JPH03165700A - 超音波探触子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、超音波探触子の製造方法に関し、特に、超音
波探触子における音響整合層と振動子の製造方法に関す
るものである。

〔従来技術〕

従来、超音波探触子の音響整合層は、一般には、λ／４
の厚さで使用されている。

また、前記音響整合層と振動子は、例えば、特公昭５７
−２２５８０号公報に示すように、はぼ同じ大きさであ
った。

、また、前記音響整合層は、第１０図に示すように、超
音波吸音材からなる支持台２の上に振動子１を配列し、
その上に音響整合層の素材３を流し込み、研摩等により
、所定の厚み例えば波長λの１／４の音響整合層３Ａに
仕上げていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記従来技術では、前記音響整合層の厚
さをλ／４にするための加工作業が大変であり、また、
そのため時間が長くかかるという問題があった。

また、被検体との接触面が曲線状の超音波探触子（カー
ブ状に配列された振動子群）においては、前記作業がさ
らに困難であるという問題があった。

本発明は、前記問題点を解決するためになされたもので
ある。

本発明の目的は、超音波探触子の組立時間を短縮するこ
とができる技術を提供することにある。

本発明の他の目的は、超音波振動子と音響整合層との接
着力を向上することができる技術を提供することにある
。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は１本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、本発明は、超音波探触子の
製造方法において、超音波振動子を所定寸法に加工する
時点に、あらかじめ音響整合材を使用される周波数の波
長λの１７４の奇数倍（（２ｎ＋１）λ／４．ｎ＝ｏ、
１，２，３・・・・ｎ）の厚さに加工してシート状音響
整合層部材にしておき、超音波吸音材からなる支持台の
上面に前記超音波振動子をアレイ状に配列して振動子群
を形成し、その振動子群の主面上に前記シート状音響整
合層部材を接着剤で接着し、各超音波振動子にリード線
を接続することを最も主要な特徴とする。

また、前記振動子群の主面の面積より大きい面積のシー
ト状音響整合層部材で振動子群を包み込むことを特徴と
する。

また、前記支持台上に配列した振動子群のうち両側端の
振動子の側端上部にアール又は面取りを形成し、前記振
動子群の主面上に前記シート状音響整合層部材を前記ア
ール又は面取りに沿って折り曲げて側面を覆い接着剤で
接着することを特徴とする。

〔作　用〕

前述の手段によれば、振動子を加工する時点に。

−緒に製作しておき、振動子群の上面に接着剤で接着す
るので、あらかじめ音響整合層を使用される周波数の波
長λの１７４の奇数倍（（２ｎ＋１）λ／４．ｎ＝０，
１，２，３・・・・ｎ）の厚さのシート状（薄板状）に
加工しておき、超音波吸音材からなる支持台の上面に前
記超音波振動子をアレイ状に配列して振動子群を形成し
、その振動子群の主面上に前記シート状音響整合層部材
を接着剤で接着し、各超音波振動子にリード線を接続す
るので、超音波探触子の製造時間の短縮をはかることが
できる。

また、カーブ状に振動子を配列した振動子群においても
、その振動子群の主面上にシート状音響整合層部材を接
着することにより、容易に音響整合層を設けることがで
きる。

また、シート状音響整合層部材で振動子群を包み込む構
造、また、折り曲げ構造とすることにより、シート状音
響整合層部材の接着面積が広がるので、音響整合層の接
着力を向上させることができる。

以下、本発明の一実施例を図面を用いて具体的に説明す
る。

なお、実施例を説明するための全回において。

同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返し
の説明は省略する。

Ｃ実施例１〕 第１図は、本発明の超音波探触子の製造方法の実施例１
を説明するための図である。

第１図に示すように、本発明の超音波探触子の製造方法
は、超音波振動子１１の加工（例えば、振動子の切断）
を行っている時に、同時に前記シート状音響整合層部材
１３を、使用される周波数の波長λの１／４の奇数倍の
厚さ（（２ｎ＋１）λ／４、ｎ＝ｏ、１，２．３・・・
・ｎ）に加工してシート状音響整合層部材１３を製作し
ておく。

このシート状音響整合層部材１３の製作方法としては、
基台に音響整合層用素材を流し込み、それを硬化させ、
所定の厚さや所定の寸法に加工する。

次に、超音波吸音材からなる支持台１２の上面に加工さ
れた超音波振動子１１をアレイ状に配列して振動子群１
１Ａを形成し、その上面に使用される周波数の波長λの
１／４の奇数倍の厚さに加工されたシート状音響整合層
部材１３を接着剤１４で接着し、リード線（図示してい
ない）を接続して超音波探触子を完成する。

前記シート状音響整合層部材１３の素材は、例えば、エ
ポキシ系樹脂を用いる。

そして、前記シート状音響整合層部材１３は、超音波振
動子１１の音響インピーダンスス工（２＝ρＣで表わさ
れ、ρは密度、Ｃは音速である）と生体の音響インピー
ダンスＺ２の積（Ｚ工・Ｚ２）の平方根で求められる音
響インピーダンスをもち、使用される周波数での波長λ
の１７４の奇数倍の厚さに加工される。

一般には、λ／４の厚みで使用され、例えば、音速が３
００ｍ／ｓの材料を５ＭＨｚで用いる厚みは１５０μｍ
となる。

また、接着剤１４は、前記シート状音響整合層部材１３
と音響インピーダンスが近いものを用い、その厚さは、
１０μ以下とする。

前述の説明かられかるように、本実施例によれば、超音
波振動子１１の加工（例えば、振動子の切断）を行って
いる時に、同時にシート状音響整合層部材１３の素材を
、使用される周波数の波長λの１／４の奇数倍の厚さで
所定の寸法に加工して製作しておき、前記超音波探触子
の組立を行うだけであるので、その製造時間を短縮する
ことができる。

また、第２図に示すように、湾曲状に超音波振動子１１
が配列された場合にも、第１図の実施例と同様に、前記
超音波振動子１１の加工を行っている時に、同時にシー
ト状音響整合層部材１３Ａを製作しておき、それをアレ
イ状に配列された超音波振動子１１の主面上に接着剤１
４で接着して組立てるだけでよいので、簡単に音響整合
層を設けることができる。

〔実施例２〕 第４図は、本発明の超音波探触子の製造方法の実施例２
を説明するための図である。

本実施例２の超音波探触子の製造方法は、第１図に示す
シート状音響整合層部材１３を、第３図に示すように、
枝振動子群１１Ａを包み込む形状のシート状音響整合層
部材１３Ｂにしたものである。このようにすることによ
り、振動子群１１Ａの主面上でなく側面も接着面となり
、シート状音響整合層部材１３Ｂの接着力の向上がはか
れる。

また、第４図に示すように、前記シート状音響整合層部
材１３を、振動子群１１Ａの長手方向に長くして、折り
曲げ構造のシート状音響整合旧部材１３Ｃにしたもので
ある。このようにすることにより。

前記第４図に示すシート状音響整合層部材１３Ｂと同様
に接着面積が増えるので、シート状音響整合層部材１３
Ｃの接着力を向上させることができる。

また、両端からの剥離も起こりにくくすることができる
。

また、長手方向に直角な方向においても同様に折り曲げ
構造にしてもよい。

〔実施例３〕 第５図は、本発明の超音波探触子の製造方法の実施例３
を説明するための図である。

本実施例３の超音波探触子の製造方法は、前記第４図に
示す折り曲げ構造のシート状音響整合層部材１３Ｃを、
折り曲げた時、第５Ａ図（第５図のＯ印イの部分の拡大
図）及び第５Ｂ図（第５図の０印イの部分に相当する部
分の拡大図）に示すように、振動子群１１Ａの角にＲ（
アール）ＩＩＢや面取りＩＩＣを設けたものである。こ
のようにすることにより、シート状音響整合層部材１３
Ｃの折り曲げ負担をやわらげると共に、作業性を向上す
ることができる。

〔実施例４〕 第６図は、本発明の超音波探触子の製造方法の実施例４
を説明するための図である。

本実施例４の超音波探触子の製造方法は、前記第４図に
示す折り曲げ構造のシート状音響整合層部材１３Ｇを、
第６図に示すように、シート状音響整合層部材１３Ｃ，
とそれと硬さの違う材質からなる保持補助部材１５に分
割して製作しておき、接着剤１４で接着組立により前述
の折り曲げ構造のシート状音響整合層部材１３Ｃと同様
のものにしたものである。前記シート状音響整合層部材
１３Ｃ０の素材には、例えば、エポキシ系樹脂を用い、
保持補助部材１５の素材は、例えば、ウレタンを用いる
。

このようにすることにより、シート状音響整合層部材１
３Ｃの折り曲げ負担を除去することができる。

また、第７図に示すように、第６図に示すシート状音響
整合層部材１３Ｇ、を、同一厚さ（例えば、使用される
であろう周波数の波長λの１／８の厚さ）のシート状音
響整合層部材１３Ｃ，，１３Ｃ，に分割して製作してお
き、それらを必要に応じて使用される周波数の波長λの
１／４の奇数倍（（２ｎ＋１）λ／４．ｎ＝ｏｔ　１，
２．３・・・・ｎ）の厚さに重ねて接着したものである
。このようにすることにより、使用される周波数の波長
λの１７４の奇数倍（（２ｎ＋１）λ／４．ｎ＝ｏ、１
゜２．３・・・・ｎ）の厚さのシート状音響整合層部材
１３Ｃ０を容易に形成することができる。なお、前記シ
ート状音響整合層部材１３Ｃ０の分割数はシート状音響
整合層部材１３Ｇ□、１３Ｇ、に限定されるものではな
く、３枚以上であってもよい。

〔実施例５〕 第８図及び第９図は、本発明の超音波探触子の製造方法
の実施例５を説明するための図である。

本実施例５の超音波探触子の製造方法は、第８図に示す
ように、使用される周波数の波長λの１／４の奇数倍の
厚さのシート状音響整合層部材１３を形成し、その上に
重ねて超音波の吸収の少ないウレタン等からなる保護層
１６をモールドしたものである。

このようにすることによりシート状音響整合層部材１３
の接着力を向上させることができる。また、両端からの
剥離も起こりにくくすることができる。

以上、本発明を実施例にもとづき具体的に説明したが、
本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であること
は言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上、説明したように、本発明によれば、振動子を加工
する時点に、シート状音響整合層部材を製作し、振動子
群の主面上に接着剤で接着するだけであるので、超音波
探触子の製造時間の短縮をはかることができる。

また、カーブ状に振動子を配列したものにおいても、シ
ート状音響整合層部材を接着することにより、容易に音
響整合層を設けることができる。

また、音響整合層で振動子を包み込む構造、また、折り
曲げ構造とすることにより、音響整合層の接着面積が広
がり、接着力を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の超音波探触子の製造方法の実施例１
を説明するための図、 第２図は、前記実施例１の湾曲状に超音波振動子が配列
された場合の変形例を示す図。 第３図は、前記実施例１の前記薄板状の音響整合板材の
剥離のおそれがあるときの手段を備えた変形例を示す図
、 第４図は、本発明の超音波探触子の製造方法の実施例２
を説明するための図、 第５図は、本発明の超音波探触子の製造方法の実施例３
を説明するための図。 第５Ａ図は、第５図の０印イの部分の拡大図、第５Ｂ図
は、第５図の０印イの部分に相当する部分の拡大図、 第６図は１本発明の超音波探触子の製造方法の実施例４
を説明するための図、 第７図は、本発明の超音波探触子の製造方法の実施例４
の変形例を説明するための図である。 第８図及び第９図は、本発明の超音波探触子の製造方法
の実施例５を説明するための図。 第１０図は、従来の超音波探触子の製造方法の問題点を
説明するための図である。 図中、１１・・・超音波振動子、ＩＩＡ・・・振動子群
、１２・・・支持台、１３，１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ，
１３Ｃ，，１３Ｃ工。 １３Ｃ２・・・シート状音響整合層部材、１４・・・接
着剤、１５・・・保持補助部材、１６・・・保護層であ
る。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）超音波振動子を所定寸法に加工する時点に、あら
   かじめ音響整合材を使用される周波数の波長λの１／４
   の奇数倍の厚さに加工してシート状音響整合層部材にし
   ておき、超音波吸音材からなる支持台の上面に前記超音
   波振動子をアレイ状に配列して振動子群を形成し、その
   振動子群の主面上に前記シート状音響整合層部材を接着
   剤で接着し、各超音波振動子にリード線を接続すること
   を特徴とする超音波探触子の製造方法。
2. （２）前記請求項１に記載される超音波探触子の製造方
   法において、前記振動子群の主面の面積より大きい面積
   の音響整合層部材で振動子群を包み込むことを特徴とす
   る超音波探触子の製造方法。
3. （３）前記請求項１に記載される超音波探触子の製造方
   法において、前記支持台上に配列した振動子群のうち両
   側端の振動子の側端上部にアール又は面取りを形成し、
   前記振動子群の主面上に前記シート状音響整合層部材を
   前記アール又は面取りに沿って折り曲げて側面を覆い接
   着剤で接着することを特徴とする超音波探触子の製造方
   法。