JP6756635B2

JP6756635B2 - 超音波出力装置

Info

Publication number: JP6756635B2
Application number: JP2017024069A
Authority: JP
Inventors: 利明中山
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-02-13
Filing date: 2017-02-13
Publication date: 2020-09-16
Anticipated expiration: 2037-02-13
Also published as: CN110326303A; WO2018147422A1; DE112018000804T5; US20190358671A1; JP2018133611A

Description

本開示は、超音波を出力する超音波出力装置に関する。

下記の特許文献１には、発熱する素子であるＬＥＤ素子を冷媒に浸して冷却する構成が開示されている。

特許第２７８０８１１号公報

ところで、超音波を出力する超音波出力部においても冷却できることが好ましい。しかしながら、特許文献１の技術を超音波出力部に適用しようとすると、超音波出力部からは超音波が出力され、超音波を阻害するため特許文献１の技術を採用することはできない。

本開示では、超音波を出力する超音波出力装置において、超音波出力部を良好に冷却できるようにする技術を提供する。

本開示の超音波出力装置は、少なくとも１つの超音波出力部（１０）と、保持部（２０）と、熱伝導部（３０）と、を備える。超音波出力部（１０）は、入力信号が入力される少なくとも１つのリード線（１４）を備え、入力信号に応じた超音波を出力するように構成される。

保持部（２０）は、内部に空間を備え、空間にリード線が挿入された状態で空間の外側にて超音波出力部を保持するように構成される。
熱伝導部（３０）は、空間の内壁部およびリード線に接触し、かつ空気よりも熱伝導率が高く構成される。

このような超音波出力装置によれば、超音波出力部が発熱した場合に、熱伝導部がリード線に伝わる熱を空間の外部に逃がす機能を果たすので、空間が空気で満たされている場合と比較して、超音波出力部を冷却することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。

実施形態における超音波出力装置の断面図である。その他の実施形態における超音波出力装置の背面図である。

以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。
［１．実施形態］
［１−１．構成］
図１に示す超音波出力装置１は、超音波スピーカ１０と、筐体２０と、複数の熱伝導部３０と、を備える。

超音波スピーカ１０は、入力信号が入力される２本１組のリード線１４を備え、入力信号に応じた超音波を出力するように構成される。なお、超音波スピーカ１０は、変調された超音波によって可聴音を出力するパラメトリックスピーカとして構成されてもよい。

筐体２０は、プリント基板２１と、本体部２２とを備える。プリント基板２１は、周知のプリント基板として構成され、リード線１４と電気的に接続されるとともに、リード線１４に入力信号を供給する通電経路が形成されている。

リード線１４のうち、通電のために必要とされる部位は、超音波スピーカ１０からプリント基板２１までの部位であるが、プリント基板２１よりも先端側の部位を切断せずに残すことで、この先端側の部位を放熱のために利用する。すなわち、リード線１４は、超音波スピーカ１０が発熱した際のヒートシンクとして機能する。

なお、先端側の部位とは、リード線１４のうちのプリント基板２１よりも図１では紙面左側の部位、すなわち超音波スピーカ１０とは反対側の部位を示す。
本体部２２は、例えばアルミニウム合金等の金属製であり、底面および側壁を備える。図１において底面は、本体部２２における後述する熱伝導部３０よりも左側の部材を示す。また、図１において側壁は、本体部２２における後述する熱伝導部３０の上下の部材を示す。

側壁は底面を取り囲んで配置され、底面および側壁によって内部に空間２３が形成される。本体部２２は、本体部２２の蓋として機能するプリント基板２１と組み付けられる。この結果、空間２３は周囲が閉じられた閉空間とされる。

プリント基板２１は、空間２３にリード線１４が挿入された状態で空間２３の外側にて超音波スピーカ１０を保持するように構成される。ただし、超音波出力装置１は、密閉部材１２を備えてもよい。密閉部材１２は、例えばゴムやゴム系接着剤等の樹脂製の部材として構成され、超音波スピーカ１０とプリント基板２１と間の隙間を塞ぐ機能を有する。

また、密閉部材１２は、超音波スピーカ１０によって発生する振動がプリント基板２１に伝わりにくくする振動抑制部材としての機能も有する。なお、密閉部材１２は、空気よりも熱伝導率が高く構成されていることが好ましい。

また、密閉部材１２は、超音波スピーカ１０とプリント基板２１と間の隙間を塞ぐ機能を備えていれば、例えば金属製の部材として構成されてもよい。金属製の部材は、一般的に熱伝導率が高く、密閉部材１２に金属製の部材を採用すれば、超音波スピーカ１０によって発生する熱を筐体２０に逃がしやすくすることができるからである。

複数の熱伝導部３０は、それぞれの熱伝導部３０が、放熱ゲル３１と、ゲル封入部３２とを備える。複数の熱伝導部３０は、筐体２０内の空間２３内に配置される。放熱ゲル３１は、空気よりも熱伝導率が高いゲル状の物質として構成される。放熱ゲル３１は、シリコンおよび金属粉末を含むゲル状の冷媒として構成された周知の放熱ゲルでもよい。

放熱ゲル３１に含まれる金属粉末は、アルミナ等の高熱伝導物質であるとよい。なお、放熱ゲル３１に換えて、空気よりも熱伝導率が高い液体を採用してもよい。この液体には、固体である高熱伝導物質が含まれていてもよい。

ゲル封入部３２は、袋を閉じた形状に構成され、放熱ゲル３１を内部に収容した状態で筐体２０の空間２３に配置される。ここでいう袋とは、１または複数の入口を有し入口から内部に物体を収容可能であって、物体の収容後に入口を閉じることができる形状を示す。

本実施形態の場合、ゲル封入部３２は、放熱ゲル３１が漏れ出ないように、袋を隙間なく閉じて、放熱ゲル３１を封入した状態とされる。
熱伝導部３０は、ゲル封入部３２に放熱ゲル３１を封入する構成とし、かつ空間２３の内壁部およびリード線１４に接触する。また、熱伝導部３０は、空気よりも熱伝導率が高く構成される。つまり、熱伝導部３０は、放熱ゲル３１とゲル封入部３２とを組み合わせた構成において、空気よりも熱伝導率が高く構成されていればよい。

また、ゲル封入部３２は、絶縁体として構成される。絶縁体とは、一般的な絶縁体であればよく、例えば、抵抗率［Ωｍ］が１０の６乗以上の物質を示す。
なお、熱伝導部３０は、空間２３を隙間なく埋めることが好ましいが、一部に隙間２４が生じていてもよい。

［１−２．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１ａ）上記の超音波出力装置１は、少なくとも１つの超音波スピーカ１０と、筐体２０と、熱伝導部３０と、を備える。超音波スピーカ１０は、入力信号が入力される少なくとも１つのリード線１４を備え、入力信号に応じた超音波を出力するように構成される。

筐体２０は、内部に空間２３を備え、空間２３にリード線１４が挿入された状態で空間２３の外側にて超音波スピーカ１０を保持するように構成される。熱伝導部３０は、空間２３の内壁部およびリード線１４に接触し、かつ空気よりも熱伝導率が高く構成される。

このような超音波出力装置１によれば、超音波スピーカ１０が発熱した場合に、熱伝導部３０がリード線１４に伝わる熱を空間２３の外部に逃がす機能を果たすので、空間２３が空気で満たされている場合と比較して、超音波スピーカ１０を冷却することができる。

（１ｂ）上記の超音波出力装置１において、熱伝導部３０は、放熱ゲル３１と、ゲル封入部３２と、をさらに備える。放熱ゲル３１は、空気よりも熱伝導率が高いゲル状または液体として構成される。ゲル封入部３２は、袋を閉じた形状に構成され、放熱ゲル３１を内部に収容した状態で筐体２０の空間２３に配置される。

このような超音波出力装置１によれば、ゲル状または液体の放熱ゲル３１がゲル封入部３２に収容されているので、放熱ゲル３１が筐体２０から漏れ出ることを抑制することができる。

（１ｃ）上記の超音波出力装置１において、ゲル封入部３２は、絶縁体として構成される。
このような超音波出力装置１によれば、ゲル封入部３２が絶縁体であるので、リード線１４等の端子が空間２３において露出していたとしても端子のショートを抑制することができる。

（１ｄ）上記の超音波出力装置１において、放熱ゲル３１は、放熱ゲルとして構成される。
このような超音波出力装置１によれば、放熱ゲル３１が、一般的に熱伝導率が高い放熱ゲルとして構成されるので、リード線１４の熱を良好に筐体２０の外部に伝導させることができる。

［２．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

（２ａ）上記実施形態では、複数の熱伝導部３０を備える構成について説明したが、これに限定されるものではない。また、上記実施形態では、１つの超音波スピーカ１０を備える構成について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図２に示す構成としてもよい。

図２に示す超音波出力装置２では、筐体２０に換えて筐体５０を備え、また、それぞれに一対のリード線１４を有する複数の超音波スピーカ１０を備える。
筐体５０は、複数の超音波スピーカ１０を保持しつつ、内部の空間に前記リード線が挿入された状態とされる。なお、図２においては超音波スピーカ１０の背面を示しており、筐体５０の紙面手前側が図示しない空間となる。また、図２において筐体５０のプリント基板５１よりも手前側の部材については記載を省略している。

この空間においては、複数の超音波スピーカ１０のリード線１４を包むように熱伝導部３０が配置される。熱伝導部３０は、１本の細長い形状に構成され、リード線１４同士の隙間を縫うように複数回折り返して配置される。このようにして熱伝導部３０は、全てのリード線１４に接しつつ、かつ筐体５０に接するよう配置される。

このようにしても上記（１ａ）と概ね同様の効果を享受することができる。
（２ｂ）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加または置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

（２ｃ）上述した超音波出力装置１，２の他、当該超音波出力装置１，２を構成要素とするシステムなど、種々の形態で本開示を実現することもできる。
［３．実施形態の構成と本開示の構成との対応関係］
実施形態における超音波スピーカ１０は、本開示でいう超音波出力部に相当し、実施形態における筐体２０，５０は、本開示でいう保持部に相当する。また、実施形態における放熱ゲル３１は、本開示でいう熱媒体に相当し、実施形態におけるゲル封入部３２は、本開示でいう収容部に相当する。

１…超音波出力装置、２…超音波出力装置、１０…超音波スピーカ、１２…密閉部材、１４…リード線、２０…筐体、２１…プリント基板、２２…本体部、２３…空間、２４…隙間、３０…熱伝導部、３１…放熱ゲル、３２…ゲル封入部、５０…筐体。

Claims

入力信号が入力される少なくとも１つのリード線（１４）を備え、前記入力信号に応じた超音波を出力するように構成された少なくとも１つの超音波出力部（１０）と、
内部に空間（２３）を備え、前記空間に前記リード線が挿入された状態で前記空間の外側にて前記超音波出力部を保持するように構成された保持部（２０，５０）と、
前記空間の内壁部および前記リード線に接触し、かつ空気よりも熱伝導率が高く構成された熱伝導部（３０）と、
を備え、
前記熱伝導部は、
空気よりも熱伝導率が高いゲル状または液体として構成された熱媒体（３１）と、
袋を閉じた形状に構成され、前記熱媒体を内部に収容した状態で前記保持部の空間に配置される収容部（３２）と、
をさらに備える超音波出力装置。
請求項１に記載の超音波出力装置であって、
前記収容部は、絶縁体として構成される超音波出力装置。
請求項１または請求項２に記載の超音波出力装置であって、
前記熱媒体は、放熱ゲルとして構成される超音波出力装置。