(57)【要約】【課題】  安価で、かつ、小型化が可能で、電気的な接続に対する信頼性が高く、電気機械変換素子とリード部とを接続する際に電気機械変換素子に受ける熱的ダメージを抑制する超音波振動子及びその超音波振動子の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】  超音波振動子１は、電気機械変換素子２の音波放射側に音響整合部材３が形成され、その反対側にバッキング材４が接着固定され、電気機械変換素子２の上下面に電極層５及び切欠き部６が設けられ、接続部材７が電気機械変換素子２を、対向方向８から加圧することにより電気機械変換素子２を固定している。【選択図】      図１
2006035003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機械変換素子と音響整合部材とバッキング材と前記電気機械変換素子に電気的に接続される接続部材とを備える超音波振動子において、
前記接続部材が前記電気機械変換素子を、対向する２方向から加圧接触することにより、前記電気機械変換素子と前記接続部材とが電気的に接続されることを特徴とする超音波振動子。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波振動子であって、
前記接続部材は、
前記電気機械変換素子の一方の面を加圧接触する加圧部と、
前記電気機械変換素子の他方の面に形成される電極層を加圧接触する電気接続部と、
ＧＮＤ線または信号線と接続されるリード部と、
を備え、
前記加圧部、前記電気接続部、及び前記リード部が一体に形成されていることを特徴とする超音波振動子。
【請求項３】
請求項１に記載の超音波振動子であって、
前記接続部材は、
前記電気機械変換素子の一方の面に形成される電極層を絶縁部材を介して加圧接触する加圧部と、
前記電気機械変換素子の他方の面に形成される電極層を加圧接触する電気接続部と、
を備えることを特徴とする超音波振動子。
【請求項４】
請求項１に記載の超音波振動子であって、
前記電気機械変換素子は、前記電気機械変換素子の一方の面に形成される電極層の一部が切り取られることにより形成される切欠き部を備え、
前記接続部材は、
前記電気機械変換素子の一方の面に形成される前記切欠き部を加圧接触する加圧部と、
前記電気機械変換素子の他方の面に形成される電極層を加圧接触する電気接続部と、
を備え、
前記加圧部は、前記切欠き部の形状に基づいて形成されていることを特徴とする超音波振動子。
【請求項５】
請求項１に記載の超音波振動子であって、
前記接続部材は、金属薄板を略長方形に抜き加工されて作成され、
前記接続部材の長手方向に直交する方向の幅が前記金属薄板の厚さの５倍以上であることを特徴とする超音波振動子。
【請求項６】
請求項１に記載の超音波振動子であって、
前記電気機械変換素子のそれぞれの電極と電気的に接続される複数の前記接続部材は、金属薄板を同一形状で略長方形に抜き加工され、この抜き加工された略長方形の金属薄板の端部において、前記電気機械変換素子の一方の面に形成される電極層を加圧接触する電気接続部が形成され、前記電気接続部の近傍に形成される孔の内側に前記電気接続部と反対方向に突出して前記電気機械変換素子の他方の面を加圧接触する加圧部が形成され、前記加圧部の折り曲げ方向を変える事により、それぞれの前記電極と前記電気接続部が電気的に接続されることを特徴とする超音波振動子。
【請求項７】
請求項１に記載の超音波振動子であって、
前記電気機械変換素子と加圧接触する前記接続部材の面に、凹凸部または突起部が設けられていることを特徴とする超音波振動子。
【請求項８】
請求項１に記載の超音波振動子であって、
前記接続部材は、
前記電気機械変換素子の一方の面を加圧接触する加圧部と、
前記電気機械変換素子の他方の面に形成される電極層を加圧接触する電気接続部と、
を備え、
前記電気接続部の面積が前記加圧部の面積よりも広いことを特徴とする超音波振動子。
【請求項９】
請求項１に記載の超音波振動子であって、
前記接続部材は、
前記電気機械変換素子の一方の面を加圧接触する加圧部と、
前記電気機械変換素子の他方の面に形成される電極層を加圧接触する電気接続部と、
を備え、
前記加圧部及び前記電気接続部の一方または両方に１本以上の貫通した溝が設けられていることを特徴とする超音波振動子。
【請求項１０】
請求項１に記載の超音波振動子であって、
前記接続部材は、
前記電気機械変換素子の一方の面を加圧接触する加圧部と、
前記電気機械変換素子の他方の面に形成される電極層を加圧接触する電気接続部と、
を備え、
前記加圧部または前記電気接続部に孔が設けられ、前記孔内部に半田または導電性接着剤が入れられ、前記電気機械変換素子と前記接続部材とが接続されることを特徴とする超音波振動子。
【請求項１１】
請求項１に記載の超音波振動子であって、
前記電気機械変換素子と前記接続部材との隙間が保護部材により覆われていることを特徴とする超音波振動子。
【請求項１２】
請求項１に記載の超音波振動子であって、
ＧＮＤ線と電気的に接続され、少なくとも前記電気機械変換素子を内部で固定する金属製のハウジングを備え、
前記接続部材が前記ハウジングと電気的に接続されていることを特徴とする超音波振動子。
【請求項１３】
請求項１に記載の超音波振動子であって、
前記電気機械変換素子は、複数の柱状セラミック圧電体それぞれが樹脂に包まれて形成される板状部材の両面に電極層が配されることにより構成される複合圧電素子であり、
前記樹脂と前記電極層との合計の厚さが、前記柱状セラミック圧電体と前記電極層との合計の厚さよりも厚く、前記接続部材により前記樹脂が加圧変形されることにより前記電気機械変換素子と前記接続部材とが接続されることを特徴とする超音波振動子。
【請求項１４】
請求項１に記載の超音波振動子であって、
前記接続部材が形状記憶合金により形成されていることを特徴とする超音波振動子。
【請求項１５】
請求項１〜１４の何れか１項に記載の超音波振動子であって、
前記接続部材を弾性変形させることにより、前記電気機械変換素子と前記接続部材とが接続されることを特徴とする超音波振動子。
【請求項１６】
請求項１に記載の超音波振動子の製造方法であって、
金属薄板を抜き加工することにより、前記接続部材と、前記電気機械変換素子を載せるための載置部材と、前記金属薄板と前記接続部材及び前記金属薄板と前記載置部材とを結合させるための結合部とを前記金属薄板に形成し、
前記載置部材に前記電気機械変換素子を載せ、
前記接続部材の一部を折り曲げることにより、前記電気機械変換素子と前記接続部材とを接続し、
前記結合部を切り落とすことを特徴とする超音波振動子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波振動子及びその超音波振動子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１６は、従来の超音波振動子を示す図である（例えば、特許文献１参照）。
図１６に示す超音波振動子１６０は、電気機械変換素子１６１の上下面１６２の両側に銀電極１６３が配され、銀電極１６３の外側に導電性部材が重ね塗りされ補強部１６４が配され、この補強部１６４とリード部１６５とが半田１６６により接合され、電気機械変換素子１６１とリード部１６５とが電気的に接続されている。
【０００３】
このように、図１６に示す超音波振動子１６０では、電気機械変換素子１６１とリード部１６５とが半田１６６により接合しているので、電気機械変換素子１６１とリード部１６５との電気的な接続に対する信頼性が高くなっている。
【０００４】
図１７は、従来の他の超音波振動子を示す図である（例えば、特許文献２参照）。なお、図１６に示す構成と同じ構成には、同じ符号を付している。
図１７に示す超音波振動子１６７は、電気機械変換素子１６１の上下面１６２の片側がリード部１６５と一体に形成される接続部材１６８により加圧され、電気機械変換素子１６１とリード部１６５とが電気的に接続されている。
【０００５】
このように、図１７に示す超音波振動子１６７では、電気機械変換素子１６１が接続部材１６８により加圧され電気機械変換素子１６１と接続部材１６８とが常に接触しているので、電気機械変換素子１６１とリード部１６５との電気的な接続に対する信頼性が高くなっている。
【特許文献１】特開平５−１３５４２号    （第２〜３頁、第１〜２図）
【特許文献２】特開平１１−２３１８７６号  （第２〜３頁、第１〜６図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１６に示す超音波振動子１６０は、電気機械変換素子１６１とリード部１６５との電気的な接続に半田１６６を用いているため、電気機械変換素子１６１とリード部１６５とを接続する際、半田１６６の熱が電気機械変換素子１６１に伝わり、電気機械変換素子１６１に熱的なダメージを与えてしまうという問題がある。
【０００７】
また、半田１６６による接続では、電気機械変換素子１６１とリード部１６５との接続部分の形状が正確に決まらないため、超音波振動子１６０の形状、大きさにばらつきが出るという問題がある。
【０００８】
また、半田１６６の半田つけ作業は、半田温度管理作業者の熟練度等により接合性ばらつきが起こりやすく、超音波振動子１６０の品質にばらつきが起こりやすいという問題がある。
【０００９】
また、半田１６６の半田エリアの大きさのばらつきを抑えるためには、ある程度大きな半田エリアを設ける必要があり、そのため、超音波振動子１６０全体が大きくなるという問題がある。
【００１０】
また、超音波振動子１６０が大きくなると、超音波振動子１６０を安価に製造できなくなるという問題がある。
また、半田１６６以外を用いる接続方法として、導電性接着剤を用いる接続方法があるが、この接続方法においても、導電性接着剤の量のコントロールが難しい点や導電性接着剤自体が硬化時に過熱するため電気機械変換素子１６１に熱的ダメージを与えてしまう点等、半田１６６による接合方法と同様な欠点を有するという問題がある。
【００１１】
また、図１７に示す超音波振動子１６７は、接続部材１６８とハウジング１６９とで電気機械変換素子１６１を挟み込むことにより電気機械変換素子１６１とリード部１６５とを電気的に接続する構造となっており構造的に複雑になるという問題がある。
【００１２】
また、図１７に示す超音波振動子１６７は、接続部材１６８とハウジング１６９の２部品が独立に存在するため、その２部品の個々の大きさのばらつきにより、超音波振動子１６７全体の大きさのばらつきが大きくなるという問題がある。
【００１３】
また、図１７に示す超音波振動子１６７において、接続部材１６８が変形することを利用して、超音波振動子１６７全体の大きさのばらつきを吸収する場合にも、接続部材１６８をある程度大きくする必要があり、やはり、超音波振動子１６７を小型化することが難しいという問題がある。
【００１４】
また、図１６に示す超音波振動子１６０と同様に、超音波振動子１６７が大きくなると、超音波振動子１６７を安価に製造することができなくなるという問題がある。
そこで、本発明は、安価で、かつ、小型化が可能で、電気的な接続に対する信頼性が高く、電気機械変換素子とリード部とを接続する際に電気機械変換素子に受ける熱的ダメージを抑制する超音波振動子及びその超音波振動子の製造方法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】
【００１５】
上記の課題を解決するために本発明では、以下のような構成を採用した。
すなわち、本発明の超音波振動子は、電気機械変換素子と音響整合部材とバッキング材と前記電気機械変換素子に電気的に接続される接続部材とを備える超音波振動子において、前記接続部材が前記電気機械変換素子を、対向する２方向から加圧接触することにより、前記電気機械変換素子と前記接続部材とが電気的に接続されることを特徴とする。
【００１６】
また、上記超音波振動子の接続部材は、前記電気機械変換素子の一方の面を加圧接触する加圧部と、前記電気機械変換素子の他方の面に形成される電極層を加圧接触する電気接続部と、ＧＮＤ線または信号線と接続されるリード部とを備え、前記加圧部、前記電気接続部、及び前記リード部が一体に形成されてもよい。
【００１７】
また、上記超音波振動子の接続部材は、前記電気機械変換素子の一方の面に形成される電極層を絶縁部材を介して加圧接触する加圧部と、前記電気機械変換素子の他方の面に形成される電極層を加圧接触する電気接続部とを備えるように構成してもよい。
【００１８】
また、上記超音波振動子の電気機械変換素子は、前記電気機械変換素子の一方の面に形成される電極層の一部が切り取られることにより形成される切欠き部を備え、前記接続部材は、前記電気機械変換素子の一方の面に形成される前記切欠き部を加圧接触する加圧部と、前記電気機械変換素子の他方の面に形成される電極層を加圧接触する電気接続部とを備え、前記加圧部は、前記切欠き部の形状に基づいて形成されてもよい。
【００１９】
また、上記超音波振動子の接続部材は、金属薄板を略長方形に抜き加工されて作成され、前記接続部材の長手方向に直交する方向の幅が前記金属薄板の厚さの５倍以上で構成されてもよい。
【００２０】
また、上記超音波振動子において、前記電気機械変換素子のそれぞれの電極と電気的に接続される複数の前記接続部材は、金属薄板を同一形状で略長方形に抜き加工され、この抜き加工された略長方形の金属薄板の端部において、前記電気機械変換素子の一方の面に形成される電極層を加圧接触する電気接続部が形成され、前記電気接続部の近傍に形成される孔の内側に前記電気接続部と反対方向に突出して前記電気機械変換素子の他方の面を加圧接触する加圧部が形成され、前記加圧部の折り曲げ方向を変える事により、それぞれの前記電極と前記電気接続部が電気的に接続されるように構成されてもよい。
【００２１】
また、上記超音波振動子において、前記電気機械変換素子と加圧接触する前記接続部材の面に、凹凸部または突起部が設けられてもよい。
また、上記超音波振動子の接続部材は、前記電気機械変換素子の一方の面を加圧接触する加圧部と、前記電気機械変換素子の他方の面に形成される電極層を加圧接触する電気接続部とを備え、前記電気接続部の面積が前記加圧部の面積よりも広く構成してもよい。
【００２２】
また、上記超音波振動子の接続部材は、前記電気機械変換素子の一方の面を加圧接触する加圧部と、前記電気機械変換素子の他方の面に形成される電極層を加圧接触する電気接続部とを備え、前記加圧部及び前記電気接続部の一方または両方に１本以上の貫通した溝が設けられてもよい。
【００２３】
また、上記超音波振動子の接続部材は、前記電気機械変換素子の一方の面を加圧接触する加圧部と、前記電気機械変換素子の他方の面に形成される電極層を加圧接触する電気接続部とを備え、前記加圧部または前記電気接続部に孔が設けられ、前記孔内部に半田または導電性接着剤が入れられ、前記電気機械変換素子と前記接続部材とが接続されてもよい。
【００２４】
また、上記超音波振動子において、前記電気機械変換素子と前記接続部材との隙間が保護部材により覆われてもよい。
また、上記超音波振動子において、ＧＮＤ線と電気的に接続され、少なくとも前記電気機械変換素子を内部で固定する金属製のハウジングを備え、前記接続部材が前記ハウジングと電気的に接続されてもよい。
【００２５】
また、上記超音波振動子の電気機械変換素子は、複数の柱状セラミック圧電体それぞれが樹脂により包まれて形成される板状部材の両面に電極層が配されることにより構成される複合圧電素子であり、前記樹脂と前記電極層との合計の厚さが、前記柱状セラミック圧電体と前記電極層との合計の厚さよりも厚く、前記接続部材により前記樹脂が加圧変形されることにより前記電気機械変換素子と前記接続部材とが接続されてもよい。
【００２６】
また、上記超音波振動子において前記接続部材が形状記憶合金により形成されてもよい。
また、上記超音波振動子の前記接続部材を弾性変形させることにより、前記電気機械変換素子と前記接続部材とが接続されてもよい。
【００２７】
また、本発明の上記超音波振動子の製造方法は、金属薄板を抜き加工することにより、前記接続部材と、前記電気機械変換素子を載せるための載置部材と、前記金属薄板と前記接続部材及び前記金属薄板と前記載置部材とを結合させるための結合部とを前記金属薄板に形成し、前記載置部材に前記電気機械変換素子を載せ、前記接続部材の一部を折り曲げることにより、前記電気機械変換素子と前記接続部材とを接続し、前記結合部を切り落とすことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、接続部材が電気機械変換素子を、対向する２方向から加圧接触することにより電気機械変換素子と接続部材との電気的な接続が行われるため、超音波振動子の構造を簡単にし、電気機械変換素子と接続部材との電気的な接続に対する信頼性を向上させることができる。
【００２９】
また、リード部が一体に形成されて接続部材を構成している場合は、電気機械変換素子とリード部とを半田等により接続する必要が無くなり、電気機械変換素子に熱的ダメージが与えられることを抑制することができる。
【００３０】
また、電気機械変換素子と接続部材との電気的な接続が半田等を使用しなくても可能になるため、超音波振動子を小型化することができ、その分製造コストを安価にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態の超音波振動子を説明するための図である。
【００３２】
図１に示すように、超音波振動子１は、電気機械変換素子２（例えば、圧電素子）の音波放射側に超音波を整合するための音響整合部材３が形成されており、その反対側に超音波を減衰させるためのバッキング材４が接着固定されている。
【００３３】
また、電気機械変換素子２の上下面には、電極層５が作成されている。
また、電気機械変換素子２の上下面には、電極層５が一部切り取られることにより形成されてできる切欠き部６が設けられている。
【００３４】
また、接続部材７は、コ字状に作成されており、電気機械変換素子２を、対向方向８（対向する２方向）から加圧することにより電気機械変換素子２を固定している。このとき、接続部材７の加圧部９は、切欠き部６に加圧接触し、加圧部９と対向する電気接続部１０は、電極層５に加圧接触している。
【００３５】
また、接続部材７は、半田、導電性接着剤、またはビス等の電気的及び機械的な締結手段によりリード線１１と固定されている。なお、リード線１１は図示しないドライバに接続されているものとする。
【００３６】
次に、超音波振動子１の動作について説明する。
図示しないドライバにより、超音波信号が励起されリード線１１を通じて、接続部材７から電気機械変換素子２に印加されると、その超音波信号を超音波に変換して音響整合部材３から超音波が送信される。また、電気機械変換素子２が外部から超音波を受けると、超音波を超音波信号に変換して接続部材７及びリード線１１を介して図示しないドライバに送られる。
【００３７】
このように、接続部材７が電気機械変換素子２を対向方向８から挟み込んでいるので、電気接続部１０が電極層５を常に加圧接触し、電気機械変換素子２と接続部材７との電気的な接続状態が継続して安定する。
【００３８】
これにより、電気機械変換素子２と接続部材７との電気的な接続に対する信頼性が向上するので、電気機械変換素子２とリード線１１との電気的な接続に対する信頼性も向上する。
【００３９】
また、接続部材７とリード線１１とを半田等により接続しているので、電気機械変換素子２が受ける熱的ダメージを抑制することができる。
また、半田等を使用することなく電気機械変換素子２と接続部材７とを接続しているので、半田エリア等を電気機械変換素子２等に設ける必要がない分、超音波振動子１を小型化することができ、製造コストを安価にすることができる。
【００４０】
＜第２実施形態＞
図２Ａ〜図２Ｄは、本発明の第２実施形態の超音波振動子を説明するための図である。なお、図１に示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。また、図２Ａは、他の実施形態の超音波振動子全体を示す図である。また、図２Ｂは、図２Ａに示す超音波振動子に接続される接続部材単体を示す図である。また、図２Ｃは、図２Ｂに示す接続部材が折り曲げ加工された状態を示す図である。また、図２Ｄは、図２Ｃに示す接続部材が電気機械変換素子に接続された状態を示す図である。
【００４１】
図２Ａに示す超音波振動子１２において、接続部材１３は、金属薄板が抜き加工されることにより形成されるものであって、電気機械変換素子２の一方の面の切欠き部６を加圧接触する加圧部１４と、電気機械変換素子２の他方の面の電極層５を加圧接触する電気接続部１５と、ＧＮＤ線や信号線等と接続されるリード部１６とを備え、加圧部１４と電気接続部１５とリード部１６とが一体に形成されている。なお、図２Ａに示す電気機械変換素子２の左側に接続される接続部材１３は、加圧部１４が電極層５を加圧接触し、電気接続部１５が切欠き部６を加圧接触する構成としている。
【００４２】
また、接続部材１３は、電気機械変換素子２に接続される前、図２Ｃに示すような形状に予め折り曲げられている。そして、図２Ｃ及び図２Ｄに示すように、加圧部１４と電気接続部１５との間の差込み部１７に電気機械変換素子２が差し込まれ、対向方向８から加圧部１４と電気接続部１５とが応圧され、加圧部１４が切欠き部６を加圧接触し、電気接続部１５が電極層５を加圧接触して、接続部材１３が電気機械変換素子２を固定する。
【００４３】
また、図２Ｂ〜図２Ｄに示すように、リード部１６の端部１８に設けられた突起１９を折り曲げて、端部１８にリード線１１を挟み込ませることによりリード線１１をリード部１６に固定し、その後、リード部１６とリード線１１の先端部とを半田２０により固定する。これにより、リード部１６とリード線１１とが電気的及び機械的に接続され、接続部材１３とリード線１１とが電気的及び機械的に接続される。
【００４４】
このように、半田２０による接続部材１３とリード線１１との接続を、電気機械変換素子２と接続部材１３とが接続される位置からリード部１６の長手方向の長さ分離れた位置の接続部材１３上で実施できるので、接続時の半田２０の熱が電気機械変換素子２に伝わり難くなり、電気機械変換素子２に熱的ダメージをあまり与えないようにすることができる。
【００４５】
すなわち、電気機械変換素子２とリード線１１とがリード部１６を介して離れて接続されるため、リード線１１をリード部１６に接続する際にリード部１６が受ける熱の影響を電気機械変換素子２に受け難くさせることができる。
【００４６】
これにより、超音波振動子１２の品質を向上させることができる。
また、端部１８に突起１９を設けたことにより、接続部材１３とリード線１１との機械的な接続に対する信頼性を向上させることができる。
【００４７】
また、端部１８に突起１９を設けたことにより、接続部材１３とリード線１１との接続作業が容易となり作業性を向上させることができる。
また、電気機械変換素子２と接続部材１３とが接続される場所の近傍にリード線１１が接続されない構成であるため、半田つけエリア等の不確定なエリアが電気機械変換素子２や接続部材６から無くなり、超音波振動子１２の形状をより設計時の形状のみで決めることができる。
【００４８】
また、電気機械変換素子２や接続部材６に無駄なエリアを設ける必要がなくなり、小型化が容易となる。
また、リード部１６が一体に形成されて接続部材１３を構成しているので、電気機械変換素子２とリード部１６とを半田等により接続する必要が無くなり、電気機械変換素子２に熱的ダメージが与えられることを抑制することができる。
【００４９】
＜第３実施形態＞
図３は、本発明の第３実施形態の超音波振動子を説明するための図である。なお、図１または図２Ａ〜図２Ｄに示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。
【００５０】
図３に示すように、超音波振動子２１は、切欠き部６を有していない電極層５が電気機械変換素子２の上下面に配されている。そして、図３に示す電気変換素子２の右側に接続される接続部材１３の加圧部１４が絶縁部材２２を介して対向方向８に電極層５を加圧し、電気接続部１５が対向方向８に電極層５を加圧接触している。また、図３に示す電気機械変換素子２の左側に接続される接続部材１３は、加圧部１４が電極層５を加圧接触し、電気接続部１５が絶縁部材２２を介して電極層５を加圧する構成としている。なお、絶縁部材２２は、例えば、ポリイミド、テフロン（登録商標）、シリコン樹脂等の有機物の絶縁材料で構成されてもよい。
【００５１】
このように、加圧部１４または電気接続部１５が絶縁部材２２を介して電気機械変換素子２の電極層５を加圧するため、電極層５の形状によることなく電気機械変換素子２と接続部材１３とを電気的に接続することができる。
【００５２】
これにより、電極層５の形状を考慮することなく、ベタ電極で電極層５を形成することができ、電気機械変換素子２の構造を非常に単純にすることができる。
また、絶縁部材２２が有機物の絶縁材料で構成される場合は、絶縁部材２２が電気機械変換素子２と加圧部１４または電気接続部１５との間で自由に変形するので、電気機械変換素子２に加圧部１４または電気接続部１５による局部応力が発生することを防止することができる。
【００５３】
これにより、電気機械変換素子２に対する加圧部１４または電気接続部１５の圧力が均一化し、電気機械変換素子２と接続部材１３との電気的及び機械的な接続に対する信頼性を向上させ、超音波振動子２１の品質を安定化させることができる。
【００５４】
＜第４実施形態＞
図４Ａ〜図４Ｃは、本発明の第４実施形態の超音波振動子を説明するための図である。なお、図１または図２Ａ〜図２Ｄに示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。また、図４Ａは、他の実施形態の超音波振動子全体を示す図である。また、図４Ｂは、電気機械変換素子と接続部材とが接続される前において図４Ａに示す矢印ａ方向から見た図である。また、図４Ｃは、図４Ａに示す矢印ａ方向から見た図である。
【００５５】
図４Ａ及び図４Ｂに示す超音波振動子２３において、電気機械変換素子２には、上下面に配されている電極層５の一部が切り取られ、切欠き部６が設けられている。
また、図４Ｃに示すように、電気機械変換素子２と接続部材１３とが接続される際、電極層５と電気接続部１５との間に隙間２４が空くように、電気接続部１５が形成されている。そして、電気機械変換素子２と接続部材１３とを接続する際は、電極層５と電気接続部１５との間に隙間２４が空くように接続部材１３の位置だしが行われる。
【００５６】
これにより、電極層５と電気接続部１５とが隙間２４により絶縁される。
また、切欠き部６の形状を予め設計時において決定することができるので、音波放射面積を正確に決めることができる。
【００５７】
また、電気機械変換素子２を複数作成する場合においてもそれぞれ同一面積の切欠き部６を設けることができるので、超音波振動子２３の品質を向上させることができる。
また、半田等を使用して電気機械変換素子２と接続部材１３とを接続する場合のように、半田等が流れ出すことを予測して電気機械変換素子２と接続部材１３との接続エリアを大きく取る必要がないため、超音波振動子２３を小型化することが可能となる。
【００５８】
なお、図４Ａに示す電気機械変換素子２の右側に接続される接続部材１３においても、加圧部１４と電極層５との間に隙間２４が空くように加圧部１４を形成してもよい。
＜第５実施形態＞
図５Ａ〜図５Ｅは、本発明の第５実施形態の超音波振動子を説明するための図である。なお、図１または図２Ａ〜図２Ｄに示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。また、図５Ａは、接続部材単体を示す図である。図５Ｂは、電気機械変換素子と接続部材とが接続される前において接続部材が折り曲げられた状態を示す図である。図５Ｃは、電気機械変換素子と接続部材とが接続された状態を示す図である。図５Ｄは、図５Ａに示す接続部材のｍ−ｍ断面図を示している。図５Ｅは、他の実施形態の超音波振動子全体を示す図である。図５Ｆは、ハウジング単体の斜視図を示している。
【００５９】
図５Ａ〜図５Ｄに示す接続部材１３は、金属薄板が抜き加工されることにより形成されるものであって、接続部材１３の厚さｔを１とする場合、接続部材１３の幅Ｗが５以上になるように形成されている。なお、金属薄板を抜き加工して接続部材１３を形成する際、突起１９を備えない形状、すなわち、略長方形に抜き加工して接続部材１３を形成してもよい。
【００６０】
また、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、接続部材１３の端部には、互いに対向する位置にくびれ部２５が設けられている。
これにより、接続部材１３をくびれ部２５において折れ易くさせることができる。
【００６１】
次に、図５Ｅに示す超音波振動子２６について説明する。
まず、電気機械変換素子２に接続部材１３を接続し、各電極層５に音響整合部材３とバッキング材４を取り付けた後、接続部材１３のリード部１６を図５Ｆに示すハウジング２７の孔２８に挿入し、バッキング材４をハウジング２７の台座部２９に載置する。なお、台座部２９には、予め接着剤が塗布されていてもよい。また、ハウジング２７は、樹脂材料で作成されてもよい。
【００６２】
次に、孔２８から出ている接続部材１３をくびれ部２５において折り曲げてハウジング２７の内部に収納する。
このように、孔２８に接続部材１３のリード部１６を挿入させる場合、リード部１６の曲がりの自由度は、図５Ｄに示すように、Ｘ軸回りのモーメントＭｘに対しては曲がり易く、Ｙ軸回りのモーメントＭｙに対しては曲がり難いことがハウジング２７へのリード部１６の位置決めとその後のリード部１６の折り曲げ作業上において必要になる。
【００６３】
また、幅Ｗを厚みｔに対して十分大きく、例えば、上述したように、厚みｔを１としたときに幅Ｗが５以上とすることによりリード部１６の曲がりの自由度をＭｙ＞＞Ｍｘとすることができる。
【００６４】
このように、リード部１６の曲がりの自由度をＭｙ＞＞Ｍｘとすることができるので、リード部１６の位置決めにばらつきが起こらず、リード部１６の孔２８への挿入を容易にし、電気機械変換素子２をハウジング２７に載置することが簡単化する。
【００６５】
また、Ｍｙ＞＞Ｍｘとすることにより、組み立て精度や品質が向上し、製造コストを低減することができる。
＜第６実施形態＞
図６Ａ〜図６Ｇは、本発明の第６実施形態の超音波振動子を説明するための図である。なお、図１または図２Ａ〜図２Ｄに示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。また、図６Ａは、他の実施形態の超音波振動子全体を示す図である。また、図６Ｂは、接続部材単体を示す図である。また、図６Ｃは、図６Ｂに示す接続部材の加圧部と電気接続部とが互いに反対方向に曲げられたときの状態を示す図である。また、図６Ｄは、図６Ｃに示す接続部材が図６Ａに示す電気機械変換素子の右側に接続された状態を示す図である。また、図６Ｅは、図６Ｂに示す接続部材の加圧部と電気接続部とが互いに同じ方向に曲げられたときの状態を示す図である。また、図６Ｆは、図６Ｅに示す接続部材の加圧部が電気接続部側にさらに曲げられたときの状態を示す図である。また、図６Ｇは、図６Ｆに示す接続部材が図６Ａに示す電気機械変換素子の左側に接続された状態を示す図である。
【００６６】
図６Ａに示す超音波振動子３０は、電気機械変換素子２の右側に接続されている接続部材１３の加圧部１４がバッキング材４側にある切欠き部６を加圧接触し、電気接続部１５が音響整合部材３側にある電極層５を加圧接触している。また、電気機械変換素子２の左側に接続されている接続部材１３の加圧部１４が音響整合部材３側にある切欠き部６を加圧接触し、電気接続部１５がバッキング材４側にある電極層５を加圧接触している。
【００６７】
この電気機械変換素子２の左右に接続される２つの接続部材１３は、それぞれ、図６Ｂに示す接続部材１３の加圧部１４の折曲げ方向を変更させることにより作成される。
また、接続部材１３の孔３１の側面に加圧部１４が設けられていることにより、その加圧部１４をリード部１６と独立して曲げることができ、加圧部１４の折曲げ方向を変更させることができる。
【００６８】
また、図６Ｂ、図６Ｃ、図６Ｅ、または図６Ｆに示すように、孔３１の左右には、それぞれ支柱３２が配されている。このように、孔３１の左右にそれぞれ支柱３２が配されていることにより、接続部材１３における電気機械変換素子２との接続部分が電気機械変換素子２をねじれるように変形することを防止している。
【００６９】
また、図６Ｃに示すように、加圧部１４が矢印３３方向に曲げられると共に、電気接続部１５が矢印３４方向に曲げられ、さらに、図６Ｄに示すように、加圧部１４と電気接続部１５との間に電気機械変換素子２が挿し込まれ、加圧部１４と電気接続部１５とが対向方向８から押圧され、加圧部１４と電気接続部１５とがそれぞれ塑性変形すると、電気機械変換素子２の右側に接続部材１３が接続される。
【００７０】
また、図６Ｅに示すように、加圧部１４が矢印３５方向に曲げられると共に、電気接続部１５が矢印３５と同じ回転方向である矢印３６方向に曲げられ、次に、図６Ｆに示すように、加圧部１４が矢印３５と同じ回転方向である矢印３７方向に曲げられ、そして、図６Ｇに示すように、加圧部１４と電気接続部１５との間に電気機械変換素子２が挿し込まれ、加圧部１４と電気接続部１５とが対向方向８から押圧され、加圧部１４と電気接続部１５とがそれぞれ塑性変形すると、電気機械変換素子２の左側に接続部材１３が接続される。
【００７１】
このように、抜き加工された１つの接続部材１３において加圧部１４の折曲げ方向を変更することにより、２種類の接続部材（端部に電気接続部１５が形成され孔３１に加圧部１４が形成された接続部材１３と、端部に加圧部１４が形成され孔３１に電気接続部１５が形成された接続部材の２種類の接続部材）を形成することができる。
【００７２】
これにより、２種類の接続部材を予め用意する必要がないため、生産工程の部品在庫が削減し、接続部材の作成型が削減されるので、作成費用の低減を計ることができる。
なお、金属薄板を抜き加工して接続部材１３を形成する際、突起１９を備えない形状、すなわち、略長方形に抜き加工して接続部材１３を形成してもよい。
【００７３】
＜第７実施形態＞
図７Ａ〜図７Ｅは、本発明の第７実施形態の電気機械変換素子を説明するための図である。なお、図１または図２Ａ〜図２Ｄに示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。また、図７Ａは、他の実施形態の接続部材を示す図である。また、図７Ｂは、図７Ａに示す接続部材が電気機械変換素子に接続された状態を示す図である。また、図７Ｃ〜図７Ｅは、さらに他の実施形態の接続部材を示す図である。
【００７４】
図７Ａに示す接続部材３８は、図６Ｆと同様に、加圧部１４と電気接続部１５とが互いに同じ方向に折り曲げられて構成されるものであって、電気接続部１５の表面に突起３９が複数配されている。
【００７５】
そして、図７Ｂに示すように、突起３９と電極層５とが接触するように、電気接続部１５を電極層５に加圧接触させることにより、電極層５と電気接続部１５とが微小面積で接触し、突起３９と電極層５との接触部分に極圧応力が発生する。
【００７６】
これにより、電気機械変換素子２側から見たときの突起３９の接触部分において、垂直抗力が増大し、電気機械変換素子２が抜け方向４０にずれることを防止することができる。
【００７７】
また、図７Ｃに示す接続部材４１は、図６Ｆと同様に、加圧部１４と電気接続部１５とが互いに同じ方向に折り曲げられて構成されるものであって、電気接続部１５の表面に凹凸部が設けられている。
【００７８】
そして、その凹凸部の凸部分と電極層５とが接触するように、電気接続部１５を電極層５に加圧接触させることにより、電極層５と電気接続部１５とを微小面積で接触させることができる。
【００７９】
これにより、図７Ａに示す接続部材３８と同様に、電気機械変換素子２を接続部材４１から抜け難くすることができる。
また、図７Ｄに示す接続部材４２は、図６Ｆと同様に、加圧部１４と電気接続部１５とが互いに同じ方向に折り曲げられて構成されるものであって、電気接続部１５の表面に先鋭突起４３が設けられている。
【００８０】
そして、その先鋭突起４３の先端部が電極層５に噛み込むように、電気接続部１５を電極層５に加圧接触させることにより、電極層５と電気接続部１５とを微小面積で接触させることができる。
【００８１】
これにより、図７Ａに示す接続部材３８と同様に、電気機械変換素子２を接続部材４２から抜け難くすることができる。
なお、先鋭突起４３の先端部を電極層５を介して電気機械変換素子２の中まで進入させることにより、さらに、電気機械変換素子２を接続部材４２から抜け難くすることができる。
【００８２】
また、図７Ｅに示す接続部材４４は、図６Ｆと同様に、加圧部１４と電気接続部１５とが互いに同じ方向に折り曲げられて構成されるものであって、電気接続部１５の表面が粗く加工されている。
【００８３】
そして、その粗い加工面が電極層５に接触するように、電気接続部１５を電極層５に加圧接触させることにより、電極層５と電気接続部１５との接触面積を小さくすることができる。
【００８４】
これにより、図７Ａに示す接続部材３８と同様に、電気機械変換素子２を接続部材４４から抜け難くすることができる。
また、突起３９や先鋭突起４３等を加圧部１４の表面に設け、突起３９や先鋭突起４３等の先端部が電極層５や切欠き部６に接触するように、加圧部１４を電極層５や切欠き部６に加圧接触させても、図７Ａに示す接続部材３８と同様な効果を得ることができる。
【００８５】
また、突起３９や先鋭突起４３等を加圧部１４の表面と電気接続部１５の表面との両方に設けも、図７Ａに示す接続部材３８と同様な効果を得ることができる。
また、図７Ａ等に示すように、電気接続部１５の表面に突起３９等を設ける場合は、電極層５と電気接続部１５との電気的な接続に対する信頼性をより高めることができる。
【００８６】
＜第８実施形態＞
図８Ａ〜図８Ｄは、本発明の第８実施形態の超音波振動子を説明するための図である。なお、図１または図２Ａ〜図２Ｄに示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。また、図８Ａは、他の実施形態の接続部材を示す図である。また、図８Ｂは、図８Ａに示す矢印４５方向から見たときの図である。また、図８Ｃは、電気機械変換素子２と図８Ａに示す接続部材とが接続されている状態において、図８Ａに示す矢印４６方向から見たときの図を示す図である。また、図８Ｃに示す矢印は、電気機械変換素子２にかかる加圧力を表し、矢印の長さは加圧力の大きさを示している。また、図８Ｄは、図８Ｃに示す円形枠の拡大図である。
【００８７】
図８Ａに示す接続部材４７は、図６Ｆと同様に、加圧部１４と電気接続部１５とが互いに同じ方向に折り曲げられて構成されるものであって、加圧部１４における切欠き部６と接触する面積が電気接続部１５における電極層５と接触する面積よりも小さくなるように、加圧部１４及び電気接続部１５をそれぞれ形成している。
【００８８】
すなわち、図８Ｂに示すように、電気機械変換素子２と接続部材４７とが接続される際の接続部材４７の状態において、加圧部１４の外周と電気接続部１５の外周との間に間隔４８が空くように、加圧部１４及び電気接続部１５をそれぞれ形成している。
【００８９】
これにより、図８Ｃに示すように、加圧部１４と電気接続部１５とが対向しているところにかかる加圧力４９は、ほぼ均一の大きさになり、間隔４８にかかる加圧力４９は、加圧部１４による加圧が無いことにより、電気接続部１５の端に行くに従い徐々に小さくなる。
【００９０】
また、加圧部１４の面積と電気接続部１５の面積が等しく、加圧部１４と電気接続部１５とが対向する際にそれぞれの端部が互いに一致する場合、加圧部１４と電気接続部１５とにより電気機械変換素子２にかかる加圧力は、加圧部１４と電気接続部１５とが対向しなくなるところで急に小さくなる。そのため、電極層５にかかる応力は、電極層５と電気接続部１５とが接触しているところと接触していないところとで大きな差が生じ、その境目で電極層５がせん断するおそれがある。
【００９１】
これに対して、上述のように、加圧部１４の面積を電気接続部１５の面積よりも小さくする場合では、加圧力４９が加圧部１４の端から電気接続部１５の端に行くに従って徐々に小さくなるので、電極層５にかかる応力も除々に減少し、急激な応力差に起因する電極層５のせん断を防ぐ効果が得られる。
【００９２】
また、図８Ｄに示すように、加圧部１４の端部にＲ加工を施すと、加圧部１４の端部近傍での応力差を緩和する効果がある。なお、電気接続部１５の端部にＲ加工を施してもよい。これにより、電気接続部１５の端部近傍での応力差を緩和することができる。
【００９３】
＜第９実施形態＞
図９Ａ〜図９Ｄは、本実施形態の第９実施形態の超音波振動子を説明するための図である。なお、図１または図２Ａ〜図２Ｄに示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。また、図９Ａは、他の実施形態の接続部材を示す図である。また、図９Ｂは、さらに他の実施形態の接続部材を示す図である。また、図９Ｃは、図９Ａに示す接続部材を上から見た図である。図９Ｄは、さらに他の実施形態の接続部材を示し、その接続部材を上から見た図である。
【００９４】
図９Ａに示す接続部材５０は、図６Ｆと同様に、加圧部１４と電気接続部１５とが互いに同じ方向に折り曲げられて構成されるものであって、加圧部１４の中央付近において端部から根元にかけて貫通した溝が入れられ、加圧部１４が加圧部１４Ａ及び加圧部１４Ｂに分かれるように形成されている。
【００９５】
これにより、例えば、電気機械変換素子２の切欠き部６に対して、加圧部１４Ａ及び加圧部１４Ｂによる応力をそれぞれ独立にかけることができる。
また、図９Ｂに示す接続部材５１も、図６Ｆと同様に、加圧部１４と電気接続部１５とが互いに同じ方向に折り曲げられて構成されるものであって、加圧部１４が加圧部１４Ａ及び１４Ｂに分かれるように形成されていると共に、電気接続部１５の中央付近において端部から根元にかけて貫通した溝が入れられ、電気接続部１５が電気接続部１５Ａ及び電気接続部１５Ｂに分かれるように形成されている。
【００９６】
これにより、例えば、切欠き部６に対して、加圧部１４Ａ及び加圧部１４Ｂによる応力をそれぞれ独立にかけると共に、電極層５に対して、電気接続部１５Ａ及び電気接続部１５Ｂによる応力をそれぞれ独立にかけることができる。
【００９７】
このように、溝を入れられた加圧部１４の外周（図９Ｃに示す一点鎖線）や電気接続部１５の外周は、図８Ａに示す加圧部１４の外周や電気接続部１５の外周に比べて、長くすることができる。
【００９８】
これにより、加圧部１４の外周付近の切欠き部６の変形量や電気接続部１５の外周付近の電極層５の変形量を大きくさせることができ、接続部材５０や接続部材５１を電気機械変換素子２に接続した際の電気機械変換素子２のズレを抑制することができる。
【００９９】
また、図９Ｂに示すように、加圧部１４及び電気接続部１５にそれぞれ溝を入れる場合では、図８Ａに示すような接続部材４７を複数使用することと同じような効果を得ることができ、電気機械変換素子２と接続部材５１との電気的な接続に対する信頼性を向上させることができる。
【０１００】
また、接続部材５０や接続部材５１は、加圧により変形する複合圧電体等機械的に柔らかい電気機械変換素子に特に有効である。
なお、加圧部１４の外周や電気接続部材１５の外周をさらに長くする方法として、例えば、図９Ａに示す加圧部１４Ａ及び１４Ｂを、図９Ｄに示す加圧部１４Ｃ及び１４Ｄのように扇形に形成してもよい。
【０１０１】
これにより、図９Ａに示す加圧部１４に比べて、加圧部１４の外周を長くすることができる。
また、図９Ｂに示すように、孔３１の中央に支柱５２を設けてもよい。
【０１０２】
＜第１０実施形態＞
図１０Ａ及び図１０Ｂは、本発明の第１０実施形態の超音波振動子を説明するための図である。なお、図１または図２Ａ〜図２Ｄに示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。また、図１０Ａは、他の実施形態の接続部材を示す図である。また、図１０Ｂは、図１０Ａに示すｎ−ｎ断面図を示している。
【０１０３】
図１０Ａに示す接続部材５３は、図６Ｃと同様に、加圧部１４と電気接続部１５とが互いに反対方向に折り曲げられて構成されるものであって、電気接続部１５の中央付近に補助孔５４が設けられている。なお、接続部材５３の表面全体にはＮｉ−Ｃｒ−Ａｕ等のメッキが施されているものとする。
【０１０４】
そして、電気機械変換素子２と接続部材５３とを接続した後、図１０Ｂに示すように、補助孔５４に半田５５を溶かし込み、電気機械変換素子２と接続部材５３との電気的な接続を行う。
【０１０５】
このように、電気接続部１５に設けられる補助孔５４内に半田５５を溶かし込む構成であるので、半田５５が補助孔５４内に溜まり、半田５５の周囲への溢出しを防ぐことができる。
【０１０６】
これにより、電極層５と電気接続部１５との接続部分の外形が半田５５により変化することがなくなり、半田５５のはみ出し部分を考慮する必要がなくなる。そのため、半田５５のはみ出し部分を考慮して電気機械変換素子２と接続部材５３とを接続する場合に比べて、電気機械変換素子２と接続部材５３との接続部分を小さくすることができる。
【０１０７】
また、半田５５により電極層５と電気接続部１５とを機械的に接続する効果、すなわち、アンカ効果も期待することができる。
また、電極層５と電気接続部１５との電気的な接続に関しては、加圧接触による接続と半田５５による接続の両方を同時に行っているため、電気的な接続に対する信頼性を向上させることができる。
【０１０８】
なお、補助孔５４には、半田５５に限らず、導電性接着剤等を入れてもよい。
また、加圧部１４に補助孔５４を設け、その補助孔５４に半田５５や導電性接着剤等を入れて、加圧部１４と切欠き部６とを接続してもよい。
【０１０９】
これにより、加圧部１４と切欠き部６との機械的な接続に対する信頼性を加圧接触のみで接続するものに比べて向上させることができる。
＜第１１実施形態＞
図１１Ａ及び図１１Ｂは、本発明の第１１実施形態の超音波振動子を説明するための図である。なお、図１または図２Ａ〜図２Ｄに示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。また、図１１Ａは、超音波振動子の一部が拡大されたものを示す図である。また、図１１Ｂは、図１１Ａに示す超音波振動子の中央部の断面図を示している。
【０１１０】
図１１Ａ及び図１１Ｂに示す超音波振動子５６は、電極層５と電気接続部１５との隙間が接着剤等の有機物樹脂で構成される保護部材５７により覆われている。
このように、電極層５と電気接続部１５との隙間が保護部材５７により覆われているので、電極層５と電気接続部１５との境界部分が保護され、電極層５と電気接続部１５との隙間にゴミ等の異物が進入することを防止することができる。
【０１１１】
これにより、電極層５と電気接続部１５との接触状態を安定化させることができるので、電気機械変換素子２と接続部材１３との電気的な接続に対する信頼性を向上させることができる。
【０１１２】
また、保護部材５７により電極層５と電気接続部１５との接続強度を向上させることができる。
なお、加圧部１４と切欠き部６との隙間を保護部材５７により覆うようにしてもよい。
【０１１３】
これにより、加圧部１４と切欠き部６との接触状態を安定化させることができる。
＜第１２実施形態＞
図１２は、本発明の第１２実施形態の超音波振動子を説明するための図である。なお、図１または図２Ａ〜図２Ｄに示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。
【０１１４】
図１２に示すように、超音波振動子５８は、電気機械変換素子２の上下面に設けられている電極層５にそれぞれ接続部材１３が接続され、電気機械変換素子２の音波放射面に音響整合部材３が固定されていると共に、反対面にバッキング材４が接着固定されている。
【０１１５】
また、電気機械変換素子２、音響整合部材３、バッキング材４、電極層５、及び接続部材１３が金属製のハウジング５９の内部に固定され、音響整合部材３側の電極層５に接続される接続部材１３のリード部１６がハウジング５９の外側に引き出され、そのリード部１６がハウジング５９の外側側面に半田６０により電気的に接続されている。
【０１１６】
また、リード線１１は、ＧＮＤ線６１と電気機械変換素子２に超音波信号を伝える信号線６２とを備え、ＧＮＤ線６１は、半田６３により直接ハウジング５９の外側側面に電気的に接続されている。また、信号線６２は、ハウジング５９の側面に設けられる側面穴６４を通って、ハウジング５９の内部でバッキング材４側の電極層５に接続される接続部材１３のリード部１６に半田６５により電気的に接続されている。
【０１１７】
また、バッキング材４側の電極層５に接続される接続部材１３とハウジング５９とを絶縁させるためにリング状のカラー部材６６がハウジング５９の内周に沿って設けられている。
【０１１８】
また、信号線６２に接続される接続部材１３のリード部１６は、バッキング材４とカラー部材６６との間のスペース６７を通って、バッキング材４の裏面に配されている。
また、ハウジング５９とカラー部材６６とは、接着剤等により接続されている。
【０１１９】
また、接続部材１３とリード線１１との接続が終了すると、必要部位、例えば、電気機械変換素子２、音響整合部材３、バッキング材４、電極層５、接続部材１３、信号線６２、及びカラー部材６６等を樹脂６８により包埋して、ハウジング５９の裏面にフタ６９を配し、ハウジング５９の下方の外周端部とフタ６９の外周端部とを接着材等で固定する。
【０１２０】
このように、ハウジング５９を介して、接続部材１３とＧＮＤ線６１とを電気的に接続しているので、接続部材１３とＧＮＤ線６１との接続位置に対する自由度が上がり、配線作業が行い易いところで接続部材１３とハウジング５９とを接続すると共に、配線作業が行う易いところでハウジング５９とＧＮＤ線６１とを接続することができる。これにより、配線作業を簡略化することができる。
【０１２１】
また、ハウジング５９を介して、接続部材１３とＧＮＤ線６１とを電気的に接続しているので、接続部材１３とＧＮＤ線６１との電気的な接続に対する信頼性が向上する。
また、ハウジング５９を介して、接続部材１３とＧＮＤ線６１とを電気的に接続しているので、ハウジング５９をＧＮＤ線６１と同電位にする作業を省くことができるので、配線作業における工数を低減することができる。
【０１２２】
＜第１３実施形態＞
図１３Ａ〜図１３Ｃは、本発明の第１３実施形態の超音波振動子を説明するための図である。なお、図１または図２Ａ〜図２Ｄに示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。また、図１３Ａは、複合圧電素子の断面を示す図である。また、図１３Ｂは、図１３Ａに示す複合圧電素子と接続部材とが接続された状態を示す図である。また、図１３Ｃは、図１３Ａに示す複合圧電素子を使用した超音波振動子を示す図である。
【０１２３】
図１３Ａに示す複合圧電素子７０は、複数の柱状セラミック圧電体７１がそれぞれ樹脂７２で包まれて形成される板状部材の両面に電極層５が配されて構成されている。
また、図１３Ａに示す複合圧電素子７０は、樹脂７２と電極層５との合計の厚さが、柱状セラミック圧電体７１と電極層５との合計の厚さよりも厚くなるように形成されている。
【０１２４】
また、図１３Ａに示す複合圧電素子７０の上下面には、それぞれ切欠き部６が設けられている。
図１３Ｂに示すように、接続部材１３の加圧部１４と電気接続部１５とをそれぞれ塑性変形させ、加圧部１４が切欠き部６を加圧接触し、電気接続部１５が電極層５を加圧接触することにより、樹脂７２が対向方向８に加圧変形し、複合圧電素子７０と接続部材１３とが電気的に接続される。
【０１２５】
そして、複合圧電素子７０と接続部材１３とを接続した後、図１３Ｃに示すように、複合圧電素子７０に音響整合部材３とバッキング材４とを接着材等で固定し、超音波振動子を作成する。
【０１２６】
また、接続部材１３の塑性変形は、柱状セラミック圧電体７１に直接対向方向８の加圧力がかかるまで行われる。初期状態（複合圧電素子７０と接続部材１３とが接続されていない状態）では、樹脂７２の両側の電極層５が柱状セラミック圧電体７１の両側の電極層５よりも突出している。そして、その突出部分が接続部材１３により挟み込まれると、樹脂７２が圧縮変形し、樹脂７２内に圧縮の残留応力が残る。
【０１２７】
このように、複合圧電素子７０と接続部材１３とを接続すると、樹脂７２内に圧縮の残留応力が残るので、その残留応力により複合圧電素子７０の電極層５と接続部材１３の電気接続部１５との接続強度が大きくなり、常に電極層５と電気接続部１５とを接触させることができる。
【０１２８】
これにより、電極層５と電気接続部１５との電気的な接続に対する信頼性を向上させることができる。
＜第１４実施形態＞
次に、本発明の第１４実施形態の超音波振動子について説明する。
【０１２９】
第１４実施形態の超音波振動子の特徴とする点は、接続部材を形状記憶合金で作成する点である。
例えば、形状記憶合金で作成された接続部材を加熱して接続部材自体の温度を上げて、加圧部と電気接続部とが互いに離れている状態（以下、開状態という）の形状を記憶させ、次に、接続部材自体の温度を常温にして、加圧部と電気接続部とが互いに近づいている状態（以下、閉状態という）の形状を記憶させておく場合を考える。
【０１３０】
そして、このように形状を記録させた接続部材と電気機械変換素子とを接続させる場合は、まず、その接続部材を加熱して開状態にし、次に、開状態の接続部材の加圧部と電気接続部との間に電気機械変換素子を配置する。そして、接続部材自体の温度を常温に戻し、接続部材を閉状態にし、電気機械変換素子と接続部材とを電気的及び機械的に接続する。なお、接続部材の加熱方法は、例えば、電気炉や赤外線等、特に限定されない。
【０１３１】
このように、形状記憶合金で作成された接続部材を使用することにより、ジグ等を用いることなく電気機械変換素子と接続部材とを接続させることができる。
これにより、電気機械変換素子と接続部材とを接続するための外力の印加を非接触で行うことができるので、電気機械変換素子や接続部材とジグ等との接触による汚染を防止することができる。
【０１３２】
また、電気機械変換素子と接続部材との接続を接続部材における温度コントロールのみで行うことができるので、特別な加圧装置を必要とせず簡単に電気機械変換素子と接続部材との接続を実施することができる。
【０１３３】
＜第１５実施形態＞
図１４Ａ〜図１４Ｄは、本発明の第１５実施形態の超音波振動子を説明するための図である。なお、図１または図２Ａ〜図２Ｄに示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。また、図１４Ａは、他の実施形態の接続部材を示す図である。また、図１４Ｂは、図１４Ａに示す接続部材が電気機械変換素子に接続された状態を示す図である。また、図１４Ｃは、さらに他の実施形態の接続部材を示す図である。また、図１４Ｄは、図１４Ｃに示す接続部材が電気機械変換素子に接続された状態を示す図である。
【０１３４】
図１４Ａに示す接続部材７３は、加圧部１４の先端に「へ」の字状の折り返し部７４が配されている。この折り返し部７４は、通常（電気機械変換素子２と接続部材７３とが接続されていないとき）、外側に向かう弾性力が働いている。そのため、折り返し部７４は、通常、電気接続部１５を加圧している。
【０１３５】
そして、図１４Ｂに示すように、折り返し部７４と電気接続部１５との間に電気機械変換素子２を押し込むと、加圧部１４及び折り返し部７４が弾性変形し、電気機械変換素子２が電気接続部１５を押圧する。
【０１３６】
この電気機械変換素子２が電気接続部１５を押圧する際の押圧力により、電極層５と電気接続部１５とを電気的に接続することができる。
また、図１４Ｃに示す接続部材７５は、加圧部１４と電気接続部１５が共に「へ」の字状に加工されている。また、接続部材７５は、通常（電気機械変換素子２と接続部材７５とが接続されていないとき）、加圧部１４と電気接続部１５とのそれぞれの形状が互いに線対称で等しくなっている。
【０１３７】
そして、図１４Ｄに示すように、加圧部１４と電気接続部１５との間に電気機械変換素子２を押し込むと、加圧部１４及び電気接続部１５がそれぞれ弾性変形する。
これにより、加圧部１４が切欠き部６を押圧すると共に、電気接続部１５が電極層５を押圧するので、その押圧力により電極層５と電気接続部１５とを電気的に接続することができる。
【０１３８】
このように、接続部材７３自体や接続部材７５自体が、弾性変形することにより電極層５と電気接続部１５とが電気的に接続されるので、従来のように加圧のための装置が不要となる。
【０１３９】
また、電気機械変換素子２と接続部材７３または７５とを接続した状態でその接続部材７３または７５の弾性変形により、常に、加圧力が接続部材７３または７５から電気機械変換素子２に加わるため、安定した電気的な接続状態を保つことができ、接続作業の簡単化と電気的な接続に対する信頼性の向上を図ることができる。
【０１４０】
＜第１６実施形態＞
図１５Ａ〜図１５Ｄは、上述した実施形態の超音波振動子の製造方法を説明するための図である。なお、図１または図２Ａ〜図２Ｄに示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。また、図１５Ａ〜図１５Ｄは、第２実施形態における電気機械変換素子２と接続部材１３（突起１９が無い状態のもの）との組み立て工程を示す図である。
【０１４１】
まず、図１５Ａに示すように、帯状の金属薄板７６（例えば、厚さ０．１ｍｍ）を抜き加工（プレス）により接続部材１３と電気機械変換素子２を置くための素子載置部７７とを作製する。なお、接続部材１３、素子載置部７７、接続部材１３の順番に並んだ３つの部材を１セットし、その３つの部材が順次形成されていくものとする。また、接続部材１３と素子載置部７７は、それぞれ結合部７８により金属薄板７６とつながっているものとする。
【０１４２】
次に、図１５Ｂに示すように、各加圧部１４をそれぞれ垂直に折り曲げ、電気機械変換素子２の切欠き部６が一方の接続部材１３の加圧部１４と合うように、反対面の切欠き部６が他方の接続部材１３の電気接続部１５と合うように、自動で電気機械変換素子２を素子載置部７７上に載置する。
【０１４３】
次に、図１５Ｃに示すように、各加圧部１４を図示しない折曲げ手段により対向方向８に折り曲げ、電気機械変換素子２の電極５と上記一方の接続部材１３の電気接続部１５とを加圧接触させ、電気機械変換素子２の電極５と上記他方の接続部材１３の加圧部１４とを加圧接触させることにより、電気機械変換素子２と接続部材１３とを接続する。
【０１４４】
そして、図示しないパンチ手段により結合部７８を切り落とし、図１５Ｄに示すように、電気機械変換素子２と接続部材１３とが組み立てられる。
なお、図１５Ａ〜図１５Ｄは、第２実施形態における電気機械変換素子２と接続部材１３との組み立て工程を示す図であるが、図１５Ａ〜図１５Ｄに示す各組み立て工程を上述した他の実施形態における電気機械変換素子と接続部材との組み立て工程に適用することもできる。例えば、図１５Ｂや図１５Ｃにおいて、一方の接続部材１３の加圧部１４の折り曲げ方向を変えることにより、第６実施形態における電気機械変換素子２と接続部材１３との組み立て工程に適用することができる。
【０１４５】
このように、抜き加工により電気機械変換素子と接続部材との組み立てを行うことができるので、超音波振動子を量産させることができ、安価で品質の安定した超音波振動子を作製することができる。
【０１４６】
上記実施形態では、抜き加工による組み立て方法を示したが、同様の効果が得られる、エッチング、レーザ加工等の加工方法を用いても、同様に、超音波振動子を量産させることができ、安価で品質の安定した超音波振動子を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４７】
【図１】本発明の実施形態の超音波振動子を説明するための図である。
【図２Ａ】他の実施形態の超音波振動子全体を示す図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示す超音波振動子に接続される接続部材単体を示す図である。
【図２Ｃ】図２Ｂに示す接続部材が折り曲げ加工された状態を示す図である。
【図２Ｄ】図２Ｃに示す接続部材が電気機械変換素子に接続された状態を示す図である。
【図３】他の実施形態の超音波振動子を説明するための図である。
【図４Ａ】他の実施形態の超音波振動子全体を示す図である。
【図４Ｂ】電気機械変換素子と接続部材とが接続される前において図４Ａに示す矢印ａ方向から見た図である。
【図４Ｃ】図４Ａに示す矢印ａ方向から見た図である。
【図５Ａ】接続部材単体を示す図である。
【図５Ｂ】電気機械変換素子と接続部材とが接続される前において接続部材が折り曲げられた状態を示す図である。
【図５Ｃ】電気機械変換素子と接続部材とが接続された状態を示す図である。
【図５Ｄ】図５Ａに示す接続部材のｍ−ｍ断面図を示している。
【図５Ｅ】他の実施形態の超音波振動子全体を示す図である。
【図５Ｆ】ハウジング単体の斜視図を示している。
【図６Ａ】他の実施形態の超音波振動子全体を示す図である。
【図６Ｂ】接続部材単体を示す図である。
【図６Ｃ】図６Ｂに示す接続部材の加圧部と電気接続部とが互いに反対方向に曲げられたときの状態を示す図である。
【図６Ｄ】図６Ｃに示す接続部材が図６Ａに示す電気機械変換素子の右側に接続された状態を示す図である。
【図６Ｅ】図６Ｂに示す接続部材の加圧部と電気接続部とが互いに同じ方向に曲げられたときの状態を示す図である。
【図６Ｆ】図６Ｅに示す接続部材の加圧部が電気接続部側にさらに曲げられたときの状態を示す図である。
【図６Ｇ】図６Ｆに示す接続部材が図６Ａに示す電気機械変換素子の左側に接続された状態を示す図である。
【図７Ａ】他の実施形態の接続部材を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ａに示す接続部材が電気機械変換素子に接続された状態を示す図である。
【図７Ｃ】他の実施形態の接続部材を示す図である。
【図７Ｄ】他の実施形態の接続部材を示す図である。
【図７Ｅ】他の実施形態の接続部材を示す図である。
【図８Ａ】他の実施形態の接続部材を示す図である。
【図８Ｂ】図８Ａに示す矢印４５方向から見たときの図である。
【図８Ｃ】電気機械変換素子２と図８Ａに示す接続部材とが接続されている状態において、図８Ａに示す矢印４６方向から見たときの図を示す図である。
【図８Ｄ】図８Ｃに示す円形枠の拡大図である。
【図９Ａ】他の実施形態の接続部材を示す図である。
【図９Ｂ】さらに他の実施形態の接続部材を示す図である。
【図９Ｃ】図９Ａに示す接続部材を上から見た図である。
【図９Ｄ】さらに他の実施形態の接続部材を示し、その接続部材を上から見た図である。
【図１０Ａ】他の実施形態の接続部材を示す図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａに示すｎ−ｎ断面図を示している。
【図１１Ａ】超音波振動子の一部が拡大されたものを示す図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａに示す超音波振動子の中央部の断面図を示している。
【図１２】他の実施形態の超音波振動子を説明するための図である。
【図１３Ａ】複合圧電素子の断面を示す図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａに示す複合圧電素子と接続部材とが接続された状態を示す図である。
【図１３Ｃ】図１３Ａに示す複合圧電素子を使用した超音波振動子を示す図である。
【図１４Ａ】他の実施形態の接続部材を示す図である。
【図１４Ｂ】図１４Ａに示す接続部材が電気機械変換素子に接続された状態を示す図である。
【図１４Ｃ】さらに他の実施形態の接続部材を示す図である。
【図１４Ｄ】図１４Ｃに示す接続部材が電気機械変換素子に接続された状態を示す図である。
【図１５Ａ】超音波振動子の製造方法を説明するための図である。
【図１５Ｂ】超音波振動子の製造方法を説明するための図である。
【図１５Ｃ】超音波振動子の製造方法を説明するための図である。
【図１５Ｄ】超音波振動子の製造方法を説明するための図である。
【図１６】従来の超音波振動子を示す図である。
【図１７】従来の超音波振動子を示す図である。
【符号の説明】
【０１４８】
１      超音波振動子
２      電気機械変換素子
３      音響整合部材
４      バッキング材
５      電極層
６      切欠き部
８      対向方向
１１      リード線
１３      接続部材
１４      加圧部
１５      電気接続部
５９      ハウジング
【図１】
2006035003.tif 000003
【図２Ａ】
2006035003.tif 000004
【図２Ｂ】
2006035003.tif 000005
【図２Ｃ】
2006035003.tif 000006
【図２Ｄ】
2006035003.tif 000007
【図３】
2006035003.tif 000008
【図４Ａ】
2006035003.tif 000009
【図４Ｂ】
2006035003.tif 000010
【図４Ｃ】
2006035003.tif 000011
【図５Ａ】
2006035003.tif 000012
【図５Ｂ】
2006035003.tif 000013
【図５Ｃ】
2006035003.tif 000014
【図５Ｄ】
2006035003.tif 000015
【図５Ｅ】
2006035003.tif 000016
【図５Ｆ】
2006035003.tif 000017
【図６Ａ】
2006035003.tif 000018
【図６Ｂ】
2006035003.tif 000019
【図６Ｃ】
2006035003.tif 000020
【図６Ｄ】
2006035003.tif 000021
【図６Ｅ】
2006035003.tif 000022
【図６Ｆ】
2006035003.tif 000023
【図６Ｇ】
2006035003.tif 000024
【図７Ａ】
2006035003.tif 000025
【図７Ｂ】
2006035003.tif 000026
【図７Ｃ】
2006035003.tif 000027
【図７Ｄ】
2006035003.tif 000028
【図７Ｅ】
2006035003.tif 000029
【図８Ａ】
2006035003.tif 000030
【図８Ｂ】
2006035003.tif 000031
【図８Ｃ】
2006035003.tif 000032
【図８Ｄ】
2006035003.tif 000033
【図９Ａ】
2006035003.tif 000034
【図９Ｂ】
2006035003.tif 000035
【図９Ｃ】
2006035003.tif 000036
【図９Ｄ】
2006035003.tif 000037
【図１０Ａ】
2006035003.tif 000038
【図１０Ｂ】
2006035003.tif 000039
【図１１Ａ】
2006035003.tif 000040
【図１１Ｂ】
2006035003.tif 000041
【図１２】
2006035003.tif 000042
【図１３Ａ】
2006035003.tif 000043
【図１３Ｂ】
2006035003.tif 000044
【図１３Ｃ】
2006035003.tif 000045
【図１４Ａ】
2006035003.tif 000046
【図１４Ｂ】
2006035003.tif 000047
【図１４Ｃ】
2006035003.tif 000048
【図１４Ｄ】
2006035003.tif 000049
【図１５Ａ】
2006035003.tif 000050
【図１５Ｂ】
2006035003.tif 000051
【図１５Ｃ】
2006035003.tif 000052
【図１５Ｄ】
2006035003.tif 000053
【図１６】
2006035003.tif 000054
【図１７】
2006035003.tif 000055