JPS63255679A - 超音波振動子 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、超音波センサーに用いられる超音波振動子に
関するものである。

（背景技術） 超音波センサーは、超音波振動子の共振周波数で超音波
の発信を行い、同じ周波数で対象物から反射してくる超
音波の受信を行い、その発信かｔ。

受信までの時間てもって、対象物の距離を測るものであ
る。このような超音波センサーは、例えば、自動１ヘア
や玄関チャイムなどを作動させるための人体検知センサ
ーや、駐車場において車の有無を確認したり、ロポッＩ
−の目として障害物を検出するためのセンサーなど、幅
広い応用がある。

超音波センサーの振動子に要求される性能は、発信周波
数で大きな出力音圧を持ち、受ｆ３周波数で大きな起電
力を発生ずることである。出力音圧は共振周波数をピー
クにほぼ正規分布を持ち、受波感度も共振周波数をピー
クにほぼ正規分布を持つ。超音波振動子の入力電力グ〕
周波数は一定であるのて、超音波振動子の共振周波数か
各製品毎にずれると、発信時に十分な出力音圧が得られ
ず、受信時にも充分な起電力が得られない。したがって
、超音波振動子の共振周波数を揃えることは非常に重要
な課題である。

密閉構造（−最に、防滴型と言われている）を有する超
音波振動子の周波数は、形状因子が同してあれば、振動
板と圧電素子の重さ、−）まり、厚７ノて規定される。

−・般に、圧電素子の厚みは２００μ〜３００μてあり
、振動板の厚みは５００〜１０００μてあり、殆ど振動
板の厚みで決まってしまう。したがって、周波数調整の
１つの方法は、組み立て後、振動板を研磨し、厚みを調
整することである。しかし、この方法ては、超音波発信
面を削ることになるので、外観が悪くなるという欠点が
あり、また、研磨なのて、細かな調整が困難であるとい
う欠点がある。周波数調整のもう１つの方法は、部品精
度を良くすることである。しかし、共振周波数の精度を
たとえば±１ｋＨｚ以内に抑えようとすれば、振動板（
アルミニウム製の場６）ア厚み精度を±５μに収める必
要かあり、製造コスト面で不利になるという欠点かある
。

（発明の目的） 本発明は上述のような点に鑑みてなされたちのてあり、
その目的とするところは、密閉構造を有する振動子の周
波数を安価に調整できるようにした超音波振動子を提供
するにある。

（発明の開示） 本発明に係る超音波振動子にあっては、上記の目的を達
成するために、第１図及び第２図に示すように、密閉構
造の振動板１の内面に圧電素子３を接合して成る超音波
振動子において、圧電素子３に貫通孔４を設け、圧電素
子３を接合される振動板１の内面に前記貫通孔４に貫通
される突起部２を突設し、圧電素子３の貫通孔４を振動
板１の突起部２に貫通させて圧電素子３を振動板１に接
合し、所定の共振周波数か得られるように突起部２を切
断して成るものである。

第１図は本発明の一実施例に係るＭ音波振動子の断面図
である。第２図は同上に用いる振動板１と圧電素子３の
断面図である。振動板１は、例えば、アルミニウノ＼製
てあって、一端が開放され、他端が円錐台形状とされた
円筒体よりなり、その内底面の中央部には、軸方向に突
起部２が突設されている。圧電素子３は円盤状てあり、
その中心部に貫通孔４を設けである。圧電素子３の貫通
孔４に振動板１の突起部２を貫通させて、圧電素子３を
振動板１に対して位置決めし、接着剤などを用いて圧電
素子３を振動板１に接合する。圧電素子３は、例えば、
ＰＺＴ系の圧電セラミックスよりなる。圧電素子３の両
面には、銀ペーストを塗布して、焼き付けることにより
電極が形成されている。一方の電極は、振動板１に接続
されており、振動板１は導電性接着剤なとて接続された
リード線５を介して一方の端子７に接続されている。他
方の電極は、例えば半田ｆ寸けによりリード線５を介し
て他方の端子７に接続されている。各端子７は、絶縁物
よりなる端子台６に貫通され保持されている。端子台７
と振動板１の内面との間には、防振用及びシーリング用
の弾性体８が配されている。

周波数の調整を行うには、振動板１に圧電素子３を接合
した状態て共振周波数を測定し、突起部２を切断しなが
ら、所望の共振周波数に調整する。

この状態では、振動板１は密閉構造となっていないが、
第１図に示すような完成品の状態における共振周波数と
非常に大きな相関性があるので、振動板１を開放したま
まで、完成品の共振周波数を調整できるものである。た
だし、周波数調整時の状態と完成品の状態との間て、予
め共振周波数グ）関係式を作っておく必要がある。共振
周波数を調整した後、上述のように、リード線５を端子
７に接続して端子台６を弾性体８を介して振動板１内に
収める。このようにして、密閉構造の超音波振動子の共
振周波数を調整てきる。

なお、振動板１の中心位置と圧電素子３の中心位置とが
ずれると、出力音圧や受渡感度が低下するが、本発明に
あっては、振動板１の突起部２と圧電素子３の貫通孔４
とが嵌合して、両者の中心位置を揃えることができるの
て、安定した出力音圧や受渡感度が得られるものである
。

（発明の効果） 本発明は上述のように、密閉構造の超音波振動子におい
て、圧電素子を接合される振動板の内面に突起部を突設
し、この突起部を切断することにより共振周波数の調整
を行うようにしたので、超音波振動子の外観を損なうこ
となく、共振周波数の調整を細かく行うことができ、ま
た、振動板の突起部と圧電素子の貫通孔との嵌合によっ
て圧電素子の固定や位置決めが容易になり、性能の安定
化が図れるという効果かある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は同」二に
用いる部品の断面図である。 １は振動板、２は突起部、３は圧電素子、４は貫通孔で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）密閉構造の振動板の内面に圧電素子を接合して成
   る超音波振動子において、圧電素子に貫通孔を設け、圧
   電素子を接合される振動板の内面に前記貫通孔に貫通さ
   れる突起部を突設し、圧電素子の貫通孔を振動板の突起
   部に貫通させて圧電素子を振動板に接合し、所定の共振
   周波数が得られるように突起部を切断して成ることを特
   徴とする超音波振動子。