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CN105008953A - 障碍物检测装置 - Google Patents

障碍物检测装置 Download PDF

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CN105008953A
CN105008953A CN201380073971.2A CN201380073971A CN105008953A CN 105008953 A CN105008953 A CN 105008953A CN 201380073971 A CN201380073971 A CN 201380073971A CN 105008953 A CN105008953 A CN 105008953A
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木村友则
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Abstract

具备：空中超声波传感器(2)，其使放射面(21a)朝向外部，安装在安装部(1)的贯通孔(11)中；以及声学匹配层(3)，其固定于放射面(21a)，使空中超声波传感器(2)的声阻抗与空气的声阻抗匹配，该声学匹配层(3)是在与安装部(1)相同的材料中添加了微囊体(31)而得到的。

Description

障碍物检测装置
技术领域
本发明涉及一种障碍物检测装置，该障碍物检测装置例如安装于汽车等车辆的保险杠等上，检测车辆周围的障碍物。
背景技术
对于使用压电元件的空中超声波传感器，从传感器向空气中发送超声波，该超生波被障碍物等反射后在空气中传播，由传感器再次接收该超声波，由此检测出该障碍物等。该空中超声波传感器经由形成在汽车等车辆的保险杠等的壁部件上的贯通孔安装于该壁部件上，由此作为检测车辆周围的障碍物的障碍物检测装置使用(例如参照专利文献1)。并且，以往用于障碍物检测装置的空中超声波传感器以其放射面从贯通孔向外部露出的状态被安装，以能够发送接收超声波。
现有技术文献
专利文献
专利文献2：日本特开2006-298010号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在专利文献1公开的以往的障碍物检测装置中，如上所述，空中超声波传感器以其放射面向外部露出的状态被安装。另一方面，通常，车辆的保险杠由树脂材料形成，空中超声波传感器的外壳由金属材料形成。因此，在如上所述以空中超声波传感器的放射面向外部露出的状态安装于保险杠的情况下，从外部能够辨认出空中超声波传感器的放射面，因此设计性存在课题。
此外，在对保险杠和空中超声波传感器的放射面实施相同的涂装的情况下，由于两者的材料不同，因此存在其显色不同、设计性降低的课题。
另一方面，考虑到设计性，不在保险杠上设置贯通孔，以空中超声波传感器的放射面不向外部露出的方式安装时，空中超声波传感器的灵敏度明显下降。
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够提高传感器的灵敏度且能够提高设计性的障碍物检测装置。
用于解决课题的手段
本发明的障碍物检测装置具备：空中超声波传感器，其使放射面朝向外部，安装在安装部的贯通孔中；以及声学匹配层，其固定于放射面，使空中超声波传感器的声阻抗与空气的声阻抗匹配，该声学匹配层是在与安装部相同的材料中添加了微囊体而得到的。
发明的效果
根据本发明，由于是如上所述构成的，因而能够提高传感器的灵敏度且能够提高设计性。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1的障碍物检测装置的结构的示意图。
图2是示出本发明的实施方式1的固定有声学匹配层的空中超声波传感器的结构的示意图。
图3是示出本发明的实施方式3的障碍物检测装置的结构的示意图。
图4是示出本发明的实施方式4的障碍物检测装置的结构的示意图。
具体实施方式
以下，一边参照附图一边详细说明本发明的实施方式。另外，在以下各实施方式中，以将空中超声波传感器2安装在车辆上的情况为例进行说明。
实施方式1.
图1是示出本发明的实施方式1的障碍物检测装置的结构的示意图。图2是示出固定有声学匹配层3的空中超声波传感器2的结构的示意图。
如图1所示，障碍物检测装置由安装在安装部1的贯通孔11中的空中超声波传感器2和声学匹配层3构成。
此外，安装部1是汽车等车辆的保险杠或车身等，由聚丙烯树脂等合成树脂材料形成。
空中超声波传感器2检测车辆周边的障碍物，使其放射面21a朝向外部，安装在安装部1的贯通孔11中。如图2所示，该空中超声波传感器2由铝等金属材料形成的外壳21、超声波振子22和引线23构成。
声学匹配层3由与安装部1同样的材料形成，添加了规定量的玻璃或有机物等的微囊体31，并固定于空气超声波传感器2的放射面21a。该声学匹配层3用于使空中超声波传感器2的声阻抗与空气的声阻抗匹配。
并且，在实施方式1中，如式子(1)所示，确定微囊体31的添加量以使声学匹配层3的声阻抗成为空中超声波传感器2的声阻抗与空气的声阻抗之间的值。
Zs＞Zm＞Za  (1)
另外，Zs为空中超声波传感器2的声阻抗，Za为空气的声阻抗，Zm为声学匹配层3的声阻抗。
如上所述构成的障碍物检测装置的空中超声波传感器2经由引线23对超声波振子22施加电压，由此，激励出超声波，并向空气中发出超声波。并且，从空中超声波传感器2发出的超声波被障碍物反射，再次由空中超声波传感器2接收。由此能够进行障碍物的检测。另外，障碍物检测装置安装在车辆的前方、后方或角部，以能够检测到车辆周围的障碍物。
并且，通过将声学匹配层3设置在空中超声波传感器2的放射面21a上，能够使空中超声波传感器2的声阻抗与空气的声阻抗匹配。其结果是，能够抑制在空中超声波传感器2与声学匹配层3的交界处以及声学匹配层3与空气的交界处的超声波的反射，从而能够提高超声波的传播效率，因此空中超声波传感器2的灵敏度提高。
并且，固定在空中超声波传感器2的放射面21a上的声学匹配层3被配置成从安装部1的贯通孔11向外部露出。并且，由于声学匹配层3由与安装部1相同的材料形成，因此空中超声波传感器2难以被辨认出，设计性提高。
如上所述，根据该实施方式1，由与安装部1相同的材料形成的声学匹配层3固定在空中超声波传感器2的放射面21a上，从而安装在安装部1上，因此，能够提高传感器的灵敏度且提高设计性。
实施方式2.
实施方式2变更了决定微囊体31的添加量的条件。另外，实施方式2的障碍物检测装置的结构与图1所示的结构相同，省略其说明。
在实施方式2的障碍物检测装置中，如式子(2)所示，确定微囊体31的添加量以使声学匹配层3的声阻抗成为空中超声波传感器2的声阻抗与空气的声阻抗之积的大约平方根的值。
Z m = Z a Z s - - - ( 2 )
通过这样确定声学匹配层3的声阻抗，超声波的发送接收效率变好，空中超声波传感器2的灵敏度提高。
另外，实施方式2的障碍物检测装置的动作与实施方式1的情况相同，省略其说明。
如上所述，根据该实施方式2，将声学匹配层3的微囊体31的添加量确定为满足式子(2)的关系的量，由此，相对于实施方式1，能够进一步提高传感器的灵敏度。
实施方式3.
在实施方式3中示出以规定的条件确定了声学匹配层3的厚度的情况。
图3是示出本发明的实施方式3的障碍物检测装置的结构的示意图。图3所示的实施方式3的障碍物检测装置除了变更了图1所示的实施方式1的障碍物检测装置的声学匹配层3的厚度之外均相同，仅对不同部分进行说明。
实施方式3的障碍物检测装置构成为：当将空中超声波传感器2激励出的超声波的波长设为λ时，声学匹配层3的厚度大致为λ/4。这样，通过调整声学匹配层3的厚度，超声波的发送接收效率变好，空中超声波传感器2的灵敏度提高。
另外，实施方式3的障碍物检测装置的动作与实施方式1的情况相同，省略其说明。
如上所述，根据该实施方式3，即使构成为使声学匹配层3的厚度为超声波的波长λ的大致1/4，也能够得到与实施方式1相同的效果。
实施方式4.
在实施方式4中示出在障碍物检测装置的表面实施了涂装4的情况。
图4是示出本发明的实施方式4的障碍物检测装置的结构的示意图。图4所示的实施方式4的障碍物检测装置除了在图1所示的实施方式1的障碍物检测装置的表面实施了涂装4之外均相同，仅对不同部分进行说明。
在实施方式4的障碍物检测装置中，在安装部1的表面和声学匹配层3的表面实施了同样的涂装4。另外，对空中超声波传感器2进行定位，以使声学匹配层3的表面与安装部1的表面共面。
此处，由于安装部1与声学匹配层3由相同材料形成，在实施了相同的涂装4时，显色性不会产生差异，能够降低从外部的视觉辨认性，从而能够提高设计性。此外，能够在将空中超声波传感器2和声学匹配层3安装在安装部1后实施涂装4，因此能够降低涂装4的成本。
并且，对空中超声波传感器2进行定位，以使声学匹配层3的表面成为安装部1的表面。这样，通过使安装部1与声学匹配层3共面，交界线不产生阶梯差，能够进一步降低从外部的视觉辨认性，并且当实施涂装4时，不会产生涂装不均，从而能使设计性提高。
另外，实施方式3的障碍物检测装置的动作与实施方式1的情况相同，省略其说明。
如上所述，根据该实施方式4，构成为在安装部1和声学匹配层3的表面上实施相同的涂装4，因此相对于实施方式1，能够使设计性进一步提高。
另外，本申请发明能够在其发明范围内进行各实施方式的自由组合、或各实施方式的任意技术特征的变形，或者可以在各实施方式内省略任意技术特征。
产业上的可利用性
本发明的障碍物检测装置能够使传感器灵敏度提高且使设计性提高，适合用于安装于汽车等车辆的保险杠等上、检测车辆周围的障碍物的障碍物检测装置等。
标号说明
1：安装部；2：空中超声波传感器；3：声学匹配层；4：涂装；11：贯通孔；21a：放射面；21：外壳；22：超声波振子；23：引线；23：微囊体。

Claims (7)

1.一种障碍物检测装置，其具备：
空中超声波传感器，其使放射面朝向外部，安装在安装部的贯通孔中；以及
声学匹配层，其固定于所述放射面，使所述空中超声波传感器的声阻抗与空气的声阻抗匹配，该声学匹配层是在与所述安装部相同的材料中添加了微囊体而得到的。
2.根据权利要求1所述的障碍物检测装置，其特征在于，
所述微囊体的添加量为使所述声学匹配层的声阻抗成为所述空中超声波传感器的声阻抗与空气的声阻抗之间的值的量。
3.根据权利要求2所述的障碍物检测装置，其特征在于，
所述微囊体的添加量为使所述声学匹配层的声阻抗成为所述空中超声波传感器的声阻抗与空气的声阻抗之积的大约平方根的值的量。
4.根据权利要求1所述的障碍物检测装置，其特征在于，
所述声学匹配层的厚度为由所述空中超声波传感器激励出的超声波的波长的大约1/4。
5.根据权利要求1所述的障碍物检测装置，其特征在于，
所述声学匹配层的表面与所述安装部的表面共面。
6.根据权利要求1所述的障碍物检测装置，其特征在于，
所述声学匹配层由与所述安装部相同的材料形成，在其表面上施加了与该安装部的表面相同的涂料。
7.根据权利要求1所述的障碍物检测装置，其特征在于，
所述安装部为车辆的保险杠或车身。
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