專利名稱：超聲波裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及超聲波裝置，特別涉及具有壓電元件及構成共振電路的部件的超聲波裝置。
背景技術：
圖7是傳統的超聲波發生系統的實例的方塊結構圖。
傳統的超聲波發生系統1被用于利用超聲波的測距系統等。超聲波發生系統1主要由超聲波發生裝置11和驅動電路12構成。超聲波發生裝置11根據從驅動電路12供給的驅動電壓而被驅動，產生超聲波。驅動電路12由微型機31、激勵電路32、升壓變壓器33等構成。
微型機31產生用于使超聲波向超聲波發生裝置11發送的脈沖。微型機31所產生的脈沖被供給到激勵電路32。激勵電路32放大微型機31供給的脈沖。在激勵電路32中被放大的脈沖被供給到升壓變壓器33的原線圈L1。升壓變壓器33在次級線圈L2上產生將施加在原線圈L1上的電壓升壓了的電壓。產生于升壓變壓器33的次級線圈L2上的電壓被供給到構成超聲波發生裝置11的導線41。超聲波發生裝置11做成將壓電元件42收納于殼體43內的結構，通過導線41將被施加的電壓施加給壓電元件42。壓電元件42由從導線41所施加的電壓驅動，從殼體43的底面發生超聲波。
但是，在傳統的超聲波發生系統中，將壓電元件42和升壓變壓器33分離配置。因此，壓電元件42及升壓變壓器33的周邊溫度不同。若周邊溫度不同，則會有共振頻率數偏移且不能高效輸出超聲波等的問題。
發明內容
本發明鑒于上述問題而進行，其目的在于提供一種能獲得對溫度穩定的特性的超聲波裝置。
本發明在發送超聲波的超聲波裝置中，具有壓電元件111以及與壓電元件111構成共振電路的部件115，其特征在于壓電元件111和部件115一體地收納于殼體118內。
另外，還具有以下特征具有接收超聲波的接收機構116。并且，還具有以下特征具有將與壓電元件111連接的內部配線112、113與從殼體118引出的導線116、117連接的中繼基板114，部件115搭載于中繼基板114上。
此外，還具有以下特征部件115，包含線圈L1、L2。
此外，還具有以下特征設定線圈L1、L2的電感的溫度的變化以抵消對應于壓電元件111的溫度的頻率特性的變化。
此外，還具有以下特征搭載線圈L1、L2，使得線圈在收納于殼體118內之后，能調整其電感。
此外，上述參照符號只是參考，因此不限定專利權利的范圍。
根據本發明，通過將壓電元件、與壓電元件構成共振電路的部件一體地收納于殼體內，能使周圍的溫度相同，所以能獲得對溫度穩定的特性。
圖1是本發明第1實施例的分解立體圖。
圖2是本發明第1實施例的剖視圖。
圖3是本發明第1實施例的等效電路圖。
圖4是本發明第1實施例的動作說明圖。
圖5是本發明第2實施例的分解立體圖。
圖6是本發明第2實施例的剖視圖。
圖7是傳統超聲波發生系統實例的方塊結構圖。
圖中100、200-超聲波發生裝置，111-壓電元件，112、113-編織線，114、214-中繼基板，115、215-升壓變壓器，116、117-導線，118-殼體，119-填充材料。
具體實施例方式
〔第1實施例〕圖1是本發明第1實施例的分解立體圖，圖2是本發明第1實施例的剖視圖。
本實施例的超聲波發生裝置100是產生超聲波，向外部輸出，并且接收來自外部的反射波的收發型超聲波傳感器，由壓電元件111、編織線112、113、中繼基板114、升壓變壓器115、導線116、117、殼體118、填充材料119構成。
殼體118是將鋁材形成有底圓筒狀的殼體，在內周部形成用于將中繼基板114定位的臺階部161。臺階部161通過底面側的直徑r1比開口面側的直徑r2小而形成。
壓電元件111做成在形成于大致直徑為r1的圓形形狀的陶瓷基板121上形成電極122、123的結構。電極122形成于陶瓷基板121的箭頭Z1方向側的面上，電極123形成于陶瓷基板121的箭頭Z2方向側的面上。壓電元件111收納在殼體118內并使箭頭Z2方向側的面對向殼體118的底面。此時，壓電元件111的箭頭Z2方向側的面由導電糊劑固定在殼體111的底面上。此外，電極123利用導電糊劑與殼體118電連接。
編織線112的一端利用軟釬焊或導電糊劑等與壓電元件111的電極122連接，另一端與中繼基板114連接。編織線113的一端通過軟釬焊或導電糊劑等固定在殼體118內側面。此外，編織線113的另一端通過軟釬焊或導電糊劑等固定在中繼基板114的印刷電路配線圖形上。以此，壓電元件111的電極123通過殼體118及編織線113與中繼基板114連接。
中繼基板114由玻璃環氧樹脂構成，并形成了配線圖形。在中繼基板114上，搭載有升壓變壓器115，并且連接有編織線112、113及導線116、117。
圖3是表示用于說明中繼基板114的配線圖形的圖。圖3(A)是中繼基板114的箭頭Z1方向側的面，圖3(B)是中繼基板114的箭頭Z2方向側的面。
中繼基板114做成切掉直徑r2的圓形形狀的相互對向的部分，并形成有通孔131～134、接合區圖形135～148及配線圖形149～152。通孔131、132貫通中繼基板114，并在該箭頭Z1方向側的周圍形成了接合區圖形139、140，在箭頭Z2方向側的周圍形成了接合區圖形135、136。
在通孔131、132中從箭頭Z1方向側的面貫通導線116。導線116在中繼基板114的箭頭Z2方向側的面上被軟釬焊在接合區135、136上。形成于通孔131、132的箭頭Z1方向側周圍的接合區圖形139、140通過配線圖形149、150與接合區圖形143、144連接。
在接合區圖形143、144、145、146上軟釬焊有升壓變壓器115。此外，在接合區圖形143、144上連接有升壓變壓器115的原線圈L1，在接合區圖形145、146上連接有升壓變壓器115的次級線圈L2。接合區圖形145、146通過配線圖形151、152與接合區圖形141、142及接合區圖形147、148連接。升壓變壓器115做成在箭頭Z1方向設有調整部115a，可從殼體118的開口面調整電感的結構。
接合區圖形141、142形成于通孔133、134的周圍。通孔133、134貫通中繼基板114，在箭頭Z2方向側的周圍形成接合區圖形137、138。在通孔133、134中從箭頭Z1方向貫穿導線117。導線117在中繼基板114的箭頭Z2方向側的面被軟釬焊在接合區圖形137、138上。
此外，在與配線圖形151、152連接的接合區圖形147、148上，利用軟釬焊或導電糊劑連接編織線112、113。還有，編織線112、113從中繼基板114的箭頭Z2方向側通過缺口部153、154向中繼基板114的箭頭Z2方向側的面引出。
圖4是本發明第1實施例的等效電路圖。
就升壓變壓器115面言，使用放大例如被稱為IFT的中間頻率(IF)的信號的變壓器。升壓變壓器115的原線圈L1與輸入用導線116連接，次級線圈L2通過編織線112一端與壓電元件111的電極122連接，并且另一端通過編織線113、殼體118與壓電元件111的電極123連接。此外，次級線圈L2與壓電元件111的連接點與導線117連接。還有，原線圈L1與次級線圈L2的圈數比為例如1∶10左右。另外，作為升壓變壓器115，選擇具有壓電元件111的共振頻率不隨溫度變化的溫度特性的變壓器。即，選擇具有這樣的電感部件，該電感部件具有抵消壓電元件111的電容的溫度特性。
此外，從外部對導線116供給脈沖。供給給導線116的脈沖被供給到升壓變壓器115的原線圈L1。升壓變壓器115在次級線圈L2上產生將供給到原線圈L1上的脈沖升壓的電壓。產生于次級線圈L2上的電壓被施加給壓電元件111。壓電元件111根據產生于次級線圈L2上的電壓而變位，從殼體118的底面輸出超聲波。
在殼體118中收納壓電元件111及中繼基板114以后，填入填充材料119。填充材料119由例如紫外線硬化樹脂等構成。填充材料119在填充時，通過中繼基板114的缺口部153、154流入壓電元件111和中繼基板114之間。填充后，將紫外線從殼體118的開口面對充填材料111照射紫外線，使填充材料111硬化。
根據本實施例，由于將壓電元件111和升壓變壓器115一體地收納于殼體118內，所以能使壓電元件111和升壓變壓器115的環境溫度相同。此時，通過設定成具有將壓電元件111的溫度特性和升壓變壓器115的溫度特性相互抵消的溫度特性，所以能不受溫度影響將共振頻率保持一定，能穩定地發生超聲波。
此外，中繼基板114的配線圖形不局限于圖3所示的圖形，只要是圖4所示的圖形，并不局限于此，此外，在本實施例中，將升壓變壓器115和壓電元件111一體地搭裝在殼體118內，但搭載的部件不局限于升壓變壓器115，也可以是線圈等其他部件。此外，升壓變壓器115也可以是壓電變壓器。通過搭載壓電變壓器，能將電磁波的影響抑制到最小限度。
〔第2實施例〕圖5是本發明第2實施例的分解立體圖，圖6是本發明第2實施例的剖視圖。該兩圖中，與圖1、圖2相同結構部分標注相同符號，并省略其說明。
本實施例的超聲波發生裝置200的中繼基板214的配線、升壓變壓器215的結構及配置與第1實施例不同。
本實施例的中繼基板214在大致中央部具有通孔214a。升壓變壓器215在中繼基板214的箭頭Z2方向側，對向通孔214a搭載。升壓變壓器215在箭頭Z1方向側的面上設有調整部215a。調整部215a穿過通孔214a從殼體118的開口面露出。因此，能調整升壓變壓器251的電感。
此外，中繼基板214的配線圖形只要能進行圖4所示的連接，沒有特定的限制。
根據本實施例，通過在中繼基板214的箭頭Z2方向側配置升壓變壓器251能降低箭頭Z1方向的凸出量，使小型化成為可能。
權利要求
1.一種超聲波裝置，發送超聲波，其特征在于，具有壓電元件以及與所述壓電元件構成共振電路的部件，所述壓電元件和所述部件一體地收納于殼體內。
2.根據權利要求1所述的超聲波裝置，其特征在于，具有接收所述超聲波的接收機構。
3.根據權利要求1或2所述的超聲波裝置，其特征在于，具有將與所述壓電元件連接的內部配線與從所述殼體引出的線材連接的中繼基板，所述部件搭載于所述中繼基板上。
4.根據權利要求1～3中任何一項所述的超聲波裝置，其特征在于，所述部件由線圈構成。
5.根據權利要求4所述的超聲波裝置，其特征在于，設定所述線圈的電感的溫度變化以抵消對應于所述壓電元件的溫度的頻率特性的變化。
6.根據權利要求4或5所述的超聲波裝置，其特征在于，搭載所述線圈，使得在所述線圈收納于所述殼體內之后，可調整其電感。
全文摘要
本發明涉及具有壓電元件和構成共振電路的部件的超聲波發生裝置，目的在于提供一種能獲得對溫度穩定的特性的超聲波發生裝置，其具有壓電元件(111)、與壓電元件(111)構成共振電路的部件(115)，其特征在于壓電元件(111)和部件(115)一體地收納于殼體(118)內。
文檔編號H04R17/00GK1829394SQ200510097518
公開日2006年9月6日 申請日期2005年12月28日 優先權日2005年3月4日
發明者佐藤博信, 小牧達也, 松田浩史 申請人:三美電機株式會社