[发明专利]超声波传感器及超声波传感器的安装方法

说明书

技术领域

本发明涉及超声波传感器及将超声波传感器安装到缓冲器背面的方法。

背景技术

作为现有的这种超声波传感器，例如有专利文献1～专利文献3所公开的超声波传感器。专利文献1所公开的结构如下：在缓冲器背面设有凹坑（凹部），利用产生超声波的陶瓷8、金属基底9及按压盖板27或按压板簧34，将陶瓷8的未与金属基底9相接的一侧表面（以下称作陶瓷表面）按压到缓冲器背侧的凹面中。

专利文献2所公开的结构如下：在缓冲器上形成凹部，直接紧密接合超声波元件的振动面，从而利用粘接剂进行粘贴固定。此外，专利文献3所公开的结构如下：在超声波传感器的底部（发送面）设有突起部，将该突起部与安装构件相接触。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开平10-123236号公报

专利文献2：日本专利特开昭62-240890号公报

专利文献3：日本国专利特开2007-147319号公报

但是，专利文献1所记载的结构中，由于缓冲器背面和陶瓷表面的接触状态不均匀，因此存在以下问题：产生空气层且超声波发送效率下降。此外，若缓冲器表面的凹坑面的面精度较差，则存在发送效率的偏差增大等问题。

此外，在专利文献2所记载的结构中，由于完全固定了超声波传感器元件，因此，无法因故障等而交换超声波传感器元件。此外，由于缓冲器薄壁部分也作为超声波的振动面，因此存在以下问题：为了产生对空气超声波传播效率较佳的40kHz频带的频率，需要增大超声波传感器元件的厚度及口径，而导致超声波传感器变得不实用。

此外，在专利文献3所记载的结构中，突起部中超声波的传输范围较窄、确保了希望的指向性，但粘接方法不明确。此外，在将超声波传感器固化固定于缓冲器背面的情况下，由于振动部分的质量增大，因此，谐振频率（超声波的发送频率）容易发生变动，即存在的问题有：还会根据固定条件而发生变动。

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谐振频率变动较小、且能力图提高发送效率以及实现稳定化的超声波传感器及超声波传感器的安装方法。

发明内容

本发明所涉及的超声波传感器在超声波发送面上设有匹配构件，该匹配构件的声阻抗比缓冲器和超声波传感器各自的声阻抗要小。

在本发明所涉及的超声波传感器中，超声波传感器的超声波发送面、匹配构件、缓冲器和空气的声阻抗满足以下关系：

Z1>Z2<Z3

Z2>Zair

式中

Z1···超声波传感器的发送面（金属壳体）的声阻抗

Z2···匹配构件的声阻抗

Z3···缓冲器的声阻抗

Zair···空气的声阻抗。

在本发明所涉及的超声波传感器的安装方法中，将超声波传感器配置于缓冲器背面的规定位置，利用固定构件来按压所述超声波传感器的结构要素即金属壳体的凸缘部，在该按压的状态下，将所述固定构件固定到所述缓冲器。

根据本发明所涉及的超声波传感器，在超声波发送面设有匹配构件，该匹配构件的声阻抗比缓冲器和超声波传感器各自的声阻抗要小，因此，无需在缓冲器中设置贯穿孔，就能将超声波传感器直接安装于缓冲器背面并检测障碍物，由于超声波传感器不会露出缓冲器表面，因此能提高缓冲器的设计性。

此外，将匹配构件插入于超声波传感器和缓冲器的相对面之间，能提高两者间的间接紧贴性、降低发送功率的偏差。

根据本发明所涉及的超声波传感器，超声波传感器的超声波发送面、匹配构件、缓冲器和空气的声阻抗满足以下关系，因此能提高超声波的发送效率：

Z1>Z2<Z3

Z2>Zair

式中

Z1···超声波传感器的发送面（金属壳体）的声阻抗

Z2···匹配构件的声阻抗

Z3···缓冲器的声阻抗

Zair···空气的声阻抗。

根据本发明所涉及的超声波传感器的安装方法，将超声波传感器配置于缓冲器背面的规定位置，利用固定构件来按压所述超声波传感器的结构要素即金属壳体的凸缘部，在该按压的状态下，将所述固定构件固定到所述缓冲器，因此，使得缓冲器背面和超声波传感器的超声波发送面之间的距离即匹配构件的厚度成为一定距离。此外，能对加压状态进行管理，因此，超声波的收发效率得以稳定且可靠性得以提高。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的超声波传感器的安装状态的原理图。