超音波センサ

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【発明の名称】	超音波センサ
【発明者】	【氏名】越野潤一【氏名】大寺昭三【氏名】岩谷英俊
【要約】	【課題】導電部材とケーブルとの半田付け部分の耐湿性や耐衝撃性に優れ、かつ、残響特性に優れた構造の超音波センサを提供することにある。【解決手段】絶縁性材料からなる略筒状をしたケース本体の前面開口部に振動部となる金属板を設け、当該金属板の内面に圧電振動素子を接合させ、ケース本体に一体形成した一対の導電部材の一部をそれぞれ圧電振動素子の各電極に導通させ、ケース本体の後面開口部に部分的もしくは全周にわたる凹部を形成し、当該凹部内に導電部材を露出させ、導電部材からケーブルを導出し、当該凹部を含むケース内部を絶縁性樹脂によって封止する。

【特許請求の範囲】
【請求項１】絶縁性材料からなる略筒状をしたケース本体の前面開口部に振動部となる金属板を設け、当該金属板の内面に圧電振動素子を接合させ、ケース本体に一体形成した一対の導電部材の一部をそれぞれ圧電振動素子の各電極に導通させ、ケース本体の後面開口部に部分的もしくは全周にわたる凹部を形成し、当該凹部内に導電部材を露出させ、導電部材からケーブルを導出し、当該凹部を含むケース内部を絶縁性樹脂によって封止したことを特徴とする超音波センサ。
【請求項２】前記ケーブルが、ケース本体内部で引き回されてケース本体外に導出されていることを特徴とする超音波センサ。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は超音波センサに関する。特に、自動車のバックソナー、コーナーソナー等に使用される超音波センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】超音波センサは、超音波を利用してセンシングを行うものであり、圧電振動素子から超音波パルス信号を間欠的に送信し、周辺に存在する障害物からの反射波を圧電振動素子で受信することにより障害物の存在を検知したり、あるいは、超音波パルス信号を送信してから受信するまでの経過時間から障害物までの距離を演算するものである。
【０００３】この様な原理に基づいて動作する超音波センサには、遠距離の検知を可能とし、かつ微弱な反射波を外乱ノイズ等に埋もれさせることなく確実に電気信号として取り出す特性が要求される。そのためには、超音波センサの送信出力音圧と受信感度特性をともに高められるよう、振動部の振動動作を阻害しない構造を採用する必要がある。具体的には、振動部に配置される圧電振動素子に直接接続される配線については、特に細く柔らかいものを用いることが広く一般に用いられてきた。
【０００４】しかし、細く柔らかい配線を超音波センサの小さな筐体内で安定的に接続配線することは極めて困難であり、生産コストの上昇要因となり、また電気的接続の信頼性が低く、センサの特性の不安定化の原因ともなっていた。
【０００５】以上の問題点を克服するために、本発明者らは特願平１０―４８８２号において、細く柔らかい配線を用いることなく、安定した電気的接続を作業性良く得られる超音波センサの構造を、既に提案している。
【０００６】上記出願に開示された超音波センサ５１は、図５に示すように、絶縁性材料からなる略筒状をしたケース本体５２の前面開口部に振動部となる金属板５３を設け、当該金属板５３の内面に圧電振動素子５４を接合させ、ケース本体５２に一体形成した一対の導電部材５５の一部をそれぞれ圧電振動素子５４の各電極（図示せず）に導通させた構造を有している（その他の構成については説明を省略する）。
【０００７】上述の構成の超音波センサ５１において、導電部材５５の一端は、上述したように、ケース本体５２内部において圧電振動素子５４の各電極に導通されている。そして、導電部材５５の他端は、外部に直接露出する状態でケース本体５２から引き出された構成となっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の超音波センサの構成は以下の問題点を有していた。
【０００９】まず、一般に導電部材５５の他端には、圧電振動素子５４に駆動電圧を印加するための導電ケーブル（以下、単にケーブルと略す）５６が半田付け等によって取り付けられる。ところが、導電部材５５の他端は上述の通り、外部に直接露出している。このため、ケーブル５６の半田付け部分も外部に露出することとなり、この結果、半田付け部分の耐湿性や耐衝撃性が劣り電気的接続の信頼性が低下する懸念があった。
【００１０】ところで、超音波センサに要求される特性として、上述の遠距離の検知能力のほか近距離の検知能力を要求される場合がある。この場合、超音波パルス信号を送信した後、センサ内の残響振動（ケース本体や内部空間等の振動）を、反射波を受信するまでにすみやかに収束させる必要がある（残響特性）。しかしながら、この点に関して上述の超音波センサでは、圧電振動素子５４の振動が導電部材５５を伝わり、ついにはケーブル５６までをも振動させることとなり、超音波センサの残響特性が劣化する懸念があった。
【００１１】従って本発明は上述の技術的問題点を解決するためになされたのものであって、導電部材とケーブルとの半田付け部分の耐湿性や耐衝撃性に優れ、かつ、残響特性に優れた構造の超音波センサを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するために、本発明の超音波センサは、絶縁性材料からなる略筒状をしたケース本体の前面開口部に振動部となる金属板を設け、当該金属板の内面に圧電振動素子を接合させ、ケース本体に一体形成した一対の導電部材の一部をそれぞれ圧電振動素子の各電極に導通させ、ケース本体の後面開口部に部分的もしくは全周にわたる凹部を形成し、当該凹部内に導電部材を露出させ、導電部材からケーブルを導出し、当該凹部を含むケース内部を絶縁性樹脂によって封止した。
【００１３】このように、ケース本体の後面開口部に凹部を形成しその凹部内に導電部材を露出させる構造としたことにより、導電部材とケーブルとの半田付け部分は凹部内に位置することになる。そして、そのうえで該凹部を含むケース内部を絶縁性樹脂によって封止することにより、半田付け部分の耐湿性や耐衝撃性を向上させることができる。
【００１４】また、ケース内部を絶縁性樹脂で封止するに際しては、導電部材から導出するケーブルをケース本体内部で引き回してから封止することが望ましい。この様にケーブルをケース本体内部で引き回した上で樹脂封止することにより、導電部材からケーブルへと伝わる圧電振動素子の振動を該封止樹脂に吸収させ、振動を抑制することが可能になるからである。
【００１５】
【発明の実施の形態】［第１実施例、図１～図２］以下、本発明の第１実施例の超音波センサについて、図１、図２を参照して詳細に説明する。図１は本実施例の超音波センサを示す断面図であり、図２は樹脂封止前の超音波センサを後面開口部側から見た平面図である。
【００１６】超音波センサ１は、図１に示すように、絶縁性材料からなる略筒状をしたケース本体２の前面開口部に振動部となる金属板３を設け、当該金属板３の内面に圧電振動素子４を接合させ、ケース本体２に一体形成した一対の導電部材５の一部をそれぞれ圧電振動素子４の各電極（図示せず）に導通させた構造を有している。一般に、圧電振動素子の両主面には電極が形成されており、本実施例の超音波センサ１においては、一方の導電部材の一端が圧電振動素子４の上面側の電極と、他方の導電部材の一端が金属板３を介して圧電振動素子４の下面側の電極と、それぞれ電気的に導通している。
【００１７】ケース本体２の後面開口部には部分的に凹部９が設けられており、導電部材５の圧電振動素子４と接続されない他端が該凹部９に引き出されている。そして、凹部９に引き出された導電部材５の他端には、それぞれケーブル６が半田付け等によって取り付けられている。
【００１８】ケース本体２の内部において、圧電振動素子４の上方には例えばフェルト等からなる吸音材７が挿入配置されている。そして吸音材４上には、例えばシリコンゴムやウレタンゴム、発泡性樹脂等の弾性を有する絶縁性樹脂が充填、硬化されており、上述の凹部９を含めてケース本体２の後面開口部側が樹脂封止されている。なお、導電部材５の他端に取り付けられたケーブル６は、ケース本体内部の上記封止樹脂中で引き回された後に、ケース本体２の外部に導出されている。
【００１９】本実施例の超音波センサ１では、上述のように、ケース本体２の後面開口部に凹部９を形成し、その凹部９内に導電部材５を露出させている。そして、導電部材５とケーブル６との半田付け部分も同じく凹部９内に位置することになり、そのうえで該凹部９を含むケース内部に絶縁性樹脂８が充填されている。この結果、上述の半田付け部分も絶縁性樹脂８によって封止されることになり、ケース外部に直接露出することがないので、耐湿性や耐衝撃性を向上させることができる。
【００２０】また、ケーブル６はケース本体２内部で引き回された後に、ケース本体２の外部に導出されている。この結果、導電部材５からケーブル６へと伝わる圧電振動素子４の振動は絶縁性樹脂８中に吸収され、残響振動を抑制することができる。
【００２１】［その他の実施例］なお、本発明の超音波センサは上述の実施例に限定されるものではない。
【００２２】例えば、第１実施例の超音波センサでは、ケース本体の後面開口部に設けられる凹部は開口部の一部分であったが、これに限らず、例えば図３に示すように、後面開口部の全周にわたって凹部１９を形成しても構わない。ケース本体の材質の種類によっては、全周にわたる凹部の方が、部分的な凹部よりの形成しやすい場合も考えられるからである。
【００２３】また、第１実施例の超音波センサでは、導電部材に取り付けられたケーブルはケース本体内部で引き回された後にケース本体外に導出されていたが、これに限らず、例えば図４に示すように、半田取付部直上付近からケース本体外に導出しても、半田付け部分の耐湿性や耐衝撃性を向上させることはできる。
【００２４】
【発明の効果】上述の説明からも明らかなように、本発明の超音波センサは、ケース本体の後面開口部に凹部を形成しその凹部内に導電部材を露出させる構造としたことにより、導電部材とケーブルとの半田付け部分は凹部内に位置することになる。そして、そのうえで該凹部を含むケース内部を絶縁性樹脂によって封止することにより、半田付け部分の耐湿性や耐衝撃性を向上させることができる。
【００２５】また、ケーブルをケース本体内部で引き回した上で樹脂封止する構造としたことにより、導電部材からケーブルへと伝わる圧電振動素子の振動を該封止樹脂に吸収させ、振動を抑制することができる。この結果、超音波センサの残響特性の向上を実現できる。
【００２６】さらに、ケーブルをケース本体内部で引き回した上で樹脂封止する構造としたことにより、例えば超音波センサ製造時やユーザの取付作業時にケーブルに生じる張力を封止樹脂内に分散させることができるので、ケーブルに生じる張力による接続信頼性の低下を効果的に防ぐことができる。

【出願人】	【識別番号】０００００６２３１【氏名又は名称】株式会社村田製作所
【出願日】	平成１０年７月１日（１９９８．７．１）
【代理人】
【公開番号】	特開２０００－２３２９２（Ｐ２０００－２３２９２Ａ）
【公開日】	平成１２年１月２１日（２０００．１．２１）
【出願番号】	特願平１０－１８６３３９