JP2006013871A - 超音波送受波器 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来の超音波送受波器のにおいては、温度変化により静電容量が変化し、それに伴い残響時間が長くなり、近距離における障害物検出ができなかった。また、これらの対策として温度補償コンデンサが用いられるがコストアップとなりバックセンサシステムの価格を上げていた。
【解決手段】超音波送受波器において、有底筒状ケースと圧電素子の間にインバー合金等の低熱膨張合金からなる板材等を貼り合わせることにより、温度変化による静電容量の変化を小さくし、残響時間を抑えることによって温度補償コンデンサを用いなくても広温度域で近距離障害物を安定して検知できる超音波送受波器を提供できる。
【選択図】 図１
【解決手段】超音波送受波器において、有底筒状ケースと圧電素子の間にインバー合金等の低熱膨張合金からなる板材等を貼り合わせることにより、温度変化による静電容量の変化を小さくし、残響時間を抑えることによって温度補償コンデンサを用いなくても広温度域で近距離障害物を安定して検知できる超音波送受波器を提供できる。
【選択図】 図１
Description
本発明は、超音波周波数帯の送信、受信を行う超音波送受波器に関するものである。
従来の実施の形態に関わる超音波送受波器において、超音波送受波器を車のバンパー等に埋め込み設置し、車周辺の障害物を検出しようとした場合、超音波送受波器にパルスバースト電気信号を入力することにより、超音波送受波器からその入力パルスバースト電気信号に応じた超音波信号が発振され、発振された超音波信号は障害物に到達し、障害物に当たった超音波信号は、その障害物で反射され、その反射された超音波信号の一部が同じ超音波送受波器に戻ってくる。超音波送受波器はその反射信号を受信することによって障害物を検出している。
図２は、従来の実施の形態に関わる超音波送受波器の概略縦断面図を表す。図２において、アルミニウム材等から成る有底筒状ケース２の底面内部に圧電素子１を貼り合わせ、ユニモルフ振動子を構成する。圧電素子１の有底筒状ケース２との接着面側の反対面から入出力リード５a、又、有底筒状ケース２から入出力リード５ｂを半田付け等して取り出す。圧電素子１の有底筒状ケース２との接着面側と有底筒状ケース２とは電気的に接続されており、更に、圧電素子１と入出力リード５a及び、有底筒状ケース２と入出力リード５ｂとは電気的に接続されている。圧電素子１の上面にシリコン発泡体等から成る吸音材６を載置して、更に、その上からシリコン材、ウレタン材等から成る封止剤４を有底筒状ケース２内に充填し構成する。
従来の実施の形態に関わる超音波送受波器において、環境温度の変化により超音波送受波器の静電容量が変化し、残響時間が長くなり近距離が検知出来なくなる問題があった。更にこの温度変化による静電容量の補正のため温度補償コンデンサが一般的に用いられているがコストが高く、システムの価格を上げる問題がある。
特開２００４−１３５０８９
谷腰欣司著 「超音波とその使い方−超音波送受波器・超音波モータ」 日刊工業新聞 １９９４年
図２は、従来の実施の形態に関わる超音波送受波器の概略縦断面図を表す。図２において、アルミニウム材等から成る有底筒状ケース２の底面内部に圧電素子１を貼り合わせ、ユニモルフ振動子を構成する。圧電素子１の有底筒状ケース２との接着面側の反対面から入出力リード５a、又、有底筒状ケース２から入出力リード５ｂを半田付け等して取り出す。圧電素子１の有底筒状ケース２との接着面側と有底筒状ケース２とは電気的に接続されており、更に、圧電素子１と入出力リード５a及び、有底筒状ケース２と入出力リード５ｂとは電気的に接続されている。圧電素子１の上面にシリコン発泡体等から成る吸音材６を載置して、更に、その上からシリコン材、ウレタン材等から成る封止剤４を有底筒状ケース２内に充填し構成する。
従来の実施の形態に関わる超音波送受波器において、環境温度の変化により超音波送受波器の静電容量が変化し、残響時間が長くなり近距離が検知出来なくなる問題があった。更にこの温度変化による静電容量の補正のため温度補償コンデンサが一般的に用いられているがコストが高く、システムの価格を上げる問題がある。
解決しようとする問題点は温度変化による静電容量の変化を抑え、残響の変化を抑えるものである。
有底筒状ケースの底面内部に圧電素子を貼り合わせてユニモルフ振動子を構成し、この振動体のケース外側面にて超音波の送信、受信を行う超音波送受波器において、有底筒状ケースと圧電素子の間、又は圧電素子の有底筒状ケース側の反対面又は、圧電素子の両面に低熱膨張合金のインバー合金等を貼り合わせることで温度変化による超音波送受波器の静電容量の変化を抑え、残響の変化を抑える。
本発明は、温度変化による静電容量の変化が少なく温度補償コンデンサを用いなくても広温度範囲で近距離の障害物検出がしやすいという利点を持つ。
カーバックセンサ等に用いる際、広温度域において、近距離まで安定して障害物を検知出来るという目的を、温度補償コンデンサを用いない状態で実現した。
図１−ａは本発明の実施の形態に関わる超音波送受波器の概略縦断面図を表す。図１−ｂ及び図１−ｃは本発明の別の実施の形態の関わる超音波送受波器の概略縦断面図を表す。図1−ａにおいて、アルミニウム材等から成る有底筒状ケース２の底面内部に低熱膨張合金等からなる板材３と更にその上に圧電素子１を貼り合わせ、ユニモルフ振動子を構成する。圧電素子１の有底筒状ケース２との接着面側の反対面と圧電素子１から入出力リード５a、又、有底筒状ケース２から入出力リード５ｂを半田付け等をし取り出す。圧電素子１の有底筒状ケース２との接着面側と低熱膨張合金等からなる板材３、有底筒状ケース２とは電気的に接続されており、更に、圧電素子１と入出力リード５a及び、有底筒状ケース２と入出力リード５ｂとは電気的に接続されている。圧電素子１の上面に発泡シリコン等から成る吸音材６を載置して、その上からシリコン材、ウレタン材等から成る封止剤４を有底筒状ケース２内部に充填し構成する。
図３に示すように従来の実施の形態に関わる超音波送受波器の場合、温度変化により静電容量が変化し、回路で用いられているトランスのインダクタンスとの共振マッチングがずれ図４のように残響が増大する。この対策として超音波送受波器と逆の温度特性を持つ温度補償コンデンサを並列に接続し、温度変化による合成静電容量の変化を抑えている。
本発明では超音波送受波器自体の温度変化による静電容量の変化を抑えているため温度補償コンデンサを用いなくても同様の温度特性を実現できる。図４に、従来の実施の形態に関わる超音波送受波器の残響時間を表す模式図を示す。図５に、本発明の実施の形態に関わる超音波送受波器の残響時間を表す模式図を示す。
図３に示すように従来の実施の形態に関わる超音波送受波器の場合、温度変化により静電容量が変化し、回路で用いられているトランスのインダクタンスとの共振マッチングがずれ図４のように残響が増大する。この対策として超音波送受波器と逆の温度特性を持つ温度補償コンデンサを並列に接続し、温度変化による合成静電容量の変化を抑えている。
本発明では超音波送受波器自体の温度変化による静電容量の変化を抑えているため温度補償コンデンサを用いなくても同様の温度特性を実現できる。図４に、従来の実施の形態に関わる超音波送受波器の残響時間を表す模式図を示す。図５に、本発明の実施の形態に関わる超音波送受波器の残響時間を表す模式図を示す。
本発明は、車のバックセンサのみならず、防滴型超音波送受波器が利用されている様々な分野に適用できる。
１ 圧電素子
２ 有底筒状ケース
３ 低熱膨張合金等からなる板材
４ 封止剤
５ａ 入出力リード
５ｂ 入出力リード
６ 吸音材
２ 有底筒状ケース
３ 低熱膨張合金等からなる板材
４ 封止剤
５ａ 入出力リード
５ｂ 入出力リード
６ 吸音材
Claims (1)
- 有底筒状ケースの底面内部に圧電素子を貼り合わせてユニモルフ振動子を構成し、この振動体のケース外側面にて超音波の送信、受信を行う超音波送受波器において、有底筒状ケースと圧電素子の間、又は圧電素子の有底筒状ケース側の反対面又は、圧電素子の両面に低熱膨張合金のインバー合金等を貼り合わせたことを特徴とする超音波送受波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004187926A JP2006013871A (ja) | 2004-06-25 | 2004-06-25 | 超音波送受波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004187926A JP2006013871A (ja) | 2004-06-25 | 2004-06-25 | 超音波送受波器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006013871A true JP2006013871A (ja) | 2006-01-12 |
Family
ID=35780580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004187926A Pending JP2006013871A (ja) | 2004-06-25 | 2004-06-25 | 超音波送受波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2006013871A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008145391A (ja) * | 2006-12-13 | 2008-06-26 | Nippon Ceramic Co Ltd | 超音波センサ |
| JP2009049660A (ja) * | 2007-08-17 | 2009-03-05 | Nippon Ceramic Co Ltd | 超音波送受波器 |
| JP2012181149A (ja) * | 2011-03-02 | 2012-09-20 | Denso Corp | 超音波検知装置 |
| US20130112000A1 (en) * | 2011-11-09 | 2013-05-09 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Ultrasonic sensor |
-
2004
- 2004-06-25 JP JP2004187926A patent/JP2006013871A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2009049660A (ja) * | 2007-08-17 | 2009-03-05 | Nippon Ceramic Co Ltd | 超音波送受波器 |
| JP2012181149A (ja) * | 2011-03-02 | 2012-09-20 | Denso Corp | 超音波検知装置 |
| US20130112000A1 (en) * | 2011-11-09 | 2013-05-09 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Ultrasonic sensor |
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