专利名称：超声波装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及超声波装置，特别涉及具有压电元件及构成共振电路的部件的超声波装置。
背景技术：
图7是传统的超声波发生系统的实例的方块结构图。
传统的超声波发生系统1被用于利用超声波的测距系统等。超声波发生系统1主要由超声波发生装置11和驱动电路12构成。超声波发生装置11根据从驱动电路12供给的驱动电压而被驱动，产生超声波。驱动电路12由微型机31、激励电路32、升压变压器33等构成。
微型机31产生用于使超声波向超声波发生装置11发送的脉冲。微型机31所产生的脉冲被供给到激励电路32。激励电路32放大微型机31供给的脉冲。在激励电路32中被放大的脉冲被供给到升压变压器33的原线圈L1。升压变压器33在次级线圈L2上产生将施加在原线圈L1上的电压升压了的电压。产生于升压变压器33的次级线圈L2上的电压被供给到构成超声波发生装置11的导线41。超声波发生装置11做成将压电元件42收纳于壳体43内的结构，通过导线41将被施加的电压施加给压电元件42。压电元件42由从导线41所施加的电压驱动，从壳体43的底面发生超声波。
但是，在传统的超声波发生系统中，将压电元件42和升压变压器33分离配置。因此，压电元件42及升压变压器33的周边温度不同。若周边温度不同，则会有共振频率数偏移且不能高效输出超声波等的问题。
发明内容
本发明鉴于上述问题而进行，其目的在于提供一种能获得对温度稳定的特性的超声波装置。
本发明在发送超声波的超声波装置中，具有压电元件111以及与压电元件111构成共振电路的部件115，其特征在于压电元件111和部件115一体地收纳于壳体118内。
另外，还具有以下特征具有接收超声波的接收机构116。并且，还具有以下特征具有将与压电元件111连接的内部配线112、113与从壳体118引出的导线116、117连接的中继基板114，部件115搭载于中继基板114上。
此外，还具有以下特征部件115，包含线圈L1、L2。
此外，还具有以下特征设定线圈L1、L2的电感的温度的变化以抵消对应于压电元件111的温度的频率特性的变化。
此外，还具有以下特征搭载线圈L1、L2，使得线圈在收纳于壳体118内之后，能调整其电感。
此外，上述参照符号只是参考，因此不限定专利权利的范围。
根据本发明，通过将压电元件、与压电元件构成共振电路的部件一体地收纳于壳体内，能使周围的温度相同，所以能获得对温度稳定的特性。
图1是本发明第1实施例的分解立体图。
图2是本发明第1实施例的剖视图。
图3是本发明第1实施例的等效电路图。
图4是本发明第1实施例的动作说明图。
图5是本发明第2实施例的分解立体图。
图6是本发明第2实施例的剖视图。
图7是传统超声波发生系统实例的方块结构图。
图中100、200-超声波发生装置，111-压电元件，112、113-编织线，114、214-中继基板，115、215-升压变压器，116、117-导线，118-壳体，119-填充材料。
具体实施例方式
〔第1实施例〕图1是本发明第1实施例的分解立体图，图2是本发明第1实施例的剖视图。
本实施例的超声波发生装置100是产生超声波，向外部输出，并且接收来自外部的反射波的收发型超声波传感器，由压电元件111、编织线112、113、中继基板114、升压变压器115、导线116、117、壳体118、填充材料119构成。
壳体118是将铝材形成有底圆筒状的壳体，在内周部形成用于将中继基板114定位的台阶部161。台阶部161通过底面侧的直径r1比开口面侧的直径r2小而形成。
压电元件111做成在形成于大致直径为r1的圆形形状的陶瓷基板121上形成电极122、123的结构。电极122形成于陶瓷基板121的箭头Z1方向侧的面上，电极123形成于陶瓷基板121的箭头Z2方向侧的面上。压电元件111收纳在壳体118内并使箭头Z2方向侧的面对向壳体118的底面。此时，压电元件111的箭头Z2方向侧的面由导电糊剂固定在壳体111的底面上。此外，电极123利用导电糊剂与壳体118电连接。
编织线112的一端利用软钎焊或导电糊剂等与压电元件111的电极122连接，另一端与中继基板114连接。编织线113的一端通过软钎焊或导电糊剂等固定在壳体118内侧面。此外，编织线113的另一端通过软钎焊或导电糊剂等固定在中继基板114的印刷电路配线图形上。以此，压电元件111的电极123通过壳体118及编织线113与中继基板114连接。
中继基板114由玻璃环氧树脂构成，并形成了配线图形。在中继基板114上，搭载有升压变压器115，并且连接有编织线112、113及导线116、117。
图3是表示用于说明中继基板114的配线图形的图。图3(A)是中继基板114的箭头Z1方向侧的面，图3(B)是中继基板114的箭头Z2方向侧的面。
中继基板114做成切掉直径r2的圆形形状的相互对向的部分，并形成有通孔131～134、接合区图形135～148及配线图形149～152。通孔131、132贯通中继基板114，并在该箭头Z1方向侧的周围形成了接合区图形139、140，在箭头Z2方向侧的周围形成了接合区图形135、136。
在通孔131、132中从箭头Z1方向侧的面贯通导线116。导线116在中继基板114的箭头Z2方向侧的面上被软钎焊在接合区135、136上。形成于通孔131、132的箭头Z1方向侧周围的接合区图形139、140通过配线图形149、150与接合区图形143、144连接。
在接合区图形143、144、145、146上软钎焊有升压变压器115。此外，在接合区图形143、144上连接有升压变压器115的原线圈L1，在接合区图形145、146上连接有升压变压器115的次级线圈L2。接合区图形145、146通过配线图形151、152与接合区图形141、142及接合区图形147、148连接。升压变压器115做成在箭头Z1方向设有调整部115a，可从壳体118的开口面调整电感的结构。
接合区图形141、142形成于通孔133、134的周围。通孔133、134贯通中继基板114，在箭头Z2方向侧的周围形成接合区图形137、138。在通孔133、134中从箭头Z1方向贯穿导线117。导线117在中继基板114的箭头Z2方向侧的面被软钎焊在接合区图形137、138上。
此外，在与配线图形151、152连接的接合区图形147、148上，利用软钎焊或导电糊剂连接编织线112、113。还有，编织线112、113从中继基板114的箭头Z2方向侧通过缺口部153、154向中继基板114的箭头Z2方向侧的面引出。
图4是本发明第1实施例的等效电路图。
就升压变压器115面言，使用放大例如被称为IFT的中间频率(IF)的信号的变压器。升压变压器115的原线圈L1与输入用导线116连接，次级线圈L2通过编织线112一端与压电元件111的电极122连接，并且另一端通过编织线113、壳体118与压电元件111的电极123连接。此外，次级线圈L2与压电元件111的连接点与导线117连接。还有，原线圈L1与次级线圈L2的圈数比为例如1∶10左右。另外，作为升压变压器115，选择具有压电元件111的共振频率不随温度变化的温度特性的变压器。即，选择具有这样的电感部件，该电感部件具有抵消压电元件111的电容的温度特性。
此外，从外部对导线116供给脉冲。供给给导线116的脉冲被供给到升压变压器115的原线圈L1。升压变压器115在次级线圈L2上产生将供给到原线圈L1上的脉冲升压的电压。产生于次级线圈L2上的电压被施加给压电元件111。压电元件111根据产生于次级线圈L2上的电压而变位，从壳体118的底面输出超声波。
在壳体118中收纳压电元件111及中继基板114以后，填入填充材料119。填充材料119由例如紫外线硬化树脂等构成。填充材料119在填充时，通过中继基板114的缺口部153、154流入压电元件111和中继基板114之间。填充后，将紫外线从壳体118的开口面对充填材料111照射紫外线，使填充材料111硬化。
根据本实施例，由于将压电元件111和升压变压器115一体地收纳于壳体118内，所以能使压电元件111和升压变压器115的环境温度相同。此时，通过设定成具有将压电元件111的温度特性和升压变压器115的温度特性相互抵消的温度特性，所以能不受温度影响将共振频率保持一定，能稳定地发生超声波。
此外，中继基板114的配线图形不局限于图3所示的图形，只要是图4所示的图形，并不局限于此，此外，在本实施例中，将升压变压器115和压电元件111一体地搭装在壳体118内，但搭载的部件不局限于升压变压器115，也可以是线圈等其他部件。此外，升压变压器115也可以是压电变压器。通过搭载压电变压器，能将电磁波的影响抑制到最小限度。
〔第2实施例〕图5是本发明第2实施例的分解立体图，图6是本发明第2实施例的剖视图。该两图中，与图1、图2相同结构部分标注相同符号，并省略其说明。
本实施例的超声波发生装置200的中继基板214的配线、升压变压器215的结构及配置与第1实施例不同。
本实施例的中继基板214在大致中央部具有通孔214a。升压变压器215在中继基板214的箭头Z2方向侧，对向通孔214a搭载。升压变压器215在箭头Z1方向侧的面上设有调整部215a。调整部215a穿过通孔214a从壳体118的开口面露出。因此，能调整升压变压器251的电感。
此外，中继基板214的配线图形只要能进行图4所示的连接，没有特定的限制。
根据本实施例，通过在中继基板214的箭头Z2方向侧配置升压变压器251能降低箭头Z1方向的凸出量，使小型化成为可能。
权利要求
1.一种超声波装置，发送超声波，其特征在于，具有压电元件以及与所述压电元件构成共振电路的部件，所述压电元件和所述部件一体地收纳于壳体内。
2.根据权利要求1所述的超声波装置，其特征在于，具有接收所述超声波的接收机构。
3.根据权利要求1或2所述的超声波装置，其特征在于，具有将与所述压电元件连接的内部配线与从所述壳体引出的线材连接的中继基板，所述部件搭载于所述中继基板上。
4.根据权利要求1～3中任何一项所述的超声波装置，其特征在于，所述部件由线圈构成。
5.根据权利要求4所述的超声波装置，其特征在于，设定所述线圈的电感的温度变化以抵消对应于所述压电元件的温度的频率特性的变化。
6.根据权利要求4或5所述的超声波装置，其特征在于，搭载所述线圈，使得在所述线圈收纳于所述壳体内之后，可调整其电感。
全文摘要
本发明涉及具有压电元件和构成共振电路的部件的超声波发生装置，目的在于提供一种能获得对温度稳定的特性的超声波发生装置，其具有压电元件(111)、与压电元件(111)构成共振电路的部件(115)，其特征在于压电元件(111)和部件(115)一体地收纳于壳体(118)内。
文档编号H04R17/00GK1829394SQ200510097518
公开日2006年9月6日 申请日期2005年12月28日 优先权日2005年3月4日
发明者佐藤博信, 小牧达也, 松田浩史 申请人:三美电机株式会社