形成されるとともに筐体から所定の距離だけ離れた位置と筐体との間でケーブルを挟持する位置との間で撓み自在な主片と、主片の他端部に設けられて人の手の指で摘むための摘み部とから成ることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、張力止め部には、主片の他端部側に一体に形成されて主片及び筐体とともにケーブルの周面を覆う突片が設けられたことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２の発明において、突片には、外部からケーブルが挟持される空間にケーブルを案内する傾斜を有した第１のテーパが形成されたことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項２又は３の発明において、突片には、ケーブルが挟持される空間から外部にケーブルを案内する傾斜を有した第２のテーパが形成されたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、摘み部を手の指で摘み上げることで主片を筐体から離れた位置に撓ませることができ、ケーブルを容易に挟持させることができる。また、ケーブルを張力止め部に挟持させる際にケーブルを屈曲させる必要がないので、ケーブルが傷むのを防ぐことができる。

請求項２の発明によれば、ケーブルが張力止め部に挟持されている状態においてケーブルがスライドして脱落するのを防止することができる。

請求項３の発明によれば、ケーブルを張力止め部に挟持させる際に、摘み部を手の指で摘み上げるとともにケーブルを第１のテーパに押し当てることで主片を筐体から離れた位置に撓ませることができるので、第１のテーパを設けない場合と比較して摘み部を手の指で摘み上げる力を必要とせず、ケーブルを容易に挟持させることができる。

請求項４の発明によれば、ケーブルを張力止め部から取り外す際に、ケーブルを第２のテーパに押し当てるだけで主片を筐体から離れた位置に撓ませることができるので、第２のテーパを設けない場合と比較して摘み部を手の指で摘み上げる力を必要とせず、ケーブルを容易に取り外すことができる。

以下、本発明に係る超音波センサの実施形態について図面を用いて説明する。尚、以下の説明では、図１（ｂ）における上下を上下方向と定めるものとする。本実施形態は、図１（ａ）〜（ｄ）に示すように、超音波を送波又は受波若しくは送受波する超音波振動子（図示せず）及び超音波振動子を内蔵するとともに一面に超音波を通過させるための開口１０ａを有する略円筒状の器体１０及び器体１０から突設されて超音波振動子に給電するための端子部１１から成る所謂開放型の超音波素子１と、下面に超音波素子１の開口１０ａと連通する開口２０ｂを有するとともに超音波素子１を収納する略有底円筒状の収納部２０を備えた略直方体状の筐体４と、収納部２０との間で超音波素子１を挟持するように配置されて超音波素子１の端子部１１が実装される平板状のプリント配線板５と、収納部２０と超音波素子１との間の隙間を埋める略円筒状の弾性部材６とから構成される。

筐体４は、図２に示すように、上面を開口した略直方体状のボディ２及び下面を開口した略直方体状のカバー３の各開口を互いに突き合わせて結合して成り、ボディ２下部に収納部２０が一体に形成されている。尚、筐体４は、例えばプラスチック樹脂等の弾性を有する合成樹脂材料から形成される。

ボディ２の長手方向における両側面には、それぞれ外方向に突出する係止爪２１が突設されており、カバー３の長手方向における両端部からそれぞれ下方に突出する略矩形状の被係止部３０に貫設された係止孔３０ａに係止するようになっている。また、ボディ２の短手方向における両側面には、それぞれ外方に突出する取付片２３が突設されており、取付片２３に貫設された略円形状の取付孔２３ａを介して本実施形態を外部の装置にねじ止めすることができるようになっている。ボディ２の内部には、収納部２０を挟んで一対の略円筒状のボス部２２が一体に形成されており、該ボス部２２の内側にはそれぞれ雌ねじ部２２ａが設けられている。収納部２０の下底部には、図１（ｄ）に示すように開口２０ｂが設けられており、該開口２０ｂが超音波の送受波の範囲を広げるとともに超音波の指向性を決定するホーン部２０ｂとなる。

カバー３上面の略中央部には、図１（ａ）に示すように、略矩形状の通孔３３が貫設されるとともに、該通孔３３を覆うように設けられて外部の装置から引き回されるケーブルＣを挟持して張力止めする張力止め部３１が一体に形成されている。また、カバー３上面の長手方向における一端部には、後述するコネクタ５０及びケーブルＣの一端部に設けられたコネクタＣ１が挿通される略矩形状の窓孔３２が貫設されている。また、窓孔３２の周部には、上方に向かって突出するリブ３４がカバー３と一体に形成されており、該リブ３４によってケーブルＣが配設される部位を除いて窓孔３２が覆われている。

張力止め部３１は、図１（ｄ）に示すように、一端部（同図における左端部）がカバー３と一体に形成されるとともにカバー３から所定の距離だけ上方に離れた位置とカバー３との間でケーブルＣを挟持する位置との間で撓み自在な主片３１ａと、主片３１ａの他端部（同図における右端部）側に一体に形成されて主片３１ａ及びカバー３とともにケーブルＣの周面を覆う突片３１ｂと、主片３１ａの他端部に設けられて人の手の指で摘むための摘み部３１ｃとから成る。また、突片３１ｂの同図における右側には、外部からケーブルＣが挟持される空間にケーブルＣを案内する傾斜を有した第１のテーパ３１ｄが形成され、突片３１ｂの同図における左側には、ケーブルＣが挟持される空間から外部にケーブルＣを案内する傾斜を有した第２のテーパ３１ｅが形成されている。尚、筐体４は弾性を有する合成樹脂材料から成るので、主片３１ａも弾性を有する。このため、摘み部３１ｃを手の指で摘み上げた後に手の指を離すと、元の位置に復帰するようになっている。

プリント配線板５には、電子部品５１が実装されることで超音波素子１を駆動するための駆動回路又は超音波素子１で受波した超音波を受波信号に変換する変換回路の少なくとも何れか一方が設けられている。これらの回路は本実施形態の用途に応じて変更され、例えば、本実施形態を超音波を送波するために用いるのであれば駆動回路をプリント配線板５に設け、超音波（反射波）を受波するために用いるのであれば変換回路を設ければよい。勿論、上記回路を両方とも設けても構わない。また、プリント配線板５の長手方向における一端部には、前記ケーブルの一端部が接続されるコネクタ５０が設けられており、ボディ２の各ボス部２２と対向する部位には、それぞれ略円形状のねじ挿通孔５ａが貫設されている。更に、超音波素子１の端子部１１が挿通される一対の略円形状の端子部挿通孔５ｂが貫設されており、該端子部挿通孔５ｂに端子部１１を挿通した状態で半田付けを行うことで、端子部１１がプリント配線板５の回路パターンに接合される。

弾性部材６は、超音波素子１の側面を覆う寸法に形成され、超音波素子１を収納部２０に収納した際に収納部２０の側面に圧接することで超音波素子１の開口１０ａの中心とホーン部２０ａの中心との位置関係がずれないように位置決めをする。

以下、本実施形態の組立方法について説明する。先ず、超音波素子１を弾性部材６で覆った後に端子部１１を上方に向けた形で収納部２０に収納する。次に、端子部１１を端子部挿通孔５ｂに挿入した形でプリント配線板５を超音波素子１の上面に載置し、ねじ挿通孔５ａを介して組立ねじ７をボス部２２の雌ねじ部２２ａに螺合することで、プリント配線板５をボディ２にねじ止めする。そして、端子部１１をプリント配線板５上の回路パターンに半田付けした後に、カバー３の被係止部３０にボディ２の係止爪２１を係止してカバー３をボディ２に結合することで本実施形態が完成する（図３（ａ）参照）。

本実施形態に外部の装置を接続する際には、図３（ｂ）に示すように、外部の装置から引き回されるケーブルＣの一端部に設けられたコネクタＣ１を窓孔３２を介してプリント配線板５のコネクタ５０に接続する。この時、ケーブルＣを張力止め部３１に挟持させて張力止めすることで、輸送時や本実施形態を設置する際の組立作業時においてケーブルＣが引っ張られてもコネクタ５０に応力がかからないようにすることができる。

ここで、本実施形態では、上述のように張力止め部３１が主片３１ａ及び摘み部３１ｃを有しているので、摘み部３１ｃを手の指で摘むことで主片３１ａをカバー３から離れた位置に撓ませることができ、主片３１ａを撓ませた状態でケーブルＣを挟持させる位置に配置して摘み部３１ｃから手の指を離すだけでケーブルＣを容易に挟持させることができる。また、ケーブルＣを張力止め部３１に挟持させる際にケーブルＣを屈曲させる必要がないので、ケーブルＣが傷むのを防ぐことができる。

ところで、本実施形態のような超音波センサでは、組立作業時において超音波素子１の感度を調整するために一端ケーブルＣを取り外して他の調整装置に接続し直す必要がある。このような場合でも、本実施形態では上述のように摘み部３１ｃを手の指で摘むことで主片３１ａを撓ませればケーブルＣを容易に取り外すことができる。

また、主片３１ａに突片３１ｂを形成しているので、ケーブルＣを張力止め部３１に挟持させている状態において、ケーブルＣが突片３１ｂ側にスライドしても突片３１ｂによってそれ以上の移動を阻止されるので、ケーブルＣがスライドして脱落するのを防ぐことができる。

上述のように突片３１ｂを設けた場合、ケーブルＣを張力止め部３１に挟持させる又は張力止め部３１から取り外す際に、ケーブルＣが突片３１ｂに引っ掛からないように手の指で摘み部３１ｃを摘み上げなければならない。これに対して、本実施形態では突片３１ｂに第１のテーパ３１ｄを形成しているので、ケーブルＣを張力止め部３１に挟持させる際に、摘み部３１ｃを手の指で摘み上げるとともにケーブルＣを第１のテーパ３１ｄに押し当てることで、ケーブルＣが突片３１ｂに引っ掛からない程度まで主片３１ａを上方へと撓ませることができる。したがって、第１のテーパ３１ｄを設けない場合と比較して摘み部３１ｃを手の指で摘み上げる力を必要とせず、ケーブルＣを張力止め部３１に容易に挟持させることができる。

更に、突片３１ｂに第２のテーパ３１ｅを形成しているので、ケーブルＣを張力止め部３１から取り外す際に、摘み部３１ｃを手の指で摘み上げるとともにケーブルＣを第２のテーパ３１ｅに押し当てることで、ケーブルＣが突片３１ｂに引っ掛からない程度まで主片３１ａを上方へと撓ませることができる。したがって、第２のテーパ３１ｅを設けない場合と比較して摘み部３１ｃを手の指で摘み上げる力を必要とせず、ケーブルＣを張力止め部３１から容易に取り外すことができる。

また、カバー３の窓孔３２の周部にリブ３４を設けているので、本実施形態を外部の装置に組み付ける際に、不用意にケーブルＣ及びコネクタＣ１に触れるのを防止することができ、コネクタＣ１を外れ難くすることができる。尚、リブ３４は上述のようにケーブルＣ及びコネクタＣ１に不用意に触れることを防止するものであって、リブ３４が存在していてもコネクタＣ１を外すことは可能である。

尚、本実施形態は、監視空間内に存在する物体の移動に伴ってドップラー効果として生じる反射波の周波数偏移を検出することで物体の移動を検知する移動体検出装置に用いられる。この移動体検出装置は、図４（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態である送波用の超音波センサＡ及び受波用の超音波センサＢと、各超音波センサＡ，Ｂをそれぞれ収納する一面を開口した長尺箱形のハウジング９と、ハウジング９に収納されて送波用の超音波センサＡへの駆動信号及び受波用の超音波センサＢからの受波信号を処理する信号処理回路を備えたＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）８とから構成される。

ハウジング９は、例えば車両の天井に設置され、超音波センサＡ，Ｂ及びＥＣＵ８が収納される側と反対側の面には、超音波センサＡから発振される超音波を車両内の監視空間に送波するための略円形状の送波口９ａと、監視空間に存在する物体からの反射波を超音波センサＢで受波するための略円形状の受波口９ｂとが貫設されている。また、各超音波センサＡ，ＢとＥＣＵ８との間はそれぞれケーブルＣ（一部図示省略）によって接続され、ケーブルＣは各超音波センサＡ，Ｂの張力止め部３１によって張力止めされる。

上述のように、本実施形態は上記のような移動体検出装置に好適であるが、本実施形態の用途は移動体検出装置に限定されるものではなく、他の装置に用いても構わないのは言うまでもない。

本発明に係る超音波センサの実施形態を示す図で、（ａ）は上面図で、（ｂ）は一の方向から見た側面図で、（ｃ）は前記一の方向と異なる方向から見た側面図で、（ｄ）は断面図である。 同上の分解斜視図である。 同上の全体斜視図で、（ａ）はケーブルを接続する前の状態を示す図で、（ｂ）はケーブルを接続した状態を示す図である。 本実施形態を用いた移動体検出装置を示す図で、（ａ）は背面図で、（ｂ）は正面図である。 従来の張力止め部を備えた電子装置（圧力検出装置）を示す全体斜視図である。

符号の説明

１ 超音波素子
３１ 張力止め部
３１ａ 主片
３１ｃ 摘み部
４ 筐体
Ｃ ケーブル

Claims (4)

1. 超音波を送波又は受波若しくは送受波する超音波振動子を有する超音波素子と、超音波を通過させる開口を有するとともに超音波素子を収納する筐体と、筐体と一体に形成されて外部から引き回されるケーブルを筐体との間で挟持して張力止めする張力止め部とを備えた超音波センサであって、張力止め部は、一端部が筐体と一体に形成されるとともに筐体から所定の距離だけ離れた位置と筐体との間でケーブルを挟持する位置との間で撓み自在な主片と、主片の他端部に設けられて人の手の指で摘むための摘み部とから成ることを特徴とする超音波センサ。
2. 前記張力止め部には、主片の他端部側に一体に形成されて主片及び筐体とともにケーブルの周面を覆う突片が設けられたことを特徴とする請求項１記載の超音波センサ。
3. 前記突片には、外部からケーブルが挟持される空間にケーブルを案内する傾斜を有した第１のテーパが形成されたことを特徴とする請求項２記載の超音波センサ。
4. 前記突片には、ケーブルが挟持される空間から外部にケーブルを案内する傾斜を有した第２のテーパが形成されたことを特徴とする請求項２又は３記載の超音波センサ。
   

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