JP2012198109A - Ultrasonic sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両等に搭載されて障害物検知等に用いられる超音波センサに関する。 The present invention relates to an ultrasonic sensor that is mounted on a vehicle or the like and used for obstacle detection or the like.
従来から、図5に示すように、一面に開口を具備する中空状のハウジング101と、超音波の送受波が行われる送受波面がハウジング101の他面に露出する送受波素子(送受波ブロック)102とを備えた超音波センサが提供されている。この超音波センサは、ハウジング101内に収納されて送受波素子102を介して送受波される超音波信号を処理するための電子回路が実装される回路基板103と、送受波素子102と回路基板103とを電気的に接続する配線104とを備える。また、この超音波センサは、ハウジング101の開口を覆うように設けられる蓋部材105と、一端が回路基板103に溶接等により接続されて他端が図示しない給電端子に接続される端子106とを備える。
Conventionally, as shown in FIG. 5, a
そして、上記超音波センサが車両用として用いられる場合、当該超音波センサは、バンパーやフロントグリル等、水を被る可能性が高く且つ振動の激しい箇所に設置される。このため、従来多くの超音波センサでは、その回路基板103が収納されるハウジング101内に、疎水性及び弾力性を有するシリコンやウレタン等の充填材107が充填されている。このように充填材107をハウジング101内に充填することで、要求される高い防水性及び耐振性を確保する構成が一般的となっている(例えば、特許文献1参照)。
And when the said ultrasonic sensor is used for vehicles, the said ultrasonic sensor is installed in a location with high possibility of being covered with water, such as a bumper and a front grill, and intense vibration. For this reason, in many conventional ultrasonic sensors, the
しかしながら、上記従来例では、充填材107をハウジング101内に充填することにより、その分重量及びコストが増加するのみならず、充填材107の存在によってハウジング101内に収納された回路基板103に歪みが生じる可能性がある。回路基板103に歪みが生じると、当該回路基板103上に実装された電子部品との間のはんだ付け部分に応力がかかり、亀裂が生じる虞がある。或いは、充填材107の充填の前後においてセンサの検知エリア特性が変化してしまうという虞もある。なお、回路基板103に歪みを生じさせる要因としては、例えば、充填材107の熱膨張及び収縮に伴う外部負荷がある。また、充填前後における検知エリア特性の変化としては、その検知エリアの狭小化等が挙げられる。
However, in the above-described conventional example, filling the
そこで、図6に示すように、ハウジング101内の回路基板103が収納される基板収納部101Aと、送受波素子102が収納される素子収納部101Bとを連通する連通孔101Cを封止板108で封止することが考えられる。この構成であれば、ハウジング101の開口を蓋部材105で閉塞することで基板収納部101Aが密閉されるので、充填材107を用いることなく防水性を確保することができる。
Therefore, as shown in FIG. 6, a
しかしながら、前述の従来例や図6に示す上記構成の場合、ハウジング101の開口を閉塞するために蓋部材105を必要とするため、部品点数が増えるという問題があった。また、蓋部材105をハウジング105の開口周縁に接合するために必要な設備投資等の費用がかさむので、償却費等のコストが増大するという問題があった。
However, in the case of the above-described conventional example and the above-described configuration shown in FIG. 6, the
本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、部品点数を増やすことなく防水性を確保することができ、また、重量及びコストの増加を抑制し、且つ回路基板の歪みの発生を防止することのできる超音波センサを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and can ensure waterproofness without increasing the number of components, suppress an increase in weight and cost, and generate distortion of a circuit board. An object is to provide an ultrasonic sensor that can be prevented.
本発明の超音波センサは、超音波の送受波を行う送受波素子を収納する送受波ブロックと、前記送受波素子を介して送受波される超音波信号を処理するための電子回路が実装された回路基板と、前記送受波ブロックが取り付けられるとともに前記回路基板が載置される基板載置部が設けられるハウジングとを備え、前記回路基板は、絶縁性を有するコーティング材によってコーティングが施されることを特徴とする。 The ultrasonic sensor of the present invention is mounted with a transmission / reception block that houses a transmission / reception element that transmits / receives ultrasonic waves, and an electronic circuit for processing an ultrasonic signal transmitted / received via the transmission / reception element. A circuit board and a housing on which the wave receiving / receiving block is mounted and a board mounting portion on which the circuit board is mounted are provided, and the circuit board is coated with an insulating coating material It is characterized by that.
この超音波センサにおいて、前記回路基板には、外部電源からの電力供給を受けるための外部接続端子の一端が接続され、前記送受波素子と前記回路基板の電子回路とを電気的に接続する導通部材及び前記外部接続端子は、絶縁性を有するコーティング材によってコーティングが施されることが好ましい。 In this ultrasonic sensor, one end of an external connection terminal for receiving power supply from an external power source is connected to the circuit board, and the electrical connection between the wave transmitting / receiving element and the electronic circuit of the circuit board is electrically connected. The member and the external connection terminal are preferably coated with an insulating coating material.
この超音波センサにおいて、前記導通部材は、リード線であることが好ましい。 In this ultrasonic sensor, the conducting member is preferably a lead wire.
本発明は、絶縁性を有するコーティング材によって回路基板にコーティングを施すので、部品点数を増やすことなく防水性を確保することができ、また、重量及びコストの増加を抑制し、且つ回路基板の歪みの発生を防止することができる。 In the present invention, since the circuit board is coated with an insulating coating material, waterproofness can be ensured without increasing the number of components, and an increase in weight and cost can be suppressed, and distortion of the circuit board can be prevented. Can be prevented.
以下、本発明に係る超音波センサの実施形態について図面を用いて説明する。なお、以下の説明では、図1における上下左右を上下左右方向と定めるものとする。本実施形態は、図1に示すように、超音波の送受波を行う送受波ブロック1と、送受波ブロック1の送受波面以外の外周面を覆うカバー2と、送受波ブロック1を介して送受波される超音波信号を処理するための電子回路が実装された回路基板3とを備える。また、本実施形態は、送受波ブロック1が収納される素子収納部40、及び回路基板3が載置される基板載置部41が設けられるハウジング4を備える。更に、本実施形態は、一端が回路基板3に接続されて他端が図示しない外部端子に接続される外部接続端子5と、挿通口42を封止する封止板6(封止手段)とを備える。
Hereinafter, embodiments of an ultrasonic sensor according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the vertical and horizontal directions in FIG. 1 are defined as the vertical and horizontal directions. In this embodiment, as shown in FIG. 1, a transmission /
送受波ブロック1は、図1に示すように、圧電素子から成る送受波素子(図示せず)と、内部に送受波素子を収納するケース10とから構成される。ケース10は、例えば黒色に着色されたポリブチレンテレフタレートから円筒状に形成され、その内底部に送受波素子が収納される。また、ケース10の下面は、超音波の送受波面として用いられる。
As shown in FIG. 1, the transmission /
また、送受波ブロック1は、一端が送受波素子と電気的に接続されるリード線(図示せず)と、一端がリード線の他端にはんだ付けされて他端がケース10外に突出する棒状のピン端子11とを備える。ピン端子11の他端は、回路基板3に設けられた挿入孔(図示せず)に挿入した状態ではんだ付けされることで、回路基板3に実装された電子回路と電気的に接続される。即ち、リード線とピン端子11とで、送受波ブロック1と回路基板3の電子回路とを電気的に接続する導通部材を構成している。
The wave transmitting / receiving
カバー2は、図1に示すように、弾性材料から下面を開口した有底円筒状に形成され、送受波ブロック1を覆うようにケース10の外周に組み付けられる。カバー2の上面には、送受波ブロック1のピン端子11を通すための通孔20が設けられている。
As shown in FIG. 1, the
回路基板3は、図1に示すように、ハウジング4上側の基板載置部41に載置され、通孔20及び後述する挿通口42を介したピン端子11が前述のようにはんだ付けによって接続される。また、回路基板3の上面には、電子回路を構成する電子部品30が実装される。勿論、電子部品30は図1において図示されているものだけではなく、大小様々な部品が回路基板3の上面、又は上下両面に実装されている。回路基板3は、基板載置部41上に載置され、接着剤を用いた接着等の方法により接合される。
As shown in FIG. 1, the
ここで、回路基板3は、その全面に亘って絶縁性を有するコーティング材7によってコーティングが施されている。このため、回路基板3に実装された電子回路がコーティング材7によって覆われるので、外部から水が浸入するのを防止することができる。
Here, the entire surface of the
ハウジング4は、図1に示すように、その上面に回路基板3が載置するスペースが設けられた基板載置部41と、基板載置部41の底部の隔壁43を挟んで基板載置部41に隣接する有底円筒状の素子収納部40とから構成される。なお、素子収納部40は、その下面に開口40Aを具備している。また、ハウジング4の隔壁43には、基板載置部41の下部と素子収納部40の上部とを連通させてピン端子11を通すための挿通口42が設けられている。
As shown in FIG. 1, the
素子収納部40には、図1に示すように、カバー2が組み付けられた送受波ブロック1が隔壁43に当接する位置まで挿入されて、送受波ブロック1の送受波面を開口40Aを介して外部に臨ませる状態で収納される。
As shown in FIG. 1, the transmission /
基板載置部41の底面には、図1に示すように、1対の支持リブ41Aがそれぞれ上向きに突出する形で形成されている。支持リブ41Aは、基板載置部41の底面の左右両端部にそれぞれ設けられており、当該支持リブ41Aの上に回路基板3の左右両端部が載置される。
As shown in FIG. 1, a pair of
基板載置部41の底部において、素子収納部40と対向する位置には、図1に示すように凹部41Bが設けられており、この凹部41Bの底面に挿通口42の一端が開口している。
As shown in FIG. 1, a
外部接続端子5は、図1に示すように、インサート成型によってハウジング4の外壁を貫通する形でハウジング4に一体に成型されている。外部接続端子5は、その一端がハウジング4の外面に突設される円筒状のコネクタ部44内に突出し、他端が一方の支持リブ41Aを通して基板載置部41の上側に突出する。ここで、外部接続端子5の一端は、図示しない外部端子に接続され、他端は、基板載置部41から突出して回路基板3にはんだ付け等により電気的に接続される。
As shown in FIG. 1, the
そして、回路基板3の電子回路が外部接続端子5を介して外部電源(図示せず)からの電力の供給を受けて送受波素子へ駆動パルス信号を出力し、駆動パルス信号を受信した送受波素子が超音波を外部に送波する。次に、送受波素子は、送波した超音波の障害物からの反射波を受波すると受波信号を回路基板3の電子回路に出力する。回路基板3の電子回路は、駆動パルス信号を出力してから受波信号が入力されるまでの時間から障害物までの距離を演算し、演算結果を含む信号を外部接続端子5を介して外部の制御回路(図示せず)等へ出力する。
Then, the electronic circuit of the
封止板6は、例えば透光性を有する白色のポリブチレンテレフタレートから矩形板状に形成され、図1に示すように、その中央部には下向きに窪んだ凹部60が形成されている。即ち、封止板6は、凹部60と、当該凹部60の周縁に形成される鍔部61とから構成される。この封止板6は、その凹部60を挿通口42に嵌め込んだ状態で基板載置部41の凹部41B内に設けられる。また、封止板6における凹部60の底面には通孔(図示せず)が形成され、当該通孔には、送受波ブロック1のピン端子11が通される。
The sealing
封止板6は、その鍔部61が基板載置部41の凹部41Bの底面に超音波溶着又はレーザ溶着によって接合される。なお、溶着の方法としては上記の方法に限定される必要はなく、振動溶着等であってもよい。また、溶着を行う代わりに、接着剤を用いて接着してもよい。これにより、封止板6とハウジング4との隙間が閉塞される。
The sealing
更に、封止板6は、凹部60の底面が挿通口42及びカバー2の通孔20を通して送受波ブロック1のケース11の上面に当接し、当該上面と凹部60の底面とが超音波溶着や振動溶着、又は接着剤を用いた接着により接合される。これにより、封止板6と送受波ブロック1との隙間が閉塞される。このように、封止板6により挿通口42を封止することで、基板載置部41及び挿通口42を介して外部から素子収納部40内へ水が浸入するのを防止することができる。なお、本実施形態では、封止板6によって挿通口42を封止しているが、これに限定される必要は無く、例えば充填材を挿通口42に充填することで挿通口42を封止する構成であってもよい。
Further, the sealing
上述のように、本実施形態では、絶縁性を有するコーティング材7によって回路基板3にコーティングを施している。このため、回路基板3の周囲に回路基板3に応力をかける虞のある充填材が存在しないので、防水性を確保しつつ重量及びコストの増加を抑制し、且つ回路基板3の歪みの発生を防止することができる。また、従来例のように回路基板3をハウジング4内部に収納する必要がないことから、ハウジング4の上部に開口が存在せず、このため、ハウジング4の開口を閉塞する蓋部材を別途用意する必要がないので、部品点数を削減することができる。更に、接着剤を用いた接着等の溶着以外の方法で回路基板3と基板載置部41とを接合しているので、溶着に必要な設備が不要となるために設備投資等の初期投資をせずに済み、償却費などの固定費の削減を図ることができる。
As described above, in the present embodiment, the
ところで、図2に示すように、ピン端子11及び外部接続端子5にもコーティング材7によるコーティングを施してもよい。この場合、ピン端子11及び外部接続端子5がコーティング材7で覆われることにより、外部からの応力による振動を減衰させることができ、ピン端子11及び外部接続端子5の耐振性を向上させることができる。また、仮に回路基板3と基板載置部41との間に水が浸入したとしても、ピン端子11がコーティング材7で覆われているので、ピン端子11に水が付着するのを防止することができる。
By the way, as shown in FIG. 2, the
なお、ピン端子11及び外部接続端子5にコーティング材7によるコーティングを施す場合には、先ず回路基板3にピン端子11及び外部接続端子5の各一端部をはんだ付けにより接続する。その後、回路基板3の上部に粘性の低いコーティング材7を塗布することで、ピン端子11及び外部接続端子5に対するコーティングが完了する。
When the
また、本実施形態では、回路基板3の電子回路と送受波素子とを電気的に接続する導通部材としてピン端子11を採用しているが、図3に示すように、導通部材としてリード線12を採用しても構わない。この場合、回路基板3上の任意の場所に送受波素子を接続するための端子部(図示せず)を設けることができる。即ち、ピン端子11を採用した場合には、ピン端子11を折り曲げることができないので、回路基板3上における端子部の位置が送受波ブロック1の配置場所に依存して決定される。これに対して、リード線12を採用した場合には、リード線12を折り曲げることができるので、上記のように回路基板3上の任意の場所に端子部を設けることができる。なお、リード線12にもコーティング材7によってコーティングを施すのが望ましい。
Further, in the present embodiment, the
ところで、本実施形態の図1,2の構成では、素子収納部40に送受波ブロック1を収納しているが、図4(a),(b)に示すように、素子収納部40を除いたハウジング4に送受波ブロック1を取り付ける構成でもよい。この構成では、送受波ブロック1を組み付けたカバー2を、ハウジング4下面の挿通口42の周縁に取り付けている。
By the way, in the configuration of FIGS. 1 and 2 of the present embodiment, the transmission /
1 送受波ブロック
11 ピン端子(導通部材)
12 リード線
3 回路基板
4 ハウジング
5 外部接続端子
41 基板載置部
42 挿通口
7 コーティング材
1 Transmission /
12
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011062607A JP2012198109A (en) | 2011-03-22 | 2011-03-22 | Ultrasonic sensor |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP2011062607A JP2012198109A (en) | 2011-03-22 | 2011-03-22 | Ultrasonic sensor |
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---|---|
JP2012198109A true JP2012198109A (en) | 2012-10-18 |
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ID=47180485
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2011062607A Withdrawn JP2012198109A (en) | 2011-03-22 | 2011-03-22 | Ultrasonic sensor |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012198109A (en) |
-
2011
- 2011-03-22 JP JP2011062607A patent/JP2012198109A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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