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JP6927696B2 - Ultrasonic oscillator - Google Patents
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Description

本発明は、超音波振動子に関し、特に、ケース外部に接続ピンが導出された超音波振動子に関する。 The present invention relates to an ultrasonic vibrator, and more particularly to an ultrasonic vibrator in which a connecting pin is derived outside the case.

超音波を送信して、その反射波を受信する超音波振動子が様々な用途で利用されている。例えば、医療分野における被検体の検査や、自動車を駐車場に駐車する際の障害物の検出等に超音波振動子が利用されている。 Ultrasonic transducers that transmit ultrasonic waves and receive the reflected waves are used in various applications. For example, ultrasonic vibrators are used for inspection of subjects in the medical field, detection of obstacles when parking an automobile in a parking lot, and the like.

この超音波振動子は、外部の回路基板との間で信号の入出力を行っている。回路基板との接続には、超音波振動子から導出されたリード線を回路基板に接続する構成(例えば、特許文献1参照)や、超音波振動子の接続ピンを回路基板に直接接続する構成(例えば、特許文献2参照)等が知られている。 This ultrasonic transducer inputs and outputs signals to and from an external circuit board. For connection with the circuit board, a lead wire derived from the ultrasonic vibrator is connected to the circuit board (see, for example, Patent Document 1), or a connection pin of the ultrasonic vibrator is directly connected to the circuit board. (See, for example, Patent Document 2) and the like are known.

特開2006−204552号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-20452 特開2006−279567号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-279567

特許文献1に記載の構成では、超音波振動子と回路基板との間にリード線が必要であり、超音波振動子と回路基板との間にリード線が介在することから小型化を図ることが困難である。また、特許文献2に記載の構成では、リード線が不要であり、小型化を図ることが可能である。 In the configuration described in Patent Document 1, a lead wire is required between the ultrasonic vibrator and the circuit board, and the lead wire is interposed between the ultrasonic vibrator and the circuit board, so that the size can be reduced. Is difficult. Further, the configuration described in Patent Document 2 does not require a lead wire, and can be miniaturized.

しかし、一般的に超音波振動子をケース等で基板上に固定するが、この際、超音波振動子と回路基板との位置関係に、製造誤差や組立誤差等により位置ずれが生じた場合、この位置ずれ状態において超音波振動子の接続ピンと回路基板とを接続すると、接続部分に応力が作用し、接続ピンと回路基板との接続不良が発生する可能性がある。また、超音波振動子の振動や、外部からの振動(衝撃を含む)によって、超音波振動子の接続ピンと回路基板と間に応力が作用することもある。 However, in general, the ultrasonic vibrator is fixed on the substrate with a case or the like, but at this time, if the positional relationship between the ultrasonic vibrator and the circuit board is displaced due to manufacturing error, assembly error, etc., If the connection pin of the ultrasonic vibrator and the circuit board are connected in this misaligned state, stress acts on the connection portion, and there is a possibility that a poor connection between the connection pin and the circuit board may occur. In addition, stress may act between the connection pin of the ultrasonic vibrator and the circuit board due to the vibration of the ultrasonic vibrator or the vibration (including impact) from the outside.

なお、特許文献1に記載の構成であれば、超音波振動子と回路基板との位置関係に製造誤差や組立誤差等による位置ずれが発生しても、超音波振動子のリード線により位置ずれによる応力は吸収されるが、上述したように小型化を図ることは困難である。 In the configuration described in Patent Document 1, even if the positional relationship between the ultrasonic vibrator and the circuit board is displaced due to manufacturing error, assembly error, or the like, the position shift is caused by the lead wire of the ultrasonic vibrator. Although the stress caused by the above is absorbed, it is difficult to reduce the size as described above.

そこで、本発明では、超音波振動子の小型化と、超音波振動子の接続部分への応力集中の抑制とを両立する超音波振動子を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an ultrasonic vibrator that achieves both miniaturization of the ultrasonic vibrator and suppression of stress concentration on the connecting portion of the ultrasonic vibrator.

本発明の超音波振動子は、筒状のケースと、前記ケースの内部の一端側に配置された圧電素子と、前記ケースの内部の他端側に配置され、前記圧電素子と電気的に接続された基板と、前記基板に固定されて、一端が前記ケースの外部に導出された接続ピンと、前記ケースの内部に充填された樹脂とを備え、前記基板が、前記ケースに対して非接触状態で前記樹脂により保持されており、前記樹脂は、前記圧電素子の周囲と前記圧電素子よりも前記基板側に充填される第1の樹脂と、前記第1の樹脂よりも前記基板側で、前記基板の周囲に充填される第2の樹脂とを有し、前記接続ピンは、前記ケースの外部における回路基板固定部に固定された回路基板に接続され、前記ケースは、前記回路基板固定部とは別に設けられた超音波振動子固定部に固定され、前記第1の樹脂の弾性率は、前記第2の樹脂の弾性率よりも小さく、前記第2の樹脂は、前記接続ピンおよび前記基板が動くことが可能な程度の弾性を有することを特徴とする。望ましくは、前記圧電素子よりも前記ケース内側に前記圧電素子に隣接して配置されたバッキング材を備え、前記第1の樹脂は、前記圧電素子および前記バッキング材の周囲と、前記バッキング材よりも前記基板側に充填される。また、本発明の超音波振動子は、筒状のケースと、前記ケースの内部の一端側に配置された圧電素子と、前記圧電素子よりも前記ケース内側に前記圧電素子に隣接して配置されたバッキング材と、前記ケースの内部の他端側に配置され、前記圧電素子と電気的に接続された基板と、前記基板に固定されて、一端が前記ケースの外部に導出された接続ピンと、前記ケースの内部に充填された樹脂であって、前記圧電素子および前記バッキング材の周囲と、前記バッキング材よりも前記基板側に充填される樹脂とを備え、前記接続ピンは、前記ケースの外部における回路基板固定部に固定された回路基板に接続され、前記ケースは、前記回路基板固定部とは別に設けられた超音波振動子固定部に固定され、前記基板が、前記ケースに対して非接触状態で前記樹脂により保持されており、前記樹脂は、前記接続ピンおよび前記基板が動くことが可能な程度の弾性を有することを特徴とする The ultrasonic vibrator of the present invention is arranged on a tubular case, a piezoelectric element arranged on one end side inside the case, and on the other end side inside the case, and is electrically connected to the piezoelectric element. The substrate is in a non-contact state with respect to the case. The resin is held by the resin, and the resin is filled around the piezoelectric element, on the substrate side of the piezoelectric element, and on the substrate side of the first resin. It has a second resin filled around the substrate, the connection pin is connected to a circuit board fixed to a circuit board fixing portion outside the case, and the case is connected to the circuit board fixing portion. is fixed to the ultrasonic vibrator fixing portion provided separately from the elastic modulus of the first resin, the second rather smaller than the elastic modulus of the resin, the second resin, said connecting pin and said It is characterized by having elasticity to the extent that the substrate can move. Desirably, a backing material arranged adjacent to the piezoelectric element is provided inside the case of the piezoelectric element, and the first resin is present around the piezoelectric element and the backing material, and more than the backing material. The substrate side is filled. Further, the ultrasonic vibrator of the present invention has a tubular case, a piezoelectric element arranged on one end side inside the case, and a piezoelectric element arranged adjacent to the piezoelectric element inside the case with respect to the piezoelectric element. A backing material, a substrate arranged on the other end side inside the case and electrically connected to the piezoelectric element, and a connection pin fixed to the substrate and one end led out to the outside of the case. A resin filled inside the case, including a resin filled around the piezoelectric element and the backing material and a resin filled on the substrate side of the backing material, and the connection pin is outside the case. The case is connected to a circuit board fixed to the circuit board fixing portion in the above, and the case is fixed to an ultrasonic transducer fixing portion provided separately from the circuit board fixing portion, and the substrate is not attached to the case. It is held by the resin in a contact state, and the resin is characterized by having elasticity to such an extent that the connection pin and the substrate can move .

また、本発明の超音波振動子は、筒状のケースと、前記ケースの内部の一端側に配置された圧電素子と、前記ケースの内部の他端側に配置され、前記圧電素子と電気的に接続された基板と、前記基板に固定されて、一端が前記ケースの外部に導出された接続ピンと、前記ケースの内部に充填された樹脂とを備え、前記ケースは、前記圧電素子が収容された第1の収容部と、前記基板が収容された第2の収容部と、前記第1の収容部と前記第2の収容部との境に形成された段差であって、前記第2の収容部から内側に広がる段差と、を有し、前記基板は、前記段差に載置されており、前記樹脂は、前記圧電素子の周囲と前記圧電素子よりも前記基板側に充填される第1の樹脂と、前記第1の樹脂よりも前記基板側で、前記基板の周囲に充填される第2の樹脂とを有し、前記接続ピンは、前記ケースの外部における回路基板固定部に固定された回路基板に接続され、前記ケースは、前記回路基板固定部とは別に設けられた超音波振動子固定部に固定され、前記第1の樹脂の弾性率は、前記第2の樹脂の弾性率よりも小さく、前記第2の樹脂は、前記接続ピンおよび前記基板が動くことが可能な程度の弾性を有することを特徴とする。望ましくは、前記圧電素子よりも前記ケース内側に前記圧電素子に隣接して配置されたバッキング材を備え、前記第1の樹脂は、前記圧電素子および前記バッキング材の周囲と、前記バッキング材よりも前記基板側に充填される。また、本発明の超音波振動子は、筒状のケースと、前記ケースの内部の一端側に配置された圧電素子と、前記圧電素子よりも前記ケース内側に前記圧電素子に隣接して配置されたバッキング材と、前記ケースの内部の他端側に配置され、前記圧電素子と電気的に接続された基板と、前記基板に固定されて、一端が前記ケースの外部に導出された接続ピンと、前記ケースの内部に充填された樹脂であって、前記圧電素子および前記バッキング材の周囲と、前記バッキング材よりも前記基板側に充填される樹脂とを備え、前記ケースは、前記圧電素子が収容された第1の収容部と、前記基板が収容された第2の収容部と、前記第1の収容部と前記第2の収容部との境に形成された段差であって、前記第2の収容部から内側に広がる段差と、を有し、前記接続ピンは、前記ケースの外部における回路基板固定部に固定された回路基板に接続され、前記ケースは、前記回路基板固定部とは別に設けられた超音波振動子固定部に固定され、前記基板は、前記段差に載置されており、前記樹脂は、前記接続ピンおよび前記基板が動くことが可能な程度の弾性を有することを特徴とする Further, the ultrasonic transducer of the present invention has a tubular case, a piezoelectric element arranged on one end side inside the case, and a piezoelectric element arranged on the other end side inside the case, and is electrically connected to the piezoelectric element. The case includes a substrate connected to the substrate, a connection pin fixed to the substrate and one end of which is led out to the outside of the case, and a resin filled inside the case. The case contains the piezoelectric element. A step formed at the boundary between the first accommodating portion, the second accommodating portion in which the substrate is accommodated, and the first accommodating portion and the second accommodating portion, and the second accommodating portion. The first substrate has a step extending inward from the accommodating portion, the substrate is placed on the step, and the resin is filled around the piezoelectric element and on the substrate side of the piezoelectric element. And a second resin that is filled around the substrate on the substrate side of the first resin, and the connection pin is fixed to a circuit board fixing portion outside the case. The case is fixed to an ultrasonic vibrator fixing portion provided separately from the circuit board fixing portion, and the elasticity of the first resin is the elasticity of the second resin. rather smaller than, the second resin is characterized by having a degree of elasticity capable of the connecting pins and the substrate is moved. Desirably, a backing material arranged adjacent to the piezoelectric element is provided inside the case of the piezoelectric element, and the first resin is present around the piezoelectric element and the backing material, and more than the backing material. The substrate side is filled. Further, the ultrasonic transducer of the present invention has a tubular case, a piezoelectric element arranged on one end side inside the case, and a piezoelectric element arranged adjacent to the piezoelectric element inside the case with respect to the piezoelectric element. A backing material, a substrate arranged on the other end side inside the case and electrically connected to the piezoelectric element, and a connection pin fixed to the substrate and one end led out to the outside of the case. A resin filled inside the case, including a resin filled around the piezoelectric element and the backing material and a resin filled on the substrate side of the backing material, and the case accommodates the piezoelectric element. The second accommodating portion formed at the boundary between the first accommodating portion, the second accommodating portion in which the substrate is accommodated, and the first accommodating portion and the second accommodating portion. The connection pin is connected to a circuit board fixed to a circuit board fixing portion outside the case, and the case is separated from the circuit board fixing portion. Rukoto fixed to the ultrasonic transducer fixed portion provided, the substrate is placed on the step, the resin is to have a degree of elasticity capable of the connecting pins and the substrate is moved It is characterized by .

また、前記基板は、弾性部材を介して前記段差に載置され、前記ケースに保持されている。さらに、前記弾性部材は、環状のシリコーンゴムである。 Further, the substrate is placed on the step via an elastic member and held in the case. Further, the elastic member is an annular silicone rubber.

本発明によれば、超音波振動子の小型化と、超音波振動子の接続部分への応力集中の抑制とを両立することができる。その結果、小型化により超音波振動子の適用範囲を拡げることができ、また、超音波振動子の接続ピンと回路基板との接続不良の発生を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to achieve both miniaturization of the ultrasonic vibrator and suppression of stress concentration on the connecting portion of the ultrasonic vibrator. As a result, the application range of the ultrasonic vibrator can be expanded by miniaturization, and the occurrence of poor connection between the connection pin of the ultrasonic vibrator and the circuit board can be suppressed.

第1の実施形態を示す超音波振動子の概略断面図である。It is the schematic sectional drawing of the ultrasonic vibrator which shows 1st Embodiment. 第2の実施形態を示す超音波振動子の概略断面図である。It is the schematic sectional drawing of the ultrasonic vibrator which shows the 2nd Embodiment. 第3の実施形態を示す超音波振動子の概略断面図である。It is the schematic sectional drawing of the ultrasonic vibrator which shows the 3rd Embodiment.

第1の実施形態について図1を参照して説明する。図1に示すように、超音波振動子10は、PBT樹脂(ポリブチレンテレフタレート樹脂)からなる円筒形状のケース11と、ケース11の一端に固定された整合層12と、ケース11の内部において、整合層12と対向して配置された圧電素子13と、圧電素子13に隣接して配置されたバッキング材14と、ケース11の内部において、ケース11の他端側に配置されたピンヘッダー15と、ケース11の内部に充填されたシリコーン樹脂16とを備えている。 The first embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the ultrasonic vibrator 10 has a cylindrical case 11 made of PBT resin (polybutylene terephthalate resin), a matching layer 12 fixed to one end of the case 11, and inside the case 11. A piezoelectric element 13 arranged to face the matching layer 12, a backing material 14 arranged adjacent to the piezoelectric element 13, and a pin header 15 arranged on the other end side of the case 11 inside the case 11. , A silicone resin 16 filled inside the case 11 is provided.

圧電素子13の両面には、図示しない電極が形成されている。これら電極は、リード線17a,17bによりピンヘッダー15に接続されている。ピンヘッダー15は、リード線17a,17bが接続される基板15aと、この基板15aに接続される複数の接続ピン15bと、接続ピン15bを基板15aに固定する固定樹脂15cとを備えている。 Electrodes (not shown) are formed on both sides of the piezoelectric element 13. These electrodes are connected to the pin header 15 by lead wires 17a and 17b. The pin header 15 includes a substrate 15a to which lead wires 17a and 17b are connected, a plurality of connection pins 15b connected to the substrate 15a, and a fixing resin 15c for fixing the connection pins 15b to the substrate 15a.

接続ピン15bは、ケース11の外部に導出する長さを有しており、超音波振動子10が取り付けられる回路基板KBに、例えば、はんだ付け等により固定される。また、回路基板KBは回路基板固定部FPaに固定されている。 The connection pin 15b has a length that leads out to the outside of the case 11, and is fixed to the circuit board KB to which the ultrasonic vibrator 10 is mounted, for example, by soldering or the like. Further, the circuit board KB is fixed to the circuit board fixing portion FPa.

ケース11の内部には、圧電素子13、バッキング材14、ピンヘッダー15が配置された後に、シリコーン樹脂16が充填される。シリコーン樹脂16には硬化後も弾性を有するものを使用する。すなわち、シリコーン樹脂16の硬化後もピンヘッダー15がシリコーン樹脂16において動くことが可能な弾性を有するものを使用する。また、シリコーン樹脂16の充填時には、冶具等を用いてピンヘッダー15をケース11の内周面から離間させた位置に保持して、ケース11の内部にシリコーン樹脂16を充填する。そして、シリコーン樹脂16の硬化後に、超音波振動子10を回路基板KBに取り付ける。 The inside of the case 11 is filled with the silicone resin 16 after the piezoelectric element 13, the backing material 14, and the pin header 15 are arranged. A silicone resin 16 having elasticity even after curing is used. That is, a pin header 15 having elasticity capable of moving in the silicone resin 16 even after the silicone resin 16 is cured is used. When filling the silicone resin 16, the pin header 15 is held at a position separated from the inner peripheral surface of the case 11 by using a jig or the like, and the inside of the case 11 is filled with the silicone resin 16. Then, after the silicone resin 16 is cured, the ultrasonic vibrator 10 is attached to the circuit board KB.

超音波振動子10を回路基板KBに取り付けたときに、ピンヘッダー15の接続ピン15bと回路基板KBとの位置関係に製造誤差や組立誤差等により位置ずれが生じた場合や、外部から、超音波振動子10を固定している超音波振動子固定部FPbを介して超音波振動子10に振動が加わって位置ずれが生じた場合、あるいは、超音波振動子10が振動して位置ずれが生じた場合でも、ピンヘッダー15がケース11の内部で動くことができるので、それら位置ずれを吸収することができ、接続部分への応力集中が抑制される。 When the ultrasonic vibrator 10 is attached to the circuit board KB, the positional relationship between the connection pin 15b of the pin header 15 and the circuit board KB may be displaced due to manufacturing error, assembly error, or the like, or from the outside. When vibration is applied to the ultrasonic vibrator 10 via the ultrasonic vibrator fixing portion FPb fixing the sound vibrator 10 to cause a misalignment, or when the ultrasonic vibrator 10 vibrates and the misalignment occurs. Even if it occurs, the pin header 15 can move inside the case 11, so that the misalignment can be absorbed and the stress concentration on the connecting portion is suppressed.

このため、接続ピン15bと回路基板KBとの接続不良の発生を抑制することができる。また、超音波振動子10は、回路基板KBに直接取り付けられるので、超音波振動子10と回路基板KBとの間のリード線を不要にすることができ、部品点数を削減して小型化を図ることができる。 Therefore, it is possible to suppress the occurrence of poor connection between the connection pin 15b and the circuit board KB. Further, since the ultrasonic vibrator 10 is directly attached to the circuit board KB, the lead wire between the ultrasonic vibrator 10 and the circuit board KB can be eliminated, and the number of parts can be reduced to reduce the size. Can be planned.

なお、圧電素子13とピンヘッダー15との間のリード線17a,17bの長さは、ピンヘッダー15が動いても、このリード線17a,17bに張力が作用しないように、余裕を持った長さとすることが好ましい。 The lengths of the lead wires 17a and 17b between the piezoelectric element 13 and the pin header 15 are long enough so that tension does not act on the lead wires 17a and 17b even if the pin header 15 moves. It is preferable to use.

次に、第2の実施形態について図2を参照して説明する。以下に説明する各実施形態において、第1の実施形態において説明した構成要素と同様の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。 Next, the second embodiment will be described with reference to FIG. In each of the embodiments described below, the same components as those described in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

図2に示すように、超音波振動子20では、ケース11に充填するシリコーン樹脂に、第1のシリコーン樹脂18と第2のシリコーン樹脂19との2種類のシリコーン樹脂を使用している。 As shown in FIG. 2, in the ultrasonic vibrator 20, two types of silicone resins, a first silicone resin 18 and a second silicone resin 19, are used as the silicone resin to be filled in the case 11.

ケース11の内部において、圧電素子13及びバッキング材14の周囲には、第1のシリコーン樹脂18が充填されている。また、ケース11の内部において、ピンヘッダー15の基板15aの周囲には、第2のシリコーン樹脂19が充填されている。 Inside the case 11, the first silicone resin 18 is filled around the piezoelectric element 13 and the backing material 14. Further, inside the case 11, a second silicone resin 19 is filled around the substrate 15a of the pin header 15.

第1のシリコーン樹脂18の弾性率は、第2のシリコーン樹脂19の弾性率よりも小さい。すなわち、第1のシリコーン樹脂18及び第2のシリコーン樹脂19の充填後、圧電素子13及びバッキング材14の周囲の第1のシリコーン樹脂18の方が、ピンヘッダー15の基板15aの周囲の第2のシリコーン樹脂19よりも柔らかくなっている。 The elastic modulus of the first silicone resin 18 is smaller than the elastic modulus of the second silicone resin 19. That is, after filling the first silicone resin 18 and the second silicone resin 19, the first silicone resin 18 around the piezoelectric element 13 and the backing material 14 is the second around the substrate 15a of the pin header 15. It is softer than the silicone resin 19 of.

このように、圧電素子13及びバッキング材14の周囲の第1のシリコーン樹脂18と、ピンヘッダー15の基板15aの周囲の第2のシリコーン樹脂19とを異なる弾性率とすることによって、ケース11の内部において、圧電素子13やピンヘッダー15の基板15aに対して最適な保持を行うことができる。 In this way, the first silicone resin 18 around the piezoelectric element 13 and the backing material 14 and the second silicone resin 19 around the substrate 15a of the pin header 15 have different elastic moduli, so that the case 11 has different elastic moduli. Inside, optimum holding can be performed on the substrate 15a of the piezoelectric element 13 and the pin header 15.

すなわち、外部から、超音波振動子10を固定している超音波振動子固定部FPbを介して超音波振動子10に振動が作用した場合、第1のシリコーン樹脂18によって、圧電素子13及びバッキング材14への振動の伝達が抑制される。圧電素子13はそれ自身が振動するため、外部からの振動伝達の抑制により、超音波振動子20の動作精度の向上に繋がる。 That is, when vibration acts on the ultrasonic vibrator 10 from the outside via the ultrasonic vibrator fixing portion FPb fixing the ultrasonic vibrator 10, the first silicone resin 18 causes the piezoelectric element 13 and the backing. The transmission of vibration to the material 14 is suppressed. Since the piezoelectric element 13 vibrates itself, suppressing the transmission of vibration from the outside leads to an improvement in the operating accuracy of the ultrasonic vibrator 20.

なお、第2のシリコーン樹脂19は、基板15aと回路基板KBとの位置ずれを吸収できればよく、また、基板15aがケース11の内部において所定位置に保持されるだけの弾性率があれば良い。 The second silicone resin 19 only needs to be able to absorb the positional deviation between the substrate 15a and the circuit board KB, and has an elastic modulus sufficient to hold the substrate 15a in a predetermined position inside the case 11.

次に、第3の実施形態について図3を参照して説明する。図3に示すように、超音波振動子30のケース31の内周面には段部32が形成されている。 Next, the third embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, a step portion 32 is formed on the inner peripheral surface of the case 31 of the ultrasonic vibrator 30.

ケース31は、圧電素子13及びバッキング材14を収容する第1の収容部31aと、ピンヘッダー15を収容する第2の収容部31bとを有している。第1の収容部31aの内径R1は、第2の収容部31bの内径R2より小さく設定されている。すなわち、第1の収容部31aと第2の収容部31bとの境において段部32が形成されている。この段部32には、シリコーンゴムからなるOリング33が載置されている。Oリング33の弾性率としては、ケース31の内部に充填するシリコーン樹脂16よりも低いものを選択することが好ましい。なお、Oリング33の材質をシリコーン樹脂16と同様のものとしてもよい。 The case 31 has a first accommodating portion 31a accommodating the piezoelectric element 13 and the backing material 14, and a second accommodating portion 31b accommodating the pin header 15. The inner diameter R1 of the first accommodating portion 31a is set smaller than the inner diameter R2 of the second accommodating portion 31b. That is, the step portion 32 is formed at the boundary between the first accommodating portion 31a and the second accommodating portion 31b. An O-ring 33 made of silicone rubber is placed on the step portion 32. As the elastic modulus of the O-ring 33, it is preferable to select one having a modulus lower than that of the silicone resin 16 filled inside the case 31. The material of the O-ring 33 may be the same as that of the silicone resin 16.

Oリング33の上には、ピンヘッダー15の基板15aが載置されている。この状態で、ケース31の内部にシリコーン樹脂16が充填される。すなわち、第3の実施形態では、ピンヘッダー15が、Oリング33を介してケース31の段部32に載置されている。 The substrate 15a of the pin header 15 is placed on the O-ring 33. In this state, the inside of the case 31 is filled with the silicone resin 16. That is, in the third embodiment, the pin header 15 is placed on the step portion 32 of the case 31 via the O-ring 33.

このように、ピンヘッダー15を、Oリング33を介してケース31の段部32に載置することによって、ピンヘッダー15の接続ピン15bと回路基板KBとの位置関係に製造誤差や組立誤差等により位置ずれが生じた場合や、外部から、超音波振動子10を固定している超音波振動子固定部FPbを介して超音波振動子10に振動が加わって位置ずれが生じた場合、あるいは、超音波振動子10が振動して位置ずれが生じた場合でも、ピンヘッダー15がOリング33を押し潰すことによりケース31の内部で動くことができるので、それらの位置ずれを吸収することができ、接続ピン15bへの応力集中が抑制される。その結果、接続ピン15bと回路基板KBとの接続不良の発生を抑制することができる。 By mounting the pin header 15 on the step portion 32 of the case 31 via the O-ring 33 in this way, the positional relationship between the connection pin 15b of the pin header 15 and the circuit board KB has manufacturing errors, assembly errors, and the like. When the position shift occurs due to the vibration, or when vibration is applied to the ultrasonic vibrator 10 from the outside via the ultrasonic vibrator fixing portion FPb which fixes the ultrasonic vibrator 10, or the position shift occurs. Even if the ultrasonic vibrator 10 vibrates and causes misalignment, the pin header 15 can move inside the case 31 by crushing the O-ring 33, so that the misalignment can be absorbed. This allows stress concentration on the connecting pin 15b to be suppressed. As a result, it is possible to suppress the occurrence of poor connection between the connection pin 15b and the circuit board KB.

また、ピンヘッダー15をOリング33に載置することでピンヘッダー15の位置決めを行うことができ、シリコーン樹脂16の充填時に冶具を不要とすることができる。 Further, by placing the pin header 15 on the O-ring 33, the pin header 15 can be positioned, and a jig can be eliminated when filling the silicone resin 16.

10,20,30 超音波振動子、11,31 ケース、12 整合層、13 圧電素子、14 バッキング材、15 ピンヘッダー、15a 基板、15b 接続ピン、15c 固定樹脂、16 シリコーン樹脂、17a,17b リード線、18 第1のシリコーン樹脂、19 第2のシリコーン樹脂、31a 第1の収容部、31b 第2の収容部、32 段部、33 Oリング、KB 回路基板、FPa 回路基板固定部、FPb 超音波振動子固定部。

10,20,30 Ultrasonic vibrator, 11,31 case, 12 matching layer, 13 piezoelectric element, 14 backing material, 15 pin header, 15a substrate, 15b connection pin, 15c fixing resin, 16 silicone resin, 17a, 17b lead Wire, 18 1st silicone resin, 19 2nd silicone resin, 31a 1st accommodating part, 31b 2nd accommodating part, 32 steps, 33 O ring, KB circuit board, FPa circuit board fixing part, FPb super Sound oscillator fixing part.

Claims (8)

筒状のケースと、前記ケースの内部の一端側に配置された圧電素子と、前記ケースの内部の他端側に配置され、前記圧電素子と電気的に接続された基板と、前記基板に固定されて、一端が前記ケースの外部に導出された接続ピンと、前記ケースの内部に充填された樹脂とを備え、
前記基板が、前記ケースに対して非接触状態で前記樹脂により保持されており、
前記樹脂は、前記圧電素子の周囲と前記圧電素子よりも前記基板側に充填される第1の樹脂と、前記第1の樹脂よりも前記基板側で、前記基板の周囲に充填される第2の樹脂とを有し、
前記接続ピンは、前記ケースの外部における回路基板固定部に固定された回路基板に接続され、
前記ケースは、前記回路基板固定部とは別に設けられた超音波振動子固定部に固定され、
前記第1の樹脂の弾性率は、前記第2の樹脂の弾性率よりも小さく、前記第2の樹脂は、前記接続ピンおよび前記基板が動くことが可能な程度の弾性を有することを特徴とする超音波振動子。
A tubular case, a piezoelectric element arranged on one end side inside the case, a substrate arranged on the other end side inside the case and electrically connected to the piezoelectric element, and fixed to the substrate. A connection pin whose one end is led out to the outside of the case and a resin filled inside the case are provided.
The substrate is held by the resin in a non-contact state with respect to the case.
The resin is a first resin filled around the piezoelectric element and on the substrate side of the piezoelectric element, and a second resin filled around the substrate on the substrate side of the first resin. With resin,
The connection pin is connected to a circuit board fixed to a circuit board fixing portion outside the case.
The case is fixed to an ultrasonic vibrator fixing portion provided separately from the circuit board fixing portion.
The elastic modulus of the first resin, the second rather smaller than the elastic modulus of the resin, the second resin is characterized by having a degree of elasticity capable of the connecting pins and the substrate is moved Ultrasonic transducer.
請求項1に記載の超音波振動子において、
前記圧電素子よりも前記ケース内側に前記圧電素子に隣接して配置されたバッキング材を備え、
前記第1の樹脂は、前記圧電素子および前記バッキング材の周囲と、前記バッキング材よりも前記基板側に充填されることを特徴とする超音波振動子。
In the ultrasonic vibrator according to claim 1,
A backing material arranged adjacent to the piezoelectric element is provided inside the case with respect to the piezoelectric element.
An ultrasonic vibrator characterized in that the first resin is filled around the piezoelectric element and the backing material and on the substrate side of the backing material.
筒状のケースと、前記ケースの内部の一端側に配置された圧電素子と、前記圧電素子よりも前記ケース内側に前記圧電素子に隣接して配置されたバッキング材と、前記ケースの内部の他端側に配置され、前記圧電素子と電気的に接続された基板と、前記基板に固定されて、一端が前記ケースの外部に導出された接続ピンと、前記ケースの内部に充填された樹脂であって、前記圧電素子および前記バッキング材の周囲と、前記バッキング材よりも前記基板側に充填される樹脂とを備え、
前記接続ピンは、前記ケースの外部における回路基板固定部に固定された回路基板に接続され、
前記ケースは、前記回路基板固定部とは別に設けられた超音波振動子固定部に固定され、
前記基板が、前記ケースに対して非接触状態で前記樹脂により保持されており、前記樹脂は、前記接続ピンおよび前記基板が動くことが可能な程度の弾性を有することを特徴とする超音波振動子。
A tubular case, a piezoelectric element arranged on one end side of the inside of the case, a backing material arranged inside the case relative to the piezoelectric element and adjacent to the piezoelectric element, and the inside of the case. A substrate arranged on the end side and electrically connected to the piezoelectric element, a connection pin fixed to the substrate and one end led out to the outside of the case, and a resin filled inside the case. The piezoelectric element, the periphery of the backing material, and the resin filled on the substrate side of the backing material are provided.
The connection pin is connected to a circuit board fixed to a circuit board fixing portion outside the case.
The case is fixed to an ultrasonic vibrator fixing portion provided separately from the circuit board fixing portion.
The substrate is held by the resin in a non-contact state with respect to the case, and the resin has elasticity to the extent that the connection pin and the substrate can move. Child.
筒状のケースと、前記ケースの内部の一端側に配置された圧電素子と、前記ケースの内部の他端側に配置され、前記圧電素子と電気的に接続された基板と、前記基板に固定されて、一端が前記ケースの外部に導出された接続ピンと、前記ケースの内部に充填された樹脂とを備え、
前記ケースは、
前記圧電素子が収容された第1の収容部と、
前記基板が収容された第2の収容部と、
前記第1の収容部と前記第2の収容部との境に形成された段差であって、前記第2の収容部から内側に広がる段差と、を有し、
前記基板は、前記段差に載置されており、
前記樹脂は、前記圧電素子の周囲と前記圧電素子よりも前記基板側に充填される第1の樹脂と、前記第1の樹脂よりも前記基板側で、前記基板の周囲に充填される第2の樹脂とを有し、
前記接続ピンは、前記ケースの外部における回路基板固定部に固定された回路基板に接続され、
前記ケースは、前記回路基板固定部とは別に設けられた超音波振動子固定部に固定され、
前記第1の樹脂の弾性率は、前記第2の樹脂の弾性率よりも小さく、前記第2の樹脂は、前記接続ピンおよび前記基板が動くことが可能な程度の弾性を有することを特徴とする超音波振動子。
A tubular case, a piezoelectric element arranged on one end side inside the case, a substrate arranged on the other end side inside the case and electrically connected to the piezoelectric element, and fixed to the substrate. A connection pin whose one end is led out to the outside of the case and a resin filled inside the case are provided.
The case is
A first accommodating portion accommodating the piezoelectric element and
A second accommodating portion in which the substrate is accommodating, and
It has a step formed at the boundary between the first accommodating portion and the second accommodating portion, and has a step extending inward from the second accommodating portion.
The substrate is placed on the step and is placed on the step.
The resin is a first resin filled around the piezoelectric element and on the substrate side of the piezoelectric element, and a second resin filled around the substrate on the substrate side of the first resin. With resin,
The connection pin is connected to a circuit board fixed to a circuit board fixing portion outside the case.
The case is fixed to an ultrasonic vibrator fixing portion provided separately from the circuit board fixing portion.
The elastic modulus of the first resin, the second rather smaller than the elastic modulus of the resin, the second resin is characterized by having a degree of elasticity capable of the connecting pins and the substrate is moved Ultrasonic transducer.
請求項に記載の超音波振動子において、
前記圧電素子よりも前記ケース内側に前記圧電素子に隣接して配置されたバッキング材を備え、
前記第1の樹脂は、前記圧電素子および前記バッキング材の周囲と、前記バッキング材よりも前記基板側に充填されることを特徴とする超音波振動子。
In the ultrasonic vibrator according to claim 4,
A backing material arranged adjacent to the piezoelectric element is provided inside the case with respect to the piezoelectric element.
An ultrasonic vibrator characterized in that the first resin is filled around the piezoelectric element and the backing material and on the substrate side of the backing material.
筒状のケースと、前記ケースの内部の一端側に配置された圧電素子と、前記圧電素子よりも前記ケース内側に前記圧電素子に隣接して配置されたバッキング材と、前記ケースの内部の他端側に配置され、前記圧電素子と電気的に接続された基板と、前記基板に固定されて、一端が前記ケースの外部に導出された接続ピンと、前記ケースの内部に充填された樹脂であって、前記圧電素子および前記バッキング材の周囲と、前記バッキング材よりも前記基板側に充填される樹脂とを備え、
前記ケースは、
前記圧電素子が収容された第1の収容部と、
前記基板が収容された第2の収容部と、
前記第1の収容部と前記第2の収容部との境に形成された段差であって、前記第2の収容部から内側に広がる段差と、を有し、
前記接続ピンは、前記ケースの外部における回路基板固定部に固定された回路基板に接続され、
前記ケースは、前記回路基板固定部とは別に設けられた超音波振動子固定部に固定され、
前記基板は、前記段差に載置されており、前記樹脂は、前記接続ピンおよび前記基板が動くことが可能な程度の弾性を有することを特徴とする超音波振動子。
A tubular case, a piezoelectric element arranged on one end side of the inside of the case, a backing material arranged inside the case relative to the piezoelectric element and adjacent to the piezoelectric element, and the inside of the case. A substrate arranged on the end side and electrically connected to the piezoelectric element, a connection pin fixed to the substrate and one end led out to the outside of the case, and a resin filled inside the case. The piezoelectric element, the periphery of the backing material, and the resin filled on the substrate side of the backing material are provided.
The case is
A first accommodating portion accommodating the piezoelectric element and
A second accommodating portion in which the substrate is accommodating, and
It has a step formed at the boundary between the first accommodating portion and the second accommodating portion, and has a step extending inward from the second accommodating portion.
The connection pin is connected to a circuit board fixed to a circuit board fixing portion outside the case.
The case is fixed to an ultrasonic vibrator fixing portion provided separately from the circuit board fixing portion.
Said substrate, said rests on the step, the resin is an ultrasonic transducer, characterized in Rukoto which have a degree of elasticity capable of the connecting pins and the substrate is moved.
請求項からのいずれか1項に記載の超音波振動子であって、
前記基板は、弾性部材を介して前記段差に載置され、前記ケースに保持されていることを特徴とする超音波振動子。
The ultrasonic vibrator according to any one of claims 4 to 6.
An ultrasonic vibrator characterized in that the substrate is placed on the step via an elastic member and held in the case.
請求項に記載の超音波振動子であって、
前記弾性部材は、環状のシリコーンゴムであることを特徴とする超音波振動子。
The ultrasonic vibrator according to claim 7.
The elastic member is an ultrasonic vibrator characterized by being an annular silicone rubber.
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