超声波振动器件、超声波振动器件的制造方法以及超声波医疗装置的制造方法_4

文档序号:9600597阅读:来源:国知局
差而产生的。
[0123]另外,图17是通过定位部件将由绝缘部件、矩形压电体以及电极板构成的层叠体定位在外壳部件内并且通过盖体进行加压的状态的局部剖视图,图18是通过定位部件将在绝缘部件、矩形压电体以及电极板上产生了正倾向公差的层叠体定位在外壳部件内并且通过盖体进行加压的状态的局部剖视图,图19是示出第1方式的盖体的结构的立体图,图20是第1方式的通过定位部件将由绝缘部件、矩形压电体以及电极板构成的层叠体定位在外壳部件内并且由通过盖体进行加压的状态的局部剖视图,图21是通过定位部件将在绝缘部件、矩形压电体以及电极板上产生了负倾向公差的层叠体定位在外壳部件内并且通过盖体进行加压的状态的局部剖视图,图22是示出第2方式的盖体的结构的立体图,图23是第2方式的通过定位部件将由绝缘部件、矩形压电体以及电极板构成的层叠体定位在外壳部件内并且通过盖体进行加压的状态的局部剖视图,图24是示出第3方式的盖体的结构的立体图,图25是第3方式的通过定位部件将由绝缘部件、矩形压电体以及电极板构成的层叠体定位在外壳部件内并且通过盖体进行加压的状态的局部剖视图,图26是示出第4方式的超声波振子的结构的分解立体图,图27是示出第4方式的超声波振子的组装状态的分解立体图,图28是第4方式的通过定位部件将由绝缘部件、矩形压电体以及电极板构成的层叠体定位在外壳部件内并且通过盖体进行加压的状态的局部剖视图,图29是沿着图28的XXIX-XXIX线的超声波振子的剖视图。
[0124]在超声波振子2中,在将作为加压部件的盖体51螺合紧固于外壳主体52时,在保持稳定的方面优选定位部件100的V字槽101与两个绝缘部件42、43、由多个矩形压电体61和多个电极板62、63构成的层叠振子41在层叠方向的大致整个区域上接触而进行定位。
[0125]S卩,在超声波振子2中,在将作为加压部件的盖体51螺合紧固于外壳主体52时,在定位部件100的V字槽101与两个绝缘部件42、43、多个矩形压电体61、多个电极板62、63的高度方向接触的状态下,如图17所示,尤其优选定位部件100的V字槽101以规定的长度tl充分地与绝缘部件42的高度方向接触而进行保持,该绝缘部件42与作为加压部件的盖体51接触。
[0126]但是,如果采用与收纳于外壳部件50的层叠振子41和两个绝缘部件42、43的整体高度相比使定位部件100的V字槽101的高度更高或者相等而在整个层叠方向上保持层叠振子41的构造,则在由于作为加压部件的盖体51向外壳主体52螺合而进行的加压紧固时,盖体51与定位部件100发生干涉,无法进行加压、定位,其中,该层叠振子41是将多个矩形压电体61和多个电极板62、63层叠而得到的层叠体。因此,需要将定位部件100的高度设计成比层叠振子41的高度低。
[0127]但是,对于两个绝缘部件42、43和层叠振子41,即使将多个矩形压电体61和多个电极板62、63的高度(厚度)尺寸设计成规定的规定值,实际上高度方向的尺寸也存在制造时的公差。
[0128]作为其中一例,例如将由氧化铝形成的绝缘部件42、43的厚度设为0.5mm,将由铌酸锂单晶(LiNb03)形成的矩形压电体61设为0.5mm以及将由铜形成的电极板62、63的厚度设为0.1mm的情况下,因加工导致的高度(厚度)方向上的公差分别可能最大产生0.05mm 左右。
[0129]这里,由于采用将两个绝缘部件42、43、8个矩形压电体61以及9个电极板62、63层叠而得到的层叠体,因此在接触盖体51的绝缘部件42设置于外壳主体52内的高度位置上可能产生的误差为公差的累积,为与外壳主体52的底部55接触的绝缘部件43产生的公差、8个矩形压电体61产生的公差以及9个电极板62、63产生的公差的累积,最大为±0.9mm[ = (1+8+9) X0.05]。
[0130]S卩,在包含两个绝缘部件42、43和层叠振子41的层叠体中,厚度0.5mm的绝缘部件42的设置高度相对于设计值有可能在±0.9mm的范围内变动。
[0131]虽然认为所有的部件都像这样在负侧或者正侧以最大公差形成的状态不容易产生,但是较之轻微的状态易于产生。
[0132]具体而言,利用分批处理来加工两个绝缘部件42、43、多个矩形压电体61或者多个电极板62、63,所述分批处理是分别从各一个部件、例如氧化铝、铌酸锂单晶(LiNb03)或者铜的晶片、板材等中切割多个。
[0133]因此,出现两个绝缘部件42、43、多个矩形压电体61或者多个电极板62、63分别都成为相同的正倾向或者负倾向公差。
[0134]两个绝缘部件42、43、多个矩形压电体61或者多个电极板62、63分别产生正倾向的公差,由此例如如图18所示,因层叠振子41的公差累积导致定位部件100的V字槽101与绝缘部件42接触的规定的长度t2会比上述的规定的长度tl(参照图17)短(t2<tl),该绝缘部件42与作为加压部件的盖体51接触。
[0135]如果在该状态下将盖体51加压紧固于外壳主体52,则定位部件100的V字槽101与接触盖体51的绝缘部件42接触的范围变小,绝缘部件42以基于定位部件100的V字槽101的窄的(小的)保持面积接受来自盖体51的旋转力。
[0136]由此,因从盖体51对于绝缘部件42的旋转力的应力集中会引起定位部件100和绝缘部件42的变形、碎裂等,其结果为,有可能组装成层叠振子41的一部分在紧固方向上具有旋转偏移的状态。
[0137](第1方式)
[0138]因此,这里的超声波振子2如图19和图20所示,作为加压部件的盖体51设置有相对于外螺纹部51c绕中心轴X转动自如的圆板状的旋转缓冲板51d作为加压部,该旋转缓冲板51d与绝缘部件42接触并在层叠方向上对收纳在外壳主体52内的两个绝缘部件42、43和层叠振子41进行加压。
[0139]另外,盖体51从外螺纹部51c的端面侧形成有截面圆形的凹状的槽部51e,旋转缓冲板5Id转动自如地卡入到该槽部51e中。
[0140]通过采用这样的结构,在超声波振子2的制造过程中,在使盖体51相对于外壳主体52绕中心轴X旋转而螺合紧固时产生的旋转力不容易传递到与旋转缓冲板51d接触的绝缘部件42。
[0141]S卩,接触绝缘部件42的旋转缓冲板51d与盖体51的凹部51e的接触面打滑,从而能够缓冲对于绝缘部件42的旋转转矩的产生。
[0142]因此,定位部件100的V字槽101与保持绝缘部件42的保持面积无关而减少对绝缘部件42施加较大的压力的情况。
[0143]其结果为,即使在两个绝缘部件42、43和构成层叠振子41的多个矩形压电体61或者多个电极板62、63的制造时产生尺寸变动、这里是产生正倾向公差而使得定位部件100的V字槽101以较短的规定的长度t2接触而引起保持绝缘部件42的保持面积减小,也不容易引起定位部件100和绝缘部件42的变形、碎裂等、并且不容易引起绝缘部件42的位置偏移等。
[0144]S卩,即使层叠在外壳部件50内的两个绝缘部件42、43、多个矩形压电体61或者多个电极板62、63的厚度偏离设计中间值,也能够将层叠振子41加压紧固于外壳部件50的准确的位置,尤其不会使绝缘部件42产生破损、碎裂。
[0145]对于这里的旋转缓冲板51d,只要不相对于为了对收纳在外壳主体52内的层叠振子41进行加压所需要的强度而引起变形即可,优选由钛、硬铝、不锈钢等金属材料或者氧化铝、氧化锆等陶瓷系材料形成。
[0146]此外,对于旋转缓冲板51d的正面背面,为了降低它们与盖体51的凹部51e和绝缘部件42的摩擦而优选处于表面粗糙度为Ra0.05以下的镜面或者接近镜面的状态。另夕卜,为了进一步降低旋转缓冲板51d与盖体51的凹部51e和绝缘部件42之间的接触面的摩擦,也可以在各自的界面上涂布润滑脂等。
[0147]如上所述,对于超声波振子2,即使伴随着层叠振子41的尺寸变动、这里为正倾向公差而引起定位部件100对绝缘部件42的保持面积的减小,由于将盖体51螺合紧固于外壳主体52时的旋转力不容易传递到绝缘部件42,因此也不容易引起定位部件100的变形、绝缘部件42的位置偏移、碎裂等,并且层叠振子41也不会在盖体51的紧固方向上产生旋转偏移,能够将两个绝缘部件42、43和层叠振子41组装于外壳部件50的规定的位置。
[0148]但是,在包含绝缘部件42、43和层叠振子41的层叠体的尺寸变动与上述相反、例如为负倾向公差的情况下,因公差累积导致与定位部件100的高度尺寸相比由两个绝缘部件42、43和层叠振子41构成的层叠体的高度尺寸处于较低的位置,如图21所示,定位部件100与作为加压部件的盖体51发生干涉,无法对收纳于外壳主体52的层叠体进行加压,无法进行超声波振子2的组装。
[0149]S卩,两个绝缘部件42、43、多个矩形压电体61或者多个电极板62、63分别产生负倾向公差,由此因层叠振子41的公差累积而导致处于如下的状态:定位部件100的一个端面超过绝缘部件42的厚度,从与该绝缘部件42接触的电极板62起具有比上述的规定的长度tl(参照图17)长的规定的长度t3。
[0150]如果在该状态下将盖体51加压紧固于外壳主体52,则盖体51与定位部件100的端面接触,而处于无法对两个绝缘部件42、43和层叠振子41进行加压的状态。
[0151]由此,两个绝缘部件42、43和层叠振子41无法接受来自盖体51的加压力,其结果为处于如下状态:在外壳部件50内无法被固定,两个绝缘部件42、43、多个矩形压电体61或者多个电极板62、63容易偏移。
[0152](第2方式)
[0153]因此,这里的超声波振子2如图22和图23所示,作为加压部件的盖体51具有从外螺纹部51 c的端面突出的圆柱状的凸部51f作为加压部,该凸部51f与绝缘部件42接触,在层叠方向上对收纳在外壳主体52内的两个绝缘部件42、43和层叠振子41进行加压。
[0154]该凸部51f为与接触的绝缘部件42的一边相比具有小
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