(57)【要約】【課題】意匠面に飛び石などによる衝撃が加わった場合でも破壊されない樹脂からなる有底筒状ケースを使用した超音波送受信器を実現する。【解決手段】樹脂からなる有底筒状ケースの底面に網目状の穴を設けた金属板をインサートする。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂からなる有底筒状ケースと、
前述有底筒状ケースの底面に固着された圧電素子と
からなる超音波送受信器において、
前述有底筒状ケースが底面に金属板をインサートして成形された事を特徴とする超音波送受信器
【請求項２】
前述金属板が、複数の網目状の貫通穴を有する金属板であることを特徴とする請求項１に記載の超音波送受信器
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子を樹脂からなる有底筒状ケースに貼り合わせたユニモルフ振動子を基本構造とした空中用の超音波送受波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防滴型の超音波送受信器が大量に生産されている。現在使用されているこれらの超音波送受信器は金属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たものがほとんどである。
【０００３】
図１に一般的に使用されている超音波送受信器の構造を示す。アルミ合金からなる有底筒状ケース２の底面に折返し電極の施された圧電素子７が接着剤によって接着されている。圧電素子７の＋側の電極７ａとＧＮＤ側の電極７ｂにリード線５が半田付けされている。リード線５の一端は、ワイヤハーネス６の＋側とＧＮＤ側にそれぞれ半田つけされている。圧電素子７は、シリコーン発泡体からなる吸音材３で覆われている。有底筒状ケース２の内部はショアＡ硬度３０〜６０のシリコーンなどの封止剤４によって充填されている。
【０００４】
低コスト化を目的として、樹脂材料からなる有底筒状ケースを使用した超音波送受信器の開発が行われている。例えば、特許文献１に記載の発明では、エポキシ樹脂にシリカを９０％以上配合した材料を有底筒状ケースの材料として使用している。金属材料に比べて遜色ない音響特性が得られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許公開２０１１−３５４６５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これらの超音波送受信器は、有底筒状ケースの天面が意匠面となる。有底筒状ケースの天面が外部に露出して使用される。樹脂材料を有底筒状ケースに使用した超音波送受信器では、樹脂材料の強度が金属材料に比べて劣るため、天面に加わる外力に対して強度が低いという問題がある。所望の音響特性を得るためにケースの底面厚（天面厚）を薄くする必要がある場合は特に、外部からの押し込みや飛び石などの衝撃による破壊が懸念される。
【０００７】
有底筒状ケースの材料を樹脂にした場合の強度対策として、これまで圧電素子と有底筒状ケースの間に金属板を挟むことで強度を高める検討を行ってきた。金属板を樹脂ケースと圧電素子の間に挟むことで天面からの力に対する耐力が大きくなることがわかっている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明では、樹脂からなる有底筒状ケースと、有底筒状ケースの底面に固着された圧電素子とからなる超音波送受信器において、有底筒状ケースが底面に金属板をインサート成形することを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明では、前述金属板が、網目状の穴を有する金属板であることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】従来の超音波送受波器
【図２】実施例１の超音波送受信器の例
【図３】実施例２の超音波送受信器の例
【図４】実施例２の金属板
【図５】金属板の別の例
【実施例１】
【００１１】
図２に本発明の実施の形態の関わる超音波送受波器の概略縦断面と上面図を表す。上面図では有底筒状ケース７、圧電素子１のみを記載している。有底筒状ケース７の偏平した底面に折返し電極を有する圧電素子１を貼り合わせ、ユニモルフ振動子を構成する。有底筒状ケース７は、例えば二酸化珪素の結晶（石英粉）の含有率が約９０％、エポキシ樹脂とフェノール樹脂の含有率が約１０％のエポキシ樹脂ベースの複合材料を成形したものである。有底筒状ケース７の底面に金属板８がインサート成形されている。例えば、有底筒状ケース７の寸法は外径φ１４、高さ９ｍｍ、偏平したケース底面の長手側の幅が１３．０ｍｍ、短い側の幅が７．０ｍｍ、ケース底面厚は共振周波数が４５ｋＨｚになるように調整されている。圧電素子１の形状と寸法は音響特性に合わせて調整される。圧電素子１の形状として正方形、丸、または六角形などの多角形が一般的である。例えば、一辺５．８ｍｍ、厚さ０．２ｍｍの正方形圧電素子が使用される。
【００１２】
折返し電極を有する圧電素子１に設けられた＋側電極と−側電極にはリード線５が半田付けによって接続されている。リード線５の一端は、ワイヤーハーネス６に半田付けされている。圧電素子１の上面に発泡シリコン等から成る吸音材３を載置して、その上からシリコン材、ウレタン材等から成る封止剤４が有底筒状ケース２内部に充填されている。外部に接続する端子はワイヤハーネス６以外でもよい。金属ピンを端子とした構造や、リード線を直接回路に接続した構造などが考えられる。
【００１３】
金属板８で有底筒状ケース７の底面を補強することで、有底筒状ケース７の天面に押し込む力が加わった場合の歪みが軽減され、押し込みに対して強度のある樹脂ケースからなる超音波送受信器を実現する。
【実施例２】
【００１４】
図３に本発明の実施の形態の関わる超音波送受波器の概略縦断面と上面図を表す。上面図では有底筒状ケース９、圧電素子１のみを記載している。有底筒状ケース９の偏平した底面に折返し電極を有する圧電素子１を貼り合わせ、ユニモルフ振動子を構成する。有底筒状ケース９は、例えば二酸化珪素の結晶（石英粉）の含有率が約９０％、エポキシ樹脂とフェノール樹脂の含有率が約１０％のエポキシ樹脂ベースの複合材料を成形したものである。有底筒状ケース９の底面に網目状の穴が設けられた金属板１０がインサート成形されている。例えば、有底筒状ケース９の寸法は外径φ１４、高さ９ｍｍ、偏平したケース底面の長手側の幅が１３．０ｍｍ、短い側の幅が７．０ｍｍ、ケース底面厚は共振周波数が４５ｋＨｚになるように調整されている。圧電素子１の形状と寸法は音響特性に合わせて調整される。圧電素子１の形状として正方形、丸、または六角形などの多角形が一般的である。例えば、一辺５．８ｍｍ、厚さ０．２ｍｍの正方形圧電素子が使用される。
【００１５】
折返し電極を有する圧電素子１に設けられた＋側電極と−側電極にはリード線５が半田付けによって接続されている。リード線５の一端は、ワイヤーハーネス６に半田付けされている。圧電素子１の上面に発泡シリコン等から成る吸音材３を載置して、その上からシリコン材、ウレタン材等から成る封止剤４が有底筒状ケース９内部に充填されている。外部に接続する端子はワイヤハーネス６以外でもよい。金属ピンを端子とした構造や、リード線を直接回路に接続した構造などが考えられる。
【００１６】
金属板１０で有底筒状ケース９の底面を補強することで、有底筒状ケース９の天面に押し込む力が加わった場合の歪みが軽減され、押し込みに対して強度のある樹脂ケースからなる超音波送受信器を実現する。金属板９に網目状の穴を設けることで単純な金属板の場合に比べて、金属板９をインサートしたことによる超音波特性の低下を抑制することができる。
【００１７】
金属板の貫通穴は（図４に示すように）丸い貫通穴でもよいし、（図５に示すように）四角貫通穴でもよい。または多角形の貫通穴でもよい。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明は、車のバックセンサのみならず、防滴型超音波送受波器が利用されている様々な分野に適用できる。
【符号の説明】
【００１９】
１    圧電素子
２    有底筒状ケース
３    吸音材
４    封止材
５    リード線
６    ワイヤーハーネス
７    有底筒状ケース
８    インサートされた金属板
９    有底筒状ケース
１０  インサートされた網目状の有るが設けられた金属板
１１  四角の貫通穴が設けられた金属板
【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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