本發(fā)明涉及超聲波傳感器。
背景技術(shù)：
：在有無(wú)對(duì)象物接近、對(duì)象物的距離的測(cè)定中，存在使用超聲波傳感器的情況。基于現(xiàn)有技術(shù)的超聲波傳感器的一個(gè)例子在國(guó)際公開wo2013/051525a1(專利文獻(xiàn)1)中有所記載。在該超聲波傳感器中，在有底筒狀的殼體的內(nèi)部配置有壓電元件。壓電元件為平板狀，配置在殼體的底面。實(shí)施了布線，使得能夠?qū)弘娫膬擅媸┘与妷?。這種超聲波傳感器能夠進(jìn)行超聲波的發(fā)送和接收。在超聲波的發(fā)送時(shí)，通過(guò)對(duì)平板狀的壓電元件施加電壓，從而壓電元件在面方向上振動(dòng)，通過(guò)傳遞該振動(dòng)，從而殼體的底板在與面垂直的方向上振動(dòng)。通過(guò)殼體的底板的振動(dòng)，超聲波釋放到外部。在超聲波的接收時(shí)，通過(guò)從外部到達(dá)的超聲波，殼體的底板進(jìn)行振動(dòng)，該振動(dòng)作為壓電元件中的面方向上的振動(dòng)而傳遞到壓電元件。由此產(chǎn)生電位變化，可通過(guò)電方式進(jìn)行檢測(cè)。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1：國(guó)際公開wo2013/051525a1技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：發(fā)明要解決的課題一般來(lái)說(shuō)，在使用這種超聲波傳感器時(shí)，會(huì)在一定時(shí)間的發(fā)送時(shí)間之后設(shè)置暫停時(shí)間，并在該期間進(jìn)行接收。即，經(jīng)一定時(shí)間對(duì)壓電元件給予電位變化而使壓電元件持續(xù)振動(dòng)之后，停止給予電位變化，此后以電方式對(duì)因接收而在壓電元件產(chǎn)生的振動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)。但是，在發(fā)送時(shí)從壓電元件產(chǎn)生的振動(dòng)不僅使殼體的底板振動(dòng)，同時(shí)也使殼體的側(cè)壁振動(dòng)。存在如下情況，即，在停止對(duì)壓電元件的電位變化供給之后，殼體的側(cè)壁仍繼續(xù)振動(dòng)。像這樣殘存在殼體的振動(dòng)也稱為“余音振動(dòng)”。余音振動(dòng)持續(xù)的時(shí)間也稱為“混響時(shí)間”。在與對(duì)象物的距離短的狀態(tài)下進(jìn)行利用了超聲波傳感器的測(cè)定的情況下，從超聲波傳感器釋放并在對(duì)象物反射而返回的超聲波會(huì)提前到達(dá)超聲波傳感器，因此有時(shí)會(huì)在混響時(shí)間未結(jié)束的期間進(jìn)行接收。在接收時(shí)，本來(lái)要檢測(cè)的是由在對(duì)象物反射而返回的超聲波(以下稱為“反射波”。)在底板產(chǎn)生的振動(dòng)，但是若反射波在混響時(shí)間未經(jīng)過(guò)的期間到達(dá)底板，則由反射波產(chǎn)生的振動(dòng)會(huì)被埋沒在原有的余音振動(dòng)中。這樣一來(lái)，超聲波傳感器的感測(cè)特性會(huì)劣化，在最壞的情況下，將變得不能感測(cè)反射波。為了即使到對(duì)象物的距離短也能夠通過(guò)超聲波傳感器得到良好的感測(cè)特性，要求盡可能縮短混響時(shí)間。因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種在維持靈敏度的同時(shí)縮短了混響時(shí)間的超聲波傳感器。用于解決課題的技術(shù)方案為了達(dá)成上述目的，基于本發(fā)明的超聲波傳感器具備：有底筒狀的殼體，具有底板以及側(cè)壁；壓電元件，在上述殼體內(nèi)配置在上述底板上；以及填充樹脂，填充到上述殼體內(nèi)的至少一部分，使得在上述殼體內(nèi)覆蓋上述壓電元件，上述殼體的內(nèi)表面中的至少上述填充樹脂相接的面成為粗糙面。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)在維持超聲波傳感器的靈敏度的同時(shí)混響時(shí)間縮短的超聲波傳感器。在上述發(fā)明中優(yōu)選為，上述側(cè)壁的內(nèi)表面成為粗糙面。由此，殼體的側(cè)壁的減振性提高，能夠?qū)崿F(xiàn)混響時(shí)間縮短的超聲波傳感器。在上述發(fā)明中優(yōu)選為，上述底板的內(nèi)表面和上述側(cè)壁的內(nèi)表面的整個(gè)面成為粗糙面。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)混響時(shí)間進(jìn)一步縮短的超聲波傳感器。在上述發(fā)明中優(yōu)選為，上述粗糙面的表面粗糙度ra為1.3μm以上且2.2μm以下。由此，能夠在不使超聲波傳感器的靈敏度下降的情況下使混響特性提高。在上述發(fā)明中優(yōu)選為，上述粗糙面通過(guò)噴砂加工而形成。由此，能夠在殼體容易地形成所希望的粗糙面。在上述發(fā)明中優(yōu)選為，上述殼體由鋁合金形成。由此，殼體變得容易加工，能夠容易地形成所希望的粗糙面。此外，通過(guò)用這樣的材料來(lái)形成殼體，從而也能夠謀求作為超聲波傳感器整體的輕量化。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)在維持靈敏度的同時(shí)混響時(shí)間縮短的超聲波傳感器。附圖說(shuō)明圖1是基于本發(fā)明的實(shí)施方式1中的超聲波傳感器的剖視圖。圖2是示出未對(duì)殼體內(nèi)表面進(jìn)行噴砂加工的情況下的殼體底面的分布的曲線圖。圖3是示出對(duì)殼體內(nèi)表面進(jìn)行噴砂加工而將表面粗糙度ra設(shè)為2.02μm的情況下的殼體底面的分布的曲線圖。圖4是示出表面粗糙度與混響時(shí)間的關(guān)系的曲線圖。圖5是基于本發(fā)明的實(shí)施方式2中的超聲波傳感器的剖視圖。圖6是示出表面粗糙度與諧振頻率相對(duì)于基準(zhǔn)的變動(dòng)值的關(guān)系的曲線圖。具體實(shí)施方式(實(shí)施方式1)參照?qǐng)D1，對(duì)基于本發(fā)明的實(shí)施方式1中的超聲波傳感器進(jìn)行說(shuō)明。以下，以圖1中的上下關(guān)系為基準(zhǔn)進(jìn)行說(shuō)明，但是這里所說(shuō)的上下并非意味著絕對(duì)的上下，終究只是為了便于說(shuō)明而使用，是圖1所示的姿勢(shì)中的上下。本實(shí)施方式中的超聲波傳感器101具備殼體2、壓電元件3、吸音材料4、加強(qiáng)件5、阻尼器7、填充樹脂8、柔性基板9、端子保持構(gòu)件10、引腳端子11、11、以及引線12、12。殼體2例如由彈性模量高且輕量的鋁構(gòu)成。殼體2例如通過(guò)鍛造來(lái)形成。殼體2是一方的端面封閉、另一方的端面開口的有底筒狀。關(guān)于殼體2的外形，底面的直徑為15.5mm，高度為9.0mm。殼體2例如具有圓板狀的底板2a和筒狀的側(cè)壁2b。殼體2的開口例如在俯視時(shí)為圓形。側(cè)壁2b包含薄壁的部分和厚壁的部分。側(cè)壁2b中的開口側(cè)的部分為薄壁，底板2a側(cè)的部分為厚壁。因此，與側(cè)壁2b中的開口側(cè)的部分的內(nèi)徑(直徑14.5mm)相比，側(cè)壁2b中的底板2a側(cè)的部分的內(nèi)徑(直徑12.0mm)更小。底板2a在中央附近具有凹部。凹部的深度例如為0.49mm。另外，殼體2的材料并不限于鋁那樣的導(dǎo)電性材料，也可以是絕緣性材料。在殼體2的底板2a的內(nèi)表面以及殼體的側(cè)壁2b的內(nèi)表面，形成有微小的凹凸，使得成為表面粗糙度大于殼體的側(cè)壁的外表面的粗糙面。殼體的內(nèi)表面中的至少填充樹脂相接的面成為粗糙面。壓電元件3例如由鋯鈦酸鉛類陶瓷構(gòu)成。壓電元件3具有圓板形狀的壓電體和分別設(shè)置在壓電體的彼此朝向相反側(cè)的主面的一對(duì)電極。壓電元件3為平板狀，通過(guò)對(duì)一對(duì)電極施加驅(qū)動(dòng)電壓而在面內(nèi)方向上進(jìn)行“擴(kuò)展振動(dòng)”。壓電元件3配置在殼體2的凹部，并與底板2a接合。具體地，壓電元件3與殼體2接合，使得一對(duì)電極中的一方與凹部的底面部接觸。壓電元件3以及底板2a彼此接合而構(gòu)成雙壓電晶片振子。該雙壓電晶片振子通過(guò)壓電元件3的擴(kuò)展振動(dòng)而進(jìn)行彎曲振動(dòng)。因此，底板2a成為殼體2的主要的振動(dòng)區(qū)域。吸音材料4例如由聚酯氈構(gòu)成。吸音材料4例如為平板狀。吸音材料4設(shè)置為覆蓋壓電元件3。吸音材料4為了吸收從壓電元件3向殼體2的開口側(cè)釋放的無(wú)用的聲波而設(shè)置。加強(qiáng)件5是在中央設(shè)置有開口的環(huán)狀的構(gòu)件，具有高的聲阻抗。加強(qiáng)件5由與構(gòu)成殼體2的材料相比密度高且剛性高的材料構(gòu)成，作為重物發(fā)揮功能。作為加強(qiáng)件5的材料，例如可以是不銹鋼、鋅等。另外，加強(qiáng)件5也可以通過(guò)對(duì)厚度等尺寸進(jìn)行調(diào)整而由與殼體2相同的材料(鋁)構(gòu)成。加強(qiáng)件5與吸音材料4分離，設(shè)置在吸音材料4的上方。加強(qiáng)件5由設(shè)置在殼體2的內(nèi)表面的臺(tái)階所保持。具體地，加強(qiáng)件5與側(cè)壁2b的厚壁的部分的內(nèi)表面相接地進(jìn)行配置。通過(guò)像這樣設(shè)置有加強(qiáng)件5，從而殼體2的剛性提高，能夠抑制殼體2的底板2a中的振動(dòng)傳到殼體2的側(cè)壁2b。通過(guò)利用加強(qiáng)件5對(duì)殼體2的內(nèi)部空間進(jìn)行分區(qū)，從而吸音材料4的周圍成為空洞13。阻尼器7是由硅酮橡膠、聚氨酯樹脂等彈性體構(gòu)成的杯狀的構(gòu)件。阻尼器7具有凸部和開口，凸部與加強(qiáng)件5的開口卡合，開口從凸部向上側(cè)延伸設(shè)置，與端子保持構(gòu)件10卡合。引線12、12的一端部與后述的柔性基板9連接，并插入到阻尼器7中，配置在殼體2的開口內(nèi)。引線12、12的另一端部配置在殼體2的外部，并連接有端子保持構(gòu)件10。端子保持構(gòu)件10是由聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(pbt)等樹脂構(gòu)成的l字狀的構(gòu)件。在端子保持構(gòu)件10的中央部，設(shè)置有插通引腳端子11、11的兩個(gè)貫通孔。引腳端子11、11是施加壓電元件3的驅(qū)動(dòng)電壓的金屬制的直線狀引腳，由端子保持構(gòu)件10保持。具體地，引腳端子11、11分別插入到端子保持構(gòu)件10的貫通孔，并與引線12、12分別連接。柔性基板9是寬度寬的帶狀，對(duì)引線12、12與壓電元件3進(jìn)行電連接。柔性基板9具有第一端和第二端。第一端與引線12、12連接。第二端通過(guò)導(dǎo)電性粘接劑與壓電元件3的電極連接。柔性基板9彎曲地配置在殼體2的開口內(nèi)。填充樹脂8由硅酮樹脂、聚氨酯樹脂等彈性體構(gòu)成。填充樹脂8填充到殼體2的內(nèi)部的至少一部分，使得在殼體2的內(nèi)部覆蓋壓電元件3。具體地，填充樹脂8填充到殼體2的內(nèi)部空間中的加強(qiáng)件5的上側(cè)的整體。填充樹脂8對(duì)配置在殼體2的開口內(nèi)的加強(qiáng)件5、阻尼器7、引線12、12的一方的前端部以及柔性基板9進(jìn)行密封。填充樹脂8具有抑制殼體2的側(cè)壁2b的振動(dòng)的功能，并且還具有防止引線12、12以及阻尼器7從殼體2脫離的功能。另外，如果阻尼器7難以傳播振動(dòng)，則更加優(yōu)選。如果填充樹脂8對(duì)殼體2的側(cè)壁2a的振動(dòng)進(jìn)行抑制(減振)，則更加優(yōu)選。阻尼器7優(yōu)選為彈性模量比填充樹脂8低。更詳細(xì)地，彈性模量有儲(chǔ)能彈性模量和損耗彈性模量，阻尼器7優(yōu)選為儲(chǔ)能彈性模量小，填充樹脂8優(yōu)選為損耗彈性模量大。例如，阻尼器7優(yōu)選由硅酮樹脂(硅酮橡膠)構(gòu)成。填充樹脂8優(yōu)選由聚氨酯樹脂構(gòu)成。根據(jù)本實(shí)施方式，殼體的內(nèi)表面中的至少填充樹脂相接的面成為粗糙面，因此能夠?qū)崿F(xiàn)在維持超聲波傳感器的靈敏度的同時(shí)混響時(shí)間縮短的超聲波傳感器。為了驗(yàn)證該效果，作為實(shí)驗(yàn)1進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。(實(shí)驗(yàn)1)作為實(shí)驗(yàn)1，確認(rèn)基于是否形成粗糙面以及粗糙面形成的程度的效果。以下，對(duì)作為在本實(shí)驗(yàn)中使用的試樣的條件編號(hào)1～6的超聲波傳感器進(jìn)行詳述。首先，準(zhǔn)備了以相同的條件制造的多個(gè)殼體。其中，對(duì)條件編號(hào)1的殼體未進(jìn)行追加加工。對(duì)條件編號(hào)2～6的殼體的底板處的內(nèi)表面以及殼體的側(cè)壁處的內(nèi)表面(以下，簡(jiǎn)稱為“殼體的內(nèi)表面”。)，以各不相同的條件通過(guò)噴砂加工進(jìn)行了粗糙面的形成。在表1示出對(duì)各條件編號(hào)的殼體的噴砂條件和表面粗糙度ra。這里所說(shuō)的表面粗糙度，是殼體的內(nèi)表面的粗糙度。條件編號(hào)1的表面粗糙度ra為1.0μm。條件編號(hào)2～6的表面粗糙度ra依次分別為1.3μm、1.6μm、2.0μm、2.2μm、2.5μm。[表1]條件編號(hào)噴砂條件表面粗糙度ra(μm)1無(wú)1.02氧化鋁1001.33氧化鋁60、噴壓弱1.64氧化鋁60、噴壓中等12.05氧化鋁60、噴壓中等22.26氧化鋁60、噴壓強(qiáng)2.5在圖2示出針對(duì)條件編號(hào)1的殼體的底板處的內(nèi)表面的位置的表面粗糙度分布。在圖3示出針對(duì)條件編號(hào)5的殼體的底板處的內(nèi)表面的位置的表面粗糙度分布。橫軸是圖1中殼體的底板處的內(nèi)表面的距離t1。圖1中的t1的左端相當(dāng)于位置0μm，圖1中的t1的右端相當(dāng)于位置1200μm。比較圖2和圖3可知，進(jìn)行了噴砂加工的條件編號(hào)5與條件編號(hào)1相比，殼體的底板處的內(nèi)表面的凹凸的寬度更細(xì)，凹凸的深度的偏差也更大。接著，使用上述殼體裝置了與實(shí)施方式1的超聲波傳感器相同的結(jié)構(gòu)的超聲波傳感器(條件編號(hào)1～6)。對(duì)這些超聲波傳感器例如以頻率40.0khz進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，并利用示波器計(jì)測(cè)了混響時(shí)間。條件編號(hào)1～6的超聲波傳感器關(guān)于殼體以外的構(gòu)件是相同的。此外，關(guān)于測(cè)定條件，也全都相同。對(duì)于各條件，用準(zhǔn)備的試樣進(jìn)行了5次實(shí)驗(yàn)，并將得到的混響時(shí)間的平均值作為與該條件對(duì)應(yīng)的混響時(shí)間的長(zhǎng)度。若匯總結(jié)果，則如圖4所示。條件編號(hào)1～6的混響時(shí)間依次分別為1.77msec、1.71msec、1.63msec、1.60msec、1.57msec、1.52msec。因此，可知?dú)んw的內(nèi)表面的表面粗糙度ra越大，混響時(shí)間越短。據(jù)此，可以說(shuō)在超聲波傳感器中，與未對(duì)殼體2的內(nèi)表面進(jìn)行表面粗糙化的超聲波傳感器相比，在進(jìn)行了表面粗糙化的超聲波傳感器中，混響時(shí)間縮短?？烧J(rèn)為，通過(guò)殼體2的內(nèi)表面中的填充樹脂8相接的面成為粗糙面，從而殼體2中的減振性提高，能夠提前抑制混響。因此，本實(shí)施方式中的超聲波傳感器成為縮短了混響時(shí)間的超聲波傳感器。(實(shí)驗(yàn)2)發(fā)明人利用實(shí)驗(yàn)1的試樣，作為實(shí)驗(yàn)2對(duì)各表面粗糙度的諧振頻率進(jìn)行了調(diào)查。另外，成為基準(zhǔn)的諧振頻率是條件編號(hào)1的諧振頻率。其結(jié)果是，設(shè)置在殼體2的內(nèi)表面的粗糙面的表面粗糙度與諧振頻率的關(guān)系如圖6所示。條件編號(hào)2～6的諧振頻率相對(duì)于基準(zhǔn)的變動(dòng)值依次分別為-0.10khz、-0.28khz、-0.36khz、-0.50khz、-1.03khz。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在將表面粗糙度ra設(shè)得大的試樣中，諧振頻率偏離作為本來(lái)的值的40.0khz而進(jìn)行變動(dòng)。如圖6所示，可知，越是增大表面粗糙度ra，諧振頻率變得越小。此外，可知，在依次提高表面粗糙度ra時(shí)，與表面粗糙度ra為2.2μm以下的試樣相比，在表面粗糙度ra大于2.2μm的試樣中，例如，在表面粗糙度ra為2.5μm的試樣中，諧振頻率尤其大幅地變動(dòng)而減小。若諧振頻率減小，則靈敏度下降，因此即使混響特性提高，作為超聲波傳感器整體的特性也會(huì)劣化。根據(jù)圖4可知，為了縮短混響時(shí)間，只要增大殼體2的內(nèi)表面的表面粗糙度ra即可，但是根據(jù)圖6所示的傾向可知，在將表面粗糙度ra設(shè)得過(guò)大的情況下，會(huì)導(dǎo)致諧振頻率的變動(dòng)幅度的擴(kuò)大這樣的弊端。因此，為了實(shí)現(xiàn)在維持超聲波傳感器的靈敏度的同時(shí)混響時(shí)間縮短的超聲波傳感器，粗糙面的表面粗糙度ra優(yōu)選為1.3μm以上且2.2μm以下。(實(shí)施方式2)參照?qǐng)D5，對(duì)基于本發(fā)明的實(shí)施方式2中的超聲波傳感器進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施方式中的超聲波傳感器102的結(jié)構(gòu)基本上與在實(shí)施方式1中說(shuō)明的超聲波傳感器101的結(jié)構(gòu)相同，但是在以下方面不同。在超聲波傳感器102中，在殼體2的內(nèi)部未配置吸音材料4、加強(qiáng)件5以及阻尼器7。此外，在殼體2的內(nèi)部未設(shè)置空洞13。填充樹脂8填充為，覆蓋在殼體2的內(nèi)部配置為與底板2a相接的壓電元件3。殼體2的內(nèi)表面中的至少填充樹脂8相接的面成為粗糙面。因此，在本實(shí)施方式中，殼體2的內(nèi)表面的至少幾乎全部成為粗糙面。例如，優(yōu)選經(jīng)底板2a的內(nèi)表面和側(cè)壁2b的內(nèi)表面的雙方成為粗糙面。在本實(shí)施方式中，能夠?qū)崿F(xiàn)混響時(shí)間比實(shí)施方式1短的超聲波傳感器。另外，所述粗糙面優(yōu)選通過(guò)噴砂加工來(lái)形成。這是因?yàn)椋缭趯?shí)施方式1的實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)示出的那樣，在采用了噴砂加工的情況下，能夠在殼體2的內(nèi)表面簡(jiǎn)單地形成粗糙面。殼體2優(yōu)選由鋁合金形成。這是因?yàn)椋ㄟ^(guò)采用該結(jié)構(gòu)，從而殼體2變得容易加工，容易形成所希望的粗糙面。此外，通過(guò)用這樣的材料來(lái)形成殼體2，從而還能夠謀求作為超聲波傳感器整體的輕量化。另外，在上述各實(shí)施方式中，示出了通過(guò)引線12、引腳端子11等從殼體2進(jìn)行電引出的例子，但是電引出也可以通過(guò)其它結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。另外，也可以將上述實(shí)施方式中的多個(gè)適當(dāng)進(jìn)行組合來(lái)采用。另外，此次公開的上述實(shí)施方式在所有的方面均為例示，不是限制性的。本發(fā)明的范圍不是由上述的說(shuō)明示出，而是由權(quán)利要求書示出，包含與權(quán)利要求書等同的含義以及范圍內(nèi)的所有變更。附圖標(biāo)記說(shuō)明2：殼體，2a：底板，2b：側(cè)壁，3：壓電元件，4：吸音材料，5：加強(qiáng)件，7：阻尼器，8：填充樹脂，9：柔性基板，10：端子保持構(gòu)件，11：引腳端子，12：引線，13：空洞，101、102：超聲波傳感器。當(dāng)前第1頁(yè)12