KR20100063866A - Ultrasonic sensor and the menufacturing methodes of it - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An ultrasonic sensor and a manufacturing method thereof are provided to have a high position precision on an end of a terminal with controlling an increase of a reverberation vibration. CONSTITUTION: A substrate(34) forms a terminal fixing hole and an installation recess and inserts a vibration attenuation member(33). The attenuation member has an assembling recess of a concave of convex shape for a right position insertion. A case(32) has a recess of the concave or the convex shape corresponding to the attenuation member. The terminal and the substrate are inserted into the case inner surface without contacting the case.

Description

초음파 센서 및 그 제조방법 {Ultrasonic sensor and the menufacturing methodes of it}Ultrasonic sensor and the method of manufacturing the same {Ultrasonic sensor and the menufacturing methodes of it}

본 발명은 초음파 센서 및 그 제조 방법에 관한 것이며, 특히 예를 들어 자동차가 후진 시 장애물을 검지하여 사고를 사전에 방지하는 자동차용 후진 안전 장치에 이용되는 초음파 센서 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an ultrasonic sensor and a method for manufacturing the same, and more particularly, to an ultrasonic sensor and a method for manufacturing the same, which is used in a backward safety device for an automobile to detect an obstacle in advance when the vehicle reverses.

도 4는 종래의 초음파 센서의 일례를 나타내는 도해 도이다. 초음파 센서(40)는 알루미늄 등으로 형성된 바닥이 있는 통 형상의 케이스(2)를 포함한다. 케이스(2) 내부의 바닥면에는 압전 소자(3)의 한쪽 면이 접합 된다. 이 압전 소자(3)를 덮도록 하여 케이스(2) 내부의 거의 전체에 발포성 실리콘 등의 발포성 수지(4)가 충전돼 있다. 또한, 발포성 수지(4)를 덮도록 하여 케이스(2)의 개구부에, 단자(5a, 5b)를 갖는 기판(6)이 부착된다. 기판(6)의 양면에는 각각 단자(5a,5b)에 접속되는 전극(7a,7b)이 형성된다. 한쪽 단자(5a)는 기판(6)의 내측에 형성된 전극(7a) 및 전선(8)에 의해 압전 소자(3)의 다른 쪽 면에 접속된다. 또한, 다른 쪽 단자(5b)는 기판(6)의 외 측에 형성된 전극(7b) 및 땜납(9)에 의해, 케이스(2)를 개재하여 압전 소자(3)의 한쪽 면에 접속된다. 이 초음파 센서(40)를 이용하여 피 검출 물까지 의 거리를 측정할 경우, 단자(5a,5b)에 구동 전압을 인가함으로써 압전 소자(3)가 여진된다. 압전 소자(3)의 진동에 의해 케이스(2)의 바닥면도 진동하여, 도 4에 화살표로 나타내는 바와 같이 바닥면에 직교하는 방향으로 초음파가 방사된다. 초음파 센서(40)에서 방사된 초음파가 피 검출 물에서 반사하여 초음파 센서(40)에 도달하면, 압전 소자(3)가 진동하여 전기 신호로 변환되고 단자(5a,5b)에서 전기 신호가 출력된다. 따라서, 구동 전압을 인가하고 나서 전기 신호가 출력되기까지의 시간을 측정함으로써 초음파 센서(40)에서 피 검출 물까지의 거리를 측정할 수 있다. 이 초음파 센서(40)에서는, 케이스(2)의 내부에 발포성 수지(4)가 충전되어 있으므로 인해 케이스(2) 전체의 진동을 억제할 수 있다. 또한, 발포성 수지(4)의 내부에 있는 다수의 발포 구멍에 의해 케이스(2)의 내측에 발생하는 초음파가 산란·흡수된다. 그로 인해, 케이스(2) 자체의 진동 및 케이스(2) 내부에 담긴 초음파의 쌍방을 효율적으로 억제할 수 있어 잔향 특성을 개선할 수 있다(특허문헌 1 참조).4 is a schematic diagram showing an example of a conventional ultrasonic sensor. The ultrasonic sensor 40 includes a bottomed cylindrical case 2 formed of aluminum or the like. One surface of the piezoelectric element 3 is joined to the bottom surface of the case 2. The piezoelectric element 3 is covered so that almost all of the inside of the case 2 is filled with expandable resin 4 such as expandable silicone. Moreover, the board | substrate 6 which has the terminals 5a and 5b is attached to the opening part of the case 2 so that the foamable resin 4 may be covered. Electrodes 7a and 7b connected to the terminals 5a and 5b are formed on both surfaces of the substrate 6, respectively. One terminal 5a is connected to the other surface of the piezoelectric element 3 by an electrode 7a and an electric wire 8 formed inside the substrate 6. The other terminal 5b is connected to one surface of the piezoelectric element 3 via the case 2 by the electrode 7b and the solder 9 formed on the outer side of the substrate 6. When measuring the distance to a to-be-detected object using this ultrasonic sensor 40, the piezoelectric element 3 is excited by applying a drive voltage to the terminals 5a and 5b. Due to the vibration of the piezoelectric element 3, the bottom surface of the case 2 also vibrates, and ultrasonic waves are radiated in a direction orthogonal to the bottom surface as indicated by arrows in FIG. 4. When the ultrasonic wave emitted from the ultrasonic sensor 40 reflects off the water to be detected and reaches the ultrasonic sensor 40, the piezoelectric element 3 vibrates and is converted into an electrical signal, and an electrical signal is output from the terminals 5a and 5b. . Therefore, the distance from the ultrasonic sensor 40 to the object to be detected can be measured by measuring the time from the application of the driving voltage to the output of the electrical signal. In this ultrasonic sensor 40, since the foamable resin 4 is filled in the inside of the case 2, the vibration of the whole case 2 can be suppressed. In addition, the ultrasonic waves generated inside the case 2 are scattered and absorbed by the plurality of foaming holes in the foamable resin 4. Therefore, both the vibration of the case 2 itself and the ultrasonic wave contained in the case 2 can be suppressed efficiently, and reverberation characteristic can be improved (refer patent document 1).

특허 문헌 1: 일본국 공개 특허 평 11-266498호 공보Patent Document 1: Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-266498

한편 상기의 제시된 방법의 문제점을 개선하는 방법으로 대한민국 공개특허공보 10-2008-0083208에 도 3과 같은 방법이 제시되어 있다. 도 3은 바닥이 있는 통 형상의 케이스와, 케이스(12) 내부의 바닥면에 형성되는 압전 소자(11)와, 압전 소자(11)에 전기적으로 접속되는 단자(25a)와, 단자가 고정되는 기판(24)을 구비하고, 기판(24)은 진동의 전파를 억제하기 위한 감쇠 재(23)를 개재하여 케이스에 부착되고, 감쇠 재(23)는 케이스의 개구부를 덮도록 케이스의 단면(端面)과 기판의 주면(主面) 사이에 형성된 초음파 센서이다. 본 발명에 따른 초음파 센서의 제조 방법은, 바닥이 있는 통 형상의 케이스(12) 내부의 바닥면에 압전 소자(11)를 배치하는 공정과, 압전 소자(11)와 기판(24)에 고정되는 단자(25a, 25b)를 전기적으로 접속하는 공정과, 기판(24) 및 진동의 전파를 억제하기 위한 감쇠 재(23)에, 충전재를 충전하기 위한 관통 구멍(24a)을 형성하는 공정과, 기판(24)이 감쇠 재(23)를 개재하여 케이스에 부착되고, 또한 감쇠 제(23)이 케이스의 개구부를 덮도록 케이스(12) 의 개구부의 단면과 기판의 주면 사이에 감쇠 재(23)를 형성하는 공정과, 기판(24) 및 감쇠 재(23)를 관통하는 관통 구멍(24a)을 통하여 케이스 내부에 충전재를 충전하는 공정을 구비한 초음파 센서의 제조방법에 관한 것이다(특허문헌 2 참조)On the other hand, as a method for improving the problem of the above-described method is disclosed in the Republic of Korea Patent Publication No. 10-2008-0083208 as shown in FIG. 3 illustrates a bottomed cylindrical case, a piezoelectric element 11 formed on the bottom surface of the case 12, a terminal 25a electrically connected to the piezoelectric element 11, and the terminal is fixed. A substrate 24 is provided, and the substrate 24 is attached to the case via a damping material 23 for suppressing propagation of vibration, and the damping material 23 covers an opening of the case so that the end surface of the case is closed. ) And an ultrasonic sensor formed between the main surface of the substrate. The method of manufacturing the ultrasonic sensor according to the present invention includes the steps of arranging the piezoelectric element 11 on the bottom surface inside the cylindrical case 12 having a bottom, and fixed to the piezoelectric element 11 and the substrate 24. A step of electrically connecting the terminals 25a and 25b, a step of forming a through hole 24a for filling the filler in the substrate 24 and the damping material 23 for suppressing propagation of vibration, and a substrate 24 is attached to the case via the damping material 23, and the damping material 23 is disposed between the end surface of the opening of the case 12 and the main surface of the substrate so that the damping agent 23 covers the opening of the case. The manufacturing method of the ultrasonic sensor provided with the process of forming and the process of filling a filler inside a case through the through-hole 24a which penetrates the board | substrate 24 and the damping material 23 (refer patent document 2).

특허문헌 2: 대한민국 공개특허공보 10-2008-0083208Patent Document 2: Republic of Korea Patent Publication No. 10-2008-0083208

특허문헌 1 : 일본국 공개특허 평11-266498호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-266498

특허문헌 2 : 대한민국 공개특허공보 10-2008-0083208Patent Document 2: Republic of Korea Patent Publication No. 10-2008-0083208

일본국 공개특허 평 11-266498호에서 제시된 초음파 센서(40)에서는 단자(5a, 5b)를 가지므로 자동 실장이 가능했지만, 단자(5a,5b)를 갖는 기판(6)이 케이스 (2)의 측면에 직접 접촉하도록 부착되어 있기 때문에, 압전 소자(3)의 진동이 케이스(2) 및 기판(6)을 타고 전해져 단자(5a,5b)에서 감쇄되므로, 잔향 진동이 크게 되어 근거리 측정에 어려움이 있다. 또한 상기 대한민국 공개특허공보 10-2008-0083208에서 제시된 도 3에 의한 초음파 센서는 일본국 공개특허 평 11-266498에서 제시된 초음파 센서(40)와 비교하여 특히, 단자(25a,25b)를 갖는 원판 형상의 기판(24)이 케이스(12)에 직접 접촉하도록 부착되는 것이 아니라, 바닥이 있는 원통 형상의 케이스(12)의 개구부의 단면에 그 개구부를 덮는 감쇠 재(23)를 개재하여 기판(24)이 부착되며, 핀 단자 (25a,25b)는 기판(24) 및 감쇄 재(23)를 관통하도록 형성되고, 리드 선(26a,26b)에 의해 압전소자(11)에 전기적으로 접속한 후, 케이스(12) 내부에는 발포성 수지(22)가 충전되도록 제안하여 압전 소자(11)의 진동이 기판(24)과 단자(25a,25b)에 전해지기 어려운 구조로 제시되었다. 또한 단자(25a, 25b)의 선단 부분의 위치 정밀도를 향상하고, 나아가 외부 응력에 대한 내성을 갖는 초음파 센서를 제공할 수 있음을 제시하였다. 그러나 도 3에 나타내는 초음파 센서는 기판(24) 및 단자(25a,25b)의 위치 정밀도를 높이기 위해서는 초음파 센서의 조립 작업 시 별도의 소정의 위치 결정용 장치가 필요하므로 조립 작업이 어려우며, 기판이 조립된 후 발포성 수지(22)를 충전하여 센서를 제작한 후에는 케이스 (12)의 개구부 단면과 감쇄 재(23)의 부착력에 의해 센서의 기계적 강도가 결정되나, 부착부위의 접착 강도의 저하로 센서를 자동 실장 하는 경우 또는 외부의 응력이 센서의 단자(25a,25b) 또는 기판(24), 감쇄 재(23) 에 가해질 경우, 케이스(12)의 개구부에 부착되어 있는 감쇄 재(23)가 떨어지거나 위치 변동이 발생하여 초음파 단자 핀의 위치 정밀도가 떨어지며, 나아가 외형의 변형 및 단선 등으로 인하여 센서가 고장 날 염려가 있다.In the ultrasonic sensor 40 disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 11-266498, since the terminal 5a, 5b has the terminals 5a, 5b, the automatic mounting is possible, but the substrate 6 having the terminals 5a, 5b is formed of the case 2. Since it is attached so as to directly contact the side surface, the vibration of the piezoelectric element 3 is transmitted through the case 2 and the substrate 6 to be attenuated at the terminals 5a and 5b, so that the reverberation vibration is large, making it difficult to measure the short distance. have. In addition, the ultrasonic sensor according to FIG. 3 shown in Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2008-0083208 has a disk shape having terminals 25a and 25b, in particular, compared to the ultrasonic sensor 40 shown in Japanese Patent Laid-Open No. 11-266498. The substrate 24 is not attached to the case 12 so as to be in direct contact with the substrate 12, but the substrate 24 is disposed on the end face of the opening of the bottomed cylindrical case 12 via the damping material 23 covering the opening. The pin terminals 25a and 25b are formed to penetrate the substrate 24 and the damping member 23, and are electrically connected to the piezoelectric element 11 by the lead wires 26a and 26b. The inside of (12) was proposed to be filled with the expandable resin 22, so that the vibration of the piezoelectric element 11 was proposed to be difficult to transmit to the substrate 24 and the terminals 25a and 25b. In addition, it has been proposed that the ultrasonic sensor having improved positional accuracy of the tip portions of the terminals 25a and 25b and further having resistance to external stress can be provided. However, in order to increase the positional accuracy of the substrate 24 and the terminals 25a and 25b, the ultrasonic sensor shown in FIG. 3 requires a separate predetermined device for assembling the ultrasonic sensor. After filling the foamed resin 22 and manufacturing the sensor, the mechanical strength of the sensor is determined by the end surface of the case 12 and the adhesive force of the damping member 23. Is automatically mounted, or when external stress is applied to the terminals 25a, 25b of the sensor, the substrate 24, or the damping member 23, the damping member 23 attached to the opening of the case 12 falls. In addition, the positional accuracy of the ultrasonic terminal pins may be reduced due to a change in position, and the sensor may be broken due to deformation and disconnection of the external shape.

그래서, 본 발명은 압전소자의 진동 전달이 어렵고, 단자의 선단 부분에서 높은 위치 정밀도를 가지면서, 나아가 초음파 센서의 용이한 조립 작업 방법을 제공하고, 외부에서 인가되는 강력한 응력에 대한 초음파 센서의 기계적 강도를 높여 고장의 염려가 없는 초음파 센서 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.Therefore, the present invention is difficult to transmit vibration of the piezoelectric element, and has a high positional accuracy at the tip of the terminal, and further provides an easy assembly work method of the ultrasonic sensor, the mechanical of the ultrasonic sensor against the strong stress applied from the outside It is to provide an ultrasonic sensor and a method of manufacturing the same to increase the intensity, there is no fear of failure.

도 1은 이 발명에 의해 제작된 신규 초음파 센서의 일례를 나타내는 도면이다. 본 발명에 따른 초음파센서의 제조방법은 도 1에서 바닥이 있는 통 형상의 케이스(32) 내부의 바닥면에 압전소자(31)를 배치하는 공정과, 기판(34)으로 전달되는 압전 소자(31)의 진동을 차단하기 위해 감쇄 재(33)를 단자(35a,35b)가 삽입되어 있는 기판(34)의 외주면 전체 또는 일부분에 둘러 쌓거나, 기판(34) 하부에 하나 이상의 홈(34b)을 형성하고, 이 부분에 감쇄 재(33)를 끼우거나 부착하는 방법으로 감쇄 재(33)를 일체화하는 공정과, 상기 일체화된 기판(34) 및 감쇄 재(33)를 케이 스(32) 의 내부로 밀어넣어 케이스(32) 내부에 형성되어 있는 예를 들면 하나 이상의 홈(32a) 가 있는 지점에 위치하는 공정과, 압전소자(31)와 기판(34)에 고정되는 단자(35a,35b)를 리드 선(36a,36b)과 전기적으로 접속하는 공정과, 상기 기판(34)에 하나 이상의 관통 구멍(34a)을 형성하여 그 관통 구멍을 통하여 케이스(32) 내부에 충전재로 케이스(32) 내부 바닥면부터 충전을 시작하여 기판(34)의 상부까지 충전재가 덮이도록 충전하여 기판(34) 및 감쇄 재(33)를 밀봉하여 충전하는 공정을 구비한 초음파센서의 제조 방법이다. 여기서 케이스(32)의 내부에는 상기 기판(34) 와 일체화된 감쇄 재(33)가 기판(34)의 외주 면과 케이스(32)의 내부 면 사이에서 일정한 압력을 받으며 균일한 깊이까지만 들어갈 수 있도록 케이스 (32) 내부의 안지름 치수를 조정하고, 케이스 내부 면에 하나 이상의 홈을 형성하는 공정이 포함된다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows an example of the novel ultrasonic sensor produced by this invention. Method of manufacturing an ultrasonic sensor according to the present invention is the process of arranging the piezoelectric element 31 on the bottom surface of the inner cylindrical case 32 having a bottom in Figure 1, and the piezoelectric element 31 is transferred to the substrate 34 To attenuate the vibration of the attenuator 33, the attenuating material 33 is enclosed in the whole or part of the outer circumferential surface of the substrate 34 in which the terminals 35a and 35b are inserted, or one or more grooves 34b are formed in the lower portion of the substrate 34. A step of integrating the attenuating material 33 by forming and inserting or attaching the attenuating material 33 to the portion, and the integrated substrate 34 and the attenuating material 33 inside the casing 32. Process to be located at a point where, for example, one or more grooves 32a are formed inside the case 32, and the terminals 35a and 35b fixed to the piezoelectric element 31 and the substrate 34. Electrically connecting the lead wires 36a and 36b, and forming at least one through hole 34a in the substrate 34 and Filling the inside of the case 32 with the filler through the through hole from the bottom surface of the inside of the case 32 to fill the cover to the upper portion of the substrate 34 to seal the substrate 34 and the damping material 33 It is a manufacturing method of the ultrasonic sensor provided with the process of filling. In this case, the damping material 33 integrated with the substrate 34 may be inserted into the case 32 so that the damper 33 may enter a uniform depth while being subjected to a constant pressure between the outer circumferential surface of the substrate 34 and the inner surface of the case 32. Adjusting the inner diameter dimension of the case 32 and forming one or more grooves in the case inner surface.

본 발명에 따른 초음파 센서의 제조 방법에 있어서 일체화된 기판(34) 및 감쇄 재(33)의 높이가 케이스(32) 내부 공간으로 완전히 들어갈 수 있도록 크기가 제한되는 것이 바람직하나 도 2와 같이 일체화된 기판(34) 및 감쇄 재(33)의 높이가 케이스의 높이보다 커서 케이스 후면 부를 덮는 구조로 제작되어도 된다.In the manufacturing method of the ultrasonic sensor according to the present invention, it is preferable that the height of the integrated substrate 34 and the damping material 33 is limited in size so as to completely enter the inner space of the case 32. The height of the board | substrate 34 and the damping material 33 may be larger than the height of a case, and may be manufactured in the structure which covers a case back part.

본 발명에 따른 초음파 센서의 제조 방법에 있어서 기판(34)에 감쇄 재(33)를 일체화시키는 공정에서는 기판(34) 외 주부 전면에 감쇄 재(33)를 둘러 끼우거나 접착제로 붙여도 되며, 기판 외주면 일부분에 감쇄 재(33) 이 끼워져 움직이지 못하도 록 홈을 만들어, 그 홈에 감쇄 재(33)의 일부를 끼움으로써 감쇄 재(33)를 기판과 일체화시켜도 된다. In the manufacturing method of the ultrasonic sensor according to the present invention, in the step of integrating the damping member 33 on the substrate 34, the damping member 33 may be enclosed or glued on the front surface of the outer surface of the substrate 34. The attenuating material 33 may be integrated with the substrate by making a groove so that the attenuating material 33 is prevented from moving by inserting a part of the attenuating material 33 into the groove.

본 발명에 따른 초음파 센서의 제조 방법에 있어서 기판(34)에 감쇄 재(33)를 일체화한 후 케이스(32)의 내부에 끼워 넣을 때, 케이스(32)의 내부 면과 감쇄 재(33) 사이의 미끄럼 마찰력을 줄여 조립작업을 용이하게 하고, 케이스(32)의 진동이 기판에 전달되기 어렵게 하도록 감쇄 재(33)의 외부 면에 한 개 이상의 홈을 형성하여도 된다.In the method of manufacturing the ultrasonic sensor according to the present invention, when the damping member 33 is integrated into the substrate 34 and then inserted into the case 32, between the inner surface of the case 32 and the damping member 33. One or more grooves may be formed on the outer surface of the damping member 33 so as to reduce the sliding friction force of the assembly to facilitate the assembly work and to make it difficult to transmit the vibration of the case 32 to the substrate.

본 발명에 따른 초음파 센서의 제조 방법에 있어서 핀 단자의 위치가 회전되지않고 일정하게 조립되도록 기판(34) 와 조립되는 감쇄 재(33)에 예를 들면 길이 방향으로 볼록 홈을 형성하고, 케이스(32)의 내부 면에 상기 감쇄 재(33)에 대응하는 오목 홈을 형성하여도 된다. In the manufacturing method of the ultrasonic sensor according to the present invention, for example, a convex groove is formed in the attenuating material 33 assembled with the substrate 34 so that the position of the pin terminal is uniformly assembled without being rotated, and the case ( A concave groove corresponding to the damper 33 may be formed on the inner surface of the 32.

본 발명에 따른 초음파센서에서는 케이스(32)에 압전 소자(31)가 형성되고, 단자가 고정되어 있는 기판(34)이 그 외주 면의 전체 또는 일부분이 감쇄 재(33)로 싸여 상기 케이스(32) 내부에 삽입되므로, 기판(34)의 어느 일부분이라도 상기 케이스(32) 내면에 접촉되기 어렵고, 따라서 압전 소자(31)의 진동이 기판(34)이나 단자(35a,35b)에 전달되기 어려우므로 진동 전달에 의한 초음파 센서의 잔향 진동이 증가하는 현상이 방지되므로 가까운 거리 측정이 가능한 초음파 센서를 제작할 수 있다.In the ultrasonic sensor according to the present invention, the piezoelectric element 31 is formed on the case 32, and the substrate 34 on which the terminal is fixed is entirely or partially surrounded by the damping material 33 on the outer circumferential surface of the case 32. Since a portion of the substrate 34 hardly contacts the inner surface of the case 32, the vibration of the piezoelectric element 31 is hardly transmitted to the substrate 34 or the terminals 35a and 35b. Since the phenomenon in which the reverberation vibration of the ultrasonic sensor is increased due to the vibration transmission is prevented, an ultrasonic sensor capable of measuring a short distance can be manufactured.

또한 본 발명에 따른 초음파 센서는 감쇄 재(33)가 기판의 외주면 전체 또는 일부분에 형성되어 있으므로 기판(34)을 케이스 내부에 삽입해도 압전 소자(31)의 진동이 기판(34) 및 단자 핀(35a,35b)에 전달되지 않으면서 케이스(32) 내면의 크기 및 홈(32a) 높이 및 깊이를 제어함으로써 항상 균일한 위치에 기판 (32)가 조립된 감쇄 재(33)를 조립할 수 있으며, 따라서 단자의 정밀한 수직 및 수평 위치정밀도를 얻을 수 있으며, 나아가 단자 선단의 높이의 정밀 제어도 가능하다.In addition, in the ultrasonic sensor according to the present invention, since the damping material 33 is formed on the entire or part of the outer circumferential surface of the substrate, even when the substrate 34 is inserted into the case, the vibration of the piezoelectric element 31 may be caused by the substrate 34 and the terminal pin ( By controlling the size of the inner surface of the case 32 and the height and depth of the grooves 32a without being transmitted to 35a and 35b, the damper 33 having the substrate 32 assembled in a uniform position can be assembled at all times, thus Accurate vertical and horizontal positioning accuracy of the terminal can be obtained, and the height of the terminal tip can be precisely controlled.

나아가 본 발명에 의한 초음파센서는 일체화된 기판(34) 및 감쇄 재(33)의 삽입 공정만으로 조립이 완성되므로 위치 결정을 위한 별도의 장치를 사용할 필요가 없고, 케이스(32)와의 접착 공정이 필요 없게 되므로 초음파 센서의 조립작업이 쉬워진다.Furthermore, the ultrasonic sensor according to the present invention does not need to use a separate device for positioning since the assembly is completed only by the insertion process of the integrated substrate 34 and the attenuator 33, and the bonding process with the case 32 is required. This makes it easier to assemble the ultrasonic sensor.

나아가 본 발명에 의한 초음파 센서는 상기 감쇄 재(33)가 일체화된 기판을 상기 케이스 (32)에 밀어 넣어 조립한 상태에서 상기 기판(34)에 형성된 충전용 관통 구멍(34a)을 통하여 압전 소자(31)의 (+) 리드 선(35a) 및 (-) 리드 선(35b)을 삽입 고정된 단자 핀(35a) 및 단자 핀 (35b)의 기판(34)의 바깥쪽 부분 또는 안쪽 부분에 직접 납땜 작업을 할 수 있어 작업 공정이 쉬워져서 단선, 냉 땜 등에 의한 불량 위험이 적어진다.Furthermore, the ultrasonic sensor according to the present invention includes a piezoelectric element through a charging through hole 34a formed in the substrate 34 in a state in which the substrate in which the damping material 33 is integrated is pushed and assembled into the case 32. The (+) lead wire 35a and (-) lead wire 35b of 31 are directly soldered to the outer part or the inner part of the board 34 of the terminal pin 35a and the terminal pin 35b that are fixed in place. Work can be done, making the work process easier and reducing the risk of defects caused by disconnection, cold soldering, etc.

나아가 본 발명에 의한 초음파센서는 상기 감쇄 재(33)가 끼워진 기판(34)을 케이스 내부에 끼워 조립한 상태에서, 상기 기판(34)에 하나 이상 형성된 관통 구멍(34a)을 통하여 충전재를 기판의 하부 부위부터 충전하기 시작하여 기판의 상부가 완전히 덮이도록 충전하고, 기판(34) 상하 부는 충전재용 구멍(34a)에 의해 경화된 충전재가 연결되어 접착되므로, 완성된 초음파 센서는 단자 부분의 응력이 매우 커 기판(34) 및 감쇄 재(33)의 위치가 변경되거나 부착이 떨어질 염려가 없으므로 단선 등의 불량이 발생하기 어렵고, 나아가 외부 응력에 높은 신뢰성을 지닌 초음파센서를 얻을 수 있다.Furthermore, the ultrasonic sensor according to the present invention is a state in which the filler is inserted through the through hole 34a formed in the substrate 34 in a state in which the substrate 34 into which the attenuator 33 is inserted is assembled into the case. Since the filling is started from the lower part, the upper part of the substrate is completely covered, and the upper and lower parts of the substrate 34 are bonded to each other by bonding the hardened filler material by the filling hole 34a. Since the position of the substrate 34 and the attenuator 33 is very large, there is no fear that the position of the substrate 34 and the attenuator 33 may be changed or the adhesion thereof may be deteriorated.

또한 본 발명에 따른 초음파 센서는 감쇄 재(33)가 기판(34)의 외주면 전체 또는 일부분에 형성되어 있으므로 기판(34)을 케이스(32) 내부에 끼워 조립해도 압전소자의 진동이 기판(34)에 전달되지 않으면서 동시에 상기 케이스(32)와 기판(34) 사이에서 탄성이 있는 감쇄 재(33)가 일정 압력으로 케이스 밀어주게 되므로 이로 인하여 케이스의 진동 억제 효과를 얻을 수 있어서 잔향 진동이 적은 초음파 센서를 얻을 수 있다.In addition, in the ultrasonic sensor according to the present invention, since the damping material 33 is formed on the whole or part of the outer circumferential surface of the substrate 34, the vibration of the piezoelectric element is generated even when the substrate 34 is inserted into the case 32. At the same time, the elastic damping material 33 is pushed between the case 32 and the substrate 34 at a predetermined pressure without being transmitted to the case. Thus, the vibration suppression effect of the case can be obtained, thereby reducing the reverberation vibration. A sensor can be obtained.

또한 본 발명에 따른 초음파센서의 제조 방법에서는 기판(34) 및 감쇄 재(33)가 케이스 내부에 배치되고 나서, (+)선과 (-)선을 납땜할 수 있으므로 작업 중 기판에 고정된 단자의 위치를 변경하지 않고서도 작업을 할 수 있어 단자가 원하는 위치에 위치하도록 하는데 용이하고, 충전재가 기판의 관통구멍을 통해 기판 하부부터 상부까지 빈틈없이 충전이 가능할 뿐만 아니라 작업 중 케이스 내면의 위치 변경을 초래하지 않으므로 조립된 기판의 수직 수평을 정확히 유지할 수 있으며, 나아가 기판의 상하 부가 연결되도록 충전재가 충전됨으로써 기판 및 감쇄 재가 강하게 밀봉 접착되므로 완성된 초음파 센서는 외부 응력에 의한 기계적 강도가 매우 강해진다. 따라서 외부의 응력에 의한 센서의 불량 발생 염려가 적고 핀 단자의 위치 정밀도를 안정적으로 유지할 수 있다.In addition, in the method of manufacturing the ultrasonic sensor according to the present invention, since the substrate 34 and the damping material 33 are disposed inside the case, the (+) wire and the (-) wire can be soldered so that the terminal fixed to the substrate during the operation can be Work can be done without changing the position, making it easy to position the terminal at the desired position, and the filling material can be filled from the bottom to the top of the board through the through-holes of the board. Since it does not cause the vertical level of the assembled substrate can be maintained accurately, and the filler is filled so that the upper and lower portions of the substrate are connected, the substrate and the attenuator are strongly sealed and bonded, so that the finished ultrasonic sensor has a very strong mechanical strength due to external stress. Therefore, there is little possibility of sensor defect caused by external stress and stable positional accuracy of pin terminal can be maintained.

본 발명에 따르면, 핀 단자를 가지는 초음파 센서의 잔향 진동의 증가를 억제하고 단자의 선단 부분에서 높은 위치 정밀도를 가지며, 나아가 외부 응력에 대한 불량이 발생할 염려가 적고, 조립이 용이한 초음파 센서 및 그 제조방법이 얻어진다.According to the present invention, the ultrasonic sensor having a pin terminal suppresses the increase in reverberation vibration, has a high positional accuracy at the tip portion of the terminal, and is less likely to cause defects on external stress, and is easy to assemble. A manufacturing method is obtained.

본 발명의 상술한 목적, 그 밖의 목적, 특징 및 이점은 도면을 참조하여 행하는 이하의 실시 예의 설명으로부터 한층 명확해질 것이다.The above objects, other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of the embodiments made with reference to the drawings.

도 1은 본 발명에 따른 초음파 센서의 일례를 나타내는 도해 도이다. 도 1에 나타내는 초음파 센서(10)는 예를 들면 바닥이 있는 원통형 상의 케이스(32) 및 측벽으로 구성된다. 케이스(32)는 예를 들면 알루미늄 등의 금속 재료로 형성된다. 케이스(32)의 형상은 방사되는 초음파의 퍼짐 형식에 따라 예를 들면 단면이 대략 타원 형상으로 설계 변경되어도 된다.1 is a schematic diagram showing an example of an ultrasonic sensor according to the present invention. The ultrasonic sensor 10 shown in FIG. 1 is comprised by the case 32 and the side wall of a cylindrical shape with a bottom, for example. The case 32 is formed of a metal material such as aluminum, for example. The shape of the case 32 may be changed into a substantially elliptical shape in cross section, for example, in accordance with the spreading form of the emitted ultrasonic waves.

케이스(32) 내부의 바닥면에는 압전 소자(31)가 부착된다. 압전 소자(31)의 한 면은 접착제 등에 의해 케이스(32)의 바닥면 부에 접착된다.The piezoelectric element 31 is attached to the bottom surface of the case 32. One surface of the piezoelectric element 31 is adhered to the bottom surface portion of the case 32 by an adhesive or the like.

케이스(32)의 바닥면에 부착되어 있는 압전 소자(31)의 바로 윗면에는 발생 된 초음파 에너지를 분산 흡수하기 위해 부직포 등으로 제작된 흡음재(30)가 실리콘 접착제 등으로 접착된다.A sound absorbing material 30 made of a nonwoven fabric or the like is adhered to the upper surface of the piezoelectric element 31 attached to the bottom surface of the case 32 by a silicone adhesive or the like to disperse and absorb the generated ultrasonic energy.

케이스(32)의 내부에는 실리콘 고무로 이루어지는 감쇄 재(33)가 끼워진다. 감쇄 재(33)는 케이스(32)나 압전 소자(31)로부터 발생한 진동이 전달되기 어렵게 제작되어 기판이나 단자 핀 등에 진동 전달을 억제하기 위함이다. 감쇄 재(33)는 예를 들면 케이스(32)의 외경보다 최소한 같거나 큰 원형 링 모양으로 형성된다. 또한 감쇄 재(33)는 그 안지름 형상이 기판(34)의 외부 면에 형성되어 있는 홈(34b)에 대응되는 형상으로 만들어 예를 들면 기판(34)의 홈(34a)에 접착제로 붙이거나, 기판을 제작할 때 예를 들면 플라스틱 재료로 제작할 경우에는 이종 사출 방법을 적용하여 제작해도 된다.Inside the case 32, a damping material 33 made of silicone rubber is fitted. The attenuation material 33 is intended to suppress vibrations generated from the case 32 or the piezoelectric element 31 so as not to transmit the vibrations to the substrate or the terminal pin. The damping material 33 is formed into a circular ring shape that is at least equal to or larger than the outer diameter of the case 32, for example. In addition, the damping material 33 is formed into a shape whose inner diameter corresponds to the groove 34b formed on the outer surface of the substrate 34, and is attached to the groove 34a of the substrate 34 with an adhesive, When manufacturing a board | substrate, for example, when manufacturing with a plastic material, you may manufacture by applying a heterogeneous injection method.

기판(34)은 예를 들면 플라스틱 재료를 이용한 원형 기둥 모양으로 형성된다. 기판의 중앙에는 단자 핀(35a,35b)의 고정에 사용되는 관통 구멍(31a,31b)이 형성되어 있고, 관통 구멍이 있는 부분은 그 외 다른 부분의 기판(34)의 두께보다 얇게 형성해도 된다. The substrate 34 is formed in a circular columnar shape using, for example, a plastic material. Through-holes 31a and 31b used for fixing the terminal pins 35a and 35b are formed in the center of the substrate, and the portion having the through-holes may be formed thinner than the thickness of the substrate 34 in other portions. .

또한 기판의 주 면에는 충전제를 충전할 수 있는 관통 구멍이 한 개 이상 형성되어 있으며, 기판(34)의 외주 면에는 예를 들면 외 주면 전체 또는 일부분에 상 기 감쇄 재(33)를 끼워넣거나 접착하는데 편리하고, 감쇄 재(33)의 위치 변경이 어렵게 하기 위하여 한 개 이상의 홈을 형성할 수 있다.In addition, one or more through-holes for filling filler are formed in the main surface of the substrate, and the attenuator 33 is inserted into or adhered to, for example, the entire or part of the outer main surface of the outer peripheral surface of the substrate 34. One or more grooves may be formed in order to make it convenient and to make it difficult to change the position of the damping member 33.

기판(34)에는 직선 형상의 2개의 핀 단자(35a,35b)가 단자용 구멍(31a,31b)에 각각 삽입 고정된다. 이 경우, 이들 핀 단자(35a,35b)는 그들의 한쪽 끝 부분이 기판(34)의 한쪽 주면 측 즉, 하측에 배치되고, 그들의 다른 쪽 부분이 기판(34)의 다른 쪽 주면 측 즉 상측에 배치된다.Two pin terminals 35a and 35b having a linear shape are inserted into and fixed to the substrate holes 34a and 31b, respectively, on the substrate 34. In this case, these pin terminals 35a and 35b have one end portion thereof disposed on one main surface side of the substrate 34, i.e., the lower side thereof, and the other part thereof is disposed on the other main surface side of the substrate 34, i. do.

기판(34)의 외부 면에 형성되어 있는 홈(34b)에 감쇄 재(33)를 끼우거나 접착하고, 기판(34)의 상부 면에 형성되어 있는 구멍(31a,31b)을 통하여 단자 핀(35a, 35b)을 조립 고정한 기판(34) 는 케이스(32)의 개구부 선단 면으로부터 케이스(32) 내부 방향으로 감쇄 재(33)가 아래쪽으로 향하도록 삽입하기 시작하여, 예를 들면 감쇄 재(33)의 외부 측면 또는 바닥면이 케이스(32) 내부 면에 형성되어 있는 예를 들면 홈(32a)에 받쳐 더 이상 밀려들어가지 않을 때까지 삽입한다. 즉, 이로써 핀 단자(35a,35b) 및 기판(34)이 케이스(32)의 내부 면과 감쇄 재(33)로 이루어진 가이드 라인을 기준으로 일직선상으로 수평 및 수직 방향으로 정렬되며, 나아가 단자 핀의 정밀한 높이 조절도 가능하다.The attenuation material 33 is inserted or adhered to the groove 34b formed in the outer surface of the substrate 34 and the terminal pins 35a through the holes 31a and 31b formed in the upper surface of the substrate 34. , The substrate 34 on which the assembly 35b is assembled is inserted into the case 32 so that the attenuating material 33 faces downward from the end face of the opening of the case 32 toward the inside of the case 32. The outer side or bottom surface of the case 32 is inserted into the inner surface of the groove 32a, for example, until it is not pushed further. That is, the pin terminals 35a and 35b and the substrate 34 are aligned in a horizontal and vertical direction in a straight line with respect to the guide line made up of the inner surface of the case 32 and the damping material 33. Precise height adjustment is also possible.

압전 소자(31)의 (+) 극에 연결되어 있는 리드 선(36b) 와 압전 소자(31)의 (-)에 해당하는 케이스(32)의 내부 면에 예를 들면 도전성 접착제 등으로 접착되어있는 리드 선(36a)은 기판(34) 및 핀 단자(35a,35b), 감쇄 재(33)의 결합체의 기판 상부 면에 하나 이상으로 형성되어 있는 구멍을 통과하여 기판(34)의 주 면의 바깥쪽 방향에서 단자 핀(35a,35b)에 각각 납땜 된다. 여기서 리드 선(36a,36b)의 납땜 위치는 기판의 바깥쪽 주면 상부에 형성되어 있는 단자 핀(35a,35b)에 납땜하는 것으로 한정된 것이 아니며, 조립의 편리성에 따라 기판 안쪽 주면 하부 방향으로 통과된 단자 핀(35a,35b)의 하부 선단에 납땜해도 된다.The lead wire 36b connected to the (+) pole of the piezoelectric element 31 and the inner surface of the case 32 corresponding to the (-) of the piezoelectric element 31 are bonded to each other with, for example, a conductive adhesive or the like. The lead wire 36a passes through one or more holes formed in the upper surface of the substrate of the combination of the substrate 34 and the pin terminals 35a and 35b and the damping material 33 so as to be outside the main surface of the substrate 34. It is soldered to the terminal pins 35a and 35b in the lateral direction, respectively. Here, the soldering positions of the lead wires 36a and 36b are not limited to soldering to the terminal pins 35a and 35b formed on the outer main surface of the substrate. The lower tips of the terminal pins 35a and 35b may be soldered.

케이스(32)의 내부는 기판(34)의 충전용 관통 구멍(34a)을 통하여 충전재를 케이스(32) 내부 하측 면부터 충전하기 시작하여, 감쇄 재(33) 및 기판(34)의 윗부분까지 충전하여 감쇄 재(33) 및 기판(34)이 완전 밀봉 되도록 충전한다.The inside of the case 32 begins to fill the filler from the lower side of the inside of the case 32 through the filling through hole 34a of the substrate 34 to fill the damping material 33 and the upper portion of the substrate 34. The attenuator 33 and the substrate 34 are filled to be completely sealed.

다음으로 이 초음파 센서(10)의 제조방법의 일례에 대하여 설명한다.Next, an example of the manufacturing method of this ultrasonic sensor 10 is demonstrated.

먼저, 케이스(32) 및 압전 소자(31)가 준비되고 케이스(32)에 압전 소자(31)가 접착된다.First, the case 32 and the piezoelectric element 31 are prepared, and the piezoelectric element 31 is adhered to the case 32.

그리고, 케이스(32) 및 압전 소자(31)에는 리드 선(36a,36b)이 각각 납땜 된다.The lead wires 36a and 36b are soldered to the case 32 and the piezoelectric element 31, respectively.

또한, 핀 단자(35a,35b)와 기판(34) 와 감쇄 재(33)가 준비되고 그들이 조합된다.In addition, the pin terminals 35a and 35b, the substrate 34 and the damping material 33 are prepared and they are combined.

그리고, 기판(34) 및 감쇄 재(33) 등이 케이스(32)의 개구부 선단 면으로부터 케이스(32) 내부 방향으로 감쇄 재(33)가 아래쪽으로 향하도록 끼워 넣고, 이때, 예를 들면 감쇄 재(33)의 외부 측면이나 바닥면이 케이스(32) 내부 면에 형성되어 있는 예를 들면 홈(32a)에 받쳐 더 이상 밀려들어가지 않을 때까지 끼워 넣는다.Then, the substrate 34, the damping material 33, and the like are sandwiched from the front end face of the case 32 so that the damping material 33 faces downward in the case 32. At this time, for example, The outer side surface or the bottom surface of (33) is supported by, for example, the groove 32a formed on the inner surface of the case 32, and is inserted until it is no longer pushed in.

또한 제조방법의 예에서는 기판(34)의 하단부에 감쇄 재(33)를 끼울 수 있는 홈을 형성한 후 그들이 포개지는 방식으로 조합하여 케이스(32)의 개구부를 통해 끼워넣었다. 그러나 기판(34) 및 감쇄 재(33)는 이 제조방법의 예에 한정되지 않으며, 기판 외주 면에 홈을 형성하는 방법 및 이 홈에 대항하여 조합되는 감쇄 재(33)의 모양은 기판(34)에 감쇄 재(33)가 조합되고, 기판과 조립된 형태에서 감쇄 재의 외경의 크기가 케이스(32)의 안지름의 크기보다 최소한 더 커서, 감쇄 재가 케이스(32)의 내부에 바깥방향으로 소정의 압력이 가해지면서 밀려들어 갈 때, 조합된 조립체 원형의 변형 없이 케이스 내부에 형성된 홈에 의하여 소정의 위치에 도달할 수 있는 다수의 방안에 대해서도 적용된다.In addition, in the example of the manufacturing method, the grooves into which the damping material 33 can be inserted at the lower end of the substrate 34 are formed, and then they are put together through the opening of the case 32 in a manner that is superimposed. However, the substrate 34 and the damping material 33 are not limited to the example of this manufacturing method, and the shape of the damping material 33 which is combined against the groove and the method of forming the groove on the outer peripheral surface of the substrate is the substrate 34. ), The outer diameter of the damper is at least larger than the inner diameter of the case 32 in the assembled form with the substrate, so that the damper is predetermined in the outward direction inside the case 32. The same applies to a number of ways in which, when pressure is pushed in, a predetermined position can be reached by a groove formed inside the case without deformation of the combined assembly circle.

그 후, 케이스(32)의 내부에는 충전용 관통 구멍(34a)을 통하여 충전용 실리콘이 기판(34) 및 감쇄 재(33)의 조립체 하부 면부터 충전하기 시작하여 충전용 관통 구멍(34a)을 통과하여 기판(34) 및 감쇄 재(33)의 상부 면까지 연속하여 충전한다. Thereafter, inside the case 32, the filling silicon begins to charge from the lower surface of the assembly of the substrate 34 and the damping material 33 through the filling through hole 34a to fill the filling through hole 34a. Through it, it is continuously filled to the upper surface of the substrate 34 and the damping material 33.

이와 같이 하여 초음파 센서가 완성된다.In this way, the ultrasonic sensor is completed.

이 초음파 센서(10)의 제조방법에서는, 기판(34) 및 감쇄 재(33)가 케이스(32) 의 내부에 배치되고 나서, 충전용 수지가 기판(34)에 형성되어 있는 충전용 관통 구멍(34a)을 통하여 케이스(32)의 내부의 하측 면부터 기판(34)의 충전용 관통 구멍(34a)을 지나 케이스(32)의 상층부까지 연결되어 충전된다. 그로 인해 기판(34) 및 감쇄 재(33)의 조립체가 충전재에 의해 완전 밀봉된다. 그로 인해, 기판 및 감쇄 재 조립체가 케이스 내부에서 수직 및 수평을 유지한 상태에서 충전재가 충전되므로 핀 단자(35a 35b)의 선단 부분의 위치 어긋남을 막을 수 있다. 또한, 감쇄 재(33)가 케이스(32)의 내부 단면에 소정의 힘으로 압력을 주면서 끼워져 고 정되므로, 감쇄 재(33)가 수평을 유지함과 동시에, 압전 소자(31)의 진동에 의한 케이스(32) 의 진동을 억제하는 효과가 있어, 초음파 센서의 잔향 진동이 작은 초음파 센서를 제작할 수 있으며, 충전제가 기판(34)의 충전제 구멍을 통하여 기판(34) 및 감쇄 재(33)의 조립체 아래 윗면을 통과하여 충전하므로, 상기 기판(34) 및 충전재(33)의 조립체가 충전제에 의하여 완전 밀봉되어, 예를 들면 외부에서 응력이 가해진다 해도 단자 핀(35a 35b)의 위치 정밀도를 유지할 수 있으며, 나아가 단선의 염려가 적고, 기판(34) 및 감쇄 재(33)의 위치 변동에 의한 특성 변화의 염려가 적어 초음파 센서의 신뢰성이 높아진다.In the manufacturing method of this ultrasonic sensor 10, after the board | substrate 34 and the attenuation material 33 are arrange | positioned inside the case 32, the filling through hole which the filling resin is formed in the board | substrate 34 ( Through 34a), the lower surface of the inside of the case 32 is connected to the upper layer of the case 32 through the filling through hole 34a of the substrate 34 to be charged. As a result, the assembly of the substrate 34 and the damping material 33 is completely sealed by the filler. Therefore, since the filler is charged while the substrate and the damping material assembly are kept vertical and horizontal in the case, it is possible to prevent the positional displacement of the tip portion of the pin terminal 35a 35b. In addition, since the damping member 33 is fixed to the inner end face of the case 32 by applying a predetermined force to the inner end face of the case 32, the damping member 33 is kept horizontal and the case caused by the vibration of the piezoelectric element 31. There is an effect of suppressing the vibration of the (32), it is possible to produce an ultrasonic sensor with a small reverberation vibration of the ultrasonic sensor, the filler under the assembly of the substrate 34 and the damping material 33 through the filler hole of the substrate 34 By filling through the upper surface, the assembly of the substrate 34 and the filler material 33 is completely sealed by the filler, so that the positional accuracy of the terminal pins 35a 35b can be maintained even if stress is applied externally, Furthermore, there is little concern about disconnection, and there is little concern about the characteristic change by the positional change of the board | substrate 34 and the damping material 33, and the reliability of an ultrasonic sensor becomes high.

또한 이 초음파 센서(10)에서는 기판(34) 및 감쇄 재(33)의 조립체가 케이스(32) 의 내부에 끼워질 경우, 케이스(32) 내부에 미리 형성되어 있는 예를 들면 홈(32a)에 의하여 자연스럽게 끼워짐 깊이가 결정되기 때문에, 조립 작업이 간편해 지고, 나아가 항상 일정한 위치에 감쇄 재(33)가 놓이게 되므로 케이스(32)의 전체 진동을 항상 일정한 수준에서 줄이는 효과가 있으므로 특성이 균일한 초음파 센서를 제작할 수 있다.In addition, in the ultrasonic sensor 10, when the assembly of the substrate 34 and the damping material 33 is fitted inside the case 32, the ultrasonic sensor 10 may be formed in, for example, the groove 32a previously formed in the case 32. Since the fitting depth is naturally determined, the assembling work is simplified, and the damping material 33 is always placed at a constant position, so that the overall vibration of the case 32 is always reduced at a constant level, so that the ultrasonic characteristics are uniform. Sensors can be manufactured.

또한 이 초음파 센서(10)에서는 케이스(32)로부터 핀 단자(35a,35b)로 진동의 전파 등 케이스(32)와 핀 단자(35a,35b)의 진동 간섭이 감쇄 재(33) 및 충전재용 수지로 줄어지거나 차단되기 때문에, 물체 검지시의 잔향 신호나 수신 신호의 진동 누설 신호의 영향 등이 억제되고, 즉 진동 누설 등에 따른 잔향 특성 열화가 없고, 나아가 외부에서 핀 단자(35a,35b)를 경유한 불필요한 진동 등의 전파의 영향도 억제된다.In this ultrasonic sensor 10, vibration interference between the case 32 and the pin terminals 35a and 35b, such as the propagation of vibrations from the case 32 to the pin terminals 35a and 35b, is reduced in the damping material 33 and the filler resin. Since it is reduced or blocked, the influence of the reverberation signal or the vibration leakage signal of the received signal at the time of object detection is suppressed, that is, there is no deterioration of the reverberation characteristic due to vibration leakage or the like, and also via the pin terminals 35a and 35b from the outside. The influence of radio waves such as unnecessary vibration is also suppressed.

또한, 이 초음파 센서(10)에서는 케이스(32)에 압전 소자(31)가 형성되고, 핀 단자(35a, 35b)가 고정되어 있는 기판(34)의 외주면 전체 또는 일부가 감쇄 재(33)에 의하여 부착되거나 기판(34)의 외주 면에 하나 이상 형성되어 있는 홈(34b)으로 둘러싸인 상태로 케이스(32)의 내부에 삽입되므로, 기판(34)이 케이스(32) 에 직접 접촉하지 않으며, 압전 소자(31)로부터 케이스(32)를 개재하여 기판(34) 나 핀 단자(35a, 35b)에의 진동 전파가 감쇄 재(33)로 억제된다. 즉, 압전 소자(31)의 진동이 기판(34)이나 핀 단자(35a 35b)에 전해지기 어렵다.In the ultrasonic sensor 10, the piezoelectric element 31 is formed in the case 32, and the whole or part of the outer circumferential surface of the substrate 34 on which the pin terminals 35a and 35b are fixed is attached to the damping material 33. The substrate 34 is not directly in contact with the case 32 because the substrate 34 is inserted into the case 32 in a state of being enclosed by the groove 34b attached thereto or surrounded by at least one outer peripheral surface of the substrate 34. Vibration propagation from the element 31 to the substrate 34 and the pin terminals 35a and 35b via the case 32 is suppressed by the damping material 33. That is, vibration of the piezoelectric element 31 is hardly transmitted to the board | substrate 34 or the pin terminal 35a 35b.

또한 이 초음파 센서(10)에서는 감쇄 재(33)가 케이스(32)의 내부의 면에 밀착하여 케이스 내부 면에 수평으로 형성된 예를 들면 하나 이상의 홈(32a) 까지 예를 들면 수직으로 형성된 하나 이상의 홈(32b)을 가이드 라인으로 하여 삽입되고, 감쇄 재가 케이스(32)의 내부 면에서 기판(34)과 사이에서 압력을 받으며 끼워지게 형성된다. 그로 인하여 케이스 내부의 수평 홈(32a)에 의해 양호한 수평이 얻어지고, 케이스(320의 내부의 수직 홈(32b)에 의해서 양호한 수직이 얻어지며,따라서 케이스(32)나 압전 소자(31)에 대하여 기판(34)의 양호한 수평 성 및 수직 성이 얻어지고, 나아가서는 핀 단자(35a 35b)의 다른 쪽 끝 부분의 선단 부분(실장 측 부분의 선단 부분)에서 높은 위치 정밀도가 얻어진다.In addition, in the ultrasonic sensor 10, the damping material 33 is in close contact with the inner surface of the case 32, for example, at least one vertically formed up to, for example, one or more grooves 32a horizontally formed on the inner surface of the case 32, for example. The groove 32b is inserted as a guide line, and the damping material is formed to be fitted under pressure between the substrate 34 and the substrate 34 on the inner surface of the case 32. As a result, good horizontality is obtained by the horizontal grooves 32a inside the case, and good verticality is obtained by the vertical grooves 32b inside the case 320, and thus, with respect to the case 32 or the piezoelectric element 31. Good horizontality and verticality of the board | substrate 34 are obtained, and also high positional precision is obtained by the front end part (front end part of a mounting side part) of the other end part of the pin terminal 35a 35b.

또한 이 초음파 센서(10)에서는 실장 된 후에, 예를 들면 초음파 센서에 횡 방향으로 힘이 가해져도, 기판(34)이나 감쇄 재(33)에 힘이 전달되지 않으므로 초음파 센서가 특성 변형이나 파괴될 염려가 없으며, 나아가 기판(34) 및 감쇄 재(33) 및 핀 단자 핀(35a,35b)에 전기적으로 접속되어 있는 리드 선에 큰 응력이 가해 지지 않으므로 특성이 변화되기 어렵다.In addition, even after a force is applied to the ultrasonic sensor in the lateral direction after being mounted in the ultrasonic sensor 10, the force is not transmitted to the substrate 34 or the attenuator 33, so that the ultrasonic sensor may be deformed or destroyed. There is no concern, and furthermore, since a large stress is not applied to the lead wires electrically connected to the substrate 34, the damping material 33, and the pin terminal pins 35a and 35b, the characteristics are hard to change.

도 2, 도 3은 이 발명에 따른 초음파 센서의 다른 예를 나타내는 도해 도이다. 도 2 에 나타낸 초음파 센서(20)는 도 1에 나타내는 초음파 센서(10)에 비해, 감쇄 재(33)의 길이가 길어, 감쇄 재(33)의 끝단 부분에 케이스를 덮도록 단을 형성하게 제작하고, 기판(34)의 크기는 감쇄 재의 끝 단면과 일치하거나 작게 제작하여 조립한다. 이후 기판의 중앙에 하나 이상의 충전용 구멍을 두어 충전용 수지를 충전 하 센서를 제작한다.2 and 3 are schematic diagrams showing another example of the ultrasonic sensor according to the present invention. Compared to the ultrasonic sensor 10 shown in FIG. 1, the ultrasonic sensor 20 shown in FIG. 2 has a longer length of the attenuator 33 and forms a stage to cover the case at the end of the attenuator 33. In addition, the size of the substrate 34 coincides with the end section of the damping material or is made smaller and assembled. Thereafter, at least one filling hole is placed in the center of the substrate to prepare a sensor to fill the filling resin.

도 2에 나타내는 초음파 센서(20)에서는 도 1에 나타내는 초음파 센서(10)에 비해, 감쇄 재(33)가 케이스(32)의 내부 면뿐만 아니라 케이스(32)의 개구부 끝 단면에 걸쳐 접착되도록 형성되어 있으므로, 감쇄 재가 케이스에 닿는 면적이 넓어져 진동 저하의 효과가 커지며, 나아가 기판(34) 및 단자 핀(35a 35b)의 위치 결정이 쉬워져 초음파 센서의 조립이 쉬워진다는 효과도 발휘한다.In the ultrasonic sensor 20 shown in FIG. 2, compared with the ultrasonic sensor 10 shown in FIG. 1, the attenuation material 33 is formed to adhere not only to the inner surface of the case 32 but also to the end surface of the opening of the case 32. As a result, the area where the damping material contacts the casing becomes wider, and the effect of lowering vibration is increased. Furthermore, the positioning of the substrate 34 and the terminal pins 35a 35b is facilitated, and the assembly of the ultrasonic sensor is also facilitated.

또한 도 3의 초음파센서(21)에서는 기판(34)에 감쇄 재(33)를 일체화한 후 케이스(32)의 내부에 끼워 넣을 때, 감쇄 재(33)의 외부 면에 예를 들면 동심원 모양을 한 한 개 이상의 홈을 형성하여 케이스(32)의 내부 면과 감쇄 재(33) 사이의 미끄럼 마찰력을 줄여 조립작업을 용이하게 하고, 케이스(32)의 진동이 기판에 전달되기 어렵게 하여 잔향 진동이 작은 초음파 센서를 제작할 수 있다.In addition, in the ultrasonic sensor 21 of FIG. 3, when the damping member 33 is integrated with the substrate 34 and inserted into the case 32, a concentric shape, for example, is formed on the outer surface of the damping member 33. One or more grooves are formed to reduce the sliding friction between the inner surface of the case 32 and the damping material 33 to facilitate assembly work, and the vibrations of the case 32 are less likely to be transmitted to the substrate, thereby reverberating vibration Small ultrasonic sensors can be manufactured.

또한 도 4의 초음파 센서(22)에서는 기판(34)과 조립되는 감쇄 재(33)에 예 를 들면 깊이 방향으로 오목 또는 볼록 홈을 형성하고, 그 홈과 상대되는 볼록 또는 오목 홈을 케이스의 내부의 깊이 방향에 형성하여 예를 들면 기판 또는 감쇄 재가 원형일 경우에도 기판 및 감쇄 재를 케이스 내부에 조립할 때 핀 단자의 위치가 항상 일정한 각도를 갖으면서도 별도의 장치 없이 쉽게 조립할 수 있다.In addition, in the ultrasonic sensor 22 of FIG. 4, concave or convex grooves are formed in the damping material 33 assembled with the substrate 34 in the depth direction, for example, and convex or concave grooves corresponding to the grooves are formed inside the case. For example, even when the substrate or the damping member has a circular shape, when the substrate and the damping member are assembled inside the case, the pin terminals may be easily assembled without a separate device while always having a constant angle.

또한 상술한 각 초음파 센서에서는 감쇄 재(33)의 재료로서 실리콘 고무가 이용되고 있지만, 실리콘 고무 이외에 발포 우레탄, 발포 스펀지 등 감쇄 효과가 있는 것이라면 다른 재료를 이용해도 된다.In addition, although the silicone rubber is used as the material of the damping material 33 in each of the ultrasonic sensors described above, other materials may be used as long as they have a damping effect such as foamed urethane and foam sponge in addition to the silicone rubber.

또한, 상술한 각 초음파 센서에서는 각 부위가 특정한 크기, 형상, 배치, 재료의 수로 규정되어 있지만, 이 발명에서는 그들을 임의로 변경해도 된다.In addition, although each site | part is prescribed | regulated by the specific size, shape, arrangement | positioning, and number of materials in each ultrasonic sensor mentioned above, you may change them arbitrarily in this invention.

도 1은 본 발명에 따른 초음파 센서의 일례를 나타내는 도해 도이다.1 is a schematic diagram showing an example of an ultrasonic sensor according to the present invention.

도 2, 도 3, 도 4 는 본 발명에 따른 초음파 센서의 다른 예를 나타내는 도해 도이다.2, 3 and 4 are schematic diagrams showing another example of the ultrasonic sensor according to the present invention.

도 5는 본 발명의 배경이 되는 초음파 센서의 일례를 나타내는 도해 도이다.5 is a schematic diagram showing an example of an ultrasonic sensor as a background of the present invention.

도 6은 종래의 초음파 센서의 일례를 나타내는 도해 도이다.6 is a schematic diagram showing an example of a conventional ultrasonic sensor.

<부호의 설명><Code description>

10 본 발명에 따른 초음파 센서10 Ultrasonic sensor according to the invention

20 본 발명에 따른 다른 예의 초음파 센서20 Ultrasonic Sensor of Another Example According to the Present Invention

21 본 발명에 따른 또 다른 예의 초음파 센서21 Another Example Ultrasonic Sensor According to the Present Invention

22 본 발명에 따른 또 다른 예의 초음파 센서22 Another Example Ultrasonic Sensor According to the Present Invention

30 종래의 초음파 센서30 conventional ultrasonic sensors

40 종래의 또 다른 초음파 센서40 conventional ultrasonic sensors

Claims (8)

바닥이 있는 통 형상의 케이스Tub-shaped case with bottom 상기 케이스 내부의 바닥 면에 형성되는 압전 소자Piezoelectric element formed on the bottom surface inside the case 상기 압전 소자에 전기적으로 접속되는 단자 A terminal electrically connected to the piezoelectric element 상기 압전 소자를 덮도록 하여 상기 케이스 내에 충전되는 충전용 수지Filling resin filled in the case to cover the piezoelectric element 상기 단자가 고정되는 구멍이 형성되고 진동 감쇄 재를 끼우거나 부착용 홈이 형성된 기판.And a hole to which the terminal is fixed and to which a vibration damping member is inserted or an attachment groove is formed. 상기 단자가 삽입된 기판을 감싸고 정 위치 끼움이 쉽도록 수평 및 수직으로 오목 또는 볼록 형상의 조립용 홈이 있는 감쇄 재,Attenuating material having a concave or convex assembling groove horizontally and vertically so as to surround the substrate into which the terminal is inserted and to easily fit in position. 상기 감쇄 재에 대응하여 감쇄 재가 일정 위치에 끼워질 수 있도록 수직 및 수평 방향으로 형성된 오목 또는 볼록 홈을 갖는 케이스A case having a concave or convex groove formed in the vertical and horizontal directions so that the damping material can be fitted at a predetermined position corresponding to the damping material; 상기 단자 및 기판 및 감쇄 재의 조립체가 단자 및 기판이 케이스에 닿지 않고 케이스 내부 면에 끼워지는 것을 특징으로 하는 초음파 센서Ultrasonic sensor, characterized in that the assembly of the terminal and the substrate and the damping material is fitted to the inner surface of the case without the terminal and the substrate touching the case 청구항 1에 있어서 The method according to claim 1 상기 감쇄 재의 바깥 지름의 크기는 상기 케이스 내부 지름의 크기를 a라 했을 때 그 크기가 a보다 최소한 같거나 1.3배 범위에 있는 것을 특징으로 하는 초음파 센서 The size of the outer diameter of the damping material is an ultrasonic sensor, characterized in that the size of the inner diameter of the case is at least equal to 1.3 or 1.3 times the size of a 청구항 2 에 있어서In claim 2 상기 감쇄 재는 그 외주 면에 길이방향 또는 수평 방향으로 하나 이상의 오목 또는 볼록 홈 모양의 조립 가이드를 가지는 것을 특징으로 하는 초음파 센서The damping material has an ultrasonic sensor characterized in that it has an assembly guide of at least one concave or convex groove shape in the longitudinal direction or the horizontal direction on its outer peripheral surface 청구항 3에 있어서The method according to claim 3 상기 감쇄 재는 그 외주 면에 다수의 요철 또는 돌기를 형성하여 케이스 내부면 과의 닿는 접촉 면을 최소로 한 것을 특징으로 한 초음파 센서 The attenuator has a plurality of irregularities or protrusions formed on the outer circumferential surface thereof to minimize the contact surface with the inner surface of the case. 청구항 4에 있어서 The method according to claim 4 상기 감쇄 재는 기판 부 및 케이스보다 연질인 재료인 탄성 라버 재질로 구성되고 그 경도가 15 - 80 범위에 있는 것을 특징으로 하는 초음파 센서 The damping material is made of an elastic rubber material, which is softer than the substrate and the case, and has an hardness in the range of 15 to 80 ultrasonic sensors. 청구항 1에 있어서The method according to claim 1 상기 기판은 상기 케이스의 바닥면에서부터 내부 높이가 H일 때 그 높이가 H 보다 0.9배 이하의 크기로 제작되어 충전용 수지로 밀봉 충전되는 것을 특징으로 하는 초음파 센서The substrate is an ultrasonic sensor, characterized in that the height is made 0.9 times or less than H when the inner height from the bottom surface of the case is filled with a filling resin sealed 청구항 6에 있어서The method according to claim 6 상기 기판에서 충전용 관통 구멍이 하나 이상 형성되고, 기판의 외주 면에 상기 감쇄 재를 끼워 맞추거나 접착할 수 있는 수평 또는 수직 홈이 하나 이상 형성된 것을 특징으로 하는 초음파 센서At least one filling through hole is formed in the substrate, and at least one horizontal or vertical groove is formed on the outer circumferential surface of the substrate to fit or adhere the damping material. 바닥이 있는 통 형상의 케이스 내부의 바닥면에 압전소자를 배치하는 공정과Arranging the piezoelectric element on the bottom surface of the inside of the cylindrical case with the bottom; 상기 기판에 진동 전파를 억제하기 위한 충전재를 충전하기 위한 관통 구멍을 형성하는 공정과Forming a through hole for filling the substrate with a filler for suppressing vibration propagation; 상기 기판의 외주 면의 전체 또는 일부분에 형성된 홈에 상기 감쇄 재를 끼우거나 혹은 부착하는 공정과Inserting or attaching the damping material to a groove formed in all or part of an outer circumferential surface of the substrate; 상기 감쇄 재가 상기 케이스의 내부 면의 전체 또는 일부 부분과 밀착되면서 들어가 상기 기판의 어느 한 부분이라도 케이스에 닿지 않으면서 상기 케이스 내부에 형성된 홈 부분을 기준으로 정 위치에 놓이도록 끼워 넣는 공정과A step of inserting the damping material into close contact with the whole or a part of the inner surface of the case so that any part of the substrate is placed in position with respect to the groove formed in the case without touching any part of the substrate; 상기 압전 소자와 기판에 고정된 단자를 전기적으로 접속하는 공정과 상기 기판을 관통하는 하나 이상의 충전용 관통구멍을 통하여 상기 케이스 내부에 충전재를 기판의 하부부터 기판의 상부까지 빈틈없이 충전하여 상기 기판과 감쇄 재를 충전재로 밀봉하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파센서의 제조 방법Electrically connecting the piezoelectric element and the terminal fixed to the substrate, and filling the inside of the case with a filler from the lower side of the substrate to the upper side of the substrate through at least one charging through-hole penetrating the substrate. Method for producing an ultrasonic sensor comprising the step of sealing the damping material with a filler
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