[發(fā)明專利]超聲波傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580070017.7
• 申請日: 2015-12-21
• 公開（公告）號(hào): CN107113510B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 渡邊恒介;藤田章雄;南部浩司
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社村田制作所
• 主分類號(hào): H04R17/00
• 分類號(hào): H04R17/00;H01L41/047;H01L41/083;H01L41/09;H01L41/113;G01S7/521
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 韓聰

超聲波傳感器的壓電元件具有包含發(fā)送用區(qū)域(40N)和接收用區(qū)域(40M)的壓電體層(40)、公共電極(30)、發(fā)送用電極(20)、以及接收用電極(10)。發(fā)送用區(qū)域和接收用區(qū)域隔著分離區(qū)域(40V)彼此相鄰。發(fā)送用區(qū)域包含一個(gè)或多個(gè)第一單位壓電體層，接收用區(qū)域包含一個(gè)或多個(gè)第二單位壓電體層。發(fā)送用區(qū)域中包含的第一單位壓電體層和接收用區(qū)域中包含的第二單位壓電體層的層數(shù)不同，在發(fā)送用區(qū)域和接收用區(qū)域中的層數(shù)少的一方中，設(shè)置有浮置電極(70)。該壓電元件能夠抑制產(chǎn)生褶曲。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具備壓電元件的超聲波傳感器。

背景技術(shù)

一般的超聲波傳感器通過在金屬制的殼體的底部的內(nèi)表面接合壓電元件而構(gòu)成單壓電晶片構(gòu)造體，并使金屬殼體的底部進(jìn)行彎曲振動(dòng)來收發(fā)超聲波。另外，雖然技術(shù)領(lǐng)域與超聲波傳感器不同，但是在國際公開第2008/038683號(hào)(專利文獻(xiàn)1)中公開了一種具備層疊型的壓電元件的燃料噴射系統(tǒng)。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：國際公開第2008/038683號(hào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的課題

在具備一般的層疊型的壓電元件的超聲波傳感器中，壓電元件的層疊數(shù)越多，波發(fā)送時(shí)的聲壓越提高，但是波接收時(shí)的靈敏度越下降。與此相反，壓電元件的層疊數(shù)越少，波發(fā)送時(shí)的聲壓越下降，但是波接收時(shí)的靈敏度越提高。在具備一般的層疊型的壓電元件的超聲波傳感器中，壓電元件的供波發(fā)送用的部分和供波接收用的部分由同一構(gòu)件形成，因此根據(jù)壓電元件的層疊數(shù)，聲壓與靈敏度以大致反比的關(guān)系進(jìn)行增減。

本申請的發(fā)明人進(jìn)行了潛心研究，結(jié)果得到了如下的見解。即，設(shè)在壓電元件連接了接收用電極以及發(fā)送用電極，進(jìn)而配置了公共電極，使得與它們雙方對置。根據(jù)由接收用電極、發(fā)送用電極以及公共電極構(gòu)成的三端子構(gòu)造，可形成在金屬殼體的底部的面方向上彼此相鄰的發(fā)送用區(qū)域以及接收用區(qū)域。發(fā)現(xiàn)，由于發(fā)送用區(qū)域以及接收用區(qū)域彼此獨(dú)立地形成，所以能夠?qū)Πl(fā)送時(shí)的聲壓以及接收時(shí)的靈敏度這兩者分別獨(dú)立地進(jìn)行調(diào)整。

然而，還發(fā)現(xiàn)，在采用了這種三端子構(gòu)造的情況下，即，在壓電元件形成了在金屬殼體的底部的面方向上彼此相鄰的發(fā)送用區(qū)域以及接收用區(qū)域的情況下，還存在制作壓電元件時(shí)容易產(chǎn)生褶曲(壓電體層部分地彎彎曲曲的現(xiàn)象)這樣的課題。

本發(fā)明的目的在于，提供一種具備如下結(jié)構(gòu)的超聲波傳感器，即，即使在形成在金屬殼體的底部的面方向上彼此相鄰的發(fā)送用區(qū)域以及接收用區(qū)域的情況下，也能夠抑制在壓電元件產(chǎn)生褶曲。

用于解決課題的技術(shù)方案

基于本發(fā)明的某個(gè)局面的超聲波傳感器具備：殼體，具有底部；以及壓電元件，與上述底部的內(nèi)表面接合，并與上述底部一起進(jìn)行彎曲振動(dòng)，上述壓電元件具有：壓電體層，包含發(fā)送用區(qū)域、接收用區(qū)域以及分離區(qū)域；公共電極，具有擴(kuò)展到達(dá)上述發(fā)送用區(qū)域以及上述接收用區(qū)域的雙方的形狀；發(fā)送用電極，將上述發(fā)送用區(qū)域夾在中間而與上述公共電極對置；以及接收用電極，將上述接收用區(qū)域夾在中間而與上述公共電極對置，上述發(fā)送用區(qū)域以及上述接收用區(qū)域在上述底部的上述內(nèi)表面的表面方向上形成在隔著上述分離區(qū)域彼此相鄰的位置，上述發(fā)送用區(qū)域包含一個(gè)第一單位壓電體層，或者包含在遠(yuǎn)離上述底部的方向上層疊且以電方式并聯(lián)連接的多個(gè)第一單位壓電體層，上述接收用區(qū)域包含一個(gè)第二單位壓電體層，或者包含在遠(yuǎn)離上述底部的方向上層疊且以電方式并聯(lián)連接的多個(gè)第二單位壓電體層，上述發(fā)送用區(qū)域中包含的上述第一單位壓電體層和上述接收用區(qū)域中包含的上述第二單位壓電體層的層數(shù)不同，在上述發(fā)送用區(qū)域和上述接收用區(qū)域中的上述層數(shù)少的一方中，設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)浮置電極。

優(yōu)選地，關(guān)于上述層數(shù)，上述發(fā)送用區(qū)域中包含的上述第一單位壓電體層比上述接收用區(qū)域中包含的上述第二單位壓電體層多，上述浮置電極設(shè)置在上述接收用區(qū)域中。