JP2019016829A - 超音波センサ - Google Patents

Abstract

【課題】組み立てがしやすい新規な構成の超音波センサを提供する。
【解決手段】超音波センサ１は、超音波振動子３と、回路基板４と、ケース２と、被挿入部２ｃと、を備えている。超音波振動子は、支持体１１と、支持体に支持された圧電素子１２と、圧電素子と電気的に接続されるとともに支持体から第一方向Ｄ１に突出した複数の接続ピン１３と、を有している。回路基板４は、支持体の第一方向に配置され、複数の接続ピンと電気的に接続されている。ケースは、超音波振動子および回路基板を収容している。被挿入部は、支持体と回路基板との間に設けられ、被挿入部には、接続ピンが挿入された開口部２０が設けられている。開口部は、接続ピンごとに設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、超音波センサに関する。

従来、超音波振動子と回路基板とがケースに収容され、超音波振動子の複数の接続ピンと回路基板とが電気的に接続された超音波センサが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第４４３８６６７号公報

しかしながら、従来の超音波センサでは、超音波センサの組み立ての際に、超音波振動子の接続ピンに位置ずれが生じて、超音波センサの組み立てがし難くなるという問題がある。そこで、この種の超音波センサでは、例えば、組み立てがしやすい新規な構成が得られれば有意義である。

本発明の実施形態の超音波センサは、例えば、支持体と、前記支持体に支持された圧電素子と、前記圧電素子と電気的に接続されるとともに前記支持体から第一方向に突出した複数の接続ピンと、を有した超音波振動子と、前記支持体の前記第一方向に配置され、前記複数の接続ピンと電気的に接続された回路基板と、前記超音波振動子および前記回路基板を収容したケースと、前記支持体と前記回路基板との間に設けられ、前記接続ピンが挿入された開口部が設けられた被挿入部と、を備え、前記開口部は、前記接続ピンごとに設けられている。

このような構成によれば、例えば、被挿入部の開口部が接続ピンごとに設けられているので、超音波センサの組み立ての際に各接続ピンの位置決めがしやすい。よって、超音波センサの組み立てがしやすい。

本発明の実施形態の超音波センサは、例えば、支持体と、前記支持体に支持された圧電素子と、前記圧電素子と電気的に接続されるとともに前記支持体から第一方向に突出した複数の接続ピンと、を有した超音波振動子と、前記支持体の前記第一方向に配置され、前記複数の接続ピンと電気的に接続された回路基板と、前記超音波振動子および前記回路基板を収容したケースと、前記支持体と前記回路基板との間に設けられ、前記接続ピンが挿入された開口部が設けられた被挿入部と、を備え、前記開口部は、前記第一方向に向かうにつれて径が小さくなるテーパ部を含んでいる。

このような構成によれば、例えば、被挿入部の開口部が第一方向に向かうにつれて径が小さくなるテーパ部を含んでいるので、超音波センサの組み立ての際に、接続ピンを開口部に入れ易い。よって、超音波センサの組み立てがしやすい。

また、前記超音波センサでは、例えば、前記開口部は、前記第一方向に向かうにつれて径が小さくなるテーパ部を含んでいる。

このような構成によれば、例えば、被挿入部の開口部が第一方向に向かうにつれて径が小さくなるテーパ部を含んでいるので、超音波センサの組み立ての際に、接続ピンを開口部に入れ易い。よって、超音波センサの組み立てがしやすい。

また、前記超音波センサでは、例えば、前記被挿入部は、前記ケースに設けられている。

このような構成によれば、例えば、被挿入部がケースに設けられているので、ケース以外の部材が複雑化するのが抑制される。

また、前記超音波センサでは、例えば、前記被挿入部は、前記回路基板に設けられている。

このような構成によれば、例えば、被挿入部が回路基板に設けられているので、回路基板以外の部材が複雑化するのが抑制される。

図１は、第１の実施形態の超音波センサの模式的かつ例示的な平面図である。 図２は、図１のII-II断面図である。 図３は、図１のIII-III断面図である。 図４は、第１の実施形態の超音波センサにおける超音波振動子の模式的かつ例示的な平面図である。 図５は、図４のV-V断面図である。 図６は、第１の実施形態の超音波センサにおけるケースの模式的かつ例示的な平面図である。 図７は、第１の実施形態の超音波センサにおけるケースの模式的かつ例示的な底面図である。 図８は、図３における超音波振動子の接続ピン周辺の拡大図である。 図９は、第２の実施形態の超音波センサの模式的かつ例示的な断面図であって、図３に対応する断面を示す図である。 図１０は、図９における超音波振動子の接続ピン周辺の拡大図である。

以下、図面を参照して、実施形態について説明する。なお、以下の例示的な複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、同様の構成要素には共通の符号が付されるとともに、重複する説明が省略される。

また、以下の各図では、便宜上、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸が規定されている。Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸は、互いに直交している。また、本明細書において、序数は、部材（部品）や部位等を区別するために便宜上付与されており、優先順位や順番を示すものではない。

また、以下に示される実施形態の構成（技術的特徴）、ならびに当該構成によってもたらされる作用および効果は、あくまで一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能であるとともに、基本的な構成によって得られる種々の効果のうち少なくとも一つを得ることが可能である。

＜第１の実施形態＞
図１は、本実施形態の超音波センサ１の模式的かつ例示的な平面図である。図２は、図１のII-II断面図である。図３は、図１のIII-III断面図である。図１〜３に示されるように、超音波センサ１は、ケース２と、超音波振動子３と、回路基板４と、コネクタ５と、を備える。超音波振動子３および回路基板４は、ケース２に収容されて、互いに電気的に接続されている。コネクタ５は、ケース２に一体に設けられて、回路基板４と電気的に接続されている。

図４は、本実施形態の超音波センサ１における超音波振動子３の模式的かつ例示的な平面図である。図５は、図４のV-V断面図である。図４，５に示されるように、超音波振動子３は、支持体１１と、圧電素子１２と、二つの接続ピン１３と、を有する。

支持体１１は、圧電素子１２および接続ピン１３を支持している。支持体１１は、複数の部材の組み合わせによって構成されている。具体的には、支持体１１は、ハウジング１４と、封止部材１５と、保護部材１６と、を含む。

ハウジング１４には、圧電素子１２等の収容部品を収容した収容室１４ａが設けられている。ハウジング１４は、それぞれが収容室１４ａに面した、壁１４ｂおよび筒部１４ｃを有する。すなわち、収容室１４ａは、壁１４ｂおよび筒部１４ｃに囲まれている。壁１４ｂは、中心軸Ａｘを中心とした円板状に構成され、中心軸Ａｘと交差する方向に広がっている。中心軸Ａｘは、例えば、Ｚ軸に沿っている。筒部１４ｃは、中心軸Ａｘ周りに円筒状に構成され、壁１４ｂの外周部から第一方向Ｄ１に延びている。第一方向Ｄ１は、中心軸ＡｘおよびＺ軸に沿っている。壁１４ｂおよび筒部１４ｃによって囲まれた収容室１４ａは、筒部１４ｃの第一方向Ｄ１の反対方向である第二方向Ｄ２の端部から壁１４ｂに向かって凹んだ凹状に構成されている。

ハウジング１４は、少なくとも表面が導電材料によって構成されている。ハウジング１４は、全体が導電材料によって構成されていてもよいし、表面が導電材料によって構成され内部が絶縁材料によって構成されていてもよい。導電材料は、例えばアルミニウム等の金属材料である。

図５に示されるように、封止部材１５は、圧電素子１２等の収容部品が収容された状態の収容室１４ａに充填されている。すなわち、圧電素子１２等の収容部品は、封止部材１５によって封止されている。封止部材１５は、シリコン等の絶縁性および弾性を有した材料によって構成されている。封止部材１５は、ハウジング１４とともに、中心軸Ａｘを中心とした円柱部材１７を構成している。

図４，５に示されるように、保護部材１６は、円柱部材１７における第一方向Ｄ１の端部から第一方向Ｄ１に突出している。保護部材１６は、中心が円柱部材１７（筒部１４ｃ）の中心軸Ａｘからずれた四角柱状に構成されている。保護部材１６は、円柱部材１７に固定されている。なお、保護部材１６の一部は、封止部材１５中に埋め込まれていてもよい。保護部材１６は、絶縁材料によって構成されている。

図５に示されるように、圧電素子１２は、ハウジング１４の壁１４ｂの内面に導電性接着材等によって接着されている。圧電素子１２が接着された壁１４ｂの外面は、振動面１４ｄを構成している。圧電素子１２は、圧電セラミックスの両面に電極を有した構成である。すなわち、圧電素子１２は、一対の電極を有する。圧電素子１２の一方の電極は、二つの接続ピン１３の一方に第一のリード（不図示）を介して電気的に接続されている。圧電素子１２の他方の電極は、二つの接続ピン１３の他方に、ハウジング１４および第二のリード（不図示）を介して電気的に接続されている。第一のリードおよび第二のリードは、収容室１４ａに収容されて封止部材１５によって封止されている。第一のリードおよび第二のリードは、収容室１４ａに収容された収容部材である。

図４，５に示されるように、二つの接続ピン１３は、支持体１１の保護部材１６から第一方向Ｄ１に突出している。二つの接続ピン１３は、第一方向Ｄ１と直交する方向（Ｙ方向）に互いに間隔を空けて、互いに略平行に設けられている。二つの接続ピン１３の、中心軸Ａｘの軸方向と直交する方向の中間位置Ｐ１（図４）は、中心軸Ａｘからずれている。各接続ピン１３の一部は、保護部材１６を貫通しており、接続ピン１３の第二方向Ｄ２の端部である基端部（不図示）は、封止部材１５に封止されている。すなわち、接続ピン１３の基端部を含む一部は、保護部材１６および封止部材１５によって覆われている。接続ピン１３は、インサート成形または組み付けによって保護部材１６と一体化されている。接続ピン１３の第一方向Ｄ１の端部である先端部１３ａは、支持体１１の外部に位置している。接続ピン１３の先端部１３ａは、回路基板４と電気的に接続されている。接続ピン１３は、例えば銅等の導電材料によって構成されている。接続ピン１３は、端子ピンやピンとも称される。

図２，３に示されるように、超音波振動子３には、弾性部材２２が装着されている。弾性部材２２は、壁２２ａ、筒部２２ｂ、および引掛部２２ｃを有する。壁２２ａは、支持体１１の第一方向Ｄ１の端部を覆った円板状に構成されている。また、壁２２ａには、支持体１１の保護部材１６が挿入された孔２２ｄが設けられ、保護部材１６および接続ピン１３は、弾性部材２２の外部に突出している。筒部２２ｂは、超音波振動子３の筒部１４ｃの外周面を覆った円筒状に構成され、壁２２ａの外周部と接続されている。引掛部２２ｃは、筒部２２ｂの第二方向Ｄ２の端部に設けられている。引掛部２２ｃは、筒部２２ｂの径方向外側に張り出している。引掛部２２ｃは、円環状に構成されている。弾性部材２２は、例えばシリコンゴムによって構成されている。

図２，３に示されるように、回路基板４は、ケース２内で超音波振動子３の支持体１１の第一方向Ｄ１に配置されている。回路基板４は、ケース２に設けられた固定部（不図示）に固定されている。回路基板４は、第一方向Ｄ１と交差する方向に広がっている。回路基板４は、一面４ａ、他面４ｂ、および電子部品（不図示）を有する。一面４ａは、第一方向Ｄ１を向いている。他面４ｂは、一面４ａの反対側の面であり第二方向Ｄ２を向いている。電子部品は、一面４ａと他面４ｂとの少なくとも一方に実装されている。また、回路基板４には、二つのスルーホール４ｃが設けられている。スルーホール４ｃは、回路基板４を第一方向Ｄ１に貫通しており、一面４ａと他面４ｂとに開口している。二つのスルーホール４ｃのそれぞれに接続ピン１３の先端部１３ａが挿入された状態で、先端部１３ａと回路基板４上のパターン（不図示）とがはんだ等の接続部（不図示）によって電気的に接続されている。

回路基板４は、超音波振動子３に超音波を発生させる電圧を印加する。これにより、超音波振動子３では、圧電素子１２が励振され、圧電素子１２とともに振動面１４ｄが振動することにより、超音波が発せられる。対象物で反射され超音波振動子３に戻った超音波により圧電素子１２が振動することにより、圧電素子１２から回路基板４へ電気信号（電圧）が入力される。回路基板４は、電圧を印加してから電気信号が入力される迄の時間に基づいて、超音波振動子３と対象物との間の距離を算出することができる。

図２に示されるように、コネクタ５は、コネクタハウジング１８と、複数のコネクタ端子１９と、を有する。なお、図２では、複数のコネクタ端子１９のうち一つが示されている。コネクタハウジング１８は、ケース２と一体成形され、ケース２の一部を構成している。コネクタ端子１９は、インサート成形によってケース２と一体成形されている。コネクタ端子１９は、回路基板４と電気的に接続されている。コネクタ端子１９は、外部出力端子とも称される。

図６は、本実施形態の超音波センサ１におけるケース２の模式的かつ例示的な平面図である。図７は、本実施形態の超音波センサ１におけるケース２の模式的かつ例示的な底面図である。図２，３，６，７に示されるように、ケース２には、超音波振動子３および弾性部材２２を収容した振動子収容室２ａと、回路基板４を収容した基板収容室２ｂとが設けられている。接続ピン１３の一部は、基板収容室２ｂに延びている。振動子収容室２ａの第一方向Ｄ１に基板収容室２ｂが配置されている。振動子収容室２ａと基板収容室２ｂとは、第一方向Ｄ１に重ねられているとともに、互いに連通している。振動子収容室２ａは、第二方向Ｄ２に開口し、基板収容室２ｂは、第一方向Ｄ１に開口している。振動子収容室２ａおよび基板収容室２ｂは、収容室とも称される。

ケース２は、壁２ｃ、第一筒部２ｄ、および第二筒部２ｅを有する。ケース２は、合成樹脂材料によって構成されている。

壁２ｃは、長方形状の板状に構成され、第一方向Ｄ１と交差する方向（ＸＹ平面）に広がっている。壁２ｃの一部は、超音波振動子３の支持体１１と回路基板４との間に配置されている。

第一筒部２ｄは、壁２ｃの長手方向の両端部のうち一方に寄せて配置され、壁２ｃから第二方向Ｄ２に突出している。第一筒部２ｄは、ハウジング１４における筒部１４ｃの中心軸Ａｘ周りに円筒状に構成されている。詳細には、第一筒部２ｄは、中心軸Ａｘを中心とした円筒状に構成されている。すなわち、中心軸Ａｘは、筒部１４ｃの中心軸であるとともに、第一筒部２ｄの中心軸でもある。第一筒部２ｄの第二方向Ｄ２の端部は、第二方向Ｄ２に開口している。第一筒部２ｄの内部に、振動子収容室２ａが設けられている。すなわち、第一筒部２ｄは、振動子収容室２ａを囲んでいる。第一筒部２ｄの第一方向Ｄ１の中間部の内面には、位置決め部２ｋが設けられている。位置決め部２ｋは、第二方向Ｄ２を向いている。位置決め部２ｋは、中心軸Ａｘ周りに円環状に構成されている。

第二筒部２ｅは、壁２ｃの外周部から第一方向Ｄ１に延びている。第二筒部２ｅは、四角筒状に構成さている。第二筒部２ｅの内部に、基板収容室２ｂが設けられている。すなわち、第二筒部２ｅは、基板収容室２ｂを囲んでいる。

また、図２，６，７に示されるように、壁２ｃには、振動子収容室２ａと基板収容室２ｂとを連通した連通孔２ｆが設けられている。本実施形態では、二つ（複数）の連通孔２ｆが壁２ｃに設けられている。連通孔２ｆは、壁２ｃの厚さ方向（第一方向Ｄ１）に壁２ｃを貫通している。二つの連通孔２ｆは、壁２ｃの長手方向（Ｘ方向）に互いに間隔を空けて設けられている。別の言い方をすると、二つの連通孔２ｆを含む連通部２ｈが、壁２ｃに設けられた仕切部２ｇによって、二つの部分（連通孔２ｆ）に仕切られている。仕切部２ｇは、振動子収容室２ａと基板収容室２ｂとの間に位置している。すなわち、仕切部２ｇ（壁２ｃの一部）は、ケース２内に設けられている。二つの連通孔２ｆは、超音波振動子３の支持体１１と回路基板４との間に配置されている。本実施形態では、一例として、二つの連通孔２ｆの形状が互いに異なっているが、二つの連通孔２ｆの形状は同じであってもよい。連通部２ｈは、開口部とも称され、仕切部２ｇは、架橋部とも称される。

図８は、図３における超音波振動子３の接続ピン１３周辺の拡大図である。図６，７，８に示されるように、壁２ｃには、超音波振動子３の接続ピン１３ごとに開口部２０が設けられている。すなわち、壁２ｃには、二つの開口部２０が設けられている。具体的には、二つの開口部２０は、仕切部２ｇに設けられている。開口部２０は、超音波振動子３の支持体１１と回路基板４との間に配置されている。開口部２０は、壁２ｃの厚さ方向（第一方向Ｄ１）に壁２ｃを貫通した貫通孔として構成されている。図６，７に示されるように、二つの開口部２０の、中心軸Ａｘの軸方向と直交する方向の中間位置Ｐ２は、中心軸Ａｘからずれている。また、中心軸Ａｘの軸方向から見た場合、中間位置Ｐ２は、二つの接続ピン１３の中間位置Ｐ１と重なっている。

図８に示されるように、開口部２０は、テーパ部２０ａおよび直線状部２０ｂを含んでいる。テーパ部２０ａは、壁２ｃの第二方向Ｄ２の面に開口している。テーパ部２０ａは、支持体１１側から回路基板４側に向かうにつれて、すなわち第一方向Ｄ１に向かうにつれて、径が小さくなっている。直線状部２０ｂは、テーパ部２０ａの第一方向Ｄ１の端部から第一方向Ｄ１に向かって直線状に延び、壁２ｃの第二方向Ｄ２の面に開口している。直線状部２０ｂの径は、略一定である。開口部２０の第二方向Ｄ２の開口端部２０ｃの径は、例えば、回路基板４のスルーホール４ｃの径以上であり、図８等では、回路基板４の径よりも大きい例が示されている。また、開口部２０の回路基板４側の開口端部２０ｄの径は、回路基板４のスルーホール４ｃの径以下であり、図８等では、回路基板４の径よりも小さい例が示されている。各開口部２０には、それぞれ、超音波振動子３の接続ピン１３における支持体１１と回路基板４との間の部分が挿入されている。テーパ部２０ａおよび直線状部２０ｂは、部分とも称される。

また、図８に示されるように、壁２ｃは、各開口部２０ごとに、開口部２０に面した囲い面２１を有する。すなわち、各開口部２０は、囲い面２１によって囲まれている。囲い面２１は、テーパ部２１ａおよび直線状部２１ｂを含んでいる。テーパ部２１ａは、開口部２０のテーパ部２０ａに面し、テーパ部２０ａを囲んでいる。テーパ部２１ａは、壁２ｃの第二方向Ｄ２側の面から第一方向Ｄ１へ向かって延び、第一方向Ｄ１に向かうにつれて径が小さくなっている。直線状部２１ｂは、テーパ部２１ａの第一方向Ｄ１の端部から第一方向Ｄ１に向かって直線状に延び、壁２ｃの第二方向Ｄ２の面に至る。直線状部２１ｂの径は、略一定である。各囲い面２１は、開口部２０に挿入された超音波振動子３の接続ピン１３に面し、接続ピン１３を囲んでいる。囲い面２１および開口部２０は、接続ピン１３の位置決めのためのものである。壁２ｃは、被挿入部の一例である。壁２ｃは、ガイド部材や位置決め部材とも称され、囲い面２１は、ガイド面や位置決め面とも称され、テーパ部２１ａおよび直線状部２１ｂは、部分とも称される。

また、図２に示されるように、ケース２内、すなわち振動子収容室２ａおよび基板収容室２ｂには、封止部材２３が充填されている。封止部材２３は、接続ピン１３や回路基板４を封止している。封止部材２３は、防湿性、絶縁性および弾性を有した材料によって構成されている。

次に、超音波センサの組立方法（製造方法）を説明する。まず、回路基板４をケース２の基板収容室２ｂに収容しケース２の固定部に固定する。また、超音波振動子３に弾性部材２２を装着する。次に、弾性部材２２が装着された状態の超音波振動子３を、ケース２の振動子収容室２ａの開口端部２ｊ（図９）から振動子収容室２ａ内に挿入し、弾性部材２２をケース２の位置決め部２ｋに突き当てる。これにより、支持体１１が、弾性部材２２を介して、位置決め部２ｋによって位置決めされる。また、この際、弾性部材２２の引掛部２２ｃが、ケース２の第一筒部２ｄの第二方向Ｄ２の端部に引っ掛かる。また、この際、二つの接続ピン１３を、二つの開口部２０に挿入して、回路基板４の二つのスルーホール４ｃに挿入する。接続ピン１３は、開口部２０に挿入されたときに囲い面２１と接触すると、囲い面２１によって、中心軸Ａｘと交差する方向の移動が制限されつつ、スルーホール４ｃに向かってガイドされ、スルーホール４ｃに進入する。また、例えば、接続ピン１３が第一方向Ｄ１に対して傾斜している場合、接続ピン１３と接触した囲い面２１によって、接続ピン１３の延び方向が第一方向Ｄ１に調整されうる。すなわち、囲い面２１は、接続ピン１３のガイド部および位置決め部として機能する。また、この際、開口部２０にテーパ部２０ａが設けられているので、開口部２０に接続ピン１３を入れ易い。なお、接続ピン１３とスルーホール４ｃの周面とは、離間していてもよいし接触していてもよい。

次に、接続ピン１３を回路基板４にはんだ等によって固定する。次に、封止部材２３を基板収容室２ｂの開口端部からケース２内（基板収容室２ｂおよび振動子収容室２ａ）に充填する。このとき、封止部材２３は、基板収容室２ｂから連通孔２ｆおよび開口部２０を通って振動子収容室２ａに進入する。ケース２内に充填された封止部材２３は、熱硬化する。

以上のように、本実施形態では、壁２ｃ（被挿入部）において、開口部２０が接続ピン１３ごとに設けられている。このような構成によれば、例えば、超音波センサ１の組み立ての際に各接続ピン１３の位置決めがしやすい。よって、超音波センサ１の組み立てがしやすい。

また、本実施形態では、例えば、開口部２０は、第一方向Ｄ１に向かうにつれて径が小さくなるテーパ部２０ａを含んでいる。このような構成によれば、例えば、超音波センサ１の組み立ての際に、接続ピン１３を開口部２０に入れ易い。よって、超音波センサ１の組み立てがしやすい。また、テーパ部２０ａは、第一方向Ｄ１に向かうにつれて径が小さくなっているので、接続ピン１３がテーパ部２０ａに引っ掛かることが抑制される。

また、本実施形態では、例えば、被挿入部である壁２ｃは、ケース２に設けられている。このような構成によれば、例えば、ケース２以外の部材が複雑化するのが抑制される。

また、本実施形態では、二つの開口部２０の、筒部１４ｃおよび第一筒部２ｄの中心軸Ａｘの軸方向と直交する方向の中間位置Ｐ２は、中心軸Ａｘからずれている。このような構成によれば、二つの開口部２０に二つの接続ピン１３を挿入することにより、ケース２（第一筒部２ｄ）に対して、超音波振動子３が所定の姿勢で取り付けられる。すなわち、超音波振動子３は、所定の姿勢でのみケース２に取り付け可能となっている。よって、超音波振動子３の組み付け姿勢に間違いが生じるのが抑制される。

また、本実施形態では、ケース２の壁２ｃには、振動子収容室２ａと基板収容室２ｂとを連通した複数の連通孔２ｆが設けられている。よって、例えば、連通孔２ｆが一つだけしか設けられていない構成に比べて、封止部材２３の流動性が向上し、封止部材２３の成形精度が向上しやすい。

＜第２の実施形態＞
図９は、本実施形態の超音波センサ１の模式的かつ例示的な断面図であって、図３に対応する断面を示す図である。図１０は、図９における超音波振動子３の接続ピン１３周辺の拡大図である。

図９，１０に示される本実施形態の超音波センサ１は、第１の実施形態の超音波センサ１と同様の構成を備える。よって、本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の構成に基づく同様の結果（効果）が得られる。

ただし、本実施形態では、開口部２０および囲い面２１が設けられている部材が第１の実施形態と主に異なる。本実施形態では、開口部２０および囲い面２１は、ケース２内に設けられ回路基板４に重ねられた板部材５０に設けられている。

板部材５０は、回路基板４における第二方向Ｄ２の面に固定されて、超音波振動子３の支持体１１と回路基板４との間に配置されている。そして、開口部２０および囲い面２１が、板部材５０の厚さ方向（第一方向Ｄ１）を貫通して設けられている。開口部２０は、第１の実施形態と同様に、テーパ部２０ａおよび直線状部２０ｂを含んでいる。本実施形態では、直線状部２０ｂの径は、回路基板４のスルーホール４ｃの径と同じである。なお、直線状部２０ｂの径は、スルーホール４ｃの径よりも大きくてもよい。また、囲い面２１は、第１の実施形態と同様に、テーパ部２１ａおよび直線状部２１ｂを含んでいる。板部材５０は、被挿入部の一例である。

以上のように、本実施形態では、例えば、被挿入部である板部材５０は、回路基板４に設けられている。このような構成によれば、例えば、回路基板４以外の部材が複雑化するのが抑制される。

なお、上記各実施形態では、接続ピン１３、開口部２０および囲い面２１が、それぞれ二つずつ設けられた例が示されたが、これに限定されない。例えば、接続ピン１３、開口部２０および囲い面２１は、三つ以上ずつ設けられていてもよい。

また、上記各実施形態では、開口部２０のテーパ部２０ａが、壁２ｃの支持体１１側の面に開口している例、すなわち開口部の第二方向Ｄ２の端部に設けられた例が示されたが、これに限定されない。テーパ部２０ａは、開口部２０の第一方向Ｄ１の中間部に設けられていてもよいし、開口部２０の第一方向Ｄ１の端部に設けられていてもよい。また、開口部２０が、直線状部２０ｂを含まず、テーパ部２０ａのみで構成されていてもよい。

また、上記各実施形態では、支持体１１が、ハウジング１４、封止部材１５、および保護部材１６の組み合わせによって構成された例が示されたが、これに限定されない。例えば、保護部材１６と封止部材１５との間に他の部材が設けられていてもよい。また、保護部材１６が設けられていなくてもよい。

また、上記各実施形態では、回路基板４をケース２に固定した状態で、ケース２に超音波振動子３を取り付ける例が示されたが、これに限定されない。例えば、ケース２に超音波振動子３を取り付けた後に、回路基板４をケース２に固定してもよい。

以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、表示要素等のスペック（構造、種類、方向、形状、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。

１…超音波センサ、２…ケース、２ｃ…壁（被挿入部）、３…超音波振動子、４…回路基板、１１…支持体、１２…圧電素子、１３…接続ピン、２０…開口部、２０ａ…テーパ部、５０…板部材（被挿入部）、Ｄ１…第一方向。

Claims (5)

1. 支持体と、前記支持体に支持された圧電素子と、前記圧電素子と電気的に接続されるとともに前記支持体から第一方向に突出した複数の接続ピンと、を有した超音波振動子と、
   前記支持体の前記第一方向に配置され、前記複数の接続ピンと電気的に接続された回路基板と、
   前記超音波振動子および前記回路基板を収容したケースと、
   前記支持体と前記回路基板との間に設けられ、前記接続ピンが挿入された開口部が設けられた被挿入部と、
   を備え、
   前記開口部は、前記接続ピンごとに設けられた、超音波センサ。
2. 支持体と、前記支持体に支持された圧電素子と、前記圧電素子と電気的に接続されるとともに前記支持体から第一方向に突出した複数の接続ピンと、を有した超音波振動子と、
   前記支持体の前記第一方向に配置され、前記複数の接続ピンと電気的に接続された回路基板と、
   前記超音波振動子および前記回路基板を収容したケースと、
   前記支持体と前記回路基板との間に設けられ、前記接続ピンが挿入された開口部が設けられた被挿入部と、
   を備え、
   前記開口部は、前記第一方向に向かうにつれて径が小さくなるテーパ部を含んだ、超音波センサ。
3. 前記開口部は、前記第一方向に向かうにつれて径が小さくなるテーパ部を含んだ、請求項１に記載の超音波センサ。
4. 前記被挿入部は、前記ケースに設けられた請求項１〜３のうちいずれか一つに記載の超音波センサ。
5. 前記被挿入部は、前記回路基板に設けられた請求項１〜３のうちいずれか一つに記載の超音波センサ。

Images