JP2017044601A

JP2017044601A - Ultrasonic sensor and method of manufacturing the same

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Publication number: JP2017044601A
Application number: JP2015167765A
Authority: JP
Inventors: 山本　裕子; Yuko Yamamoto; 裕子山本; 峻介田中; Shunsuke Tanaka
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2015-08-27
Filing date: 2015-08-27
Publication date: 2017-03-02
Anticipated expiration: 2035-08-27
Also published as: JP6432097B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic sensor which offers enhanced resistance to bending and is capable of preventing the cable from being disconnected from an electrode.SOLUTION: An ultrasonic sensor comprises; a metal substrate 2, a piezoelectric material 3 provided on a portion of a surface 2a of the metal substrate 2, an upper electrode 4 provided on a surface 3a of the piezoelectric material 3, a first cable 5A electrically connected to the upper electrode 4, a second cable 5B electrically connected to the surface 2a of the metal substrate 2, and a coating 6 having a curved shape that gradually protrudes from an edge of the metal substrate 2 toward the center of the metal substrate 2.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、超音波センサ及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an ultrasonic sensor and a manufacturing method thereof.

従来、各種のプラントでは、多数の配管や容器等が備えられている。このような配管や容器等（以下「配管等」と称する）に、高温（例えば６０℃〜６００℃）の流体が流通し、または貯留される場合には、経年劣化により、配管等に減肉や亀裂が発生することがある。かかる減肉や亀裂は、内部流体の流れに変化が起こる、湾曲管やエルボ管等の曲面部や、配管等の狭隘部等で発生しやすい。そのため、超音波センサを使用した超音波探傷検査が行われている。 Conventionally, various plants are provided with a large number of pipes and containers. When a high-temperature fluid (for example, 60 ° C. to 600 ° C.) is circulated or stored in such a pipe or container (hereinafter referred to as “pipe or the like”), the pipe is thinned due to aging deterioration. And cracks may occur. Such thinning and cracking are likely to occur in curved portions such as curved tubes and elbow tubes, narrow portions such as pipes, etc. in which the flow of internal fluid changes. Therefore, ultrasonic flaw detection using an ultrasonic sensor is performed.

このような超音波探傷検査をする超音波センサとしては、例えば特許文献１に記載されるような、金属基板と、金属基板の表面の一部に設けられた圧電体と、圧電体の表面に設けられた上部電極と、該上部電極に電気的に接続された第１ケーブルと、前記金属基板の表面に電気的に接続された第２ケーブルと、前記金属基板、圧電体、及び上部電極からなるセンサ本体の上面に貼り付けて外部から絶縁保護する耐熱テープ（ポリイミドフィルムテープ）と、を備えた構成のものが知られている。 As an ultrasonic sensor for performing such an ultrasonic flaw inspection, for example, as described in Patent Document 1, a metal substrate, a piezoelectric body provided on a part of the surface of the metal substrate, and a surface of the piezoelectric body An upper electrode provided; a first cable electrically connected to the upper electrode; a second cable electrically connected to a surface of the metal substrate; the metal substrate; a piezoelectric body; and the upper electrode There is known a structure including a heat-resistant tape (polyimide film tape) that is attached to the upper surface of the sensor body and is insulated and protected from the outside.

特開２０１４−７４６３５号公報JP 2014-74635 A

しかしながら、特許文献１に示すような従来の超音波センサでは、耐熱テープが捲れたり、剥がれ易いことから、耐熱テープとセンサ本体との間に隙間ができ、双方の一体性がなくなり、センサの曲げに対する耐性が低下するという問題があった。そのため、例えばセンサを設置する際やセンサを取り扱う際に、ケーブルに力がかかったり、センサに曲げが作用することにより、ケーブルの電極との接続部が外れる場合があり、その点で改良の余地があった。 However, in the conventional ultrasonic sensor as shown in Patent Document 1, since the heat-resistant tape is easily drawn or peeled, a gap is formed between the heat-resistant tape and the sensor main body, and the unity of both is lost, and the sensor is bent. There was a problem that the resistance to the aging decreased. For this reason, for example, when the sensor is installed or handled, the cable may be subjected to a force, or the sensor may be bent, so that the connection portion with the cable electrode may be disconnected. was there.

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、センサの曲げに対する耐性を向上させることができ、ケーブルの電極に対する接続が外れることを防止できる超音波センサ及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides an ultrasonic sensor that can improve resistance to bending of the sensor and can prevent the connection of the cable to the electrode, and a method for manufacturing the same. With the goal.

上記目的を達成するため、本発明に係る超音波センサは、金属基板と、該金属基板の表面の一部に設けられた圧電体と、該圧電体の表面に設けられた上部電極と、該上部電極に電気的に接続された第１ケーブルと、前記金属基板の表面に電気的に接続された第２ケーブルと、絶縁性及び可撓性を有する材料からなり、前記金属基板の縁部から中央に向かって盛り上がるように突出する曲面状をなすコーティング部と、を備えていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, an ultrasonic sensor according to the present invention comprises a metal substrate, a piezoelectric body provided on a part of the surface of the metal substrate, an upper electrode provided on the surface of the piezoelectric body, A first cable electrically connected to the upper electrode, a second cable electrically connected to the surface of the metal substrate, and an insulating and flexible material, from the edge of the metal substrate And a coating portion having a curved surface protruding so as to rise toward the center.

また、本発明に係る超音波センサの製造方法は、金属基板の表面の一部に圧電体を設け、該圧電体の表面に上部電極を設けることでセンサ本体を形成する工程と、前記上部電極に対して第１ケーブルを電気的に接続し、前記金属基板の表面に対して第２ケーブルを電気的に接続する工程と、絶縁性及び可撓性を有する材料を前記センサ本体の上方から供給することで、前記金属基板の縁部から中央に向かって盛り上がるように突出する曲面状をなすコーティング部を形成させる工程と、を有することを特徴としている。 The ultrasonic sensor manufacturing method according to the present invention includes a step of forming a sensor body by providing a piezoelectric body on a part of a surface of a metal substrate and providing an upper electrode on the surface of the piezoelectric body, and the upper electrode. Electrically connecting the first cable to the metal substrate, electrically connecting the second cable to the surface of the metal substrate, and supplying an insulating and flexible material from above the sensor body And forming a coating part having a curved surface protruding so as to rise from the edge of the metal substrate toward the center.

本発明によれば、金属基板、圧電体、及び上部電極からなるセンサ本体の上面が全面にわたって絶縁性及び可撓性を有するコーティング部で被覆されており、しかもコーティング部が金属基板の縁部から中央に向かって突出する曲面状をなしている。すなわち、前記センサ本体がコーティング部によって被覆され絶縁保護されて構造となり、前記センサ本体に直接外部から接触することがなくなるため、そのセンサ本体が損傷し難い構造となる。したがって、超音波センサの設置時や取扱い時の導通の低下を抑えることができる。
このように、前記センサ本体とコーティング部の一体化が図れ、曲げに強い被覆となることから、超音波センサの繰り返しの曲げに対するコーティング部の耐性を向上させることができる。 According to the present invention, the upper surface of the sensor body including the metal substrate, the piezoelectric body, and the upper electrode is covered with the coating portion having insulation and flexibility over the entire surface, and the coating portion is formed from the edge of the metal substrate. It has a curved shape protruding toward the center. That is, the sensor body is covered with a coating portion and insulated and protected, so that the sensor body does not come into direct contact with the outside from the outside, so that the sensor body is hardly damaged. Therefore, it is possible to suppress a decrease in conduction when the ultrasonic sensor is installed or handled.
In this way, the sensor body and the coating portion can be integrated, and the coating is strong against bending, so that the resistance of the coating portion against repeated bending of the ultrasonic sensor can be improved.

また、コーティング部は表面張力による盛り上がりによって形成されるので、コーティング部の端部が金属基板の縁部に沿ってきれいに被覆することができる。そのため、コーティング部を塗布する際に、コーティング材料を垂らすようにして表面張力を生じさせることにより容易に被覆することができ、作業の簡略化を図ることができ、またコーティング部の端部を切断する手間が不要となる。
しかも、コーティング部の端部の切断が不要で、かつコーティング部の端部が金属基板の縁部に沿って一致した状態となることから、コーティング部の捲れや剥がれが起こり難くなる。そのため、コーティング部とセンサ本体（電極）との間に隙間が生じて水や導電性ペースト等の接触媒質が進入するといった不具合を抑えることができる。とくに、コーティング部に再剥離性の無い材料を使用することで、さらに前記接触媒質の進入を確実に防止することができる。コーティング部に嫌水性の材料を使用することで、金属部の防錆効果も得ることができる。 Moreover, since the coating part is formed by the rise | swell by surface tension, the edge part of a coating part can coat | cover neatly along the edge part of a metal substrate. Therefore, when applying the coating part, it can be easily covered by creating surface tension by hanging the coating material, simplifying the work, and cutting the end of the coating part The trouble of doing it becomes unnecessary.
In addition, it is not necessary to cut the end portion of the coating portion, and the end portion of the coating portion is aligned along the edge portion of the metal substrate, so that the coating portion is unlikely to be bent or peeled off. Therefore, it is possible to suppress a problem that a gap is generated between the coating portion and the sensor main body (electrode) and a contact medium such as water or a conductive paste enters. In particular, the use of a non-removable material for the coating portion can further reliably prevent the contact medium from entering. By using a water-repellent material for the coating part, the rust preventive effect of the metal part can also be obtained.

さらに、本発明では、上述したようにコーティング材料を垂らすようにして表面張力を生じさせることでコーティング部を形成することができるので、例えばヘラ等を使用して塗布する場合に比べて厚さを管理し易くなり、一定の薄型に製造することができる。 Furthermore, in the present invention, as described above, the coating material can be formed by suspending the coating material to generate surface tension, so that the thickness can be increased compared to the case of applying using a spatula or the like. It becomes easy to manage and can be manufactured in a certain thin shape.

また、本発明に係る超音波センサは、前記金属基板の表面の一部に設けられ絶縁保護材と、一方の第１端部を上部電極に電気的に接続され、かつ他方の第２端部を前記絶縁保護材に接続され、弛みを持たせた状態で配線された連結ケーブルと、が設けられ、前記第１ケーブルは、前記連結ケーブルの前記第２端部に電気的に接続され、前記連結ケーブルを介して前記上部電極に接続され、前記第１ケーブル及び前記第２ケーブルのそれぞれを覆う保護カバーが前記金属基板に固定されるようにしてもよい。 In addition, the ultrasonic sensor according to the present invention is provided on a part of the surface of the metal substrate, and is electrically connected to the insulating protective material and one first end to the upper electrode, and the other second end. Is connected to the insulation protective material, and is provided with a connecting cable wired in a slack state, and the first cable is electrically connected to the second end of the connecting cable, A protective cover connected to the upper electrode via a connecting cable and covering each of the first cable and the second cable may be fixed to the metal substrate.

このような構成によれば、第１ケーブルが別部材の連結ケーブルを介して上部電極に接続され、しかも連結ケーブルが弛みを持たせた状態で上部電極と第１ケーブルとに接続され、さらに第１ケーブル及び第２ケーブルのそれぞれを覆う保護カバーが金属基板に固定されていることから、センサ本体の曲げによって第１ケーブルの接続部に作用する引張力を低減することができる。そして、第１ケーブル及び第２ケーブルの撓みやねじれ、或いは剛性力が、上部電極上の連結ケーブルの接続部に作用するのを防止することができる。 According to such a configuration, the first cable is connected to the upper electrode via the connecting cable which is a separate member, and the connecting cable is connected to the upper electrode and the first cable in a slack state. Since the protective cover covering each of the first cable and the second cable is fixed to the metal substrate, the tensile force acting on the connection portion of the first cable due to the bending of the sensor body can be reduced. And it can prevent that the bending of a 1st cable and a 2nd cable, a twist, or a rigid force acts on the connection part of the connection cable on an upper electrode.

また、本発明に係る超音波センサは、金属基板と、該金属基板の表面の一部に設けられた圧電体と、該圧電体の表面に設けられた上部電極と、前記金属基板の表面の他の一部に設けられ絶縁保護材と、一方の第１端部を前記上部電極に電気的に接続され、かつ他方の第２端部を前記絶縁保護材に接続され、弛みを持たせた状態で配線された連結ケーブルと、前記連結ケーブルの前記第２端部に電気的に接続された第１ケーブルと、前記金属基板の表面に電気的に接続された第２ケーブルと、を備え、前記第１ケーブル及び前記第２ケーブルのそれぞれを覆う保護カバーが前記金属基板に固定されていることを特徴としている。 Further, an ultrasonic sensor according to the present invention includes a metal substrate, a piezoelectric body provided on a part of the surface of the metal substrate, an upper electrode provided on the surface of the piezoelectric body, and a surface of the metal substrate. The insulating protective material provided on the other part, one of the first ends is electrically connected to the upper electrode, and the other second end is connected to the insulating protective material so as to have a slack. A connection cable wired in a state, a first cable electrically connected to the second end of the connection cable, and a second cable electrically connected to the surface of the metal substrate, A protective cover that covers each of the first cable and the second cable is fixed to the metal substrate.

本発明の超音波センサによれば、第１ケーブルが別部材の連結ケーブルを介して上部電極に接続され、しかも連結ケーブルが弛みを持たせた状態で上部電極と第１ケーブルとに接続され、さらに第１ケーブル及び第２ケーブルのそれぞれを覆う保護カバーが金属基板に固定されていることから、前記センサ本体の曲げによって第１ケーブルの接続部に作用する引張力を低減することができる。そして、第１ケーブル及び第２ケーブルの撓みやねじれ、或いは剛性力が、上部電極上の連結ケーブルの接続部に作用するのを防止することができる。
そのため、センサ本体の曲げに対する耐性を向上させることができ、ケーブルの電極に対する接続が外れることを防止できる。したがって、超音波センサの設置時や取扱い時の導通の低下を抑えることができる。 According to the ultrasonic sensor of the present invention, the first cable is connected to the upper electrode via a connecting cable which is a separate member, and the connecting cable is connected to the upper electrode and the first cable in a slack state. Furthermore, since the protective cover which covers each of the 1st cable and the 2nd cable is being fixed to the metal substrate, the tensile force which acts on the connection part of the 1st cable by the bending of the said sensor main body can be reduced. And it can prevent that the bending of a 1st cable and a 2nd cable, a twist, or a rigid force acts on the connection part of the connection cable on an upper electrode.
Therefore, the tolerance with respect to the bending of a sensor main body can be improved, and it can prevent that the connection with respect to the electrode of a cable disconnects. Therefore, it is possible to suppress a decrease in conduction when the ultrasonic sensor is installed or handled.

また、本発明に係る超音波センサは、前記第１ケーブル及び前記第２ケーブルのうち少なくとも前記第１ケーブルを保持する支持材が設けられ、該支持材の少なくとも一部が前記金属基板の表面に固定されていることが好ましい。 In the ultrasonic sensor according to the present invention, a support member that holds at least the first cable of the first cable and the second cable is provided, and at least a part of the support member is provided on a surface of the metal substrate. It is preferably fixed.

このような構成によれば、少なくとも第１ケーブルを保持した状態の支持材の一部が金属基板の表面に固定されているので、第１ケーブルの撓みやねじれ、或いは剛性力が、上部電極上の連結ケーブルの接続部に対してより作用し難くなり、前記センサ本体の曲げに対する耐性をさらに向上させることができる。 According to such a configuration, at least a part of the support member in the state where the first cable is held is fixed to the surface of the metal substrate. It becomes difficult to act on the connecting portion of the connecting cable, and the resistance to bending of the sensor body can be further improved.

本発明の超音波センサ及びその製造方法によれば、センサの曲げに対する耐性を向上させることができ、ケーブルの電極に対する接続が外れることを防止できる。 According to the ultrasonic sensor and the manufacturing method thereof of the present invention, it is possible to improve the resistance of the sensor to bending, and to prevent the cable from being disconnected from the electrode.

本発明の第１の実施の形態における超音波センサを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the ultrasonic sensor in the 1st Embodiment of this invention. 図１に示す超音波センサの上面図である。It is a top view of the ultrasonic sensor shown in FIG. 実施例による樹脂の硬化厚さの変化を示す図であって、（ａ）は２時間以内の変化を示す図、（ｂ）は７日以内の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the cured thickness of resin by an Example, Comprising: (a) is a figure which shows the change within 2 hours, (b) is a figure which shows the change within 7 days. 本発明の第２の実施の形態における超音波センサを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the ultrasonic sensor in the 2nd Embodiment of this invention. 図４に示す超音波センサの上面図である。It is a top view of the ultrasonic sensor shown in FIG. 図５に示すＡ−Ａ線断面図であって、超音波センサの縦断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 5 and is a vertical cross-sectional view of the ultrasonic sensor.

以下、本発明の実施の形態による超音波センサ及びその製造方法について、図面に基づいて説明する。かかる実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。 Hereinafter, an ultrasonic sensor and a manufacturing method thereof according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment shows one aspect of the present invention, and does not limit the present invention, and can be arbitrarily changed within the scope of the technical idea of the present invention.

（第１の実施の形態）
図１及び図２に示すように、本実施の形態による超音波センサ１は、受信した超音波を電気信号に変換したり、電気信号を超音波に変換して発信するセンサであり、例えば超音波探傷検査に用いることができる。
超音波センサ１は、金属基板２と、金属基板２の表面２ａの一部に設けられた圧電体３と、圧電体３の表面３ａに設けられた上部電極４と、上部電極４に電気的に接続された第１ケーブル５Ａと、金属基板２の表面２ａに電気的に接続された第２ケーブル５Ｂと、金属基板２の縁部から中央に向かって盛り上がるように突出する曲面状をなすコーティング部６と、を備えている。超音波センサ１は、分極した圧電体３の両側を金属電極の金属基板（金属基板２、上部電極４）で挟んだ薄型の超音波探触子である。 (First embodiment)
As shown in FIGS. 1 and 2, the ultrasonic sensor 1 according to the present embodiment is a sensor that converts received ultrasonic waves into electric signals or converts electric signals into ultrasonic waves and transmits them. It can be used for sonic inspection.
The ultrasonic sensor 1 is electrically connected to the metal substrate 2, the piezoelectric body 3 provided on a part of the surface 2 a of the metal substrate 2, the upper electrode 4 provided on the surface 3 a of the piezoelectric body 3, and the upper electrode 4. The first cable 5A connected to the surface, the second cable 5B electrically connected to the surface 2a of the metal substrate 2, and a coating that forms a curved surface that protrudes from the edge of the metal substrate 2 toward the center. Part 6. The ultrasonic sensor 1 is a thin ultrasonic probe in which both sides of a polarized piezoelectric body 3 are sandwiched between metal electrodes (metal substrate 2 and upper electrode 4).

ここで、本実施の形態では、超音波センサ１を構成する金属基板２、圧電体３、及び上部電極４はその順で積層されており、その積層方向を上下方向といい、上下方向に沿う金属基板２側を下側といい、上部電極４側を上側という。
また、金属基板２、圧電体３、上部電極４、及び第１ケーブル５Ａ、第２ケーブル５Ｂを一体とした構成をセンサ本体１０という。 Here, in the present embodiment, the metal substrate 2, the piezoelectric body 3, and the upper electrode 4 that constitute the ultrasonic sensor 1 are stacked in that order, and the stacking direction is referred to as the up-down direction, and is along the up-down direction. The metal substrate 2 side is referred to as the lower side, and the upper electrode 4 side is referred to as the upper side.
A configuration in which the metal substrate 2, the piezoelectric body 3, the upper electrode 4, the first cable 5A, and the second cable 5B are integrated is referred to as a sensor body 10.

金属基板２は、上面視で略四角形状をなしており、一対の金属電極のうちの一方（下部電極）を構成し、例えば厚さが２０μｍ〜５０μｍのＳＵＳ（ＳｔａｉｎｌｅｓｓＳｔｅｅｌ：ステンレス鋼）薄板、白金薄板、金薄板、またはインコネル薄板など薄板が用いられている。 The metal substrate 2 has a substantially square shape when viewed from above, and constitutes one (lower electrode) of a pair of metal electrodes, for example, a SUS (Stainless Steel) thin plate having a thickness of 20 μm to 50 μm, A thin plate such as a platinum thin plate, a gold thin plate, or an Inconel thin plate is used.

圧電体３は、超音波の送受信をする薄膜状の圧電素子であり、圧電セラミックスの粉を含んだ溶液を金属基板２の表面２ａの一部に塗布して熱処理することにより成形されている。圧電体３としては、例えば８０μｍ〜１００μｍのチタン酸ジルコン酸鉛膜（ＰＺＴ膜）を使用することができる。圧電体３は、上面視で金属基板２よりも全周にわたって外径寸法が小さい円形状をなしている。 The piezoelectric body 3 is a thin-film piezoelectric element that transmits and receives ultrasonic waves, and is formed by applying a solution containing piezoelectric ceramic powder to a part of the surface 2a of the metal substrate 2 and performing heat treatment. For example, a lead zirconate titanate film (PZT film) of 80 μm to 100 μm can be used as the piezoelectric body 3. The piezoelectric body 3 has a circular shape with a smaller outer diameter than the metal substrate 2 in the top view.

上部電極４は、金属ペースト、蒸着、メッキ、金属箔などにより成形され、例えば、５μｍ〜２０μｍの銀（Ａｇ）ペーストを用いることができる。上部電極４は、圧電体３の表面３ａの一部に、例えば金属ペーストを塗布した後に焼成することにより形成されている。あるいは、圧電体３の表面３ａの一部に、金等の金属ウールを圧着することにより形成されている。また、上部電極４は、上面視で圧電体３よりも小径をなす円形状をなしている。 The upper electrode 4 is formed of a metal paste, vapor deposition, plating, metal foil, or the like, and for example, a silver (Ag) paste of 5 μm to 20 μm can be used. The upper electrode 4 is formed by, for example, applying a metal paste to a part of the surface 3a of the piezoelectric body 3 and baking it. Alternatively, it is formed by pressing a metal wool such as gold on a part of the surface 3 a of the piezoelectric body 3. The upper electrode 4 has a circular shape having a smaller diameter than the piezoelectric body 3 when viewed from above.

このように構成される金属基板２、圧電体３、及び上部電極４により形成される部分は、薄膜状になっているため、全体が可撓性及び弾性を有している。 Since the portion formed by the metal substrate 2, the piezoelectric body 3, and the upper electrode 4 configured in this manner is a thin film, the whole has flexibility and elasticity.

第１ケーブル５Ａ及び第２ケーブル５Ｂは、例えば銀等の金属線からなる信号線である。第１ケーブル５Ａは、Ａｇペースト等の金属ペーストによって上部電極４の上面４ａに接続されている。これにより第１ケーブル５Ａは上部電極４に電気的に接続されている。この第１ケーブル５Ａの接続部分の大きさとしては、例えば５０〜５００μｍとされる。第２ケーブル５Ｂは、Ａｇペースト等の金属ペーストによって、圧電体３が塗布されていない部分の金属基板２の表面２ａに接続されている。これにより第２ケーブル５Ｂは金属基板２に電気的に接続されている。なお、Ａｇペースト等の金属ペーストによる接続とすることで、超音波センサ１が３００℃以上の高温（例えば６００℃）の使用環境であっても、溶けずに高温に耐えることができる。 The first cable 5A and the second cable 5B are signal lines made of a metal wire such as silver. The first cable 5A is connected to the upper surface 4a of the upper electrode 4 by a metal paste such as an Ag paste. Thus, the first cable 5A is electrically connected to the upper electrode 4. The size of the connecting portion of the first cable 5A is, for example, 50 to 500 μm. The second cable 5B is connected to the surface 2a of the metal substrate 2 where the piezoelectric body 3 is not applied by a metal paste such as an Ag paste. As a result, the second cable 5B is electrically connected to the metal substrate 2. In addition, by using a metal paste such as an Ag paste, the ultrasonic sensor 1 can withstand a high temperature without being melted even in a use environment at a high temperature of 300 ° C. or higher (for example, 600 ° C.).

コーティング部６は、シリコンを含む絶縁性及び可撓性を有するシリコーン等の部材からなる。コーティング部６は、硬化後も柔軟性を維持し、センサ本体１０の上面全体に塗布されて上面保護材として機能する。また、コーティング部６としては、耐熱性を有する部材であることが好ましい。コーティング部６は、ひび割れや可撓性の低下を抑制するために可能な限り薄い厚さで塗布される。例えば、塗布するシリコーンの厚さとしては、１００μｍ〜５ｍｍが好ましい。
また、図２に示すように、コーティング部６は、本実施の形態では透明性を有し、上方から超音波センサ１を見て、コーティング部６を通してセンサ本体１０の上面が視認できる構成となっているが、コーティング部６に着色塗料を含有させた材料であってもかまわない。
なお、本実施の形態では、上述したようにコーティング部６として、シリコンを含む絶縁性及び可撓性を有するシリコーン等の部材を対象としているが、これに限定されることはない。すなわち、コーティング部６は、電気的絶縁性、及び可撓性の用途として、２００℃レベルではシリコンが好適であるが、それ以外（２００℃以下の温度レベル）の環境では、アクリル系、エポキシ系の材料であっても良い。 The coating part 6 consists of members, such as silicone which has insulation and flexibility containing silicon. The coating part 6 maintains flexibility even after curing, and is applied to the entire upper surface of the sensor body 10 and functions as an upper surface protective material. Moreover, as the coating part 6, it is preferable that it is a member which has heat resistance. The coating portion 6 is applied with a thickness as thin as possible in order to suppress cracking and a decrease in flexibility. For example, the thickness of the silicone to be applied is preferably 100 μm to 5 mm.
In addition, as shown in FIG. 2, the coating portion 6 is transparent in the present embodiment, and is configured such that the upper surface of the sensor body 10 can be visually recognized through the coating portion 6 when the ultrasonic sensor 1 is viewed from above. However, the coating portion 6 may be a material containing a colored paint.
In the present embodiment, as described above, the coating portion 6 is a member such as silicone containing insulating and flexible materials including silicon, but is not limited thereto. That is, the coating portion 6 is preferably made of silicon at the 200 ° C. level for electrical insulation and flexibility, but in other environments (temperature level of 200 ° C. or lower), it is acrylic or epoxy-based. This material may be used.

このように構成される超音波センサ１の製造方法は、先ず、金属基板２の表面２ａの一部に圧電体３を設け、この圧電体３の表面３ａに上部電極４を設けることでセンサ本体１０を形成する。次に、上部電極４に対して第１ケーブル５Ａを電気的に接続し、金属基板２の表面２ａに対して第２ケーブル５Ｂを電気的に接続する。
その後、シリコンを含む絶縁性及び可撓性を有する材料であるシリコーンをセンサ本体１０の上方から例えばヘラや筆のような塗布具を使用して垂らすように供給し、この材料に金属基板２の表面２ａに対する表面張力を生じさせる。これにより、金属基板２の縁部２ｂから中央に向かって盛り上がるように突出する曲面状をなすコーティング部６が形成される。そして、コーティング部が所定の強度に硬化すると、超音波センサ１の製造が完了となる。 In the method of manufacturing the ultrasonic sensor 1 configured as described above, first, the piezoelectric body 3 is provided on a part of the surface 2 a of the metal substrate 2, and the upper electrode 4 is provided on the surface 3 a of the piezoelectric body 3. 10 is formed. Next, the first cable 5 A is electrically connected to the upper electrode 4, and the second cable 5 B is electrically connected to the surface 2 a of the metal substrate 2.
Thereafter, silicone, which is an insulating and flexible material containing silicon, is supplied from above the sensor body 10 so as to hang using an applicator such as a spatula or a brush. A surface tension is generated on the surface 2a. Thereby, the coating part 6 which makes the curved surface shape which protrudes so that it may rise toward the center from the edge part 2b of the metal substrate 2 is formed. And if a coating part hardens | cures to predetermined intensity | strength, manufacture of the ultrasonic sensor 1 will be completed.

次に、上述した構成の超音波センサ１及びその製造方法の作用について、図面に基づいて具体的に説明する。
図１に示すように、上記のような超音波センサ１によれば、金属基板２、圧電体３、及び上部電極４からなるセンサ本体１０の上面が全面にわたってシリコンを含む絶縁性及び可撓性を有するシリコーン樹脂からなるコーティング部６で被覆されており、しかもコーティング部６が金属基板２の縁部２ｂから中央に向かって突出する曲面状をなしている。すなわち、センサ本体１０がコーティング部６によって被覆され絶縁保護されて構造となり、センサ本体１０に直接外部から接触することがなくなるため、そのセンサ本体１０が損傷し難い構造となる。したがって、超音波センサ１の設置時や取扱い時の導通の低下を抑えることができる。
このように、センサ本体１０とコーティング部６の一体化が図れ、曲げに強い被覆となることから、超音波センサ１の繰り返しの曲げに対するコーティング部６の耐性を向上させることができる。 Next, the operation of the ultrasonic sensor 1 having the above-described configuration and the manufacturing method thereof will be specifically described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, according to the ultrasonic sensor 1 as described above, the upper surface of the sensor main body 10 composed of the metal substrate 2, the piezoelectric body 3, and the upper electrode 4 is insulative and flexible including silicon over the entire surface. The coating portion 6 is made of a silicone resin and has a curved shape protruding from the edge 2b of the metal substrate 2 toward the center. That is, the sensor body 10 is covered and insulated and protected by the coating portion 6 and is not directly in contact with the sensor body 10 from the outside. Therefore, the sensor body 10 is not easily damaged. Therefore, it is possible to suppress a decrease in continuity when the ultrasonic sensor 1 is installed or handled.
As described above, the sensor body 10 and the coating portion 6 can be integrated, and the coating is strong against bending, so that the resistance of the coating portion 6 against repeated bending of the ultrasonic sensor 1 can be improved.

また、コーティング部６は表面張力による盛り上がりによって形成されるので、コーティング部６の端部６ａが金属基板２の縁部２ｂに沿ってきれいに被覆することができる。そのため、コーティング部６を塗布する際に、コーティング材料を垂らすようにして表面張力を生じさせることにより容易に被覆することができ、作業の簡略化を図ることができ、またコーティング部６の端部６ａを切断する手間が不要となる。 Moreover, since the coating part 6 is formed by the rise | swell by surface tension, the edge part 6a of the coating part 6 can coat | cover neatly along the edge 2b of the metal substrate 2. FIG. Therefore, when the coating portion 6 is applied, it can be easily coated by causing the coating material to hang down and generating surface tension, simplifying the work, and end portions of the coating portion 6 The trouble of cutting 6a becomes unnecessary.

しかも、コーティング部６の端部６ａの切断が不要で、かつコーティング部６の端部６ａが金属基板２の縁部２ｂに沿って一致した状態となることから、コーティング部６の捲れや剥がれが起こり難くなる。そのため、コーティング部６とセンサ本体１０（電極）との間に隙間が生じて水や導電性ペースト等の接触媒質が進入するといった不具合を抑えることができる。とくに、コーティング部６に再剥離性の無い材料を使用することで、さらに前記接触媒質の進入を確実に防止することができる。 In addition, it is not necessary to cut the end portion 6a of the coating portion 6 and the end portion 6a of the coating portion 6 is aligned along the edge portion 2b of the metal substrate 2, so that the coating portion 6 is bent or peeled off. It becomes difficult to happen. Therefore, it is possible to suppress a problem that a gap is generated between the coating portion 6 and the sensor body 10 (electrode) and a contact medium such as water or conductive paste enters. In particular, by using a material having no removability for the coating portion 6, it is possible to reliably prevent the contact medium from entering.

さらに、本実施の形態では、上述したようにコーティング材料を垂らすようにして表面張力を生じさせることでコーティング部６を形成することができるので、例えばヘラ等を使用して塗布する場合に比べて厚さを管理し易くなり、一定の薄型に製造することができる。
また、コーティング部６の材料を耐熱性を有する材料とすることで、高温環境でも超音波センサ１を使用することができる。 Furthermore, in the present embodiment, as described above, the coating portion 6 can be formed by causing the coating material to hang down and generating surface tension, so that, for example, as compared with the case of applying using a spatula or the like. It becomes easy to manage the thickness, and can be manufactured in a certain thin shape.
Moreover, the ultrasonic sensor 1 can be used also in a high temperature environment by making the material of the coating part 6 into a material which has heat resistance.

上述した本実施の形態による超音波センサ及びその製造方法では、センサの曲げに対する耐性を向上させることができ、ケーブルの電極に対する接続が外れることを防止できる。 In the ultrasonic sensor and the manufacturing method thereof according to the above-described embodiment, it is possible to improve the resistance of the sensor to bending and to prevent the cable from being disconnected from the electrode.

次に、上述した実施の形態による超音波センサ及びその製造方法の効果を裏付けるために行った実施例について以下説明する。 Next, examples carried out to support the effects of the ultrasonic sensor and the manufacturing method thereof according to the above-described embodiment will be described below.

（実施例）
実施例は、上述した第１の実施の形態のセンサ本体１０に対して、各種のシリコーン等の樹脂を塗布し、コーティング部を成形する際の適用性を確認した。
使用した樹脂（コーティング材）は９種類を使用し、それぞれの樹脂において、最高可使温度（℃）、破断時の伸び（％）、材質、粘度（Ｐａ・ｓ）、可使時間（分）を評価した。評価としては、センサ本体（以下、素子という）の上面に樹脂を塗布させたときの適用性（硬化状態、流動性、絶縁性、接着性）で評価し、具体的に評価基準としては、最高可使温度１００℃以上、破断時伸び５０％以上、１液もしくは２液硬化型シリコーン、粘度１００Ｐａ・ｓ以下、可使時間１２０分以内とした。 (Example)
In the examples, various types of resins such as silicone were applied to the sensor body 10 of the first embodiment described above, and applicability when forming the coating portion was confirmed.
Nine types of resins (coating materials) were used. For each resin, the maximum usable temperature (° C), elongation at break (%), material, viscosity (Pa · s), usable time (min) Evaluated. Evaluation is based on applicability (cured state, fluidity, insulation, adhesiveness) when resin is applied to the upper surface of the sensor body (hereinafter referred to as “element”). Usable temperature was 100 ° C. or higher, elongation at break was 50% or more, one-component or two-component curable silicone, viscosity was 100 Pa · s or less, and usable time was within 120 minutes.

樹脂の塗布方法は、先ず、組立後の素子の上面のホコリを除去し、金属基板の脱脂を行う。その後、樹脂を容器から出し、ヘラや筆などで素子上面に均一に塗布する。このとき、圧電体（セラミックス膜）の外縁よりも１ｍｍ以上広い範囲に塗布する。そして、水平な場所で安置して硬化させる。なお、塗布した樹脂に気泡が混入しないように、樹脂は混練しないようにした。気泡が混入した場合には、針などで潰して除去した。
例えば、硬化条件としては、Ａ社製のシリコーン系の場合、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、２時間以内で１ｍｍ硬化させるためには、温度が常温（２３℃）以上で、湿度が５０％ＲＨ以上とする。図３は、当該樹脂において、温度／湿度の条件による硬化厚さ（ｍｍ）を示している。図３（ａ）は２時間以内の変化を示し、図３（ｂ）は７日以内の変化を示している。 In the resin application method, first, dust on the upper surface of the assembled element is removed, and the metal substrate is degreased. Thereafter, the resin is taken out of the container and uniformly applied to the upper surface of the element with a spatula or a brush. At this time, the coating is applied to a range wider by 1 mm or more than the outer edge of the piezoelectric body (ceramic film). Then, it is cured in a horizontal place. The resin was not kneaded so that air bubbles would not enter the applied resin. When bubbles were mixed, they were removed by crushing with a needle or the like.
For example, as a curing condition, in the case of a silicone system manufactured by Company A, as shown in FIGS. 3A and 3B, in order to cure 1 mm within 2 hours, the temperature is normal temperature (23 ° C.) or higher. The humidity is 50% RH or more. FIG. 3 shows the cured thickness (mm) of the resin according to temperature / humidity conditions. FIG. 3A shows a change within 2 hours, and FIG. 3B shows a change within 7 days.

本実施例による評価の結果、９種の樹脂のうち上記評価基準を満たし、超音波センサを形成する適用性が良好である５種（下記、Ａ樹脂〜Ｅ樹脂）を合格とし、さらにその合格した樹脂の優先度を特定した。
この５種のうち優先度の最も高い優先度のＡ樹脂は、１液型硬化型シリコーンの脱アセトン型で低粘度、低分子シロキサン低減の性質を有する材料で、最高可使温度２００℃、破断時伸び２００％、粘度５．５Ｐａ・ｓ、可使時間１１分である。
優先度２番目のＢ樹脂は、１液型硬化型シリコーンの脱アセトン型で低分子シロキサン低減の性質を有する材料で、最高可使温度２００℃、破断時伸び１８０％、粘度２０Ｐａ・ｓ、可使時間６分である。
優先度３番目のＣ樹脂は、１液室温硬化型シリコーンの材料で、最高可使温度２００℃、破断時伸び１５５％、粘度１Ｐａ・ｓ、可使時間８分である。
優先度４番目のＤ樹脂は、１液型硬化型シリコーンの脱アセトン型で低分子シロキサン低減の性質を有する材料で、最高可使温度２００℃、破断時伸び１４０％、粘度０．６Ｐａ・ｓ、可使時間５分である。
優先度５番目のＥ樹脂は、１液型硬化型シリコーンの脱アルコール型の材料で、最高可使温度２００℃、破断時伸び１５０％、粘度１．５Ｐａ・ｓ、可使時間７分である。 As a result of the evaluation according to this example, among the 9 types of resins, 5 types (A resin to E resin described below) that satisfy the above evaluation criteria and have good applicability to form an ultrasonic sensor are accepted, and further passed. The priority of the resin was identified.
Of these five types, the highest priority A resin is a one-part curable silicone deacetone type material with low viscosity and low molecular weight siloxane reducing properties. The elongation at time is 200%, the viscosity is 5.5 Pa · s, and the pot life is 11 minutes.
The second priority B resin is a one-component curable silicone deacetone-type material with low molecular weight siloxane reducing properties, maximum working temperature 200 ° C, elongation at break 180%, viscosity 20 Pa · s, acceptable Use time is 6 minutes.
The third priority C resin is a one-part room-temperature curable silicone material having a maximum usable temperature of 200 ° C., an elongation at break of 155%, a viscosity of 1 Pa · s, and a usable time of 8 minutes.
The 4th priority D resin is a one-component curable silicone deacetone type material with low molecular weight siloxane reduction, maximum working temperature 200 ° C, elongation at break 140%, viscosity 0.6 Pa · s. The pot life is 5 minutes.
The fifth priority E resin is a one-component curable silicone dealcohol-free material with a maximum usable temperature of 200 ° C., an elongation at break of 150%, a viscosity of 1.5 Pa · s, and a usable time of 7 minutes. .

次に、本発明の超音波センサ及びその製造方法による他の実施の形態について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第１の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第１の実施の形態と異なる構成について説明する。 Next, other embodiments of the ultrasonic sensor and the manufacturing method thereof according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the same or similar members and parts as those of the first embodiment are the same. A description will be omitted using reference numerals, and a configuration different from that of the first embodiment will be described.

（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態による超音波センサについて、図面に基づいて説明する。
図４乃至図６に示すように、第２の実施の形態による超音波センサ１Ａは、センサの曲げ力によって生じる信号線（第１ケーブル７Ａ及び第２ケーブル７Ｂ）とセンサ本体１０との接続部分に作用する力を低減する構造である。 (Second Embodiment)
Next, an ultrasonic sensor according to a second embodiment will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 4 to 6, the ultrasonic sensor 1 A according to the second embodiment is a connection portion between the signal body (first cable 7 A and second cable 7 B) generated by the bending force of the sensor and the sensor body 10. It is the structure which reduces the force which acts on.

第２の実施の形態の信号線は、耐熱用の同軸ケーブル７を使用している。同軸ケーブル７は、絶縁体７Ｃに覆われて芯材に相当する第１ケーブル７Ａと、絶縁体７Ｃの周りに設けられる網状のシールド線からなる第２ケーブル７Ｂと、第２ケーブル７Ｂの周囲を覆う外カバー７Ｄ（保護カバー）と、を有している。そして、同軸ケーブル７のセンサ側の端部には、支持板７０（支持材）が取り付けられている。支持板７０は、ステンレス製の薄板からなり、一方の表面に一対の半円状の保持片７１を介して同軸ケーブル７の端部が固定されるようになっている。支持板７０は、同軸ケーブル７の端部に向かうに従って漸次、幅寸法が大きくなるように略三角状に形成されている。 The signal line of the second embodiment uses a heat-resistant coaxial cable 7. The coaxial cable 7 includes a first cable 7A that is covered with an insulator 7C and corresponds to a core, a second cable 7B that is a net-like shield wire provided around the insulator 7C, and a periphery of the second cable 7B. And an outer cover 7D (protective cover) for covering. A support plate 70 (support material) is attached to the end of the coaxial cable 7 on the sensor side. The support plate 70 is a thin plate made of stainless steel, and the end of the coaxial cable 7 is fixed to one surface via a pair of semicircular holding pieces 71. The support plate 70 is formed in a substantially triangular shape so that the width dimension gradually increases toward the end of the coaxial cable 7.

超音波センサ１Ａは、センサ本体１０の構成は上述した第１の実施の形態と同様で金属基板２、圧電体３、及び上部電極４から構成されている。
金属基板２の表面２ａにおける同軸ケーブル７とセンサ本体１０との接続部分には、絶縁保護テープ８（絶縁保護材）が貼り付けられている。絶縁保護テープ８は、例えば耐熱テープ（ポリイミドフィルムテープ）等の、上面側と下面側とを絶縁する機能を有する部材を使用することができる。絶縁保護テープ８は、一部が圧電体３の表面３ａにも重なって配置されている。 In the ultrasonic sensor 1A, the configuration of the sensor main body 10 is the same as that of the first embodiment described above, and includes a metal substrate 2, a piezoelectric body 3, and an upper electrode 4.
An insulating protective tape 8 (insulating protective material) is attached to a connection portion between the coaxial cable 7 and the sensor main body 10 on the surface 2 a of the metal substrate 2. As the insulating protective tape 8, a member having a function of insulating the upper surface side and the lower surface side, such as a heat-resistant tape (polyimide film tape), can be used. The insulating protective tape 8 is disposed so that a part thereof also overlaps the surface 3 a of the piezoelectric body 3.

同軸ケーブル７は、外カバー７Ｄが固定される一方の保持片７１と支持板７０の一部が金属基板２の表面２ａに載置、または接続されている。
同軸ケーブル７の第１ケーブル７Ａは、連結ケーブル９を介して上部電極４の上面４ａに接続（図中の第１接続部Ｐ１の箇所）されている。具体的に絶縁体７Ｃから突出した状態の第１ケーブル７Ａは、第１接続部Ｐ１における連結ケーブル９の一端をなす第１端部９ａは、上部電極４の上面４ａに電気的に接続されている。そして、連結ケーブル９の他端をなす第２端部９ｂは、絶縁保護テープ８の上面８ａに接続（図中の第２接続部Ｐ２の箇所）されている。第２接続部Ｐ２に位置する連結ケーブル９の第２端部９ｂは、Ｕ字状に湾曲された係止凹部９ｃを形成し、絶縁保護テープ８の上面８ａに固着されている。そして、係止凹部９ｃに第１ケーブル７Ａの先端部分が接触した状態で進入している。この係止凹部９ｃと第１ケーブル７Ａの先端部分が溶着されていてもよい。 In the coaxial cable 7, one holding piece 71 to which the outer cover 7 D is fixed and a part of the support plate 70 are placed on or connected to the surface 2 a of the metal substrate 2.
The first cable 7A of the coaxial cable 7 is connected to the upper surface 4a of the upper electrode 4 via the connecting cable 9 (the location of the first connection portion P1 in the drawing). Specifically, the first cable 7A in a state of protruding from the insulator 7C has a first end portion 9a that forms one end of the connection cable 9 in the first connection portion P1, and is electrically connected to the upper surface 4a of the upper electrode 4. Yes. And the 2nd end part 9b which makes the other end of the connection cable 9 is connected to the upper surface 8a of the insulating protection tape 8 (location of the 2nd connection part P2 in a figure). The second end portion 9b of the connecting cable 9 positioned at the second connection portion P2 forms a locking recess 9c that is curved in a U shape, and is fixed to the upper surface 8a of the insulating protective tape 8. And it has approached in the state which the front-end | tip part of 7 A of 1st cables contacted the latching recessed part 9c. The locking recess 9c and the tip portion of the first cable 7A may be welded.

連結ケーブル９は、銀の細線からなり、第１接続部Ｐ１と第２接続部Ｐ２との間で弛みをもたせた状態で配線されている。なお、連結ケーブル９は、絶縁保護テープ８の圧電体３と重なる領域上に位置するように配置されている。これにより、連結ケーブル９が金属基板２に接触することが防止されている。 The connecting cable 9 is made of a thin silver wire, and is wired in a state where a slack is provided between the first connection portion P1 and the second connection portion P2. The connecting cable 9 is arranged so as to be positioned on a region overlapping the piezoelectric body 3 of the insulating protective tape 8. Thereby, it is prevented that the connection cable 9 contacts the metal substrate 2.

同軸ケーブル７のシールド線からなる第２ケーブル７Ｂは、第３接続部Ｐ３において、絶縁体７Ｃからむき出した状態で、上面視で第１ケーブル７Ａの延長方向に対して略直交する方向に折り曲げられ、絶縁保護テープ８から外れる外側の金属基板２の表面２ａに電気的に接続されている。 The second cable 7B formed of the shielded cable of the coaxial cable 7 is bent in a direction substantially orthogonal to the extending direction of the first cable 7A in a top view in a state where the second cable 7B is exposed from the insulator 7C at the third connection portion P3. , And electrically connected to the surface 2 a of the outer metal substrate 2 that is detached from the insulating protective tape 8.

第１ケーブル７Ａと第２ケーブル７Ｂとが絶縁された状態のセンサ本体１０の上面には、全面にわたって耐熱テープ（ポリイミドフィルムテープ）６１が貼付されている。この場合、同軸ケーブル７の端部が支持板７０の一部とともにセンサ本体１０に一体的に組み込まれた状態となっている。
なお、耐熱テープ６１に代えて上述した第１の実施の形態と同様のシリコーンからなるコーティング部６（図１参照）で被覆するようにしてもよい。この場合のコーティング部６は、金属基板２の縁部２ｂから中央に向かって盛り上がるように突出する曲面状をなすように設けられる。 A heat-resistant tape (polyimide film tape) 61 is attached to the entire upper surface of the sensor body 10 in a state where the first cable 7A and the second cable 7B are insulated. In this case, the end portion of the coaxial cable 7 is integrated with the sensor body 10 together with a part of the support plate 70.
Instead of the heat-resistant tape 61, the same coating portion 6 (see FIG. 1) made of silicone as in the first embodiment described above may be used. In this case, the coating portion 6 is provided so as to have a curved shape protruding so as to rise from the edge portion 2b of the metal substrate 2 toward the center.

図４乃至図６に示すように、第２の実施の形態による超音波センサ１Ａでは、第１ケーブル７Ａが別部材の連結ケーブル９を介して上部電極４の上面４ａに接続され、しかも連結ケーブル９が弛みを持たせた状態で上部電極４と第１ケーブル７Ａとに接続され、さらに第１ケーブル７Ａ及び第２ケーブル７Ｂのそれぞれを覆う外カバー７Ｄが金属基板２に固定されていることから、センサ本体１０の曲げによって第１ケーブル７Ａの接続部に作用する引張力を低減することができる。そして、第１ケーブル７Ａ及び第２ケーブル７Ｂの撓みやねじれ、或いは剛性力が、上部電極４上の連結ケーブル９の接続部に作用するのを防止することができる。
そのため、センサ本体１０の曲げに対する耐性を向上させることができ、ケーブルの電極に対する接続が外れることを防止できる。したがって、超音波センサ１Ａの設置時や取扱い時の導通の低下を抑えることができる。 As shown in FIGS. 4 to 6, in the ultrasonic sensor 1 A according to the second embodiment, the first cable 7 A is connected to the upper surface 4 a of the upper electrode 4 via a separate connecting cable 9, and the connecting cable is used. 9 is connected to the upper electrode 4 and the first cable 7A in a slack state, and an outer cover 7D covering each of the first cable 7A and the second cable 7B is fixed to the metal substrate 2. The tensile force acting on the connection portion of the first cable 7A due to the bending of the sensor body 10 can be reduced. Then, it is possible to prevent the bending, twisting, or rigidity of the first cable 7A and the second cable 7B from acting on the connection portion of the connection cable 9 on the upper electrode 4.
Therefore, the resistance to bending of the sensor body 10 can be improved, and disconnection of the cable from the electrode can be prevented. Therefore, it is possible to suppress a decrease in continuity when the ultrasonic sensor 1A is installed or handled.

また、本第２の実施の形態では、同軸ケーブル７の外カバー７Ｄを保持した状態の支持板７０の一部が金属基板２の表面２ａに固定されているので、第１ケーブル７Ａの撓みやねじれ、或いは剛性力が、上部電極４上の連結ケーブル９の接続部に対してより作用し難くなり、センサ本体１０の曲げに対する耐性をさらに向上させることができる。 In the second embodiment, a part of the support plate 70 in a state where the outer cover 7D of the coaxial cable 7 is held is fixed to the surface 2a of the metal substrate 2, so that the bending of the first cable 7A Twist or rigidity is less likely to act on the connection portion of the connecting cable 9 on the upper electrode 4, and the resistance to bending of the sensor body 10 can be further improved.

以上、本発明による超音波センサ及びその製造方法の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 As mentioned above, although embodiment of the ultrasonic sensor by this invention and its manufacturing method was described, this invention is not limited to said embodiment, In the range which does not deviate from the meaning, it can change suitably.

例えば、本実施の形態では、コーティング部６の材料として、上述した第１の実施の形態ではシリコーンを採用しているが、このような樹脂材料であることに限定されることはない。例えば、耐熱性はシリコーンに比べてやや低下するものの接着剤をコーティング部の材料とすることも可能である。 For example, in the present embodiment, silicone is employed as the material of the coating portion 6 in the first embodiment described above, but the material is not limited to such a resin material. For example, although the heat resistance is slightly lower than that of silicone, an adhesive can be used as the material for the coating portion.

また、本第２の実施の形態では、同軸ケーブル７を保持する支持板７０を設けているが、このような支持板７０を省略することも可能である。そして、支持板７０の形状、材質についても上記実施の形態に限定されることはない。
さらに、第２の実施の形態において同軸ケーブル７であることに制限されず、第１の実施の形態のように第１ケーブルと第２ケーブルがそれぞれ別体となっている信号線であってもかまわない。 In the second embodiment, the support plate 70 for holding the coaxial cable 7 is provided. However, such a support plate 70 can be omitted. The shape and material of the support plate 70 are not limited to the above embodiment.
Further, the signal line is not limited to the coaxial cable 7 in the second embodiment, and may be a signal line in which the first cable and the second cable are separate from each other as in the first embodiment. It doesn't matter.

また、上述した超音波センサの製造方法は、とくに制限されるものではなく、適宜な方法により製造することが可能である。したがって、コーティング部６の塗布方向において使用する塗布具、あるいはコーティング材をセンサ本体の上面に垂らす方法など、適宜設定すればよい。 The method for manufacturing the ultrasonic sensor described above is not particularly limited, and can be manufactured by an appropriate method. Therefore, what is necessary is just to set suitably the application tool used in the application direction of the coating part 6, or the method of hanging a coating material on the upper surface of a sensor main body.

さらに超音波センサの各構成（金属基板２、圧電体３、上部電極４、絶縁保護テープ８、連結ケーブル９等）の形状、大きさ、材質、ケーブルの接続位置等に関しても、上述した実施の形態に限定されることはなく、任意に設定することができる。 Furthermore, the shape, size, material, cable connection position, etc. of each component of the ultrasonic sensor (metal substrate 2, piezoelectric body 3, upper electrode 4, insulation protective tape 8, connection cable 9, etc.) are also described above. It is not limited to a form and can be set arbitrarily.

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施の形態を適宜組み合わせてもよい。 In addition, it is possible to appropriately replace the constituent elements in the above-described embodiments with well-known constituent elements without departing from the spirit of the present invention, and the above-described embodiments may be appropriately combined.

１、１Ａ超音波センサ
２金属基板
２ａ表面
２ｂ縁部
３圧電体
３ａ表面
４上部電極
５Ａ第１ケーブル
５Ｂ第２ケーブル
６コーティング部
７同軸ケーブル
７Ａ第１ケーブル
７Ｂ第２ケーブル
７Ｄ外カバー（保護カバー）
８絶縁保護テープ
９連結ケーブル
９ａ第１端部
９ｂ第２端部
１０センサ本体
６１耐熱テープ
７０支持板（支持材） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1A ultrasonic sensor 2 Metal substrate 2a Surface 2b Edge part 3 Piezoelectric body 3a Surface 4 Upper electrode 5A 1st cable 5B 2nd cable 6 Coating part 7 Coaxial cable 7A 1st cable 7B 2nd cable 7D Outer cover (protective cover) )
DESCRIPTION OF SYMBOLS 8 Insulation protection tape 9 Connecting cable 9a 1st end part 9b 2nd end part 10 Sensor main body 61 Heat-resistant tape 70 Support plate (support material)

Claims

A metal substrate;
A piezoelectric body provided on a part of the surface of the metal substrate;
An upper electrode provided on the surface of the piezoelectric body;
A first cable electrically connected to the upper electrode;
A second cable electrically connected to the surface of the metal substrate;
A coating part made of a material having insulating properties and flexibility, and having a curved shape protruding so as to rise from the edge of the metal substrate toward the center;
An ultrasonic sensor comprising:

An insulating protective material provided on a part of the surface of the metal substrate;
A connection cable that is electrically connected to the upper electrode on one side and connected to the insulating protective material on the other end on the other side and that has been slackened; and
The first cable is electrically connected to the second end of the connection cable, and is connected to the upper electrode via the connection cable;
The ultrasonic sensor according to claim 1, wherein a protective cover that covers each of the first cable and the second cable is fixed to the metal substrate.

A metal substrate;
A piezoelectric body provided on a part of the surface of the metal substrate;
An upper electrode provided on the surface of the piezoelectric body;
An insulating protective material provided on another part of the surface of the metal substrate;
A connection cable having one first end electrically connected to the upper electrode and the other second end connected to the insulation protective material and wired in a slack state;
A first cable electrically connected to the second end of the connecting cable;
A second cable electrically connected to the surface of the metal substrate;
With
An ultrasonic sensor, wherein a protective cover covering each of the first cable and the second cable is fixed to the metal substrate.

The support material for holding at least the first cable of the first cable and the second cable is provided, and at least a part of the support material is fixed to the surface of the metal substrate. 3. The ultrasonic sensor according to 3.

Forming a sensor body by providing a piezoelectric body on a part of the surface of the metal substrate and providing an upper electrode on the surface of the piezoelectric body;
Electrically connecting a first cable to the upper electrode and electrically connecting a second cable to the surface of the metal substrate;
Supplying an insulating and flexible material from above the sensor body, thereby forming a curved coating portion protruding so as to rise from the edge of the metal substrate toward the center; and
A method for producing an ultrasonic sensor, comprising: