JP2003158796A - 超音波発生器およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の超音波発生器の整合手段はエポキシ系
接着剤によりケースに接着しているため、気体中に含ま
れる水分やイオウにより、エポキシ樹脂が膨潤したり、
エポキシ系樹脂が腐食されたりし、整合手段の音響イン
ピーダンスが変化し、整合手段の目的である効率的な音
の放射が阻害され、正確な計測に支障を来すことがあっ
た。 【解決手段】 整合手段２０を、バインダ粒子により少
なくともキセロゲル粒子同士を結合あるいは前記キセロ
ゲル粒子とケース２１を結合させた成形体とすること
で、バインダ粒子により、キセロゲル粒子とケース２１
を結合することができるため、エポキシ系の接着剤を使
わず、正確な計測ができる超音波発生器を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波を利用して
気体等の被測定体の流量を測定する流量計測装置や、物
体との距離を測定する距離測定装置などに用いる超音波
発生器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は、従来の超音波発生器の構成を示
す断面図である。振動手段１とケース２とはエポキシ系
の接着剤９により接着されており、またケース２と整合
手段３ともエポキシ系の接着剤８により接着されてい
る。樹脂４には、ケース２と振動手段１および電極５、
６とを固定する目的と、振動手段１の振動が整合手段３
の反対面に伝搬しないようにするための音の緩衝材の目
的がある。

【０００３】振動手段１は約５００ｋＨｚで振動し、そ
の振動はエポキシ系の接着剤９を介してケース２に伝わ
り、さらにエポキシ系の接着剤８を介して整合手段３に
伝わる。そして、整合手段３の振動は空間７に存在する
例えば気体に音波として伝搬する。

【０００４】整合手段３の役割は、振動手段１の振動を
効率よく気体に伝搬させることにあり、物質の音速Ｃと
密度ρとで（数１）のように定義される音響インピーダ
ンスＺが、振動手段と気体とで大きく異なる。

【０００５】

【数１】

【０００６】振動手段１の音響インピーダンスＺ１は３
０×１０６（ｋｇ／ｍ２ｓ）程度で、気体、例えば空気
の音響インピーダンスＺ２は４．２８×１０２（ｋｇ／
ｍ２ｓ）であり、さらにケース２を金属製とすると、振
動手段１とケースの音響インピーダンスはほぼ等しいの
で、振動をロス無く伝えることができる。

【０００７】音響インピーダンスの異なる境界面上で
は、音（振動）の伝搬に反射が生じるようになり、その
結果、透過する音の強さが弱くなる。ところが二つの異
なる音響インピーダンスの物質の間に別の音響インピー
ダンスＺ３を持つ物質を挿入することにより、音の反射
をなくし、ロスを減少させることが一般的に知られてい
る。Ｚ３は（数２）のように定義される。

【０００８】

【数２】

【０００９】このＺ３の値は、Ｚ１が３０×１０６（ｋ
ｇ／ｍ２ｓ）、Ｚ２が４．２８×１０２（ｋｇ／ｍ２
ｓ）の場合、０．１１×１０６（ｋｇ／ｍ２ｓ）とな
る。この音響インピーダンスを満たす物質は、密度が小
さく音速の遅いものであることが要求される。

【００１０】そこで整合手段３は、微小な中空のガラス
をエポキシ系の接着剤で固めたものを用いることによ
り、密度を小さくしている。中空のガラスは、整合手段
３を伝わる音の波長よりも十分小さくする必要があるの
で、１００μｍ以下の大きさのものを用いている。これ
により得られる整合手段３の音響インピーダンスは、約
１．２×１０６（ｋｇ／ｍ２ｓ）となる。

【００１１】さらに、整合手段３を透過して気体に伝達
する音の強さは整合手段３の厚さにも関係する。図９
は、簡単にするためにエポキシ系接着剤とケース２とを
除き、振動手段１と整合手段３と気体（空気）を有する
空間７からなる３つの物質中での音の伝搬を示したもの
で、振動手段１からの音の波１０は透過する音の波１１
と、整合手段３と気体との境界面で反射する音の波１２
とに分かれる。反射した波１２は整合手段３と振動手段
１の境界面で反射し、位相が反転した波１３となる。こ
の波の一部が整合手段３と気体との境界面で透過する音
の波１４となる。波１４と波１１とが合成されるので、
気体に放射される音の強さの透過率Ｔは（数３）で表さ
れる。

【００１２】

【数３】

【００１３】但し、Ｚ１は振動手段１の音響インピーダ
ンス、Ｚ２は整合手段３の音響インピーダンス、Ｚ３は
気体の音響インピーダンス、Ｌは整合手段３の距離、ｋ
２は（数４）で与えられる。

【００１４】

【数４】

【００１５】但し、ｆは振動の周波数、Ｃ２は整合手段
３の音速である。（数３）の透過率最大となる距離Ｌを
求めると、Ｌ＝λ／４となる。中空のガラスを整合手段
として用いた場合、その音速は２０００ｍ／ｓなので、
音の周波数が５００ｋＨｚの場合は、波長λが４ｍｍと
なる。したがって、整合手段３の厚さは１ｍｍとなる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の超音波発生器では、整合手段３とケース２との接着
にエポキシ系の樹脂を用いている。また整合手段を構成
する中空のガラスを固めるために、エポキシ系の樹脂を
用いている。気体中には水分が含まれていたり、イオウ
が含まれていたりすることがあり、このような場合、水
分により整合手段３とケース２とを接着する接着剤に含
まれるエポキシ樹脂が膨潤したり、イオウにより整合手
段３とケース２とを接着する接着剤に含まれるエポキシ
系樹脂が腐食されたりすることがある。このようになる
と、整合手段の音響インピーダンスが変化し、整合手段
の目的である効率的な音の放射が阻害され、正確な計測
に支障を来すことがある。

【００１７】また、整合手段の厚みが１ｍｍと厚いため
に、整合手段中で音の吸収が起こり、超音波を受けるセ
ンサーへの出力が弱まったり、従来の中空のガラスを用
いた整合手段では、精密な膜厚制御ができないので個体
差によっては超音波を受けるセンサーへの出力が小さく
なるという課題も有していた。

【００１８】本発明は前記従来技術の課題を解決するも
ので、エポキシ系接着剤を用いずに整合手段を構成し、
さらに超音波を受けるセンサーへの出力が高い超音波発
生器を提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来の課
題を解決するために、整合手段に多孔質シリカを用いる
としたもので、整合手段を非常に薄くすることができ、
そのため整合手段中での音の吸収が起こりにくく、セン
サーへの出力が大きな超音波発生器が実現できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載の発明は、
整合手段に多孔質シリカを用いるとしたもので、特に８
０％以上の気孔率や０．３ｇ／ｃｍ３以下の物性の多孔
質シリカ中での音速が１００〜３００ｍ／ｓ程度である
ため、整合手段を非常に薄くすることができ、そのため
整合手段中での音の吸収が起こりにくく、センサーへの
出力が大きな超音波発生器が実現できる。

【００２１】また、請求項２記載の発明は、整合手段
を、バインダにより少なくとも多孔質シリカ粒子同士を
結合あるいは前記多孔質シリカ粒子とケースを結合させ
た成形体とすることで、多孔質シリカ粒子にバインダを
混ぜ込むことにより、音速や密度を自由に変化させるこ
とができ、整合手段として求める音響インピーダンスを
持つ物質が得られる。さらに、バインダにより、多孔質
シリカ粒子とケースを結合することができるため、エポ
キシ系の接着剤を使わず、正確な計測ができる超音波発
生器を実現できる。

【００２２】また、請求項３記載の発明は、バインダ粒
子で少なくとも前記多孔質シリカ粒子表面の一部を覆っ
たもので、予めバインダ粒子を多孔質シリカ粒子に付着
させておくことで、多孔質シリカ粒子同士を結合させる
強度を大きくできるため、整合手段の信頼性が高まり、
耐久性のある超音波発生器を実現できる。また、予めバ
インダ粒子を多孔質シリカ粒子に付着させておくこと
で、請求項３、１０記載の発明の効率を上げることがで
きる。

【００２３】また、請求項４記載の発明は、バインダ粒
子を樹脂粉末としたもので、非常に簡単に多孔質シリカ
成形体を作製することができ、正確な計測ができる超音
波発生器を実現できる。

【００２４】また、請求項５記載の発明は、多孔質シリ
カ粒子あるいはバインダ粒子と、結着もしくは絡み付く
フィラーを用いたもので、多孔質シリカ粒子同士を結合
させる強度を大きくできるため、整合手段の信頼性が高
まり、耐久性のある超音波発生器を実現できる。

【００２５】また、請求項６記載の発明は、フィラーが
繊維状物質であるもので、多孔質シリカ粒子同士を結合
させる強度をさらに大きくできるため、整合手段の信頼
性が高まり、耐久性のある超音波発生器を実現できる。

【００２６】また、請求項８記載の発明は、バインダ粒
子により多孔質シリカ粒子同士を結合させ成形体とする
成形体作製工程と前記成形体を前記ケースに結合する接
着工程とからなり、前記成形体作製工程と前記接着工程
とを同時に行う超音波発生器の製造方法としたもので、
二つの工程を同時に行うことができるため、作業効率を
上げることができ、またバインダにより、多孔質シリカ
粒子とケースを結合することができるため、エポキシ系
の接着剤を使わず、正確な計測ができる超音波発生器を
実現できる。

【００２７】また、請求項９記載の発明は、多孔質シリ
カ粒子とバインダ粒子との混合物に圧力と温度を加え前
記バインダ粒子を軟化させることにより前記多孔質シリ
カ粒子同士を結合させ、かつ前記バインダ粒子により前
記多孔質シリカ粒子をケースに結合させた成形体を整合
手段にするというもので、多孔質シリカ粒子にバインダ
粒子を混ぜ込むことにより、音速や密度を自由に変化さ
せることができ、整合手段として求める音響インピーダ
ンスの物質が得られる。さらに、バインダ粒子により、
多孔質シリカ粒子とケースを結合することができるた
め、エポキシ系の接着剤を使わず、正確な計測ができる
超音波発生器を実現できる。

【００２８】また、請求項１０記載の発明は、多孔質シ
リカ粒子とバインダ粒子との混合物に静電気を加えケー
スに付着させた後に温度を加え前記バインダ粒子を軟化
させることにより前記多孔質シリカ粒子同士を結合さ
せ、かつ前記バインダ粒子により前記多孔質シリカ粒子
を前記ケースに結合させた成形体を整合手段としたもの
で、正確に薄膜の厚さを制御できるため、整合手段とし
て求める厚さのものを確実に得ることができ、正確な計
測ができる超音波発生器を実現できる。

【００２９】また、請求項１１記載の発明は、多孔質シ
リカ粒子とバインダ粒子との混合物に熱を加え前記バイ
ンダ粒子を軟化させた状態でケースに吹き付け前記バイ
ンダ粒子により前記多孔質シリカ粒子同士を結合させ、
かつ前記バインダ粒子により前記多孔質シリカ粒子を前
記ケースに結合させた成形体を整合手段としたもので、
正確に薄膜の厚さを制御できるため、整合手段として求
める厚さのものを確実に得ることができ、正確な計測が
できる超音波発生器を実現できる。

【００３０】また、請求項１２記載の発明は、疎水性を
有する多孔質シリカ粒子と水溶性有機バインダ粒子の混
合物に水分を添加し混練した後にケースに付着させ前記
水分を除去した成形体を整合手段としたもので、多孔質
シリカ粒子にバインダ粒子を混ぜ込むことにより、音速
や密度を自由に変化させることができ、整合手段として
求める音響インピーダンスの物質が得られる。さらに、
バインダにより、多孔質シリカ粒子とケースを結合する
ことができるため、エポキシ系の接着剤を使わず、正確
な計測ができる超音波発生器を実現できる。

【００３１】また、請求項７、１３記載の発明は、多孔
質シリカに、アルコキシシランもしくは水ガラスのいず
れか一方に、水または有機溶媒または酸またはアルカリ
のうち少なくともいずれかを添加することによりゲル化
させ、疎水化処理を行い、その後乾燥させる方法で作製
したキセロゲルを用いたもので、キセロゲル中での音速
が１００ｍ／ｓ程度であるため、整合手段をさらに薄く
することができ、そのため整合手段中での音の吸収がさ
らに起こりにくくなり、センサーへの出力が大きな超音
波発生器が実現できる。

【００３２】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００３３】（実施例１）図１は本発明の実施例１にお
ける超音波発生器の断面図である。２０は整合手段、２
１は金属等からなるケース本体（以下、本実施例ではケ
ースという）、２２は同金属等からなるケース２１の蓋
（以下、本実施例では蓋という）、２３は圧電素子等か
らなる振動手段、２４は導電性ゴム、２５と２６は電
極、２７は気体である。電極２５とケースの蓋２２との
間には、ガラス２９が封入されて、電極２５と蓋２２と
の電気的絶縁を行っている。振動手段２３はケース２１
内に納められ、ケース２１と振動手段２３とは接着剤２
８で接着されている。電極２５と電極２６の間には約５
Ｖの交流電圧が加えられる。電極２６は蓋２２に接続さ
れ、さらに蓋２２はケース２１に溶接されている。これ
により、電極２６に加えられた電圧は蓋２２、ケース２
１を介して接着剤２８に加えられる。もう一方の電極２
５は導電性のゴムを介して振動手段２３に電気的に接続
されている。したがって、電極２５と２６との間に加え
られた電圧は、振動手段２３と接着剤２８とに加わるこ
ととなる。電気的に振動手段２３と接着剤２８とはコン
デンサとみなすことができる。

【００３４】振動手段２３の共振周波数をおよそ５００
ｋＨｚに設計しているので、電極２５、２６に５００ｋ
Ｈｚの交流電圧を加えることにより、振動手段２３が５
００ｋＨｚで振動するようになる。この振動はケース２
１に伝播し、これを振動させ、さらにケース２１の振動
は整合手段２０に伝播し、これを振動させる。整合手段
２０の役割については従来の技術で述べたように、振動
手段２３の振動を効率よく被測定体である例えば気体２
７に伝播させることにある。導電性ゴム２４は振動手段
２３の振動が蓋２２に伝わるのを防ぎ、振動のエネルギ
ーが効率良く整合手段２０に伝わるようにするための、
振動の緩衝材としての役割もしている。

【００３５】振動手段２３と導電性ゴム２４とはケース
２１に納められているので、ケース２１内に気体が入り
込むことはない。したがって、接着剤２８は気体に含ま
れる水分で膨潤したり、イオウで腐食されたりすること
はない。電極２５と蓋２２との間にガラスを封入するこ
とにより、ケース２１内への気体の浸入を確実に阻止す
ることができるようになる。

【００３６】次に、整合手段２０とそれに用いる多孔質
シリカについて図を用いて説明する。多孔質シリカは、
水ガラスや、テトラメトキシシランのようなアルコキシ
シランを、ある条件下でゲル化させ、内部の溶媒を蒸発
乾燥させる方法により作製する。このとき、溶媒で満た
されている部分が細孔となるが、普通に熱風乾燥させた
ものは、溶媒が乾燥するときの表面張力により、収縮し
てしまい細孔が潰れてしまい、多孔質体とはならない。
しかしながら、超臨界乾燥させたもの（エアロゲルと称
される）や、ゲル表面を疎水化し、さらに溶媒をトルエ
ンやアセトンやヘキサンなどの溶媒に置換し、熱風乾燥
させたものは、表面張力がほとんど働かず、図２に示す
ように１〜１０ｎｍ程度の径をもつシリカ一次粒子３１
が集合し、４０〜１００ｎｍ程度の粒子間距離３２をも
った集合体となる。したがって、この粒子間距離３２が
細孔を形成し、多孔質体となる。本実施例では、このよ
うな方法で作製したキセロゲルを用いた。また、エアロ
ゲルを用いても同様の効果が得られる。なぜならば、エ
アロゲルとキセロゲルとでは、乾燥工程の違いのみであ
り、組織や物性はキセロゲルと等しいからである。

【００３７】粒子間距離３２が、４０〜１００ｎｍが空
気分子の平均自由行程と同程度の大きさであるため、キ
セロゲル内では音速は１００ｍ／ｓ程度となる。そし
て、これら一次粒子の集合体が１μｍ〜１０ｍｍ程度の
二次粒子を形成させた。これより大きな二次粒子を作製
することもできるが、非常に強度が弱いため、本実施例
では、１μｍ〜１ｍｍ程度の二次粒子をバインダにより
結合させ、成形体として用いた。また、バインダはキセ
ロゲル粒子同士を結合させたり、キセロゲルとケースを
結合させたりする効果以外に、キセロゲル成形体中の音
速を調整する役割をする。バインダとキセロゲルの混合
割合は、特に限定するものではないが、バインダ粒子の
量を増やすことで、キセロゲル成形体中の音速を大きく
することができる。また、バインダの量を増やすことで
強度も上がる。

【００３８】次に、キセロゲルの成形体作製工程と接着
工程について図を用いて説明する。両工程において、フ
ェノール樹脂、シリコーン樹脂、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリフェニレンサルファイド、熱可塑性ポリ
イミドなどの樹脂バインダを用いる方法と、メチルセル
ロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメ
チルセルロースなどの水溶性のセルロース系、アクリル
酸、メタクリル酸などの水溶性のアクリル系を用いる方
法がある。

【００３９】まず、樹脂バインダを用いる方法について
説明する。図３にバインダ粒子３６とキセロゲル粒子３
５が混合した状態を示す。混合方法としては、キセロゲ
ル粒子とバインダ粒子を同じ容器に混合し、ミキサーま
たはミックスロータなどを用い、できるだけ均一になる
ように混合させる。その後、混合物を金型に入れ、加熱
することによりバインダ粒子が溶けだし、キセロゲル粒
子同士が結合され、成形体となる（本実施例では金型法
という）。このとき、金型内にケース２１を入れておく
ことで、溶けだしたバインダ粒子がキセロゲル粒子とケ
ースを結合し、成形体作製工程と接着工程を同時に行う
ことができる。また、加える圧力を調整することで、得
られる成形体の密度を調節することもできる。この方法
以外で、以下の二つの方法によりキセロゲル成形体を作
製することが可能である。

【００４０】キセロゲル粒子とバインダ粒子の混合物を
ケース２１表面におき、静電気によりケース２１に付着
させ、その後温度を加えることにより、バインダ粒子が
溶けだし、キセロゲル粒子同士が結合され、成形体とな
る。それと同時に、溶けだしたバインダ粒子がケース２
１に接着される（本実施例では静電塗装法という）。こ
の方法では、膜厚を５〜１０μｍ程度で制御することが
できるという利点がある。

【００４１】さらに、キセロゲル粒子とバインダ粒子と
の混合物に温度を加え、バインダ粒子を半溶融状態に
し、ケース２１表面へ吹き付けることにより、キセロゲ
ル粒子の成形体をケース２１表面に作製することができ
る（本実施例では溶射法という）。この方法でも、膜厚
を５〜１０μｍ程度で制御することができるという利点
がある。

【００４２】これらにより作製した成形体の一部を拡大
すると、図４または図５のようになっている。予めキセ
ロゲル粒子表面にバインダ粒子を塗り付けておくことに
より、金型法、静電塗装法、溶射法用いて図６のような
成形体を実現できる。これにより、バインダ同士の接着
面積が増えるため接着強度が上がり、強度向上、成形体
の均一性などを図ることができる。

【００４３】さらに、金型法、静電塗装法、溶射法を行
うとき、ケース表面に予め、他の材料または組成により
異なる音響インピーダンスをもつ整合手段を付けておく
ことにより、整合手段を積層することもできる。

【００４４】次に、水溶性のセルロース系やアクリル系
のバインダを用いる方法について説明する。水溶性や溶
剤系のバインダは接着力に優れ、手軽に粉末状物質を固
形化することができるが、これらのバインダを用いて、
キセロゲルの細孔を破壊することなく、固形化すること
は非常に難しい。これは、濡れやすい溶媒を用いるとキ
セロゲル中の細孔がつぶれてしまい、濡れにくい溶媒を
用いるとキセロゲルが溶媒をはじいてしまい、混合しな
い。

【００４５】したがって、予めセルロースやアクリル系
等の粘性の高い水溶性のバインダ粒子とキセロゲル粒子
を均一に混合させておき、濡れにくい溶媒を添加させな
がら混練することにより、バインダ粒子が溶媒へ溶解
し、溶解したバインダの結合力により、キセロゲルは粘
土状となるため、自由に形を変化させることができる。
その後、溶媒を除去することで、求める成形体を得るこ
とができる。本実施例では、濡れにくい溶媒として水を
用いた。

【００４６】混合方法としては、キセロゲル粒子と水溶
性のバインダ粒子を同じ容器に混合し、ミキサーまたは
ミックスロータなどを用い、できるだけ均一になるよう
に混合させる。また、混練方法は、キセロゲル粒子と水
溶性のバインダ粒子を練ることができれば、特に限定し
ない。

【００４７】また、添加する水の量は特に限定しない
が、キセロゲルと同じ重量程度がよい。水の量が多すぎ
ると、バインダが不均一となり、バインダの少ないとこ
ろの強度が弱かったり、水を除去するときに気泡が残
り、均一な成形体を得ることができない。

【００４８】フィラーを添加する効果を説明する。フィ
ラーの添加は通常、材料の強度向上や材料の密度調整に
用いられる。本発明ではさらに、キセロゲルとバインダ
との成形体中の音速を調整する目的にも利用することが
できる。

【００４９】キセロゲル粒子とバインダ粒子の混合物に
フィラーを添加することにより、図７のような状態とな
る。すなわち、キセロゲルのシリカ二次粒子４１同士が
バインダ粒子４２により結合していなくても、シリカ二
次粒子４１に結合したバインダ粒子４２同士をフィラー
４３により結合できるので、結果的にキセロゲルのシリ
カ二次粒子を結合させることができるため、フィラーを
加えることにより強度を上げることができる。このとき
フィラーとしては、バインダ粒子と絡み付くように、繊
維状のものが好ましい。繊維状フィラーとしては、ガラ
ス繊維やポリエステル繊維、金属繊維、カイノール繊
維、炭素繊維などがある。

【００５０】また、添加するフィラーの量は特に限定す
るものではない。求める密度や音速が得られるように、
フィラーの種類や量で調整することができる。

【００５１】これらから、バインダ粒子によりキセロゲ
ル粒子とケースを結合することができるため、エポキシ
系の接着剤を使わず、正確な計測ができる超音波発生器
を実現できる。

【００５２】また、キセロゲルとバインダとフィラーに
より、密度が０．４（ｇ／ｃｍ３）で、音速が３００ｍ
／ｓの成形体を作製することができるので、このときの
音響インピーダンスは（数１）より、０．１２×１０６
（ｋｇ／ｍ２ｓ）となり、（数２）から求めた必要とさ
れる音響インピーダンスとほぼ同程度のものを作製でき
る。このとき、音の周波数を５００ｋＨｚとすると、
（数３）と（数４）より、整合手段の厚さは１５０μｍ
程度のものであり、これをキセロゲル成形体で実現でき
る。そしてこれは厚さが非常に薄いため、整合手段中で
の音の吸収が小さく、センサーへの出力が弱まらない。
したがって、センサー出力の高い超音波発生器を実現で
きる。

【００５３】なお上記実施例において、被測定体として
は気体で説明したが液体等であってもよく、この場合は
整合手段を撥水剤でコーティングする等しておけばよ
い。

【００５４】

【発明の効果】以上のように、請求項１、１２記載の発
明によると、整合手段に、音速が小さい多孔質シリカ
（キセロゲル）を用いるため、整合手段を薄くすること
ができ、整合手段中での音の吸収が小さく、センサー出
力の高い超音波発生器を実現できる。

【００５５】また、請求項２〜４、７〜１３記載の発明
によれば、バインダ粒子によりキセロゲル粉末とケース
を接合することができるため、エポキシ系の接着剤を使
わず、正確な計測ができる超音波発生器を実現できる。

【００５６】また、請求項５、６記載の発明によれば、
フィラー添加により整合手段の強度を向上させることが
でき、耐久性の高い超音波発生器を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における超音波発生器の構造
を示す断面図

【図２】同実施例１におけるシリカキセロゲルの一部を
拡大した模式図

【図３】同実施例１におけるキセロゲルとバインダが混
合した状態を示す図

【図４】同実施例１におけるキセロゲル成形体の一部を
拡大した模式図

【図５】同実施例１におけるキセロゲル成形体の一部を
拡大した模式図

【図６】同実施例１におけるキセロゲル成形体の一部を
拡大した模式図

【図７】同実施例１におけるキセロゲル成形体の一部を
拡大した模式図

【図８】従来の整合手段の構造を示す断面図

【図９】異なる溶質中を伝播する音の説明の概念図

【符号の説明】 ２０ 整合手段 ２１ ケース ２２ 蓋 ２３ 振動手段 ３１ シリカ一次粒子 ３２ 粒子間距離 ３５ シリカ二次粒子 ３６ バインダ ４１ シリカ二次粒子 ４２ バインダ ４３ フィラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黄地 謙三 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 徳満 修三 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2F035 DA05 5D019 BB12 FF01 GG01 HH00 5J083 AC23 CA04 CA17

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動手段と、前記振動手段の振動を被測
   定体に伝える整合手段と、前記振動手段を納めるケース
   からなり、前記整合手段が多孔質シリカである超音波発
   生器。
2. 【請求項２】 整合手段は、バインダにより少なくとも
   多孔質シリカ粒子同士を結合あるいは前記多孔質シリカ
   粒子とケースを結合させた成形体である請求項１記載の
   超音波発生器。
3. 【請求項３】 バインダ粒子で少なくとも前記多孔質シ
   リカ粒子表面の一部を覆った請求項１または２記載の超
   音波発生器もしくは超音波発生器。
4. 【請求項４】 バインダが樹脂粉末である請求項１〜３
   いずれか１項記載の超音波発生器。
5. 【請求項５】 多孔質シリカ粒子あるいはバインダ粒子
   と、結着もしくは絡み付くフィラーを用いた請求項１〜
   ４いずれか１項記載の超音波発生器。
6. 【請求項６】 フィラーが、繊維状物質である請求項５
   記載の超音波発生器。
7. 【請求項７】 多孔質シリカは、アルコキシシランもし
   くは水ガラスのいずれか一方に、水または有機溶媒また
   は酸またはアルカリのうち少なくともいずれかを添加す
   ることによりゲル化させ、疎水化処理を行い、その後乾
   燥させる方法で作製したキセロゲルである請求項１〜６
   いずれか１項記載の超音波発生器。
8. 【請求項８】 振動手段を納めたケースに整合手段を結
   合する方法であって、前記整合手段はバインダにより多
   孔質シリカ粒子同士を結合させ成形体とする成形体作製
   工程と前記成形体を前記ケースに結合させる接着工程と
   からなり、前記成形体作製工程と前記接着工程とを同時
   に行う超音波発生器の製造方法。
9. 【請求項９】 整合手段は、多孔質シリカ粒子とバイン
   ダ粒子との混合物に圧力と温度を加え前記バインダ粒子
   を軟化させることにより前記多孔質シリカ粒子同士を結
   合させ、かつ前記バインダ粒子により前記多孔質シリカ
   粒子をケースに結合させた成形体である請求項８記載の
   超音波発生器の製造方法。
10. 【請求項１０】 整合手段は、多孔質シリカ粒子とバイ
    ンダ粒子との混合物に静電気を加えケースに付着させた
    後に温度を加え前記バインダ粒子を軟化させることによ
    り前記多孔質シリカ粒子同士を結合させ、かつ前記バイ
    ンダ粒子により前記多孔質シリカ粒子を前記ケースに結
    合させた成形体である請求項８記載の超音波発生装置の
    製造方法。
11. 【請求項１１】 整合手段は、多孔質シリカ粒子とバイ
    ンダ粒子との混合物に熱を加え前記バインダ粒子を軟化
    させた状態でケースに吹き付け前記バインダ粒子により
    前記多孔質シリカ粒子同士を結合させ、かつ前記バイン
    ダ粒子により前記多孔質シリカ粒子を前記ケースに結合
    させた成形体である請求項８記載の超音波発生器の製造
    方法。
12. 【請求項１２】 整合手段は、疎水性を有する多孔質シ
    リカ粒子と水溶性有機バインダ粒子の混合物に水分を添
    加し混練した後にケースに付着させ前記水分を除去した
    ものである請求項８記載の超音波発生器の製造方法。
13. 【請求項１３】 多孔質シリカは、アルコキシシランも
    しくは水ガラスのいずれか一方に、水または有機溶媒ま
    たは酸またはアルカリのうち少なくともいずれかを添加
    することによりゲル化させ、疎水化処理を行い、その後
    乾燥させる方法で作製したキセロゲルである請求項８〜
    １２いずれか１項記載の超音波発生器の製造方法。