JPS6016160Y2 - アレ−型超音波探触子 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、複数の分離された圧電振動子エレメントを並
設されるアレー型超音波探触子に関し、特に音場の偏向
を減少しかつリードの引出しの容易なアレー型超音波探
触子の構造に関する。

圧電振動子を用いた超音波探触子は、ＰＺＴ等の圧電振
動子の両面に電極を貼着して構成する。

そしてこれら電極間に電圧を印加して超音波を発生させ
、この超音波を被測定物に放射し、又放射した超音波に
対する被測定物からの反射波を受けてこれを電気信号に
変換するものである。

ところで、前述の如き超音波探触子は、一方の電極面を
ダンパー材からなる振動子保持台上に貼着する関係から
、第１図ａに示す構成を採っている。

即ち、ＰｚＴ等の圧電振動子１の第１の面に第１の電極
２を設け、支持体に貼着する第２の面に第２の電極３を
設け、第２の電極（裏面電極）３の一部を導電部３２を
介して表面に導出し、第１の面の一部に折返し電極３１
を設ける、いわゆる１折返し電極構造ヨを採っている。

このため、第１図すに示すように超音波探触子の音場中
心ａ２が機械的中心線ａ１から偏り、このため本来ある
べき音場特性曲線ｂ１がｂ２のごとく移動して音場の対
称性を失い、偏向が避けられない。

しかも折返し電極を設けたことにより表面電極の振動実
効面積が減り、それだけ超音波音場が歪められることに
なる。

また、第１図ａに示す如き構造の探触子を細かく輪切り
にした圧電振動子エレメントを振動子保持台上に多数個
並列に設けたアレー型超音波探触子にあっては、各探触
子アレーの間隔が非常に小さく、リード線の各電極への
取付けが非常に困難であるなどの不都合が生じる。

本考案の目的は、音場の対称性を保ち且つ音場の歪を防
止しうるアレー型超音波探触子を提供するとともに、各
探触子アレーからのリード線の引出しを容易にするアレ
ー型超音波探触子を提供することにある。

以下、本考案について詳細に説明する。

第２図ａは、本考案に係るアレー型超音波探触子を振動
子保持台上に形成する前の段階の構造を示す斜視図であ
る。

第２図ａにおいて、１′は板状に形威されたＰＺＴ等の
圧電振動子板であり、圧電振動子板１′の第１の面全面
には、第１の電極となる他等の金属薄膜４′が設けられ
、第２の面全面には第２の電極となるＡｇ等の金属薄膜
５′が設けられる。

金属薄膜５′の下面にはリード部用の金属箔６及び７が
積層接着されており、且つ横方向に導出されている。

８はダンパー材による振動子保持台である。

アレー型超音波探触子を構成する場合、まず第２図ａに
示す圧電振動子板１′を、切断器を用いて金属薄膜４′
及び５′ごと輪切りにし、第３図ａに示す如く横山数閣
程度の圧電振動子エレメント１１．１２．１３・・・１
ｎを形成する。

これら圧電振動子エレメントは、金属薄膜４′及び５′
が切断されて上面に電極４を持ち、下面に電極５を持つ
。

そして電極５は金属箔６及び７と電気的・機械的に接続
されている。

次に、第３図すに示す如く、各圧電振動子エレメント各
１個に対して１個のリード部を有する如く金属箔７を切
断してリード部７１乃至７ｎを形威し、第３図すには明
示していないが、金属箔６も同様に切断してリード部６
１乃至６ｎを形成する。

この切断によりたとえば圧電振動子エレメント１１の両
端には、電極５と接続したリード部６１と７１が設けら
れたことになる。

次に、リード部６１乃至６ｎのうち、奇数番目のリード
部を根部から切断するとともに、リードエレメント７１
乃至７ｎのうち、偶数番目のリード部を根部から切断す
る。

この工程で、奇数番目の圧電振動子エレメント１１，１
３，１５・・・はリード部？１，７３．７５・・・を持
ち、偶数番口の圧電振動子エレメント１２．１４，１６
・・・はリード部６２，６４，６６・・・を持つことに
なる。

その後、左右に導出された各リード部を端子部としてこ
れらに引出し用の導線を接続する。

一方、圧電振動子エレメント１１，１２・・・１ｎの第
１の電極４上の端部には、第３図すに示すようにＡｇ等
の細い金属線材からなるリード線９が半田付けにより取
り付けられ、第１の電極４は共通接続される。

そして、このリード線９にアース電位を与え、各リード
部から導出された導線を順次切換えて各圧電振動子エレ
メントを端部から順次走査する如く動作せしめる。

なお、上述の如き構成を有するアレー型超音波探触子の
第１の電極４が被測定体と接面する超音波放射側であり
、通常電極４上に使用超音波の４分の１波長の厚みを有
する音響マツチング層が設けられる。

この実施例のように、被測定物と接面する側に折返し電
極を設けていない構造とすれば、第２図すに示すように
、超音波探触子の機械的中心線と超音波音場の中心線Ａ
１とを一致させることができるとともに、左右対称な超
音波分布Ｂ１をうろことができる。

しかも圧電振動子エレメントの全面を振動実効面積とす
ることができる。

第３図Ｃは、圧電振動子エレメントを３つまとめて群と
し、群単位にリード部７１′乃至７ ｎ’を付与した実
施例を示す斜視図である。

即ち、第３図すに示す実施例におけるリード部７１と７
２と７３を１つのリード部７１′としたものである。

引出し用の導線を設ける場合には、前記実施例と同様、
奇数番目の群に対しリード部７１’、７３’・・・・・
・を設け、偶数番目の群に対してリード部６２’、６４
’・・・・・・を与えるようにし、これらに引出し用の
導線を取り付ければよい。

なお、群を構成する圧電振動子エレメントは３つに限ら
ず、２個、４個、他の所定数あるいは群毎に個数を変化
させることもできる。

また、本考案の変形として、金属箔６及び７を２枚とす
ることなく、第２の電極５の下面全面に金属箔を設けて
一枚とすることもできる。

以上詳細に説明したように、本考案は、振動子保持台上
に複数の分離された圧電振動子エレメントを並設して保
持するアレー型超音波探触子において、前記個々の圧電
振動子エレメントの被測定物と対向する第１の面上にの
み第１の電極を設けるとともに、前記個々の圧電振動子
エレメントの前記振動子保持台と対向する第２の面上に
のみ第２の電極を設け、且つ所定数の圧電振動子エレメ
ント群上の第２の電極群毎と積層接着するとともに偶数
番目の圧電振動子エレメント群からは一方の側方に導出
し奇数番目の圧電振動子エレメント群からは他方の側方
に導出した金属箔からなるリード部を設け、前記第２の
電極面を振動子保持台上に保持したので、振動有効面積
が従来のものに比べて増大し、超音波音場強度を強める
ことができるとともに、対称性のある超音波音場が得ら
れ、音場パターンの偏向を防止することができる。

それに加えて、本考案のリード部は、偶数番目の圧電振
動子エレメント群からは一方の側方に導出し奇数番目の
圧電振動子エレメント群からは他方の側方に導出してい
るので、各圧電振動子エレメントの間隔が非常に小さく
なっても、リード部に引出し用の導線を接続することは
容易である。

また、本考案のリード部は、その構成上、何ら加工され
ていない金属箔を圧電振動子板上の第２の電極と積層接
着し、その後圧電振動子板を輪切りにして圧電振動子エ
レメントを作成する際に同時に作成できるので、たとえ
ばリード部となる金属箔を各圧電振動子エレメント対向
するようにあらかじめ分割する等の工程は不要であり、
その作成はきわめて容易である。

また、本考案は、従来のものに比べて、圧電振動子エレ
メント上にいわゆる１折返し電極ヨを設ける必要がない
ので、その電極形成も容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ及びｂは従来の超音波探触子の説明図、第２図
ａは、本考案のアレー型超音波探触子を振動子保持台上
に設ける前段階の構造を示す斜視図、第２図すは、本考
案の一実施例の音場特性図、第３図ａ乃至Ｃは、それぞ
れ本考案の実施例を示す斜視図である。 図中、１′は圧電振動子板、１は圧電振動子、２及び３
は電極、３１は折返し電極、３２は導電部、４′及び５
′は金属薄膜、４及び５は電極、６及び７は金属箔、８
は振動子保持台、９はリード線、１１，１２・・・・・
・１ｎは圧電振動子エレメント、６１，６２．・・・・
・・６ｎ及び？１，７２．・・・・・・７ｎはリード部
である。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）振動子保持台上に複数の分離された圧電振動子エ
   レメントを並設して保持するアレー型超音波探触子にお
   いて、前記個々の圧電振動子エレメントの被測定物と対
   向する第１の面上にのみ第１の電極を設けるとともに、
   前記個々の圧電振動子エレメントの前記振動子保持台と
   対向する第２の面上にのみ第２の電極を設け、且つ所定
   数の圧電振動子エレメント群上の第２の電極群毎と積層
   接着するとともに偶数番目の圧電振動子エレメント群か
   らは一方の側方に導出し奇数番目の圧電振動子エレメン
   ト群からは他方の側方に導出した金属箔からなるリード
   部を設け、前記第２の電極面を振動子保持台上に保持し
   たことを特徴とするアレー型超音波探触子。
2. （２） リード部は、１つの圧電振動子エレメント上
   の第２の電極毎と積層接着するとともに偶数番目の圧電
   振動子エレメントからは一方の側方に導出し奇数番目の
   圧電振動子エレメントからは他方の側方に導出した金属
   箔からなることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第
   （１）項記載のアレー型超音波探触子。
3. （３） 前記第１の電極の各々が共通接続されること
   を特徴とする実用新案登録請求の範囲第（１）項又は第
   （２）項記載のアレー型超音波探触子。