(57)【要約】      （修正有）【課題】小さなケースからも容易に金属ピンを挿入し、電極との導通をとることのできる超音波送受信器の構造を提供する。【解決手段】表面に金属メッキが施された外周に円弧状の突起を設けたケースよりも引張強度の高い金属からなるリング９を、有底筒状ケースの内側に圧入し、リング９にリード線３を半田付けすることで、信頼性が高く、安価な超音波送受信器を実現する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミ合金からなる有底筒状ケースの底面に両面電極の施された圧電素子を貼り合わせてなる超音波送受信器において、有底筒状ケース材料を構成するアルミ合金よりも引張強度の強い金属からなる、外周に円弧状の接触端を設けたリングを有底筒状ケースに圧入したこと特徴とした超音波送受信器
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アルミ合金からなる有底筒状ケースの底面に圧電素子を貼り合わせてなる超音波送受信器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車（車両）のバックソナー用として有底筒状ケースの底面に圧電素子を貼り合わせた超音波送受信器が大量に生産されている。圧電素子の両面銀電極に、特定の周波数のパルス電圧を加える事で、超音波を発生させることが出来る。
【０００３】
図１に２種類の超音波送受信器の構造例を示す。アルミ合金のケースから導通をとる方法が異なっている。
【０００４】
図１（ａ）に示す超音波送受信器では、外径φ１４のアルミ合金からなる有底筒状ケース２の底面に、両面電極の施された圧電素子１がエポキシ系接着剤によって接着されてる。ケース２と圧電素子１の銀電極が接触しており、電気的に接続されてる。リード線３がケース２にアルミット半田７によって半田付けされている。アルミ２とアルミット半田７が合金層を形成することで、アルミ２とアルミット半田７の間に強固な結合が生じている。ケース２とリード線３はアルミット半田７を介して電気的に接続されている。圧電素子１の一方の電極にリード線４が半田付けされている。リード線３、４の一端は、ケース２の外部へ取り出されている。圧電素子１はシリコーン発泡体からなる吸音材５で覆われている。ケース内はシリコーンからなる封止剤６によって充填されている。
【０００５】
図１（ｂ）に示す超音波送受信器では、アルミ合金からなる有底筒状ケース２に金属ピン８を挿入する為の穴２ａが設けられている。穴２ａに金属メッキの施された金属からなるピン８を圧入し、ピン８にリード線３が鉛フリー半田で半田付けされている。ピン８とケース２の間には、圧入による強い面圧が生じている。面圧から生じる摩擦力によってピン８は強固に保持されている。ピン９とケース２は接触によって電気的に接続され、ピン８とリード線３は鉛フリー半田を介して電気的に接続される。ケース２にピン８を圧入する構造では、ケース２とピン８の間の面圧が大きすぎるとケース２またはピン８にクラックが生じる。逆に面圧が小さいとピン８が抜けてしまう可能性がある。ケース２とピン８の間に必要は面圧が生じるように、寸法設計を行う必要がある。
【０００６】
どちらの構造も多数の製品で採用されているが、
アルミット半田を使用する場合は、半田付け時にケースに高熱が加わる為に、耐熱性の低い塗料で塗装されたケースを使用することができない。一方、ピンを圧入して電極を取り出す場合は、熱が加わらない為に塗装後のケースを使用することができる。この為、先にケース塗装を行ってから組み立てる場合は、ピンを圧入した構造が選択されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特願２００９−１１２２４８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ピン８を圧入する構造では、ケース２が小さい場合に、ピン挿入の穴２ａを設けるスペースが問題になる。
ピン８を圧入する為には、ケースにクラックが発生しないように穴のまわりに十分な肉厚を設ける必要がある。ケース２が小さいとピン穴２ａとピン穴のまわりの肉厚を設けることが出来ない場合がある。ピンの径が小さいと、圧入時のピンが折れてしまう。また径が小さくなると接触面積が小さくなり、ピンの保持力が弱くなる。φ０．６程度のピンが多く使用されている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明では、アルミ合金からなる有底筒状ケースの底面に両面電極の施された圧電素子を貼り合わせてなる超音波送受信器において、表面に金属メッキが施された外周に円弧状の接触端を設けたアルミ合金よりも引張強度の強い金属からなるリングを有底筒状ケースに圧入することで、ケースが小さい場合でも容易にケースから導通をとることのできる超音波送受信装置を実現する。
【実地例】
【００１０】
請求項１に記載の本発明を実施した金属リング９を図２に示す。真鍮材料に金属メッキがが施されている。金属メッキは、鉛フリー半田を半田付けするために設けられている。リング９の外周に円弧状の突起９ａが設けられている。リングの内側には半田付けするための半田付け部が設けられている。
図３にリング９とリングを挿入するアルミ合金からなるケース１０の寸法例を示す。外径φ９のアルミ合金からなるケース１０の内側に内径φ８の穴があいている。開口部から３ｍｍの部分に段差１０ａが設けられている。リング９は、突起９ａを含めた外径がφ８．０５、突起を除くリングの外径がφ７．９に設計されている。
【００１１】
図４に、図３のケース１０とリング９を使用した超音波送受信器の例を示す。ケース１０の底面に両面電極の施された圧電素子１が接着剤によって接着されている。ケース１０と圧電素子１の銀電極は電気的に接続されている。圧電素子１の電極にリード線４が半田付けされている。リング９がケース１０に圧入され、リング９にリード線３が半田付けされている。リード線３、４の一端は、ケース１０の外に取り出されている。圧電素子１はシリコーン発泡体からなる吸音材５で覆われ、ケース１０の内側はシリコーンからなる封止剤６で充填されている。
【００１２】
ここで、リングは完全な円形である必要は無く、また円である必要もない。円弧状の接触端が設けられた三角形、または四角形などの多角形のリングでもよい。リングの材料は、真鍮以外の金属でも良いが、ケースに使用するアルミ合金よりも引張強度（Ｍｐａ）が１．５倍以上高い材料の方がよい。リング表面のメッキはリングに半田付けする為に設けられている。例えばニッケルメッキが使用できる。
【００１３】
アルミケース１０にリング９を圧入すると、リング９の材料に使用される金属よりもアルミ合金の強度が弱い為に、リング９はアルミケース１０の側面をえぐるように圧入される。圧入時にリング９が、ケース１０に接触する場所はリング９に設けられた円弧状の突起９ａのみである。このために、圧入時と圧入後に過大な面圧が発生することは無く、容易に圧入でき、かつ引き抜きに対して十分な強度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来超音波送受信器の例
【図２】請求項１を実施した超音波送受信器に使用する突起を有するリング
【図３】請求項１を実施したリングとケースの例
【図４】請求項１を実施した超音波送受信器の例
【符号の説明】
【００１５】
１    両面電極の施された圧電素子
２    有底筒状ケース
２ａ  ピンを圧入する為の穴
３    ケース側リード線
４    素子側リード線
５    吸音材
６    封止剤
７    吸音材
８    金属ピン
９    突起を有するリング
９ａ  リングに設けられた突起
１０  有底筒状ケース
１０  ケースの段差
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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