Ультразвуковой датчик
Ультразвуковой датчик прикрепляется к объекту крепления и проходит через объект крепления. Ультразвуковой датчик включает в себя генератор, который имеет приемо-передающую поверхность, которая передает или принимает ультразвуковую волну, цилиндрический упругий элемент, который окружает внешнюю поверхность генератора, простирающуюся от приемо-передающей поверхности в направлении по толщине приемо-передающей поверхности, и имеет внутреннюю поверхность, контактирующую с внешней поверхностью генератора, тело, которое имеет корпус с дном и в котором расположены генератор и упругий элемент, за исключением выступающего участка со стороны упомянутой приемо-передающей поверхности, и кольцевое тело, которое окружает выступающий участок упругого элемента и расположено в теле в контакте с передней частью объекта крепления. Между внешней поверхностью выступающего участка упругого элемента и внутренней поверхностью кольцевого тела, которая обращена к внешней поверхности выступающего участка обеспечен зазор, в результате чего минимизируется проникновение воды в тело. 6 з.п. ф-лы, 17 ил.
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЙ ДОКУМЕНТ
[0001] Настоящая заявка заявляет преимущество приоритета заявки на патент Японии № 2015-254447, поданной 25 декабря, 2015, раскрытие которой включено в данный документ по ссылке.
ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0002] В целом настоящее изобретение относится к ультразвуковому датчику.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0003]
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Известно устройство управления, которое измеряет расстояние между транспортным средством и объектом, находящимся вблизи транспортного средства, с использованием ультразвукового датчика, прикрепленного, например, к бамперу транспортного средства, для предотвращения случайного столкновения транспортного средства с объектом.
[0004] Первая японская патентная публикация № 2013-107493 раскрывает вышеупомянутый тип ультразвукового датчика. Ультразвуковой датчик включает в себя генератор, упругий элемент, тело и кольцевое тело. Генератор имеет приемо-передающую поверхность, которая передает или принимает ультразвуковую волну. Упругий элемент окружает внешнюю поверхность генератора. В теле расположены генератор и упругий элемент. Кольцевое тело окружает упругий элемент и прикреплено к телу в контакте с передней поверхностью объекта крепления. Кольцевое тело прикрепляется к телу крепления и проходит через объект крепления.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ЗАДАЧА, РЕШАЕМАЯ ИЗОБРЕТЕНИЕМ
[0005] Транспортное средство, в котором установлен ультразвуковой датчик, раскрытый в вышеупомянутой публикации, иногда моют с использованием моечной машины высокого давления. В этом примере, вода может проникать в тело под давлением через промежуток между корпусом и упругим элементом или между упругим элементом и генератором. Это может приводить к увеличению в теле давления, которое выталкивает генератор за пределы корпуса.
[0006] Настоящее изобретение предназначено для решения вышеупомянутой проблемы. Задачей настоящего изобретения является обеспечение ультразвукового датчика, который минимизирует проникновение воды в тело.
СРЕДСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ
[0007] Настоящее изобретение является ультразвуковым датчиком, который прикрепляется к объекту крепления и проходит через объект крепления и содержит: (а) генератор, который имеет приемо-передающую поверхность, которая передает или принимает ультразвуковую волну; (b) цилиндрический упругий элемент, который окружает внешнюю поверхность генератора, которая простирается от упомянутой приемо-передающей поверхности в направлении по толщине приемо-передающей поверхности, причем упругий элемент имеет внутреннюю поверхность, контактирующую с внешней поверхностью генератора; (c) тело, которое имеет корпус с дном и в котором расположены упомянутый генератор и упомянутый упругий элемент за исключением выступающего участка со стороны упомянутой приемо-передающей поверхности; и (d) кольцевое тело, которое окружает выступающий участок упомянутого упругого элемента и расположено в упомянутом теле в контакте с передней частью объекта крепления. Между внешней поверхностью выступающего участка упомянутого упругого элемента и внутренней поверхностью упомянутого кольцевого тела, которая обращена к внешней поверхности выступающего участка, обеспечен зазор.
[0008] Когда приемо-передающая поверхность обдается водой на передней части объекта крепления, вода проникает в зазор между упругим элементом и кольцевым телом и затем вытекает за пределы тела через зазор. Давление воды, оказываемое на упругий элемент, деформирует упругий элемент, в результате чего увеличивается давление, которое вводит упругий элемент в контакт с генератором. Это минимизирует проникновение воды между упругим элементом и генератором, в результате чего предотвращается проникновение воды в тело, когда приемо-передающая поверхность обдается водой на передней части объекта крепления.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0009] Фиг. 1 является видом сбоку, который показывает ультразвуковой датчик, прикрепленный к бамперу.
Фиг. 2(а) является видом спереди тела датчика.
Фиг. 2(b) является видом справа тела датчика.
Фиг. 2(с) является видом сверху тела датчика.
Фиг. 2(d) является видом сзади тела датчика.
Фиг. 3 является разрезом, взятым по линии А-А на фиг. 2(a).
Фиг. 4 является разрезом генератора.
Фиг. 5(а) является видом спереди держателя.
Фиг. 5(b) является видом слева держателя.
Фиг. 5(c) является видом сзади держателя.
Фиг. 5(d) является видом сверху держателя.
Фиг. 5(e) является видом снизу держателя.
Фиг. 6 является увеличенным разрезом переднего концевого участка держателя.
Фиг. 7 является видом, который показывает как прикрепить ультразвуковой датчик к бамперу.
Фиг. 8 является разрезом ультразвукового датчика, прикрепленного к бамперу.
Фиг. 9 является увеличенным разрезом ультразвукового датчика, установленного на бампер.
Фиг. 10 является видом, который показывает путь течения воды, когда передняя часть бампера обдается водой.
ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0010] Варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны ниже со ссылкой на чертежи. Во всех вариантах осуществления одинаковые ссылочные позиции будут относиться к одинаковым или подобным частям.
[0011] Теперь будет описан ультразвуковой датчик согласно первому варианту осуществления. Ультразвуковой датчик устанавливается, например, на бампер транспортного средства для обнаружения объекта, находящегося вблизи транспортного средства.
[0012] Фиг. 1 является видом сбоку ультразвукового датчика этого варианта осуществления, который установлен на бампере 100, который является объектом крепления. Фиг. 1 показывает только секцию бампера 100.
[0013] Ультразвуковой датчик плотно установлен в отверстии 101 бампера 100. Ультразвуковой датчик включает в себя тело 200 датчика и кольцевой держатель 40. Установка ультразвукового датчика на бампер 100 обеспечивается посредством вставки держателя 40 в отверстие 101 со стороны передней части 100а бампера 100 и затем установки тела 200 датчика в держатель 40 со стороны задней части 100b бампера 100.
[0014] Конструкция тела 200 ультразвукового датчика будет описана с использованием фиг. 2(a)-4. Тело 200 датчика, как показано на фиг. 2(а)-2(d) и 3, снабжено телом 30, в котором установлен генератор 10. Генератор 10, как показано на фиг. 4, включает в себя корпус 11, пьезоэлектрическое устройство 12, прокладку 13, основание 14 и соединительные штырьки 15.
[0015] Корпус 11 изготовлен из проводящего материала в форме цилиндра с дном. Корпус 11 имеет внутреннюю камеру 16, образованную в нем. Корпус 11 имеет пьезоэлектрическое устройство 12, приклеенное к внутренней поверхности дна 11а. Дно 11а имеет внешнюю поверхность, служащую в качестве приемо-передающей поверхности 11b. Проводящим материалом корпуса 11 является алюминий. Приемо-передающая поверхность 11b имеет круглую форму.
[0016] Пьезоэлектрическое устройство 12 изготовлено из пьезоэлектрической керамики, такой как керамика цирконат-титанат свинца, и имеет электроды на своих передней и задней поверхностях. Один из электродов пьезоэлектрического устройства 12 электрически соединен с одним из соединительных штырьков 15 через проводник 17а. Другой электрод пьезоэлектрического устройства 12 прикреплен к дну 11а корпуса 11 с использованием, например, проводящего связующего вещества, электрически соединенного с проводником 17b через корпус 11, и затем с другим соединительным штырьком 15. Внутренняя камера 16 корпуса 11 заполнена виброизоляционным материалом, таким как силоксановый каучук, и выполнена с возможностью контроля нежелательной вибрации, передаваемой от приемо-передающей поверхности 11b к соединительному штырьку 15.
[0017] Прокладка 13 вставлена между отверстием корпуса 11 и основанием 14. Прокладка 13 изготовлена из упругого материала, такого как силоксановый каучук, который служит для подавления передачи нежелательной вибрации дна 11а корпуса 11 к основанию 14, прикрепленному к соединительным штырькам 15.
[0018] Основание 14 установлено на внешней периферии отверстия корпуса 11 с использованием прокладки 13 таким образом, что оно плотно прикреплено к корпусу 11. Основание 14 изготовлено из изолирующего материала, например, синтетической смолы, такой как смола акрилонитрилбутадиенстирол (ABS). Основание 14 имеет защитное устройство 18, которое обернуто вокруг соединительных штырьков 15 и выступает к монтажной плате 32. Соединительные штырьки 15 проходят через защитное устройство 18. При образовании основания 14 соединительные штырьки 15 вставляют при формовании так, чтобы участки соединительных штырьков 15 были заделаны в основание 14.
[0019] Каждый из соединительных штырьков 15 изготовлен, например, из проводящего материала, главным образом, содержащего медь, в форме стержня, имеющего диаметр, равный 0,5 мм.
[0020] Генератор 10 снабжен вспененным упругим телом 19, образованным, например, из вспененного силоксанового каучука. Вспененное упругое тело 19 выполнено с возможностью подавления передачи вибрации на основание 14. Соединительные штырьки 15 проходят через вспененное упругое тело 19.
[0021] Корпус 11, прокладка 13, основание 14 и вспененное упругое тело 19 прикреплены друг к другу с использованием силоксанового связующего вещества для образования генератора 10 в виде моноблока. Генератор 10 расположен в полом теле 30, причем его боковая и нижняя поверхности покрыты упругим элементом 20. Тело 30 изготовлено из синтетической смолы.
[0022] Упругий элемент 20 образован из упругой смолы, такой как силоксановый каучук. Упругий элемент 20 является цилиндрическим и имеет фланец 21 большего диаметра, образованный на переднем конце, который является одним из концов по его длине. Упругий элемент 20 также имеет дно 22 меньшего диаметра, образованное на заднем конце, которое является вторым концом по его длине. Внешняя периферия фланца 21 образована так, что она имеет скошенную поверхность, чей внешний размер или диаметр постепенно уменьшается по направлению к его верхнему концу. Другими словами, фланец 21 имеет скошенную форму. Фланец 21 имеет поверхность, которая противоположна его верхнему концу и простирается перпендикулярно внешней поверхности упругого элемента 20.
[0023] Упругий элемент 20 имеет внутреннюю поверхность, чей диаметр является идентичным внешнему диаметру корпуса 11 генератора 10. В упругом элементе 20 установлен генератор 10. Конкретно, внешняя поверхность генератора 10, а именно, внешняя поверхность корпуса 11, расположена в контакте с внутренней поверхностью упругого элемента 20. Генератор 10 имеет нижнюю поверхность, размещенную в контакте с дном 22 упругого элемента 20. Диаметр внутренней боковой поверхности упругого элемента 20 может быть установлен меньшим, чем внешний диаметр корпуса 11 генератора 10, в результате чего увеличивается степень контакта между упругим элементом 20 и генератором 10.
[0024] Расстояние между передним концом упругого элемента 20 и внутренней поверхностью дна 22 равно расстоянию между приемо-передающей поверхностью 11b генератора 10 и нижней поверхностью генератора 10. Таким образом, когда генератор 10 установлен в упругом элементе 20, приемо-передающая поверхность 11b генератора 10 практически находится заподлицо с передней концевой поверхностью упругого элемента 20.
[0025] Тело 30 по существу имеет полую прямоугольную форму. Тело 30 имеет цилиндрическую боковую стенку 31 с верхним отверстием. Внутренняя часть боковой стенки 31 функционирует в качестве корпуса 31а для генератора 10 и упругого элемента 20. Боковая стенка 31 имеет внутренний диаметр, идентичный внешнему диаметру упругого элемента 20. Боковая стенка 31 также имеет внешний диаметр, больший, чем максимальный диаметр фланца 21. Расстояние между поверхностью отверстия боковой стенки 31 и внутренней боковой поверхностью боковой стенки 31 равно расстоянию между поверхностью фланца 21 упругого элемента 20, которая противоположна передней концевой поверхности фланца 21, и нижней поверхностью упругого элемента 20. Таким образом, когда генератор 10 и упругий элемент 20 расположены внутри боковой стенки 31, поверхность фланца 21 упругого элемента 20, которая противоположна передней концевой поверхности фланца 21, расположена в контакте с верхним концом боковой стенки 31, а нижняя поверхность упругого элемента 20 расположена в контакте с внутренней нижней поверхностью боковой стенки 31.
[0026] Боковая стенка 31 имеет внутреннюю поверхность, контактирующую с внешней поверхностью упругого элемента 20. Верхний конец боковой стенки 31 частично покрыт фланцем 21 упругого элемента 20. Внутренний диаметр боковой стенки 31 может быть выбран таким, чтобы он был меньшим, чем внешний диаметр упругого элемента 20, а также был большим, чем внешний диаметр корпуса 11 генератора 10. Это усиливает давление, с которым боковая стенка 31 контактирует с упругим элементом 20, когда генератор 10 и упругий элемент 20 расположены внутри боковой стенки 31.
[0027] Тело 30 имеет направляющую 33, которая служит для позиционирования соединительных штырьков 15 относительно местоположений, где соединительные штырьки 15 должны быть соединены с монтажной платой 32. Направляющая 33 изготовлена из пластины, которая изолирует внутреннее пространство тела 30 в пространстве установки для генератора 10 и пространство установки для монтажной платы 32. Направляющая 33 имеет образованное в ней позиционирующее отверстие 33а, в которое вставляются соединительные штырьки 15 и защитное устройство 18.
[0028] Генератор 10 имеет упругий элемент 20, расположенный в контакте с его внешней периферией, а также имеет вспененный упругий элемент 34, расположенный под основанием 14, для поглощения вибраций. Генератор 10 расположен внутри тела 30.
[0029] После установки генератора 10 в тело 30 вышеупомянутым образом соединительные штырьки 15 вставляют в позиционирующее отверстие 33а направляющей 33 так, чтобы верхние части соединительных штырьков 15 были расположены в монтажной плате 32. Электрические соединения соединительных штырьков 15 и монтажной платы 32 обеспечивают затем с использованием технологий пайки.
[0030] Приемо-передающая поверхность 11b генератора 10 выставлена из боковой стенки 31 тела 30, в результате чего обусловлена передача ультразвуковых волн, создаваемых генератором 10, за пределы тела 30.
[0031] Вспененный упругий элемент 34, подобно вспененному упругому телу 19, расположенному в корпусе 11 генератора 10, изготовлен из вспененного силоксанового каучука и имеет соединительные штырьки 15 и защитное устройство 18, проходящие через него. Вспененный упругий элемент 34 имеет вырез, в который вставляется защитное устройство 18. Основание 14 генератора 10, упругий элемент 20 и вспененный упругий элемент 34 плотно соединены вместе с использованием силоксанового связующего вещества.
[0032] Внутреннее пространство тела 30, которое изолировано направляющей 33 и в котором расположена монтажная плата 32, заполнено влагонепроницаемым элементом 35. Влагонепроницаемый элемент 35 может быть изготовлен из силиконовой смолы силиконовой смолы или уретановой смолы. Этот вариант осуществления использует силиконовую смолу. Внешний выходной терминал 36, как показано на фиг. 3, обеспечен для создания выхода из монтажной платы 32. Внешний выходной терминал 36 имеет конец, выставленный к соединителю 37, образованному на поверхности тела 30.
[0033] Тело 30 имеет участок 38 крепления, расположенный на его верхней поверхности и принимающий участок 39, образованный на его нижней поверхности. Участок 38 крепления образован так, что он выступает из верхней поверхности тела 30 в том же самом направлении, что и боковая стенка 31, и используется для плотного прикрепления к держателю 40. Конкретно, участок 38 крепления выполнен в виде защелкивающегося элемента и включает в себя стержень 38а и зуб 38b. Стержень 38а выступает из верхней поверхности тела 30 в том же самом направлении, что и направление, в котором простирается боковая стенка 31. Стержень 38а имеет зуб 38b на верхнем конце, обращенный к боковой стенке 31. Принимающий участок 39 имеет форму рамки и выступает из тела 30. Принимающий участок 39 используется для плотного прикрепления к держателю 40.
[0034] Генератор 10 и боковая стенка 31 сконструированного таким образом тела 200 датчика, а именно, цилиндрические выступающие участки тела 30, вставляются в держатель 40. Направление, в котором выступает боковая стенка 31, является, таким образом, идентичным направлению, в котором тело 200 датчика вставляется в держатель 40.
[0035] Фиг. 5(a)-5(d) показывают конструкцию держателя 40. Фиг. 6 показывает увеличенный разрез переднего конца держателя 40. Держатель 40 образован практически цилиндрическим элементом, изготовленным из синтетической смолы. Держатель 40 имеет полый цилиндрический участок 40а, чью конфигурацию и размер выбирают в соответствии с конфигурацией и размером боковой стенки 31 тела 200 датчика. Боковая стенка 31 вставляется в цилиндрический участок 40а.
[0036] Держатель 40 имеет внешний фланец 41 большего диаметра, образованный на внешней периферии ее переднего концевого участка в аксиальном направлении. Держатель 40 также имеет внутренний фланец 42 меньшего диаметра, образованный на внутренней периферии ее переднего концевого участка. Внешняя периферия внешнего фланца 41 имеет диаметр, который постепенно увеличивается от концевой поверхности переднего концевого участка. Другими словами, внешний фланец 41 имеет скошенную форму. Внутренний фланец 42 включают в себя внешний поверхностный участок 42а и скошенный участок 42b. Внешний поверхностный участок 42а является внутренней периферией внутреннего фланца 42, которая имеет диаметр, сохраняющийся постоянным в аксиальном направлении. Скошенный участок 42b образован внутренней периферией внутреннего фланца 42 и имеет диаметр, который постепенно увеличивается от переднего конца скошенного участка 42b. Угол внутренней периферийной поверхности скошенного участка 42b, образованный с центральной осью, является идентичным углу, который образует фланец 21 упругого элемента 20 с центральной осью. Другими словами, на плоскости, проходящей через центральную ось, внутренняя периферийная поверхность скошенного участка 42b простирается параллельно внешней периферийной поверхности фланца 21 упругого элемента 20.
[0037] Скошенный участок 42b имеет вогнутые участки 42с и выпуклые участки 42d, которые поочередно образованы на внутренней периферии в ее окружном направлении, так что скошенный участок 42b имеет внутреннюю периферийную поверхность в форме прямоугольной волны. Диаметр, который является расстоянием между двумя выпуклыми участками 42d, которые обращены друг к другу, идентичен внешнему диаметру фланца 21 упругого элемента 20. Другими словами, когда боковая стенка 31 вставлена в держатель 40, выпуклые участки 42d держателя 40 контактируют с фланцем 21 упругого элемента 20, и между внешним поверхностным участком 42а держателя 40 и фланцем 21 упругого элемента 20 и между вогнутыми участками 42с держателя 40 и фланцем 21 упругого элемента 20 образуются зазоры 60.
[0038] Держатель 40 имеет участок 43 крепления, который обеспечен на его втором конце, противоположном переднему концу, в аксиальном направлении и простирается от цилиндрического участка держателя 40. Участок 43 крепления имеет защелкивающийся элемент с зубом 43а на его переднем конце. Участок 43 крепления сцепляется с принимающим участком 39 тела 30 при вставке в отверстие принимающего участка 39.
[0039] Держатель 40 имеет отверстие 44 крепления, образованное в его верхней поверхности. При наблюдении с передней стороны держателя 40, отверстие 44 крепления является отверстием квадратной формы, в которое вставляется зуб 38b участка 38 крепления. Когда зуб 38b участка 38 крепления вставлен в отверстие 44 крепления, он сцепляется с внутренней стенкой отверстия 44 крепления.
[0040] Держатель 40 снабжен блокирующими зубьями 45, расположенными на правой и левой сторонах его внешней периферии. Блокирующие зубья 45 образованы в местоположениях, выбираемых ввиду толщины бампера 100, а именно, расположенных с интервалом, эквивалентным или немного большим, чем толщина бампера 100, от концевой поверхности внешнего фланца 41. Блокирующие зубья 45 используются для предотвращения случайного удаления держателя 40 с бампера 100. Когда боковая стенка 31 тела 30 будет вставляться в держатель 40 после прикрепления держателя 40 к бамперу 100, усилие будет прикладываться к держателю 40 в направлении, в котором держатель 40 удаляется с бампера 100. Для предотвращения этой проблемы, когда держатель 40 вставляется в бампер 100, блокирующие зубья 45 сцепляются с концевой поверхностью бампера 100 и удерживают держатель 40 от удаления с бампера 100.
[0041] Держатель 40 имеет множество, например, четыре, металлических пружин 50, расположенных с равными интервалами друг от друга. Металлические пружины 50 выполнены в форме выпуклого тела, выступающего вовне в радиальном направлении держателя 40. Таким образом, когда давление оказывается на металлические пружины 50 в радиальном направлении извне держателя 40, оно может вызвать упругую деформацию металлических пружин 50 и оказание давления на внутреннюю поверхность держателя 40.
[0042] Далее будет описан способ прикрепления ультразвукового датчика к бамперу 100. Сначала, держатель 40, как показано на фиг. 7, вставляют в отверстие 101 бампера 100 с одной из противоположных поверхностей, а именно, передней части 100а бампера 100, до тех пор, пока блокирующие зубья 45 не будут расположены на задней части 100b бампера 100. Это приводит к контакту открытого конца отверстия 101 бампера 100 с металлическими пружинами 50. Вставка держателя 40 в отверстие 101 бампера 100 вызывает упругую деформацию металлических пружин 50 открытым концом отверстия 101 бампера 100, в результате чего оказывается давление на внутреннюю поверхность держателя 40.
[0043] Затем, боковую стенку 31 тела 30 вставляют во внутреннее пространство держателя 40 с другой стороны бампера 100, а именно, задней части 100b бампера 100. Это вызывает вставку верхней части участка 43 крепления в отверстие принимающего участка 39 так, что зуб 43а контактирует с внутренней стенкой принимающего участка 39 и затем упруго деформируется. Когда верхняя часть участка 43 крепления полностью вставлена в принимающий участок 39, упругая деформация зуба 43а прекращается вследствие того, что зуб 43а плотно сцепляется с принимающим участком 39 для завершения прикрепления ультразвукового датчика к бамперу 100. Одновременно, зуб 38b участка 38 крепления контактирует с внешней стенкой держателя 40 так, что стержень 38а упруго деформируется. Когда зуб 38b полностью входит в отверстие 44 крепления, упругая деформация стержня 38а прекращается вследствие того, что участок 38 крепления плотно сцепляется с отверстием 44 крепления.
[0044] Фиг. 8 показывает разрез ультразвукового датчика, установленного в бампер 100 вышеупомянутым способом. Фиг. 9 показывает увеличенный разрез верхней части ультразвукового датчика. Внешний фланец 41 держателя 40 расположен в контакте с бампером 100. Внутренний фланец 42 держателя 40 расположен в контакте с верхним концом боковой стенки 31 тела 30.
[0045] Внешний поверхностный участок 42а внутреннего фланца 42 держателя 40 имеет постоянный внутренний диаметр, в то время как вогнутые участки 42с внутреннего фланца 42 держателя 40 имеют внутренний диаметр, больший, чем внешний диаметр фланца 21 упругого элемента 20, так что между внутренним фланцем 42 держателя 40 и фланцем 21 упругого элемента 20 создаются зазоры 60. Угол, который скошенный участок 42b внутреннего фланца 42 держателя 40 образует с центральной осью, как описано выше, устанавливается равным углу, который фланец 21 упругого элемента 20 образует с центральной осью, так что зазоры 60 между скошенным участком 42b держателя 40 и фланцем 21 упругого элемента 20 имеют размер, сохраняющийся постоянным в направлении центральной оси. Дополнительно, внутренний диаметр выпуклых участков 42d внутреннего фланца 42 держателя 40 выбирают так, чтобы он был равным внешнему диаметру фланца 21 упругого элемента 20, так что выпуклые участки 42d расположены в контакте с фланцем 21 упругого элемента 20.
[0046] Фиг. 10 демонстрирует путь течения воды в ультразвуковом датчике, прикрепленном к бамперу 100 вышеупомянутым способом, когда ультразвуковой датчик обдается водой со стороны передней части 100а бампера 100. Путь течения показан на фиг. 10 стрелкой. Вода проникает в зазоры 60 между внешним поверхностным участком 42а фланца 21 так, что давление воды приводит по меньшей мере либо к деформации фланца 21, либо к отклонению тела 200 датчика. Это вызывает более глубокое проникновение воды в зазоры 60. Тогда давление воды толкает боковую стенку 31 тела 30 вовнутрь в бампере 100, так что внутренний фланец 42 держателя 40 и верхний конец боковой стенки 31 тела 30 отходят друг от друга. Это вызывает прохождение воды через зазоры 60, протекание воды между внутренним фланцем 42 держателя 40 и боковой стенкой 31 тела 30, и затем выпуск воды за пределами тела 30.
[0047] Давление воды также действует не только на боковую стенку 31, но и на упругий элемент 20. Это приводит к увеличению давления, посредством которого упругий элемент 20 и генератор 10 контактируют друг с другом, в результате чего предотвращается проникновение воды в генератор 10 и упругий элемент 20. Давление, посредством которого друга фланец 21 упругого элемента 20 и верхний конец боковой стенки 31 контактируют друг с другом, также увеличивается, что предотвращает проникновение воды в упругий элемент 20 и тело 30.
[0048] В общем, соединение конца дна 11а и цилиндра 11с корпуса 11 генератора 10 скошено в форме дуги. Это приводит к образованию зазора между генератором 10 и упругим элементом 20, когда генератор 10 расположен внутри упругого элемента 20, что приводит к опасности того, что вода проникнет в тело 30 через этот зазор. Для устранения этого недостатка зазоры 60 между внутренним фланцем 42 держателя 40 и фланцем 21 упругого элемента 20 выполнены так, что они имеют размер, больший, чем размер промежутка между генератором 10 и упругим элементом 20 в радиальном направлении генератора 10, упругого элемента 20 и держателя 40, а именно, в направлении, в котором генератор 10, упругий элемент 20 и держатель 40 контактируют друг с другом. Это вызывает большее проникновение воды, которой обдается ультразвуковой датчик, в зазоры 60 между упругим элементом 20 и держателем 40, чем в зазор между генератором 10 и упругим элементом 20. Это приводит к увеличению давления, которое оказывает упругий элемент 20 для создания контакта с генератором 10, в результате чего минимизируется количество воды, проникающей в промежуток между упругим элементом 20 и генератором 10.
[0049] В случае вышеупомянутых компоновок ультразвуковой датчик этого варианта осуществления обеспечивает следующие полезные преимущества.
[0050] Когда приемо-передающая поверхность 11b обдается водой на передней части 100а бампера 100, который является объектом крепления, вода проникает в зазоры 60 между упругим элементом 20 и держателем 40 и затем перемещается к задней части 100b бампера 100. Давление воды, оказываемое на упругий элемент 20, деформирует упругий элемент 20, в результате чего увеличивается давление, которое вводит упругий элемент 20 в контакт с генератором 10. Это минимизирует проникновение воды между упругим элементом 20 и генератором 10, в результате чего предотвращается проникновение воды в тело 30, когда приемо-передающая поверхность 11b обдается водой на передней части 100а бампера 100.
[0051] Фланец 21 упругого элемента 20 имеет скошенную форму, в результате чего давление, оказываемое на зазоры 60, прижимает упругий элемент 20 к генератору 10, что минимизирует проникновение воды в промежуток между генератором 10 и упругим элементом 20.
[0052] Выпуклые участки 42d внешнего фланца 41 держателя 40 расположены в контакте с фланцем 21 упругого элемента 20, в результате чего минимизируется деформация тела 30 при установке в держатель 40 и создается зазор 60 в каждом из вогнутых участков 42с между соответствующими смежными выпуклыми участками 42d.
[0053] Фланец 21 упругого элемента 20 имеет скошенную форму, чтобы он имел внутренний размер, увеличивающийся от приемо-передающей поверхности 11b, в то время как внутренний фланец 42 держателя 40 имеет скошенную форму, чтобы он имел внешний размер, увеличивающийся от приемо-передающей поверхности 11b. Зазоры 60, служащие в качестве путей течения воды, таким образом, работают в качестве путей, через которые вода направляется за пределы тела 30, в результате чего минимизируется проникновение воды в тело 30.
[0054] Держатель 40 прикрепляется к бамперу 100 со стороны передней части 100а, в то время как тело 30 прикрепляется к бамперу 100 со стороны задней части 100b. Когда инородный объект попадает в зазор 60, он может быть легко удален посредством удаления тела 30 для открывания внутренней части держателя 40.
[0055] Держатель 40 объединяют с телом 30 посредством прикрепления цилиндрического участка 40а к боковой стенке 31 тела 30, в результате чего устраняется любой люфт держателя 40 относительно тела 30 в его радиальном направлении. Интервал между верхним концом упругого элемента 20 и лицевым участком держателя 40 является малым в направлении толщины ультразвукового датчика, но, однако, соединение цилиндрического участка 40а и боковой стенки 31 создает зазоры 60, чьи размеры равны друг другу, в его окружном направлении.
[0056] Когда ультразвуковой датчик обдается водой, давление воды будет приводить к отклонению между телом 30 и держателем 40 для создания, как описано выше, путей течения воды. Проникновение мелких твердых частиц или пыли в пути течения воды, таким образом, минимизируется, когда давление воды не оказывается на держатель 40 и тело 30.
[0057]
МОДИФИКАЦИИ
Внутренний фланец 42 держателя 40 в этом варианте осуществления имеет вогнутые участки 42с и выпуклые участки 42d, расположенные поочередно. Выпуклые участки 42d расположены в контакте с фланцем 21 упругого элемента 20. Внутренний фланец 42 держателя 40 может быть альтернативно выполнен так, чтобы он не имел вогнутых участков 42с и выпуклых участков 42d. В этом случае, внутренний фланец 42 держателя 40 выполняют так, чтобы он имел внутренний диаметр, больший, чем внешний диаметр фланца 21 упругого элемента 20, для создания зазоров 60 между держателем 40 и упругим элементом 20, когда тело 30 установлено в держателе 40.
[0058] Держатель 40 в этом варианте осуществления имеет вогнутые участки 42с и выпуклые участки 42d, которые имеют прямоугольную форму и расположены в виде волны в окружном направлении его переднего концевого участка, для создания зазоров 60 между держателем 40 и упругим элементом 20, но вместо этого, держатель 40 и упругий элемент 20 могут быть альтернативно выполнены так, чтобы они создавали зазоры 60 между ними без использования вогнутых участков 42с и выпуклых участков 42d, когда тело 30 установлено в держателе 40. Например, держатель 40 может иметь образованные на нем треугольные выступы, расположенные в его окружном направлении.
[0059] В этом варианте осуществления фланец 21 упругого элемента 20 и внутренний фланец 42 держателя 40 являются скошенными, но, однако, только один из них может иметь скошенную форму, или ни один из них может не иметь скошенную форму.
[0060] В этом варианте осуществления внутренний фланец 42 держателя 40 имеет вогнутые участки 42с и выпуклые участки 42d, расположенные поочередно, но, однако, фланец 21 упругого элемента 20 может быть альтернативно выполнен так, чтобы он имел вогнутые и выпуклые участки, образованные поочередно. Как внутренний фланец 42 держателя 40, так и фланец 21 упругого элемента 20 может быть выполнен так, чтобы он имел вогнутые и выпуклые участки, образованные поочередно.
[0061] Этот вариант осуществления относился к ультразвуковому датчику, прикрепляемому к бамперу 100 транспортного средства, но объект крепления, на который устанавливается ультразвуковой датчик, не ограничен бампером 100, и ультразвуковой датчик может быть прикреплен к другой части транспортного средства. Объект крепления может быть выбран так, чтобы он был объектом, отличным от транспортного средства.
1. Ультразвуковой датчик, который прикрепляется к объекту (100) крепления и проходит через объект крепления, содержащий:
генератор (10), который имеет приемо-передающую поверхность (11b), которая передает или принимает ультразвуковую волну;
цилиндрический упругий элемент (20), который окружает внешнюю поверхность генератора, которая простирается от упомянутой приемо-передающей поверхности в направлении по толщине приемо-передающей поверхности, причем этот упругий элемент имеет внутреннюю поверхность, контактирующую с внешней поверхностью генератора;
тело (30), которое имеет корпус (31а) с дном и в котором расположены упомянутый генератор и упомянутый упругий элемент за исключением выступающего участка со стороны упомянутой приемо-передающей поверхности; и
кольцевое тело (40), которое окружает выступающий участок упомянутого упругого элемента и расположено в упомянутом теле в контакте с передней частью (100а) объекта крепления,
причем между внешней поверхностью выступающего участка упомянутого упругого элемента и внутренней поверхностью упомянутого кольцевого тела, которая обращена к внешней поверхности выступающего участка, обеспечен зазор (60),
причем одна из внешней поверхности выступающего участка упомянутого упругого элемента и внутренней поверхности упомянутого кольцевого тела имеет множество вогнутых участков (42c) и множество выпуклых участков (42d), образованных в ее окружном направлении, которые создают зазор.
2. Ультразвуковой датчик по п. 1, причем упомянутый зазор образован имеющим больший размер, чем размер промежутка между внутренней поверхностью выступающего участка упомянутого упругого элемента и внешней поверхностью упомянутого генератора, обращенной к внутренней поверхности выступающего участка, в направлении, в котором упомянутый генератор, упомянутый упругий элемент и упомянутое кольцевое тело контактируют друг с другом.
3. Ультразвуковой датчик по п. 1 или 2, причем упомянутый объект крепления имеет переднюю часть и заднюю часть (100b), которые сообщаются друг с другом через упомянутый зазор.
4. Ультразвуковой датчик по любому из пп. 1-3, причем выступающий участок упомянутого упругого элемента имеет внешнюю поверхность, которая является скошенной и имеет внешний размер, увеличивающийся от упомянутой приемо-передающей поверхности.
5. Ультразвуковой датчик по п. 4, причем упомянутое кольцевое тело имеет внутреннюю поверхность, которая является скошенной и имеет внутренний размер, увеличивающийся от упомянутой приемо-передающей поверхности.
6. Ультразвуковой датчик по любому из пп. 1-5, причем упомянутое кольцевое тело прикрепляется к упомянутому объекту крепления со стороны передней части объекта крепления, в то время как упомянутое тело прикрепляется к упомянутому объекту крепления со стороны задней части объекта крепления.
7. Ультразвуковой датчик по любому из пп. 1-6, причем упомянутое тело имеет боковую стенку (31), которая образует упомянутый корпус, и причем упомянутое кольцевое тело имеет цилиндрический участок, расположенный за пределами упомянутой боковой стенки.
