JPS61191198A - 超音波送受波器 - Google Patents
超音波送受波器Info
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- JPS61191198A JPS61191198A JP3128585A JP3128585A JPS61191198A JP S61191198 A JPS61191198 A JP S61191198A JP 3128585 A JP3128585 A JP 3128585A JP 3128585 A JP3128585 A JP 3128585A JP S61191198 A JPS61191198 A JP S61191198A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- base
- weight
- case
- piezoelectric element
- input
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or 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〉
本発明は、屋外等で発生する音波を金属製ケースの内部
に設けた圧電素子により受信して出力信号として抽出す
る受波器として、または前記圧電素子が振動子となって
超音波を発生させる送波器として用いられ、例えば自動
車の後方検知装置等への適用が可能な超音波送受波器に
関するものである。
に設けた圧電素子により受信して出力信号として抽出す
る受波器として、または前記圧電素子が振動子となって
超音波を発生させる送波器として用いられ、例えば自動
車の後方検知装置等への適用が可能な超音波送受波器に
関するものである。
この種の、超音波送受波器は、例えば特開昭５７−５６
０９９号等に開示されるように公知である。
０９９号等に開示されるように公知である。
〈発明が解決しようとする問題点〉
ところで、前記超音波送受波器を取付部に支持する場合
において、送波器として用いる場合−は、その基台から
取付部に振動漏れを生じると、出力が低減したり、取付
部に振動が発生して、雑音を生じる等種々の不都合を生
じる。また受波器として用いる場合には、前記取付部か
らの振動がイズを発生させ、Ｓ／Ｎ比を低減さ一１６９
種々の弊害を生じる。
において、送波器として用いる場合−は、その基台から
取付部に振動漏れを生じると、出力が低減したり、取付
部に振動が発生して、雑音を生じる等種々の不都合を生
じる。また受波器として用いる場合には、前記取付部か
らの振動がイズを発生させ、Ｓ／Ｎ比を低減さ一１６９
種々の弊害を生じる。
本発明は、可ち的にその取付基部と、圧電素子間の振動
を絶縁するとともに、その送り圧及び受信感度を良好と
することを目的とするものである。
を絶縁するとともに、その送り圧及び受信感度を良好と
することを目的とするものである。
く問題点を解決するための手段〉
本発明は、基台に二本の杆状入出力端子を支持してなる
ベース部に、金属製ケースの内面に圧電素子を接合して
なるケース部を密閉状に被着し、前記圧電素子の表裏面
の電極と前記入出力端子とを電気的に接続してなるもの
において、前記ベース部の重さＭｌと、ケース部の重さ
Ｍｌとの比ｆ （＝Ｍｒ ／Ｍ２ ）を１．５以下とし
、かつ前記杆状入力端子対を基台の直径をｄとすると、
該基台の中心から０．３０ ｄ〜０．３５ｄの位置とな
る点対称位置に設け、前記杆状入出力端子により取付部
に支持してなるものである。
ベース部に、金属製ケースの内面に圧電素子を接合して
なるケース部を密閉状に被着し、前記圧電素子の表裏面
の電極と前記入出力端子とを電気的に接続してなるもの
において、前記ベース部の重さＭｌと、ケース部の重さ
Ｍｌとの比ｆ （＝Ｍｒ ／Ｍ２ ）を１．５以下とし
、かつ前記杆状入力端子対を基台の直径をｄとすると、
該基台の中心から０．３０ ｄ〜０．３５ｄの位置とな
る点対称位置に設け、前記杆状入出力端子により取付部
に支持してなるものである。
前記構成をさらに詳しく説明する。
ベース部の振動形態は、強制振動モードと、自由振動モ
ードとがあり、前者は周波数４０ＫＨｚ未満で顕著に発
生し、後者は周波数４０ＫＨｚ以上で顕著に発生する。
ードとがあり、前者は周波数４０ＫＨｚ未満で顕著に発
生し、後者は周波数４０ＫＨｚ以上で顕著に発生する。
また前者にあっては、基台の直径をｄとすると、その中
心から０．４０ｄ〜０．４５ ｄの位置、理論上は０．
４１７ ｄの位置を節とする振動態様で屈曲振動する。
心から０．４０ｄ〜０．４５ ｄの位置、理論上は０．
４１７ ｄの位置を節とする振動態様で屈曲振動する。
後者は、該基台の中心から０．３０ｄ−０，３５ｄの位
置、理論上は０．３３ ｄの位置を節として振動する。
置、理論上は０．３３ ｄの位置を節として振動する。
ところで、前記自由振動モードにおいて、ベース部の重
さＭｌと、ケース部の重さＭ２との重量比ｆ （＝Ｍ＊
／Ｍ２ ）と、その送信音圧及び受信感度との関係を
測った。
さＭｌと、ケース部の重さＭ２との重量比ｆ （＝Ｍ＊
／Ｍ２ ）と、その送信音圧及び受信感度との関係を
測った。
ここで測定に供した超音波送受波器は、第１図に示す構
成のものである。
成のものである。
すなわちｌは円板状の金属製基台であって、そ
′の中心から少し偏位して上下方向の挿入用透孔２が
設けられている。また基台ｌ外面には前記透孔２との点
対称位置に、アース端子となる杆状端子４が突設されて
いる。
′の中心から少し偏位して上下方向の挿入用透孔２が
設けられている。また基台ｌ外面には前記透孔２との点
対称位置に、アース端子となる杆状端子４が突設されて
いる。
前記透孔２には杆状端子５が挿通し、該透孔２内に注入
したガラスシール６等により基台１と電気的に絶縁して
保持されている。前記した各構成によりベース部Ａが構
成される。
したガラスシール６等により基台１と電気的に絶縁して
保持されている。前記した各構成によりベース部Ａが構
成される。
ｌＯは、下面開放の截頭円錐形金属製ケースであり、音
波送受部となる截頭部内面にＰＺＴ等の圧電材料によっ
てなる板状の圧電素子１１がその一面の電極１２ｂを接
合して固着され、他面の電極１２ｂをケース内方に臨ま
せている。また金属製ケースｌＯの下端周部には外方へ
突出する接合鍔縁１３が形成されている。前記した各構
成によりケース部Ｂが構成される。
波送受部となる截頭部内面にＰＺＴ等の圧電材料によっ
てなる板状の圧電素子１１がその一面の電極１２ｂを接
合して固着され、他面の電極１２ｂをケース内方に臨ま
せている。また金属製ケースｌＯの下端周部には外方へ
突出する接合鍔縁１３が形成されている。前記した各構
成によりケース部Ｂが構成される。
前記基台ｌと金属製ケースｌＯは、前記杆状端子５と圧
電素子１１の電極１２ｂを導線１４により接続してから
、前記接合鍔縁１３を基台ｌの上周面に溶接し、前記金
属製ケース１０と基台ｌによってその内部な水密状に閉
鎖される。
電素子１１の電極１２ｂを導線１４により接続してから
、前記接合鍔縁１３を基台ｌの上周面に溶接し、前記金
属製ケース１０と基台ｌによってその内部な水密状に閉
鎖される。
かかる構成において、その重さ等は下記の通りである。
［ケース部］
−重さ； ２．３ｇ
（金属製ケース２．２ｇ、圧電素子０．１ｇ）―金属製
ケースの材質及び形状；ステンレス鋼製ａ＝１８ｍｍ、
ｂ＝１１ｍｍ、 ｃ＝６腸ｓｔ、 ｄ＝ １
ｍｍ・圧電素子の材質及び形状；チタン酸ジルコン酸鉛
、直径＝９層履、厚さ＝０．３層層 ［ベース部］ ・重さ：試料イー２．３ｇ、。
ケースの材質及び形状；ステンレス鋼製ａ＝１８ｍｍ、
ｂ＝１１ｍｍ、 ｃ＝６腸ｓｔ、 ｄ＝ １
ｍｍ・圧電素子の材質及び形状；チタン酸ジルコン酸鉛
、直径＝９層履、厚さ＝０．３層層 ［ベース部］ ・重さ：試料イー２．３ｇ、。
試料ロー３．４５ｇ 。
試料バー４．８ｇ 。
試料ニー５．７５ｇ 。
試料ホー８．８ｇ
・基台の材質及び形状；ステンレス鋼製。
直径＝１８層層、厚さは各試料毎に、その設定重量に対
応して決定 ・杆状入出力端子：鉄−ニッケル合金製。
応して決定 ・杆状入出力端子：鉄−ニッケル合金製。
直径 １ 層腸、ｅ＝１０■鵬
「結果１
イ）各試料イ〜ホをケース部Ａと組合わせて１重量比ｆ
が異なる送受波器を構成し、その送信音圧 ゛を計測
した結果、第２図のようになった。
が異なる送受波器を構成し、その送信音圧 ゛を計測
した結果、第２図のようになった。
この結果から示されるように、自由振動モードではｆ＝
１で１０８ｄＢ 、 ｆ＝１．５で１ｌＩ９ｄＢとなり
、それ以後重量比ｆの増加とともに送信音圧は急速に下
降した。
１で１０８ｄＢ 、 ｆ＝１．５で１ｌＩ９ｄＢとなり
、それ以後重量比ｆの増加とともに送信音圧は急速に下
降した。
口）重量比ｆと、その受信感度との関係は第３図のよう
になった。
になった。
この結果から示されるように、自由振動モードはｆ＝１
で一５４ｄＢ、 ｆ＝ １ 、５で−５５，５ｄＢとな
り、それ以後重量比ｆの増加とともに受信感度は急速に
下降した。
で一５４ｄＢ、 ｆ＝ １ 、５で−５５，５ｄＢとな
り、それ以後重量比ｆの増加とともに受信感度は急速に
下降した。
かかる結果を総合すれば、重量比ｆ＝１．５以下に設定
すると、その送受波器の性能は良好となることが示され
た。
すると、その送受波器の性能は良好となることが示され
た。
そこで、
ａ）前記自由振動モードによって振動する周波数領域に
最適に適用できる構成とするために、前記杆状入出力端
子４，５対の位置を、基台１の中心から０．３０ ｄ〜
０．３５ｄ （ｄ ；基台ｌの直径）の位置となる点対
称位置に設けることにより、前記杆状入出力端子４．５
を自由振動モードの節の位置とする。
最適に適用できる構成とするために、前記杆状入出力端
子４，５対の位置を、基台１の中心から０．３０ ｄ〜
０．３５ｄ （ｄ ；基台ｌの直径）の位置となる点対
称位置に設けることにより、前記杆状入出力端子４．５
を自由振動モードの節の位置とする。
ｂ）前記節の位置で取付部Ｃに連結し、前記圧電素子１
１により振動が取付部Ｃに伝わらないようにし、かつそ
の取付部Ｃからの振動が前記圧電素、子１１に伝搬して
ノイズを生じさせないようにするため、前記端子４，５
で取付部Ｃに支持する。
１により振動が取付部Ｃに伝わらないようにし、かつそ
の取付部Ｃからの振動が前記圧電素、子１１に伝搬して
ノイズを生じさせないようにするため、前記端子４，５
で取付部Ｃに支持する。
この場合に、該端子４．５の支持は、第１図の取付部Ｃ
に対して前記入出力端子４，５を嵌入する等、簡易に実
現できる。
に対して前記入出力端子４，５を嵌入する等、簡易に実
現できる。
Ｃ）かかる支持形態において、その送信音圧及び受信感
度を最良とするように、前記ベース部の重さＭｌ と、
ケース部の重さＭ２との比ｆ（＝Ｍｔ／Ｍ２）を１．５
以下とする。
度を最良とするように、前記ベース部の重さＭｌ と、
ケース部の重さＭ２との比ｆ（＝Ｍｔ／Ｍ２）を１．５
以下とする。
ことにより、本発明を構成したものである。
〈発明の効果〉
本発明は、上述したように、前記自由振動モードによっ
て振動する周波数領域に最適に適用できるように、杆状
入出力端子４．５を、前記自由振動モードの節の位置と
するとともに、ベース部の重さＭｌと、ケース部の重さ
Ｍ２どの重量比ｆを最適としたから、その取付部Ｃと送
受波器間の振動が絶縁されて、送波器として用いた場合
の取付部Ｃの振動漏洩や、受波器として用いた場合の前
記取付部Ｃからの振動伝搬によるＳ／Ｎ比の低下を可及
的に低減でき、かつかかる支持形態において、その性能
を良好とすることができる等の優れた効果がある。
て振動する周波数領域に最適に適用できるように、杆状
入出力端子４．５を、前記自由振動モードの節の位置と
するとともに、ベース部の重さＭｌと、ケース部の重さ
Ｍ２どの重量比ｆを最適としたから、その取付部Ｃと送
受波器間の振動が絶縁されて、送波器として用いた場合
の取付部Ｃの振動漏洩や、受波器として用いた場合の前
記取付部Ｃからの振動伝搬によるＳ／Ｎ比の低下を可及
的に低減でき、かつかかる支持形態において、その性能
を良好とすることができる等の優れた効果がある。
第１図は本発明の送受波器の一例を示す縦断側面図、第
２図は重量比ｆと送信音圧との関係を示すグラフ、第３
図は重量比ｆと受信感度との関係を示すグラフである。 Ａ・・・ケース部 Ｂ・・・ベース部 Ｃ・・・取付部 ｌ・・・基台 ４．５・・・杆状端子 １０・・・金属製ケース １１・・・圧電素子 出願人、 日本特殊陶業株式会社第１ 図 ？！？！＄榊県 舅Ｉ９短セ 手続補正書 １、事件の表示 昭和６０年特許願第３１２８５号２、
発明の名称 超音波送受波器 ３、補正をする者 事件との関係 出 願 人 住所 名古屋市瑞穂区高辻町１４番１８号名称 日本特
殊陶業株式会社 代表、渚小用修次 ４、代理人 □ 住所 名古屋市中区千代田３丁目１１番１１号６、補正
の対象 明細書及び図面 ７、補正の内容 １）別紙の通り明細書全文を訂正する。 ２）添付図面の第１図第２図第３図を別紙の通ン＼ り訂正する。 ！、−１−・Ａ９
＼、特願昭８０−３１２８５ 訂正明細書 １、発明の名称 超音波送受波器 ２、特許請求の範囲 基台に二本の杆状入出力端子を支持してなるベース部に
、金属製ケースの内面に圧電素子を接合してなるケース
部を密閉状に被着し、前記圧電素子の表裏面の電極と前
記入出力端子とを電気的に接続してなるものにおいて、 前記ベース部の重さＭｌと、ケース部の重さＭｌとの比
ｆ （＝Ｍｔ ／Ｍ２ ）を１．５以下とし、かつ前記
杆状入力端子対を基台の直径をｐとする二、該基台の中
心から０．３０Ｄ〜０．３５０の位置となＳ点対称位置
に設け、前記杆状入出力端子により】材部に支持してな
る超音波送受波器 ３、発明の詳細な説明 く産業上の利用分野〉 本発明は、屋外等で発生する音波を金属製ケースの内部
に設けた圧電素子により受信して出力信号として抽出す
る受波器として、または前記圧電素子が振動子となって
超音波を発生させる送波器として用いられ、例えば自動
車の後方検知装置等への適用が可能な超音波送受波器に
関するものである。 〈従来技術〉 この種の、超音波送受波器は、例えば実開昭５７−５６
０９９号等に開示されるように公知である。 〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、前記超音波送受波器を取付部に支持する場合
において、送波器として用いる場合には、その基台から
取付部に振動漏れを生じると、出力が低減したり、取付
部に振動が発生して、雑音を生じる等種々の不都合を生
じる。また受波器として用いる場合には、前記取付部か
らの振動が基台を介して圧電素子に伝搬して、出力信号
にノイズを発生させ、Ｓ／Ｎ比を低減させる等種々の弊
害を生じる。 本発明は、可及的にその取付基部と、圧電素子間の振動
を絶縁するとともに、その送信音圧及び受信感度を良好
とすることを目的とするものである。 く問題点を解決するための手段〉 本発明は、基台に二本の杆状入出力端子を支持してなる
ベース部に、金属製ケースの内面に圧電素子を接合して
なるケース部を密閉状に被着し、前記圧電素子の表裏面
の電極と前記入出力端子とを電気的に接続してなるもの
において、前記ベース部の重さＭｌと、ケース部の重さ
Ｍｌとの比ｆ （＝Ｍ１ ／Ｍ２ ）を１．５以下とし
、かつ前記杆状入力端子対を基台の直径をＤとすると、
該基台の中心からｏ、３６ｎ〜０．３５Ｄの位置となる
点対称位置に設け、前記杆状入出力端子により取付部に
支持してなるものである。 前記構成をさらに詳しく説明する。 ベース部の振動形態は、強制振動モードと、自由振動モ
ードとがあり、前者は周波数４０ＫＨｚ未満で顕著に発
生し、後者は周波数４０ＫＨｚ以上で顕著に発生する。 また前者にあっては、基台の直径をＤとすると、その中
心から０．４０Ｄ〜０．４５Ｄ’あ位 置、理論上
は０．４１７Ｄの位置を節とする・振動態様で屈曲振動
する。後者は、該基台の中心から０．３０Ｄ〜０．３５
０の位置、理論上は０．３３Ｄの位置を節として振動す
る。 ところで、前記自由振動モードにおいて、ベース部の重
さＭｌと、ケース部の重さＭｌとの重量比ｆ （＝Ｍｔ
／Ｍ２ ）と、その送信音圧及び受信感度との関係を
測った。 ここで測定に供した超音波送受波器は、第１図に示す構
成のものである。 すなわちｌは円板状の金属製基台であって、その中心か
ら少し偏位して上下方向の挿入用透孔２が設けられてい
る。また基台ｌ外面には前記透孔２との点対称位置に、
アース端子となる杆状端子４が突設されている。 前記透孔２には杆状端子５が挿通し、該透孔２内に注入
したガラスシール６等により基台ｌと電気的に絶縁して
保持されている。前記した各構成によりベース部Ａが構
成される。 １０は、下面開放の截頭円錐形金属製ケースであり、音
波送受部となる截頭部内面にＰＺＴ等の圧電材料によっ
てなる板状の圧電素子１１がその一面の電極１２ｂを接
合して固着され、他面の電極１２ｂをケース内方に臨ま
せている。また゛金属製ケース１０の下端周部には外方
へ突出する接合鍔縁１３が形成されている。前記した各
構成□”に゛よリケース部Ｂが構成される。゛パ□ 前記基台ｌと金属製ケース１０は、□前記゛杆状”端子
５と圧電素子１１の電極１２ ｂ’を導線１４により接
続してから、前記接合鍔縁１３を基台ｌの一上周面に溶
接し、前記金属製ケース１０と基台′ｌ゛によってその
□内部を水密状に閉鎖される。 −かか゛る□構成２
におい□て、マ゛ア重さ等□は下記の通りである。
′ □ ［ケース部］ ・重さ； ２．３ｇ ’ （金属製ケース２．２ｇ、圧電素子０．１ｇ）・金属製
ケースの材質及び形状；ステンレ゛ス鋼製“−Ｄ＝１８
ｍｍ’、 ａ＝ ｌａｍ、 ｂ＝１’１ｍｍ’、
’ｃ’＝’６ｍｍ’。 ・圧電素子′の材質及び形状：チタン酸ジルコ”′ンー
鉛、直径＝９ｍ層、厚さ＝０．３ｍｍ ［ベース部］ ・重さ；試料イー２．３ｇ 試料ロー３．４５ｇ 試料バー４．８ｇ 試料ニー５．７５ｇ 、 試料ホーロ、８ｇ ・基台の材質及び形状；ステンレス鋼製。 直径＝１８ｍｍ、厚さは各試料毎に、その設定重量に対
応して決定 ・杆状入出力端子；鉄−ニッケル合金製。 直径１ｍｍ、ｄ＝１０＋ｓｍ ｒ結果ｊ イ）各試料イ〜ホをケース部Ａと組合わせて、重量比ｆ
が異なる送受波器を構成し、その送信音圧を計測した結
果、第２図のようになった。 この結果から示されるように、自由振動モードではｆ＝
１で１０８ｄＢ 、 ｆ＝ １ 、５で１ｌＩｌｌｄＢ
となり、それ以後重量比ｆの増加とともに送信音圧は急
速に下降した。 口）重量比ｆと、その受信感度との関係は第３図のよう
になった。 この結果から示されるように、自由振動モードはｆ＝１
で一５４ｄＢ、ｆ＝１．５で−５５，５ｄＢとなり、そ
れ以後重量比ｆの増加とともに受信感度は急速に下降し
た。 かかる結果を総合すれば、重量比ｆ＝１．５以下に設定
すると、その送受波器の性能は良好となることが示され
た。 そこで、 ａ）前記自由振動モードによって振動する周波数領域に
最適に適用できる構成とするために、前記杆状入出力端
子４，５対の位置を、基台ｌの中心からＱ、３０Ｉ）−
０，３５０（Ｄ ；基台ｌの直径）の位置となる点対称
位置に設けることにより、前記杆状入出力端子４，５を
自由振動モードの節の位置とする。 ｂ）前記節の位置で取付部Ｃに連結し、前記圧電素子１
１により振動が取付部Ｃに伝わらないようにし、かつそ
の取付部Ｃからの振動が前記圧電素子１１に伝搬してノ
イズを生じさせないようにするため、前記端子４，５で
取付部Ｃに支持する。 この場合に、該端子４，５の支持は、第１図の取付部Ｃ
に対して前記入出力端子４，５を嵌入する等、簡易に実
現できる。 Ｃ）かかる支持形態において、その送信音圧及び受信感
度を最良とするように、前記ベース部の重さＭｌと、ケ
ース部の重さＭｌとの比ｆ（＝Ｍ１７Ｍ２）を１．５以
下とする。 ことにより、本発明を構成したものである。 〈発明の効果〉 本発明は、上述したように、前記自由振動モードによ巳
て振動する周波数領域に最適に適用できるように、杆状
入出力端子４．５を、前記自由振動モードの節の位置と
するとともに、ベース部の重さＭｌと、ケース部の重さ
Ｍｌとの重量比ｆを最適としたから、その取付＃ＢＣと
送受波器間の振動、が絶縁されて、送波器として用いた
場合の取付部Ｃ，の振動漏洩や、受波器として用いた場
合の前記取付部Ｃからの振動伝搬による５／Ｎ比の低下
を可及的に低減でき、かつかかる支持形態において、そ
の性能を良好とすることができる等の優れた効果がある
。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明の送受波器の一例を示す縦断側面図、第
２図は重量比ｆと送信音圧との関係を示すグラフ、第３
図は重量比ｆと受信感度との関係を示すグラフである。 Ａ・・・ケース部 Ｂ・・・ベース部 Ｃ・・・取付部 Ｄ・・・基台の直径 ｌ・・・基台 ４．５・・・杆状端子 １０・・・金属製ケース １１・・・圧電素子 第１ 図 第２０ （ｄＢ） 第３図 （ｄＢ）
２図は重量比ｆと送信音圧との関係を示すグラフ、第３
図は重量比ｆと受信感度との関係を示すグラフである。 Ａ・・・ケース部 Ｂ・・・ベース部 Ｃ・・・取付部 ｌ・・・基台 ４．５・・・杆状端子 １０・・・金属製ケース １１・・・圧電素子 出願人、 日本特殊陶業株式会社第１ 図 ？！？！＄榊県 舅Ｉ９短セ 手続補正書 １、事件の表示 昭和６０年特許願第３１２８５号２、
発明の名称 超音波送受波器 ３、補正をする者 事件との関係 出 願 人 住所 名古屋市瑞穂区高辻町１４番１８号名称 日本特
殊陶業株式会社 代表、渚小用修次 ４、代理人 □ 住所 名古屋市中区千代田３丁目１１番１１号６、補正
の対象 明細書及び図面 ７、補正の内容 １）別紙の通り明細書全文を訂正する。 ２）添付図面の第１図第２図第３図を別紙の通ン＼ り訂正する。 ！、−１−・Ａ９
＼、特願昭８０−３１２８５ 訂正明細書 １、発明の名称 超音波送受波器 ２、特許請求の範囲 基台に二本の杆状入出力端子を支持してなるベース部に
、金属製ケースの内面に圧電素子を接合してなるケース
部を密閉状に被着し、前記圧電素子の表裏面の電極と前
記入出力端子とを電気的に接続してなるものにおいて、 前記ベース部の重さＭｌと、ケース部の重さＭｌとの比
ｆ （＝Ｍｔ ／Ｍ２ ）を１．５以下とし、かつ前記
杆状入力端子対を基台の直径をｐとする二、該基台の中
心から０．３０Ｄ〜０．３５０の位置となＳ点対称位置
に設け、前記杆状入出力端子により】材部に支持してな
る超音波送受波器 ３、発明の詳細な説明 く産業上の利用分野〉 本発明は、屋外等で発生する音波を金属製ケースの内部
に設けた圧電素子により受信して出力信号として抽出す
る受波器として、または前記圧電素子が振動子となって
超音波を発生させる送波器として用いられ、例えば自動
車の後方検知装置等への適用が可能な超音波送受波器に
関するものである。 〈従来技術〉 この種の、超音波送受波器は、例えば実開昭５７−５６
０９９号等に開示されるように公知である。 〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、前記超音波送受波器を取付部に支持する場合
において、送波器として用いる場合には、その基台から
取付部に振動漏れを生じると、出力が低減したり、取付
部に振動が発生して、雑音を生じる等種々の不都合を生
じる。また受波器として用いる場合には、前記取付部か
らの振動が基台を介して圧電素子に伝搬して、出力信号
にノイズを発生させ、Ｓ／Ｎ比を低減させる等種々の弊
害を生じる。 本発明は、可及的にその取付基部と、圧電素子間の振動
を絶縁するとともに、その送信音圧及び受信感度を良好
とすることを目的とするものである。 く問題点を解決するための手段〉 本発明は、基台に二本の杆状入出力端子を支持してなる
ベース部に、金属製ケースの内面に圧電素子を接合して
なるケース部を密閉状に被着し、前記圧電素子の表裏面
の電極と前記入出力端子とを電気的に接続してなるもの
において、前記ベース部の重さＭｌと、ケース部の重さ
Ｍｌとの比ｆ （＝Ｍ１ ／Ｍ２ ）を１．５以下とし
、かつ前記杆状入力端子対を基台の直径をＤとすると、
該基台の中心からｏ、３６ｎ〜０．３５Ｄの位置となる
点対称位置に設け、前記杆状入出力端子により取付部に
支持してなるものである。 前記構成をさらに詳しく説明する。 ベース部の振動形態は、強制振動モードと、自由振動モ
ードとがあり、前者は周波数４０ＫＨｚ未満で顕著に発
生し、後者は周波数４０ＫＨｚ以上で顕著に発生する。 また前者にあっては、基台の直径をＤとすると、その中
心から０．４０Ｄ〜０．４５Ｄ’あ位 置、理論上
は０．４１７Ｄの位置を節とする・振動態様で屈曲振動
する。後者は、該基台の中心から０．３０Ｄ〜０．３５
０の位置、理論上は０．３３Ｄの位置を節として振動す
る。 ところで、前記自由振動モードにおいて、ベース部の重
さＭｌと、ケース部の重さＭｌとの重量比ｆ （＝Ｍｔ
／Ｍ２ ）と、その送信音圧及び受信感度との関係を
測った。 ここで測定に供した超音波送受波器は、第１図に示す構
成のものである。 すなわちｌは円板状の金属製基台であって、その中心か
ら少し偏位して上下方向の挿入用透孔２が設けられてい
る。また基台ｌ外面には前記透孔２との点対称位置に、
アース端子となる杆状端子４が突設されている。 前記透孔２には杆状端子５が挿通し、該透孔２内に注入
したガラスシール６等により基台ｌと電気的に絶縁して
保持されている。前記した各構成によりベース部Ａが構
成される。 １０は、下面開放の截頭円錐形金属製ケースであり、音
波送受部となる截頭部内面にＰＺＴ等の圧電材料によっ
てなる板状の圧電素子１１がその一面の電極１２ｂを接
合して固着され、他面の電極１２ｂをケース内方に臨ま
せている。また゛金属製ケース１０の下端周部には外方
へ突出する接合鍔縁１３が形成されている。前記した各
構成□”に゛よリケース部Ｂが構成される。゛パ□ 前記基台ｌと金属製ケース１０は、□前記゛杆状”端子
５と圧電素子１１の電極１２ ｂ’を導線１４により接
続してから、前記接合鍔縁１３を基台ｌの一上周面に溶
接し、前記金属製ケース１０と基台′ｌ゛によってその
□内部を水密状に閉鎖される。 −かか゛る□構成２
におい□て、マ゛ア重さ等□は下記の通りである。
′ □ ［ケース部］ ・重さ； ２．３ｇ ’ （金属製ケース２．２ｇ、圧電素子０．１ｇ）・金属製
ケースの材質及び形状；ステンレ゛ス鋼製“−Ｄ＝１８
ｍｍ’、 ａ＝ ｌａｍ、 ｂ＝１’１ｍｍ’、
’ｃ’＝’６ｍｍ’。 ・圧電素子′の材質及び形状：チタン酸ジルコ”′ンー
鉛、直径＝９ｍ層、厚さ＝０．３ｍｍ ［ベース部］ ・重さ；試料イー２．３ｇ 試料ロー３．４５ｇ 試料バー４．８ｇ 試料ニー５．７５ｇ 、 試料ホーロ、８ｇ ・基台の材質及び形状；ステンレス鋼製。 直径＝１８ｍｍ、厚さは各試料毎に、その設定重量に対
応して決定 ・杆状入出力端子；鉄−ニッケル合金製。 直径１ｍｍ、ｄ＝１０＋ｓｍ ｒ結果ｊ イ）各試料イ〜ホをケース部Ａと組合わせて、重量比ｆ
が異なる送受波器を構成し、その送信音圧を計測した結
果、第２図のようになった。 この結果から示されるように、自由振動モードではｆ＝
１で１０８ｄＢ 、 ｆ＝ １ 、５で１ｌＩｌｌｄＢ
となり、それ以後重量比ｆの増加とともに送信音圧は急
速に下降した。 口）重量比ｆと、その受信感度との関係は第３図のよう
になった。 この結果から示されるように、自由振動モードはｆ＝１
で一５４ｄＢ、ｆ＝１．５で−５５，５ｄＢとなり、そ
れ以後重量比ｆの増加とともに受信感度は急速に下降し
た。 かかる結果を総合すれば、重量比ｆ＝１．５以下に設定
すると、その送受波器の性能は良好となることが示され
た。 そこで、 ａ）前記自由振動モードによって振動する周波数領域に
最適に適用できる構成とするために、前記杆状入出力端
子４，５対の位置を、基台ｌの中心からＱ、３０Ｉ）−
０，３５０（Ｄ ；基台ｌの直径）の位置となる点対称
位置に設けることにより、前記杆状入出力端子４，５を
自由振動モードの節の位置とする。 ｂ）前記節の位置で取付部Ｃに連結し、前記圧電素子１
１により振動が取付部Ｃに伝わらないようにし、かつそ
の取付部Ｃからの振動が前記圧電素子１１に伝搬してノ
イズを生じさせないようにするため、前記端子４，５で
取付部Ｃに支持する。 この場合に、該端子４，５の支持は、第１図の取付部Ｃ
に対して前記入出力端子４，５を嵌入する等、簡易に実
現できる。 Ｃ）かかる支持形態において、その送信音圧及び受信感
度を最良とするように、前記ベース部の重さＭｌと、ケ
ース部の重さＭｌとの比ｆ（＝Ｍ１７Ｍ２）を１．５以
下とする。 ことにより、本発明を構成したものである。 〈発明の効果〉 本発明は、上述したように、前記自由振動モードによ巳
て振動する周波数領域に最適に適用できるように、杆状
入出力端子４．５を、前記自由振動モードの節の位置と
するとともに、ベース部の重さＭｌと、ケース部の重さ
Ｍｌとの重量比ｆを最適としたから、その取付＃ＢＣと
送受波器間の振動、が絶縁されて、送波器として用いた
場合の取付部Ｃ，の振動漏洩や、受波器として用いた場
合の前記取付部Ｃからの振動伝搬による５／Ｎ比の低下
を可及的に低減でき、かつかかる支持形態において、そ
の性能を良好とすることができる等の優れた効果がある
。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明の送受波器の一例を示す縦断側面図、第
２図は重量比ｆと送信音圧との関係を示すグラフ、第３
図は重量比ｆと受信感度との関係を示すグラフである。 Ａ・・・ケース部 Ｂ・・・ベース部 Ｃ・・・取付部 Ｄ・・・基台の直径 ｌ・・・基台 ４．５・・・杆状端子 １０・・・金属製ケース １１・・・圧電素子 第１ 図 第２０ （ｄＢ） 第３図 （ｄＢ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 基台に二本の杆状入出力端子を支持してなるベース部に
、金属製ケースの内面に圧電素子を接合してなるケース
部を密閉状に被着し、前記圧電素子の表裏面の電極と前
記入出力端子とを電気的に接続してなるものにおいて、 前記ベース部の重さＭ＿１と、ケース部の重さＭ＿２と
の比ｆ（＝Ｍ＿１／Ｍ＿２）を１．５以下とし、かつ前
記杆状入力端子対を基台の直径をｄとすると、該基台の
中心から０．３０ｄ〜０．３５ｄの位置となる点対称位
置に設け、前記杆状入出力端子により取付部に支持して
なる超音波送受波器
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3128585A JPS61191198A (ja) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | 超音波送受波器 |
| US06/825,889 US4755975A (en) | 1985-02-08 | 1986-02-04 | Piezoelectric transducer for transmitting or receiving ultrasonic waves |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3128585A JPS61191198A (ja) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | 超音波送受波器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61191198A true JPS61191198A (ja) | 1986-08-25 |
Family
ID=12327040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3128585A Pending JPS61191198A (ja) | 1985-02-08 | 1985-02-19 | 超音波送受波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61191198A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5739199B2 (ja) * | 1975-02-27 | 1982-08-19 | ||
| JPS58120398A (ja) * | 1982-01-13 | 1983-07-18 | Tdk Corp | 電気−機械変換装置 |
-
1985
- 1985-02-19 JP JP3128585A patent/JPS61191198A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5739199B2 (ja) * | 1975-02-27 | 1982-08-19 | ||
| JPS58120398A (ja) * | 1982-01-13 | 1983-07-18 | Tdk Corp | 電気−機械変換装置 |
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