(57)【要約】【課題】接着剤の量を細かく管理しなくても、超音波整合層の側面や超音波振動子用ケースの側面に接着剤が付着することのない超音波送受波器の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】超音波振動子用ケース２には、音響整合層１と接着剤９を介して当接する部分よりも外側に位置してリング状の凹部１７が設けられている。これによって、音響整合層１と超音波振動子用ケース２との間からはみ出した接着剤９はリング状の凹部１７に流入するので、音響整合層１の側面や表面にはみ出した接着剤９が付着することがない。したがって、超音波送受波器の製造効率が良く、この超音波送受波器を用いた流量計測の計測精度及び信頼性を向上することができる。【選択図】図１
2005167746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波振動子用ケースと音響整合層との間を接着剤により接合するに際し、前記超音波振動子用ケースには接着剤のはみ出し防止手段が設けられており、前記超音波振動子用ケースと前記音響整合層とを加圧接合したとき、はみ出した接着剤の流出をはみ出し防止手段により抑制することを特徴とする超音波送受波器の製造方法。
【請求項２】
対向する１対の電極面を有する圧電体と、前記一方の電極面に電気的に接続された超音波振動子用ケースと、前記超音波振動子用ケースの一端が電気的に接続され２つの外部電極端子を有する端子板と、圧電体の他方の電極面と一方の外部電極端子の間に挟持される導電体と、前記圧電体に対向し前記超音波振動子ケースに接着剤により接合された音響整合層とを備えた超音波送受波器を得るに、前記超音波振動子用ケースには接着剤のはみ出し防止手段が設けられており、前記超音波振動子用ケースと前記音響整合層とを加圧接合したとき、はみ出した接着剤の流出をはみ出し防止手段により抑制することを特徴とする超音波送受波器の製造方法。
【請求項３】
超音波振動子用ケースに設けられるはみ出し防止手段が、接着剤を介して前記音響整合層と当接する部分よりも外側に位置していることを特徴とする請求項１または２記載の超音波送受波器の製造方法。
【請求項４】
はみ出し防止手段が、超音波振動子用ケースに形成され接着剤が流入するリング状の凹部からなることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の超音波送受波器の製造方法。
【請求項５】
超音波振動子用ケースのリング状の凹部をプレス加工で成形することを特徴とする請求項４に記載の超音波送受波器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波パルスの送受信を行う超音波送受波器（超音波センサー）の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の超音波送受波器としては、次のような構成のものがある。すなわち図４に示すように、超音波振動子用ケース２の天部外面１３には音響整合層１が接着剤９により接着固定され、超音波振動子用ケース２の天部内面１４には圧電体３の一方の電極面１２が接着剤１０により接着固定されている。そして、圧電体３の他方の電極面１１と端子板５の外部電極端子７の間には、導電性を有する弾性体（導電体）４が加圧状態で挟まれて電気的接続を図っている。
【０００３】
また、超音波振動子用ケース２の一端のフランジ部１５と端子板５は電気溶接により接合している。超音波振動子用ケース２と端子板５とで形成された密封空間１６に、窒素ガスを充填している。端子板５に設けられている外部電極端子７、８間は、ガラス（絶縁部）６で電気的に絶縁されている。この結果、他方の電極面１１と外部電極端子７は弾性体４を介して電気的に接続され、一方の電極面１２が外部電極を兼ねた超音波振動子用ケース２、フランジ部１５、端子板５を介して外部電極端子８に電気的に接続されている（たとえば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−５０７８５号公報（第４−６頁、第８図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記した従来の超音波送受波器によると、超音波振動子用ケース２と音響整合層１を接着剤９により接着固定する際に、加圧接合時に接着剤９が音響整合層１からはみ出して（流れ出て）、この音響整合層１の側面や表面に付着する恐れがある。このように音響整合層１の側面や表面に接着剤９が付着すると、圧電体３から発信した超音波が超音波振動子用ケース２、音響整合層１を介して気体に伝播する際に、超音波の指向性にバラツキが生じ、たとえば他超音波送受波器を１対用いて流量計測を行う場合には、超音波送受波器の送受信感度の低下を生じ、計測が不安定になるという問題が生じる。
【０００５】
また、上記問題を解決するために、接着剤９の量を少なくして超音波振動子用ケース２と音響整合層１との接合部分（超音波振動子用ケース２と音響整合層１との間）以外には接着剤９が付着しないようにすることが考えられる。しかし、接着剤９の量を少なくすると、超音波振動子用ケース２と音響整合層１との間の接着固定が不十分となった場合、圧電体３から発信した超音波が超音波振動子用ケース２、音響整合層１を介して気体に伝播する際に、前述と同様に超音波の指向性にバラツキが生じる。
【０００６】
よって、接着剤９を、超音波振動子用ケース２と音響整合層１とを接着固定させるには十分で、かつ、はみ出して（流れ出て）超音波振動子用ケース２と音響整合層１との接合部分側でない面等に付着しないだけの、適切な量だけ塗布することが考えられるが、このように適切な量を塗布すること、すなわち接着剤の量を細かく管理することは、その製造上、非常に難しかった。
【０００７】
そこで本発明は、上記従来の問題を解決し、超音波振動子用ケースと音響整合層を接着固定する際に、接着剤の量を細かく管理しなくても、音響整合層の側面や表面に接着剤が付着することを防止し得る超音波送受波器の製造方法を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した目的を達成するために、本発明の請求項１記載の超音波送受波器の製造方法は、超音波振動子用ケースと音響整合層との間を接着剤により接合するに際し、前記超音波振動子用ケースには接着剤のはみ出し防止手段が設けられており、前記超音波振動子用ケースと前記音響整合層とを加圧接合したとき、はみ出した接着剤の流出をはみ出し防止手段により抑制することを特徴としたものである。
【０００９】
また本発明の請求項２記載の超音波送受波器の製造方法は、対向する１対の電極面を有する圧電体と、前記一方の電極面に電気的に接続された超音波振動子用ケースと、前記超音波振動子用ケースの一端が電気的に接続され２つの外部電極端子を有する端子板と、圧電体の他方の電極面と一方の外部電極端子の間に挟持される導電体と、前記圧電体に対向し前記超音波振動子ケースに接着剤により接合された音響整合層とを備えた超音波送受波器を得るに、前記超音波振動子用ケースには接着剤のはみ出し防止手段が設けられており、前記超音波振動子用ケースと前記音響整合層とを加圧接合したとき、はみ出した接着剤の流出をはみ出し防止手段により抑制することを特徴としたものである。
【００１０】
したがって請求項１、２の発明によると、過剰に塗布された接着剤が流出することを、超音波振動子用ケース板に設けたはみ出し防止手段により抑制し得る構成となっている。
そして本発明の請求項３記載の超音波送受波器の製造方法は、上記した請求項１または２記載の構成において、超音波振動子用ケースに設けられるはみ出し防止手段が、接着剤を介して前記音響整合層と当接する部分よりも外側に位置していることを特徴としたものである。
【００１１】
したがって請求項３の発明によると、接着剤をはみ出し防止手段により抑制して先に硬化させ、中からの接着剤の流出をシールして、はみ出しを防止できる構成となっている。
さらに本発明の請求項４記載の超音波送受波器の製造方法は、上記した請求項１から３のいずれか１項に記載の構成において、はみ出し防止手段が、超音波振動子用ケースに形成され接着剤が流入するリング状の凹部からなることを特徴としたものである。
【００１２】
したがって請求項４の発明によると、超音波振動子用ケースの表面に過剰に塗布された接着剤が、この超音波振動子用ケース板に形成した凹部に流れ込む構成となっている。
しかも本発明の請求項５記載の超音波送受波器の製造方法は、上記した請求項４に記載の構成において、超音波振動子用ケースのリング状の凹部をプレス加工で成形することを特徴としたものである。
【００１３】
したがって請求項５の発明によると、過剰に塗布された接合剤が流れ込む凹部を備えた超音波振動子用ケースを、プレス加工で成形した構成となっている。
【発明の効果】
【００１４】
上記した本発明の請求項１、２によると、超音波振動子用ケースの音響整合層側の面にはみ出し防止手段を設けたことによって、過剰に塗布された接着剤が流出することをはみ出し防止手段により抑制でき、以て音響整合層の側面や表面に接着剤が付着することを防止した超音波送受波器を提供できる。このように、超音波振動子用ケースと音響整合層を接着固定する際に、接着剤の量を細かく管理しなくても、音響整合層の側面や表面に接着剤が付着することを防止でき、安定した超音波送受波器を製造できる。
【００１５】
したがって、圧電体から発信した超音波が超音波振動子用ケース、音響整合層を介して気体に伝播する際に、超音波の指向性にバラツキは生ぜず、たとえば他超音波送受波器を１対用いて流量計測を行う場合には、超音波送受波器の送受信感度の低下を生せず、計測を常に安定して行うことができる。
【００１６】
また上記した本発明の請求項５によると、超音波振動子用ケースのフランジ部のトリミング加工と同時にリング状の凹部を加工できるので、低コストで製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施の形態１の超音波送受波器は、対向する１対の電極面を有する圧電体と、一方の電極面に電気的に接続された超音波振動子用ケースと、超音波振動子用ケースの一端が電気的に接続され２つの外部電極端子を有する端子板と、圧電体の他方の電極面と一方の外部電極端子の間に挟持される導電体と、圧電体に対向し超音波振動子ケースに接着剤により接合された音響整合層とを備えた超音波送受波器を得るに、超音波振動子用ケースにリング状の凹部を形成して接着剤のはみ出し防止手段を設けており、超音波振動子用ケースと音響整合層とを加圧接合したとき、はみ出した接着剤の流出をはみ出し防止手段により抑制する構成である。
［実施の形態１］
以下に、本発明の実施の形態１を図１、図２に基づいて説明する。なお実施の形態１において、上述した従来例（図４）と同一またはほぼ同一の構成物には同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００１８】
すなわち図１、図２において、１は音響整合層、２は超音波振動子用ケース、３は圧電体、４は弾性体（導電体）、５は端子板、６はガラス、７，８は外部電極端子、９，１０は接着剤、１１は他方の電極面、１２は一方の電極面、１３は天部外面、１４は天部内面、１５はフランジ部、１６は密封空間をそれぞれ示す。そして実施の形態１では、前記超音波振動子用ケース２の天部に、リング状の凹部（はみ出し防止手段の一例）１７が形成されている。その際に凹部１７は、接着剤９を介して音響整合層１と当接する部分よりも外側に位置して形成されている。
【００１９】
上記した実施の形態１のように構成された超音波送受波器では、超音波振動子用ケース２の天部外面１３に接着剤９を塗布し、音響整合層１を加圧接合することで、天部外面１３と音響整合層１との間には接着剤９の薄い膜ができる。この加圧接合の際に、超音波振動子用ケース２と音響整合層１との間からはみ出した接着剤９は、凹部１７に流入してそれ以上の流出を抑制するので、はみ出した接着剤９が音響整合層１の側面や表面に付着することがない。
【００２０】
また実施の形態１では、余分な接着剤９の流入する流体溜めとなる凹部１７が、超音波振動子用ケース２の天部外面１３における音響整合層１との当接部分よりも外側に開口しているので、接着剤９が流入して先に硬化し、中からの流出をシールすることになり、以て接着剤９のはみ出しを防止できる。
【００２１】
このような実施の形態１によれば、超音波振動子用ケース２と音響整合層１を接着固定する際に、接着剤９の量を細かく管理しなくても、音響整合層１の側面や表面に接着剤が付着することを防止でき、安定した超音波送受波器を製造できる。
【００２２】
したがって、圧電体３から発信した超音波が超音波振動子用ケース２、音響整合層１を介して気体に伝播する際に、超音波の指向性にバラツキは生ぜず、たとえば他超音波送受波器を１対用いて流量計測を行う場合には、超音波送受波器の送受信感度の低下を生せず、計測を常に安定して行える。
［実施の形態２］
次に、本発明の実施の形態２を図３に基づいて説明する。
【００２３】
本発明の実施の形態２における超音波送受波器は、超音波振動子用ケース２のリング状の凹部１７をプレス加工で成形している。すなわちプレス装置２０は、ダイ２１やポンチ２２からなり、超音波振動子用ケース２のフランジ部１５のトリミング加工と同時に、リング状の凹部１７を加工する。
【００２４】
この実施の形態２における超音波送受波器によると、音響整合層１の側面や表面に対する接着剤９の付着防止手段である超音波振動子用ケース２のリング状の凹部１７は、プレス加工で成形することで容易に加工することができる。
【００２５】
上記した実施の形態１、２では、はみ出し防止手段として、超音波振動子用ケース２の天部にリング状の凹部１７をプレス加工で成形した形式が示されているが、これは超音波振動子用ケース２の天部にリング状の凹部（凹溝）を切削加工で成形した形式などであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
以上のように、本発明にかかる超音波送受波器の製造方法によると、音響整合層の側面や表面に接着剤が付着せず、超音波送受波器の製造効率の向上に大きく寄与する。さらに、この超音波送受波器を搭載した流体の流れ測定装置としても著しくその精度を高めることが可能となるので、気体や液体の流体流れ測定装置などの用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態１を示し、超音波送受波器を示す概略構成図。
【図２】同要部の概略構成図。
【図３】本発明の実施の形態２を示し、プレス加工を示す概略構成図。
【図４】従来例を示し、超音波送受波器を示す概略構成図。
【符号の説明】
【００２８】
１    音響整合層
２    超音波振動子用ケース
３    圧電体
４    弾性体（導電体）
５    端子板
７    外部電極端子
８    外部電極端子
９    接着剤
１０    接着剤
１１    他方の電極面
１２    一方の電極面
１３    天部外面
１４    天部内面
１５    フランジ部
１７    リング状の凹部（はみ出し防止手段）
２０    プレス装置
【図１】
2005167746.tif 000003
【図２】
2005167746.tif 000004
【図３】
2005167746.tif 000005
【図４】
2005167746.tif 000006