JP3552605B2

JP3552605B2 - Ultrasonic transducer

Info

Publication number: JP3552605B2
Application number: JP24667499A
Authority: JP
Inventors: 真武宇野; 究柴田; 智史梶山; 健小野; 裕介橋本; 隆児大谷; 将彦足立
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1999-08-31
Filing date: 1999-08-31
Publication date: 2004-08-11
Anticipated expiration: 2019-08-31
Also published as: JP2001078296A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波を発振すると共に障害物からの反射波を受信して障害物の存在を検知する、車載用等として用いられる超音波センサに適用できる超音波振動子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車載用の障害物検知を行う超音波センサとしては、超音波センサより超音波パルスを空気中に発振し、検知対象物等の障害物に反射して、その反射波を超音波センサで受信し、その受信信号の処理を行い、警報等を発するような構成になっているものがある。
【０００３】
超音波センサの取付状態を図１０に示す。この超音波センサ２０は自動車１８のバンパー１９に取付けられている。ここで、バンパー１９周辺に存在する自動車１８の移動の支障となる障害物を検知すると共に、路面等の、自動車１８の移動の支障とならないものを検知しないようにするためには、路面に対して水平方向に広く、垂直方向に狭い検知エリアを有する超音波センサ２０を使用する必要がある。
【０００４】
このような、路面に対して水平方向に広く、垂直方向に狭い異方向性の指向特性を有する超音波センサ２０としては、従来から、図１１に示すようなものがあった。この超音波センサ２０には、超音波を発振すると共に反射波を受信する超音波振動子Ａ′が内装されており、この超音波振動子Ａ′の前方に超音波の指向特性を制御するホーン２１が設けられている。このホーン２１は超音波振動子Ａ′と外部とを連通する開口部として形成されており、この開口部の縦径ａ、横径ｂ及び深さｃを適宜の寸法形状に設計することにより、超音波の指向特性を制御するものである。ここで図中の２２は超音波振動子Ａ′を固定する保持ゴム、２３はセンサのハウジングを示す。このように構成される超音波センサ２０は、自動車１８のバンパー１９に、ホーン２１がバンパー１９から外部に開口するように配設される。
【０００５】
しかし、この図１１に示すようなホーン２１を備えた超音波センサ２０を用いると、自動車１８の走行中にホーン２１内に雨水が入り込んだり、雪や埃が溜ったりしやすいものであった。このようにホーン２１内に異物が入り込むと、超音波振動子Ａ′から発振される超音波の異方向性の指向特性が変化して、障害物を検知できる検知エリアが変化したり、あるいはホーン２１内部の異物を超音波センサ２０で検知してしまい、障害物が存在しないにもかかわらず、障害物があるかのように報知してしまうという問題があった。また、超音波センサ２０の取付状態においてホーン２１がバンパー１９の表面から突出しており、しかもホーン２１の開口が外部に露出するため、外観が悪いという問題もあった。
【０００６】
そこで、超音波を発生させる超音波振動子Ａ′自体に異方向性の指向性を具備させることにより、ホーン２１を不要なものとする試みがなされている。すなわち、超音波振動子Ａ′に、その取付状態において、路面に対して水平方向に超音波を放射する振動モードと、垂直方向に放射する振動モードとが異なるモードとなり、超音波振動子Ａ′から発振される超音波に、異方向性の指向性を具備させるものである
このような異方向性の指向性を有する超音波振動子Ａ′としては、従来、図１２に示すようなものが提案されている。この超音波振動子Ａ′は、金属にて円柱状に形成されており、上底面から下底面に向けて凹部２６が形成されている。この凹部２６の底面が振動部４′として形成されており、振動部４′には、厚みの厚い厚肉部２４が形成されると共に、厚肉部２４の両側方に厚肉部２４よりも厚みの薄い薄肉部２５が形成されている。この超音波振動子Ａ′の凹部２６内において、振動部４′の厚肉部２４上に圧電素子８が、電気的に接続された状態で配設されている。また圧電素子８の、振動部４′に接触していない側の面及び超音波振動子Ａ′には、それぞれリード線７が接続されている。そして、リード線７間に電圧を印加することにより、圧電素子８を振動させ、それに伴って振動部４′を振動させることにより、振動部４′から超音波を発生させるものである。
【０００７】
このような超音波振動子Ａ′を自動車１８に取付けるにあたっては、バンパー１９等に設けた開口に、超音波振動子Ａ′の振動部４がバンパー１９から露出するように配設するものであり、このとき振動部４′の薄肉部２５が水平方向に並ぶように配置するものである。
【０００８】
この超音波振動子Ａ′の振動部４′における水平方向の振動モードは単純な撓み振動である。一方、垂直方向の振動モードは、厚肉部２４の外側が薄肉部２５のために撓みやすくなっているので、厚肉部２４の振動に引かれるように薄肉部２５が撓むこととなり、そのため水平方向の振動モードに比べて平面振動が大きくなる。その結果、振動部４′の振動により発生する超音波の発振方向は、水平方向に比べて垂直方向への広がりが鋭くなり、超音波発振に異方向性を持つ指向性が付与される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような形状を有する超音波振動子Ａ′を金属で作製する場合は、鍛造により作製することとなるが、超音波発振の指向性を制御するには薄肉部２５の厚み精度が重要となり、そのためいくつもの鍛造工程が必要となる。また薄肉部２５の寸法精度も需要であるため、鍛造工程とは別に切削工程も必要となり、安価な加工手段で製造できないという問題があった。
【００１０】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、異方向性の指向特性を有する超音波発振子を安価に容易に製造することができ、更に高出力で密閉性の良い、デザイン性に優れた超音波振動子を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る超音波振動子は、一端面が開口すると共に他端面が閉塞面であるケース体１の閉塞面１ａの内面側に圧電素子８を配設し、この閉塞面１ａにて発生される超音波が異方向性の指向特性を有する超音波振動子Ａにおいて、ケース体１を金属製の板材１３から形成される金属ケース２と、合成樹脂材からなる樹脂ケース３とで構成し、一面が超音波送受信面４ｃとして形成されると共に他面が圧電素子８が配設される配設面４ｄとして形成される振動部４と、振動抑止部５とで構成され、振動部４の外縁に、振動部４と振動抑止部５とが直接接続する少なくとも一対の接続部４ａと、振動部４と振動抑止部５とが直接には接続されていない少なくとも一対の非接続部４ｂとを形成した前記金属ケース２を、振動抑止部５において前記樹脂ケース３に固定して成ることを特徴とするものである。
【００１２】
また本発明の請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、金属製の板材１３に曲げ加工を施して金属ケース２を形成して成ることを特徴とするものである。
【００１３】
また本発明の請求項３に係る発明は、請求項１の構成に加えて、金属製の板材１３に絞り加工を施して金属ケース２を形成して成ることを特徴とするものである。
【００１５】
また本発明の請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかの構成に加えて、金属ケース２の振動部４の外縁に、接続部４ａと非接続部４ｂとを交互に形成して一対の接続部４ａと一対の非接続部４ｂとを形成すると共に、接続部４ａ同士の並び方向と非接続部４ｂ同士の並び方向とが略直交するように形成して成ることを特徴とするものである。
【００１６】
また本発明の請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかの構成に加えて、一面が超音波送受信面４ｃとして形成されると共に他面が圧電素子８が配設される配設面４ｄとして形成される振動部４と、振動部４の外縁から配設面４ｄ側に向けて延出された振動抑止部５とで金属ケース２を構成し、この金属ケース２を、前面と背面において開口する配置部６を有する樹脂ケース３に、配置部６の内面に金属ケース２の振動抑止部５の外面を配置すると共に配置部６の前面側の開口を金属ケース２の振動部４にて閉塞して樹脂ケース３の前面と振動部４の超音波送受信面４ｃにて閉塞面１ａを構成するように保持させて成ることを特徴とするものである。
【００１７】
また本発明の請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれかの構成に加えて、インサート成形によって金属ケース２に樹脂ケース３を一体成形してケース体１を形成して成ることを特徴とするものである。
【００１８】
また本発明の請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれかの構成に加えて、ケース体１の閉塞面１ａにシート材１７を設けて成ることを特徴とするものである。
【００１９】
また本発明の請求項８の発明は、請求項７の構成に加えて、ケース体１の閉塞面１ａにシート材１７を接着することにより閉塞面１ａにシート材１７を設けて成ることを特徴とするものである。
【００２０】
また本発明の請求項９の発明は、請求項７又は８のいずれかの構成に加えて、シート材１７の外周縁を樹脂ケース３の外周面まで延出させて成ることを特徴とするものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００２２】
まず図１に示す超音波振動子Ａについて説明する。
【００２３】
ケース体１は、金属ケース２と樹脂ケース３とから構成される。
【００２４】
金属ケース２は、振動部４と振動抑止部５とから構成されている。振動部４は厚みがほぼ均一な矩形状の板状に形成され、一面が超音波送受信面４ｃとして形成されており、また他面は圧電素子８が配設される配設面４ｄとして形成されている。振動抑止部５は振動部４の外縁を構成する４辺のうち、対向し合う一対の各辺から配設面４ｄ側に向けてそれぞれ延出されている。すなわち、振動部４の外縁を構成する４個の辺のうち、対向し合う一対の辺が、振動抑止部５と直接接続された接続部４ａとして形成され、対向し合う他の一対の辺が、振動抑止部５とは直接に接続されていない非接続部４ｂとして形成されているものであり、また振動部４の外縁に沿って交互に形成された接続部４ａと非接続部４ｂとが接続部４ａ同士の並び方向と非接続部４ｂ同士の並び方向とが略直交するように配置されているものである。
【００２５】
この金属ケース２には、薄肉部分や厚肉部分を形成するような厚み設計を行う必要がなく、その形状も単純であるため、複雑な鍛造工程や切削工程を施すことなく、一枚の金属製の板材１３に単純な曲げ加工や絞り加工を施すことにより安価且つ容易に作製することができる。例えば図２に示すように、アルミニウム板等の金属製の板材１３の上面に直方体状の折曲げ治具１４を配置した状態で、この板材１３の両側部を折曲げ治具１４に沿って上方に折曲げ成形することにより、作製されるものであり、折曲げ治具１４の下方に配置されている部分が振動部４、折曲げ治具１４に沿って上方に折曲げられた部分が振動抑止部５として形成される。
【００２６】
樹脂ケース３は、剛性が高く制振性に優れた合成樹脂材にて形成される。この樹脂ケース３は前面が円形状、背面が前面よりも径が大きい円形状に形成されており、前面と背面とを接続する外周面には、前面側よりも背面側の方が径が大きくなるように段差５ａが形成されている。この樹脂ケース３には前面及び背面にて開口する前後方向の貫通孔が形成されており、この貫通孔の内部が、金属ケース２が配置される配置部６として構成されている。この配置部６の内周形状は、金属ケース２の振動部４の外縁形状と略同一の寸法及び形状を有する矩形状に形成されている。
【００２７】
金属ケース２は、樹脂ケース３の配置部６内に保持されているものであり、このとき金属ケース２の振動部４は樹脂ケース３の配置部６の、前面側の開口を塞ぐと共に振動部４の超音波送受信面４ｃが樹脂ケース３の前面と略面一になるように配置されることにより、樹脂ケース３の前面と振動部４の超音波送受信面４ｃにて、閉塞面１ａが構成されている。また一対の振動抑止部５は配置部６の内面に密接して配置され、配置部６の内面において樹脂ケース３に固定されている。
そのため、配置部６の外縁を構成する４辺のうち、一対の接続部４ａは樹脂ケース３に固定され、一対の非接続部４ｂは固定されずに撓みやすくなっている。
【００２８】
圧電素子８は、振動部４の配設面４ｄに電気的に接続されて配設されている。また金属ケース２の振動抑止部５と、圧電素子８の、配設面４ｄに接続されていない側の面には、それぞれリード線７が接続されている。
【００２９】
次に図３に示す超音波振動子Ａについて説明する。
【００３０】
ケース体１は、金属ケース２と樹脂ケース３とから構成される。
【００３１】
金属ケース２は、略有底円筒状に形成されている。この金属ケース２の底部は振動部４として形成されている。この振動部４は厚みがほぼ均一に形成されており、一面が超音波送受信面４ｃとして形成され、他面は圧電素子８が配設される配設面４ｄとして形成されている。また側面部分は、振動部４の外縁から配設面４ｄ側に向けて延出された振動抑止部５として形成されている。また振動部４と振動抑止部５とが接続する部分において、金属ケース２の内側と外側とを連通する開口部９が形成されている。この開口部９は、振動部４と振動抑止部５とが接続する部分が一部切り欠かれた形状に形成される。この開口部９は二つ形成されているものであり、金属ケース２を両断する振動部４に対して垂直な平面に対して略対称に形成され、かつ開口部９の振動部４側の外縁部分が振動部４の中心に対して略点対称に形成されている。すなわち、振動部４の外縁のうち、開口部９と隣接する部分は、振動抑止部５とは直接は接続されていない一対の直線状の非接続部４ｂとして形成され、この非接続部４ｂ以外の部分が、振動抑止部５と直接接続された一対の弧状の接続部４ａとして形成されているものであり、また振動部４の外縁に沿って交互に形成された接続部４ａと非接続部４ｂとが接続部４ａ同士の並び方向と非接続部４ｂ同士の並び方向とが略直交するように配置されているものである。この接続部４ａは円弧状に形成され、非接続部４ｂは直線状に形成されているものであり、そのため振動部４は小判状に形成されている。また振動抑止部５の、振動部４とは反対側の端部の外周には、全周に亘って外方に突出するリブ１０が形成されている。
【００３２】
この金属ケース２には、薄肉部分や厚肉部分を形成するような厚み設計を行う必要がなく、その形状も単純であるため、複雑な鍛造工程や切削工程を施すことなく、一枚の金属製の板材１３に単純な曲げ加工や絞り加工を施すことにより安価且つ容易に作製することができる。例えば図４に示すように、アルミニウム板等の金属製の板材１３の絞り加工にて形成されている。すなわち、まず図４（ａ）に示すような円盤状の金属製の板材１３に絞り加工を施して、フランジ１５を有する有底円筒状に成形する。この絞り加工は図４（ｂ）〜（ｄ）に示すように、浅絞り、中絞り、深絞りの三段階の絞り加工工程を経て行われる。そして、図４（ｅ）に示すように、底部と周面部との接続部分に、パンチ１６等を用いて２箇所穴開け加工を施して、一対の開口部９を形成すると共に、フランジ１５部分を、リブ１０となる部分を残して切断することにより、金属ケース２が形成されるものである。
【００３３】
樹脂ケース３は、剛性が高く制振性に優れた合成樹脂材にて形成される。この樹脂ケース３は前面が円形状、背面が前面よりも径が大きい円形状に形成されており、前面と背面とを接続する外周面には、前面側よりも背面側の方が径が大きくなるように段差５ａが形成されている。この樹脂ケース３には前面及び背面にて開口する前後方向の貫通孔が形成されており、この貫通孔の内部が、金属ケース２が配置される配置部６として構成されている。この配置部６の内周形状は、金属ケース２の振動抑止部５の外周面形状と略同一の形状及び寸法を有する断面略円形状に形成されている。
【００３４】
金属ケース２は、樹脂ケース３の配置部６内に保持されているものであり、このとき金属ケース２の振動部４は樹脂ケース３の配置部６の、前面側の開口を塞ぐと共に振動部４の超音波送受信面４ｃが樹脂ケース３の前面と略面一になるように配置される。また一対の振動抑止部５は配置部６の内面に密接して配置され、配置部６の内面において樹脂ケース３に固定されている。そのため、配置部６の外縁のうち、一対の接続部４ａは樹脂ケース３に固定され、一対の非接続部４ｂは固定されずに撓みやすくなっている。またここで配置部６の、振動部４にて閉塞される側の開口には、金属ケース２の開口部９から金属ケース２の内側に向けて突出する突出部１２が突設されており、そのため配置部６の振動部４にて閉塞される側の開口形状は、振動部４と略同一の形状及び寸法を有する小判状に形成される。また配置部６の、振動部４にて閉塞される側とは反対側の開口の内周には、金属ケース２のリブ１０と対応する形状のリブ受け部１１が、全周に亘って凹設されている。
【００３５】
圧電素子８は、振動部４の配設面４ｄに電気的に接続されて配設されている。また金属ケース２の振動抑止部５と、圧電素子８の、配設面４ｄに接続されていない側の面には、それぞれリード線７が接続されている。
【００３６】
次に図５に示す超音波振動子Ａについて説明する。
【００３７】
ケース体１は、金属ケース２と樹脂ケース３とから構成されている。
【００３８】
金属ケース２は、振動部４と振動抑止部５とから構成されている。振動部４は厚みがほぼ均一な矩形状の板状に形成され、一面が超音波送受信面４ｃとして形成されており、また他面は圧電素子８が配設される配設面４ｄとして形成されている。振動抑止部５は振動部４の外縁から配設面４ｄ側に向けて延設されて筒状に形成されている。ここで振動部４の外縁を構成する４個の辺のうちの、対向し合う一対の辺と、振動抑止部５との間にはそれぞれ金属ケース２の内側と外側とを連通する開口部９が形成されており、そのためこの一対の辺が、振動抑止部５の直接には接続されていない非接続部４ｂとしてそれぞれ形成されている。また他の対向し合う一対の辺は振動抑止部５と直接接続された接続部４ａとしてそれぞれ形成されている。すなわち、振動部４の外縁に沿って交互に形成された接続部４ａと非接続部４ｂとが、接続部４ａ同士の並び方向と非接続部４ｂ同士の並び方向とが略直交するように配置されているものである。
【００３９】
この金属ケース２には、薄肉部分や厚肉部分を形成するような厚み設計を行う必要がなく、その形状も単純であるため、複雑な鍛造工程や切削工程を施すことなく、一枚の金属製の板材１３に単純な曲げ加工や絞り加工を施すことにより安価且つ容易に作製することができ、例えば図６に示されるように、一枚の金属製の板材１３を折曲げ成形することによって形成されている。すなわち、板材１３として、矩形状の主板１３ａの長尺方向の両端部から、それぞれ両側方に向けて合計４個の副板１３ｂを延出させて形成されたものを用いる。この主板１３ａをコ字状に折曲げ形成し、両端部の折曲げた部分を振動抑止部５として形成すると共に振動抑止部５にて挟まれた部分を振動部４として形成する。この折曲げ加工は、副板１３ｂが形成されている部分よりも内側において行う。このとき２対の副板１３ｂが対向し合うように配置される。そして更に副板１３ｂを、それぞれ対向する副板１３ｂに向けて折曲げると共に、対向し合う副板１３ｂの先端同士を突合わせるものである。このとき振動部４の外縁には、主板１３ａの折目部分に接続部４ａとして形成され、他の部分が非接続部４ｂとして形成される。また非接続部４ｂと振動抑止部５のうち副板１３ｂから形成される部分の外縁とで囲まれた部分に、金属ケース２の内方と外方とを連通する開口部９が形成される。
【００４０】
樹脂ケース３は、剛性が高く制振性に優れた合成樹脂材にて形成される。この樹脂ケース３は前面が円形状、背面が前面よりも径が大きい円形状に形成されており、前面と背面とを接続する外周面には、前面側よりも背面側の方が径が大きくなるように段差５ａが形成されている。この樹脂ケース３には前面及び背面にて開口する前後方向の貫通孔が形成されており、この貫通孔の内部が、金属ケース２が配置される配置部６として構成されている。この配置部６の内周形状は、金属ケース２の振動抑止部５の外周面形状と略同一の形状及び寸法を有する断面略矩形状に形成されている。
【００４１】
金属ケース２は、樹脂ケース３の配置部６内に保持されているものであり、このとき金属ケース２の振動部４は樹脂ケース３の配置部６の、前面側の開口を塞ぐと共に振動部４の超音波送受信面４ｃが樹脂ケース３の前面と略面一になるように配置される。また振動抑止部５は配置部６の内面に密接して配置され、配置部６の内面において樹脂ケース３に固定されている。そのため、配置部６の外縁のうち、一対の接続部４ａは樹脂ケース３に固定され、一対の非接続部４ｂは固定されずに撓みやすくなっている。またここで配置部６の、振動部４にて閉塞される側の開口には、金属ケース２の開口部９から金属ケース２の内側に向けて突出する突出部１２が突設されている。
【００４２】
圧電素子８は、振動部４の配設面４ｄに電気的に接続されて配設されている。また金属ケース２の振動抑止部５と、圧電素子８の、配設面４ｄに接続されていない側の面には、それぞれリード線７が接続されている。
【００４３】
上記図１、３、５に示すようにして構成される超音波振動子Ａは、リード線７間にパルス電圧を印加し、またリード線７間に発生する電圧を測定する制御回路を接続することにより、超音波センサとして構成することができる。そしてリード線７間にパルス電圧を印加すると圧電素子８が振動し、それに従って振動部４が振動して超音波を発振する。また、この振動部４から発振した超音波が障害物等にあたって反射し、この反射波が振動部４の超音波送受信面４ｃにあたると、振動部４が振動し、それに応じて圧電素子８が振動する。このとき圧電素子８内に起電力が発生するものであり、リード線７間の起電力を検知することにより、障害物の有無を検知することができる。
【００４４】
このような超音波振動子Ａを自動車のバンパー等の、取付対象物に取付ける場合は、取付対象物に形成した開口に超音波振動子Ａを、開口部９においてケース体１の閉塞面１ａが外部に露出するように配設する。このとき特に車載用として超音波振動子Ａを自動車のバンパー等に配設する場合は、ケース体１の閉塞面１ａを水平面に対して略垂直に配置すると共に、振動部４における一対の接続部４ａが垂直方向に並び、一対の非接続部４ｂが水平方向に並ぶように配置する。
【００４５】
超音波振動子Ａから超音波を発振する場合、振動部４における水平方向（一方の非接続部４ｂから他方の非接続部４ｂへと向う方向）の振動モードは単純な撓み振動であるが、垂直方向（一方の接続部４ａから他方の接続部４ａへと向う方向）の振動モードは、非接続部４ｂが樹脂ケース３に固定されていないために撓みやすくなっているので、水平方向の振動モードに比べて平面振動が大きくなるものであり、振動部４を厚みが略均一な平板状に形成したとしても、振動部４に複数種の振動モードを発生させることができる。すなわち振動部４は、接続部４ａ付近においては接続部４ａが固定されているため振幅が小さくなり、その代りに接続部４ａ間に挟まれた内方部分における振幅が大きくなるものである。その結果、振動部４の振動により発生する超音波の発振方向は、水平方向に比べて垂直方向に広がらずに鋭くなり、振動部４から発振される超音波には、全体として水平方向には広がるが垂直方向への広がりが狭くなる異方向性を持つ指向性が付与される。それに従って超音波振動子Ａの検知エリアは、水平方向に広く、垂直方向に狭いものとなるものであり、しかも超音波の送波出力が向上されるものである。そのため、このような超音波振動子Ａを特に車載用として用いると、路面等の、自動車の移動の支障とならないものを検知しないようにすることができるものである。
【００４６】
また超音波振動子Ａから発振される超音波自身が異方向性を持つ指向性を有するため、超音波発振子Ａからの超音波の発振方向である前方に超音波に指向性を付与するためのホーン等を設ける必要がなく、超音波振動子Ａの前方に窪み等を形成せずに超音波振動子Ａを直接外部に露出させることができるものであり、超音波振動子Ａの前方に雨水、雪、埃等の異物が溜ることを防ぎ、このような異物によって超音波振動子Ａから発振される超音波の異方向性の指向特性の変化や誤作動を防止することができるものであり、障害物を検知できる検知エリアが変化したり、障害物が存在しないにもかかわらず、障害物があるかのように報知してしまうというような事態を防ぐことができるものである。
【００４７】
また、超音波振動子Ａを取付対象物に取付けた状態において、ケース体１の閉塞面１ａを取付対象物の表面と面一になるように配設することができ、ホーン等が取付対象物の表面から突出したり、開口が外部に露出するようなことがなく、取付状態における外観を向上することができるものである。
【００４８】
またこれら図１、３、５に示すような超音波振動子Ａにおいて、樹脂ケース３を設けるにあたっては、成形金型のキャビティ内に金属ケース２を配置した状態でキャビティ内に樹脂ケース３を成形するインサート成形により、金属ケース２に樹脂ケース３を一体に成形してケース体１を作製することができる。このようにすると、樹脂ケース３を成形すると同時にケース体１を作製することができ、超音波振動子Ａの作製工程を削減することができるものであり、しかも金属ケース２の振動抑止部５と樹脂ケース３の配置部６の内面との密着性を向上して、金属ケース２の振動部４の接続部４ａを樹脂ケース３に安定して固定することができ、超音波振動子Ａの作動安定性を向上することができるものである。
【００４９】
次に図７に示す超音波振動子Ａについて説明する。この超音波振動子Ａは、図５に示す超音波振動子Ａに、シート材１７を設けたものである。このシート材１７は耐候性に優れた材質で形成することが好ましく、例えば塩化ビニル樹脂にて形成することができる。このシート材１７は、超音波振動子Ａのケース体１の閉塞面１ａ全面を覆うように設けられる。すなわち、シート材１７は、金属ケース２の振動部４と、樹脂ケース３の前面とからなる閉塞面１ａと、略同一の形状及び寸法に形成されるものであり、この超音波振動子Ａの閉塞面１ａと位置合わせして配設される。
【００５０】
この図７に示すように超音波振動子Ａにシート材１７を設けるようにすると、超音波振動子Ａを自動車のバンパー等の取付対象物に配設する場合などに、対象物の外観と近似する色を有するシート材１７を超音波振動子Ａに設けるようにして、超音波振動子Ａを対象物に外観良く配設することができるものである。また超音波振動子Ａを塗装する場合よりも容易に超音波振動子Ａの露出面の色を取付対象物に合わせることができるものである。また樹脂ケース３と金属ケース２との接合部分をシート材１７にて覆うことにより、超音波振動子Ａの密閉性が向上し、防水性に優れたものとすることができる。ここでシート材１７を設けるにあたっては、シート材１７と超音波振動子Ａのケース体１の閉塞面１ａとを接着剤にて接着するようにすると、シート材１７を閉塞面１ａに確実に取付けることができてシート材１７の取付強度を向上することができると共に、閉塞面１ａの密閉性を更に向上して防水性を更に向上することができるものである。
【００５１】
次に、図８に示す超音波振動子Ａについて説明する。この超音波振動子Ａは、図５に示す超音波振動子Ａに、シート材１７を設けたものである。このシート材１７は耐候性に優れた材質で形成することが好ましく、例えば塩化ビニル樹脂にて形成することができる。このシート材１７は、超音波振動子Ａのケース体１の閉塞面１ａ全面を覆い、更にこの閉塞面１ａと連続するケース体１の側周面に延出されるように設けられる。シート材１７は、金属ケース２の振動部４と、樹脂ケース３の前面とからなる閉塞面１ａと、略同一の形状に形成されると共にこの閉塞面１ａよりもやや大きい寸法に形成されるものである。シート材１７の外縁部には、Ｖ字型の切込み１７ｂが全周に亘って複数個形成されており、この切込み１７ｂに挟まれた部分が折返し部１７ａとして形成されている。また折返し部１７ａにて囲まれた部分は、ケース体１の閉塞面１ａと略同一の形状及び寸法に形成されている。そしてシート材１７を超音波振動子Ａに設けるにあたっては、シート材１７の折返し部１７ａよりも内側の部分を、ケース体１の閉塞面１ａと位置合わせすると共に、折返し部１７ａを閉塞面１ａと連続するケース体１の側周面に向けて折返すものである。
【００５２】
この図８に示すように超音波振動子Ａにシート材１７を設けるようにすると、超音波振動子Ａを自動車のバンパー等の取付対象物に配設する場合などに、対象物の外観と近似する色を有するシート材１７を超音波振動子Ａに設けるようにして、超音波振動子Ａを対象物に外観良く配設することができるものである。また超音波振動子Ａを塗装する場合よりも容易に超音波振動子Ａの露出面の色を取付対象物に合わせることができるものである。また樹脂ケース３と金属ケース２との接合部分をシート材１７にて覆うことにより、超音波振動子Ａの密閉性が向上し、防水性に優れたものとすることができる。またシート材１７を閉塞面１ａだけでなくケース体１の側周面においても取付けられているので、シート材１７の取付強度が向上されるものである。ここでシート材１７を設けるにあたっては、シート材１７と超音波振動子Ａのケース体１の閉塞面１ａ及び側周面とを接着剤にて接着するようにすると、シート材１７を閉塞面１ａに確実に取付けることができてシート材１７の取付強度を向上することができると共に、閉塞面１ａの密閉性を更に向上して防水性を更に向上することができるものである。
【００５３】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１に係る超音波振動子は、一端面が開口すると共に他端面が閉塞面であるケース体の閉塞面の内面側に圧電素子を配設し、この閉塞面にて発生される超音波が異方向性の指向特性を有する超音波振動子において、ケース体を金属製の板材から形成される金属ケースと、合成樹脂材からなる樹脂ケースとで構成するものであり、異方向性の指向特性を有する超音波を発する防水型の超音波発振子のケース体を金属製の板材と合成樹脂材を成形することにより形成することができ、超音波の指向特性を制御するためのホーン等を設ける必要がない超音波振動子を、安価且つ容易に形成することができるものである。
また、一面が超音波送受信面として形成されると共に他面が圧電素子が配設される配設面として形成される振動部と、振動抑止部とで構成され、振動部の外縁に、振動部と振動抑止部とが直接接続する少なくとも一対の接続部と、振動部と振動抑止部とが直接には接続されていない少なくとも一対の非接続部とを形成した金属ケースを、振動抑止部において樹脂ケースに固定するものであり、非接続部を樹脂ケースに固定して振動部における非接続部付近の振動を抑制し、振動部を厚みが略均一な平板状に形成したとしても振動部に複数の振動モードを発生させることにより、振動部から発せられる超音波に異方性を持つ指向性を具備させることができるものである。
【００５４】
また本発明の請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、金属製の板材に曲げ加工を施して金属ケースを形成するものであり、鍛造工程や切削工程を伴わずに金属ケースを形成することができ、金属ケースを安価且つ容易に形成することができるものである。
【００５５】
また本発明の請求項３に係る発明は、請求項１の構成に加えて、金属製の板材に絞り加工を施して金属ケースを形成するものであり、鍛造工程や切削工程を伴わずに金属ケースを形成することができ、金属ケースを安価且つ容易に形成することができるものである。
【００５７】
また本発明の請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかの構成に加えて、金属ケースの振動部の外縁に、接続部と非接続部とを交互に形成して一対の接続部と一対の非接続部とを形成すると共に、接続部同士の並び方向と非接続部同士の並び方向とが略直交するように形成するものであり、振動部は、接続部付近においては接続部が固定されているため振幅が小さくなり、その代りに接続部間に挟まれた内方部分における振幅が大きくなるものであって、振動部の振動により発生する超音波の発振方向は、水平方向に比べて垂直方向に広がらずに鋭くなり、振動部から発せられる超音波に全体として水平方向には広がるが垂直方向への広がりが狭くなる異方向性を持つ指向性を付与することができるものであり、しかも送波主留力を向上することができるものである。従って、特に車載用として用いると、路面等の、自動車の移動の支障とならないものを検知しないようにすることができるものである。
【００５８】
また本発明の請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかの構成に加えて、一面が超音波送受信面として形成されると共に他面が圧電素子が配設される配設面として形成される振動部と、振動部の外縁から配設面側に向けて延出された振動抑止部とで金属ケースを構成し、この金属ケースを、前面と背面において開口する配置部を有する樹脂ケースに、配置部の内面に金属ケースの振動抑止部の外面を配置すると共に配置部の前面側の開口を金属ケースの振動部にて閉塞して樹脂ケースの前面と振動部の超音波送受信面にて閉塞面を構成するように保持させるものであり、超音波送受信面を閉塞面に露出させて、閉塞面から超音波を効率よく発振することができるものであり、また金属ケースを樹脂ケースの内側に配置することにより、超音波送受信面を除いて金属ケース及びこの金属ケースと電気的に接続された圧電素子を周囲から保護することができて、超音波振動子の動作安定性を向上することができるものであり、また樹脂ケースに金属ケースの振動抑止部を確実に固定して樹脂ケースに金属ケースを強固に保持させることができるものである。
【００５９】
また本発明の請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれかの構成に加えて、インサート成形によって金属ケースに樹脂ケースを一体成形してケース体を形成するものであり、樹脂ケースを成形すると同時にケース体を作製することができ、超音波振動子の作製工程を削減することができるものであり、しかも金属ケースの振動抑止部と樹脂ケースの配置部の内面との密着性を向上して、金属ケースの振動部の接続部を樹脂ケースに安定して固定することができ、超音波振動子の作動安定性を向上することができるものである。
【００６０】
また本発明の請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれかの構成に加えて、ケース体の閉塞面にシート材を設けるものであり、超音波振動子が取付けられる取付対象物の外観と近似する色を有するシート材を超音波振動子に設けるようにして、超音波振動子を対象物に外観良く配設することができるものであり、また超音波振動子の密閉性を向上して防水性に優れたものとすることができるものである。
【００６１】
また本発明の請求項８の発明は、請求項７の構成に加えて、ケース体の閉塞面にシート材を接着することにより閉塞面にシート材を設けるものであり、シート材を閉塞面に確実に取付けることができてシート材の取付強度を向上することができると共に、閉塞面の密閉性を更に向上して防水性を更に向上することができるものである。
【００６２】
また本発明の請求項９の発明は、請求項７又は８のいずれかの構成に加えて、シート材の外周縁を樹脂ケースの外周面まで延出させるものであり、シート材を閉塞面だけでなくケース体の側周面においても取付けられているので、シート材の取付強度を向上することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面の断面図、（ｃ）は底面の断面図、（ｄ）は背面図である。
【図２】（ａ）乃至（ｃ）は、同上の実施の形態における金属ケースの作製工程を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態の他例を示すものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面の断面図、（ｃ）は底面の断面図、（ｄ）は背面図である。
【図４】（ａ）乃至（ｅ）は、同上の実施の形態における金属ケースの作製工程を示すものであり、（ａ）は斜視図、（ｂ）乃至（ｅ）は断面図である。
【図５】本発明の実施の形態の更に他例を示すものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面の断面図、（ｃ）は底面の断面図、（ｄ）は背面図である。
【図６】同上の実施の形態における金属ケースを示す斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態の更に他例を示すものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面の断面図、（ｃ）は底面の断面図である。
【図８】本発明の実施の形態の更に他例を示すものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面の断面図、（ｃ）は底面の断面図である。
【図９】本発明の実施の形態の更に他例を示すものであり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は斜視図である。
【図１０】自動車に対する超音波センサの取付状態を示す斜視図である。
【図１１】従来技術の一例を示すものであり、（ａ）は側面の断面図、（ｂ）は正面図である。
【図１２】従来技術の他例を示すものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面の断面図である。
【符号の説明】
Ａ超音波振動子
１ケース体
２金属ケース
３樹脂ケース
４振動部
４ａ接続部
４ｂ非接続部
４ｃ超音波送受信面
４ｄ配設面
５振動抑止部
６配設部
８圧電素子
１３板材
１７シート材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultrasonic transducer that can be applied to an ultrasonic sensor that is used for in-vehicle use and the like that detects ultrasonic waves and receives reflected waves from an obstacle to detect the presence of the obstacle.
[0002]
[Prior art]
As a conventional ultrasonic sensor for detecting obstacles for in-vehicle use, an ultrasonic pulse is oscillated from the ultrasonic sensor in the air, reflected on an obstacle such as an object to be detected, and the reflected wave is reflected by the ultrasonic sensor. Some are configured to receive, process the received signal, and issue an alarm or the like.
[0003]
FIG. 10 shows how the ultrasonic sensor is attached. The ultrasonic sensor 20 is attached to a bumper 19 of the automobile 18. Here, in order to detect an obstacle that hinders the movement of the automobile 18 existing around the bumper 19 and to prevent detection of an obstacle that does not hinder the movement of the automobile 18 such as a road surface, Therefore, it is necessary to use the ultrasonic sensor 20 having a detection area that is wide in the horizontal direction and narrow in the vertical direction.
[0004]
As such an ultrasonic sensor 20 having an directional characteristic that is wide in the horizontal direction and narrow in the vertical direction with respect to the road surface, there has conventionally been one as shown in FIG. The ultrasonic sensor 20 includes an ultrasonic transducer A ′ that oscillates ultrasonic waves and receives reflected waves, and a horn for controlling the directivity of ultrasonic waves in front of the ultrasonic transducer A ′. 21 is provided. The horn 21 is formed as an opening that communicates the ultrasonic transducer A ′ with the outside. By designing the longitudinal diameter a, lateral diameter b, and depth c of the opening to appropriate dimensions, It controls the directivity of ultrasonic waves. Here, reference numeral 22 in the figure denotes a holding rubber for fixing the ultrasonic transducer A ', and 23 denotes a sensor housing. The ultrasonic sensor 20 configured as described above is disposed in the bumper 19 of the automobile 18 so that the horn 21 opens from the bumper 19 to the outside.
[0005]
However, when the ultrasonic sensor 20 provided with the horn 21 as shown in FIG. 11 is used, rainwater easily enters the horn 21 and snow and dust easily accumulate while the automobile 18 is traveling. When foreign matter enters the horn 21 in this way, the directional characteristic of the ultrasonic wave oscillated from the ultrasonic transducer A ′ changes, and the detection area where an obstacle can be detected changes, or the horn The foreign matter inside 21 is detected by the ultrasonic sensor 20, and there is a problem that it is notified as if there is an obstacle even though there is no obstacle. In addition, the horn 21 protrudes from the surface of the bumper 19 when the ultrasonic sensor 20 is attached, and the opening of the horn 21 is exposed to the outside.
[0006]
Therefore, an attempt has been made to eliminate the need for the horn 21 by providing the ultrasonic transducer A ′ itself for generating ultrasonic waves with a different directivity. That is, the vibration mode for emitting ultrasonic waves in the horizontal direction relative to the road surface and the vibration mode for emitting waves in the vertical direction are different from each other in the attached state of the ultrasonic vibrator A ′. The ultrasonic wave oscillated from is provided with a different directionality.
As an ultrasonic transducer A ′ having such a different directionality, one as shown in FIG. 12 has been proposed. This ultrasonic transducer A ′ is formed of a metal in a cylindrical shape, and a recess 26 is formed from the upper bottom surface to the lower bottom surface. The bottom surface of the concave portion 26 is formed as a vibrating portion 4 ′. A thick thick portion 24 is formed in the vibrating portion 4 ′ and on both sides of the thick portion 24 than the thick portion 24. A thin portion 25 having a small thickness is formed. In the concave portion 26 of the ultrasonic transducer A ′, the piezoelectric element 8 is disposed on the thick portion 24 of the vibrating portion 4 ′ in an electrically connected state. Lead wires 7 are connected to the surface of the piezoelectric element 8 that is not in contact with the vibrating portion 4 ′ and the ultrasonic transducer A ′. Then, by applying a voltage between the lead wires 7, the piezoelectric element 8 is vibrated, and accordingly, the vibrating portion 4 'is vibrated, thereby generating an ultrasonic wave from the vibrating portion 4'.
[0007]
When such an ultrasonic transducer A ′ is attached to the automobile 18, the ultrasonic transducer A ′ is disposed in an opening provided in the bumper 19 so that the vibrating portion 4 of the ultrasonic transducer A ′ is exposed from the bumper 19. At this time, the thin portion 25 of the vibrating portion 4 ′ is arranged so as to be aligned in the horizontal direction.
[0008]
The vibration mode in the horizontal direction in the vibration part 4 ′ of the ultrasonic transducer A ′ is a simple flexural vibration. On the other hand, in the vibration mode in the vertical direction, the outer side of the thick part 24 is easily bent due to the thin part 25, so that the thin part 25 is bent so as to be pulled by the vibration of the thick part 24. Planar vibration is larger than in the horizontal vibration mode. As a result, the oscillation direction of the ultrasonic wave generated by the vibration of the vibration part 4 ′ becomes sharper in the vertical direction than the horizontal direction, and directivity having a different direction is imparted to the ultrasonic oscillation.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the ultrasonic transducer A ′ having such a shape is made of metal, it is made by forging. However, the thickness accuracy of the thin portion 25 is important for controlling the directivity of ultrasonic oscillation. Therefore, a number of forging processes are required. Further, since the dimensional accuracy of the thin portion 25 is also in demand, there is a problem that a cutting process is required in addition to the forging process, and it cannot be manufactured by an inexpensive processing means.
[0010]
The present invention has been made in view of the above points, and can easily produce an ultrasonic oscillator having a directional characteristic of different direction at low cost, and has high output and good sealing properties, and has a good design. The object is to provide an excellent ultrasonic transducer.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In the ultrasonic transducer according to claim 1 of the present invention, the piezoelectric element 8 is disposed on the inner surface side of the closing surface 1a of the case body 1 whose one end face is open and the other end face is a closing face, and this closing face 1a. In the ultrasonic transducer A in which the ultrasonic wave generated in the above has an directional characteristic of the anisotropic direction, the case 1 is made of a metal case 2 made of a metal plate 13, and a resin case 3 made of a synthetic resin material. Composed ofOne surface is formed as an ultrasonic wave transmitting / receiving surface 4c, and the other surface is formed by a vibration portion 4 formed as a placement surface 4d on which the piezoelectric element 8 is disposed, and a vibration suppression portion 5, At the outer edge, at least a pair of connection parts 4a in which the vibration part 4 and the vibration suppression part 5 are directly connected, and at least a pair of non-connection parts 4b in which the vibration part 4 and the vibration suppression part 5 are not directly connected are provided. The formed metal case 2 is fixed to the resin case 3 in the vibration suppressing portion 5.It is characterized by comprising.
[0012]
The invention of claim 2 of the present invention is characterized in that, in addition to the configuration of claim 1, the metal case 2 is formed by bending a metal plate 13.
[0013]
The invention according to claim 3 of the present invention is characterized in that, in addition to the configuration of claim 1, the metal case 2 is formed by drawing the metal plate 13.
[0015]
Claims of the invention4The invention of claimAny one of 1 to 3In addition to the above configuration, the connection portion 4a and the non-connection portion 4b are alternately formed on the outer edge of the vibration portion 4 of the metal case 2 to form the pair of connection portions 4a and the pair of non-connection portions 4b. The arrangement direction of the connection portions 4a and the arrangement direction of the non-connection portions 4b are formed so as to be substantially orthogonal to each other.
[0016]
Claims of the invention5The invention of claim 1 to claim 14In addition to any one of the configurations, the vibrating portion 4 having one surface formed as the ultrasonic transmission / reception surface 4c and the other surface formed as the mounting surface 4d on which the piezoelectric element 8 is disposed, and the outer edge of the vibrating portion 4 A metal case 2 is constituted by the vibration suppressing portion 5 extending from the side toward the arrangement surface 4d, and the metal case 2 is arranged on a resin case 3 having an arrangement portion 6 that opens at the front surface and the back surface. The outer surface of the vibration suppressing portion 5 of the metal case 2 is arranged on the inner surface of the metal case 6 and the opening on the front side of the arrangement portion 6 is closed by the vibrating portion 4 of the metal case 2 so that the front surface of the resin case 3 and the vibration portion 4 The acoustic wave transmitting / receiving surface 4c is held so as to constitute the closed surface 1a.
[0017]
Claims of the invention6The invention of claim 1 to claim 15In addition to any of the above structures, the case body 1 is formed by integrally molding the resin case 3 on the metal case 2 by insert molding.
[0018]
Claims of the invention7The invention of claim 1 to claim 16In addition to any one of the structures, a sheet material 17 is provided on the closing surface 1a of the case body 1.
[0019]
Claims of the invention8The invention of claim7In addition to the above structure, the sheet material 17 is provided on the closing surface 1a by bonding the sheet material 17 to the closing surface 1a of the case body 1.
[0020]
Claims of the invention9The invention of claim7Or8In addition to any one of the configurations, the outer peripheral edge of the sheet material 17 is extended to the outer peripheral surface of the resin case 3.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
[0022]
First, the ultrasonic transducer A shown in FIG. 1 will be described.
[0023]
The case body 1 includes a metal case 2 and a resin case 3.
[0024]
The metal case 2 includes a vibration part 4 and a vibration suppression part 5. The vibration part 4 is formed in a rectangular plate shape having a substantially uniform thickness, one surface is formed as an ultrasonic transmission / reception surface 4c, and the other surface is formed as an arrangement surface 4d on which the piezoelectric element 8 is disposed. ing. The vibration suppression unit 5 extends from a pair of opposing sides among the four sides constituting the outer edge of the vibration unit 4 toward the arrangement surface 4d. That is, among the four sides constituting the outer edge of the vibration part 4, a pair of opposing sides is formed as a connection part 4 a directly connected to the vibration suppression unit 5, and the other pair of opposing sides is The vibration suppression portion 5 is formed as a non-connection portion 4b that is not directly connected, and the connection portions 4a and the non-connection portions 4b that are alternately formed along the outer edge of the vibration portion 4 are formed. The arrangement direction of the connection parts 4a and the arrangement direction of the non-connection parts 4b are arranged so as to be substantially orthogonal.
[0025]
The metal case 2 does not need to be designed to form a thin part or a thick part, and the shape thereof is simple. Therefore, a single metal piece can be used without performing a complicated forging process or cutting process. A simple bending process or drawing process can be applied to the manufactured plate member 13 so that it can be manufactured inexpensively and easily. For example, as shown in FIG. 2, with a rectangular parallelepiped bending jig 14 disposed on the upper surface of a metal plate 13 such as an aluminum plate, both side portions of the plate 13 are moved upward along the folding jig 14. The portion disposed below the bending jig 14 vibrates, and the portion bent upward along the bending jig 14 vibrates. It is formed as a suppression unit 5.
[0026]
The resin case 3 is formed of a synthetic resin material having high rigidity and excellent vibration damping properties. This resin case 3 has a circular shape on the front surface and a circular shape on the back surface with a larger diameter than the front surface. The outer peripheral surface connecting the front surface and the back surface has a larger diameter on the back side than on the front side. A step 5a is formed so as to be. The resin case 3 has through-holes in the front-rear direction that open at the front and back surfaces, and the inside of the through-hole is configured as an arrangement portion 6 in which the metal case 2 is arranged. The inner peripheral shape of the arrangement portion 6 is formed in a rectangular shape having substantially the same size and shape as the outer edge shape of the vibration portion 4 of the metal case 2.
[0027]
The metal case 2 is held in the arrangement part 6 of the resin case 3. At this time, the vibration part 4 of the metal case 2 closes the opening on the front side of the arrangement part 6 of the resin case 3 and also vibrates. 4 is arranged so that the ultrasonic transmission / reception surface 4c is substantially flush with the front surface of the resin case 3, so that the front surface of the resin case 3 and the ultrasonic transmission / reception surface 4c of the vibration unit 4 constitute the blocking surface 1a. Has been. The pair of vibration suppressing portions 5 are arranged in close contact with the inner surface of the arrangement portion 6, and are fixed to the resin case 3 on the inner surface of the arrangement portion 6.
Therefore, among the four sides constituting the outer edge of the arrangement portion 6, the pair of connection portions 4 a are fixed to the resin case 3, and the pair of non-connection portions 4 b are not fixed and are easily bent.
[0028]
The piezoelectric element 8 is disposed so as to be electrically connected to the arrangement surface 4 d of the vibration unit 4. Lead wires 7 are connected to the vibration suppressing portion 5 of the metal case 2 and the surface of the piezoelectric element 8 on the side not connected to the arrangement surface 4d.
[0029]
Next, the ultrasonic transducer A shown in FIG. 3 will be described.
[0030]
The case body 1 includes a metal case 2 and a resin case 3.
[0031]
The metal case 2 is formed in a substantially bottomed cylindrical shape. The bottom of the metal case 2 is formed as a vibrating part 4. The vibrating portion 4 is formed with a substantially uniform thickness, one surface is formed as an ultrasonic wave transmitting / receiving surface 4c, and the other surface is formed as a disposing surface 4d on which the piezoelectric element 8 is disposed. Further, the side surface portion is formed as a vibration suppression portion 5 that extends from the outer edge of the vibration portion 4 toward the arrangement surface 4 d side. In addition, an opening 9 that connects the inner side and the outer side of the metal case 2 is formed at a portion where the vibration unit 4 and the vibration suppression unit 5 are connected. The opening 9 is formed in a shape in which a portion where the vibration unit 4 and the vibration suppression unit 5 are connected is partially cut away. Two openings 9 are formed, are formed substantially symmetrically with respect to a plane perpendicular to the vibrating part 4 that cuts the metal case 2 from both sides, and the outer edge of the opening 9 on the vibrating part 4 side. The portion is formed substantially point-symmetric with respect to the center of the vibrating portion 4. That is, of the outer edge of the vibration part 4, the part adjacent to the opening 9 is formed as a pair of linear non-connection parts 4 b that are not directly connected to the vibration suppression part 5. Are formed as a pair of arc-shaped connecting portions 4a directly connected to the vibration suppressing portion 5, and the connecting portions 4a and the non-connecting portions formed alternately along the outer edge of the vibrating portion 4 4b is arranged so that the alignment direction of the connection portions 4a and the alignment direction of the non-connection portions 4b are substantially orthogonal to each other. The connecting portion 4a is formed in an arc shape, and the non-connecting portion 4b is formed in a straight line shape. Therefore, the vibrating portion 4 is formed in an oval shape. A rib 10 is formed on the outer periphery of the end of the vibration suppressing portion 5 opposite to the vibrating portion 4 so as to protrude outward over the entire circumference.
[0032]
The metal case 2 does not need to be designed to form a thin part or a thick part, and the shape thereof is simple. Therefore, a single metal piece can be used without performing a complicated forging process or cutting process. A simple bending process or drawing process can be applied to the manufactured plate member 13 so that it can be manufactured inexpensively and easily. For example, as shown in FIG. 4, it is formed by drawing a metal plate 13 such as an aluminum plate. That is, first, a disk-shaped metal plate 13 as shown in FIG. 4A is drawn to form a bottomed cylindrical shape having a flange 15. As shown in FIGS. 4B to 4D, this drawing process is performed through three stages of drawing processes: shallow drawing, medium drawing, and deep drawing. Then, as shown in FIG. 4 (e), the connecting portion between the bottom portion and the peripheral surface portion is punched at two places using a punch 16 or the like to form a pair of openings 9, and the flange 15 portion. The metal case 2 is formed by cutting the portion leaving the portions to be the ribs 10.
[0033]
The resin case 3 is formed of a synthetic resin material having high rigidity and excellent vibration damping properties. This resin case 3 has a circular shape on the front surface and a circular shape on the back surface with a larger diameter than the front surface. The outer peripheral surface connecting the front surface and the back surface has a larger diameter on the back side than on the front side. A step 5a is formed so as to be. The resin case 3 has through-holes in the front-rear direction that open at the front and back surfaces, and the inside of the through-hole is configured as an arrangement portion 6 in which the metal case 2 is arranged. The inner peripheral shape of the arrangement portion 6 is formed in a substantially circular cross section having substantially the same shape and dimensions as the outer peripheral surface shape of the vibration suppressing portion 5 of the metal case 2.
[0034]
The metal case 2 is held in the arrangement part 6 of the resin case 3. At this time, the vibration part 4 of the metal case 2 closes the opening on the front side of the arrangement part 6 of the resin case 3 and also vibrates. 4 ultrasonic transmission / reception surfaces 4 c are arranged so as to be substantially flush with the front surface of the resin case 3. The pair of vibration suppressing portions 5 are arranged in close contact with the inner surface of the arrangement portion 6, and are fixed to the resin case 3 on the inner surface of the arrangement portion 6. Therefore, a pair of connection part 4a is fixed to the resin case 3 among the outer edges of the arrangement | positioning part 6, and a pair of non-connection part 4b is easy to bend, without being fixed. In addition, a protrusion 12 that protrudes from the opening 9 of the metal case 2 toward the inside of the metal case 2 protrudes from the opening of the arrangement portion 6 that is closed by the vibration portion 4. Therefore, the opening shape on the side closed by the vibration part 4 of the arrangement part 6 is formed in an oval shape having substantially the same shape and dimensions as the vibration part 4. Further, a rib receiving portion 11 having a shape corresponding to the rib 10 of the metal case 2 is recessed over the entire circumference on the inner circumference of the opening of the arrangement portion 6 opposite to the side closed by the vibrating portion 4. It is installed.
[0035]
The piezoelectric element 8 is disposed so as to be electrically connected to the arrangement surface 4 d of the vibration unit 4. Lead wires 7 are connected to the vibration suppressing portion 5 of the metal case 2 and the surface of the piezoelectric element 8 on the side not connected to the arrangement surface 4d.
[0036]
Next, the ultrasonic transducer A shown in FIG. 5 will be described.
[0037]
The case body 1 includes a metal case 2 and a resin case 3.
[0038]
The metal case 2 includes a vibration part 4 and a vibration suppression part 5. The vibration part 4 is formed in a rectangular plate shape having a substantially uniform thickness, one surface is formed as an ultrasonic transmission / reception surface 4c, and the other surface is formed as an arrangement surface 4d on which the piezoelectric element 8 is disposed. ing. The vibration suppression unit 5 is formed in a cylindrical shape extending from the outer edge of the vibration unit 4 toward the arrangement surface 4d. Here, between the pair of opposing sides of the four sides constituting the outer edge of the vibration unit 4 and the vibration suppression unit 5, the opening 9 communicates the inside and the outside of the metal case 2, respectively. Therefore, this pair of sides is formed as a non-connection portion 4b that is not directly connected to the vibration suppression portion 5. The other pair of opposing sides is formed as a connection portion 4 a that is directly connected to the vibration suppressing portion 5. That is, the connection portions 4a and the non-connection portions 4b that are alternately formed along the outer edge of the vibration portion 4 are arranged so that the alignment direction of the connection portions 4a and the alignment direction of the non-connection portions 4b are substantially orthogonal to each other. It is what has been.
[0039]
The metal case 2 does not need to be designed to form a thin part or a thick part, and the shape thereof is simple. Therefore, a single metal piece can be used without performing a complicated forging process or cutting process. A simple bending process or drawing process can be performed on the manufactured plate material 13 at a low cost and easily, for example, by bending a single metal plate material 13 as shown in FIG. Is formed. That is, the plate member 13 is formed by extending a total of four sub-plates 13b from both ends in the longitudinal direction of the rectangular main plate 13a toward both sides. The main plate 13a is bent in a U shape, and the bent portions at both ends are formed as the vibration suppressing portion 5 and the portion sandwiched between the vibration suppressing portions 5 is formed as the vibrating portion 4. This bending process is performed inside the portion where the sub-plate 13b is formed. At this time, the two pairs of sub-plates 13b are arranged to face each other. Further, the sub-plate 13b is bent toward the opposing sub-plate 13b, and the tips of the opposing sub-plates 13b are abutted against each other. At this time, the outer edge of the vibration part 4 is formed as a connection part 4a at the fold part of the main plate 13a, and the other part is formed as a non-connection part 4b. In addition, an opening 9 that connects the inner side and the outer side of the metal case 2 is formed in a portion surrounded by the outer edge of the portion formed from the sub-plate 13 b of the non-connecting portion 4 b and the vibration suppressing portion 5. .
[0040]
The resin case 3 is formed of a synthetic resin material having high rigidity and excellent vibration damping properties. This resin case 3 has a circular shape on the front surface and a circular shape on the back surface with a larger diameter than the front surface. The outer peripheral surface connecting the front surface and the back surface has a larger diameter on the back side than on the front side. A step 5a is formed so as to be. The resin case 3 has through-holes in the front-rear direction that open at the front and back surfaces, and the inside of the through-hole is configured as an arrangement portion 6 in which the metal case 2 is arranged. The inner peripheral shape of the arrangement portion 6 is formed in a substantially rectangular cross section having substantially the same shape and size as the outer peripheral surface shape of the vibration suppressing portion 5 of the metal case 2.
[0041]
The metal case 2 is held in the arrangement part 6 of the resin case 3. At this time, the vibration part 4 of the metal case 2 closes the opening on the front side of the arrangement part 6 of the resin case 3 and also vibrates. 4 ultrasonic transmission / reception surfaces 4 c are arranged so as to be substantially flush with the front surface of the resin case 3. The vibration suppression unit 5 is disposed in close contact with the inner surface of the arrangement unit 6 and is fixed to the resin case 3 on the inner surface of the arrangement unit 6. Therefore, a pair of connection part 4a is fixed to the resin case 3 among the outer edges of the arrangement | positioning part 6, and a pair of non-connection part 4b is easy to bend, without being fixed. In addition, a protrusion 12 that protrudes from the opening 9 of the metal case 2 toward the inside of the metal case 2 protrudes from the opening of the arrangement part 6 on the side closed by the vibration part 4.
[0042]
The piezoelectric element 8 is disposed so as to be electrically connected to the arrangement surface 4 d of the vibration unit 4. Lead wires 7 are connected to the vibration suppressing portion 5 of the metal case 2 and the surface of the piezoelectric element 8 on the side not connected to the arrangement surface 4d.
[0043]
The ultrasonic transducer A configured as shown in FIGS. 1, 3 and 5 applies a pulse voltage between the lead wires 7 and connects a control circuit for measuring a voltage generated between the lead wires 7. Therefore, it can be configured as an ultrasonic sensor. Then, when a pulse voltage is applied between the lead wires 7, the piezoelectric element 8 vibrates, and the vibration part 4 vibrates accordingly and oscillates an ultrasonic wave. Further, when the ultrasonic wave oscillated from the vibration part 4 is reflected by an obstacle or the like and this reflected wave hits the ultrasonic wave transmitting / receiving surface 4c of the vibration part 4, the vibration part 4 vibrates and the piezoelectric element 8 vibrates accordingly. To do. At this time, an electromotive force is generated in the piezoelectric element 8, and by detecting the electromotive force between the lead wires 7, the presence or absence of an obstacle can be detected.
[0044]
When such an ultrasonic transducer A is attached to an attachment target such as a bumper of an automobile, the ultrasonic transducer A is installed in an opening formed in the attachment target, and the closing surface 1a of the case body 1 is in the opening 9. Arranged to be exposed to the outside. At this time, in particular, when the ultrasonic transducer A is disposed in a vehicle bumper or the like for use in a vehicle, the closing surface 1a of the case body 1 is disposed substantially perpendicular to the horizontal plane, and a pair of connection portions in the vibration portion 4 4a is arranged in the vertical direction, and the pair of non-connection portions 4b are arranged in the horizontal direction.
[0045]
When ultrasonic waves are oscillated from the ultrasonic transducer A, the vibration mode in the horizontal direction (direction from one non-connection portion 4b to the other non-connection portion 4b) in the vibration portion 4 is a simple flexural vibration. The vibration mode in the vertical direction (the direction from the one connection portion 4a to the other connection portion 4a) is easy to bend because the non-connection portion 4b is not fixed to the resin case 3, and thus the vibration in the horizontal direction. Since the plane vibration is larger than the mode, even if the vibration part 4 is formed in a flat plate shape having a substantially uniform thickness, a plurality of types of vibration modes can be generated in the vibration part 4. That is, the vibration portion 4 has a small amplitude in the vicinity of the connection portion 4a because the connection portion 4a is fixed. Instead, the amplitude in the inner portion sandwiched between the connection portions 4a is large. As a result, the oscillation direction of the ultrasonic waves generated by the vibration of the vibration unit 4 is sharper without spreading in the vertical direction than in the horizontal direction, and the ultrasonic waves oscillated from the vibration unit 4 as a whole are not horizontal. Directivity having a different direction that spreads but narrows in the vertical direction is given. Accordingly, the detection area of the ultrasonic transducer A is wide in the horizontal direction and narrow in the vertical direction, and the ultrasonic wave transmission output is improved. For this reason, when such an ultrasonic transducer A is used particularly for in-vehicle use, it is possible to prevent detection of a road surface or the like that does not hinder the movement of the automobile.
[0046]
In addition, since the ultrasonic wave itself oscillated from the ultrasonic transducer A has directivity having a different direction, in order to impart directivity to the ultrasonic wave in the forward direction that is the oscillation direction of the ultrasonic wave from the ultrasonic oscillator A. It is possible to expose the ultrasonic transducer A directly to the outside without forming a depression or the like in front of the ultrasonic transducer A, and to the front of the ultrasonic transducer A. It is possible to prevent foreign matters such as rainwater, snow, dust and the like from accumulating, and to prevent changes in the directional characteristics of ultrasonic waves oscillated from the ultrasonic vibrator A and malfunctions due to such foreign matters. In addition, it is possible to prevent a situation in which the detection area where the obstacle can be detected changes, or even if there is no obstacle, notification is made as if there is an obstacle.
[0047]
Further, in a state where the ultrasonic transducer A is attached to the attachment object, the closed surface 1a of the case body 1 can be disposed so as to be flush with the surface of the attachment object, and a horn or the like can be provided. It is possible to improve the appearance in the mounted state without protruding from the surface of the metal or exposing the opening to the outside.
[0048]
Further, in providing the resin case 3 in the ultrasonic vibrator A as shown in FIGS. 1, 3 and 5, the resin case 3 is molded in the cavity with the metal case 2 disposed in the cavity of the molding die. The case body 1 can be manufactured by integrally molding the resin case 3 on the metal case 2 by insert molding. In this way, the case body 1 can be produced simultaneously with the molding of the resin case 3, the production process of the ultrasonic transducer A can be reduced, and the vibration suppressing portion 5 of the metal case 2 can be reduced. The adhesiveness with the inner surface of the arrangement part 6 of the resin case 3 can be improved, and the connection part 4a of the vibration part 4 of the metal case 2 can be stably fixed to the resin case 3. Stability can be improved.
[0049]
Next, the ultrasonic transducer A shown in FIG. 7 will be described. This ultrasonic transducer A is obtained by providing a sheet material 17 on the ultrasonic transducer A shown in FIG. The sheet material 17 is preferably formed of a material excellent in weather resistance, and can be formed of, for example, a vinyl chloride resin. The sheet material 17 is provided so as to cover the entire closing surface 1a of the case body 1 of the ultrasonic transducer A. That is, the sheet material 17 is formed to have a substantially the same shape and size as the closing surface 1a including the vibration portion 4 of the metal case 2 and the front surface of the resin case 3, and the ultrasonic transducer A It arrange | positions and aligns with the obstruction | occlusion surface 1a.
[0050]
When the ultrasonic vibrator A is provided with the sheet material 17 as shown in FIG. 7, when the ultrasonic vibrator A is disposed on an attachment object such as a bumper of an automobile, it approximates the appearance of the object. Thus, the ultrasonic transducer A can be disposed on the object with a good appearance by providing the sheet material 17 having the color to the ultrasonic transducer A. Further, the color of the exposed surface of the ultrasonic transducer A can be matched to the attachment object more easily than when the ultrasonic transducer A is coated. Further, by covering the joint portion between the resin case 3 and the metal case 2 with the sheet material 17, the sealing property of the ultrasonic transducer A can be improved and the waterproof property can be improved. Here, when the sheet material 17 is provided, if the sheet material 17 and the closing surface 1a of the case body 1 of the ultrasonic transducer A are bonded with an adhesive, the sheet material 17 is securely attached to the closing surface 1a. Thus, the attachment strength of the sheet material 17 can be improved, and the sealing property of the closing surface 1a can be further improved to further improve the waterproof property.
[0051]
Next, the ultrasonic transducer A shown in FIG. 8 will be described. This ultrasonic transducer A is obtained by providing a sheet material 17 on the ultrasonic transducer A shown in FIG. The sheet material 17 is preferably formed of a material excellent in weather resistance, and can be formed of, for example, a vinyl chloride resin. The sheet material 17 is provided so as to cover the entire closed surface 1a of the case body 1 of the ultrasonic transducer A and further extend to the side peripheral surface of the case body 1 continuous with the closed surface 1a. The sheet material 17 is formed in substantially the same shape as the closing surface 1a composed of the vibrating portion 4 of the metal case 2 and the front surface of the resin case 3, and is formed in a size slightly larger than the closing surface 1a. It is. A plurality of V-shaped cuts 17b are formed on the outer edge of the sheet material 17 over the entire circumference, and a portion sandwiched between the cuts 17b is formed as a folded portion 17a. Further, the portion surrounded by the folded portion 17 a is formed in substantially the same shape and size as the closed surface 1 a of the case body 1. When the sheet material 17 is provided in the ultrasonic transducer A, the inner portion of the sheet material 17 with respect to the folded portion 17a is aligned with the closing surface 1a of the case body 1 and the folded portion 17a is aligned with the closing surface 1a. It folds toward the side peripheral surface of the continuous case body 1.
[0052]
As shown in FIG. 8, when the ultrasonic vibrator A is provided with the sheet material 17, when the ultrasonic vibrator A is disposed on an attachment object such as a bumper of an automobile, it approximates the appearance of the object. Thus, the ultrasonic transducer A can be disposed on the object with a good appearance by providing the sheet material 17 having the color to the ultrasonic transducer A. Further, the color of the exposed surface of the ultrasonic transducer A can be matched to the attachment object more easily than when the ultrasonic transducer A is coated. Further, by covering the joint portion between the resin case 3 and the metal case 2 with the sheet material 17, the sealing property of the ultrasonic transducer A can be improved and the waterproof property can be improved. Further, since the sheet material 17 is attached not only on the closing surface 1a but also on the side peripheral surface of the case body 1, the attachment strength of the sheet material 17 is improved. Here, when the sheet material 17 is provided, the sheet material 17 is bonded to the closing surface 1a and the side peripheral surface of the case body 1 of the ultrasonic transducer A with an adhesive. Thus, the attachment strength of the sheet material 17 can be improved reliably, and the sealing property of the closing surface 1a can be further improved to further improve the waterproof property.
[0053]
【The invention's effect】
As described above, in the ultrasonic transducer according to claim 1 of the present invention, the piezoelectric element is disposed on the inner surface side of the closed surface of the case body having one end surface opened and the other end surface closed, and this closed surface. In the ultrasonic vibrator having the directional characteristic of the ultrasonic wave generated in the above, the case body is composed of a metal case formed of a metal plate material and a resin case made of a synthetic resin material. Yes, a case of a waterproof ultrasonic oscillator that emits ultrasonic waves with directional characteristics of different directions can be formed by molding a metal plate and a synthetic resin material. An ultrasonic transducer that does not require a horn or the like for control can be formed inexpensively and easily.
In addition, the vibration portion is formed with one surface as an ultrasonic wave transmission / reception surface and the other surface as a placement surface on which a piezoelectric element is disposed, and a vibration suppression portion. And a metal case formed with at least a pair of connecting parts directly connected to the vibration suppressing part and at least a pair of non-connected parts not directly connected to the vibrating part and the vibration suppressing part. Even if the non-connection part is fixed to the resin case to suppress vibration near the non-connection part in the vibration part, and even if the vibration part is formed in a substantially flat plate shape, the vibration part is By generating the vibration mode, it is possible to provide the directivity having anisotropy to the ultrasonic wave emitted from the vibration part.
[0054]
In addition to the structure of claim 1, the invention of claim 2 of the present invention is to form a metal case by bending a metal plate material without involving a forging process or a cutting process. The metal case can be formed inexpensively and easily.
[0055]
In addition to the structure of claim 1, the invention according to claim 3 of the present invention is to form a metal case by subjecting a metal plate material to a drawing process, and without using a forging process or a cutting process. A case can be formed, and a metal case can be formed inexpensively and easily.
[0057]
Claims of the invention4The invention of claimAny one of 1 to 3In addition to the above configuration, the connection portion and the non-connection portion are alternately formed on the outer edge of the vibration portion of the metal case to form the pair of connection portions and the pair of non-connection portions, and the connecting direction of the connection portions. And the connecting direction of the non-connecting parts are substantially perpendicular to each other, and the vibration part has a small amplitude because the connecting part is fixed in the vicinity of the connecting part, and instead, between the connecting parts. The amplitude of the sandwiched inner part is increased, and the oscillation direction of the ultrasonic wave generated by the vibration of the vibration part becomes sharper without spreading in the vertical direction compared to the horizontal direction, and the supersonic wave emitted from the vibration part The sound wave can be given a directivity with different directionality that spreads in the horizontal direction as a whole but narrows in the vertical direction.YesIn addition, the main transmission force of the transmission can be improved. Therefore, particularly when used for in-vehicle use, it is possible to prevent detection of road surfaces and the like that do not hinder the movement of the automobile.
[0058]
Claims of the invention5The invention of claim 1 to claim 14In addition to any of the configurations, a vibration part in which one surface is formed as an ultrasonic wave transmission / reception surface and the other surface is formed as a disposition surface on which a piezoelectric element is disposed, and the disposition surface side from the outer edge of the vibration unit A metal case is configured with the vibration suppression portion extending toward the surface, and the metal case is formed into a resin case having an arrangement portion that opens at the front and back surfaces, and the outer surface of the vibration suppression portion of the metal case is disposed on the inner surface of the arrangement portion And the opening on the front side of the arrangement part is closed by the vibration part of the metal case, and the front surface of the resin case and the ultrasonic wave transmitting / receiving surface of the vibration part are held so as to form a closed surface. The ultrasonic wave transmission / reception surface is exposed to the obstruction surface, and ultrasonic waves can be efficiently oscillated from the obstruction surface, and the metal case is placed inside the resin case to remove the ultrasonic wave transmission / reception surface. Case and this metal case The piezoelectric element that is electrically connected to the device can be protected from the surroundings, and the operational stability of the ultrasonic vibrator can be improved. The metal case can be firmly held by the resin case.
[0059]
Claims of the invention6According to the invention, in addition to the structure of any one of claims 1 to 5, a case body is formed by integrally forming a resin case on a metal case by insert molding. At the same time as forming the resin case, the case body is produced. The manufacturing process of the ultrasonic vibrator can be reduced, and the adhesion between the vibration suppressing portion of the metal case and the inner surface of the arrangement portion of the resin case is improved, and the vibration of the metal case is improved. The connection part of the part can be stably fixed to the resin case, and the operational stability of the ultrasonic vibrator can be improved.
[0060]
Claims of the invention7The invention of claim 1 to claim 16In addition to any of the configurations described above, a sheet material is provided on the closed surface of the case body, and a sheet material having a color that approximates the appearance of an attachment object to which the ultrasonic vibrator is attached is provided in the ultrasonic vibrator. In this way, the ultrasonic vibrator can be arranged with good appearance on the object, and the sealing property of the ultrasonic vibrator can be improved and the water resistance can be improved. .
[0061]
Claims of the invention8The invention of claim7In addition to the above configuration, the sheet material is provided on the closed surface by adhering the sheet material to the closed surface of the case body, and the sheet material can be securely attached to the closed surface, improving the mounting strength of the sheet material. In addition, it is possible to further improve the sealing property of the closed surface and further improve the waterproof property.
[0062]
Claims of the invention9The invention of claim7Or8In addition to any of the configurations, the outer peripheral edge of the sheet material is extended to the outer peripheral surface of the resin case, because the sheet material is attached not only on the closed surface but also on the side peripheral surface of the case body, The attachment strength of the sheet material can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an example of an embodiment of the present invention, where (a) is a front view, (b) is a side sectional view, (c) is a bottom sectional view, and (d) is a rear view. is there.
FIGS. 2A to 2C are cross-sectional views showing a manufacturing process of a metal case in the embodiment described above. FIGS.
FIGS. 3A and 3B show another example of the embodiment of the present invention, where FIG. 3A is a front view, FIG. 3B is a side sectional view, FIG. 3C is a bottom sectional view, and FIG. It is.
FIGS. 4A to 4E show a manufacturing process of a metal case in the above embodiment, in which FIG. 4A is a perspective view and FIGS. 4B to 4E are cross-sectional views.
5A and 5B show still another example of the embodiment of the present invention, in which FIG. 5A is a front view, FIG. 5B is a side sectional view, FIG. 5C is a bottom sectional view, and FIG. FIG.
FIG. 6 is a perspective view showing a metal case in the embodiment.
7A and 7B show still another example of the embodiment of the present invention. FIG. 7A is a front view, FIG. 7B is a side sectional view, and FIG. 7C is a bottom sectional view.
8A and 8B show still another example of the embodiment of the present invention, in which FIG. 8A is a front view, FIG. 8B is a side sectional view, and FIG. 8C is a bottom sectional view.
FIG. 9 shows still another example of the embodiment of the present invention, where (a) is an exploded perspective view and (b) is a perspective view.
FIG. 10 is a perspective view showing a state in which an ultrasonic sensor is attached to an automobile.
11A and 11B show an example of a prior art, in which FIG. 11A is a side sectional view, and FIG. 11B is a front view.
12A and 12B show another example of the prior art, in which FIG. 12A is a front view and FIG. 12B is a cross-sectional view of the bottom surface.
[Explanation of symbols]
A Ultrasonic transducer
1 Case body
2 Metal case
3 Resin case
4 Vibration part
4a connection
4b Unconnected part
4c Ultrasonic transmission / reception surface
4d surface
5 Vibration suppression part
6 Arrangement part
8 Piezoelectric elements
13 Board material
17 Sheet material

Claims

A piezoelectric element is disposed on the inner surface side of the closed surface of the case body, the one end surface of which is open and the other end surface is a closed surface, and the ultrasonic waves generated on the closed surface have an directional characteristic with a different direction. In the vibrator, the case body is composed of a metal case formed of a metal plate material and a resin case made of a synthetic resin material . One surface is formed as an ultrasonic wave transmitting / receiving surface and the other surface is provided with a piezoelectric element. A vibration portion formed as an arrangement surface and a vibration suppression portion, and at least a pair of connection portions directly connected to the outer edge of the vibration portion between the vibration portion and the vibration suppression portion, and the vibration portion and the vibration suppression An ultrasonic vibrator characterized in that the metal case formed with at least a pair of non-connected portions that are not directly connected to each other is fixed to the resin case in a vibration suppressing portion .

The ultrasonic transducer according to claim 1, wherein a metal case is formed by bending a metal plate.

The ultrasonic transducer according to claim 1, wherein a metal case is formed by drawing a metal plate.

On the outer edge of the vibration part of the metal case, a connection part and a non-connection part are alternately formed to form a pair of connection parts and a pair of non-connection parts. 4. The ultrasonic transducer according to claim 1, wherein the ultrasonic transducer is formed so as to be substantially orthogonal to the arrangement direction .

A vibration part in which one surface is formed as an ultrasonic wave transmission / reception surface and the other surface is formed as a disposition surface on which the piezoelectric element is disposed, and vibration suppression extended from the outer edge of the vibration part toward the disposition surface side The metal case is configured with a metal case, and the metal case is disposed on the resin case having an arrangement portion that opens at the front and back surfaces, and the outer surface of the vibration suppression portion of the metal case is arranged on the inner surface of the arrangement portion, and the front side of the arrangement portion The opening is closed by a vibration part of a metal case, and the front surface of the resin case and the ultrasonic wave transmitting / receiving surface of the vibration part are held so as to form a closed surface. the ultrasonic transducer according to any.

6. The ultrasonic transducer according to claim 1, wherein a case body is formed by integrally molding a resin case with a metal case by insert molding .

The ultrasonic transducer according to claim 1, wherein a sheet material is provided on a closed surface of the case body .

The ultrasonic transducer according to claim 7 , wherein a sheet material is provided on the closed surface by adhering a sheet material to the closed surface of the case body .

The ultrasonic transducer according to claim 7 or 8 , wherein the outer peripheral edge of the sheet material is extended to the outer peripheral surface of the resin case .