特開 2024-162019 センサアセンブリ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024162019

(43)【公開日】2024-11-21

(54)【発明の名称】センサアセンブリ

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/521 20060101AFI20241114BHJP

   G01S 15/931 20200101ALI20241114BHJP

【ＦＩ】

G01S7/521 B

G01S15/931

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023077157

(22)【出願日】2023-05-09

(71)【出願人】

【識別番号】000003551

【氏名又は名称】株式会社東海理化電機製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】白井 貴博

(72)【発明者】

【氏名】大谷 和也

【テーマコード（参考）】

5J083

【Ｆターム（参考）】

5J083AA02

5J083AB13

5J083AD04

5J083AF10

5J083CA31

(57)【要約】

【課題】テープを使用しない取付けを実現できるセンサアセンブリを提供する。
【解決手段】センサアセンブリ１は、例えば、周囲の対象物の存在を超音波によって検出する超音波センサである。センサ本体８は、対象物に向けて送信波を送信するとともに、対象物で反射した反射波を受信することにより、対象物をセンシングする。弾性部材１５は、センサ本体８を外板１１の裏面に押し付けて外板１１を送信波及び反射波で励振させることにより、外板１１をセンサ本体８の検知面１２の一部として機能させる。弾性部材１５は、外板１１との相対位置が変化しない内部構造物１６に間接的又は直接的に固定される状態で、センサ本体８を外板１１に押し付ける。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

センサ本体から対象物に向けて送信波を送信するとともに、前記対象物で反射した反射波を受信することにより、前記対象物をセンシングするセンサアセンブリであって、
前記センサ本体を外板の裏面に押し付けて前記外板を前記送信波及び前記反射波で励振させることにより、前記外板を前記センサ本体の検知面の一部として機能させる弾性部材を備え、
前記弾性部材は、前記外板との相対位置が変化しない内部構造物に間接的又は直接的に固定される状態で、前記センサ本体を前記外板に押し付ける、センサアセンブリ。

【請求項2】

前記弾性部材を背面から支持するとともに、前記内部構造物に固定されるブラケットを備える、請求項１に記載のセンサアセンブリ。

【請求項3】

前記弾性部材の弾性力によって前記外板に押し付ける方向に付勢された前記センサ本体を前記ブラケットに係合することにより、前記ブラケットからの前記センサ本体の脱落を防ぐ脱落防止機構を備える、請求項２に記載のセンサアセンブリ。

【請求項4】

前記外板は、前記内部構造物と一体に固定されている、請求項１に記載のセンサアセンブリ。

【請求項5】

前記弾性部材が前記センサ本体を均一の弾性力で押すように、前記センサ本体の背面において前記弾性部材と接触するプッシャを備える、請求項１に記載のセンサアセンブリ。

【請求項6】

前記外板は、金属製である、請求項１に記載のセンサアセンブリ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電波で対象物をセンシングするセンサアセンブリに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、特許文献１に開示されるように、車両の薄板の裏面に配置されて車両周囲の物体を検出する超音波センサが周知である。この超音波センサは、薄板を励振することにより、周囲にパルス状の超音波を送信する。薄板は、超音波送信時に薄板を直接伝搬する直接波と、物体から反射して受信される反射波と、により励振する。超音波センサは、直接波及び反射波による薄板の励振から物体を検出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－１００８８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

超音波で薄板を励振して車両周囲の物体を検出する場合、超音波センサを薄板に隙間なく密着して取付ける必要がある。ところで、例えば薄板が車両のドアである場合、ドアは意匠部品であるため、超音波センサをネジやボルト等でドアに固定する方法を用いることができない。そこで、例えばテープを使用して超音波センサを薄板の裏面に固定する方法が考えられる。しかし、この方法の場合、テープの貼付け位置を合わせることが困難であるため、超音波センサの取付作業がよくない懸念があった。また、テープの粘着力を考えると、テープの貼り直しもできない。

【課題を解決するための手段】

【0005】

前記課題を解決するアセンブリは、センサ本体から対象物に向けて送信波を送信するとともに、前記対象物で反射した反射波を受信することにより、前記対象物をセンシングする構成であって、前記センサ本体を外板の裏面に押し付けて前記外板を前記送信波及び前記反射波で励振させることにより、前記外板を前記センサ本体の検知面の一部として機能させる弾性部材を備え、前記弾性部材は、前記外板との相対位置が変化しない内部構造物に間接的又は直接的に固定される状態で、前記センサ本体を前記外板に押し付ける。

【発明の効果】

【0006】

本発明は、テープを使用しないセンサアセンブリの取付けを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】一実施形態に係るセンサアセンブリの具体的な動作例を示す説明図である。

【図2】センサアセンブリの側面図である。

【図3】センサアセンブリの分解斜視図である。

【図4】センサアセンブリの縦断面図である。

【図5】センサアセンブリの取付け状態を示す背面図である。

【図6】センサアセンブリの分解斜視図である。

【図7】センサアセンブリの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本開示の一実施形態を説明する。
（センサアセンブリ１）
図１に示すように、車両２は、電波によって対象物３をセンシングするセンサアセンブリ１を備える。センサアセンブリ１は、例えば、電波として超音波を用いる超音波センサ４である。センサアセンブリ１は、例えば、車両ドア５に取付けられている。センサアセンブリ１は、対象物３に向けて送信波Ｓａを送信して対象物３で反射させ、このときの反射波Ｓｂを用いて対象物３をセンシングする。センサアセンブリ１は、対象物３の有無や、対象物３までの距離を検知する。センサアセンブリ１は、例えば、車両走行時に周囲に存在する対象物３を検知する。

【0009】

（センサアセンブリ１の構造）
図２及び図３に示すように、センサアセンブリ１は、電波を送受信して対象物３のセンシングを実行するセンサ本体８を備える。センサアセンブリ１は、電波をセンサ本体８から送信し、対象物３による電波の反射波Ｓｂを受信することにより、対象物３をセンシングする。センサ本体８は、送信波Ｓａを送信するとともに反射波Ｓｂを受信するセンシング部９と、ケーブル（図示略）が電気接続されるコネクタ部１０と、を有する。センシング部９は、外板１１に対向する端面が検知面１２である。コネクタ部１０は、センシング部９から下方に突出するように設けられている。

【0010】

図３に示す通り、センサアセンブリ１は、センサ本体８を背面から付勢する弾性部材１５を備える。弾性部材１５は、センサ本体８を外板１１に接近する方向（図３の矢印Ｆ方向）に付勢する。弾性部材１５は、例えば、センサ本体８を外板１１の裏面に押し付けて外板１１を送信波Ｓａ及び反射波Ｓｂで励磁させることにより、外板１１をセンサ本体８の検知面１２の一部として機能させる。このように、本例のセンサアセンブリ１は、弾性部材１５の弾性力によってセンサ本体８が外板１１の裏面に必要な荷重で押し当てられた状態で使用される。弾性部材１５は、例えば、コイルばねである。

【0011】

弾性部材１５は、外板１１との相対位置が変化しない内部構造物１６に間接的又は直接的に固定される状態で、センサ本体８を外板１１に押し付ける。本例の場合、センサアセンブリ１は、弾性部材１５を背面から支持するとともに内部構造物１６に固定されるブラケット１７を備える。よって、本例の場合、弾性部材１５は、ブラケット１７を介して内部構造物１６に取付けられることにより、内部構造物１６に間接的に支持されている。

【0012】

内部構造物１６は、例えば、車両ドア５のインナーフレーム２０である。インナーフレーム２０は、例えば、車両ドア５の枠組みを構成する金属部品である。インナーフレーム２０は、例えば、車両ドア５の開閉のヒンジ（図示略）に連結されている。

【0013】

センサアセンブリ１は、弾性部材１５がセンサ本体８を均一の弾性力で押すようにセンサ本体８の背面において弾性部材１５と接触するプッシャ２１を備える。プッシャ２１は、センサ本体８に面接触する平面部２２と、平面部２２の端縁から立設された壁部２３と、を有する。プッシャ２１は、弾性部材１５を収容するために、平面部２２及び壁部２３によって囲まれることにより形成された凹部２４を有する。センサアセンブリ１は、センサ本体８、弾性部材１５、及びブラケット１７、及びプッシャ２１が一体に組付けられている。

【0014】

（外板１１）
図１に示す通り、外板１１は、例えば、車両ドア５の外壁である。外板１１は、車両ドア５の意匠面となっている。外板１１は、例えば、金属製であることが好ましい。なお、図示しないが、外板１１は、内部構造物１６の所定位置に固定されていることが好ましい。すなわち、外板１１は、内部構造物１６と一体に固定されていることが好ましい。

【0015】

（ブラケット１７）
図３及び図４に示すように、ブラケット１７は、センサアセンブリ１の主要部品を収容するブラケット本体２７と、内部構造物１６に取付けられる取付部２８と、を有する。ブラケット本体２７は、例えば、略円筒状に形成されるとともに、内部にセンサ本体８、弾性部材１５、及びプッシャ２１が収容されている。取付部２８は、例えば、ブラケット本体２７の基端に設けられるとともに、平板状に形成されている。

【0016】

ブラケット１７は、例えば、複数（本例は、４つ）の留め具２９によって取付部２８が内部構造物１６に固定されている。留め具２９は、例えば、トリムクリップである。留め具２９は、取付部２８の４隅に形成された孔３０（図３等に図示）に通され、そして、内部構造物１６に固定される。ブラケット１７は、これら留め具２９によって十分な強度で内部構造物１６に保持されている。

【0017】

ブラケット１７は、弾性部材１５を係合するための複数の爪部３１（図４等に図示）を内部に有する。複数の爪部３１は、ブラケット本体２７の内部に配置されている。ブラケット１７は、センサ本体８の開口部３２を外部に引き出すための開口部３２を有する。開口部３２は、コネクタ部１０を下方に引き出すために、例えば、ブラケット本体２７の下部に形成されている。

【0018】

（内部構造物１６）
図３に示す通り、内部構造物１６は、内部構造物１６に取付けられるブラケット本体２７を外板１１の裏面に引き出すための第１切欠部３５を有する。このように、ブラケット１７が内部構造物１６に取付け固定されるときは、ブラケット本体２７が第１切欠部３５から外板１１の裏面に引き出される。留め具２９は、内部構造物１６に形成された取付孔３６に取付け固定される。取付孔３６は、例えば、第１切欠部３５の周囲に４つ設けられている。

【0019】

図５に示すように、内部構造物１６は、コネクタ部１０にケーブル（図示略）を接続するときの作業スペースとなる第２切欠部３７を有する。第２切欠部３７は、例えば、ブラケット１７の下方に配置されている。第２切欠部３７は、例えば、第１切欠部３５よりも幅広の形状を有するとともに、第１切欠部３５に繋げて形成されている。

【0020】

（回転規制機構４０）
図６に示すように、センサアセンブリ１は、プッシャ２１がブラケット１７内で回転するのを制限する回転制限機構４０を有する。回転制限機構４０は、プッシャ２１の外周面に形成された制限部４１と、制限部４１を嵌合するためにブラケット本体２７に設けられた嵌合部４２と、を有する。制限部４１は、プッシャ２１の上部に形成された第１制限部４１ａと、プッシャ２１の下部に形成された第２制限部４１ｂと、を含む。嵌合部４２は、第１制限部４１ａを嵌合するためにブラケット本体２７の上部に形成された第１嵌合部４２ａと、開口部３２の縁部であって第２制限部４１ｂに嵌合可能な第２嵌合部４２ｂと、を含む。このように、制限部４１及び嵌合部４２の組は、プッシャ２１の径方向に対向配置されるように２組設けられている。

【0021】

（脱落防止機構４４）
図７に示すように、センサアセンブリ１は、弾性部材１５によって付勢されたセンサ本体８がブラケット１７から脱落することを抑制する脱落防止機構４４を備える。脱落防止機構４４は、センサ本体８の側面に設けられた突起４５と、突起４５に係合されるためにブラケット１７の側壁に形成された係合片４６と、を有する。このように、脱落防止機構４４は、弾性部材１５の弾性力によって外板１１に押し付ける方向（図７の矢印Ｆ方向）に付勢されたセンサ本体８をブラケット１７に係合することにより、ブラケット１７からのセンサ本体８の脱落を防ぐ。

【0022】

本例の場合、突起４５は、センサ本体８の側面に２つ（図７では、片側のみ図示）設けられている。これら２つの突起４５は、センシング部９の径方向に対向して配置されている。係合片４６は、各突起４５と対をなすように計２つ設けられている。係合片４６は、ブラケット本体２７の径方向に対向して配置されている。突起４５は、ブラケット１７に対するセンサ本体８の変位に応じて、係合片４６に形成されたスリット４７に沿って相対移動する。

【0023】

（実施形態の作用）
次に、本実施形態のセンサアセンブリ１の作用について説明する。
センサアセンブリ１の車体への取付構造としては、従来、テープでセンサアセンブリ１を外板１１の裏面に固定する方法が使用されている。テープとしては、例えば、両面テープが使用される。このように、テープを使用する理由は、外板１１は意匠部材であるので、外板１１に孔などを設けることなく、センサアセンブリ１を取付ける必要があるからである。

【0024】

しかし、テープを用いた取付構造の場合、センサアセンブリ１を目的位置に取り付けるのが困難であるため、取付けの作業性がよくない。また、センサアセンブリ１の取付け位置がずれたとき、テープを剥がして再度貼り付けることも考えられる。しかし、テープを一度剥がすと粘着性が劣化するため、この対応をとることも難しい。

【0025】

一方、本例の場合、センサアセンブリ１の取付け先として、車両ドア５の内部構造物１６を使用している。内部構造物１６は、車両ドア５の外板１１に隠れるため、孔等を設けても、何ら問題はない。そこで、本例の場合、センサ本体８を支持するブラケット１７を内部構造物１６に留め具２９で固定することにより、センサアセンブリ１を内部構造物１６に取付ける。よって、テープを使用しない固定構造を採用することが可能となる。

【0026】

また、本例の場合、留め具２９を挿し込むための取付孔３６が内部構造物１６に予め形成されているので、留め具２９を固定するとき、留め具２９の取付先のターゲットが明確であり、固定作業が容易である。このように、予め決められた箇所である取付孔３６に留め具２９を固定すればよいので、センサアセンブリ１の取付け位置がずれてしまうこともない。よって、センサアセンブリ１の取付作業性の向上に寄与する。

【0027】

（実施形態の効果）
上記実施形態の構成によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）センサアセンブリ１は、センサ本体８から対象物３に向けて送信波Ｓａを送信するとともに、対象物３で反射した反射波Ｓｂを受信することにより、対象物３をセンシングする。センサアセンブリ１が備える弾性部材１５は、センサ本体８を外板１１の裏面に押し付けて外板１１を送信波Ｓａ及び反射波Ｓｂで励振させることにより、外板１１をセンサ本体８の検知面１２の一部として機能させる。弾性部材１５は、外板１１との相対位置が変化しない内部構造物１６に間接的又は直接的に固定される状態で、センサ本体８を外板１１に押し付ける。

【0028】

本構成によれば、位置が安定した内部構造物１６にセンサアセンブリ１を強固に取付け固定することが可能となる。また、センサアセンブリ１が内部構造物１６によって支持されるので、外板１１をセンサアセンブリ１の取付け先として用いる必要がない。このため、外板１１にセンサアセンブリ１を取付ける孔や突などを加工する必要がないので、外板１１の意匠性が損なわれずに済む。このように、テープ以外の方法を用いて、外板１１の意匠性を損なうことなく、センサアセンブリ１の取付けが可能となる。以上のようにして、センサアセンブリ１のテープを使用しない取付けが実現できる。

【0029】

（２）センサアセンブリ１は、弾性部材１５を背面から支持するとともに内部構造物１６に固定されるブラケット１７を備える。この構成によれば、センサ本体８及び弾性部材１５を有するアセンブリを、ブラケット１７を介して内部構造物１６に強固に固定することができる。

【0030】

（３）センサアセンブリ１は、弾性部材１５の弾性力によって外板１１に押し付ける方向に付勢されたセンサ本体８をブラケット１７に係合することにより、ブラケット１７からのセンサ本体８の脱落を防ぐ脱落防止機構４４を備える。この構成によれば、センサ本体８が弾性部材１５の弾性力によって付勢される組立状態をとる場合であっても、この組立状態を脱落防止機構４４によって維持しておくことが可能となる。よって、センサアセンブリ１が取り扱い易くなる。

【0031】

（４）外板１１は、内部構造物１６と一体に固定されている。この構成によれば、外板１１と内部構造物１６との位置関係が一定であるので、センサ本体８が外板１１に押し当てられる状態を維持するのに有利である。

【0032】

（５）センサアセンブリ１は、弾性部材１５がセンサ本体８を均一の弾性力で押すように、センサ本体８の背面において弾性部材１５と接触するプッシャ２１を備える。この構成によれば、弾性部材１５からプッシャ２１を介して均一に付与される弾性力によって、センサ本体８を真っ直ぐに押すことが可能となる。よって、センサ本体８の検知面１２を外板１１に面接触させることができる。

【0033】

（６）外板１１は、金属製である。この構成によれば、外板１１が金属製であれば、センサ本体８の電波送信時に外板１１を励振させ易くすることが可能となる。よって、センサアセンブリ１の機能性が損なわれない。

【0034】

（他の実施形態）
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0035】

・外板１１は、例えば、センサ本体８が接触する部位が金属製であれば、樹脂により構成されてもよい。
・外板１１と内部構造物１６とは、一体に固定されることに限定されず、別体であってもよい。

【0036】

・弾性部材１５は、コイルばねに限らず、板ばねなどを用いてもよい。
・ブラケット１７の固定方法は、ドアトリムを用いた方法に限定されず、例えば、爪嵌合、ボルト、ネジを用いる方法に変更してもよい。

【0037】

・車両ドアは、車体側部のヒンジドアに限らず、例えばスライドドアやバックドアでもよい。
・センサアセンブリ１は、プッシャ２１を省略した構成としてもよい。

【0038】

・センサアセンブリ１は、車両ドア５に取付けられることに限定されず、例えば、バンパやボディなど、他の部位に取付けられてもよい。
・センサアセンブリ１は、例えば、音響センサやマイクロホンなどを含んでもよい。つまり、センサアセンブリ１は、送信及び受信される電波が物体を透過するセンサであればよい。

【0039】

・センサアセンブリ１は、超音波センサ４に限定されず、金属板を電波によって励振させて物体を検知するセンサであればよい。
・センサ本体８及び弾性部材１５の組は、内部構造物１６に直接固定されてもよい。すなわち、センサアセンブリ１からブラケット１７を省略してもよい。

【0040】

・センサアセンブリ１は、車両２に使用されることに限らず、他の機器や装置に使用されてもよい。
・本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

【0041】

次に、上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想について記載する。
（イ）センサ本体から対象物に向けて送信波を送信するとともに、前記対象物で反射した反射波を受信することにより、前記対象物をセンシングするセンサアセンブリであって、前記センサ本体を外板の裏面に押し付けて前記外板を前記送信波及び前記反射波で励振させることにより、前記外板を前記センサ本体の検知面の一部として機能させる弾性部材と、前記弾性部材を背面から支持するとともに、前記外板との相対位置が変化しない内部構造物に固定されるブラケットと、を備え、前記弾性部材は、前記ブラケットを介して前記内部構造物に固定される状態で、前記センサ本体を前記外板に押し付ける、センサアセンブリ。

【符号の説明】

【0042】

１…センサアセンブリ、３…対象物、８…センサ本体、１１…外板、１２…検知面、１５…弾性部材、１６…内部構造物、１７…ブラケット、２１…プッシャ、４４…脱落防止機構、Ｓａ…送信波、Ｓｂ…反射波。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】