[发明专利]超声波传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于发送、接收或传输超声波的超声波传感器。

背景技术

通常，公知的超声波传感器或超声开关用于物体的探测或其它的目的。其在例如公开号为S62-163781和S62-140378的日本实用新型中被公开。在这些现有技术中公开的超声波元件被用于防振目的的弹性构件覆盖，并被称为通过元件主体本身的振动产生超声波的密闭式超声波元件。除了所述的密闭式超声波元件外，还知道一种称为开放式超声波元件，其中超声波振荡器被安置在元件主体的内部，在该元件主体的一个表面上具有开口，这样通过振荡器产生的超声波能通过该开口传输。一种使用开放式超声波元件的传统超声波传感器现在将参照附图7A和7B进行描述。在下文的描述中，在图7A中朝着上侧和下侧延伸的方向被定义为上-下方向。

参照图7A和7B，传统的超声波传感器利用一个超声波元件100，其包括圆柱形的元件主体100a和一个超声波振荡器(未示出)，所述元件主体100a具有包括用于传输超声波的开口(未示出)的底部，所述超声波振荡器安置在元件主体100a内部以收发超声波。所述超声波元件100被收纳在具有底部的圆柱形的容纳部200a内，所述容纳部200a设在具有开口顶部的矩形盒形主体200内。主体200与具有开口底部的矩形盒形盖201连接，它们的开口互相面对。主体200和盖201构成壳体202。

一块平坦的印刷线路板203通过定位螺钉205被固定至主体200上。印刷线路板203包括用于响应来自外部的驱动信号而驱动超声波元件100的驱动电路和用于将超声波元件100所接收到的超声波转换成波接收信号的转换电路中的至少一个。

超声波元件100在元件主体100a的上表面上具有一对端子部100b，并且被收纳在容纳部200a内，使其端子部100b面向主体200的开口。端子部100b被焊接至印刷线路板203上。在容纳部200a的底部，形成有与超声波元件100的开口和外部相连通的连通孔200b。该连通孔200b起到喇叭的作用，其放大超声波的波传输范围并决定超声波的指向性。

因为元件主体100a在上述的开放式的超声波元件100中不会振动，因此没有必要使用用于防止振动目的的弹性构件。然而，当在容纳部200a内容纳超声波元件100时，由于超声波元件100和容纳部200a之间的间隙，难以正确地定位超声波元件100。这可能使得连通孔200b的中心和超声波元件100的开口的中心之间不对准，而影响超声波的指向性。因此，在超声波的指向性上存在变化，这可能使得探测性能恶化。因为上述指出的原因，在传统的超声波传感器中一个圆柱形的弹性构件204连接至超声波元件100，如图7A所示，从而填充容纳部200a和超声波元件100之间的间隙。结果，超声波元件100与弹性构件204在压力下接触，从而可被正确地定位在储存单元200a内。这使得有可能解决上述提到的问题。

然而，在传统的超声波传感器中，连接弹性构件204至超声波元件100的步骤延长了超声波传感器的制造时间，因为弹性构件204需要连接至超声波元件100上。此外，由于连接该弹性构件204至超声波元件100浪费时间，导致生产效率降低。另外，因为弹性构件204需要独立于例如超声波元件100的其它的构件生产，生产成本也会增加。

发明内容

考虑到上述问题，本发明提供一种超声波传感器，其能提高生产效率并降低生产成本。

根据本发明的第一实施例，提供一种超声波传感器，包括：超声波元件，其包括用于发送、接收或传输超声波的超声波振荡器、具有形成在一个表面上用于超声波通道的开口的元件主体、和从元件主体上突出的用于传送电流至超声波振荡器的端子部，该超声波振荡器安置在元件主体的内部；具有形成在一个表面上的用于与元件主体的开口相连通的开口的壳体，该壳体包括用于容纳超声波元件的容纳部和与容纳部一体地形成以定位超声波元件就位的定位部；和印刷线路板，其布置成将超声波元件夹在印刷线路板和壳体的容纳部之间，超声波元件的端子部被安装至印刷线路板上。

容纳部可包括围绕超声波元件的周壁，所述定位部是多个与周壁一体形成的肋，以与超声波元件在压力下接触。

容纳部可包括围绕超声波元件的周壁，所述定位部是多个形成在周壁内的薄壁段，薄壁段在周壁的径向上的厚度设置成比周壁的其余段的厚度更小。

根据本发明，超声波元件能利用与壳体一体形成的定位部被定位在容纳部中。这样去除了传统的超声波传感器中将弹性构件连接至超声波元件的必要，就使得有可能提高生产效率。另外，因为不需要如传统的超声波传感器那样独立制造弹性构件，生产成本能够减少。