JPH0811006Y2 - 超音波センサ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （考案の分野） この考案は、超音波センサにおける内部構成部材の保
持構造に関する。

（従来技術とその問題点） 従来の超音波センサにおける超音波振動子等の保持構
造を、第４図の断面図を参照して説明する。

図において、符号1dは超音波センサであり、超音波セ
ンサ1dは、外装体としてのケーシング4dと、その内部に
互いが接着固定により一体とされて設けられる音響整合
層7d、超音波振動子5d、および緩衝部材6dと、固定部材
13dとから構成され、固定部材13dによる上記音響整合層
7d、超音波振動子5d、および緩衝部材6dの一体品の固定
は、ケーシング4dの係止孔12dに係止部14dを係止して取
り付ける固定部材13dの前面で、緩衝部材6dの後端部分
を押さえ込むようにして行っている。

しかしながら、このような固定構造では、緩衝部材6d
は、超音波振動子5dの背面にまわり込む超音波を吸収す
るために大きなゴム材で構成されているので、圧縮変形
率が大きく、従って超音波振動子5dの前面に一体に設け
られた音響整合層7dを受ける弾性シール材9dに十分な押
圧力が加わらず、シール性能が低下する問題点があっ
た。

食品工業等の生産ラインにおいて使用される超音波セ
ンサの場合、衛生管理上水洗いする場合が多いので、上
記のようにシール性の低いものは使用できなかった。

もちろん、設計上において確実にシール部材9dに十分
な押圧力が及ぶようにすることも可能であるが、そのよ
うにしてそこにかかる押圧力があまりに大きくなりすぎ
た場合には、ガラスバルーンがエポキシ接着剤で固めら
れて構成されてそれほど強度が大きくない音響整合層7d
に割れが生じてしまうという問題点があった。

さらに、上記のように緩衝部材6dを介して超音波振動
子5dを固定する場合、時として緩衝部材6dの変形により
超音波振動子5d、音響整合層7dに曲げモーメントが加わ
り、その結果、音響整合層7dが割れたり、音響整合層7d
と超音波振動子5dとの間及び超音波振動子5dと緩衝部材
6dとの間の接着固定が離脱するという問題点があった。

第５図は、上記の問題を解消するように緩衝部材を用
いることなく超音波振動子を固定する構成のものを示
す。

超音波センサ１は、筒状でその一端開口２に内向きフ
ランジ３を有するケーシング４と、超音波振動子５と、
柱状で超音波振動子５の背面から一体に後方へ延びる緩
衝部材６と、盤状で超音波振動子５の前面に一体に幅広
に形成され超音波振動子５と超音波伝媒質との間の音響
インピーダンスの整合をとる音響整合層７と、筒状で音
響整合層７をケーシング４の内向きフランジ３の背面に
押圧してケーシング４内に逆止係止された固定部材８と
から構成されている。

9,10は、音響整合層７とケーシング４の内向きフラン
ジ３との間、及び音響整合層７と固定部材８の先端開口
縁との間にそれぞれ介在されたゴムなどの弾性材からな
る第１と第２の弾性シール材である。

そして、音響整合層７は、寸法交差が最も大きい緩衝
部材６及び超音波振動子５を介さずに、第１弾性シール
材10のみを介して固定部材８により押圧されている。

11,12はケーシング４に形成された通孔で、固定部材
８の係止突起13,14を逆止係止させることができる。15,
16は超音波振動子５の電極線、17は緩衝部材６の後端面
と少しだけ間隔を有して突出する突起である。

このような構成により、まず、第１には第１弾性シー
ル材９にはもちろん、第２弾性シール材10にも固定部材
からの押圧力が十分にかかり、これにより、十分なシー
ル機能が果たされる。そして、第２には固定部材８によ
る押圧力は、音響整合層７にほとんど曲げモーメントを
加えないので音響整合層７の割れを防止できるととも
に、音響整合層７と超音波振動子５との間及び超音波振
動子５と緩衝部材６との間の接着部の離脱が防止できる
ようにしている。

しかしながら、この従来例の場合、緩衝部材６から超
音波振動子５に力が及ぶことがないように緩衝部材６の
後端側は自由端とする必要があり、したがって、緩衝部
材６が不安定となり、緩衝部材６の振動により超音波振
動子５や音響整合層７が損傷する問題が発生した。

（考案の目的） この考案は、上記の従来の問題点に着目してなされた
もので、シール性に優れるとともに、安定した構造の超
音波センサを提供することを目的とする。

（考案の構成と効果） この考案は上記の目的を達成するために、筒状で両端
が開口し、その一端開口に係合部を有するケーシング内
に、音響整合層がその前面周囲部を前記係合部の背側に
相対するように設けられ、前記音響整合層の背側に超音
波振動子が設けられ、さらに前記超音波振動子の背側に
緩衝部材が設けられるとともに、筒状の固定部材が前記
音響整合層を前記ケーシングとの間に挟持して固定する
ように設けられてなり、前記緩衝部材が外周面に、前記
固定部材の内周面に接して前記緩衝部材の位置決めをす
る位置決め用突起を備えてなる構成とした。

そして、この考案によれば、緩衝部材により超音波振
動子が固定されないことで、シール性に優れるととも
に、強固な構造備える超音波振動子において、さらに、
緩衝部材の外周面に固定部材の内周壁に圧接できる特定
の位置決め用突起が形成されたことで、その位置決め用
突起により緩衝部材が側方へ揺れることないように強固
に保持されるようになり、これにより、緩衝部材の振動
を原因とする各部の損傷が確実に防止される強固な構造
が得られるようになる。

（実施例の説明） 以下、本考案の実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。第１図は超音波センサの断面図である。

第１図において第５図に対応する部分には同一の番号
を付している。

緩衝部材6aの後部の外周面には断続的に位置決め用突
起19が設けられており、この位置決め用突起19は固定部
材８の内周面に圧接して緩衝部材６の位置決めをしてい
る。このように位置決め用突起19が設けられることによ
り、過大な振動や衝撃が緩衝部材６に加わっても、緩衝
部材６は揺れることが回避されて安定保持されているの
で、緩衝部材６と超音波振動子５との接着面、超音波振
動子５と音響整合層７との接着面の剥離が防止できる。

また、この実施例では、第２弾性シール材30として断
面がＬ字型のものを使用しており、この第２弾性シール
材30の周壁部30aが音響整合層７の周面とケーシング４
壁との間に入る構成とされていて、この第２弾性シール
材30の周壁部30aにより音響整合層７の位置決め保持が
なされるようになっている。

次に、第２図を参照して超音波振動子５の保持構造の
組み立て方法を簡単に説明する。まずケーシング４（第
２図では図示省略、以下同様）の内向きフランジ３裏面
の溝18に、第１弾性シール材９を、ケーシング４の他端
開口21を通してはめ込む。次に、予め一体に接着剤によ
り結合された超音波振動子５、音響整合層７及び緩衝部
材６を、同じくケーシング４の他端開口21を通じて挿入
し、続いて第２弾性シール材30を同様に挿入する。そし
て固定部材８をケーシング４と緩衝部材６との間に押圧
挿入し、ケーシング４の通孔11,12に固定部材８の係止
突起13,14を逆止係止させる。

なお、第２弾性シール材30は、予め音響整合層７に被
せられた状態で、ケーシング４内に挿入されてもよい。

以上の実施例とは異なり、緩衝部材は、第３図のごと
く、その位置決め用突条の断形状を、２等辺３角形状、
台形状、またはノコギリ歯状のごとく変えることもでき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本考案の実施例に係り、第１図は
本考案の超音波センサの縦断面図、第２図は第１図に示
すものの組み立て方法を説明する斜視図、第３図（Ａ）
（Ｂ）（Ｃ）は緩衝部材の変形例を示す断面図である。 第４図、第５図は従来例の超音波センサの縦断面図であ
る。 １……超音波センサ、２……一端開口、３……内向きフ
ランジ、４……ケーシング、５……超音波振動子、６…
…緩衝部材、７……音響整合層、８……固定部材、９…
…第１弾性シール材、10,30……第２弾性シール材、19
……位置決め用突起。

フロントページの続き (72)考案者 上田 正純 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 立 石電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−46140（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−105860（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】筒状で両端が開口し、その一端開口に係合
   部を有するケーシング内に、音響整合層がその前面周囲
   部を前記係合部の背側に相対するように設けられ、前記
   音響整合層の背側に超音波振動子が設けられ、さらに前
   記超音波振動子の背側に緩衝部材が設けられるととも
   に、筒状の固定部材が前記音響整合層を前記ケーシング
   との間に挟持して固定するように設けられてなり、 前記緩衝部材が外周面に、前記固定部材の内周面に接し
   て前記緩衝部材の位置決めをする位置決め用突起を備え
   てなる超音波センサ。