堆叠式超声波传感器装置制造方法
【专利摘要】一种堆叠式超声波传感器装置的外壳包括一具有相连通的第一开口与一第二开口的中空壳体，三支外接脚固定在该中空壳体内。固定环包括一环本体、一设置于环本体上的第二减震环，及两个设置于环本体中的内接脚。传感器自第一开口放入中空壳体内后，再将固定环放入中空壳体并与其配合将传感器固定。电路板置于中空壳体内，并与该等外接脚与该等内接脚电连接。利用该等内接脚与传感器的一压电片电连接，将感测信号传送至电路板。该等外接脚将电路板处理完的信号传出，同时提供电路板电源。
【专利说明】堆叠式超声波传感器装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种传感器装置，特别是涉及一种一种将压电片的感测信号传出的堆叠式超声波传感器装置。
【背景技术】
[0002]参阅图1，中国台湾专利M433689披露一种有关超声波传感器装置的先前技术，该超声波传感器装置具有一中空壳体21、一电路板22、一连接管部23及一设在中空壳体21内的超声波传感器24。连接管部23的一端与中空壳体21连接。电路板22上设有三支接脚221 (剖面图仅显示其中一支)，该等接脚221的一端固定在电路板22上，另一端延伸至连接管部23内并朝向连接管部23另一端的开口 231。
[0003]参阅图2，超声波传感器24具有一铝制中空壳体241、一设置在中空壳体241内底面上的压电片242，一设置在压电片242上方的转接电路板243，以及两条与电路板22电连接的导线244、245。转接电路板243透过一第一导线246与压电片242电连接，并透过一第二导线247而与中空壳体241电连接，之后再透过导线244将第一导线246传输的信号送至电路板22，并透过导线245将第二导线247连接至电路板22，以经由电路板22之其中两支接脚221输出信号及接地。
[0004]然而，第二导线247与中空壳体241焊接时，由于中空壳体241是铝制材质，焊点高，不易焊接。此外，压电片242需透过转接电路板243与电路板22电连接，不但增加材料成本及装设上的步骤，且容易造成信号衰减，而且除了第一、二导线246、247的两端需分别焊接外，导线244、255亦需分别与转接电路板243和电路板22进行焊接，因而增加作业工时及制程复杂度，而使制造成本相对提高。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种容易组装的堆叠式超声波传感器装置，以降低制程复杂度进而降低制造成本。
[0006]本发明超声波传感器装置，包含一外壳、一传感器、一固定环及一电路板。
[0007]该外壳包括一中空壳体、一自该中空壳体外表面径向延伸的连接管部及三支外接脚。该中空壳体具有在一假想的轴在线且相连通的一第一开口及一第二开口。该连接管部具有一远离该中空壳体的第三开口。该等外接脚固定在该中空壳体内。每一外接脚具有一朝向该第一开口第一端部，及一延伸至该连接管部内并朝向该第三开口的第二端部。
[0008]该传感器设于该外壳中空壳体的第二开口处。该传感器包括一底壁、一由该底壁周缘沿该轴线的方向延伸而与该中空壳体接触结合的围绕壁，及一置于该底壁面对该中空壳体表面的压电片。该围绕壁具有一沿该轴线的方向延伸并开口朝向该中空壳体的地线孔。
[0009]该固定环包括一设置于该中空壳体内且邻近该传感器的环本体，及两个设置于该环本体的内接脚。该环本体与该外壳相配合固定该传感器。每一内接脚具有一较邻近该中空壳体的第一开口的第一端部，及一较邻近该第二开口的第二端部。该等内接脚的其中之一的第二端部插入该地线孔，该等内接脚的其中之另一支的第二端部与该压电片电连接。
[0010]该电路板设置在该中空壳体的邻近该第一开口处，并与该等外接脚的第一端部及该等内接脚的第一端部电连接。
[0011 ] 优选地，该外壳的中空壳体还具有一设置于该第二开口处而使该第二开口之口径缩小并具有弹性的第一减震环。该固定环还包括一设置该环本体邻近该传感器的一侧并具有弹性的第二减震环。该传感器的围绕壁具有一自靠第一开口的一侧径向向外延伸，并夹固于该第一减震环与该第二减震环之间的限位凸缘。
[0012]优选地，该中空壳体还包括至少一形成于内周面且沿该轴线方向延伸的限位滑槽。该固定环还包括至少一设置于该固定环的环本体外周面并可滑设于该限位滑槽，以限制该固定环沿该轴线方向位移的限位凸块。
[0013]优选地，定义该固定环的该等内接脚中，第二端部插入该传感器地线孔的该内接脚是一第一地线接脚，另一支与该压电片电连接的该内接脚是一第一信号接脚。定义该中空壳体的该等外接脚分别是一第二信号接脚、一第二地线接脚及一电源接脚。该电路板开设有五个穿孔供每一内接脚的第一端部与每一外接脚的第一端部穿设并电连接。该固定环的该第一信号接脚输出一来自该压电片的感测信号给该电路板，并经该电路板处理后输出至该中空壳体的该第二信号接脚。该第一地线接脚透过该电路板与该第二地线接脚电连接。该电源接脚供给电力给该电路板。
[0014]优选地，该传感器的底壁与围绕壁相配合界定出一中空容室。该中空容室灌注一封装胶，该封装胶固化而将该压电片封装在传感器内。
[0015]优选地，该传感器还包括一压住该压电片并用以吸震用的泡棉。
[0016]更优选地，该传感器的底壁与围绕壁相配合界定出一中空容室，该中空容室灌注一封装胶，该封装胶固化而将该压电片及该泡棉封装在传感器内。
[0017]优选地，该中空壳体内还灌注一封装胶，该封装胶固化而将该电路板及该固定环封装在该中空壳体内。
[0018]本发明的有益效果在于:利用该固定环将该传感器固定于该外壳的中空壳体内，使的本发明超声波传感器装置的组装步骤精简，同时也减少元件数，达到有效提高制造速度并降低制造成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是一剖视图，说明一现有超声波传感器装置；
[0020]图2是一剖视图，说明该现有的一传感器；
[0021]图3是一立体分解图，说明本发明堆叠式超声波传感器装置的一优选实施例；
[0022]图4是一俯视图，说明该优选实施例；
[0023]图5是一图4中I — I剖线所取的剖视图，说明该优选实施例的各元件关系；及
[0024]图6 —俯视图，未显不该优选实施例中的一电路板以显不各兀件间的关系。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明:[0026]参阅图3及图5，本发明堆叠式超声波传感器装置之一优选实施例包含一外壳3、一传感器4、一固定环5及一电路板6。
[0027]外壳3包括一中空壳体31、一连接管部32及三支外接脚33、34、35。中空壳体31具有在一假想的轴线30上且相连通的一第一开口 311及一第二开口 312，及一具有弹性的第一减震环314。第一减震环314是设置于第二开口 312处而使该第二开口 312的口径缩小。中空壳体31还具有三形成于内周面且沿轴线30的方向延伸的限位滑槽313。连接管部32自中空壳体31外表面径向延伸出。连接管部32具有一远离中空壳体31的第三开口321。该等外接脚33、34、35固定在中空壳体31内。每一外接脚33、34、35具有一朝向该第一开口 311的第一端部331、341、351，及一延伸至连接管部32内并朝向第三开口 321的第二端部342 (仅于图5中显示出外接脚34的第二端部342)。
[0028]传感器4设于外壳3的中空壳体31的第一减震环314处。传感器4包括一底壁41、一围绕壁42、一压电片43及一吸震用的泡棉45。底壁41的外径与中空壳体31的第一减震环314的内径相符合。围绕壁42自底壁41周缘沿轴线30的方向延伸。围绕壁42具有一自靠近中空壳体31的第一开口 311之一侧径向向外延伸的限位凸缘421。围绕壁42还具有一沿轴线30的方向延伸并开口朝向中空壳体31的地线孔44。底壁41与围绕壁42相配合界定出一中空容室40。压电片43置于中空容室40内并接触于底壁41面对中空壳体31的表面。泡棉45置于中空容室40内并压住压电片43。
[0029]固定环5包括一环本体51、一第二减震环52、两个内接脚53、54及三限位凸块55。环本体51设置于中空壳体31内并且邻近传感器4。第二减震环52设置于环本体51靠近传感器4的一侧，且第二减震环52的内径与中空壳体31的第一减震环314的内径一样。第二减震环52与中空壳体31的第一减震环314相互配合而将传感器4的围绕壁42的限位凸缘421夹设固定其中。该等内接脚53、54设置于环本体51中。每一支内接脚53、54具有一较邻近中空壳体31的第一开口 311的第一端部531、541，及一较邻近该第二开口 312的第二端部532、542。其中一支内接脚53的第二端部532插入传感器4的围绕壁42的地线孔44并与地线孔44相互接触，另一支内接脚54的第二端部542则以打线方式与传感器4的压电片43电连接，但不以打线电连接方式为限，也可以直接接触而电连接。
[0030]参阅图3及图6，该等限位凸块55设置于环本体51外周面，并可在中空壳体31的限位滑槽313中相对滑移。藉由该限位凸块55与限位滑槽313的配合关系限制固定环5仅可沿轴线30的方向移动。
[0031]参阅图4及图5，电路板6上形成五个穿孔61。电路板6是设置在外壳3的中空壳体31邻近第一开口 311处。该等外接脚33、34、35的第一端部331、341、351及该等内接脚53、54的第一端部531、541分别插固于该等穿孔61并与电路板6电连接。
[0032]在本优选实施例中，定义该固定环5的该等内接脚53、54中，以第二端部532插入传感器4的围绕壁42的地线孔44者，也就是图中内接脚53是一第一地线接脚53 ;另一支内接脚54是一第一信号接脚54。定义中空壳体31的该等外接脚33、34、35分别是一第二地线接脚33、一第二信号接脚34及一电源接脚35。压电片43的感测信号透过第一信号接脚54传送给电路板6，并经电路板6处理后输出至第二信号接脚34。第一地线接脚53透过电路板6与第二地线接脚33电连接。电源接脚35则供给电力给电路板6。
[0033]本发明堆叠式超声波传感器装置的组装步骤是先将传感器4自外壳3的中空壳体31的第一开口 311放入中空壳体31中，再将固定环5顺着限位滑槽313滑入中空壳体31内进而将传感器4夹固。固定环5的第一地线接脚53的第二端部532插入传感器4之围绕壁42的地线孔44中并与地线孔44连接，再使固定环5的第一信号接脚54的第二端部542与传感器4的压电片43电连接，最后再将电路板6置入中空壳体31内，让外壳3的该等外接脚33、34、35及固定环5的该等内接脚53、54分别插固在电路板6的该等穿孔61中并与电路板6电连接。
[0034]于本优选实施例中，在组装完成后还可以在传感器4的中空容室40里灌注一封装胶(图未示)，当封装胶固化后，可将压电片43及泡棉45封装在传感器4内。此外也可在外壳3的中空壳体31内灌注封装胶，当封装胶固化后，可将电路板6及固定环5封装在中空壳体31内。
[0035]综上所述，藉由中空壳件与固定环的设置，以及传感器外型的设计，即可将传感器固定在中空壳建中的效果，再搭配该等内接脚及该等外接脚的设置，让电路板的装设不需要其他的电线，达到组装步骤精简且元件数量减少的效果，故确实能达成本发明之目的。
[0036]以上所述，仅为本发明的优选实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围。
【权利要求】
1.一种堆叠式超声波传感器装置，包含一外壳、一设置于所述外壳中的传感器及一电路板；其特征在于:所述外壳包括一中空壳体、一自所述中空壳体外表面径向延伸的连接管部及三支外接脚，所述中空壳体具有在一假想的轴线上且相连通的一第一开口及一第二开口，所述连接管部具有一远离所述中空壳体的第三开口，该等外接脚固定在所述中空壳体内，每一外接脚具有一朝向所述第一开口的第一端部，及一延伸至所述连接管部内并朝向所述第三开口的第二端部；所述传感器设于所述外壳之中空壳体的第二开口处，所述传感器包括一底壁、一由所述底壁周缘沿所述轴线的方向延伸而与所述中空壳体接触结合的围绕壁，及一置于所述底壁面对所述中空壳体表面的压电片，所述围绕壁具有一沿所述轴线的方向延伸并开口朝向所述中空壳体的地线孔；所述堆叠式超声波传感器装置更包含一固定环，所述固定环包括一设置于所述中空壳体内且邻近所述传感器的环本体，及两个设置于所述环本体的内接脚，所述环本体与所述外壳相配合固定所述传感器，每一内接脚具有一较邻近所述中空壳体的第一开口的第一端部，及一较邻近所述第二开口的第二端部，该等内接脚的其中之一的第二端部插入所述地线孔，该等内接脚的其中之另一支的第二端部与所述压电片电连接；所述堆叠式超声波传感器装置的电路板，设置在所述中空壳体的邻近所述第一开口处，并与该等外接脚的第一端部及该等内接脚的第一端部电连接。
2.根据权利要求1所述的堆叠式超声波传感器装置，其特征在于:所述外壳的中空壳体还具有一设置于所述第二开口处而使所述第二开口的口径缩小并具有弹性的第一减震环，所述固定环还包括一设置所述环本体邻近所述传感器的一侧并具有弹性的第二减震环，所述传感器的围绕壁具有一自靠第一开口的一侧径向向外延伸，并夹固于所述第一减震环与所述第二减震环之间的限位凸缘。
3.根据权利要求1所述的堆叠式超声波传感器装置，其特征在于:所述中空壳体还包括至少一形成于内周面且沿所述轴线方向延伸的限位滑槽；所述固定环还包括至少一设置于所述固定环的环本体外周面并可滑设于所述限位滑槽，以限制所述固定环沿所述线方向位移的限位凸块。
4.根据权利要求1所述的堆叠式超声波传感器装置，其特征在于:定义所述固定环的该等内接脚中，第二端部插入所述传感器地线孔的所述内接脚是一第一地线接脚，另一支与所述压电片电连接的所述内接脚是一第一信号接脚；定义所述中空壳体的该等外接脚分别是一第二信号接脚、一第二地线接脚及一电源接脚；所述电路板开设有五个穿孔供每一内接脚的第一端部与每一外接脚的第一端部穿设并电连接，所述固定环的所述第一信号接脚输出一来自所述压电片的感测信号给所述电路板，并经所述电路板处理后输出至所述中空壳体的所述第二信号接脚，所述第一地线接脚透过所述电路板与所述第二地线接脚电连接，所述电源接脚供给电力给所述电路板。
5.根据权利要求1所述的堆叠式超声波传感器装置，其特征在于:所述传感器的底壁与围绕壁相配合界定出一中空容室，所述中空容室灌注一封装胶，所述封装胶固化而将所述压电片封装在传感器内。
6.根据权利要求1所述的堆叠式超声波传感器装置，其特征在于:所述传感器还包括一压住所述压电片并用以吸震用的泡棉。
7.根据权利要求6所述的堆叠式超声波传感器装置，其特征在于:所述传感器的底壁与围绕壁相配合界定出一中空容室，所述中空容室灌注一封装胶，所述封装胶固化而将所述压电片及所述泡棉封装在传感器内。
8.根据权利要求6所述的堆叠式超声波传感器装置，其特征在于:所述中空壳体内还灌注一封装胶，所 述封装胶固化而将所述电路板及所述固定环封装在所述中空壳体内。
【文档编号】G01D5/56GK103674088SQ201210361386
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月25日 优先权日:2012年9月25日
【发明者】蔡子勤, 张钧华, 李士丰 申请人:同致电子企业股份有限公司