专利名称：：超声波传感器的制作方法
技术领域：
：本发明涉及超声波传感器，特别是涉及汽车的后声纳中使用超声波传感器。
背景技术：
：图6是表示以往的超声波传感器的一个例子的分解图。超声波传感器1包含由铝等形成的有底筒状的壳体2。在壳体2内部的底面接合压电元件3的一方的面。并以覆盖该压电元件3的方式在壳体2的几乎全体填充发泡性硅等发泡性树脂4。覆盖发泡性树脂4，在壳体2的开口部安装具有端子5a、5b的基板6。在基板6的两面分别形成连接在端子5a、5b上的电极7a、7b。一方的端子5a由形成在基板6的内侧的电极7a和引线8与压电元件3的另一方的面连接。此外，另一方的端子5b由形成在基板6的外侧的电极7b和焊锡9，通过壳体2与压电元件2的一方的面连接。使用该超声波传感器1测定到被检测物的距离时，通过在端子5a、5b作用驱动电压，激励压电元件3。通过压电元件3的振动，壳体2的底面也振动，如图5中用箭头所示，在与底面垂直的方向发生超声波。从超声波传感器1发生的超声波由被检测物反射，如果到达超声波传感器l，压电元件3就振动，变换为电信号，从端子5a、5b输出电信号。因此，通过测定从作用驱动电压到输出电信号的时间，能测定从超声波传感器1到被检测物的距离。在该超声波传感器l中，通过在壳体2的内部填充发泡性树脂4，能抑制壳体2全体的振动。此外，通过发泡性树脂4内部存在的多个发泡孔，把壳体2的内侧产生的超声波散射、吸收。据此，能有效抑制壳体2自身的振动、在壳体2内部的超声波双方，能改善混响特性(参照专利文献1)。专利文献l:特开平11-266498号公报
发明内容在壳体内填充发泡性树脂时，在壳体中安装基板之前，把树脂放入壳体中，发泡，发泡性树脂出来到壳体的开口部一侧，几乎不作用内部压力。因此，发泡性树脂有时不均一地填充到壳体的角落部。如果壳体内的发泡性树脂的填充不均匀性较大，混响特性就恶化。此外，在壳体中安装基板后，放入树脂，如果发泡，内部压力就增大，发泡性树脂从壳体的内侧压基板，基板变形，有时不均一地填充发泡性树脂。因此，本发明的主要目的在于，提供能在壳体内均一地填充发泡性树脂，能取得良好的特性的构造的超声波传感器。本发明是一种超声波传感器，有底筒状的壳体；形成在所述壳体内部的底面的压电元件；以覆盖所述压电元件的方式填充在所述壳体内的发泡性树脂；安装在所述壳体的开口部的盖构件；电连接在所述压电元件上，且安装在所述盖构件上的端子；以及形成在所述盖构件上的通孔。通过在盖构件上形成通孔，在形成压电元件的壳体中安装盖构件后，能从通孔对壳体内注入树脂。而且，通过使壳体内的树脂发泡，发泡性树脂填充壳体内，多余的发泡性树脂从在盖构件上形成的通孔向外部压出。据此，在发泡性树脂作用适度的内部压力，在壳体内扩散，能在壳体内均一地填充发泡性树脂。在这样的超声波传感器中，设壳体的开口部截面积为Sc，形成在盖构件上的通孔的截面积为Sh时，优选处于ShS5(mm2)并且0.02芸Sh/Sc的范围。通过变为这样的范围，在树脂发泡时，作用适度的内部压力，能在壳体内均一地填充发泡性树脂。如果通孔的截面积过大，使注入壳体内的树脂发泡时，发泡性树脂容易从通孔压出，壳体内的压力减小，无法均一地把发泡性树脂填充到达壳体的角落部。此外，如果通孔的截面积过小，使注入壳体内的树脂发泡时，发泡性树脂不从通孔压出，内部压力增大，盖构件产生变形，并且有时发泡性树脂不均一地填充。此外，也可以釆用盖构件由固定在壳体中的软质的固定部、形成在固定部内的比固定部更硬质的基板构成，在基板安装端子的结构。作为盖构件，如果使用硬质的材料，就能增强端子的固定强度，但是即使由比较软质的材料形成固定在壳体上的固定部，通过由硬质的材料形成按照端子的基板，能够加强端子的固定强度。由固定部和基板构成盖构件时，壳体和固定部能通过嵌合固定，固定部和基板能通过嵌合固定。固定部和基板能够通过嵌合而固定。壳体和固定部通过嵌合固定，固定部和基板通过嵌合固定，从而能容易进行这些固定。此外，通过基于嵌合的固定，能确定基板对壳体的位置，并能使端子的位置精度正确。此外，用固定部和基板构成盖构件时，理想的是把壳体的开口部、固定部和基板形成圆形，壳体的开口部、固定部和基板配置为同心圆状。壳体的开口部、固定部和基板为圆形，把它们配置为同心圆状，从固定部对基板作用均等的应力。因此，对于壳体和固定部，基板位置不偏移，安装在基板上的端子的位置精度提高，能在按照设计的位置配置端子。根据本发明，对壳体内注入树脂，发泡，一边从形成在盖构件上的通孔把多余的发泡性树脂向外部压出，一边以适度的内部压力把发泡性树脂在壳体内部扩散。因此，在壳体内，能均一地填充发泡性树脂，能使超声波传感器的混响特性良好。从参照附图进行的以下的用于实施发明的最佳形态的说明，本发明的上述目的、其他目的、特征和优点会变得更清楚。图1是表示本发明的超声波传感器的一个例子的俯视图。图2是表示图1所示的超声波传感器的A-A剖视图。图3是图1所示的超声波传感器的B-B剖视图。图4是图1所示的超声波传感器的分解立体图。图5(A)是表示本发明的超声波传感器的其他例子的剖面图，(B)是其中使用的固定部的俯视图，(C)是其中使用的基板的俯视图。图6是表示以往的超声波传感器的一个例子的图解图。图中10—超声波传感器；12—壳体；14一空洞部；16—凹部；18—压电元件；24—盖构件；26—固定部；28—基板；30—凸部；36a、36b—端子；40—通孔；42—发泡性树脂。具体实施例方式图1是表示本发明的超声波传感器的一个例子的俯视图，图2是表示图1的A-A剖面图，图3是图1的B-B剖面图。超声波传感器10例如包含有底筒状的壳体12。因此，壳体12由底面部12a和侧壁12b构成。壳体12例如由铝等金属材料形成。壳体12的内侧的空洞部14如图4所示，形成为例如两端为圆弧状，其间为直线状的细长的截面形状。因此，壳体12的侧壁12b的一方的相面对部的壁厚薄，与它垂直的方向的相面对部的壁厚变厚。另外，根据空洞部14的形状，决定从超声波传感器10发出的超声波的扩散方法，所以按照所希望的特性，设计空洞部14的形状。在壳体12的壁厚厚的部分，在壳体12的侧壁12b的外侧形成凹部16。凹部16在壳体12的开口部一侧浅地形成，在底面部12a—侧深地形成。因此，在凹部16形成与壳体12的开口部一侧端部几乎平行的台阶部16a。该凹部16用于固定后面描述的盖构件。在壳体12的内部，在底面部12a的内面安装压电元件18。压电元件18是例如在圆板状或角板状等压电体基板的两面形成有电极的器件。而且，压电元件18的一方的面一侧的电极通过导电性粘着剂等与底面部12a接合。在压电元件18的另一方面一侧的电极上通过粘着剂层20接合毡体22。毡体22用于吸收从压电元件18向壳体12的内侧的超声波，并且借助于后面描述的发泡性树脂，而不妨碍压电元件18的振动。在壳体12的开口部安装盖构件24。盖构件24由用于固定在壳体12的固定部26和在固定部26的中间部形成的基板28构成。固定部26例如由硅胶等比较软质的树脂材料形成。固定部26形成为具有与壳体12的外径几乎相同的外径的圆板状。而且，在圆板状的固定部26的相面对的部分，以在固定部26的厚度方向延伸的方式，形成凸部30。关于凸部30，在固定部26—侧较薄地被形成，在远离固定部26的部分较厚地被形成。因此，在凸部30的中间部形成台阶部30a。该固定部26安装在壳体12的开口部。这时，通过把固定部26向壳体12的开口部按压，固定部26的凸部30与壳体12的凹部16嵌合。这里，凹部16的台阶部16a和凸部30的台阶部30a啮合，由此固定部26被固定在壳体12上。这时，用硅胶等比较柔软的树脂材料形成固定部26，固定部26的凸部30与壳体12的凹部16的嵌合变得容易。在固定部26的中间部例如形成四边形的孔32。在固定部26的厚度方向的中间部，在孔32的内壁部形成凸条部26a。凸条部26a围绕孔32的周围而形成。在孔32内嵌合基板28。基板28例如由PPS(聚苯硫醚求U7工二l/y廿》77^K)等比硅胶更硬质的材料形成。基板28形成与固定部26的孔32的形状对应的四边形。而且，与凸条部26a对应，在基板28的周围形成凹条部28a。因此，通过把基板28压入固定部26的孔32，固定部26的凸条部26a和基板28的凹条部28a嵌合，基板28被固定在固定部26。关于这样的基板28和固定部26的嵌合，通过用比较软质的树脂材料形成固定部26，能容易进行。在基板28形成2个端子孔34，在这些端子孔34压入端子36a、36b。端子36a、36b由金属等导电材料形成，在盖构件24的外侧，弯曲为曲柄(crank)状。端子36a、36b的弯曲部，用于防止在把超声波传感器10安装到印刷电路板时端子36a、36b落入在印刷电路板上形成的通孔中，而使壳体12成为部分从印刷电路板浮起的状态。在壳体12的内部，一方的端子36a通过引线38a连接在壳体12上，通过壳体12与压电元件18的一方的面侧的电极电连接。此外，另一方的端子36b通过引线38b电连接在另一方的面一侧的电极上，压电元件18、端子36a、36b和引线38a、38b例如通过锡焊而连接。另外，在固定部26，在基板28的两侧例如形成圆形的两个通孔40。这里，设壳体12的开口部剖面积为Sc，并设形成在盖构件24的固定部26上的通孔40的截面积为Sh时，则以成为Sh^5(mm"并且0.02^Sh/ScS0.3的范围的方式形成。在壳体12的内部和形成在固定部26上的通孔40的内部例如填充发泡性硅等发泡性树脂42。从通孔40的一方注入发泡前的树脂，加热发泡硬化，从而实现对发泡性树脂42的填充。这时，通孔40的截面积变为上述的范围地形成，多余的发泡性树脂42从通孔40向外侧压出，在壳体12内部，发泡性树脂42以适当的内部压力扩散。因此，发泡性树脂42能填充到达壳体12内部的角落部，并且在壳体12内能均一地填充发泡性树脂42。另外，如果通孔40的截面积过大，则在对壳体12注入的树脂发泡时，发泡性树脂42从通孔40向外部压出，不会作用适当的内部压力，所以有时发泡性树脂42不填充到壳体12内的角落部。此外，如果通孔40的截面积过小，在对壳体12注入的树脂发泡时，多余的发泡性树脂42不从通孔40压出，盖构件24上升或者变形，存在发泡性树脂42不均一地被填充的情况。把该超声波传感器10作为汽车的后声纳使用时，在端子36a、36b作用驱动电压，激励压电元件18。这时，即使压电元件18的周围由发泡性树脂42覆盖，通过在压电元件18上接合的毡体22，能确保压电元件18的振动区域。通过压电元件18的振动，壳体12的底面部12a也振动，在与底面部12a垂直的方向产生超声波。从超声波传感器10发出的超声波由被检测物体反射，如果到达超声波传感器10，压电元件18就振动，变换为电信号，从端子36a、36b输出电信号。因此，通过测定从作用驱动电压到输出电信号的时间，能测定从超声波传感器10到被检测物的距离。在该超声波传感器10中，通过在壳体12的内部均一地填充发泡性树脂42，能抑制壳体12全体的振动。此外，从压电元件18向壳体12的内侧的超声波由毡体22吸收，但是通过毡体22的超声波由发泡性树脂42内部存在的多个发泡孔散射、吸收，据此，能有效抑制壳体12自身的振动以及向壳体2内部泄漏的超声波，能改善混响特性。在这样的超声波传感器10中，如图5(A)、(B)、(C)所示，也可以壳体12的开口部为圆形，在该幵口部嵌入比较软质的固定部26，安装盖构件24。固定部26形成圆板状，在周缘部和其内周一侧形成同心圆状的嵌合用凸部26b、2bc。嵌合用凸部26b、2bc形成同心圆状，从而在这些嵌合用凸部26b、2bc之间形成圆形的沟。在该沟嵌入壳体12的侧壁12b的开口一侧端部，把固定部26安装到壳体12。另外，壳体12内部的空洞部14是圆形以外的形状的时候，在从圆形的壳体12的侧壁12b的开口一侧端部进入内部的部分形成空洞部14，能把壳体12的侧壁12b的开口一侧端部的形状变为圆形。因此，与空洞部14的形状无关，能把圆形的固定部26安装在壳体12上。此外，固定部26的孔32和安装在固定部26上的基板28也形成圆形。此外，在图5所示的超声波传感器10中，在基板的中间部形成通孔40。而且，壳体12的开口部、固定部26和基板28配置为同心圆状。如此，壳体12的开口部、固定部26和基板28形成为圆形，并且把它们配置为同心圆状，从而从固定部26对基板28作用的应力变为均等。因此，对于壳体12和固定部26，基板28位置不偏移，安装在基板28上的端子36a、36b的位置精度变得良好。因此，能取得端子36a、36b位于设计的位置的超声波传感器10，超声波传感器10的自动安装成为可能。另外，在上述的例子中，通过组合比较软质的固定部26和比固定部26更硬质的基板28，形成盖构件24，但是也可以用1种材料构成盖构件24。这时，为了增强端子36a、36b的固定强度，希望用比较硬质的材料形成盖构件24。实施例1制作图1图4所示的构造的超声波传感器。首先，在铝制的壳体12的内侧底面粘贴压电元件18。然后，在压电元件18和壳体12的侧壁焊接引线38a、38b的一端。此外，在压电元件18接合毡体22。并将压入端子36a、36b压入到PPS制的基板28上形成的端子孔34中，把基板28嵌入硅胶制的固定部26。在压入基板28的端子36a、36b焊接引线38a、38b的另一端，在壳体12嵌入固定部26。然后，从在固定部26形成的通孔40向壳体12内注入发泡性硅，在60'C加热发泡硬化。这时，去除从通孔40压出的发泡性硅，制作超声波传感器。关于这样的超声波传感器，改变在盖构件24的固定部26形成的通孔40的截面积，观察壳体12内的发泡性硅的填充状态，判定其好坏。在表l表示其结果。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>从表l的试样编号3、6、7可知，如果通孔40的截面积Sh超过5(mm2)，或者通孔40的截面积Sh和壳体12的开口部的截面积Sc的比Sh/Sc超过0.3，使发泡性硅发泡时，容易从通孔40压出发泡性硅，无法充分取得壳体12内的内部压力，所以在壳体12内无法均一地填充发泡性硅。此外，从表1的试样编号1可知，如果Sh/Sc小于0.02，多余的发泡性硅就不从通孔40压出，壳体12内的内部压力升高，发泡性硅的填充变得不均一，盖构件24的固定部26变形。而在ShS5(mm2)，0.02^Sh/Sc^0.3的范围中，在壳体12内，均一地填充了发泡性硅。实施例2制作图5所示的构造的超声波传感器。壳体12的开口部、固定部26和基板28形成圆形。除了把它们配置为同心圆状以外，与实施例l同样，制作超声波传感器。作为比较例，制作基板28的形状为椭圆形，在基板28的纵向排列配置端子36a、36b的超声波传感器。对这些超声波传感器，关于端子36a、36b的位置精度，进行测定。关于端子36a、36b的位置精度，以壳体12的中心为基准，测定端子36a、36b与该基准距离相对于设计位置的偏移量。偏移量的测定在端子36a、36b排列的方向、与它垂直的方向的2方向(X方向、Y方向)进行。作为测定的样品数，本发明的超声波传感器和比较例都是10个，计算平均值和标准偏差(。n-l)，在表2中表示。<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>从表2可知，在本发明的超声波传感器中，尽管以仅在由硅胶形成的固定部26嵌入基板28这样的简易组装方法，也能以非常高的位置精度配置端子36a、36b。权利要求1.一种超声波传感器，其中，包含有底筒状的壳体；形成在所述壳体内部的底面的压电元件；以覆盖所述压电元件的方式填充在所述壳体内的发泡性树脂；安装在所述壳体的开口部的盖构件；电连接在所述压电元件上，且安装在所述盖构件上的端子；以及形成在所述盖构件上的通孔。2.根据权利要求1所述的超声波传感器，其特征在于，设所述壳体的开口部截面积为Sc，形成在所述盖构件上的所述通孔的截面积为Sh时，处于Sh5mm2并且0.02芸Sh/Sc^0.3的范围。3.根据权利要求1或2所述的超声波传感器，其特征在于，所述盖构件，由固定在所述壳体中的软质的固定部和形成在所述固定部内的比所述固定部更硬质的基板构成；在所述基板安装所述端子。4.根据权利要求3所述的超声波传感器，其特征在于，所述壳体和所述固定部通过嵌合而固定，所述固定部和所述基板通过嵌合而固定。5.根据权利要求3或4所述的超声波传感器，其特征在于把所述壳体的开口部、所述固定部和所述基板形成为圆形，所述壳体的开口部、所述固定部和所述基板配置为同心圆状。全文摘要本发明提供一种超声波传感器(10)，包含有底筒状的壳体(12)。在壳体(12)内的底面(12a)接合压电元件(18)，在压电元件(18)上接合毡体(22)。在壳体(12)的开口部嵌入由固定部(26)和比固定部(26)更硬质的基板(28)构成的盖构件(24)。在压入基板(28)中的端子(36a、36b)连接引线(38a、38b)，把端子(36a、36b)与压电元件(18)电连接。在固定部(26)形成通孔(40)，从通孔(40)注入发泡前的树脂，发泡，一边从通孔(40)把多余的发泡性树脂(42)向外部压出，一边在壳体(12)内填充发泡性树脂(42)。从而能够实现一种超声波传感器，其均一地在壳体内填充了发泡性树脂，并取得了良好的特性。文档编号G01S7/521GK101371616SQ20068005277公开日2009年2月18日申请日期2006年11月17日优先权日2006年2月14日发明者天池信二,岛和男,林诚刚,西川雅永申请人:株式会社村田制作所