JP2002262383A - Ultrasonic wave vibrator - Google Patents

Ultrasonic wave vibrator

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JP2002262383A
JP2002262383A JP2001258522A JP2001258522A JP2002262383A JP 2002262383 A JP2002262383 A JP 2002262383A JP 2001258522 A JP2001258522 A JP 2001258522A JP 2001258522 A JP2001258522 A JP 2001258522A JP 2002262383 A JP2002262383 A JP 2002262383A
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JP
Japan
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vibration
support member
ultrasonic
ultrasonic vibrator
vibrating
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Application number
JP2001258522A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomohito Kajiyama
智史 梶山
Susumu Katayama
進 片山
Kiwamu Shibata
究 柴田
Yusuke Hashimoto
裕介 橋本
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small-sized ultrasonic wave vibrator with a high output manufactured at a reduced manufacturing cost that has an anisotropic directivity. SOLUTION: A diaphragm 2 of the ultrasonic wave vibrator is made of a metal and configured with a vibration section 4 and a vibration support section 5. One side of the vibration section 4 is formed to be an ultrasonic wave transceiving face 4a and the vibration support section 5 is extended toward a placing face 4b from two sides opposed to each other of an outer edge of the vibration section 4. Furthermore, since the vibration support section 5 is structured to be connected to a metal-made support member 6 placed therearound, the vibration in the vicinity of a side face 1c is suppressed to concentrate the vibration onto the vibration section 4 on which a piezoelectric element 7 is placed, with the result that an output sound pressure can be increased. After the end of oscillation of ultrasonic waves, since the mechanical vibration energy left in the side face 1c is decreased, the reverberation is reduced and the reception accuracy of a reflected wave is enhanced to improve the response performance.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波を発振する
と共に障害物からの反射波を受信して障害物の存在を検
知する、車載用等として用いられる超音波センサに適用
できる超音波振動子に関するものである。
The present invention relates detects the presence of an obstacle by receiving reflected waves from an obstacle while oscillating ultrasonic waves, the ultrasonic vibration can be applied to an ultrasonic sensor used as a vehicle-mounted like It is about the child.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の車載用の障害物検知を行う超音波
センサとしては、超音波センサから超音波を空気中に発
振し、検知対象物等の障害物に反射させて、その反射波
を超音波センサで受信し、その受信信号の処理を行い、
警報等を発するような構成になっているものがある。
2. Description of the Related Art As a conventional ultrasonic sensor for detecting an obstacle mounted on a vehicle, an ultrasonic wave is oscillated in the air from the ultrasonic sensor and is reflected by an obstacle such as an object to be detected. Received by the ultrasonic sensor, processed the received signal,
Some are configured to issue an alarm or the like.

【0003】このような超音波センサの取付状態を図2
1に示す。この超音波センサ13は自動車14のバンパ
ー15に取付けられている。ここで、バンパー15周辺
に存在する自動車14の移動の支障となる障害物を検知
すると共に、路面等の、自動車14の移動の支障となら
ないものを検知しないようにするためには、路面に対し
て水平方向に広く、鉛直方向に狭い検知エリアを有する
超音波センサ13を使用する必要がある。
FIG. 2 shows the state of attachment of such an ultrasonic sensor.
It is shown in FIG. The ultrasonic sensor 13 is mounted on a bumper 15 of an automobile 14. Here, in order to detect an obstacle existing around the bumper 15 that hinders the movement of the automobile 14 and not to detect an obstacle such as a road surface that does not hinder the movement of the automobile 14, Therefore, it is necessary to use the ultrasonic sensor 13 having a detection area that is wide in the horizontal direction and narrow in the vertical direction.

【0004】このような、路面に対して水平方向に広
く、鉛直方向に狭い異方向性の指向特性を有する超音波
センサ13のための超音波振動子については、既に、本
願出願人の先願(特開2001−78296号)に開示さ
れている。この超音波振動子の構成の要部を22(a)、
(b)に示す。 (a)は断面図、(b)は動作時の断面図で
ある。この超音波振動子は、一端面が開口すると共に他
端面が閉塞面16aであるケース体16の閉塞面16a
の内面側に圧電素子7を配設し、この閉塞面16aにて
発生される超音波の異方向性の指向特性を有し、ケース
体16を、金属製の板材から形成された閉塞面16aの
縦横の長さの比を調整することが可能である金属ケース
17と、合成樹脂材からなる樹脂ケース18とで構成し
たものである。またこの超音波振動子の作製にあたって
は、金属ケース17のための金属製の板材の加工には鍛
造工程や切削工程が不要であるため、金属ケース17を
安価且つ容易に形成し得るものである。
[0004] Such an ultrasonic transducer for the ultrasonic sensor 13 having an omnidirectional directivity characteristic that is wide in the horizontal direction and narrow in the vertical direction with respect to the road surface has already been filed by the applicant of the present invention. (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-78296). The main part of the configuration of this ultrasonic transducer is 22 (a),
It is shown in (b). (a) is a sectional view, and (b) is a sectional view during operation. The ultrasonic vibrator has a closed surface 16a of a case body 16 having an open end and a closed surface 16a at the other end.
The piezoelectric element 7 is disposed on the inner surface side of the case, and has a directional characteristic of the different direction of the ultrasonic wave generated at the closing surface 16a, and the case body 16 is formed of a closing surface 16a formed of a metal plate. And a resin case 18 made of a synthetic resin material. In manufacturing the ultrasonic vibrator, a metal plate for the metal case 17 does not require a forging step or a cutting step, so that the metal case 17 can be formed easily at low cost. .

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の超音波
振動子は金属ケース17の部分が板材により構成される
ため、図22(b)に示すように、ケース体16の内側
の内周面付近の、閉塞面16aと垂直な領域である側面
部16bの強度が弱く、この側面部16bが圧電素子7
を配設した閉塞面16aの振動に追従して振動するもの
であった。このため、機械的な振動エネルギーが閉塞面
16aから側面部16bへと分散し、閉塞面16aの振
動エネルギーは閉塞面16aのみが振動する場合よりも
小さくなるものであった。
[SUMMARY OF THE INVENTION However, since the above-mentioned ultrasonic vibrator which is part of the metal case 17 is constituted by a plate member, as shown in FIG. 22 (b), the inner peripheral surface of the inner casing 16 The strength of the side portion 16b, which is a region perpendicular to the closed surface 16a, is low, and the side portion 16b
Vibrates in accordance with the vibration of the closing surface 16a provided with. Therefore, mechanical vibration energy is dispersed from the closed surface 16a to the side surface portion 16b, and the vibration energy of the closed surface 16a is smaller than when only the closed surface 16a vibrates.

【0006】また、図22(a)に概念的に示すよう
に、圧電素子7が接続されている回路は負荷抵抗19を
有するものであり、圧電素子7の振動による閉塞面16
aからの超音波の発振終了後にケース体16に残留した
機械的残留エネルギーは大部分が閉塞面16aに配設さ
れた圧電素子7によって電気的エネルギーに変換され、
負荷抵抗19によって熱として消費されるが、機械的振
動エネルギーが圧電素子7の配設された閉塞面16a以
外の部分に分散している場合は、超音波の発振終了後に
機械的残留エネルギーが消費されにくくなり、残響が長
くなって反射波の受信精度が悪化し、超音波振動子の応
答性が悪くなるものであった。
Further, as conceptually shown in FIG. 22A, the circuit to which the piezoelectric element 7 is connected has a load resistor 19, and the closed surface 16 due to the vibration of the piezoelectric element 7 is provided.
Most of the mechanical residual energy remaining in the case body 16 after the completion of the oscillation of the ultrasonic wave from the piezoelectric element 7 is converted into electrical energy by the piezoelectric element 7 disposed on the closed surface 16a.
Although the heat is consumed as heat by the load resistor 19, when the mechanical vibration energy is dispersed in a portion other than the closed surface 16a in which the piezoelectric element 7 is disposed, the mechanical residual energy is consumed after the end of the ultrasonic oscillation. However, the reverberation becomes longer, the receiving accuracy of the reflected wave deteriorates, and the responsiveness of the ultrasonic transducer deteriorates.

【0007】更に、超音波振動子を自動車14のバンパ
ー15に取付ける際に、取り付け治具によって超音波振
動子に及ぼされる応力により、側面部16bが容易に変
位し、その結果、超音波振動子の振動特性が変化するお
それがあった。
Further, when the ultrasonic vibrator is mounted on the bumper 15 of the automobile 14, the side face 16b is easily displaced by the stress applied to the ultrasonic vibrator by the mounting jig. As a result, the ultrasonic vibrator is displaced. There was a possibility that the vibration characteristics of the device would change.

【0008】上記の点を改良するために例えば、本願出
願人の先願(特願2000−300884号)においては
図23(a)乃至図23(c)に示すように高剛性の充
填材11を振動子内部に挿入、接着する方法が提案され
ているが、部品点数、接着工程等の増加により、性能の
バラツキが増え、また超音波振動子の製造コストが高く
なる等の問題があった。
In order to improve the above point, for example, in the prior application (Japanese Patent Application No. 2000-300884) of the present applicant, as shown in FIGS. Has been proposed to insert and bond the inside of the vibrator, but there are problems such as an increase in the number of parts, the bonding process, etc., resulting in an increase in variation in performance and an increase in the manufacturing cost of the ultrasonic vibrator. .

【0009】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、異方向性の指向特性を有する超音波振動子の安定
した振動特性を確保しつつ、更に、小型高出力で、製造
コストの低減を図った超音波振動子を提供することを目
的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and has a small size, a high output, and a low manufacturing cost while ensuring stable vibration characteristics of an ultrasonic vibrator having an omnidirectional directional characteristic. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic vibrator in which reduction is achieved.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1に係る発明の超音波振動子にあっては、相
互に線対象の関係にある二つの端縁を有する略均一な厚
みの金属板よりなる振動部と、前記振動部の重心を含
み、且つ前記振動部及び前記二つの端縁と直交する平面
に対して面対称の関係を有し、前記振動部の外縁の相互
に対向する二辺から同一方向に延設された振動支持部
と、前記振動部の前記振動支持部を有する側の面に配設
される圧電素子とを少なくとも備えた超音波振動子にお
いて、前記振動支持部がこれに周設する支持部材と連結
した構造を有することを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problems, an ultrasonic vibrator according to the first aspect of the present invention has a substantially uniform edge having two edges which are linearly symmetric with each other. A vibrating portion made of a metal plate having a thickness, and including a center of gravity of the vibrating portion, and having a plane-symmetric relationship with respect to a plane orthogonal to the vibrating portion and the two edges, and A vibration support portion extending in the same direction from two sides opposed to each other, and an ultrasonic transducer including at least a piezoelectric element disposed on a surface of the vibration portion on the side having the vibration support portion, The vibration support portion has a structure connected to a support member provided around the vibration support portion.

【0011】請求項2に係る発明の超音波振動子にあっ
ては、相互に線対象の関係にある二つの端縁を有する略
均一な厚みの金属板よりなる振動部と、前記振動部の重
心を含み、且つ前記振動部及び前記二つの端縁と直交す
る平面に対して面対称の関係を有し、前記振動部の外縁
の相互に対向する二辺から同一方向に延設された支持部
材と、前記振動部の前記支持部材を有する側の面に配設
される圧電素子とを少なくとも備えた超音波振動子にお
いて、前記支持部材が、前記振動部の外縁の相互に対向
する二辺において、前記振動部で橋絡された環状構造を
有することを特徴とするものである。
In the ultrasonic vibrator according to the second aspect of the present invention, a vibrating portion made of a metal plate having a substantially uniform thickness and having two edges that are in a line-symmetrical relationship with each other is provided. A support including a center of gravity and having a plane-symmetric relationship with respect to a plane orthogonal to the vibrating portion and the two edges, and extending in the same direction from two opposing sides of the outer edge of the vibrating portion. In an ultrasonic vibrator including at least a member and a piezoelectric element disposed on a surface of the vibrating portion on a side having the support member, the supporting member has two sides of an outer edge of the vibrating portion facing each other. , Characterized by having an annular structure bridged by the vibrating part.

【0012】請求項3に係る発明の超音波振動子にあっ
ては、請求項1記載の超音波振動子において、前記振動
支持部がこれを包囲する環状の前記支持部材と接合され
たことを特徴とするものである。
According to a third aspect of the present invention, in the ultrasonic transducer according to the first aspect, the vibration supporting portion is joined to the annular support member surrounding the vibration supporting portion. It is a feature.

【0013】請求項4に係る発明の超音波振動子にあっ
ては、請求項1記載の超音波振動子において、前記振動
支持部が環状の前記支持部材と一体として形成されたこ
とを特徴とするものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the ultrasonic vibrator according to the first aspect, the vibration support portion is formed integrally with the annular support member. Is what you do.

【0014】請求項5に係る発明の超音波振動子にあっ
ては、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の超音波
振動子において、前記支持部材を前記振動部を構成する
金属板よりも縦弾性率の大きい金属材料で構成すること
を特徴とするものである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an ultrasonic vibrator according to any one of the first to third aspects, wherein the supporting member is a metal plate constituting the vibrating portion. It is characterized in that it is made of a metal material having a greater longitudinal elastic modulus.

【0015】請求項6に係る発明の超音波振動子にあっ
ては、請求項5記載の超音波振動子において、前記支持
部材を鉄を主成分とする金属材料で構成し、前記振動部
をアルミニウムを主成分とする金属材料で構成すること
を特徴とするものである(ここで、鉄を主成分とする金
属材料とは、鉄を50重量%以上含有する金属材料をい
い、アルミニウムを主成分とする金属材料とは、アルミ
ニウムを50重量%以上含有する金属材料をいう。)。
According to a sixth aspect of the present invention, in the ultrasonic vibrator according to the fifth aspect, the support member is made of a metal material containing iron as a main component, and the vibrating portion is formed. It is characterized by being composed of a metal material containing aluminum as a main component (here, a metal material containing iron as a main component refers to a metal material containing 50% by weight or more of iron and mainly containing aluminum. The term “metal material as a component” means a metal material containing 50% by weight or more of aluminum.)

【0016】請求項7に係る発明の超音波振動子にあっ
ては、請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の超音波
振動子において、前記支持部材が前記対向する二辺と平
行且つ前記振動部と直交する外形平面を有することを特
徴とするものである。
According to a seventh aspect of the present invention, in the ultrasonic vibrator according to any one of the first to sixth aspects, the support member is parallel to the two opposite sides. It has an external plane orthogonal to the vibrating section.

【0017】請求項8に係る発明の超音波振動子にあっ
ては、請求項7記載の超音波振動子において、前記支持
部材の前記外形平面を有する部位を前記支持部材の他の
部分よりも肉厚に構成することを特徴とするものであ
る。
In the ultrasonic vibrator according to an eighth aspect of the present invention, in the ultrasonic vibrator according to the seventh aspect, the portion of the support member having the external plane is larger than other portions of the support member. It is characterized in that it is made thick.

【0018】請求項9に係る発明の超音波振動子にあっ
ては、請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の超音波
振動子において、前記支持部材が上部開放端縁を備え、
該上部開放端縁を前記振動板と略同じ高さに構成するこ
とを特徴とするものである。
According to a ninth aspect of the present invention, in the ultrasonic transducer according to any one of the first to eighth aspects, the support member has an upper open edge,
The upper open edge is formed at substantially the same height as the diaphragm.

【0019】請求項10に係る発明の超音波振動子にあ
っては、請求項1乃至請求項9のいずれかに記載の超音
波振動子において、前記支持部材が、少なくとも1種類
の液晶ポリマーを含んでなる樹脂成形材料で、完全に覆
われることを特徴とするものである。
According to a tenth aspect of the present invention, in the ultrasonic vibrator according to any one of the first to ninth aspects, the support member comprises at least one kind of liquid crystal polymer. It is characterized in that it is completely covered with a resin molding material.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面に基づき説明する。なお、本発明の超音波振動子
は、下記の実施形態にのみ限定されるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え
得ることは勿論である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The ultrasonic vibrator of the present invention is not limited to the embodiment described below, and it goes without saying that various changes can be made without departing from the scope of the present invention.

【0021】本実施形態に係る超音波振動子の基本構成
を、図1乃至図3により説明する。図1は請求項1に係
る超音波振動子の要部を示すもので、(a)は振動支持部
を有しない方向に切断した断面図、(b)は振動支持部を
有する方向に切断した断面図である。図2は本発明に係
る超音波振動子の製造プロセスの一部を示すもので、振
動板と支持部材の連結、成形を逐次的に示す図である。
図3は本発明に係る超音波振動子の製造プロセスの一部
を示すもので、(a)は振動板と支持部材との連結の一例
を示す図であり、(b)は振動板と前記と異なる形状の支
持部材との連結の例を示す図である。ケース体1は、図
2に示す様に金属製振動板2と合成樹脂製樹脂ケース3
とを含んで構成されている。振動板2は、アルミニウム
を主成分とする金属材料よりなり、振動部4と振動支持
部5とを含んで構成されている。振動部4は相互に線対
象の関係にある二つの端縁4cを有する略均一な厚みの
金属板よりなるものであり、ここでは、厚みがほぼ均一
な矩形状の板状に形成され、一面が超音波送受信面4a
として形成されており、また他面は圧電素子7が配設さ
れる配設面4bとして形成されている。振動支持部5は
前記振動部4の重心を含み、且つ前記振動部4及び前記
二つの端縁4cと直交する平面に対して面対称の関係を
有し、前記振動部4の外縁の相互に対向する二辺から同
一方向に延設されたものであり、ここでは振動部4の外
縁の対向する二辺から配設面4b側に向けて延設されて
いる。一方、残りの二辺は、振動支持部5と直接には接
続されていない非接続部4c即ち、前記の二つの端縁と
してそれぞれ形成されている。また他の対向し合う一対
の辺は振動部4と振動支持部5とが接続された接続部4
dとしてそれぞれ形成されている。即ち、本実施形態に
おいては、振動部4の外縁に沿って交互に形成された非
接続部4cと接続部4dとが、非接続部4c同士の並び
方向と接続部4d同士の並び方向とが略直交するように
配置されているものである。
The basic structure of the ultrasonic transducer according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a main part of an ultrasonic vibrator according to claim 1, wherein (a) is a cross-sectional view cut in a direction without a vibration support portion, and (b) is a cross-sectional view cut in a direction having a vibration support portion. It is sectional drawing. FIG. 2 shows a part of a manufacturing process of the ultrasonic vibrator according to the present invention, and is a view sequentially showing connection and molding of a diaphragm and a support member.
3A and 3B show a part of the manufacturing process of the ultrasonic vibrator according to the present invention, wherein FIG. 3A is a diagram showing an example of connection between a diaphragm and a support member, and FIG. It is a figure which shows the example of a connection with the support member of a different shape. The case body 1 includes a metal diaphragm 2 and a synthetic resin resin case 3 as shown in FIG.
It is comprised including. The vibration plate 2 is made of a metal material containing aluminum as a main component, and includes a vibration portion 4 and a vibration support portion 5. The vibrating portion 4 is made of a metal plate having a substantially uniform thickness and having two edges 4c in a line-symmetrical relationship with each other. Here, the vibrating portion 4 is formed in a rectangular plate shape having a substantially uniform thickness. Is the ultrasonic transmitting / receiving surface 4a
The other surface is formed as an arrangement surface 4b on which the piezoelectric element 7 is arranged. The vibration support portion 5 includes a center of gravity of the vibration portion 4 and has a plane-symmetric relationship with respect to a plane orthogonal to the vibration portion 4 and the two edges 4c. It extends in the same direction from two opposing sides, and here extends from two opposing sides of the outer edge of the vibrating part 4 toward the arrangement surface 4b. On the other hand, the remaining two sides are formed as the non-connection portions 4c that are not directly connected to the vibration support portion 5, that is, the two edges. Another pair of opposing sides is a connecting portion 4 where the vibrating portion 4 and the vibration supporting portion 5 are connected.
d. That is, in the present embodiment, the non-connecting portions 4c and the connecting portions 4d alternately formed along the outer edge of the vibrating portion 4 have the arrangement direction of the non-connecting portions 4c and the arrangement direction of the connecting portions 4d. They are arranged so as to be substantially orthogonal.

【0022】図2に示す様に、環状形状の支持部材6は
振動板2の振動支持部5を両側から挟むように一体化し
てインサート部材23を形成し、これを制振性に優れた
合成樹脂の円筒状の樹脂ケース3と同時成形される。ま
た、後で圧電素子7を配設する際に、不都合を生じない
ように樹脂ケース3の成形時に、振動部4の配設面4b
に成形材料樹脂が回り込まないように配慮する必要があ
る。振動板2の振動部4は樹脂ケース3の前面側の開口
部を塞ぐと共に振動部4の超音波送受信面4aが樹脂ケ
ース3の前面と略面一になるように形成され、ケース体
1の閉塞面1bを構成する。また、支持部材6は、金属
材料よりなり、環状形状にて構成されるが、図3(a)に
おいて参照符6に示すような略楕円形のものでも、図3
(b)において参照符6aに示すような多角形のものでも
よく、上記課題解決に寄与する限りにおいて何ら限定は
されない。
As shown in FIG. 2, the annular supporting member 6 is integrated so as to sandwich the vibration supporting portion 5 of the diaphragm 2 from both sides to form an insert member 23, which is formed into a composite material having excellent vibration damping properties. It is molded simultaneously with the cylindrical resin case 3 made of resin. Further, when arranging the piezoelectric element 7 later, at the time of molding of the resin case 3 so as not to cause inconvenience, disposition surface 4b of the oscillating portion 4
It is necessary to take care that the molding material resin does not flow around. The vibrating part 4 of the vibrating plate 2 is formed so as to close the opening on the front side of the resin case 3 and the ultrasonic transmitting / receiving surface 4 a of the vibrating part 4 is substantially flush with the front surface of the resin case 3. constitute a blocking surface 1b. The support member 6 is made of a metal material and has an annular shape. However, even if the support member 6 has a substantially elliptical shape as indicated by reference numeral 6 in FIG.
In (b), it may be a polygonal one as indicated by reference numeral 6a, and there is no limitation as long as it contributes to solving the above-mentioned problem.

【0023】超音波振動子の振動部4の一対の非接続部
4cは樹脂ケース3により固定されており、撓みやすく
なっている一方、一対の接続部4dは金属製の振動支持
部5及びこれと連結した支持部材6により固定されてい
る。圧電素子7は、振動部4の配設面4bに接着剤にて
固着、配設されている。また金属ケース2の振動支持部
5にはリード線8が、圧電素子7の配設面4bに接続さ
れていない側の面にはリード線9が接続されている。
A pair of non-connecting portions 4c of the vibrating portion 4 of the ultrasonic vibrator are fixed by the resin case 3 so as to be easily bent, while a pair of connecting portions 4d are formed of the metal vibration supporting portion 5 and the And is fixed by a supporting member 6 connected to the supporting member 6. The piezoelectric element 7 is fixed and disposed on an arrangement surface 4b of the vibration section 4 with an adhesive. A lead wire 8 is connected to the vibration supporting portion 5 of the metal case 2, and a lead wire 9 is connected to a surface of the metal case 2 which is not connected to the arrangement surface 4 b of the piezoelectric element 7.

【0024】また、樹脂ケース3内部には、フェルト等
にて形成された吸音材10が配設されており、この吸音
材10は、圧電素子7の振動部4とは反対側に、圧電素
子7から僅かに離間させた状態で配置されている。
A sound absorbing material 10 made of felt or the like is disposed inside the resin case 3. The sound absorbing material 10 is provided on the opposite side of the vibrating portion 4 of the piezoelectric element 7 from the piezoelectric element 7. 7 are arranged slightly apart from each other.

【0025】また、図1に示すように、樹脂ケース3に
は、吸音材10の表面から開口端1aに亘って、樹脂か
らなる充填材11が充填されており、これによりケース
体1の内部が樹脂にて封止されている。この樹脂からな
る充填材11としては、時間の経過と共に硬化する樹脂
を用いることができ、例えばシリコン樹脂を用いること
ができる。
As shown in FIG. 1, the resin case 3 is filled with a filler 11 made of resin from the surface of the sound absorbing material 10 to the open end 1a. Are sealed with resin. As the filler 11 made of this resin, a resin that cures over time can be used, and for example, a silicone resin can be used.

【0026】このようにして構成される超音波振動子
は、リード線8、9間にパルス電圧を印加し、またリー
ド線8、9間に発生する電圧を測定する制御回路を接続
することにより、超音波センサとして構成することがで
きる。そしてリード線8、9間にパルス電圧を印加する
と圧電素子7が振動し、それに従って振動部4が振動し
て超音波を発振する。また、この振動部4から発振した
超音波が障害物等に当たって反射し、この反射波が振動
部4の超音波送受信面4aに当たると、振動部4が振動
し、それに応じて圧電素子7が振動する。このとき圧電
素子7内に起電力が発生するものであり、リード線8、
9間の起電力を検知することにより、障害物の有無を検
知することができる。
The ultrasonic vibrator thus constructed is configured by applying a pulse voltage between the lead wires 8 and 9 and connecting a control circuit for measuring a voltage generated between the lead wires 8 and 9. , Can be configured as an ultrasonic sensor. Then, when a pulse voltage is applied between the lead wires 8 and 9, the piezoelectric element 7 vibrates, and the vibrating part 4 vibrates accordingly to oscillate ultrasonic waves. When the ultrasonic wave oscillated from the vibrating section 4 hits an obstacle or the like and is reflected, and the reflected wave hits the ultrasonic transmitting / receiving surface 4a of the vibrating section 4, the vibrating section 4 vibrates, and the piezoelectric element 7 vibrates accordingly. I do. At this time, an electromotive force is generated in the piezoelectric element 7, and the lead wires 8,
The presence or absence of an obstacle can be detected by detecting the electromotive force between the nine.

【0027】図4は本発明に係る超音波振動子の使用形
態の一例を示す図である。即ち、このような超音波振動
子を自動車のバンパー等の、取付対象物に取付ける場合
は、振動子を超音波センサハウジングに収め、取付対象
物に形成した開口部12においてケース体1の閉塞面1
bが外部に露出するように配設する。このとき特に車載
用として超音波振動子を自動車のバンパー等に配設する
場合は、ケース体1の閉塞面1bを水平面に対して略垂
直に配置すると共に、振動部4における一対の非接続部
4cが水平方向に配置され、一対の接続部4dが鉛直方
向に配置される。
FIG. 4 is a view showing an example of a use form of the ultrasonic vibrator according to the present invention. That is, when such an ultrasonic vibrator is mounted on a mounting object such as a bumper of an automobile, the vibrator is housed in the ultrasonic sensor housing, and the closed surface of the case body 1 is formed in the opening 12 formed in the mounting object. 1
b is disposed so as to be exposed to the outside. At this time, particularly when the ultrasonic vibrator is mounted on a vehicle bumper or the like for use in a vehicle, the closed surface 1b of the case body 1 is disposed substantially perpendicular to the horizontal plane, and a pair of non-connection portions 4c are arranged in the horizontal direction, and a pair of connecting portions 4d are arranged in the vertical direction.

【0028】超音波振動子から超音波を発振する場合、
振動部4における水平方向(一方の接続部4dから他方
の接続部4dへと向う方向)の振動モードは単純な撓み
振動であるが、鉛直方向(一方の非接続部4cから他方
の非接続部4cへと向う方向)の振動モードは、非接続
部4cが樹脂ケース3に固定され、樹脂により支持され
るために撓みやすくなっているので、水平方向の振動モ
ードに比べて平面振動が大きくなるものであり、振動部
4を厚みが略均一な平板状に形成したとしても、振動部
4に略鞍状の振動モードを発生させることができる。そ
の結果、振動部4の振動により発生する超音波の発振方
向は、水平方向に比べて鉛直方向に広がらずに鋭くな
り、振動部4から発振される超音波には、全体として水
平方向には広がるが、鉛直方向への広がりが狭くなる異
方向性を持つ指向性が付与される。それに従って、超音
波振動子の検知エリアは、水平方向に広く、垂直方向に
狭いものとなるものであり、しかも超音波の送波出力が
向上されるものである。そのため、このような超音波振
動子を例えば、車載用として用いると、路面等の自動車
の移動の支障とならないものを検知しないようにするこ
とができるものである。
When oscillating an ultrasonic wave from an ultrasonic transducer,
The vibration mode in the horizontal direction (the direction from one connecting portion 4d to the other connecting portion 4d) in the vibrating portion 4 is a simple bending vibration, but is vertical bending (from one non-connecting portion 4c to the other non-connecting portion). In the vibration mode (direction toward 4c), the non-connection portion 4c is fixed to the resin case 3 and is supported by the resin, so that the vibration is easy to bend. Therefore, the plane vibration is larger than the horizontal vibration mode. That is, even if the vibrating portion 4 is formed in a flat plate shape having a substantially uniform thickness, the vibrating portion 4 can generate a substantially saddle-shaped vibration mode. As a result, the direction of oscillation of the ultrasonic waves generated by the vibration of the vibrating part 4 is sharper than the horizontal direction and does not spread in the vertical direction. Spreading is provided, but directivity having an anomalous direction in which spreading in the vertical direction is narrowed is provided. Accordingly, the detection area of the ultrasonic transducer is wide in the horizontal direction and narrow in the vertical direction, and the transmission output of the ultrasonic wave is improved. Therefore, when such an ultrasonic vibrator is used, for example, for use in a vehicle, it is possible to prevent detection of an object that does not hinder the movement of the vehicle such as a road surface.

【0029】また超音波振動子から発振される超音波自
身が異方向性を持つ指向性を有するため、超音波振動子
からの超音波の発振方向である前方に超音波に指向性を
付与するためのホーン等を設ける必要がなく、超音波振
動子の前方に窪み等を形成せずに超音波振動子を直接外
部に露出させることができるものであり、超音波振動子
の前方に雨水、雪、埃等の異物が溜ることを防ぎ、この
ような異物によって超音波振動子の障害物を検知できる
検知エリアが変化したり、障害物が存在しないにもかか
わらず、障害物があるかのように報知してしまうという
ような誤動作を防ぐことができるものである。
Also, since the ultrasonic waves oscillated from the ultrasonic vibrator have directivity having different directions, the directivity is imparted to the ultrasonic waves in the forward direction, which is the oscillation direction of the ultrasonic waves from the ultrasonic vibrator. It is not necessary to provide a horn or the like, and the ultrasonic vibrator can be directly exposed to the outside without forming a depression or the like in front of the ultrasonic vibrator, and rainwater, Prevents foreign substances such as snow and dust from accumulating. Such foreign substances may change the detection area where ultrasonic transducers can detect obstacles. This can prevent malfunction such as notifying.

【0030】また、超音波振動子を取付対象物に取付け
た状態において、ケース体1の閉塞面1bを取付対象物
の表面と面一になるように配設することができ、ホーン
等が取付対象物の表面から突出したり、開口が外部に露
出するようなことがなく、取付状態における外観を向上
することができるものである。
Further, when the ultrasonic vibrator is attached to the object to be mounted, the closed surface 1b of the case body 1 can be disposed so as to be flush with the surface of the object to be mounted. It is possible to improve the appearance in the mounted state without protruding from the surface of the object or exposing the opening to the outside.

【0031】また、このように構成された超音波振動子
では、充填材11によってケース体1の開口端1aが閉
塞されることにより、超音波振動子の防水性を向上し、
防滴仕様の超音波センサを得ることができる。また圧電
素子7を振動させて超音波を発振させる際に、図1に示
される振動支持部5の支持部材6の内周面付近の領域
(以下、側面部1cという)が支持部材6によって高剛
性に固定されることで圧電素子7が配設された閉塞面1
bに振動エネルギーが集中し、出力音圧が大きくなるも
のである。また、圧電素子7の振動を停止させて超音波
振動子の駆動を終了した後に、超音波振動子に残留する
機械的振動エネルギーが圧電素子7によって電気エネル
ギーに変換されて、圧電素子7に接続された回路の負荷
抵抗19(図示せず)によって熱として消費される際に、
圧電素子7が配設された閉塞面1bにケース体1の振動
が集中することにより、機械的振動エネルギーが圧電素
子7によって効率よく電気エネルギーに変化され、更に
負荷抵抗によって消費されることとなる。その結果、超
音波振動子の振動が速やかに減衰されることとなって残
響が短くなり、反射波の受信精度が向上して超音波振動
子の応答性が向上するものである。
In the ultrasonic vibrator thus constructed, the waterproof end of the ultrasonic vibrator is improved by closing the opening end 1a of the case body 1 with the filler 11.
An ultrasonic sensor of drip-proof specification can be obtained. When the piezoelectric element 7 is vibrated to oscillate ultrasonic waves, a region near the inner peripheral surface of the support member 6 of the vibration support portion 5 shown in FIG. Closed surface 1 on which piezoelectric element 7 is disposed by being fixed to rigidity
Vibration energy concentrates on b, and the output sound pressure increases. After the vibration of the piezoelectric element 7 is stopped and the driving of the ultrasonic vibrator is completed, the mechanical vibration energy remaining in the ultrasonic vibrator is converted into electric energy by the piezoelectric element 7 and connected to the piezoelectric element 7. When it is consumed as heat by the load resistor 19 (not shown) of the circuit,
When the vibration of the case body 1 is concentrated on the closing surface 1b on which the piezoelectric element 7 is disposed, the mechanical vibration energy is efficiently converted into electric energy by the piezoelectric element 7 and further consumed by the load resistance. . As a result, in which the vibration of the ultrasonic vibrator reverberation is shortened becomes to be quickly attenuated, and improves reception accuracy of the reflected wave is improved responsiveness of the ultrasonic transducers.

【0032】また、側面部1cの剛性は環状の支持部材
6により確保し、従来のように剛性部材をケース体1内
に詰めて接着する必要はなくなり、構造の簡略化が可能
となる。よって、製造コストの低減を図ることができ
る。また、支持部材6は高剛性の金属材料により構成す
ることが可能であるために、厚みが薄くても所定の剛性
を確保することができ、ケース体1の高さを低く構成で
きる。
Further, the rigidity of the side surface portion 1c is ensured by the annular support member 6, so that it is not necessary to pack the rigid member in the case body 1 and bond it as in the conventional case, and the structure can be simplified. Therefore, the manufacturing cost can be reduced. The support member 6 in order to be able to a metal material of high rigidity, can be thinner in thickness to ensure a predetermined rigidity can be configured reduce the height of the case body 1.

【0033】図5及び図6に振動板2と支持部材6及び
両者の連結のバリエーションを示す。即ち、既に、図2
及び図3において示した様にケース体1は環状形状の支
持部材6により振動板2の振動支持部5を両側から挟む
ように一体化してインサート部材23を形成し、これを
合成樹脂の円筒状の樹脂ケース3と同時成形して形成可
能であるが、振動板2と支持部材6の連結の形態はこれ
に限定されるものではない。図5において (a)は、振
動板2を支持部材6の底面にて接合した場合の断面図、
(b)は、振動板2を支持部材6の底面及び側面にて接合
接合した場合の断面図、(c)は、振動板2aを支持部材
6の上面にて接合した場合の断面図であり、図中、接合
箇所は破線で示した部分20、21、22である。即
ち、接合箇所が上記20、21、22のいずれでも側面
部1c近傍の振動が抑えられることで振動が圧電素子7
の配設された振動部4に集中し、その結果出力音圧を向
上することができるのである。図6は本発明に係る超音
波振動子の上記図2及び図3において示したものとは異
なる製造プロセスの一部を示すものであり、前記図5
(c)の振動板2aと支持部材6の連結の形態に対応する
ものである。この場合も、図2に示す場合と同様にイン
サート部材23を形成し、これを合成樹脂の円筒状の樹
脂ケース3と同時成形してケース体1を形成するという
ものである。上記のいずれの場合においても、材料構成
については、例えば、振動板2をアルミニウムを主成分
とする金属材料(アルミニウム系金属材料)で構成する場
合、支持部材6は振動板2と同一材料であるアルミニウ
ムを主成分とする金属材料でも、アルミニウムを主成分
とする金属材料よりも縦弾性率が高く、鉄を主成分とす
る高剛性の金属材料(鉄系金属材料)であるステンレス材
料、SPCC等の異なる材料ででも構成できる。接合方
法については、振動板2と支持部材6が、双方ともアル
ミニウムを主成分とする金属材料の場合は超音波溶着、
抵抗溶接等にて接合し、上記したような別材料の場合は
アルミ半田、レーザー溶接、カシメ、接着等の異種金属
でも接合可能な方法を用いて接合される。接合個所は図
5に示すように支持部材6の底面、側面、上面いずれも
可能であり、それぞれの接合個所に応じて最適の接合方
法により接合できる。
FIGS. 5 and 6 show variations of the diaphragm 2 and the support member 6 and the connection between them. That is, FIG.
As shown in FIG. 3, the case body 1 is integrated with the annular support member 6 so as to sandwich the vibration support portion 5 of the diaphragm 2 from both sides to form an insert member 23, which is formed into a cylindrical shape of synthetic resin. Can be formed simultaneously with the resin case 3, but the form of connection between the diaphragm 2 and the support member 6 is not limited to this. 5A is a cross-sectional view when the diaphragm 2 is joined at the bottom surface of the support member 6, FIG.
(b) is a cross-sectional view when the diaphragm 2 is joined and joined at the bottom and side surfaces of the support member 6, and (c) is a cross-sectional view when the diaphragm 2 a is joined at the top surface of the support member 6. In the drawings, the joining portions are portions 20, 21, and 22 indicated by broken lines. That is, the vibration in the vicinity of the side surface portion 1c is suppressed regardless of whether the joining portion is any one of the above 20, 21 and 22, so that the vibration is generated in the piezoelectric element 7.
Is concentrated on the vibrating section 4 disposed as described above, and as a result, the output sound pressure can be improved. FIG. 6 shows a part of a manufacturing process different from that shown in FIGS. 2 and 3 of the ultrasonic transducer according to the present invention.
This corresponds to the form of connection between the diaphragm 2a and the support member 6 in (c). Also in this case, as in the case shown in FIG. 2, the insert member 23 is formed, and this is formed simultaneously with the cylindrical resin case 3 made of synthetic resin to form the case body 1. In any of the above cases, regarding the material configuration, for example, when the diaphragm 2 is made of a metal material containing aluminum as a main component (aluminum-based metal material), the support member 6 is the same material as the diaphragm 2. Even a metal material containing aluminum as a main component has a higher longitudinal elastic modulus than a metal material containing aluminum as a main component, and is a highly rigid metal material containing iron as a main component (iron-based metal material), such as stainless steel and SPCC. Of different materials. Regarding the joining method, when both the diaphragm 2 and the support member 6 are made of a metal material mainly composed of aluminum, ultrasonic welding is performed.
It is joined by resistance welding or the like, and in the case of another material as described above, it is joined by a method which can join different metals such as aluminum solder, laser welding, caulking, adhesion and the like. As shown in FIG. 5, the joining portion can be any of the bottom surface, the side surface, and the top surface of the support member 6, and can be joined by an optimal joining method according to each joining portion.

【0034】振動板2をアルミニウムを主成分とする金
属材料で構成する場合、振動板2は板材をプレスにより
打ち抜き、曲げることにより好適に形成できる。この場
合、超音波振動子の重要な振動特性である共振周波数は
振動板2の振動部4の板厚に依存し、振動部4の板厚は
母材である板材の板厚を管理することにより共振周波数
の個体間誤差を低減することができる。また、振動板
2、支持部材6ともにアルミニウムを主成分とする金属
材料により形成した場合は、支持部材6と振動板2の接
合を超音波溶着、抵抗溶接等加工時間が短く、接合状態
の安定した方法によることが可能となり、低コストにて
安定して製造が可能となる。
When the diaphragm 2 is made of a metal material containing aluminum as a main component, the diaphragm 2 can be suitably formed by punching and bending a plate material. In this case, the resonance frequency, which is an important vibration characteristic of the ultrasonic vibrator, depends on the thickness of the vibrating portion 4 of the vibrating plate 2, and the thickness of the vibrating portion 4 is controlled by the thickness of the base material. Thereby, the error between individual resonance frequencies can be reduced. When both the diaphragm 2 and the support member 6 are formed of a metal material containing aluminum as a main component, the joining time between the support member 6 and the diaphragm 2 is short, such as ultrasonic welding and resistance welding, and the joining state is stable. It is possible to stably manufacture at low cost.

【0035】一方、支持部材6を振動板2とは別材料で
あるステンレス材料、SPCC材料等の鉄を主成分とす
る金属材料により形成した場合は、材料の縦弾性係数が
大きいために、支持部材6の厚みを薄くしても、その剛
性を充分に確保でき、樹脂ケース3の振動部4に垂直な
方向の高さを低く構成できる。このことにより、超音波
振動子の高さを低く押さえ、超音波センサを小型化し
て、奥行きを押さえることが可能となり、車載用の超音
波センサとして応用した場合、取り付けの際、バンパ−
奥行きに対して寸法的余裕を確保することができる。
On the other hand, when the supporting member 6 is formed of a metal material containing iron as a main component, such as a stainless steel material or an SPCC material, which is a different material from the diaphragm 2, the supporting member 6 has a large longitudinal modulus of elasticity. Even if the thickness of the member 6 is reduced, its rigidity can be sufficiently ensured, and the height of the resin case 3 in the direction perpendicular to the vibrating portion 4 can be reduced. As a result, the height of the ultrasonic vibrator can be kept low, the ultrasonic sensor can be downsized, and the depth can be kept low.
A dimensional allowance for the depth can be ensured.

【0036】以下、請求項2に係る発明の実施の形態を
説明する。図7乃至図9、図11、図12及び図14乃
至図16は図6に示した超音波振動子と同様にして形成
できる超音波振動子を示すものである。即ち、図7及び
図8に示したものは、図6に示したものと比較するとイ
ンサート部材23の振動支持部5が完全に支持部材6と
一体化した構造を有するが、かかる場合も、振動板2が
これに周設する支持部材6と連結した構造を有するの
で、振動が圧電素子7の配設された前記振動板2に集中
し、その結果出力音圧を向上することができ、また、超
音波の発振終了後に、残響が短くなり、反射波の受信精
度が向上して応答性能を向上できるという本願独自の効
果を得ることができる。これに加えて、図7に示したも
のは、支持部材6を既製円筒パイプで製造でき、又、図
8に示したものも、支持部材6を板材の曲げ加工で製造
できるため、量産が容易で合理化要請にも寄与し得ると
いうものである。
Hereinafter, an embodiment of the invention according to claim 2 will be described. FIGS. 7 to 9, 11, 12, and 14 to 16 show an ultrasonic transducer which can be formed in the same manner as the ultrasonic transducer shown in FIG. That is, the one shown in FIGS. 7 and 8 has a structure in which the vibration supporting portion 5 of the insert member 23 is completely integrated with the supporting member 6 as compared with the one shown in FIG. Since the plate 2 has a structure connected to the supporting member 6 provided around the plate 2, the vibration concentrates on the diaphragm 2 on which the piezoelectric element 7 is disposed, and as a result, the output sound pressure can be improved. After the oscillation of the ultrasonic wave is completed, the reverberation is shortened, the receiving accuracy of the reflected wave is improved, and the response performance can be improved. In addition, the support member 6 shown in FIG. 7 can be manufactured from a pre-made cylindrical pipe, and the support member 6 shown in FIG. 8 can be manufactured by bending a plate, so that mass production is easy. It can also contribute to rationalization requests.

【0037】更に、図9に示したものは、出力音圧及び
応答性能の向上が得られる点では、上記と同様である
が、環状支持部材6が、図10に示すような直線外周部
24aを備えた横断面形状を有するものであり、インサ
ート部材23の形成後、環状支持部材6が振動板2の対
向する二辺である接続部4dと平行且つ振動部4と直交
する外形平面25aを有することを特徴とするので、成
形後の対応するケース体1も同様の外形平面26aを有
する成形体とすることが可能となり、このケース体1の
外形平面26aを手掛かりに、超音波センサの方向を正
しく取付けることができ、ひいては、超音波センサの有
する指向特性を確実に発揮させ得るというものである。
9 is similar to the above in that the output sound pressure and the response performance can be improved, but the annular support member 6 has a linear outer peripheral portion 24a as shown in FIG. After the formation of the insert member 23, the annular support member 6 forms an outer flat surface 25a that is parallel to the connecting portion 4d, which is the two opposing sides of the diaphragm 2, and that is orthogonal to the vibrating portion 4. Therefore, the corresponding case body 1 after molding can be formed into a molded body having the same outer shape plane 26a, and the direction of the ultrasonic sensor can be determined by using the outer shape plane 26a of the case body 1 as a clue. Can be mounted correctly, and the directional characteristics of the ultrasonic sensor can be reliably exhibited.

【0038】一方、図11に示したものも、インサート
部材23の形成後、環状支持部材6が同様な外形平面2
5bを有する点では、上記図9に示したものと共通する
が、独立した振動支持部5を有する点では、寧ろ上記図
6に示したものと共通するといえる。出力音圧及び応答
性能の向上に加えて、ケース体1の外形平面26bを手
掛かりに、超音波センサの方向を正しく取付けることが
できる点は、図9に示したものと同様である。
On the other hand, the one shown in FIG. 11 is also similar to that shown in FIG.
Although having the point 5b is the same as that shown in FIG. 9, it can be said that the point having the independent vibration support part 5 is rather the same as that shown in FIG. In addition to the improvement of the output sound pressure and the response performance, the point that the direction of the ultrasonic sensor can be correctly mounted by using the outer flat surface 26b of the case body 1 as a clue is the same as that shown in FIG.

【0039】図12に示したものは、インサート部材2
3の形成後の形態が、図9に示したものと類似するが、
環状支持部材6が図13に示すように、直線外周部24
cを備えた横断面形状を有することに加えて、直線外周
部24cを有する部位、即ち、環状支持部材6の外形平
面25cを有する部位が、環状支持部材6の他の部分よ
りも肉厚に構成されている。その結果、前記環状支持部
材6の剛性を一層高めることができ、図9に示したもの
よりも、出力音圧及び応答性能の向上という本願独自の
効果が、一段と増強されるというものである。
The one shown in FIG.
Form after formation of 3, it is similar to that shown in FIG. 9,
As shown in FIG. 13, the annular support member 6 is
In addition to having a cross-sectional shape with c, the portion having the straight outer peripheral portion 24c, that is, the portion having the outer flat surface 25c of the annular support member 6 is thicker than other portions of the annular support member 6. It is configured. As a result, the rigidity of the annular support member 6 can be further increased, and the effect unique to the present invention of improving the output sound pressure and the response performance is further enhanced as compared with the one shown in FIG.

【0040】図14乃至図16に示したものは、インサ
ート部材23の形成後の環状支持部材6の上部開放端縁
27を前記振動板2と略同じ高さに構成するものであ
る。
FIGS. 14 to 16 show an embodiment in which the upper open edge 27 of the annular support member 6 after the formation of the insert member 23 is formed at substantially the same height as the diaphragm 2.

【0041】図17は、かかる構成を有するインサート
部材23を樹脂ケース3と同時成形して形成したケース
体1の断面図であり、図18は、環状支持部材6の上端
部を均一な高さで構成した場合の図17に対応する断面
図である。環状支持部材6の上端部を均一な高さで構成
した場合は、図18(a)の振動板2の端縁4cと相対す
る樹脂部28が、図17(a)の対応する樹脂部28より
も大きくなる。その結果、図18に示した超音波センサ
では、超音波センサの振動モード変化による指向特性の
温度依存性、共振周波数等の温度依存性が大きく、安定
したセンサ特性を確保し難いという問題点を有すること
となる。即ち、樹脂材料は金属材料と比較して弾性率の
温度依存性が大きく、樹脂部28が大きい図18に示し
た超音波センサでは、相対的に、指向特性及び共振周波
数等の温度依存性が大きいからである。逆に、インサー
ト部材23の形成後の環状支持部材6の上部開放端縁2
7を振動板2と略同じ高さに構成することにより、樹脂
部28を小さくした図17に示す超音波センサでは、指
向特性及び共振周波数等の温度依存性低減でき、安定し
たセンサ特性を確保し得ることとなる。
FIG. 17 is a sectional view of the case body 1 formed by simultaneously molding the insert member 23 having such a structure with the resin case 3, and FIG. FIG. 18 is a cross-sectional view corresponding to FIG. When the upper end of the annular support member 6 is formed with a uniform height, the resin portion 28 facing the edge 4c of the diaphragm 2 in FIG. 18A is replaced with the corresponding resin portion 28 in FIG. Larger than. As a result, in the ultrasonic sensor shown in FIG. 18, the temperature dependence of the directivity characteristics by vibration mode change of the ultrasonic sensor, large temperature dependency, such as resonance frequency, a stable problem that it is difficult to secure the sensor characteristics Will have. That is, the resin material has a large temperature dependency of the elastic modulus as compared with the metal material, and the ultrasonic sensor shown in FIG. 18 in which the resin portion 28 is large has a relatively large temperature dependency such as a directional characteristic and a resonance frequency. Because it is big. Conversely, the upper open edge 2 of the annular support member 6 after the formation of the insert member 23
By making the height 7 substantially the same as the height of the diaphragm 2, in the ultrasonic sensor shown in FIG. 17 in which the resin portion 28 is made smaller, it is possible to reduce the temperature dependency such as the directional characteristics and the resonance frequency, and to secure stable sensor characteristics. Can be done.

【0042】かかるセンサ特性の向上を図った本発明に
係る超音波振動子の内、図14に示したものは、性能面
の向上に加えて、支持部材6を既製円筒パイプで製造で
きるため、量産が容易で合理化要請にも寄与し得るとい
うものである。
Among the ultrasonic transducers according to the present invention which have improved sensor characteristics, the one shown in FIG. 14 can improve the performance and also can manufacture the support member 6 with a pre-made cylindrical pipe. It is easy to mass-produce and can contribute to rationalization requests.

【0043】更に、図15に示したものは、支持部材6
が、均一の厚みをもって構成されており、均一な厚みを
有する板材の曲げ加工で製造できるため、量産が容易で
合理化要請にも寄与し得ることに加えて、環状支持部材
6が振動板2の対向する二辺である接続部4dと平行且
つ振動部4と直交する外形平面25を有し、成形後の対
応するケース体1も同様の外形平面26を有する成形体
とできるので、このケース体1の外形平面26を手掛か
りに、超音波センサの方向を正しく取付けることがで
き、ひいては、超音波センサの有する指向特性を確実に
発揮させ得るというものである。
Further, the one shown in FIG.
However, since it is configured with a uniform thickness and can be manufactured by bending a plate material having a uniform thickness, mass production is easy and it can contribute to a request for rationalization. Since the corresponding case body 1 after molding has a contoured body 26 having the same outer contour plane 26 as having the outer contour plane 25 which is parallel to the connection part 4d which is two opposite sides and is orthogonal to the vibrating part 4, The direction of the ultrasonic sensor can be correctly attached using the outer surface 26 as a clue, so that the directional characteristics of the ultrasonic sensor can be surely exhibited.

【0044】図16に示したものは、インサート部材2
3の形成後の形態が、図15に示したものと類似する
が、環状支持部材6の外形平面25を有する部位が、環
状支持部材6の他の部分よりも肉厚に構成されている。
その結果、前記環状支持部材6の剛性を一層高めること
ができ、図15に示したものよりも、出力音圧及び応答
性能の向上という本願独自の効果が、一段と増強される
というものである。更に、この場合、環状支持部材6を
鍛造により製造することが可能であり、量産が容易で合
理化要請にも寄与し得るという利点を併せ持つこととな
る。
FIG. 16 shows an insert member 2
The form after formation of 3 is similar to that shown in FIG. 15, but the portion of the annular support member 6 having the outer flat surface 25 is configured to be thicker than other portions of the annular support member 6.
As a result, the rigidity of the annular support member 6 can be further increased, and the effect unique to the present invention of improving the output sound pressure and the response performance is further enhanced as compared with the one shown in FIG. Further, in this case, it is possible to manufacture the annular support member 6 by forging, which also has an advantage that mass production is easy and can contribute to a request for rationalization.

【0045】図19は振動板と支持部材の上記と更に異
なる製造プロセスの一部を示すものである。これは、例
えば、アルミニウムを主成分とする金属材料よりなる振
動板2bと支持部材6bが、鍛造、ダイキャスト、削り
だし等の製造方法により一体的に加工、形成されるとい
うものである。従って、この場合、支持部材と振動板を
接合する必要がなく、そのまま、この振動板2bと支持
部材6bとを一体化したものをインサート部材23とし
て合成樹脂の円筒状の樹脂ケース3と同時成形してケー
ス体1を形成することができ、接合部の個体差による特
性の個体間誤差をなくすことができるという利点があ
る。
FIG. 19 shows a part of a different manufacturing process of the diaphragm and the supporting member from the above. This means that, for example, the diaphragm 2b and the support member 6b made of a metal material containing aluminum as a main component are integrally processed and formed by a manufacturing method such as forging, die casting, or shaving. Therefore, in this case, there is no need to join the support member and the diaphragm, and the integrated member of the diaphragm 2b and the support member 6b is simultaneously formed as the insert member 23 with the synthetic resin cylindrical resin case 3 as it is. As a result, the case body 1 can be formed, and there is an advantage that an inter-individual error in characteristics due to individual differences in the joint can be eliminated.

【0046】図20は、インサート部材23を樹脂ケー
ス3と同時成形して形成したケース体1において、支持
部材6が、樹脂成形材料で、完全に覆われた実施形態を
示す断面図である。即ち、図1では、支持部材6が、樹
脂ケース3に、完全に覆われることなく、部分的に露出
しているのと対照的である。この場合、樹脂ケース3を
形成する樹脂成形材料として、少なくとも1種類の液晶
ポリマーを含んでなる樹脂成形材料を使用すると、液晶
ポリマーの制振特性により支持部材の残留振動を、更
に、速やかに、効率よく減衰させることができるという
ものである。使用可能な液晶ポリマーとしては、上記課
題解決に寄与する限りにおいて、特に限定は無いが、例
えば、芳香族ポリエステル型のもの等が好適に使用でき
る。
FIG. 20 is a sectional view showing an embodiment in which the support member 6 is completely covered with the resin molding material in the case body 1 formed by simultaneously molding the insert member 23 with the resin case 3. That is, in contrast to FIG. 1, the support member 6 is not completely covered with the resin case 3 but is partially exposed. In this case, when a resin molding material containing at least one type of liquid crystal polymer is used as the resin molding material for forming the resin case 3, the residual vibration of the support member can be further quickly reduced due to the vibration damping characteristics of the liquid crystal polymer. That is, it can be efficiently attenuated. The liquid crystal polymer that can be used is not particularly limited as long as it contributes to solving the above-mentioned problem. For example, an aromatic polyester-type polymer can be suitably used.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上のように、上記課題を解決するため
に、請求項1に係る発明の超音波振動子にあっては、相
互に線対象の関係にある二つの端縁を有する略均一な厚
みの金属板よりなる振動部と、前記振動部の重心を含
み、且つ前記振動部及び前記二つの端縁と直交する平面
に対して面対称の関係を有し、前記振動部の外縁の相互
に対向する二辺から同一方向に延設された振動支持部
と、前記振動部の前記振動支持部を有する側の面に配設
される圧電素子とを少なくとも備えた超音波振動子にお
いて、前記振動支持部がこれに周設する支持部材と連結
した構造を有するので、ケース体1の内側の内面付近の
領域である側面部の振動が抑えられることで振動が圧電
素子の配設された前記振動板に集中し、その結果出力音
圧を向上することができるという優れた効果を奏する。
また、これに加えて、超音波の発振終了後に、側面部に
残留する機械的振動エネルギーが小さくなるため残響が
短くなり、反射波の受信精度が向上して応答性能を向上
できるという効果をも奏し得る。
As described above, in order to solve the above-mentioned problems, the ultrasonic vibrator according to the first aspect of the present invention has a substantially uniform shape having two edges which are linearly symmetric with each other. A vibrating portion made of a metal plate having a large thickness, including a center of gravity of the vibrating portion, and having a plane-symmetric relationship with respect to a plane orthogonal to the vibrating portion and the two edges, and an outer edge of the vibrating portion. A vibration support portion extending in the same direction from two sides facing each other, and an ultrasonic transducer including at least a piezoelectric element disposed on a surface of the vibration portion having the vibration support portion, Since the vibration supporting portion has a structure connected to a supporting member provided around the vibration supporting portion, the vibration of the side surface portion, which is a region near the inner surface inside the case body 1, is suppressed, so that the vibration is provided to the piezoelectric element. It is possible to concentrate on the diaphragm, thereby improving the output sound pressure. It exhibits the excellent effect of that.
In addition to this, after the oscillation of the ultrasonic wave is completed, the mechanical vibration energy remaining on the side surface is reduced, so that the reverberation is shortened, the receiving accuracy of the reflected wave is improved, and the response performance can be improved. I can play.

【0048】請求項2に係る発明の超音波振動子にあっ
ては、相互に線対象の関係にある二つの端縁を有する略
均一な厚みの金属板よりなる振動部と、前記振動部の重
心を含み、且つ前記振動部及び前記二つの端縁と直交す
る平面に対して面対称の関係を有し、前記振動部の外縁
の相互に対向する二辺から同一方向に延設された支持部
材と、前記振動部の前記支持部材を有する側の面に配設
される圧電素子とを少なくとも備えた超音波振動子にお
いて、前記支持部材が、前記振動部の外縁の相互に対向
する二辺において、前記振動部で橋絡された環状構造を
有するので、ケース体の内側の内面付近の領域である側
面部の振動が抑えられることで振動が圧電素子の配設さ
れた前記振動板に集中し、その結果出力音圧を向上する
ことができるという優れた効果を奏する。また、これに
加えて、超音波の発振終了後に、側面部に残留する機械
的振動エネルギーが小さくなるため残響が短くなり、反
射波の受信精度が向上して応答性能を向上できるという
効果をも奏し得る。
In the ultrasonic vibrator according to the second aspect of the present invention, a vibrating portion made of a metal plate having a substantially uniform thickness and having two edges which are linearly symmetric with each other, A support including a center of gravity and having a plane-symmetric relationship with respect to a plane orthogonal to the vibrating portion and the two edges, and extending in the same direction from two opposing sides of the outer edge of the vibrating portion. In an ultrasonic vibrator including at least a member and a piezoelectric element disposed on a surface of the vibrating portion on a side having the support member, the supporting member has two sides of an outer edge of the vibrating portion facing each other. In the above, since the vibration portion has an annular structure, the vibration of the side surface portion, which is a region near the inner surface inside the case body, is suppressed, so that the vibration is concentrated on the vibration plate on which the piezoelectric element is disposed. That the output sound pressure can be improved as a result. It exhibits an excellent effect. In addition, after the oscillation of the ultrasonic wave is completed, the mechanical vibration energy remaining on the side surface is reduced, so that the reverberation is shortened, and the reception performance of the reflected wave is improved, and the response performance can be improved. I can play.

【0049】請求項3に係る発明の超音波振動子にあっ
ては、請求項1記載の超音波振動子において、前記振動
支持部がこれを包囲する環状の前記支持部材と接合され
たことを特徴とするので、請求項1記載の発明の効果に
加えて、支持部材を振動板と別部材にて構成することに
より、振動板を打ち抜きと曲げ加工により容易に形成で
き、振動板の厚み精度を向上でき、振動の共振周波数の
共振周波数の個体間誤差を低減することができるという
優れた効果を奏する。
According to a third aspect of the present invention, in the ultrasonic transducer according to the first aspect, the vibration supporting portion is joined to the annular support member surrounding the vibration supporting portion. In addition to the effects of the first aspect of the present invention, the diaphragm can be easily formed by punching and bending, and the thickness accuracy of the diaphragm can be easily formed by forming the support member as a separate member from the diaphragm. And it is possible to reduce the inter-individual error in the resonance frequency of the vibration resonance frequency.

【0050】請求項4に係る発明の超音波振動子にあっ
ては、請求項1記載の超音波振動子において、前記振動
支持部が環状の前記支持部材と一体として形成されたこ
とを特徴とするので、請求項1記載の発明の効果に加え
て、支持部材と振動板を接合する必要がなく、接合部の
個体差による特性の個体間誤差をなくし、より簡単な構
造とすることができるという優れた効果を奏する。
According to a fourth aspect of the present invention, in the ultrasonic vibrator according to the first aspect, the vibration support portion is formed integrally with the annular support member. Therefore, in addition to the effect of the first aspect of the present invention, there is no need to join the support member and the diaphragm, and there is no inter-individual error in characteristics due to individual differences in the joining portion, so that a simpler structure can be achieved. It has an excellent effect.

【0051】請求項5及び請求項6に係る発明の超音波
振動子にあっては、請求項1乃至請求項3のいずれかに
記載の超音波振動子において、前記支持部材を前記振動
部を構成する金属板よりも縦弾性率の大きい金属材料で
構成するので、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載
の発明の効果に加えて、前記振動板と垂直方向の長さを
短くすることができ、支持部材の厚みを薄くすることに
より、一層の小型化を図ることができるという優れた効
果を奏する。
In the ultrasonic vibrator according to the fifth and sixth aspects of the present invention, in the ultrasonic vibrator according to any one of the first to third aspects, the supporting member is connected to the vibrating portion. Since it is made of a metal material having a greater longitudinal elastic modulus than the metal plate to be made, in addition to the effect of the invention according to any one of claims 1 to 3, the length in the direction perpendicular to the diaphragm is shortened. By reducing the thickness of the support member, an excellent effect of further downsizing can be achieved.

【0052】請求項7に係る発明の超音波振動子にあっ
ては、請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の超音波
振動子において、前記支持部材が前記対向する二辺と平
行且つ前記振動部と直交する外形平面を有することを特
徴とするので、請求項1乃至請求項6のいずれかに記載
の発明の効果に加えて、成形後の対応するケース体も同
様の外形平面を有する成形体とすることが可能となり、
このケース体の外形平面を手掛かりに、超音波センサの
方向を正しく取付けることができ、超音波センサの有す
る指向特性を確実に発揮させ得るという優れた効果を奏
する。
In the ultrasonic vibrator according to the seventh aspect of the present invention, in the ultrasonic vibrator according to any one of the first to sixth aspects, the support member is parallel to the two opposing sides and Since it has an external plane orthogonal to the vibrating portion, in addition to the effect of the invention according to any one of claims 1 to 6, the corresponding case body after molding also has the same external plane. It is possible to have a molded body having
Using the outer surface of the case body as a clue, the direction of the ultrasonic sensor can be correctly mounted, and an excellent effect that the directional characteristics of the ultrasonic sensor can be reliably exhibited.

【0053】請求項8に係る発明の超音波振動子にあっ
ては、請求項7記載の超音波振動子において、前記支持
部材の前記外形平面を有する部位を前記支持部材の他の
部分よりも肉厚に構成することを特徴とするので、請求
項7記載の発明の効果に加えて、前記環状支持部材の剛
性を一層高めることができ、これにより、出力音圧及び
応答性能の向上が一段と増強され得るという優れた効果
を奏する。
According to an eighth aspect of the present invention, in the ultrasonic vibrator according to the seventh aspect, the portion of the support member having the external plane is more than the other portion of the support member. Since it is characterized in that it is configured to be thick, in addition to the effect of the invention described in claim 7, the rigidity of the annular support member can be further increased, thereby further improving the output sound pressure and the response performance. It has an excellent effect that it can be enhanced.

【0054】請求項9に係る発明の超音波振動子にあっ
ては、請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の超音波
振動子において、前記支持部材が上部開放端縁を備え、
該上部開放端縁を前記振動板と略同じ高さに構成するこ
とを特徴とするので、請求項1乃至請求項8の何れかに
記載の発明の効果に加えて、超音波センサの振動モード
変化による指向特性の温度依存性、共振周波数等の温度
依存性を低減でき、安定したセンサ特性を確保し得ると
いう優れた効果を奏する。
According to a ninth aspect of the present invention, in the ultrasonic transducer according to any one of the first to eighth aspects, the support member has an upper open edge,
Since the upper open edge is formed at substantially the same height as the diaphragm, the vibration mode of the ultrasonic sensor is added to the effect of the invention according to any one of claims 1 to 8. temperature dependence of the directivity characteristics due to the change, it is possible to reduce the temperature dependence of such resonance frequency, an excellent effect of being able to secure a stable sensor characteristics.

【0055】請求項10に係る発明の超音波振動子にあ
っては、請求項1乃至請求項9のいずれかに記載の超音
波振動子において、前記支持部材が、少なくとも1種類
の液晶ポリマーを含んでなる樹脂成形材料で、完全に覆
われることを特徴とするので、請求項1乃至請求項9の
何れかに記載の発明の効果に加えて、液晶ポリマーの制
振特性により支持部材の残留振動をより速やかに、効率
よく減衰せしめ得るという優れた効果を奏する。
According to a tenth aspect of the present invention, in the ultrasonic vibrator according to any one of the first to ninth aspects, the support member comprises at least one type of liquid crystal polymer. It is characterized by being completely covered with a resin molding material containing the resin material. In addition to the effect of the invention according to any one of claims 1 to 9, the support member remains due to the vibration damping characteristics of the liquid crystal polymer. This provides an excellent effect that vibration can be attenuated more quickly and efficiently.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る超音波振動子の要部を示すもの
で、(a)は振動支持部を有しない方向に切断した断面
図、(b)は振動支持部を有する方向に切断した断面図で
ある。
FIGS. 1A and 1B show a main part of an ultrasonic transducer according to the present invention, in which FIG. 1A is a cross-sectional view cut in a direction without a vibration support part, and FIG. It is sectional drawing.

【図2】本発明に係る超音波振動子の製造プロセスの一
部を示すもので、振動板と支持部材の連結、成形を逐次
的に示す図である。
FIG. 2 is a view showing a part of a manufacturing process of the ultrasonic vibrator according to the present invention, and sequentially showing connection and molding of a diaphragm and a support member.

【図3】本発明に係る超音波振動子の製造プロセスの一
部を示すもので、(a)は振動板と支持部材の連結の一例
を示す図であり、(b)は振動板と前記と異なる形状の支
持部材との連結の例を示す図である。
3A and 3B show a part of a manufacturing process of the ultrasonic vibrator according to the present invention, wherein FIG. 3A is a diagram showing an example of connection between a diaphragm and a support member, and FIG. It is a figure which shows the example of a connection with the support member of a different shape.

【図4】本発明に係る超音波振動子の使用形態の一例を
示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a usage form of the ultrasonic transducer according to the present invention.

【図5】本発明に係る超音波振動子の振動板と支持部材
の接合の形態を示すもので、(a)は、両者を底面にて接
合した場合の断面図、(b)は、両者を底面及び側面にて
接合接合した場合の断面図、(c)は、両者を上面にて接
合した場合の断面図である。
FIGS. 5A and 5B show a mode of joining a diaphragm and a support member of the ultrasonic transducer according to the present invention, wherein FIG. 5A is a cross-sectional view when both are joined at the bottom surface, and FIG. Is a cross-sectional view in a case where the two are joined by a bottom surface and a side surface, and FIG.

【図6】本発明に係る超音波振動子の製造プロセスの一
部を示すもので振動板と支持部材及び両者の連結、成形
を逐次的に示す図である。
FIG. 6 is a view showing a part of a manufacturing process of the ultrasonic vibrator according to the present invention, and is a diagram sequentially showing a diaphragm, a support member, and connection and molding of both.

【図7】本発明に係る超音波振動子を示すもので、上記
と異なる振動板と支持部材の連結の形態及び成形後の形
態を示す図である。
FIG. 7 is a view showing an ultrasonic vibrator according to the present invention, showing a form of connection of a diaphragm and a support member different from the above and a form after molding.

【図8】本発明に係る超音波振動子を示すもので、上記
と異なる振動板と支持部材の連結の形態及び成形後の形
態を示す図である。
FIG. 8 is a view showing an ultrasonic vibrator according to the present invention, showing a form of connection of a diaphragm and a support member different from the above and a form after molding.

【図9】本発明に係る超音波振動子を示すもので、上記
と異なる振動板と支持部材の連結の形態及び成形後の形
態を示す図である。
FIG. 9 is a view showing an ultrasonic vibrator according to the present invention, showing a form of connection between a diaphragm and a support member different from the above and a form after molding.

【図10】図9に示す本発明に係る超音波振動子を構成
する環状支持部材の横断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view of the annular support member constituting the ultrasonic transducer according to the present invention shown in FIG.

【図11】本発明に係る超音波振動子を示すもので、上
記と異なる振動板と支持部材の連結の形態及び成形後の
形態を示す図である。
FIG. 11 is a view showing an ultrasonic vibrator according to the present invention, showing a form of connection between a diaphragm and a support member different from the above and a form after molding.

【図12】本発明に係る超音波振動子を示すもので、上
記と異なる振動板と支持部材の連結の形態及び成形後の
形態を示す図である。
FIG. 12 is a view showing an ultrasonic vibrator according to the present invention, showing a form of connection between a diaphragm and a support member different from the above and a form after molding.

【図13】図12に示す本発明に係る超音波振動子を構
成する環状支持部材の横断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view of the annular support member constituting the ultrasonic transducer according to the present invention shown in FIG.

【図14】本発明に係る超音波振動子を示すもので、上
記と異なる振動板と支持部材の連結の形態及び成形後の
形態を示す図である。
FIG. 14 is a view showing an ultrasonic vibrator according to the present invention, showing a form of connection between a diaphragm and a support member different from the above and a form after molding.

【図15】本発明に係る超音波振動子を示すもので、上
記と異なる振動板と支持部材の連結の形態及び成形後の
形態を示す図である。
FIG. 15 is a view showing an ultrasonic vibrator according to the present invention, showing a form of connection between a diaphragm and a support member different from the above and a form after molding.

【図16】本発明に係る超音波振動子を示すもので、上
記と異なる振動板と支持部材の連結の形態及び成形後の
形態を示す図である。
FIG. 16 is a view showing an ultrasonic vibrator according to the present invention, showing a form of connection between a diaphragm and a support member different from the above and a form after molding.

【図17】本発明に係る超音波振動子のインサート部材
を樹脂ケースと同時成形して形成したケース体を示し、
インサート部材形成後の環状支持部材の上部開放端縁を
振動板と略同じ高さに構成するもので、(a)は接続部4
dを有しない方向に切断した断面図、(b)は接続部4d
を有する方向に切断した断面図である。
FIG. 17 shows a case body formed by simultaneously molding an insert member of the ultrasonic transducer according to the present invention with a resin case,
The upper open edge of the annular support member after the formation of the insert member is formed at substantially the same height as the diaphragm.
(b) is a cross-sectional view cut in a direction having no d. FIG.
It is sectional drawing cut | disconnected in the direction which has.

【図18】本発明に係る超音波振動子のインサート部材
を樹脂ケースと同時成形して形成したケース体を示し、
環状支持部材の上端部を均一な高さで構成するもので、
(a)は接続部4dを有しない方向に切断した断面図、
(b)は接続部4dを有する方向に切断した断面図であ
る。
FIG. 18 shows a case body formed by simultaneously molding an insert member of the ultrasonic transducer according to the present invention with a resin case,
The upper end of the annular support member has a uniform height,
(a) is a cross-sectional view cut in a direction not having the connection portion 4d,
(b) is a cross-sectional view cut in a direction having a connection portion 4d.

【図19】本発明に係る超音波振動子の製造プロセスの
一部を示すもので振動板と支持部材の異なる連結の形態
とその後の成形を逐次的に示す図である。
FIG. 19 is a view showing a part of a manufacturing process of the ultrasonic vibrator according to the present invention and sequentially showing different connection forms of the diaphragm and the support member and subsequent forming.

【図20】本発明に係る超音波振動子のケース体におい
て、支持部材が、樹脂成形材料で、完全に覆われた実施
形態を示すもので、 (a)は接続部4dを有しない方向
に切断した断面図、(b)は接続部4dを有する方向に切
断した断面図である。
FIG. 20 shows an embodiment in which the support member is completely covered with a resin molding material in the case body of the ultrasonic transducer according to the present invention, and FIG. FIG. 4B is a cross-sectional view taken along a direction including the connecting portion 4d.

【図21】従来例に係る超音波振動子を応用した超音波
センサの使用形態の一例を示す図である。
FIG. 21 is a diagram illustrating an example of a usage form of an ultrasonic sensor to which an ultrasonic transducer according to a conventional example is applied.

【図22】従来例に係る超音波振動子を示すものであ
り、(a)は構成の要部を示す断面図、(b)は構成の要部
を示す動作時の断面図である。
FIGS. 22A and 22B show an ultrasonic transducer according to a conventional example, in which FIG. 22A is a cross-sectional view showing a main part of the configuration, and FIG.

【図23】異なる従来例に係る超音波振動子を示すもの
であり、(a)は構成の要部を示す斜視図、(b)は(a)の
A-A’断面図、(c)は動作時の断面図である。
23 (a) is a perspective view showing an essential part of the configuration, FIG. 23 (b) is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 23 (a), and FIG. Is a cross-sectional view during operation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ケース体 1a開口端 1b閉塞面 1c側面部 2 振動板 3 樹脂ケース 4 振動部 4a超音波送受信面 4b配設面 4c端縁(非接続部) 4d接続部 5 振動支持部 6 支持部材 7 圧電素子 8 リード線 9 リード線 10 吸音材 11 充填材 12 開口部 13 超音波センサ 14 自動車 15 バンパー 16 ケース体 16a閉塞面 16b側面部 17 金属ケース 18 樹脂ケース 19 負荷抵抗 20 接合箇所 21 接合箇所 22 接合箇所 23 インサート部材 24 直線外周部 25 外形平面 26 外形平面 27 上部開放端縁 28 樹脂部 REFERENCE SIGNS LIST 1 case body 1a open end 1b closing surface 1c side surface portion 2 diaphragm 3 resin case 4 vibrating portion 4a ultrasonic transmitting / receiving surface 4b disposing surface 4c end edge (non-connecting portion) 4d connecting portion 5 vibration supporting portion 6 supporting member 7 piezoelectric Element 8 Lead wire 9 Lead wire 10 Sound absorbing material 11 Filler 12 Opening 13 Ultrasonic sensor 14 Automobile 15 Bumper 16 Case body 16a Closed surface 16b Side surface 17 Metal case 18 Resin case 19 Load resistance 20 Joint 21 Joint 22 Joint Location 23 Insert Member 24 Straight Outer Part 25 Outer Plane 26 Outer Plane 27 Top Open Edge 28 Resin

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴田 究 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 橋本 裕介 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Fターム(参考) 5D019 AA01 EE03 FF01 GG09 5D107 AA03 AA16 BB09 CC02 CC10 FF01 FF07 5J083 AA02 AB13 AC16 AC31 AE10 AF09 CA17 CA32 CA35 CA38 CB01  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kaoru Shibata 1048 Kadoma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Works, Ltd. (72) Inventor Yusuke Hashimoto 1048 Kadoma Kadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Works F Terms (reference) 5D019 AA01 EE03 FF01 GG09 5D107 AA03 AA16 BB09 CC02 CC10 FF01 FF07 5J083 AA02 AB13 AC16 AC31 AE10 AF09 CA17 CA32 CA35 CA38 CB01

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 相互に線対象の関係にある二つの端縁を
有する略均一な厚みの金属板よりなる振動部と、前記振
動部の重心を含み、且つ前記振動部及び前記二つの端縁
と直交する平面に対して面対称の関係を有し、前記振動
部の外縁の相互に対向する二辺から同一方向に延設され
た振動支持部と、前記振動部の前記振動支持部を有する
側の面に配設される圧電素子とを少なくとも備えた超音
波振動子において、前記振動支持部がこれに周設する支
持部材と連結した構造を有することを特徴とする超音波
振動子。
1. A vibrating portion made of a metal plate having a substantially uniform thickness and having two edges in a line relationship with each other, and a center of gravity of the vibrating portion, wherein the vibrating portion and the two edges are included. Having a plane-symmetric relationship with respect to a plane perpendicular to and having a vibration support portion extending in the same direction from two mutually opposing outer edges of the vibration portion, and the vibration support portion of the vibration portion. An ultrasonic vibrator comprising at least a piezoelectric element disposed on a side surface of the ultrasonic vibrator, wherein the vibration support portion has a structure connected to a support member provided around the ultrasonic vibrator.
【請求項2】 相互に線対象の関係にある二つの端縁を
有する略均一な厚みの金属板よりなる振動部と、前記振
動部の重心を含み、且つ前記振動部及び前記二つの端縁
と直交する平面に対して面対称の関係を有し、前記振動
部の外縁の相互に対向する二辺から同一方向に延設され
た支持部材と、前記振動部の前記支持部材を有する側の
面に配設される圧電素子とを少なくとも備えた超音波振
動子において、前記支持部材が、前記振動部の外縁の相
互に対向する二辺において、前記振動部で橋絡された環
状構造を有することを特徴とする超音波振動子。
2. A vibrating portion made of a metal plate having a substantially uniform thickness and having two edges in a line-symmetrical relationship with each other, a center of gravity of the vibrating portion, and the vibrating portion and the two edges. And a support member extending in the same direction from two mutually opposing sides of the outer edge of the vibrating portion, and a support member of the vibrating portion on the side having the support member. An ultrasonic vibrator having at least a piezoelectric element disposed on a surface, wherein the support member has an annular structure bridged by the vibrating portion on two mutually opposing sides of an outer edge of the vibrating portion. An ultrasonic vibrator characterized in that:
【請求項3】 前記振動支持部がこれを包囲する環状の
前記支持部材と接合されたことを特徴とする請求項1記
載の超音波振動子。
3. The ultrasonic vibrator according to claim 1, wherein said vibration support portion is joined to said annular support member surrounding said vibration support portion.
【請求項4】 前記振動支持部が環状の前記支持部材と
一体として形成されたことを特徴とする請求項1記載の
超音波振動子。
4. The ultrasonic vibrator according to claim 1, wherein said vibration support portion is formed integrally with said annular support member.
【請求項5】 前記支持部材を前記振動部を構成する金
属板よりも縦弾性率の大きい金属材料で構成することを
特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の超
音波振動子。
5. The ultrasonic vibration according to claim 1, wherein said support member is made of a metal material having a higher longitudinal elastic modulus than a metal plate forming said vibrating portion. Child.
【請求項6】 前記支持部材を鉄を主成分とする金属材
料で構成し、前記振動部をアルミニウムを主成分とする
金属材料で構成することを特徴とする請求項5記載の超
音波振動子。
6. The ultrasonic vibrator according to claim 5, wherein said support member is made of a metal material mainly containing iron, and said vibrating part is made of a metal material mainly containing aluminum. .
【請求項7】 前記支持部材が前記対向する二辺と平行
且つ前記振動部と直交する外形平面を有することを特徴
とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の超音波
振動子。
7. The ultrasonic transducer according to claim 1, wherein said support member has an external plane parallel to said two opposing sides and orthogonal to said vibrating part.
【請求項8】 前記支持部材の前記外形平面を有する部
位を前記支持部材の他の部分よりも肉厚に構成すること
を特徴とする請求項7記載の超音波振動子。
8. The ultrasonic vibrator according to claim 7, wherein a portion of said support member having said external plane is thicker than other portions of said support member.
【請求項9】 前記支持部材が上部開放端縁を備え、該
上部開放端縁を前記振動板と略同じ高さに構成すること
を特徴とする請求項1乃至請求項8の何れかに記載の超
音波振動子。
Wherein said support member comprises an upper open edge, wherein the upper open edge to any one of claims 1 to 8, characterized in that configured in substantially the same height as the diaphragm Ultrasonic transducer.
【請求項10】 前記支持部材が、少なくとも1種類の
液晶ポリマーを含んでなる樹脂成形材料で、完全に覆わ
れることを特徴とする請求項1乃至請求項9記載の何れ
かに記載の超音波振動子。
10. The ultrasonic wave according to claim 1, wherein the support member is completely covered with a resin molding material containing at least one type of liquid crystal polymer. Vibrator.
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