KR101552276B1 - 초음파 센서 - Google Patents
초음파 센서 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101552276B1 KR101552276B1 KR1020130112716A KR20130112716A KR101552276B1 KR 101552276 B1 KR101552276 B1 KR 101552276B1 KR 1020130112716 A KR1020130112716 A KR 1020130112716A KR 20130112716 A KR20130112716 A KR 20130112716A KR 101552276 B1 KR101552276 B1 KR 101552276B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- case body
- piezoelectric element
- ultrasonic sensor
- electrode
- vibration
- Prior art date
Links
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 claims abstract description 23
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 abstract description 4
- 230000008093 supporting effect Effects 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
- G01S7/521—Constructional features
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H5/00—Measuring propagation velocity of ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. of pressure waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R17/00—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
본 발명은 초음파 센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초음파 센서의 여진을 억제하여 센싱 정밀도를 향상시키는 초음파 센서에 관한 것이다. 본 발명의 일 양상에 따르면, 판 형상으로 제공되는 바닥면과 상기 바닥면의 가장자리로부터 상방으로 연장되는 측벽을 포함하여 상부가 개방된 통 형상으로 제공되는 케이스 바디, 상기 케이스 바디의 측벽의 상부에 장착되는 탑 케이스 및 상기 탑 케이스와 결합되어 상기 케이스 바디의 개방된 상부를 덮는 탑 커버를 포함하는 하우징; 상기 케이스 바디의 바닥면에 그 하면이 부착되고, 전압을 인가받아 진동하여 상기 바닥면을 통해 외부로 초음파를 방사하는 압전 소자; 상기 압전 소자의 상면에 부착되고, 상기 하우징의 내부로 전파되는 초음파를 흡수하는 흡음 부재; 상기 하우징 내부에 충전되어, 상기 압전 소자로부터 상기 하우징 내부로 전파되는 초음파를 제거하는 탄성 재질의 충전 부재; 및 링 형상으로 제공되고, 상기 케이스 바디의 측벽의 외주면을 감싸도록 제공되어 상기 하우징 내부로 전파된 초음파에 의한 상기 하우징의 진동을 억제하는 진동 억제 부재;를 포함하는 초음파 센서가 제공될 수 있다.
Description
본 발명은 초음파 센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초음파 센서의 여진을 억제하여 센싱 정밀도를 향상시키는 초음파 센서에 관한 것이다.
초음파 센서란 초음파 신호를 이용하여 주변의 물체를 감지하는 센서이다. 초음파 센서는 전기적인 펄스 신호를 입력받아 진동함으로써 초음파를 발진하며, 발진된 초음파 신호가 주변의 물체로부터 반사되어 돌아오는 것을 감지할 수 있다.
이러한 초음파 센서를 이용하면 주변의 물체를 감지하거나 그 물체까지의 거리를 측정할 수 있다. 초음파 센서가 이용되는 대표적인 예로 초음파 센서를 차량의 범퍼 등에 장착되는 백 소나 등이 있다. 이를 이용하면 운전자의 시야가 미치지 않는 사각지대에 위치하는 장애물을 감지하여 장애물이 위험거리 내로 진입하며 운전자에게 이를 통보하여 사고를 예방하여 안전 운전을 유도할 수 있다.
일반적으로 초음파 센서는 전기 신호에 따라 진동을 발생시키는 압전 소자를 이용하는 방사면으로 초음파를 발진시키는데, 이때 발생한 진동이 초음파 센서의 케이스 내부에 전파되어 잔류 진동이 발생하거나 또는 일부 초음파가 방사면이 아닌 원하지 않는 방향으로 방사되는 등으로 인하여 각종 오차가 발생하고 센싱 정밀도가 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 일 과제는, 초음파 센서의 잔류 진동을 억제하여 센싱 정밀도를 향상시키는 초음파 센서를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 과제는, 초음파 센서의 배선을 개선하여 생산성이 향상되고 제조 단가가 절감되는 초음파 센서를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 판 형상으로 제공되는 바닥면과 상기 바닥면의 가장자리로부터 상방으로 연장되는 측벽을 포함하여 상부가 개방된 통 형상으로 제공되는 케이스 바디, 상기 케이스 바디의 측벽의 상부에 장착되는 탑 케이스 및 상기 탑 케이스와 결합되어 상기 케이스 바디의 개방된 상부를 덮는 탑 커버를 포함하는 하우징; 상기 케이스 바디의 바닥면에 그 하면이 부착되고, 전압을 인가받아 진동하여 상기 바닥면을 통해 외부로 초음파를 방사하는 압전 소자; 상기 압전 소자의 상면에 부착되고, 상기 하우징의 내부로 전파되는 초음파를 흡수하는 흡음 부재; 상기 하우징 내부에 충전되어, 상기 압전 소자로부터 상기 하우징 내부로 전파되는 초음파를 제거하는 탄성 재질의 충전 부재; 및 링 형상으로 제공되고, 상기 케이스 바디의 측벽의 외주면을 감싸도록 제공되어 상기 하우징 내부로 전파된 초음파에 의한 상기 하우징의 진동을 억제하는 진동 억제 부재;를 포함하는 초음파 센서가 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 판 형상으로 제공되는 바닥면과 상기 바닥면의 가장자리로부터 상방으로 연장되는 측벽을 포함하여 상부가 개방된 통 형상으로 제공되는 케이스 바디; 하면이 상기 케이스 바디의 바닥면에 부착되고, 전압을 인가받아 상기 케이스 바디의 바닥면을 통해 외부로 초음파를 방사하는 압전 소자; 및 상기 케이스 바디에 상기 측벽의 외주면을 따라 결합되어 상기 초음파의 전파로 인한 상기 케이스 바디의 진동을 억제하는 진동 억제 부재;를 포함할 수 있다.
본 발명의 과제의 해결 수단이 상술한 해결 수단으로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 해결 수단은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 의하면, 초음파 센서로부터 케이스 내부로 전파되는 진동이나 외부로부터 초음파 센서 케이스로 전달되는 진동을 억제할 수 있다.
본 발명에 의하면, 초음파 센서의 잔류 진동이 억제됨에 따라 초음파 센서의 센싱 정밀도가 개선될 수 있다.
본 발명에 의하면, 초음파 센서의 배선을 설치하기 용이하여 초음파 센서의 생산성이 향상되고, 제조 비용을 절감할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 초음파 센서의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 센서의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시에에 따른 초음파 센서의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 센서의 도 3의 A 방향에서 본 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 센서의 도 3의 B 방향에서 본 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 센서의 동작을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 센서의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시에에 따른 초음파 센서의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 센서의 도 3의 A 방향에서 본 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 센서의 도 3의 B 방향에서 본 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 센서의 동작을 도시한 도면이다.
본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 명확히 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 본 명세서에 기재된 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 본 발명의 사상을 벗어나지 아니하는 수정예 또는 변형예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
또 본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하여 가능한 현재 널리 사용되고 있는 일반적인 용어를 선택하였으나 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 의도, 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 한편, 이와 달리 특정한 용어에 대해서 본 명세서 안에서 출원인이 임의로 정한 의미로 사용하는 경우에는 그 용어의 의미를 별도로 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는, 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가진 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 한다.
또 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것으로 도면에 도시된 형상은 필요에 따라 본 발명의 이해를 돕기 위하여 과장되어 표시된 것일 수 있으므로, 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 명세서에서 본 발명에 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 필요에 따라 생략한다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 판 형상으로 제공되는 바닥면과 상기 바닥면의 가장자리로부터 상방으로 연장되는 측벽을 포함하여 상부가 개방된 통 형상으로 제공되는 케이스 바디, 상기 케이스 바디의 측벽의 상부에 장착되는 탑 케이스 및 상기 탑 케이스와 결합되어 상기 케이스 바디의 개방된 상부를 덮는 탑 커버를 포함하는 하우징; 상기 케이스 바디의 바닥면에 그 하면이 부착되고, 전압을 인가받아 진동하여 상기 바닥면을 통해 외부로 초음파를 방사하는 압전 소자; 상기 압전 소자의 상면에 부착되고, 상기 하우징의 내부로 전파되는 초음파를 흡수하는 흡음 부재; 상기 하우징 내부에 충전되어, 상기 압전 소자로부터 상기 하우징 내부로 전파되는 초음파를 제거하는 탄성 재질의 충전 부재; 및 링 형상으로 제공되고, 상기 케이스 바디의 측벽의 외주면을 감싸도록 제공되어 상기 하우징 내부로 전파된 초음파에 의한 상기 하우징의 진동을 억제하는 진동 억제 부재;를 포함하는 초음파 센서가 제공될 수 있다.
또 상기 진동 억제 부재는, 상기 케이스 바디보다 강성이 큰 재질로 제공될 수 있다.
또 제1 전극봉 및 상기 제1 전극봉보다 길이가 긴 제2 전극봉을 포함하고, 상기 탑 커버를 관통하여 상기 하우징의 내부로 삽입되는 한 쌍의 전극봉; 상기 탑 커버의 하면에 부착되고, 상기 제1 전극봉과 연결되는 제1 전극 단자 및 상기 흡음 부재의 상면에 제공되고, 상기 제2 전극봉과 연결되는 제2 전극 단자를 포함하고, 상기 압전 소자에 상기 전압을 인가하는 한 쌍의 전극 단자;를 더 포함할 수 있다.
또 상기 한 쌍의 전극 단자 중 어느 하나의 전극 단자는, 와이어를 통해 상기 압전 소자의 상면으로 전기적으로 연결되고, 상기 한 쌍의 전극 단자 중 다른 어느 하나의 전극 단자는, 상기 케이스 바디의 측벽에 접촉하여 상기 케이스 바디를 통하여 상기 압전 소자의 하면으로 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 판 형상으로 제공되는 바닥면과 상기 바닥면의 가장자리로부터 상방으로 연장되는 측벽을 포함하여 상부가 개방된 통 형상으로 제공되는 케이스 바디; 하면이 상기 케이스 바디의 바닥면에 부착되고, 전압을 인가받아 상기 케이스 바디의 바닥면을 통해 외부로 초음파를 방사하는 압전 소자; 및 상기 케이스 바디에 상기 측벽의 외주면을 따라 결합되어 상기 초음파의 전파로 인한 상기 케이스 바디의 진동을 억제하는 진동 억제 부재;를 포함할 수 있다.
또 상기 진동 억제 부재는, 상기 케이스 바디를 조임으로써 상기 케이스 바디의 진동을 억제할 수 있다.
또 상기 진동 억제 부재는, 상기 케이스 바디보다 강성이 큰 재질로 제공될 수 있다.
또 상기 케이스 바디는, 원통 형상으로 제공되고, 상기 진동 억제 부재는, 링 형상으로 제공되어, 그 내주면이 상기 케이스 바디의 상기 측벽의 상부의 외주면과 만나도록 결합될 수 있다.
또 상기 케이스 바디의 상기 측벽의 상부에는, 상기 진동 억제 부재가 끼워지도록 그 외주면 측보다 그 내주면 측이 높도록 단차가 형성될 수 있다.
또 상기 케이스 바디의 측벽의 상부와 결합되어 상기 케이스 바디의 개방된 상부를 덮도록 제공되는 탑 커버; 상기 탑 커버를 관통하여 상기 케이스 바디의 내부 공간으로 삽입되는 한 쌍의 전극봉; 및 각각 상기 한 쌍의 전극봉에 연결되고, 상기 압전 소자가 초음파를 방사하도록 전압을 인가하는 한 쌍의 단자;를 더 포함하되, 상기 한 쌍의 단자 중 제1 단자는, 상기 케이스 바디의 측벽과 접촉하여 상기 케이스 바디를 통하여 상기 압전 소자의 하면과 전기적으로 연결되고, 상기 한 쌍의 단자 중 제2 단자는, 와이어를 통하여 상기 압전 소자의 상면과 전기적으로 연결될 수 있다.
또 상기 한 쌍의 전극봉은, 서로 길이가 상이하고, 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자는, 상기 케이스 바디의 바닥면으로부터 서로 상이한 높이에 배치될 수 있다.
또 상기 제1 단자는, 상기 탑 커버의 하면에 부착되고, 상기 제2 단자는, 상기 탑 커버의 하면으로부터 미리 정해진 거리 하방으로 이격되어 배치될 수 있다.
또 상기 케이스 바디의 측벽의 상부에 결합되는 탑 케이스; 상기 탑 케이스와 결합되고, 상기 케이스 바디의 개방된 상부를 덮도록 제공되는 탑 커버; 및 상기 탑 커버를 관통하여 상기 케이스 바디의 내부로 삽입되고, 상기 압전 소자에 인가되어 진동을 발생시키기 위한 전압을 제공하는 한 쌍의 전극봉;을 더 포함할 수 있다.
또 상기 한 쌍의 전극봉은, 제1 전극봉과 상기 제1 전극봉보다 길이가 긴 제2 전극봉을 포함하고, 상기 탑 커버의 하면에 부착되고 상기 제1 전극봉과 연결되고, 와이어를 통해 상기 압전 소자의 상면과 연결되는 제1 전극 단자; 및 상기 제1 전극봉보다 상기 바닥면에 더 가까운 위치에 배치되어 제2 전극봉과 연결되고, 상기 케이스 바디의 측벽과 접촉하여 상기 케이스 바디를 통해 상기 압전 소자의 하면과 연결되는 제2 전극 단자;를 더 포함할 수 있다.
또 상기 압전 소자의 상면에 제공되고, 상기 초음파를 흡수하는 흡음 부재;를 더 포함하고, 상기 제2 전극 단자는, 상기 흡음 부재의 상면에 놓일 수 있다.
먼저 종래의 초음파 센서(10)에 관하여 간략하게 설명한다.
도 1은 종래의 초음파 센서(10)의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 초음파 센서(10)는 케이스(11), 탑 커버(12), 전극봉(13a, 13b), 단자(14a, 14b), 와이어(15), 압전 소자(16) 및 발포성 수지(17)를 포함하여 구성된다.
케이스(11)는 바닥면(11a)과 측벽(11b)을 가지는 상부가 개방된 통 형상으로 알루미늄 등의 전도성 물질로 제공된다. 케이스(11) 내부의 바닥면(11a)의 중앙부에는 압전 소자(16)의 하면이 부착된다. 또 바닥면(11a)으로부터 일정한 높이에는 케이스(11)의 상부를 덮는 탑 커버(12)가 장착된다. 탑 커버(12)로 덮힌 케이스(11)의 내부 공간에는 발포성 수지(17)가 충전된다.
탑 커버(12)에는 두 개의 구멍이 천공되어 전극봉(13a, 13b)이 삽입되며, 각 구멍의 하면에는 전극봉(13a, 13b)과 연결되는 단자(14a, 14b)가 장착된다. 단자(14a, 14b) 중 하나(14a)는 케이스(11)의 측벽(11b)와 접촉하도록 배치되고, 케이스(11)의 측벽(11b)와 바닥면(11a)를 통해 압전 소자(16)의 하면과 전기적으로 연결된다. 또 다른 단자(14b)에는 와이어(15)가 연결되며, 이를 통해 압전 소자(16)의 상면과 전기적으로 연결된다.
이러한 구조의 초음파 센서(10)에 있어서, 전극봉(13a, 13b)을 통해 단자(14a, 14b)에 구동 전원이 인가되면 압전 소자(16)의 상면과 하면에 각각 전압이 걸리고 이에 따라 압전 소자(16)가 진동하여 초음파를 발생시킨다.
압전 소자(16)가 진동하면 케이스(11)의 바닥면(11a)이 진동하여 케이스(11)의 바닥면(11a)에 수직한 방향으로 외부에 초음파가 방사된다. 방사된 초음파가 피검출물에 반사되어 초음파 센서(10)로 돌아오면, 압전 소자(16)가 반사된 초음파에 의해 진동하고, 압전 소자(16)는 이러한 진동을 전기 신호로 변환하여 단자(14a, 14b)를 통해 전압을 출력한다.
이러한 초음파 센서(10)를 이용하면, 주변에 물체가 존재하는지를 감지하거나 또는 초음파가 반사되어 돌아오는 시간을 측정하여 피검출물까지의 거리를 측정할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 센서(1000)에 관하여 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 센서(1000)의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시에에 따른 초음파 센서(1000)의 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 센서(1000)의 도 3의 A 방향에서 본 단면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 센서(1000)의 도 3의 B 방향에서 본 단면도이다.
본 발명에 따른 초음파 센서(1000)는 초음파를 발진시키고, 발진된 초음파가 주변의 물체로부터 반사되어 돌아오는 것을 감지할 수 있다. 이에 따라 초음파 센서(1000)는 주변의 물체의 존재 여부, 주변 물체까지의 거리나 주변 물체의 이동 속도 등을 측정할 수 있다.
초음파 센서(1000)는 하우징부(1100) 및 진동부(1200)를 포함할 수 있다. 진동부(1200)는 외부로부터 전원을 인가받아 진동을 발생시켜 초음파를 방사하거나 또는 방사된 뒤 주변의 물체로부터 반사되어 돌아오는 초음파 또는 진동을 수신하여 전기 신호를 발생시킬 수 있다. 하우징부(1100)는 진동부(1200)를 내부에 실장하며 케이스 바디(1110)의 바닥면(1110a)을 통해 진동부(1200)에서 발진된 초음파를 외부로 방사할 수 있다. 또한 하우징부(1100)는 내부에 실장된 진동부(1200)를 외부의 충격으로부터 보호하며, 진동부(1200)로부터 하우징부(1100)로 전파되는 진동이나 잔존하는 여진을 억제하여 초음파 센서(1000)의 잔향 특성을 개선할 수 있다.
먼저 하우징부(1100)는 케이스 바디(1110), 진동 억제 부재(1120), 탑 케이스(1120) 및 탑 커버(1140)을 포함할 수 있다.
케이스 바디(1110)는 상부가 개방된 통 형상으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 케이스 바디(1110)는 상부가 개방된 원통 또는 사각통 형상으로 제공될 수 있다. 케이스 바디(1110)는 바닥면(1110a)과 측벽(1110b)을 포함할 수 있다. 케이스 바디(1110)의 바닥면(1110a)은 상부에서 볼 때 원형 또는 사각형인 판 형상으로 제공될 수 있다. 측벽(1110b)은 바닥면(1110a)의 가장자리 영역으로부터 수직 방향으로 연장되어 케이스 바디(1110) 내부의 공동부(1110c)를 형성하게 된다.
케이스 바디(1110)는 전도성 물질로 제공될 수 있다. 예를 들어, 케이스 바디(1110)는 알루미늄으로 제공될 수 있다.
진동 억제 부재(1120)는 케이스 바디(1110)를 비롯한 하우징부(1100)의 진동을 억제할 수 있다. 후술할 진동부(1200)의 압전 소자(1230)가 초음파를 발진하면 그 초음파의 일부가 케이스 바디(1110) 자체 또는 케이스 바디(1110)의 내부로 전파되거나 발진된 초음파로 인한 여진에 의하여 케이스 바디(1110)를 비롯한 하우징부(1100)에 잔류 진동이 여기될 수 있는데, 진동 억제 부재(1120)는 이러한 하우징부(1100)의 잔류 진동을 감쇄시켜 억제할 수 있다.
진동 억제 부재(1120)는 케이스 바디(1110)에 장착될 수 있다. 예를 들어, 진동 억제 부재(1120)는 원형이나 사각형의 고리 형상으로 제공되고, 케이스 바디(1110)가 진동 억제 부재(1130)의 내주면에 삽입되도록 제공되어 케이스 바디(1110)와 결합될 수 있다. 도 3을 참조하면, 케이스 바디(1110)의 측벽(1110b) 상부에 케이스 바디(1110)의 외주면 측보다 내주면 측이 높도록 단차(1110d)가 형성되어, 진동 억제 부재(1120)가 케이스 바디(1110)의 측벽(1110b) 상부를 감싸도록 결합될 수 있다. 물론, 결합 방식이 도 3에 도시된 예로 한정되는 것은 아니다.
한편, 진동 억제 부재(1120)는 케이스 바디(1110)와 상이한 재질로 제공될 수 있다. 보다 구체적으로 진동 억제 부재(1120)는 케이스 바디(1110)와 상이한 강성을 가지는 재질로 제공될 수 있다. 예를 들어, 진동 억제 부재(1120)는 케이스 바디(1110)에 비하여 강성이 더 큰 재질로 제공될 수 있다. 이처럼 케이스 바디(1110)보다 강성이 큰 재질로 마련된 진동 억제 부재(1120)가 결합된 케이스 바디(1110)의 진동을 감쇄시킬 수 있다.
탑 케이스(1130)는 케이스 바디(1110)의 상부에 결합되며, 탑 커버(1140)와 함께 케이스 바디(1110)의 상부를 덮어 케이스 바디(1110)의 공동부(1110c), 즉 하우징부(1100)의 내부를 밀폐할 수 있다. 이로써 하우징부(1100)가 케이스 바디(1110) 내부에 실장되는 진동부(1200)를 외부로부터 차단하고, 외부의 충격으로부터 보호할 수 있다.
이를 위해 탑 케이스(1130)는 케이스 바디(1110)의 상부와 결합될 수 있다. 예를 들어, 도 3을 참조하면 케이스 바디(1110)의 상부에는 내측 방향으로 연장되는 지지부(1110e)가 마련되어 탑 케이스(1130)의 하면을 지지할 수 있다. 또 이러한 지지부의 상면과 탑 케이스(1130)의 하면에는 각각 상보적인 형태로 돌출부(1130a) 또는 함몰부나 홈 등이 형성되어 지지부와 탑 케이스(1130)가 서로 끼움 결합에 의해 고정 결합되도록 할 수 있다.
한편, 탑 케이스(1130)는 실리콘 재질로 마련될 수 있다.
또 탑 케이스(1130)는 탑 커버(1140)을 지지할 수 있다. 탑 커버(1140)은 탑 케이스(1130)의 내측에 삽입됨으로써 끼움 결합되어 고정될 수 있다. 도 3을 참조하면, 탑 커버(1140)은 그 외주면이 탑 케이스(1130)의 내주면과 실질적으로 동일한 반경을 가지도록 제공됨으로써 탑 케이스(1130)의 내측에 끼움 결합될 수 있다. 또 탑 케이스(1130)의 내주면에는 내측 방향으로 연장되는 지지부(1130b)가 마련되어 탑 커버(1140)을 지지할 수 있다. 여기서, 지지부(1130b)의 상면과 탑 커버(1140)의 하면에는 각각 상보적인 형태로 돌출부(1140a) 또는 함몰부나 홈 등이 형성되어 지지부(1130b)와 탑 커버(1140)이 서로 끼움 결합에 의해 고정 결합되도록 할 수 있다.
이러한 탑 커버(1140)에는 전극봉(1210)이 탑재될 수 있다. 예를 들어, 탑 커버(1140)에는 전극봉이 탑재되는 전극봉 탑재부(1145)가 형성되며, 전극봉 탑재부(1145)에는 탑 커버(1140)의 상면으로부터 하면으로 관통되는 두 개의 관통구(1147a, 1147b)가 천공될 수 있다. 관통구(1147a, 1147b)에는 각각 전극봉(1210a, 1210b)이 삽입될 수 있다. 여기서, 전극봉(1210a, 1210b)은 다른 부위보다 반경이 큰 볼록부(1215a, 1215b)를 가질 수 있으며, 볼록부(1215)가 관통구(1147)에 삽입되면 억지 끼움식으로 고정 결합될 수 있다. 이처럼 탑 커버(1140)에 전극봉(1210)이 탑재되면, 전극봉(1210)은 탑 커버(1140)을 통하여 외부로부터 하우징부(1100) 내부로 연결될 수 있다.
한편, 이상에서는 탑 케이스(1130)와 탑 커버(1140)이 별개로 제공되는 것으로 설명하였으나, 탑 케이스(1130)와 탑 커버(1140)이 일체로 제공되는 것도 가능하다. 예를 들어, 탑 케이스(1130)에 직접적으로 전극봉 탑재부(1145)와 관통구(1147)가 마련되어 전극봉(1210)이 탑 케이스(1130)에 바로 탑재되는 것도 가능하다.
진동부(1200)는 전극봉(1210), 전극 단자(1220), 흡읍 부재(1240), 와이어(1225) 및 압전 소자(1230)를 포함할 수 있다.
전극봉(1210)은 외부의 전원에 연결되어 전원을 인가받거나 또는 초음파 센서(1000)에서 발생한 전기 신호를 외부로 출력할 수 있다.
전극봉(1210)은 봉 형태로 제공될 수 있다. 이에 따라 전극봉(1210)은 탑 커버(1140)의 관통구(1147)에 탑재될 수 있다. 또 여기서, 전극봉(1210)은 그 중앙부가 다른 부위보다 반경이 더 큰 볼록부(1225)를 형성하도록 제공될 수 있으며, 볼록부(1225)가 탑 커버(1140)의 관통구(1147)에 삽입되어 억지 끼움식으로 탑 커버(1140)과 결합될 수 있다.
전극봉(1210)은 한 쌍으로 제공될 수 있다. 또 두 전극봉(1210a, 1210b)은 서로 상이한 길이로 제공될 수 있다. 예를 들어, 도 3을 참조하면 제1 전극봉(1210a)이 제2 전극봉(1210b)보다 짧은 길이를 가지도록 제공될 수 있다.
전극 단자(1220)는 전극봉(1210)과 전기적으로 연결될 수 있다. 전극 단자(1220)는 한 쌍의 전극봉(1210a, 1210b)에 각각 연결되도록 한 쌍(1220a, 1220b)으로 제공될 수 있다.
제1 단자(1220a)는 탑 커버(1140) 하면의 제1 전극봉(1210a)이 탑재되는 제1 관통구(1147a)가 형성된 부위에 부착될 수 있다. 이로써 제1 단자(1220a)는 그 일단에서 제1 전극봉(1210a)과 결합될 수 있다. 이러한 제1 단자(1220a)의 타단은 와이어(1225)와 연결될 수 있다. 또 와이어(1225)는 다시 압전 소자(1230)의 상면으로 연결될 수 있다. 여기서, 와이어(1225)는 전기적 전도성을 가지는 구리선 등의 리드선일 수 있다. 따라서, 제1 전극봉(1210a)은 제1 단자(1220a)와 와이어(1225)를 통해 압전 소자(1230)의 상면과 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 단자(1220b)는 제1 단자(1220a)보다 낮은 높이의 위치에 배치된다. 여기서, 제2 단자(1220b)는 제1 전극봉(1210a)은 닿지 않고, 제2 전극봉(1210b)만 닿을 수 있는 높이에 배치될 수 있다. 제2 전극봉(1210b)은 제1 전극봉(1210a)보다 길이가 길기 때문에 제2 단자(1220b)에는 제2 전극봉(1210b)만 닿게 될 수 있다.
제2 단자(1220b)는 다양한 방식으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 5를 참조하면 케이스 바디(1110)의 측벽(1110b) 일 지점에는 내측을 향해 연장되는 단자 지지부(1110e)가 형성될 수 있으며, 제2 단자(1220b)는 이러한 단자 지지부(1110e)에 의해 지지될 수 있다. 한편, 여기서 단자 지지부(1110e)는 탑 케이스(1130)을 지지하는 용도로 사용될 수도 있다. 다른 예를 들어, 제2 단자(1220b)는 케이스 바디(1110)의 측벽(1110b)에 직접적으로 접합될 수도 있다. 여기서, 제2 단자(1220b)는 솔더나 용접 등의 방식으로 측벽(1110b) 또는 단자 지지부(1110e)와 접합될 수 있다. 또 다른 예를 들어, 제2 단자(1220b)는 압전 소자(1230) 상부에 놓이는 흡읍 부재(1240) 상에 안착되는 것도 가능하다.
이로써 제2 단자(1220b)는 제2 전극봉(1210b)과 연결될 수 있다. 또 제2 단자(1220b)는 그 단부에서 단자 지지부(1110e)나 케이스 바디(1110)의 측벽(1110b)과 접촉함으로써 케이스 바디(1110)와 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 케이스 바디(1110)에는 압전 소자(1230)의 하면이 접촉해 있다. 따라서, 제2 전극봉(1210b)은 제2 단자(1220b), 케이스 바디(1110)의 측벽(1110b)과 바닥면(1110a)을 통해 압전 소자(1230)의 하면과 전기적으로 연결될 수 있다.
압전 소자(1230)는 케이스 바디(1110)의 바닥면(1110a) 중앙부에 그 하면이 부착될 수 있다. 압전 소자(1230)는 원형이나 타원형 또는 사각형 등의 판 형상으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 압전 소자(1230)는 이러한 판 형상의 압전체 기판의 양면에 전극을 형성한 것일 수 있다. 케이스 바디(1110)의 바닥면(1110a)과 압전 소자(1230)의 하면은 도전성 접착제 등에 의해 서로 부착될 수 있다. 또 압전 소자(1230)의 상면은 와이어(1125)를 통해 제1 단자(1220a)와 제1 전극봉(1210a)에 연결되며, 압전 소자(1230)의 하면은 케이스 바디(1110)의 바닥면(1110a), 측벽(1110b)을 통해 제2 단자(1220b)와 제2 전극봉(1210b)에 연결될 수 있다.
압전 소자(1230)는 전압을 인가받아 초음파 신호를 발생시키거나 또는 외부의 초음파 신호를 수신하여 전기적인 신호를 발생시킬 수 있다. 여기서, 압전 소자(1230)는 압전 효과를 발생시키는 소자를 포괄적으로 의미할 수 있다. 압전 효과란 기계적인 압력을 인가하면 전압이 발생하고, 거꾸로 전압을 인가하면 기계적인 변형이 발생하는 현상을 의미한다. 즉 압전 소자(1230)란 외력을 받으면 전기 분극이 일어나 전위차를 발생시키고, 반대로 전압을 받으면 변형이나 변형력을 발생시키는 성질을 가지는 소자를 의미한다. 이러한 압전 소자(1230)에 전기적인 펄스 신호를 인가하면 압전 소자(1230)가 초음파 주파수 대역의 진동을 하면서 초음파를 방사할 수 있다. 압전 소자(1230)로는 소결체 세라믹스 등이 이용될 수 있다.
케이스 바디(1110) 바닥면(1110a)에 부착된 압전 소자(1230)는 상술한 바와 같이 상면에 제1 전극봉(1210a)이 연결되고, 하면에 연결되어 전압을 인가받을 수 있다. 이에 따라 압전 소자(1230)의 상하면을 통해 전압이 걸리면 압전 소자(1230)가 진동을 발생시키고 이에 따라 초음파가 발진될 수 있다. 압전 소자(1230)에서 발생한 초음파는 압전 소자(1230)가 부착된 케이스 바디(1110)의 바닥면(1110a)을 통해 외부로 방사될 수 있다. 여기서, 압전 소자(1230)의 진동에 의해 케이스 바디(1110)의 바닥면(1110a)이 진동하고, 바닥면(1110a)에 직교하는 방향으로 초음파가 방사될 수 있다.
또 압전 소자(1230)는 방사된 초음파가 주변의 물체로부터 반사되어 돌아오는 것을 감지할 수 있다. 방사된 초음파는 주변의 물체로부터 반사된 뒤 초음파 센서(1000)로 돌아오는데, 돌아오는 초음파에 의해 압전 소자(1230)에 기계적인 진동이 가해지게 된다. 이때 압전 소자(1230)는 기계적인 진동에 따른 압력에 의해 전기적 신호를 발생시킬 수 있다. 이와 같이 압전 소자(1230)에서 발생한 전기적인 신호는 압전 소자(1230)와 전기적으로 연결된 단자들이나 전극봉(1210)들로 전달될 수 있다.
이처럼 반사된 초음파를 전기적인 신호로 변환하는 과정을 이용하면 초음파 센서(1000)가 주변 사물의 존재 여부를 감지하거나 초음파 방사 후 전기 신호 생성까지의 시간 간격에 기초하여 주변 사물까지의 거리를 측정할 수 있게 된다.
압전 소자(1230)의 상면에는 흡읍 부재(1240)가 제공될 수 있다. 흡읍 부재(1240)와 압전 소자(1230)의 상면은 접착제에 의해 서로 접착될 수 있다. 흡읍 부재(1240)는 초음파 등의 음파를 흡수하는 재질로 제공될 수 있다. 예를 들어, 흡읍 부재(1240)는 팰트(felt), 스폰지, 실리콘 탄성체 또는 고무 등일 수 있다. 압전 소자(1230)에 전압이 인가되면 압전 소자(1230)가 진동하며 초음파를 방사하는데, 이러한 초음파는 압전 소자(1230)의 하면과 접촉하는 케이스 바디(1110)의 바닥면(1110a)을 통해 외부로 방사되기도 하지만 그 일부는 압전 소자(1230)의 상면을 통해 케이스 바디(1110)의 내부로 전파될 수 있다. 케이스 바디(1110)의 내부로 초음파가 전파되면 이로 인해 케이스 바디(1110)에 잔류 진동이 발생하여 초음파 센서(1000)의 센싱 정밀도를 저하시키고, 수명을 단축될 수 있다. 흡읍 부재(1240)는 이처럼 압전 소자(1230)의 상면으로부터 케이스 바디(1110) 내부로 전파되는 초음파를 흡수하는 기능을 수행할 수 있다. 또한 동시에 흡읍 부재(1240)는 후술되는 충전 부재(1250)에 의해 압전 소자(1230)의 진동이 저해되는 것을 방지하는 기능을 가질 수 있다.
한편, 흡읍 부재(1240)의 일 지점에는 관통구(1245)가 천공될 수 있다. 이러한 관통구(1245)를 통해 제1 단자(1220a)의 일단에 연결된 와이어(1125)가 흡읍 부재(1240)를 통과하여 압전 소자(1230)의 상면으로 연결될 수 있다.
한편, 케이스 바디(1110)와 탑 케이스(1130)로 둘러쌓인 하우징부(1100)의 내부 공간은 충전 부재(1250)가 충전될 수 있다. 충전 부재(1250)는 탄성을 가지는 물질로 제공될 수 있다. 예를 들어, 충전 부재(1250)는 발포성 수지나 발포성 실리콘 등일 수 있다.
이러한 충전 물질은 초음파 센서(1000)의 하우징부(1100)에 진동부(1200)가 실장된 후 케이스 바디(1110)의 외부로부터 내부에 주입될 수 있다. 예를 들어, 케이스 바디(1110)의 외부로부터 발포 전의 수지를 주입한 후 이것을 가열하여 경화시킴으로써 수지가 발포되게 하면서 하우징부(1100)의 내부에 충전 부재(1250)를 충전할 수 있다.
충전 부재(1250)는 흡읍 부재(1240)를 통과하여 전파되는 진동을 감소시키거나 또는 케이스 바디(1110)에 여기되는 잔류 진동을 억제하는 기능을 가질 수 있다. 압전 소자(1230)에서 발생된 초음파가 바닥면(1110a)에 수직한 외부로 방사되는 것이 이상적이지만, 실제로는 케이스 바디(1110) 내부로도 전파되게 된다. 여기서, 케이스 바디(1110) 내부에 충전된 발포성 수지가 케이스 바디(1110) 내부로 전파되는 초음파를 산란 또는 흡수하며, 이로 인해 케이스 바디(1110) 자체의 진동과 케이스 바디(1110) 내부에 잔존하는 여진을 효과적으로 억제할 수 있어 초음파 센서(1000)의 잔향 특성을 개선할 수 있다. 여기서, 압전 소자(1230)의 주위가 충전 부재(1250)에 둘러 쌓이더라도 압전 소자(1230)에 부착되어 있는 흡읍 부재(1240)에 의해 압전 소자(1230)의 진동 영역이 확보될 수 있다.
또한, 충전 부재(1250)는 케이스 바디(1110)에서 전극봉(1210)으로 진동이 전파되어 전극봉(1210)에 진동 간섭이 발생하는 것을 저감시키고 차단하기 때문에 물체 검지 시의 잔향 신호나 수신 신호가 압전 소자(1230)로부터 케이스 바디(1110) 내부로 전파되는 누설 진동에 의해 발생한 신호 등의 영향을 받는 것을 억제할 수 있으며, 이에 따라 초음파 센서(1000)의 잔향 특성을 명확히 할 수 있다. 또한, 외부로부터 전극봉(1210)에 전파되는 진동을 억제하는 기능을 수행하기도 한다. 예를 들면, 초음파 센서(1000)가 자동차에 달리 백 소나로 이용되는 경우 자동차의 진동이 전극봉(1210)이나 케이스 바디(1110)로 전파될 수 있는데 이를 억제하는 것이 가능하다.
상술한 초음파 센서(1000)를 이용하면, 주변에 물체가 존재하는지를 감지하거나 또는 초음파가 반사되어 돌아오는 시간을 측정하여 피검출물까지의 거리를 측정할 수 있다. 예를 들어, 초음파 센서(1000)는 자동차의 백 소나 등에 이용될 수 있다. 구체적으로 전극봉(1210)을 통해 압전 소자(1230)에 구동 전압을 인가함으로써 초음파가 방사되고, 방사된 초음파는 피검출물에 도달 후 반사되며, 다시 압전 소자(1230)가 반사된 초음파를 수신하여 이를 전기적 신호로 변환하고, 전극 단자(1220)나 전극봉(1210) 에서 그에 따른 전기 신호를 출력함으로써 초음파 센서(1000)가 피검출물의 존재나 피검출물까지의 거리를 측정할 수 있다.
그런데, 이와 같이 압전 소자(1230)에서 초음파를 발진하는 경우에 이상적으로 초음파는 케이스 바디(1110)의 바닥면(1110c)을 통해 수직 방향으로 방사되는 것이 좋지만, 케이스 바디(1110)의 공동부(1110c)를 향해 일부 초음파가 전파될 수 있으며 이에 따라 케이스 바디(1110)을 포함한 하우징부(1100)에 잔류 진동이 발생할 수 있다. 이러한 잔류 진동은 전극 단자(1220)에 간섭을 일으키거나 또는 압전 소자(1230)에 기계적 압력을 가함으로써 압전 소자(1230)가 반사되어 돌아오는 초음파에 따른 진동을 감지하는 것에 간섭하여 센싱 정밀도를 저하시킬 수 있다.
이외에도 초음파 센서(1000)가 자동차 등의 백 범퍼 등에 장착된 경우에는 자동차의 자진으로 인하여 초음파 센서(1000)의 하우징부(1100)가 영향받아 진동을 할 수도 있으며, 이 역시 초음파 센서(1000)의 센싱 정밀도를 저하시킬 수 있다.
본 발명에서는 진동 억제 부재(1120)가 하우징부(1100)를 이루는 다른 구성 요소, 특히 진동 억제 부재(1120)가 직접 장착되는 케이스 바디(1110)보다 강성이 큰 재질로 제공됨에 따라 케이스 바디(1120) 외주면을 조임으로써 케이스 바디(1120)의 변형을 억제하여 잔류 진동을 감쇄시키거나 억제할 수 있으며, 이에 따라 전반적인 센싱 정밀도의 향상을 이룰 수 있다.
또 본 발명에서는 서로 길이가 다른 전극봉(1210a, 1210b)를 사용하고, 전극 단자(1220a, 1220b)를 각각 상이한 높이에 배치하여 양 단자(1220a, 1220b)의 단차와 전극봉(1210a, 1210b)의 길이차를 이용해, 각각의 전극 단자(1220)와 전극봉(1210)을 손쉽게 연결 할 수 있다.
또 그 중 제1 단자(1220a)는 와이어(1225)를 통해 직접 압전 소자(1230)의 상면으로 전기 연결되고, 제2 단자(1220b)는 케이스 바디(1110)를 통해 압전 소자(1230)의 바닥면으로 전기 연결하여 이에 따라 압전 소자(1230)에 전압을 인가할 수 있다. 이러한 구조를 이용하면 제1 단자(1220a)에만 와이어(1225) 연결을 사용하고 제2 단자(1220b)는 전도성 물질인 케이스 바디(1110)를 통해 압전 소자(1230)에 연결되므로 와이어(1225)를 각 전극 단자(1220)마다 사용하는 것보다 배선 용이성이 매우 뛰어나다.
한편, 상술한 각 초음파 센서(1000)에서는 각 구성 요소가 상술된 크기, 형상, 배치, 재료 및 수로 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 범위 내에서 임의로 변경되는 것도 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 이상에서 설명한 본 발명의 실시예들은 서로 별개로 또는 조합되어 구현되는 것도 가능하다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1000: 초음파 센서
1100: 하우징부
1110: 케이스 바디
1110a: 바닥면
1110b: 측벽
1120: 진동 억제 부재
1130: 탑 케이스
1140: 탑 커버
1120: 진동부
1210: 전극봉
1220: 전극 단자
1230: 압전 소자
1240: 흡음 부재
1250: 충전 부재
1100: 하우징부
1110: 케이스 바디
1110a: 바닥면
1110b: 측벽
1120: 진동 억제 부재
1130: 탑 케이스
1140: 탑 커버
1120: 진동부
1210: 전극봉
1220: 전극 단자
1230: 압전 소자
1240: 흡음 부재
1250: 충전 부재
Claims (15)
- 판 형상으로 제공되는 바닥면과 상기 바닥면의 가장자리로부터 상방으로 연장되는 측벽을 포함하여 상부가 개방된 통 형상으로 제공되는 케이스 바디, 상기 케이스 바디의 측벽의 상부에 장착되는 탑 케이스 및 상기 탑 케이스와 결합되어 상기 케이스 바디의 개방된 상부를 덮는 탑 커버를 포함하는 하우징;
상기 케이스 바디의 바닥면에 그 하면이 부착되고, 전압을 인가받아 진동하여 상기 바닥면을 통해 외부로 초음파를 방사하는 압전 소자;
상기 압전 소자의 상면에 부착되고, 상기 하우징의 내부로 전파되는 초음파를 흡수하는 흡음 부재;
상기 하우징 내부에 충전되어, 상기 압전 소자로부터 상기 하우징 내부로 전파되는 초음파를 제거하는 탄성 재질의 충전 부재; 및
링 형상으로 제공되고, 상기 케이스 바디의 측벽의 외주면을 감싸도록 제공되어 상기 하우징 내부로 전파된 초음파에 의한 상기 하우징의 진동을 억제하는 진동 억제 부재;를 포함하고,
상기 진동 억제 부재는, 상기 케이스 바디보다 강성이 큰 재질로 제공되며,
상기 케이스 바디의 상기 측벽의 상부에는, 상기 진동 억제 부재가 끼워지도록 그 외주면 측보다 그 내주면 측이 높도록 단차가 형성된
초음파 센서.
- 삭제
- 제1 항에 있어서,
제1 전극봉 및 상기 제1 전극봉보다 길이가 긴 제2 전극봉을 포함하고, 상기 탑 커버를 관통하여 상기 하우징의 내부로 삽입되는 한 쌍의 전극봉;
상기 탑 커버의 하면에 부착되고, 상기 제1 전극봉과 연결되는 제1 전극 단자 및 상기 흡음 부재의 상면에 제공되고, 상기 제2 전극봉과 연결되는 제2 전극 단자를 포함하고, 상기 압전 소자에 상기 전압을 인가하는 한 쌍의 전극 단자;를 더 포함하는
초음파 센서.
- 제3 항에 있어서,
상기 한 쌍의 전극 단자 중 어느 하나의 전극 단자는, 와이어를 통해 상기 압전 소자의 상면으로 전기적으로 연결되고,
상기 한 쌍의 전극 단자 중 다른 어느 하나의 전극 단자는, 상기 케이스 바디의 측벽에 접촉하여 상기 케이스 바디를 통하여 상기 압전 소자의 하면으로 전기적으로 연결되는
초음파 센서.
- 판 형상으로 제공되는 바닥면과 상기 바닥면의 가장자리로부터 상방으로 연장되는 측벽을 포함하여 상부가 개방된 통 형상으로 제공되는 케이스 바디;
하면이 상기 케이스 바디의 바닥면에 부착되고, 전압을 인가받아 상기 케이스 바디의 바닥면을 통해 외부로 초음파를 방사하는 압전 소자; 및
상기 케이스 바디에 상기 측벽의 외주면을 따라 결합되어 상기 초음파의 전파로 인한 상기 케이스 바디의 진동을 억제하는 진동 억제 부재;를 포함하고,
상기 진동 억제 부재는, 상기 케이스 바디보다 강성이 큰 재질로 제공되며,
상기 케이스 바디의 상기 측벽의 상부에는, 상기 진동 억제 부재가 끼워지도록 그 외주면 측보다 그 내주면 측이 높도록 단차가 형성된
초음파 센서.
- 제5 항에 있어서,
상기 진동 억제 부재는, 상기 케이스 바디를 조임으로써 상기 케이스 바디의 진동을 억제하는
초음파 센서.
- 삭제
- 제5 항에 있어서,
상기 케이스 바디는, 원통 형상으로 제공되고,
상기 진동 억제 부재는, 링 형상으로 제공되어, 그 내주면이 상기 케이스 바디의 상기 측벽의 상부의 외주면과 맞닿도록 결합되는
초음파 센서.
- 삭제
- 제5 항에 있어서,
상기 케이스 바디의 개방된 상부를 덮도록 제공되는 탑 커버;
상기 탑 커버를 관통하여 상기 케이스 바디의 내부 공간으로 삽입되는 한 쌍의 전극봉; 및
각각 상기 한 쌍의 전극봉에 연결되고, 상기 압전 소자가 초음파를 방사하도록 전압을 인가하는 한 쌍의 단자;를 더 포함하되,
상기 한 쌍의 단자 중 제1 단자는, 상기 케이스 바디의 측벽과 접촉하여 상기 케이스 바디를 통하여 상기 압전 소자의 하면과 전기적으로 연결되고,
상기 한 쌍의 단자 중 제2 단자는, 와이어를 통하여 상기 압전 소자의 상면과 전기적으로 연결되는
초음파 센서.
- 제 10항에 있어서,
상기 한 쌍의 전극봉은, 서로 길이가 상이하고,
상기 제1 단자 및 상기 제2 단자는, 상기 케이스 바디의 바닥면으로부터 서로 상이한 높이에 배치되는
초음파 센서.
- 제11 항에 있어서,
상기 제1 단자는, 상기 탑 커버의 하면에 부착되고,
상기 제2 단자는, 상기 탑 커버의 하면으로부터 미리 정해진 거리 하방으로 이격되어 배치되는
초음파 센서.
- 제5 항에 있어서,
상기 케이스 바디의 측벽의 상부에 결합되는 탑 케이스;
상기 탑 케이스와 결합되고, 상기 케이스 바디의 개방된 상부를 덮도록 제공되는 탑 커버; 및
상기 탑 커버를 관통하여 상기 케이스 바디의 내부로 삽입되고, 상기 압전 소자에 인가되어 진동을 발생시키기 위한 전압을 제공하는 한 쌍의 전극봉;을 더 포함하는
초음파 센서.
- 제13 항에 있어서,
상기 한 쌍의 전극봉은, 제1 전극봉과 상기 제1 전극봉보다 길이가 긴 제2 전극봉을 포함하고,
상기 탑 커버의 하면에 부착되고 상기 제1 전극봉과 연결되고, 와이어를 통해 상기 압전 소자의 상면과 연결되는 제1 전극 단자; 및
상기 제1 전극봉보다 상기 바닥면에 더 가까운 위치에 배치되어 제2 전극봉과 연결되고, 상기 케이스 바디의 측벽과 접촉하여 상기 케이스 바디를 통해 상기 압전 소자의 하면과 연결되는 제2 전극 단자;를 더 포함하는
초음파 센서.
- 제14 항에 있어서,
상기 압전 소자의 상면에 제공되고, 상기 초음파를 흡수하는 흡음 부재;를 더 포함하고,
상기 제2 전극 단자는, 상기 흡음 부재의 상면에 놓이는
초음파 센서.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130112716A KR101552276B1 (ko) | 2013-09-23 | 2013-09-23 | 초음파 센서 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130112716A KR101552276B1 (ko) | 2013-09-23 | 2013-09-23 | 초음파 센서 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20150033124A KR20150033124A (ko) | 2015-04-01 |
| KR101552276B1 true KR101552276B1 (ko) | 2015-09-10 |
Family
ID=53030545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020130112716A KR101552276B1 (ko) | 2013-09-23 | 2013-09-23 | 초음파 센서 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101552276B1 (ko) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111830510B (zh) * | 2019-04-12 | 2024-04-05 | 苏州臻迪智能科技有限公司 | 一种超声波测距方法和超声波检测电路 |
| JP7294223B2 (ja) * | 2020-04-21 | 2023-06-20 | 株式会社デンソー | 超音波センサおよび振動吸収体 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004040614A (ja) | 2002-07-05 | 2004-02-05 | Nec Tokin Corp | 超音波センサ |
| JP2004294181A (ja) * | 2003-03-26 | 2004-10-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波振動子およびこれを用いた流体の流れ測定装置 |
| JP2011250328A (ja) * | 2010-05-28 | 2011-12-08 | Murata Mfg Co Ltd | 超音波センサ |
-
2013
- 2013-09-23 KR KR1020130112716A patent/KR101552276B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004040614A (ja) | 2002-07-05 | 2004-02-05 | Nec Tokin Corp | 超音波センサ |
| JP2004294181A (ja) * | 2003-03-26 | 2004-10-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波振動子およびこれを用いた流体の流れ測定装置 |
| JP2011250328A (ja) * | 2010-05-28 | 2011-12-08 | Murata Mfg Co Ltd | 超音波センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20150033124A (ko) | 2015-04-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5099175B2 (ja) | 超音波センサ | |
| KR101231868B1 (ko) | 초음파 센서 | |
| KR100975007B1 (ko) | 초음파 센서 | |
| KR101368697B1 (ko) | 초음파 진동장치 | |
| US8125321B2 (en) | Obstacle detecting device | |
| WO2007069609A1 (ja) | 超音波トランスデューサ | |
| KR101491509B1 (ko) | 초음파 센서 및 그 제조방법 | |
| CN110431445B (zh) | 超声波传感器 | |
| JPWO2007094184A1 (ja) | 超音波センサおよびその製造方法 | |
| US7628076B2 (en) | Ultrasound sensor | |
| WO2020111132A1 (ja) | 液面検出装置 | |
| KR20130023602A (ko) | 초음파센서 | |
| KR101552276B1 (ko) | 초음파 센서 | |
| US20130215722A1 (en) | Ultrasonic sensor devices, component module thereof and method for making the ultrasonic sensor device | |
| US20160139250A1 (en) | Surroundings-sensing device having a modular ultrasonic transducer, and motor vehicle having such a surroundings-sensing device | |
| KR20180119652A (ko) | 초음파 센서를 생산하기 위한 방법 및 초음파 센서 | |
| KR20120059196A (ko) | 초음파 센서 | |
| JP2014230109A (ja) | 超音波送受波器 | |
| JP2014098579A (ja) | 超音波センサ | |
| KR100501677B1 (ko) | 진동방지용 초음파 센서 구조 | |
| JP2010286296A (ja) | 超音波送受波器の取付け構造 | |
| TWI440831B (zh) | Ultrasonic sensor | |
| JP2013046409A (ja) | 超音波センサ | |
| JP5548560B2 (ja) | 空中用超音波送受波器 | |
| JP2019114960A (ja) | 超音波センサー |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180712 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190716 Year of fee payment: 5 |