(57)【要約】【課題】ケース内部の接続線をなくした車載用超音波センサを提供する。【解決手段】車載用超音波センサは、底面１ａを有する筒状のケース１と、ケース１の底面１ａに設置された圧電素子２と、電子部品４が実装され、ケース１の内部に収納されたフレキシブル基板３と、圧電素子２とフレキシブル基板３との間に設置され、圧電素子２とフレキシブル基板３とに密着した吸音材５と、ケース１の内部に充填された樹脂材７とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面を有する筒状のケースと、
前記ケースの底面に設置された圧電素子と、
電子部品が実装され、前記ケースの内部に収納されたフレキシブル基板と、
前記圧電素子と前記フレキシブル基板との間に設置され、前記圧電素子と前記フレキシブル基板とに密着した吸音材と、
前記ケースの内部に充填された樹脂材とを備える車載用超音波センサ。
【請求項２】
前記圧電素子と前記フレキシブル基板とは、はんだボールで接続されていることを特徴とする請求項１記載の車載用超音波センサ。
【請求項３】
前記圧電素子、前記吸音材、及び前記フレキシブル基板の順に重なった構成に代えて、前記圧電素子、前記フレキシブル基板、及び前記吸音材の順に重なった構成であって、
前記フレキシブル基板のうちの前記圧電素子と前記吸音材との間に挟まれていない部分に前記電子部品が実装されていることを特徴とする請求項１記載の車載用超音波センサ。
【請求項４】
前記フレキシブル基板には、前記電子部品として電源用の電解コンデンサが実装されていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の車載用超音波センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両に搭載される車載用超音波センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の車載用超音波センサにおいて、圧電素子と信号処理基板との間には中継基板があった（例えば、特許文献１参照）。この中継基板は、圧電素子と信号処理基板とに接続されているだけでなく、サーミスタ等とも接続されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００９／０４４６４０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の車載用超音波センサは以上のように構成されているので、接続線が多いという課題があった。接続線が多いと、車載用超音波センサの組立作業性が悪い。また、車載用超音波センサの周囲にはエンジン及び電子機器が集中するノイズ源があるので、接続線がノイズを拾うアンテナになる。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ケース内部の接続線をなくした車載用超音波センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る車載用超音波センサは、底面を有する筒状のケースと、ケースの底面に設置された圧電素子と、電子部品が実装され、ケースの内部に収納されたフレキシブル基板と、圧電素子とフレキシブル基板との間に設置され、圧電素子とフレキシブル基板とに密着した吸音材と、ケースの内部に充填された樹脂材とを備えるものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、電子部品が実装されたフレキシブル基板がケースの内部に収納され、このフレキシブル基板が吸音材を間に挟んで圧電素子と密着するようにしたので、ケース内部の接続線をなくした車載用超音波センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る車載用超音波センサの構成例を示す断面図である。
【図２】実施の形態２に係る車載用超音波センサの構成例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る車載用超音波センサの構成例を示す断面図である。この車載用超音波センサは、アルミニウム等の金属材料で形成された円筒状のケース１を備える。このケース１の一端側は開口しており、他端側には底面１ａが形成されている。底面１ａには、圧電素子２が設置されている。また、ケース１の内部には、可撓性を有するフレキシブル基板３が収納されている。薄膜状のフィルムに導電性金属が配線されたフレキシブル基板３には、信号処理用の電子部品４が実装されている。なお、電子部品４は、サーミスタ４ａ、及び電源用の電解コンデンサ４ｂ等を含む。圧電素子２とフレキシブル基板３との間には吸音材５が設置されており、この吸音材５は、圧電素子２とフレキシブル基板３とに密着している。また、圧電素子２とフレキシブル基板３とは、はんだボール６で接続されている。さらに、ケース１の内部に樹脂材７が充填されることにより、ケース１の開口は密閉されている。
【００１０】
次に、車載用超音波センサの組立手順を説明する。
まず、圧電素子２が、ケース１の底面１ａに、接着剤等によって接着される。続いて、吸音材５が、電子部品４が実装されたフレキシブル基板３の実装面とは反対の面に、接着剤等によって接着される。続いて、フレキシブル基板３と一体化された吸音材５が、圧電素子２に、接着剤等によって接着される。また、吸音材５と圧電素子２とが接着されるときに、圧電素子２の電極がフレキシブル基板３に、はんだボール６によって電気的に接続される。最後に、ケース１の内部に、樹脂材７が充填される。
【００１１】
従来の車載用超音波センサは、接続線が多いため、組立作業性が悪かった。これに対し、実施の形態１の車載用超音波センサは、圧電素子２とフレキシブル基板３との距離が近く、圧電素子２とフレキシブル基板３とがはんだボール６により接続されるため、接続線が無い。従って、実施の形態１の車載用超音波センサは、従来の車載用超音波センサに比べて組立作業性が向上すると共に構成が簡略化でき、コストを低減できるという利点がある。また、実施の形態１の車載用超音波センサは、アンテナになる接続線が無いため、周囲のノイズ源からのノイズを拾うこともない。
【００１２】
次に、車載用超音波センサの動作を説明する。
車載用超音波センサは、車両のバンパ等に設置される。フレキシブル基板３から圧電素子２へと、圧電素子２を駆動させる電気信号が印加されると、圧電素子２が底面１ａと共に振動し、超音波が発生する。超音波は、車両周囲の障害物で反射して車載用超音波センサへ戻り、圧電素子２と底面１ａとを振動させる。この振動は、圧電素子２により電気信号に変換され、電気信号は、フレキシブル基板３へ出力される。
【００１３】
サーミスタ４ａは、圧電素子２の周囲温度に対応した電気信号をフレキシブル基板３へ出力する。サーミスタ４ａにより測定される圧電素子２の周囲温度は、圧電素子２の温度補償等に使用される。このサーミスタ４ａは、吸音材５を介して圧電素子２と密着しているので、圧電素子２のより正確な温度を測定できる。また、サーミスタ４ａはフレキシブル基板３に実装されるため、接続線が不要である。
【００１４】
吸音材５は、弾性を有し、圧電素子２で発生する超音波が電子部品４の方向へ伝搬することを防止する。
【００１５】
樹脂材７は、弾性を有し、車載用超音波センサ外部の振動が車載用超音波センサ内部へ伝搬することを防止する。また、樹脂材７は、圧電素子２及びフレキシブル基板３等を密閉状態に封止し、被水を防止する。さらに、樹脂材７は、フレキシブル基板３と電子部品４とを保持し、振動による接点破損を防止する。特に、電源用の電解コンデンサ４ｂは大型部品であるため振動に弱いが、樹脂材７の保持により電解コンデンサ４ｂの接点破損が防止される。
【００１６】
以上のように、実施の形態１において、ケース１は底面１ａを有する。圧電素子２は、ケース１の底面１ａに設置される。フレキシブル基板３は、電子部品４が実装され、ケース１の内部に収納される。吸音材５は、圧電素子２とフレキシブル基板３との間に設置され、圧電素子２とフレキシブル基板３とに密着する。樹脂材７は、ケース１の内部に充填される。この構成により、ケース１の内部の接続線をなくすことができ、組立作業性の向上及びノイズの低減が可能である。
【００１７】
また、実施の形態１では、圧電素子２とフレキシブル基板３とがはんだボール６により接続されるため、組立作業性が向上する。
【００１８】
また、実施の形態１では、フレキシブル基板３に、電源用の電解コンデンサ４ｂが実装される。従来、電源用の電解コンデンサ４ｂは、ケース１の外に設置され、接続線により圧電素子２に接続されていた。これに対し、実施の形態１では、電源用の電解コンデンサ４ｂをという大型部品をケース１の内部の空き空間に収納できるため、センサ全体としてみた場合に小型化を図ることができる。なお、大型部品は振動に弱いが、樹脂材７により保持されているため耐振性が向上する。
【００１９】
実施の形態２．
図２は、実施の形態２に係る車載用超音波センサの構成例を示す断面図である。図２において図１と同一又は相当する部分は、同一の符号を付し説明を省略する。実施の形態１の車載用超音波センサは、圧電素子２、吸音材５、及びフレキシブル基板３の順に重なった構成であったが、実施の形態２の車載用超音波センサは、この構成に代えて、圧電素子２、フレキシブル基板３、及び吸音材５の順に重なった構成である。
【００２０】
また、実施の形態２の車載用超音波センサにおいて、フレキシブル基板３のうちの電子部品４が実装されていない空白部分３ａは、圧電素子２と吸音材５との間に挟み込まれている。さらに、フレキシブル基板３のうちの圧電素子２と吸音材５との間に挟み込まれていない延長部分３ｂに、電子部品４が実装されている。延長部分３ｂは、図２のように折りたたまれた状態でケース１の内部に収納可能である。また、延長部分３ｂにおいて、電子部品４の実装位置は任意である。
【００２１】
なお、圧電素子２の電極は、フレキシブル基板３に直接電気的に接続されてもよいし、図示しないはんだボールを介して電気的に接続されてもよい。
圧電素子２とフレキシブル基板３との間、及びフレキシブル基板３と吸音材５との間は、それぞれ、接着剤等により接着されて互いに密着した状態である。
【００２２】
以上のように、実施の形態２の車載用超音波センサは、圧電素子２、フレキシブル基板３、及び吸音材５の順に重なった構成を有する。このフレキシブル基板３のうちの圧電素子２と吸音材５との間に挟まれていない延長部分３ｂに、電子部品４が実装されている。この構成により、ケース１の内部において、電子部品４を自由に配置することができる。よって、電源用の電解コンデンサ４ｂのような大型部品をケース１に容易に収納できる。
【００２３】
なお、本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、各実施の形態の任意の構成要素の変形、又は各実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００２４】
１  ケース、１ａ  底面、２  圧電素子、３  フレキシブル基板、３ａ  空白部分、３ｂ  延長部分、４  電子部品、４ａ  サーミスタ、４ｂ  電解コンデンサ、５  吸音材、６  はんだボール、７  樹脂材。
【図１】
2019125968.tif 000003
【図２】
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