特開 2023-178719 超音波トランスデューサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023178719

(43)【公開日】2023-12-18

(54)【発明の名称】超音波トランスデューサ

(51)【国際特許分類】

   H04R 17/00 20060101AFI20231211BHJP

【ＦＩ】

H04R17/00 330J

H04R17/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022091563

(22)【出願日】2022-06-06

(71)【出願人】

【識別番号】000003067

【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100124062

【弁理士】

【氏名又は名称】三上 敬史

(72)【発明者】

【氏名】滝 辰哉

【テーマコード（参考）】

5D004

5D019

【Ｆターム（参考）】

5D004AA04

5D004FF08

5D019GG05

(57)【要約】

【課題】超音波成分の残響を十分に低減することができる超音波トランスデューサを提供する。
【解決手段】超音波トランスデューサ１は、底部２３及び側部２４を有する第一ケース２１と、第一ケース２１内に配置され、側部２４の内面２４ａを覆っている第二ケース２２と、第一ケース２１内において底部２３上に配置されている圧電素子４と、を備える。第二ケース２２は、樹脂からなる。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

底部及び側部を有する第一ケースと、
前記第一ケース内に配置され、前記側部の内面を覆っている第二ケースと、
前記第一ケース内において前記底部上に配置されている圧電素子と、を備え、
前記第二ケースは、樹脂からなる、
超音波トランスデューサ。

【請求項2】

前記第二ケースは、前記第一ケースに機械的に固定されている、
請求項１に記載の超音波トランスデューサ。

【請求項3】

前記第二ケースは、前記第一ケース内に圧入されている、
請求項１又は２に記載の超音波トランスデューサ。

【請求項4】

前記第二ケースは、前記側部の内面の全体を覆っている、
請求項１又は２に記載の超音波トランスデューサ。

【請求項5】

前記第二ケースは、前記側部よりも薄い、
請求項１又は２に記載の超音波トランスデューサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、超音波トランスデューサに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、有底筒状のキャップ体と、キャップ体内部の底面に形成される圧電素子と、内部枠体と、制振材と、を備える超音波トランスデューサが記載されている。この超音波トランスデューサでは、超音波成分の残響が制振材により抑制されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２００７／０６９６０９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

超音波トランスデューサには、超音波成分の残響の更なる低減が求められている。しかしながら、上述の超音波デバイスは、超音波成分の残響を十分に低減しがたい。

【0005】

本発明の一つの態様は、超音波成分の残響を十分に低減することができる超音波トランスデューサを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一つの形態に係る超音波トランスデューサは、底部及び側部を有する第一ケースと、第一ケース内に配置され、側部の内面を覆っている第二ケースと、第一ケース内において底部上に配置されている圧電素子と、を備え、第二ケースは、樹脂からなる。

【0007】

上記一つの態様では、第一ケース内に配置され、側部の内面を覆っている第二ケースが樹脂からなるので、第一ケースの側部における超音波成分の残響を抑制することができる。これにより、超音波成分の残響を十分に低減することができる。

【0008】

上記一つの態様では、第二ケースは、第一ケースに機械的に固定されていてもよい。この場合、接着部材を用いずに、第二ケースを第一ケースに容易に固定することができる。

【0009】

上記一つの態様では、第二ケースは、第一ケース内に圧入されていてもよい。この場合、第二ケースの第一ケースに対する機械的な固定が容易となる。

【0010】

上記一つの態様では、第二ケースは、側部の内面の全体を覆っていてもよい。この場合、第一ケースの側部における超音波成分の残響を確実に抑制することができる。

【0011】

上記一つの態様では、第二ケースは、側部よりも薄くてもよい。この場合、圧電素子の振動が第二ケースにより阻害されることを抑制可能である。

【発明の効果】

【0012】

本発明の一つの態様によれば、超音波成分の残響を十分に低減することができる超音波トランスデューサが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、本実施形態に係る超音波トランスデューサを示す斜視図である。

【図2】図２は、超音波トランスデューサの分解斜視図である。

【図3】図３は、超音波トランスデューサの断面図である。

【図4】図４は、ケース、圧電素子、配線部材、及び保持部材を示す斜視図である。

【図5】図５は、圧電素子、配線部材、及び保持部材を示す斜視図である。

【図6】図６は、圧電素子及び配線部材を示す斜視図である。

【図7】図７（ａ）は圧電素子の底面図であり、図７（ｂ）は圧電素子の側面図であり、図７（ｃ）は圧電素子の平面図である。

【図8】図８は、保持部材の斜視図である。

【図9】図９は、ケースの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

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。

【0015】

図１～図９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。超音波トランスデューサ１は、音響整合部材２と、フレーム部材３と、圧電素子４と、一対のリード線５１，５２と、一対の端子金具６１，６２と、保持部材７と、制振材８とを備える。一対のリード線５１，５２及び一対の端子金具６１，６２は、配線部材９を構成している。

【0016】

超音波トランスデューサ１は、圧電素子４によって、超音波を発する、又は、受けた超音波を検出する超音波送受装置である。超音波トランスデューサ１が超音波を発する場合には、たとえば、圧電素子４に交流電圧が印加され、当該交流電圧によって圧電素子４が連続的に変位する。圧電素子４の変位に応じて、超音波トランスデューサ１から超音波が発せられる。超音波トランスデューサ１が超音波を検出する場合には、たとえば、受けた超音波に起因する圧電素子４の変位によって圧電素子４に起電力が発生する。起電力の発生によって超音波を受けたか否かが検出され、発生した起電力の大きさによって超音波の音圧又は音圧レベルなどが検出される。超音波トランスデューサ１は、たとえば、車載用超音波センサ、ガスセンサとして用いられる。

【0017】

音響整合部材２は、圧電素子４を収容している収容空間Ｓを形成している。本実施形態では、たとえば、音響整合部材２が、収容空間Ｓを画成しているケースを構成する。音響整合部材２は、少なくとも圧電素子４の一部及び各端子金具６１，６２の少なくとも一部を覆って当該圧電素子４の音響インピーダンスを補整する。音響整合部材２は、その形状、構造、及び材料によって、圧電素子４の音響インピーダンスと、音響整合部材２の周囲に存在する媒質のインピーダンスとの整合を図る。媒質は、たとえば、空気又は空気以外のガスを含む。

【0018】

音響整合部材２は、第一ケース２１及び第二ケース２２を有している。第一ケース２１は、有底筒状を呈している。第一ケース２１は、底部２３及び側部２４を有している。本実施形態では、底部２３及び側部２４は、一体に形成されている。第一ケース２１は、たとえば、アルミニウム等の金属からなる。第一ケース２１が金属からなる構成では、第一ケース２１が樹脂からなる構成に比べて、第一ケース２１が振動し易いので、超音波の送受信感度を向上させることができる。

【0019】

底部２３は、円盤形状を呈している。底部２３は、圧電素子４の変位に応じて超音波を発する、又は、外部からの超音波を受けて圧電素子４に振動を伝達する部分である。底部２３は、収容空間Ｓに臨むように位置している内面２３ａと、上記媒質に臨むように位置している外面２３ｂと、を有している。内面２３ａと外面２３ｂとは、図３にも示されているように、第一方向Ｄ１で互いに対向している。本実施形態では、第一方向Ｄ１は、内面２３ａに直交する方向と一致していると共に、外面２３ｂに直交する方向と一致している。

【0020】

内面２３ａ及び外面２３ｂは、第一方向Ｄ１から見て、たとえば、円形状を呈している。本実施形態では、内面２３ａは略平坦である。外面２３ｂは、超音波トランスデューサ１における超音波の発信面及び受信面を構成している。底部２３には、テーパー部２３ｃが設けられている。テーパー部２３ｃは、内面２３ａから外面２３ｂ側に向かって先細りになっている。

【0021】

側部２４は、筒形状を呈している。本実施形態では、側部２４は、円筒形状を呈している。側部２４は、底部２３から、底部２３と交差する方向に延在している。本実施形態では、側部２４は、第一方向Ｄ１に延在している。側部２４は、第二ケース２２に覆われている内面２４ａと、上記媒質に臨むように位置している外面２４ｂと、を有している。内面２４ａと外面２４ｂとは、図３にも示されているように、第一方向Ｄ１に直交する方向で互いに対向している。

【0022】

第二ケース２２は、第一ケース２１内に配置されている。第二ケース２２は、筒状を呈している。本実施形態では、第二ケース２２は、円筒形状を呈している。第二ケース２２は、底部２３から、底部２３と交差する方向に延在している。本実施形態では、第二ケース２２は、第一方向Ｄ１に延在している。第二ケース２２は、収容空間Ｓに臨むように位置している内面２２ａと、内面２４ａと密接するように位置している外面２２ｂと、を有している。内面２２ａと外面２２ｂとは、図３にも示されているように、第一方向Ｄ１に直交する方向で互いに対向している。第二ケース２２の第一方向Ｄ１の一端は、底部２３の内面２３ａと接しているが、接していなくてもよい。

【0023】

第二ケース２２の外径は、側部２４の内径よりもわずかに大きい。第二ケース２２は、第一ケース２１内、すなわち、側部２４内に圧入されている。これにより、第二ケース２２は、第一ケース２１に機械的に固定されている。第二ケース２２は、第一ケース２１に接着されていない。第二ケース２２は、内面２４ａを覆っている。第二ケース２２は、内面２４ａの半分以上を覆っている。本実施形態では、第二ケース２２は、側部２４の内面２４ａの全体を覆っている。第二ケース２２の内面２２ａは、第一ケース２１の底部２３の内面２３ａと共に、収容空間Ｓを画成している。

【0024】

第二ケース２２は、たとえば、エポキシ、ウレタン等の樹脂からなる。第二ケース２２を構成する材料の弾性率（ヤング率）は、第一ケース２１を構成する材料の弾性率（ヤング率）よりも大きい。第二ケース２２を構成する材料は、第一ケース２１を構成する材料よりも軟らかい。第二ケース２２の厚さ（内面２２ａと外面２２ｂとの間の距離）は、第一ケース２１の側部２４（内面２４ａと外面２４ｂとの間の距離）の厚さ以下である。本実施形態では、第二ケース２２の厚さは、第一ケース２１の側部２４の厚さよりも薄い。

【0025】

フレーム部材３は、音響整合部材２に取り付けられている。フレーム部材３は、たとえば、ゴムで形成されている。フレーム部材３は、音響整合部材２と共に収容空間Ｓを形成している。フレーム部材３は、本体部３１と、フランジ部３２と、を有している。本体部３１及びフランジ部３２は、一体に形成されている。

【0026】

本体部３１は、略円筒形状を呈している。本体部３１は、音響整合部材２の側部２４に取り付けられている。本体部３１は、側部２４の上部の外周面を取り囲むと共に、側部２４及び第二ケース２２の上部に配置されている。本体部３１は、収容空間Ｓに連通する開口部Ｋを形成している。本体部３１の内径は、少なくとも第二ケース２２の外径より小さい。本体部３１の内面には、一対の端子金具６１，６２が配置される一対の凹部３３が設けられている。フランジ部３２は、本体部３１の上端部に設けられている。フランジ部３２は、円枠状を呈している。フランジ部３２は、本体部３１の外周面から径方向の外側に張り出している。

【0027】

圧電素子４は、第一ケース２１内において底部２３の内面２３ａ上に配置されている。圧電素子４は、収容空間Ｓに収容されている。圧電素子４は、内面２３ａに接着部材（不図示）で固定されている。圧電素子４は、第二ケース２２からは離間して設けられている。

【0028】

図７に示されるように、圧電素子４は、圧電素体４０と、一対の電極４１，４２と、を有している。圧電素体４０は、円板形状を呈している。圧電素体４０は、互いに対向している一対の主面４０ａ，４０ｂと、主面４０ａと主面４０ｂとを連結している側面４０ｃと、を有している。一対の主面４０ａ，４０ｂは、第一方向Ｄ１で互いに対向している。主面４０ａ，４０ｂは、円形状を呈している。

【0029】

圧電素体４０は、複数の圧電体層（不図示）が積層されて構成されている。各圧電体層は、圧電材料からなる。本実施形態では、各圧電体層は、圧電セラミック材料からなる。圧電セラミック材料には、たとえば、ＰＺＴ［Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３］、ＰＴ（ＰｂＴｉＯ_３）、ＰＬＺＴ［（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３］、又はチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）が用いられる。各圧電体層は、たとえば、上述した圧電セラミック材料を含むセラミックグリーンシートの焼結体から構成される。実際の圧電素体４０では、各圧電体層は、各圧電体層の間の境界が認識できない程度に一体化されている。圧電素体４０内には、複数の内部電極（不図示）が配置されていてもよい。各内部電極は、導電性材料からなる。導電性材料には、たとえば、Ａｇ、Ｐｄ、又はＡｇ－Ｐｄ合金が用いられる。

【0030】

電極４１は、主面４０ａ、主面４０ｂ、及び側面４０ｃに配置されている。電極４１は、主面４０ａ、側面４０ｃ及び主面４０ｂにわたって配置されている。電極４１のうち主面４０ａに配置されている部分は、略円形状を呈している。電極４２は、主面４０ｂに配置されている。電極４２は、円形が一部切り欠かれた形状を呈している。

【0031】

電極４１と電極４２とは、互いに離間している。主面４０ａ，４０ｂの対向方向（第一方向Ｄ１）から見て、電極４１のうち主面４０ｂに配置されている部分の面積は、電極４２のうち主面４０ｂに配置されている部分の面積より小さい。電極４１及び電極４２は、導電性材料からなる。導電性材料には、たとえば、Ａｇ、Ｐｄ、又はＡｇ－Ｐｄ合金が用いられる。電極４１及び電極４２は、たとえば、上記導電性材料を含む導電性ペーストの焼結体として構成されている。

【0032】

リード線５１，５２は、端子金具６１，６２を介して圧電素子４と電気的に接続されている。リード線５１，５２は、圧電素子４と間接的に接続されている。リード線５１，５２は、音響整合部材２及びフレーム部材３によって形成される収容空間Ｓからフレーム部材３の開口部Ｋを介して収容空間Ｓの外部に延在している。リード線５１は、電極４１に電気的に接続されている。リード線５２は、電極４２に電気的に接続されている。各リード線５１，５２は、芯線５３及び被覆５４を含む。芯線５３は、各リード線５１，５２の先端部分において、被覆５４から露出している。

【0033】

端子金具６１，６２は、保持部材７に保持された状態で収容空間Ｓに配置されている。端子金具６１，６２は、音響整合部材２から離間して配置されている。端子金具６１，６２は、圧電素子４とリード線５１，５２とを電気的に接続している。端子金具６１は、電極４１とリード線５１とを電気的に接続している。端子金具６２は、電極４２とリード線５２とを電気的に接続している。端子金具６１，６２は、圧電素子４の主面４０ｂに主面４０ｂの縁に沿って設けられている。端子金具６１，６２は、主面４０ｂに沿う第二方向Ｄ２で互いに離間すると共に、互いに対向している。第二方向Ｄ２は、第一方向Ｄ１と直交している。

【0034】

各端子金具６１，６２は、第一部分６３及び第二部分６４を有している。第一部分６３及び第二部分６４は、互いに電気的に接続されている。本実施形態では、第一部分６３及び第二部分６４は、一体に形成されている。端子金具６１，６２の材料は、導電性を有し、金属で構成されている。端子金具６１，６２を構成する金属は、たとえば、リン青銅、無酸素銅、又は銅合金などである。本実施形態では、端子金具６１，６２はリードフレームである。

【0035】

第一部分６３は、リード線５１，５２に物理的に接続され、圧電素子４から離間している。第一部分６３は、主面４０ａ，４０ｂの対向方向（第一方向Ｄ１）に延在している。第一部分６３は、第一方向Ｄ１、又は、第一方向Ｄ１から見て圧電素子４の重心から離れる方向に延在している。本実施形態では、第一部分６３は、第一方向Ｄ１に延在している。

【0036】

リード線５１，５２は、圧電素子４及び第二部分６４から離間して、第一部分６３に物理的に接続されている。本実施形態では、端子金具６１の第一部分６３がリード線５１の芯線５３に物理的に接続されており、端子金具６２の第一部分６３がリード線５２の芯線５３に物理的に接続されている。本明細書において、「物理的に接続されている」とは、直接的に当接している場合に加えてハンダ又は導電性樹脂などの導電性接着材料を介して接続されている場合を含むが、導電性接着材料以外の他の部材を介する場合を含まない。

【0037】

第一部分６３及び第二部分６４は、それぞれ板形状を呈する板部６５，６６を含む。第一部分６３は板部６５を含み、第二部分６４は板部６６を含む。板部６５と板部６６とは、互いに交差する方向に延在している。板部６５は、電極４１，４２から離れる方向に延在している。本実施形態において、板部６５と板部６６とは、互いに直交する方向に延在している。換言すれば、本実施形態において、端子金具６１，６２は、Ｌ字形状を呈している。板部６５は、第一方向Ｄ１に延在している。板部６６は、主面４０ｂに沿う第二方向Ｄ２に延在している。

【0038】

板部６５は、図３に示されるように、保持部材７の外側に配置され、音響整合部材２の第二ケース２２と対向している。板部６５及び第二ケース２２とは、主面４０ｂに沿う方向において互いに離間している。板部６５と第二ケース２２の内面２２ａとの間には、制振材８が配置されている。板部６５と第二ケース２２とは、制振材８によって電気的に絶縁されている。

【0039】

第二部分６４の板部６６は、平面視で矩形状である。第一方向Ｄ１から見て、板部６６の面積は、電極４１のうち主面４０ｂに配置された部分の面積よりも小さい。端子金具６１の板部６６は電極４１にハンダによって物理的に接続されている。端子金具６２の板部６６は電極４２にハンダによって物理的に接続されている。

【0040】

第一部分６３は、板部６５に接続された保持部６７と、係合部６８と、をさらに含む。保持部６７及び係合部６８は、板部６５に対して一体に接続されており、板部６５に対して折れ曲がっている。換言すれば、保持部６７及び係合部６８は、板部６５から突出している。

【0041】

保持部６７は、各リード線５１，５２の先端部分を保持している。本実施形態では、保持部６７は、カシメ加工によって、各リード線５１，５２を固定している。保持部６７は、各リード線５１，５２の長さ方向に並んで配置されている一対のピン部分６７ａ，６７ｂを含んでいる。一対のピン部分６７ａ，６７ｂのうち、一方のピン部分６７ａは、他方のピン部分６７ｂよりもリード線５１，５２の先端側に配置されている。

【0042】

ピン部分６７ａ，６７ｂが折れ曲がることで各リード線５１，５２が保持される。各リード線５１，５２の芯線５３は、保持部６７によって端子金具６１，６２の板部６５に物理的に接続されている。本実施形態では、保持部６７は、少なくとも一つのピン部分６７ａによって各リード線５１，５２の芯線５３の露出部を保持し、当該露出部と接続されている。ピン部分６７ｂは、各リード線５１，５２の被覆５４が設けられた部分を保持している。

【0043】

係合部６８は、一対のピン部分６８ａ，６８ｂを含み、保持部材７に係合している。一対のピン部分６８ａ，６８ｂは、主面４０ｂに沿う方向で互いに離間している。一対のピン部分６８ａ，６８ｂは、主面４０ｂに沿う方向で互いに対向している。一対のピン部分６８ａ，６８ｂの対向方向は、一対の端子金具６１，６２の対向方向と交差している。保持部材７と係合部６８との係合によって、端子金具６１，６２は保持部材７に固定されている。ここで、「固定」とは、ガタを有するように係合されている状態を含む。

【0044】

一対のピン部分６８ａ，６８ｂは、保持部材７に対し、一対のピン部分６８ａ，６８ｂの対向方向（すなわち、主面４０ｂに沿う方向）における端子金具６１，６２の動きを制限している。つまり、係合部６８は、主面４０ｂに沿う方向における端子金具６１，６２の動きを制限する第一ストッパとして機能している。さらに、一対のピン部分６８ａ，６８ｂは、板部６５と共に、保持部材７に対し、第一方向Ｄ１における端子金具６１，６２の動きを制限している。つまり、係合部６８及び板部６６は、第一方向Ｄ１における端子金具６１，６２の動きを制限する第二ストッパとして機能している。

【0045】

保持部材７は、収容空間Ｓに配置されている。保持部材７は、圧電素子４上に配置されている。保持部材７は、樹脂からなる。保持部材７は、端子金具６１，６２を保持し、端子金具６１，６２の姿勢を安定させている。図８に示されているように、保持部材７は、枠状を呈している。保持部材７の厚さ方向は、第一方向Ｄ１と一致する。保持部材７は、第一方向Ｄ１に延在する軸周りに形成されている。保持部材７は、音響整合部材２に囲まれている。保持部材７は、第二ケース２２の内側に位置している。保持部材７は、圧電素子４の外周に沿って設けられている。保持部材７は、圧電素子４の主面４０ｂの縁に沿って延在している。保持部材７は、第一方向Ｄ１から見て主面４０ｂの重心を囲うように延在している。

【0046】

保持部材７は、厚さ方向（第一方向Ｄ１）における圧電素子４と反対側の端部７ａに一対の欠落部７１を有している。端子金具６１の係合部６８が一方の欠落部７１の縁に係合する。端子金具６２の係合部６８が他方の欠落部７１の縁に係合する。これによって、端子金具６１，６２は、保持部材７に固定される。保持部材７は、係合部６８と板部６６とに挟まれている。係合部６８は、端子金具６１，６２に対し、保持部材７の外周方向における動きを制限しているとも言える。係合部６８及び板部６６は、端子金具６１，６２に対し、保持部材７の厚さ方向における動きを制限しているとも言える。保持部材７の材料は、たとえば、ＰＢＴ、ＬＣＰなどの熱可塑性成形材料を含む。

【0047】

各欠落部７１には、対応するリード線５１，５２の先端が収容されている凹部７３が設けられている。凹部７３は、圧電素子４側に窪んだ窪みである。凹部７３の深さ方向は、第一方向Ｄ１と一致している。リード線５１の先端は、一方の欠落部７１に設けられた凹部７３に収容されている。リード線５２の先端は、他方の欠落部７１に設けられた凹部７３に収容されている。

【0048】

保持部材７には、スリット７５が設けられている。保持部材７は、スリット７５によって一部断絶した枠状を呈している。保持部材７は、平面視でＣ字形状を呈している。保持部材７は、スリット７５が設けられた形状によって、主面４０ｂに沿う方向に弾性を有している。保持部材７は、外周を囲む音響整合部材２の内面（内面２２ａ）に弾性的に当接した状態で、収容空間Ｓに配置されている。保持部材７が内面２２ａに当接することで、音響整合部材２に対して圧電素子４が保持部材７及び端子金具６１，６２を介して位置決めされる。

【0049】

保持部材７の外周面には、第一方向Ｄ１に延びる複数の溝７７が設けられている。溝７７は、保持部材７をチャック装置によりチャックする際に用いられる。複数の溝７７は、保持部材７の周方向において互いに等間隔で設けられている。本実施形態では、４つの溝７７が設けられている。４つの溝７７は、各欠落部７１の両側に設けられている。

【0050】

制振材８は、収容空間Ｓに充填されている。制振材８は、圧電素子４、配線部材９の一部、及び保持部材７と共に収容空間Ｓに収容されている。制振材８は、音響整合部材２、フレーム部材３、圧電素子４、配線部材９の一部、及び保持部材７に接する。制振材８は、収容空間Ｓに圧電素子４、配線部材９の一部、及び保持部材７が収容された後に充填される。制振材８は、圧電素子４、配線部材９の一部、及び保持部材７を覆っている。制振材８は、凹部７３にも充填されている。制振材８は、たとえば、弾性部材からなる。制振材８は、たとえば、スポンジ、ゴム、又はウレタンからなる。

【0051】

以下、実施形態に係る超音波トランスデューサ１の効果について説明する。

【0052】

超音波トランスデューサ１では、第一ケース２１内に配置され、側部２４の内面２４ａを覆っている第二ケース２２が樹脂からなるので、第一ケース２１の側部２４における超音波成分の残響を抑制することができる。これにより、超音波成分の残響を十分に低減することができる。

【0053】

第二ケース２２は、第一ケース２１に機械的に固定されている。このため、接着部材を用いずに、第二ケース２２を第一ケース２１に容易に固定し、第二ケース２２が第一ケース２１から抜け落ちることを抑制できる。第二ケース２２は、第一ケース２１内に圧入されている。このため、第二ケース２２の第一ケース２１に対する機械的な固定が容易となる。第二ケース２２は、側部２４の内面２４ａの全体を覆っていている。このため、第一ケース２１の側部２４における超音波成分の残響を確実に抑制することができる。

【0054】

上述のように、第二ケース２２によれば、第一ケース２１の側部２４における超音波成分の残響を抑制することができるが、第二ケース２２が厚すぎると、圧電素子４及び底部２３の振動までもが抑制され、超音波の送受信感度が低下するおそれがある。超音波トランスデューサ１では、第二ケース２２は、側部２４よりも薄い。これにより、圧電素子４の振動が第二ケース２２により抑制され難いので、超音波の送受信感度の低下を抑制することができる。

【0055】

以上、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。

【0056】

上記実施形態では、第一ケース２１は、金属からなるが、第一ケース２１は、たとえば、エポキシ等の樹脂からなってもよい。第一ケース２１が樹脂からなる構成によれば、第一ケース２１が金属からなる構成に比べて、第一ケース２１の残響成分が抑制され易い。よって、超音波成分の残響を十分に低減することができる。この場合であっても、第二ケース２２は、樹脂からなり、第二ケース２２を構成する材料の弾性率（ヤング率）は、第一ケース２１を構成する材料の弾性率（ヤング率）よりも大きければよい。第二ケース２２は、たとえば、ウレタン等のゴム弾性樹脂からなる。

【0057】

上記実施形態では、配線部材９は、一対のリード線５１，５２及び一対の端子金具６１，６２により構成されるが、配線部材９は、フレキシブル基板により構成されてもよい。フレキシブル基板は、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。この場合、超音波トランスデューサ１は、保持部材７を備えなくてもよい。

【0058】

上記実施形態では、圧電素体４０の主面４０ｂ上において、端子金具６１と電極４１とが物理的に接続されているが、電極４１は第一ケース２１を介して配線部材９と電気的に接続される構成であってもよい。この場合、主面４０ｂ上に電極４１を設ける必要がないので、主面４０ｂにおける電極４２の形成領域を拡大することができる。これにより、圧電素子４の活性領域を拡大し、圧電素子４の変位量を増大させることができる。

【0059】

上記実施形態では、第二ケース２２が第一ケース２１に圧入されることにより、第二ケース２２が第一ケース２１に機械的に固定されているが、これに限られない。たとえば、第一ケース２１の側部２４は、内面２４ａから突出する爪部を有し、爪部に係止されることにより、第二ケース２２が第一ケース２１に機械的に固定されてもよい。この場合、第二ケース２２の外径は、第一ケース２１の内径と同等であってもよい。

【0060】

上記実施形態及び変形例は、適宜組み合わされてもよい。

【0061】

上述した実施形態及び変形例の記載から把握されるとおり、本明細書では以下に示す態様の開示を含んでいる。
（付記１）
底部及び側部を有する第一ケースと、
前記第一ケース内に配置され、前記側部の内面を覆っている第二ケースと、
前記第一ケース内において前記底部上に配置されている圧電素子と、を備え、
前記第二ケースは、樹脂からなる、
超音波トランスデューサ。
（付記２）
前記第二ケースは、前記第一ケースに機械的に固定されている、
付記１に記載の超音波トランスデューサ。
（付記３）
前記第二ケースは、前記第一ケース内に圧入されている、
付記１又は２に記載の超音波トランスデューサ。
（付記４）
前記第二ケースは、前記側部の内面の全体を覆っている、
付記１～３のいずれか１つに記載の超音波トランスデューサ。
（付記５）
前記第二ケースは、前記側部よりも薄い
付記１～４のいずれか１つに記載の超音波トランスデューサ。

【符号の説明】

【0062】

１…超音波トランスデューサ、４…圧電素子、２１…第一ケース、２２…第二ケース、２３…底部、２４…側部、２４ａ…内面。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】