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JPS5868397A - 超音波−エコ−原理による距離測定を行うためのセンサ− - Google Patents

超音波−エコ−原理による距離測定を行うためのセンサ−

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Publication number
JPS5868397A
JPS5868397A JP57164145A JP16414582A JPS5868397A JP S5868397 A JPS5868397 A JP S5868397A JP 57164145 A JP57164145 A JP 57164145A JP 16414582 A JP16414582 A JP 16414582A JP S5868397 A JPS5868397 A JP S5868397A
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JP
Japan
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sensor
ultrasonic
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transmitting
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JP57164145A
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JPH048999B2 (ja
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エゴン・ゲルハルト
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Publication date
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    • G10K11/002—Devices for damping, suppressing, obstructing or conducting sound in acoustic devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
    • B06B1/0644—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using a single piezoelectric element
    • B06B1/0662—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using a single piezoelectric element with an electrode on the sensitive surface
    • B06B1/0674—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using a single piezoelectric element with an electrode on the sensitive surface and a low impedance backing, e.g. air
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 定を行なうだめのセンサーにして、特に超音波信号を発
信し且つ障害物によって反射された超音波信号を受信す
るだめの超音波発信変換器と受信変換器とを具備し、そ
の際該変換器が中に設けられた圧電セラミックの振動子
を有する銖型変換器から出来ているよ“うな自動車とそ
の近い範囲内にある障害物との間の接近距離を検知し指
示するだめのセンサーに関するものである。
ドイツ国特許出願Ｐ　３０　３６　０８１．７号おいて
超音波−エコー原理による距離測定方法が記されており
、その方法は特に自動車とその近い範囲内にある障害物
との間の接近距離を検知し指示するために使用されうる
ものである。
前記特許明細書中に記された方法を実際に使用し且つ多
数適用することにより、感度、測定の正確さ、障害感度
及び運転者への情報伝達が改良され且つ適用したセンサ
ーの大きさが著しく小形化されうることか分った。
特許請求の範囲第１項に記された発明にあっては、それ
故幅狭に付形された発信器及び／′あるいは受信ロープ
を有する外型形状をした特別に形成された超音波センサ
ーを使用することによって前記した感度、測定の正、確
さや障害に対する不感応性が実際上改良されることに課
題の基礎を置くものである。
本発明の方法によれば自動車とその近い範囲内にある障
害物との間の接近距離を検知し指示する場合には次の様
な本質的な長所が達成されるものである。
１、　バック走行による駐車や荷積場における走行が専
ら音響的な信号発生によってのみ行ないうろこと。
２、　約７０　Ｘ　４５　Ｘ　２５ｍｍという寸法をも
つセンサーの組み込み又は取付けが自動車の安全な場所
に行なえること。
３、障害となる車体音による超音波受信器の丸響が著し
く避けられること。
４　このシステムの感度はあげられる、というのは発信
ロープ及び受信ロープがより幅狭く且つ鋭い輪郭線で付
形されうるもので、その結果地面反射が避けられうるこ
とになる。
前記した課題の解決法は次に第１ａ図から第４ｂ図を用
いて説明される。
第１ａ図及び第１ｂ図から明らかなように、比較的壁の
厚いケーシング音部と壁の薄いケーシング底部として形
成した発信二及び受信膜３７とを有する鉢に似た変換器
ケーシング３９上には内側に圧電セラミックの振動子が
貼り付けられており、これには接続導線３８を介して電
気エネルギーが供給される。膜の強さ、固有共鳴及び励
振周波数は互に調節されている。周波数領域は２８ｋＨ
ｚと８６ｋＨｚの間にある。約２５ｍｍの変換器ケーシ
ング−直径に対して２９から３０ｋＨｚの間の作動周波
数が好ましいものであることが分った。
変換器ケーシング３９内で内側に軟質ゴムで出来た２つ
の水平に向い合い弓形形状をした緩衝セグメントが取り
付けられ（注入成形されまたは硫化され）でおシ、この
セグメントは内側の膜面積の約２０〜４０％をおおい、
そして内側のケーシング底に対する内側接触もしている
。
変換器が発信器として利用される時には５０〜６０度の
ショア硬度が適当であり、受信器として適用される時に
は、４０度のショア硬度を超えないようにすべきである
。
発信器及び受信器（単一変換器システム）として使用す
る場合約４５度のショア硬度で協調をはかることが望ま
しい。
これらの取り付けた緩衝セグメントは、予め見込んだ厳
格な場合に対して緩衝を行わない変換器にあって非常に
障害となるロープ尖頭や４５度状態が生ずることなく平
均測定距離でほぼ第１ｂ図に示した輪郭線経過１０１が
起るように作用するものである。
この効果に対する理論的な説明は今迄分らなかった。こ
のかなりの確実性をもって再生可能な効果は次の時にだ
け生ずるからという理由も多分分ってはいなかった、即
ち変換器直径、変換器壁の厚さ、膜の厚さ、容量、緩衝
材料の硬さ及び接触面積、圧電セラミックの振動子の固
有周波数及び励振周波数が狭く互に調整されている時に
だけ生ずるからであるという理由も分ってはいなかった
。
変換器ケーシング３６及び振動子９８からあり得る車体
音（エンジン振動）が遠くに保たれ得るように、本来の
センサーケーシングは約８０度のショア硬度の軟質プラ
スチック又は゛軟質ゴムで製造されている。
そうすることによって同時にケーシングの本当にきちっ
と合ってはいない組立てによる変形力が変換器に障害と
なるように作用しうろことも避けられることになる。
第１ｂ図では一目瞭然に表わすという理由から水平軸は
垂直に立っているように図示しであることを注意してお
こう。
第２ａ図から第２ｄ図までには第１図に示された変換器
が種々の形状及び断面の上に取り付けたホッパー形状の
ケーシング内に適用されておシ、その際ホッパーの形状
及びホッパーの長さにそれぞれ応じて緩衝セグメントに
よって達成され゛。
る発信−及び／または受信ロープの形はもっと変形され
うるものである。
図示の横断面（円、矩形又は楕円）は二千面彎曲（例え
ば放物線−経過）を有するホッパーにまとめることも可
能である。
第３ａ図及び第３ｂ図において広範囲の一連の試験によ
って、矩形箱形のケーシング１０２のトレイ１０７の中
におさまっている変換器３０が次の時に拡散ロープの本
適用例にとって好ましい付加的な形を生ずることが探知
された、即ち出口面で測ってトレイは変換器直径の２〜
２．５倍の幅令、変換器直径の１．５倍の高さと、変換
器直径の０．７〜０．８倍なっている時に好ましい形を
生ずることが探知された。
その様な形状のものは、水平面において発信ロープ及び
受信ローブ１０１は大きな開き角４８を有し且つ垂直面
において障害となる副次的尖頭のない小さな開き角４７
を有するように作用をする。
ケーシング１０２には応力のない組立のためにスリット
１１２又は孔が設けられうる。
二変換器システムでもって作動されるときには、第３ａ
図及び第３ｂ図に従う２つの変換器ケーシングは１つの
ブロックにまとめられうるが、その際上方のトレイは超
音波発信器をそして下方のトレイは超音波受信器を収容
するものである（第４ａ図及び第４ｂ図）。
しかしながら発信器と受信器との′・間を直接連結する
のを避けるために、ブロックの端面側における両トレイ
の間に半円形の断面を有する横方向に延びる溝１１１が
有効な手段として望ましいことが分った。この溝は何回
もの試験によって分った。これに対する理論的説明も多
層の縁部条件によって条件付けられるが、まだ分ってい
ない。
【図面の簡単な説明】
第１ａ図は内側の緩衝セグメントを有する超音波センサ
ーの略図的で尺度通りでない横断面を示し、第１ｂ図は
第１ａ図による内’［ｆｌｌｌ緩衝セグメントを有する
開いた超音波センサーの後ろから見た略示図でアリ、第
２ａ図は円錐形ホッパーとしてのホッパーのあシうる変
形形状のものを示し、第２ｂ図は放物線錐体ホッパーと
してのホッパーのありうる変形形状のものを示し、第２
Ｃ図は矩形錐体ホッパーとしてのホッパーのありうる変
形形状のものを示し、第２ｄ図は楕円形の錐体横断面を
有するホッパーとし品のホッパーのありうる変形形状の
ものを示し、第３ａ図は単一変換器システムに対するセ
ンサーの図であシ、第３ｂ図は第３ａ図に従うセンサー
による略図的で尺度通りでない水平横断面を示すもので
あり、第３Ｃ図は第３ａ図によるセンサーの、略図的で
尺度通りでない垂直断面を示し、第４ａ図は７変換器セ
ンサーの略図的端面図であり、第４ｂ図は第４ａ図によ
る７変換器センサーによる垂直断面を示すものである。 図中の符号は次のものを示す。 ３０・・・発信−及び／または受停変換器３７・・・発
信−及び受信膜 ３８・・・Ｗ　続４　線　　　　　３９・・・変換器ケ
ーシング９８川圧電セラミツクの振動子 ９９・・・緩％材料（セグメント） １０２・・・’ｉ−’ｉｆり１０７・・・ケーシング・
トレイ１０９・・・発信変換器　　　１１０・・・受信
変換器１１１ψｅ・溝 １η開昭５８−６８３９７（４）

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ■、超音波−エコー原理による距離測定を行なうだめの
    センサーにして、特に超音波信号を発信し且つ障害物に
    よって反射された超音波信号を受信するだめの超音波発
    信変換器と受信変換器とを具備し、その際該変換器が中
    に設けられた圧電セラミックの振動子を有する外型変換
    器から出来ている！うな自動車とその近い範囲内にある
    障害物との間の接近距離を探知し指示するためのセンサ
    ーに於て、外型変換器の膜の内側上で２つの水平で向い
    合った弓形部にエネルギーに豊んだ超音波発生又は超音
    波吸収を阻止する緩衝材料（９９）が設けられているこ
    とを特徴とするセンサー。 ２、超音波発信器用の緩衝材料がショア硬度約５０〜６
    ０度の軟質ゴムで、超音波受信器用の緩衝材料がショア
    硬度最高４０度の軟質ゴムで出来ていることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項によるセンサー。 ３、　ケーシング（１０２）がショア硬度約８０度を有
    する軟質ゴムで出来ていることを特徴とする特許請求の
    範囲第１項又は第２項によるセンサ一　〇 ４、　発信−及び／または受信変換器（３０）がケーシ
    ング・トレイ（１０７）中にあり、その限界面が出口面
    に対して約８５〜度の角度で終っていることを特徴とす
    る拡散ローブの付加的形状のための特許請求の範囲第１
    項〜第３項のうちの１項によるセンサー。 ５、上方に位置する発信変換器（１０９）と下方に位置
    する受信変換器（１１０）とが前方のケーシング端面内
    で横方向に延びる溝（１１１）によって互に音響的に結
    合していることを特徴とする１つの共通するケーシング
    内にそれぞれ１つの発信−及び受信変換器を有し、２つ
    のトレイの中に位置しているような特許請求の範囲第】
    項〜第４項のうちの１項によるセンサー。
JP57164145A 1981-09-23 1982-09-22 超音波−エコ−原理による距離測定を行うためのセンサ− Granted JPS5868397A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3137745.9 1981-09-23
DE19813137745 DE3137745A1 (de) 1981-09-23 1981-09-23 Sensor fuer die durchfuehrung der distanzmessung nach dem ultraschalll-echoprinzip

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5868397A true JPS5868397A (ja) 1983-04-23
JPH048999B2 JPH048999B2 (ja) 1992-02-18

Family

ID=6142353

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57164145A Granted JPS5868397A (ja) 1981-09-23 1982-09-22 超音波−エコ−原理による距離測定を行うためのセンサ−

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4437032A (ja)
EP (1) EP0075302B1 (ja)
JP (1) JPS5868397A (ja)
AT (1) ATE14636T1 (ja)
DE (2) DE3137745A1 (ja)

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