JP4062779B2

JP4062779B2 - Ultrasonic sensor

Info

Publication number: JP4062779B2
Application number: JP20271198A
Authority: JP
Inventors: 昭三大寺; 英俊岩谷; 潤一越野
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1998-07-01
Filing date: 1998-07-01
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2018-07-01
Also published as: JP2000023291A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は超音波センサ、特に自動車のバックソナーやコーナーソナー等に使用される超音波センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波センサは、超音波を利用してセンシングを行うものであり、圧電振動素子から超音波パルス信号を間欠的に送信し、周辺に存在する被検出物からの反射波を圧電振動素子で受信することにより物体を検知するものである。この種の超音波センサとしては、金属材料により一体に形成された有底筒状ケースの底面が薄板状の振動板となっており、この振動板の内側に圧電振動素子を接合したものが従来より使用されている。
【０００３】
しかし、このような有底筒状をした一体型ケースを用いた超音波センサでは、その内部に圧電振動素子を納めて振動板の内面に圧電振動素子を接合させたり、リード線の端を圧電振動素子にはんだや導電性接着剤で固着させる作業が行いにくく、製造工程における作業性が悪かった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そのため、本発明の出願人は、図１に示すような構造の超音波センサ１を先に出願している（平成１０年特許願第４８８２号）。この超音波センサ１の構造を図１（ａ）に示す。この超音波センサ１は、主として有底筒状をしたケース２と圧電振動素子５とからなり、ケース２は、略筒状をしたケース本体３の一端部に設けられた段差部９に振動板４が取り付けられたものである。圧電振動素子５は、ケース２の内部底面に対応する振動板４の面上に配置されている。また、筒部３の側壁部内には２本の入出力端子６、７がインサート成形されている。入出力端子６の一端は、圧電振動素子５の一方の主面に形成された素子電極に導電性接着剤８を介して電気的に接続されている。入出力端子６の他端は、外部回路との接続の為にケース２の外部に引き出されている。入出力端子７の一端は、導電部材からなる振動板４に圧着されて接触しており、振動板４を介して圧電振動素子５の他方の主面に形成された素子電極に電気的に接続されている。入出力端子７の他端は、入出力端子６と同様にケース２の外部に引き出されている。
【０００５】
上記構成の超音波センサ１の作製は以下のように行なわれる。まず、入出力端子６、７がインサート成形されたケース本体３が形成される。次に、振動板４の内面に圧電振動素子５をはんだ又は導電性接着剤で固着する。その後、ケース本体３の一端開口部に設けられた段差部９に接着剤を塗布し、その後圧電振動素子５の固着された振動板４を配置して接着する。あるいは、段差部９に圧電振動素子５の固着された振動板４を配置した後、段差部９と振動板４の外周部の間の隙間に接着剤１０を注入して振動板４をケース本体３に接着する。こうして入出力端子７は振動板４に圧接し、また、入出力端子６は導電性接着剤８で圧電振動素子５と電気的に接続される。
【０００６】
超音波センサの共振周波数は、振動板の厚みが同じであれば、薄板状をした振動領域の直径で決まる。振動板がケースに一体に形成されている従来の超音波センサでは、振動領域の寸法は均一であるから、共振周波数のばらつきは問題とならない。しかし、先願の超音波センサ１では、振動板４をケース本体３に接着する精度によって大きなばらつきが生じる恐れがある。例えば、図１（ｂ）に示すように、振動板４とケース本体３の段差部９の間の面接着領域に、ほぼ完全に接着剤１０が塗布されると、振動板４の振動領域の境界（振動の節Ｂ）はケース本体３の内周面とほぼ一致する。従って、振動板４の振動領域の直径はケース本体３の内周面の直径と等しくなり、設計通りの共振周波数が得られる。
【０００７】
しかしながら、振動板４とケース本体３の段差部９の間の面接着領域は、外部から見えないので、接着剤１０の塗布ばらつき、振動板４とケース本体３の押し付け圧のばらつきにより接着剤１０の塗布面積や塗布厚もばらつく。例えば、接着剤１０の塗布量が少ない場合や振動板４の押し付け圧が弱くて接着剤１０層が厚くなると、図１（ｃ）に示すように、接着剤１０がケース本体３の内周面まで届かなくなる。この場合、振動板４の振動の節Ｃは、図１（ｃ）に示すように、ケース本体３の内周面から距離Ｘだけずれた接着剤先端位置となり、振動領域の直径が設計値よりも２Ｘだけ大きくなる。この結果、超音波センサ１の共振周波数のばらつきも大きくなる。また、接着剤１０の塗布面積や塗布厚がばらつくと、振動板４の固着力もばらつくので、これによっても一層共振周波数のばらつきが増大することになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような技術的背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、振動板をケース本体に接着するようにした超音波センサにおいて、振動板の接着状態を安定させることにより、共振周波数のばらつきを低減することにある。
【０００９】
【発明の開示】
請求項１に記載の超音波センサは、振動板の内面に圧電振動素子を接合し、ケース本体の一端に位置する開口部の内周部分と前記振動板の外周部とを面接着させて前記開口部に前記振動板を取り付けた超音波センサであって、前記開口部の内周面と前記振動板の内面外周部とが互いに交差する位置関係になっていて前記開口部の内周面と前記面接触領域の内周縁と前記振動板の内面外周部とが交わる部分に内隅部分が形成され、前記内隅部分に接着剤が塗布されたことを特徴としている。
【００１０】
請求項１に記載の超音波センサでは、外部に表われた領域、すなわち面接着領域の内周縁側でケース本体と振動板の間の内隅部分に接着剤を塗布しているので、当該内隅部分には接着剤を容易に塗布することができ、接着剤を均等に塗布することができる。このため、面接着領域の接着状態にばらつきがあっても、振動板とケース本体とを強固かつ均一に接着することができる。また、ケース本体と振動板の面接着領域の内周縁に、ケース本体と圧電振動素子の間の内隅部分に接着剤を均等に塗布することができるので、面接着領域の接着状態にかかわらず、振動板の振動領域（接着されていない領域）の直径も均一になる。この結果、本発明の超音波センサにおいては、共振周波数のばらつきを低減でき、超音波センサの信頼性を高めることができる。
【００１１】
請求項２に記載の超音波センサは、振動板の内面に圧電振動素子を接合し、ケース本体の一端に位置する開口部の内周部分と前記振動板の外周部とを面接着させて前記開口部に前記振動板を取り付けた超音波センサであって、前記ケースの端面と前記振動板の外周面とが互いに交差する位置関係になっていて前記ケースの端面と前記面接触領域の外周縁と前記振動板の外周面とが交わる部分に内隅部分が形成され、前記内隅部分に接着剤が塗布されたことを特徴としている。
【００１２】
請求項２に記載の超音波センサでも、面接着領域の外周縁側でケース本体と振動板の間の内隅部分にに接着剤を塗布しているので、当該内隅部分には接着剤を容易に塗布することができ、接着剤を均等に塗布することができる。このため、面接着領域の接着状態にばらつきがあっても、振動板とケース本体とを強固かつ均一な固着力で接着することができる。従って、ケース本体と振動板の面接着領域の外周縁に、ケース本体と圧電振動素子の間の内隅部分に接着剤を塗布した場合でも、共振周波数のばらつきを低減することができる。
【００１３】
また、請求項３に記載の超音波センサは、振動板の内面に圧電振動素子を接合し、ケース本体の一端に位置する開口部の内周部分と前記振動板の外周部とを面接着させて前記開口部に前記振動板を取り付けた超音波センサであって、前記開口部の内周面と前記振動板の内面外周部とが互いに交差する位置関係になっていて前記開口部の内周面と前記面接触領域の内周縁と前記振動板の内面外周部とが交わる部分に第１の内隅部分が形成され、前記第１の内隅部分に接着剤が塗布され、前記ケースの端面と前記振動板の外周面とが互いに交差する位置関係になっていて前記ケースの端面と前記面接触領域の外周縁と前記振動板の外周面とが交わる部分に第２の内隅部分が形成され、前記第２の内隅部分に接着剤が塗布されたことを特徴としている。
請求項３の超音波センサにあっては、面接着領域の内周縁及び外周縁で、ケース本体と振動板の間の第１及び第２の内隅部分に接着剤を塗布しているので、振動板をより強固にケース本体に接着でき、共振周波数のばらつきを一層低減することができる。
また、前記内隅部分に塗布した接着剤は、フィレット形状となるように塗布することが望ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る超音波センサ１１について図２を参照して説明する。なお、先願の超音波センサ１と同じ構成部材については同一番号を付している。
【００１５】
超音波センサ１１は、有底筒状をしたケース１２と薄板状をした圧電振動素子５とから構成されている。ケース１２は、合成樹脂によって形成されたケース本体１３の一方端面１３ａにアルミ製の振動板４を接着して構成されている。ケース本体の材料としては、絶縁性樹脂例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）や液晶ポリマー等のエンジニアリングプラスチックが用いられる。圧電振動素子５は、圧電セラミック板の両主面に素子電極を形成されたものであり、振動板４の内面には圧電振動素子５の一方の素子電極が導電性接着剤により接着されている。また、ケース本体１３の側壁部内には２本の入出力端子６、７が予めインサート成形されている。入出力端子６の一端は、圧電振動素子５の一方の素子電極に導電性接着剤８により電気的に接続されている。入出力端子６の他端は、外部回路との接続の為にケース１２の外部に引き出されている。入出力端子７の一端は、ケース本体１３に接着された振動板４に圧接しており、振動板４を介して圧電振動素子５の他方の素子電極に電気的に導通している。入出力端子７の他端は、入出力端子６と同様にケース１２の外部に引き出されている。
【００１６】
また、図示しないが、ケース１２の内部には吸音材が圧電振動素子５の近傍を覆っている。更に、吸音材の上は弾性を有する絶縁性樹脂（図示省略）が充填される。
【００１７】
つぎに、上記超音波センサ１１の製造手順を説明する。まず、入出力端子６、７がインサート成形されたケース本体１３を形成する。次に、振動板４に圧電振動素子５を固着する。その後、振動板４の外周部内面をケース本体１３の一方端面１３ａに接着剤１０で固着する。ついで、振動板４とケース本体１３の面接着領域の内周縁に隣接する、振動板４の内面とケース本体１３の内周面の間の内隅部分に沿って全周に接着剤を塗布し、フィレット（以下、内側フィレットと呼ぶ）１４を形成する。あるいは、振動板４の外周部内面をケース本体１３の一方端面１３ａに接着剤１０で固着する際、同時にフィレット１４を形成してもよい。このとき、ディスペンサー等で所定量吐出しながら、振動板４の内面とケース本体１３の内周面の間の内隅部分に沿って均一な幅Ｙの内側フィレット１４を形成する。さらに、振動板４の外周部内面とケース本体１３の一方端面の間の面接着領域の外周縁に隣接する、振動板４の外周面とケース本体１３の一方端面の間の内隅部分に沿って全周に接着剤を塗布し、フィレット（以下、外側フィレットと呼ぶ）１５を形成する。なお、フィレット１４、１５に用いる接着剤は、面接着領域の接着剤１０と同じものでもよく、異なるものであってもよい。こうして、ケース１２が作製されると、入出力端子７は振動板４を介して圧電振動素子５と電気的に導通するので、もう一方の入出力端子６を圧電振動素子５に導電性接着剤８で接続する。最後にケース１２内に吸音材を入れて圧電振動素子５の近傍を覆うと共にその上から絶縁性樹脂を充填し硬化して超音波センサ１１が完成する。
【００１８】
このように作製された超音波センサ１１は、内側フィレット１４が設けられることによって、面接着領域に塗布されている接着剤１０の塗布面積や接着状態等が大きくばらついていても、内側フィレット１４によって振動板４とケース本体１３との接着を強固にすると共に、振動板４の振動領域（内側フィレット１４で囲まれた領域）の大きさを均一にすることができる。すなわち、本来の接着領域である面接着領域は、振動板４とケース本体１３の間であって外部から見えないため、確実かつ均一に接着することが難しいが、振動板４とケース本体１３の間の内隅部分は外部に表われているから、この部分に沿って均一に接着剤を塗布するなどの方法によって内側フィレット１４を形成することは容易に行え、振動板４とケース本体１３を確実かつ均一に接着することができる。その結果、ケース本体１３と振動板４の間の面接着領域の接着状態に影響されることなく、共振周波数のばらつきを小さくすることができ、超音波センサ１１の性能を均一化することができる。
【００１９】
また、面接着領域の外周側における振動板４とケース本体１３の間の内隅部分に沿って外側フィレット１５を形成しているので、外側フィレット１５によってもケース本体１３と振動板４の接着を強固にすることができる。そのため、外側フィレット１５によっても、共振周波数のばらつきを小さくすることができる。
【００２０】
（測定結果）
外径が約１０ｍｍのケース本体を用い、内側フィレットの幅Ｙを０ｍｍ（内側フィレットなし）から０．４ｍｍまで変化させ、各超音波センサの共振周波数の測定を行った。この結果を図３に示す。図３によれば、内側フィレットを設けることにより共振周波数のばらつきを小さくすることができることが分かる。さらに、共振周波数のばらつきには最小値が存在し、この場合には、内側フィレットの幅Ｙを０．３ｍｍにしたとき、共振周波数のばらつきが最も小さいことが分かる。
【００２１】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る超音波センサ１６について図４を参照して説明する。なお、上記第１の実施形態に記載の超音波センサ１１と同様の部材については同一番号を付して説明を省略する。
【００２２】
この超音波センサ１６では、振動板４が嵌まり込むようケース本体１８の端面に環状の段差部１９を凹設してあり、この段差部１９に塗布した接着剤で振動板４とケース本体１８を接着してケース１７を構成している。この段差部１９の深さは振動板４の厚みよりも浅くなっており、そのため段差部１９にはめ込まれた振動板４の一部が段差部１９から飛出ている。この段差部１９と振動板４の対向領域とが面接着領域となっていて接着剤１０によって接着されており、振動板４の内面とケース本体１８の内周面との間の内隅部分に沿って接着剤による内側フィレット１４が形成されている。さらに、振動板４の外周面のうち段差部１９から飛出た部分とケース本体１８の一方端面１３ａとの間の内隅部分に沿っても、接着剤による外側フィレット１５が形成されている。
【００２３】
なお、上記第１及び第２の実施形態では、内側フィレット１４と外側フィレット１５の両方が設けられている形態について説明したが、それに限らず、どちらか一方のフィレット１４、１５が設けられていれば良い。どちらかのフィレット１４、１５が設けられていることにより、共振周波数のばらつきを少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は先願に係る超音波センサの断面図である。（ｂ）は図１（ａ）のＡ部拡大断面図であって正常に塗布された接着剤の塗布状態を示す。（ｃ）は図１（ａ）のＡ部拡大断面図であって塗布不良の接着剤の塗布状態を示す。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る超音波センサの断面図である。
【図３】内側フィレットの幅と共振周波数の関係を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る超音波センサの断面図である。
【符号の説明】
１３、１８ケース本体
４振動板
５圧電振動素子
１９段差部
１４内側フィレット
１５外側フィレット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultrasonic sensor, and more particularly to an ultrasonic sensor used for a back sonar, a corner sonar, etc. of an automobile.
[0002]
[Prior art]
An ultrasonic sensor performs sensing using ultrasonic waves, intermittently transmits an ultrasonic pulse signal from the piezoelectric vibration element, and receives a reflected wave from an object to be detected in the vicinity by the piezoelectric vibration element. By doing so, an object is detected. As this type of ultrasonic sensor, a bottomed cylindrical case integrally formed of a metal material has a thin plate-like diaphragm, and a piezoelectric vibration element is joined to the inside of the diaphragm. Is being used more.
[0003]
However, in such an ultrasonic sensor using an integral case with a bottomed cylindrical shape, a piezoelectric vibration element is housed inside the piezoelectric sensor and the piezoelectric vibration element is bonded to the inner surface of the vibration plate, or the end of the lead wire is piezoelectric. The work of fixing the vibration element with solder or conductive adhesive is difficult to perform, and the workability in the manufacturing process is poor.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the applicant of the present invention has previously applied for an ultrasonic sensor 1 having a structure as shown in FIG. 1 (1998 Patent Application No. 4882). The structure of this ultrasonic sensor 1 is shown in FIG. This ultrasonic sensor 1 mainly comprises a case 2 having a bottomed cylindrical shape and a piezoelectric vibration element 5, and the case 2 is provided with a diaphragm on a step portion 9 provided at one end of a substantially cylindrical case body 3. 4 is attached. The piezoelectric vibration element 5 is disposed on the surface of the vibration plate 4 corresponding to the inner bottom surface of the case 2. Further, two input / output terminals 6 and 7 are insert-molded in the side wall portion of the cylindrical portion 3. One end of the input / output terminal 6 is electrically connected to an element electrode formed on one main surface of the piezoelectric vibration element 5 via a conductive adhesive 8. The other end of the input / output terminal 6 is drawn out of the case 2 for connection with an external circuit. One end of the input / output terminal 7 is in pressure contact with the vibration plate 4 made of a conductive member, and is electrically connected to the element electrode formed on the other main surface of the piezoelectric vibration element 5 via the vibration plate 4. Has been. The other end of the input / output terminal 7 is drawn out of the case 2 similarly to the input / output terminal 6.
[0005]
The ultrasonic sensor 1 having the above configuration is manufactured as follows. First, the case body 3 in which the input / output terminals 6 and 7 are insert-molded is formed. Next, the piezoelectric vibration element 5 is fixed to the inner surface of the vibration plate 4 with solder or a conductive adhesive. Thereafter, an adhesive is applied to the step portion 9 provided at the one end opening of the case body 3, and then the diaphragm 4 to which the piezoelectric vibration element 5 is fixed is disposed and bonded. Alternatively, after the vibration plate 4 to which the piezoelectric vibration element 5 is fixed is disposed on the stepped portion 9, the adhesive 10 is injected into the gap between the stepped portion 9 and the outer peripheral portion of the vibration plate 4 to attach the vibration plate 4 to the case body. Adhere to 3. In this way, the input / output terminal 7 is pressed against the diaphragm 4, and the input / output terminal 6 is electrically connected to the piezoelectric vibration element 5 by the conductive adhesive 8.
[0006]
The resonance frequency of the ultrasonic sensor is determined by the diameter of the vibration region having a thin plate shape if the diaphragms have the same thickness. In the conventional ultrasonic sensor in which the diaphragm is integrally formed with the case, the vibration region has a uniform dimension, and therefore, the resonance frequency does not vary. However, in the ultrasonic sensor 1 of the prior application, there is a possibility that a large variation occurs depending on the accuracy with which the diaphragm 4 is bonded to the case body 3. For example, as shown in FIG. 1B, when the adhesive 10 is almost completely applied to the surface adhesion region between the vibration plate 4 and the stepped portion 9 of the case body 3, the vibration region of the vibration plate 4 is reduced. The boundary (vibration node B) substantially coincides with the inner peripheral surface of the case body 3. Therefore, the diameter of the vibration region of the diaphragm 4 is equal to the diameter of the inner peripheral surface of the case body 3, and a designed resonance frequency is obtained.
[0007]
However, since the surface adhesion region between the vibration plate 4 and the stepped portion 9 of the case body 3 is not visible from the outside, the adhesive 10 is caused by variations in application of the adhesive 10 and variations in pressing pressure between the vibration plate 4 and the case body 3. The coating area and coating thickness vary. For example, when the application amount of the adhesive 10 is small, or when the pressing pressure of the diaphragm 4 is weak and the adhesive 10 layer becomes thick, the adhesive 10 becomes the inner peripheral surface of the case body 3 as shown in FIG. Will not reach. In this case, as shown in FIG. 1C, the vibration node C of the vibration plate 4 is the adhesive tip position shifted by the distance X from the inner peripheral surface of the case body 3, and the diameter of the vibration region is larger than the design value. Is also increased by 2X. As a result, the variation in the resonance frequency of the ultrasonic sensor 1 also increases. Further, if the application area and the application thickness of the adhesive 10 vary, the fixing force of the diaphragm 4 also varies, which also increases the variation in resonance frequency.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the technical background as described above, and an object of the present invention is to stabilize the adhesion state of the diaphragm in an ultrasonic sensor in which the diaphragm is adhered to the case body. This is to reduce the variation of the resonance frequency.
[0009]
DISCLOSURE OF THE INVENTION
The ultrasonic sensor according to claim 1, wherein a piezoelectric vibration element is bonded to the inner surface of the diaphragm, and the inner peripheral portion of the opening located at one end of the case body and the outer peripheral portion of the diaphragm are bonded to each other by surface bonding. An ultrasonic sensor having the diaphragm attached to an opening , wherein the inner peripheral surface of the opening and the inner peripheral surface of the diaphragm intersect each other, and the inner peripheral surface of the opening An inner corner portion is formed at a portion where the inner peripheral edge of the surface contact region and the inner peripheral portion of the diaphragm intersect, and an adhesive is applied to the inner corner portion .
[0010]
In the ultrasonic sensor according to claim 1, since the outside and an adhesive is applied to the inner corner portion between the table cracking area, that is, the case body at the inner periphery side of the surface bonding area diaphragm, within the An adhesive can be easily applied to the corner portion, and the adhesive can be applied evenly. For this reason, even if the bonding state of the surface bonding region varies, the diaphragm and the case main body can be bonded firmly and uniformly. In addition, since the adhesive can be evenly applied to the inner peripheral edge of the surface bonding area between the case main body and the diaphragm on the inner corner portion between the case main body and the piezoelectric vibration element, regardless of the bonding state of the surface bonding area. The diameter of the vibration region (non-bonded region) of the diaphragm is also uniform. As a result, in the ultrasonic sensor of the present invention, the variation of the resonance frequency can be reduced, and the reliability of the ultrasonic sensor can be improved.
[0011]
The ultrasonic sensor according to claim 2, wherein a piezoelectric vibration element is bonded to the inner surface of the diaphragm, and the inner peripheral portion of the opening located at one end of the case body and the outer peripheral portion of the diaphragm are bonded to each other by surface bonding. An ultrasonic sensor having the diaphragm attached to an opening , wherein the end surface of the case and the outer peripheral surface of the diaphragm cross each other, and the outer peripheral edge of the case contact surface and the surface contact region An inner corner portion is formed at a portion where the diaphragm and the outer peripheral surface of the diaphragm intersect, and an adhesive is applied to the inner corner portion .
[0012]
Also in the ultrasonic sensor according to claim 2, since the adhesive is applied to the inner corner portion between the case main body and the diaphragm on the outer peripheral edge side of the surface bonding region, the adhesive is easily applied to the inner corner portion. The adhesive can be applied evenly. For this reason, even if there is variation in the bonding state of the surface bonding region, the diaphragm and the case body can be bonded with a strong and uniform fixing force. Therefore, the outer peripheral edge of the surface bonding region of the case body and the diaphragm, even when an adhesive is applied to the inner corner portion between the case body and the piezoelectric vibrating element, it is possible to reduce variations in resonant frequency.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, in the ultrasonic sensor , a piezoelectric vibration element is bonded to the inner surface of the diaphragm, and the inner peripheral portion of the opening located at one end of the case body and the outer peripheral portion of the diaphragm are bonded to each other. An ultrasonic sensor having the diaphragm attached to the opening, wherein the inner peripheral surface of the opening and the inner peripheral surface of the diaphragm cross each other. A first inner corner portion is formed at a portion where the surface, the inner peripheral edge of the surface contact region, and the inner peripheral portion of the diaphragm intersect, and an adhesive is applied to the first inner corner portion, and the end surface of the case And the outer peripheral surface of the diaphragm cross each other, and a second inner corner portion is formed at a portion where the end surface of the case intersects with the outer peripheral edge of the surface contact region and the outer peripheral surface of the diaphragm. And an adhesive is applied to the second inner corner portion. .
In the ultrasonic sensor according to claim 3, since the adhesive is applied to the first and second inner corner portions between the case main body and the diaphragm at the inner and outer peripheral edges of the surface adhesion region, the diaphragm Can be more firmly bonded to the case body, and variations in resonance frequency can be further reduced.
Further, it is desirable that the adhesive applied to the inner corner portion is applied so as to have a fillet shape.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
The ultrasonic sensor 11 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same number is attached | subjected about the same component as the ultrasonic sensor 1 of a prior application.
[0015]
The ultrasonic sensor 11 includes a case 12 having a bottomed cylindrical shape and a piezoelectric vibration element 5 having a thin plate shape. The case 12 is configured by adhering an aluminum diaphragm 4 to one end surface 13a of a case body 13 formed of a synthetic resin. As the material of the case body, an insulating resin such as engineering plastics such as polyphenylene sulfide (PPS) or liquid crystal polymer is used. The piezoelectric vibration element 5 has element electrodes formed on both main surfaces of a piezoelectric ceramic plate, and one element electrode of the piezoelectric vibration element 5 is bonded to the inner surface of the vibration plate 4 with a conductive adhesive. . Further, two input / output terminals 6 and 7 are insert-molded in the side wall portion of the case body 13 in advance. One end of the input / output terminal 6 is electrically connected to one element electrode of the piezoelectric vibration element 5 by a conductive adhesive 8. The other end of the input / output terminal 6 is pulled out of the case 12 for connection with an external circuit. One end of the input / output terminal 7 is in pressure contact with the vibration plate 4 bonded to the case main body 13, and is electrically connected to the other element electrode of the piezoelectric vibration element 5 through the vibration plate 4. The other end of the input / output terminal 7 is drawn out of the case 12 like the input / output terminal 6.
[0016]
Although not shown, a sound absorbing material covers the vicinity of the piezoelectric vibration element 5 inside the case 12. Furthermore, an elastic insulating resin (not shown) is filled on the sound absorbing material.
[0017]
Next, the manufacturing procedure of the ultrasonic sensor 11 will be described. First, the case body 13 in which the input / output terminals 6 and 7 are insert-molded is formed. Next, the piezoelectric vibration element 5 is fixed to the diaphragm 4. Thereafter, the inner surface of the outer peripheral portion of the diaphragm 4 is fixed to the one end surface 13 a of the case body 13 with the adhesive 10. Next, an adhesive is applied to the entire periphery along the inner corner between the inner surface of the diaphragm 4 and the inner peripheral surface of the case body 13 adjacent to the inner peripheral edge of the surface bonding region between the diaphragm 4 and the case body 13. , A fillet (hereinafter referred to as an inner fillet) 14 is formed. Alternatively, when the inner surface of the outer peripheral portion of the diaphragm 4 is fixed to the one end surface 13 a of the case body 13 with the adhesive 10, the fillet 14 may be formed at the same time. At this time, the inner fillet 14 having a uniform width Y is formed along the inner corner portion between the inner surface of the diaphragm 4 and the inner peripheral surface of the case body 13 while discharging a predetermined amount with a dispenser or the like. Further, along the inner corner portion between the outer peripheral surface of the diaphragm 4 and the one end surface of the case main body 13, which is adjacent to the outer peripheral edge of the surface bonding region between the inner surface of the outer peripheral portion of the diaphragm 4 and the one end surface of the case main body 13. Then, an adhesive is applied to the entire circumference to form a fillet (hereinafter referred to as an outer fillet) 15. Note that the adhesive used for the fillets 14 and 15 may be the same as or different from the adhesive 10 in the surface adhesion region. Thus, when the case 12 is manufactured, the input / output terminal 7 is electrically connected to the piezoelectric vibration element 5 via the diaphragm 4, so that the other input / output terminal 6 is connected to the piezoelectric vibration element 5 with a conductive adhesive. Connect with 8. Finally, a sound absorbing material is put in the case 12 to cover the vicinity of the piezoelectric vibration element 5, and an insulating resin is filled and cured from above to complete the ultrasonic sensor 11.
[0018]
The ultrasonic sensor 11 manufactured in this way is provided with the inner fillet 14, so that even if the application area or adhesion state of the adhesive 10 applied to the surface bonding region varies greatly, the inner fillet 14 In addition to strengthening the adhesion between the diaphragm 4 and the case main body 13, the size of the vibration area (area surrounded by the inner fillet 14) of the diaphragm 4 can be made uniform. That is, the surface adhesion region, which is the original adhesion region, is between the vibration plate 4 and the case body 13 and is not visible from the outside, so that it is difficult to bond reliably and uniformly. Since the inner corner portion is exposed to the outside, it is easy to form the inner fillet 14 by a method such as uniformly applying an adhesive along this portion. It is possible to bond reliably and uniformly. As a result, the variation of the resonance frequency can be reduced without being affected by the adhesion state of the surface adhesion region between the case body 13 and the diaphragm 4, and the performance of the ultrasonic sensor 11 can be made uniform. .
[0019]
Further, since the outer fillet 15 is formed along the inner corner portion between the diaphragm 4 and the case main body 13 on the outer peripheral side of the surface adhesion region, the case main body 13 and the diaphragm 4 are also bonded by the outer fillet 15. Can be strong. Therefore, the dispersion of the resonance frequency can be reduced also by the outer fillet 15.
[0020]
(Measurement result)
Using a case body having an outer diameter of about 10 mm, the width Y of the inner fillet was changed from 0 mm (no inner fillet) to 0.4 mm, and the resonance frequency of each ultrasonic sensor was measured. The result is shown in FIG. According to FIG. 3, it can be seen that the variation in resonance frequency can be reduced by providing the inner fillet. Further, there is a minimum value in the variation of the resonance frequency. In this case, it can be seen that the variation in the resonance frequency is the smallest when the width Y of the inner fillet is 0.3 mm.
[0021]
(Second Embodiment)
An ultrasonic sensor 16 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same number is attached | subjected about the member similar to the ultrasonic sensor 11 as described in the said 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted.
[0022]
In this ultrasonic sensor 16, an annular step portion 19 is recessed in the end surface of the case main body 18 so that the vibration plate 4 is fitted, and the vibration plate 4 and the case main body 18 are applied with an adhesive applied to the step portion 19. The case 17 is configured by bonding. The depth of the step portion 19 is shallower than the thickness of the diaphragm 4, so that a part of the diaphragm 4 fitted in the step portion 19 protrudes from the step portion 19. The stepped portion 19 and the facing region of the diaphragm 4 are a surface adhesion region and are adhered by the adhesive 10, and are formed in an inner corner portion between the inner surface of the diaphragm 4 and the inner peripheral surface of the case body 18. An inner fillet 14 is formed along the adhesive. Further, an outer fillet 15 made of an adhesive is also formed along the inner corner portion between the portion of the outer peripheral surface of the diaphragm 4 that protrudes from the step portion 19 and the one end surface 13 a of the case body 18.
[0023]
In addition, although the said 1st and 2nd embodiment demonstrated the form in which both the inner side fillets 14 and the outer side fillets 15 were provided, not only that but one of the fillets 14 and 15 may be provided. It ’s fine. By providing either one of the fillets 14 and 15, it is possible to reduce variations in the resonance frequency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a cross-sectional view of an ultrasonic sensor according to a prior application. (B) is the A section expanded sectional view of Drawing 1 (a), and shows the application state of the adhesive agent applied normally. (C) is the A section expanded sectional view of Drawing 1 (a), and shows the application state of adhesive with poor application.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the ultrasonic sensor according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the width of the inner fillet and the resonance frequency.
FIG. 4 is a cross-sectional view of an ultrasonic sensor according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
13, 18 Case body 4 Diaphragm 5 Piezoelectric vibration element 19 Step 14 Inner fillet 15 Outer fillet

Claims

振動板の内面に圧電振動素子を接合し、ケース本体の一端に位置する開口部の内周部分と前記振動板の外周部とを面接着させて前記開口部に前記振動板を取り付けた超音波センサであって、
前記開口部の内周面と前記振動板の内面外周部とが互いに交差する位置関係になっていて前記開口部の内周面と前記面接触領域の内周縁と前記振動板の内面外周部とが交わる部分に内隅部分が形成され、前記内隅部分に接着剤が塗布されたことを特徴とする超音波センサ。An ultrasonic wave in which a piezoelectric vibration element is bonded to the inner surface of the diaphragm, the inner peripheral portion of the opening located at one end of the case body and the outer peripheral portion of the diaphragm are bonded to each other, and the diaphragm is attached to the opening A sensor,
The inner peripheral surface of the opening and the inner peripheral surface of the diaphragm cross each other, and the inner peripheral surface of the opening, the inner peripheral edge of the surface contact region, and the inner peripheral surface of the diaphragm An ultrasonic sensor , wherein an inner corner portion is formed at a portion where the crossing points and an adhesive is applied to the inner corner portion .

振動板の内面に圧電振動素子を接合し、ケース本体の一端に位置する開口部の内周部分と前記振動板の外周部とを面接着させて前記開口部に前記振動板を取り付けた超音波センサであって、
前記ケースの端面と前記振動板の外周面とが互いに交差する位置関係になっていて前記ケースの端面と前記面接触領域の外周縁と前記振動板の外周面とが交わる部分に内隅部分が形成され、前記内隅部分に接着剤が塗布されたことを特徴とする超音波センサ。An ultrasonic wave in which a piezoelectric vibration element is bonded to the inner surface of the diaphragm, the inner peripheral portion of the opening located at one end of the case body and the outer peripheral portion of the diaphragm are bonded to each other, and the diaphragm is attached to the opening A sensor,
An inner corner portion is formed at a position where the end surface of the case intersects with the outer peripheral surface of the diaphragm, and the end surface of the case intersects with the outer peripheral edge of the surface contact region and the outer peripheral surface of the diaphragm. An ultrasonic sensor formed and coated with an adhesive on the inner corner portion .

振動板の内面に圧電振動素子を接合し、ケース本体の一端に位置する開口部の内周部分と前記振動板の外周部とを面接着させて前記開口部に前記振動板を取り付けた超音波センサであって、
前記開口部の内周面と前記振動板の内面外周部とが互いに交差する位置関係になっていて前記開口部の内周面と前記面接触領域の内周縁と前記振動板の内面外周部とが交わる部分に第１の内隅部分が形成され、前記第１の内隅部分に接着剤が塗布され、
前記ケースの端面と前記振動板の外周面とが互いに交差する位置関係になっていて前記ケースの端面と前記面接触領域の外周縁と前記振動板の外周面とが交わる部分に第２の内隅部分が形成され、前記第２の内隅部分に接着剤が塗布されたことを特徴とする超音波センサ。An ultrasonic wave in which a piezoelectric vibration element is bonded to the inner surface of the diaphragm, the inner peripheral portion of the opening located at one end of the case body and the outer peripheral portion of the diaphragm are bonded to each other, and the diaphragm is attached to the opening A sensor,
The inner peripheral surface of the opening and the inner peripheral surface of the diaphragm cross each other, and the inner peripheral surface of the opening, the inner peripheral edge of the surface contact region, and the inner peripheral surface of the diaphragm A first inner corner portion is formed at a crossing portion, and an adhesive is applied to the first inner corner portion;
The end surface of the case and the outer peripheral surface of the diaphragm are in a crossing relationship with each other, and a second inner portion is formed at a portion where the end surface of the case intersects with the outer peripheral edge of the surface contact region and the outer peripheral surface of the diaphragm. An ultrasonic sensor, characterized in that a corner portion is formed and an adhesive is applied to the second inner corner portion .

前記内隅部分に塗布した前記接着剤によりフィレットを形成することを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の超音波センサ。The ultrasonic sensor according to claim 1, wherein a fillet is formed by the adhesive applied to the inner corner portion.