堆疊式超聲波傳感器裝置製造方法
2023-05-27 19:50:06 1
堆疊式超聲波傳感器裝置製造方法
【專利摘要】一種堆疊式超聲波傳感器裝置的外殼包括一具有相連通的第一開口與一第二開口的中空殼體，三支外接腳固定在該中空殼體內。固定環包括一環本體、一設置於環本體上的第二減震環，及兩個設置於環本體中的內接腳。傳感器自第一開口放入中空殼體內後，再將固定環放入中空殼體並與其配合將傳感器固定。電路板置於中空殼體內，並與該等外接腳與該等內接腳電連接。利用該等內接腳與傳感器的一壓電片電連接，將感測信號傳送至電路板。該等外接腳將電路板處理完的信號傳出，同時提供電路板電源。
【專利說明】堆疊式超聲波傳感器裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種傳感器裝置，特別是涉及一種一種將壓電片的感測信號傳出的堆疊式超聲波傳感器裝置。
【背景技術】
[0002]參閱圖1，中國臺灣專利M433689披露一種有關超聲波傳感器裝置的先前技術，該超聲波傳感器裝置具有一中空殼體21、一電路板22、一連接管部23及一設在中空殼體21內的超聲波傳感器24。連接管部23的一端與中空殼體21連接。電路板22上設有三支接腳221 (剖面圖僅顯示其中一支)，該等接腳221的一端固定在電路板22上，另一端延伸至連接管部23內並朝向連接管部23另一端的開口 231。
[0003]參閱圖2，超聲波傳感器24具有一鋁製中空殼體241、一設置在中空殼體241內底面上的壓電片242，一設置在壓電片242上方的轉接電路板243，以及兩條與電路板22電連接的導線244、245。轉接電路板243透過一第一導線246與壓電片242電連接，並透過一第二導線247而與中空殼體241電連接，之後再透過導線244將第一導線246傳輸的信號送至電路板22，並透過導線245將第二導線247連接至電路板22，以經由電路板22之其中兩支接腳221輸出信號及接地。
[0004]然而，第二導線247與中空殼體241焊接時，由於中空殼體241是鋁製材質，焊點高，不易焊接。此外，壓電片242需透過轉接電路板243與電路板22電連接，不但增加材料成本及裝設上的步驟，且容易造成信號衰減，而且除了第一、二導線246、247的兩端需分別焊接外，導線244、255亦需分別與轉接電路板243和電路板22進行焊接，因而增加作業工時及製程複雜度，而使製造成本相對提高。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於提供一種容易組裝的堆疊式超聲波傳感器裝置，以降低製程複雜度進而降低製造成本。
[0006]本發明超聲波傳感器裝置，包含一外殼、一傳感器、一固定環及一電路板。
[0007]該外殼包括一中空殼體、一自該中空殼體外表面徑向延伸的連接管部及三支外接腳。該中空殼體具有在一假想的軸在線且相連通的一第一開口及一第二開口。該連接管部具有一遠離該中空殼體的第三開口。該等外接腳固定在該中空殼體內。每一外接腳具有一朝向該第一開口第一端部，及一延伸至該連接管部內並朝向該第三開口的第二端部。
[0008]該傳感器設於該外殼中空殼體的第二開口處。該傳感器包括一底壁、一由該底壁周緣沿該軸線的方向延伸而與該中空殼體接觸結合的圍繞壁，及一置於該底壁面對該中空殼體表面的壓電片。該圍繞壁具有一沿該軸線的方向延伸並開口朝向該中空殼體的地線孔。
[0009]該固定環包括一設置於該中空殼體內且鄰近該傳感器的環本體，及兩個設置於該環本體的內接腳。該環本體與該外殼相配合固定該傳感器。每一內接腳具有一較鄰近該中空殼體的第一開口的第一端部，及一較鄰近該第二開口的第二端部。該等內接腳的其中之一的第二端部插入該地線孔，該等內接腳的其中之另一支的第二端部與該壓電片電連接。
[0010]該電路板設置在該中空殼體的鄰近該第一開口處，並與該等外接腳的第一端部及該等內接腳的第一端部電連接。
[0011 ] 優選地，該外殼的中空殼體還具有一設置於該第二開口處而使該第二開口之口徑縮小並具有彈性的第一減震環。該固定環還包括一設置該環本體鄰近該傳感器的一側並具有彈性的第二減震環。該傳感器的圍繞壁具有一自靠第一開口的一側徑向向外延伸，並夾固於該第一減震環與該第二減震環之間的限位凸緣。
[0012]優選地，該中空殼體還包括至少一形成於內周面且沿該軸線方向延伸的限位滑槽。該固定環還包括至少一設置於該固定環的環本體外周面並可滑設於該限位滑槽，以限制該固定環沿該軸線方向位移的限位凸塊。
[0013]優選地，定義該固定環的該等內接腳中，第二端部插入該傳感器地線孔的該內接腳是一第一地線接腳，另一支與該壓電片電連接的該內接腳是一第一信號接腳。定義該中空殼體的該等外接腳分別是一第二信號接腳、一第二地線接腳及一電源接腳。該電路板開設有五個穿孔供每一內接腳的第一端部與每一外接腳的第一端部穿設並電連接。該固定環的該第一信號接腳輸出一來自該壓電片的感測信號給該電路板，並經該電路板處理後輸出至該中空殼體的該第二信號接腳。該第一地線接腳透過該電路板與該第二地線接腳電連接。該電源接腳供給電力給該電路板。
[0014]優選地，該傳感器的底壁與圍繞壁相配合界定出一中空容室。該中空容室灌注一封裝膠，該封裝膠固化而將該壓電片封裝在傳感器內。
[0015]優選地，該傳感器還包括一壓住該壓電片並用以吸震用的泡棉。
[0016]更優選地，該傳感器的底壁與圍繞壁相配合界定出一中空容室，該中空容室灌注一封裝膠，該封裝膠固化而將該壓電片及該泡棉封裝在傳感器內。
[0017]優選地，該中空殼體內還灌注一封裝膠，該封裝膠固化而將該電路板及該固定環封裝在該中空殼體內。
[0018]本發明的有益效果在於:利用該固定環將該傳感器固定於該外殼的中空殼體內，使的本發明超聲波傳感器裝置的組裝步驟精簡，同時也減少元件數，達到有效提高製造速度並降低製造成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是一剖視圖，說明一現有超聲波傳感器裝置；
[0020]圖2是一剖視圖，說明該現有的一傳感器；
[0021]圖3是一立體分解圖，說明本發明堆疊式超聲波傳感器裝置的一優選實施例；
[0022]圖4是一俯視圖，說明該優選實施例；
[0023]圖5是一圖4中I — I剖線所取的剖視圖，說明該優選實施例的各元件關係；及
[0024]圖6 —俯視圖，未顯不該優選實施例中的一電路板以顯不各兀件間的關係。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖及實施例對本發明進行詳細說明:[0026]參閱圖3及圖5，本發明堆疊式超聲波傳感器裝置之一優選實施例包含一外殼3、一傳感器4、一固定環5及一電路板6。
[0027]外殼3包括一中空殼體31、一連接管部32及三支外接腳33、34、35。中空殼體31具有在一假想的軸線30上且相連通的一第一開口 311及一第二開口 312，及一具有彈性的第一減震環314。第一減震環314是設置於第二開口 312處而使該第二開口 312的口徑縮小。中空殼體31還具有三形成於內周面且沿軸線30的方向延伸的限位滑槽313。連接管部32自中空殼體31外表面徑向延伸出。連接管部32具有一遠離中空殼體31的第三開口321。該等外接腳33、34、35固定在中空殼體31內。每一外接腳33、34、35具有一朝向該第一開口 311的第一端部331、341、351，及一延伸至連接管部32內並朝向第三開口 321的第二端部342 (僅於圖5中顯示出外接腳34的第二端部342)。
[0028]傳感器4設於外殼3的中空殼體31的第一減震環314處。傳感器4包括一底壁41、一圍繞壁42、一壓電片43及一吸震用的泡棉45。底壁41的外徑與中空殼體31的第一減震環314的內徑相符合。圍繞壁42自底壁41周緣沿軸線30的方向延伸。圍繞壁42具有一自靠近中空殼體31的第一開口 311之一側徑向向外延伸的限位凸緣421。圍繞壁42還具有一沿軸線30的方向延伸並開口朝向中空殼體31的地線孔44。底壁41與圍繞壁42相配合界定出一中空容室40。壓電片43置於中空容室40內並接觸於底壁41面對中空殼體31的表面。泡棉45置於中空容室40內並壓住壓電片43。
[0029]固定環5包括一環本體51、一第二減震環52、兩個內接腳53、54及三限位凸塊55。環本體51設置於中空殼體31內並且鄰近傳感器4。第二減震環52設置於環本體51靠近傳感器4的一側，且第二減震環52的內徑與中空殼體31的第一減震環314的內徑一樣。第二減震環52與中空殼體31的第一減震環314相互配合而將傳感器4的圍繞壁42的限位凸緣421夾設固定其中。該等內接腳53、54設置於環本體51中。每一支內接腳53、54具有一較鄰近中空殼體31的第一開口 311的第一端部531、541，及一較鄰近該第二開口 312的第二端部532、542。其中一支內接腳53的第二端部532插入傳感器4的圍繞壁42的地線孔44並與地線孔44相互接觸，另一支內接腳54的第二端部542則以打線方式與傳感器4的壓電片43電連接，但不以打線電連接方式為限，也可以直接接觸而電連接。
[0030]參閱圖3及圖6，該等限位凸塊55設置於環本體51外周面，並可在中空殼體31的限位滑槽313中相對滑移。藉由該限位凸塊55與限位滑槽313的配合關係限制固定環5僅可沿軸線30的方向移動。
[0031]參閱圖4及圖5，電路板6上形成五個穿孔61。電路板6是設置在外殼3的中空殼體31鄰近第一開口 311處。該等外接腳33、34、35的第一端部331、341、351及該等內接腳53、54的第一端部531、541分別插固於該等穿孔61並與電路板6電連接。
[0032]在本優選實施例中，定義該固定環5的該等內接腳53、54中，以第二端部532插入傳感器4的圍繞壁42的地線孔44者，也就是圖中內接腳53是一第一地線接腳53 ;另一支內接腳54是一第一信號接腳54。定義中空殼體31的該等外接腳33、34、35分別是一第二地線接腳33、一第二信號接腳34及一電源接腳35。壓電片43的感測信號透過第一信號接腳54傳送給電路板6，並經電路板6處理後輸出至第二信號接腳34。第一地線接腳53透過電路板6與第二地線接腳33電連接。電源接腳35則供給電力給電路板6。
[0033]本發明堆疊式超聲波傳感器裝置的組裝步驟是先將傳感器4自外殼3的中空殼體31的第一開口 311放入中空殼體31中，再將固定環5順著限位滑槽313滑入中空殼體31內進而將傳感器4夾固。固定環5的第一地線接腳53的第二端部532插入傳感器4之圍繞壁42的地線孔44中並與地線孔44連接，再使固定環5的第一信號接腳54的第二端部542與傳感器4的壓電片43電連接，最後再將電路板6置入中空殼體31內，讓外殼3的該等外接腳33、34、35及固定環5的該等內接腳53、54分別插固在電路板6的該等穿孔61中並與電路板6電連接。
[0034]於本優選實施例中，在組裝完成後還可以在傳感器4的中空容室40裡灌注一封裝膠(圖未示)，當封裝膠固化後，可將壓電片43及泡棉45封裝在傳感器4內。此外也可在外殼3的中空殼體31內灌注封裝膠，當封裝膠固化後，可將電路板6及固定環5封裝在中空殼體31內。
[0035]綜上所述，藉由中空殼件與固定環的設置，以及傳感器外型的設計，即可將傳感器固定在中空殼建中的效果，再搭配該等內接腳及該等外接腳的設置，讓電路板的裝設不需要其他的電線，達到組裝步驟精簡且元件數量減少的效果，故確實能達成本發明之目的。
[0036]以上所述，僅為本發明的優選實施例而已，不能以此限定本發明實施的範圍，即凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍。
【權利要求】
1.一種堆疊式超聲波傳感器裝置，包含一外殼、一設置於所述外殼中的傳感器及一電路板；其特徵在於:所述外殼包括一中空殼體、一自所述中空殼體外表面徑向延伸的連接管部及三支外接腳，所述中空殼體具有在一假想的軸線上且相連通的一第一開口及一第二開口，所述連接管部具有一遠離所述中空殼體的第三開口，該等外接腳固定在所述中空殼體內，每一外接腳具有一朝向所述第一開口的第一端部，及一延伸至所述連接管部內並朝向所述第三開口的第二端部；所述傳感器設於所述外殼之中空殼體的第二開口處，所述傳感器包括一底壁、一由所述底壁周緣沿所述軸線的方向延伸而與所述中空殼體接觸結合的圍繞壁，及一置於所述底壁面對所述中空殼體表面的壓電片，所述圍繞壁具有一沿所述軸線的方向延伸並開口朝向所述中空殼體的地線孔；所述堆疊式超聲波傳感器裝置更包含一固定環，所述固定環包括一設置於所述中空殼體內且鄰近所述傳感器的環本體，及兩個設置於所述環本體的內接腳，所述環本體與所述外殼相配合固定所述傳感器，每一內接腳具有一較鄰近所述中空殼體的第一開口的第一端部，及一較鄰近所述第二開口的第二端部，該等內接腳的其中之一的第二端部插入所述地線孔，該等內接腳的其中之另一支的第二端部與所述壓電片電連接；所述堆疊式超聲波傳感器裝置的電路板，設置在所述中空殼體的鄰近所述第一開口處，並與該等外接腳的第一端部及該等內接腳的第一端部電連接。
2.根據權利要求1所述的堆疊式超聲波傳感器裝置，其特徵在於:所述外殼的中空殼體還具有一設置於所述第二開口處而使所述第二開口的口徑縮小並具有彈性的第一減震環，所述固定環還包括一設置所述環本體鄰近所述傳感器的一側並具有彈性的第二減震環，所述傳感器的圍繞壁具有一自靠第一開口的一側徑向向外延伸，並夾固於所述第一減震環與所述第二減震環之間的限位凸緣。
3.根據權利要求1所述的堆疊式超聲波傳感器裝置，其特徵在於:所述中空殼體還包括至少一形成於內周面且沿所述軸線方向延伸的限位滑槽；所述固定環還包括至少一設置於所述固定環的環本體外周面並可滑設於所述限位滑槽，以限制所述固定環沿所述線方向位移的限位凸塊。
4.根據權利要求1所述的堆疊式超聲波傳感器裝置，其特徵在於:定義所述固定環的該等內接腳中，第二端部插入所述傳感器地線孔的所述內接腳是一第一地線接腳，另一支與所述壓電片電連接的所述內接腳是一第一信號接腳；定義所述中空殼體的該等外接腳分別是一第二信號接腳、一第二地線接腳及一電源接腳；所述電路板開設有五個穿孔供每一內接腳的第一端部與每一外接腳的第一端部穿設並電連接，所述固定環的所述第一信號接腳輸出一來自所述壓電片的感測信號給所述電路板，並經所述電路板處理後輸出至所述中空殼體的所述第二信號接腳，所述第一地線接腳透過所述電路板與所述第二地線接腳電連接，所述電源接腳供給電力給所述電路板。
5.根據權利要求1所述的堆疊式超聲波傳感器裝置，其特徵在於:所述傳感器的底壁與圍繞壁相配合界定出一中空容室，所述中空容室灌注一封裝膠，所述封裝膠固化而將所述壓電片封裝在傳感器內。
6.根據權利要求1所述的堆疊式超聲波傳感器裝置，其特徵在於:所述傳感器還包括一壓住所述壓電片並用以吸震用的泡棉。
7.根據權利要求6所述的堆疊式超聲波傳感器裝置，其特徵在於:所述傳感器的底壁與圍繞壁相配合界定出一中空容室，所述中空容室灌注一封裝膠，所述封裝膠固化而將所述壓電片及所述泡棉封裝在傳感器內。
8.根據權利要求6所述的堆疊式超聲波傳感器裝置，其特徵在於:所述中空殼體內還灌注一封裝膠，所 述封裝膠固化而將所述電路板及所述固定環封裝在所述中空殼體內。
【文檔編號】G01D5/56GK103674088SQ201210361386
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月25日 優先權日:2012年9月25日
【發明者】蔡子勤, 張鈞華, 李士豐 申請人:同致電子企業股份有限公司