JPS6345120Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6345120Y2 JPS6345120Y2 JP5970283U JP5970283U JPS6345120Y2 JP S6345120 Y2 JPS6345120 Y2 JP S6345120Y2 JP 5970283 U JP5970283 U JP 5970283U JP 5970283 U JP5970283 U JP 5970283U JP S6345120 Y2 JPS6345120 Y2 JP S6345120Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- case
- piezoelectric element
- ultrasonic
- outer periphery
- air
- 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.)
- Expired
Links
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Landscapes
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Description
本案は空中に超音波を放射したり、逆に空中に
放射された超音波を受波する機能を有する超音波
マイクロフオンに関するもので、以下図面におい
て説明する。 第１図において、１は有底筒状に成形したケー
ス、２は該ケースの底面１ａを音波送受部として
その内面中央に一体に貼着した圧電磁器の円板よ
りなる圧電素子で、表裏面に電極２ａ，２ｂを有
する。３は前記ケースの内部に圧電素子２を封入
するようケースの開口面に配設した蓋板、４ａ，
４ｂは一端がケース１内に突出して前記圧電素子
の表裏電極２ａ，２ｂと金属細線５ａ，５ｂを介
して電気的に接続し他端が外方に突出するよう前
記蓋板３に植設した一対の端子ピンで、蓋板がプ
ラスチツク等の如き絶縁材料よりなる場合は直接
植設すればよいが、金属の如き導電材料よりなる
場合は一方の端子ピンを他方の端子ピンから絶縁
隔離するため、いずれか一方の端子ピンをガラス
等の如き絶縁層（図中番号６で示すような）を介
して蓋板３に植設しなければならない。７は前記
ケース１の開口面と蓋板３の外面との間に形成さ
れた空隙に充填したエポキシ樹脂等よりなる絶縁
シール材で、ここまでの説明と構成は従来公知で
あるが、本案は上記有底筒状ケース１を、発泡性
プラスチツク材料で構成し、更に該ケースの底面
１ａの外面において圧電素子２と当接する中央部
１a1を除く外周部１a2全域を所定の切込み深さで
削除することにより前記中央部１a1の周囲に段部
１ｂを形成したものである。前記発泡性プラスチ
ツク材料は第２図に示すようにエポキシ樹脂等の
如き有機物を基材１１としてその内部にガラスバ
ルーン、シラスバルーン等の如き微粒の中空球１
２…を無数分散したもの、あるいはプラスチツク
に発泡剤を加えて加熱処理して内部に無数の気泡
を形成したものからなる。またケースの底面の少
なくも中央領域１a1の肉厚はその材料の音速の1/
４波長と略同一寸法に設定することによつてケー
ス底面での損失を少なくすることができる。 一般にこの種、超音波マイクロフオンは所要周
波数の交番電圧を端子ピン４ａ，４ｂを通して圧
電素子の表裏電極２ａ，２ｂ間に印加すると圧電
素子２はこれと当接するケース底面の中央部１a1
と一体になつて振動し、前記ケースの底面１ａか
ら空中に向けて超音波を放射する送波器として、
また逆に空中に放射されている超音波が前記ケー
ス底面の中央部１a1に当たると該底面に接合され
た圧電素子２に歪を生じ超音波強度に比例した電
気信号を誘起しこれを端子ピン４ａ，４ｂより取
り出す受波器として使用されるが、従来は有底筒
状ケース１がステンレス等の如き金属材料より製
作されているため、圧電素子２と金属ケースの底
面１ａからなる音波送受波部のＱが大きくこの超
音波パルス特性を第３図Ａに示したようにパルス
の立ち上がり及び立ち下がりの鈍つたものとな
り、近距離にある物体の検知センサとしてまた近
接スイツチとしての用途には不向きであつた。 他方、上記金属に代えて本案の構成要素の一部
をなす発泡性プラスチツク材料でケースを製作し
たものは、音波送受波部のＱが低くなりその超音
波パルス特性を第３図Ｂに示したように金属製に
比し立ち上がり、立ち下がりが鋭くなるだけでな
く音波送受波部となるケース底面に比較的多量の
空気を含むため音響インピーダンスが空気のそれ
に近くなり、空気との整合を図ることができるた
め変換効率を高め超音波を受波したときに発生す
る出力電圧を大きくならしめることを実験及び下
表で確認した処であるが、指向特性において解決
すべく問題が残されていた。尚、表中従来品はス
テンレスによりケースを構成したものであり、実
験品はエポキシ樹脂と50〜100ミクロンのガラス
バルーンとの混合物よりなる発泡性プラスチツク
によりケースを構成したものである。
放射された超音波を受波する機能を有する超音波
マイクロフオンに関するもので、以下図面におい
て説明する。 第１図において、１は有底筒状に成形したケー
ス、２は該ケースの底面１ａを音波送受部として
その内面中央に一体に貼着した圧電磁器の円板よ
りなる圧電素子で、表裏面に電極２ａ，２ｂを有
する。３は前記ケースの内部に圧電素子２を封入
するようケースの開口面に配設した蓋板、４ａ，
４ｂは一端がケース１内に突出して前記圧電素子
の表裏電極２ａ，２ｂと金属細線５ａ，５ｂを介
して電気的に接続し他端が外方に突出するよう前
記蓋板３に植設した一対の端子ピンで、蓋板がプ
ラスチツク等の如き絶縁材料よりなる場合は直接
植設すればよいが、金属の如き導電材料よりなる
場合は一方の端子ピンを他方の端子ピンから絶縁
隔離するため、いずれか一方の端子ピンをガラス
等の如き絶縁層（図中番号６で示すような）を介
して蓋板３に植設しなければならない。７は前記
ケース１の開口面と蓋板３の外面との間に形成さ
れた空隙に充填したエポキシ樹脂等よりなる絶縁
シール材で、ここまでの説明と構成は従来公知で
あるが、本案は上記有底筒状ケース１を、発泡性
プラスチツク材料で構成し、更に該ケースの底面
１ａの外面において圧電素子２と当接する中央部
１a1を除く外周部１a2全域を所定の切込み深さで
削除することにより前記中央部１a1の周囲に段部
１ｂを形成したものである。前記発泡性プラスチ
ツク材料は第２図に示すようにエポキシ樹脂等の
如き有機物を基材１１としてその内部にガラスバ
ルーン、シラスバルーン等の如き微粒の中空球１
２…を無数分散したもの、あるいはプラスチツク
に発泡剤を加えて加熱処理して内部に無数の気泡
を形成したものからなる。またケースの底面の少
なくも中央領域１a1の肉厚はその材料の音速の1/
４波長と略同一寸法に設定することによつてケー
ス底面での損失を少なくすることができる。 一般にこの種、超音波マイクロフオンは所要周
波数の交番電圧を端子ピン４ａ，４ｂを通して圧
電素子の表裏電極２ａ，２ｂ間に印加すると圧電
素子２はこれと当接するケース底面の中央部１a1
と一体になつて振動し、前記ケースの底面１ａか
ら空中に向けて超音波を放射する送波器として、
また逆に空中に放射されている超音波が前記ケー
ス底面の中央部１a1に当たると該底面に接合され
た圧電素子２に歪を生じ超音波強度に比例した電
気信号を誘起しこれを端子ピン４ａ，４ｂより取
り出す受波器として使用されるが、従来は有底筒
状ケース１がステンレス等の如き金属材料より製
作されているため、圧電素子２と金属ケースの底
面１ａからなる音波送受波部のＱが大きくこの超
音波パルス特性を第３図Ａに示したようにパルス
の立ち上がり及び立ち下がりの鈍つたものとな
り、近距離にある物体の検知センサとしてまた近
接スイツチとしての用途には不向きであつた。 他方、上記金属に代えて本案の構成要素の一部
をなす発泡性プラスチツク材料でケースを製作し
たものは、音波送受波部のＱが低くなりその超音
波パルス特性を第３図Ｂに示したように金属製に
比し立ち上がり、立ち下がりが鋭くなるだけでな
く音波送受波部となるケース底面に比較的多量の
空気を含むため音響インピーダンスが空気のそれ
に近くなり、空気との整合を図ることができるた
め変換効率を高め超音波を受波したときに発生す
る出力電圧を大きくならしめることを実験及び下
表で確認した処であるが、指向特性において解決
すべく問題が残されていた。尚、表中従来品はス
テンレスによりケースを構成したものであり、実
験品はエポキシ樹脂と50〜100ミクロンのガラス
バルーンとの混合物よりなる発泡性プラスチツク
によりケースを構成したものである。
【表】
即ち、圧電素子２を貼着したケース底面の中央
部１a1が振動すると、圧電素子の外周縁から横方
向に派生する振動によつてケース底面の外周部１
a2も同時に中央部１a1とは逆位相で振幅するため
第４図中実線で示すように主極の両側にレベルの
大きな副極を伴つた指向特性を呈し、この副極に
より所定方向以外からのノイズを拾う悪影響を及
ぼしていた。 然るに本案はケース底面１ａの外面外周部にて
圧電素子２の外周縁に近接して段部１ｂを設けた
から、圧電素子から横方向に派生する振動を前記
段部１ｂによつて分散、吸収してケース底面の外
周部１ａが振動しないようにしたから第４図中点
線で示すように副極レベルの小さい指向特性が得
られる。 尚、上記実施例はケース底面１ａの外面に形成
した段部１ｂによつて圧電素子２から横方向に伝
播する振動を遮断するようにしたが、他の態様と
して第５図Ａに挙げたように圧電素子２の外周縁
に近接する周囲に沿つて刻設した周溝１ｃでも前
記横振動を遮断することができ、また同図Ｂ及び
Ｃに示したように前記段部１ｂ、周溝１ｃはケー
ス底面１ａの内面に形成するようにしても同様の
効果が得られる。更に前記段部１ｂ、周溝１ｃを
形成する際にケース底面への切込み深さを、底面
の肉厚に対し略1/3以内に留めることが望ましく、
それ以上大きくすると送受波感度を低下すること
が分かつた。 以上の通り本案によれば立ち上がり時間および
立ち下がり時間が短いので、近距離にある物体の
検知センサや近接スイツチとしての使用が可能に
なり、また出力電圧が高いので送受波感度が良く
しかも副極レベルの小さい指向性を呈することに
より低ノイズ性に優れる等幾多の効果をもたら
す。
部１a1が振動すると、圧電素子の外周縁から横方
向に派生する振動によつてケース底面の外周部１
a2も同時に中央部１a1とは逆位相で振幅するため
第４図中実線で示すように主極の両側にレベルの
大きな副極を伴つた指向特性を呈し、この副極に
より所定方向以外からのノイズを拾う悪影響を及
ぼしていた。 然るに本案はケース底面１ａの外面外周部にて
圧電素子２の外周縁に近接して段部１ｂを設けた
から、圧電素子から横方向に派生する振動を前記
段部１ｂによつて分散、吸収してケース底面の外
周部１ａが振動しないようにしたから第４図中点
線で示すように副極レベルの小さい指向特性が得
られる。 尚、上記実施例はケース底面１ａの外面に形成
した段部１ｂによつて圧電素子２から横方向に伝
播する振動を遮断するようにしたが、他の態様と
して第５図Ａに挙げたように圧電素子２の外周縁
に近接する周囲に沿つて刻設した周溝１ｃでも前
記横振動を遮断することができ、また同図Ｂ及び
Ｃに示したように前記段部１ｂ、周溝１ｃはケー
ス底面１ａの内面に形成するようにしても同様の
効果が得られる。更に前記段部１ｂ、周溝１ｃを
形成する際にケース底面への切込み深さを、底面
の肉厚に対し略1/3以内に留めることが望ましく、
それ以上大きくすると送受波感度を低下すること
が分かつた。 以上の通り本案によれば立ち上がり時間および
立ち下がり時間が短いので、近距離にある物体の
検知センサや近接スイツチとしての使用が可能に
なり、また出力電圧が高いので送受波感度が良く
しかも副極レベルの小さい指向性を呈することに
より低ノイズ性に優れる等幾多の効果をもたら
す。
第１図は本案による超音波マイクロフオンを示
し、Ａは一部を断面とした平面図、Ｂは縦断正面
図、第２図は本案のケースを構成する発泡性プラ
スチツクの一部断面図、第３図Ａはケース材料に
金属を用いた場合、同図Ｂはプラスチツクを用い
た場合の各超音波パルス特性図、第４図はケース
底面に段部を施した場合（点線）と施さない場合
（実線）の指向特性図、第５図Ａ〜Ｃは本案の他
例による要部断面図である。 １……発泡性プラスチツクよりなるケース、１
ａ……ケース底面、１ｂ……段部、１ｃ……溝
部、２……圧電素子。
し、Ａは一部を断面とした平面図、Ｂは縦断正面
図、第２図は本案のケースを構成する発泡性プラ
スチツクの一部断面図、第３図Ａはケース材料に
金属を用いた場合、同図Ｂはプラスチツクを用い
た場合の各超音波パルス特性図、第４図はケース
底面に段部を施した場合（点線）と施さない場合
（実線）の指向特性図、第５図Ａ〜Ｃは本案の他
例による要部断面図である。 １……発泡性プラスチツクよりなるケース、１
ａ……ケース底面、１ｂ……段部、１ｃ……溝
部、２……圧電素子。
Claims (1)
- 有底筒状ケースの底面を音波送受部としてその
内面中央に圧電素子を一体に貼着してなるものに
おいて、前記ケースを発泡性プラスチツク材料で
構成すると共に該ケース底面の、圧電素子の外周
縁に近接する周囲にて該圧電素子の外周縁から横
方向に派生する振動を緩和、吸収する段部または
溝部を設けたことを特徴とする超音波マイクロフ
オン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5970283U JPS59166599U (ja) | 1983-04-21 | 1983-04-21 | 超音波マイクロフオン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5970283U JPS59166599U (ja) | 1983-04-21 | 1983-04-21 | 超音波マイクロフオン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59166599U JPS59166599U (ja) | 1984-11-08 |
| JPS6345120Y2 true JPS6345120Y2 (ja) | 1988-11-22 |
Family
ID=30189947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5970283U Granted JPS59166599U (ja) | 1983-04-21 | 1983-04-21 | 超音波マイクロフオン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59166599U (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007114182A (ja) * | 2005-09-22 | 2007-05-10 | Denso Corp | 超音波センサの取付け構造 |
| JP4598747B2 (ja) * | 2006-12-18 | 2010-12-15 | 三菱電機株式会社 | 測距センサ及びそれを備えた設備機器 |
| EP2530953B1 (en) * | 2010-01-25 | 2018-03-14 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Ultrasonic vibration device |
| DE102011108403A1 (de) * | 2011-07-23 | 2013-01-24 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Montageverbund eines Kraftfahrzeugs |
-
1983
- 1983-04-21 JP JP5970283U patent/JPS59166599U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59166599U (ja) | 1984-11-08 |
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