特許 7409162 圧電デバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-25

(45)【発行日】2024-01-09

(54)【発明の名称】圧電デバイス

(51)【国際特許分類】

   H03H 9/02 20060101AFI20231226BHJP

   H03H 9/17 20060101ALI20231226BHJP

   H01L 23/02 20060101ALI20231226BHJP

   H04R 17/00 20060101ALI20231226BHJP

【ＦＩ】

H03H9/02 A

H03H9/17 H

H01L23/02 K

H04R17/00 330B

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020038914

(22)【出願日】2020-03-06

(65)【公開番号】P2021141491

(43)【公開日】2021-09-16

【審査請求日】2022-07-19

(73)【特許権者】

【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】松村 湧

(72)【発明者】

【氏名】太田 佳生

(72)【発明者】

【氏名】菅原 潤

(72)【発明者】

【氏名】武田 明丈

【審査官】竹内 亨

(56)【参考文献】

【文献】特開平０３－２８４１００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１８０７８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－０２１８５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０７８５７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２６６４９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２４１５３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０３－０４２５３２（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０３Ｈ ９／００－９／７６

Ｈ０１Ｌ ２３／０２

Ｈ０４Ｒ １７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

収容空間を画成するケースと、
前記収容空間内に配置されている圧電素子と、
前記収容空間内で前記圧電素子上に配置されており、前記圧電素子と接している緩衝材と、
前記収容空間内に前記圧電素子と離間して配置されており、前記圧電素子と電気的に接続されている基板と、を備え、
前記緩衝材が、
樹脂と、
前記樹脂内に分散されており、内部空間を画成している殻を有している複数の中空粒子と、を含み、
前記基板が、前記緩衝材内に配置されている、圧電デバイス。

【請求項2】

樹脂からなり、前記収容空間を封止する蓋材を更に備えており、
前記蓋材が、前記緩衝材と接している、請求項１に記載の圧電デバイス。

【請求項3】

収容空間を画成するケースと、
前記収容空間内に配置されている圧電素子と、
前記収容空間内で前記圧電素子上に配置されており、前記圧電素子と接している緩衝材と、
樹脂からなり、前記収容空間を封止する蓋材と、を備え、
前記緩衝材が、
樹脂と、
前記樹脂内に分散されており、内部空間を画成している殻を有している複数の中空粒子と、を含み、
前記蓋材が、前記緩衝材と接している、圧電デバイス。

【請求項4】

前記収容空間内に前記圧電素子と離間して配置されており、前記圧電素子と電気的に接続されている基板を更に備えており、
前記基板が、前記緩衝材内に配置されている、請求項３に記載の圧電デバイス。

【請求項5】

前記中空粒子が、ガラスバルーンである、請求項１～４のいずれか一項に記載の圧電デバイス。

【請求項6】

前記樹脂と前記ガラスバルーンとの含有量の合計が１００質量％であるとき、前記ガラスバルーンの含有量の割合が、１０質量％以上２０質量％以下である、請求項５に記載の圧電デバイス。

【請求項7】

前記中空粒子が、プラスチックバルーンである、請求項１～４のいずれか一項に記載の圧電デバイス。

【請求項8】

前記樹脂と前記プラスチックバルーンとの含有量の合計が１００質量％であるとき、前記プラスチックバルーンの含有量の割合は、１０質量％以上２０質量％以下である、請求項７に記載の圧電デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧電デバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

収容空間を画成するケースと、収容空間内に配置されている圧電素子と、圧電素子上に配置されている緩衝材と、を備えている圧電デバイスが知られている（たとえば、特許文献１参照）。緩衝材は、圧電素子と接しており、フェルトからなる。圧電デバイスは、たとえば、超音波センサを構成する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００４－１０４５２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

圧電デバイスには、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、上述されたような圧電デバイスは、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より一層低減する圧電デバイス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】

一つの態様に係る圧電デバイスは、収容空間を画成するケースと、収容空間内に配置されている圧電素子と、圧電素子上に配置されており、圧電素子と接している緩衝材と、を備えている。緩衝材が、樹脂と、樹脂内に分散されており、内部空間を画成している殻を有している複数の中空粒子と、を含んでいる。

【0007】

上記一つの態様では、複数の中空粒子が、緩衝材を構成する樹脂内に分散されている。中空粒子は、内部空間を画成する殻を有している。この場合、超音波成分は、樹脂と中空粒子の殻との界面と、中空粒子の殻と上記内部空間との界面と、で散乱される。したがって、上記一つの態様では、中空粒子を含まない構成に比して、中空粒子による超音波成分の散乱減衰が大きい。上記一つの態様は、超音波成分の残響をより一層低減する。

【0008】

上記一つの態様では、中空粒子が、ガラスバルーンであってもよい。
中空粒子がガラスバルーンである構成では、環境温度が変化する場合でも、中空粒子が膨張又は収縮しがたい。したがって、本構成では、環境温度が変化する場合でも、超音波成分の残響を低減する効果が変化しがたい。

【0009】

上記一つの態様では、中空粒子が、プラスチックバルーンであってもよい。
中空粒子がプラスチックバルーンである構成は、圧電デバイスを軽量化し得る。

【0010】

上記一つの態様は、収容空間内に圧電素子と離間して配置されており、圧電素子と電気的に接続されている基板を備えていてもよい。基板が、緩衝材内に配置されていてもよい。
基板が緩衝材内に配置されている構成では、基板が制振される。

【0011】

上記一つの態様は、樹脂からなり、収容空間を封止する蓋材を備えていてもよい。蓋材が、緩衝材と接していてもよい。
蓋材が緩衝材と接している構成では、超音波成分がより一層散乱しやすい。したがって、本構成は、超音波成分の残響をより一層確実に低減する。

【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より一層低減する圧電デバイスが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、一実施形態に係る圧電デバイスの断面構成を示す図である。

【図2】図２は、圧電素子を示す平面図である。

【図3】図３は、中空粒子の端面構成を示す図である。

【図4】図４は、本実施形態の変形例に係る圧電デバイスの断面構成を示す図である。

【図5】図５は、本実施形態の変形例に係る圧電デバイスの断面構成を示す図である。

【図6】図６は、本実施形態の変形例に係る圧電デバイスの断面構成を示す図である。

【図7】図７は、本実施形態の変形例に係る圧電デバイスの断面構成を示す図である。

【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を参照して、本実施形態に係る圧電デバイス１の構成を説明する。図１は、一実施形態に係る圧電デバイスの断面構成を示す図である。
圧電デバイス１は、図１に示されるように、ケース１０と、圧電素子２０と、基板３０と、複数の接続部材４１，４３と、緩衝材６０と、蓋材７０と、複数のピン８１，８３と、を備えている。本実施形態では、圧電デバイス１は、二つの接続部材４１，４３と、二つのピン８１，８３と、を備えている。本実施形態では、圧電デバイス１は、超音波センサを構成する。圧電デバイス１は、たとえば、超音波を送受信する。

【0016】

ケース１０は、収容空間Ｓ１を画成している。圧電素子２０、基板３０、複数の接続部材４１，４３、緩衝材６０、及び蓋材７０は、収容空間Ｓ１内に配置されている。ケース１０は、底壁１１と、側壁１３とを有している。側壁１３は、底壁１１と交差する方向に延在している。底壁１１と側壁１３とが、収容空間Ｓ１を画成している。底壁１１と側壁１３とは、一体形成されている。ケース１０は、一端が開口している有底筒状の部材である。底壁１１は、収容空間に臨む底面１２を有している。底壁１１と交差する方向は、たとえば、底壁１１と直交する方向であってもよい。底面１２は、底面１２と交差する方向から見て、たとえば、円形状を呈している。円形状は、真円形状、長円形状、又は楕円形状を含んでいる。ケース１０は、たとえば、アルミニウム（Ａｌ）からなる。ケース１０は、Ａｌ以外の金属からなっていてもよい。ケース１０は、たとえば、アルミニウム合金、ステンレス鋼、又は銅合金からなっていてもよい。アルミニウム合金は、たとえば、ジュラルミンを含む。銅合金は、たとえば、真鍮を含む。

【0017】

圧電素子２０は、図２にも示されるように、圧電素体２１と、複数の電極２３，２５とを有している。本実施形態では、圧電素子２０は、二つの電極２３，２５を有している。圧電素子２０は、底壁１１上に配置されている。圧電素子２０は、たとえば、接着により底壁１１上に固定されている。図２は、圧電素子を示す平面図である。

【0018】

圧電素体２１は、互いに対向している一対の主面２１ａ，２１ｂと、少なくとも一つの側面２１ｃと、を有している。側面２１ｃは、一対の主面２１ａ，２１ｂを連結するように、一対の主面２１ａ，２１ｂが対向している方向に延在している。主面２１ｂは、底面１２と対向している。圧電素子２０は、主面２１ｂと底面１２とが対向するように、底壁１１（底面１２）上に配置されている。一対の主面２１ａ，２１ｂが対向している方向は、底壁１１（底面１２）と交差する方向である。一対の主面２１ａ，２１ｂが対向している方向は、底壁１１（底面１２）と直交する方向であってもよい。

【0019】

圧電素体２１は、直方体形状を呈している。圧電素体２１は、側面２１ｃ以外に、三つの側面２１ｄを有している。各側面２１ｄも、一対の主面２１ａ，２１ｂを連結するように、一対の主面２１ａ，２１ｂが対向している方向に延在している。本実施形態では、圧電素体２１は、平面視で、正方形状を呈している。本実施形態では、圧電素体２１は、角板状を呈している。圧電素体２１は、円板状を呈していてもよい。本明細書での「直方体形状」は、角部及び稜線部が面取りされている直方体の形状、及び、角部及び稜線部が丸められている直方体の形状を含む。

【0020】

圧電素体２１は、圧電セラミック材料からなる。圧電セラミック材料は、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）を含む。圧電素体２１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により構成される。圧電素体２１の厚みは、たとえば、１５０～５００μｍである。本実施形態では、圧電素体２１の厚みは、２００μｍである。

【0021】

電極２３は、主面２１ｂと側面２１ｃと主面２１ａとに設けられている。電極２３は、主面２１ｂ上に位置している部分２３ａと、側面２１ｃ上に位置している部分２３ｂと、主面２１ａ上に位置している部分２３ｃと、を有している。部分２３ａと部分２３ｂとは、主面２１ｂと側面２１ｃとの間に位置している稜部で互いに連結されている。部分２３ｂと部分２３ｃとは、主面２１ａと側面２１ｃとの間に位置している稜部で互いに連結されている。各部分２３ａ，２３ｂ，２３ｃは、一体に形成されている。電極２３の部分２３ａが底壁１１（底面１２）に接合されている。

【0022】

主面２１ｂに直交する方向から見て、電極２３の部分２３ａは、側面２１ｃと対向している側面２１ｄと主面２１ｂとの間に位置している稜部から離間している。主面２１ｂは、側面２１ｃと対向している側面２１ｄと主面２１ｂとの間に位置している稜部に沿って、露出している。電極２３の部分２３ｂは、側面２１ｃ全体を覆っている。各側面２１ｄは、電極２３から露出している。

【0023】

電極２５は、主面２１ａに設けられている。電極２５は、主面２１ａ上のみに配置されている。電極２５は、電極２３の部分２３ｃと離間している。主面２１ａは、電極２３の部分２３ｃと電極２５との間で露出している。主面２１ａに直交する方向から見て、電極２５は、側面２１ｃと対向している側面２１ｄと主面２１ａとの間に位置している稜部から離間している。主面２１ａは、側面２１ｃと対向している側面２１ｄと主面２１ａとの間に位置している稜部に沿って、露出している。各側面２１ｄは、電極２５からも露出している。圧電素体２１は、一対の主面２１ａ，２１ｂが対向している方向で電極２３の部分２３ａと電極２５とに重なる領域Ｒ１を有している。領域Ｒ１は、一対の主面２１ａ，２１ｂが対向している方向で、電極２３の部分２３ａと電極２５とで挟まれている。圧電素子２０では、領域Ｒ１が、圧電的に活性な領域を構成する。

【0024】

各電極２３，２５は、圧電素体２１の表面と接している。各電極２３，２５の厚みは、たとえば、１．５μｍ以下である。各電極２３，２５は、たとえば、クロム（Ｃｒ）層、ニッケル銅合金（Ｎｉ－Ｃｕ）層、及び金（Ａｕ）層からなる積層体を含む。各電極２３，２５は、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、銀パラジウム合金（Ａｇ－Ｐｄ）、又はニッケルクロム合金（Ｎｉ－Ｃｒ）を含んでいてもよい。各電極２３，２５は、たとえば、スパッタリング法により圧電素体２１の表面に形成される。

【0025】

基板３０は、収容空間Ｓ１内に、圧電素子２０と離間して配置されている。基板３０は、圧電素子２０と電気的に接続されている。基板３０は、基体３１と、複数の導体３３，３５とを有している。本実施形態では、基板３０は、二つの導体３３，３５を有している。

【0026】

基体３１は、互いに対向している一対の主面３１ａ，３１ｂを有している。基板３０は、主面３１ｂが圧電素体２１と対向するように、ケース１０内に配置されている。基体３１は、平面視で、たとえば、略矩形状を呈している。基体３１は、平面視で、たとえば、略円形状を呈していてもよい。基体３１は、たとえば、ガラスエポキシ基板からなる。基体３１には、ピン８１が挿通される貫通孔と、ピン８３が挿通される貫通孔とが形成されている。

【0027】

各導体３３，３５は、主面３１ａ上に配置されている。各導体３３，３５は、たとえば、銅（Ｃｕ）からなる。各導体３３，３５の厚みは、たとえば、約８０μｍである。各導体３３，３５は、たとえば、めっきにより形成される。

【0028】

接続部材４１は、電極２３と導体３３とを電気的に接続している。接続部材４１は、電極２３と導体３３とに物理的に接続されている。接続部材４１は、電極２３に物理的かつ電気的に接続される部分４１ａと、導体３３に物理的かつ電気的に接続される部分４１ｂと、部分４１ａと部分４１ｂとを接続している部分４１ｃと、を有している。部分４１ａは、電極２３の部分２３ｃと重なる領域を有している。部分４１ａは、部分２３ｃと重なる領域で、部分２３ｃにはんだ接続されている。部分４１ｂの一端は、基板３０から突出している。部分４１ｂは、基板３０から突出している一端で、導体３３にはんだ接続されている。

【0029】

接続部材４１の部分４１ａは、圧電素子２０と沿うように延在している。接続部材４１の部分４１ｂは、部分４１ａが延在している方向と交差する方向に延在している。本実施形態では、部分４１ａが延在している方向と、部分４１ｂが延在している方向とは、略直交している。部分４１ｃは、湾曲している。各部分４１ａ，４１ｂ，４１ｃは、一体に形成されている。接続部材４１は、部分４１ｃを有していなくてもよい。この場合、部分４１ａと部分４１ｂとが直接的に接続されており、接続部材４１はＬ字状に折れ曲がっている。

【0030】

接続部材４３は、電極２５と導体３５とを電気的に接続している。接続部材４３は、電極２５と導体３５とに物理的に接続されている。接続部材４３は、電極２５に物理的かつ電気的に接続される部分４３ａと、導体３５に物理的かつ電気的に接続される部分４３ｂと、部分４３ａと部分４３ｂとを接続している部分４３ｃと、を有している。部分４３ａは、電極２５と重なる領域を有している。部分４３ａは、電極２５と重なる領域で、電極２５にはんだ接続されている。部分４３ｂの一端は、基板３０から突出している。部分４３ｂは、基板３０から突出している一端で、導体３５にはんだ接続されている。

【0031】

接続部材４３の部分４３ａは、圧電素子２０と沿うように延在している。接続部材４３の部分４３ｂは、部分４３ａが延在している方向と交差する方向に延在している。本実施形態では、部分４３ａが延在している方向と、部分４３ｂが延在している方向とは、略直交している。部分４３ｃは、湾曲している。各部分４３ａ，４３ｂ，４３ｃは、一体に形成されている。接続部材４３は、部分４３ｃを有していなくてもよい。この場合、部分４３ａと部分４３ｂとが直接的に接続されており、接続部材４３はＬ字状に折れ曲がっている。

【0032】

各接続部材４１，４３は、板状の部材である。各接続部材４１，４３の厚みは、たとえば、約１５０μｍである。各接続部材４１，４３は、たとえば、金属板からなる。この場合、各接続部材４１，４３は、たとえば、真鍮、りん青銅、又は銅からなる。各接続部材４１，４３の表面には、めっき層（不図示）が形成されていてもよい。めっき層は、たとえば、錫めっきにより形成されていてもよい。

【0033】

接続部材４１と電極２３とは、導電性接着剤により物理的かつ電気的に接続されていてもよい。接続部材４１と導体３３とは、導電性接着剤により物理的かつ電気的に接続されていてもよい。接続部材４３と電極２５とは、導電性接着剤により物理的かつ電気的に接続されていてもよい。接続部材４３と導体３５とは、導電性接着剤により物理的かつ電気的に接続されていてもよい。

【0034】

緩衝材６０は、圧電素子２０上に配置されている。緩衝材６０は、圧電素子２０と接している。緩衝材６０は、ケース１０とも接している。基板３０は、緩衝材６０内に配置されている。緩衝材６０は、基板３０とも接している。緩衝材６０は、樹脂６１と、樹脂６１内に分散されている複数の中空粒子６３と、を含んでいる。樹脂６１は、たとえば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、又はウレタン樹脂からなる。各中空粒子６３は、図３に示されるように、殻６３ａを有している。殻６３ａは、内部空間６３ｂを画成している。図３は、中空粒子の端面構成を示す図である。

【0035】

各中空粒子６３は、たとえば、ガラスバルーンである。この場合、殻６３ａは、ガラスからなる。殻６３ａを構成するガラスは、たとえば、ホウケイ酸ガラスを含む。各中空粒子６３は、プラスチックバルーンであってもよい。この場合、殻６３ａは、プラスチックからなる。殻６３ａのシェル組成は、たとえば、アクリロニトリル系コポリマーである。複数の中空粒子６３は、複数のガラスバルーンと、複数のプラスチックバルーンと、を含んでいてもよい。

【0036】

各中空粒子６３がガラスバルーンである場合、ガラスバルーンの含有量の割合は、たとえば、以下の通りである。樹脂６１とガラスバルーンとの含有量の合計が１００質量％であるとき、ガラスバルーンの含有量の割合は、たとえば、１０質量％以上２０質量％以下である。
各中空粒子６３がプラスチックバルーンである場合、プラスチックバルーンの含有量の割合は、たとえば、以下の通りである。樹脂６１とプラスチックバルーンとの含有量の合計が１００質量％であるとき、プラスチックバルーンの含有量の割合は、たとえば、１０質量％以上２０質量％以下である。

【0037】

中空粒子６３は、たとえば、略球殻形状を呈している。中空粒子６３の外径Ｄ１は、たとえば、１５～６５μｍである。外径Ｄ１は、たとえば、メジアン径で規定してもよい。中空粒子６３の内径Ｄ２は、たとえば、１３．５～６３．５μｍである。殻６３ａの厚みＴ１は、たとえば、０．５～１．５μｍである。複数の中空粒子６３は、同じ外形形状を呈していてもよく、同じ外形形状を呈していなくてもよい。

【0038】

蓋材７０は、圧電素子２０、基板３０、接続部材４１，４３、及び緩衝材６０がケース１０内に収容されている状態で、ケース１０の開口を封止している。蓋材７０は、収容空間Ｓ１を封止している。蓋材７０は、緩衝材６０と接している。本実施形態では、蓋材７０は、樹脂からなる。蓋材７０は、たとえば、シリコーンゴムからなる。蓋材７０は、たとえば、ＲＴＶ（Room Temperature Vulcanizing）シリコーンゴムからなる。各ピン８１，８３の他端は、蓋材７０から露出している。蓋材７０は、中空粒子６３を含んでいない。

【0039】

本実施形態では、蓋材７０は、収容空間Ｓ１のうち、緩衝材６０が存在していない領域全体に設けられている。蓋材７０は、図４に示されるように、収容空間Ｓ１のうち、緩衝材６０が存在していない領域の一部のみに設けられていてもよい。
蓋材７０は、図５に示されるように、複数の部分７１，７３を有していてもよい。図５に示されている蓋材７０は、二つの部分７１，７３を有している。蓋材７０は、緩衝材６０と接している部分７１と、部分７１と接している部分７３と、を有している。部分７１は、部分７３と緩衝材６０との間に位置している。この場合、部分７１は、たとえば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、又はシリコーン樹脂からなり、部分７３は、たとえば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、又はシリコーン樹脂からなる。蓋材７０は、三つ以上の部分を有していてもよい。

【0040】

ピン８１は、基板３０（基体３１）に形成されている貫通孔に挿通されている一端と、ケース１０外に露出している他端とを有している。ピン８１は、上記貫通孔に挿通されている状態で、導体３３に物理的かつ電気的に接続されている。ピン８１は、導体３３にはんだ接続されている。ピン８１と導体３３とは、導電性接着剤により物理的かつ電気的に接続されていてもよい。ピン８１は、導体３３及び接続部材４１を通して、電極２３と電気的に接続されている。

【0041】

ピン８３は、基板３０（基体３１）に形成されている貫通孔に挿通されている一端と、ケース１０外に露出している他端とを有している。ピン８３は、上記貫通孔に挿通されている状態で、導体３５に物理的かつ電気的に接続されている。ピン８３は、導体３５にはんだ接続されている。ピン８３と導体３５とは、導電性接着剤により物理的かつ電気的に接続されていてもよい。ピン８３は、導体３５及び接続部材４３を通して、電極２５と電気的に接続されている。

【0042】

各ピン８１，８３は、たとえば、金属からなる。ピン８１，８３は、たとえば、真鍮からなる。各ピン８１，８３の表面には、めっき層（不図示）が形成されていてもよい。めっき層は、たとえば、ニッケルめっき及び錫めっきにより形成されていてもよい。この場合、めっき層は、二層構造である。各ピン８１，８３は、圧電デバイス１の外部端子を構成する。

【0043】

以上のように、本実施形態では、圧電デバイス１が、緩衝材６０を備えている。緩衝材６０は、超音波成分の残響を抑制する。
複数の中空粒子６３が、緩衝材６０を構成する樹脂６１内に分散されている。中空粒子６３は、内部空間６３ｂを画成する殻６３ａを有している。この場合、超音波成分は、樹脂６１と中空粒子６３の殻６３ａとの界面と、中空粒子６３の殻６３ａと内部空間６３ｂとの界面と、で散乱される。したがって、圧電デバイス１では、中空粒子６３を含まない構成に比して、中空粒子６３による超音波成分の散乱減衰が大きい。圧電デバイス１は、超音波成分の残響をより一層低減する。

【0044】

中空粒子６３がガラスバルーンである構成では、環境温度が変化する場合でも、中空粒子６３が膨張又は収縮しがたい。したがって、圧電デバイス１は、環境温度が変化する場合でも、超音波成分の残響を低減する効果が変化しがたい。
中空粒子６３がプラスチックバルーンである構成は、圧電デバイス１を軽量化し得る。

【0045】

圧電デバイス１は、基板３０を備えている。基板３０は、収容空間Ｓ１内に圧電素子２０と離間して配置されており、圧電素子２０と電気的に接続されている。基板３０は、緩衝材６０内に配置されている。
基板３０が緩衝材６０内に配置されている構成では、基板３０が制振される。

【0046】

圧電デバイス１は、蓋材７０を備えている。蓋材７０は、樹脂からなり、収容空間Ｓ１を封止している。蓋材７０は、緩衝材６０と接している。
蓋材７０が緩衝材６０と接している構成では、超音波成分がより一層散乱しやすい。したがって、圧電デバイス１は、超音波成分の残響をより一層確実に低減する。

【0047】

ガラスバルーンの含有量の割合が、上述したように、１０質量％以上２０質量％以下である構成では、緩衝材６０がケース１０に充填される場合、ケース１０と緩衝材６０との間に間隙が生じがたい。更に、樹脂６１と各中空粒子６３との間にも隙間が生じがたい。したがって、圧電デバイス１は、超音波成分の残響をより一層確実に低減する。
プラスチックバルーンの含有量の割合は、上述したように、１０質量％以上２０質量％以下である。この場合にも、ケース１０と緩衝材６０との間に間隙が生じがたく、樹脂６１と各中空粒子６３との間にも隙間が生じがたい。したがって、圧電デバイス１は、超音波成分の残響をより一層確実に低減する。

【0048】

圧電デバイス１では、接続部材４１，４３が、緩衝材６０と接している。圧電デバイス１が接続部材４１，４３を備えている場合、圧電素子２０の振動が接続部材４１，４３に伝わり、接続部材４１，４３が微小に振動するおそれがある。接続部材４１，４３の微小振動は、残響振動を生じさせるおそれがある。接続部材４１，４３が緩衝材６０と接している構成では、緩衝材６０が接続部材４１，４３の微小振動を抑制する。したがって、圧電デバイス１は、接続部材４１，４３の微小振動が要因である残響振動を生じさせがたい。

【0049】

圧電デバイス１では、接続部材４１が、電極２３に物理的かつ電気的に接続される部分４１ａと、導体３３に物理的かつ電気的に接続される部分４１ｂと、を有している。接続部材４３が、電極２５に物理的かつ電気的に接続される部分４３ａと、導体３５に物理的かつ電気的に接続される部分４３ｂと、を有している。各部分４１ａ，４３ａが、圧電素子２０に沿うように延在しており、各部分４３ａ，４３ｂが、部分４１ａ，４３ａが延在している方向と交差する方向に延在している。したがって、圧電素子２０の振動が基板３０に伝わりがたい。圧電デバイス１は、基板３０と接続部材４１，４３との電気的な接続を確実に維持し、電気的な接続の信頼性が低下するのをより一層抑制する。

【0050】

圧電デバイス１では、接続部材４１が、側面２１ｃ寄りに配置されており、接続部材４３が、側面２１ｃと対向している側面２１ｄ寄りに配置されている。接続部材４１と接続部材４３とが、離間している。したがって、圧電デバイス１は、接続部材４１と接続部材４３との短絡を防ぐ。

【0051】

電極２３，２５の各厚みが１．５μｍ以下である構成では、電極２３，２５の各厚みが１．５μｍより大きい構成に比して、電極２３，２５が、圧電素子２０（圧電素体２１）の変位を阻害しがたい。したがって、圧電デバイス１は、振動特性をより一層向上する。

【0052】

以上、本発明の実施形態及び変形例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及び変形例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。

【0053】

圧電デバイス１は、図６に示されるように、蓋材７０を備えていなくてもよい。圧電デバイス１が蓋材７０を備えていない構成では、たとえば、収容空間Ｓ１の全体が緩衝材６０（樹脂６１）で満たされていてもよい。
圧電デバイス１は、図７に示されるように、基板３０及び蓋材７０を備えていなくてもよい。圧電デバイス１が基板３０及び蓋材７０を備えていない構成では、たとえば、収容空間Ｓ１の全体が緩衝材６０（樹脂６１）で満たされていてもよい。

【0054】

圧電デバイス１は、超音波の送信のみを行ってもよい。圧電デバイス１は、超音波の受信のみを行ってもよい。
圧電素子２０は、圧電素体２１内に配置される一つ又は複数の内部電極を有していてもよい。この場合、圧電素体２１は複数の圧電体層を有していてもよく、内部電極と圧電体層とが交互に配置されていてもよい。

【符号の説明】

【0055】

１…圧電デバイス、１０…ケース、２０…圧電素子、３０…基板、６０…緩衝材、６１…樹脂、６３…中空粒子、６３ａ…殻、６３ｂ…内部空間、７０…蓋材、Ｓ１…収容空間。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】