(57)【要約】【課題】  複数の圧電振動子を設けつつも、容易に製造することができ、さらに品質の安定した超音波プローブおよびこれを含む非破壊検査装置、さらに超音波プローブの製造方法を提供すること。【解決手段】  複数の前記圧電振動子と可とう性樹脂とが複合された板状の複合圧電体２１と、この複合圧電体２１の一方の主面２１ａに設けられた複数の信号電極３０と、これら電極３０のそれぞれに接続されたリード３４と、これらリード３４に接続されたケーブルと、を備え、前記リード３４と、これらリード３４を支持する支持部３７とを有するリード支持部材３６が、前記リード３４と前記電極３０とがそれぞれ一致して互いに略平行に配置されるように、前記一方の主面２１ａに重ねられて固定され、さらに前記一致して互いに略平行に配置されたリード３４と信号電極３０とがそれぞれ接続された後、前記支持部３７が除去されることにより構成されていることを特徴とする。【選択図】        図５
2006208280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動子を振動させることによって超音波を発する超音波プローブにおいて、
複数の前記圧電振動子と可とう性樹脂とが複合された板状の複合圧電体と、
この複合圧電体の両主面のうちの一方の主面に設けられ、前記圧電振動子に電気的に接続された複数の信号電極と、
これら信号電極のそれぞれに接続されたリードと、
これらリードに接続されたケーブルと、を備え、
前記リードと、これらリードを支持する支持部とを有するリード支持部材が、前記リードと前記信号電極とがそれぞれ一致して互いに略平行に配置されるように、前記複合圧電体の一方の主面に重ねられて固定され、さらに前記一致して互いに略平行に配置されたリードと信号電極とがそれぞれ接続された後、前記支持部が除去されることにより構成されていることを特徴とする超音波プローブ。
【請求項２】
前記リード支持部材が、エッチングにより成形されていることを特徴とする請求項１に記載の超音波プローブ。
【請求項３】
前記圧電振動子が、柱状に形成された圧電セラミックス材からなり、
前記複合圧電体は、板状に成形された可とう性樹脂の中に、前記圧電振動子が互いに間隔を空けて格子状に配列されて構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の超音波プローブ。
【請求項４】
前記圧電振動子が、短冊状に形成された圧電セラミックス材からなり、
前記複合圧電体は、板状に成形された可とう性樹脂の中に、前記圧電振動子がアレイ状に配列されて構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の超音波プローブ。
【請求項５】
前記複数の信号電極は、これら信号電極が切除されることにより形成された切除部を挟んで配列されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
【請求項６】
前記複合圧電体の他方の主面に前記グランド電極が設けられ、このグランド電極が前記複合圧電体の一方の主面にまで延ばされており、前記一方の主面には、前記延ばされたグランド電極と、信号電極とが設けられ、これら延ばされたグランド電極および信号電極に前記リードが接続されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の超音波プローブと、
この超音波プローブを操作するための装置本体部とを備えることを特徴とする非破壊検査装置。
【請求項８】
圧電振動子を振動させることによって超音波を発する超音波プローブの製造方法において、
複数の前記圧電振動子と可とう性樹脂とが複合された板状の複合圧電体を形成する形成加工工程と、
この形成加工工程により形成された複合圧電体の両主面のうちの一方の主面に、複数の信号電極を設けて、前記圧電振動子に前記信号電極をそれぞれ電気的に接続する電極接続工程と、
複数のリードと、これらリードを支持する支持部とを有するリード支持部材を成形する成形工程と、
前記成形工程により成形されたリード支持部材を、前記電極接続工程により接続された信号電極と、前記リードとがそれぞれ一致して互いに略平行に配置されるように、前記複合圧電体の一方の主面に重ねて固定する設置工程と、
この設置工程により、一致して互いに略平行に配置された前記信号電極と前記リードとを電気的に接続するリード接続工程と、
このリード接続工程により、前記信号電極と前記リードとが電気的に接続された状態において、前記支持部を除去する除去工程と、を備えることを特徴とする超音波プローブの製造方法。
【請求項９】
前記一体成形工程において、エッチングにより、前記リードと支持部とを一体成形することを特徴とする請求項８に記載の超音波プローブの製造方法。
【請求項１０】
前記電極接続工程において、前記複合圧電体の他方の主面にグランド電極を設置して、このグランド電極を一方の主面にまで延ばし、前記一方の主面に、前記延ばされたグランド電極と、信号電極とを設置し、
前記リード接続工程において、前記延ばされたグランド電極および信号電極に前記リードを電気的に接続することを特徴とする請求項８または請求項９に記載の超音波プローブの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波を発生させる超音波プローブおよびこれを含む非破壊検査装置、さらに超音波プローブの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
探傷のための非破壊検査装置は、被検体に押し当てて傷を検出するプローブを備えており、これらプローブとして、超音波を発して、この超音波の反射の変化によって傷を検出する超音波プローブが知られている。
これら超音波プローブは、一般に、電圧を印加することによって振動する複数の圧電振動子を備えており、これら圧電振動子全体の一面に被検体と圧電振動子との間の音響マッチングをとる板状の音響整合層が設けられている。
【０００３】
このような超音波プローブは、以下のようにして作られる（例えば、特許文献１参照。）。すなわち、板状に形成した圧電振動子に電極を設け、この電極にリードを接続する。そして、圧電振動子の一方の主面に音響整合層を設け、圧電振動子の他方の主面から、少なくとも音響整合層の一部を残して切り込みを入れて、圧電振動子を複数に分割する。これによって、全体に音響整合層が設けられた複数の圧電振動子が形成される。
【０００４】
ここで、ＳＵＳやＳＴＥＥＬ、アルミニウムなどの金属構造材の非破壊検査装置において、２Ｍ〜１０ＭＨｚ程度の周波数でセクタースキャン８０°程度まで超音波ビームが振れるような超音波プローブを構成する場合には、圧電振動子の配列を、０．２ｍｍ〜１ｍｍ程度の細かいピッチにする必要がある。そして、さらに微小な傷を検査するときには、より周波数を高くして、この周波数に比例させてピッチを細かくする必要がある。
また、各チャンネル間の受信感度のバラツキは、２〜３ｄＢ以内に抑える必要があり、圧電振動子の切り込み精度に関して、非常に高い加工精度が要求される。
【特許文献１】特公平２−１８０９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような切り込みを入れて構成される超音波プローブによると、リード部材、音響整合層や電極など、機械的特性（弾性率など）の異なる部材を積層した状態で圧電振動子に切り込みを入れているため、各層間の接合部に高い負荷がかかり、接合部の剥離などが生じてしまう。そのため、切り込みの条件出しが困難であり、作業の難易度が高くなってしまうという問題がある。
また、リード部材や音響整合層などを設ける前に、圧電振動子を分割しておくことも考えられるが、あらかじめ分割しておくと、圧電振動子がばらばらになってしまうため、取り扱いが困難となり、作業の難易度が高くなることについて変わりはない。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、複数の圧電振動子を設けつつも、容易に製造することができ、さらに品質の安定した超音波プローブおよびこれを含む非破壊検査装置、さらに超音波プローブ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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
請求項１に係る発明は、圧電振動子を振動させることによって超音波を発する超音波プローブにおいて、複数の前記圧電振動子と可とう性樹脂とが複合された板状の複合圧電体と、この複合圧電体の両主面のうちの一方の主面に設けられ、前記圧電振動子に電気的に接続された複数の信号電極と、これら信号電極のそれぞれに接続されたリードと、これらリードに接続されたケーブルと、を備え、前記リードと、これらリードを支持する支持部とを有するリード支持部材が、前記リードと前記信号電極とがそれぞれ一致して互いに略平行に配置されるように、前記複合圧電体の一方の主面に重ねられて固定され、さらに前記一致して互いに略平行に配置されたリードと信号電極とがそれぞれ接続された後、前記支持部が除去されることにより構成されていることを特徴とする。
【０００８】
この発明に係る超音波プローブにおいては、リード支持部材のリードと信号電極とがそれぞれ一致して互いに略平行に配置されるように、リード支持部材が複合圧電体の一方の主面に重ねられて固定される。そして、それら一致して配置されたリードと信号電極とがそれぞれ接続された後、リード支持部材の支持部が除去されることにより、超音波プローブが構成される。
これにより、圧電振動子に切り込みを入れたり、圧電振動子をばらばらにしたりすることなく、複数の圧電振動子に複数の信号電極を設けて、これら複数の信号電極にリードを容易に接続することができる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の超音波プローブにおいて、前記リード支持部材が、エッチングにより成形されていることを特徴とする。
【００１０】
この発明に係る超音波プローブにおいては、エッチングにより、リード支持部材が、リードと支持部とを一体にして成形される。
これにより、容易かつ精度よくリード支持部材を成形することができ、一層容易に超音波プローブを製造することができる。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の超音波プローブにおいて、前記圧電振動子が、柱状に形成された圧電セラミックス材からなり、前記複合圧電体は、板状に成形された可とう性樹脂の中に、前記圧電振動子が互いに間隔を空けて格子状に配列されて構成されていることを特徴とする。
【００１２】
この発明に係る超音波プローブにおいては、板状に成形された可とう性樹脂の中に、圧電振動子が互いに間隔を空けて格子状に配列されることにより、複合圧電体が形成される。
これにより、複数の圧電振動子の取り扱いを容易にすることができ、一層容易に製造することができる。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の超音波プローブにおいて、前記圧電振動子が、短冊状に形成された圧電セラミックス材からなり、前記複合圧電体は、板状に成形された可とう性樹脂の中に、前記圧電振動子がアレイ状に配列されて構成されていることを特徴とする。
【００１４】
この発明に係る超音波プローブにおいては、板状に成形された可とう性樹脂の中に、圧電振動子がアレイ状に配列されることにより、複合圧電体が形成される。
これにより、複数の圧電振動子の取り扱いを容易にすることができ、一層容易に製造することができる。
【００１５】
請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の超音波プローブにおいて、前記複数の信号電極が、これら信号電極が切除されることにより形成された切除部を挟んで配列されていることを特徴とする。
【００１６】
この発明に係る超音波プローブにおいては、信号電極を切除して切除部を形成することにより、複数の信号電極が切除部を挟んで配列される。
そのため、圧電振動子自体を切り離すことなく、複数の信号電極を容易に精度良く設けることができる。
【００１７】
請求項６に係る発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の超音波プローブにおいて、前記複合圧電体の他方の主面に前記グランド電極が設けられ、このグランド電極が前記複合圧電体の一方の主面にまで延ばされており、前記一方の主面には、前記延ばされたグランド電極と、信号電極とが設けられ、これら延ばされたグランド電極および信号電極に前記リードが接続されていることを特徴とする。
【００１８】
この発明に係る超音波プローブにおいては、複合圧電体の他方の主面に設けられたグランド電極が延ばされて、一方の主面には、それら延ばされたグランド電極と、信号電極とが設けられる。そして、これら延ばされたグランド電極および信号電極に前記リードが接続される。
これにより、グランド電極と信号電極とを複合圧電体の一面に配置することができ、それらグランド電極および信号電極とリードとを容易に接続することができる。
【００１９】
請求項７に係る発明は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の超音波プローブと、この超音波プローブを操作するための装置本体部とを備えることを特徴とする。
【００２０】
この発明に係る非破壊検査装置においては、請求項１から請求項６のいずれか一項に係る発明と同様の効果を奏することができる。
【００２１】
請求項８に係る発明は、圧電振動子を振動させることによって超音波を発する超音波プローブの製造方法において、複数の前記圧電振動子と可とう性樹脂とが複合された板状の複合圧電体を形成する形成加工工程と、この形成加工工程により形成された複合圧電体の両主面のうちの一方の主面に、複数の信号電極を設けて、前記圧電振動子に前記信号電極をそれぞれ電気的に接続する電極接続工程と、複数のリードと、これらリードを支持する支持部とを有するリード支持部材を成形する成形工程と、前記成形工程により成形されたリード支持部材を、前記電極接続工程により接続された信号電極と、前記リードとがそれぞれ一致して互いに略平行に配置されるように、前記複合圧電体の一方の主面に重ねて固定する設置工程と、この設置工程により、一致して互いに略平行に配置された前記信号電極と前記リードとを電気的に接続するリード接続工程と、このリード接続工程により、前記信号電極と前記リードとが電気的に接続された状態において、前記支持部を除去する除去工程と、を備えることを特徴とする。
【００２２】
この発明に係る超音波プローブの製造方法においては、形成加工工程により、複数の圧電振動子と可とう性樹脂とが複合されて板状の複合圧電体が形成され、電極接続工程により、複合圧電体の両主面に複数の信号電極が設けられ、前記圧電振動子に前記複数の信号電極がそれぞれ電気的に接続される。
そして、成形工程により、複数のリードと支持部とを有するリード支持部材が成形され、設置工程により、信号電極とリード支持部材のリードとがそれぞれ一致して互いに略平行に配置されるように、複合圧電体の一方の主面にリード支持部材が重ねられて固定される。
【００２３】
さらに、リード接続工程により、前記信号電極と前記リードとが電気的に接続されて、除去工程により、リード支持部材の支持部が除去される。
これにより、圧電振動子に切り込みを入れることなく、複数の圧電振動子に複数の信号電極を設けて、これら複数の信号電極にリードを容易に接続することができる。そのため、容易に製造することができるだけでなく、品質の安定した超音波プローブを得ることができる。
【００２４】
請求項９に係る発明は、請求項８に記載の超音波プローブの製造方法において、前記成形工程において、エッチングにより、前記リードと支持部とを一体成形することを特徴とする。
【００２５】
この発明に係る超音波プローブの製造方法においては、成形工程において、エッチングにより、リード支持部材が、リードと支持部とを一体にして成形される。
これにより、一層容易かつ精度よく接続することができる。
【００２６】
請求項１０に係る発明は、請求項８または請求項９に記載の超音波プローブの製造方法において、前記電極接続工程において、前記複合圧電体の他方の主面にグランド電極を設置して、このグランド電極を一方の主面にまで延ばし、前記一方の主面に、前記延ばされたグランド電極と、信号電極とを設置し、前記リード接続工程において、前記延ばされたグランド電極および信号電極に前記リードを電気的に接続することを特徴とする。
【００２７】
この発明に係る超音波プローブの製造方法においては、電極接続工程内で、複合圧電体の他方の主面に設けられたグランド電極が延ばされて、一方の主面に、それら延ばされたグランド電極と、信号電極とが設けられる。そして、リード接続工程で、それら延ばされたグランド電極および信号電極に前記リードが電気的に接続される。
これにより、グランド電極と信号電極とを複合圧電体の一面に配置することができ、それらグランド電極および信号電極とリードとを容易に接続することができる
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、複数の圧電振動子に複数の信号電極を容易に設けることができるだけでなく、これら複数の信号電極にリードを容易に接続することができるため、超音波プローブ全体の製造が極めて容易になり、その品質を安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
（実施例１）
以下、本発明の第１実施例における非破壊検査装置について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施例としての非破壊検査装置１を示したものである。
この非破壊検査装置１は、被検体に押し当てて探傷を行うプローブ（超音波プローブ）２と、このプローブ２を操作するための箱型の装置本体部３とを備えている。
【００３０】
装置本体部３の前面中央には、探傷のための画像を映し出すモニタ６が設けられており、このモニタ６の近傍には各種の役割を担うスイッチ７が設けられている。装置本体部３の上面には、様々な入力機器および出力機器を接続するための接続部９が設けられている。
また、プローブ２は、箱型のプローブ本体１１と、複数の同軸ケーブルをまとめて全体をグランド線でシールドした複合同軸ケーブル１２とを備えている。複合同軸ケーブル１２の一端にはプローブ本体１１が取り付けられており、他端には、接続コネクタ１４が設けられている。そして、この接続コネクタ１４を介して複合同軸ケーブル１２の他端が接続部９に着脱可能に取り付けられている。これにより、複合同軸ケーブル１２を介して、プローブ本体１１と装置本体部３とが接続されている。このプローブ本体１１の製造方法は後述する。
【００３１】
プローブ本体１１は、図２に示すように、ステンレス鋼からなるハウジング（収納部）１６を備えている。このハウジング１６は有底角筒状をなしており、その側壁の一つには円形の開口部１３が形成されている。この開口部１３には、ケーブル固定用のクランプ１７が設けられており、これらクランプ１７および開口部１３を介して複合同軸ケーブル１２がハウジング１６内に挿通されるとともに、クランプ１７によって複合同軸ケーブル１２が固定された状態になっている。さらに、ハウジング１６内には、検査信号としての超音波を発生させる超音波モジュール（検査部）１８が設けられている。
超音波モジュール１８は、箱型に形成された支持体２０を備えている。支持体２０は、背面負荷材として超音波を吸収する材質からなっている。例えば、支持体２０は、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂などの可とう性樹脂材料に金属粉や酸化金属粉を混合して注型し熱硬化することにより形成されている。
【００３２】
支持体２０の側壁の一つには、例えばフレキシブル基板やリジット基板等のプリント配線板から構成された電極配線部材１９が取り付けられている。電極配線部材１９は、図３に示すように、グランド電極端子４０と複数の信号電極端子３９とを有している。そして、これら信号電極端子３９は、複合同軸ケーブル１２の信号導線４２にそれぞれ電気的に接続されており、グランド電極端子４０はグランドシールド線４３に電気的に接続されている。
【００３３】
また、支持体２０の底面には、図２に示すように、後述する板状の複合圧電体２１が設けられている。
さらに、複合圧電体２１の底面全体には、被検体に接触させる音響整合層２２が設けられている。この音響整合層２２は、被検体と複合圧電体２１との間の音響マッチングをとるとともに、複合圧電体２１を保護するためのものである。
このような構成のもと、複合圧電体２１から発せられる超音波のうち支持体２０側に向かう分は支持体２０により吸収、減衰し、音響整合層２２側に向かう分は被検体に向かうようになっている。
【００３４】
本実施例における複合圧電体２１は、図４に示すように、板状に形成された圧電本体部２６を備えている。この圧電本体部２６は、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂などの可とう性樹脂からなっている。そして、この圧電本体部２６の中には、角柱状に形成された圧電セラミックス材からなる複数の圧電振動子２５が設けられている。そして、これら複数の圧電振動子２５は、互いに間隔を空けて格子状に配列されている。なお、圧電セラミックス材については、例えば、ＰＺＴセラミックスなどが使用される。
【００３５】
さらに、複合圧電体２１の厚さ方向の両端に配される両主面２１ａ，２１ｂのうち、一方の主面２１ａには、信号電極３０が設けられ、他方の主面２１ｂにはグランド電極２９が設けられている。グランド電極２９は、他方の主面２１ｂの全面にわたって設けられており、圧電振動子２５の底面に電気的に接続さている。一方、信号電極３０には、圧電本体部２６の奥行方向Ｄに沿って、その奥行寸法全長にわたって切り込み（切除部）３２が形成されている。この切り込み３２は、圧電本体部２６の幅方向Ｗ上に所定の間隔をおいて形成されている。
【００３６】
これら切り込み３２は、主面２１ａの一面に板状の信号電極３０が設けられた後、この信号電極３０を奥行き方向Ｄに沿って切除することにより形成され、信号電極３０は、これら切り込み３２を挟んで互いに絶縁された複数の信号電極３０ａ，信号電極３０ｂ・・・が配列されて構成されている。これら複数の信号電極３０ａ，信号電極３０ｂ・・・は、それぞれが一方の主面２１ａの一部を覆った状態になっている。そして、この覆ったエリア内に所定数の圧電振動子２５が配されており、信号電極３０ａ，信号電極３０ｂ・・・は、それぞれの圧電振動子２５の上面に電気的に接続されている。
【００３７】
さらに、これら信号電極３０の長さ方向（奥行方向Ｄ）の両端であって、一方の主面２１ａ側には、図７に示すように、Ｌ字状に屈曲した信号用リード３４が互い違いに配され、それぞれ信号電極３０と電気的に接続されている。すなわち、信号電極３０ａ，３０ｃ・・・の一端に信号用リード３４ａ，３４ｃ・・・が接続され、信号電極３０ｂ，３０ｄの他端に信号用リード３４ｂ，３４ｄが接続されている。これら、信号電極３０および信号用リード３４は、後に詳述するように、図５に示すリードフレーム（リード支持部材）３６が、複合圧電体２１の一方の主面２１ａに重ねられて固定され、さらに信号用リード３４と信号電極３０とがそれぞれ接続された後、フレーム部（支持部）３７が切断されることにより構成されている。
【００３８】
そして、それぞれの信号用リード３４は、図３に示すように、信号電極端子３９と電気的に接続されている。
また、グランド電極２９にも、Ｌ字状に屈曲したグランド用リード４５が電気的に接続されている。このグランド用リード４５の基端部は、グランド電極２９の底面に取り付けられ、先端部は、一方の主面２１ａ側に延ばされている。そして、そのグランド用リード４５の先端部が、グランド電極端子４０に電気的に接続されている。
【００３９】
次に、上述のようなプローブ本体１１の製造方法について、その全工程のうち、特に信号電極３０と信号用リード３４とを接続する工程を中心にして説明する。
まず、形成加工工程により、上述の複合圧電体２１を形成する。すなわち、ＰＺＴセラミックスを角柱状にして複数の圧電振動子２５を形成し、これら複数の圧電振動子２５を互いに間隔を空けて格子状に配列する。そして、これら複数の圧電振動子２５の隙間を、可とう性樹脂によって充填し、試験周波数に合わせて、所定の寸法の板状に成形する。このとき、平面研削盤などの加工機を使用して厚さ寸法を調整し、外形カットについてはダイシングソーを使用して精度よく加工する。これにより、上述の複合圧電体２１が得られる。
【００４０】
さらに、電極接続工程により、以下のようにして複合圧電体２１にグランド電極２９および信号電極３０を取り付ける。すなわち、蒸着・メッキ・印刷などによって、Ａｕ，Ａｇなどの金属の薄膜を、複合圧電体２１の両主面２１ａ，２１ｂに被着させる。これによって、まず一方の主面２１ａの全面にわたって板状の信号電極３０が設けられ、他方の主面２１ｂの全面にわたってグランド電極２９が設けられる。これら信号電極３０およびグランド電極２９は圧電振動子２５に電気的に接続された状態になる。
この状態から、ダイシングソーによって、所定のピッチおよび溝幅で信号電極３０を切除する。これによって、切り込み３２が形成されて、一方の主面２１ａに上述の複数の信号電極３０ａ，３０ｂ・・・が設けられる。
【００４１】
さらに、一体成形工程により、図５に示すように、矩形枠状のリードフレーム３６を成形する。このとき、可とう性・バネ性を有する金属箔をエッチング加工して、全チャンネル分の信号用リード３４と矩形枠状のフレーム部３７とが一体的に成形される。これによって、複数の信号用リード３４が、フレーム部３７の枠内の互いに対向する２辺から、内方に向けて延ばされた状態になる。そして、フレーム部３７内の一方の辺に信号用リード３４ａ，３４ｃ・・・が設けられ、他方の辺に信号用リード３４ｂ，３４ｄ・・・が設けられて、それらが互い違いに配される。また、フレーム部３７の四隅には、上記エッチング加工により、位置決め孔４７が一体成形される。
【００４２】
さらに、設置工程により、固定治具４９を用いてリードフレーム３６と複合圧電体２１とが固定される。
固定治具４９は、矩形状の台座５０と、矩形枠状の蓋部５５とを備えており、台座５０には、平坦な設置面５１が形成されている。設置面５１の中央には、略矩形状に切り欠かれた設置部５３が形成されており、さらに設置面５０の四隅には突起部５２が形成されている。また、蓋部５５の四隅には、突起部５２に嵌合する設置孔５６が形成されている。
【００４３】
このような固定治具４９のもと、まず、電極接続工程を経た複合圧電体２１を設置部５３に嵌め込む。これによって、複合圧電体２１が設置面５１上においてぶれないように固定される。この状態から、突起部５２にそれぞれ位置決め孔４７を通し、リードフレーム３６を設置面５１に設置する。このとき、リードフレーム３６が複合圧電体２１の一方の主面２１ａに重ねられる。そして、信号電極３０ａ，３０ｃ・・・と信号用リード３４ａ，３４ｃ・・・とが接触し、信号電極３０ｂ，３０ｄ・・・と信号用リード３４ｂ，３４ｄ・・・とが接触した状態になる。すなわち、各信号電極３０と各信号用リード３４とがそれぞれ一致して配置される。さらに、位置決め孔４７を介して突出する突起部５２にそれぞれ設置孔５６を嵌合させる。これによって、図６に示すように、蓋部５５と台座５０とにより挟まれて、リードフレーム３６と複合圧電体２１とが上記のように重ねられた状態で固定される。
【００４４】
さらに、リード接続工程により、上記接触した状態の信号電極３０と信号用リード３４とを、半田や導電性異方性接着剤などを用いて電気的に接続する。
そして、除去工程により、固定治具４９を外し、信号電極３０と信号用リード３４とが接続された状態のまま、フレーム部３７を切断して除去する。
これにより、複数の信号電極３０に信号用リード３４がそれぞれ接続された状態の複合圧電体２１が得られる。
【００４５】
さらに、屈曲加工工程により、図７に示すように、信号用リード３４を、その長さ方向の途中位置から他方の主面２１ｂと反対側に約９０°折り曲げる。すると、信号用リード３４がＬ字状に構成される。
そして、取り付け工程により、グランド電極２９に、Ｌ字状に形成されたグランド用リード４５の基端部を接続し、先端部が一方の主面２１ａ側に向けられるようにする。さらに、エポキシ接着剤などを用いて、他方の主面２１ｂ側に音響整合層２２を接着し、一方の主面２１ａ側に支持体２０を接着する。この支持体２０の一側面に、両面テープなどを用いて、電極配線部材１９を接着する。
【００４６】
その後、端子接続工程により、信号電極端子３９と信号用リード３４とをそれぞれ半田付けによって電気的に接続し、グランド電極端子４０とグランド用リード４５とをそれぞれ半田付けによって電気的に接続する。
これによって、上述したようなプローブ本体１１が得られる。
【００４７】
次いで、このように構成された本実施例における非破壊検査装置１の作用について説明する。
まず、複合同軸ケーブル１２を介してプローブ２を装置本体部３に取り付けて、プローブ本体１１を被検体内に挿入する。そして、所定のスイッチ７を押圧することにより、不図示の電源回路から複合同軸ケーブル１２を介してそれぞれの信号用電極３０ａ，３０ｂ・・・を経て圧電振動子２５に電圧が印加される。すると、圧電振動子２５が振動し、被検体内に向けて超音波が発せられる。この超音波は被検体に反射させられエコーとして圧電振動子２５を振動させる。これにより、超音波が受信され、モニタ６にその受信状態が映し出される。そして、モニタ６に映し出される画像を見ながら探傷を行い、探傷が終わると検査結果に応じて所定の処置が行われる。
【００４８】
ここで、従来は圧電体と音響整合層などを接着してから、圧電体を切断していたが、本実施例におけるプローブ本体１１においては、上述したように、一体成形された複数の信号用リード３４と、信号電極３０とを接続してから、フレーム部３７が切断されて除去される。
【００４９】
以上より、本実施例における非破壊検査装置１によれば、圧電振動子２５に切り込みを入れたり、圧電振動子２５をばらばらにしたりすることなく、複数の圧電振動子２５に信号電極３０を容易に設けることができ、これら信号電極３０に信号用リード３４を容易に接続することができる。そのため、プローブ２の製造に伴う作業負担を大幅に軽減させることができ、かつその品質を安定させることができる。
また、リードフレーム３６は、エッチングにより加工されているため、容易かつ高精度に信号用リード３４を成形することができる。そのため、信号用リード３４を５０μｍ以下の精度で配列させることができ、全ての信号用リード３４を高い位置精度で信号電極３０上に配置することができる。
【００５０】
さらに、複数の圧電振動子２５が、あらかじめ可とう性樹脂の中に格子状に配列されて設けられていることから、それら複数の圧電振動子２５がばらばらになることなく、取り扱いを容易にすることができる。
また、複数の信号電極３０ａ，３０ｂ・・・が、一方の主面２１ａに信号電極３０を被着させた後、信号電極３０の一部を切除することによって形成されることから、圧電振動子２５を切り離すことなく、複数の信号電極３０ａ，３０ｂ・・・を複数の圧電振動子２５に容易に接続することができる。
また、上述のような製造方法により、プローブ２を容易かつ高精度に製造することができるだけでなく、品質の安定したプローブ２を得ることができる。
【００５１】
なお、本実施例においては、圧電振動子２５を、角柱状に形成し、かつ格子状に配列させたが、これに限ることはなく、その形状や配列は適宜変更可能である。例えば、圧電振動子２５を、短冊状に形成し、可とう性樹脂の中にアレイ状に配列させるようにしてもよい。
【００５２】
（実施例２）
次に、本発明の第２の実施例について説明する。
図８から図１１は、本発明の第２の実施例を示したものである。
図８から図１１において、図１から図７に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
この実施例と上記第１の実施例とは基本的構成は同一であり、以下の点において異なるものとなっている。
【００５３】
すなわち、本実施例におけるリードフレーム３６は、図８に示すように、フレーム部３７の枠内の信号用リード３４が設けられた２辺と直交し、かつ互いに対向する２辺に、内方に向けて延びるグランド用リード４５がそれぞれ設けられている。これらグランド用リード４５は、エッチングにより一体成形されたものである。そして、それらグランド用リード４５の基端部に２列のミシン目を形成し、そのミシン目に沿って折り曲げることにより、段差部５８が形成される。
【００５４】
このような構成のもと、設置工程において、信号用リード３４の長さ方向にスライドさせながら、図９に示すように、複合圧電体２１をグランド用リード４５と信号用リード３４との間に設置する。これによって、グランド用リード４５とグランド電極２９とが接触した状態になる。そして、リード接続工程において、上記接触した状態のグランド用リード４５とグランド電極２９とを、半田や導電性異方性接着剤などを用いて電気的に接続する。さらに、除去工程におけるフレーム部３７の切断後、屈曲加工工程において、グランド用リード４５を、その長さ方向の途中位置から他方の主面２１ｂと反対側に約９０°折り曲げる。すると、図１０に示すように、グランド用リード４５がＬ字状に構成される。さらに、端子接続工程において、図１１に示すように、グランド電極端子４０とグランド用リード４５をとそれぞれ半田付けによって電気的に接続する。そして、上記第１の実施例と同様にして、プローブ本体１１が製造される。
【００５５】
以上より、上記第１の実施例と同様の効果を奏することができるだけでなく、グランド用リード４５の設置、接続を容易かつ高精度に行うことができ、より安定した音響特性を得ることができる。
【００５６】
（実施例３）
次に、本発明の第３の実施例について説明する。
図１２から図１４は、本発明の第３の実施例を示したものである。
本実施例における複合圧電体２１は、図１２に示すように、他方の主面２１ｂにグランド電極２９が設けられるとともに、このグランド電極２９がコの字状に他方の主面２１ａにまで延ばされて構成されている。すなわち、グランド電極２９は、幅方向Ｗの両端を起点として一方の主面２１ａ側に向けて立ち上げられた立ち上がり壁部６０を備えており、この立ち上がり壁部６０の上端を起点として折り返されて一方の主面２１ａに沿って延ばされた延長グランド電極部６１を備えている。これにより、一方の主面２１ａに延長グランド電極部６１と信号電極３０とが互いに絶縁されて配置されている。
【００５７】
また、リードフレーム３６は、図１３に示すように、フレーム部３７の枠内の対向する２辺から、信号用リード３４が延ばされるとともに、幅方向Ｗの両端には、グランド用リード４５が延ばされて構成されている。そして、設置工程において、リードフレーム３６が複合圧電体２１の一方の主面２１ａに重ねられると、グランド用リード４５が延長グランド電極部６１に接触する。さらに、リード接続工程において、それらグランド用リード４５と延長グランド電極部６１とが電気的に接続され、屈曲加工工程を経て、端子接続工程において、図１４に示すように、グランド用リード４５とグランド電極端子４０とが接続される。そして、上記第２の実施例と同様にして、プローブ本体１１が製造される。
【００５８】
以上より、延長グランド電極部６１と信号電極３０とを一方の主面２１ａに配置することができ、それら延長グランド電極部６１と信号電極３０との接続を容易にすることができる。
【００５９】
なお、本発明の技術範囲は上記の実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明に係る非破壊検査装置の第１の実施例を示す概略斜視図である。
【図２】図１に示すプローブを拡大して示す斜視図である。
【図３】図２に示すプローブ本体を示す側断面図である。
【図４】図２に示す複合圧電体を拡大して示す斜視図である。
【図５】同実施例における複合圧電体の上にリードフレームを重ねて固定する様子を示す説明図である。
【図６】同実施例における複合圧電体の上にリードフレームを重ねて固定した様子を示す説明図である。
【図７】同実施例における信号用リードを屈曲させた様子を示す斜視図である。
【図８】本発明に係る非破壊検査装置の第２の実施例の要部を示す斜視図である。
【図９】図８に示すリードフレームを複合圧電体の上に重ねて固定した様子を示す説明図である。
【図１０】同実施例における信号用リードおよびグランド用リードを屈曲させた様子を示す斜視図である。
【図１１】同実施例におけるプローブ本体を示す側断面図である。
【図１２】本発明に係る非破壊検査装置の第２の実施例の要部を示す図であって、複合圧電体を拡大して示す斜視図である。
【図１３】同実施例における複合圧電体の上にリードフレームを重ねて固定した様子を示す説明図である。
【図１４】同実施例におけるプローブ本体を示す側断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１    非破壊検査装置
２    プローブ（超音波プローブ）
３    装置本体部
１２  複合同軸ケーブル
２１  複合圧電体
２１ａ  一方の主面
２１ｂ  他方の主面
２５  圧電振動子
２９  グランド電極
３０  信号電極
３２  切り込み（切除部）
３４  信号用リード
３６  リードフレーム（リード支持部材）
３７  フレーム部（支持部）
４５  グランド用リード
【図１】
2006208280.tif 000003
【図２】
2006208280.tif 000004
【図３】
2006208280.tif 000005
【図４】
2006208280.tif 000006
【図５】
2006208280.tif 000007
【図６】
2006208280.tif 000008
【図７】
2006208280.tif 000009
【図８】
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【図９】
2006208280.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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