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公開番号2025014131
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-30
出願番号2023116380
出願日2023-07-18
発明の名称超音波センサ
出願人アズビル株式会社
代理人弁理士法人山王内外特許事務所
主分類H04R 17/00 20060101AFI20250123BHJP(電気通信技術)
要約【課題】金属板を用いずに、配線付けを可能とする。
【解決手段】圧電体111、当該圧電体111のうちの一方向における一面に設けられた第1の電極112、および、圧電体111のうちの一方向における他面に設けられた第2の電極113を有し、縦変位以外の変位を行う圧電素子11と、第1の電極112に対して電気的に接続された第1の配線12と、第2の電極113に対して電気的に接続された第2の配線13と、一面が、圧電素子11のうちの一方向に垂直な方向における一面に接続された音響整合層14とを備えた。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
圧電体、当該圧電体のうちの一方向における一面に設けられた第１の電極、および、圧電体のうちの一方向における他面に設けられた第２の電極を有し、縦変位以外の変位を行う圧電素子と、
前記第１の電極に対して電気的に接続された第１の配線と、
前記第２の電極に対して電気的に接続された第２の配線と、
一面が、前記圧電素子のうちの前記一方向に垂直な方向における一面に接続された音響整合層と
を備えた超音波センサ。
続きを表示（約 470 文字）【請求項２】
前記第１の配線は、前記第１の電極に半田付けされ、
前記第２の配線は、前記第２の電極に半田付けされた
ことを特徴とする請求項１記載の超音波センサ。
【請求項３】
前記音響整合層における一面に設けられ、前記第１の電極に電気的に接続された第１の金属薄膜と、
前記音響整合層における一面に設けられ、前記第２の電極に電気的に接続された第２の金属薄膜とを備え、
前記第１の配線は、前記第１の金属薄膜に導電性接着材により接続され、
前記第２の配線は、前記第２の金属薄膜に導電性接着材により接続された
ことを特徴とする請求項１記載の超音波センサ。
【請求項４】
前記圧電素子は、横変位を行う圧電素子である
ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の超音波センサ。
【請求項５】
前記圧電素子は、すべり変位を行う圧電素子である
ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の超音波センサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、圧電素子を用いた超音波センサに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
圧電素子を用いた超音波センサでは、電極に挟まれた圧電体に電圧を印加させることで超音波を発生させる。
この従来の超音波センサ１ｂの構成例について、図３を参照しながら説明する。
【０００３】
従来の超音波センサ１ｂは、例えば図３に示すように、圧電素子１１ｂ、金属板１５ｂ、第１の配線１２ｂ、第２の配線１３ｂ、および、音響整合層１４ｂを備えている。
【０００４】
圧電素子１１ｂは、縦変位（一般的に３３方向とも呼ばれる）を行う圧電素子である。この圧電素子１１ｂは、図３に示すように、圧電体１１１ｂ、第１の電極１１２ｂ、および、第２の電極１１３ｂを有している。
第１の電極１１２ｂは、圧電体１１１ｂのうちの上面に設けられた膜状の電極である。
第２の電極１１３ｂは、圧電体１１１ｂのうちの下面に設けられた膜状の電極である。
【０００５】
金属板１５ｂは、一面が、圧電素子１１ｂにおける一方の電極（図３では、第２の電極１１３ｂ）に接続された金属製の板部材である。
【０００６】
第１の配線１２ｂは、第１の電極１１２ｂに対して電気的に接続される。
図３では、第１の配線１２ｂは、一端が第１の電極１１２ｂに直接半田付けされることで、第１の電極１１２ｂに対して電気的に接続されている。なお、図３において、符号１２１ｂは半田を示している。
【０００７】
第２の配線１３ｂは、第２の電極１１３ｂに対して電気的に接続される。
図３では、第２の配線１３ｂは、一端が金属板１５ｂにおける一面に半田付けされることで、この金属板１５ｂを介して第２の電極１１３ｂに対して電気的に接続されている。なお、図３において、符号１３１ｂは半田を示している。
【０００８】
音響整合層１４ｂは、一面が、金属板１５ｂにおける他面に接続された部材である。
【０００９】
このように、従来の超音波センサ１ｂでは、縦変位を行う圧電素子１１ｂを用いている。この場合、上記縦変位の方向と超音波の発生方向とが同じ方向となり、すなわち圧電素子１１ｂにおける電極がある方向と超音波の発生方向とが同じ方向となる。よって、この場合、超音波センサ１ｂでは、超音波発生面に対する配線付けが必要となる。なお、図３において、太線の矢印は超音波の発生方向を示している。
ここで、第１の電極１１２ｂに対する配線付けについては問題なく実施可能である。一方、第２の電極１１３ｂに対する配線付けでは、第２の電極１１３ｂ側には音響整合層１４ｂを取り付ける必要があり且つ第２の電極１１３ｂが膜状（例えば１００ｕｍ程度）であるため、第２の電極１１３ｂに対して直接配線付けを行うことは困難である。そのため、従来の超音波センサ１ｂでは、圧電素子１１ｂと音響整合層１４ｂとの間に金属板１５ｂを設け、この金属板１５ｂに対する配線付けを行っている。なお、図３において、破線の矢印は、半田付け箇所から第２の電極１１３ｂへの電気パスを示している。
【００１０】
例えば特許文献１では、金属板でキャップを作り、このキャップに接続した端子板から電圧を印加する構成を採用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
（【００１１】以降は省略されています）

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