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JPH0445354Y2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0445354Y2
JPH0445354Y2 JP2243986U JP2243986U JPH0445354Y2 JP H0445354 Y2 JPH0445354 Y2 JP H0445354Y2 JP 2243986 U JP2243986 U JP 2243986U JP 2243986 U JP2243986 U JP 2243986U JP H0445354 Y2 JPH0445354 Y2 JP H0445354Y2
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JP
Japan
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transducer
plate
diaphragm
vibration
ultrasonic
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Application number
JP2243986U
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Japanese (ja)
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JPS62135300U (en
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Publication date
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Priority to JP2243986U priority Critical patent/JPH0445354Y2/ja
Priority to US06/944,309 priority patent/US4754440A/en
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Application granted granted Critical
Publication of JPH0445354Y2 publication Critical patent/JPH0445354Y2/ja
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  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 (産業上の利用分野) 本考案は、電気付勢に応じて超音波を発生す
る、あるいは、音波に応じた電気信号を発生する
超音波トランスジユーサに関する。
[Detailed description of the invention] [Purpose of the invention] (Field of industrial application) The present invention is an ultrasonic transformer that generates ultrasonic waves in response to electrical energization or generates electrical signals in response to sound waves. Regarding Yusa.

(従来の技術) 電圧を機械的変位(形状や位置の変化)に変換
し、圧力を電気信号に変換し得る電気値に変換す
る電気/振動変換素子に振動板を固着した超音波
トランスジユーサは公知である。
(Prior technology) An ultrasonic transducer in which a diaphragm is fixed to an electricity/vibration conversion element that converts voltage into mechanical displacement (change in shape or position) and pressure into an electrical value that can be converted into an electrical signal. is publicly known.

第6図に従来の超音波トランスジユーサの一例
を示す。これにおいて、カツプ状の金属製振動板
1の内面に、電圧の印加により変形し、圧力の印
加により電圧を発生するピエゾ素子でなる電気/
振動変換素子2が、その1つの電極を振動板1に
接触された状態で接合されている。素子2のもう
1つの電極には電気リード3の一端が接続されて
おり、電気リード3の他端は端子ピン4に接続さ
れている。振動板1には電気リード5の一端が接
続され、電気リード5の他端は端子ピン6に接続
されている。
FIG. 6 shows an example of a conventional ultrasonic transducer. In this, the inner surface of the cup-shaped metal diaphragm 1 is deformed by the application of a voltage, and is made up of a piezo element that generates a voltage by the application of pressure.
A vibration conversion element 2 is joined with one electrode thereof in contact with the diaphragm 1. One end of an electrical lead 3 is connected to the other electrode of the element 2, and the other end of the electrical lead 3 is connected to a terminal pin 4. One end of an electrical lead 5 is connected to the diaphragm 1, and the other end of the electrical lead 5 is connected to a terminal pin 6.

底面を金属キヤツプ7で被覆し上面側のフラン
ジ面にOリング状の弾性材9を接合した絶縁体基
台8に、Oリング10をはめて振動板1の開口縁
を噛合せて、該開口縁をリング状11にかしめて
該振動板1が基台8に一体に固着されている。
An O-ring 10 is fitted onto an insulating base 8 whose bottom surface is covered with a metal cap 7 and an O-ring-shaped elastic material 9 is bonded to the upper flange surface, and the opening edge of the diaphragm 1 is engaged with the opening. The diaphragm 1 is integrally fixed to the base 8 by caulking the edges into a ring shape 11.

弾性材9およびOリング10は、振動板1と基
台8の間を水密にして、ゴミや液体(代表的には
水)の侵入を防止し、かつ、振動板1の振動を防
げない。
The elastic material 9 and the O-ring 10 make the space between the diaphragm 1 and the base 8 watertight to prevent dirt and liquid (typically water) from entering, but cannot prevent the diaphragm 1 from vibrating.

端子ピン4−6間に超音波周波数の電圧を印加
すると、該周波数で素子2が径方向に伸縮し、こ
れにより振動板1が変化し、振動板1の外部に超
音波を発生する。
When a voltage at an ultrasonic frequency is applied between the terminal pins 4-6, the element 2 expands and contracts in the radial direction at the frequency, thereby changing the diaphragm 1 and generating ultrasonic waves outside the diaphragm 1.

この種の超音波トランスジユーサの使用態様の
一例を第7a図に示す。これは車両後部の障害物
有無および、障害物が有る場合は障害物の距離を
検出するために、車両の後部バンパーに超音波ト
ランスジユーサを備えた車両を示す。この例で
は、1つのトランスジユーサより超音波を発信し
て、他の1つ以上のトランスジユーサで反射超音
波を検出する。他に、超音波を発信したトランス
ジユーサで反射波を検出する使用態様もある。
An example of how this type of ultrasonic transducer is used is shown in FIG. 7a. This refers to a vehicle equipped with an ultrasonic transducer in the rear bumper of the vehicle in order to detect the presence or absence of an obstacle at the rear of the vehicle and, if so, the distance to the obstacle. In this example, one transducer emits ultrasonic waves, and one or more other transducers detect reflected ultrasonic waves. Another usage mode is to detect reflected waves using a transducer that emits ultrasonic waves.

トランスジユーサを装着した超音波センサベー
ス12の横断面を第7b図に示す。車体の振動が
トランスジユーサに影響しないように、トランス
ジユーサは更に弾性材13を介してべース12に
固着されている。
A cross section of the ultrasonic sensor base 12 with the transducer mounted is shown in FIG. 7b. The transducer is further fixed to the base 12 via an elastic member 13 so that vibrations of the vehicle body do not affect the transducer.

しかし、一般にこの種のトランスジユーサは出
力が弱いために、車両の適当な空間に配設された
信号処理装置にトランスジユーサの出力信号を伝
送する際には、出力信号に重畳する誘導ノイズの
影響が無視できない。そこで、従来は誘導ノイズ
の影響を排除するために、トランスジユーサに近
接してトランスジユーサの出力を増幅する増幅器
を配設し、トランスジユーサの出力を誘導ノイズ
の影響が無視できるまで増幅した後に信号処理装
置に伝送する構成がとられていた。
However, since this type of transducer generally has a weak output, when transmitting the transducer's output signal to a signal processing device installed in a suitable space in the vehicle, it is necessary to avoid induced noise superimposed on the output signal. cannot be ignored. Therefore, conventionally, in order to eliminate the influence of induced noise, an amplifier is placed close to the transducer to amplify the output of the transducer, and the output of the transducer is amplified until the influence of induced noise can be ignored. The configuration was such that the signal was then transmitted to a signal processing device.

(考案が解決しようとする問題点) この種のトランスジユーサでは、一つのトラン
スジユーサが反射波を検出できる範囲が限られて
いるため、車両周囲の障害物を検出する場合には
複数のトランスジユーサを使用して、車両周囲の
障害物検出範囲をカバーしなくてはならない。従
つて、障害物検出範囲を拡大するためにはトラン
スジユーサを増設するだけでなく、増幅器も増設
する必要があり、回路の複雑化、およびコスト高
となる問題点があつた。
(Problem to be solved by the invention) In this type of transducer, the range in which one transducer can detect reflected waves is limited, so when detecting obstacles around the vehicle, multiple transducers are used. Transducers must be used to cover the obstacle detection range around the vehicle. Therefore, in order to expand the obstacle detection range, it is necessary not only to add transducers but also to add amplifiers, which poses problems of complicating the circuit and increasing costs.

また、トランスジユーサ自体が誘導ノイズの影
響を受けた場合には、トランスジユーサに近接し
て増幅器を配設する方法では出力信号とともに誘
導ノイズも増幅されてしまうため、誘導ノイズの
影響が排除できないという問題点もあつた。
Additionally, if the transducer itself is affected by inductive noise, placing an amplifier close to the transducer will amplify the inductive noise along with the output signal, eliminating the effect of inductive noise. There was also the problem that it was not possible.

また、第6図に示されるように、振動板1の超
音波放射方向の突出長が大きく、弾性材9とOリ
ング10による弾性シール構造を支持するために
基台8が厚い上に、更に弾性材13が介挿される
ので、しかも端子ピンが超音波放射方向(と逆向
き)に延びているので、トランスジユーサを収納
するセンサべース12の厚みが大きくなり、バン
パーBRよりの突出長が大きい。したがつて、ベ
ース12に物が当つてトランスジユーサが機能不
全となり易い。第7a図に示す態様では、ベース
12に物が当るまでに、それがトランスジユーサ
で検出され、車両が停止されるはずであるが、停
止中に物が当ることが多い。また洗車のときに邪
魔になる。のみならず、振動板1全体が基台8お
よびベース12とは浮いていなければならない
が、ベース12の収納穴の内側面と振動板1の外
側面の間に泥やゴミが入り易く、これにより振動
板1の機能が低下する。あるいは機能不全とな
る。泥やゴミの除去が困難であり、物体検出不能
状態になり易い。
In addition, as shown in FIG. 6, the protruding length of the diaphragm 1 in the ultrasonic radiation direction is large, and the base 8 is thick to support the elastic seal structure made of the elastic material 9 and the O-ring 10. Since the elastic member 13 is inserted and the terminal pin extends in the ultrasonic emission direction (opposite direction), the thickness of the sensor base 12 that houses the transducer increases, causing it to protrude from the bumper BR. The length is large. Therefore, the transducer is likely to malfunction due to objects hitting the base 12. In the embodiment shown in FIG. 7a, by the time an object hits the base 12, the transducer should detect it and stop the vehicle, but in many cases the object hits the base 12 while the vehicle is stopped. It also gets in the way when you wash your car. In addition, the entire diaphragm 1 must be floating above the base 8 and the base 12, but mud and dirt can easily enter between the inner surface of the storage hole of the base 12 and the outer surface of the diaphragm 1. As a result, the function of the diaphragm 1 deteriorates. Or it becomes dysfunctional. It is difficult to remove mud and dirt, and objects tend to become undetectable.

バンパーBRが物に当つてもよいように、バン
パーBRの内方にトランスジユーサを収納する使
用態様もある。その外観を第8a図に示し、横断
面を拡大して第8b図に示す。この使用態様で
は、バンパーBRをその本来の用途(物の排除お
よび車両本体への物の衝突防止)に使用すること
と、超音波の指向方向を狭く限定することを意図
して、センサベース14をホーン状にして、その
元部にトランスジユーサを装備している。これに
おいてはセンサベース14内に泥やゴミが入り、
その除去が困難であり、物体検出不全になり易
い。
There is also a mode of use in which the transducer is housed inside the bumper BR so that the bumper BR does not hit an object. Its appearance is shown in FIG. 8a, and its cross section is shown in enlarged view in FIG. 8b. In this usage mode, the sensor base 14 is designed to use the bumper BR for its original purpose (excluding objects and preventing objects from colliding with the vehicle body) and to narrowly limit the direction of ultrasonic waves. is shaped like a horn, and the base is equipped with a transducer. In this case, mud or dirt gets inside the sensor base 14,
It is difficult to remove, and object detection is likely to fail.

そこで本考案では、誘導ノイズの影響を受けに
くく、超音波発振方向(受信専用では超音波到来
方向)の厚みが小さい超音波トランスジユーサを
構成することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to construct an ultrasonic transducer that is less susceptible to the effects of induced noise and has a small thickness in the ultrasonic oscillation direction (the ultrasonic arrival direction for reception only).

〔考案の構成〕[Structure of the idea]

(問題点を解決するための手段) 前記目的を達成するために講じた手段は、カツ
プ状に突出した振動空間包囲部とそれに連続する
平板部を有する振動部材と、該振動空間包囲部の
内面に接合された電気/振動変換素子と、厚み方
向に貫通した電気リード通し穴を有し、振動部材
の平板部に接合され、電気/振動変換素子の周り
の振動空間を実質上閉じる、弾力性が低い支持基
板と、該支持基板の外表面に接合された弾性部材
と、該弾性部材の外表面に接合され、一端が接地
された導電体板、および、一端が電気/振動変換
素子の電極に接続され、電気リード通し穴を貫通
して支持基板に沿つて支持基板の外側面外方に延
びた電気リードとを備えたことである。
(Means for Solving the Problems) The means taken to achieve the above object include a vibrating member having a cup-shaped vibrating space surrounding portion and a flat plate portion continuous to the vibrating space surrounding portion, and an inner surface of the vibrating space surrounding portion. An elastic element that has an electric/vibration converting element bonded to the electric/vibration converting element and an electric lead through hole penetrating in the thickness direction, is bonded to the flat plate part of the vibrating member, and substantially closes the vibration space around the electric/vibration converting element. an elastic member bonded to the outer surface of the support substrate; a conductor plate bonded to the outer surface of the elastic member and having one end grounded; and one end having an electrode of an electric/vibration conversion element. and an electrical lead extending outward from the outer surface of the supporting substrate along the supporting substrate through the electrical lead through hole.

(作用) 前記本考案の構成によれば、電気/振動変換素
子及び電気リードに沿つて配された導電体板が接
地しているため、電気/振動変換素子および電
気/振動変換素子に接続された電気リードが電気
的に遮蔽され、誘導ノイズの影響を受けにくくな
る。
(Function) According to the configuration of the present invention, since the conductive plate arranged along the electricity/vibration conversion element and the electric lead is grounded, it is not connected to the electricity/vibration conversion element and the electricity/vibration conversion element. The electrical leads are electrically shielded and are less susceptible to induced noise.

また、前記構成のトランスジユーサは、振動部
材の平板部が支持基板と一体で固定であり、カツ
プ状部が振動する。支持基板は超音波振動に関し
ては剛体であり、超音波振動の、振動部材以外へ
の伝播を阻止し超音波発/受信効率を高くする。
従来と比較して、弾性材9,Oリング10および
取付用弾性材13の組合せが、本考案では前記弾
性部材だけになるので、超音波発/受信方向の厚
みが極く小さくなり、取付けが容易になるばかり
でなく、振動部材においては、カツプ状部に連続
する平板部があるので、泥やゴミなどの除去が容
易である。
Further, in the transducer having the above configuration, the flat plate portion of the vibrating member is integrally fixed with the support substrate, and the cup-shaped portion vibrates. The support substrate is a rigid body with respect to ultrasonic vibrations, and prevents the ultrasonic vibrations from propagating to areas other than the vibrating member, thereby increasing the ultrasonic generation/reception efficiency.
Compared to the conventional method, the combination of the elastic member 9, O-ring 10, and mounting elastic member 13 is only the elastic member in the present invention, so the thickness in the ultrasonic emission/reception direction is extremely small, making installation easier. Not only is it easier to remove mud and dirt, but also because the vibrating member has a flat plate part that is continuous to the cup-shaped part.

本考案の好ましい実施例では、電気/振動変換
素子の1つの電極は、前述のように電気リードを
外部に引出して超音波発信回路および/又は受信
回路に接続するが、もう1つの電極は、従来と同
様に振動部材たる金属製の振動板に当接させる。
この電極は通常アース接続(共通電位接続)され
る。そこで、振動板の平板部にリベツト穴を開
け、また支持基板にもこれに対応する穴を開けて
これらの穴にリベツトを通して支持基板の外表面
に電気接続タブを当ててリベツト止めする。この
電気接続タブは、そのまま、又は電気リードを介
してアースに接続する。前記した導電体板、およ
び振動板を接地することによつて、トランスジユ
ーサの外壁が接地されると、さらに同ノイズの影
響を受けにくくなる。トランスジユーサの所要部
(例えばバンパー)への取り付けを容易にするた
めに、また、取り付け強度を強くするために、弾
性部材の外表面には、アルミ板などを接合してい
る。これを、導電体板として利用し、そのまま、
又は電気リードを介してアースに接続する。ま
た、取り付け作業を容易にするために、該導電体
板に取付具を固着する。
In a preferred embodiment of the present invention, one electrode of the electric/vibration transducer element is connected to the ultrasonic transmitting circuit and/or receiving circuit by connecting the electric lead to the outside as described above, and the other electrode is connected to the ultrasonic transmitting circuit and/or receiving circuit. As in the conventional case, it is brought into contact with a metal diaphragm which is a vibrating member.
This electrode is normally connected to earth (common potential connection). Therefore, rivet holes are drilled in the flat plate portion of the diaphragm, corresponding holes are also drilled in the support substrate, rivets are passed through these holes, and electrical connection tabs are applied to the outer surface of the support substrate and riveted. This electrical connection tab connects to ground either directly or via an electrical lead. If the outer wall of the transducer is grounded by grounding the conductor plate and the diaphragm described above, it becomes even less susceptible to the effects of the same noise. An aluminum plate or the like is bonded to the outer surface of the elastic member in order to facilitate attachment to a required part of the transducer (for example, a bumper) and to increase attachment strength. Use this as a conductor plate and leave it as it is.
or connect to earth via an electrical lead. Further, in order to facilitate the installation work, a fixture is fixed to the conductive plate.

(実施例) 第1図に本考案の一実施例の外観を示し、第2
図および第4図にその−線断面および−
線断面を示し、第3図に組立前の構成要素の外観
を示す。振動板1は長方形のアルミ薄板であり、
プレスにより非対称台錐形のカツプ状部が、平板
部より突出させて形成されている。このカツプ状
部の最突出部の内面に円板状のピエゾ素子2、す
なわち電気/振動変換素子が接合され、その表面
の電極が振動板1に接触している。もう1つの電
極には電気リード3の一端が接続されている。
(Example) Fig. 1 shows the appearance of an embodiment of the present invention, and Fig.
The figure and Fig. 4 show its - line cross section and -
A line cross section is shown, and FIG. 3 shows the appearance of the components before assembly. The diaphragm 1 is a rectangular thin aluminum plate,
An asymmetrical frustum-shaped cup-shaped portion is formed by pressing to protrude from the flat plate portion. A disk-shaped piezo element 2, ie, an electric/vibration conversion element, is bonded to the inner surface of the most protruding part of this cup-shaped part, and an electrode on the surface thereof is in contact with the diaphragm 1. One end of the electrical lead 3 is connected to the other electrode.

振動板1の平板部の長辺には、90度の折返し1
a,1bが形成され、平板部には、鉄板15、す
なわち振動板1の振動に対しては剛体として作用
し振動を遮断する弾力性が低い支持基板、の表面
が接合され、また、折返し1a,1bに鉄板15
の長辺の側面が接合されている。この鉄板15が
振動板1のカツプ状の内空間を閉じている。この
鉄板15には、それを厚み方向に貫通するリード
引出し穴22が開けられており、この穴22を電
気リード3が貫通して鉄板15に沿つてその外側
端(短辺)に引き出されている。
On the long side of the flat plate part of the diaphragm 1, there is a 90 degree fold 1.
a, 1b are formed, and the surface of a steel plate 15, that is, a supporting substrate with low elasticity that acts as a rigid body and blocks vibrations of the diaphragm 1, is bonded to the flat plate part, and the folded part 1a is , iron plate 15 on 1b
The sides of the long sides are joined. This iron plate 15 closes the cup-shaped inner space of the diaphragm 1. This iron plate 15 has a lead extraction hole 22 that passes through it in the thickness direction, and the electrical lead 3 passes through this hole 22 and is pulled out along the iron plate 15 to its outer end (short side). There is.

また、振動板1の平板部と鉄板15のもう1つ
の短辺の縁部には、リベツト16を通す穴が開け
られており、この穴にリベツト16が通され、リ
ベツト16のかしめにより電気端子タブ17が鉄
板15に接合して固着されている。振動板1が金
属板(アルミ薄板)であつて導電体であり、リベ
ツト16および鉄板15も勿論導電体であるの
で、タブ17は、リベツト16および振動板1を
通して、また、鉄板15および振動板1を通し
て、ピエゾ素子2の1つの電極に電気的に接続さ
れていることになる。
In addition, holes are made in the flat plate part of the diaphragm 1 and the edge of the other short side of the iron plate 15, through which the rivets 16 are passed. A tab 17 is joined and fixed to the iron plate 15. Since the diaphragm 1 is a metal plate (aluminum thin plate) and is a conductor, and the rivet 16 and the iron plate 15 are also conductors, the tab 17 passes through the rivet 16 and the diaphragm 1, and also connects the iron plate 15 and the diaphragm. 1 and is electrically connected to one electrode of the piezo element 2.

鉄板15の、ピエゾ素子2に対向する面の裏側
の面には、弾力性が高く振動(トランスジユーサ
支持部よりの振動)吸収効果が高く、空気孔の多
い材質の発泡剛性樹脂板18が接合されている。
この樹脂板18には、トランスジユーサの底板と
してアルミ薄板19が接合され、更にアルミ薄板
19に、取付けを簡易にするための比較的に可撓
性が高い永久磁石板(この例では短辺の1つがN
に他方がSに分極)20が接合されている。
On the back side of the surface of the iron plate 15 facing the piezo element 2, there is a foamed rigid resin plate 18 made of a material with high elasticity, high vibration absorption effect (vibration from the transducer support part), and many air holes. It is joined.
A thin aluminum plate 19 is bonded to the resin plate 18 as the bottom plate of the transducer, and a permanent magnet plate (in this example, the short side one of them is N
and the other polarized to S) 20 are joined.

アルミ薄板19には、縁部にリベツト24を通
すための穴が開けられており、リベツト24のカ
シメにより電気端子タブ23がアルミ薄板19に
接合して固着されている。
The thin aluminum plate 19 has a hole at its edge for passing a rivet 24 through, and the electric terminal tab 23 is joined and fixed to the thin aluminum plate 19 by caulking the rivet 24.

振動板1、鉄板15、樹脂板18、アルミ薄板
19および永久磁石板20両短辺の外側面、なら
びに、両長辺の外側面は可撓性の、電気端子部シ
ール用のモールド樹脂21a,21bおよび21
c,21dで被覆されている。
The outer surfaces of both short sides of the diaphragm 1, the iron plate 15, the resin plate 18, the thin aluminum plate 19, and the permanent magnet plate 20, as well as the outer surfaces of both long sides, are made of flexible molded resin 21a for electrical terminal sealing. 21b and 21
c, covered with 21d.

このトランスジユーサ(第1図および第2図)
の組立を第3図を参照して説明すると、ピエゾ素
子2を固着した振動板1に鉄板15を接合し、こ
のときピエゾ素子2に接続した電気リード3を鉄
板15の穴22に通して、振動板1と鉄板15を
一体化してからリベツト16で鉄板15の裏面に
タブ17を固着する。次にあらかじめタブ23を
リベツト24で固着したアルミ板19と、永久磁
石20を接合した樹脂板18を鉄板15の裏面に
接合する。そして、短辺の側端面をモールド樹脂
21aおよび21bで被覆する。
This transducer (Figures 1 and 2)
The assembly will be explained with reference to FIG. 3.The iron plate 15 is joined to the diaphragm 1 to which the piezo element 2 is fixed, and at this time, the electric lead 3 connected to the piezo element 2 is passed through the hole 22 of the iron plate 15. After the diaphragm 1 and the iron plate 15 are integrated, a tab 17 is fixed to the back surface of the iron plate 15 with a rivet 16. Next, the aluminum plate 19 to which the tabs 23 are fixed in advance with rivets 24 and the resin plate 18 to which the permanent magnets 20 are bonded are bonded to the back surface of the iron plate 15. Then, the side end surfaces of the short sides are covered with mold resins 21a and 21b.

以上に説明したトランスジユーサは、鉄フレー
ムの表側に樹脂体を接合したバンパーの、該樹脂
体に開けたトランスジユーサ取付穴EH(第2図)
に挿入する。この挿入によりトランスジユーサの
永久磁石がバンパーの鉄フレームに接合する。タ
ブ17に接続した電気リード(図示せず)と電気
リード3は、該鉄フレームを貫通した穴を通して
バンパーの裏側に配線する。取付穴に泥やゴミが
侵入しても、カツプ状部と取付EHの間に、平板
部対応の空間があるので、それらの除去が容易で
ある。
The transducer described above has a bumper with a resin body bonded to the front side of an iron frame, and the transducer mounting hole EH (Fig. 2) is made in the resin body.
Insert into. This insertion joins the transducer's permanent magnet to the bumper's iron frame. Electrical leads (not shown) connected to tabs 17 and electrical leads 3 are routed to the back side of the bumper through holes through the iron frame. Even if mud or dirt gets into the mounting hole, it is easy to remove it because there is a space between the cup-shaped part and the mounting EH that corresponds to the flat plate part.

なお、永久磁石20は簡易固着用のものであ
り、用途によつては省略可能である。永久磁石2
0を備えている場合、ならびに永久磁石20を省
略している場合のいずれにおいても樹脂板18が
トランスジユーサ取付側(例えばバンパー)から
トランスジユーサへの振動を遮断する。また、リ
ード通し穴22を通して振動空間が樹脂板18の
リード通し溝に連通しており、振動板1の振動圧
を樹脂板18が吸収し、アルミ板19への超音波
振動の伝播を実質上遮断する。振動板1は、その
カツプ状部が振動し、平板部は鉄板15に接合さ
れているので、振動しない。すなわち振動板1の
振動は鉄板15で反射され、樹脂板18に伝播し
ないので、減衰が小さい。これは振動板1の電
気/指導変換効率を悪化させずにトランスジユー
サを薄形化するのに貢献する。
Note that the permanent magnet 20 is for simple fixing and may be omitted depending on the application. Permanent magnet 2
0 and when the permanent magnet 20 is omitted, the resin plate 18 blocks vibrations from the transducer mounting side (for example, a bumper) to the transducer. Further, the vibration space communicates with the lead passage groove of the resin plate 18 through the lead passage hole 22, and the resin plate 18 absorbs the vibration pressure of the diaphragm 1, substantially preventing the propagation of ultrasonic vibration to the aluminum plate 19. Cut off. The cup-shaped portion of the diaphragm 1 vibrates, and the flat plate portion does not vibrate because it is joined to the iron plate 15. That is, the vibration of the diaphragm 1 is reflected by the iron plate 15 and is not propagated to the resin plate 18, so that the attenuation is small. This contributes to making the transducer thinner without deteriorating the electrical/inductive conversion efficiency of the diaphragm 1.

また、アルミ板19に接合して固着された電気
端子タブ23を、図示されていない電気リードを
用いて車体に接地し、同様に振動板1に接続され
た電気端子タブ17でも図示されていない電気リ
ードを用いて車体に接地している。アルミ板19
および振動板1を接地することにより、トランス
ジユーサの外壁を接地すれば、トランスジユーサ
内部は電気的に遮蔽されるため、トランスジユー
サ外部から到来した電磁波によつて、電気/振動
変換素子2および電気リード3は誘導ノイズの影
響を受けにくくなる。
Further, the electrical terminal tab 23 bonded and fixed to the aluminum plate 19 is grounded to the vehicle body using an electrical lead (not shown), and the electrical terminal tab 17 similarly connected to the diaphragm 1 is also grounded (not shown). It is grounded to the vehicle body using an electrical lead. Aluminum plate 19
By grounding the diaphragm 1 and the outer wall of the transducer, the inside of the transducer is electrically shielded. 2 and electrical leads 3 are less susceptible to induced noise.

また、第4図に示すように、振動板1のカツプ
状部を上下非対称にしているので、発信超音波の
指向方向は、振動板1の先端面に垂直な線から、
外れた方向、この実施例では上方向になつてい
る。このように、カツプ状部の形状を非対称にす
ることにより、超音波の指向方向を任意に認定で
きる。
Further, as shown in FIG. 4, since the cup-shaped portion of the diaphragm 1 is vertically asymmetrical, the direction of the transmitted ultrasonic wave is directed from a line perpendicular to the tip surface of the diaphragm 1.
The direction out of the way, in this embodiment, is the upward direction. In this way, by making the shape of the cup-shaped part asymmetrical, the directing direction of the ultrasonic waves can be determined arbitrarily.

上述した本考案のトランスジユーサの、形状の
具体的な一例は次の通りである。
A specific example of the shape of the transducer of the present invention described above is as follows.

XW(長辺長):28mm YW(短辺長):25mm 振動板1の厚:0.8mm カツプ高PH:2mm 素子2取付面(最突出面):12mm×12mm カツプ状部の底:長辺22mm×短辺19mm UT:5mm DT:2mm(上下非対称、左右対称) 鉄板15厚:1.6mm 樹脂板18(ウレタン)厚:2mm アルミ板19厚:0.8mm 永久磁石板20厚:2mm 樹脂板18下面からトツプ(音波発信端)まで
の高さ:6.4mm 底(永久磁石板20下面)からトツプ(音波発
振端)までの高さ:9.2mm。
XW (long side length): 28mm YW (short side length): 25mm Thickness of diaphragm 1: 0.8mm Cup height PH: 2mm Element 2 mounting surface (most protruding surface): 12mm x 12mm Bottom of cup-shaped part: long side 22mm x short side 19mm UT: 5mm DT: 2mm (vertically asymmetric, horizontally symmetrical) Iron plate 15 thickness: 1.6mm Resin plate 18 (urethane) thickness: 2mm Aluminum plate 19 thickness: 0.8mm Permanent magnet plate 20 thickness: 2mm Resin plate 18 Height from bottom to top (sound wave emitting end): 6.4mm Height from bottom (lower surface of permanent magnet plate 20) to top (sound wave emitting end): 9.2mm.

第5a図、第5b図に本考案の変形実施例を示
す。
Figures 5a and 5b show a modified embodiment of the invention.

一枚の導電体板19の上に、全く同じ構造のト
ランスジユーサを二つ配設した例である。一組の
振動板1および1′はいずれも同一寸法に加工さ
れており、長方形のアルミ薄板をプレス成形によ
つて、非対称台錐形のカツプ状部を平板部より突
出させたものである。このカツプ状部の中には、
図示していないが、電気/振動変換素子として、
特性のそろつたピエゾ素子がそれぞれ配設されて
おり、ピエゾ素子表面の一方の電極は、それぞれ
の振動板1および、1′リベツト16および1
6′を介して、電気端子タブ17および17′に接
続されている。ピエゾ素子表面の他方の電極には
電気リード3および3′の一端が接続されている。
This is an example in which two transducers having exactly the same structure are arranged on one conductive plate 19. A pair of diaphragms 1 and 1' are both processed to have the same dimensions, and are formed by press-forming rectangular thin aluminum plates so that an asymmetrical frustum-shaped cup-shaped portion protrudes from a flat plate portion. Inside this cup-shaped part,
Although not shown, as an electric/vibration conversion element,
Piezo elements with uniform characteristics are arranged, and one electrode on the surface of the piezo element is connected to the diaphragm 1 and the 1' rivet 16 and 1, respectively.
6' to electrical terminal tabs 17 and 17'. One ends of electrical leads 3 and 3' are connected to the other electrode on the surface of the piezo element.

振動板1および1′には、支持基板として鉄板
15および15′が接合されており、この鉄板1
5,15′にはリベツト16および16′を通す通
し穴と、電気リード3および3′を通すための通
し穴が開けられている。鉄板15および15′の
振動板1に対向する面側には、振動吸収効果が高
く、空気孔の多い材質の発泡合成樹脂板18が、
振動板1,1′と鉄板15,15′の端面を覆うよ
うに、それぞれのトランスジユーサに共通の部材
として接合されている。この発泡合成樹脂板18
の一面には、それぞれのトランスジユーサに共通
の底板として、アルミ薄板19接合されている。
アルミ薄板19には、縁部にリベツト24を通す
ための穴が開けられており、リベツト24のカシ
メにより電気端子タブ23がアルミ薄板19に接
合して固着されている。アルミ薄板19の発泡合
成樹脂板18に対向する面には、取り付けを簡易
にするための比較的に可撓性の高い永久磁石板2
0が接合されている。また、発泡合成樹脂板18
のアルミ薄板に対向する面には、金属性の固定プ
レート25が接着されている。
Iron plates 15 and 15' are joined to the diaphragms 1 and 1' as support substrates, and the iron plates 1
5 and 15' are provided with through holes for passing the rivets 16 and 16' and for passing the electrical leads 3 and 3'. On the side of the iron plates 15 and 15' facing the diaphragm 1, there is a foamed synthetic resin plate 18 made of a material with a high vibration absorption effect and many air holes.
It is joined as a common member to each transducer so as to cover the end faces of the diaphragms 1, 1' and the iron plates 15, 15'. This foamed synthetic resin board 18
A thin aluminum plate 19 is bonded to one side of the transducer as a common bottom plate for each transducer.
The thin aluminum plate 19 has a hole at its edge for passing a rivet 24 through, and the electric terminal tab 23 is joined and fixed to the thin aluminum plate 19 by caulking the rivet 24. On the surface of the aluminum thin plate 19 facing the foamed synthetic resin plate 18, there is a relatively flexible permanent magnet plate 2 for easy installation.
0 is joined. In addition, the foamed synthetic resin plate 18
A metal fixing plate 25 is bonded to the surface facing the thin aluminum plate.

以上に説明したトランスジユーサは、鉄フレー
ムの表側に樹脂体を接合したバンパーBRの、該
樹脂体に開けたトランスジユーサ取付穴EHに挿
入する。この挿入により、トランスジユーサの永
久磁石がバンパーの鉄フレームに接合する。タブ
17に接続した電気リード(図示せず)と電気リ
ード3は、該鉄フレームを貫通した穴を通してバ
ンパーの裏側に配線する。これにより、リードは
バンパーBRの鉄フレームにより電気的に遮蔽さ
れる。また、アルミ薄板19に接続されたタブ2
3は、電気リード(図示せず)によつて、車体、
好ましくはバンパーBRの鉄フレームに接地され
る。
The above-described transducer is inserted into the transducer mounting hole EH formed in the resin body of the bumper BR, which has a resin body joined to the front side of the iron frame. This insertion joins the transducer's permanent magnet to the bumper's iron frame. Electrical leads (not shown) connected to tabs 17 and electrical leads 3 are routed to the back side of the bumper through holes through the iron frame. As a result, the leads are electrically shielded by the iron frame of the bumper BR. In addition, the tab 2 connected to the thin aluminum plate 19
3 is connected to the vehicle body by an electric lead (not shown).
Preferably grounded to the iron frame of the bumper BR.

本実施例では、一組のトランスジユーサの設置
条件をそろえることができるので、信号処理装置
の複雑な調整を簡略化することができる。また、
固定プレート25を拡大して、トランスジユーサ
取付穴EHを覆うようにすれば、取付穴に泥やゴ
ミが侵入するのを防ぐことができる。さらに、固
定プレート25も接地すれば、更に誘導ノイズの
影響を受けにくくすることができる。
In this embodiment, since the installation conditions for a set of transducers can be made the same, complicated adjustment of the signal processing device can be simplified. Also,
By enlarging the fixing plate 25 to cover the transducer mounting hole EH, it is possible to prevent mud and dirt from entering the mounting hole. Furthermore, if the fixed plate 25 is also grounded, it is possible to further reduce the influence of induced noise.

本実施例では、共通の発泡樹脂板18上に2つ
のトランスジユーサを配設した例を示したが、配
設されるトランスジユーサの数は特に2つである
必要はない。また、配設されるトランスジユーサ
の特性をそろえた例を示したが、配設されるトラ
ンスジユーサの特性をそろえる必要もない。
Although this embodiment shows an example in which two transducers are arranged on a common foamed resin board 18, the number of transducers arranged does not need to be two. Further, although an example has been shown in which the characteristics of the transducers to be installed are made the same, it is not necessary to make the characteristics of the placed transducers the same.

第9図は、背面の金属板を接地した場合の効果
を確認するために行なつた実験の結果である。
FIG. 9 shows the results of an experiment conducted to confirm the effect of grounding the back metal plate.

アルミ薄板19を接地した場合には、t=0点
でトランスジユーサから被測定物に向けて超音波
パルスを発車した後、被測定物からの反射波がt
=t1点で検出されている。一般に、超音波の反射
波を利用して被測定物までの距離を測定する方法
では、超音波パルスの発射(t=0)からの時間
経過に従がつて、受信感度を増大させるので、ア
ルミ薄板19を接地しなかつた場合には、受信感
度の増大とともに誘導ノイズも増幅されてしま
い、被測定物からの反射波を識別できなかった。
When the thin aluminum plate 19 is grounded, after the transducer emits an ultrasonic pulse toward the object to be measured at point t = 0, the reflected wave from the object to be measured reaches t.
=t Detected at one point. Generally, in the method of measuring the distance to the object to be measured using reflected waves of ultrasonic waves, the receiving sensitivity increases as time elapses from the emission of ultrasonic pulses (t = 0), so aluminum If the thin plate 19 was not grounded, the receiving sensitivity would increase and the induced noise would also be amplified, making it impossible to identify the reflected waves from the object to be measured.

〔考案の効果〕[Effect of idea]

以上の通り本考案は、カツプ状に突出した振動
空間包囲部とそれに連続する平板部を有する振動
部材に弾力性が低い支持基板を接合し、電気リー
ドは該支持基板に沿つて側面に引出したものであ
るので、超音波発射方向の高さが低く、トランス
ジユーサを物体に取付けた状態でも、電気端子は
該側面方向に延びるので超音波発射方向の取付高
さが小さくなる。したがつて、トランスジユーサ
の超音波発射面を外気に露出させる使用態様にお
いて、トランスジユーサに物が衝突する可能性が
低くなり、その分破損の危険性が低い。のみなら
ず、例えば第2図に示すように開口EH内にトラ
ンスジユーサを装備する場合、カツプ状部の周囲
に平板部があつて、カツプ状部と開口EHの間に
比較的に広い空間があるので、仮に泥やゴミが開
口EHに侵入しても、その除去が容易である。
As described above, in the present invention, a supporting substrate with low elasticity is bonded to a vibrating member having a cup-shaped protruding vibrating space surrounding portion and a continuous flat plate portion, and the electrical leads are drawn out to the side along the supporting substrate. Since the transducer is an object, its height in the ultrasonic emission direction is low, and even when the transducer is attached to an object, the electric terminal extends in the side surface direction, so the mounting height in the ultrasonic emission direction is small. Therefore, in a usage mode in which the ultrasonic emission surface of the transducer is exposed to the outside air, there is a low possibility that objects will collide with the transducer, and the risk of damage to the transducer is correspondingly low. In addition, for example, when a transducer is installed inside the opening EH as shown in Figure 2, a flat plate is placed around the cup-shaped part, and a relatively wide space is created between the cup-shaped part and the opening EH. Therefore, even if mud or dirt enters the opening EH, it can be easily removed.

さらに、電気/振動変換素子、および電気リー
ドに沿つて配された導電体板が接地されるため、
トランスジユーサ内の電気/振動変換素子および
電気/振動変換素子に接続された電気リードが電
気的に遮蔽され、トランスジユーサ外の誘導ノイ
ズの影響を受けにくくなる。
Furthermore, since the electric/vibration conversion element and the conductive plate placed along the electric lead are grounded,
The electrical/vibration conversion element within the transducer and the electrical leads connected to the electrical/vibration conversion element are electrically shielded and are less susceptible to induced noise outside the transducer.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本考案の一実施例の外観を示す斜視
図、第2図は第1図の−線断面図、第3図は
第1図に示す超音波トランスジユーサの分解斜視
図、第4図は第1図の−線断面図である。第
5a図は本考案の別の実施例による超音波トラン
スジユーサを装備した車両を示す斜視図、第5b
図は第5a図に示した別の実施例による超音波ト
ランスジユーサの断面図である。第6図は従来の
超音波トランスジユーサの1つの縦断面図、第7
a図はこのトランスジユーサを装備した車両を示
す斜視図、第7b図は第7a図に示すセンサベー
ス12の横断面図である。第8a図は第6図に示
す超音波トランスジユーサを装備した他の車両を
示す斜視図、第8b図は第8a図に示すセンサベ
ース14の横断面図である。第9図は本考案によ
る超音波トランスジユーサを使用して測定した反
射波形を示す図である。 1,1′……振動板(振動部材)、2……ピエゾ
素子(電気/振動変換素子)、3,5……電気リ
ード、4,6……端子ピン、7……金属キヤツ
プ、8……基台、9……弾性材、10……Oリン
グ、11……かしめリング溝、12,14……セ
ンサベース、BR……バンパー、13……弾性
材、15,15′……鉄板(弾性が低い支持基
板)、16,16′,24……リベツト、17,1
7′,23……端子タブ、18……樹脂板(弾性
部材)、19……アルミ板(導電体板)、20……
永久磁石、21a,21b……モールド樹脂、2
2……電気リード通し穴、25……固定プレー
ト。
FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line -- in FIG. 1, and FIG. 3 is an exploded perspective view of the ultrasonic transducer shown in FIG. FIG. 4 is a sectional view taken along the - line in FIG. 1. Figure 5a is a perspective view of a vehicle equipped with an ultrasonic transducer according to another embodiment of the present invention;
The figure is a cross-sectional view of the alternative embodiment of the ultrasonic transducer shown in Figure 5a. FIG. 6 is a vertical cross-sectional view of one of the conventional ultrasonic transducers;
Figure a is a perspective view showing a vehicle equipped with this transducer, and Figure 7b is a cross-sectional view of the sensor base 12 shown in Figure 7a. FIG. 8a is a perspective view showing another vehicle equipped with the ultrasonic transducer shown in FIG. 6, and FIG. 8b is a cross-sectional view of the sensor base 14 shown in FIG. 8a. FIG. 9 is a diagram showing reflected waveforms measured using the ultrasonic transducer according to the present invention. 1, 1'... diaphragm (vibrating member), 2... piezo element (electricity/vibration conversion element), 3, 5... electrical lead, 4, 6... terminal pin, 7... metal cap, 8... ... Base, 9 ... Elastic material, 10 ... O-ring, 11 ... Caulking ring groove, 12, 14 ... Sensor base, BR ... Bumper, 13 ... Elastic material, 15, 15' ... Steel plate ( support substrate with low elasticity), 16, 16', 24... rivets, 17, 1
7', 23...Terminal tab, 18...Resin plate (elastic member), 19...Aluminum plate (conductor plate), 20...
Permanent magnet, 21a, 21b...Mold resin, 2
2...Electric lead through hole, 25...Fixing plate.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 カツプ状に突出した振動空間包囲部と、これに
連続する平板部を有する振動部材; 前記振動空間包囲部の内面に接合された電気/
振動変換素子; 厚み方向に貫通した電気リード通し穴を有し、
前記振動部材の平板部に接合され、前記電気/振
動変換素子の周りの振動空間を実質上閉じる、弾
力性が低い支持基板; 該支持基板の外表面に接合された弾性部材; 該弾性部材の外表面に接合され、一端が接地さ
れた導電体板;および、 一端が前記電気/振動変換素子の電極に接続さ
れ、前記電気リード通し穴を貫通して前記支持基
板に沿つて支持基板の外側面外方に延びた電気リ
ードとを備える超音波トランスジユーサ。
[Claims for Utility Model Registration] A vibrating member having a cup-shaped vibrating space surrounding portion and a flat plate portion continuous to the vibrating space surrounding portion;
Vibration conversion element; Has an electrical lead through hole that penetrates in the thickness direction,
a support substrate with low elasticity that is bonded to the flat plate portion of the vibration member and substantially closes a vibration space around the electricity/vibration conversion element; an elastic member bonded to the outer surface of the support substrate; a conductive plate bonded to the outer surface and grounded at one end; and, one end connected to the electrode of the electricity/vibration conversion element, passing through the electrical lead through hole and extending along the supporting substrate to the outside of the supporting substrate. An ultrasonic transducer comprising electrical leads extending outwardly from the side.
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