JP5604486B2 - 超音波センサー及び該超音波センサーの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は超音波センサーに関し、特に、該超音波センサー及び該超音波センサーを製造する製造方法に関する。
超音波センサーとは、発射器が超音波を発射してから受信器が反射を検出するまでの時間を測定することによって、物体間の距離や物体の移動速度を計測する感知手段である。
現在使われている超音波センサーには、例えば特許文献１に記載されているように、金属ケースに振動子を封じ込めた密閉型がある。
特許文献１に記載されている超音波センサーは、中空ケース２と、中空ケース２に内蔵されている圧電振動素子３と、圧電振動素子３の上方に配置されている吸音材４と、吸音材４の上方に配置されているコンデンサ５と、リード線６ａ、６ｂと、中空ケース内に充満されている弾性樹脂７と、を有している。
このような超音波センサーは、中空ケースの限られた空間内に圧電振動素子３、吸音材４、コンデンサ５及びリード線６ａ、６ｂなどを組み込まなければならないので、組み立てが困難である。
上記従来の問題点に鑑みて、本発明は組み立てやすい密閉型の超音波センサーの組立モジュール及び該組立モジュールを用いる超音波センサーと、該超音波センサーの製造方法と、を提供する。
上記目的を達成すべく、本発明は、底板と該底板の一面の周縁から突出したハウジング周壁とを有するように形成されたハウジングと、受信した音波に応じて感知信号を出力するものであって、前記底板の前記一面に取り付けられて前記ハウジング内に収容されているセンサーユニットと、前記ハウジング内に収容されて前記センサーユニットと電気的に接続される超音波センサーの組立モジュールであって、可撓性材料からなっており、互いに反対側に位置する第１及び第２の面を有していて前記第２の面で前記底板に面する中間板と該中間板の前記第１の面の周縁から該第１の面が面する側へ突出し、前記第１の面と共に収容槽を画成する第１の周壁とを有するように形成されているベース、前記センサーユニットと電気的に接続されるものであって、前記収容槽に収容されている回路ユニット、及び、クッション材料から形成されていて前記センサーユニットから伝わってくる振動を減衰することができるものであって、前記ベースの前記第２の面に取り付けられているクッションユニットを有する超音波センサーの組立モジュールと、を備えていることを特徴とする超音波センサーを提供する。
上記超音波センサーにおいて、前記センサーユニットと前記回路ユニットとはリード線で電気的に接続しており、前記クッションユニットには該リード線に対応する切込みが形成され、前記中間板には該リード線に対応する切欠きが形成されていることが好ましい。
上記超音波センサーにおいて、前記回路ユニットは、接地線で前記ハウジングと電気的に接続されており、前記回路ユニットは、制御線で外部の制御手段と電気的に接続されていることが好ましい。
上記超音波センサーにおいて、前記ハウジング内が電気的絶縁材料により充填されていることが好ましい。
また、本発明は底板と該底板の一面の周縁から突出したハウジング周壁とを有するハウジングと、受信した音波に応じて感知信号を出力することができ、且つリード線の一端が電気的に接続されているセンサーユニットと、可撓性材料からなり、互いに反対側に位置する第１及び第２の面を有する中間板と該中間板の前記第１の面の周縁から該第１の面が面する側へ突出し、前記第１の面と共に収容槽を画成する第１の周壁とを有するベースと、回路ユニットと、クッション材料からなっていて前記センサーユニットから伝わってくる振動を減衰することができるクッションユニットと、をそれぞれ製造するステップと、前記センサーユニットを前記底板の前記一面に取り付けるステップと、前記回路ユニットを前記収容槽に入れて前記第１の面に接着するステップと、前記クッションユニットを前記第２の面に接着するステップと、をそれぞれ実行してから、前記回路ユニット及び前記クッションユニットが接着されている前記ベースを、前記第２の面が前記センサーユニットに面するよう前記ハウジング内に組み込むステップと、前記リード線の他端を前記回路ユニットに電気的に接続することによって、前記回路ユニットと前記センサーユニットとを電気的に接続するステップと、を順番に実行することを特徴とする超音波センサーの製造方法をも提供する。
上記超音波センサーの製造方法について、前記ベースの製造においては、前記第１の周壁の先端縁から更に突出すると共に該第１の周壁の外側へ張り出す係止ブロックを更に形成し、前記ハウジングの製造においては、前記ハウジング周壁に前記係止ブロックに対応して該係止ブロックを受け入れることができる係止槽を形成し、更に、前記ベースを前記ハウジング内に組み込むステップにおいては、前記係止ブロックを前記係止槽にはめ込ませるように行われることが好ましい。
上記超音波センサーの製造方法について、前記クッションユニットの製造においては、前記リード線に対応する切込みを更に有するように製造し、前記ベースの製造においては、前記中間板に前記リード線に対応する切欠きを更に有するように製造するように行われることが好ましい。
上記超音波センサーの製造方法について、前記ベースの製造においては、前記中間板の前記第２の面の周縁から該第２の面が面する側へ突出した第２の周壁と、前記第２の周壁の突起先端から該第２の周壁の内側へ突出した少なくとも１つの制限突起と、を更に形成し、前記クッションユニットを前記第２の面に接着するステップにおいては、前記クッションユニットを、前記第２の面と前記第２の周壁と各前記制限突起とにより画成された収容空間に収容させるように行われることが好ましい。
上記構成により、本発明は可撓性材料から製造されたベースに回路ユニットやクッションユニットを取り付けてからハウジング内に設置することができるので、従来より組み立てやすい超音波センサーを提供することができる。
以下では各図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳しく説明する。
図１は本発明の超音波センサーの組立モジュール３を用いる超音波センサーの分解図であり、図２は該超音波センサーの斜視図であり、図３は該超音波センサーの平面図であり、図４は図３におけるＩＶ−ＩＶ線に沿って切った断面図である。
図示のように、該超音波センサーは、受信した音波に応じて感知信号を出力するセンサーユニット２がハウジング１における底板１１の上面に取り付けられてハウジング１内に収容されているものであり、そして超音波センサーの組立モジュール３は、ハウジング１内に収容されてセンサーユニット２と電気的に接続されている。更に、組立モジュール３には、外部の制御手段と接続して信号を出力する制御線６が取り付けられている。
ハウジング１は底板１１と、底板１１の上面から図中の上方へ突出するように形成されたハウジング周壁１２と、を有し、底板１１及びハウジング周壁１２でモジュール収容空間１３を画成している。
図５は本発明の超音波センサーの組立モジュール３の斜視図であり、図６は該組立モジュール３の分解図であり、図７はその断面図である。
図示のように、モジュール収容空間１３に収容されている組立モジュール３は、ベース３１と、該ベース３１に取り付けられる回路ユニット３２及びクッションユニット３３から形成されたものであり、回路ユニット３２は、リード線４によりセンサーユニット２に電気的に接続され、接地線５によりハウジング１のハウジング周壁１２に電気的に接続されている。
ベース３１は、可撓性材料からなり、互いに反対側に位置する第１の面３１０ａ（図中の上面）と第２の面３１０ｂ（図中の下面）とを有していて第２の面３１０ｂでハウジング１の底板１１に面する中間板３１０と、中間板３１０の第１の面３１０ａの周縁から該第１の面３１０ａが面する側へ突出して該第１の面３１０ａと共に収容槽３１５を画成する第１の周壁３１１と、第１の周壁３１１の先端縁から更に突出すると共に該第１の周壁３１１の外側へ張り出すように形成されている２つの係止ブロック３１４と、を有している。
また、ハウジング１のハウジング周壁１２には係止ブロック３１４に対応して該係止ブロック３１４を受け入れることができる係止槽１２１が形成されており、ベース３１がハウジング１内に組み込まれると係止ブロック３１４は係止槽１２１に嵌め込まれるようになっている。
更に、中間板３１０の第２の面３１０ｂの周縁から第２の周壁３１２が該第２の面３１０ｂが面する側へ突出しており、また、図６に示されているように、第２の周壁３１２の突起先端から４つの制限突起３１７が該第２の周壁の内側へ突出するように形成され、第２の面３１０ｂと第２の周壁３１２と各制限突起３１７とで収容空間３１３を画成している。
回路ユニット３２は、収容槽３１５に収容されるように取り付けられており、クッションユニット３３はクッション材料により形成されていて、センサーユニット２から伝わってくる振動を減衰するものであり、ベース３１の第２の面３１０ｂに取り付けられて収容空間３１３に収容されている。
また、センサーユニット２と回路ユニット３２とを電気的に接続させるリード線４が通過できるように、回路ユニット３２には該リード線４に対応する通過孔３２１が形成され、クッションユニット３３には該リード線４に対応する切込み３３１が形成され、前記中間板３１０には該リード線４に対応する切欠き３１６が形成されている。
更に、ハウジング１の底板１１とハウジング周壁１２とにより画成されたモジュール収容空間１３は、電気的絶縁材料により充填されている。
続いて、図８は上記本発明の超音波センサーの製造方法を示すフローチャートである。
図８に示されているように、本発明の超音波センサーの製造方法は、まず上記超音波センサーに用いられる各パーツ、即ち、ハウジング１と、センサーユニット２と、ベース３１と、回路ユニット３２と、クッションユニット３３と、をそれぞれ製造する（Ｓ１）。
続いて、回路ユニット３２を第１の面３１０ａに、クッションユニット３３を第２の面３１０ｂにそれぞれ接着して組立モジュール３として形成し（Ｓ２）、図９に示されているように、センサーユニット２をハウジング１の底板１１の前記上面に取り付け（Ｓ３）てから、リード線４の一端をセンサーユニット２に電気的に接続し、接地線５の一端をハウジング１のハウジング周壁１２に電気的に接続し（Ｓ４）、図１０に示されているように、回路ユニット３２及びクッションユニット３３が接着されているベース３１（組立モジュール３）を、第２の面３１０ｂがセンサーユニット２に面するようハウジング１内に組み込んで（Ｓ５）から、図１１に示されているようにリード線４及び接地線５のそれぞれの他端、そして制御線６を回路ユニット３２に電気的に接続し（Ｓ６）、電気的絶縁材料でハウジング１内を充填する（Ｓ７）。
上記構成により、本発明は可撓性材料から製造されたベースに回路ユニットやクッションユニットを取り付けてからハウジング内に設置することができるので、従来より組み立てやすい超音波センサーの組立モジュールを提供することができる。特に、ベースは可撓性材料から製造されたので、回路ユニットとセンサーユニットとを電気的に接続するリード線を接続する作業はより簡単に行われることができる。
１ ハウジング
１１ 底板
１２ ハウジング周壁
１２１ 係止槽
１３ モジュール収容空間
２ センサーユニット
３ 組立モジュール
３１ ベース
３１０ 中間板
３１０ａ 第１の面
３１０ｂ 第２の面
３１１ 第１の周壁
３１２ 第２の周壁
３１３ 収容空間
３１４ 係止ブロック
３１５ 収容槽
３１６ 切欠き
３１７ 制限突起
３２ 回路ユニット
３２１ 通過孔
３３ クッションユニット
３３１ 切込み
４ リード線
５ 接地線
６ 制御線
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３２１ 通過孔
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３３１ 切込み
４ リード線
５ 接地線
６ 制御線
Claims (5)
- 底板と該底板の一面の周縁から突出したハウジング周壁とを有するように形成されたハウジングと、
受信した音波に応じて感知信号を出力するものであって、前記底板の前記一面に取り付けられて前記ハウジング内に収容されているセンサーユニットと、
前記ハウジング内に収容されて前記センサーユニットと電気的に接続される超音波センサーの組立モジュールであって、可撓性材料からなっており、互いに反対側に位置する第１及び第２の面を有していて前記第２の面で前記底板に面する中間板と該中間板の前記第１の面の周縁から該第１の面が面する側へ突出し、前記第１の面と共に収容槽を画成する第１の周壁とを有するように形成されているベース、前記センサーユニットと電気的に接続されるものであって、前記収容槽に収容されている回路ユニット、及び、クッション材料から形成されていて前記センサーユニットから伝わってくる振動を減衰することができるものであって、前記ベースの前記第２の面に取り付けられているクッションユニットを有する超音波センサーの組立モジュールと、を備えている上、
前記ベースは、前記第１の周壁の先端縁から更に突出すると共に該第１の周壁の外側へ張り出す係止ブロックを更に有し、
前記ハウジングは、前記ハウジング周壁の内側の周面に、前記係止ブロックに対応して該係止ブロックにより嵌め込まれている係止槽が形成されていることを特徴とする超音波センサー。 - 前記センサーユニットと前記回路ユニットとはリード線で電気的に接続されており、
前記クッションユニットには該リード線に対応する切込みが形成され、前記中間板には該リード線に対応する切欠きが形成されており、
前記回路ユニットは、接地線で前記ハウジングと電気的に接続されており、
前記回路ユニットは、制御線で外部の制御手段と電気的に接続されており、
前記ハウジング内が電気的絶縁材料により充填されていることを特徴とする請求項１に記載の超音波センサー。 - 底板と該底板の一面の周縁から突出したハウジング周壁とを有し、前記ハウジング周壁の内周面に係止槽が形成されるハウジングと、
受信した音波に応じて感知信号を出力することができ、且つリード線の一端が電気的に接続されているセンサーユニットと、
可撓性材料からなっており、互いに反対側に位置する第１及び第２の面を有する中間板と該中間板の前記第１の面の周縁から該第１の面が面する側へ突出し、前記第１の面と共に収容槽を画成する第１の周壁と前記第１の周壁の先端縁から更に突出すると共に該第１の周壁の外側へ張り出して前記係止槽にはめ込まれることができる係止ブロックとを有するベースと、
回路ユニットと、
クッション材料からなっていて前記センサーユニットから伝わってくる振動を減衰することができるクッションユニットと、
をそれぞれ製造するステップと、
前記センサーユニットを前記底板の前記一面に取り付けるステップと、
前記回路ユニットを前記収容槽に入れて前記第１の面に接着するステップと、
前記クッションユニットを前記第２の面に接着するステップと、をそれぞれ実行してから、
前記回路ユニット及び前記クッションユニットが接着されている前記ベースを、前記係止ブロックが前記係止槽に嵌め込まれると共に、前記第２の面が前記センサーユニットに面するよう前記ハウジング内に組み込むステップと、
前記リード線の他端を前記回路ユニットに電気的に接続することによって、前記回路ユニットと前記センサーユニットとを電気的に接続するステップと、を順番に実行することを特徴とする超音波センサーの製造方法。 - 前記クッションユニットの製造においては、前記リード線に対応する切込みを更に有するように製造し、
前記ベースの製造においては、前記中間板に前記リード線に対応する切欠きを更に有するように製造することを特徴とする請求項３に記載の超音波センサーの製造方法。 - 前記ベースの製造においては、前記中間板の前記第２の面の周縁から該第２の面が面する側へ突出した第２の周壁と、前記第２の周壁の突起先端から該第２の周壁の内側へ突出した少なくとも１つの制限突起と、を更に形成し、
前記クッションユニットを前記第２の面に接着するステップにおいては、前記クッションユニットを、前記第２の面と前記第２の周壁と各前記制限突起とにより画成された収容空間に収容させることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の超音波センサーの製造方法。
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