(57)【要約】【課題】従来の樹脂キャップを使用した超音波送受器では、樹脂キャップを組み付ける際に樹脂キャップの浮き、またはズレが生じ、指向特性に影響する可能性があった。【解決手段】エポキシ樹脂にシリカを多量に配合した複合材料からなる有底筒状ケースに金属ピンをインサート成形する事により、従来必要であった樹脂製キャップを使用しなくとも駆動回路に繋ぐ事が可能となる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性の樹脂からなる有底筒状ケースと、
前述有底筒状ケース底面部に接着された圧電素子と、
前述有底筒状ケース側面部に設けられた二本の電極ピンと、
前述圧電素子と前述電極ピンを電気的に接続する入出力リードと、
前述有底筒状ケースの開口部または開口部付近まで充填されたシリコーンと、
から成る、前述有底筒状ケースの底面内部に前述圧電素子を貼り合わせてユニモルフ振動子を形成しユニモルフ振動子の振動によって超音波の送受信を行う超音波送受波器において、
前述有底筒状ケースが底面より開口部の面積が広くなるように少なくとも片側の内側側面に段差を有し、
前述二本の金属ピンが
一端が前述有底筒状ケースの片側の段差から開口部側へ露出してのびるように
インサート成形によって一体に成形されていることを特徴とする超音波送受波器。
【請求項２】
前述有底筒状ケースを構成する絶縁性の樹脂が、
エポキシ樹脂をベースとした樹脂材料であることを特徴とする請求項１に記載の超音波送受波器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波の送信、または受信を行う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】
今日、超音波送受信器を利用した物体検知システムがさまざまな分野で使用されている。特に大量に生産されているのが車の後方、または側面の物体検知用超音波送受信器である。
【０００３】
この超音波送受信器は、一般的にアルミ合金の有底筒状ケースと、ケースの底面に貼り付けられた圧電素子と、圧電素子の両面に取り付けられた電極線を基本構造としている。圧電素子の両面電極に電圧を加えることで、ケースの意匠面から超音波を発生させる。また、物体に当って反射した超音波をケース意匠面で受信する事が出来る。この反射してくるまでの時間を測定する事で物体までの距離を検知する事が可能である。
【０００４】
従来の実施の形態に関わる超音波送受波器において、図３にその概略的な縦断面図を表す。図３において、アルミニウム材等から成る有底筒状ケース２の底面内部に圧電素子１を貼り合わせ、ユニモルフ振動子を構成する。この時、圧電素子の接着面と有底筒状ケースは電気的に繋がっており、同じ電位を持つ。この貼り合わせられた圧電素子１に入出力リード５ａ、有底筒状ケース２の側面内部に入出力リード５ｂを半田付けする。入出力リード５ａおよび５ｂは樹脂製キャップに取り付けられた金属端子に半田付けされている。圧電素子１の上面にシリコーン発泡体等から成る吸音材３が設置され、更にその上からシリコーン材、ウレタン材等の弾性体から成る封止剤４が有底筒状ケース２内に充填され構成されている。
【０００５】
この超音波振動子はケースの形状によって固有の水平指向特性及び垂直指向特性を持ち、車両に取り付ける場所や検知したい距離に応じてケース形状の設計がなされている。
【０００６】
車両外部の障害物を検出する場合、地面を障害物として検出せず、尚且つ水平方向の検知エリアが広い事が望ましい。その為、従来の有底筒状ケースは垂直方向に長い長円の開口部を形成し、水平方向の幅が狭くなっている。この様な形状のケースを使用する事によって超音波センサの指向性を、垂直方向で狭く水平方向で広くしている。
【０００７】
図３の樹脂キャップの組み付けが指向性に影響するため、樹脂キャップの組み付けは正確に行う必要がある。
【０００８】
樹脂キャップを使用した構造では、樹脂キャップを有底筒状ケースに取り付けた後に入出力リードを這い回して樹脂キャップの金属ピンに入出力リードを半田付けすることが一般的である。リード線の這い回しによっては熱応力による断線などが懸念されるため、決められた状態に入出力リードを這い回す必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−３３２８１７号公報
【特許文献２】特開２００９−１９２２５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来のアルミ合金からなる有底筒状ケースと樹脂キャップを使用した超音波送受器では、樹脂キャップを組み付ける際に樹脂キャップの浮き、またはズレが生じる可能性がある。樹脂キャップがずれて組み付けられた場合、指向性に影響する。指向特性に影響が出ると、障害物を検知する際誤作動を生じる可能性がある。
【００１１】
また樹脂キャップが有ることで部品点数が多くなり、製造コストが下がりにくいという問題がある。
【００１２】
また樹脂キャップがあるために、入出力リードを決められた状態に這い回し金属ピンに半田つけする作業が難しいという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
有底筒状ケースの側面部に段差を設け、段差から開口部側にのびたインサート成形された二本の金属ピンを有底筒状ケースに設けた。
【発明の効果】
【００１４】
組み付け工程での樹脂キャップの位置ズレが軽減された。
超音波送受信器の指向性を安定させる事が可能になった。
【００１５】
絶縁材料からなる有底筒状ケースに電極ピンをインサート成形する事により、樹脂キャップの組み付け工程が必要無くなる。その為、樹脂キャップの組み付け工程での工程不良を軽減する事が出来た。より安定した生産を行う事が出来る。
【００１６】
工程数と部材数が少なくなり生産コストが削減された。
【００１７】
作業の邪魔になる樹脂キャップが無いために入出力リードの這い回しが容易になった。
【００１８】
金属端子が有底筒状ケースの内側にのびるようにすることで、入出力リードに発生する応力が緩和された。また入出力シードに発生する応力の少ない状態が容易に実現した。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に関わるケースの概略的な縦断面図
【図２】本発明の実施の形態に関わる超音波送受波器の概略的な縦断面図
【図３】従来の実施の形態に関わる超音波送受波器の概略的な縦断面図
【実施例】
【００２０】
図１に本発明に関わる有底筒状ケースの概略図（斜視図と断面図）を示す。絶縁体からなる有底筒状ケース２は外径１４．０ｍｍ、高さ９．０ｍｍである。有底筒状ケースはエポキシ樹脂をベースとしてシリカが多量（９０％以上）に充填された絶縁性の複合材料が使用される。
有底筒状ケース２の底面は、例えば長軸側が１２．０ｍｍ、短軸側が５．０ｍｍの偏平した楕円状である。有底筒状ケース２は、開口部側に半円形の段差を有する。段差は有底筒状ケース２の天面から５ｍｍの位置に設けられている。段差は、有底筒状ケースの厚い側の側面に設けられている。側面の縁から半径２．０ｍｍの半円形である。
この段差部分に、二本の金属ピンがインサート成形されている。金属ピンの一端は段差から有底筒状ケースの開口部側にむかって垂直にのびている。もう一端は有底筒状ケース２の内側側面から有底筒状ケースの内側に向かってのびている。
【００２１】
有底筒状ケース２の成形金型にスライドユニットを設けることで、金属ピン８が有底筒状ケース２の側面から突出する形状に成形できる。
【００２２】
図２に本発明の実施の形態に関わる超音波送受波器の概略構造図を示す。図には、有底筒状ケース２、有底筒状ケースに設けられた金属ピン８、入出力リード５ａ（５ｂ）、圧電素子１のみ図示している。有底筒状ケース内側の吸音材３とシリコーンからなる封止剤４は省略している。
【００２３】
有底筒状ケース２の底面部に折り返し電極が設けられた圧電素子１が接着されている。
圧電素子１のＧＮＤ側銀電極と入出力リード５ａ、＋側銀電極と入出力リード５ｂが半田付けされている。有底筒状ケース２の側面部から突出した電極ピン８に入出力リード５ａを平行に半田付ける。もう一方の入出力リード５ｂを金属ピンに平行に半田付けする。圧電素子１の上面にシリコーン発砲材等から成る吸音材３を載置して、有底筒状ケース２の内部にシリコーン材から成る封止剤４を有底筒状ケース２の内部に充填する。
金属ピン８と入出力リード５ａ（５ｂ）の半田付け部は硬化したシリコーン材からなる封止剤４によって完全に覆われる。
【００２４】
有底筒状ケース２の材質が絶縁体であるため、ＧＮＤ側と＋側の両方の金属ピン８をインサート成形しても、ＧＮＤ側と＋側の絶縁性が確保できる
【００２５】
有底筒状ケースの開口部側から入出力リード線を這い回して、金属ピンに半田つけする作業が容易にできる。
【００２６】
金属ピン８を有底筒状ケースの内側側面から内側に向かって露出させ、露出した金属端子に入出力リードを平行して半田つけすることで、部材の熱膨張収縮応力によって発生するストレスの少ない状態が容易に実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
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。また、偏指向性を持たない形状のケースを制作した場合でも任意の指向特性を提供する事が可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１    圧電素子
２    有底筒状ケース
３    吸音材
４    封止剤
５ａ  入出力リード
５ｂ  入出力リード 
６    スペーサー
７    金属端子付き樹脂製キャップ
８    電極ピン
９ａ  銀等からなる電極１
９ｂ  銀等からなる電極２
１０  ワイヤーハーネス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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