(57)【要約】  よりシンプルな構造で、たとえば−３０℃〜０℃といった低温においても残響時間を短くすることが可能な超音波センサを提供する。  超音波センサ１０は、たとえばアルミニウムなどの金属からなる有底筒状のケース１２を含む。ケース１２内において、底面部１４に圧電素子１８が設けられ、側面部１６の中央にＰＴＣサーミスタ２４が貼り付けられる。リード線２６ａ、２６ｂおよび２６ｃは、それらの一端部がケース１２の側面部１６、圧電素子１８の電極およびＰＴＣサーミスタ２４の電極にそれぞれはんだ付けされ、他端部側がケース１２の外側に引き出される。
2009044640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底筒状のケースと、前記ケースの底面部に設けられる圧電素子とを有する超音波センサにおいて、
正の抵抗温度特性を有するサーミスタを前記ケースの内面に貼り付けたことを特徴とする、超音波センサ。
【請求項２】
前記正の抵抗温度特性を有するサーミスタは前記ケースの側面部に導電性接着剤で接着されている、請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項３】
前記ケースは金属からなる、請求項１または請求項２に記載の超音波センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、超音波センサに関し、特に、有底筒状のケースとそのケースの底面部に設けられる圧電素子とを有し、たとえば、自動車のバックソナーやコーナソナーなどに用いられる超音波センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のバックソナーやコーナソナーに用いられる超音波センサは、自動車のバンパに露出するように設置される。そのため、このような超音波センサは、たとえば、寒冷地で使用される場合、降雪などの影響もあり、凍結してしまい作動しないか残響が大きくなるという問題があった。【０００３】
この問題を解決するために、特開２００５−１１７５６９公報には、超音波センサの充填材の内部に、加熱手段としてたとえばヒータを設け、さらに、冷却手段として水冷式、空冷式のものを設けて、温度を調整することが開示されている（特許文献１参照）。【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１１７５６９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、そのようにして温度を調整する場合、超音波センサ内に設ける部品点数が多くなる上、たとえば加熱手段により高温になりすぎた場合には冷却手段を駆動させるといった特別な回路を設けなければならなく、複雑な構造となってしまう。【０００６】
それゆえに、この発明の主たる目的は、よりシンプルな構造で、たとえば−３０℃〜０℃といった低温においても残響時間を短くすることが可能な超音波センサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明にかかる超音波センサは、有底筒状のケースと、ケースの底面部に設けられる圧電素子とを有する超音波センサにおいて、正の抵抗温度特性を有するサーミスタをケースの内面に貼り付けた、超音波センサである。
この発明にかかる超音波センサでは、正の抵抗温度特性を有するサーミスタがケースの側面部に導電性接着剤で接着されていることが好ましい。
また、この発明にかかる超音波センサでは、ケースが金属からなることが好ましい。【０００８】
この発明にかかる超音波センサでは、正の抵抗温度特性を有するサーミスタ（以下「ＰＴＣサーミスタ」という。）をケースの内面に貼り付けるというシンプルな構造でありながら、ＰＴＣサーミスタがヒータとして機能するので、たとえば−３０℃〜０℃といった低温においても残響時間を短くすることができる。特に、ヒータとして機能するＰＴＣサーミスタが、ケースの内面に貼り付けられて配置されているので、ＰＴＣサーミスタからケースに熱が伝わりやすく、短時間で残響を減らすことができる。
なお、ここでＰＴＣサーミスタをケースの内面に貼り付けるとは、接着剤のみならず、はんだにより接合することも含む。
すなわち、ＰＴＣサーミスタは、低温になるほど抵抗が小さくなり電流が流れやすくなるため、発熱量が大きくなることが知られている。この発熱により、この発明では、超音波センサが発熱し結露しなくなるか、または結露する量が少なくなる。
また、背景技術においては、超音波センサをヒータで暖める一方で温度が高くなりすぎたら冷却するための冷却手段が必要であるが、この発明は、ＰＴＣサーミスタで加熱するため、温度が高くなりすぎたら抵抗が高くなり、それ以上の電流が流れなくなり、発熱しすぎることを制御することができる。このように、この発明では、冷却手段などを別途設ける必要がない。
また、超音波センサは一般にバースト波を印加して使用され、信号は速やかに減衰しなければならないが、温度依存性があり低温になるにつれ減衰時間が長くなる傾向がある。
この発明では、ＰＴＣサーミスタをケースの内面に貼り付けたことによって、ケースから伝わってきた温度を即座に感知して、ケース自体を直接暖めることが可能である。これにより、駆動信号をオンまたはオフした際の振動の減衰が速やかに行われることになる。また、超音波センサが低温にならないようにすることにより、減衰時間が長くなることを防止することができる。
また、この発明にかかる超音波センサにおいて、ＰＴＣサーミスタをケースの側面部に導電性接着剤で接着すると、ＰＴＣサーミスタから導電性接着剤を介してケースに熱が伝わりやすくなるとともに、導通性がよいため、より応答性がよくなる。
さらに、この発明にかかる超音波センサにおいて、ケースが金属からなると、ケースの熱伝導性がよいため、より効率よくケースを暖めることができ、超音波センサの凍結を防ぐことができる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、よりシンプルな構造で、たとえば−３０℃〜０℃といった低温においても残響時間を短くすることが可能な超音波センサが得られる。【００１０】
この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための最良の形態の説明から一層明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明にかかる超音波センサの一例を示す図解図である。
【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩにおける断面図解図である。
【図３】図１に示す超音波センサに用いられるケースの図解図である。
【図４】図３の線ＩＶ−ＩＶにおける断面図解図である。
【図５】図１に示す超音波センサにおいてＰＴＣサーミスタに５Ｖの加熱用の電圧を印加している場合の外気温度と超音波センサの表面温度との関係を示すグラフである。
【図６】（Ａ）は図１に示す超音波センサにおいてＰＴＣサーミスタに１２Ｖの加熱用の電圧を外気温度が−３０℃から１２０℃になるまで印加している場合の外気温度と超音波センサの表面温度との関係を示すグラフであり、（Ｂ）はその加熱用の電圧を外気温度が−３０℃から１０℃になるまで印加している場合の外気温度と超音波センサの表面温度との関係を示すグラフである。
【図７】（Ａ）は図１に示す超音波センサにおいてＰＴＣサーミスタに８Ｖの加熱用の電圧を外気温度が−３０℃から１２０℃になるまで印加している場合の外気温度と超音波センサの表面温度との関係を示すグラフであり、（Ｂ）はその加熱用の電圧を外気温度が−３０℃から１０℃になるまで印加している場合の外気温度と超音波センサの表面温度との関係を示すグラフである。
【図８】（Ａ）は図１に示す超音波センサにおいてＰＴＣサーミスタを設けておらず−３０℃の外気温度で凍結している場合の残響特性を示すグラフであり、（Ｂ）は図１に示し超音波センサにおいて−３０℃の外気温度でも凍結していない場合の残響特性を示すグラフである。
【図９】（Ａ）は図１に示す超音波センサにおいてＰＴＣサーミスタを設けていない場合の６０℃の外気温度における残響特性を示すグラフであり、（Ｂ）は図１に示す超音波センサの場合の６０℃の外気温度における残響特性を示すグラフである。
【図１０】（Ａ）は図１に示す超音波センサにおいてＰＴＣサーミスタを設けていない場合の４０℃の外気温度における残響特性を示すグラフであり、（Ｂ）は図１に示す超音波センサの場合の４０℃の外気温度における残響特性を示すグラフである。
【図１１】（Ａ）は図１に示す超音波センサにおいてＰＴＣサーミスタを設けていない場合の３０℃の外気温度における残響特性を示すグラフであり、（Ｂ）は図１に示す超音波センサの場合の３０℃の外気温度における残響特性を示すグラフである。
【図１２】（Ａ）は図１に示す超音波センサにおいてＰＴＣサーミスタを設けていない場合の２０℃の外気温度における残響特性を示すグラフであり、（Ｂ）は図１に示す超音波センサの場合の２０℃の外気温度における残響特性を示すグラフである。
【図１３】（Ａ）は図１に示す超音波センサにおいてＰＴＣサーミスタを設けていない場合の１０℃の外気温度における残響特性を示すグラフであり、（Ｂ）は図１に示す超音波センサの場合の１０℃の外気温度における残響特性を示すグラフである。
【図１４】（Ａ）は図１に示す超音波センサにおいてＰＴＣサーミスタを設けていない場合の０℃の外気温度における残響特性を示すグラフであり、（Ｂ）は図１に示す超音波センサの場合の０℃の外気温度における残響特性を示すグラフである。
【図１５】（Ａ）は図１に示す超音波センサにおいてＰＴＣサーミスタを設けていない場合の−１０℃の外気温度における残響特性を示すグラフであり、（Ｂ）は図１に示す超音波センサの場合の−１０℃の外気温度における残響特性を示すグラフである。
【図１６】（Ａ）は図１に示す超音波センサにおいてＰＴＣサーミスタを設けていない場合の−２０℃の外気温度における残響特性を示すグラフであり、（Ｂ）は図１に示す超音波センサの場合の−２０℃の外気温度における残響特性を示すグラフである。
【図１７】（Ａ）は図１に示す超音波センサにおいてＰＴＣサーミスタを設けていない場合の−３０℃の外気温度における残響特性を示すグラフであり、（Ｂ）は図１に示す超音波センサの場合の−３０℃の外気温度における残響特性を示すグラフである。
【図１８】（Ａ）は図１に示す超音波センサにおいてＰＴＣサーミスタを設けていない場合の外気温度と残響時間との関係を示すグラフであり、（Ｂ）は図１に示す超音波センサ１０の場合の外気温度と残響時間との関係を示すグラフである。
【図１９】超音波センサの残響時間を説明するためのグラフである。
【図２０】（Ａ）は図１に示す超音波センサにおいてＰＴＣサーミスタを中継基板に設けた場合のＰＴＣサーミスタによる加熱時間と残響時間との関係を示すグラフであり、（Ｂ）は図１に示す超音波センサの場合のＰＴＣサーミスタによる加熱時間と残響時間との関係を示すグラフである。
【図２１】この発明にかかる超音波センサの他の例を示す断面図解図である。
【符号の説明】
【００１２】
１０  超音波センサ
１２  ケース
１４  底面部
１６  側面部
１８  圧電素子
２０  吸音材
２２  中継基板
２４  ＰＴＣサーミスタ
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ  リード線
２８  充填材
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、この発明にかかる超音波センサの一例を示す図解図であり、図２は、図１の線ＩＩ−ＩＩにおける断面図解図である。図１に示す超音波センサ１０は、たとえばアルミニウムなどの金属からなる有底筒状のケース１２を含む。ケース１２は、図３および図４に示すように、略円板状の底面部１４と略円筒状の側面部１６とで構成される。【００１４】
ケース１２の側面部１６は、一方向（上下方向）において対向する一方側部分１６ａ、１６ａが形成され、その一方向と直交する他方向（左右方向）において対向する他方側部分１６ｂ、１６ｂの各厚みが一方側部分１６ａ、１６ａの各厚みよりも厚く形成される。側面部１６は、外径がたとえば１４．０ｍｍに形成されており、底面部１４からの高さがたとえば９．０ｍｍに形成される。また、側面部１６は、一方側部分１６ａ、１６ａから他方側部分１６ｂ、１６ｂにわたって厚みが徐々に変化するように形成される。【００１５】
ケース１２の底面部１４は、ケース１２の側面部１６の一方側部分１６ａ、１６ａに沿った略円弧状の端部分１４ａ、１４ａが形成され、その他の中央部分１４ｂが、略円弧状の端部分１４ａ、１４ａよりも厚く形成される。【００１６】
このケース１２内において、底面部１４の中央部分１４ｂの内面には、たとえば円板状の圧電素子１８が設けられる。圧電素子１８は、たとえば円板状の圧電体基板の両主面に電極を形成したものであり、その一方主面側の電極がたとえば導電性接着剤で底面部１４の中央部分１４ｂに接着される。そのため、圧電素子１８の一方主面側の電極は、導電性接着剤を介して、ケース１２に電気的に接続される。なお、ケース１２に接着される圧電素子１８の一方主面側の電極は、ケース１２や導電性接着剤がその一方主面側の電極を兼ねるので、形成されなくてもよい。【００１７】
また、ケース１２内において、底面部１４から間隔を隔てて側面部１６には、たとえばフェルトからなる吸音材２０が配置される。吸音材２０は、不要な音波を吸収するためのものである。また、この吸音材２０によって、圧電素子１８の他方主面側に振動のための空間が形成される。【００１８】
さらに、ケース１２内において、吸音材２０上には、中継基板２２が設けられる。中継基板２２は、後述の配線としてのリード線２６ａ、２６ｂおよび２６ｃを中継するためのものである。【００１９】
また、ケース１２内において、側面部１６の他方側部分１６ｂの中央の内面には、たとえば円板状のＰＴＣサーミスタ２４が設けられる。このＰＴＣサーミスタ２４としては、たとえば、外径が２ｍｍで、厚みが０．３ｍｍで、２５℃において抵抗値が１０Ω〜１５Ωのものが用いられる。ＰＴＣサーミスタ２４は、正の抵抗温度特性を有する円板状のサーミスタ素子の両主面に電極を形成したものであり、一方主面側の電極がたとえば熱伝導性の優れた接着剤でケース１２の側面部１６の内面に接着される。そのため、ＰＴＣサーミスタ２４の一方主面側の電極は、熱伝導性の優れた接着剤を介して、ケース１２に熱が伝わりやすくなるように形成される。なお、熱伝導性接着剤の代わりに導電性接着剤を用いてもよい。この場合、ＰＴＣサーミスタ２４とケース１２とを電気的に接続可能であり、このＰＴＣサーミスタ２４の一方主面側の電極も、ケース１２や導電性接着剤がその一方主面側の電極を兼ねるので、形成されなくてもよい。【００２０】
さらに、配線としての３本のリード線２６ａ、２６ｂおよび２６ｃの一端部が、ケース１２の側面部１６の内面、圧電素子１８の他方主面側の電極およびＰＴＣサーミスタ２４の他方主面側の電極に、それぞれ、はんだ付けされる。それによって、アース線として用いられるリード線２６ａにはケース１２を介して圧電素子１８およびＰＴＣサーミスタ２４の各一方主面側の電極が電気的に接続され、センサ信号線として用いられるリード線２６ｂには圧電素子１８の他方主面側の電極が電気的に接続され、ＰＴＣサーミスタ駆動線として用いられるリード線２６ｃにはＰＴＣサーミスタ２４の他方主面側の電極が電気的に接続される。また、これらのリード線２６ａ、２６ｂおよび２６ｃは、それらの中間部が中継基板２２に間隔を隔ててはんだ付けされ、それらの他端部側がケース１２の外側に引き出される。【００２１】
また、ケース１２内には、吸音材２０、中継基板２２、ＰＴＣサーミスタ２４およびリード線２６ａ、２６ｂ、２６ｃの中間部を覆うようにして、たとえばシリコンゴムやウレタンゴムなどの合成樹脂からなる充填材２８が設けられる。この充填材２８によって、圧電素子１８および吸音材２０が密閉状態に封止されるとともに、ＰＴＣサーミスタ２４やリード線２６ａ、２６ｂおよび２６ｃが絶縁される。【００２２】
この超音波センサ１０では、リード線２６ａおよび２６ｂに駆動信号を印加することにより、圧電素子１８が励振される。圧電素子１８の振動により、圧電素子１８はケース１２の底面部１４とともに振動し、圧電素子１８の主面に直交する向きに超音波が発せられる。超音波センサ１０から発せられた超音波が被検出物で反射し、超音波センサ１０に到達すると、圧電素子１８が振動して電気信号に変換されて、リード線２６ａおよび２６ｂから電気信号が出力される。したがって、駆動信号を印加してから電気信号が出力されるまでの時間を測定することにより、超音波センサ１０から被検出物までの距離を測定することができる。【００２３】
なお、この超音波センサ１０は、ケース１２が特別な形状に形成され、発する超音波について、ケース１２の側面部１６の一方側部分１６ａ、１６ａが対向する方向において狭く、ケース１２の側面部１６の他方側部分１６ｂ、１６ｂが対向する方向において広い指向性を有する。そのため、この超音波センサ１０をたとえば自動車のバックソナーやコーナソナーに用いる場合には、超音波センサ１０から発する超音波が縁石や地面で反射されて戻ってくることがないようにするために、ケース１２の側面部１６の一方側部分１６ａ、１６ａが垂直に配置され、他方側部分１６ｂ、１６ｂが水平に配置される。【００２４】
さらに、この超音波センサ１０では、リード線２６ａおよび２６ｃに加熱用の電圧を印加すれば、ＰＴＣサーミスタ２４に電流が流れ、ＰＴＣサーミスタ２４が発熱してヒータとして機能する。この超音波センサ１０では、ＰＴＣサーミスタ２４をケース１２の内面に接着剤で貼り付けたシンプルな構造でありながら、ＰＴＣサーミスタ２４がヒータとして機能するので、たとえば−３０℃〜０℃といった低温においても残響時間を短くすることができる。特に、ヒータとして機能するＰＴＣサーミスタ２４が、ケース１２に接触して配置されているので、ＰＴＣサーミスタ２４からケース１２に熱が伝わりやすく、短時間で残響を減らすことができる。【００２５】
また、この超音波センサ１０では、ＰＴＣサーミスタ２４をケース１２の側面部１６に熱伝導性の優れた接着剤で接着しているので、ＰＴＣサーミスタ２４から熱伝導性の優れた接着剤を介してケース１２に熱が伝わりやすくなるため、より応答性がよくなる。【００２６】
また、接着剤として導電性接着剤を用いると、より好ましい。この場合、熱伝導性も優れている他、ＰＴＣサーミスタ２４とケース１２とを電気的に接続できるため、ＰＴＣサーミスタ２４の一方主面の電極を不要にできる。【００２７】
さらに、この超音波センサ１０では、ケース１２が金属からなるので、ケース１２の熱伝導性がよく、より効率よくケース１２を暖めることができ、超音波センサ１０の凍結を防ぐことができる。【００２８】
ここで、この超音波センサ１０においてリード端子２６ａおよび２６ｃ（ＰＴＣサーミスタ２４）にたとえば５Ｖの加熱用の電圧を印加している場合の外気温度（超音波センサの外部周辺の温度）と超音波センサ１０の表面温度とを熱電対式温度計で測定した結果について説明する。【００２９】
図５は、そのようにして測定した外気温度と超音波センサ１０の表面温度との関係を示すグラフである。【００３０】
図５に示すグラフより、外気温度が−３０℃であっても、この超音波センサ１０の表面温度は１０℃程度であり、この超音波センサ１０が結露することがないことがわかる。
また、この超音波センサ１０が凍結していたとしても、容易に解けることから、降雪しても速やかに解けることがわかる。【００３１】
また、この超音波センサ１０において、ＰＴＣサーミスタ２４にたとえば１２Ｖまたは８Ｖの加熱用の電圧を、外気温度が−３０℃から１２０℃になるまで印加している場合と外気温度が−３０℃から１０℃になるまでは印加しているがそれより高い外気温度では印加していない場合とのそれぞれの場合について、外気温度と超音波センサ１０の表面温度とを測定した。【００３２】
これらの測定結果を表１および表２に示すとともに、図６および図７のグラフに示した。なお、加熱用の電圧が１２Ｖの場合の結果を表１および図６のグラフに示し、加熱用の電圧が８Ｖの場合の結果を表２および図７のグラフに示した。また、加熱用の電圧を外気温度が−３０℃から１２０℃になるまで印加している場合の結果を、図６（Ａ）および図７（Ａ）のグラフに示し、加熱用の電圧を外気温度が−３０℃から１０℃になるまでは印加しているがそれより高い外気温度では印加していない場合の結果を、図６（Ｂ）および図７（Ｂ）のグラフに示した。【００３３】
【表１】
2009044640.tif 000003
【表２】
2009044640.tif 000004
【００３４】
表１、表２、図６および図７のグラフより、この超音波センサ１０では、加熱用の電圧を１２Ｖまたは８Ｖにしたいずれの場合でも、結露することがないことがわかる。【００３５】
また、図６（Ｂ）および図７（Ｂ）のグラフより、この超音波センサ１０では、１２Ｖまたは８Ｖの加熱用の電圧を外気温度が−３０℃から１０℃になるまでは印加しているがそれより高い外気温度では印加していない場合には、結露することがないだけでなく、８５℃以下の使用温度において８５℃を超えることがないことがわかる。【００３６】
さらに、この超音波センサ１０において、ＰＴＣサーミスタ２４を設けていない場合と設けている場合とのそれぞれの場合について、−３０℃の外気温度における残響特性を調べた。【００３７】
図８（Ａ）は、この超音波センサ１０においてＰＴＣサーミスタ２４を設けておらず−３０℃の外気温度で凍結している場合の残響特性を示すグラフであり、図８（Ｂ）は、この超音波センサ１０においてすなわちＰＴＣサーミスタ２４を設けている超音波センサ１０において−３０℃の外気温度でも凍結していない場合の残響特性を示すグラフである。【００３８】
図８のグラフより、この超音波センサ１０では、凍結している場合には、残響時間が長く、残響の影響が大きいのに対して、凍結していない場合には、残響時間が短く、残響の影響が小さいことがわかる。【００３９】
同様に、この超音波センサ１０において、ＰＴＣサーミスタ２４を設けていない場合と設けている場合とのそれぞれの場合について、６０℃、４０℃、３０℃、２０℃、１０℃、０℃、−１０℃、−２０℃および−３０℃のそれぞれの外気温度における残響特性を調べて、それらの結果を図９〜図１７のグラフにそれぞれ示した。なお、図９〜図１７では、図８と同様に、（Ａ）はＰＴＣサーミスタを設けていない場合の残響特性を示すグラフであり、（Ｂ）はＰＴＣサーミスタを設けている場合の残響特性を示すグラフである。【００４０】
図９〜図１７のグラフより、ＰＴＣサーミスタ２４を設けている超音波センサ１０では、ＰＴＣサーミスタ２４を設けないものと比べて、−３０℃〜６０℃の外気温度において残響時間が短いことがわかり、特に−３０℃〜０℃という低温の外気温度において残響時間が明らかに短いことがわかる。【００４１】
また、この超音波センサ１０において、ＰＴＣサーミスタ２４を設けていない場合と設けている場合とのそれぞれの場合について、外気温度と残響時間との関係を調べて、それらの関係を図１８のグラフに示した。なお、図１８のグラフにおいて、残響時間とは、ある駆動回路で測定した際の残響時間の尾引きの程度を表す量であり、図１９に示すように、本実施例においては駆動を停止してから信号が１Ｖにまで低下する時間を示している。【００４２】
図１８のグラフより、ＰＴＣサーミスタ２４を設けている超音波センサ１０では、ＰＴＣサーミスタ２４を設けていないものと比べて、−４０℃〜８０℃の外気温度において、残響時間が１．２５ミリ秒以内という非常に短い時間内でしかもほぼ一定であることがわかる。【００４３】
さらに、この超音波センサ１０において、ＰＴＣサーミスタ２４を中継基板２２に設けた場合とケース１２に設けた場合とのそれぞれの場合について、−３０℃の外気温度に放置しておき、ＰＴＣサーミスタ２４により加熱した加熱時間と残響時間との関係を調べて、それらの関係を図２０のグラフに示した。【００４４】
図２０のグラフより、この超音波センサ１０において、ＰＴＣサーミスタ２４を中継基板２２に設けた場合、最終的には残響時間を良品であると判断する判定基準としてのたとえば１．２ミリ秒以下にすることが可能ではあるが、それまでに７５秒程度もかかり、時間がかかりすぎる。【００４５】
一方、ＰＴＣサーミスタ２４をケース１２に設けたこの超音波センサ１０の場合、図２０のグラフより、−３０℃の外気温度に放置したとしても、加熱してから１０秒程度で残響時間を判定基準としてのたとえば１．２ミリ秒以下に低減することができ、振動の減衰が速やかに行われていることがわかる。【００４６】
図２１は、この発明にかかる超音波センサの他の例を示す断面図解図である。図２１に示す超音波センサ１０では、図１に示す超音波センサ１０と比べて、別のリード線２６ｄの一端および他端がＰＴＣサーミスタ２４の一方主面側の電極および中継基板２２上でのリード線２６ａにそれぞれはんだ付けされ、ＰＴＣサーミスタ２４の一方主面側の電極がその別のリード線２６ｄを介してリード線２６ａに電気的に接続されている。このように別のリード線２６ｄを設ければ、ＰＴＣサーミスタ２４の一方主面側の電極がケース１２を介してリード線２６ａに接続できない場合や接続しにくい場合に特に好適である。【００４７】
図２１に示す超音波センサ１０でも、図１に示す超音波センサ１０によって奏する効果と同様の効果を奏する。【００４８】
また、上述の図１および図２１に示す各超音波センサ１０では、たとえば直径が２ｍｍで厚みが０．３ｍｍである小型の円板状のＰＴＣサーミスタ２４によって、ケース１２自体が冷却されてしまうことを十分に防ぐことができ、かつ、ＰＴＣサーミスタ２４とケース１２の側面部１６との接触部分が非常に小さいため不要振動を抑制することができる。【００４９】
この発明では、使用されるＰＴＣサーミスタとしては、たとえば、ケースの体積（底面面積と側面の高さ（長さ）との積）に対して６／１００００以上で６／１０００以下の大きさのものが好ましい。このような大きさのＰＴＣサーミスタを使用した場合、たとえ、ケースの側面部が底面部の振動面の振動の影響で振動したとしても、ＰＴＣサーミスタにかかる負荷が小さい上、十分な発熱量が得られる。【００５０】
また、この発明では、ＰＴＣサーミスタは、時に限定されるものではないが、熱伝導性の優れたものが好ましい。さらに、ＰＴＣサーミスタは、導電性接着剤やはんだなどで接着・固着されることが好ましい。このような導電性接着剤としては、放熱シリコーン樹脂やカーボン入り樹脂などを使用することができる。このような導電性接着剤を用いることにより、ＰＴＣサーミスタの熱がケースに伝わりやすくなる上、導通もとれることから、より効果的に振動を減衰することができる。また、ＰＴＣサーミスタの電極のうち、ケースの側面側の電極が不要となる。【００５１】
さらに、この発明では、ケースとして金属ケースを用いることが好ましい。金属ケースとしては、Ａｌ合金、銅合金、亜鉛合金、鉄合金などの熱伝導性が高いものが好ましく、熱伝導率が５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上のものが好ましい。このような金属ケースを用いた場合、ＰＴＣサーミスタから発生した熱が金属ケース伝わりやすく、かつ、ＰＴＣサーミスタが発熱しすぎた場合に熱が金属ケースを介して外部へ放熱しやすくなり、超音波センサを適度な温度に保つことができる。【００５２】
また、この発明では、設けられるＰＴＣサーミスタは１個に限らず、複数個のＰＴＣサーミスタが設けられてもよい。【００５３】
さらに、この発明では、ＰＴＣサーミスタとしては、ケースとの接触面積を保つために、チップ形状のものが好ましい。また、ＰＴＣサーミスタとしては、単板状ものでも積層体状のものでもよい。その中でも、ＰＴＣサーミスタとしては、ケースとの接触面積を増やすために、主面の形状が大きいものが好ましい。【００５４】
また、この発明では、たとえば、ケースに発する超音波の指向性を有するように溝などが形成された構造の場合、ケースの側面部には厚い部分と薄い部分とが存在するが、その場合、厚い部分にＰＴＣサーミスタを設ける方が好ましい。これは、ケースの側面部において、厚い部分が薄い部分に比べて振幅が小さいのと、厚い部分にＰＴＣサーミスタを設ける方が効率的に熱を伝達することができると考えられるからである。【００５５】
また、この発明では、ＰＴＣサーミスタは、ケースの側面部において、ケースの底面部側に設けられるのと開口側に設けられるのとでは、ＰＴＣサーミスタの位置が圧電素子に近いほど好ましいので、底面部に近いすなわち底面部側に設けられることが好ましい。これは、残響特性の温度特性が圧電素子に主に起因するので、残響特性の温度特性を改善するためには、ＰＣＴサーミスタが底面部により近い方が好ましいからである。【００５６】
さらに、この発明では、ＰＴＣサーミスタは、ケースの底面部において圧電素子の横に設けられてもよいが、振動面のばらつきが生じる可能性があるので、ケースの側面部に設けられる方が好ましい。【００５７】
なお、上述の各超音波センサ１０では、各部が特定の大きさ、形状、配置、材料で規定されているが、この発明では、それらは任意に変更されてもよく、このように変更することによって、残響特性などの特性がさらに改善されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
この発明にかかる超音波センサは、たとえば、自動車のバックソナーやコーナソナーなどに利用される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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