JP2820779B2 - 超音波探触子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、超音波探触子、詳しくは超音波内視鏡、
超音波診断装置およびその他の超音波機器に用いられる
超音波探触子の改良に関するものである。

〔従来の技術〕

この種、従来の超音波探触子には、実開昭60−45007
号公報に開示されているもの等がある。

上記実開昭60−45007号公報に開示されている超音波
探触子の構造は、第28図に示すように、圧電振動子105
a、バッキング材105b、音響整合層105cを積層してなる
超音波振動子105を、上ケース101に取り付けられた下ケ
ース102の先端に配設し、振動子105に付加された一方の
引出電極106aを下ケース102の開口部104内に、また他方
の引出電極106bを下ケース102の外周壁に沿わせたのち
下ケース102内にそれぞれ配置すると共に、上記開口部1
04内にダンパ107を充填し、かつ上記下ケース102をキャ
ップケース103で覆うように構成されている。

そして、上記のように構成される超音波探触子におい
ては、下ケース102の成形加工時に、超音波振動子105と
ダンパ107が同時に取り付けられると共に、キャップケ
ース103が一体に成形されるようになっている。

また、このほか従来、周知となっている超音波探触子
には、第29図に示すように、予め配線された超音波振動
子201がケース203の成形加工時に、ダンパ202と共に一
体的にケース203内に固定され、その後、ウレタンゴム
等の弾性体204が装着されて構成されるようになってい
るものもある。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、従来の上記実開昭60−45007号公報に開示
された超音波探触子の構造では、同探触子を制作する過
程において、引出電極106a,106bを予め超音波振動子105
に取り付けなければならず、一体成形するための成形型
にセットする際にも、振動子との配線切れ等の問題が起
き易く、歩止りが悪い。また、振動子を一体成形によっ
て取り付けるので、振動子位置を保持成形するための衝
を取り難く、よって振動子が成形時に傾むき、位置ズレ
を起こし易いという欠点を有している。

また、上記第29図に示した従来例の探触子において
も、引出線と共に振動子が成形されなければならず、従
って、上記第28図に示した従来例の探触子が有する欠点
と同様の問題点を有している。

従って、本発明の目的は上記従来の超音波探触子が有
する欠点を除去し、安価で製作し易い構造の超音波探触
子を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による超音波探触子は、順次に積層した音響整
合層、圧電素子およびバッキング材を有し、前記圧電素
子の電極を外側に露呈して形成してなる超音波を送受波
するための超音波振動子と、この超音波振動子を位置決
めして載置固定するための絶縁性のハウジングと、この
ハウジングと一体に成形され、該ハウジングに前記超音
波振動子を載置固定した状態で、前記圧電素子の露呈し
た電極の近傍に端部を露呈して配設した信号引出し手段
と、前記ハウジングに前記超音波振動子を載置固定した
状態で、前記超音波振動子の露呈した電極と、前記信号
引出し手段の露呈した端部とを接続する導電手段と、を
具備することを特徴とするものである。

即ち、第１図の本発明の概念図に示すように、超音波
振動子５を位置決めして載置するための凹部７と振動子
電極６の配設位置の近傍に設けられる信号引出し手段２
とがハウジング１の成形時に一体に成形加工によってそ
れぞれ設けられる。そして、形成されたハウジング１の
凹部７に振動子５が接着等により固定される。この固定
された振動子５の電極６の端部と上記信号引出し手段２
とを導電性部材３で接続する。更に、振動子周辺を電気
的に絶縁するための振動子まわりの電気導電部分は絶縁
材４でシールされる。

なお、上記超音波振動子５は上から順に音響整合層1
1、圧電素子９、バッキング材10と積層されて構成され
ていて、圧電素子９の上下両面に上記振動子電極６が設
けられている。

〔実施例〕

以下、図示の実施例によって本発明を説明する。

第２〜４図は、本発明の第１実施例を示す超音波探触
子の拡大断面図である。

なお、以下に述べる各実施例における超音波探触子の
基本構成は、上記第１図の概念図で説明した超音波探触
子とほぼ同様であるので、その詳しい説明は省略し、同
一機能を有する構成部材には同じ符号を付し、相違部分
についてのみ説明する。

成形加工によって形成されるハウジング１は、横長の
短円柱体形状に形成され、その上周面の中央部に比較的
深い凹部７が形成されると共に、同凹部７の両側に同凹
部７に連設して接続エリア８が形成される。この接続エ
リア８は上記凹部７の深さの半分程度の凹部で形成され
ていて、この両接続エリア８内には、信号引出し手段２
を構成するＬ字状に曲げられた導電線の一端部がそれぞ
れ露呈するように配設される。この導電線の他端部はハ
ウジング１の一側端面に平行して導出されている。

そして、上記ハウジング１の凹部７には、第４図に拡
大断面で示されるように、前記電極６が側面電極6aを持
つように形成された圧電素子９とバッキング材10と上記
音響整合層11とを積層して構成した超音波振動子５が、
上記両側面電極6aが上記各接続エリア８内に露呈した信
号引出し手段２の各一端部にそれぞれ対向するようにし
て落し込まれて載置される。そして、第2,3図に示す如
く、接着剤14によって固定される。

次いで、上記両信号引出し手段２のエリア８内に露呈
した各一端部と圧電素子９の側面電極6aを電気的に接続
するための導電性部材３が接続エリア８内に導入されて
信号引出し手段２と側面電極6aとが接続される。しかる
後、上記導電性部材３を含むエリア８内の導電部を、接
続エリア８内に充填した絶縁材４で覆って全て外部に導
電部が露出しないように絶縁する。このとき、上記超音
波振動子５、上記絶縁材４の表面がハウジング１の外周
表面より、はみ出さないようにする。

なお、上記ハウジング１の材質は、成形可能な物質で
あればよく、具体的にはフェノール樹脂、フラン樹脂、
キシレンホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ポリエ
ステル、エポキシ尿素樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニ
ル、ポリアクリレート、メタクリル樹脂、ポリ塩化ビニ
ル、フッ素系プラスチック、ポリカーボネート、ポリウ
レタン等の熱可塑性プラスチック、シリコーン、ゴムお
よびそれらの物質に金属、セラミック、ガラスバルー
ン、ガラス、樹脂、木、紙等の繊維等の微粉末を混入し
たものが用いられる。

また、上記導電性部材３には、ハンダ、導電性ペース
ト、導電性接着剤等が使用され、更に上記絶縁材４は、
上記ハウジンウ１の材質と同様の材質の中から用いられ
る他に、セラミック、ガラス、樹脂系のコーティング、
絶縁塗装等でもよい。

また、上記ハウジング１、導電性部材３および絶縁材
４の各材質は、以下に述べる各実施例においても全く同
様のものが用いられる。

このように構成された上記第１実施例の超音波探触子
は、使用時に、その信号引出手段２である導電線に図示
されない電源部から駆動用パルス電圧が印加され、これ
により振動子５が駆動されて同振動子５から超音波パル
スが被検部に向けて送波される。そして、被検部で反射
された超音波パルスは振動子５によって受波され、これ
が電気信号に変換されて上記信号引き出手段２を通じて
外部に出力される。

このように第１実施例の超音波探触子によれば、信号
取出し部（信号引出し手段２）をハウジング１の一側端
面に集中させて配設してあるので、外部リード線との接
続およびリード線処理が非常にたやすくなるし、また振
動子表面がハウジング１の外周表面よりはみださないた
め、振動子表面はハウジング１によって保護されたよう
になり振動子表面に傷を付けることもないという効果が
得られる。

第５図は、本発明の第２実施例の断面図を示し、第６
図および第７図は第２実施例の二つの変形例の断面図を
示すものである。これら第５図〜第７図に示す超音波探
触子は、ハウジング１の振動子載置凹部７の上周縁部
に、接着剤溜り用のポケット12,13を設けたものであ
る。

すなわち、第５図では段付凹部からなるポケット12
を、第６図では傾斜面からなる形状のポケット13を、そ
れぞれ凹部７の上周縁部に設けたものである。また、第
７図では、段付凹部からなるポケット12の他に、凹部７
内に配設されるバッキング材10を、圧電素子９、音響整
合層11に対して長さｌだけ突出するように大きく形成し
て、このバッキング材10の上側縁部にも接着剤溜り用の
ポケット15を設けたものである。

その他の構成は上記第１実施例のものと全く同様であ
る。

このように接着剤溜り用ポケット12,13,15を設ける
と、ハウジング１の凹部７内に振動子５を接着固定する
際、凹部７の側壁とバッキング材10の側壁間の隙間16か
ら溢れた接着剤14は上記ポケット12,13,15に溜る。

接着剤14によって振動子５を固定する場合、ハウジン
グ１との固定を確実にするために隙間16に空気が入って
途中に空気層が成形されないようにすることが肝要であ
る。このため、接着剤14は多めに塗布して隙間16からオ
ーバーフローさせる方が作業上やり易く、また品質上も
安定する。しかし、反面、圧電素子９の側面電極6aの表
面がオーバーフローした接着剤で覆われるということが
起こり易くなって、次工程の導電処理でトラブルが発生
する。現実に15MHz程度の超音波振動子では、側面電極6
aを含む厚味ｔが150μｍ程度あり、接着剤14がオーバー
フローすると、直ぐに側面電極6a部が覆われてしまう。

これを防ぐために、第５図〜第７図のように、ハウジ
ング１内にオーバーフローした接着剤を溜める接着剤溜
り用ポケット12,13,15を設けることは非常に効果があ
る。このポケットは第７図の変形例に示すように、バッ
キング材10に設けても同様の効果があり、また圧電素子
９の側面電極6aとハウジング凹部７の側壁面の距離ｌを
多くとると、その効果は更に増大する。

第８図は、本発明に至る過程で開発した超音波探触子
の断面図である。この超音波探触子は、信号引き出し手
段（導電線）の一方をハウジング１に接続したものであ
る。

第８図に示すハウジング１は、金属等の導電性の材料
で形成し、導電線の引出し方向側部には導電線支持部1a
を一体的に突出形成している。また、ハウジング１の上
周面の中央部に比較的深い凹部７を形成するとともに、
同凹部７の一方側部に同凹部７に連接して接続エリア８
を形成している。

そして、ハウジング１の凹部７に側面電極6aを有する
電極６を付設した圧電素子９とバッキング材10と音響整
合層11とを積層して構成した超音波振動子５を接続エリ
ア８寄りに片寄せして落し込み載置している。この場
合、上記側面電極6aは、一方が接続エリア８に他方が凹
部７の余剰空間7aに露呈するようになっている。また、
バッキング材10が電極６とを整合する個所には絶縁部材
10aを設けて、電極同士のショートを防止している。

次に導電線である同軸ケーブルは、前記導電線支持部
1aを通って端部が凹部７の余剰空間7a内に引出される。
導電線の一方は導電性部材３を介して凹部７の余剰空間
7aに露呈している側面電極6aに電気的に接続する。さら
に他方の導電線2aは、凹部７の余剰空間からハウジング
１の下周面に貫通するように形成した穴1bに差し込み導
電性部材３を介して電気的に接続している。さらに接続
エリア８に露呈している側面電極6aの近傍に導電性部材
３を投入してハウジング１と電気的に接続している。こ
のように接続エリア８に露呈している側面電極6aとハウ
ジング１と一体に接続している導電線2aとはハウジング
１を導通経路の一部として電気的導通をとるようにして
いる。

以上のごとく構成している超音波探触子によれば、バ
ッキング材10の下側を導電線が通ることがないので、ハ
ウジング１のこの部分の厚みを薄くでき超音波探触子の
一層の小型化を図れる。また、ハウジング１を金属等の
導電性材料で形成しているので、圧電素子９を外来雑音
からシールドする効果も得られる。

第９図は、本発明に至る過程で開発した他の超音波探
触子の断面図である。この超音波探触子は、ハウジング
形成材に吸音材の微粉末を混入し、ハウジング材がバッ
キング材をも兼用するようにしてハウジング1Aを成形加
工するようにしたものである。このようにハウジング1A
を成形すると、振動子載置用凹部７の深さは接続エリア
８の凹部の深さと同じでよく、この凹部7Aにバッキング
材の無い振動子5aが直接、接着固定される。その他の構
成は上記第１実施例のものと同様である。

この超音波探触子においては、ハウジング1Aがバッキ
ング材の役割を兼ねるので、ハウジングの振動子載置用
凹部7Aの深さを接続エリア８の深さと同じ深さに成形加
工すればよく、それだけ型構造が簡単になり安価に製作
できる。また前記第２図の第１実施例と比較して、ハウ
ジングは同様の外径でバッキング材の厚味Ｈが増すた
め、性能の向上が図れるし、また振動子5Aにバッキング
材を付けるという工程も省略できるという顕著な効果が
得られる。

次に，第10図は、本発明の第３実施例を示したもので
ある。この第３実施例の超音波探触子においては、ハウ
ジング１の成形加工時に一体成形によって設けられる信
号引出し手段２を、同軸ケーブル線19で構成したもので
ある。

即ち、同軸ケーブル線19をハウジング内部で、その芯
線17と外線18とに分離し、それぞれの先端部が各接続エ
リア８内に露呈するように配設してハウジングに一体成
形する。この場合、同軸ケーブル線19の外部への引出部
に集中応力が加わらないようにハウジング１の断面積を
徐々に減らすような形状の引出接続部21に成形する。そ
の他の構成は前記第１実施例と同様である。

このように構成した第３実施例によれば、振動子５と
アンプ20とを途中でハンダによる接続等をすることな
く、同軸ケーブル線19のみで接続することができる。従
って、前記各実施例に較べて、２本の導線を用いる専用
の信号引出し手段が不要となるため安価になり、また信
号引出し手段とリード線のハンダ付等の接続が不要とな
るため工程数を減らすことができ、その分、安価にな
り、更に引出接続部21での強度が増すため、より過酷な
使用にも耐えることができるという効果が得られる。

第11図は、本発明に至る過程で開発した更に他の超音
波探触子の断面図である。この超音波探触子において
は、信号引出し手段がフレキシブルプリント基板（以
下、FPCという）22で構成されている。即ち、ハウジン
グ1Bに設けられる接続エリア8Aは、短円柱体に形成され
るハウジング1Bの上周面の後部寄りを2/3程度、切り欠
いた平面部で形成されていて、その中央部に振動子載置
用凹部７が設けられている。そして、この凹部７内に超
音波振動子５が接着固定され、しかる後、この凹部７と
ほぼ同形の開孔22aが穿設されていて上面に引出し電極
端子としての導電パターン22b,22cのプリントされたFPC
22を、上記凹部７にその開孔22aが合致し、かつ側面電
極6aに上記導電パターン22b,22cがそれぞれ近接するよ
うにして上記平面部からなる接続エリア8A上に接着固定
する。その後、上記FPC22の導電パターン22b,22cと圧電
素子９の側面電極6aとを導電性部材３で接続し、その導
電性部材３および上記導電パターン22b,22cの上面を第
１実施例同様絶縁材４（図示せず）で覆う。その他の構
成は前記第１実施例と同様である。

このようにFPC22で信号引出し手段を構成し、これに
よって外部との信号の授受を行う。

この超音波探触子によれば、ハウジング成形時に信号
引出し手段を同時に成形する必要がないため、ハウジン
グの成形が容易になり安価となる。

また、上記超音波探触子においては、FPCを用いた
が、これに代えて信号引出し手段として蒸着、メッキ、
塗装、印刷等で導電パターンを構成しても同様の効果を
得ることができる。

第12図および第13図は、それぞれ本発明の第４実施例
および第５実施例を示す断面図である。これらの実施例
は、ハウジングの構造が第１実施例と異なる。

即ち、第12図に示すハウジングICは、その先端部の形
状が円錐台形型1Caに形成されている。このようにハウ
ジング先端部を円錐台形形状にすると、この超音波探触
子を被検体への挿入用チューブ23内に配設する際には、
その挿入配設時の摺動抵抗が低下するだけでなく、チュ
ーブ23内に配設された探触子を駆動する図示しないアク
チュエータの負荷が減り、これにより探触子の回転走査
時の速度ムラが無くなり、手元でのエンコーダと先端部
のワウが低減し、正確な画像を得ることができる。ま
た、この先端部の形状は円錐台形に限ることなく、角
錐、円錐、紡錘形状等の、チューブ23への摺動および摩
擦抵抗を低減するものであればよいこと勿論である。

また、第13図に示すハウジング1Dは、その先端面の中
心部に雌ねじ穴24を設け、これに丸頭部25を有する雄ね
じ26を螺合し、上記第12図の超音波探触子と同様の効果
を得るようにしたものである。このようにハウジング1D
の先端部を丸頭部25にして、これを着脱自在に構成すれ
ば、この丸頭部25を取り外し、これの代わりに上記雌ね
じ穴24を利用してグリスパック、針、磁石等を取り付け
れば、これを探触子と同時に搬送することができるとい
う効果が得られる。

第14図および第15図は、本発明に至る過程で開発した
更に他の超音波探触子の断面図である。この超音波探触
子は、上記ハウジング１の凹部７内に固定された振動子
５の音響整合層11（第2,8,9図参照）を、上記導電性部
材３を覆う絶縁材で構成するようにしたものである。即
ち、この超音波探触子は振動子５の圧電素子９の電極6a
と信号引出し手段２とを導電性部材３で接続し、これを
電気絶縁材４で覆うように構成される。

一方、凹部７内に固定される超音波振動子５は前述の
通り、圧電素子９を挟んで背面側にバッキング材10が、
表面側に音響整合層11（第2,9,10図参照）がそれぞれ設
けられている。この音響整合層11は音響インピーダンス
の整合をとるためのものであって電気絶縁材で形成され
る。

この超音波探触子においては、上記導電性部材３を覆
う絶縁材４を利用し、振動子５の音響整合層をもこれで
形成するようにしたものである。即ち、振動子５の表面
側に上記絶縁材４を延長し、厚さH₁（第15図参照）に制
御して塗布して音響整合層27を形成するようにしてい
る。このように構成すると導電性部材３の被覆絶縁材
を、振動子５の音響整合層27に兼用することができる。

従って、この超音波探触子によれば絶縁材を音響整合
層に利用するため、振動子５に音響整合層11（第2,9,10
図参照）を設けることなく、その工程を省略することが
でき、振動子５の製作コストを低廉化するとができる。

また、第16図に示すように上記絶縁材と兼用する音響
整合層27の表面を、曲面の音響整合層27Aとすることに
よって音響レンズの役割を果たすことも可能になり、更
にこの音響レンズの曲率をハウジング１の円柱面の曲率
と合わせれば、作業性も向上する。

次に、第17図に本発明の第６実施例を示す。

この第６実施例の超音波探触子は、ハウジング１の信
号引出し手段２側の端部に、更に接続用コネクタ28をハ
ウジング１に一体に成形加工によって固定し、これに信
号引出し手段２を接続して信号の外部への伝達を容易に
したものである。

即ち、信号引出し手段２の導出されたハウジング１の
一端部側には、上記信号引出し手段２の一方を中心軸部
28aとし、この周りに配設された導電パイプ部28bを上記
信号引出し手段２の他方に接続して構成された接続用コ
ネクタ28が、同コネクタ28のほぼ半分を外方に突出させ
るようにしてハウジング１の成形加工時に一体に固定さ
れ、所謂接続プラグを構成している。また、このコネク
タ28の固定された近傍のハウジングの外周には結合用雄
ねじ部29が設けられており、更にこのねじ部29に連接さ
れた突設30には防水用のＯリング31が嵌着されている。
その他の探触子の構成は前記第12図に示した超音波探触
子と同様である。

一方、この接続用コネクタ28に着脱自在に結合されて
信号引出し手段２からの信号をアンプ等に入力させるた
めの他方の接続用コネクタ32は、上記中心軸部28aが緊
密に嵌挿される小径の導電パイプ部33とこれの周りに配
設され上記導電パイプ部28bが嵌挿される大径の導電パ
イプ部34とで構成され、両導電パイプ部33,34にはそれ
ぞれリード線ハンダ付けされてモールド成形された結合
用受部35内に埋設固定されている。上記結合用受部35は
前半部は大径となる段部35aを有して形成されており、
その先端部には上記突部３に嵌合される凹部からなる肩
部36が形成され、同先端部の中央部から上記接続用コネ
クタ３のほぼ半分が突出している。そして、この受部35
の上記コネクタ32を含む大径部は、両コネクタ28,32を
結合固定するための袋ナット37内に位置するように構成
されている。この袋ナット37はその先端内周面に上記結
合用雄ねじ29に螺合する雌ねじ38が刻設されていて、コ
ネクタ32に対して回動自在に設けられている。

このように構成された第６実施例の超音波探触子にお
いては、アンプ等に接続された他方のコネクタ32に対し
て、探触子に一体に設けられた一方のコネクタ28を結合
するに当たり、袋ナット37の雌ねじ38をハウジング１の
雄ねじ29に螺合し、同ナット37を回動させると、螺合が
進むに従って同ナット37が上記受部35の段部35aを押動
するので、これによって両コネクタ28,32の結合が行な
われ袋ナット37によって抜け止めも行なわれて両コネク
タは結合を固定される。

この第６実施例によれば、超音波探触子の着脱操作が
コネクタによって簡単に行なえるため、探触子が破損し
取り替えるような場合に極めて容易に対処でき、また駆
動周波数の異なる探触子の交替も簡単に行なえるので、
検査範囲も拡大するという効果が得られる。

また、この締結手段は、上記実施例の手段に限定され
るものではなく、結合用ピンと穴を設けて回転を規制す
るような部材を付加してもよいし、更にバネ性の部材を
使用してワンタッチで結合するような手段を採用しても
よい。

第18図および第19図は、上記第６実施例の信号引出し
手段２の変形例をそれぞれ示したものである。

即ち、第18図に示す信号引出し手段２は導電軸でそれ
ぞれ形成されハウジング１から外方に向けて延び出した
軸部を、それぞれ長さの異なる軸端部2A,2Bで形成し、
かつ各軸端部2A,2Bにクリックストップ用凹部2Aa,2Bbを
設けたコネクタ部とし、これに対応して外部接続部40に
上記軸端部2A,2Bのそれぞれ嵌挿される導電材の弾性嵌
受部41A,41Bからなるコネクタ部を設けたもので、この
弾性嵌受部41A,41Bも上記クリックストップ用凹部2Aa,2
Baに対向するクリックストップ用凸部41Aa,41Baが設け
られている。

この軸端部2A,2Bからなるコネクタ部と弾性嵌受部41
A,41Bからなるコネクタ部による締結手段によれば、コ
ネクタ部分で信号と結合力との伝達を兼ねることができ
るため、構造が簡素化され着脱操作も容易となり、取り
扱い易く、製作コストも極めて安価になるという効果が
ある。

次に、第19図の信号引出し手段２の変形例は、前記第
３実施例（第10図参照）で説明したように信号引出し手
段を同軸ケーブル線19で構成すると共に、同ケーブル線
19の周りに動力伝達手段42を設けるようにしたものであ
る。

即ち、信号伝達用の同軸ケーブル線19をハウジング１
内で、その芯線17と外線18とに分離し、それぞれの先端
部を各接続エリア８内に露呈するように配設してハウジ
ング１に一体成形すると共に、探触子を走査のために回
転駆動する動力伝達手段42を、二重に密巻されたフレキ
シブル弾性コイルシースで形成し、これの先端部を上記
ハウジング１の信号引出し端部に一体成形によって取り
付け、同シース内に上記同軸ケーブル線19を引き通すよ
うにしたもので、動力伝達手段42の手元端部には駆動部
によって駆動力が加えられるようになっている。

上記駆動部は、モータ43と同モータの出力ギヤー44と
上記シースに固定されていて上記出力ギヤー44のかみ合
う駆動ギヤー45とで構成されている。また上記コイルシ
ースの内部に挿通された上記同軸ケーブル線19は、その
端部にジョイント46を介してアンプ20に接続されてい
る。

このように構成された第19図の変形例の超音波探触子
においては、モータ43の回転力は動力伝達手段42によっ
て探触子に伝えられ、これによって探触子は回転し被検
部を走査する。そして、振動子５で受波された信号は同
軸ケーブル線19を通じ、ジョイント46を介してアンプ20
に入力される。

この変形例の探触子によれば、動力伝達手段を一体成
形時に取り付けるため、これの接続工程が減り、それだ
け安価になる。また一体成形するので接続部の強度が増
加し、これによって高耐久性になる。更に同軸ケーブル
線の保護になるため、取扱いも容易になるという効果が
ある。

第20図は、本発明の第７実施例を示す超音波探触子の
断面図である。この実施例の探触子は、同探触子の内部
に振動子５と外部の電気回路部とのインピーダンスマッ
チングをとるためのコイル47が配設されている。

この第７実施例の探触子においては、ハウジング１の
信号引出し手段２側が延長せられていて、その延長円柱
部の外周面が切り殺がれて小径凹部1aに形成されてい
る。そして、この小径凹部1aに適当な巻数のインピーダ
ンス整合用コイル47が巻き付けられ、同コイル47の両端
部47a,47bはそれぞれ信号引出し手段２の各先端部に接
続されている。また、このコイル47は上記小径凹部1a内
および導電性部材３と接している端部を含め絶縁材４で
被覆されている。その他の構成は前記第１実施例（第２
図参照）のものと同様である。

この第７実施例においては、小径凹部1aに巻き付けら
れ、ハウジング１に内蔵されたコイル47によって、図示
されない外部の回路部と振動子５とのインピーダンスの
マッチングがとられるので性能が向上する。

また、上記コイル47を設けるについても、円柱体ハウ
ジング１の外周面部を利用しているため、コイルが容易
に巻けるし、振動子５と信号線の接続後にコイルが巻け
るので巻数のコントロールが可能となるし、更にハウジ
ングと一体に形成されるためコンパクトになるという効
果も得られる。

また、第21図は本発明の第８実施例を示したものであ
る。この第８実施例に示す超音波探触子もハウジング１
にインピーダンスマッチング手段を内蔵させたものであ
る。即ち、この実施例においてはインピーダンスマッチ
ングを行うために、ハウジング１の成形時に、ハウジン
グ１内にインダクタンス素子48を配設し、そのリード線
49で信号引出し手段２に接続後、成形加工するようにし
たものである。

このように構成すれば、上記第７実施例に較べてコイ
ル47を巻くという必要がないため、より安価になる。

なお、上記第7,8実施例ではインダクタンスを振動子
５に対して並列に接続したが、これは直列に接続しても
よいことは勿論である。また、インダクタンス素子の代
わりに送受信回路を含むICチップを内蔵してもよく、こ
の場合には電源用の信号引出し手段がハウジング内に追
加されて形成されることになる。このように他の電気回
路素子を同時に成形しても良いことはいうまでもない。

次に、上記各実施例および各変形例で説明した超音波
探触子を製造する工程について第22図〜第27図によって
述べる。そして、この製造工程によって製作される超音
波探触子は、前記第２図に示した本発明の第１実施例の
探触子が製作されるものとする。

前記第１実施例におけるハウジング１を成形するため
の成形型は、第23図にその分解されたものが示されるよ
うに、第23図に示すような形状を有する成形型50Aおよ
び成形型50Bと、２枚のコード受け部材51A,51Bと、中板
52と、樹脂ポット53とで構成されている。

上記２枚のコード受け部材51A,51Bと中板52とは、成
形されるハウジング内に信号引出し手段２としての２本
の導電線を配設するために用いられるものであって、２
本の導電線を挟み込んで上記成形型50A,50B内に予め配
置されるものである。この２枚のコード受け部材51A,51
Bは同形同大で正面形状が逆チャンネル状を呈する板材
で形成されている。そして、第24図に、その一方のコー
ド受け部材51Aが示されるように、両コード受け部材51
A,51Bの対向内面の同位置には導電線の配置溝54A,54Bが
設けられている。そして、第24図に示す如く、上記配置
溝54A,54Bにそれぞれ導電線２を嵌め込み中板52を間に
挟み込むことにより導電線２は支持される。また、この
挟み込み状態を底面から見ると、第26図のようになり、
中板52にはハウジング１に凹部７を形成するための凸部
55が設けられている。このように導電線２を支持したの
ち、両コード受け部材51A,51Bと中板52とは第27図に示
す如く、合致されてボルト56,57（第23図参照）で一体
化された上記成形型50Ad,50Bの上部に嵌着される。そし
て、これによって成形型内に導電線２は配設される。

また、上記両成形型50A,50B内におけるハウジング形
成用凹部は、第23図に示すように、両型50A,50Bにそれ
ぞれ半分ずつ形成される割型凹部50Aa,50Ba（一方の50A
aは図示せず）で形成されるようになっている。そし
て、この割型凹部50Aa,50Baには樹脂ポット53から成形
材が注入されるようになっている。

第22図（Ａ）〜（Ｄ）は、超音波探触子の製造工程を
示したものであって、第22図（Ａ）の第１工程において
は、先ず上述のように成形型を組立てたのち、上記割型
凹部50Aa,50Ba内に樹脂ポット53により樹脂を注入す
る。このとき、真空等を利用して成形型内への樹脂の注
入を促進するようにすると注入効率が良く、また割型凹
部50Aa,50Ba内に予め離型剤を塗布すると離型性が良く
なる。そして、注入した樹脂を硬化させた後、この成形
されたハウジング１を成形型50A,50B内より取り出す。
このとき、取り出したハウジング１を洗浄し、離型剤を
ハウジング１より落とす。

この第１工程によって、内部に一体に信号引出し手段
２が固定されて樹脂成形されたハウジング１に対して、
第２工程においては第22図（Ｂ）に示す如く、側面電極
6aを有する圧電素子９にバッキング材10、音響整合層11
を積層して外組した超音波振動子５をハウジング１の凹
部７内に接着剤14により固定する。このとき、接着剤14
上記側面電極6aに付着しないように、前記第5,6,7図の
変形例に示したように接着剤溜り用ポケット等を設けて
接着することが好ましい。

次に、第３工程では第22図（Ｃ）に示すように、導電
性部材３によって圧電素子９の側面電極6aと信号引出し
手段２とを接続する。

そして、第４工程において振動子５の上面を除き、絶
縁材４を被覆することによって超音波探触子は出来上が
る。

なお、上記各工程においては必要に応じて加熱処理を
行なって樹脂の硬化を促進するようにすること等は自由
である。

このように本発明による超音波探触子は、樹脂を用い
て信号引出し手段の一体成形されたハウジングを作成
し、これに別工程で組立てられた超音波振動子を載置固
定すると共に、上記信号引出し手段と電気的に接続し、
次いで外部との絶縁を行なって製作される。

この超音波探触子の製造方法によれば、探触子の外形
形状を任意に決めることができるし、各工程が比較的簡
単な作業で済むため、作業に熟練を必要とせず、従っ
て、安価で品質の安定した探触子を生産することができ
る。また製造工程も複雑な加工を施すところがないの
で、微小形状の超音波探触子の製造に適している。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、信号引出し手段と
ハウジングが一体に成形され、しかるのち、超音波振動
子を載置固定し、電気的接続が行なわれるため、形状も
任意で簡単に製作でき、従って、この種従来の欠点を除
去し得る超音波探触子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の概念図を示す超音波探触子の断面
図、 第２図は、本発明の第１実施例を示す超音波探触子の断
面図、 第３図は、上記第２図中のＸ−Ｘ線に沿う断面図、 第４図は、上記第２図中より圧電素子のみを取り出して
示した拡大断面図、 第５図は、本発明の第２実施例を示す超音波探触子の断
面図、 第６図および第７図は、第２実施例の二つの変形例を示
す断面図、 第８図は、本発明に至る過程で開発した超音波探触子の
断面図、 第９図は、本発明に至る過程で開発した他の超音波探触
子の断面図、 第10図は、本発明の第３実施例を示す超音波探触子の断
面図、 第11図は、本発明に至る過程で開発した更に他の超音波
探触子の断面図、 第12図は、本発明の第４実施例を示す超音波探触子の断
面図、 第13図は、本発明の第５実施例を示す超音波探触子の断
面図、 第14図は、本発明に至る過程で開発した更に他の超音波
探触子の断面図、 第15図は、第14図のＹ−Ｙ線断面図、 第16図は、第14図に示す超音波探触子の変形例を示す断
面図、 第17図は、本発明の第６実施例を示す超音波探触子の断
面図、 第18図および第19図は、上記第６実施例の信号引出し手
段のそれぞれ変形例を示す断面図、 第20図は、本発明の第７実施例を示す超音波探触子の断
面図、 第21図は、本発明の第８実施例を示す超音波探触子の断
面図、 第22図（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の超音波探触子を製作
する各工程を説明するための断面図、 第23図は、超音波探触子の製作工程に用いられる成形型
の分解斜視図、 第24図は、成形型に嵌着される、一方のコード受け部材
を示す斜視図、 第25図は、成形型に嵌着される一対のコード受け部材と
中板を示す斜視図、 第26図は、上記第25図に示した一対のコード受け部材と
中板との底面図、 第27図は、組立てられた成形型の斜視図、 第28図は、従来の超音波探触子の一例を示す断面図、 第29図は、従来の超音波探触子の他の例を示す断面図で
ある。 1,1A,1B,1C,1D……ハウジング ２……信号引出し手段 19……同軸ケーブル線（信号引出し手段） 22……FPC（信号引出し手段） ３……導電線部材（導電手段） ４……絶縁材 ５……超音波探触子 ６……電極 6a……側面電極 ７……凹部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 匡志 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−17359（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−206732（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−112500（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−168308（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−180004（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) A61B 8/00 G01N 29/24

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】順次に積層した音響整合層、圧電素子およ
   びバッキング材を有し、前記圧電素子の電極を外側に露
   呈して形成してなる超音波を送受波するための超音波振
   動子と、 この超音波振動子を位置決めして載置固定するための絶
   縁性のハウジングと、 このハウジングと一体に成形され、該ハウジングに前記
   超音波振動子を載置固定した状態で、前記圧電素子の露
   呈した電極の近傍に端部を露呈して配設した信号引出し
   手段と、 前記ハウジングに前記超音波振動子を載置固定した状態
   で、前記超音波振動子の露呈した電極と、前記信号引出
   し手段の露呈した端部とを接続する導電手段と、 を具備することを特徴とする超音波探触子。