JPS595952A - 超音波探触子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は超音波の送受を行なう超音波探触子に関する。

従来例の構成とその問題点 第３図、第４図を参照して示す。（１）は振動子で、表
裏面に電極（２）（３）を有し、圧電素子、例えは圧電
セラミック等で構成されている。この振動子（１）をゴ
ム等の負荷材（４）上に接着同定し、所定の間隔の切断
ミゾ（６）を隔てて複数個を一列に並べて一群とし、複
数の振動子群を構成している。裏面側の電極（３）には
フラットプリント基板から成る入出力信号用リード線（
５）が接続され、表面側の電極（２）には全振動子を横
断してアース用共通リード線Ｏｚが別個に接続さねでい
る。振動子（１）の前面には第１の音響整合層（１３）
が接着固定され、前記振動子（１）の振動子群毎に設け
た切断ミゾ（６）に対応して切断ミゾ＋１４］が設けら
れでいる。通常、第３図１のように数個の振動子をまと
めて一群とし、１本の入出力信号用リード線（５）で同
時に駆動する構造が多く、この場合には第１の音響整合
層（１３）も数個の振動子群毎に切断ミゾ（１４１が設
けられる。又そねそれの振動子（１）に１本の入出力信
号用リード線を接続して単独に駆動できる構造の場合に
は、前記切断ミゾ（１４１もそれぞれの振動子毎に設け
らねる。第１の音響整合層（１３）の前面には更ｔこ第
２の音響整合層（１５）か設けられている。

上記のような構造において、切断ミゾ（６）及び（１４
］は一般にそねそれ隣接する振動子及び第１の音響整合
層に振動が伝達して８／Ｎ比や指向性が悪くなるのを防
ぐためのものである。しかし、第３図のように振動子群
毎に第１の音響整合層を切断する場合には、板状の圧電
素子を負荷材上に貼り合わせて、こわを切断ミゾ（６）
で切断し、振動子（１）を構成した後ンこ、第１の音響
整合層（１３）を貼り合わせて、こわを切断し切断ミゾ
α市を設けなけわばならない。この場合、第１の音響整
合層（［３）の切断位置がずれると振動子（１）をも切
断することになり、振動子（１〕の幅が減少してしまう
ため感度が低下する。

振動子の明断ミゾ（６）の幅は通常３５〜１１０μｍ程
度で極めて狭いため振動子（１）を切断しないように切
断ミゾ圓を設けることは極めて困難で精密な作業を有し
、超音波探触子の量産性ｔことって大きな障害であった
。

一方、第１の音響整合層（１３）を振動子毎に切断する
構造の場合には、圧電素子板を負荷材（４）上に貼り合
わせた上に、第１の音響整合層（１３１を貼り合わせ、
その後第１の音響整合層と圧゛市素子板を同時に切断し
て振動子（１〕、切断ミゾ（６）、切断ミゾ圓を同時に
得ることができる。しかし、この場合には個々の振動子
（１）とその上に貼り合わされている第１音響整合層（
Ｉ３）の接着面積が極めて狭くなり、従ってその接着強
度が極めて弱く第１音響整合層が振動子よりはかね易い
という問題が生じていた。

更に振動子（１）の電極（２＋が切断ミゾ（６）及び（
１４Ｉにより互いに分離されるため第４図に示すように
アース用共通リードＱ２＋を電極（２）上に別個に設け
て互いに連絡しなければならない。この場合、第１の音
響整合層（１３）はアース用共通り一ド０２）上には設
けることができないので、放射される超音波は（ロ）の
ようをこ対称性の悪い指向特性になり、又超音波の画質
が悪くなる等の欠点があつ１こ。

発明の目的 本発明は製造が容易で、指向性が優ね、感度のばらつき
が小さく、小形で信頼性の高い超音波探触子を提供する
ことにある。

発明の構成 本発明は、表裏面に電極を設けた圧電素子がら成る振動
子を、負荷拐上をこ接着固定し、所定の間隔で切断ミゾ
を設けて多数の振動子を形成し、複数の振動子をまとめ
て一群とし、複数の振動子群を構成した。各群毎の電極
には入出力信号用リード線を設けた。振動子群の前面に
ホウケイ酸ガラス板等から成り、この板厚の途中迄の深
さのミゾを前記振動子群毎に形成した第１の音響整合層
を設け、更しここの第１の音響整合層の前面に第２の音
響整合層を設けた。第１の音響整合層の背面に共通アー
ス電極を設けた。

実施例の説明 第１図、第２図は本発明の実施例で、（υは圧電素子か
ら成る振動子、（Ｑ、＋（３１は振動子の表裏面に設け
た電極、（４）はゴム等から成る負荷材、（５）は入出
力信号用リード線で、フラットプリント基板で構成され
ている。入出力信号用リード線（５）は導電性接着剤や
クリームハンダ等で裏面電極（３１ｔこ接合された後、
負荷材（４）上にエポキシ樹脂等で接着固定される。こ
の圧電素子は、通常０２〜Ｑ、　５　ｗｔｎ程度の所定
の間隔で研削と石等で切断され、切断ミゾ（６）により
所定間隔を隔てた振動子（１）が構成される。

切断ミゾ（６）は通常３５〜１．１０μｍ程度の幅を持
ち、負荷材（４）に達する深さを有する。尚入出力信号
用リード線（５）は第１図ではそれぞれ１群としての４
個づつの振動子の電極（３）に接続されているが、個々
の振動子（１丹こ１本の入出力信号用リード線が接続さ
ねでいても良く、数個づつに１本が接続されていてもよ
い。（７）は第１の音響整合層で、ホウケイ酸ガラス等
の材質で構成され、１本の入出刃傷骨用リード線（５）
により互いに並列に接続された１群の４個の振動子（１
）から成る振動子群毎の境界ｔこミゾ（８）を設けであ
る。個々の振動子に１本の入出力リード線を接続した場
合にはすべての切断ミゾ（６）上ｔこミゾ（８）を設け
る。前記ミゾ（８）は第１の音響整合層（７）の板厚の
途中迄の深さを有し、第１の音響整合層の背面は互いに
連結されている。ミゾ（８）の深さはミゾ（８）で隔て
らねた隣接する第１の音響整合層の振動が伝達さねて８
／Ｎ比や指向性が低化しないように、且つ外力によりミ
ゾ（８）の底部で第１の音響整合１が破断しないように
定めら、１１、ホウケイ酸ガラスを使用した場合には厚
みの２分の１乃至４分の３の間に設定されるのが望まし
い。

上記構成は、あらかじめミゾ（８）を設けた第１の音響
整合層（７］を振動子（１）上に貼り合わせてもよいが
、ミゾ（８）とミゾ（６）の位置ズレを少なくするには
板状の音響整合層を貼り合わせた後研削と石等でミゾ（
８）を堀り下げる方が適当である。第１音響整合層（７
）の前面には従来と同様、合成樹脂等から成る第２音響
整合層（９）が設けらねでいる。又−第１の音響整合＠
（７）の背面には電極０・Ｏが蒸着、印刷焼付け、メッ
キ等の方法で設けられ、電極０・αは振動子（１）の亀
′極（２）と導通している。さらに電極◇Ｏの端部に引
出し用アースリード（１１１が接続され、電極α０は一
連の振動子（１）に共通のアース電極として使用される
。

第２図において（イ）は超音波を示す。

発明の効果 （イ）第１の音響整合層（７）シこ設けられたミゾ（８
）が、板厚の途中迄の深さのため貼り合わせ後にミゾを
形成する場合でも、振動子を切断する心配がない。

従って、振動子は独自に製造され、振動子毎の感度のば
らつきが極めて小さく、小形で信頼性の高い振動子が得
らねる。

（ロ）第１の音響整合層に形成したミゾは板厚の途中迄
であるので分離されることなく、背面で互いに連結して
いる。従って、外力が加わった際の応力は多数の振動子
との接合部に分散さね、実効的な接着強度が極めで強く
なり、振動子との接合部か剥離することがない。

（ハ）第１の音響整合層の背面に電極を設けたので、従
来のように共通アースリード線を振動子の表面電極上に
取り付ける必要がない。従って、第′２図に示すように
、第１の音響整合層は振動子全面ｔこ設けることができ
、・放射される超音波の指向性は（イ）のようをこ中心
軸（こ対して対称となり、極めて良好な指向性が得られ
る。

に））　さらｋこ従来のようしこ別個をこ設けた共通ア
ースリード線が不要のためその分だけ超音波探触子の横
幅が狭くでき、小型化が図れる。又、この背面側の電極
と振動子の表面側の電極との接触面積は、従来の共通ア
ースリード線と電極の接触面積に較べてはるかに大きい
ため、接触不良による不導通の生じる危険性が全くない
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明超音波探触子の要部を示す側面図、第２
図は同断面図、第３図は従来例を示す側面図、第４図は
同断面図、 （１）・・・振動子、（２＋（３１・・・電極、（４）
・・・負荷材、（６）・・・切断ミゾ、（７）・・・第
１の音響整合層、（８）・・・ミゾ、（９）・・・第２
の音響整合層、αＯ・・・共通アース電極。 代理人　弁理士　大　島　−公

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）表裏面に電極を設けた圧電素子から成る振動子を
   、負荷材上に接着固定し、所定の間隔て切断ミゾを設け
   て複数の振動子群を構成し、これらの振動子群の前面に
   ホウケイ酸ガラス板などから成り、この板厚の途中迄の
   深さを有するミゾを前記振動子群毎に形成した第１の音
   響整合層を設け、さらにこの第１の音響整合層の前面に
   第２の音響整合層を設け、背面に共通アース電極を設け
   たことを特徴とする超音波探触子。