WO2023022066A1 - 超音波トランスデューサ - Google Patents

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WO2023022066A1
WO2023022066A1 PCT/JP2022/030394 JP2022030394W WO2023022066A1 WO 2023022066 A1 WO2023022066 A1 WO 2023022066A1 JP 2022030394 W JP2022030394 W JP 2022030394W WO 2023022066 A1 WO2023022066 A1 WO 2023022066A1
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diaphragm
hole
piezoelectric element
thickness direction
resonator
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French (fr)
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俊人 園部
明日香 辻井
遼 鈴木
裕一郎 塙
伸介 伊藤
崇 笠島
Original Assignee
日本特殊陶業株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R17/00—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers
    • H04R17/10—Resonant transducers, i.e. adapted to produce maximum output at a predetermined frequency

Definitions

  • the present disclosure relates to ultrasonic transducers.
  • Patent Document 1 discloses an ultrasonic transducer.
  • This ultrasonic transducer includes a piezoelectric vibrating body formed by bonding a piezoelectric body and a metal with an adhesive, and a funnel-shaped resonator fixed to the piezoelectric vibrating body.
  • the piezoelectric vibrator is fixed on the base member via a cushioning material.
  • the resonator vibrates when the ultrasonic transducer is driven, and stress is likely to be applied to the piezoelectric body (piezoelectric element) near the joint between the resonator and the metal (diaphragm). For this reason, there is concern that the piezoelectric body (piezoelectric element) may crack or break due to repeated driving of the ultrasonic transducer.
  • An object of the present disclosure is to provide a technology capable of reducing the stress applied to the piezoelectric element due to the vibration of the resonator.
  • a first ultrasonic transducer of the present invention comprises a base portion, a piezoelectric element bonded to the base portion, a diaphragm bonded to the piezoelectric element and vibrating so as to generate an annular node, a resonator bonded to the diaphragm.
  • the resonator is bonded to the first surface on one side in the thickness direction of the diaphragm.
  • the surface of the piezoelectric element opposite to the side bonded to the base portion is bonded to the second surface on the other side in the thickness direction of the diaphragm.
  • a through hole is formed in the piezoelectric element so as to penetrate in the thickness direction. In a plane direction orthogonal to the thickness direction, the joint portion between the diaphragm and the resonator is arranged inside the node, and the through hole is arranged inside the node.
  • the joint between the diaphragm and the resonator is arranged inside the vibration node of the diaphragm. Therefore, stress is likely to be applied to the piezoelectric element inside the node. However, the through-hole of the piezoelectric element is arranged in a region where stress from the joint is likely to be applied. Therefore, according to this ultrasonic transducer, the stress applied to the piezoelectric element due to the vibration of the resonator can be reduced.
  • a second ultrasonic transducer of the present invention includes a base portion, an annular intermediate member bonded to the base portion, a piezoelectric element bonded to the base portion via the intermediate member, A diaphragm bonded to the piezoelectric element and vibrating to generate an annular node; and a resonator bonded to the diaphragm.
  • a first surface on one side in the thickness direction of the diaphragm is bonded to the resonator.
  • a second surface of the diaphragm on the other side in the thickness direction is bonded to a surface of the piezoelectric element opposite to the side bonded to the base portion.
  • a through hole is formed in the piezoelectric element so as to penetrate in the thickness direction.
  • the joint portion between the diaphragm and the resonator is arranged inside an inscribed circle that inscribes the intervening member, and the through hole is located inside the inscribed circle. placed inside.
  • the joint between the diaphragm and the resonator is arranged inside the inscribed circle inscribed in the intervening member. For this reason, the diaphragm tends to vibrate inside the inscribed circle that inscribes the intervening member, and stress tends to be applied to the piezoelectric element inside the inscribed circle.
  • the through-hole of the piezoelectric element is arranged in a region where stress from the joint is likely to be applied. Therefore, according to this ultrasonic transducer, the stress applied to the piezoelectric element due to the vibration of the resonator can be reduced.
  • At least a portion of the joint portion may be arranged at a position overlapping the through hole.
  • the entire joint portion When viewed from the thickness direction, the entire joint portion may be arranged at a position overlapping the through hole.
  • the diaphragm may have a hole, and when viewed in the thickness direction, at least a part of the joint may be arranged at a position overlapping the hole.
  • the diaphragm can be easily vibrated, and power consumption for vibrating the diaphragm can be reduced.
  • the stress applied to the piezoelectric element due to the vibration of the resonator can be reduced.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the ultrasonic transducer of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view of the piezoelectric element of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a plan view of the ultrasonic transducer of the first embodiment;
  • FIG. 4 is a plan view of the piezoelectric element of the second embodiment.
  • FIG. 5 is a plan view of the ultrasonic transducer of the second embodiment.
  • FIG. 6 is a plan view of the piezoelectric element of the third embodiment.
  • FIG. 7 is a plan view of the ultrasonic transducer of the third embodiment.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the diaphragm, piezoelectric element, and resonator of the fourth embodiment.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the diaphragm, piezoelectric element, and resonator of the fourth embodiment.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the diaphragm, piezoelectric element, and resonator of the fifth embodiment.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the diaphragm, piezoelectric element, and resonator of the sixth embodiment.
  • An ultrasonic transducer 1 shown in FIG. 1 is used, for example, in a medical or industrial ultrasonic device.
  • the ultrasonic transducer 1 generates an ultrasonic wave when receiving a driving signal, and converts the ultrasonic wave into an electric signal when receiving the ultrasonic wave.
  • the ultrasonic transducer 1 includes a diaphragm 10, a piezoelectric element 11, a resonator 12, an intervening member 13, a base portion 14, a first wiring portion 15, a second wiring portion 16, and a case 17. Prepare.
  • the diaphragm 10 has a plate shape (more specifically, a disc shape). Diaphragm 10 has electrical conductivity.
  • the diaphragm 10 is made of metal such as 42 alloy (42Ni--Fe).
  • the width (maximum width) of the diaphragm 10 is greater than the width (maximum width) of any of the resonator 12 , the intervening member 13 , and the piezoelectric element 11 .
  • the width (maximum width) of diaphragm 10 is the length (maximum length) of diaphragm 10 in a direction orthogonal to the thickness direction. In this embodiment, the width (maximum width) of diaphragm 10 is the diameter of the outer periphery of diaphragm 10 .
  • the diaphragm 10 vibrates so as to generate an annular (more specifically, annular) node 20 .
  • the diaphragm 10 generates only one annular node 20 .
  • the node 20 is a portion where the amount of displacement in the plate thickness direction is the smallest when the diaphragm 10 vibrates, or a portion where there is no vibration.
  • the node 20 is uniquely determined by the shapes and materials of the diaphragm 10 , piezoelectric element 11 and resonator 12 . Although the piezoelectric element 11 is shown exaggeratedly large in FIG. 1, it is actually much smaller than the diaphragm 10 and the resonator 12.
  • the position of the node 20 is generally determined by the shape and material of the diaphragm 10 and the resonator 12, and the influence of the shape and material of the piezoelectric element 11 on determining the position of the node 20 is small.
  • the outer peripheral edge of diaphragm 10 is a free end.
  • the ultrasonic transducer 1 is a so-called open type, and vibrates more easily than a closed type in which the outer periphery of the diaphragm 10 is fixed.
  • the node 20 is generated inside the outer peripheral edge of the diaphragm 10 and outside the center in a plane direction perpendicular to the plate thickness direction. The vibration of diaphragm 10 increases from node 20 toward the outer periphery, and increases from node 20 toward the center.
  • the diaphragm 10 has a first surface 21 on one side in the thickness direction and a second surface 22 on the other side.
  • the resonator 12 is bonded to the first surface 21 .
  • a piezoelectric element 11 is bonded to the second surface 22 .
  • joining is a concept that includes not only a configuration of direct joining but also a configuration of joining via another member.
  • the diaphragm 10 has holes 23 .
  • the hole 23 is formed in the first surface 21 and has a shape in which the first surface 21 is recessed.
  • the hole portion 23 is formed by cutting, for example.
  • the hole portion 23 has a circular cross section cut along a plane orthogonal to the thickness direction of the diaphragm 10 and is constant in the thickness direction of the diaphragm 10 .
  • the resonator 12 resonates with the vibration of the diaphragm 10 to generate ultrasonic waves.
  • the resonator 12 has a function of increasing the efficiency of sound wave transmission of the diaphragm 10 that is excited by periodic power supply to the piezoelectric element 11 .
  • the resonator 12 is made of metal such as aluminum alloy.
  • a resonator 12 is bonded to the diaphragm 10 .
  • the bonding method is not limited, and may be, for example, bonding with an adhesive such as an epoxy adhesive, soldering, ultrasonic welding, laser welding, or the like.
  • the resonator 12 has a cone shape.
  • the resonator 12 has a flat portion 12A and a tapered portion 12B.
  • the flat portion 12A is flat and has a plate shape (more specifically, a disc shape). Flat portion 12A is joined to first surface 21 of diaphragm 10 .
  • the flat portion 12A has a shape that fits inside the hole portion 23 and is joined to the bottom surface 23A of the hole portion 23 formed in the first surface 21 .
  • the tapered portion 12B extends cylindrically from the outer peripheral edge of the flat portion 12A toward the side opposite to the diaphragm 10 side.
  • the inner peripheral surface of the tapered portion 12B has a tapered shape that widens toward the side opposite to the diaphragm 10 side.
  • the piezoelectric element 11 has a plate shape and is joined to the diaphragm 10 so as to be laminated.
  • the piezoelectric element 11 is bonded to the diaphragm 10 with a thermosetting epoxy adhesive or the like.
  • the piezoelectric element 11 has a rectangular shape when viewed from the thickness direction of the diaphragm 10, as shown in FIG.
  • a through hole 30 is formed through the piezoelectric element 11 in the thickness direction of the diaphragm 10 .
  • a cross-section of the through-hole 30 in a direction perpendicular to the through-hole direction is circular. As shown in FIG.
  • the piezoelectric element 11 has a plate-like piezoelectric body 31 and electrodes 32 and 33 provided on both sides of the piezoelectric body 31 in the thickness direction.
  • the piezoelectric body 31 is made of ceramics such as lead zirconate titanate (PZT) and potassium sodium niobate (KNN).
  • PZT lead zirconate titanate
  • KNN potassium sodium niobate
  • One electrode 32 of electrodes 32 and 33 provided on both sides of the piezoelectric element 11 is joined to the diaphragm 10 and electrically connected to the first wiring portion 15 via the diaphragm 10 .
  • the other electrode 33 of the electrodes 32 provided on both sides of the piezoelectric element 11 is electrically connected to the second wiring portion 16 .
  • a base portion 14 is joined to the surface of the piezoelectric element 11 on the side opposite to the diaphragm 10 side with an intervening member 13 interposed therebetween.
  • the intervening member 13 is arranged between the piezoelectric element 11 and the base portion 14 and joined to the piezoelectric element 11 and the base portion 14 respectively.
  • the intervening member 13 has insulation and elasticity.
  • the intervening member 13 has a Young's modulus lower than that of the base portion 14 .
  • the intervening member 13 is made of, for example, rubber such as silicone rubber, or resin such as silicon-based adhesive.
  • the intervening member 13 has an annular shape (more specifically, an annular shape).
  • the axial direction of the intervening member 13 is along the thickness direction of the diaphragm 10 , and more specifically, is the same as the thickness direction of the diaphragm 10 .
  • Interposed member 13 has vibration nodes 20 arranged between an inscribed circle 13A that inscribes interposed member 13 and a circumscribed circle 13B that circumscribes intervening member 13 in a planar direction perpendicular to the plate thickness direction of diaphragm 10. (see FIG. 3).
  • the base portion 14 is made of synthetic resin and configured as a resin base.
  • the base portion 14 has a plate shape.
  • the thickness direction of the base portion 14 is along the thickness direction of the diaphragm 10 , and more specifically, is the same as the thickness direction of the diaphragm 10 .
  • the first wiring portion 15 has a metal first terminal 15A and a first coil spring 15B.
  • a first base through-hole 14A is formed through the base portion 14 in the thickness direction.
  • the first wiring portion 15 is inserted through the first base through hole 14A.
  • the first terminal 15A is fixed to the base portion 14 at a position that closes the opening of the first base through hole 14A on the side opposite to the diaphragm 10 side.
  • the expansion and contraction direction of the first coil spring 15B is along the thickness direction of the diaphragm 10, more specifically, the same as the thickness direction.
  • the first coil spring 15B is sandwiched between the diaphragm 10 and the first terminal 15A, and is compressed by being pressed by the diaphragm 10 and the first terminal 15A.
  • One end of the first coil spring 15B contacts the diaphragm 10, and the other end contacts the first terminal 15A.
  • the first wiring portion 15 is electrically connected to one of the positive electrode side conductive path and the negative electrode side conductive path (
  • the second wiring portion 16 has a metal second terminal 16A and a second coil spring 16B.
  • a second base through-hole 14B is formed through the base portion 14 in the thickness direction.
  • the second wiring portion 16 is inserted through the second base through hole 14B.
  • the second terminal 16A is fixed to the base portion 14 at a position that closes the opening of the second base through hole 14B on the side opposite to the diaphragm 10 side.
  • the expansion and contraction direction of the second coil spring 16B is along the thickness direction of the diaphragm 10, more specifically, the same as the thickness direction.
  • the second coil spring 16B is sandwiched between the piezoelectric element 11 and the second terminal 16A, and is compressed by being pressed by the piezoelectric element 11 and the second terminal 16A.
  • the second wiring portion 16 is electrically connected to the other conductive path of the positive electrode side conductive path and the negative electrode side conductive path (for example, ground).
  • the case 17 is a member that protects the resonator 12 so that foreign matter does not come into contact with the resonator 12 .
  • Case 17 is fixed to base portion 14 .
  • the case 17 has a peripheral wall portion 17A surrounding the resonator 12 .
  • a plurality of openings are formed in the case 17 on the opposite side of the resonator 12 to the base portion 14 side, and ultrasonic waves are sent to the outside through these openings and enter the case 17 from the outside.
  • the joint 40 between the diaphragm 10 and the resonator 12 is arranged inside the node 20, and the piezoelectric element 11 through-holes 30 are arranged inside the node 20 . Further, in the plane direction, the joint 40 between the diaphragm 10 and the resonator 12 is arranged inside the inscribed circle 13A that inscribes the intervening member 13, and the through hole 30 is arranged inside the inscribed circle 13A. are placed. Further, when viewed from the thickness direction of diaphragm 10 , joint portion 40 is arranged at a position where the entire joint portion 40 overlaps with through hole 30 . Further, when viewed from the thickness direction of diaphragm 10 , joint portion 40 is arranged at a position where the entire joint portion 40 overlaps with hole portion 23 .
  • the joint 40 between the diaphragm 10 and the resonator 12 is arranged inside the vibration nodes 20 of the diaphragm 10 . Therefore, stress is likely to be applied to the piezoelectric element 11 inside the node 20 .
  • the through hole 30 of the piezoelectric element 11 is arranged in a region where the stress from the joint 40 is likely to be applied. Therefore, according to this ultrasonic transducer 1, the stress applied to the piezoelectric element 11 due to the vibration of the resonator 12 can be reduced.
  • the joint 40 between the diaphragm 10 and the resonator 12 is arranged inside the inscribed circle 13A that inscribes the intervening member 13 . Therefore, the diaphragm 10 tends to vibrate inside the inscribed circle 13A that inscribes the interposed member 13, and stress is likely to be applied to the piezoelectric element 11 inside the inscribed circle 13A.
  • the through hole 30 of the piezoelectric element 11 is arranged in a region where the stress from the joint 40 is likely to be applied. Therefore, according to this ultrasonic transducer 1, the stress applied to the piezoelectric element 11 due to the vibration of the resonator 12 can be reduced.
  • the entire joint portion 40 is arranged at a position overlapping the through hole 30 . Therefore, since the joint 40 as a whole is arranged at a position overlapping the through hole 30 , the stress applied to the piezoelectric element 11 due to the vibration of the resonator 12 can be reduced more effectively.
  • the entire joint portion 40 is arranged at a position overlapping the hole portion 23 . Therefore, the diaphragm 10 can be easily vibrated, and the power consumption for vibrating the diaphragm 10 can be reduced.
  • ⁇ Second embodiment> In the first embodiment, when viewed from the thickness direction of the diaphragm, the joint is arranged at a position where the entire joint overlaps the through hole, but the joint is arranged at a position where the entire joint overlaps with the through hole. It doesn't have to be.
  • the second embodiment an example will be described in which a part of the joint portion is arranged at a position overlapping the through hole when viewed from the thickness direction of the diaphragm.
  • the ultrasonic transducer of the second embodiment differs from the ultrasonic transducer of the first embodiment only in the shape of the piezoelectric element, and the other points are common.
  • the same reference numerals are given to the configurations common to the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
  • the piezoelectric element 211 of the second embodiment has a rectangular shape when viewed from the thickness direction of the diaphragm 10, as shown in FIG.
  • a through hole 230 is formed through the piezoelectric element 211 in the thickness direction of the diaphragm 10 .
  • the cross-sectional shape of through-hole 230 obtained by cutting through-hole 230 along a plane orthogonal to the direction of penetration of through-hole 230 is rectangular.
  • the through hole 230 has a portion that does not overlap the joint portion 40 when viewed from the thickness direction of the diaphragm 10 .
  • the ultrasonic transducer 201 of the second embodiment is arranged at a position where a part of the joint 40 overlaps the through hole 230 when viewed from the thickness direction. Therefore, in the ultrasonic transducer 201, the stress applied to the piezoelectric element 211 due to the vibration of the resonator 12 can be effectively reduced as compared with the configuration in which the joint portion 40 is arranged at a position that does not overlap the through hole 230 at all. can be effectively reduced.
  • the ultrasonic transducer of the third embodiment differs from the ultrasonic transducer of the first embodiment only in the shape of the piezoelectric element, and is common in other respects.
  • the same reference numerals are given to the configurations common to the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
  • the piezoelectric element 311 of the third embodiment has a rectangular shape when viewed from the thickness direction of the diaphragm 10, as shown in FIG.
  • a through hole 330 is formed through the piezoelectric element 311 in the thickness direction of the diaphragm 10 .
  • the cross-sectional shape of through-hole 330 obtained by cutting through-hole 330 along a plane perpendicular to the through-hole direction is circular.
  • a plurality of through holes 330 (five in this embodiment) are formed in the piezoelectric element 311 . More specifically, one through hole 330A is formed in the center of the piezoelectric element 311, and four through holes 330B are formed around the through hole 330A.
  • a portion of the joint 40 between the diaphragm 10 and the resonator 12 is arranged at a position overlapping the through hole 330 .
  • the ultrasonic transducer 301 of the third embodiment is arranged at a position where a part of the joint 40 overlaps the through hole 330 when viewed from the thickness direction. Therefore, in the ultrasonic transducer 301, the stress applied to the piezoelectric element 311 due to the vibration of the resonator 12 can be effectively reduced as compared with the configuration in which the joint portion 40 is arranged at a position that does not overlap the through hole 330 at all. can be effectively reduced.
  • the diaphragm has a hole, but the diaphragm may have no hole.
  • the ultrasonic transducer of the fourth embodiment differs from the ultrasonic transducer of the first embodiment in that the diaphragm does not have a hole, but is common in other respects.
  • the same reference numerals are given to the configurations common to the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
  • the ultrasonic transducer of the fourth embodiment includes a diaphragm 410, a piezoelectric element 11, and a resonator 12, as shown in FIG.
  • the diaphragm 410 has the same configuration as the diaphragm 10 of the first embodiment except that it does not have a hole. That is, both surfaces in the thickness direction of diaphragm 410 are flat. The thickness of diaphragm 410 is uniform throughout diaphragm 410 . According to the ultrasonic transducer of the fourth embodiment, since the diaphragm 410 does not have a hole, molding of the diaphragm 410 is easy.
  • the hole portion of the diaphragm is formed by cutting, but the hole portion of the diaphragm may be formed by another method.
  • the hole portion of the diaphragm is formed by half-blanking.
  • the ultrasonic transducer of the fifth embodiment differs from the ultrasonic transducer of the first embodiment in that the hole in the diaphragm is formed by half-blanking, but is common in other respects.
  • the same reference numerals are given to the configurations common to the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
  • the ultrasonic transducer of the fifth embodiment includes a diaphragm 510, a piezoelectric element 11, and a resonator 12, as shown in FIG.
  • the diaphragm 510 has a first surface 521 on one side in the thickness direction and a second surface 522 on the other side.
  • the resonator 12 is bonded to the first surface 521 .
  • the piezoelectric element 11 is bonded to the second surface 522 .
  • the diaphragm 510 has a hole portion 523 and a convex portion 524 .
  • the hole 523 is formed in the first surface 521 and has a shape in which the first surface 521 is recessed. Hole 523 is formed by half-blanking.
  • the hole portion 523 has a circular cross section cut along a plane orthogonal to the thickness direction of the diaphragm 510 and is constant in the thickness direction of the diaphragm 510 .
  • the flat portion 12A of the resonator 12 is fitted in the hole portion 523 and joined to the bottom surface 523A of the hole portion 523 .
  • the convex portion 524 is formed on the second surface 522 . At least part of the protrusion 524 is arranged at a position overlapping the hole 523 when viewed from the thickness direction of the diaphragm 510 . The convex portion 524 is formed when the hole portion 523 is formed by half punching. The protrusion 524 fits into the through hole 30 of the piezoelectric element 11 . The projection dimension of the convex portion 524 is smaller than the thickness of the piezoelectric element 11 . Therefore, the protrusion 524 does not protrude outside the through hole 30 .
  • shavings are less likely to occur than in the case where the hole of the diaphragm is formed by cutting.
  • ⁇ Sixth embodiment> In the first embodiment, the hole portion of the diaphragm does not pass through the diaphragm, but the hole portion may pass through the diaphragm.
  • the hole portion of the diaphragm In the sixth embodiment, an example in which the hole portion of the diaphragm penetrates the diaphragm will be described.
  • the ultrasonic transducer of the sixth embodiment differs from the ultrasonic transducer of the first embodiment in that the hole in the diaphragm penetrates the diaphragm, but is common in other respects.
  • the same reference numerals are given to the configurations common to the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
  • the ultrasonic transducer of the sixth embodiment includes a diaphragm 610, a piezoelectric element 11, and a resonator 12, as shown in FIG.
  • the diaphragm 610 has a first surface 621 on one side in the thickness direction and a second surface 622 on the other side.
  • the resonator 12 is bonded to the first surface 621 .
  • the piezoelectric element 11 is joined to the second surface 622 .
  • the diaphragm 610 has holes 623 .
  • the hole 623 has a shape that penetrates through the diaphragm 610 in the thickness direction.
  • the hole portion 623 is arranged so as to be accommodated inside the outer peripheral edge of the flat portion 12A of the resonator 12 in the plane direction perpendicular to the thickness direction of the diaphragm 610 .
  • the hole portion 623 is arranged so as to be accommodated inside the inner wall of the through hole 30 in a plane direction perpendicular to the thickness direction of the diaphragm 610 .
  • the hole 623 has a circular cross section cut along a plane orthogonal to the thickness direction of the diaphragm 610 and is constant in the thickness direction of the diaphragm 610 .
  • the joint portion when viewed from the thickness direction of the diaphragm, at least a portion of the joint portion is arranged at a position overlapping the through hole, but the joint portion does not overlap the through hole at all. may be configured to be placed in
  • first coil spring and the second coil spring are not joined in each of the above embodiments, they may be joined.
  • a joining method is not limited, and examples thereof include soldering, laser welding, and ultrasonic welding.

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Abstract

超音波トランスデューサ（１）は、ベース部（１４）と、圧電素子（１１）と、振動板（１０）と、共振子（１２）と、を備える。振動板（１０）の第１面（２１）には、共振子（１２）が接合されている。振動板（１０）の第２面（２２）には、圧電素子（１１）におけるベース部（１４）に接合される側とは反対側の面が接合される。圧電素子（１１）には、振動板（１０）の厚さ方向に貫通する貫通孔（３０）が形成されている。振動板（１０）の厚さ方向と直交する平面方向において、振動板（１０）と共振子（１２）との接合部（４０）が振動板（１０）の振動の節（２０）よりも内側に配置され、且つ貫通孔（３０）が節（２０）よりも内側に配置されている。

Description

超音波トランスデューサ
　本開示は、超音波トランスデューサに関する。
　特許文献１には、超音波トランスデューサが開示されている。この超音波トランスデューサは、圧電体と金属とを接着剤で貼り合わせてなる圧電振動体と、圧電振動体に固着される漏斗状の共振子と、を含む。圧電振動体は、緩衝材を介してベース部材上に固定される。
特開２００１－２５８０９８号公報
　この種の超音波トランスデューサでは、超音波トランスデューサが駆動されたときに共振子が振動し、共振子と金属（振動板）との接合部付近において圧電体（圧電素子）に応力が加わりやすい。このため、超音波トランスデューサが繰り返し駆動されることで、圧電体（圧電素子）にクラックが生じることや破損することなどが懸念される。
　本開示は、共振子の振動に起因して圧電素子に加わる応力を低減させうる技術の提供を目的とする。
［１］本発明の第１の超音波トランスデューサは、ベース部と、上記ベース部に接合される圧電素子と、上記圧電素子に接合され、環状の節を生じさせるように振動する振動板と、上記振動板に接合される共振子と、を備える。上記振動板における厚さ方向の一方側の第１面には、上記共振子が接合されている。上記振動板における厚さ方向の他方側の第２面には、上記圧電素子における上記ベース部に接合される側とは反対側の面が接合されている。上記圧電素子には、上記厚さ方向に貫通する貫通孔が形成されている。上記厚さ方向と直交する平面方向において、上記振動板と上記共振子との接合部が上記節よりも内側に配置され、且つ上記貫通孔が上記節よりも内側に配置されている。
　この超音波トランスデューサでは、振動板と共振子との接合部が振動板の振動の節よりも内側に配置されている。このため、節よりも内側において、圧電素子に応力が加わりやすくなってしまう。しかし、この接合部からの応力が加わりやすい領域に、圧電素子の貫通孔が配置されている。このため、この超音波トランスデューサによれば、共振子の振動に起因して圧電素子に加わる応力を低減させうる。
［２］本発明の第２の超音波トランスデューサは、ベース部と、環状をなし、上記ベース部に接合される介在部材と、上記介在部材を介して上記ベース部に接合される圧電素子と、上記圧電素子に接合され、環状の節を生じさせるように振動する振動板と、上記振動板に接合される共振子と、を備える。上記振動板における厚さ方向の一方側の第１面は、上記共振子に接合される。上記振動板における上記厚さ方向の他方側の第２面は、上記圧電素子における上記ベース部に接合される側とは反対側の面に接合される。上記圧電素子には、上記厚さ方向に貫通する貫通孔が形成されている。上記厚さ方向と直交する平面方向において、上記振動板と上記共振子との接合部が上記介在部材に内接する内接円よりも内側に配置され、且つ上記貫通孔が上記内接円よりも内側に配置されている。
　この超音波トランスデューサでは、振動板と共振子との接合部が介在部材に内接する内接円よりも内側に配置されている。このため、振動板は、介在部材に内接する内接円よりも内側において振動しやすくなり、内接円よりも内側において圧電素子に応力が加わりやすくなってしまう。しかし、この接合部からの応力が加わりやすい領域に、圧電素子の貫通孔が配置されている。このため、この超音波トランスデューサによれば、共振子の振動に起因して圧電素子に加わる応力を低減させうる。
［３］上記厚さ方向から見た場合に、上記接合部の少なくとも一部が上記貫通孔と重なる位置に配置されていてもよい。
　この構成によれば、接合部の少なくとも一部が貫通孔と重なる位置に配置されているため、共振子の振動に起因して圧電素子に加わる応力をより効果的に低減させうる。
［４］上記厚さ方向から見た場合に、上記接合部の全体が上記貫通孔と重なる位置に配置されていてもよい。
　この構成によれば、接合部の全体が貫通孔と重なる位置に配置されているため、共振子の振動に起因して圧電素子に加わる応力をより効果的に低減させうる。
［５］上記振動板は、穴部を有し、上記厚さ方向から見た場合に、上記接合部の少なくとも一部が上記穴部と重なる位置に配置されていてもよい。
　この構成によれば、振動板を振動しやすくすることができ、振動板を振動させるための消費電力を低減させうる。
　本発明によれば、共振子の振動に起因して圧電素子に加わる応力を低減させうる。
図１は、第１実施形態の超音波トランスデューサを概略的に示す断面図である。 図２は、第１実施形態の圧電素子の平面図である。 図３は、第１実施形態の超音波トランスデューサの平面図である。 図４は、第２実施形態の圧電素子の平面図である。 図５は、第２実施形態の超音波トランスデューサの平面図である。 図６は、第３実施形態の圧電素子の平面図である。 図７は、第３実施形態の超音波トランスデューサの平面図である。 図８は、第４実施形態の振動板、圧電素子及び共振子の断面図である。 図９は、第５実施形態の振動板、圧電素子及び共振子の断面図である。 図１０は、第６実施形態の振動板、圧電素子及び共振子の断面図である。
＜第１実施形態＞
　図１に示す超音波トランスデューサ１は、例えば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１は、駆動信号が与えられた場合に超音波を発生し、超音波を受信した場合に超音波を電気信号に変換する。
　超音波トランスデューサ１は、振動板１０と、圧電素子１１と、共振子１２と、介在部材１３と、ベース部１４と、第１配線部１５と、第２配線部１６と、ケース１７と、を備える。
　振動板１０は、板状（より具体的には円板状）をなしている。振動板１０は、導電性を有している。振動板１０は、例えば４２アロイ（４２Ｎｉ－Ｆｅ）などの材料からなる金属製である。振動板１０の幅（最大幅）は、共振子１２、介在部材１３、及び圧電素子１１のいずれの幅（最大幅）よりも大きい。振動板１０の幅（最大幅）は、振動板１０の厚さ方向と直交する方向の長さ（最大の長さ）のことである。本実施形態では、振動板１０の幅（最大幅）は、振動板１０の外周の直径である。
　振動板１０は、環状（より具体的には円環状）の節２０を発生させるように振動する。振動板１０は、環状の節２０を１つのみ発生させる。節２０とは、振動板１０が振動するときの板厚方向の変位量が最も小さい部分あるいは振動がない部分のことである。節２０は、振動板１０、圧電素子１１及び共振子１２の形状及び材料によって一義的に定まる。なお、図１では、圧電素子１１を誇張して大きくあらわしているが、実際は振動板１０及び共振子１２よりも大幅に小さい。このため、節２０の位置は、概ね振動板１０及び共振子１２の形状及び材料によって定まり、圧電素子１１の形状及び材料が節２０の位置の決定に与える影響は小さい。振動板１０の外周縁は自由端である。つまり、超音波トランスデューサ１は、いわゆる開放型であり、振動板１０の外周縁が固定された密閉型と比較して、振動しやすい。節２０は、板厚方向と直交する平面方向において、振動板１０の外周縁よりも内側且つ中心よりも外側に発生する。振動板１０の振動は、節２０から外周縁に向かうにつれて大きくなり、節２０から中心に向かうにつれて大きくなる。
　振動板１０は、厚さ方向の一方側の第１面２１と、他方側の第２面２２とを有する。第１面２１には、共振子１２が接合されている。第２面２２には、圧電素子１１が接合されている。なお、本明細書において、「接合」とは、直接接合される構成だけでなく、他の部材を介して接合される構成も含む概念である。
　振動板１０は、穴部２３を有する。穴部２３は、第１面２１に形成されており、第１面２１を凹ませた形状をなしている。穴部２３は、例えば切削加工によって形成される。穴部２３は、振動板１０の厚さ方向と直交する面で切断した切断面が円形であり、振動板１０の厚さ方向に一定である。
　共振子１２は、振動板１０の振動に共振して超音波を発生させる。共振子１２は、圧電素子１１への周期的な電力供給に伴って励振する振動板１０の音波発信を高効率化する機能を有する。共振子１２は、例えばアルミ合金などの材料からなる金属製である。共振子１２は、振動板１０に接合されている。接合方法は、限定されず、例えばエポキシ接着剤などの接着剤による接着であってもよいし、半田付け、超音波溶接、レーザ溶接などであってもよい。共振子１２は、コーン状をなしている。共振子１２は、平坦部１２Ａと、テーパ部１２Ｂと、を有する。平坦部１２Ａは、平坦であり、板状（より具体的には円板状）をなしている。平坦部１２Ａは、振動板１０の第１面２１に接合されている。平坦部１２Ａは、穴部２３内に収まる形状をなしており、第１面２１に形成された穴部２３の底面２３Ａに接合されている。テーパ部１２Ｂは、平坦部１２Ａの外周縁から振動板１０側とは反対側に筒状に延びている。テーパ部１２Ｂの内周面は、振動板１０側とは反対側に向かうにつれて広がるテーパ状をなしている。
　圧電素子１１は、板状をなしており、振動板１０に対して積層させるように接合される。圧電素子１１は、振動板１０に対して、加熱硬化型のエポキシ接着剤などにより接合される。圧電素子１１は、図２に示すように、振動板１０の厚さ方向から見た場合に、矩形状をなしている。また、圧電素子１１には、振動板１０の厚さ方向に貫通する貫通孔３０が形成されている。貫通孔３０における貫通方向と直交する方向の面で切断した切断面は円形である。圧電素子１１は、図１に示すように、板状の圧電体３１と、圧電体３１の厚さ方向の両側にそれぞれ設けられた電極３２，３３と、を有する。圧電体３１は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、ニオブ酸カリウムナトリウム（ＫＮＮ）などのセラミックスからなる。圧電素子１１の両側に設けられる電極３２，３３のうち一方の電極３２は、振動板１０に接合され、振動板１０を介して第１配線部１５に電気的に接続されている。圧電素子１１の両側に設けられる電極３２のうち他方の電極３３は、第２配線部１６に電気的に接続されている。圧電素子１１の振動板１０側とは反対側の面には、介在部材１３を介してベース部１４が接合されている。
　介在部材１３は、圧電素子１１とベース部１４との間に配置され、圧電素子１１とベース部１４とのそれぞれに接合されている。介在部材１３は、絶縁性を有し、弾性を有する。介在部材１３は、ベース部１４よりもヤング率が低い。介在部材１３は、例えばシリコーンゴムなどのゴムや、シリコン系の接着剤などの樹脂などからなる。介在部材１３は、環状（より具体的には円環状）をなしている。介在部材１３の軸方向は、振動板１０の厚さ方向に沿っており、より具体的には振動板１０の厚さ方向と同じである。介在部材１３は、振動板１０の板厚方向と直交する平面方向において、介在部材１３に内接する内接円１３Ａと外接する外接円１３Ｂとの間に振動板１０の振動の節２０が配置されるように配置されている（図３参照）。
　ベース部１４は、合成樹脂製であり、樹脂台として構成されている。ベース部１４は、板状をなしている。ベース部１４の厚さ方向は、振動板１０の厚さ方向に沿っており、より具体的には振動板１０の厚さ方向と同じである。
　第１配線部１５は、金属製の第１端子１５Ａと第１コイルバネ１５Ｂとを有する。ベース部１４には、厚さ方向に貫通する第１ベース貫通孔１４Ａが形成されている。第１配線部１５は、第１ベース貫通孔１４Ａに挿し通される。第１端子１５Ａは、第１ベース貫通孔１４Ａにおける振動板１０側とは反対側の開口を塞ぐ位置でベース部１４に固定されている。第１コイルバネ１５Ｂの伸縮方向は、振動板１０の厚さ方向に沿っており、より具体的には厚さ方向と同じである。第１コイルバネ１５Ｂは、振動板１０と第１端子１５Ａとの間に挟まれて配置され、振動板１０と第１端子１５Ａとから押圧されて圧縮された状態で配置されている。第１コイルバネ１５Ｂの一端は、振動板１０に接触し、他端は、第１端子１５Ａに接触する。第１配線部１５は、正極側導電路及び負極側導電路（例えばグラウンド）のうち一方の導電路に電気的に接続される。
　第２配線部１６は、金属製の第２端子１６Ａと第２コイルバネ１６Ｂとを有する。ベース部１４には、厚さ方向に貫通する第２ベース貫通孔１４Ｂが形成されている。第２配線部１６は、第２ベース貫通孔１４Ｂに挿し通される。第２端子１６Ａは、第２ベース貫通孔１４Ｂにおける振動板１０側とは反対側の開口を塞ぐ位置でベース部１４に固定されている。第２コイルバネ１６Ｂの伸縮方向は、振動板１０の厚さ方向に沿っており、より具体的には厚さ方向と同じである。第２コイルバネ１６Ｂは、圧電素子１１と第２端子１６Ａとの間に挟まれて配置され、圧電素子１１と第２端子１６Ａとから押圧されて圧縮された状態で配置されている。第２コイルバネ１６Ｂの一端は、圧電素子１１における振動板１０側とは反対側の面（つまり、圧電素子１１の電極３３）に接触し、他端は、第２端子１６Ａに接触する。第２配線部１６は、正極側導電路及び負極側導電路（例えばグラウンド）のうち他方の導電路に電気的に接続される。
　ケース１７は、共振子１２に異物が接触しないように、共振子１２を保護する部材である。ケース１７は、ベース部１４に固定されている。ケース１７は、共振子１２の周囲を囲む周壁部１７Ａを有する。ケース１７のうち共振子１２よりもベース部１４側とは反対側には複数の開口が形成されており、この開口を介して超音波が外部に送られ、また外部からケース１７内に入り込む。
　図３に示すように、振動板１０の厚さ方向と直交する平面方向において、振動板１０と共振子１２との接合部４０は、節２０よりも内側に配置されており、且つ圧電素子１１の貫通孔３０が節２０よりも内側に配置されている。また、上記平面方向において、振動板１０と共振子１２との接合部４０が介在部材１３に内接する内接円１３Ａよりも内側に配置され、且つ貫通孔３０が内接円１３Ａよりも内側に配置されている。また、振動板１０の厚さ方向から見た場合に、接合部４０の全体が貫通孔３０と重なる位置に配置されている。また、振動板１０の厚さ方向から見た場合に、接合部４０の全体が穴部２３と重なる位置に配置されている。
　次の説明は、第１実施形態の効果に関する。
　第１実施形態の超音波トランスデューサ１では、振動板１０と共振子１２との接合部４０が振動板１０の振動の節２０よりも内側に配置されている。このため、節２０よりも内側において、圧電素子１１に応力が加わりやすくなってしまう。しかし、この接合部４０からの応力が加わりやすい領域に、圧電素子１１の貫通孔３０が配置されている。このため、この超音波トランスデューサ１によれば、共振子１２の振動に起因して圧電素子１１に加わる応力を低減させうる。
　また、第１実施形態の超音波トランスデューサ１では、振動板１０と共振子１２との接合部４０が介在部材１３に内接する内接円１３Ａよりも内側に配置されている。このため、振動板１０は、介在部材１３に内接する内接円１３Ａよりも内側において振動しやすくなり、内接円１３Ａよりも内側において圧電素子１１に応力が加わりやすくなってしまう。しかし、この接合部４０からの応力が加わりやすい領域に、圧電素子１１の貫通孔３０が配置されている。このため、この超音波トランスデューサ１によれば、共振子１２の振動に起因して圧電素子１１に加わる応力を低減させうる。
　更に、振動板１０の厚さ方向から見た場合に、接合部４０の全体が貫通孔３０と重なる位置に配置されている。このため、接合部４０の全体が貫通孔３０と重なる位置に配置されているため、共振子１２の振動に起因して圧電素子１１に加わる応力をより効果的に低減させうる。
　更に、振動板１０の厚さ方向から見た場合に、接合部４０の全体が穴部２３と重なる位置に配置されている。このため、振動板１０を振動しやすくすることができ、振動板１０を振動させるための消費電力を低減させうる。
＜第２実施形態＞
　第１実施形態では、振動板の厚さ方向から見た場合に、接合部の全体が貫通孔と重なる位置に配置されていたが、接合部の全体が貫通孔と重なる位置に配置される構成でなくてもよい。第２実施形態では、振動板の厚さ方向から見た場合に、接合部の一部が貫通孔と重なる位置に配置される例について説明する。なお、第２実施形態の超音波トランスデューサは、圧電素子の形状のみが第１実施形態の超音波トランスデューサとは異なり、その他の点で共通する。以下の説明では、第１実施形態と共通する構成については同じ符号を付し、詳しい説明を省略する。
　第２実施形態の圧電素子２１１は、図４に示すように、振動板１０の厚さ方向から見た場合に、矩形状をなしている。圧電素子２１１には、振動板１０の厚さ方向に貫通する貫通孔２３０が形成されている。貫通孔２３０の貫通方向と直交する面で貫通孔２３０を切断した切断面の形状は、矩形状をなしている。
　図５に示すように、振動板１０の厚さ方向から見た場合に、振動板１０と共振子１２との接合部４０の一部が貫通孔２３０と重なる位置に配置されている。また、貫通孔２３０は、振動板１０の厚さ方向から見た場合に、接合部４０と重ならない部分を有している。
　以上のように、第２実施形態の超音波トランスデューサ２０１は、厚さ方向から見た場合に、接合部４０の一部が貫通孔２３０と重なる位置に配置されている。このため、超音波トランスデューサ２０１は、接合部４０が貫通孔２３０と一切重ならない位置に配置されている構成と比較して、共振子１２の振動に起因して圧電素子２１１に加わる応力をより効果的に低減させうる。
＜第３実施形態＞
　第１実施形態では、圧電素子に形成される貫通孔の数が１であったが、複数であってもよい。第３実施形態では、圧電素子に複数の貫通孔が形成される例について説明する。なお、第３実施形態の超音波トランスデューサは、圧電素子の形状のみが第１実施形態の超音波トランスデューサとは異なり、その他の点で共通する。以下の説明では、第１実施形態と共通する構成については同じ符号を付し、詳しい説明を省略する。
　第３実施形態の圧電素子３１１は、図６に示すように、振動板１０の厚さ方向から見た場合に、矩形状をなしている。圧電素子３１１には、振動板１０の厚さ方向に貫通する貫通孔３３０が形成されている。貫通孔３３０の貫通方向と直交する面で貫通孔３３０を切断した切断面の形状は、円形をなしている。貫通孔３３０は、圧電素子３１１に複数（本実施形態では５）形成されている。より具体的には、圧電素子３１１の中心に１の貫通孔３３０Ａが形成され、その貫通孔３３０Ａの周りに４の貫通孔３３０Ｂが形成されている。
　図７に示すように、振動板１０の厚さ方向から見た場合に、振動板１０と共振子１２との接合部４０の一部が貫通孔３３０と重なる位置に配置されている。
　以上のように、第３実施形態の超音波トランスデューサ３０１は、厚さ方向から見た場合に、接合部４０の一部が貫通孔３３０と重なる位置に配置されている。このため、超音波トランスデューサ３０１は、接合部４０が貫通孔３３０と一切重ならない位置に配置されている構成と比較して、共振子１２の振動に起因して圧電素子３１１に加わる応力をより効果的に低減させうる。
＜第４実施形態＞
　第１実施形態では、振動板が穴部を有する構成であったが、振動板が穴部を有さない構成であってもよい。第４実施形態の超音波トランスデューサは、振動板が穴部を有さない点で第１実施形態の超音波トランスデューサとは異なり、その他の点で共通する。以下の説明では、第１実施形態と共通する構成については同じ符号を付し、詳しい説明を省略する。
　第４実施形態の超音波トランスデューサは、図８に示すように、振動板４１０と、圧電素子１１と、共振子１２と、を備える。振動板４１０は、穴部を有さない点を除き、第１実施形態の振動板１０と同じ構成である。つまり、振動板４１０の厚さ方向の両面は、平坦である。振動板４１０の厚さは、振動板４１０全体で均一である。第４実施形態の超音波トランスデューサによれば、振動板４１０が穴部を有さないため、振動板４１０の成形が容易である。
＜第５実施形態＞
　第１実施形態では、振動板の穴部が切削加工によって形成される構成であったが、振動板の穴部が別の方法によって形成される構成であってもよい。第５実施形態では、振動板の穴部が半抜きによって形成される例を説明する。第５実施形態の超音波トランスデューサは、振動板の穴部が半抜きによって形成される点で第１実施形態の超音波トランスデューサとは異なり、その他の点で共通する。以下の説明では、第１実施形態と共通する構成については同じ符号を付し、詳しい説明を省略する。
　第５実施形態の超音波トランスデューサは、図９に示すように、振動板５１０と、圧電素子１１と、共振子１２と、を備える。振動板５１０は、厚さ方向の一方側の第１面５２１と、他方側の第２面５２２とを有する。第１面５２１には、共振子１２が接合されている。第２面５２２には、圧電素子１１が接合されている。
　振動板５１０は、穴部５２３と、凸部５２４と、を有する。穴部５２３は、第１面５２１に形成されており、第１面５２１を凹ませた形状をなしている。穴部５２３は、半抜きによって形成されている。穴部５２３は、振動板５１０の厚さ方向と直交する面で切断した切断面が円形であり、振動板５１０の厚さ方向に一定である。共振子１２の平坦部１２Ａは、穴部５２３内に嵌まり、穴部５２３の底面５２３Ａに接合される。
　凸部５２４は、第２面５２２に形成されている。凸部５２４の少なくとも一部は、振動板５１０の厚さ方向から見た場合に、穴部５２３と重なる位置に配置されている。凸部５２４は、穴部５２３を半抜きによって形成する際に形成される。凸部５２４は、圧電素子１１の貫通孔３０内に嵌まる。凸部５２４の突出寸法は、圧電素子１１の厚さよりも小さい。このため、凸部５２４は、貫通孔３０の外側に突出しない。
　第５実施形態の超音波トランスデューサによれば、振動板の穴部を切削加工によって形成する場合と比較して、切りくずが生じにくい。
＜第６実施形態＞
　第１実施形態では、振動板の穴部が振動板を貫通しない構成であったが、穴部が振動板を貫通する構成であってもよい。第６実施形態では、振動板の穴部が振動板を貫通する例を説明する。第６実施形態の超音波トランスデューサは、振動板の穴部が振動板を貫通する点で第１実施形態の超音波トランスデューサとは異なり、その他の点で共通する。以下の説明では、第１実施形態と共通する構成については同じ符号を付し、詳しい説明を省略する。
　第６実施形態の超音波トランスデューサは、図１０に示すように、振動板６１０と、圧電素子１１と、共振子１２と、を備える。振動板６１０は、厚さ方向の一方側の第１面６２１と、他方側の第２面６２２とを有する。第１面６２１には、共振子１２が接合されている。第２面６２２には、圧電素子１１が接合されている。
　振動板６１０は、穴部６２３を有する。穴部６２３は、振動板６１０を厚さ方向に貫通した形態をなしている。穴部６２３は、振動板６１０の厚さ方向と直交する平面方向において、共振子１２の平坦部１２Ａの外周縁よりも内側に収まるように配置されている。穴部６２３は、振動板６１０の厚さ方向と直交する平面方向において、貫通孔３０の内壁よりも内側に収まるように配置されている。穴部６２３は、振動板６１０の厚さ方向と直交する面で切断した切断面が円形であり、振動板６１０の厚さ方向に一定である。
＜他の実施形態＞
　本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。また、上述した実施形態や後述する実施形態の様々な特徴は、矛盾しない組み合わせであればどのように組み合わされてもよい。
　上記各実施形態では、振動板の厚さ方向から見た場合に、接合部の少なくとも一部が貫通孔と重なる位置に配置される構成であったが、接合部が一切貫通孔と重ならない位置に配置される構成であってもよい。
　上記各実施形態では、第１コイルバネ及び第２コイルバネが接合されない構成であったが、接合される構成であってもよい。接合方法は、限定されず、例えば半田付け、レーザ溶接、超音波溶接などである。
　なお、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、今回開示された実施の形態に限定されるものではなく、請求の範囲によって示された範囲内又は請求の範囲と均等の範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
１…超音波トランスデューサ
１０…振動板
１１…圧電素子
１２…共振子
１２Ａ…平坦部
１２Ｂ…テーパ部
１３…介在部材
１３Ａ…内接円
１３Ｂ…外接円
１４…ベース部
１４Ａ…第１ベース貫通孔
１４Ｂ…第２ベース貫通孔
１５…第１配線部
１５Ａ…第１端子
１５Ｂ…第１コイルバネ
１６…第２配線部
１６Ａ…第２端子
１６Ｂ…第２コイルバネ
１７…ケース
１７Ａ…周壁部
２０…節
２１…第１面
２２…第２面
２３…穴部
２３Ａ…底面
３０…貫通孔
３１…圧電体
３２…電極
３３…電極
４０…接合部
２０１…超音波トランスデューサ
２１１…圧電素子
２３０…貫通孔
３０１…超音波トランスデューサ
３１１…圧電素子
３３０…貫通孔
３３０Ａ…貫通孔
３３０Ｂ…貫通孔
４１０…振動板
５１０…振動板
５２１…第１面
５２２…第２面
５２３…穴部
６１０…振動板
６２１…第１面
６２２…第２面
６２３…穴部

Claims (5)

  1. 　ベース部と、
    　前記ベース部に接合される圧電素子と、
    　前記圧電素子に接合され、環状の節を生じさせるように振動する振動板と、
    　前記振動板に接合される共振子と、
    　を備え、
    　前記振動板における厚さ方向の一方側の第１面には、前記共振子が接合され、
    　前記振動板における前記厚さ方向の他方側の第２面には、前記圧電素子における前記ベース部に接合される側とは反対側の面が接合され、
    　前記圧電素子には、前記厚さ方向に貫通する貫通孔が形成されており、
    　前記厚さ方向と直交する平面方向において、前記振動板と前記共振子との接合部が前記節よりも内側に配置され、且つ前記貫通孔が前記節よりも内側に配置されている
    　超音波トランスデューサ。
  2. 　ベース部と、
    　環状をなし、前記ベース部に接合される介在部材と、
    　前記介在部材を介して前記ベース部に接合される圧電素子と、
    　前記圧電素子に接合され、環状の節を生じさせるように振動する振動板と、
    　前記振動板に接合される共振子と、
    　を備え、
    　前記振動板における厚さ方向の一方側の第１面は、前記共振子に接合され、
    　前記振動板における前記厚さ方向の他方側の第２面は、前記圧電素子における前記ベース部に接合される側とは反対側の面に接合され、
    　前記圧電素子には、前記厚さ方向に貫通する貫通孔が形成されており、
    　前記厚さ方向と直交する平面方向において、前記振動板と前記共振子との接合部が前記介在部材に内接する内接円よりも内側に配置され、且つ前記貫通孔が前記内接円よりも内側に配置されている
    　超音波トランスデューサ。
  3. 　前記厚さ方向から見た場合に、前記接合部の少なくとも一部が前記貫通孔と重なる位置に配置されている
    　請求項１又は請求項２に記載の超音波トランスデューサ。
  4. 　前記厚さ方向から見た場合に、前記接合部の全体が前記貫通孔と重なる位置に配置されている
    　請求項３に記載の超音波トランスデューサ。
  5. 　前記振動板は、穴部を有し、
    　前記厚さ方向から見た場合に、前記接合部の少なくとも一部が前記穴部と重なる位置に配置されている
    　請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の超音波トランスデューサ。
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