(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性ケースと、
第１，第２の面を有し、第１の面から前記導電性ケースの内面に固定された圧電振動子と、
前記圧電振動子の第２の面に固定されており、かつ前記導電性ケース内に配置されている第１の導電性吸音材と、
前記導電性ケースの内面に固定されており、かつ第１の導電性吸音材とは電気的に絶縁された状態で導電性ケース内に配置されている第２の導電性吸音材とを備えることを特徴とする超音波送受波器。
【請求項２】
前記第１，第２の導電性吸音材に、それぞれ、電気的に接続されており、かつ導電性ケース外に引き出されている第１，第２の引き出し端子をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の超音波送受波器。
【請求項３】
前記第１，第２の導電性吸音材間に配置されており、第１の導電性吸音材と第２の導電性吸音材とを電気的に絶縁している絶縁部材をさらに備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の超音波送受波器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、自動車の障害物センサなどに用いられる超音波送受波器に関し、より詳細には、導電性ケース内に圧電振動素子を固定してなる構造を有する超音波送受波器の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車の障害物センサなどに超音波送受波器が用いられている。この種の超音波送受波器は圧電振動子を利用して構成されており、例えば、実開平３−４２５３２号公報、実開平４−１１６４９８号公報などに開示されている。
【０００３】
図４は、上述した従来の超音波送受波器の一例を示す縦断面図である。超音波送受波器５１は、アルミニウムなどの金属からなる金属ケース５２を用いて構成されている。金属ケース５２は、上方に開口部５２ａを有し、下方に薄肉部５２ｂを有する。薄肉部５２ｂの内面に、圧電振動子５３が固定されている。なお、圧電振動子５３の背面側には、金属ケース５２側からの振動による悪影響が生じ難いようにフェルトなどからなる吸音材５６が配置されている。
【０００４】
また、圧電振動子５３の上面には、リード線５７ａが接合されている。リード線５７ａは、ケーブル５８ａに接続されており、ケーブル５８ａがケース５２外に引き出されている。
【０００５】
他方、圧電振動子５３の下面の電極（図示せず）は、金属ケース５２に電気的に接続されている。金属ケース５２の中間高さ位置には段差５２ｃが形成されており、段差５２ｃ上において、半田５９によりリード線５７ｂが接合されている。リード線５７ｂは、ケーブル５８ｂに接合されている。
【０００６】
また、上記フェルト５６の上方空間には、シリコンゴムなどのゴム弾性を有する樹脂６０が充填されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
超音波送受波器５１では、圧電振動子５３の振動を阻害しないために、すなわち圧電振動子５３の振動面への負荷を小さくするために、リード線５７ａとしては、０．０４ｍｍ程度の細い金属線を複数本よることにより構成されたリード線を用いていた。このリード線５７ａの径を大きくすると、圧電振動子５３とリード線５７ａとの半田付け部分への負荷が大きくなり、あるいは不要振動が大きくなるという問題があった。
【０００８】
しかしながら、上記のように細いリード線５７ａを用いているため、圧電振動子５３にリード線５７ａを半田付けするに際し、リード線５７ａの断線が生じがちであるという問題があった。また、リード線５７ｂについても、通常、リード線５７ａと同じ材料で構成するため、リード線５７ｂにおいても半田付け時に断線が生じがちであった。
【０００９】
加えて、超音波送受波器５１を組み立てる際に、リード線５７ａ，５７ｂに所望でない外力が加わって損傷し、組み立て時、あるいは最終的に完成された超音波送受波器５１の実使用時にリード線５７ａ，５７ｂの断線が生じることがあった。
【００１０】
さらに、上記のように細いリード線５７ａ，５７ｂを用いているため、組み立てに際し、熟練した作業者を必要としていた。また、組み立てに際しリード線５７ａ，５７ｂを保持することが困難であるため、組み立て作業の機械化を図り得なかった。よって、超音波送受波器５１は量産性が十分でなく、コストダウンが困難であった。
【００１１】
本発明の目的は、断線等の不良が生じ難く、量産性に優れ、かつ安価な超音波送受波器を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、圧電振動子を用いた超音波送受波器であり、導電性ケースと、第１，第２の面を有し、第１の面から前記導電性ケースの内面に固定された圧電振動子と、前記圧電振動子の第２の面に固定されており、かつ前記導電性ケース内に配置されている第１の導電性吸音材と、前記導電性ケースの内面に固定されており、かつ第１の導電性吸音材とは電気的に絶縁された状態で導電性ケース内に配置されている第２の導電性吸音材とを備えることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明に係る超音波送受波器は、前記第１，第２の導電性吸音材に、それぞれ、電気的に接続されており、かつ導電性ケース外に引き出されている第１，第２の引き出し端子をさらに備えることを特徴とする。
【００１４】
さらに、請求項３に記載の発明に係る超音波送受波器は、前記第１，第２の導電性吸音材間に配置されており、第１の導電性吸音材と第２の導電性吸音材とを電気的に絶縁している絶縁部材をさらに備えることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の非限定的な実施例を説明する。
図１は、本発明の第１の実施例に係る超音波送受波器の縦断面図である。
【００１６】
超音波送受波器１は、上方に開口２ａを、下方に薄肉部２ｂを有する筒状の導電性ケース２を用いて構成されている。導電性ケース２は、アルミニウムなどの金属材料により、あるいは合成樹脂などの絶縁性材料の表面に導電膜を形成した材料により構成することができる。本実施例では、導電性ケース２は、金属により構成されている。
【００１７】
導電性ケース２の薄肉部２ｂには、圧電振動子３が固定されている。圧電振動子３は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛系圧電セラミックスのような圧電セラミックスの両主面に電極を形成した構造を有し、下面の電極が薄肉部２ｂに上記導電性接着剤により接合されている。もっとも、圧電振動子３の下面の電極は省略されていてもよい。
【００１８】
また、導電性ケース２の中間高さ位置には、内面に段差２ｃが形成されている。段差２ｃより上方部分に合成樹脂などの絶縁性材料よりなる絶縁部材５が配置されている。絶縁部材５は、ベース板５ａと、ベース板５ａの下面から下方に延びる筒状部５ｂとを有する。筒状部５ｂ内には、第１の導電性吸音材６が配置されており、かつ第１の導電性吸音材６は圧電振動子３の上面に至っている。また、筒状部５ｂの外側には、第２の導電性吸音材７が配置されている。
【００１９】
第１，第２の導電性吸音材６，７は、例えばフェルトもしくはスポンジ等の吸音材に導電性粉末や導電性繊維を分散もしくは充填してなり、吸音材としての作用を有するだけでなく、導電性をも有するように構成されている。
【００２０】
第１の導電性吸音材６の下面は、圧電振動子３の上面に導電性ペイント８ａを介して接触されている。導電性ペイント８ａは省略されてもよいが、導電性ペイント８ａを用いることにより、第１の導電性吸音材６と圧電振動子３との導通をより確かなものとすることができる。
【００２１】
同様に、第２の導電性吸音材７も、導電性ペイント８ｂを介して導電性ケース２の内面に接触されている。導電性ペイント８ｂについても省略されてもよい。従って、圧電振動子３の下面の電極は、ケース２を介して第２の導電性吸音材７に電気的に接続されており、圧電振動子３の上面の電極は、第１の導電性吸音材６に電気的に接続されている。
【００２２】
他方、ベース板５ａを貫通するように第１，第２の引き出し端子９ａ，９ｂが取り付けられている。第１，第２の引き出し電極９ａ，９ｂは、それぞれ、先端が第１，第２の導電性吸音材６，７内に挿入されている。また、第１，第２の引き出し端子９ａ，９ｂの外側端は、ケース２外に引き出されている。
【００２３】
さらに、上記ベース板５ａ、第１，第２の吸音材６，７の上方には、導電性ケース２の開口２ａを埋めるようにシリコンゴムなどのゴム弾性を有する樹脂１０が充填されている。
【００２４】
本実施例の超音波送受波器１では、圧電振動子３を第１，第２の引き出し端子９ａ，９ｂと電気的に接続するに際し、リード線が用いられていない。すなわち、圧電振動子３と第１，第２の引き出し端子９ａ，９ｂを接続するのに、導電性吸音材６，７が用いられている。従って、断線等が生じ難く、かつ組み立ても容易である。
【００２５】
すなわち、本発明に係る超音波送受波器は、圧電振動子の背面に配置される吸音材に導電性を持たせ、該吸音材を用いて圧電振動子３の引き出し端子との電気的接続をも図ったことにより、リード端子の使用による諸問題を解決したことに特徴を有する。
【００２６】
図２は、本発明の第２の実施例に係る超音波送受波器を示す縦断面図である。超音波送受波器１１は、第１，第２の導電性吸音材の配置態様が異なることを除いては、第１の実施例の超音波送受波器１と同様に構成されている。従って、超音波送受波器１と同一部分については、同一の参照番号を付することによりその説明は省略する。
【００２７】
超音波送受波器１１では、導電性ケース２内において、筒状の絶縁部材１５が配置されている。筒状の絶縁部材１５は、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）などの適宜の合成樹脂よりなり、上端にフランジ部１５ａを有する。筒状の絶縁部材１５内に第１の導電性吸音材１６が配置されており、該導電性吸音材１６は、圧電振動子３の上面に導電性ペイント８ａを介して接合されている。また、絶縁部材１５の外周には、第２の導電性吸音材１７が配置されている。導電性吸音材１７の下端は、筒状の絶縁部材１５の下端１５ｂよりも上方の位置にあり、それによって第１，第２の導電性吸音材１６，１７間の短絡が防止されている。第２の導電性吸音材１７は、その外周側面が、ケース２の小径部２ｄに導電ペイント８ｂを介して接触されている。
【００２８】
また、第１，第２の導電性吸音材１６，１７に、それぞれ、第１，第２の引き出し端子１９ａ，１９ｂが接合されている。本実施例では、引き出し端子１９ａ，１９ｂは、それぞれ、直径０．５ｍｍ程度の径の太いリード線により構成されている。従って、引き出し端子１９ａ，１９ｂとしてリード線を用いているものの、これらの径が比較的大きいため、従来の超音波送受波器５１の場合と異なり、組み立てに際し、引き出し端子１９ａ，１９ｂの断線は生じ難い。また組み立ても容易である。
【００２９】
超音波送受波器１１においても、圧電振動子３には、細いリード線が直接接合されないため、組み立てに際してのリード線の断線等による不良が生じ難く、かつ第１，第２の導電性吸音材１６，１７を用いて圧電振動子３の引き出し端子１９ａ，１９ｂとの電気的接続も図り得るため、電気的接続の信頼性が高められると共に、量産性も高められる。
【００３０】
図３は、本発明の第３の実施例に係る超音波送受波器を示す縦断面図であり、第１の実施例の超音波送受波器１と同一部分については、同一の参照番号を付することにより、その説明を省略する。超音波送受波器２１では、導電性ケース２内に絶縁部材２５が配置されている。絶縁部材２５は板状の合成樹脂板よりなり、ケース２内の空間において、一方の内壁から他方の内壁に至るように仕切り壁として配置されている。
【００３１】
絶縁部材２５の内側には、第１の導電性吸音材２６が配置されている。第１の導電性吸音材２６は、その下端が導電ペイント８ａを介して圧電振動子３に接触されている。他方、絶縁部材２５の反対側には、第２の導電性吸音材２７が配置されている。第２の導電性吸音材２７は、導電性ケース２の段差２ｃに導電ペイント８ｂを介して接触されている。
【００３２】
第１，第２の導電性吸音材２６，２７には、それぞれ、第１，第２の引き出し端子２９ａ，２９ｂが接合されている。第１，第２の引き出し端子２９ａ，２９ｂは、比較的径の太いリード線を樹脂被覆してなるケーブルにより構成されている。
【００３３】
本実施例においても、圧電振動子３の第１，第２の引き出し端子２９ａ，２９ｂとの電気的接続が、第１，第２の導電性吸音材２６，２７を用いて行われているため、細いリード線を用いた場合の断線等の不良が生じ難く、かつ組み立てを容易に行い得る。従って、超音波送受波器１，１１と同様に、信頼性に優れ、量産性が高いため、超音波送受波器のコストを低減することができる。
【００３４】
なお、本発明に係る超音波送受波器は、圧電振動子の一方の面を導電性ケースの薄肉部に接合し、圧電振動子の下面と第１の引き出し端子との間を第１の導電性吸音材を用いて、ケースと第２の引き出し端子を第２の導電性吸音材を用いて電気的に接続したことに特徴を有するものであり、従って、導電性ケース２の形状、導電性ケース内に充填されるゴム弾性を有する樹脂等については、適宜変更することができ、図示の実施例の構造に限定されるものではない。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、導電性ケースの内面に圧電振動子が第１の面から固定されており、圧電振動子の第２の面に第１の導電性吸音材が固定されており、導電性ケースの内面に第２の導電性吸音材が固定されている。従って、吸音作用によりノイズの低減を果たし得るために従来から用いられている吸音材を用い、圧電振動子の外部との電気的接続をも果たし得る。すなわち、圧電振動子を外部と電気的に接続するのに、圧電振動子に直接細いリード線を接合する必要がないため、断線等が生じ難く、電気的接続の信頼性に優れ、かつ組み立て作業が容易であるため量産性に優れた安価な超音波送受波器を提供することが可能となる。
【００３６】
請求項２に記載の発明では、上記第１，第２の導電性吸音材に、それぞれ、第１，第２の引き出し端子が接続されており、第１，第２の引き出し端子が導電性ケース外に引き出されているので、第１，第２の引き出し端子を用いて外部と電気的に接続し得る超音波送受波器を提供することができる。
【００３７】
請求項３に記載の発明では、第１，第２の導電性吸音材間に、第１，第２の導電性吸音材を電気的に絶縁している絶縁部材がさらに備えられているので、第１，第２の導電性吸音材間の短絡を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係る超音波送受波器の縦断面図。
【図２】本発明の第２の実施例に係る超音波送受波器の縦断面図。
【図３】本発明の第３の実施例に係る超音波送受波器の縦断面図。
【図４】従来の超音波送受波器の一例を示す縦断面図。
【符号の説明】
１…超音波送受波器
２…導電性ケース
２ｂ…薄肉部
３…圧電振動子
５…絶縁部材
６…第１の導電性吸音材
７…第２の導電性吸音材
９ａ，９ｂ…第１，第２の引き出し端子
１１…超音波送受波器
１５…絶縁部材
１６…第１の導電性吸音材
１７…第２の導電性吸音材
１９ａ，１９ｂ…第１，第２の引き出し端子
２１…超音波送受波器
２５…絶縁部材
２６…第１の導電性吸音材
２７…第２の導電性吸音材
２９ａ，２９ｂ…第１，第２の引き出し端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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