JPH0347640B2 - - Google Patents

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
ば圧電セラミツ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上に接着固定し、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にはフラツ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
１２が別個に接続されている。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が設けられている。通常、第３図
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１４が設けられる。又
それぞれの振動子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１４もそれぞれの振動子毎に設けら
れる。第１の音響整合層１３の前面には更に第２
の音響整合層１５が設けられている。

上記のような構造において、切断ミゾ６及び１
４は一般にそれぞ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Ｓ／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、これを切断ミゾ６で切断し、振動子１
を構成した後に、第１の音響整合層１３を貼り合
わせて、これを切断し切断ミゾ１４を設けなけれ
ばならない。この場合、第１の音響整合層１３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。振動子の切断ミゾ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１４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に
とつて大きな障害であつた。

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１３を貼り
合わせ、その後第１の音響整合層と圧電素子板を
同時に切断して振動子１、切断ミゾ６、切断ミゾ
１４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１３の接着面積が極めて狭く
なり、従つ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がれ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
１４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１２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はアース用共通リード
１２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)のように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
た。

発明の目的 本発明は製造が容易で、指向性が優れ、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から
成る振動子を、負荷材上に接着固定し、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、１は圧電
素子から成る振動子、２，３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、フラツトプリント基板で
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３に接合
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0.2〜0.5mm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35〜110μｍ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に１本の入出力信号用リード
線が接続されていても良く、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
出力信号用リード線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
境界にミゾ８を設けてある。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上にミゾ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で隔てられた隣接する第１
の音響整合層の振動が伝達されてＳ／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の音響整合層が破断しないように定め
られ、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、合成樹脂か
ら成る第２音響整合層９が設けられている。又、
第１の音響整合層７の背面には電極１０が蒸着、
印刷焼付け、メツキ等の方法で設けられ、電極１
０は振動子１の電極２と導通している。さらに電
極１０の端部に引出し用アースリード１１が接続
され、電極１０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に設けられたミゾ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。従つて、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れる。

(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。従つて、外力が加わつた際
の応力は多数の振動子との接合部に分散され、
実効的な接着強度が極めて強くなり、振動子と
の接合部が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。従つ
て、第２図に示すように、第１の音響整合層は
振動子全面に設けることができ、放射される超
音波の指向性は(イ)のように中心軸に対して対称
となり、極めて良好な指向性が得られる。

(ニ) さらに従来のように別個に設けた共通アース
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、２，３……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、１０……
共通アース電極。

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、所定の間隔で切断
   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。