超声换能器装置和附接该装置的方法.pdf

根据本发明的超声换能器装置包括主体单元和固定元件。主体单元包括壳体和设置到壳体侧表面的夹持部件，该壳体包括位于壳体的前表面中并且用于接收超声换能器的空间。固定元件包括固定板、该固定板包括被附接到车辆外部面板的后表面的固定表面和与外部面板中的开口相通的通孔，和可移除地连接到夹持部件从而使得所述空间面向通孔的互锁部分。夹持部件包括联锁部分和弹簧部分，该弹簧部分将该联锁部分保持在该联锁部分物理地连接到互锁部分的位置。

1.  一种超声换能器装置，包括：
主体单元，该主体单元包括
包括空间的壳体，该空间位于壳体的前表面中并且用于接收超声换能器，和
被设置到壳体的侧表面的至少一个夹持部件；和
固定元件，该固定元件包括
固定板，该固定板包括将被附接到车辆的外部面板的后表面的固定表面，和与所述外部面板中的开口连通的通孔，和
至少一个互锁部分，该至少一个互锁部分被可移除地连接到所述至少一个夹持部件，从而所述空间面对着所述通孔，所述至少一个夹持部件包括
联锁部分，该联锁部分可在第一位置和第二位置之间移动，其中，在第一位置上，所述联锁部分物理地连接到所述至少一个互锁部分，并且在第二位置上，所述联锁部分未物理地连接到所述至少一个互锁部分，和
弹簧部分，该弹簧部分将所述联锁部分保持在第一位置。

2.  根据权利要求1所述的超声换能器装置，其中：
所述至少一个互锁部分具有棱柱形状并且由固定板的固定表面的相反侧上的面突出。

3.  根据权利要求2所述的超声换能器装置，其中：
所述主体单元包括槽，所述槽位于所述联锁部分与壳体之间并且用于接收所述至少一个互锁部分；并且
当所述至少一个互锁部分被插入到所述槽中时，所述联锁部分被物理地连接到所述至少一个互锁部分。

4.  根据权利要求2或3所述的超声换能器装置，其中：
所述弹簧部分将所述联锁部分的远离固定板的端部连接到所述壳体的靠近固定板的端部。

5.  根据权利要求2或3所述的超声换能器装置，其中：
所述至少一个互锁部分和所述联锁部分中的一个包括突起；并且
所述至少一个互锁部分和所述联锁部分中的另一个包括用于接收所述突起的凹槽。

6.  根据权利要求1-3中任一项所述的超声换能器装置，其中：
所述主体单元包括多个夹持部件；并且
所述固定元件包括与所述多个夹持部件分别对应的多个互锁部分。

7.  根据权利要求6所述的超声换能器装置，其中：
所述多个夹持部件包括位于壳体的相对侧上的凹槽型夹持部件和突起型夹持部件；
所述多个互锁部分包括与所述凹槽型夹持部件和突起型夹持部件分别对应的突起型互锁部分和凹槽型互锁部分；
突起型互锁部分包括突起；
凹槽型夹持部件的联锁部分包括凹槽，用于接收突起型互锁部分的突起；
突起型夹持部件的联锁部分包括突起；
凹槽型互锁部分包括凹槽，用于接收突起型夹持部件的突起。

8.  根据权利要求6所述的超声换能器装置，其中
当壳体处于所述多个互锁部分之间时，所述多个互锁部分彼此相对。

9.  根据权利要求1-3中任一项所述的超声换能器装置，其中：
壳体包括定位在所述通孔内的部分；并且
固定元件保持所述主体单元，从而壳体的所述部分不与所述通孔的内侧表面接触。

10.  根据权利要求1-3中任一项所述的超声换能器装置，其中
所述至少一个互锁部分包括阻止部，该阻止部与壳体接触以阻止壳体的移动。

11.  根据权利要求1-3中任一项所述的超声换能器装置，其中
至少一个槽形成在固定板的表面中。

12.  一种超声换能器装置，包括：
主体单元，该主体单元包括：
包括空间的壳体，该空间位于壳体的前表面中并且用于接收超声换能器，和
被设置到壳体的侧表面的至少一个夹持部件；和
保持元件，该固定元件包括：
凸缘，该凸缘包括将要被附接到车辆的外部面板的前表面以便位于所述外部面板中的开口附近的后表面，和与所述开口连通的通孔，和
至少一个互锁部分，该至少一个互锁部分被设置到所述凸缘的后表面的经由所述开口暴露的部分并且被可移除地连接到所述至少一个夹持部件，从而所述空间面对着所述通孔，所述至少一个夹持部件包括：
联锁部分，该联锁部分可在第一位置和第二位置之间移动，其中，在第一位置上，所述联锁部分物理地连接到至少一个互锁部分，并且在第二位置上，所述联锁部分未物理地连接到所述至少一个互锁部分，和
弹簧部分，该弹簧部分将所述联锁互锁部分保持在第一位置。

13.  一种附接超声换能器装置的方法，包括：
准备根据权利要求1-3中任一项所述的超声换能器装置；
将超声换能器装置的固定元件以固定表面与车辆的外部面板的后表面形成表面接触的方式附接到所述后表面；
使固定元件的通孔与空间对准、并且使所述至少一个互锁部分与所述至少一个夹持部件对准；和
使主体单元朝向固定元件移动，以将所述至少一个互锁部分连接到所述至少一个夹持部件。

超声换能器装置和附接该装置的方法
技术领域
本发明涉及一种超声换能器装置和附接该装置的方法，并且特别涉及一种附接到车辆外部面板的超声换能器装置和附接该装置的方法。
背景技术
过去，已经提出了超声换能器，例如产生超声波的超声扬声器(超声发射器)和接收超声波的超声麦克风(超声接收器)。此外，过去也已经提出了通过使用这种超声换能器来探测目标的超声传感器。换句话说，过去已经提出了被附接到车辆保险杠的超声传感器，以用于探测车辆附近的目标(参见文献1[JP2011一53021A])。
文献1中公开的超声传感器包括底座(bezel)和传感器主体。底座被部分地插入到形成在保险杠的前侧上形成的固定孔中，并且传感器主体被附接到位于保险杠后侧上的底座。底座包括：中空圆柱状主体部分，其被插入固定孔中；和凸缘部分，其从所述主体的前端部的周边开始延伸从而具有凸缘形状并且与固定孔的邻近位置接触。传感器主体被附接到底座，使得容纳超声麦克风的壳体的前部被插入到保险杠后侧上的主体部分中。超声传感器被配置成使得传感器主体通过底座而被附接到保险杠。
在前面提到的超声传感器装置中，底座的凸缘部分暴露于保险杠的前表面。在保险杠具有平坦的前表面的情况下，凸缘部分与其邻近部位在视觉上能够被区分。这样容易影响车辆的美观。
发明内容
鉴于上述不足，本发明目标是提出一种能够降低对车辆外观产生不良影响的超声换能器装置和附接该装置的方法。
根据本发明一个方面的超声换能器装置包括主体单元和固定元件。主体单元包括壳体，和至少一个夹持部件。壳体包括空间，该空间位于壳体 的前表面中并且用于接收超声换能器。该至少一个夹持部件被设置到壳体的侧表面。固定元件包括固定板，和至少一个互锁部分。固定板包括被附接到车辆外部面板的后表面的固定表面，和与外部面板中的开口相通的通孔。该至少一个互锁部分可移除地连接到至少一个夹持部件，从而使得所述空间面向通孔。该至少一个夹持部件包括联锁部分，和弹簧部分。该联锁部分可以在联锁部分物理地连接到至少一个互锁部分的第一位置和联锁部分没有物理地连接到至少一个互锁部分的第二位置之间移动。弹簧部分将联锁部分保持在第一位置。
根据本发明另一个方面的超声换能器装置包括主体单元和保持元件。主体单元包括壳体和至少一个夹持部件。壳体包括空间，该空间在壳体的前表面中并且用于接收超声换能器。该至少一个夹持部件被设置到壳体的侧表面。保持元件包括凸缘和至少一个互锁(interlocked)部分。该凸缘包括将要被附接到车辆外部面板的前表面以便位于外部面板的开口附近的后表面，和与所述开口相通的通孔。该至少一个互锁部分被设置在凸缘后表面的经由开口而暴露的部分并且可移除地连接到至少一个夹持部件，从而所述空间面向通孔。该至少一个夹持部件包括：联锁(interlocking)部分，和弹簧部分。该联锁部分可以在该联锁部分物理地连接到至少一个互锁部分的第一位置和该联锁部分没有物理地连接到至少一个互锁部分的第二位置之间移动。该弹簧部分将联锁部分保持在第一位置。
根据本发明另一个方面的附接超声换能器装置的方法包括：准备超声换能器装置；将超声换能器装置的固定元件以固定表面与车辆外部面板的后表面形成表面接触的方式附接到后表面；使固定元件的通孔与空间对准、并且使至少一个互锁部分与至少一个夹持部件对准；和使主体单元向着固定元件移动从而将至少一个互锁部分连接到至少一个夹持部件。
附图说明
图1是分解透视图，显示了根据本发明的一个实施例的超声传感器装置(超声换能器装置)。
图2是截面图，显示了上述实施例的超声传感器装置被附接到外部面 板的结构。
图3是侧视图，显示了超声传感器装置被附接到外部面板的结构。
图4是截面图，显示了当从该结构的右侧观察时超声传感器装置被附接到外部面板的结构。
图5是侧视图，显示了超声传感器装置的传感器单元。
图6是顶视图，显示了传感器单元。
图7是侧视图，显示了超声传感器装置的固定元件。
图8是顶视图，显示了固定元件。
图9是底视图，显示了固定元件。
图10是局部剖视图，显示了当从固定元件的右侧观察时的固定元件。
图11是解释性视图，显示了将超声传感器装置附接到保险杠后表面的步骤。
图12是解释性视图，显示了将超声传感器装置附接到保险杠后表面的步骤。
图13是解释性视图，显示了将超声传感器装置附接到保险杠后表面的步骤。
图14是解释性视图，显示了将传感器单元从固定元件上拆下的步骤。
图15是顶视图，显示了传感器单元。
图16是截面图，显示了传感器单元被附接到固定元件的结构。
图17是侧视图，显示了传感器单元被附接到固定元件的结构。
图18是沿图17中直线B-B的截面图。
图19是显示了固定元件的平面图。
图20是显示了固定元件的侧视图。
图21是显示了固定元件的另一个平面图。
图22是前视图，显示了用于将传感器单元附接到外部面板的保持元件。
图23是底视图，显示了保持元件。
图24是侧视图，显示了当从保持元件的右侧观察时的保持元件。
图25是放大视图，显示了保持元件的主要部分。
图26是解释性视图，显示了通过利用保持元件而将传感器单元附接到保险杠后表面的步骤。
图27是解释性视图，显示了通过利用保持元件而将传感器单元附接到保险杠后表面的步骤。
图28是解释性视图，显示了通过利用保持元件而将传感器单元附接到保险杠后表面的步骤。
具体实施方式
根据本发明的一个实施例的超声换能器装置1是具有超声波发射功能以和超声波接收功能的电声换能器。因此，超声换能器产生的超声波被向外发出。此外，外部的超声波被超声换能器接收。
本实施例的超声换能器装置1具有接收超声波的功能并且因此能够称之为超声传感器装置。注意，超声换能器装置1可或者具有发射超声波的功能或者具有接收超声波的功能。
本实施例的超声换能器装置1包括主体单元2(200)和固定元件3(300)。
主体单元2包括壳体20，和两个夹持部件27。壳体20包括空间28，该空间28位于壳体20的前表面21e中并且用于容纳超声换能器(换能器块)23。两个夹持部件27被设置在壳体20的侧表面21f。
固定元件3包括固定板30，和两个互锁部分31。固定板30包括被附接到车辆外部面板(保险杠50)的后表面501的固定表面(面)35，和与外部面板50中的开口51连通的通孔30b。两个互锁部分31分别可拆除地连接到两个夹持部件27，从而空间28面对着通孔30b。注意，保险杠50的后表面501构成了车辆主体的内(内侧)表面的一部分。因此，下文中，主体50的后表面501也被称为保险杠50的内表面。
每个夹持部件27都包括联锁部分27c，和弹簧部分27b。联锁部分27c可在第一位置与第二位置之间运动，其中，在第一位置，联锁部分27c物理地连接到对应的互锁部分31，在第二位置，联锁部分27c未物理地连接到对应的互锁部分31。弹簧部分27b将联锁部分27c保持在第一位置。
下面更详细地描述本实施例的超声换能器装置1。如图1到4所示，本实施例的超声换能器装置(下文中也称为超声传感器装置)包括主体单元(传感器单元)2和固定元件3。
例如，超声传感器装置1被附接到车辆外部面板(保险杠或栅格)的 后侧，并且被用于探测车辆附近的障碍物。
除非另外指出，否则在接下面的说明中，超声传感器装置的向上、向下、向左及向右的方向均是基于图4中超声传感器装置的方向加以规定的。然而，关于方向的上述规定仅仅用于简化说明，并且超声传感器装置1被固定的方向并不局限于前面提到的图4中所示的超声传感器装置的方向。
如图1到6所示，传感器单元2包括壳体20，并且换能器块(超声换能器)23和电路板24被容纳在壳体20中(参见图2)。例如，壳体20由合成树脂制成。
换能器块23包括用于发射超声波的超声波发射器和用于接收由于超声波在目标处反射而产生的反射波的超声波接收器。在本实施例中，一个超声振动器(未示出)被用作超声波发射器和超声波接收器，并且该超声振动器被容纳在圆柱形外壳中。
壳体20包括盒状主体21，该盒状主体具有形成在主体21的上表面中的凹槽21a和附接到主体21的上表面以覆盖凹槽21a的盖子22。
设有中空棱柱21b，该棱柱具有中空的圆柱形状并且由主体21的下表面向下突出。换能器块23被容纳在中空棱柱21b中，以具有面向下的发射波面和接收波面。
中空棱柱21b的内表面与换能器块23之间插入有防振橡胶25，以衰减从外侧传递过来的振动和由超声波的发射和接收导致的、在除换能器块23的顶端表面之外的其他表面处产生的振动。
电路板24被容纳在主体21的凹槽21a中。电路板24包括用于致动超声振动器以用于发射超声波的电路、用于对来自于超声振动器的输出进行放大和从被放大的输出中提取接收到的信号的电路、和根据发出超声波的时刻与接收反射超声波的时刻之间的时间间隔判断车辆附近是否存在目标的电路。
安装在电路板24上的多个引线末端24a用于供电和信号输出。多个引线末端24a突出到位于壳体20一个侧面的中空棱柱部分21c的内部。中空棱柱部分21c和其中设置的引线末端24a组成了连接器26。
当超声传感器装置1的连接器26与连接到车辆中的电路(未示出)的电缆的连接器(未示出)连接在一起时，电路板24上的电路与车辆中的电 路彼此电连接。由此，电能从车辆中的电路供应到电路板24上的电路，并且探测信号被允许从电路板24输出到车辆中的电路。
主体21的相对的侧表面21f处设置有夹持部件27。每个夹持部件27都与固定元件3的一部分可拆卸地接合。每个夹持部件27都是有弹性的并且与主体21形成一体。简言之，夹持部件27设置到壳体20的侧表面21f。
主体21在该主体21的比夹持部件27更靠近主体21中心的部分设有在上下方向上穿过主体21的槽21d。换句话说，主体单元2包括位于联锁部分27c与壳体20之间并且用于接收互锁部分31的槽21。
夹持部件27包括彼此一体地形成的操作件27a、弹簧部分(连接件)27b和联锁件27c。
操作件27a具有矩形板的形状并且以如下方式倾斜：操作件27a与主体21的侧表面(壳体2的侧表面21f)之间的距离在朝向操作件27a的上端时变得比朝向操作件27a的下端更大。
连接件27b从操作件27a的下边缘的相对的端部分别向下突出，并且连接件27b的下端连接到主体21的侧表面。每个连接件27b的宽度都比操作件27a更窄和由此是柔性的。特别地，弹簧部分27b将联锁部分27c的远离固定板30的端部(附图中的上端部)27g连接到壳体20的靠近固定板30的端部(附图中的下端部)20a。
联锁件27c从操作件27a的下边缘的中心向下突出并在联锁件27c中间设置有孔27d，该孔27d用于接收固定元件3的突起32。
固定元件3是由合成树脂模制的产品，并且如图1和8-10所示，包括固定板30。固定板30具有矩形板的形状。固定板30与车辆外部面板50的内表面(后表面)501形成表面接触。
固定板30在它的中心处、沿固定板30的纵向方向包括厚的部分30a。厚的部分30a在纵向方向上的厚度大于固定板30的相对的侧面之间的厚度。厚的部分30a中形成有通孔30b。通孔30b是圆的，并且允许中空棱柱21b插入其中。
柱状部分31从厚的部分30a的相对的端部开始、在固定板30的宽度方向上向上突出。每个柱状部分31都是矩形的。每个柱状部分31的宽度被设定为小于槽21d的宽度，使得柱状部分31都被允许插入到槽21d中。每个柱 状部分31的厚度被设定为稍稍地大于槽21d的对应尺寸。
柱状部分31在它的外表面的上部部分具有斜坡31a。斜坡31a以使其上部部分被定位成比其下端部更加向内(在宽度方向上更靠近固定板30的中心)的方式倾斜。突起32被定位在柱状部分31的斜坡31a下方的外表面处并且与夹持部件27的孔27d相接合。
例如，固定元件3使用双面胶带33粘贴在保险杠50的内表面501上，该双面胶带被设置在固定板30的后部面(固定表面)35上。
本实施例的超声传感器装置1具有如上面所述的结构。接下来参考图11-13作出的说明针对的是将超声传感器装置1附接到保险杠50的内表面501的步骤。注意，如图11中所示，保险杠50具有孔51，孔51允许传感器单元2的中空棱柱21b被插入到该孔51中。
如图12和13中所示，工作人员使保险杠50(外部面板)与固定元件3对准，使得保险杠50中的孔51与通孔30b同心地布置，并且随后用双面胶带33将固定板30粘贴在保险杠50的内表面501上。
接下来，如图12和13中所示，工作人员使传感器单元2的夹持部件27与固定元件3的柱状部分31对齐，并且随后通过使传感器单元2朝向固定元件3向下移动从而将柱状部分31从下方插入到槽21d中。当传感器单元2向下移动并最终联锁件27c的下端部与突起32的上端部接触时，由于联锁件27c的下端部沿突起32的斜坡32a滑动并处于突起32上，因此联锁件27c的下端部向外移动。
当工作人员进一步向下压传感器单元2时，整个突起32都配合到联锁件27c的孔27d中，并且联锁件27c返回到它的初始位置。由此，突起32与孔27d接合。因此，当互锁部分31被插入到槽21d中时，联锁部分27c物理地连接到互锁部分31。因此，相对的夹持部件27将柱状部分31保持在其中间，并且因此传感器单元2被固定元件3保持，从而传感器单元2通过固定板3固定到保险杠50的内表面501。
就这一点而言，每个连接件27b都构成了弹簧部分，弹簧部分产生弹性作用力以将被限定为联锁部分的联锁件27c的孔27d保持在该联锁件与突起32(第一互锁部分的突起)相接合的位置。
注意，在当前实施例中，穿过联锁件27c的孔27d被设置成具有凹槽形 状的联锁部分。然而，将要与第一互锁部分的突起相接合的凹槽形互锁部分也可以不需要穿过联锁件27c，即，也可以是不穿透联锁件的孔。
当传感器单元2经由固定元件3附接到保险杠50的内表面501时，传感器单元2的中空棱柱21b被落座在保险杠50的孔51中，并且换能器块23的边缘表面通过孔51暴露于保险杠50的外侧。由此，换能器块23被允许在车辆外部发射超声波和接收在车辆附近的目标处超声波反射产生的反射波。
注意，通孔30b的直径大于孔51的直径。在某些情况下，当固定元件3被附接到保险杠50时，在孔51的中心与通孔30b的中心之间存在定位间隙。然而，连接件27b能够根据孔51与通孔30b之间的定位间隙而变形，并且因此换能器块23能够被附接成与通孔30b相对齐。
每个部分的尺寸都被设定为使得换能器块23的端表面与保险杠50的外表面502齐平，并且因此换能器23的端表面是不明显的。注意，换能器块23的端表面与保险杠50的外表面502相齐平的这种状态并不局限于在换能器块23的端表面与保险杠50的外表面502之间没有任何平面层次差异(1evel difference)，而是可以包括在换能器块23的端表面与保险杠50的外表面502之间存在平面层次差异的状态，但在这种状态下，远离车辆位置的点处的人员不能够分辨出这种平面层次差异。
还优选地，换能器块23的端表面被涂成与保险杠(车辆的外部面板)50的附接有超声传感器装置1的外表面相同的颜色。在这种情况下，换能器块是不明显的，由此车辆外观得以改善。
在将传感器单元2从固定板3上拆下的过程中，首先工作人员通过相对的夹持部件27的操作件27a保持传感器单元2。由此，联锁件27c围绕摆动枢轴转动，直到联锁件27c的内表面与斜坡31a相接触为止，其中所述摆动枢轴是由联锁件27c的与斜坡31a底端相接触的部分限定的，如图14中所示。如图14中的虚线所示，当联锁件27c转动直到它与斜坡31a形成表面接触时，联锁件27c的下端从柱状部分31的外侧表面开始移动地更远，并且因此突起32移动到孔27d之外。在这种情况下，如果工作人员在拿起传感器单元2的同时用操作件27a保持传感器单元2，则工作人员能够将传感器单元2从固定元件3上拆下。同样，工作人员能够方便地地更换传感器单元2。
如上所述，超声传感器装置1包括传感器单元2和用于保持传感器单元 2并附接到车辆的固定元件3，所述传感器单元2包括用于发射超声波的超声波发射器和用于接收由在目标处的超声波反射产生的反射波的超声波接收器。传感器单元2包括容纳超声波发射器和超声波接收器(换能器块23)的壳体20和至少一个夹持部件27，所述夹持部件被设置在壳体20上并且被配置成与固定元件3的至少一个第一互锁部分可拆卸地接合。所述至少一个夹持部件27包括：被配置成与至少一个第一互锁部分(柱状部分31)可拆卸地接合的联锁件27c(联锁部分)，和用于产生弹性作用力以将联锁部分27c保持在使联锁部分27c与至少一个第一互锁部分相接合的位置上的连接件27b(弹簧部分)。固定元件3包括待固定到车辆外部面板(例如保险杠50)的内表面501的固定板30，使得使得固定板30的固定表面35与内表面501形成表面接触。至少一个第一互锁部分(柱状部分31)被设置到固定板30。固定板30包括通孔30b(第一通孔)，用于在传将感器单元2固定到固定元件3时暴露所述超声波发射器和超声波接收器。通孔30b(第一通孔)被定位成与穿过外部面板50的孔51连通。传感器单元2被配置成通过使联锁件27c与至少一个第一互锁部分(柱状部分31)相接合从而在被固定元件3保持在外部面板50内侧。
在这种结构中，仅有传感器单元2的超声波发射器和超声波接收器通过穿过外部面板50的孔51暴露于外部面板50的外部。因此，可以获得能够降低对车辆外观造成不利影响的超声传感器装置。
一种附接本实施例的超声波装置的方法，包括以下步骤：将固定元件3附接到外部面板50，使得固定表面35与外部面板50的内表面501形成表面接触；使声波发射器和声波接收器与固定元件3的通孔30b(第一通孔)对齐并使至少一个第一互锁部分(柱状部分31)与至少一个夹持部件27对齐；和使传感器单元2向下朝向固定元件3移动以产生所述至少一个夹持部件27与所述至少一个第一互锁部分(柱状部分31)的接合。
换句话说，附接超声换能器装置的方法包括以下步骤A到D。在步骤A中，超声换能器装置1被准备好。在步骤B中，超声换能器装置1的固定元件3以固定表面35与后表面501形成表面接触的方式附接到车辆外部面板50的后表面501。在步骤C中，固定元件3的通孔30b与空间28相对齐，并且互锁部分31与夹持部件27相对齐。在步骤D中，主体单元2朝向固定元件3 移动，以将互锁部分31连接到夹持部件27。
在通过该方法获得的结构中，仅有传感器单元2的超声波发射器和超声波接收器通过穿过外部面板50的孔51暴露于外部面板50的外部。由此能够在不对外部面板50的前表面502产生不利影响的情况下附接超声传感器装置1。
在本实施例的超声传感器装置1中，还优选地至少一个互锁部分是柱状部分31，该柱状部分31从固定板30的与固定表面35的相反侧上的面(前部面)36开始突出，并且被定位成与至少一个夹持部件27相对。换句话说，互锁部分31具有棱柱形状并且从固定板30的与固定表面35的相反侧上的面36开始突出。与所述至少一个第一互锁部分是围绕传感器单元2的中空圆柱部分的结构相比，在这种结构中，能够减小固定元件3的尺寸。
在本实施的超声传感器装置1中，还优选地是传感器单元2包括多个夹持部件27并且多个夹持部件27中的每一个都与多个第一互锁部分(柱状部分31)中的相对应的一个相接合。换句话说，主体单元2包括多个夹持部件27。固定元件3包括多个互锁部分31，所述互锁部分31与多个夹持部件27分别对应。多个夹持部件中的每一个都与多个第一互锁部分(柱状部分31)中的对应的一个部分相接合，并且因此传感器单元2与固定元件3的接合被加强。
如图15和16中所示，还优选地，设置在壳体20的相对的侧面中的一个侧面上的所述至少一个夹持部件27(27A)包括将要与设置在柱状部分31(31A)上的突起32相接合的孔27d，并且设置在壳体20的相对的侧面中的另一个侧面上的至少一个夹持部件27(27B)包括将要与设置在柱状部分31(31B)中的通孔34相接合的突起27e。此外，斜坡27f被定位于突起27e下方，并且斜坡27f以上端部被定位成比下端部更加向内的方式倾斜。
换句话说，针对图15和16中所示的情况，主体单元2(201)包括位于壳体20的相对的侧面上的凹槽型夹持部件27A和突起型夹持部件27B。此外，固定元件3(301)包括与凹槽型夹持部件27A和突起型夹持部件27B分别对应的突起型互锁部分31A和凹槽型互锁部分31B。突起型互锁部分31A包括突起32。凹槽型夹持部件27A的联锁部分27c包括凹槽27d，以用于接收突起型互锁部分31A的突起32。突起型夹持部件27B的联锁部分27c包括突起 27e。凹槽型互锁部分31B包括凹槽34，用于接收突起型夹持部件27B的突起27e。
在接下来的说明中，当相对的柱形部分应当被区分时，其中一个柱形部分将被称为柱形部分31A，而另一个柱形部分将被称为柱形部分31B；然而，当相对的柱形部分不需要被单独区分时，它们被称为柱形部分31。按照同样的方式，当壳体20的相对侧面上的夹持部件应当被区分时，其中一个夹持部件被称为夹持部件27A，而另一个被称为夹持部件27B；然而当夹持部件不需要被单独区分时，它们被称为夹持部件27。
为了将传感器单元2附接到固定元件3，工作人员将固定元件3的柱形部分31与夹持部件27分别地对齐并随后通过将传感器单元2向下朝向固定元件3移动从而使柱形部分31从下方分别地插入到槽21d中。
当工作人员进一步向下移动传感器单元2时，设置在柱形部分31A的突起32上的斜坡32a与对应夹持部件27A的下端部相接触，并且柱形部分31B的上端部与设置在对应夹持部件27B的突起27e的斜坡27f相接触。
当工作人员进一步向下压传感器单元2时，与柱形部分31A相接合的联锁件27c的下端部沿着斜坡32a滑动并且位于突起32上，并且柱形部分31B沿着斜坡27f滑动并且位于突起27e上。因此，每个夹持部件27的下部部分都向外变形。
随后，当工作人员进一步向下压传感器单元2时，柱形部分31A的突起32配合到相对应的联锁件27c的孔27d中，并且柱形部分31B的通孔34接收相对应的联锁件27c的突起27e。当突起32被配合到孔27d中并且突起27e被配合到通孔34中时，相对的夹持部件27A和27B返回到它们最初的形状，并且因此柱形部分31与对应夹持部件27相接合。
通过这种方式，夹持部件27将柱形部分31保持在其之间，并且因此传感器单元2被固定元件3保持，并且传感器单元2通过固定元件3附接到保险杠50的内表面501。
如上面所提到，在本实施例的超声传感器装置1中，传感器单元2可包括设置在壳体20的相对的侧面上的多个夹持部件27，并且固定元件3可包括与设置在壳体20的相对的侧面上的多个夹持部件27分别对应的多个柱形部分31(第一互锁部分)。同时优选地，设置在壳体20的相对的侧面中 的第一侧面上的夹持部件27A包括联锁部分(联锁件27c的孔27d)，该互锁部分具有凹槽形状以与设置在相对应的柱形部分31A上的突起(突起32)接合，并且设置在壳体20的相对的侧面中的第二侧面上的夹持部件27B包括互锁部分(联锁部分27c的突起27e)，该互锁部分具有突起形状以与设置在相对应的柱形部分31B上的凹槽(通孔34)接合。
换句话说，多个夹持部件27包围位于壳体20的相对侧面上的凹槽型夹持部件27A和突起型夹持部件27B。多个互锁部分31包括与凹槽型夹持部件27A和突起型夹持部件27B分别对应的突起型互锁部分31A和凹槽型互锁部分31B。突起型互锁部分31A包括突起32。凹槽型夹持部件27A的联锁部分27c包括凹槽27d，用于接收突起型互锁部分31A的突起32。突起型夹持部件27B的联锁部分27c包括突起27e。凹槽型互锁部分31B包括凹槽34，用于接收突起型夹持部件27B的突起27e。
根据这种配置，夹持部件27A与柱形部分31A相接合，并且夹持部件27B与柱形部分31B相接合，并且因此限定出传感器单元2被附接到固定元件3所沿的方向。这样，弄错传感器单元2附接方向的可能被降低。注意，具有凹槽形状的联锁部分并不局限于穿过联锁部分27c的孔27d，也可以是未穿透联锁部分27c的孔。
如本实施例的超声传感器装置1中所示，还优选地，被定义为第一互锁部分的柱形部分31被定位成使得当壳体20处于珠状部分31之间时，柱形部分31彼此相对。通过壳体20的相对的侧面上的柱形部分31与夹持部件27的接合，固定元件3能够将传感器单元2保持在固定元件3的相对的部分之间。
在本实施例的超声传感器装置1中，如图2-4所示，还优选地是壳体20被配置成，当传感器2被附接到固定元件3时，在壳体20的被插入到固定元件3的通孔30b(第一通孔)中的部分(中空棱柱)21b与通孔30b的内侧表面30d之间留有间隙。换句话说，壳体20包括定位在通孔30b内部的部分(中空棱柱)21d。固定元件3保持主体单元2，从而壳体20的部分21b不与通孔2的内部侧表面30d接触。当固定元件3被附接到保险杠50时，在部分情况下，在孔51的中心与通孔30b的中心之间可以存在位置间隙。然而，连接件27b能够根据孔51与通孔30b之间的位置间隙而变形，并且因此换能器 块23能够被附接成与通孔30b相对齐。
如图17和18所示，被插入到壳体20的槽21d中的柱形部分31(311)可设有肋部31b，用于通过与槽21d的内侧表面相接触而抑制壳体20的移动。换句话说，图17和18中所示的固定元件3(302)进一步包括肋部31b。
固定元件3和壳体20是合成树脂模制的产品，并且用于形成固定元件3的合成树脂比用于形成壳体20的合成树脂更软。当柱形部分31处于槽21d中时，肋部31b被压靠着槽21d的内侧表面并且因此而收缩，并且因此当壳体20被附接到固定元件3时，壳体20相对于固定元件3的不期望的移动被抑制。
如上所述，在本实施例的超声传感器装置1中，还优选地在于第一互锁部分(柱形部分31)设置有阻止部(肋部31b)，用于当联锁部分(夹持部件27)与第一互锁部分(柱形部分31)接合时通过与壳体20相接触从而抑制壳体20的移动。换句话说，互锁部分31包括与壳体相接触的阻止部31b，以阻止壳体20的移动。由此，当传感器单元2被附接到固定元件3时能够抑制联锁部分和第一互锁部分的移动。
如图19-21所示，固定元件3(303)的固定板30的表面(面36)中有一个或多个槽30c。图10显示了一个示例，其中固定板30的表面(面36)中沿固定板30的宽度方向延伸有多个槽30c，其中多个槽30c延伸的方式为在固定板30纵向方向上以平均的间隔分布。
固定板30中形成槽30c的部分是薄的并且因此固定板30是柔性的。因此，即使在固定元件3所附接的车辆外部面板50具有弯曲的形状的情况下，固定板30也能够根据外部面板50的弯曲形状而变形，并且因此能够减小固定元件3与外部面板50的后表面501之间的间隙。
注意，图19-21显示了一个示例，其中槽30c形成在固定板30的外部面板50相反侧上的面36中。然而，槽30c可以形成在固定板30的面对着外部面板50的面(固定表面)35中或者可以形成在面对着外部面板50的面35和外部面板50相反侧上的面36中。
如上所述，在本实施例的超声传感器装置1中，还优选地在于槽30c形成在固定板30的表面中。换句话说，槽30c形成在固定板30的表面(面35，36)中。根据这种配置，固定板30容易根据车辆外部面板50的弯曲形 状而变形。这样，能够减小外部面板50的后表面501与固定板30之间的间隙，并且因此固定板30能够被更牢固地固定。
在本实施例的超声传感器装置1中，固定元件3被附接到外部面板50的后表面501；然而如图22-28所示，传感器单元2可被附接到保持元件4，该保持元件4被附接到外部面板50的前侧。
图22-28中所示的超声换能器装置1包括主体单元2(200)和保持元件4。
保持元件4包括凸缘40和两个互锁部分42。凸缘40包括：后表面401，该后表面401将在外部面板50中的开口51附近附接到车辆外部面板50的前表面502；和与开口51相通的通孔41。每个互锁部分42都被设置到凸缘40后表面401上的经由开口51而被暴露的部分402。两个互锁部分42可移除地连接到各自的两个夹持部件，从而空间28面对着通孔41。
保持元件4是合成树脂模制的产品。保持元件4具有盘形形状和包括凸缘40，该凸缘40具有位于其中的通孔41(第二通孔)。凸缘40后表面401上有两个柱形部分(第二互锁部分)。每个柱形部分42都具有矩形形状。柱形部分42位于通孔41的相对两侧上并且彼此平行。凸缘40在其后表面401上设置有两个矩形肋部45。肋部45位于通孔41的相对侧面上。肋部45彼此平行和垂直于柱形部分42。
其中一个柱形部分42设有与对应的夹持部件27的孔27d相接合的突起43，而另一个柱形部分42设有与对应的夹持部件27的突起27e相接合的通孔44。
每个柱形部分42都设有联锁件46，并且U形槽42a形成在联锁件46附近，以允许联锁件46的靠近凸缘40的端部在联锁件46的厚度方向上是柔性的。类似地，每个肋部45都设置有联锁件47，并且U形槽45a形成在联锁件47附近以允许联锁件47的靠近凸缘的端部在联锁件47的厚度方向上是柔性的。
根据本实施例的超声传感器装置1，传感器单元2能够通过使用保持元件4代替前面提到的固定元件3而被附接到外部面板50。接下来参考图26-28来说明通过使用保持元件4将传感器单元2附接到外部面板50的步骤。
如图26和27所示，当工作人员以使柱形部分42和肋部45在保险杠50的前侧插入保险杠50的孔51中的方式将保持元件4压靠在保险杠50(外部 面板)上时，联锁件46和47与孔51的内侧表面接触并且因此联锁件46和47被向内移动。当工作人员进一步将保持元件4压靠保险杠50直到凸缘40的后表面401与保险杠50的外表面(前表面)502相接触时，联锁件46和47从保险杠50的后侧部出现并返回到它们的初始位置。由此，联锁件46和47与保险杠50的后表面501接触并且因此保持元件4被固定到保险杠50。
接下来，如图27和28中所示，工作人员将传感器单元2的夹持部件27与保持元件4的柱形部分42对准并随后通过使传感器单元2朝向保持元件4移动从而将柱形部分42从下方分别地插入到槽21d中。当传感器单元2到达预定位置时，一个柱形部分42的突起43与对应的夹持部件27的孔27d相接合，另一个柱形部分42的通孔44与对应的夹持部件27的突起27e相接合。因此，相对的夹持部件27将柱形部分42保持在其之间。结果，传感器单元2被保持元件4保持，并且传感器单元2经由保持元件4附接到保险杠50。
如上所述，还优选的在于本实施例的超声传感器装置1包括保持元件4而不是固定元件3，该保持元件4被附接到充当外部面板的保险杠50的前侧。保持元件4包括：凸缘40，该凸缘40具有通孔41(第二通孔)以与穿过保险杠50的孔51连通；和柱形部分42(第二互锁部分)，每个柱状部分均从凸缘40的后表面401突出以穿过保险杠50的孔51。保持元件4被配置成被附接到保险杠50的外表面(前表面)502，使得凸缘40的后表面401与孔51的外围相接触。传感器单元2被配置成通过使保持元件4的柱形部分42与夹持部件27相接合从而通过保持元件4附接到保险杠50，同时超声波发射器和超声波接收器(由换能器块23构成)通过附接到保险杠50外表面502的凸缘40的通孔41而被暴露。
由此，通过使用保持元件4能够将传感器单元2附接到外部面板，其中该保持元件被附接到外部面板(例如保险杠50)的前侧。
通过上述实施例，明显的是，根据本实施例第一方面的超声换能器装置1包括主体单元2和固定元件3。主体单元2包括壳体20和至少一个夹持部件27。壳体20包括空间28，该空间28位于壳体20的前表面21e中并且用于接收超声换能器(换能器块)23。所述至少一个夹持部件27被设置到壳体20的侧表面21f。固定元件3包括固定板30和至少一个互锁部分31。固定板30包括待附接到车辆外部面板(保险杠50)后表面501的固定表面35，和 与外部面板50中的开口51相通的通孔30b。所述至少一个互锁部分31被可移除地连接到所述至少一个夹持部件27，从而空间28面对着通孔30b。至少一个夹持部件27包括联锁部分27c和弹簧部分27b。联锁部分27c可以在联锁部分27c物理地连接到至少一个互锁部分31的第一位置与联锁部分27c未物理地连接到至少一个互锁部分31的第二位置之间移动。弹簧部分27b将联锁部分27c保持在第一位置。
根据本发明第二方面的超声换能器装置1，除了第一方面之外，至少一个互锁部分31具有棱柱形状并且从固定板30的位于固定表面35相反侧上的面36开始突出。
根据本发明第三方面的超声换能器装置1，除了第二方面之外，主体单元2包括槽21d，该槽位于联锁部分27c与壳体20之间并且用于接收至少一个互锁部分31。当至少一个互锁部分31被插入到槽21d中时，联锁部分27c物理地连接到至少一个互锁部分31。
根据本发明第四方面的超声换能器装置1，除了第二或第三方面之外，弹簧部分27b将联锁部分27c的远离固定板30的端部27g连接到壳体20的靠近固定板30的端部20a。
根据本发明第五方面的超声换能器装置1，除了第二到第四方面中的任一方面之外，联锁部分27c和至少一个互锁部分31之一包括突起(32，27e)，并且联锁部分27c和至少一个互锁部分31中的另一个包括用于接收突起(32，27e)的凹槽(27d，34)。
根据本发明第六方面的超声换能器装置1，除了第一到第四方面中的任一方面之外，主体单元2包括多个夹持部件27。固定元件3包括与所述多个夹持部件27分别对应的多个互锁部分31，。
根据本发明第七方面的超声换能器装置1，除了第六方面之外，多个夹持部件27包括位于壳体20的相对的侧面上的凹槽型夹持部件27A和突起型夹持部件27B。多个互锁部分31包括与凹槽型夹持部件27A和突起型夹持部件27B分别相对应的突起型互锁部分31A和凹槽型互锁部分31B。突起型互锁部分31A包括突起32。凹槽型夹持部件27A的联锁部分27c包括凹槽27d，以用于接收突起型互锁部分31A的突起32。突起型夹持部件27B的联锁部分27c包括突起27e。凹槽型互锁部分31B包括凹槽34，以用于接收突起型夹 持部件27B的突起27e。
根据本发明第八方面的超声换能器装置1，除了第六或第七方面之外，所述多个互锁部分31彼此相对，同时壳体20位于多个互锁部分31之间。
根据本发明第九方面的超声换能器装置1，除了第一到第八方面中的任一方面之外，壳体20包括定位在通孔30b内部的部分(中空棱柱)21b。固定元件3保持主体单元2，从而壳体20的部分21b不与通孔30b的内侧表面30d接触。
根据本发明第十方面的超声换能器装置1，除了第一到第九方面中的任一方面之外，至少一个互锁部分31包括与壳体20接触的阻止部31b，以用于阻止壳体20的移动。
根据本发明第十一方面的超声换能器装置1，除了第一到第十方面中的任一方面之外，至少一个槽30c形成在固定板30的表面(面35，36)中。
根据本发明第十二方面的超声换能器装置1，包括主体单元2和保持元件4。主体单元2包括壳体20和至少一个夹持部件27。壳体20包括空间28，该空间位于壳体20的前表面21e中并用于接收超声换能器(换能器块23)。至少一个夹持部件27设置到壳体20的侧表面21f。保持元件4包括凸缘40和至少一个互锁部分42。凸缘40包括：后表面401，该后表面将被附接到车辆外部面板50的前表面502，以位于外部面板50中的开口51附近；和与开口51连通的通孔41。至少一个互锁部分42被设置到凸缘40的后表面401的一个部分402处，该部分402经由开口51暴露，并且所述至少一个互锁部分42可移除地连接到至少一个夹持部件27，从而空间28面对着通孔41。至少一个夹持部件27包括联锁部分27c和弹簧部分27b。联锁部分27c可以第一位置和第二位置之间移动，其中在第一位置上，在联锁部分27c物理地连接到至少一个互锁部分31，在第二位置上，联锁部分27c未物理地连接到至少一个互锁部分31。弹簧部分27b将联锁部分27c保持在第一位置。
根据本发明第十三方面的附接超声换能器装置1的方法，包括：准备根据第一至第十一方面中的任一方面的超声换能器装置1，；将超声换能器装置1的固定元件3以固定表面35与后表面501表面接触的方式附接到车辆外部面板50的后表面501；使固定元件3的通孔30b与空间28对准，并且使至少一个第一互锁部分31与至少一个夹持部件27对准；和使传感器单元2 朝向固定元件3移动，以将至少一个互锁部分31连接到至少一个夹持部件27。