JPH03143199A - 圧電型トランスデューサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［ａ業上の利用分野］ 本発明は、超音波スキャナー等において超音波振動子と
して用いられる圧電型トランスデユーサに関する。

［従来の技術］ 従来、この種圧電型トランスデユーサは、例えは第５図
に示すように構成されている。

図中１は圧電振動子で、第６図、第７図に示すように、
球面円板状の圧電振動子素体２の凸面側及び凹面側にこ
の圧電振動子素体２と同外径のプラス電極３及びマイナ
ス電極４を坑底によって形成する一方、マイナス電極４
をプラス電極３の一部を除去して形成した半月状のマイ
ナス電極端子部４ａに接続し、かつマイナス電極４上に
第１音響マツチング層５及び第２音響マツチング層６を
積層して構成されている。そして、圧電振動子１は、そ
のプラス電極３が接触するのを避けるため、圧電振動子
１の外径より適宜大径の内径を有するカップ状の金属ケ
ース７の開口部付近に、凸面側を内方にして速硬性エポ
キシ接着剤８により同心円状に接着されている。圧電振
動子１のプラス電極３には、金属ケース７の注型穴９を
挿通した同軸ケーブル１０の中心導体が半田付けされる
一方、マイナス電極端子部４ａには、一端を金属ケース
７に半田付けされた導線１１の他端が半田付けされ、か
つ金属ケース７には、同軸ケーブル１０の外側導体が半
田付けされている。そして、金属ケース７内には、背面
音響制動材１２が充填されている。

上記構成の圧電型トランスデユーサにおいては、圧電振
動子１と金属ケース７との接着は、第８図に示すように
、テフロン製の段付き載置台１３ａと締め付はリング１
３ｂとからなる位置決め治具１３を用いて両者を同心状
に位置決めした後、注型穴９から速硬性エポキシ接着剤
８を両者間の数ケ所に塗布し、その硬化後に位置決め治
具１３から取り出し、残る圧電振動子１と金属ケース７
との間の隙間に同じ接着剤８を充填して両者を全周に亘
って気密に接着するものである。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来の圧電型トランスデユーサによ
れば、その圧電振動子と金属ケースとの接着のために、
位置決め治具を用いなければならないので、次のような
問題がある。

（１）位置決め治具１３への取り付けの際に、第９図に
示すように、圧電振動子１と金属ケース７との組み合わ
せに位置ずれｄΔを生じ、両者の組み合わせ位置精度を
出し難く、かかる場合は、金属ケース７の中心軸線であ
る音軸Ｌｓと超音波集束点Ｕ。とにずれを生じて圧電型
トランスデユーサの精度を低下させていた。

（２）圧電振動子１と金属ケース７との点状の接着が、
注型穴９を通した速硬性エポキシ接着剤８の塗布によっ
て行われるため、作業能率が悪かった。

そこで、本発明は、音軸と超音波集束点との位置ずれを
低減し、かつ接着作業能率を向上し得る圧電型トランス
デユーサの提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 前記課題を解決するため、本発明の圧電型トランスデユ
ーサは、球面円板状をなす圧電振動子素体の表面にこの
圧電振動子素体の外径より小径を有する電極を設けた圧
電振動子を、フランジを設けたカップ状ケースに嵌着し
たものである。

［作　用コ 上記手段においては、圧電振動子とケースとの組み合わ
せ及び接着が、ケースのフランジを位置決め治具とし、
これに対する圧電振動子の嵌着によって行われる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第！図〜第４図と共に説明す
る。

図中１６は圧電振動子で、球面円板状の圧電振動子素体
１７の凸面側及び凹面側にこの圧電振動子素体１７の外
径より適宜小径のプラス電極１８及びマイナス電極１９
を焼成あるいは蒸着によって略同心に形成する一方、マ
イナス電極１９をプラス電極１８の一部を除去して凸面
側の周辺部に形成した半月状のマイナス電極端子部１９
ａと接続して設けられていると共に、マイナス電極１９
の上に第１音響マツチング層２０及び第２音響マツチン
グ層２１を積層して構成されている。

圧電振動子１６は、そのプラス電極１８が接触するのを
避けるため、このプラス電極１８より適宜大径の内径を
有するカップ状に形成され、かつ開口端部に圧電振動子
１の外径と略同内径の周壁２２を有するフランジ２３を
設けた金属または樹脂製のケース２４のフランジ２３に
、凸面側を内方にして速硬性エポキシ接着剤により嵌着
されて同軸ケーブル２６の中心導体２６ａが半田付けさ
れる一方、マイナス電極端子部ｔ９ａには、ケース２４
が金属製の場合、その内壁面に一端を半田付けされた導
線２７の他端が半田付けされ、かつケース２４には、同
軸ケーブル２６の外側導体２６ｂが半田付けされている
。ケース２４内には、背面音［ＩＪ動材２８が充填され
ている。

上記構成の圧電型トランスデユーサを製造するには、ま
ず、所要寸法の電極１８．１９等を形成した圧電振動子
素体１７の凹面上にそれぞれ音響インピーダンス８　、
　５　ｋｇ／ｍ２ｓｅｃ、　３　ｋｇ／ｍ”ｓｅｃの音
響マツチング材を第１、第２音響マツチング層２０．２
１とし、１／４大の厚さで形成して圧電振動子１６とす
る。

ついで、真鍮製のケース２４の周壁２２を有するフラン
ジ２３に速硬性エポキシ接着剤を塗布し、圧電振動子１
６を凸面側を内方にして嵌合して両者を接着する。この
とき、周壁２２を有するフランジ２３は、位置決め治具
として機能し、プラス電ｐｉ１８がケース２４と接触す
ることなく、圧電振動子１６とケース２４とが正確に位
置決めされて組み合わされ、超音波集束点と音軸とのず
れが極めて少なくなり、かつ接着作業が容易となる。

次に、同軸ケーブル２６をケース２４の注型穴２５から
挿入し、中心導体２６ａ及び外側導体２６ｂをプラス電
極１８及びケース２４に半田付けすると共に、導線２７
の端部をマイナス電極１９のマイナス電極端子部１９ａ
及びケース２４に半田付けする。

なお、ケース２４が樹脂製の場合は、導線２７の一端部
を外側導体２６ｂと半田付けするようにする。

最後に、ケース２４内に、その注型穴２５より音響イン
ピーダンス５〜６　ｋｇ／ｍ’ｓｅｃの背面音響制動材
２８を注型する。

各圧電型トランスデユーサをパルス駆動し、音軸と超音
波集束点の位置ずれを測定したところ、従来品を併記す
る第１表に示すようになった。

第　　１　　表 従って、本発明品は、従来品に比べ、圧電振動子とケー
スとの組み合わせ位置決め精度が向上していることがわ
かる。

又、圧電振動子とケースとの接着固定に要する１個当り
の作業時間は、従来品が１０分以上であるのに対し、本
発明品が３分以内となり、従来に比して３０％以下に短
縮できることがわかる。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、圧電振動子とケースとの
組み合わせ及び接着が、ケースのフランジを位置決め治
具とし、これに対する圧電振動子の嵌着によって行われ
るので、プラス電極がケースと接触することなく、圧電
振動子とケースとが正確に組み合わされて位置決めされ
、従来に比して超音波集束点と音軸とのずれを極めて少
なくでき、かつ接着作業能率を大幅に向上することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実施例を示し、第１図は圧
電型トランスデユーサの縦断面図、第２図、第３図は圧
電振動子の平面図、縦断面図、第４図はケースの縦断面
図、第５図は従来の圧電型トランスデユーサの縦断面図
で、第６図、第７図はその圧電振動子の平面図、縦断面
図、第８図は従来の圧電型トランスデユーサの製造方法
を示す縦断面図、第９図は従来の圧電型トランスデユー
サの作用を示す説明図である。 １６・・・圧電振動子　　１７・・・圧電振動子素体１
８・・・プラス電極　　１９・・・マイナス電極ａ・・
・マイナス電極端子部 ２・・・周壁 ２３・・・フランジ ２４・・・ケース

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）球面円板状をなす圧電振動子素体の表面にこの圧
   電振動子素体の外径より小さい径を有する電極を設けた
   圧電振動子を、開口部にフランジを設けたカップ状ケー
   スに嵌着したことを特徴とする圧電型トランスデューサ
   。