超声波传感器制造技术

本发明专利技术涉及超声波传感器。本发明专利技术提供一种改善导电构件的焊接性，而且减少了零部件数、组装简单的超声波传感器。本发明专利技术的超声波传感器具有：压电元件（１１２），容纳上述压电元件（１１２）并使其一个电极与底面电连接的铝外壳（１１１），与压电元件（１１２）的另一个电极连接的第一导电构件（１１３ａ），由包含与上述外壳（１１１）的焊接性良好的材料的包层材料构成的第二导电构件（１１３ｂ）；通过焊接来接合上述外壳（１１１）和上述第二导电构件（１１３ｂ）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有压电元件的超声波传感器。技术背景超声波传感器产生超声波并接收产生的超声波。超声波传感器用于例如， 障碍物检测系统等间歇性地产生超声波并通过接收来自存在于周围的障碍物 的反射来检测物体的系统，或者测定到对象物的距离的测距系统等。在测距系 统中，检测超声波传感器的信号并测量从发送到接收超声波的时间，根据测量 的时间来测定到对象物的距离。图7表示现有的超声波传感器的一例的构成图。超声波传感器10大致包括传感器外壳11、压电元件12、 一对端子13以 及緩冲材料15等。传感器外壳11是由铝形成的有底筒状的部件，其底部lla 作为振动板起作用。压电元件12在其上表面及下表面上形成有电极(称为上表面电极、下表 面电极)。通过在该一对电极之间施加电压而使压电元件12产生压电变形，而 且通过施加外力而在一对电极之间产生电荷。该压电元件12配置在作为振动 板起作用的传感器外壳11的底部lla上。而且，压电元件12的上表面电极，通过电线14与一方的端子13电连接。 另一方面，压电元件12的下表面电极与由铝(导电材料)构成的传感器外壳 11的底面11a电连接。该传感器外壳11和另一方的端子13使用配线图形电连 接。由此，压电元件12做成与一对端子13电连接的结构。另外，在传感器外 壳11的内部填充了用于防止超声波的反射的緩沖材料15(参照专利文献1、2、 3、 4)。专利文献1:日本特开平9 - 284896号公报， 专利文献2:日本特开平11 - 266498号公报，专利文献3:日本特开2000-32594号公报， 专利文献4:日本特开2002 - 209294号公报。现有的超声波传感器通过压电元件的机械共振而使其振动，因此通常传感 器外壳使用铝。然而，在铝的性质方面，存在的问题是，特别不容易进行软钎 焊；使用导电性粘接剂在固化时需要加热等二次工序且不容易涂敷。因此，在连接铝和电线及端子板时，虽然提出了例如，在传感器外壳上形 成配合部，利用黄铜或铜等的连接销或配线图形进行软钎焊等的方法，但存在 的问题是需要形成配合部的工序，还需要销的成本，并且组装性不良等。
技术实现思路
解决上述问题，提供一种不仅改善焊接性，而且减少了零部件数并能够简单地 进行组装的超声波传感器。为达到上述目的，根据本专利技术，提供一种超声波传感器100，该超声波传 感器具有压电元件112、容纳上述压电元件112并使其一个电极与底面电连接 的铝外壳111,与上述压电元件112的另一个电极连接的第一导电构件113a， 以及由包含与上述外壳111的焊接性良好的材料的包层材料构成的第二导电 构件113b;通过焊接来接合上述外壳111和上述第二导电构件113b。 另外，上述包层材料还可以包含软钎焊接合性良好的材料。 而且，也可以是上述包层材料的一个面由铝构成，而与该一个面相对的另 一个面由镍构成。还有，上述第一导电构件113a也可以由与上述第二导电构件113b相同的 包层材料构成。而且，也可以在上述第一导电构件113a的上述另一个面上软钎焊导线114 的一端，并且将该导线114的另一端与上述压电元件112的另一个电极进行软 钎焊。另外，上述标号归根结底是参考，由此并不限定本专利技术的保护范围。 根据本专利技术，通过导电构件使用包含与铝外壳的焊接性良好的成分的包层材料，可改善焊接性，而且减少零部件数，并通过简单的组装提供超声波传感器。附图说明图1是本专利技术的一个实施例的剖视立体图。 图2是本专利技术的一个实施例的分解立体图。 图3是本专利技术的一个实施例的包层材料的图。图4是表示本专利技术的一个实施例的导电构件、导线、压电元件和外壳的组装状态的图。图5是本专利技术的一个实施例的将导电构件和压电元件安装在外壳中的图。 图6是本专利技术的一个实施例的在填充了填充材料后切断了导电构件的连接部的图。图6 (a)是图6 (b)的A-A剖视图，除去了吸声材料和填充材料进行表示。图6 (b)是在填充了填充材料后切断了导电构件的连接部的图，表示图6 (a)的B-B剖视图。图7是现有的超声波传感器的一例的构成图。图中100-超声波传感器，111-铝外壳，112-压电元件，113-导电构件， 114-导线，118-吸声材料，119-填充材料。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施例进行说明。图1是本专利技术的一个实施例的剖视立体图，图2是表示本专利技术的一个实施 例的分解立体图。本实施例的超声波传感器100是产生超声波并输出到外部，并且接收来自 外部的反射波的收发信号型的超声波传感器，包括铝外壳(以下称为"外壳") 111、压电元件112、具有第一导电构件113a及第二导电构件113b的导电构件 113、导线114、吸声材料118、填充材料119、环氧系胶粘剂(未图示)等。外壳111通过切削加工等将铝形成为具有底部lllb的大致圆筒状(有底 筒状形状)。由于压电元件112通过使底部lllb振动而产生超声波，并且利用 通过接收超声波进行振动的底部lllb的振动来生成电信号，因此外壳111使 用振动特性好的铝。如图2所示，在外壳111的内周部形成有阶梯部llla。阶 梯部llla如后所述焊接第二导电构件113b。压电元件112在超声波传感器中进行振动-电的相互转换。压电元件112在陶资的强电介质的晶体的两端涂敷银电极，并施加高电压进行极化处理而形 成。压电元件112以与外壳111的底面相对的方式进行容纳并固定。压电元件 112的下表面的电极在进行该固定时与外壳111电连接。而且，如后所述，第 二导电构件113b的第二连接部117a (参照图4，对此在后面叙述)通过焊接 与外壳111的阶梯部llla连接。由此，第二导电构件113b通过外壳111与压 电元件112的底面一侧的电^l电连接。压电元件112通过使铝外壳111的底部lllb振动而发送超声波，由铝外 壳111的底部lllb接收的超声波利用压电元件112转换为电信号。在压电元件112的上表面电极上，直接通过软钎焊或导电胶粘剂等来连接 导线114的一端。而且，导线114的另一端通过软钎焊等与第一导电构件113a 的另一个面115b (参照图3，对此在后面叙述)连接。以下，说明导电构件113。导电构件113是超声波传感器的输出兼输入端子。与压电元件112的上下 表面的电极导通，可与外部电路连接。该导电构件113具有第一导电构件113a 和第二导电构件113b。在本实施例中，第一导电构件113a和第二导电构件113b通过压力机冲裁 一体形成。此时，第一导电构件113a和第二导电构件113b在利用连接部113c 连接的状态下进行沖裁加工。该连接部113c在将填充材料119填充到外壳111 中之后除去，由此第一导电构件113a和第二导电构件113b分离。从而，直到 结束填充材料119的填充处理，都可以将第一导电构件113a和第二导电构件 113b作为一体处理，可使制造工序变得容易。另外，第一导电构件113a和第 二导电构件113b并不局限于这样一体形成的结构，也可以分别通过压力机冲 裁等来形成。在本实施例中，作为导电构件113，如图3所示，使用在一个面上配置第 一金属体115a，而在与该一个面相对的另一个面上配置第二金属体115b的结 构的包层材料。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波传感器，其特征在于，具有：压电元件，容纳上述压电元件并使其一个电极与底面电连接的铝外壳，与上述压电元件的另一个电极连接的第一导电构件，以及　由包含与上述外壳的焊接性良好的材料的包层材料构成的第二导电构件；通过焊接来接合上 述外壳和上述第二导电构件。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：古河宪一，
申请(专利权)人：三美电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]