Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7670480B2 - Ultrasonic Transducers - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7670480B2 - Ultrasonic Transducers - Google Patents

Ultrasonic Transducers Download PDF

Info

Publication number
JP7670480B2
JP7670480B2 JP2020217041A JP2020217041A JP7670480B2 JP 7670480 B2 JP7670480 B2 JP 7670480B2 JP 2020217041 A JP2020217041 A JP 2020217041A JP 2020217041 A JP2020217041 A JP 2020217041A JP 7670480 B2 JP7670480 B2 JP 7670480B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
case
holding member
piezoelectric vibrator
ultrasonic transducer
thickness direction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020217041A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2022102355A (en
Inventor
佳生 太田
三樹夫 住吉
光尚 本間
博之 井尻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Priority to JP2020217041A priority Critical patent/JP7670480B2/en
Publication of JP2022102355A publication Critical patent/JP2022102355A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7670480B2 publication Critical patent/JP7670480B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)

Description

本発明は、超音波トランスデューサに関する。 The present invention relates to an ultrasonic transducer.

従来、ケース内に圧電振動子が配置された超音波トランスデューサが知られている。たとえば、下記特許文献1には、外部基板と電気的に接続されるピン状の導電性端子を備え、該導電性端子と圧電振動子とがフレキシブル基板を介して接続された構成を有する超音波トランスデューサが開示されている。 Conventionally, ultrasonic transducers in which a piezoelectric vibrator is disposed within a case are known. For example, the following Patent Document 1 discloses an ultrasonic transducer having a pin-shaped conductive terminal that is electrically connected to an external substrate, and the conductive terminal and the piezoelectric vibrator are connected via a flexible substrate.

特許5672389号Patent No. 5672389

上述した超音波トランスデューサにおいては、導電性端子の保持が十分ではなく、ケースに対する導電性端子の相対位置ズレが生じる虞があった。 In the ultrasonic transducer described above, the conductive terminals were not held sufficiently, and there was a risk that the conductive terminals would become misaligned relative to the case.

本発明の一態様は、ケースに対する導電性端子の相対位置ズレが抑制された超音波トランスデューサを提供することを目的とする。 One aspect of the present invention aims to provide an ultrasonic transducer in which the relative positional deviation of the conductive terminals with respect to the case is suppressed.

本発明の一形態に係る超音波トランスデューサは、圧電振動子を備える超音波トランスデューサであって、底蓋を有するケースと、ケース内において底蓋上に配置された圧電振動子と、ケース内において、底蓋から離間した位置においてケースに保持された保持部材と、圧電振動子の厚さ方向に沿う方向に延在し、保持部材に保持された導電性端子と、ケース内において圧電振動子と導電性端子とを電気的に接続する配線部材とを備える。 An ultrasonic transducer according to one embodiment of the present invention is an ultrasonic transducer equipped with a piezoelectric vibrator, and includes a case having a bottom lid, a piezoelectric vibrator arranged on the bottom lid within the case, a holding member held by the case at a position within the case away from the bottom lid, a conductive terminal extending in a direction along the thickness direction of the piezoelectric vibrator and held by the holding member, and a wiring member that electrically connects the piezoelectric vibrator and the conductive terminal within the case.

上記超音波トランスデューサにおいては、導電性端子を保持する保持部材がケースに保持されている。そのため、上記保持部材により、ケースに対する導電性端子の相対位置ズレが抑制されている。 In the ultrasonic transducer, a holding member that holds the conductive terminal is held in the case. Therefore, the holding member prevents the conductive terminal from shifting relative to the case.

他の形態に係る超音波トランスデューサは、配線部材がフレキシブル基板である。 In another embodiment of the ultrasonic transducer, the wiring member is a flexible substrate.

他の形態に係る超音波トランスデューサは、圧電振動子の厚さ方向から見て、保持部材が3点以上でケースに保持されている。 In another embodiment of the ultrasonic transducer, the holding member is held to the case at three or more points when viewed in the thickness direction of the piezoelectric vibrator.

他の形態に係る超音波トランスデューサは、圧電振動子の厚さ方向に関して圧電振動子と保持部材との間に介在する制振材をさらに備え、配線部材が制振材の表面に沿って這い回されている。 Another embodiment of the ultrasonic transducer further includes a vibration-damping material interposed between the piezoelectric transducer and the holding member in the thickness direction of the piezoelectric transducer, and the wiring member is routed along the surface of the vibration-damping material.

他の形態に係る超音波トランスデューサは、保持部材が樹脂で構成されている。 In another embodiment of the ultrasonic transducer, the holding member is made of resin.

本発明の一態様によれば、ケースに対する導電性端子の相対位置ズレが抑制された超音波トランスデューサが提供される。 According to one aspect of the present invention, an ultrasonic transducer is provided in which the relative positional deviation of the conductive terminals with respect to the case is suppressed.

実施形態に係る超音波トランスデューサを示す概略斜視図である。1 is a schematic perspective view showing an ultrasonic transducer according to an embodiment. 図1に示した超音波トランスデューサのケースおよび保持部材を示した概略平面図である。2 is a schematic plan view showing a case and a holding member of the ultrasonic transducer shown in FIG. 1 . 図1に示した超音波トランスデューサの内部構成を示した概略斜視図である。FIG. 2 is a schematic perspective view showing an internal configuration of the ultrasonic transducer shown in FIG. 1 . 図1に示した超音波トランスデューサのIV-IV線断面図である。4 is a cross-sectional view of the ultrasonic transducer shown in FIG. 1 taken along line IV-IV. フレキシブル基板が取り付けられた圧電振動子を示した概略斜視図である。1 is a schematic perspective view showing a piezoelectric vibrator having a flexible substrate attached thereto; 異なる態様の超音波トランスデューサを示した概略平面図である。1A to 1C are schematic plan views showing ultrasonic transducers of different embodiments. 異なる態様の超音波トランスデューサを示した概略斜視図である。1 is a schematic perspective view showing an ultrasonic transducer according to a different embodiment. 図7に示した超音波トランスデューサの概略平面図である。FIG. 8 is a schematic plan view of the ultrasonic transducer shown in FIG. 7. 図7に示した超音波トランスデューサのIX-IX線断面図である。9 is a cross-sectional view of the ultrasonic transducer shown in FIG. 7 taken along line IX-IX. 異なる態様の超音波トランスデューサを示した概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing an ultrasonic transducer according to a different embodiment.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。 Below, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. In the description, the same elements or elements having the same functions will be denoted by the same reference numerals, and duplicate descriptions will be omitted.

図1~5を参照して、実施形態に係る超音波トランスデューサ1の構成を説明する。 The configuration of the ultrasonic transducer 1 according to the embodiment will be described with reference to Figures 1 to 5.

超音波トランスデューサ1は、外部から入力された電気信号に応じて発振し、超音波信号を出力することができる。また、超音波トランスデューサ1は、外部から超音波信号を受信すると、その信号を電気信号として外部に送信することができる。 The ultrasonic transducer 1 can oscillate in response to an electrical signal input from the outside and output an ultrasonic signal. In addition, when the ultrasonic transducer 1 receives an ultrasonic signal from the outside, it can transmit the signal to the outside as an electrical signal.

超音波トランスデューサ1は、超音波を送受信できる構成を有し、具体的には、ケース10と、ケース10内に収容された圧電振動子20、フレキシブル基板30、制振材40および保持部材50を備えた構成を有する。 The ultrasonic transducer 1 has a configuration capable of transmitting and receiving ultrasonic waves, and specifically, has a configuration including a case 10, a piezoelectric vibrator 20 housed within the case 10, a flexible substrate 30, a vibration-damping material 40, and a holding member 50.

ケース10は、略円筒状の筒部14と、筒部14の下端開口を塞ぐ底蓋部12(底蓋)とを含んで構成されたカップ状部材である。ケース10は、たとえば金属(一例としてアルミニウム合金)で構成されている。 The case 10 is a cup-shaped member including a substantially cylindrical tube portion 14 and a bottom cover portion 12 (bottom cover) that closes the bottom opening of the tube portion 14. The case 10 is made of, for example, a metal (aluminum alloy, for example).

筒部14の内部には収容空間が画成されており、筒部14の延在方向に対して直交する断面における収容空間の断面形状は略楕円環状(または角丸長方形環状)である。すなわち、収容空間は一方向(図2における上下方向)に延びた断面形状を有する。図2に示すように、筒部14には、上側開口の縁に、3つの窪み部15A~15Cが設けられている。3つの窪み部15A~15Cは、上部開口を挟むように配置された、2つの窪み部15A、15Bと1つの窪み部15Cとで構成されている。3つの窪み部15A~15Cは、同じ深さを有するように設計されている。 A storage space is defined inside the tube portion 14, and the cross-sectional shape of the storage space in a cross section perpendicular to the extension direction of the tube portion 14 is a substantially elliptical ring shape (or a rounded rectangular ring shape). In other words, the storage space has a cross-sectional shape that extends in one direction (the up-down direction in FIG. 2). As shown in FIG. 2, the tube portion 14 has three recesses 15A-15C on the edge of the upper opening. The three recesses 15A-15C are composed of two recesses 15A, 15B and one recess 15C, which are arranged to sandwich the upper opening. The three recesses 15A-15C are designed to have the same depth.

底蓋部12は、略円板状の形状を有し、筒部14の下側開口を塞ぐ略楕円形状領域が振動領域Vとなっている。底蓋部12の振動領域Vは厚さが均一となっている。 The bottom cover 12 has a generally circular disk shape, and the generally elliptical area that closes the lower opening of the tube 14 is the vibration area V. The vibration area V of the bottom cover 12 has a uniform thickness.

圧電振動子20は、ケース10の底蓋部12の底面11上の振動領域Vに配置されている。圧電振動子20は、図5に示すように、矩形板状の外形を有する。圧電振動子20は、圧電体層21と一対の端子電極22、23とを備えて構成されている。上側端子電極22は、圧電体層21の上面の一部の非被覆領域以外を覆っている。本実施形態では、圧電体層21の上面の非被覆領域は、振動領域Vの長軸方向に関する端部に設けられている。下側端子電極23は、圧電体層21の下面の全域を覆うとともに、上側端子電極22が覆っていない領域の圧電体層21の上面を覆い、かつ、圧電体層21の上面および下面を覆う下側端子電極23同士をつなぐように圧電体層21の側面を覆っている。そのため、一対の端子電極22、23は、圧電体層21の上面において振動領域Vの長軸方向に対向している。圧電体層21は、一層の圧電材料層を含む単層構造であってもよく、複数の圧電材料層と内部電極層とが交互に積層された多層構造であってもよい。圧電材料層は、たとえばPZT等の圧電セラミックス材料で構成することができる。圧電振動子20は、ケース10の底蓋部12に直接接合されていてもよく、エポキシ系樹脂等の接着材を介してケース10の底蓋部12に接着されていてもよい。 The piezoelectric vibrator 20 is disposed in a vibration region V on the bottom surface 11 of the bottom cover portion 12 of the case 10. As shown in FIG. 5, the piezoelectric vibrator 20 has a rectangular plate-like outer shape. The piezoelectric vibrator 20 is configured to include a piezoelectric layer 21 and a pair of terminal electrodes 22, 23. The upper terminal electrode 22 covers the entire upper surface of the piezoelectric layer 21 except for a part of an uncovered area. In this embodiment, the uncovered area on the upper surface of the piezoelectric layer 21 is provided at the end of the vibration region V in the long axis direction. The lower terminal electrode 23 covers the entire lower surface of the piezoelectric layer 21, covers the upper surface of the piezoelectric layer 21 in the area not covered by the upper terminal electrode 22, and covers the side of the piezoelectric layer 21 so as to connect the lower terminal electrodes 23 covering the upper and lower surfaces of the piezoelectric layer 21. Therefore, the pair of terminal electrodes 22, 23 face each other in the long axis direction of the vibration region V on the upper surface of the piezoelectric layer 21. The piezoelectric layer 21 may be a single-layer structure including one piezoelectric material layer, or a multi-layer structure in which multiple piezoelectric material layers and internal electrode layers are alternately stacked. The piezoelectric material layer may be made of a piezoelectric ceramic material such as PZT. The piezoelectric vibrator 20 may be directly bonded to the bottom cover 12 of the case 10, or may be bonded to the bottom cover 12 of the case 10 via an adhesive such as epoxy resin.

フレキシブル基板30(配線部材)は、図5に示すように、シート状を呈しており、一方の端部30aが圧電振動子20上に重ねられるようにして配置されている。フレキシブル基板30は、たとえば、フレキシブルプリント基板(FPC)又はフレキシブルフラットケーブル(FFC)である。すなわち、フレキシブル基板30は、ポリイミド樹脂等の樹脂からなる樹脂シートに複数の配線が設けられている。フレキシブル基板30は、複数の配線により、圧電振動子20の各端子電極22、23と後述するピン端子60A、60Bとを電気的に接続する。フレキシブル基板30に設けられた複数の配線のうち、配線32は上側端子電極22に接続されており、配線33は下側端子電極23に接続されている。 As shown in FIG. 5, the flexible substrate 30 (wiring member) is in the form of a sheet, and one end 30a is arranged so as to be superimposed on the piezoelectric vibrator 20. The flexible substrate 30 is, for example, a flexible printed circuit board (FPC) or a flexible flat cable (FFC). That is, the flexible substrate 30 is a resin sheet made of a resin such as polyimide resin, on which multiple wirings are provided. The flexible substrate 30 electrically connects the terminal electrodes 22, 23 of the piezoelectric vibrator 20 to pin terminals 60A, 60B, which will be described later, through the multiple wirings. Of the multiple wirings provided on the flexible substrate 30, wiring 32 is connected to the upper terminal electrode 22, and wiring 33 is connected to the lower terminal electrode 23.

制振材40は、圧電振動子20上に配置されている。制振材40は、たとえば、直方体形状を呈している。制振材40と圧電振動子20との間には、フレキシブル基板30の端部30aが介在している。制振材40は、圧電振動子20から所定距離だけ離間していてもよい。制振材40は、圧電振動子20の厚さ方向から見て、圧電振動子20の全体と重なるように設けることができる。制振材40は、たとえば、熱可塑性樹脂を主体とする発泡体(気泡構造体)からなる。熱可塑性樹脂は、たとえば、エチレン・プロピレン・ジエンゴム(EPDM)を含む。 The damping material 40 is disposed on the piezoelectric vibrator 20. The damping material 40 has, for example, a rectangular parallelepiped shape. An end 30a of the flexible substrate 30 is interposed between the damping material 40 and the piezoelectric vibrator 20. The damping material 40 may be spaced a predetermined distance from the piezoelectric vibrator 20. The damping material 40 can be provided so as to overlap the entire piezoelectric vibrator 20 when viewed in the thickness direction of the piezoelectric vibrator 20. The damping material 40 is, for example, made of a foam (cell structure) mainly made of a thermoplastic resin. The thermoplastic resin includes, for example, ethylene propylene diene rubber (EPDM).

フレキシブル基板30は、図4に示すように、制振材40の表面沿って這い回されている。具体的には、フレキシブル基板30は、制振材40の下面側から側面を通って上面側まで引き出されている。そのため、フレキシブル基板30一方の端部30aは制振材40の下面側に位置し、他方の端部30bは制振材40の上面側に位置している。 As shown in FIG. 4, the flexible substrate 30 is routed along the surface of the vibration-damping material 40. Specifically, the flexible substrate 30 is pulled out from the bottom side of the vibration-damping material 40 through the side surface to the top side. Therefore, one end 30a of the flexible substrate 30 is located on the bottom side of the vibration-damping material 40, and the other end 30b is located on the top side of the vibration-damping material 40.

フレキシブル基板30の端部30bには、一対のピン端子(導電性端子)60A、60Bが接続されている。一対のピン端子60A、60Bは、図示しない外部基板と電気的に接続されており、一対のピン端子60A、60Bを介して外部基板と超音波トランスデューサ1との間で信号の送受信がおこなわれる。一対のピン端子60A、60Bはいずれも、圧電振動子20の厚さ方向に沿って延在している。各ピン端子60A、60Bの下端部60aは、制振材40の上側において起立されたフレキシブル基板30の端部30bと電気的に接続されている。より詳しくは、一方のピン端子60Aの下端部60aがフレキシブル基板30に設けられた配線32に接続されており、他方のピン端子60Bの下端部60aが配線33に接続されている。ピン端子60A、60Bの下端部60aと、フレキシブル基板30の配線32、33とは、たとえばはんだにより接続することができる。 A pair of pin terminals (conductive terminals) 60A, 60B are connected to the end 30b of the flexible substrate 30. The pair of pin terminals 60A, 60B are electrically connected to an external substrate (not shown), and signals are transmitted and received between the external substrate and the ultrasonic transducer 1 via the pair of pin terminals 60A, 60B. Both of the pair of pin terminals 60A, 60B extend along the thickness direction of the piezoelectric vibrator 20. The lower end 60a of each pin terminal 60A, 60B is electrically connected to the end 30b of the flexible substrate 30 standing on the upper side of the vibration damping material 40. More specifically, the lower end 60a of one pin terminal 60A is connected to the wiring 32 provided on the flexible substrate 30, and the lower end 60a of the other pin terminal 60B is connected to the wiring 33. The lower end 60a of the pin terminals 60A, 60B and the wiring 32, 33 of the flexible substrate 30 can be connected, for example, by soldering.

保持部材50は、一対のピン端子60A、60Bをケース10に対して保持している。保持部材50は、制振材40の上側に位置しており、ケース10の底蓋部12から離間している。保持部材50は、本体部52と、3本の脚部54A、54B、54Cとを備えて構成されている。保持部材50は、たとえば樹脂(一例として、PBT樹脂)によって構成されている。保持部材50は、PBT樹脂に限らず、PPS樹脂やABS樹脂等であってもよく、ガラス繊維を含有していてもよい。 The holding member 50 holds a pair of pin terminals 60A, 60B against the case 10. The holding member 50 is located above the vibration-damping material 40 and is spaced apart from the bottom cover 12 of the case 10. The holding member 50 is configured with a main body 52 and three legs 54A, 54B, 54C. The holding member 50 is configured, for example, from a resin (PBT resin as one example). The holding member 50 is not limited to PBT resin, but may be PPS resin, ABS resin, etc., and may contain glass fiber.

本体部52は、圧電振動子20の厚さ方向に沿って延在する部分であり、直方体状の外形形状を呈する。本体部52は、ケース10の上部開口付近に位置している。本体部52には、一対のピン端子60A、60Bが取り付けられている。具体的には、一対のピン端子60A、60Bは本体部52を貫き、下端部60aが本体部52から露出している。一対のピン端子60A、60Bは、互いに平行な姿勢で振動領域Vの長軸方向に並んでおり、所定距離だけ離間された状態で、本体部52に取り付けられている。 The main body 52 is a portion that extends along the thickness direction of the piezoelectric vibrator 20, and has a rectangular parallelepiped outer shape. The main body 52 is located near the upper opening of the case 10. A pair of pin terminals 60A, 60B are attached to the main body 52. Specifically, the pair of pin terminals 60A, 60B penetrate the main body 52, and the lower end 60a is exposed from the main body 52. The pair of pin terminals 60A, 60B are aligned in parallel with each other in the long axis direction of the vibration region V, and are attached to the main body 52 with a predetermined distance between them.

3本の脚部54A、54B、54Cはいずれも、本体部52と一体的に設けられており、圧電振動子20の厚さ方向に対して直交する方向に本体部52から延びている。3本の脚部54A、54B、54Cのうち、2本の脚部54A、54Bは、振動領域Vの短軸方向に沿って延びる長尺状を呈し、互いに平行である。各脚部54A、54Bの端部54aは、ケース10の窪み部15A、15Bに入り込んで、ケース10の筒部14により下方から支持されている。脚部54Cも、脚部54A、54Bと同様に振動領域Vの短軸方向に沿って延びているが、脚部54Cは、本体部52に関して、脚部54A、54Bとは反対側に延びている。脚部54Cは、脚部54A、54Bより短く設計されており、ケース10の窪み部15Cに全体的に入り込んで、ケース10の筒部14により下方から支持されている。 All three legs 54A, 54B, and 54C are integral with the main body 52 and extend from the main body 52 in a direction perpendicular to the thickness direction of the piezoelectric vibrator 20. Of the three legs 54A, 54B, and 54C, two legs 54A and 54B have elongated shapes extending along the short axis direction of the vibration region V and are parallel to each other. The ends 54a of each leg 54A and 54B enter the recesses 15A and 15B of the case 10 and are supported from below by the tube portion 14 of the case 10. The leg 54C also extends along the short axis direction of the vibration region V like the legs 54A and 54B, but the leg 54C extends on the opposite side of the main body 52 to the legs 54A and 54B. Leg 54C is designed to be shorter than legs 54A and 54B, fits entirely into recess 15C of case 10, and is supported from below by tube 14 of case 10.

図2に示すように、ケース10の窪み部15Cおよび保持部材50の脚部54Cは、振動領域Vの長軸方向に関する略中間に位置しており、脚部54A、54Bとは振動領域Vの長軸方向に関して略等距離だけズレている。そのため、ケース10によって脚部54A~54Cが指示される3点(すなわち、窪み部15A~15Cが設けられた3箇所)の位置関係は、脚部54Cが指示される点を頂点とする二等辺三角形の位置関係となっている。 As shown in FIG. 2, recess 15C of case 10 and leg 54C of holding member 50 are located approximately midway in the long axis direction of vibration region V, and are offset from legs 54A and 54B by approximately the same distance in the long axis direction of vibration region V. Therefore, the positional relationship of the three points at which legs 54A to 54C are supported by case 10 (i.e., the three locations at which recesses 15A to 15C are provided) is that of an isosceles triangle with the point at which leg 54C is supported as a vertex.

保持部材50のケース10への取り付けは、保持部材50の各脚部54A~54Cを窪み部15A~15C内に圧入することによりおこなわれる。窪み部15A~15Cを、同じ深さになるように設計することで、脚部54A~54Cの高さ位置(たとえば底面11を基準にした高さ位置)が互いに同じになり、保持部材50の姿勢が安定する。保持部材50がケース10に取り付けられた状態で、ピン端子60A、60Bは圧電振動子20の厚さ方向に延在している。 The holding member 50 is attached to the case 10 by pressing each of the legs 54A-54C of the holding member 50 into the recesses 15A-15C. By designing the recesses 15A-15C to be the same depth, the height positions of the legs 54A-54C (for example, the height position relative to the bottom surface 11) become the same, and the posture of the holding member 50 becomes stable. When the holding member 50 is attached to the case 10, the pin terminals 60A, 60B extend in the thickness direction of the piezoelectric vibrator 20.

保持部材50をケース10に取り付ける前に、保持部材50にピン端子60A、60Bを取り付けることができる。ピン端子60A、60Bの保持部材50への取り付けは、たとえばインサート成形によっておこなわれる。 The pin terminals 60A and 60B can be attached to the holding member 50 before the holding member 50 is attached to the case 10. The pin terminals 60A and 60B are attached to the holding member 50 by, for example, insert molding.

ケース10の収容空間は、充填材70によって充たされている。充填材70は、保持部材50がケース10へ取り付けられた後に充填され、充填材70により収容空間内の隙間が埋められる。図1に示すように、保持部材50の本体部52の一部はケース10の上部開口よりも上側に位置しており充填材70から露出する。充填材70はたとえばウレタンで構成することができる。なお、図2の平面図および図4の断面図では、内部構成を見やすくするために、充填材70の図示は省略している。 The storage space of the case 10 is filled with a filler 70. The filler 70 is filled after the holding member 50 is attached to the case 10, and the gaps in the storage space are filled with the filler 70. As shown in FIG. 1, a part of the main body 52 of the holding member 50 is located above the upper opening of the case 10 and is exposed from the filler 70. The filler 70 can be made of urethane, for example. Note that the filler 70 is omitted from the plan view of FIG. 2 and the cross-sectional view of FIG. 4 to make the internal configuration easier to see.

圧電振動子20は、ピン端子60A、60Bから入力された信号に応じて振動する。圧電振動子20が振動した際、板厚方向に超音波周期の機械的振動が生じるともに、板厚方向および板厚方向に直交する方向に超音波振動が生じる。圧電振動子20の超音波振動に伴い、ケース10の底蓋部12の振動領域Vも超音波振動して、底蓋部12側からケース外部に超音波が出力される。 The piezoelectric vibrator 20 vibrates in response to signals input from pin terminals 60A and 60B. When the piezoelectric vibrator 20 vibrates, mechanical vibrations with ultrasonic periods are generated in the plate thickness direction, and ultrasonic vibrations are generated in the plate thickness direction and in a direction perpendicular to the plate thickness direction. As the piezoelectric vibrator 20 vibrates ultrasonically, the vibration region V of the bottom cover 12 of the case 10 also vibrates ultrasonically, and ultrasonic waves are output from the bottom cover 12 side to the outside of the case.

上述したとおり、超音波トランスデューサ1は、底蓋部12を有するケース10と、ケース10内において底蓋部12上に配置された圧電振動子20と、ケース10内において、底蓋部12から離間した位置においてケース10に保持された保持部材50と、圧電振動子20の厚さ方向に沿う方向に延在し、保持部材50に保持されたピン端子60A、60Bと、ケース10内において圧電振動子20とピン端子60A、60Bとを電気的に接続するフレキシブル基板30とを備える。 As described above, the ultrasonic transducer 1 includes a case 10 having a bottom cover 12, a piezoelectric vibrator 20 disposed on the bottom cover 12 within the case 10, a holding member 50 held by the case 10 at a position separated from the bottom cover 12 within the case 10, pin terminals 60A, 60B extending in a thickness direction of the piezoelectric vibrator 20 and held by the holding member 50, and a flexible substrate 30 electrically connecting the piezoelectric vibrator 20 and the pin terminals 60A, 60B within the case 10.

すなわち、超音波トランスデューサ1は、ピン端子60A、60Bを保持する保持部材50がケース10によって直接的に保持されている。保持部材50によれば、ケース10に対するピン端子60A、60Bの相対位置ズレを抑制することができる。特に、保持部材50は、ケース10の窪み部15A~15Cに圧入されているため、保持部材50はケース10に対して強固に固定されている。そのため、保持部材50はケース10に対して相対位置ズレしにくくなっており、その結果、ケース10に対するピン端子60A、60Bの相対位置ズレがより効果的に抑制されている。なお、保持部材50は、圧入以外に、接着によってケース10に保持されてもよい。 That is, in the ultrasonic transducer 1, the holding member 50 that holds the pin terminals 60A and 60B is held directly by the case 10. The holding member 50 can suppress misalignment of the pin terminals 60A and 60B relative to the case 10. In particular, the holding member 50 is press-fitted into the recesses 15A to 15C of the case 10, and is therefore firmly fixed to the case 10. Therefore, the holding member 50 is less likely to misalign relative to the case 10, and as a result, misalignment of the pin terminals 60A and 60B relative to the case 10 is more effectively suppressed. Note that the holding member 50 may be held to the case 10 by adhesion, instead of by press-fitting.

上述した実施形態では、保持部材50が3点でケース10に支持された態様を示し、3点支持によれば、ケース10に対するピン端子60A、60Bの相対位置ズレが効果的に抑制される。ただし、保持部材50は、1点、2点または4点以上でケース10に支持された態様であってもよい。 In the above embodiment, the holding member 50 is supported on the case 10 at three points, and the three-point support effectively prevents the pin terminals 60A, 60B from shifting relative to the case 10. However, the holding member 50 may be supported on the case 10 at one point, two points, or four or more points.

図6~10は、保持部材50が1点でケース10に支持された態様を示している。図6に示した態様では、保持部材50の脚部54Cがケース10の窪み部15Cで支持され、他の脚部54A、54Bはケース10に支持されておらず、脚部54A、54Bの端部54aはケース10の筒部14の内側面に当接している。このような態様によれば、筒部14の内側面に当接する脚部54A、54Bが、脚部54Cを窪み部15Cの向きに押す方向の力が働き、特に振動領域Vの短軸方向に関するピン端子60A、60Bの相対位置ズレが抑制される。図7~10に示した態様では、保持部材50は脚部54Cのみを備え、上述した脚部54A、54Bを備えない。このような態様によれば、脚部54Cを窪み部15Cに圧入するだけで保持部材50がケース10に保持されるため、保持部材50が3点支持された態様に比べて、圧入に必要な力が小さく作業性が向上する。図6~10に示したいずれの態様においても、保持部材50により、ケース10に対するピン端子60A、60Bの相対位置ズレを抑制することができる。 Figures 6 to 10 show an embodiment in which the holding member 50 is supported by the case 10 at one point. In the embodiment shown in Figure 6, the leg 54C of the holding member 50 is supported by the recessed portion 15C of the case 10, the other legs 54A and 54B are not supported by the case 10, and the ends 54a of the legs 54A and 54B abut the inner surface of the tube portion 14 of the case 10. According to this embodiment, the legs 54A and 54B abutting the inner surface of the tube portion 14 exert a force in a direction that pushes the leg 54C toward the recessed portion 15C, and the relative positional deviation of the pin terminals 60A and 60B in the minor axis direction of the vibration region V is particularly suppressed. In the embodiment shown in Figures 7 to 10, the holding member 50 has only the leg 54C, and does not have the above-mentioned legs 54A and 54B. According to this embodiment, the holding member 50 is held in the case 10 simply by pressing the leg 54C into the recess 15C, so the force required for pressing is smaller and workability is improved compared to an embodiment in which the holding member 50 is supported at three points. In all of the embodiments shown in Figures 6 to 10, the holding member 50 can prevent the pin terminals 60A and 60B from shifting relative to the case 10.

図7~9に示した態様と図10に示した態様とでは、ピン端子60A、60Bの形状、および、ピン端子60A、60Bとフレキシブル基板30との接続形態が異なる。図7~9に示した態様では、ピン端子60A、60Bの下端部60aが同じ側に直角に屈曲されている。そして、ピン端子60A、60Bの下端部60aと平行に延在するフレキシブル基板30の端部30aと電気的に接続されている。図10に示した態様では、図4に示した態様と同じように、圧電振動子20の厚さ方向に沿って延びる下端部60aが、制振材40の上側において起立されたフレキシブル基板30の端部30bと電気的に接続されている。このような態様によれば、圧電振動子20の厚さ方向に関してフレキシブル基板30の端部30a、30b間距離を長くすることができるので、より大きな制振材40を用いることができる。 The shapes of the pin terminals 60A, 60B and the connection between the pin terminals 60A, 60B and the flexible substrate 30 are different between the embodiment shown in FIG. 7 to FIG. 9 and the embodiment shown in FIG. 10. In the embodiment shown in FIG. 7 to FIG. 9, the lower ends 60a of the pin terminals 60A, 60B are bent at a right angle to the same side. They are electrically connected to the end 30a of the flexible substrate 30 that extends parallel to the lower ends 60a of the pin terminals 60A, 60B. In the embodiment shown in FIG. 10, the lower end 60a extending along the thickness direction of the piezoelectric vibrator 20 is electrically connected to the end 30b of the flexible substrate 30 that stands up on the upper side of the vibration-damping material 40, as in the embodiment shown in FIG. 4. According to this embodiment, the distance between the ends 30a, 30b of the flexible substrate 30 can be increased in the thickness direction of the piezoelectric vibrator 20, so that a larger vibration-damping material 40 can be used.

以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。たとえば、配線部材は、フレキシブル基板に限らず、リードフレームやリード線であってもよい。また、圧電振動子は、矩形板状に限らず、たとえば円形板状や楕円形板状であってもよい。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not necessarily limited to the above-mentioned embodiment, and various modifications are possible without departing from the gist of the present invention. For example, the wiring member is not limited to a flexible substrate, but may be a lead frame or a lead wire. Furthermore, the piezoelectric vibrator is not limited to a rectangular plate shape, but may be, for example, a circular plate shape or an elliptical plate shape.

1…超音波トランスデューサ、10…ケース、12…底蓋部、14…筒部、20…圧電振動子、30…フレキシブル基板、40…制振材、50…保持部材、60A、60B…ピン端子。

1 ultrasonic transducer, 10 case, 12 bottom cover portion, 14 cylinder portion, 20 piezoelectric vibrator, 30 flexible substrate, 40 vibration damping material, 50 holding member, 60A, 60B pin terminals.

Claims (10)

圧電振動子を備える超音波トランスデューサであって、
底蓋を有するケースと、
前記ケース内において前記底蓋上に配置された圧電振動子と、
前記ケース内において、前記底蓋から離間した位置において前記ケースに直接的に保持された保持部材と、
前記圧電振動子の厚さ方向に沿う方向に延在し、前記保持部材に保持された導電性端子と、
前記ケース内において前記圧電振動子と前記導電性端子とを電気的に接続する配線部材と
を備え、
前記配線部材がフレキシブル基板であり、
前記保持部材が、本体部と、該本体部と一体的に設けられた脚部とを備え、
前記ケースが、前記保持部の脚部が入り込む窪み部を有し、
前記圧電振動子の厚さ方向から見て、前記保持部材は前記脚部の位置において前記ケースに保持されている、超音波トランスデューサ。
An ultrasonic transducer having a piezoelectric vibrator,
a case having a bottom cover;
a piezoelectric vibrator disposed on the bottom cover within the case;
a holding member held directly by the case at a position spaced apart from the bottom cover within the case;
a conductive terminal extending in a thickness direction of the piezoelectric vibrator and held by the holding member;
a wiring member that electrically connects the piezoelectric vibrator and the conductive terminal within the case;
Equipped with
The wiring member is a flexible substrate,
The holding member includes a main body and a leg portion integrally formed with the main body,
the case has a recess into which the leg of the holding member fits,
An ultrasonic transducer, wherein the holding member is held by the case at the position of the legs when viewed in the thickness direction of the piezoelectric vibrator.
前記保持部材が3本以上の前記脚部を備え、
前記ケースが、前記保持部の各脚部が入り込む3つ以上の前記窪み部を有し、
前記圧電振動子の厚さ方向から見て、前記保持部材が3点以上で前記ケースに保持されている、請求項に記載の超音波トランスデューサ。
The holding member has three or more of the legs,
the case has three or more recesses into which the legs of the holding member fit,
2. The ultrasonic transducer according to claim 1 , wherein the holding member is held by the case at three or more points when viewed in a thickness direction of the piezoelectric vibrator.
前記圧電振動子の厚さ方向に関して前記圧電振動子と前記保持部材との間に介在する制振材をさらに備え、
前記配線部材が前記制振材の表面に沿って這い回されている、請求項1または2に記載の超音波トランスデューサ。
a vibration-damping material interposed between the piezoelectric vibrator and the holding member in a thickness direction of the piezoelectric vibrator;
3. The ultrasonic transducer according to claim 1 , wherein the wiring member is routed along a surface of the vibration-damping material.
前記保持部材が樹脂で構成されている、請求項1~のいずれか一項に記載の超音波トランスデューサ。 The ultrasonic transducer according to any one of claims 1 to 3 , wherein the holding member is made of resin. 圧電振動子を備える超音波トランスデューサであって、
底蓋を有するケースと、
前記ケース内において前記底蓋上に配置された圧電振動子と、
前記ケース内において、前記底蓋から離間した位置において前記ケースに保持された保持部材と、
前記圧電振動子の厚さ方向に沿う方向に延在し、前記保持部材に保持された導電性端子と、
前記ケース内において前記圧電振動子と前記導電性端子とを電気的に接続する配線部材と
を備え、
前記保持部材が、本体部と、該本体部と一体的に設けられた脚部とを備え、
前記ケースが、前記保持部の脚部が入り込む窪み部を有し、
前記圧電振動子の厚さ方向から見て、前記保持部材は前記脚部の位置において前記ケースに保持されている、超音波トランスデューサ。
An ultrasonic transducer having a piezoelectric vibrator,
a case having a bottom cover;
a piezoelectric vibrator disposed on the bottom cover within the case;
a holding member held by the case at a position spaced apart from the bottom cover within the case;
a conductive terminal extending in a thickness direction of the piezoelectric vibrator and held by the holding member;
a wiring member that electrically connects the piezoelectric vibrator and the conductive terminal within the case,
The holding member includes a main body and a leg portion integrally formed with the main body,
the case has a recess into which the leg of the holding member fits,
An ultrasonic transducer, wherein the holding member is held by the case at the position of the legs when viewed in the thickness direction of the piezoelectric vibrator.
前記保持部材が3本以上の前記脚部を備え、
前記ケースが、前記保持部の各脚部が入り込む3つ以上の前記窪み部を有し、
前記圧電振動子の厚さ方向から見て、前記保持部材が3点以上で前記ケースに保持されている、請求項に記載の超音波トランスデューサ。
The holding member has three or more of the legs,
the case has three or more recesses into which the legs of the holding member fit,
6. The ultrasonic transducer according to claim 5 , wherein the holding member is held by the case at three or more points when viewed in a thickness direction of the piezoelectric vibrator.
前記保持部材の本体部が前記圧電振動子の厚さ方向に沿って延在している、請求項またはに記載の超音波トランスデューサ。 7. The ultrasonic transducer according to claim 5 , wherein the main body of the holding member extends along a thickness direction of the piezoelectric vibrator. 前記保持部材の脚部が前記圧電振動子の厚さ方向に対して直交する方向に延在している、請求項のいずれか一項に記載の超音波トランスデューサ。 The ultrasonic transducer according to claim 5 , wherein the legs of the holding member extend in a direction perpendicular to a thickness direction of the piezoelectric vibrator. 前記圧電振動子の厚さ方向に関して前記圧電振動子と前記保持部材との間に介在する制振材をさらに備え、
前記配線部材が前記制振材の表面に沿って這い回されている、請求項のいずれか一項に記載の超音波トランスデューサ。
a vibration-damping material interposed between the piezoelectric vibrator and the holding member in a thickness direction of the piezoelectric vibrator;
The ultrasonic transducer according to claim 5 , wherein the wiring member is routed along a surface of the vibration-damping material.
前記保持部材が樹脂で構成されている、請求項のいずれか一項に記載の超音波トランスデューサ。 The ultrasonic transducer according to claim 5 , wherein the holding member is made of resin.
JP2020217041A 2020-12-25 2020-12-25 Ultrasonic Transducers Active JP7670480B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020217041A JP7670480B2 (en) 2020-12-25 2020-12-25 Ultrasonic Transducers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020217041A JP7670480B2 (en) 2020-12-25 2020-12-25 Ultrasonic Transducers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022102355A JP2022102355A (en) 2022-07-07
JP7670480B2 true JP7670480B2 (en) 2025-04-30

Family

ID=82273460

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020217041A Active JP7670480B2 (en) 2020-12-25 2020-12-25 Ultrasonic Transducers

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7670480B2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110074246A1 (en) 2009-09-30 2011-03-31 Murata Manufacturing Co., Ltd. Ultrasonic transducer
WO2013051524A1 (en) 2011-10-04 2013-04-11 株式会社村田製作所 Ultrasonic sensor and manufacturing method therefor
WO2014171158A1 (en) 2013-04-19 2014-10-23 株式会社村田製作所 Ultrasonic sensor and method for producing same
JP2015035749A (en) 2013-08-09 2015-02-19 日本セラミック株式会社 Ultrasonic transducer

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110074246A1 (en) 2009-09-30 2011-03-31 Murata Manufacturing Co., Ltd. Ultrasonic transducer
JP2011077918A (en) 2009-09-30 2011-04-14 Murata Mfg Co Ltd Ultrasonic transducer
WO2013051524A1 (en) 2011-10-04 2013-04-11 株式会社村田製作所 Ultrasonic sensor and manufacturing method therefor
WO2014171158A1 (en) 2013-04-19 2014-10-23 株式会社村田製作所 Ultrasonic sensor and method for producing same
JP5660257B1 (en) 2013-04-19 2015-01-28 株式会社村田製作所 Ultrasonic sensor and manufacturing method thereof
JP2015035749A (en) 2013-08-09 2015-02-19 日本セラミック株式会社 Ultrasonic transducer

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022102355A (en) 2022-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4438667B2 (en) Ultrasonic sensor and ultrasonic transducer
CN100575985C (en) ultrasonic sensor
JP4458172B2 (en) Ultrasonic sensor mounting structure
JP2022176065A (en) Piezoelectric unit and actuator device
US12527222B2 (en) Ultrasonic sensor
CN105723532A (en) Robust ultrasound transducer probes having protected integrated circuit interconnects
US12083559B2 (en) Vibrating device and manufacturing method of the same
JP7519252B2 (en) Ultrasonic Transducers
JP7259278B2 (en) Vibration device and electronic equipment
JP4182156B2 (en) Ultrasonic transducer and electronic equipment
JP7439728B2 (en) ultrasonic sensor
JP5362597B2 (en) Piezoelectric sensor
WO2016147917A1 (en) Ultrasonic sensor
JP7670480B2 (en) Ultrasonic Transducers
JP7579181B2 (en) Ultrasonic Transducers
JP7471039B2 (en) Ultrasonic Transducers
JP4080580B2 (en) Ultrasonic probe
JP2002112392A (en) Ultrasonic wave sensor and electronic device using it
JP2022033490A (en) Ultrasonic device
JP2023178719A (en) ultrasonic transducer
US20250024755A1 (en) Ultrasonic transducer and method of manufacturing the same
WO2020100825A1 (en) Vibration device and electronic device
JP7452357B2 (en) ultrasonic transducer
JP7184105B2 (en) ultrasonic transducer
JP7447747B2 (en) piezoelectric device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230711

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240301

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240305

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240412

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240625

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240826

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20241112

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20250114

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20250117

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20250415

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250417

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7670480

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150