超音波センサ
【課題】本発明は、超音波センサに関する。
【解決手段】本発明の一実施例による超音波センサは、筒状のケースと、前記ケースの内部の底面上に配置される圧電素子と、外部から正電圧及び負電圧が夫々印加される第１の端子及び第２の端子と、前記第１の端子が連結される第１の領域と前記第２の端子が連結される第２の領域とからなる伝導性部材及び前記伝導性部材の下面に貼り付けられた支持部材を備える連結手段と、前記伝導性部材の第１の領域と第２の領域との間を貫通して前記支持部材に挿入された温度補償素子と、を含む。
【解決手段】本発明の一実施例による超音波センサは、筒状のケースと、前記ケースの内部の底面上に配置される圧電素子と、外部から正電圧及び負電圧が夫々印加される第１の端子及び第２の端子と、前記第１の端子が連結される第１の領域と前記第２の端子が連結される第２の領域とからなる伝導性部材及び前記伝導性部材の下面に貼り付けられた支持部材を備える連結手段と、前記伝導性部材の第１の領域と第２の領域との間を貫通して前記支持部材に挿入された温度補償素子と、を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、超音波センサは、車両の安全性を高めるために、側方及び後方の検知の目的で利用されている。
【０００３】
上記の超音波センサは、車両の周りに存在する物体の位置及び距離を測定し、車両及び人の事故を予め防止するために、警告音を発生させたりモニタリングする機能をする。例えば、一般的に「車両バックソナー（Ｂａｃｋ Ｓｏｎａｒ）」と呼ばれる装置は、車両の後方に装着され、車両を駐車空間に駐車するために後退する時に物体（人）との衝突を防止するために利用される。
【０００４】
このようなバックソナーは、車両の後方に存在する人または他の障害物などを含む物体を検出するために利用されている。
【０００５】
従来の超音波センサは、アルミニウムケースの底面にエポキシなどを利用して圧電素子を接合し、圧電素子の上部に、超音波の振動エネルギーを吸収して残響時間を短縮し、内蔵部品を保護するための吸音材が配置され、吸音材の上部には印刷回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ:ＰＣＢ）が配置される。ここで、印刷回路基板（ＰＣＢ）には、外部温度による感度の変化を補償するための温度補償素子が実装され、外部から電圧が印加されるリード線及び圧電素子に接合されたリード線との連結のための電極が形成されている。
【０００６】
このような従来の超音波センサは、印刷回路基板（ＰＣＢ）に温度補償素子を実装し、印刷回路基板（ＰＣＢ）の各電極とリード線とを連結するために、数回の半田付け工程が要求される。このため、製造工程が容易でなく、自動化及び量産化が困難であるという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述の従来技術の問題点を解決するためのものであり、本発明の一側面は、超音波センサの内部に配置される部品の組み立て及びリード線の連結に半田付け工程が不要であるため、製品の製造が容易である超音波センサを提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施例による超音波センサは、筒状のケースと、前記ケースの内部の底面上に配置される圧電素子と、外部から正電圧及び負電圧が夫々印加される第１の端子及び第２の端子と、前記第１の端子が連結される第１の領域と前記第２の端子が連結される第２の領域とからなる伝導性部材及び前記伝導性部材の下面に貼り付けられた支持部材を備える連結手段と、前記伝導性部材の第１の領域と第２の領域との間を貫通して前記支持部材に挿入された温度補償素子と、を含む。
【０００９】
ここで、前記伝導性部材には前記第１の領域と第２の領域とを区分する切開部が形成され、前記支持部材には前記切開部と対応する溝が形成され、前記温度補償素子は前記切開部を貫通して前記溝に挿入されることができる。
【００１０】
前記温度補償素子は、正電極が形成された第１の面と、前記第１の面と対向し、負電極が形成された第２の面とが夫々第１の領域及び第２の領域に接するように、前記伝導性部材を貫通することができる。
【００１１】
また、前記第１の端子に一端が連結された第１のリード線と、前記第２の端子に一端が連結された第２のリード線と、をさらに含み、前記第１のリード線の他端及び第２のリード線の他端は、夫々前記伝導性部材の第１の領域及び第２の領域の上面から下面に差し込まれ、前記支持部材に挿入されることができる。
【００１２】
また、前記圧電素子の上部に形成された電極に一端が連結された第３のリード線をさらに含み、前記第３のリード線の他端は、前記支持部材を貫通して前記伝導性部材の第１の領域の下面から上面に差し込まれることができる。
【００１３】
また、前記伝導性部材の第２の領域は「Ｌ」状に曲げられた形状を有し、前記「Ｌ」状のうち「―」部分は前記支持部材上に貼り付けられ、「｜」部分は前記ケースの内部側壁に接することができる。
【００１４】
ここで、前記伝導性部材は、伝導性ゴムまたは伝導性フィルムであることができる。
また、前記ケースの内部の前記圧電素子上に配置される吸音材と、前記ケースの内部に充填されるモールディング材と、をさらに含むことができる。
【００１５】
また、前記支持部材は非伝導性物質であることができ、前記支持部材は前記ケースの内部底面の形状と同一の形状を有することができ、前記支持部材の面積は前記ケースの内部底面の面積と同一であることができる。
【００１６】
また、前記連結手段の全体厚さは前記ケースの内壁の高さより小さいことができる。
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。
【００１７】
本発明の詳細な説明に先立ち、本明細書及び請求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】
【００１８】
本発明は、伝導性部材に温度補償素子を貫通させて二つの領域に分け、各領域に正電圧及び負電圧が印加されるリード線及び圧電素子に接合されたリード線を差し込んで連結することにより、半田付け工程を行うことなく超音波センサの各部品を電気的に連結することができる効果がある。
【００１９】
また、本発明は、半田付け工程を行うことなく単純に差し込む方式を利用して超音波センサの各部品を電気的に連結することができるため、製品の組み立てが容易であり、量産化及び自動化が可能な効果がある。
【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、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。
図１は本発明の一実施例による超音波センサの構造を示す断面図である。
【００２２】
図１を参照すると、本発明の一実施例による超音波センサ１００は、筒状のケース１１０と、圧電素子１２０と、第１の端子１５１と、第２の端子１５３と、連結手段１３０と、温度補償素子１４０と、を含む。
【００２３】
ケース１１０は、図１に図示したように、底面１１０ａ及び側壁１１０ｂを有する筒状であり、その材質は、特に限定されるものではないが、例えばアルミニウム材質で製造することができ、音響インピーダンスの小さい材料、即ち、振動しやすい金属材料で製造することが好ましい。
【００２４】
本実施例において、ケース１１０は切削加工により製造されることができるが、特にこれに限定されるものではなく、プレス成形、射出成形によって製造されることができる。
【００２５】
本実施例において、ケース１１０の底面１１０ａには圧電素子１２０が貼り付けられることができる。
【００２６】
圧電素子１２０は、例えば、円板状の圧電セラミック板の表裏面に電極（不図示）を形成し、これら電極間に電圧を印加することにより、広がり振動または厚み振動を発生するものである。本実施例では、圧電素子１２０の一面（以下、「下面」という）側の電極（不図示）が導電性接着剤などによってケース１１０の底面１１０ａ上に接着され、圧電素子１２０の他面（以下、「上面」という）側の電極（不図示）には後述する連結手段１３０に差し込むことができる第３のリード線１６５の一端が接合されている。
【００２７】
この際、第３のリード線１６５の一端と圧電素子１２０の上面に形成された電極とは、半田付け１２１により互いに接合されることができる。
【００２８】
本実施例では、図１に図示したように、圧電素子１２０の正（＋）電極がケース１１０の内側に向かうように、負（−）電極がケース１１０の底面１１０ａに接合されることができるが、特にこれに限定されるものではない。
【００２９】
また、圧電素子１２０の上面には、ケース１１０の内側に向かう超音波を吸収するために用いられる吸音材１２５が接着されることができる。
【００３０】
吸音材１２５は、例えば、不織布、フェルト（ｆｅｌｔ）などからなることができるが、特にこれに限定されるものではなく、圧電素子１２０上に接着剤により接着されることができる。
【００３１】
本実施例による超音波センサ１００は、外部から正（＋）電圧及び負（−）電圧が夫々印加される第１の端子１５１及び第２の端子１５３を含むことができる。
【００３２】
また、第１の端子１５１に一端が連結された第１のリード線１６１と、第２の端子１５３に一端が連結された第２のリード線１６３と、をさらに含むことができる。
【００３３】
本実施例において、連結手段１３０は、伝導性部材１３３と、伝導性部材１３３を支持する支持部材１３１と、を含むことができる。
【００３４】
伝導性部材１３３としては、伝導性ゴムまたは伝導性フィルムなどを利用することができるが、特にこれに限定されるものではなく、伝導性であり、柔軟な性質を有する材質であれば使用可能である。
【００３５】
本実施例において、伝導性部材１３３は、図１に図示したように、第１の端子１５１と連結される第１の領域Ａと第２の端子１５３と連結される第２の領域Ｂとに区分されることができる。
【００３６】
ここで、伝導性部材１３３の第２の領域Ｂは、「Ｌ」状に曲げられた形状を有しており、「Ｌ」状のうち「―」部分Ｂ２は支持部材１３１上に貼り付けられ、「｜」部分Ｂ１はケース１１０の内壁１１０ｂに接することができる。これにより、第２の端子１５３とケース１１０とが電気的に連結されることができる。
【００３７】
この際、伝導性部材１３３を支持部材１３１上に貼り付ける際、例えば、エポキシのような接着剤を利用することができるが、特にこれに限定されるものではなく、非伝導性である接着剤であれば使用可能である。
【００３８】
支持部材１３１は、上述の吸音材１２５と同様に、不織布またはフェルト（ｆｅｌｔ）で製造されることができるが、特にこれに限定されるものではなく、非伝導性であり、上述のリード線が容易に差し込まれ固定されることができる材質であれば使用可能である。
【００３９】
本実施例において、支持部材１３１の面積は、伝導性部材１３３の上部の面積より大きいことができるが、特にこれに限定されるものではない。
【００４０】
また、支持部材１３１は、ケース１１０内部の底面１１０ａの形状と同一の形状を有することができ、底面１１０ａの面積と同一の面積を有することができるが、特にこれに限定されるものではない。
【００４１】
但し、支持部材１３１は、ケース１１０の内部に挿入される際、ケース１１０の側壁１１０ｂに接することができるサイズに製造することが、製品の組み立てをより容易にすることができる。
【００４２】
また、本実施例において、伝導性部材１３３と支持部材１３１を含む連結手段１３０の全体厚さは、ケース１１０の側壁１１０ｂの高さより小さいことが好ましい。
【００４３】
本実施例による超音波センサ１００は、温度補償素子１４０を含むことができる。
温度補償素子１４０は、温度によって負荷容量が変わる負荷容量素子であり、温度が上昇すると負荷容量が増加し、圧電素子１２０の共振周波数を相殺する機能をする。
【００４４】
また、温度補償素子１４０は、正（＋）電極が形成された第１の面１４０ａと、負（−）電極が形成された第２の面１４０ｂとを含み、図１に図示したように、第１の面１４０ａと第２の面１４０ｂとは互いに対向している。
【００４５】
本実施例では、温度補償素子１４０は連結手段１３０に差し込んで挿入されるが、図１に図示したように、温度補償素子１４０の第１の面１４０ａが伝導性部材１３３の第１の領域Ａに接し、第２の面１４０ｂが伝導性部材１３３の第２の領域Ｂに接するように挿入されることができる。
【００４６】
この際、伝導性部材１３３には、第１の領域Ａと第２の領域Ｂとを区分する切開部（不図示）が形成され、支持部材１３１には前記切開部（不図示）と対応する溝（不図示）が形成されており、温度補償素子１４０は外力によって伝導性部材１３３の切開部（不図示）を貫通して支持部材１３１の溝（不図示）に挿入されることができる。
【００４７】
この際、支持部材１３１に形成された溝（不図示）は、支持部材１３１の厚さ方向に一部にのみ形成されることもでき、または、厚さ方向に完全に貫通するように形成されることもできる。これにより、伝導性部材１３３を貫通する温度補償素子１４０が支持部材１３１を貫通せずに連結手段１３０に装着されることもでき、図１のように、支持部材１３１を貫通して外部に突出されるように装着されることもできる。
【００４８】
また、図２に図示したように、温度補償素子１４０が挿入される支持部材１３１に形成された溝（不図示）のＹ方向の長さは、その上部に貼り付けられた伝導性部材１３３のＹ方向の長さより長いことが好ましく、支持部材１３１の面積は伝導性部材１３３の面積より大きいことが好ましいが、特にこれに限定されるものではない。
【００４９】
また、本実施例では、伝導性部材１３３のＹ方向の長さを温度補償素子１４０のＹ方向の長さより小さく形成して温度補償素子１４０を連結手段１３０に挿入することにより、伝導性部材１３３が温度補償素子１４０によって二つの領域、例えば正（＋）電極部と負（−）電極部とに完全に分離されるようにすることが好ましい。
【００５０】
即ち、温度補償素子１４０によって伝導性部材１３３が正（＋）電極部と負（−）電極部とに分離される。
【００５１】
本実施例では、第１の端子１５１に一端が連結された第１のリード線１６１の他端と、第２の端子１５３に一端が連結された第２のリード線１６３の他端と、圧電素子１２０に一端が接合された第３のリード線１６５の他端とは、全て連結手段１３０に差し込まれることができる。
【００５２】
即ち、図１及び図２に図示したように、第１のリード線１６１の他端と第２のリード線１６３の他端は、夫々伝導性部材１３３の第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂの上面から下面への方向に差し込まれ、支持部材１３１に挿入されることができる。
【００５３】
また、図１及び図３に図示したように、第３のリード線１６５の他端は、支持部材１３１の下部から支持部材１３１を貫通して伝導性部材１３３の第１の領域Ａに差し込まれることができる。
【００５４】
この際、図１から図３では、第１のリード線１６１の他端、第２のリード線１６３の他端及び第３のリード線１６５の他端が、夫々支持部材１３１、支持部材１３１及び伝導性部材１３３の外部に突出されないように差し込まれているが、特にこれに限定されるものではなく、外部に突出されるように差し込まれることも可能である。
【００５５】
また、伝導性部材１３３において第１のリード線１６１、第２のリード線１６３及び第３のリード線１６５が差し込まれる部分には、溝（不図示）または切開部（不図示）などが形成されることができるが、特にこれに限定されるものではなく、圧力を加えて穿孔して差し込むことも可能である。
【００５６】
また、本実施例による超音波センサ１００は、上述の全ての構成要素を伝導性部材内に挿入して連結した後、ケース１１０の内部の空き空間にモールディング材を充填することにより、緩く連結された部分を堅固に固定させることができる。
【００５７】
この際、前記モールディング材としては、エポキシモールディングコンパウンド（Ｅｐｏｘｙ Ｍｏｌｄｉｎｇ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ：ＥＭＣ）、発砲性樹脂、またはシリコーンなどを用いることができるが、特にこれに限定されるものではない。
【００５８】
上述したように、本実施例による超音波センサ１００は、伝導性部材１３３を含む連結手段１３０に温度補償素子１４０を挿入することにより伝導性部材１３３を正（＋）電極部である第１の領域Ａと負（−）電極部である第２の領域Ｂとに分離し、正（＋）電圧が印加される第１の端子１５１と連結された第１のリード線１６１を第１の領域Ａに、負（−）電圧が印加される第２の端子１５３と連結された第２のリード線１６３を第２の領域Ｂに差し込み、圧電素子１２０に接合された第３のリード線１６５を第１の領域Ａに差し込んだ構造である。
【００５９】
これにより、本実施例による超音波センサ１００は、半田付けを行うことなく全ての付属品、即ち、第１の端子１５１、第２の端子１５３、第１のリード線１６１、第２のリード線１６３、第３のリード線１６５、圧電素子１２０、温度補償素子１４０及びケース１１０が電気的に連結されることができる。
【００６０】
また、上述したように、半田付け工程を行うことなく伝導性部材に全ての付属品を差し込んで連結するため、製品の製造工程が単純になり、量産化及び自動化が可能になる。
【００６１】
以上、本発明を具体的な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。
【００６２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施例による超音波センサの構造を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施例による超音波センサの構成のうち、温度補償素子とリード線が差し込まれた連結手段を上部からみた構造を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施例による超音波センサの構成のうち、温度補償素子とリード線が差し込まれた連結手段を下部からみた構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６４】
１００ 超音波センサ
１１０ ケース
１１０ａ 底面
１１０ｂ 側壁
１２０ 圧電素子
１２１ 半田付け
１２５ 吸音材
１３０ 連結手段
１３１ 支持部材
１３３ 伝導性部材
１４０ 温度補償素子
１４０ａ 第１の面
１４０ｂ 第２の面
１５１ 第１の端子
１５３ 第２の端子
１６１ 第１のリード線
１６３ 第２のリード線
１６５ 第３のリード線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、超音波センサは、車両の安全性を高めるために、側方及び後方の検知の目的で利用されている。
【０００３】
上記の超音波センサは、車両の周りに存在する物体の位置及び距離を測定し、車両及び人の事故を予め防止するために、警告音を発生させたりモニタリングする機能をする。例えば、一般的に「車両バックソナー（Ｂａｃｋ Ｓｏｎａｒ）」と呼ばれる装置は、車両の後方に装着され、車両を駐車空間に駐車するために後退する時に物体（人）との衝突を防止するために利用される。
【０００４】
このようなバックソナーは、車両の後方に存在する人または他の障害物などを含む物体を検出するために利用されている。
【０００５】
従来の超音波センサは、アルミニウムケースの底面にエポキシなどを利用して圧電素子を接合し、圧電素子の上部に、超音波の振動エネルギーを吸収して残響時間を短縮し、内蔵部品を保護するための吸音材が配置され、吸音材の上部には印刷回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ:ＰＣＢ）が配置される。ここで、印刷回路基板（ＰＣＢ）には、外部温度による感度の変化を補償するための温度補償素子が実装され、外部から電圧が印加されるリード線及び圧電素子に接合されたリード線との連結のための電極が形成されている。
【０００６】
このような従来の超音波センサは、印刷回路基板（ＰＣＢ）に温度補償素子を実装し、印刷回路基板（ＰＣＢ）の各電極とリード線とを連結するために、数回の半田付け工程が要求される。このため、製造工程が容易でなく、自動化及び量産化が困難であるという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述の従来技術の問題点を解決するためのものであり、本発明の一側面は、超音波センサの内部に配置される部品の組み立て及びリード線の連結に半田付け工程が不要であるため、製品の製造が容易である超音波センサを提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施例による超音波センサは、筒状のケースと、前記ケースの内部の底面上に配置される圧電素子と、外部から正電圧及び負電圧が夫々印加される第１の端子及び第２の端子と、前記第１の端子が連結される第１の領域と前記第２の端子が連結される第２の領域とからなる伝導性部材及び前記伝導性部材の下面に貼り付けられた支持部材を備える連結手段と、前記伝導性部材の第１の領域と第２の領域との間を貫通して前記支持部材に挿入された温度補償素子と、を含む。
【０００９】
ここで、前記伝導性部材には前記第１の領域と第２の領域とを区分する切開部が形成され、前記支持部材には前記切開部と対応する溝が形成され、前記温度補償素子は前記切開部を貫通して前記溝に挿入されることができる。
【００１０】
前記温度補償素子は、正電極が形成された第１の面と、前記第１の面と対向し、負電極が形成された第２の面とが夫々第１の領域及び第２の領域に接するように、前記伝導性部材を貫通することができる。
【００１１】
また、前記第１の端子に一端が連結された第１のリード線と、前記第２の端子に一端が連結された第２のリード線と、をさらに含み、前記第１のリード線の他端及び第２のリード線の他端は、夫々前記伝導性部材の第１の領域及び第２の領域の上面から下面に差し込まれ、前記支持部材に挿入されることができる。
【００１２】
また、前記圧電素子の上部に形成された電極に一端が連結された第３のリード線をさらに含み、前記第３のリード線の他端は、前記支持部材を貫通して前記伝導性部材の第１の領域の下面から上面に差し込まれることができる。
【００１３】
また、前記伝導性部材の第２の領域は「Ｌ」状に曲げられた形状を有し、前記「Ｌ」状のうち「―」部分は前記支持部材上に貼り付けられ、「｜」部分は前記ケースの内部側壁に接することができる。
【００１４】
ここで、前記伝導性部材は、伝導性ゴムまたは伝導性フィルムであることができる。
また、前記ケースの内部の前記圧電素子上に配置される吸音材と、前記ケースの内部に充填されるモールディング材と、をさらに含むことができる。
【００１５】
また、前記支持部材は非伝導性物質であることができ、前記支持部材は前記ケースの内部底面の形状と同一の形状を有することができ、前記支持部材の面積は前記ケースの内部底面の面積と同一であることができる。
【００１６】
また、前記連結手段の全体厚さは前記ケースの内壁の高さより小さいことができる。
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。
【００１７】
本発明の詳細な説明に先立ち、本明細書及び請求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】
【００１８】
本発明は、伝導性部材に温度補償素子を貫通させて二つの領域に分け、各領域に正電圧及び負電圧が印加されるリード線及び圧電素子に接合されたリード線を差し込んで連結することにより、半田付け工程を行うことなく超音波センサの各部品を電気的に連結することができる効果がある。
【００１９】
また、本発明は、半田付け工程を行うことなく単純に差し込む方式を利用して超音波センサの各部品を電気的に連結することができるため、製品の組み立てが容易であり、量産化及び自動化が可能な効果がある。
【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、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。
図１は本発明の一実施例による超音波センサの構造を示す断面図である。
【００２２】
図１を参照すると、本発明の一実施例による超音波センサ１００は、筒状のケース１１０と、圧電素子１２０と、第１の端子１５１と、第２の端子１５３と、連結手段１３０と、温度補償素子１４０と、を含む。
【００２３】
ケース１１０は、図１に図示したように、底面１１０ａ及び側壁１１０ｂを有する筒状であり、その材質は、特に限定されるものではないが、例えばアルミニウム材質で製造することができ、音響インピーダンスの小さい材料、即ち、振動しやすい金属材料で製造することが好ましい。
【００２４】
本実施例において、ケース１１０は切削加工により製造されることができるが、特にこれに限定されるものではなく、プレス成形、射出成形によって製造されることができる。
【００２５】
本実施例において、ケース１１０の底面１１０ａには圧電素子１２０が貼り付けられることができる。
【００２６】
圧電素子１２０は、例えば、円板状の圧電セラミック板の表裏面に電極（不図示）を形成し、これら電極間に電圧を印加することにより、広がり振動または厚み振動を発生するものである。本実施例では、圧電素子１２０の一面（以下、「下面」という）側の電極（不図示）が導電性接着剤などによってケース１１０の底面１１０ａ上に接着され、圧電素子１２０の他面（以下、「上面」という）側の電極（不図示）には後述する連結手段１３０に差し込むことができる第３のリード線１６５の一端が接合されている。
【００２７】
この際、第３のリード線１６５の一端と圧電素子１２０の上面に形成された電極とは、半田付け１２１により互いに接合されることができる。
【００２８】
本実施例では、図１に図示したように、圧電素子１２０の正（＋）電極がケース１１０の内側に向かうように、負（−）電極がケース１１０の底面１１０ａに接合されることができるが、特にこれに限定されるものではない。
【００２９】
また、圧電素子１２０の上面には、ケース１１０の内側に向かう超音波を吸収するために用いられる吸音材１２５が接着されることができる。
【００３０】
吸音材１２５は、例えば、不織布、フェルト（ｆｅｌｔ）などからなることができるが、特にこれに限定されるものではなく、圧電素子１２０上に接着剤により接着されることができる。
【００３１】
本実施例による超音波センサ１００は、外部から正（＋）電圧及び負（−）電圧が夫々印加される第１の端子１５１及び第２の端子１５３を含むことができる。
【００３２】
また、第１の端子１５１に一端が連結された第１のリード線１６１と、第２の端子１５３に一端が連結された第２のリード線１６３と、をさらに含むことができる。
【００３３】
本実施例において、連結手段１３０は、伝導性部材１３３と、伝導性部材１３３を支持する支持部材１３１と、を含むことができる。
【００３４】
伝導性部材１３３としては、伝導性ゴムまたは伝導性フィルムなどを利用することができるが、特にこれに限定されるものではなく、伝導性であり、柔軟な性質を有する材質であれば使用可能である。
【００３５】
本実施例において、伝導性部材１３３は、図１に図示したように、第１の端子１５１と連結される第１の領域Ａと第２の端子１５３と連結される第２の領域Ｂとに区分されることができる。
【００３６】
ここで、伝導性部材１３３の第２の領域Ｂは、「Ｌ」状に曲げられた形状を有しており、「Ｌ」状のうち「―」部分Ｂ２は支持部材１３１上に貼り付けられ、「｜」部分Ｂ１はケース１１０の内壁１１０ｂに接することができる。これにより、第２の端子１５３とケース１１０とが電気的に連結されることができる。
【００３７】
この際、伝導性部材１３３を支持部材１３１上に貼り付ける際、例えば、エポキシのような接着剤を利用することができるが、特にこれに限定されるものではなく、非伝導性である接着剤であれば使用可能である。
【００３８】
支持部材１３１は、上述の吸音材１２５と同様に、不織布またはフェルト（ｆｅｌｔ）で製造されることができるが、特にこれに限定されるものではなく、非伝導性であり、上述のリード線が容易に差し込まれ固定されることができる材質であれば使用可能である。
【００３９】
本実施例において、支持部材１３１の面積は、伝導性部材１３３の上部の面積より大きいことができるが、特にこれに限定されるものではない。
【００４０】
また、支持部材１３１は、ケース１１０内部の底面１１０ａの形状と同一の形状を有することができ、底面１１０ａの面積と同一の面積を有することができるが、特にこれに限定されるものではない。
【００４１】
但し、支持部材１３１は、ケース１１０の内部に挿入される際、ケース１１０の側壁１１０ｂに接することができるサイズに製造することが、製品の組み立てをより容易にすることができる。
【００４２】
また、本実施例において、伝導性部材１３３と支持部材１３１を含む連結手段１３０の全体厚さは、ケース１１０の側壁１１０ｂの高さより小さいことが好ましい。
【００４３】
本実施例による超音波センサ１００は、温度補償素子１４０を含むことができる。
温度補償素子１４０は、温度によって負荷容量が変わる負荷容量素子であり、温度が上昇すると負荷容量が増加し、圧電素子１２０の共振周波数を相殺する機能をする。
【００４４】
また、温度補償素子１４０は、正（＋）電極が形成された第１の面１４０ａと、負（−）電極が形成された第２の面１４０ｂとを含み、図１に図示したように、第１の面１４０ａと第２の面１４０ｂとは互いに対向している。
【００４５】
本実施例では、温度補償素子１４０は連結手段１３０に差し込んで挿入されるが、図１に図示したように、温度補償素子１４０の第１の面１４０ａが伝導性部材１３３の第１の領域Ａに接し、第２の面１４０ｂが伝導性部材１３３の第２の領域Ｂに接するように挿入されることができる。
【００４６】
この際、伝導性部材１３３には、第１の領域Ａと第２の領域Ｂとを区分する切開部（不図示）が形成され、支持部材１３１には前記切開部（不図示）と対応する溝（不図示）が形成されており、温度補償素子１４０は外力によって伝導性部材１３３の切開部（不図示）を貫通して支持部材１３１の溝（不図示）に挿入されることができる。
【００４７】
この際、支持部材１３１に形成された溝（不図示）は、支持部材１３１の厚さ方向に一部にのみ形成されることもでき、または、厚さ方向に完全に貫通するように形成されることもできる。これにより、伝導性部材１３３を貫通する温度補償素子１４０が支持部材１３１を貫通せずに連結手段１３０に装着されることもでき、図１のように、支持部材１３１を貫通して外部に突出されるように装着されることもできる。
【００４８】
また、図２に図示したように、温度補償素子１４０が挿入される支持部材１３１に形成された溝（不図示）のＹ方向の長さは、その上部に貼り付けられた伝導性部材１３３のＹ方向の長さより長いことが好ましく、支持部材１３１の面積は伝導性部材１３３の面積より大きいことが好ましいが、特にこれに限定されるものではない。
【００４９】
また、本実施例では、伝導性部材１３３のＹ方向の長さを温度補償素子１４０のＹ方向の長さより小さく形成して温度補償素子１４０を連結手段１３０に挿入することにより、伝導性部材１３３が温度補償素子１４０によって二つの領域、例えば正（＋）電極部と負（−）電極部とに完全に分離されるようにすることが好ましい。
【００５０】
即ち、温度補償素子１４０によって伝導性部材１３３が正（＋）電極部と負（−）電極部とに分離される。
【００５１】
本実施例では、第１の端子１５１に一端が連結された第１のリード線１６１の他端と、第２の端子１５３に一端が連結された第２のリード線１６３の他端と、圧電素子１２０に一端が接合された第３のリード線１６５の他端とは、全て連結手段１３０に差し込まれることができる。
【００５２】
即ち、図１及び図２に図示したように、第１のリード線１６１の他端と第２のリード線１６３の他端は、夫々伝導性部材１３３の第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂの上面から下面への方向に差し込まれ、支持部材１３１に挿入されることができる。
【００５３】
また、図１及び図３に図示したように、第３のリード線１６５の他端は、支持部材１３１の下部から支持部材１３１を貫通して伝導性部材１３３の第１の領域Ａに差し込まれることができる。
【００５４】
この際、図１から図３では、第１のリード線１６１の他端、第２のリード線１６３の他端及び第３のリード線１６５の他端が、夫々支持部材１３１、支持部材１３１及び伝導性部材１３３の外部に突出されないように差し込まれているが、特にこれに限定されるものではなく、外部に突出されるように差し込まれることも可能である。
【００５５】
また、伝導性部材１３３において第１のリード線１６１、第２のリード線１６３及び第３のリード線１６５が差し込まれる部分には、溝（不図示）または切開部（不図示）などが形成されることができるが、特にこれに限定されるものではなく、圧力を加えて穿孔して差し込むことも可能である。
【００５６】
また、本実施例による超音波センサ１００は、上述の全ての構成要素を伝導性部材内に挿入して連結した後、ケース１１０の内部の空き空間にモールディング材を充填することにより、緩く連結された部分を堅固に固定させることができる。
【００５７】
この際、前記モールディング材としては、エポキシモールディングコンパウンド（Ｅｐｏｘｙ Ｍｏｌｄｉｎｇ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ：ＥＭＣ）、発砲性樹脂、またはシリコーンなどを用いることができるが、特にこれに限定されるものではない。
【００５８】
上述したように、本実施例による超音波センサ１００は、伝導性部材１３３を含む連結手段１３０に温度補償素子１４０を挿入することにより伝導性部材１３３を正（＋）電極部である第１の領域Ａと負（−）電極部である第２の領域Ｂとに分離し、正（＋）電圧が印加される第１の端子１５１と連結された第１のリード線１６１を第１の領域Ａに、負（−）電圧が印加される第２の端子１５３と連結された第２のリード線１６３を第２の領域Ｂに差し込み、圧電素子１２０に接合された第３のリード線１６５を第１の領域Ａに差し込んだ構造である。
【００５９】
これにより、本実施例による超音波センサ１００は、半田付けを行うことなく全ての付属品、即ち、第１の端子１５１、第２の端子１５３、第１のリード線１６１、第２のリード線１６３、第３のリード線１６５、圧電素子１２０、温度補償素子１４０及びケース１１０が電気的に連結されることができる。
【００６０】
また、上述したように、半田付け工程を行うことなく伝導性部材に全ての付属品を差し込んで連結するため、製品の製造工程が単純になり、量産化及び自動化が可能になる。
【００６１】
以上、本発明を具体的な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。
【００６２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施例による超音波センサの構造を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施例による超音波センサの構成のうち、温度補償素子とリード線が差し込まれた連結手段を上部からみた構造を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施例による超音波センサの構成のうち、温度補償素子とリード線が差し込まれた連結手段を下部からみた構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６４】
１００ 超音波センサ
１１０ ケース
１１０ａ 底面
１１０ｂ 側壁
１２０ 圧電素子
１２１ 半田付け
１２５ 吸音材
１３０ 連結手段
１３１ 支持部材
１３３ 伝導性部材
１４０ 温度補償素子
１４０ａ 第１の面
１４０ｂ 第２の面
１５１ 第１の端子
１５３ 第２の端子
１６１ 第１のリード線
１６３ 第２のリード線
１６５ 第３のリード線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のケースと、
前記ケースの内部の底面上に配置される圧電素子と、
外部から正電圧及び負電圧が夫々印加される第１の端子及び第２の端子と、
前記第１の端子が連結される第１の領域と前記第２の端子が連結される第２の領域とからなる伝導性部材及び前記伝導性部材の下面に貼り付けられた支持部材を備える連結手段と、
前記伝導性部材の第１の領域と第２の領域との間を貫通して前記支持部材に挿入された温度補償素子と、
を含む超音波センサ。
【請求項２】
前記伝導性部材には前記第１の領域と第２の領域とを区分する切開部が形成され、
前記支持部材には前記切開部と対応する溝が形成され、
前記温度補償素子は前記切開部を貫通して前記溝に挿入される請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項３】
前記温度補償素子は、正電極が形成された第１の面と、前記第１の面と対向し、負電極が形成された第２の面とが夫々第１の領域及び第２の領域に接するように、前記伝導性部材を貫通する請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項４】
前記第１の端子に一端が連結された第１のリード線と、
前記第２の端子に一端が連結された第２のリード線と、をさらに含み、
前記第１のリード線の他端及び第２のリード線の他端は、夫々前記伝導性部材の第１の領域及び第２の領域の上面から下面に差し込まれ、前記支持部材に挿入される請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項５】
前記圧電素子の上部に形成された電極に一端が連結された第３のリード線をさらに含み、前記第３のリード線の他端は、前記支持部材を貫通して前記伝導性部材の第１の領域の下面から上面に差し込まれる請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項６】
前記伝導性部材の第２の領域は「Ｌ」状に曲げられた形状を有し、前記「Ｌ」状中「―」部分は前記支持部材上に貼り付けられ、「｜」部分は前記ケースの内部側壁に接する請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項７】
前記伝導性部材は、伝導性ゴムまたは伝導性フィルムである請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項８】
前記ケースの内部の前記圧電素子上に配置される吸音材をさらに含む請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項９】
前記ケースの内部に充填されるモールディング材をさらに含む請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項１０】
前記支持部材は非伝導性物質である請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項１１】
前記支持部材は前記ケースの内部底面の形状と同一の形状を有する請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項１２】
前記支持部材の面積は前記ケースの内部底面の面積と同一である請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項１３】
前記連結手段の全体厚さは前記ケースの内壁の高さより小さい請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項１】
筒状のケースと、
前記ケースの内部の底面上に配置される圧電素子と、
外部から正電圧及び負電圧が夫々印加される第１の端子及び第２の端子と、
前記第１の端子が連結される第１の領域と前記第２の端子が連結される第２の領域とからなる伝導性部材及び前記伝導性部材の下面に貼り付けられた支持部材を備える連結手段と、
前記伝導性部材の第１の領域と第２の領域との間を貫通して前記支持部材に挿入された温度補償素子と、
を含む超音波センサ。
【請求項２】
前記伝導性部材には前記第１の領域と第２の領域とを区分する切開部が形成され、
前記支持部材には前記切開部と対応する溝が形成され、
前記温度補償素子は前記切開部を貫通して前記溝に挿入される請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項３】
前記温度補償素子は、正電極が形成された第１の面と、前記第１の面と対向し、負電極が形成された第２の面とが夫々第１の領域及び第２の領域に接するように、前記伝導性部材を貫通する請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項４】
前記第１の端子に一端が連結された第１のリード線と、
前記第２の端子に一端が連結された第２のリード線と、をさらに含み、
前記第１のリード線の他端及び第２のリード線の他端は、夫々前記伝導性部材の第１の領域及び第２の領域の上面から下面に差し込まれ、前記支持部材に挿入される請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項５】
前記圧電素子の上部に形成された電極に一端が連結された第３のリード線をさらに含み、前記第３のリード線の他端は、前記支持部材を貫通して前記伝導性部材の第１の領域の下面から上面に差し込まれる請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項６】
前記伝導性部材の第２の領域は「Ｌ」状に曲げられた形状を有し、前記「Ｌ」状中「―」部分は前記支持部材上に貼り付けられ、「｜」部分は前記ケースの内部側壁に接する請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項７】
前記伝導性部材は、伝導性ゴムまたは伝導性フィルムである請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項８】
前記ケースの内部の前記圧電素子上に配置される吸音材をさらに含む請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項９】
前記ケースの内部に充填されるモールディング材をさらに含む請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項１０】
前記支持部材は非伝導性物質である請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項１１】
前記支持部材は前記ケースの内部底面の形状と同一の形状を有する請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項１２】
前記支持部材の面積は前記ケースの内部底面の面積と同一である請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項１３】
前記連結手段の全体厚さは前記ケースの内壁の高さより小さい請求項１に記載の超音波センサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−４６４０９（Ｐ２０１３−４６４０９Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２８８６２６（Ｐ２０１１−２８８６２６）
【出願日】平成２３年１２月２８日（２０１１．１２．２８）
【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３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月２８日（２０１１．１２．２８）
【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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