(57)【要約】【課題】本発明は超音波センサ及びその製造方法に関する。【解決手段】本発明は、一端は閉鎖され、他端は開放部からなるケース１１０と、前記ケース１１０内部の一端に固定して結合される圧電素子１２０と、前記圧電素子１２０の一部をカバーするように前記圧電素子１２０の上面に結合される吸音部材１３０と、一端は前記圧電素子１２０に連結され、他端は前記吸音部材１３０に連結される伝導性部材１４０と、前記伝導性部材１４０及びケース１１０に電気的に結合されるリード線１５０と、を含むことを特徴とする超音波センサ及びその製造方法を提供する。【選択図】図１
2013115813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端は閉鎖され、他端は開放部からなるケースと、
前記ケース内部の一端に固定して結合される圧電素子と、
前記圧電素子の一部をカバーするように前記圧電素子の上面に結合される吸音部材と、
一端は前記圧電素子に連結され、他端は前記吸音部材に連結される伝導性部材と、
前記伝導性部材及びケースに電気的に結合されるリード線と、を含むことを特徴とする超音波センサ。
【請求項２】
前記伝導性部材は、
前記圧電素子の上面に電気的に連結される接触部と、
前記接触部から延長され、前記吸音部材の外周面の上部に固定されて前記リード線に電気的に連結されるリード線連結部と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項３】
前記リード線連結部は、
前記リード線に電気的に連結されるための固定溝部が形成されることを特徴とする請求項２に記載の超音波センサ。
【請求項４】
前記伝導性部材は、
伝導性ワイヤまたは伝導性ゴムまたは伝導性フィルムから選択される何れか一つからなることを特徴とする請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項５】
前記吸音部材は、
前記圧電素子の上部面の一部を外部に開放するための中空孔と、
前記リード線とケースの内側面とが電気的に連結されるために前記リード線を固定する固定溝部とが外周面に形成される円筒状からなることを特徴とする請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項６】
前記ケースは、
閉鎖された前記一端の内側に前記圧電素子が固定して結合されるための収容溝が形成されることを特徴とする請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項７】
前記リード線は、
前記伝導性部材に電気的に結合される陽極（＋）リード線と、
前記ケースの内側壁面に電気的に結合される陰極（−）リード線と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項８】
前記圧電素子及び吸音部材を外部からカバーし、前記圧電素子から発生する超音波が前記ケースの開放部の方向に移動することを遮蔽するために、前記ケース内部に充填される充填部材をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項９】
（ａ）閉鎖された一端の内側に収容溝が形成されたケース内部に圧電素子を固定して結合する段階と、
（ｂ）外周面に固定溝部が形成され、前記圧電素子の上部面の一部を開放するための中空孔が形成された円筒状の吸音部材を前記圧電素子の上部面に結合する段階と、
（ｃ）前記圧電素子及び吸音部材の上部面に伝導性部材を固定して結合する段階と、
（ｄ）前記吸音部材の固定溝部に陰極（−）リード線を固定して結合し、前記伝導性部材に陽極（＋）リード線を固定して結合する段階と、を含むことを特徴とする超音波センサの製造方法。
【請求項１０】
前記（ｄ）段階以降に、前記前記圧電素子及び吸音部材を外部からカバーし、前記圧電素子から発生する超音波が前記ケースの開放部の方向に移動することを遮蔽するために、前記ケース内部に充填部材を充填する段階をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の超音波センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波センサ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の超音波センサ及びその製造方法において、前記超音波センサは、ケース、前記ケース内部に結合される圧電素子、前記ケースに電気的に連結されるリード線及び前記圧電素子に電気的に連結されるリード線で構成される。
【０００３】
また、その製造方法において、前記ケース内部に前記圧電素子を固定して結合した後、前記ケースの内側面に前記リード線をはんだ付け工程によって固定して結合し、また他の前記リード線をはんだ付け工程によって前記圧電素子に固定して結合した。
【０００４】
しかし、はんだ付け工程により前記リード線と圧電素子とを結合する方式は、はんだ付けによる熱応力が前記圧電素子に局所的に印加されるため、前記圧電素子固有の圧電特性が低下されるという問題点があった。
【０００５】
そして、前記リード線とケースとをはんだ付けにより結合し、また他の前記リード線と圧電素子とをはんだ付けにより結合する従来の製造方法は作業者が直接行うため、はんだ付け領域が不均一であるだけでなく、製造工程の自動化が難しいという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前記のような従来技術の問題点を解決するために導き出されたものであり、本発明は、はんだ付け工程を行わずリード線と圧電素子とを電気的に連結する伝導性部材を含む超音波センサ及びその製造方法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】
【０００７】
本発明は、超音波センサ及びその製造方法に関し、前記超音波センサは、一端は閉鎖され、他端は開放部からなるケースと、前記ケース内部の一端に固定して結合される圧電素子と、前記圧電素子の一部をカバーするように前記圧電素子の上面に結合される吸音部材と、一端は前記圧電素子に連結され、他端は前記吸音部材に連結される伝導性部材と、前記伝導性部材及びケースに電気的に結合されるリード線と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
また、前記伝導性部材は、前記圧電素子の上面に電気的に連結される接触部と、前記接触部から延長され、前記吸音部材の外周面の上部に固定されて前記リード線に電気的に連結されるリード線連結部と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
また、前記リード線連結部は、前記リード線に電気的に連結されるための固定溝部が形成されることを特徴とする。
【００１０】
また、前記伝導性部材は、伝導性ワイヤまたは伝導性ゴムまたは伝導性フィルムから選択される何れか一つからなることを特徴とする。
【００１１】
また、前記吸音部材は、前記圧電素子の上部面の一部を外部に開放するための中空孔と、前記リード線とケースの内側面とが電気的に連結されるために前記リード線を固定する固定溝部とが外周面に形成される円筒状からなることを特徴とする。
【００１２】
また、前記ケースは、閉鎖された前記一端の内側に前記圧電素子が固定して結合されるための収容溝が形成されることを特徴とする。
【００１３】
また、前記リード線は、前記伝導性部材に電気的に結合される陽極（＋）リード線と、前記ケースの内側壁面に電気的に結合される陰極（−）リード線と、を含むことを特徴とする。
【００１４】
また、前記圧電素子及び吸音部材を外部からカバーし、前記圧電素子から発生する超音波が前記ケースの開放部の方向に移動することを遮蔽するために前記ケース内部に充填される充填部材をさらに含むことを特徴とする。
【００１５】
そして、本発明の実施例による超音波センサの製造方法は、（ａ）閉鎖された一端の内側に収容溝が形成されたケース内部に圧電素子を固定して結合する段階と、（ｂ）外周面に固定溝部が形成され、前記圧電素子の上部面の一部を開放するための中空孔が形成された円筒状の吸音部材を前記圧電素子の上部面に結合する段階と、（ｃ）前記圧電素子及び吸音部材の上部面に伝導性部材を固定して結合する段階と、（ｄ）前記吸音部材の固定溝部に陰極（−）リード線を固定して結合し、前記伝導性部材に陽極（＋）リード線を固定して結合する段階と、を含む。
【００１６】
また、前記（ｄ）段階以降に、前記前記圧電素子及び吸音部材を外部からカバーし、前記圧電素子から発生する超音波が前記ケースの開放部の方向に移動することを遮蔽するために前記ケース内部に充填部材を充填する段階をさらに含む。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の実施例により伝導性部材を用いてリード線と圧電素子とを電気的に連結することにより、超音波センサの製造工程を自動化することができるという効果がある。
【００１８】
そして、従来のはんだ付けによりリード線と圧電素子とを連結するはんだ付け工程を行わず前記リード線と圧電素子とが伝導性部材によって電気的に連結されることにより、前記圧電素子の設計特性が常に一定に維持されるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例による超音波センサの概略的な結合断面図である。
【図２】図１に図示された超音波センサの製造方法を説明するための製造工程の斜視図である。
【図３】図１に図示された超音波センサの製造方法を説明するための製造工程の斜視図である。
【図４】図１に図示された超音波センサを構成する吸音部材及び伝導性部材の結合状態を概略的に図示した斜視図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の目的、特定の長所及び新規の特徴は添付図面に係る以下の詳細な説明及び好ましい実施例によってさらに明らかになるであろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付け加えるに際し、同一の構成要素に限っては、たとえ異なる図面に示されても、できるだけ同一の番号を付けるようにしていることに留意しなければならない。また、本発明を説明するにあたり、係わる公知技術についての具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にする可能性があると判断される場合には、その詳細な説明は省略する。本明細書において、第１、第２などの用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別するために用いられるものであり、前記構成要素が前記用語によって限定されるものではない。
【００２１】
以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施例による超音波センサの概略的な結合断面図である。図示されたように、前記超音波センサ１００は、ケース１１０、圧電素子１２０、吸音部材１３０、伝導性部材１４０、リード線１５０及び充填部材（不図示）を含む。
【００２３】
前記ケース１１０は、底面に形成されるように一端が閉鎖され、他端は開放された円筒のシリンダー状からなることが好ましい。
【００２４】
また、底面が形成された閉鎖された前記一端の内側には、前記圧電素子１２０が固定して結合されるための収容溝１１１が形成される。
【００２５】
前記圧電素子１２０は、電圧の印加有無により収縮と伸長を繰り返して超音波を発生するものであって、前記ケース１１０の底面に対向する面に伝導性エポキシ（ｅｐｏｘｙ）を塗布して前記ケース１１０の収容溝１１１に固定して結合される。
【００２６】
前記吸音部材１３０は、前記ケース１１０の開放部に前記圧電素子１２０から発生する超音波が移動することを一部遮蔽するためのものであり、円筒状からなることが好ましい。
【００２７】
より具体的に、前記吸音部材１３０は、前記圧電素子１２０の上部面の一部を外部に開放するための中空孔１３１と前記リード線１５０のうち後述する陰極（−）リード線１５１を固定する固定溝部１３３を含む。
【００２８】
そして、前記固定溝部１３３は、前記ケース１１０の内側面に対向する方向に開放面が形成される。
【００２９】
これにより、前記陰極リード線１５１は、前記ケース１１０の内側面に電気的に連結される。
【００３０】
前記伝導性部材１４０は、超音波センサを構成する吸音部材及び伝導性部材の結合状態を概略的に図示した図４に図示されたように、一端は前記圧電素子１２０に連結され、他端は前記吸音部材１３０に連結される。
【００３１】
より具体的に、前記伝導性部材１４０は、前記圧電素子１２０の上面に電気的に連結される接触部１４１と前記接触部１４１から延長されて前記吸音部材１３０の外周面の上部に固定され、後述する前記リード線１５０の陽極（＋）リード線１５３に電気的に連結されるリード線連結部１４３を含む。
【００３２】
また、前記リード線連結部１４３は、前記陽極リード線１５３に電気的に連結されるための固定溝部１３３が形成される。
【００３３】
そして、前記伝導性部材１４０は、前記陽極リード線１５３と前記圧電素子１２０とを電気的に連結するために伝導性ワイヤまたは伝導性ゴムまたは伝導性フィルムから選択される何れか一つからなることが好ましい。
【００３４】
これにより、前記伝導性部材１４０により前記圧電素子１２０と前記リード線１５０を構成する陽極リード線１５３が電気的に連結され、前記陰極リード線１５１は、前記ケース１１０の内側面に電気的に連結されることにより、前記圧電素子１２０に電源を印加することで超音波が発生する。
【００３５】
前記リード線１５０は、前記のように、陰極リード線１５１と陽極リード線１５３とからなる。
【００３６】
より具体的に、前記陰極リード線１５１は、前記ケース１１０の内側面に対向する方向に開放面が形成された固定溝部１３３に固定して結合され、前記ケース１１０の内側面に電気的に連結される。
【００３７】
また、前記陽極リード線１５３は、前記伝導性部材１４０に固定して結合されることにより、前記圧電素子１２０に電気的に連結される。
【００３８】
前記充填部材（不図示）は、前記圧電素子１２０及び吸音部材１３０を外部からカバーするために前記ケース１１０の内部に充填される。
【００３９】
これにより、前記圧電素子１２０から発生する超音波が前記ケース１１０の開放部の方向に移動することを完全に遮蔽する。
【００４０】
従って、前記超音波センサ１００が外部物体を検知することにおいて、不要な残響信号や受信信号の振動漏れの影響が減少される。
【００４１】
図２〜図４は、図１に図示された超音波センサの製造方法を説明するための製造工程の斜視図である。
【００４２】
より具体的に、図２は、ケースと圧電素子との結合状態を示す斜視図であり、図３は、図２から吸音部材及び伝導性部材の結合状態を示す斜視図である。図示されたように、本発明の実施例による超音波センサの製造方法は、先ず、（ａ）閉鎖された一端の内側に収容溝１１１が形成されたケース１１０の内部に伝導性エポキシが塗布された圧電素子１２０を固定して結合する。
【００４３】
その後、（ｂ）外周面に固定溝部１３３が形成され、前記圧電素子１２０の上部面の一部を開放するための中空孔１３１が形成された円筒状の吸音部材１３０を前記圧電素子１２０の上部面に結合する。
【００４４】
その後、（ｃ）前記圧電素子１２０及び吸音部材１３０の上部面に伝導性部材１４０を固定して結合する。
【００４５】
その後、（ｄ）前記吸音部材１３０の固定溝部１３３に陰極（−）リード線１５１を固定して結合し、前記伝導性部材１４０の固定溝部１３３に陽極（＋）リード線１５３を固定して結合する。
【００４６】
その後、前記前記圧電素子１２０及び吸音部材１３０を外部からカバーし、前記圧電素子１２０から発生する超音波が前記ケースの開放部の方向に移動することを遮蔽するための充填部材（不図示）を前記ケース１１０内部に充填する。
【００４７】
以上、本発明を好ましい実施例に基づいて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明による超音波センサ及びその製造方法はこれに限定されず、該当分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想内にての変形や改良が可能であることは明白であろう。
【００４８】
本発明の単純な変形乃至変更はいずれも本発明の領域に属するものであり、本発明の具体的な保護範囲は添付の特許請求の範囲により明確になるであろう。
【符号の説明】
【００４９】
１００  超音波センサ
１１０  ケース
１２０  圧電素子
１３０  吸音部材
１４０  伝導性部材
１５０  リード線
【図１】
2013115813.tif 000003
【図２】
2013115813.tif 000004
【図３】
2013115813.tif 000005
【図４】
2013115813.tif 000006