JPH01190098A - 空中超音波トランスジューサ - Google Patents
空中超音波トランスジューサInfo
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- JPH01190098A JPH01190098A JP1421488A JP1421488A JPH01190098A JP H01190098 A JPH01190098 A JP H01190098A JP 1421488 A JP1421488 A JP 1421488A JP 1421488 A JP1421488 A JP 1421488A JP H01190098 A JPH01190098 A JP H01190098A
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- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 16
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Classifications
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- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K9/00—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers
- G10K9/12—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers electrically operated
- G10K9/122—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers electrically operated using piezoelectric driving means
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K9/00—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers
- G10K9/18—Details, e.g. bulbs, pumps, pistons, switches or casings
- G10K9/22—Mountings; Casings
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は空中超音波トランスジューサに関し、特にた
とえば円板状の音響整合層に円板あるいはリング状の圧
電素子が固着され、その圧電素子が樹脂ケースに封入さ
れている、空中超音波トランスジューサに関する。
とえば円板状の音響整合層に円板あるいはリング状の圧
電素子が固着され、その圧電素子が樹脂ケースに封入さ
れている、空中超音波トランスジューサに関する。
この種の空中超音波トランスジューサの一例が、たとえ
ば、昭和５９年１１月５日および昭和６０年１０月３１
日付でそれぞれ出願公開された、実開昭５９−１６４３
９８号および実開昭６０−１６３８９９号公報などに開
示されている。
ば、昭和５９年１１月５日および昭和６０年１０月３１
日付でそれぞれ出願公開された、実開昭５９−１６４３
９８号および実開昭６０−１６３８９９号公報などに開
示されている。
従来技術においては、熱膨張係数が極端に異なる圧電素
子と音響整合層とを接着ないし固着しているので、環境
温度が変化して、特に高温になると、熱応力によって圧
電素子が剥離したりクラックを生じたり、温度特性が悪
いという問題点があった。
子と音響整合層とを接着ないし固着しているので、環境
温度が変化して、特に高温になると、熱応力によって圧
電素子が剥離したりクラックを生じたり、温度特性が悪
いという問題点があった。
それゆえに、この発明の主たる目的は、温度特性のよい
、空中超音波トランスジューサを提供することである。
、空中超音波トランスジューサを提供することである。
この発明は、音響整合層と圧電素子との中間の熱膨張係
数を有する部材を、音響整合層および樹脂ケースの少な
（とも一方と一体的に設けた、空中超音波トランスジュ
ーサである。
数を有する部材を、音響整合層および樹脂ケースの少な
（とも一方と一体的に設けた、空中超音波トランスジュ
ーサである。
上述の部材によって音響整合層および／または樹脂ケー
スと圧電素子との熱膨張係数の極端な相違が緩和される
。
スと圧電素子との熱膨張係数の極端な相違が緩和される
。
この発明によれば、音響整合層および／または樹脂ケー
スとの熱膨張係数の差が緩和されるので、従来のものに
比べて、環境温度の変化による特性劣化が生じに（く、
したがってより高い温度、たとえば１２０〜１５０ ”
Ｃの高温環境下でも十分使用できる。
スとの熱膨張係数の差が緩和されるので、従来のものに
比べて、環境温度の変化による特性劣化が生じに（く、
したがってより高い温度、たとえば１２０〜１５０ ”
Ｃの高温環境下でも十分使用できる。
この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から
一層明らかとなろう。
は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から
一層明らかとなろう。
第１回はこの発明の一実施例を示す断面図解図である。
空中超音波トランスジューサｌＯは、この実施例では一
体的に樹脂成型された、音響整合層１２およびケース１
４を含む。しかしながら、この音響整合層１２とケース
１４とは別体のものとして構成されて、互いに接着され
て一体化されてもよいことは勿論である。
体的に樹脂成型された、音響整合層１２およびケース１
４を含む。しかしながら、この音響整合層１２とケース
１４とは別体のものとして構成されて、互いに接着され
て一体化されてもよいことは勿論である。
音響整合層１２の内部には、所定の粒径たとえば１０〜
２００μｍを有するガラス製マイクロバルーン１６が分
散されている。この音響整合層１２の音響インピーダン
スは、空気中の音響インピーダンスと圧電素子１８の音
響インピーダンスとの中間のものとなり、したがって両
者の音響インピーダンスを整合する作用を果たす。
２００μｍを有するガラス製マイクロバルーン１６が分
散されている。この音響整合層１２の音響インピーダン
スは、空気中の音響インピーダンスと圧電素子１８の音
響インピーダンスとの中間のものとなり、したがって両
者の音響インピーダンスを整合する作用を果たす。
音響整合層１２の内面には、公知の円板状のあるいはリ
ング状の圧電素子１８が接着される。この圧電素子１８
は、たとえばＰＺＴなどのセラミックユニットとその両
生面上にそれぞれ形成された振動電極とを含み、その振
動電極のそれぞれは、リード２０によって端子板２２に
設けられた対応の外部端子２４に接続される。外部端子
２４によって圧電素子１８にトーンバースト波を印加す
ると圧電素子１８から所定の超音波信号が送波され、反
射体から戻った超音波が圧電素子１８によって受波され
る。そして、その送受波タイミングのずれ時間と音速と
によって反射体までの距離がわかる。
ング状の圧電素子１８が接着される。この圧電素子１８
は、たとえばＰＺＴなどのセラミックユニットとその両
生面上にそれぞれ形成された振動電極とを含み、その振
動電極のそれぞれは、リード２０によって端子板２２に
設けられた対応の外部端子２４に接続される。外部端子
２４によって圧電素子１８にトーンバースト波を印加す
ると圧電素子１８から所定の超音波信号が送波され、反
射体から戻った超音波が圧電素子１８によって受波され
る。そして、その送受波タイミングのずれ時間と音速と
によって反射体までの距離がわかる。
注目すべきは、音響整合層１２とケース１４とにまたが
って筒状体２６が配置されている点である。この筒状体
２６は、音響整合層１２と圧電素子１８との中間の熱膨
張係数を有する材料、典型的には金属や樹脂で形成され
た円筒体である。このような筒状体２６は、予め型の中
に位置決めされた後樹脂を型内に注入する樹脂モールデ
ィング技術によって、音響整合層１２およびケース１４
と一体的に挿入され得る。
って筒状体２６が配置されている点である。この筒状体
２６は、音響整合層１２と圧電素子１８との中間の熱膨
張係数を有する材料、典型的には金属や樹脂で形成され
た円筒体である。このような筒状体２６は、予め型の中
に位置決めされた後樹脂を型内に注入する樹脂モールデ
ィング技術によって、音響整合層１２およびケース１４
と一体的に挿入され得る。
このようにして挿入された筒状体２６の熱膨張係数によ
って、音響整合層１２およびケース１４と圧電素子１８
との熱膨張係数との間の熱膨張係数との差が緩和される
。すなわち、筒状体２６は音響整合層１２と圧電素子１
８との中間の熱膨張係数を有するので、その筒状体２６
が音響整合層１２およびケース１４内に挿入ないし没入
されていると、それら一体物全体としての熱膨張係数は
音響整合層１２の固有の熱膨張係数より小さくなり、圧
電素子１８の小さい熱膨張係数により接近する。したが
って、空中超音波トランスジューサ１０が同じような高
温環境下で使用されても、音響整合層１２全体の膨張率
は従来のものに比べて小さく、そのために熱応力による
圧電素子１８の剥離やクランクを生じる可能性が少ない
。したがって、従来のものに比べて、温度特性特に高温
温度特性が大幅に改善され、従来の金属ケースのものと
同程度、たとえば１２０〜１５０℃程度の高温環境下に
おいても安定に動作する。
って、音響整合層１２およびケース１４と圧電素子１８
との熱膨張係数との間の熱膨張係数との差が緩和される
。すなわち、筒状体２６は音響整合層１２と圧電素子１
８との中間の熱膨張係数を有するので、その筒状体２６
が音響整合層１２およびケース１４内に挿入ないし没入
されていると、それら一体物全体としての熱膨張係数は
音響整合層１２の固有の熱膨張係数より小さくなり、圧
電素子１８の小さい熱膨張係数により接近する。したが
って、空中超音波トランスジューサ１０が同じような高
温環境下で使用されても、音響整合層１２全体の膨張率
は従来のものに比べて小さく、そのために熱応力による
圧電素子１８の剥離やクランクを生じる可能性が少ない
。したがって、従来のものに比べて、温度特性特に高温
温度特性が大幅に改善され、従来の金属ケースのものと
同程度、たとえば１２０〜１５０℃程度の高温環境下に
おいても安定に動作する。
第２図はこの発明の他の実施例を示す断面図解図である
。先の実施例では筒状体２６が音響整合層１２およびケ
ース１４内に埋め込まれていたのに対し、この実施例で
は、筒状体２６はそれらに対して一体的に付着されてい
る。詳しく述べれば、筒状体２６はケース１４内の内壁
面に接着剤２８によって接着ないし固着されている。こ
のとき、筒状体１６は、好ましくは、ケース１４のみな
らず音響整合層１２とも接触するように配置される。し
かしながら、この実施例においては、先の実施例におい
ても同様であるが、筒状体２６は音響整合層１２および
ケース１４の少なくとも一方にのみ一体的に設けられて
熱結合していればよく、必ずしも両方に接触している必
要はない。そして、第２図実施例においても、第１図実
施例と同じように、熱膨張係数の差の緩和による温度特
性の向上が期待できる。
。先の実施例では筒状体２６が音響整合層１２およびケ
ース１４内に埋め込まれていたのに対し、この実施例で
は、筒状体２６はそれらに対して一体的に付着されてい
る。詳しく述べれば、筒状体２６はケース１４内の内壁
面に接着剤２８によって接着ないし固着されている。こ
のとき、筒状体１６は、好ましくは、ケース１４のみな
らず音響整合層１２とも接触するように配置される。し
かしながら、この実施例においては、先の実施例におい
ても同様であるが、筒状体２６は音響整合層１２および
ケース１４の少なくとも一方にのみ一体的に設けられて
熱結合していればよく、必ずしも両方に接触している必
要はない。そして、第２図実施例においても、第１図実
施例と同じように、熱膨張係数の差の緩和による温度特
性の向上が期待できる。
なお、筒状体２６の材料としては、金属であればアルミ
ニウム、銅、鉄などが、また樹脂であればベークライト
などが利用可能である。
ニウム、銅、鉄などが、また樹脂であればベークライト
などが利用可能である。
第１図はこの発明の一実施例を示す断面図解図である。
第２図はこの発明の他の実施例を示す断面図解図である
。 図において、１０は空中超音波トランスジューサ、１２
は音響整合層、１４はケース、１８は圧電素子、２２は
端子板、２６は筒状体を示す。 特許出願人 株式会社 村田製作所 代理人 弁理士 山 １） 義 人 事１図 第２図
。 図において、１０は空中超音波トランスジューサ、１２
は音響整合層、１４はケース、１８は圧電素子、２２は
端子板、２６は筒状体を示す。 特許出願人 株式会社 村田製作所 代理人 弁理士 山 １） 義 人 事１図 第２図
Claims (1)
- 板状の音響整合層に圧電素子が固着され、音響整合層の
その固着面と同一面側に樹脂ケースが形成された空中超
音波トランスジューサにおいて、前記音響整合層と前記
圧電素子との中間の熱膨張係数を有する部材を前記音響
整合層および前記樹脂ケースの少なくとも一方と一体的
に設けたことを特徴とする、空中超音波トランスジュー
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1421488A JPH06101879B2 (ja) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | 空中超音波トランスジューサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1421488A JPH06101879B2 (ja) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | 空中超音波トランスジューサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01190098A true JPH01190098A (ja) | 1989-07-31 |
| JPH06101879B2 JPH06101879B2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=11854841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1421488A Expired - Fee Related JPH06101879B2 (ja) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | 空中超音波トランスジューサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06101879B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001215143A (ja) * | 2000-02-02 | 2001-08-10 | Ricoh Elemex Corp | 超音波計測装置 |
| WO2005009075A1 (ja) * | 2003-07-16 | 2005-01-27 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 超音波送受波器 |
| US6876127B2 (en) * | 2001-12-27 | 2005-04-05 | Denso Corporation | Ultrasonic transceiver and ultrasonic clearance sonar using the same |
| US7411335B2 (en) * | 2003-09-25 | 2008-08-12 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Sonic or ultrasonic transducer |
| JP2008256726A (ja) * | 2002-07-12 | 2008-10-23 | Ti Group Automotive Systems Llc | 液体レベルセンサ |
| DE102008055123B3 (de) * | 2008-12-23 | 2010-07-22 | Robert Bosch Gmbh | Ultraschallwandler zum Einsatz in einem fluiden Medium |
| JP2012513713A (ja) * | 2008-12-23 | 2012-06-14 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 流体媒体内で使用される超音波変換器 |
| DE102014110163A1 (de) * | 2014-07-18 | 2016-01-21 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Vorrichtung zur Bestimmung oder Überwachung einer physikalischen oder chemischen Prozessgröße eines Mediums |
| DE102023104657A1 (de) * | 2023-02-25 | 2024-08-29 | Ifm Electronic Gmbh | Ultraschallsensor für die Automatisierungstechnik und Verfahren zur Herstellung eines Ultraschallsensors für die Automatisierungstechnik |
-
1988
- 1988-01-25 JP JP1421488A patent/JPH06101879B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001215143A (ja) * | 2000-02-02 | 2001-08-10 | Ricoh Elemex Corp | 超音波計測装置 |
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| WO2005009075A1 (ja) * | 2003-07-16 | 2005-01-27 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 超音波送受波器 |
| KR100789764B1 (ko) * | 2003-07-16 | 2007-12-28 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 초음파 송수파기 |
| US7411335B2 (en) * | 2003-09-25 | 2008-08-12 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Sonic or ultrasonic transducer |
| DE102008055123B3 (de) * | 2008-12-23 | 2010-07-22 | Robert Bosch Gmbh | Ultraschallwandler zum Einsatz in einem fluiden Medium |
| US20120038248A1 (en) * | 2008-12-23 | 2012-02-16 | Roland Mueller | Ultrasonic transducer for use in a fluid medium |
| JP2012513713A (ja) * | 2008-12-23 | 2012-06-14 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 流体媒体内で使用される超音波変換器 |
| US8596139B2 (en) | 2008-12-23 | 2013-12-03 | Robert Bosch Gmbh | Ultrasonic transducer for use in a fluid medium |
| US8698378B2 (en) * | 2008-12-23 | 2014-04-15 | Robert Bosch Gmbh | Ultrasonic transducer for use in a fluid medium |
| DE102014110163A1 (de) * | 2014-07-18 | 2016-01-21 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Vorrichtung zur Bestimmung oder Überwachung einer physikalischen oder chemischen Prozessgröße eines Mediums |
| DE102023104657A1 (de) * | 2023-02-25 | 2024-08-29 | Ifm Electronic Gmbh | Ultraschallsensor für die Automatisierungstechnik und Verfahren zur Herstellung eines Ultraschallsensors für die Automatisierungstechnik |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06101879B2 (ja) | 1994-12-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |