JP2021164020A - 超音波トランスデューサ及び超音波トランスデューサの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】容易に製造できる超音波トランスデューサ及び超音波トランスデューサの製造方法を提供する。【解決手段】対向する一方主面および他方主面に電極１２，１３を有する圧電素子１０と、前記圧電素子１０の前記一方主面の面積よりも大きい面積を有するとともに、前記圧電素子１０の前記一方主面側に向かい合って前記圧電素子１０を配置させてなる配置面２３を具備した音響伝達部材２０と、前記音響伝達部材２０のうち前記配置面２３に固定され、前記圧電素子１０の外周側を包囲する包囲部材３０と、を有し、前記包囲部材３０の内周面３０Ａは、前記音響伝達部材２０とは反対側の端７１Ａから前記音響伝達部材２０側へ向かって前記圧電素子１０側に傾いた傾斜部７１を備え、前記傾斜部７１の前記音響伝達部材２０側の端７１Ｂは、前記圧電素子１０の前記他方主面よりも前記音響伝達部材２０側に位置している。【選択図】図３

Description

本発明は、超音波トランスデューサ及び超音波トランスデューサの製造方法に関する。

従来、超音波診断装置に接続される超音波トランスデューサが知られている。例えば下記特許文献１に記載された超音波トランスデューサは、音響整合層、圧電素子及び背面負荷材を積層し、接着剤によって一体に接合したものである。接着剤は、音響整合層と圧電素子との間、圧電素子と背面負荷材との間に塗布される。接着剤は、音響整合層、圧電素子及び背面負荷材の積層方向に圧力を加えることで、接合面からはみ出す。これによって、接合面の全体に薄くて均一な接着層が形成される。

特開平０５−１５３６９５号公報

上記のような構成の超音波トランスデューサの製造において、音響整合層、圧電素子及び背面負荷材の位置合わせは、手作業で行われたり、治具を用いて行われたりする。しかしながら、手作業によって位置を調整することは、作業効率がよくない。また、治具を用いて位置合わせを行う場合には、接合面からはみ出した接着剤が治具に付着することがある。そうすると、接着剤を治具から拭き取る作業が必要となって手間がかかる。

本発明は上記のような事情に基づいて考案されたものであって、容易に製造できる超音波トランスデューサ及び超音波トランスデューサの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の超音波トランスデューサは、対向する一方主面および他方主面に電極を有する圧電素子と、前記圧電素子の前記一方主面の面積よりも大きい面積を有するとともに、前記圧電素子の前記一方主面側に向かい合って前記圧電素子を配置させてなる配置面を具備した音響伝達部材と、前記音響伝達部材のうち前記配置面に固定され、前記圧電素子の外周側を包囲する包囲部材と、を有し、前記包囲部材の内周面は、前記音響伝達部材とは反対側の端から前記音響伝達部材側へ向かって前記圧電素子側に傾いた傾斜部を備え、前記傾斜部の前記音響伝達部材側の端は、前記圧電素子の前記他方主面よりも前記音響伝達部材側に位置しているものである。

本発明の超音波トランスデューサの製造方法は、対向する一方主面および他方主面に電極を有する圧電素子と、前記圧電素子の外周側を包囲する包囲部材と、底壁及び周壁を有して前記底壁とは反対側が開口し、前記圧電素子及び前記包囲部材を内部に収容するケースと、を備え、前記包囲部材の内周面は、前記底壁とは反対側の端から前記底壁側へ向かって前記圧電素子側に傾いた傾斜部を有する超音波トランスデューサの製造方法であって、前記ケースの開口から前記ケースの内部に前記包囲部材を配置する包囲部材配置工程と、前記包囲部材の内側に接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、前記接着剤塗布工程の後に、前記包囲部材の内側に前記圧電素子を配置する圧電素子配置工程と、前記包囲部材の内側に配置した状態の前記圧電素子を前記底壁側にプレスするプレス工程と、を経る方法である。

本発明の超音波トランスデューサによれば、圧電素子は、包囲部材の傾斜部によって適正な位置に案内されるから、圧電素子を容易に配置できる。接着剤は、圧電素子の他方主面よりも音響伝達部材側の位置から傾斜部に沿って広がるから、圧電素子の他方主面をプレスする治具に接着剤が付着することを防ぐことができる。

本発明の超音波トランスデューサの製造方法によれば、圧電素子は、包囲部材の傾斜部によって適正な位置に案内されるから、圧電素子を容易に配置できる。

実施例１における超音波トランスデューサを示す断面図 超音波トランスデューサを示す分解斜視図 超音波トランスデューサを示す一部拡大断面図 超音波トランスデューサの製造方法を説明する概略図 実施例２における超音波トランスデューサを示す一部拡大断面図 実施例３における超音波トランスデューサを示す一部拡大断面図 実施例４における超音波トランスデューサを示す一部拡大断面図 他の実施例（４）及び（５）における超音波トランスデューサを示す断面図

本発明の好ましい形態を以下に示す。

本発明の超音波トランスデューサにおいて、前記包囲部材の内周面は、前記傾斜部の前記音響伝達部材側の端から前記音響伝達部材の前記配置面までの間に設けられ、前記圧電素子の外周面との距離が略一定となる内周先端部を備えるものとしてもよい。このような構成によれば、内周先端部によって圧電素子を安定して適正な位置に配置できる。

また、本発明の超音波トランスデューサにおいて、前記内周先端部は、前記音響伝達部材の前記配置面から、前記圧電素子の外周面における前記一方主面および前記他方主面の間の中央位置よりも前記他方主面側までにわたって設けられているものとしてもよい。このような構成によれば、包囲部材の内周先端部が、圧電素子の外周面の一方主面および他方主面の間の中央位置よりも他方主面側までの領域と近接して配置されるから、圧電素子を適正な位置に安定して配置できる。

また、本発明の超音波トランスデューサにおいて、前記傾斜部は、前記音響伝達部材とは反対側に向かって凸となるように湾曲しているものとしてもよい。このような構成によれば、圧電素子が傾斜部に引っ掛かりにくいから、圧電素子は、適正な位置にスムーズに配置される。

本発明の超音波トランスデューサの製造方法は、前記包囲部材において前記傾斜部の前記底壁側の端は、前記圧電素子の前記他方主面よりも前記底壁側に位置しているものとしてもよい。このような方法によれば、プレス工程によって接合面からはみ出した接着剤は、圧電素子の他方主面よりも底壁側の位置から傾斜部に沿って広がるから、圧電素子の他方主面をプレスする治具に接着剤が付着することを防ぐことができる。

＜実施例１＞
以下、本発明を具体化した実施例１について、図１〜図４を参照しつつ詳細に説明する。

本実施例における超音波トランスデューサＴ１は、医療用または産業用の超音波装置に用いられる。超音波トランスデューサＴ１は、使い捨て品（ディスポーザブル品）とすることもできる。超音波トランスデューサＴ１は、超音波を送受信する。超音波トランスデューサＴ１は、図１に示すように、圧電素子１０、音響伝達部材２０、包囲部材３０及びケース５０を備えている。

超音波トランスデューサＴ１は、図示しない制御ユニットと電気的に接続される。制御ユニットは、制御回路及び／またはコネクタを有している。コネクタは、外部機器と接続可能である。コネクタの端子は、制御回路に電気的に接続する。コネクタの端子を介して、制御回路から図示しない外部機器へ電気信号が出力され、外部機器から制御回路へ電気信号が入力される。以下、各構成部材において、制御ユニットが接続される側（図１の上側）を上側、その反対側（図１の下側）を下側として説明する。

圧電素子１０は、略円形の板状をなしている。圧電素子１０の一方主面（下面）及び他方主面（上面）は、厚さ方向（上下方向）に対向する。圧電素子１０の上下両面は平行である。圧電素子１０は、圧電本体１１、第１電極１２及び第２電極１３を有している。圧電本体１１は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等からなる。第１電極１２は、圧電本体１１の下面に配置されている。第２電極１３は、圧電本体１１の上面に配置されている。第１電極１２及び第２電極１３は、金又は銀、銅、錫等の蒸着、メッキ、スパッタリング、焼付け等によって形成されている。第１電極１２は、圧電素子１０の下面の全体に形成されている。第１電極１２は、円形状をなしている。第２電極１３は、圧電素子１０の上面の全体に形成されている。第２電極１３は、円形状をなしている。第１電極１２は、アース電極であり、第２電極１３は、出力電極である。第１電極１２は、第１電気接続部材によって制御回路と電気的に接続される。第１電気接続部材は、後述する導電部４１、導電シート４２及びシェルカラー６０を有する。第２電極１３は、図示しない第２電気接続部材によって制御回路と電気的に接続される。圧電素子１０は、電気信号を制御回路に送信し、制御回路からの電気信号を受信する。

音響伝達部材２０は、圧電素子１０の下面側に配置される。音響伝達部材２０は、音響整合層２１及び音響レンズ２２を有している。音響整合層２１と音響レンズ２２とは、接着剤６１によって接合されている。音響整合層２１及び音響レンズ２２は、上方から見ると、円形状である。音響整合層２１及び音響レンズ２２は、同軸の位置関係で積層される。

音響整合層２１は、圧電素子１０の音響インピーダンスと、音響レンズ２２の音響インピーダンスとの間の大きさの音響インピーダンスを有する。圧電素子１０と音響レンズ２２との間に音響整合層２１が介在することによって、超音波が音響レンズ２２へ効率良く伝播される。音響整合層２１と圧電素子１０とは、接着剤６１によって接合される。

音響整合層２１の上面（音響伝達部材２０の上面）は、圧電素子１０及び包囲部材３０が配置される配置面２３である。配置面２３は、圧電素子１０の下面と向かいあう。配置面２３の面積は、圧電素子１０の下面の面積よりも大きい。配置面２３は、円形状をなしている。配置面２３の外径寸法は、圧電素子１０の下面の外径寸法よりも大きい。音響整合層２１及び圧電素子１０は、同軸の位置関係で積層される。配置面２３の中央領域は、圧電素子１０が配置される第１配置部２４である。配置面２３の外周領域は、包囲部材３０が配置される第２配置部２５である。第２配置部２５は、円環状をなしている。

音響レンズ２２は、音響整合層２１の下側に設けられている。音響レンズ２２は、超音波を集束する。音響レンズ２２は、シリコーンゴムやウレタンゴム、プラスチックなどの樹脂材料で形成されている。音響レンズ２２は、有底のケース５０の底壁５１を構成する。

ケース５０は、底壁５１と周壁５２とを有している。ケース５０の内部には、圧電素子１０、音響整合層２１、包囲部材３０、導電シート４２及びシェルカラー６０が収容される。ケース５０の周壁５２は、底壁５１の外縁から上方に垂直に立っている。ケース５０の周壁５２は、底壁５１の全周に連続している。周壁５２は、円筒形状をなしている。周壁５２の上面は、開口している。周壁５２の上端部は、制御ユニットと嵌合可能な嵌合部５３である。

包囲部材３０は、配置面２３に固定される。包囲部材３０は、圧電素子１０の外周側を包囲する一つの部材である。包囲部材３０は、全周にわたり連続した円環状をなしている。

包囲部材３０は、図３に示すように、絶縁部３５と導電部４１とを有している。絶縁部３５は、絶縁材料からなる。包囲部材３０の内周側は絶縁部３５であり、包囲部材３０の外周側は導電部４１である。絶縁部３５と導電部４１とはインサート成形によって一体化されている。絶縁部３５が導電部４１と圧電素子１０との間に配置されることによって、導電部４１が圧電素子１０の第２電極１３や第２電気接続部材に接触してショートすることを防ぐことができる。

絶縁部３５は、包囲部材３０の内周面の全体を有している。包囲部材３０の内周面は、傾斜部７１と内周先端部７２とを有している。傾斜部７１及び内周先端部７２については、後ほど詳しく説明する。

導電部４１は、圧電素子１０の外周側を包囲する環状をなしている。導電部４１の上部４１Ａは、上端に向かって径方向の内側に傾斜している。導電部４１の上部４１Ａは、シェルカラー６０が電気的に接続される接続部である。導電部４１の下部４１Ｂは、導電シート４２が電気的に接続される接続部である。導電部４１の下部４１Ｂは、絶縁部３５の下端３５Ｂから一段下側に突出している。

シェルカラー６０は、金属など導電性を有する材料によって形成される。シェルカラー６０は、導電部４１の上部４１Ａと嵌合可能な筒状をなしている。シェルカラー６０と導電部４１とが嵌合することによって、シェルカラー６０と導電部４１とが電気的に接続状態になる。

導電シート４２は、金属膜（例えば銅箔）である。導電シート４２は、圧電素子１０の第１電極１２に電気的に接続する。導電シート４２は、圧電素子１０の下面から外側に延出して導電部４１の下部４１Ｂに電気的に接続される。導電シート４２は、図２に示すように、導電部４１の内側を横切る帯状をなしている。導電シート４２と導電部４１の下部４１Ｂとは、抵抗溶接によって接合される。

さて、傾斜部７１は、図１及び図３に示すように、包囲部材３０の中心軸Ｚに対して傾斜している。具体的には、傾斜部７１は、上端（音響伝達部材２０とは反対側の端）７１Ａから下端（音響伝達部材２０側の端）７１Ｂへ向かって内周側（圧電素子１０側）に傾いている。傾斜部７１は、上端７１Ａから下端７１Ｂまで同一勾配で傾斜している。傾斜部７１の径方向の寸法は、上端７１Ａから下端７１Ｂに向かって次第に小さくなる。

傾斜部７１の上端７１Ａは、図３に示すように、圧電素子１０の上面よりも上側に位置している。傾斜部７１の下端７１Ｂは、圧電素子１０の上面よりも下側に位置している。傾斜部７１の下端７１Ｂは、圧電素子１０の上面と下面との間の高さに位置する。傾斜部７１の高さ寸法（包囲部材３０の中心軸Ｚに平行な方向の寸法）は、絶縁部３５の高さ寸法の半分以上の寸法である。

内周先端部７２は、図１及び図３に示すように、包囲部材３０の中心軸Ｚと平行である。内周先端部７２と圧電素子１０の外周面１０Ａとの距離は、包囲部材３０の中心軸Ｚに平行な方向に略一定である。内周先端部７２と圧電素子１０の外周面１０Ａとの間には、内周先端部７２の内側に圧電素子１０を配置するための隙間があいている。内周先端部７２は、圧電素子１０の外周面１０Ａと近接して圧電素子１０を適正な位置に配置する。

内周先端部７２は、傾斜部７１の下端７１Ｂから包囲部材３０の内周面３０Ａの下端までの全体にわたっている。内周先端部７２の上端は、上下方向において圧電素子１０の上面及び下面の間の中央位置よりも上側に位置する。内周先端部７２の上下方向の寸法は、圧電素子１０の上下方向の寸法（厚さ寸法）よりも小さい。内周先端部７２の上下方向の寸法は、圧電素子１０の上下方向の寸法の半分以上の寸法である。

次に、上記のように構成された超音波トランスデューサＴ１の製造方法の一例を、図４を参照して説明する。

まず、図４（Ａ）に示すように、ケース５０の内側に音響整合層２１を配置する音響整合層配置工程を行う。具体的には、最初に、ケース５０を設置する。ケース５０は、底壁５１を水平に配置し、周壁５２の開口を上向きにする。設置したケース５０の底壁５１の上面に、液状の接着剤６１を塗布する。その後、底壁５１の上面に音響整合層２１を配置し、音響整合層２１を下側に押圧する。これによって、接着剤６１は、音響整合層２１の下面及び底壁５１の上面に沿って厚さ寸法が均一になるように均される。

次に、図４（Ｂ）に示すように、包囲部材配置工程を行う。包囲部材配置工程は、ケース５０の開口からケース５０の内部に包囲部材３０を配置する。具体的には、音響整合層２１の上面に液状の接着剤６１を塗布した後、音響整合層２１の上面に包囲部材３０を配置する。包囲部材３０は、導電部４１に導電シート４２が接合されたものである。導電シート４２が下側、導電部４１が上側に位置する向きで、包囲部材３０を配置する。

次に、図４（Ｃ）に示すように、接着剤塗布工程及び圧電素子配置工程を行う。接着剤塗布工程は、包囲部材３０の内側に液状の接着剤６１を塗布する。接着剤６１は、導電シート４２の上面に塗布する。圧電素子配置工程は、接着剤塗布工程の後に、包囲部材３０の内側に圧電素子１０を配置する。圧電素子１０は、包囲部材３０の傾斜部７１によって、包囲部材３０の内周先端部７２の内側にスムーズに案内される。内周先端部７２の高さ寸法は、圧電素子１０の厚さ寸法よりも小さいから、圧電素子１０が斜めに傾いて包囲部材３０に挿入されたとしても、内周先端部７２に引っ掛かりにくい。圧電素子１０は、包囲部材３０の傾斜部７１に沿って下方に移動する間に、水平な姿勢（圧電素子１０の中心軸と包囲部材３０の中心軸Ｚとが一致する姿勢）になる。こうして、圧電素子１０は、内周先端部７２の内側に姿勢を正されて案内され、導電シート４２の上面に載置される。導電シート４２は包囲部材３０の中心に配置されているから、圧電素子１０は傾くことなく、水平な姿勢で載置される。内周先端部７２の上端は、圧電素子１０の外周面１０Ａの上下方向における中心よりも上側に位置しているから、圧電素子１０はぐらつきなく安定して適正な位置に保持される。

次に、図４（Ｄ）に示すように、プレス工程を行う。プレス工程は、包囲部材３０の内側に配置した状態の圧電素子１０をケース５０の底壁５１側にプレスする。これによって、接着剤６１は、圧電素子１０、音響整合層２１、包囲部材３０、導電シート４２及びケース５０の底壁５１の各接合面において厚さ寸法が均一になるように薄く均され、余剰の接着剤６１は接合面からはみ出す。余剰の接着剤６１を接合面からはみ出させることによって、圧電素子１０及び音響伝達部材２０の接合面に気泡が混入することを防ぐことができる。また、余剰の接着剤６１を接合面からはみ出させることによって、圧電素子１０及び音響伝達部材２０の接合面の接着剤６１を十分に薄く形成できる。したがって、接着剤６１が超音波の伝達を阻害することを防ぐことができる。各接合面からはみ出した余剰の接着剤６１は、圧電素子１０の外周面１０Ａと包囲部材３０の内周先端部７２との間に流れ、内周先端部７２から傾斜部７１に沿って広がる。傾斜部７１の下端７１Ｂは、圧電素子１０の上面よりも下方に位置しているから、接着剤６１は、圧電素子１０の上面（第２電極１３）に這い上がらない。

次に、接着剤６１を硬化させることによって、図４（Ｅ）に示すように、圧電素子１０、音響整合層２１、包囲部材３０、導電シート４２及びケース５０の底壁５１は一体化する。圧電素子１０の第１電極１２と導電シート４２とは電気的に接続される。その後、導電部４１にシェルカラー６０を嵌合することによって、超音波トランスデューサＴ１の製造が完了する。

次に、上記のように構成された実施例の作用および効果について説明する。

本実施例の超音波トランスデューサＴ１は、圧電素子１０と、音響伝達部材２０と、包囲部材３０と、を有する。圧電素子１０は、対向する下面および上面に第１電極１２および第２電極１３を有する。音響伝達部材２０は、圧電素子１０の下面の面積よりも大きい面積を有するとともに、圧電素子１０の下面側に向かい合って圧電素子１０を配置させてなる配置面２３を具備している。包囲部材３０は、音響伝達部材２０の配置面２３に固定され、圧電素子１０の外周側を包囲する。包囲部材３０の内周面３０Ａは、傾斜部７１を備えている。傾斜部７１は、上端（音響伝達部材２０とは反対側の端）７１Ａから下側（音響伝達部材２０側）へ向かって圧電素子１０側に傾いている。傾斜部７１の下端（音響伝達部材２０側の端）７１Ｂは、圧電素子１０の上面よりも下側（音響伝達部材２０側）に位置している。

この構成によれば、圧電素子１０は、包囲部材３０の傾斜部７１によって適正な位置に案内されるから、圧電素子１０を容易に配置できる。接着剤６１は、圧電素子１０の上面よりも下側の位置から傾斜部７１に沿って広がるから、圧電素子１０の上面をプレスする治具に接着剤６１が付着することを防ぐことができる。したがって、超音波トランスデューサＴ１を容易に製造できる。

本実施例の超音波トランスデューサＴ１によれば、圧電素子１０の上面に接着剤６１が到達しない。圧電素子１０の上面に接着剤６１が存在すると、音響伝達部材２０とは反対側に発信される超音波が接着剤６１で吸収されることがあり、音響レンズ２２から発信される超音波の強度が低下する虞がある。また、接着剤６１が圧電素子１０の上面に存在すると、第２電極１３と第２電気接続部材との接続が困難になる虞がある。しかしながら、圧電素子１０の上面に接着剤６１が到達しないから、音響レンズ２２から発信される超音波の強度が低下することを防ぐことができ、また第２電極１３と第２電気接続部材との接続を容易に行うことができる。

また、包囲部材３０の内周面３０Ａは、内周先端部７２を備える。内周先端部７２は、傾斜部７１の下端７１Ｂから音響伝達部材２０の配置面２３までの間に設けられ、圧電素子１０の外周面１０Ａとの距離が略一定である。この構成によれば、内周先端部７２によって圧電素子１０を安定して適正な位置に配置できる。

また、内周先端部７２は、下端（音響伝達部材２０側の端）から、圧電素子１０の外周面１０Ａにおける上下両面の間の中央位置よりも上面側までにわたって設けられている。この構成によれば、包囲部材３０の内周先端部７２が、圧電素子１０の外周面１０Ａの上下両面間の中央位置よりも上側までの領域と近接して配置されるから、圧電素子１０を適正な位置に安定して配置できる。

また、超音波トランスデューサＴ１の製造方法は、包囲部材配置工程と、接着剤塗布工程と、プレス工程と、を経る。包囲部材配置工程は、ケース５０の開口からケース５０の内部に包囲部材３０を配置する。接着剤塗布工程は、包囲部材３０の内側に接着剤６１を塗布する。圧電素子配置工程は、接着剤塗布工程の後に、包囲部材３０の内側に圧電素子１０を配置する。プレス工程は、包囲部材３０の内側に配置した状態の圧電素子１０を底壁５１側にプレスする。この方法によれば、圧電素子１０は、包囲部材３０の傾斜部７１によって適正な位置に案内されるから、圧電素子１０を容易に配置できる。

＜実施例２＞
次に、本発明を具体化した実施例２に係る超音波トランスデューサＴ２を図５によって説明する。

本実施例の超音波トランスデューサＴ２は、傾斜部１００が湾曲している点で、実施例１とは相違する。なお、実施例１と同様の構成には同一符号を付して重複する説明を省略する。

本実施例に係る超音波トランスデューサＴ２は、実施例１と同様に、圧電素子１０、音響伝達部材２０、包囲部材３０及びケース５０を備えている。包囲部材３０の内周面３０Ａは、実施例１と同様、傾斜部１００と、内周先端部７２と、を備えている。

傾斜部１００は、図５に示すように、上側（音響伝達部材２０とは反対側）に向かって凸となるように緩やかに湾曲した湾曲面である。傾斜部１００は、包囲部材３０の中心軸Ｚに沿った断面において、上端（音響伝達部材２０とは反対側の端）１００Ａから下端１００Ｂまで一つの半径を有する弧状をなしている。

傾斜部１００は、湾曲している以外は実施例１と同様の構成を有している。具体的には、傾斜部１００は、上端１００Ａから下側（音響伝達部材２０側）へ向かって内周側（圧電素子１０側）に傾いている。傾斜部１００の径方向の寸法は、上端１００Ａから下端１００Ｂに向かって次第に小さくなる。傾斜部１００の下端１００Ｂは、圧電素子１０の上面よりも下側に位置している。傾斜部１００の下端１００Ｂは、圧電素子１０の上面と下面との間の高さに位置する。傾斜部１００の高さ寸法（包囲部材３０の中心軸Ｚに平行な方向の寸法）は、絶縁部３５の高さ寸法の半分以上の寸法である。

圧電素子配置工程では、圧電素子１０は、包囲部材３０の傾斜部１００によって、包囲部材３０の内側にスムーズに案内される。傾斜部１００は上側が凸となるように湾曲しているから、圧電素子１０は傾斜部１００に引っ掛かりにくい。したがって、本実施例においては、実施例１と同様、圧電素子１０を容易に配置できる。

＜実施例３＞
次に、本発明を具体化した実施例３に係る超音波トランスデューサＴ３を図６によって説明する。

本実施例の超音波トランスデューサＴ３は、包囲部材３０の内周面３０Ａの全体にわたって傾斜部１１０が設けられている点で、実施例１とは相違する。なお、実施例１と同様の構成には同一符号を付して重複する説明を省略する。

本実施例に係る超音波トランスデューサＴ３は、実施例１と同様に、圧電素子１０、音響伝達部材２０、包囲部材３０及びケース５０を備えている。

傾斜部１１０は、実施例１と同様、上端（音響伝達部材２０とは反対側の端）１１０Ａから下側（音響伝達部材２０側）へ向かって内周側に傾いている。傾斜部１１０の径方向の寸法は、上端１１０Ａから下端（音響伝達部材２０側の端）１１０Ｂに向かって次第に小さくなる。傾斜部１１０の下端１１０Ｂは、圧電素子１０の上面よりも下側に位置している。傾斜部１１０の下端１１０Ｂは、圧電素子１０の上面と下面との間の高さに位置する。

傾斜部１１０の下端１１０Ｂは、包囲部材３０の内周面３０Ａの下端と一致している。傾斜部１１０の高さ寸法（包囲部材３０の中心軸Ｚに平行な方向の寸法）は、絶縁部３５の高さ寸法と同じである。

圧電素子配置工程では、圧電素子１０は、包囲部材３０の傾斜部１１０によって、包囲部材３０の内側にスムーズに案内され、傾斜部１１０の下端１１０Ｂの内周側に配置される。したがって、本実施例においては、実施例１と同様、圧電素子１０を容易に配置できる。接着剤６１は、包囲部材３０の内周面３０Ａの下端から傾斜部１１０に沿って広がる。よって、圧電素子１０の上面をプレスする治具に接着剤６１が付着することを防ぐことができる。

＜実施例４＞
次に、本発明を具体化した実施例４に係る超音波トランスデューサＴ４を図７によって説明する。

本実施例の超音波トランスデューサＴ４は、包囲部材３０の内周面３０Ａに第１傾斜部１２１及び第２傾斜部１２２が設けられている点で、実施例１とは相違する。なお、実施例１と同様の構成には同一符号を付して重複する説明を省略する。

本実施例に係る超音波トランスデューサＴ４は、実施例１と同様に、圧電素子１０、音響伝達部材２０、包囲部材３０及びケース５０を備えている。

第１傾斜部１２１は、包囲部材３０の上部に形成されている。第２傾斜部１２２は、包囲部材３０の下部に形成されている。第１傾斜部１２１及び第２傾斜部１２２は、傾きの方向が逆である。

第１傾斜部１２１は、実施例１の傾斜部７１と同様、上端（音響伝達部材２０とは反対側の端）１２１Ａから下側（音響伝達部材２０側）へ向かって内周側（圧電素子１０側）に傾いている。第１傾斜部１２１の径方向の寸法は、上端１２１Ａから下端（音響伝達部材２０側の端）１２１Ｂに向かって次第に小さくなる。第１傾斜部１２１の下端１２１Ｂは、圧電素子１０の上面よりも下側に位置している。第１傾斜部１２１の下端１２１Ｂは、圧電素子１０の上面と下面との間の高さに位置する。第１傾斜部１２１の高さ寸法（包囲部材３０の中心軸Ｚに平行な方向の寸法）は、絶縁部３５の高さ寸法の半分以上の寸法である。

第２傾斜部１２２は、上端（音響伝達部材２０とは反対側の端）１２２Ａから下端（音響伝達部材２０側の端）１２２Ｂへ向かって外周側（圧電素子１０とは反対側）に傾いている。第２傾斜部１２２の上端１２２Ａは、第１傾斜部１２１の下端１２１Ｂと一致している。第２傾斜部１２２の径方向の寸法は、上端１２２Ａから下端１２２Ｂに向かって次第に大きくなる。第２傾斜部１２２の下端（音響伝達部材２０側の端）１２２Ｂは、包囲部材３０の内周面３０Ａの下端と一致している。第２傾斜部１２２の下端１２２Ｂは、圧電素子１０の下面よりも上側に位置している。

圧電素子配置工程では、実施例１と同様、圧電素子１０は、包囲部材３０の第１傾斜部１２１によって、包囲部材３０の内側にスムーズに案内される。接着剤６１は、圧電素子１０の上面よりも下側の位置から第１傾斜部１２１に沿って広がる。第１傾斜部１２１の下方には、第２傾斜部１２２によって、接着剤６１が溜まるスペースが形成されているから、第１傾斜部１２１に広がる接着剤６１の量を低減できる。よって、圧電素子１０の上面をプレスする治具に接着剤６１が付着することを防ぐことができる。

＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施例１において傾斜部７１は、上端７１Ａから下端７１Ｂまで同一勾配で傾斜している。これに限らず、傾斜部は、勾配の異なる傾斜面が上下に連なったものであってもよい。
（２）上記実施例１，２において内周先端部７２は、傾斜部７１，１００の下端７１Ｂ，１００Ｂから内周面３０Ａの下端までの全体に設けられている。これに限らず、内周先端部は、傾斜部の下端から内周面の下端までの上下方向の一部にのみ設けられていてもよい。
（３）上記実施例１，２において内周先端部７２は、包囲部材３０の全周に連続して形成されている。これに限らず、内周先端部は、包囲部材の周方向に間隔をあけて、複数箇所に設けられていてもよい。
（４）上記実施例において音響伝達部材２０は、音響整合層２１及び音響レンズ２２を有している。これに限らず、例えば図８に示すように、音響伝達部材８０は、音響レンズのみであってもよいし、図示はしないが、音響整合層のみであってもよい。
（５）上記実施例では、導電部４１にシェルカラー６０が接続される。これに限らず、例えば図８に示すように、導電部４１に、リード線８１等を接続してもよい。
（６）上記実施例において傾斜部７１，１００，１１０，１２１は、包囲部材３０の全周に連続して形成されている。これに限らず、傾斜部は、包囲部材の周方向に間隔をあけて、複数箇所に設けられていてもよい。
（７）上記実施例において包囲部材３０は、全周にわたり連続した円環状をなしている。これに限らず、包囲部材は、周方向の一部が分断されたＣ字状の部材であってもよい。
（８）上記実施例において導電部４１は、圧電素子１０の外周側を包囲する環状をなしている。これに限らず、導電部の形状は変更できる。
（９）上記実施例において導電部４１及び絶縁部３５は、インサート成形によって一体化している。これに限らず、導電部と絶縁部とはそれぞれ別体に形成された後、嵌合等によって一体化してもよい。
（１０）上記実施例において圧電素子１０の第１電極１２と導電部４１とは導電シート４２によって電気的に接続されている。これに限らず、導電シートに換えて、例えば音響伝達部材の上面にスパッタリングやめっき処理によって導電膜を形成し、この導電膜によって圧電素子の第１電極と導電部とを電気的に接続してもよい。
（１１）上記実施例において傾斜部７１，１００，１１０，１２１の上端７１Ａ，１００Ａ，１１０Ａ，１２１Ａは、圧電素子１０の上面より上側に位置している。これに限らず、傾斜部の上端は、圧電素子の上面より下側に位置していてもよい。
（１２）上記実施例において傾斜部７１，１００，１１０，１２１の上端７１Ａ，１００Ａ，１１０Ａ，１２１Ａは、包囲部材３０の内周面３０Ａの上端と一致している。これに限らず、傾斜部の上側に、包囲部材の中心軸と略平行に立つ垂直壁を設けてもよい。

Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４…超音波トランスデューサ
１０…圧電素子
１０Ａ…圧電素子の外周面
１２…第１電極
１３…第２電極
２０…音響伝達部材
２３…配置面
３０…包囲部材
５０…ケース
５１…底壁
５２…周壁
６１…接着剤
７１，１００，１１０，１２１…傾斜部
７１Ａ，１００Ａ，１１０Ａ，１２１Ａ…上端（音響伝達部材とは反対側の端）
７１Ｂ，１００Ｂ，１１０Ｂ，１２１Ｂ…下端（音響伝達部材側の端）
７２…内周先端部

Claims (6)

1. 対向する一方主面および他方主面に電極を有する圧電素子と、
   前記圧電素子の前記一方主面の面積よりも大きい面積を有するとともに、前記圧電素子の前記一方主面側に向かい合って前記圧電素子を配置させてなる配置面を具備した音響伝達部材と、
   前記音響伝達部材のうち前記配置面に固定され、前記圧電素子の外周側を包囲する包囲部材と、を有し、
   前記包囲部材の内周面は、前記音響伝達部材とは反対側の端から前記音響伝達部材側へ向かって前記圧電素子側に傾いた傾斜部を備え、
   前記傾斜部の前記音響伝達部材側の端は、前記圧電素子の前記他方主面よりも前記音響伝達部材側に位置している超音波トランスデューサ。
2. 前記包囲部材の内周面は、前記傾斜部の前記音響伝達部材側の端から前記音響伝達部材の前記配置面までの間に設けられ、前記圧電素子の外周面との距離が略一定となる内周先端部を備える請求項１に記載の超音波トランスデューサ。
3. 前記内周先端部は、前記音響伝達部材の前記配置面から、前記圧電素子の外周面における前記一方主面および前記他方主面の間の中央位置よりも前記他方主面側までにわたって設けられている請求項２に記載の超音波トランスデューサ。
4. 前記傾斜部は、前記音響伝達部材とは反対側に向かって凸となるように湾曲している請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の超音波トランスデューサ。
5. 対向する一方主面および他方主面に電極を有する圧電素子と、
   前記圧電素子の外周側を包囲する包囲部材と、
   底壁及び周壁を有して前記底壁とは反対側が開口し、前記圧電素子及び前記包囲部材を内部に収容するケースと、を備え、
   前記包囲部材の内周面は、前記底壁とは反対側の端から前記底壁側へ向かって前記圧電素子側に傾いた傾斜部を有する超音波トランスデューサの製造方法であって、
   前記ケースの開口から前記ケースの内部に前記包囲部材を配置する包囲部材配置工程と、
   前記包囲部材の内側に接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、
   前記接着剤塗布工程の後に、前記包囲部材の内側に前記圧電素子を配置する圧電素子配置工程と、
   前記包囲部材の内側に配置した状態の前記圧電素子を前記底壁側にプレスするプレス工程と、を経る超音波トランスデューサの製造方法。
6. 前記包囲部材において前記傾斜部の前記底壁側の端は、前記圧電素子の前記他方主面よりも前記底壁側に位置している請求項５に記載の超音波トランスデューサの製造方法。

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