超音波センサ及びその製造方法
【課題】半田付け作業による工程を減らし、量産化及び自動化が可能な超音波センサ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】底面を有する筒状のケース１２と、ケース１２の底面に形成される圧電素子１６と、ケース１２の開口部に圧入固定され、溝を備えている吸音材１８と、前記溝に挿入固定される温度補償用キャパシタ２０と、吸音材１８の溝を貫通し、温度補償用キャパシタ２０の一電極と圧電素子１６の露出された電極に接続される第１のピン端子２２ａと、吸音材１８の溝に挿入固定され、温度補償用キャパシタ２０の他電極に接続される第２のピン端子２２ｂと、吸音材１８の溝に挿入固定され、一端子は第２のピン端子２２ｂと接続され、他端子はケース１２の内壁に接続されるリード線２４と、を含む。
【解決手段】底面を有する筒状のケース１２と、ケース１２の底面に形成される圧電素子１６と、ケース１２の開口部に圧入固定され、溝を備えている吸音材１８と、前記溝に挿入固定される温度補償用キャパシタ２０と、吸音材１８の溝を貫通し、温度補償用キャパシタ２０の一電極と圧電素子１６の露出された電極に接続される第１のピン端子２２ａと、吸音材１８の溝に挿入固定され、温度補償用キャパシタ２０の他電極に接続される第２のピン端子２２ｂと、吸音材１８の溝に挿入固定され、一端子は第２のピン端子２２ｂと接続され、他端子はケース１２の内壁に接続されるリード線２４と、を含む。
【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】
周知のように、圧電及び電歪性を有するセラミック素子を振動源として利用して、そのセラミック素子に高い周波数の電気エネルギーを印加すると、周波数と同一の回数の速い振動が発生する。
【０００３】
この際、前記印加された周波数が２０ｋＨｚ以上である場合、圧電セラミック素子は、振動によって、人間には聞こえない特定周波数帯域の超音波（Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｗａｖｅ）を発生させる。
【０００４】
このような圧電セラミック素子を介して発生する超音波は、超音波の送受信により被検物の形状または距離を測定するセンサ装置や、探知機、洗浄機、医療用診断機／治療機、皮膚美容器などに幅広く用いられている。
【０００５】
また、前記超音波を利用した超音波センサは、金属薄板と圧電セラミックによる屈曲振動モードを用いる方式と、圧電セラミックの固有振動数によるモードを用いる方式などが利用される。
【０００６】
このような従来の超音波センサは、特許文献１などに開示されたように、中間部に段差部が形成された略円筒状のケース内の空洞部の底面に、半田付け方式により連結されたリードワイヤを有する圧電セラミックが接着される。
【０００７】
また、超音波が金属の後方に伝播することを防止し、不要の振動及び雑音を防止するために、吸音材が圧電セラミックの上側方向に取り付けられる。
【０００８】
このような吸音材の上面と離隔された状態で基板が設けられ、その基板の上部には、防水処理などを行うためにシール剤が充填された構造となっている。
【０００９】
このような構造において、圧電セラミックから超音波を検出するために、前記リードワイヤは、前記吸音材及び基板上に形成された任意の貫通孔を介して外部に突出される。
【００１０】
このような構造を有する従来の超音波センサは、円筒状のケースのサイズ（厚さ及び直径）及び圧電セラミックの特性によって決定された周波数と同一の周波数の電圧信号が印加されると、圧電セラミックが接着された金属板が振動するようになり、前記周波数に対応する超音波が発生する。
【００１１】
前記超音波センサは、外部温度による感度の変化を低減するために、温度補償キャパシタが基板の中央に位置する。
【００１２】
上記のような従来技術による超音波センサは、基板と温度補償キャパシタの位置のため、その装備の取り扱いが難しく、量産化及び自動化が非常に困難であるという問題がある。
【００１３】
また、全工程において、量産化及び自動化をもっとも困難にする半田付け工程が総５回に亘って行われるため、量産化及び自動化をさらに困難にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】韓国公開特許第２０１０−６３８６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記のような問題点を解決するための本発明は、吸音材にワイヤ及びキャパシタを挿入する構造を有するようにして、半田付け作業による工程を減らし、量産化及び自動化が可能な超音波センサ及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記のような目的を果たすための本発明による超音波センサは、底面を有する筒状のケースと、前記ケースの底面に形成される圧電素子と、前記ケースの開口部に圧入固定され、溝を備えている吸音材と、前記溝に挿入固定される温度補償用キャパシタと、前記吸音材の溝を貫通し、温度補償用キャパシタの一電極と前記圧電素子の露出された電極に接続される第１のピン端子と、前記吸音材の溝に挿入固定され、温度補償用キャパシタの他電極に接続される第２のピン端子と、前記吸音材の溝に挿入固定され、一端子は前記第２のピン端子と接続され、他端子は前記ケースの内壁に接続されるリード線と、を含む。
【００１７】
また、本発明の前記キャパシタは、両側に突出されている一対の突起を備え、前記吸音材は、前記キャパシタの突起に対応する位置に、対応する一対の突起差込溝を備えており、前記キャパシタの突起は、前記吸音材の突起差込溝に差し込まれ固定されることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の前記吸音材は、不織布またはコルクであることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の前記吸音材は、前記第１及び第２のピン端子が挿入固定される一対の固定溝を備えており、前記第１及び第２のピン端子は、前記一対の固定溝に夫々挿入固定されることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の前記ケースには中央に段差部が形成されており、前記吸音材は前記ケースの段差部に密着固定されることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の前記ケースには中央に段差部が形成されており、前記吸音材には前記ケースの段差部に対応する段差部が形成されており、前記吸音材の段差部が前記ケースの段差部に密着固定されることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の前記ケースは、底面と前記吸音材との間に形成された発泡性樹脂をさらに含む。
【００２３】
また、本発明による超音波センサの製造方法は、（Ａ）筒状のケース内部の底面に圧電素子を配置する段階と、（Ｂ）前記ケースの開口部に、キャパシタが溝に備えられた吸音材を固定する段階と、（Ｃ）前記吸音材の溝に第１のピン端子を挿入し、前記第１のピン端子がキャパシタと圧電素子の露出電極に接続されるようにする段階と、（Ｄ）前記吸音材の溝に第２のピン端子を挿入し、前記第２のピン端子がキャパシタに接続されるようにする段階と、（Ｅ）前記吸音材の溝にリード線を挿入し、前記リード線の一端子がケースの内壁に接続され、他端子が第２のピン端子に接続されるようにする段階と、を含む。
【００２４】
また、本発明の前記（Ｂ）段階は、（Ｂ−１）前記ケースの中心軸と吸音材の中心軸とが一致するように整列する段階と、（Ｂ−２）前記ケースの開口部に吸音材を圧入固定する段階と、（Ｂ−３）前記吸音材の溝にキャパシタを挿入固定する段階と、を含む。
【００２５】
また、本発明は、前記（Ｂ−２）段階の前に、（Ｂ−４）前記キャパシタの両側に接着剤を塗布する段階をさらに含む。
【００２６】
また、本発明の前記（Ｂ）段階は、（Ｂ−１´）前記吸音材の溝にキャパシタを挿入固定する段階と、（Ｂ−２´）前記ケースの中心軸と吸音材の中心軸とが一致するように整列する段階と、（Ｂ−３´）前記ケースの開口部に吸音材を圧入固定する段階と、を含む。
【００２７】
また、本発明は、（Ｆ）前記吸音材の溝を介して前記ケースの内部に発泡性樹脂を充填する段階をさらに含む。
【００２８】
本発明の特徴及び利点は、添付図面に基づいた以下の詳細な説明によってさらに明らかになるであろう。
【００２９】
本発明の詳細な説明に先立ち、本明細書及び特許請求の範囲に用いられた用語や単語は、通常的かつ辞書的な意味に解釈されてはならず、発明者が自らの発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に従って本発明の技術的思想にかなう意味と概念に解釈されるべきである。
【発明の効果】
【００３０】
上記の本発明によると、吸音材にワイヤ及びキャパシタを挿入する構造を有するようにして、半田付け作業による工程を減らし、量産化が可能となる。
【００３１】
また、本発明によると、吸音材にワイヤとキャパシタを挿入する構造を有するようにして、半田付け作業による工程を減らし、自動化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施例による超音波センサを示す透明斜視図である。
【図２】本発明の第２実施例による超音波センサを示す透明斜視図である。
【図３】本発明の第３実施例による超音波センサを示す透明斜視図である。
【図４】図１の温度補償用キャパシタの斜視図である。
【図５】図１の吸音材の斜視図である。
【図６】本発明の第１実施例による超音波センサの製造方法を示す工程図である。
【図７】本発明の第１実施例による超音波センサの製造方法を示す工程図である。
【図８】本発明の第１実施例による超音波センサの製造方法を示す工程図である。
【図９】本発明の第１実施例による超音波センサの製造方法を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
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。
【００３４】
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
【００３５】
図１は、本発明の第１実施例による超音波センサを示す透明斜視図である。
【００３６】
図１に示す超音波センサ１０は、例えば、底面を有する円筒状のケース１２を含む。
【００３７】
このケース１２は、円板状の底面部１２ａと円筒状の側壁１２ｂとで構成される。ケース１２は、例えば、アルミニウムなどの金属材料で形成される。
【００３８】
このようなケース１２は、図２に図示されたように、段差部１２ｃをさらに備えることができる。
【００３９】
このようにケース１２に備えられた段差部１２ｃは、吸音材１８がケース１２に圧入固定される際、圧電素子１６と吸音材１８とが一定の距離を維持することができるようにする。
【００４０】
これにより、吸音材１８を貫通して空洞部１４に位置するピン端子２２ａの長さを一定の長さに調節することができる。
【００４１】
また、ケース１２に備えられた段差部１２ｃは、吸音材１８がケース１２に圧入固定される際、吸音材１８が段差部１２ｃに密着固定されるようにし、平行を維持することができるようにする。
【００４２】
また、このように吸音材１８の下面を段差部１２ｃが支持することにより、外部から印加される振動や衝撃から吸音材１８が安定した状態を維持することができる。
【００４３】
一方、ケース１２の内側の空洞部１４は、例えば、断面が円状となるように形成される。
【００４４】
このような空洞部１４の形状により、超音波センサ１０から放射される超音波の広がる方式が決まるため、所望の特性に応じて、空洞部１４の形状を、例えば、断面が略楕円状などの他の形状となるように設計変更してもよい。
【００４５】
ケース１２の内部において、底面部１２ａの内面に圧電素子１６が付着される。
【００４６】
圧電素子１６は、例えば、円板状の圧電体基板の両主面に電極を形成したものである。
【００４７】
また、圧電素子１６の一主面側の電極は、導電性接着剤などにより底面部１２ａに接着される。
【００４８】
ケース１２の開口部の断面には、例えば、不織布やコルクなどからなる吸音材１８が付着される。
【００４９】
勿論、前記吸音材１８の材料として、シリコーンゴムや樹脂などの弾性を有する物質が用いられることができるが、音響を高い効率で吸収するためには、内部に気泡などが多く形成されていなければならないため、不織布やコルクなどを用いることがより好ましい。
【００５０】
吸音材１８は、ケース１２や圧電素子１６から外部への不要な振動の伝播と、外部からケース１２や圧電素子１６への不要な振動の侵入を抑制するためのものである。
【００５１】
吸音材１８は、例えば、ケース１２の外径より僅かに小さいが、ケース１２の内径より僅かに大きい外径を有する円板状に形成される。
【００５２】
また、このような吸音材１８は、図３に図示されたように、ケース１２に形成された段差部１２ｃに対応する段差部１８ａを有することができる。
【００５３】
このように吸音材１８に段差部１８ａが形成されると、ケース１２に圧入固定される際に、より強固に固定されるため、外部の振動や衝撃などから安定した状態を維持することができる。
【００５４】
また、吸音材１８は、その一主面での外周部分がケース１２の開口部の断面に対向するとともに、その中心がケース１２の中心と同一直線上になるように配置される。即ち、吸音材１８は、ケース１２の開口部を覆うように形成される。
【００５５】
吸音材１８には、その両主面を垂直に貫通し、且つケース１２の空洞部１４に通じるように溝１８ａが形成されている。
【００５６】
このような吸音材１８の溝１８ａには、温度補償用キャパシタ２０が挿入されて取付けられる。
【００５７】
前記吸音材１８の溝１８ａに温度補償用キャパシタ２０が挿入されて取付けられる際、接着剤により強固に固定することができる。
【００５８】
また、吸音材１８の溝１８ａに温度補償用キャパシタ２０が挿入されて取付けられる際、接着剤の代りに接着フィルムを用いて強固に固定することもできる。
【００５９】
また、吸音材１８の溝１８ａには、ピン端子２２ａ、２２ｂが夫々圧入固定される。
【００６０】
この際、これらピン端子２２ａ、２２ｂは、その一端側部分が吸音材１８の一主面側、即ち、内側に配置されて空洞部１４に配置される。
【００６１】
その他端側部分は、吸音材１８の他主面側、即ち、外側に配置される。
【００６２】
このようなピン端子２２ａ、２２ｂのうち何れか一つのピン端子２２ｂは、吸音材１８の一主面側、即ち、内側に長く配置され、一端が圧電素子１６の露出された主面側の電極に接続される。
【００６３】
前記ピン端子２２ａ、２２ｂは、直線状に形成されているが、屈曲状に形成されてもよい。
【００６４】
また、前記ピン端子２２ａ、２２ｂは、ゴムなどの被服材を備え、外部から内部が保護されるようにすることができる。
【００６５】
一方、ケース１２の側壁１２ｂの内面には、接続部材として、例えば、ポリウレタン銅線からなるリード線２４の一端が接続される。
【００６６】
これにより、このリード線２４は、ケース１２を介して圧電素子１６の一主面側の電極に電気的に接続される。
【００６７】
また、このようなリード線２４の他端は、吸音材１８の溝１８ａに挿入固定され、一つのピン端子２２ｂの一端側部分の先端部に接続される。
【００６８】
従って、圧電素子１６の一主面側の電極は、ケース１２及びリード線２４を介して一つのピン端子２２ｂに電気的に接続される。
【００６９】
次に、ケース１２の内部、吸音材１８の溝１８ａには、充填材として、例えば、発泡性シリコーンなどの発泡性樹脂２６が充填される。
【００７０】
前記吸音材１８が、ケース１２の断面に配置して水平性を維持した状態で、発泡性樹脂２６で充填されるため、ピン端子２２ａ、２２ｂの先端部分の位置ずれなどを防止することができる。
【００７１】
また、吸音材１８がケース１２の開口部の断面側において発泡性樹脂２６によって、ケース１２の内部から支持固定され、吸音材１８の水平性を維持するとともに、例えば、外部から応力が加えられる場合にも、ピン端子２２ａ、２２ｂの位置精度を安定して維持することができる。
【００７２】
次に、温度補償用キャパシタ２０は、外部温度による感度変化を低減するためのものであり、図４に図示されたように、誘電体層２０ａと誘電体層２０ａの両側に位置した端子電極２０ｂとを備えている。
【００７３】
前記誘電体層２０ａは、例えば、ＢａＴｉＯ３系、Ｂａ（Ｔｉ、Ｚｒ）Ｏ３系、または（Ｂａ、Ｃａ）ＴｉＯ３系などの誘電体セラミックを含むセラミックグリーンシートを焼結することにより形成される。
【００７４】
端子電極２０ｂは、例えば、導電性金属粉末及びガラスフリットを含む導電性ペーストを誘電体層２０ａの両面に夫々加え、これを焼結することにより形成される。
【００７５】
焼結された端子電極２０ｂの表面には、必要に応じてメッキ層が形成される。導電性ペーストを加える方法としては、例えば、浸漬法を用いることができる。
【００７６】
このような温度補償用キャパシタ２０は、吸音材１８の溝１８ａに圧入固定されるが、この際、固定される程度を高めるために、両側に突起２０ｃを形成することができる。
【００７７】
このような突起２０ｃは、図５に図示されたように、吸音材１８の溝１８ａの内部の両側に形成された突起差込溝１８ｂに差し込まれ取付けられるため、キャパシタ２０が吸音材１８に強固に固定される。
【００７８】
また、吸音材１８には、端子固定用溝１８ｃがさらに備えられ、ピン端子２２ａ、２２ｂが挿入固定される際、所望の位置に強固に固定されることができる。
【００７９】
このような構成を有する超音波センサ１０は、例えば、自動車のバックソナーなどに利用される場合、ピン端子２２ａ、２２ｂに駆動電圧を印加することにより、圧電素子１６が励振される。
【００８０】
圧電素子１６の振動により、ケース１２の底面部１２ａも振動し、底面部１２ａに直交する方向に超音波が放射される。
【００８１】
超音波センサ１０から放射された超音波が、被検出物から反射して超音波センサ１０に到逹すると、圧電素子１６が振動して電気信号に変換され、ピン端子２２ａ、２２ｂから電気信号が出力される。
【００８２】
従って、駆動電圧を印加してから電気信号が出力されるまでの時間を測定することにより、超音波センサ１０から被検出物までの距離を測定することができる。
【００８３】
この超音波センサ１０は、吸音材１８にピン端子２２ａ、２２ｂ、リード線２４、キャパシタ２０などを挿入する構造を有することにより、半田付け作業による工程を減らし、量産化が可能となる。
【００８４】
また、前記超音波センサ１０は、吸音材１８にピン端子２２ａ、２２ｂ、リード線２４、キャパシタ２０などを挿入する構造を有することにより、半田付け作業による工程を減らし、自動化が可能となる。
【００８５】
この超音波センサ１０では、ケース１２の内部に均一に充填されている発泡性樹脂２６により、ケース１２全体の振動を抑制することができる。
【００８６】
また、この超音波センサ１０では、ケース１２からピン端子２２ａ、２２ｂへの振動の伝播などのケース１２とピン端子２２ａ、２２ｂの振動干渉が、吸音材１８及び発泡性樹脂２６により低減または遮断されるため、物体を検知する際の残響信号や受信信号への振動漏れ信号の影響などが抑制され、即ち、振動漏れなどによる残響特性の劣化がなく、さらには、外部からピン端子２２ａ、２２ｂを経由した不要な振動などの伝播の影響も抑制される。
【００８７】
また、この超音波センサ１０では、ピン端子２２ａ、２２ｂが実装された後、例えば、天井面（圧電素子１６側）から押し込まれても、ピン端子２２ａ、２２ｂに対してケース１２や圧電素子１６が殆ど変位されないため、内部でピン端子２２ａ、２２ｂの電気的な接続部分に大きな応力や変位が生じないため、断線などの不良が発生しにくい。
【００８８】
図６から図９は、本発明の第１実施例による超音波センサの製造方法の工程図である。
【００８９】
図６を参照すると、まず、ケース１２及び圧電素子１６を備え、備えられたケース１２に圧電素子１６が固定される。
【００９０】
前記ケース１２は、円板状の底面部１２ａと円筒状の側壁１２ｂとで構成され、例えばアルミニウムなどの金属材料で形成される。
【００９１】
また、前記圧電素子１６は、例えば、円板状の圧電体基板の両主面に電極を形成したものである。
【００９２】
このような構成において、前記圧電素子１６の一主面側の電極が、導電性接着剤などにより底面部１２ａに接着される。
【００９３】
特に、前記圧電素子１６は、ケース１２の底面部１２ａに導電性接着剤などにより、固定される。
【００９４】
次に、図７に図示されたように、溝を有する吸音材１８が備えられ、吸音材１８は、その一主面での外周部分がケース１２の開口部の断面に対向するとともに、その中心がケース１２の中心と同一直線上になるように配置されて圧入され、ケース１２の開口部を覆うように形成される。
【００９５】
このような吸音材１８は、例えば、ケース１２の外径より僅かに小さいが、ケース１２の内径より僅かに大きい外径を有する円板状に形成され、不織布やコルクなどで形成される。
【００９６】
ここで、このような吸音材１８の外注面に沿って接着剤を塗布した後、ケース１２に圧入固定することにより、強固に固定することができる。
【００９７】
また、この製造方法の例では、図８に図示されたように、吸音材１８がケース１２に臨時接着された後、温度補償用キャパシタ２０が溝１８ａに完全に圧入される。
【００９８】
または、温度補償用キャパシタ２０を吸音材１８の溝１８ａに完全に挿入した後、吸音材１８がケース１２に圧入されて接着されるようにすることもできる。
【００９９】
前記温度補償用キャパシタ２０は、外部温度による感度変化を低減するためのものであり、誘電体層２０ａと誘電体層２０ａの両側に位置した端子電極２０ｂとを備えており、突起２０ｃを形成することができる。
【０１００】
このように温度補償用キャパシタ２０に突起２０ｃが形成された場合には、前記温度補償用キャパシタ２０及び吸音材１８は、吸音材１８の突起差込溝１８ｂに突起２０ｃが挿入されて取付けられるように、整列して組み立てられる。
【０１０１】
その後、図９に図示されたように、吸音材１８にピン端子２２ａ、２２ｂが圧入固定される。また、リード線２４も圧入固定される。
【０１０２】
この際、ピン端子２２ａ、２２ｂのうち一つのピン端子２２ｂが、圧電素子１６の露出された主面側の電極と電気的に接続される。
【０１０３】
前記ピン端子２２ａ、２２ｂと、圧電素子１６の露出された主面側の電極とが、電気的に良好な接続状態を維持するようにするために、圧電素子１６の露出された主面側の電極に導電性接着剤を塗布することにより、接着力を高めることができる。
【０１０４】
その後、ケース１２の内部には、発泡前の発泡性シリコーンが流入され、流入された発泡性シリコーンを加熱、発泡、硬化させることにより、ケース１２の内部に発泡性樹脂２６が充填される。
【０１０５】
この場合、余分の発泡性シリコーンは、溝１８ａから外側に押し出されるため、ケース１２の内部では、適当な内部圧力で発泡性樹脂２６が押し広がり、ケース１２内部の隅部まで発泡性樹脂２６を充填することができるとともに、ケース１２の内部に発泡性樹脂２６を均一に充填することができる。これにより、超音波センサ１０が製造される。
【０１０６】
この超音波センサ１０の製造方法によると、吸音材１８にピン端子２２ａ、２２ｂ、リード線２４、キャパシタ２０などを挿入する構造を有するようにして、半田付け作業による工程を減らし、量産化が可能となる。
【０１０７】
また、前記超音波センサ１０の製造方法によると、吸音材１８にピン端子２２ａ、２２ｂ、リード線２４、キャパシタ２０などを挿入する構造を有するようにして、半田付け作業による工程を減らし、自動化が可能となる。
【０１０８】
また、前記超音波センサ１０の製造方法によると、吸音材１８がケース１２の開口部の断面側において発泡性樹脂２６によりケース１２の内部から支持固定され、吸音材１８の水平性を維持するとともに、例えば、外部から応力が加えられる場合にも、ピン端子２２ａ、２２ｂの位置精度を安定して維持することができる。
【０１０９】
この超音波センサ１０によると、ケース１２の内部に均一に充填されている発泡性樹脂２６によって、ケース１２全体の振動を抑制することができる。
【０１１０】
以上、本発明の好ましい実施例に対して図示及び説明したが、本発明は、上述の特定実施例に限定されず、特許請求の範囲にて請求する本発明の旨を外れずに、当該発明が属する技術分野において通常の知識を有する者により多様な変形実施が可能であることは明らかであり、このような変形実施は、本発明の技術的思想から個別的に理解されてはならないであろう。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明は、半田付け作業による工程を減らし、量産化及び自動化が可能な超音波センサ及びその製造方法に適用可能である。
【符号の説明】
【０１１２】
１０ 超音波センサ
１２ ケース
１２ａ 底面部
１２ｂ 側壁
１２ｃ 段差部
１４ 空洞部
１６ 圧電素子
１８ 吸音材
１８ａ 段差部（溝）
１８ｂ 突起差込溝
１８ｃ 端子固定用溝
２０ 温度補償用キャパシタ（キャパシタ）
２０ａ 誘電体層
２０ｂ 端子電極
２０ｃ 突起
２２ａ、２２ｂ ピン端子
２４ リード線
２６ 発泡性樹脂
【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】
周知のように、圧電及び電歪性を有するセラミック素子を振動源として利用して、そのセラミック素子に高い周波数の電気エネルギーを印加すると、周波数と同一の回数の速い振動が発生する。
【０００３】
この際、前記印加された周波数が２０ｋＨｚ以上である場合、圧電セラミック素子は、振動によって、人間には聞こえない特定周波数帯域の超音波（Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｗａｖｅ）を発生させる。
【０００４】
このような圧電セラミック素子を介して発生する超音波は、超音波の送受信により被検物の形状または距離を測定するセンサ装置や、探知機、洗浄機、医療用診断機／治療機、皮膚美容器などに幅広く用いられている。
【０００５】
また、前記超音波を利用した超音波センサは、金属薄板と圧電セラミックによる屈曲振動モードを用いる方式と、圧電セラミックの固有振動数によるモードを用いる方式などが利用される。
【０００６】
このような従来の超音波センサは、特許文献１などに開示されたように、中間部に段差部が形成された略円筒状のケース内の空洞部の底面に、半田付け方式により連結されたリードワイヤを有する圧電セラミックが接着される。
【０００７】
また、超音波が金属の後方に伝播することを防止し、不要の振動及び雑音を防止するために、吸音材が圧電セラミックの上側方向に取り付けられる。
【０００８】
このような吸音材の上面と離隔された状態で基板が設けられ、その基板の上部には、防水処理などを行うためにシール剤が充填された構造となっている。
【０００９】
このような構造において、圧電セラミックから超音波を検出するために、前記リードワイヤは、前記吸音材及び基板上に形成された任意の貫通孔を介して外部に突出される。
【００１０】
このような構造を有する従来の超音波センサは、円筒状のケースのサイズ（厚さ及び直径）及び圧電セラミックの特性によって決定された周波数と同一の周波数の電圧信号が印加されると、圧電セラミックが接着された金属板が振動するようになり、前記周波数に対応する超音波が発生する。
【００１１】
前記超音波センサは、外部温度による感度の変化を低減するために、温度補償キャパシタが基板の中央に位置する。
【００１２】
上記のような従来技術による超音波センサは、基板と温度補償キャパシタの位置のため、その装備の取り扱いが難しく、量産化及び自動化が非常に困難であるという問題がある。
【００１３】
また、全工程において、量産化及び自動化をもっとも困難にする半田付け工程が総５回に亘って行われるため、量産化及び自動化をさらに困難にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】韓国公開特許第２０１０−６３８６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記のような問題点を解決するための本発明は、吸音材にワイヤ及びキャパシタを挿入する構造を有するようにして、半田付け作業による工程を減らし、量産化及び自動化が可能な超音波センサ及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記のような目的を果たすための本発明による超音波センサは、底面を有する筒状のケースと、前記ケースの底面に形成される圧電素子と、前記ケースの開口部に圧入固定され、溝を備えている吸音材と、前記溝に挿入固定される温度補償用キャパシタと、前記吸音材の溝を貫通し、温度補償用キャパシタの一電極と前記圧電素子の露出された電極に接続される第１のピン端子と、前記吸音材の溝に挿入固定され、温度補償用キャパシタの他電極に接続される第２のピン端子と、前記吸音材の溝に挿入固定され、一端子は前記第２のピン端子と接続され、他端子は前記ケースの内壁に接続されるリード線と、を含む。
【００１７】
また、本発明の前記キャパシタは、両側に突出されている一対の突起を備え、前記吸音材は、前記キャパシタの突起に対応する位置に、対応する一対の突起差込溝を備えており、前記キャパシタの突起は、前記吸音材の突起差込溝に差し込まれ固定されることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の前記吸音材は、不織布またはコルクであることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の前記吸音材は、前記第１及び第２のピン端子が挿入固定される一対の固定溝を備えており、前記第１及び第２のピン端子は、前記一対の固定溝に夫々挿入固定されることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の前記ケースには中央に段差部が形成されており、前記吸音材は前記ケースの段差部に密着固定されることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の前記ケースには中央に段差部が形成されており、前記吸音材には前記ケースの段差部に対応する段差部が形成されており、前記吸音材の段差部が前記ケースの段差部に密着固定されることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の前記ケースは、底面と前記吸音材との間に形成された発泡性樹脂をさらに含む。
【００２３】
また、本発明による超音波センサの製造方法は、（Ａ）筒状のケース内部の底面に圧電素子を配置する段階と、（Ｂ）前記ケースの開口部に、キャパシタが溝に備えられた吸音材を固定する段階と、（Ｃ）前記吸音材の溝に第１のピン端子を挿入し、前記第１のピン端子がキャパシタと圧電素子の露出電極に接続されるようにする段階と、（Ｄ）前記吸音材の溝に第２のピン端子を挿入し、前記第２のピン端子がキャパシタに接続されるようにする段階と、（Ｅ）前記吸音材の溝にリード線を挿入し、前記リード線の一端子がケースの内壁に接続され、他端子が第２のピン端子に接続されるようにする段階と、を含む。
【００２４】
また、本発明の前記（Ｂ）段階は、（Ｂ−１）前記ケースの中心軸と吸音材の中心軸とが一致するように整列する段階と、（Ｂ−２）前記ケースの開口部に吸音材を圧入固定する段階と、（Ｂ−３）前記吸音材の溝にキャパシタを挿入固定する段階と、を含む。
【００２５】
また、本発明は、前記（Ｂ−２）段階の前に、（Ｂ−４）前記キャパシタの両側に接着剤を塗布する段階をさらに含む。
【００２６】
また、本発明の前記（Ｂ）段階は、（Ｂ−１´）前記吸音材の溝にキャパシタを挿入固定する段階と、（Ｂ−２´）前記ケースの中心軸と吸音材の中心軸とが一致するように整列する段階と、（Ｂ−３´）前記ケースの開口部に吸音材を圧入固定する段階と、を含む。
【００２７】
また、本発明は、（Ｆ）前記吸音材の溝を介して前記ケースの内部に発泡性樹脂を充填する段階をさらに含む。
【００２８】
本発明の特徴及び利点は、添付図面に基づいた以下の詳細な説明によってさらに明らかになるであろう。
【００２９】
本発明の詳細な説明に先立ち、本明細書及び特許請求の範囲に用いられた用語や単語は、通常的かつ辞書的な意味に解釈されてはならず、発明者が自らの発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に従って本発明の技術的思想にかなう意味と概念に解釈されるべきである。
【発明の効果】
【００３０】
上記の本発明によると、吸音材にワイヤ及びキャパシタを挿入する構造を有するようにして、半田付け作業による工程を減らし、量産化が可能となる。
【００３１】
また、本発明によると、吸音材にワイヤとキャパシタを挿入する構造を有するようにして、半田付け作業による工程を減らし、自動化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施例による超音波センサを示す透明斜視図である。
【図２】本発明の第２実施例による超音波センサを示す透明斜視図である。
【図３】本発明の第３実施例による超音波センサを示す透明斜視図である。
【図４】図１の温度補償用キャパシタの斜視図である。
【図５】図１の吸音材の斜視図である。
【図６】本発明の第１実施例による超音波センサの製造方法を示す工程図である。
【図７】本発明の第１実施例による超音波センサの製造方法を示す工程図である。
【図８】本発明の第１実施例による超音波センサの製造方法を示す工程図である。
【図９】本発明の第１実施例による超音波センサの製造方法を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
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。
【００３４】
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
【００３５】
図１は、本発明の第１実施例による超音波センサを示す透明斜視図である。
【００３６】
図１に示す超音波センサ１０は、例えば、底面を有する円筒状のケース１２を含む。
【００３７】
このケース１２は、円板状の底面部１２ａと円筒状の側壁１２ｂとで構成される。ケース１２は、例えば、アルミニウムなどの金属材料で形成される。
【００３８】
このようなケース１２は、図２に図示されたように、段差部１２ｃをさらに備えることができる。
【００３９】
このようにケース１２に備えられた段差部１２ｃは、吸音材１８がケース１２に圧入固定される際、圧電素子１６と吸音材１８とが一定の距離を維持することができるようにする。
【００４０】
これにより、吸音材１８を貫通して空洞部１４に位置するピン端子２２ａの長さを一定の長さに調節することができる。
【００４１】
また、ケース１２に備えられた段差部１２ｃは、吸音材１８がケース１２に圧入固定される際、吸音材１８が段差部１２ｃに密着固定されるようにし、平行を維持することができるようにする。
【００４２】
また、このように吸音材１８の下面を段差部１２ｃが支持することにより、外部から印加される振動や衝撃から吸音材１８が安定した状態を維持することができる。
【００４３】
一方、ケース１２の内側の空洞部１４は、例えば、断面が円状となるように形成される。
【００４４】
このような空洞部１４の形状により、超音波センサ１０から放射される超音波の広がる方式が決まるため、所望の特性に応じて、空洞部１４の形状を、例えば、断面が略楕円状などの他の形状となるように設計変更してもよい。
【００４５】
ケース１２の内部において、底面部１２ａの内面に圧電素子１６が付着される。
【００４６】
圧電素子１６は、例えば、円板状の圧電体基板の両主面に電極を形成したものである。
【００４７】
また、圧電素子１６の一主面側の電極は、導電性接着剤などにより底面部１２ａに接着される。
【００４８】
ケース１２の開口部の断面には、例えば、不織布やコルクなどからなる吸音材１８が付着される。
【００４９】
勿論、前記吸音材１８の材料として、シリコーンゴムや樹脂などの弾性を有する物質が用いられることができるが、音響を高い効率で吸収するためには、内部に気泡などが多く形成されていなければならないため、不織布やコルクなどを用いることがより好ましい。
【００５０】
吸音材１８は、ケース１２や圧電素子１６から外部への不要な振動の伝播と、外部からケース１２や圧電素子１６への不要な振動の侵入を抑制するためのものである。
【００５１】
吸音材１８は、例えば、ケース１２の外径より僅かに小さいが、ケース１２の内径より僅かに大きい外径を有する円板状に形成される。
【００５２】
また、このような吸音材１８は、図３に図示されたように、ケース１２に形成された段差部１２ｃに対応する段差部１８ａを有することができる。
【００５３】
このように吸音材１８に段差部１８ａが形成されると、ケース１２に圧入固定される際に、より強固に固定されるため、外部の振動や衝撃などから安定した状態を維持することができる。
【００５４】
また、吸音材１８は、その一主面での外周部分がケース１２の開口部の断面に対向するとともに、その中心がケース１２の中心と同一直線上になるように配置される。即ち、吸音材１８は、ケース１２の開口部を覆うように形成される。
【００５５】
吸音材１８には、その両主面を垂直に貫通し、且つケース１２の空洞部１４に通じるように溝１８ａが形成されている。
【００５６】
このような吸音材１８の溝１８ａには、温度補償用キャパシタ２０が挿入されて取付けられる。
【００５７】
前記吸音材１８の溝１８ａに温度補償用キャパシタ２０が挿入されて取付けられる際、接着剤により強固に固定することができる。
【００５８】
また、吸音材１８の溝１８ａに温度補償用キャパシタ２０が挿入されて取付けられる際、接着剤の代りに接着フィルムを用いて強固に固定することもできる。
【００５９】
また、吸音材１８の溝１８ａには、ピン端子２２ａ、２２ｂが夫々圧入固定される。
【００６０】
この際、これらピン端子２２ａ、２２ｂは、その一端側部分が吸音材１８の一主面側、即ち、内側に配置されて空洞部１４に配置される。
【００６１】
その他端側部分は、吸音材１８の他主面側、即ち、外側に配置される。
【００６２】
このようなピン端子２２ａ、２２ｂのうち何れか一つのピン端子２２ｂは、吸音材１８の一主面側、即ち、内側に長く配置され、一端が圧電素子１６の露出された主面側の電極に接続される。
【００６３】
前記ピン端子２２ａ、２２ｂは、直線状に形成されているが、屈曲状に形成されてもよい。
【００６４】
また、前記ピン端子２２ａ、２２ｂは、ゴムなどの被服材を備え、外部から内部が保護されるようにすることができる。
【００６５】
一方、ケース１２の側壁１２ｂの内面には、接続部材として、例えば、ポリウレタン銅線からなるリード線２４の一端が接続される。
【００６６】
これにより、このリード線２４は、ケース１２を介して圧電素子１６の一主面側の電極に電気的に接続される。
【００６７】
また、このようなリード線２４の他端は、吸音材１８の溝１８ａに挿入固定され、一つのピン端子２２ｂの一端側部分の先端部に接続される。
【００６８】
従って、圧電素子１６の一主面側の電極は、ケース１２及びリード線２４を介して一つのピン端子２２ｂに電気的に接続される。
【００６９】
次に、ケース１２の内部、吸音材１８の溝１８ａには、充填材として、例えば、発泡性シリコーンなどの発泡性樹脂２６が充填される。
【００７０】
前記吸音材１８が、ケース１２の断面に配置して水平性を維持した状態で、発泡性樹脂２６で充填されるため、ピン端子２２ａ、２２ｂの先端部分の位置ずれなどを防止することができる。
【００７１】
また、吸音材１８がケース１２の開口部の断面側において発泡性樹脂２６によって、ケース１２の内部から支持固定され、吸音材１８の水平性を維持するとともに、例えば、外部から応力が加えられる場合にも、ピン端子２２ａ、２２ｂの位置精度を安定して維持することができる。
【００７２】
次に、温度補償用キャパシタ２０は、外部温度による感度変化を低減するためのものであり、図４に図示されたように、誘電体層２０ａと誘電体層２０ａの両側に位置した端子電極２０ｂとを備えている。
【００７３】
前記誘電体層２０ａは、例えば、ＢａＴｉＯ３系、Ｂａ（Ｔｉ、Ｚｒ）Ｏ３系、または（Ｂａ、Ｃａ）ＴｉＯ３系などの誘電体セラミックを含むセラミックグリーンシートを焼結することにより形成される。
【００７４】
端子電極２０ｂは、例えば、導電性金属粉末及びガラスフリットを含む導電性ペーストを誘電体層２０ａの両面に夫々加え、これを焼結することにより形成される。
【００７５】
焼結された端子電極２０ｂの表面には、必要に応じてメッキ層が形成される。導電性ペーストを加える方法としては、例えば、浸漬法を用いることができる。
【００７６】
このような温度補償用キャパシタ２０は、吸音材１８の溝１８ａに圧入固定されるが、この際、固定される程度を高めるために、両側に突起２０ｃを形成することができる。
【００７７】
このような突起２０ｃは、図５に図示されたように、吸音材１８の溝１８ａの内部の両側に形成された突起差込溝１８ｂに差し込まれ取付けられるため、キャパシタ２０が吸音材１８に強固に固定される。
【００７８】
また、吸音材１８には、端子固定用溝１８ｃがさらに備えられ、ピン端子２２ａ、２２ｂが挿入固定される際、所望の位置に強固に固定されることができる。
【００７９】
このような構成を有する超音波センサ１０は、例えば、自動車のバックソナーなどに利用される場合、ピン端子２２ａ、２２ｂに駆動電圧を印加することにより、圧電素子１６が励振される。
【００８０】
圧電素子１６の振動により、ケース１２の底面部１２ａも振動し、底面部１２ａに直交する方向に超音波が放射される。
【００８１】
超音波センサ１０から放射された超音波が、被検出物から反射して超音波センサ１０に到逹すると、圧電素子１６が振動して電気信号に変換され、ピン端子２２ａ、２２ｂから電気信号が出力される。
【００８２】
従って、駆動電圧を印加してから電気信号が出力されるまでの時間を測定することにより、超音波センサ１０から被検出物までの距離を測定することができる。
【００８３】
この超音波センサ１０は、吸音材１８にピン端子２２ａ、２２ｂ、リード線２４、キャパシタ２０などを挿入する構造を有することにより、半田付け作業による工程を減らし、量産化が可能となる。
【００８４】
また、前記超音波センサ１０は、吸音材１８にピン端子２２ａ、２２ｂ、リード線２４、キャパシタ２０などを挿入する構造を有することにより、半田付け作業による工程を減らし、自動化が可能となる。
【００８５】
この超音波センサ１０では、ケース１２の内部に均一に充填されている発泡性樹脂２６により、ケース１２全体の振動を抑制することができる。
【００８６】
また、この超音波センサ１０では、ケース１２からピン端子２２ａ、２２ｂへの振動の伝播などのケース１２とピン端子２２ａ、２２ｂの振動干渉が、吸音材１８及び発泡性樹脂２６により低減または遮断されるため、物体を検知する際の残響信号や受信信号への振動漏れ信号の影響などが抑制され、即ち、振動漏れなどによる残響特性の劣化がなく、さらには、外部からピン端子２２ａ、２２ｂを経由した不要な振動などの伝播の影響も抑制される。
【００８７】
また、この超音波センサ１０では、ピン端子２２ａ、２２ｂが実装された後、例えば、天井面（圧電素子１６側）から押し込まれても、ピン端子２２ａ、２２ｂに対してケース１２や圧電素子１６が殆ど変位されないため、内部でピン端子２２ａ、２２ｂの電気的な接続部分に大きな応力や変位が生じないため、断線などの不良が発生しにくい。
【００８８】
図６から図９は、本発明の第１実施例による超音波センサの製造方法の工程図である。
【００８９】
図６を参照すると、まず、ケース１２及び圧電素子１６を備え、備えられたケース１２に圧電素子１６が固定される。
【００９０】
前記ケース１２は、円板状の底面部１２ａと円筒状の側壁１２ｂとで構成され、例えばアルミニウムなどの金属材料で形成される。
【００９１】
また、前記圧電素子１６は、例えば、円板状の圧電体基板の両主面に電極を形成したものである。
【００９２】
このような構成において、前記圧電素子１６の一主面側の電極が、導電性接着剤などにより底面部１２ａに接着される。
【００９３】
特に、前記圧電素子１６は、ケース１２の底面部１２ａに導電性接着剤などにより、固定される。
【００９４】
次に、図７に図示されたように、溝を有する吸音材１８が備えられ、吸音材１８は、その一主面での外周部分がケース１２の開口部の断面に対向するとともに、その中心がケース１２の中心と同一直線上になるように配置されて圧入され、ケース１２の開口部を覆うように形成される。
【００９５】
このような吸音材１８は、例えば、ケース１２の外径より僅かに小さいが、ケース１２の内径より僅かに大きい外径を有する円板状に形成され、不織布やコルクなどで形成される。
【００９６】
ここで、このような吸音材１８の外注面に沿って接着剤を塗布した後、ケース１２に圧入固定することにより、強固に固定することができる。
【００９７】
また、この製造方法の例では、図８に図示されたように、吸音材１８がケース１２に臨時接着された後、温度補償用キャパシタ２０が溝１８ａに完全に圧入される。
【００９８】
または、温度補償用キャパシタ２０を吸音材１８の溝１８ａに完全に挿入した後、吸音材１８がケース１２に圧入されて接着されるようにすることもできる。
【００９９】
前記温度補償用キャパシタ２０は、外部温度による感度変化を低減するためのものであり、誘電体層２０ａと誘電体層２０ａの両側に位置した端子電極２０ｂとを備えており、突起２０ｃを形成することができる。
【０１００】
このように温度補償用キャパシタ２０に突起２０ｃが形成された場合には、前記温度補償用キャパシタ２０及び吸音材１８は、吸音材１８の突起差込溝１８ｂに突起２０ｃが挿入されて取付けられるように、整列して組み立てられる。
【０１０１】
その後、図９に図示されたように、吸音材１８にピン端子２２ａ、２２ｂが圧入固定される。また、リード線２４も圧入固定される。
【０１０２】
この際、ピン端子２２ａ、２２ｂのうち一つのピン端子２２ｂが、圧電素子１６の露出された主面側の電極と電気的に接続される。
【０１０３】
前記ピン端子２２ａ、２２ｂと、圧電素子１６の露出された主面側の電極とが、電気的に良好な接続状態を維持するようにするために、圧電素子１６の露出された主面側の電極に導電性接着剤を塗布することにより、接着力を高めることができる。
【０１０４】
その後、ケース１２の内部には、発泡前の発泡性シリコーンが流入され、流入された発泡性シリコーンを加熱、発泡、硬化させることにより、ケース１２の内部に発泡性樹脂２６が充填される。
【０１０５】
この場合、余分の発泡性シリコーンは、溝１８ａから外側に押し出されるため、ケース１２の内部では、適当な内部圧力で発泡性樹脂２６が押し広がり、ケース１２内部の隅部まで発泡性樹脂２６を充填することができるとともに、ケース１２の内部に発泡性樹脂２６を均一に充填することができる。これにより、超音波センサ１０が製造される。
【０１０６】
この超音波センサ１０の製造方法によると、吸音材１８にピン端子２２ａ、２２ｂ、リード線２４、キャパシタ２０などを挿入する構造を有するようにして、半田付け作業による工程を減らし、量産化が可能となる。
【０１０７】
また、前記超音波センサ１０の製造方法によると、吸音材１８にピン端子２２ａ、２２ｂ、リード線２４、キャパシタ２０などを挿入する構造を有するようにして、半田付け作業による工程を減らし、自動化が可能となる。
【０１０８】
また、前記超音波センサ１０の製造方法によると、吸音材１８がケース１２の開口部の断面側において発泡性樹脂２６によりケース１２の内部から支持固定され、吸音材１８の水平性を維持するとともに、例えば、外部から応力が加えられる場合にも、ピン端子２２ａ、２２ｂの位置精度を安定して維持することができる。
【０１０９】
この超音波センサ１０によると、ケース１２の内部に均一に充填されている発泡性樹脂２６によって、ケース１２全体の振動を抑制することができる。
【０１１０】
以上、本発明の好ましい実施例に対して図示及び説明したが、本発明は、上述の特定実施例に限定されず、特許請求の範囲にて請求する本発明の旨を外れずに、当該発明が属する技術分野において通常の知識を有する者により多様な変形実施が可能であることは明らかであり、このような変形実施は、本発明の技術的思想から個別的に理解されてはならないであろう。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明は、半田付け作業による工程を減らし、量産化及び自動化が可能な超音波センサ及びその製造方法に適用可能である。
【符号の説明】
【０１１２】
１０ 超音波センサ
１２ ケース
１２ａ 底面部
１２ｂ 側壁
１２ｃ 段差部
１４ 空洞部
１６ 圧電素子
１８ 吸音材
１８ａ 段差部（溝）
１８ｂ 突起差込溝
１８ｃ 端子固定用溝
２０ 温度補償用キャパシタ（キャパシタ）
２０ａ 誘電体層
２０ｂ 端子電極
２０ｃ 突起
２２ａ、２２ｂ ピン端子
２４ リード線
２６ 発泡性樹脂
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面を有する筒状のケースと、
前記ケースの底面に形成される圧電素子と、
前記ケースの開口部に圧入固定され、溝を備えている吸音材と、
前記溝に挿入固定される温度補償用キャパシタと、
前記吸音材の溝を貫通し、温度補償用キャパシタの一電極と前記圧電素子の露出された電極に接続される第１のピン端子と、
前記吸音材の溝に挿入固定され、温度補償用キャパシタの他電極に接続される第２のピン端子と、
前記吸音材の溝に挿入固定され、一端子は前記第２のピン端子と接続され、他端子は前記ケースの内壁に接続されるリード線と、を含む超音波センサ。
【請求項２】
前記キャパシタは両側に突出されている一対の突起を備え、
前記吸音材は、前記キャパシタの突起に対応する位置に、対応する一対の突起差込溝を備えており、
前記キャパシタの突起は、前記吸音材の突起差込溝に差し込まれ固定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３】
前記吸音材は、不織布またはコルクであ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４】
前記吸音材は、前記第１及び第２のピン端子が挿入固定される一対の固定溝を備えており、
前記第１及び第２のピン端子は、前記一対の固定溝に夫々挿入固定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５】
前記ケースには中央に段差部が形成されており、
前記吸音材は前記ケースの段差部に密着固定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６】
前記ケースには中央に段差部が形成されており、
前記吸音材には前記ケースの段差部に対応する段差部が形成されており、
前記吸音材の段差部が前記ケースの段差部に密着固定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】
前記ケースは、底面と前記吸音材との間に形成された発泡性樹脂をさらに含む請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項８】
（Ａ）筒状のケース内部の底面に圧電素子を配置する段階と、
（Ｂ）前記ケースの開口部に、キャパシタが溝に備えられた吸音材を固定する段階と、
（Ｃ）前記吸音材の溝に第１のピン端子を挿入し、前記第１のピン端子がキャパシタと圧電素子の露出電極に接続されるようにする段階と、
（Ｄ）前記吸音材の溝に第２のピン端子を挿入し、前記第２のピン端子がキャパシタに接続されるようにする段階と、
（Ｅ）前記吸音材の溝にリード線を挿入し、前記リード線の一端子がケースの内壁に接続され、他端子が第２のピン端子に接続されるようにする段階と、を含む超音波センサの製造方法。
【請求項９】
前記（Ｂ）段階は、
（Ｂ−１）前記ケースの中心軸と吸音材の中心軸とが一致するように整列する段階と、
（Ｂ−２）前記ケースの開口部に吸音材を圧入固定する段階と、
（Ｂ−３）前記吸音材の溝にキャパシタを挿入固定する段階と、を含む請求項８に記載の超音波センサの製造方法。
【請求項１０】
前記（Ｂ）段階は、
前記（Ｂ−２）段階の前に、（Ｂ−４）前記キャパシタの両側に接着剤を塗布する段階をさらに含む請求項９に記載の超音波センサの製造方法。
【請求項１１】
前記（Ｂ）段階は、
（Ｂ−１´）前記吸音材の溝にキャパシタを挿入固定する段階と、
（Ｂ−２´）前記ケースの中心軸と吸音材の中心軸とが一致するように整列する段階と、
（Ｂ−３´）前記ケースの開口部に吸音材を圧入固定する段階と、を含む請求項８に記載の超音波センサの製造方法。
【請求項１２】
（Ｆ）前記吸音材の溝を介して前記ケースの内部に発泡性樹脂を充填する段階をさらに含む請求項８に記載の超音波センサの製造方法。
【請求項１】
底面を有する筒状のケースと、
前記ケースの底面に形成される圧電素子と、
前記ケースの開口部に圧入固定され、溝を備えている吸音材と、
前記溝に挿入固定される温度補償用キャパシタと、
前記吸音材の溝を貫通し、温度補償用キャパシタの一電極と前記圧電素子の露出された電極に接続される第１のピン端子と、
前記吸音材の溝に挿入固定され、温度補償用キャパシタの他電極に接続される第２のピン端子と、
前記吸音材の溝に挿入固定され、一端子は前記第２のピン端子と接続され、他端子は前記ケースの内壁に接続されるリード線と、を含む超音波センサ。
【請求項２】
前記キャパシタは両側に突出されている一対の突起を備え、
前記吸音材は、前記キャパシタの突起に対応する位置に、対応する一対の突起差込溝を備えており、
前記キャパシタの突起は、前記吸音材の突起差込溝に差し込まれ固定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３】
前記吸音材は、不織布またはコルクであ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４】
前記吸音材は、前記第１及び第２のピン端子が挿入固定される一対の固定溝を備えており、
前記第１及び第２のピン端子は、前記一対の固定溝に夫々挿入固定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５】
前記ケースには中央に段差部が形成されており、
前記吸音材は前記ケースの段差部に密着固定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６】
前記ケースには中央に段差部が形成されており、
前記吸音材には前記ケースの段差部に対応する段差部が形成されており、
前記吸音材の段差部が前記ケースの段差部に密着固定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】
前記ケースは、底面と前記吸音材との間に形成された発泡性樹脂をさらに含む請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項８】
（Ａ）筒状のケース内部の底面に圧電素子を配置する段階と、
（Ｂ）前記ケースの開口部に、キャパシタが溝に備えられた吸音材を固定する段階と、
（Ｃ）前記吸音材の溝に第１のピン端子を挿入し、前記第１のピン端子がキャパシタと圧電素子の露出電極に接続されるようにする段階と、
（Ｄ）前記吸音材の溝に第２のピン端子を挿入し、前記第２のピン端子がキャパシタに接続されるようにする段階と、
（Ｅ）前記吸音材の溝にリード線を挿入し、前記リード線の一端子がケースの内壁に接続され、他端子が第２のピン端子に接続されるようにする段階と、を含む超音波センサの製造方法。
【請求項９】
前記（Ｂ）段階は、
（Ｂ−１）前記ケースの中心軸と吸音材の中心軸とが一致するように整列する段階と、
（Ｂ−２）前記ケースの開口部に吸音材を圧入固定する段階と、
（Ｂ−３）前記吸音材の溝にキャパシタを挿入固定する段階と、を含む請求項８に記載の超音波センサの製造方法。
【請求項１０】
前記（Ｂ）段階は、
前記（Ｂ−２）段階の前に、（Ｂ−４）前記キャパシタの両側に接着剤を塗布する段階をさらに含む請求項９に記載の超音波センサの製造方法。
【請求項１１】
前記（Ｂ）段階は、
（Ｂ−１´）前記吸音材の溝にキャパシタを挿入固定する段階と、
（Ｂ−２´）前記ケースの中心軸と吸音材の中心軸とが一致するように整列する段階と、
（Ｂ−３´）前記ケースの開口部に吸音材を圧入固定する段階と、を含む請求項８に記載の超音波センサの製造方法。
【請求項１２】
（Ｆ）前記吸音材の溝を介して前記ケースの内部に発泡性樹脂を充填する段階をさらに含む請求項８に記載の超音波センサの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−７８０９９（Ｐ２０１３−７８０９９Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６５１２４（Ｐ２０１１−２６５１２４）
【出願日】平成２３年１２月２日（２０１１．１２．２）
【出願人】（５９４０２３７２２）サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． (1,585)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月２日（２０１１．１２．２）
【出願人】（５９４０２３７２２）サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． (1,585)
【Ｆターム（参考）】
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