(57)【要約】【課題】構成簡素且つ容易に、高い防水性を確保しつつ、製造時間の短縮化を図ることのできる超音波センサを提供すること。【解決手段】基板収容部５は、有底筒状をなす基板収容部本体７と、その開口部８に取着された蓋部材９により形成される。そして、同基板収容部５の内部は、上記蓋部材９を基板収容部本体７の開口部８に対してレーザ溶着することにより、液密に封止される。【選択図】図１
2010002309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送受波器と、該送受波器を介して送受信される超音波信号を処理するための電子回路が実装された電子回路基板と、前記送受波器及び前記電子回路基板を収容するハウジングとを備えた超音波センサであって、
前記電子回路基板を収容する基板収容部は、その開口部に蓋部材を溶着することにより液密に封止されること、を特徴とする超音波センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波センサにおいて、
前記蓋部材の溶着は、レーザ溶着により行なわれること、を特徴とする超音波センサ。
【請求項３】
請求項１に記載の超音波センサにおいて、
前記蓋部材の溶着は、超音波溶着により行なわれること、を特徴とする超音波センサ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の超音波センサにおいて、
前記蓋部材と前記開口部との間には、シール部材が介在されること、
を特徴とする超音波センサ。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の超音波センサにおいて、
前記蓋部材の溶着により、前記基板収容部に収容された前記電子回路基板を押圧支持する支持部材を備えること、を特徴とする超音波センサ。
【請求項６】
請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の超音波センサにおいて、
前記送受波器を収容する送受波器収容部は、前記基板収容部に隣接して設けられるとともに、前記電子回路基板は、前記基板収容部内に貫設された前記送受波器のリード端子板にハンダ付けされること、を特徴とする超音波センサ。
【請求項７】
請求項６に記載の超音波センサにおいて、
前記ハウジングには、前記基板収容部と前記送受波器収容部との間を連通する連通孔が形成されるとともに、前記リード端子板は、前記溶着されて該連通孔を閉塞する第２の蓋部材を貫通して設けられること、を特徴とする超音波センサ。
【請求項８】
請求項７に記載の超音波センサにおいて、
前記連通孔は、前記基板収容部内に前記電子回路基板を組み付けるために形成された他の前記開口部とは反対方向に開口するとともに、前記第２の蓋部材は、前記基板収容部の内側から前記溶着されること、を特徴とする超音波センサ。
【請求項９】
請求項８に記載の超音波センサにおいて、
前記リード端子板を貫設すべく前記第２の蓋部材に形成された貫通孔は、該リード端子板が突設された前記送受波器の端子部と前記第２の蓋部材とが前記溶着されることにより液密に封止されること、を特徴とする超音波センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載されて障害物検知等に用いられる超音波センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、車両用の超音波センサは、バンパーやフロントグリル等、被水可能性が高く且つ振動の激しい箇所に設置される。そのため、従来、多くの超音波センサでは、その電子回路基板等が収容されるハウジング内に、疎水性及び弾力性を有する充填材（シリコン等）が充填されている。そして、これにより、その要求される高い耐水性、及び耐振性を確保する構成が一般的となっている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３９９１９３６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来構成のように充填材を充填することにより、その分、重量及びコストが増加するのみならず、その存在により、ハウジング内に収容された電子回路基板に歪みが生じやすくなり、当該電子回路基板上に実装された電子部品との間のハンダ付け部分に亀裂が生ずる。或いは、その充填の前後でセンサの検知エリア特性が変化してしまうという問題がある。尚、上記電子回路に歪みを生じさせる要因としては、例えば、充填材の熱膨張及び収縮に伴う外部負荷があり、また、充填前後における検知エリア特性の変化としては、その検知エリアの狭小化等が挙げられる。そして、さらには、その乾燥工程に多大な時間を要する等といった課題もあり、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。
【０００４】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、構成簡素且つ容易に、高い防水性を確保しつつ、製造時間の短縮化を図ることのできる超音波センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、送受波器と、該送受波器を介して送受信される超音波信号を処理するための電子回路が実装された電子回路基板と、前記送受波器及び前記電子回路基板を収容するハウジングとを備えた超音波センサであって、前記電子回路基板を収容する基板収容部は、その開口部に蓋部材を溶着することにより液密に封止されること、を要旨とする。
【０００６】
上記構成によれば、容易且つ簡素な構成にて、蓋部材と開口部との間を確実にシーリングすることができる。これにより、基板収容部内への充填材の充填を廃することができ、その結果、充填材分の重量及びコスト低減が可能になる。加えて、同充填材の充填前後における検知エリア特性の変化、及び当該充填材の熱膨張に伴い電子回路基板に作用する外部負荷を排除し、更には、その乾燥工程を廃することによって、製造時間の大幅な短縮を図ることができるようになる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、前記蓋部材の溶着は、レーザ溶着により行なわれること、を要旨とする。
請求項３に記載の発明は、前記蓋部材の溶着は、超音波溶着により行なわれること、を要旨とする。
【０００８】
上記各構成によれば、容易に蓋部材と開口部とを溶着することができる。
請求項４に記載の発明は、前記蓋部材と前記開口部との間には、シール部材が介在されること、を要旨とする。
【０００９】
上記構成によれば、そのシーリングをより確実なものとすることができる。
請求項５に記載の発明は、前記蓋部材の溶着により、前記基板収容部に収容された前記電子回路基板を押圧支持する支持部材を備えること、を要旨とする。
【００１０】
上記構成によれば、構成簡素且つ容易に、その押圧方向への電子回路基板の移動を規制することができ、これにより、高い耐振性を確保することができる。
請求項６に記載の発明は、前記送受波器を収容する送受波器収容部は、前記基板収容部に隣接して設けられるとともに、前記電子回路基板は、前記基板収容部内に貫設された前記送受波器のリード端子板にハンダ付けされること、を要旨とする。
【００１１】
上記構成によれば、ハンダ付けにより接続されたリード端子板によって電子回路基板を支持することが可能になる。その結果、従来見られるようなリード線を介した接続形態を採用するものと比較して、より高い耐振性を確保することができるようになる。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、前記ハウジングには、前記基板収容部と前記送受波器収容部との間を連通する連通孔が形成されるとともに、前記リード端子板は、前記溶着されて該連通孔を閉塞する第２の蓋部材を貫通して設けられること、を要旨とする。
【００１３】
上記構成によれば、基板収容部内へのリード端子板の貫設が容易なものとなる。
請求項８に記載の発明は、前記連通孔は、前記基板収容部内に前記電子回路基板を組み付けるために形成された他の前記開口部とは反対方向に開口するとともに、前記第２の蓋部材は、前記基板収容部の内側から前記溶着されること、を要旨とする。
【００１４】
上記構成によれば、容易且つ簡素な構成にて、連通孔と第２の蓋部材との間をシーリングすることができる。そして、そのレーザ照射方向をその他の蓋部材（第１の蓋部材）についてのレーザ溶着と同一方向とすることにより、その溶着工程の簡素化及び容易化、並びにこれに付随した時間短縮が可能になる。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、前記リード端子板を貫設すべく前記第２の蓋部材に形成された貫通孔は、該リード端子板が突設された前記送受波器の端子部と前記第２の蓋部材とが前記溶着されることにより液密に封止されること、を要旨とする。
【００１６】
上記構成によれば、容易且つ簡素な構成にて、貫通孔を確実にシーリングすることができる。そして、その際におけるレーザ照射方向をその他のレーザ溶着と同一方向とすることで、その溶着工程の簡素化及び容易化、並びにこれに付随した時間短縮が可能になる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、構成簡素且つ容易に、高い防水性を確保しつつ、製造時間の短縮化を図ることが可能な超音波センサを提供することにある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態の超音波センサ１は、ハウジング２内に、送受波器としてのマイクロフォン３、及び同マイクロフォン３を介して送受信される超音波信号を処理するための電子回路基板４を収容することにより形成されている。
【００１９】
詳述すると、本実施形態のハウジング２は、扁平箱状に形成された基板収容部５と、該基板収容部５に隣接して設けられた送受波器収容部としてのマイクロフォン収容部６とを備えている。
【００２０】
本実施形態では、基板収容部５は、有底筒状をなす基板収容部本体７の開口部８に略板状に形成された蓋部材９を取着することにより形成されている。ここで、本実施形態の蓋部材９は光透過性素材により形成される一方、基板収容部本体７は、光吸収性素材により形成されている。そして、本実施形態では、その全周に亘って、蓋部材９を基板収容部本体７の開口部８に対してレーザ溶着することにより、基板収容部５の内部を液密に封止する構成となっている。
【００２１】
即ち、図２に示すように、レーザ加工機Ｍ１から照射されたレーザ光Ｌは、蓋部材９を透過して基板収容部本体７に吸収される。そして、その際に生ずる熱により、これら蓋部材９と基板収容部本体７との境界面付近に溶融プールが形成され、該溶融プールが凝固することにより、これら蓋部材９と基板収容部本体７とが接合されるのである。
【００２２】
また、基板収容部本体７の底部１０には、同基板収容部本体７の内部側に突出する複数の支持リブ１１が形成されるとともに、蓋部材９には、該蓋部材９が上記開口部８に取着されることにより、基板収容部本体７内に延出する複数の押圧リブ１２が形成されている。そして、電子回路基板４は、これらの各支持リブ１１に支持されることにより、底部１０と略平行する態様で基板収容部５内に収容されるとともに、蓋部材９から延びる支持部材としての各押圧リブ１２により押圧され各支持リブ１１との間に挟持されることにより、当該押圧方向（同図中、上下方向）への移動が規制されている。
【００２３】
さらに、基板収容部本体７の側壁１３には、給電部１４が設けられており、基板収容部５内には、同給電部１４に埋設された給電端子板１５の一端が突出されている。尚、本実施形態では、この給電端子板１５は、基板収容部本体７の底部１０及び側壁１３に埋設されたシールド部材１６とともに、インサート成形によりハウジング２と一体に形成されている。そして、電子回路基板４は、この給電端子板１５とハンダ付けされることにより、上記給電部１４に接続されるコネクタ（図示略）から電力供給を受ける構成となっている。
【００２４】
一方、略筒状をなすマイクロフォン収容部６は、その軸線が上記基板収容部本体７の底部１０と略直交するように、同底部１０に立設されており、マイクロフォン３は、その送受波部１７を筒外に臨ませる態様で、同マイクロフォン収容部６内に収容支持されている。
【００２５】
詳述すると、本実施形態では、基板収容部本体７の底部１０には、基板収容部５とマイクロフォン収容部６とを連通する第２の開口部としての連通孔１８が形成されている。また、マイクロフォン３の上記送受波部１７とは反対側の端部（図１参照、同図中上側の端部）には、柱状のリード端子部１９が形成されており、マイクロフォン３は、このリード端子部１９が上記連通孔１８内に配置される態様で、マイクロフォン収容部６内に収容されている。尚、本実施形態では、マイクロフォン３とマイクロフォン収容部６との間には、マイクロフォン３を包囲する態様でクッション材２０が介在されている。そして、マイクロフォン３は、そのリード端子部１９から基板収容部５内へと延設されたリード端子板２１が電子回路基板４にハンダ付けされることにより、同電子回路基板４と電気的に接続されている。
【００２６】
さらに詳述すると、本実施形態では、上記連通孔１８は、第２の蓋部材を構成する溶着板２２により、その基板収容部５の内部側から閉塞されている。そして、リード端子部１９から延びるリード端子板２１は、この溶着板２２を貫通することにより、基板収容部５内に延設されている。
【００２７】
具体的には、溶着板２２は、上記蓋部材９と同様、レーザ溶着によって、連通孔１８を構成する基板収容部５側の開口部２３に接合されている。また、この溶着板２２には、上記リード端子部１９の先端が当接されるとともに、同リード端子部１９もまた、レーザ溶着によって、溶着板２２と接合されている。そして、本実施形態では、これにより、その連通孔１８の封止と併せて、そのリード端子部１９の貫通孔２４を液密に封止する構成となっている。
【００２８】
即ち、本実施形態では、先ず、連通孔１８の開口部２３及び上記リード端子部１９に対し、基板収容部本体７の開口部８を介して溶着板２２をレーザ溶着する。そして、電子回路基板４を基板収容部本体７に配置した後、その開口部８に取着された蓋部材９を同開口部８に溶着する。つまり、各レーザ溶着におけるレーザ光の照射方向が略同一となる構成となっている。
【００２９】
以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
（１）基板収容部５は、有底筒状をなす基板収容部本体７と、その開口部８に取着された蓋部材９により形成される。そして、同基板収容部５の内部は、上記蓋部材９を基板収容部本体７の開口部８に対してレーザ溶着することにより、液密に封止される。
【００３０】
上記構成によれば、容易且つ簡素な構成にて、基板収容部本体７に形成された開口部８と蓋部材９との間を確実にシーリングすることができる。これにより、基板収容部５内への充填材の充填を廃することができ、その結果、充填材分の重量及びコスト低減が可能になるとともに、同充填材の充填前後における検知エリア特性の変化、及び熱膨張に伴い電子回路基板４に作用する外部負荷を排除し、更には、その乾燥工程を廃することによって、製造時間の大幅な短縮を図ることができるようになる。
【００３１】
（２）電子回路基板４は、基板収容部本体７の底部１０に形成された各支持リブ１１に支持されるとともに、蓋部材９から延びる各押圧リブ１２により押圧され、各支持リブ１１との間に挟持される。
【００３２】
上記構成によれば、構成簡素且つ容易に、当該押圧方向への電子回路基板４の移動を規制することができ、これにより、高い耐振性を確保することができる。
（３）マイクロフォン収容部６は、基板収容部５に隣接して設けられる。そして、電子回路基板４は、マイクロフォン収容部６側から基板収容部５内に貫設（延設）されたマイクロフォン３のリード端子板２１にハンダ付けされる。
【００３３】
上記構成によれば、ハンダ付けにより接続されたリード端子板２１によって電子回路基板４を支持することが可能になる。その結果、従来見られるようなリード線を介した接続形態を採用するものと比較して、より高い耐振性を確保することができるようになる。
【００３４】
（４）基板収容部本体７の底部１０には、基板収容部５とマイクロフォン収容部６との間を連通する連通孔１８が形成されるとともに、同連通孔１８は、溶着板２２により、閉塞されている。そして、リード端子板２１は、この溶着板２２を貫通することにより、基板収容部５内に延設されている。これにより、基板収容部５内へのリード端子板２１の貫設を容易なものとすることができる。
【００３５】
（５）溶着板２２は、基板収容部５の内部側からレーザ溶着により、連通孔１８を構成する基板収容部５側の開口部２３に接合されている。
上記構成によれば、容易且つ簡素な構成にて、連通孔１８の開口部２３と溶着板２２との間をシーリングすることができる。そして、そのレーザ照射方向を上記蓋部材９のレーザ溶着と同一とすることで、その溶着工程の簡素化及び容易化、並びにこれに付随した時間短縮が可能になる。
【００３６】
（６）リード端子板２１を貫設すべく溶着板２２に形成された貫通孔２４は、該リード端子板２１が突設されたリード端子部１９と溶着板２２とが溶着されることにより液密に封止される。
【００３７】
上記構成によれば、容易且つ簡素な構成にて、貫通孔２４を確実にシーリングすることができる。そして、その際におけるレーザ照射方向を上記その他のレーザ溶着と同一とすることで、その溶着工程の簡素化及び容易化、並びにこれに付随した時間短縮が可能になる。
【００３８】
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、蓋部材９及び溶着板２２の溶着は、図２に示されるようなレーザ溶着により行なわれることとした。しかし、これに限らず、図３に示すように、超音波溶着により行なうこととしてもよい。尚、同図中、二点差線は、超音波加工機Ｍ２（のホーン）を示している。
【００３９】
・更に、図３に示すように、蓋部材９（及び溶着板２２）と開口部８（２３）との間には、シール部材Ｓを介在させてもよい。これにより、そのシーリングをより確実なものとすることができる。尚、このようなシール部材Ｓを用いる構成は、レーザ溶着を行なう場合に適用してもよい。
【００４０】
・また、上記の各溶着に際しては、接着材（剤）を併用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本実施形態の超音波センサの概略構成図。
【図２】レーザ溶着の態様を示す説明図。
【図３】超音波溶着の態様を示す説明図。
【符号の説明】
【００４２】
１…超音波センサ、２…ハウジング、３…マイクロフォン、４…電子回路基板、５…基板収容部、６…マイクロフォン収容部、７…基板収容部本体、８…開口部、９…蓋部材、１０…底部、１１…支持リブ、１２…押圧リブ、１７…送受信部、１８…連通孔、１９…リード端子部、２１…リード端子板、２２…溶着板、２３…開口部、２４…貫通孔、Ｌ…レーザ光、Ｍ１…レーザ加工機、Ｍ２…超音波加工機、Ｓ…シール部材。
【図１】
2010002309.tif 000003
【図２】
2010002309.tif 000004
【図３】
2010002309.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成21年10月13日(2009.10.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送受波器と、該送受波器を介して送受信される超音波信号を処理するための電子回路が実装された電子回路基板と、前記送受波器及び前記電子回路基板を収容するハウジングとを備えた超音波センサであって、
前記電子回路基板を収容する基板収容部は、その開口部に第１の蓋部材を該第１の蓋部材側からレーザ溶着で溶着することにより液密に封止され、
前記送受波器を収容する送受波器収容部が前記基板収容部に隣接して設けられ、
前記ハウジングには、前記基板収容部と前記送受波器収容部との間を連通する連通孔が形成されるとともに、該連通孔を閉塞する第２の蓋部材がレーザ溶着で溶着され、
前記連通孔は、前記基板収容部において前記開口部とは反対側の底部に開口するとともに、前記第２の蓋部材は、前記第１の蓋部材側からレーザ溶着されること、を特徴とする超音波センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波センサにおいて、
前記第１の蓋部材と前記開口部との間には、シール部材が介在されること、を特徴とする超音波センサ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の超音波センサにおいて、
前記第１の蓋部材の溶着により、前記基板収容部に収容された前記電子回路基板を押圧支持する支持部材を備えること、を特徴とする超音波センサ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の超音波センサにおいて、
前記電子回路基板は、前記基板収容部内に貫設された前記送受波器のリード端子板にハンダ付けされること、
を特徴とする超音波センサ。
【請求項５】
請求項４に記載の超音波センサにおいて、
前記リード端子板は、前記第２の蓋部材を貫通して設けられること、を特徴とする超音波センサ。
【請求項６】
請求項５に記載の超音波センサにおいて、
前記リード端子板を貫設すべく前記第２の蓋部材に形成された貫通孔は、該リード端子板が突設された前記送受波器の端子部と前記第２の蓋部材とが前記溶着されることにより液密に封止されること、を特徴とする超音波センサ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、送受波器と、該送受波器を介して送受信される超音波信号を処理するための電子回路が実装された電子回路基板と、前記送受波器及び前記電子回路基板を収容するハウジングとを備えた超音波センサであって、前記電子回路基板を収容する基板収容部は、その開口部に第１の蓋部材を該第１の蓋部材側からレーザ溶着で溶着することにより液密に封止されるものである。
そして、前記送受波器を収容する送受波器収容部が前記基板収容部に隣接して設けられ、前記ハウジングには、前記基板収容部と前記送受波器収容部との間を連通する連通孔が形成されるとともに、該連通孔を閉塞する第２の蓋部材がレーザ溶着で溶着され、前記連通孔は、前記基板収容部において前記開口部とは反対側の底部に開口するとともに、前記第２の蓋部材は、前記第１の蓋部材側からレーザ溶着されること、を要旨とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記構成によれば、容易且つ簡素な構成にて、第１の蓋部材と開口部との間を確実にシーリングすることができる。これにより、基板収容部内への充填材の充填を廃することができ、その結果、充填材分の重量及びコスト低減が可能になる。加えて、同充填材の充填前後における検知エリア特性の変化、及び当該充填材の熱膨張に伴い電子回路基板に作用する外部負荷を排除し、更には、その乾燥工程を廃することによって、製造時間の大幅な短縮を図ることができるようになる。
また、容易且つ簡素な構成にて、連通孔と第２の蓋部材との間をシーリングすることができる。そして、そのレーザ照射方向を第１の蓋部材についてのレーザ溶着と同一方向とすることにより、その溶着工程の簡素化及び容易化、並びにこれに付随した時間短縮が可能になる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記第１の蓋部材と前記開口部との間には、シール部材が介在されること、を要旨とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記構成によれば、そのシーリングをより確実なものとすることができる。
請求項３に記載の発明は、前記第１の蓋部材の溶着により、前記基板収容部に収容された前記電子回路基板を押圧支持する支持部材を備えること、を要旨とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上記構成によれば、構成簡素且つ容易に、その押圧方向への電子回路基板の移動を規制することができ、これにより、高い耐振性を確保することができる。
請求項４に記載の発明は、前記電子回路基板は、前記基板収容部内に貫設された前記送受波器のリード端子板にハンダ付けされること、を要旨とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
請求項５に記載の発明は、前記リード端子板は、前記第２の蓋部材を貫通して設けられること、を要旨とする。
上記構成によれば、基板収容部内へのリード端子板の貫設が容易なものとなる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
請求項６に記載の発明は、前記リード端子板を貫設すべく前記第２の蓋部材に形成された貫通孔は、該リード端子板が突設された前記送受波器の端子部と前記第２の蓋部材とが前記溶着されることにより液密に封止されること、を要旨とする。