本发明专利技术提供一种能够改善混响特性的超声波换能器。超声波换能器（１０）包括壳体（１）、固定构件（３）和压电体（２）。壳体（１）是堵塞了主轴方向之端部的有底筒状。压电体（２）被形成于壳体（１）的内底面部。固定构件（３）从壳体（１）的内底面部离开而配置，并且与压电体（２）相对置。这里，压电体（２）和固定构件（３）之间的间隔Ｌ１比压电体（２）的最大移位距离更大，并且设为声波的１／４波长的大致奇数倍或者１／４波长以下。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种通过驱动压电体来进行超声波的发送或者接收的超声波换能器 (transducer)0
技术介绍
作为现有技术的超声波换能器，具有将压电体收容在壳体中之构成的超声波换能器。 图1 (A)是用于说明现有技术的超声波换能器的第一构成例的剖面图。超声波换能器100包括壳体101、压电体102、声吸收构件103、填充剂104、以及引 线105。压电体102通过粘接剂(没有图示)粘接到壳体101的内底面。壳体101是有底 筒状。填充剂104通过被注入固化在壳体101的筒内部而堵塞壳体101。声吸收构件103 配置在壳体101的内侧空间。引线105连接到压电体102，并且引线105通过填充剂104被 引出到壳体外部。根据这种构成，在壳体101的内侧空间产生声波的多重反射。尽管声波伴随多重 反射而逐渐衰减，但如果声波的混响(残響，reverberation)时间长，则超声波换能器的发 送波的波形因混响而变弱，接收波被混响隐藏，从而成为问题。因此，在超声波换能器100 中，通过在壳体内部设置声吸收构件103，吸收从压电体102向壳体101的开口方向振动的 声波，从而改善混响特性。此外，作为现有技术的超声波换能器，还具有利用代替引线而使用金属管脚之构 成的超声波换能器(例如，参考专利文献1)。图1 (B)是用于说明现有技术的超声波换能器的第二构成例的剖面图。超声波换能器200包括壳体201、压电体202、固定板203、填充剂204、以及向外部 传送电信号的金属管脚205。该超声波换能器200不使用引线而使用金属管脚205，并且具 有用于金属管脚205的固定的树脂制的固定板203。根据该构成，在有底筒状的壳体201的内底面部，隔开规定的距离来配置固定板 203，固定板203保持用于与压电体202电连接的弹簧状金属端子206。由于当弹簧状金属 端子206与压电体202共振时超声波换能器200的混响特性降低，因此弹簧状金属端子206 的共振频率被设定为不与压电体202共振那样的条件，由此改善超声波换能器200的混响 特性。专利文献IJP特开2007-318742号公报如上述，通过在壳体内部配置声吸收构件，或者适当地设定弹簧状金属端子的共 振频率，能够改善超声波换能器的混响特性。但是，即使施加了这些对策，也不能够完全消 除超声波的混响，因此仍然存在希望混响特性的进一步改善。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种与现有技术相比能够进一步改善混响特性的超声波换能器。本专利技术的超声波换能器包括壳体、反射部和压电体。壳体是堵塞了一端的有底筒 状。压电体被形成于壳体的内底面部。反射部从壳体的内底面部离开而配置，并且与压电 体相对置。这里，压电体和反射部之间的间隔比压电体的最大移位距离更大，并且设为声波 的1/4波长的大致奇数倍或者1/4波长以下。根据该构成，为了提前在壳体的内侧空间产生的声波的多重反射的衰减，设定反 射部和压电体之间的间隔。而且，本专利技术中反射部的定义是比较声波的吸收率和反射率、从 而满足声波的吸收率<声波的反射率的关系的构成。在将反射部和压电体的间隔设为声 波的1/4波长的大致奇数倍的情况下，反射部和压电体的壁面入射波和壁面反射波相互抵 消，提前超声波的衰减。在将反射部和压电体的间隔设为声波的1/4波长以下的情况下，每 单位时间的声波的反射次数变得极其多，超声波的衰减提前。优选地，本专利技术的超声波换能器还具有声吸收构件。优选地，声吸收构件在压电体 和反射部之间从其至少一个离开而配置。根据该构成，通过声吸收构件加速了进行多重反 射的超声波的衰减。而且，本专利技术中吸收构件的定义是比较声波的吸收率和反射率、从而满 足声波的吸收率>声波的反射率的关系的构成。优选地，本专利技术的反射部具有连通于壳体内部和壳体外部并用声吸收构件堵塞的 开口部。根据该构成，能够将声吸收构件设成不直接接触压电体等构件。由此，通过在该声 吸收构件上传播，从而不会发生振动从压电体传到反射部的情况，由此能够更加改善混响 特性。专利技术效果根据本专利技术，通过将反射部和壳体的内底面部之间的距离设为声波的1/4波长的 大致奇数倍，向壁面的入射波和壁面的反射波相互抵消，从而超声波的衰减提前。通过将 反射部和壳体的内底面部之间的距离设为声波的1/4波长以下，每个单位时间的声波的反 射次数变得极其多，从而超声波的衰减提前。其结果，能够更加改善超声波换能器的混响特 性。附图说明图1是表示现有技术构成的超声波换能器的构成例的概略图。图2是表示本专利技术的第一实施方式的超声波换能器的构成例的概略图。图3是说明图2的超声波换能器的混响等级的示意图。图4是表示本专利技术的第二实施方式的超声波换能器的构成例的概略图。图5是表示本专利技术的第三实施方式的超声波换能器的构成例的概略图。附图符号说明10，20，30超声波换能器；1壳体；2，12，22压电体；3，13，23固定构件；4，19，29 填充剂；5，15，25外部连接端子；6导电性粘结剂；7内部配线；11，21上盖；14，M平衡块 (weight) ；16J6 垫圈(washer) ；17，27A，27B 弹簧状金属端子；18，^A，28B 声吸收构件。具体实施方式下面，说明本专利技术的第一实施方式的超声波换能器30。图2(A)是超声波换能器30在直角坐标系Y-Z面的剖面图。图2 (B)是超声波换 能器30包括的固定构件23的立体图。超声波换能器30包括上盖21 ；压电体22 ；固定构件23 ；平衡块(weight) M ；外 部连接端子25 ；垫圈沈；弹簧状金属端子27A、27B ；声吸收构件^AJSB ；以及填充剂四。在将该超声波换能器30作为波发送器使用时，通过在外部连接端子25上施加驱 动信号，压电体22在X-Y面上展开振动。这样，在上盖21的底面激励沿着Z轴的弯曲振动， 发送超声波。在作为波接收器使用时，上盖21的底面通过接收超声波而进行振动，压电体 22展开振动，从而在外部连接端子25上产生波接收信号。上盖21是堵塞Z轴正方向的端部的有底筒状。而且，尽管为了方便在附图中记载为盖21的底面位于图的上方，但是，可以将筒 状体的一端被封闭的结构称为有底筒状，被封闭的面设为底面。平衡块M是中心轴沿着Z轴的筒状，Z轴正方向的端部被插入和嵌合在上盖21 的筒内。该平衡块M包括用于保持固定构件23的保持部24A和用于配置垫圈沈的凹部 24B.保持部24A在X-Y面在壳体中心轴方向上突出。该上盖21和平衡块M组合而构成 有底筒状的壳体。而且，上盖21相当于壳体的底面部。垫圈沈是具有开口的平板，并被插 入平衡块M的凹部MB。优选地，上盖21使用例如铝等金属材料，平衡块M使用例如锌或铁、不锈钢等与 上盖21所用的材料相比比重更高的金属材料。在上盖21的制作时，通过使用预先喷涂了高 分子聚酯的板材的拉深(絞D，drawing)加工和锻造之类的方法，能够改善喷涂质量和降 低成本。上盖21和平衡块M用焊接、热压接、铆接、粘结、嵌合等方法连接，但是例如在粘 结嵌合的情况下平衡块M的表面通过进行电镀或者喷砂处理(sandblasting)、底面涂覆 (primer coating)，也可以获得耐蚀性和粘结性的提高。尽管没有图示，通过在平本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超声波换能器，包括：堵塞了主轴方向之端部的有底筒状的壳体；形成于所述壳体的内底面部的压电体；以及从所述壳体的内底面部离开配置并且与所述压电体相对置的反射部，所述压电体和所述反射部之间的间隔比所述压电体的最大移位距离大，并且是声波的１／４波长的大致奇数倍或者１／４波长以下。
【技术特征摘要】
JP 2009-9-30 2009-2284621.一种超声波换能器，包括堵塞了主轴方向之端部的有底筒状的壳体； 形成于所述壳体的内底面部的压电体；以及 从所述壳体的内底面部离开配置并且与所述压电体相对置的反射部， 所述压电体和所述反射部之间的间隔比所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：西江纯一，浅田隆昭，古谷未央，岛本隆之，江原和博，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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