JP2002011005A - ３次元駆動モータ装置とそれを使用した超音波振動子駆動モータ装置と超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 超音波振動子駆動モータの３次元化する装置
と診断装置の３次元化を目的とする。 【解決手段】 駆動軸と揺動軸を１点でクロスさせるモ
ータ装置を超音波プローブに内蔵し、３次元化駆動機構
装置として３次元超音波診断装置が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、３次元駆動モータ
装置に関するもので、特に３次元超音波振動子駆動モー
タ装置とそれを使用した３次元超音波診断装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】生体を対象とした超音波診断装置などに
用いる超音波プローブとしては、大別してリニア走査方
式とセクタ走査方式とがあり、セクタ走査方式には、主
として電子セクタ走査方式とメカニカルセクタ走査方式
とがある。このメカニカルセクタ走査型超音波プローブ
としては、医歯薬出版株式会社発行「超音波検査入門
（第２版）」５４頁に記載された種類と方法が知られて
いる。また、このメカニカルセクタ走査型超音波プロー
ブとしては、（社）日本電子機械工業会編『改訂医用超
音波機器ハンドブック』（１９９７．１．２０コロナ社
発行）９１頁の表３．１１にも記載されている。

【０００３】従来、超音波プローブ（超音波探触子、超
音波診断用プローブともいう）は、たとえば、特開平７
−１８４８８８号公報および特開平７−１６３５６２号
公報、特開平７−２８９５５０号公報に記載されたもの
等が知られている。

【０００４】特開平７−１８４８８８号広報、特開平７
−２８９５５０号公報に開示されている超音波プローブ
は、超音波振動子を超音波プローブのハンドル軸方向に
向かうように取り付け、その超音波振動子に対向して音
響ミラーを設けた超音波送受信部と振動子の取付台に連
結したシャフトを回転駆動する駆動モータに接続してい
る。駆動モータの回転によって、超音波送受信部はシャ
フトを中心に回転し、超音波振動子のビームは音響ミラ
ーで反射されるので、超音波振動子の駆動軸に対して反
射された面でのビーム軌跡面となる。音響ミラーの傾斜
角度によるが、一般的には４５度の傾斜面のため、ビー
ム軌跡面は駆動軸に対して垂直な面になる。

【０００５】駆動モータの位置が超音波振動子の位置に
比べてハンドル部側に構成されているために、シャフト
で超音波振動子の取付台を回転させるために駆動軸に対
して軸変換の音響ミラーが必要であるうえに、ビーム軌
跡面は超音波プローブのハンドル軸方向に対して垂直な
面である超音波断層画像となっている。

【０００６】特開平７−１６３５６２号公報に開示され
ている超音波プローブは、超音波振動子を超音波プロー
ブのハンドル軸方向に対してラジアル方向に向かうよう
に取り付けられているので、特開平７−２８９５５０号
公報にある音響ミラーは不要である。その超音波振動子
の取付台の軸を間接的に駆動モータのシャフトに連結し
ている。駆動モータの回転によって、超音波振動子取付
台はシャフトの軸に合わせて回転し、超音波振動子のビ
ーム軌跡面はシャフトの軸に対して垂直な面となる。

【０００７】駆動モータが超音波振動子に比べてハンド
ル部側に構成されているために、シャフトで超音波振動
子の取付台を回転させるためにビーム軌跡面は超音波プ
ローブのハンドル軸方向に対して垂直な面である超音波
断層画像を得る。

【０００８】特開平７−１８４８８８号公報、特開平７
−１６３５６２号公報、特開平７−２８９５５０号公報
に記載された超音波診断装置は駆動軸が１軸しかないた
めに２次元超音波断層画像しか得られない。

【０００９】特開平７−２７４４８４号公報のように３
次元モータの記載があるが、アウターロータを３次元モ
ータの内部に設置することは困難であって、ベースハウ
ジングが揺動するような装置とはなっていない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例のメカニカルセクタ走査型超音波プローブは２次元
の超音波断層画像が得られるものであって、３次元の超
音波断層画像が得られない。従来例の超音波プローブは
駆動モータ軸の１軸しか軸がないために、２次元超音波
診断像しか得られない。

【００１１】超音波振動子とそれを駆動する駆動モータ
の構成部材全体を回転させる方法で３次元化が可能であ
るが、しかしコンパクトに３次元機構化するためには、
駆動モータと超音波振動子の位置関係として、駆動モー
タの内部軸の範囲内に超音波振動子が構成するようにす
る必要がある。しかし、従来例では超音波振動子は駆動
モータの内部軸の範囲外に構成されているので、全体を
回転させる機構にするためには非常に大きな超音波プロ
ーブとなり、実用上使用できないものとなってしまう。

【００１２】従来例の２次元断層画像は超音波振動子の
ビーム軌跡面は超音波プローブのハンドル軸に対して垂
直な面であり、ハンドル軸に対して平行なビーム軌跡面
でないために産婦人科や泌尿科など使用する体腔内走査
には十分な診断ができないなどの課題がある。

【００１３】また、超音波振動子にケーブルが直接接続
されている場合などは、超音波振動子での画像範囲が限
定されるために測定範囲が狭くなり患部などの診断では
超音波プローブの挿入方向を変更して何度も画像の測定
を行う必要があるうえに、機構的に診断することができ
ない範囲が増える。

【００１４】本発明は、上記従来の問題を解決するため
になされたもので、超音波走査を３次元的に確保するこ
とができ、小形、軽量である走査可能な超音波振動子駆
動モータ装置とそれを使用した３次元走査超音波診断装
置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、超音波振動子のビーム軌跡面をハンドル
軸に対して平行な面に形成できるように、駆動モータの
駆動軸をハンドル軸に対して垂直に構成する。

【００１６】さらに、音波伝播媒質を内包しウインドウ
ケース内に、駆動モータの駆動軸とビーム面を揺動する
ための揺動軸との２つの軸を構成した超音波振動子を駆
動する駆動モータ装置を構成する。

【００１７】そのために、駆動モータの駆動軸により回
転するモータの範囲内にビーム面を構成し、駆動モータ
のロータケースに超音波振動子を取り付ける。

【００１８】さらに、駆動モータの駆動軸とビーム面を
揺動するための揺動軸を１点でクロスさせて超音波振動
子を駆動する駆動モータ装置を構成し、ウインドウケー
ス半径の小さな超音波診断装置のプローブを構成する。

【００１９】駆動モータの駆動軸で回転させた超音波振
動子のビーム軌道平面（軌道平面ａ）と軌道平面ａに直
交し、駆動軸を通る揺動平面（揺動平面ｂ）が形成さ
れ、駆動モータの軸受を支承するベースハウジングは駆
動モータの駆動軸で回転させた超音波振動子の軌道平面
ａに対して駆動軸を通って垂直な揺動平面ｂ上を、揺動
可能成らしめるために、ベースハウジングに揺動曲率半
径のレールを設ける。

【００２０】その揺動軸は駆動モータのベースハウジン
グにおける２つの支承点の範囲内に構成される。

【００２１】駆動モータが搭載されたベースハウジング
を揺動し、揺動部揺動軸をレールで支承するための案内
部を形成したシャーシで構成されている。

【００２２】駆動モータの内部軸の範囲内に超音波振動
子を構成し、駆動モータ部全体を揺動させる機構を駆動
モータ部を支持する部材に設けることにより、コンパク
トな３次元機構を実現した駆動モータ装置で、駆動モー
タの内部駆動軸と揺動軸とが直交し１点でクロスするよ
うな寸法関係を有するモータ装置である。

【００２３】本発明による電子−機械走査式の３次元走
査用超音波振動子駆動モータ装置によって、音波伝播媒
質を内包しウインドウケース内に、駆動モータの駆動軸
とビーム面を揺動するための揺動軸との２つの軸を構成
した超音波振動子駆動モータ装置を構成させ、超音波プ
ローブのハンドル軸に対して平行なビーム軌跡面で超音
波断層画像が得られ、その断層画像を揺動軸を中心にし
てベースハウジングを揺動することで３次元の超音波断
層画像が合成表示できる超音波診断装置が可能となる。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、ロータが回転するアウターロータタイプの駆動モー
タにおいて、駆動モータの駆動軸をベースハウジングに
支承させ、そのベースハウジングをシャーシに対して揺
動させることができる駆動モータ装置であって、その駆
動モータの駆動軸と揺動部揺動軸とが直交し、１点でク
ロスしていることを特徴とする３次元駆動モータ装置で
あり、駆動モータの駆動軸がベースハウジングに固定さ
れ、ベースハウジングを揺動させることで、駆動モータ
を揺動させる。駆動モータの駆動軸を１軸、揺動部揺動
軸をもう１軸とすれば、駆動モータはベースハウジング
が揺動するので、シャーシから見れば、駆動モータは３
次元的に回転することになるという作用がある。

【００２５】本発明の請求項２に記載の発明は、超音波
振動子と超音波伝播媒質とを内包し、超音波透過性を有
する窓材からなるウインドウケースと上記超音波振動子
を駆動させる駆動モータとを具備した超音波プローブに
おいて、超音波振動子を駆動モータのロータフレームの
外周部に取り付けて駆動する駆動モータの駆動軸と、さ
らに駆動モータを支承するベースハウジングを揺動させ
る揺動部とが超音波プローブの先端部のウインドウケー
ス内に内蔵され、その駆動モータの駆動軸と揺動部揺動
軸とが直交し１点でクロスしていることが特徴の超音波
振動子駆動モータ装置であり、駆動モータと超音波振動
子の位置関係で、駆動モータの内部軸の範囲内に超音波
振動子が構成する機構となっているのでコンパクトに３
次元機構化することができる。

【００２６】さらに、駆動軸と揺動軸が直交し１点でク
ロスしているので、ウインドウケースが小さく、揺動角
度が大きな超音波振動子駆動モータ装置を構成できると
いう作用を有する。

【００２７】請求項３に記載の発明は、超音波振動子と
超音波伝播媒質とを内包し、超音波透過性を有する窓材
からなるウインドウケースと上記超音波振動子を駆動さ
せる駆動モータとを具備した超音波プローブにおいて、
超音波振動子を駆動モータのロータフレームの外周部に
取り付けて駆動する駆動モータの駆動軸と、さらに駆動
モータを支承するベースハウジングを揺動させる揺動部
とが超音波プローブの先端部ウインドウケース内に内蔵
され、その駆動モータの駆動軸は軸受で両持ち支持、そ
の軸受の間隔範囲内に揺動部揺動軸が構成され、その駆
動モータの駆動軸と揺動部揺動軸とが直交し１点でクロ
スして、ベースハウジングを揺動することができるよう
に、ベースハウジングに揺動曲率半径のレールがベース
ハウジングの揺動支持部の両側に構成され、駆動モータ
が搭載されたベースハウジングのレールを支承する案内
部を形成したシャーシからなる構造をした請求項１記載
の超音波振動子駆動モータ装置としたものであり、駆動
モータと超音波振動子の位置関係で、駆動モータの内部
軸の範囲内に超音波振動子が構成する機構となっている
のでコンパクトに３次元機構化することができる。

【００２８】さらに、駆動軸と揺動軸が１点でクロスし
ているので、ウインドウケースが小さく、揺動角度が大
きな超音波振動子駆動モータ装置が構成できる。

【００２９】さらに、揺動モータが搭載されたベースハ
ウジングに揺動のためのレールがあり、そのレールをシ
ャーシの案内部で受けているために、ベースハウジング
の揺動部の強度を充分に確保できるという作用を有す
る。

【００３０】請求項４に記載の発明は、請求項２、３記
載の超音波振動子駆動モータ装置を使用した超音波診断
装置としたものであり、駆動モータと超音波振動子の位
置関係で、駆動モータの内部軸の範囲内に超音波振動子
が構成する機構となっているのでコンパクトに３次元機
構化することができる。

【００３１】さらに、駆動軸と揺動軸とが直交し１点で
クロスしているので、ウインドウケースを小さくし、揺
動角度が大きくできる。したがって、小形で揺動角の大
きな超音波診断プローブが構成できるという作用を有す
る。

【００３２】請求項５に記載の発明は、超音波振動子と
超音波伝播媒質とを内包し、超音波透過性を有する窓材
からなるウインドウケースと上記超音波振動子を駆動さ
せる駆動モータとを具備した超音波プローブにおいて、
超音波振動子を駆動モータのロータフレームの外周部に
取り付けて、駆動モータの駆動軸で回転させた超音波振
動子のビーム軌道平面（軌道平面ａ）が形成され、その
軌道平面上の人体の超音波断層画像を得ることができ、
さらに駆動モータを支承するベースハウジングが前記軌
道平面ａに対して駆動軸を通って垂直な揺動平面（揺動
平面ｂ）上を、前記ベースハウジングが揺動することが
でき、超音波振動子を取り付けて駆動する駆動モータの
駆動軸と、駆動モータを支承するベースハウジングを揺
動させる揺動部揺動軸とが直交し１点でクロスさせた超
音波振動子駆動モータ装置をそれぞれ任意の揺動角度で
の軌道平面の超音波断層画像を画像合成することで３次
元的に表示可能な３次元超音波診断装置としたものであ
り、ベースハウジングは駆動モータを支持し、揺動させ
る機構をコンパクトに構成できる。

【００３３】駆動モータと超音波振動子の位置関係で、
駆動モータの内部軸の範囲内に超音波振動子が構成する
機構となっているのでコンパクトに３次元機構化するこ
とができる。

【００３４】超音波振動子は駆動モータのロータフレー
ムの外周部に取り付けられているために、ウインドウケ
ースと超音波振動子との距離が短くでき、超音波信号の
減衰が少なく、きれいな断層画像が得られる。

【００３５】さらに、駆動モータの駆動軸を回転させる
ことにより形成することができる超音波振動子のビーム
軌跡面を揺動軸にて揺動することにより、ビーム軌跡面
が移動し、多面体となる。さらに、多面体の画像合成す
ることで、３次元的に表示可能な超音波断層画像を得る
ことができる。

【００３６】超音波振動子を揺動軸を中心に揺動するこ
とで、ビーム軌跡面を移動させることができ、それによ
り複数のビーム軌跡面の超音波断層画像を得ることがで
きる。それら断層画像を３次元画像合成して表示するこ
とにより、診断の便宜性を向上させることができるとい
う作用を有する。

【００３７】

【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
て説明する。

【００３８】（実施例）図１は本発明の一実施例におけ
るメカニカルセクタ走査型超音波プローブを使用した超
音波診断装置の全体を示す概略ブロック図である。

【００３９】実施例の超音波診断装置は超音波プローブ
部と本体システム部から構成される。超音波プローブの
先端には超音波振動子１、２を回転駆動させる駆動モー
タ３、駆動モータ３を支持するベースハウジング４が内
蔵され、超音波プローブのハンドル部にはベースハウジ
ング４を揺動させる揺動モータ５とハンドルシャフト６
とが構成されている。

【００４０】超音波振動子１、２は駆動モータ３の回転
部の外周部に取り付けられて、駆動軸に対して超音波振
動子１、２のビームはラジアル方向に放射させる。その
駆動モータ３が回転することによる超音波振動子１、２
のビームの軌跡面は駆動軸に対して直交した面である。
すなわち、そのビームの軌跡面に垂直な軸は駆動モータ
３の駆動軸である。

【００４１】駆動モータ３の回転位置情報を知ること
は、駆動モータ３に取り付けられた超音波振動子１、２
の位置情報を知ることになる。駆動モータ３の回転位置
情報は１回転の基準となる基準位置手段と相対位置情報
の位置手段を併用して知ることができる。

【００４２】基準位置手段として磁性材のピン（図７の
３７）とＭＲ素子（図示せず）で構成されている。相対
位置情報手段としてエンコーダ７が組み込まれ、そのエ
ンコーダ７は駆動モータ３側にエンコーダマグネット
（図８の４０）とベースハウジング４側にＭＲ素子（図
８の４１）で構成されている。この駆動モータ３は５Ｈ
ｚから１７Ｈｚまで数段階に切り換えて回転駆動する。
超音波振動子１、２からの信号を駆動モータ３の外部に
取り出すために、スリップリングが駆動モータ３のロー
タ部に構成されている。超音波振動子１（または２）か
ら放射した超音波は超音波振動子１（または２）の中央
に放射状に進み生体組織内に入射する。組織内に入射し
た超音波の一部は組織内において反射した後、前記超音
波振動子１（または２）で受信され電気信号に変換され
て、スリップリング８を通って駆動モータ３の外部に取
り出されて、システム本体内の増幅器に送られる。

【００４３】従来の２次元の場合は軸が１つであるが、
本実施例の場合は軸が２本あり、駆動軸および揺動軸で
ある。

【００４４】駆動モータ３を支承するベースハウジング
４が揺動可能機構部を備え、その揺動面とはビーム軌跡
面に直交する面で駆動軸を通った面である。揺動角度は
左右に５５度程度可能になっている。

【００４５】駆動モータ３とベースハウジング４とベー
スハウジング４側の揺動機構部は超音波プローブの先端
部に構成されていて、全体が超音波透過性を有する窓材
からなるウインドウケース９内の超音波伝播媒質に内包
されている。

【００４６】その超音波伝播媒質をシールした状態でハ
ンドルシャフト６を用いてトルク伝達が可能であるよう
になっている。そのハンドルシャフト６はベースハウジ
ング４を揺動させるためのトルク伝達シャフトであっ
て、ハンドル部側に揺動モータ５に接続されている。揺
動モータ５には揺動角度を知ることができるために、基
準位置情報手段と位置情報手段を備えたＭＲ素子を用い
たエンコーダ１０が取り付けられている。

【００４７】また駆動モータ３を駆動するための駆動回
路１１や揺動モータ５を駆動するための駆動回路１２は
システム本体内に構成されている。

【００４８】次にシステム本体内の送受信回路部分につ
いて説明する。超音波を生体内に送信する場合には、ま
ずパルス発生器１３によって超音波パルスの繰り返し周
期を決定するレートパルスが出力され、振動子駆動回路
１４に送られる。この振動子駆動回路１４では前記超音
波振動子１、２を駆動し、超音波を発生するため駆動パ
ルスが形成される。超音波振動子１（または２）から生
体内に放射された超音波は生体内組織にて反射され、送
信時に用いた超音波振動子１（または２）によって受信
され、この受信信号はシステム本体内の増幅器１５にて
増幅されたのちＢモード用信号処理回路に送られる。Ｂ
モード信号処理回路において振動子出力は対数増幅器１
６で対数圧縮し、検波回路１７にて検波され、Ａ／Ｄ変
換器１８にてＡ／Ｄ変換され、画像メモリ１９にストア
される。揺動によって得られた複数の画像も画像メモリ
１９にストアされ、高速画像ＤＳＰ２０を用いて３次元
画像合成処理を行って、画像処理信号はテレビフォーマ
ットで出力されてテレビモニタ２１にて３次元超音波断
層画像として表示される。

【００４９】図２に超音波プローブの外観斜視図を示
す。図２において、２２はハンドル部を示し、揺動モー
タなど中継電子回路基板が内蔵されている。２３は超音
波プローブの先端部であり、超音波透過性を有する窓材
からなるウインドウケース９が先端に取り付けられてい
て、駆動モータと超音波振動子などが内蔵されている。
超音波プローブは本体にケーブル２４で接続されてい
る。先端部は体腔内に挿入し易いように円筒形状のなめ
らかな流線形状をしている。このケーブル２４は、超音
波振動子１、２と超音波診断装置本体とを接続する入出
力線（Ｉ／Ｏ線）と駆動モータ３と揺動モータ５を駆動
制御するための電気制御線とエンコーダなどの信号線と
衝撃検出用の信号線などを超音波診断装置本体と接続す
るケーブルであって、ケーブル被覆により保護され、か
つ入出力線だけはシールドが施されていて、超音波振動
子側と超音波診断装置本体側の両端で接地されている。

【００５０】まず、３次元駆動部をウインドウケース内
に構成するためには、寸法的にいろいろな制約がある。
その寸法的な制約を求めるために、モータ装置のモデル
を図３、図４に表す。

【００５１】図３（ａ）はモータ装置の駆動軸が紙面上
に平行に、揺動軸が紙面に垂直にしたモータ装置のモデ
ル図（説明用概略モータ装置図）を示す、図３（ｂ）は
駆動軸を紙面に垂直にした図３（ａ）の側面図を示す。

【００５２】駆動モータの駆動軸と揺動軸とは１点で直
交している、この駆動軸と揺動軸が直交している点をク
ロス点Ｏとする。

【００５３】超音波振動子は円筒状のガイドリング内に
取り付けられているために、超音波振動子はガイドリン
グを含めた形状をしたものとして説明している。その超
音波振動子が駆動モータのロータケースの外周部に取り
付けられていて、超音波振動子の円筒軸は駆動軸に対し
て直交する平面で駆動軸に対してラジアル方向の軸とな
っている。超音波振動子の円筒軸は図３（ａ）ではクロ
ス点Ｏを通るので、超音波振動子のｕの点が駆動回転す
るために点ｕの軌跡円の半径は図３（ｂ）のＲ _uにな
る。

【００５４】図３（ａ）でクロス点Ｏを中心にして、駆
動モータ部材のなかで距離が最大となるところを点ｇと
し、クロス点からの距離をＲ_gとする。

【００５５】Ｒ_uとＲ_gの大きい方をＲ_mとすると Ｒ_m＝ｍａｘ（Ｒ_u、Ｒ_g） このＲ_mが駆動モータ部の半球状なウインドウケースで
被う場合のウインドウケースの内寸法における半径に相
当する。実際には駆動部は回転しているので、ウインド
ウケースとは隙間を設ける必要がある。したがってＲ_m
はウインドウケースの内寸法半径の最小値であると考え
ればよく、実際にはウインドウケース内径はＲ_mよりも
すこし大きめに設計する。

【００５６】揺動部のベースハウジングは図３（ａ）よ
り、揺動軸に対して距離が最大になる部材位置を点ｓと
し、その点ｓの揺動半径をＲ_sとする。図３（ｂ）から
点ｓは揺動部材のセンターから寸法ｃ離れた点であり、
点ｓの揺動部材のセンター点をｓ_oとすれば、図３
（ａ）では点ｓと点ｓ_oは重なって表現されるので、揺
動半径Ｒ_sは点ｓ_oの揺動半径であるともいえる。

【００５７】図３（ａ）のように揺動が左右対称になる
ようなモデル図ではその対称のセンターの状態に表示さ
れている。

【００５８】図４の解析のためのモデルでは、ウインド
ウケースの半球の中心はクロス点Ｏであるとする。ベー
スハウジングがウインドウケース内で揺動するために
は、その揺動可能な揺動角度を求める必要がある。

【００５９】ウインドウケース内をベースハウジングが
揺動する場合、円筒部にベースハウジングの点ｓが接触
するとすれば、その接触点を点ｓ_mとする。

【００６０】ウインドウケースの内寸法半径の最小値は
Ｒ_mであるので、実際のウインドウケースの半径はＲ_mよ
りも大きな値である。実際のウインドウケースの半径は
隙間などを考慮して、設計される。採用されたウインド
ウケースの半径をＲ_moとすれば、 Ｒ_mo＞Ｒ_m の関係となる。

【００６１】ウインドウケースは半径Ｒ_moの半球状とＲ
_moの半径の円筒であるとする。

【００６２】前述の点ｓ_mを通る円筒の円形断面（図４
では水平断面）ｆにおいて、円形断面の中心Ｏ₂とすれ
ば、 ∠ｓ₀Ｏ₂ｓ＝δ であり、 sinδ＝ｃ／Ｒ_mo 距離ｓ₀Ｏ₂＝Ｒ_mo・cosδ 最大揺動位置角度∠ｓ_oＯＯ₂＝θ とすると、 sinθ＝（Ｒ_mo・cosδ／Ｒ_s） 初期揺動位置角度＝γ とすれば、 揺動角度＝２（θ−γ） また、図３（ａ）に示すようにベースハウジング全幅を
２ｄ（ベースハウジングの幅ｄ）とすれば、初期揺動位
置角度との関係は次式になる。

【００６３】sinγ＝ｄ／Ｒ_s 揺動半径Ｒ_sによるウインドウケース半径Ｒ_moと揺動角
度の関係を下記数値を代入して、図５に図示する。

【００６４】ｃ＝２．５ｍｍ ｄ＝８ｍｍ、 Ｒ_s−Ｒ_moが０ｍｍ、０．５ｍｍ、１ｍｍ、１．５ｍ
ｍ、２ｍｍとした場合に、Ｒ_moが９〜１１ｍｍまでの変
化する。

【００６５】図５から、揺動角度を大きくするためには
Ｒ_s−Ｒ_moを小さくする必要がある。機構を考えれば、
揺動角度は１８０度近くまで可能である。

【００６６】ベースハウジングの幅ｄの寸法も揺動角度
に大きく影響することが考えられる。

【００６７】ベースハウジングの幅ｄによるウインドウ
ケース半径Ｒ_moと揺動角度の関係を下記数値を代入し
て、図６に図示する。

【００６８】ｄ＝８ｍｍ Ｒ_s−Ｒ_mo＝１．５ｍｍ ｃが２．５ｍｍ、３．５ｍｍ、４．５ｍｍとした場合
に、Ｒ_moが９〜１１ｍｍまで変化する。

【００６９】図６から、揺動角度を大きくするためには
ベースハウジングのセンターから寸法ｃを小さくする必
要があるが、駆動モータ部を支持することになるので、
あまり小さくできない。

【００７０】図５、図６から８０度以上の揺動角度を確
保するためには、 Ｒ_s−Ｒ_mo＜１．５ ｃ＜３．５ を目標に設計する必要がある。

【００７１】図７、図８は、本実施例における超音波振
動子駆動モータ装置の駆動モータ側の構造図を示す。説
明のために図７、図８にはウインドウケースやハンドル
部などケーシング類は省略してある。

【００７２】図７、図８において、３は駆動モータ、４
はベースハウジング、２５はシャーシ本体、２６はサイ
ドシャーシ、２７はビス、２８は電子回路基板、２９は
ギアシャフト、３０はベベルギア、３１は平ギア、３２
はベベルギア、６はハンドルシャフト、３３はベースハ
ウジング４に設けられたギア、３４は駆動モータ３の駆
動用シャフトである。図１、図２と同じものについては
同じ符号を用いている。

【００７３】駆動モータ３の回転部は駆動用シャフト３
４を中心に回転し、ロータフレーム３５の外周部に超音
波振動子１、２が取り付けられている。その超音波振動
子１、２は、トランスデューサとも呼ばれて、超音波プ
ローブの中核をなす部品である。超音波振動子１、２の
先端には音響レンズ３６がついている。屈折の現象を有
効に利用するのが音響レンズ３６であって、超音波は液
体中よりも固体中での音速が早いために振動子表面には
凹型の音響レンズで超音波ビームを集束させている。ま
た、凹型の音響レンズ以外にも平面型音響レンズや凸型
音響レンズを貼り付けられた超音波振動子が使用され
る。

【００７４】超音波振動子１、２のビームは駆動モータ
３の駆動軸（駆動用シャフト３４）に対してラジアル方
向に直交している。そのためにビームの軌跡面は駆動軸
に直交している。駆動モータ３の駆動軸には直交してい
るが、揺動センターとして考えるとハンドルの軸に対し
ては平行な面となっているビーム軌跡面の超音波断層画
像が得られる。その超音波断層画像は揺動範囲のセンタ
ーに位置しているとハンドル軸に対して平行な平面の断
層画像である。

【００７５】駆動モータ３には基準位置情報を知るため
の基準位置手段として磁性材のピン３７がＳＵＭ２４Ｌ
やＳＵＹなどの磁性材にて形成されたロータフレーム３
５の外周部に取り付けられている。このピン３７は円筒
形状した部分をロータフレーム３５に取り付け、駆動回
転方向に対して先端部鋭角になるようにカット面３８が
両方に設けられている。このピン３７への磁束は駆動モ
ータ３のメインマグネットから得ている。ピン３７を検
出するＺ相のＭＲ素子（図７、図８には図示せず）はベ
ースハウジング４に取り付けられている。Ｚ相のＭＲ素
子の信号はフレキシブルプリントサーキット３９（以後
可撓性基板という）を通って電子回路基板２８に接続さ
れ、電子回路基板２８から超音波プローブのハンドル部
へさらに超音波装置本体側へ接続される。

【００７６】また駆動モータ３の回転位置情報を知るた
めの相対位置情報手段としてエンコーダ７が組み込まれ
ている。そのエンコーダ７は駆動モータ３側にエンコー
ダマグネット４０が構成されている。エンコーダマグネ
ット４０の材料はプラスチックマグネットであり、ベー
ス樹脂として１２ナイロン系を使用している。

【００７７】メインマグネットの漏洩磁束の影響をエン
コーダ出力に受けないために、エンコーダマグネット４
０と、ベースハウジング４側に取り付けられたＡＢ相の
ＭＲ素子４１との隙間を非常に狭く設定している。その
隙間が狭いために、エンコーダマグネット４０の膨潤な
どの影響を少なくする必要がある。そのために、エンコ
ーダマグネット４０のプラスチックマグネットにおける
フェライト成分の含有量について、超音波伝播媒質中で
使用されるので膨潤影響を考慮して、７９％以上磁性材
を含有したものを使用している。

【００７８】また、添加剤の入ったオイルを超音波伝播
媒質に使用する場合は１２ナイロン以外のプラスチック
材料としてポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳと一般呼
ばれている）であるプラスチックマグネットを使用す
る。

【００７９】ＡＢ相のＭＲ素子４１の信号は可撓性基板
４５を通って電子回路基板２８に接続され、電子回路基
板から超音波プローブのハンドル部へさらに超音波装置
本体側へ接続される。

【００８０】超音波振動子１、２への送受信信号を駆動
モータ３の外部に取り出すために、スリップリング８が
構成されている。スリップリングの代わりにロータリト
ランスであってもよい。スリップリング８は駆動モータ
３側に絶縁シートなどの絶縁材を中間に介在させて、所
用数量の電極４２を構成し、その電極４２は超音波振動
子１、２に接続されている。さらに、その電極４２はそ
れぞれの電極にコンタクトして電気的接続をするための
ブラシ４３がフェノール樹脂材などの電気絶縁材からな
るブラシホルダー４４を介してベースハウジング４に取
り付けられている。ブラシ４３からの信号（Ｉ／Ｏ信
号）は可撓性基板４６を通って超音波診断装置本体側へ
接続される。

【００８１】駆動モータ３のモータ線８２も可撓性基板
４７を通って電子回路基板２８に接続され、電子回路基
板２８から超音波プローブのハンドル部へさらに超音波
装置本体側へ接続される。

【００８２】駆動モータ３が揺動回転可能なように支承
するベースハウジング４は駆動モータ３の両側の軸受部
を支承し、Ｕ字形状をしていて、ベースハウジング４に
は揺動するためのレールが両側にあり、そのレールを回
動可能なようにシャーシ本体２５、サイドシャーシ２６
で支持している。またベースハウジング４に揺動するト
ルクを伝達するためにギア３３が一体に設けられてい
る。そのギア３３はベースハウジング４の揺動軸に対し
て全周ではなく部分的に構成されている。

【００８３】揺動モータ５からのトルクはハンドルシャ
フト６に伝達され、ハンドルシャフト６の先端に取り付
けられたベベルギア３２を回転させ、ベベルギア３２の
相手のベベルギア３０に伝達させる。ベベルギア３０は
ギアシャフト２９に圧入等で固定されていて、そのギア
シャフト２９には平ギア３１も圧入等で締結されてい
る。そのギアシャフト２９はシャーシ本体２５に取り付
けられたボール軸受とサイドシャーシ２６に取り付けら
れたボール軸受とで回転可能に支承されている。そのた
めにベベルギア３０に伝達されたトルクは平ギア３１を
介して、平ギア３１の相手ギア３３に伝達されることで
ベースハウジング４は揺動モータ５で揺動することがで
きる。

【００８４】平ギア３１、ベベルギア３０、ベベルギア
３２は銅系材料でギア加工されており、揺動運動でのギ
ア摩耗の観点より無電解ニッケルメッキ処理がなされて
いる。

【００８５】また、摺動抵抗を低減するためにテフロン
（登録商標）をコンポジットした電解液でテフロン入り
の無電解ニッケルメッキ処理をする表面処理を、揺動ギ
アである平ギア３１、ベベルギア３０、ベベルギア３２
などに施すこともある。また、ホウ素を入れた無電解ニ
ッケルメッキ処理を揺動ギアである平ギア３１、ベベル
ギア３０、ベベルギア３２に施すこともある。

【００８６】ギアの摩耗粉はスリップリングの電極とブ
ラシの間に入ったりして、超音波振動子の信号にノイズ
として入り込むので、できるだけ発生しないように、表
面処理をしないものでもバリなどには注意を払ってい
る。銅系材料の場合は酸洗いなどで加工バリを除去して
いる。

【００８７】ベースハウジング４の揺動はベースハウジ
ング４に設けられたレールをシャーシ本体２５とサイド
シャーシ２６のレール案内溝で回動可能に支承してい
て、シャーシ本体２５とサイドシャーシ２６はビス２７
で固定され一体となったシャーシとして作用する。

【００８８】シャーシ本体とサイドシャーシは一体とな
ったものでもよい。

【００８９】シャーシ本体２５はハンドルシャフト６が
回動支承する軸受部材が固定されている。ハンドルシャ
フト６は駆動用シャフト３４やギアシャフト２９に比べ
て長いために、２個の軸受で回転支承している。その２
個の軸受は調芯が可能なように予圧をかけず使用してい
る。その一つの軸受部がシャーシ本体２５の中央部近く
に構成され、もう１つの軸受はハンドル部側に構成され
ている。

【００９０】超音波振動子１、２は駆動モータ３で回転
されるので、回転時における超音波振動子１、２のビー
ムの軌跡面（駆動ビーム軌跡面とする）は駆動モータ３
の駆動軸に対して直交する面である。図７から分かるよ
うに、超音波振動子１、２から超音波を送受信して得ら
れる超音波振動子配列方向の超音波断層画像取得領域は
３６０度の全周ではなくシャーシ本体２５とサイドシャ
ーシ２６に妨げられて、ある範囲になる。その範囲は超
音波振動子１、２で走査できる超音波走査可能領域を表
す。実際の超音波診断装置では反射の問題などを考慮し
て幾何学的な角度αよりも少し小さな設定となってい
る。本実施例の場合では２３０度となっている。

【００９１】超音波振動子１、２は両持ち軸受の駆動モ
ータ３のロータフレーム外周に取り付けられているため
に駆動モータ３の両軸受の間に構成されている。従って
駆動軸に対して超音波断層画像は直交していて、ハンド
ル軸に対して直交することはない。

【００９２】揺動範囲は全周であると考えると、揺動に
よる超音波振動子１、２のビーム軌跡面（揺動ビーム軌
跡面とする）のうち断層画像が走査できる範囲は、図７
から分かるようにシャーシ本体２５とサイドシャーシ２
６の合わせた中央部に可撓性基板４６などの部品のため
に空間が開いていることにより、広い角度まで可能であ
るが、実際はベースハウジング４に形成するギアの範囲
によって制約を受けてしまう、揺動角度はハンドル軸を
センターとして両側が同じ角度に設定され、図８に表示
する揺動角度βはハンドル軸をセンターで振り分けされ
た角度となっている。本実施例は１００度となってい
る。この揺動ビーム軌跡面は駆動ビーム軌跡面に直交
し、駆動軸を通る平面である。揺動ビーム軌跡面はハン
ドル軸に平行である。

【００９３】駆動モータ３を回転させて駆動ビーム軌跡
面で超音波断層画像を取りながら、揺動回転させると駆
動ビーム面が揺動ビーム面に直交しながら揺動軸を中心
に走査できるので、超音波断層画像としては３次元の領
域のものが得られる。

【００９４】このように、本実施では３次元走査用超音
波プローブが可能となる。たとえば、２３０度領域を１
００度揺動した範囲の超音波断層画像が得られるとい
う、従来にない測定範囲の広いものを得ることができ
る。また、３次元走査用超音波プローブを体腔内に挿入
して使用する場合には、挿入部先端に超音波振動子を配
置することができるので、より挿入部を小形化すること
ができるという利点を有する。

【００９５】本実施例では超音波振動子は２個使用して
おり、符号は１、２である。

【００９６】さらに、２種類の超音波振動子を搭載する
ことができるので、１つの超音波プローブで２つの距離
分解能の異なったものが扱える。

【００９７】一般に距離分解能は周波数が高いと向上す
るが、周波数が高くなると超音波の減衰が大きくなるた
めに、深度の深い部分での診断ができなくなるので、１
つの超音波プローブで振動数の異なる超音波振動子を切
り換えて使用することができるためによりよい超音波診
断が可能となる。

【００９８】また、ロータフレーム３５に取り付けた超
音波振動子１、２は駆動回転軸に対して１８０度離れた
位置に取り付けられる。これは一方の超音波振動子から
放射した超音波が他方の超音波振動子でも受信され、超
音波の受信にノイズとして入らないように、１８０度の
対で２個の超音波振動子を取り付けている。スリップリ
ングの場合は影響がほとんどないが、ロータリトランス
などの場合ではクロストークとして、画像のノイズとな
るので、充分な配慮が必要となる。

【００９９】図９はスリップリングを説明するための図
である。図９において、電極４２（図８での符号と同
じ）は３個の電極４２ａ、４２ｂ、４２ｃで構成されて
いて、それぞれ電極はポリエステルの絶縁シート４８
ａ、４８ｂ、４８ｃで絶縁されている。電極４２は黄銅
を金属加工で切削またはプレス加工して内側に突起部４
９のあるリングに加工され、突起部４９にはリード線半
田付け用の小さな穴８３が開けられている。また突起部
４９は外周リング部の厚みに比べて、薄くなっている段
差部５０を有し、その段差部５０は突起部４９の片方の
面に形成され、電極のリング内径よりも小さな半径の範
囲まで形成されている。この段差部５０を形成すること
により、リード線を半田付けするときに半田が段差部に
留まり、電極のリング側まで流れないことにより、スリ
ップリング組立の際に電極が半田による積層傾き等が発
生せず、ブラシ４３との摺動位置が回転にともなって振
れないなど有効な効果がある。

【０１００】超音波振動子はリード線が２本出ていて、
１本は電気グランド（ＧＮＤ）であり、もう１本は信号
線である。本実施例の超音波プローブでは駆動モータ３
に超音波振動子が２個取り付けられているので、４本の
リード線があるが、電気グランドは共通として取り扱う
ために３本のリード線として処理できる。超音波振動子
は１８０度離れているので、電気グランドの線同士を容
易に接続することはできないので電極４２を介して接続
している。電極４２からは４本のリード線が出ており、
その内２本は同じ電極から出ており、約１８０度離れた
超音波振動子と繋がっている。従って、２個の超音波振
動子のために電極は３個必要である。その３個の電極の
うち、ウインドウケース側に電気グランドの電極４２ｃ
を構成し、内部に向かうに従って超音波振動子の周波数
が高くなるように構成する。

【０１０１】超音波診断装置本体からＩ／Ｏ線を介して
送られた電気信号により超音波振動子は超音波を放射
し、被検体から反射される超音波を受波し電荷量の変化
を生じる。この超音波振動子の電気的変化はＩ／Ｏ線を
介して超音波診断装置本体に伝達される。Ｉ／Ｏ線に流
れる電気信号は３ｋＨｚ〜８ｋＨｚと範囲の周波数信号
であるために不要輻射の主たるノイズ源となる。本実施
例ではＩ／Ｏ線の一部を可撓性基板４６で構成してい
る。Ｉ／Ｏ線はシールド線などを使用してシールドして
いるため、不要輻射対策の効果を有するが、スリップリ
ングの電極部はシールドをすることができない。使用す
る周波数の電極の位置を検討することで、不要輻射を低
減させている。すなわち、その３個の電極のうち、ウイ
ンドウケース側に電気グランドの電極を構成し、内部に
向かうに従って超音波振動子の周波数が高くなるように
構成する。

【０１０２】図１０、図１１はブラシホルダーにおける
ブラシと可撓性基板の関係を説明するための図である。
図１０、図１１において、４４はブラシホルダー、４３
はブラシ、４６は可撓性基板である。

【０１０３】ブラシホルダー４４はフェノール樹脂材な
どの電気絶縁材からなっていて、ベースハウジング４に
取り付けることができるようにネジ穴８４が形成されて
いる。ブラシホルダー４４には可撓性基板４６を接着し
て固定する位置に可撓性基板４６の厚み相当分の段差を
有する凹部５１が形成されている。この凹部５１がある
ことでブラシ４３はブラシホルダーの面５２に密着して
固定することができる。ブラシホルダー４４にはブラシ
４３を貫通して取り付ける穴５３が設けられている。ブ
ラシ４３を穴５３に取り付けた後、穴５３部を接着剤に
て固定する。Ｉ／Ｏ線用可撓性基板４６はブラシ４３に
相対する位置に３つの電極があり、そのブラシ４３を可
撓性基板４６へ半田付けするために、ランド８５ａ、８
５ｂ、８５ｃはブラシ４３に直角に配列されていない。
図１１ではランド８５ａ、８５ｂ、８５ｃをブラシ４３
の長手方向に場所を変え、８５ｂのランドを中心にし
て、モータの内側に位置するランド８５ａは左側に構成
され、モータの外側に位置し、ウインドウケースに近い
ランド８５ｃは右側に構成されている。それは、ブラシ
間のピッチは０．６８８ｍｍでブラシ線径０．１５ｍｍ
であり、ブラシに対して直角に配置すると、ランド径
０．３ｍｍ程度となり半田付け作業性が困難になってし
まうからである。

【０１０４】また可撓性基板４６は両面スルホール基板
で、ブラシホルダー４４より少し離れたところより電気
グランドラインを一面にもってきて、信号ラインは逆側
に構成するようにしている。この電気グランドを一面に
構成することで電気シールドの効果が得られている。

【０１０５】モータ用可撓性基板４７やＭＲ素子の信号
ラインの可撓性基板３９、４５は電子回路基板２８に接
続されているが、Ｉ／Ｏ線の可撓性基板４６は３本の可
撓性基板４７、３９、４５と積み重ねられた状態で駆動
モータ３の外部に出る。そのためＩ／Ｏ線の可撓性基板
４６から発生する不要輻射がＭＲ素子の信号ライン（位
置情報信号ラインとする）に飛び込まないように可撓性
基板４６の電気グランド面を位置情報信号ラインの方に
配置している。

【０１０６】超音波伝播媒質（音響媒体液）中で回転駆
動される駆動モータ３の位置情報信号ラインはエンコー
ダからの超音波振動子の走査位置を知るための信号ライ
ンであり、Ｉ／Ｏの可撓性基板からノイズが入ると、位
置情報が不安定となり、駆動モータ３の制御が不安定に
なるが、Ｉ／Ｏの可撓性基板４６は電気シールドされて
いるので、ノイズの影響を受けることがない。

【０１０７】また揺動モータ５はブラシ付きモータで発
生するようなブラシノイズなどの影響がないようにブラ
シレスモータを使用している。

【０１０８】従って、超音波振動子と装置本体との電気
信号の送受信が正しく行われ、ノイズの少ない正確な超
音波画像を得ることができる。

【０１０９】ベースハウジング４は金属粉末射出成形法
（Ｍｅｔａｌ ＩｎｊｅｃｔｉｏｎＭｏｌｄｉｎｇ＝Ｍ
ＩＭ）による焼結金属にて形成されている。

【０１１０】ＭＩＭは、Ｒ．Ｅ．Ｗｉｅｃｈがウィテッ
ク・プロセスを開発し、１９７２年に実用化された技術
で、３次元的な複雑な形状の部品を精度良く生産できる
ことから、機械加工、ダイカスト、精密鋳造、粉末冶金
に次ぐ第五世代の金属加工法として注目を集めている工
法であって、寸法公差的には一般公差において１０ｍｍ
以下で±０．０５ｍｍ、特別公差において±０．０３ｍ
ｍ程度であり、金属加工に匹敵する精度であり、他の金
属ダイキャストなどでは得られない精度である。本実施
例のベースハウジング４は３次元的な複雑な形状である
うえに、ギア部を部分的に形成しているために、寸法精
度の安定性が重要でありＭＩＭで製作をした。

【０１１１】ＭＩＭで製作するために次のポイントで金
型形状、製品成形条件などを検討した。製作部品につい
ては後述の図１２〜図１５を参照のこと。 （１）部品の厚みができるだけ均一な厚みになるよう
に、不要な部分を取り除いた。 （２）ギア部は平ギアで抜きテーパを０にするために、
金型離型時の抵抗を減らして、精度的に許される寸法箇
所には１度程度のテーパにした。 （３）ベースハウジング４は円弧形状部が多いので、焼
結時の成型品における寸法精度の安定を重視するため
に、２次加工で削除可能形状の部位を構成した。 （４）ギア部は金型離型、脱脂、焼結などの過程で、製
品寸法は金型離型寸法に対して縮小するために、ギア部
には縮小の影響がでにくいような金型品形状にした。 （５）ベースハウジング４のレール箇所の変形などが発
生しないようにした。 （６）２次加工で削除可能な形状の部位を製品形状に追
加し、その追加箇所はギア部側の方に設けた。 （７）レール部は２次加工を前提して、そのレール箇所
の２次加工で削除可能な形状とした。 （８）２次加工箇所をできるだけ少なくすること。

【０１１２】以上のような観点で、製品形状と金型製品
形状を設計した。

【０１１３】また、ＭＩＭは、加熱溶融された熱可塑性
の物質を高圧・高速で金型内へ射出し冷却することで部
品を生産するプラスチック成形方法に類似したものであ
り、金属の素材を微粒粉末（金属粉末）に粉砕し、その
金属粉末とバインダーとなる樹脂あるいはワックスなど
の流動性を付与させる有機系物質を混練し、得られた素
材を加熱して溶融し、造粒し、プラスチックと同様に射
出成形をする。その後、得られた成形体を熱分解方式な
どで脱脂した後、焼結を行うことで金属部品を生産する
方法である。

【０１１４】ベースハウジング４の材料には非磁性体
で、強度が必要であり、超音波伝播媒体に対して物性が
安定な材料として、オーステナイト系のステンレス鋼で
あるＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０４Ｌ、Ｓ
ＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ等、非鉄系材料ＷＣ−Ｃ
ｏ、Ｗ−Ｃｕ−Ｎｉ、Ｗ−Ｆｅ−Ｎｉ、Ｔｉなどが使用
できる材料が選定できる。

【０１１５】その中の一例として粉末粒子径が５〜１０
μｍの微細粉末であるＳＵＳ３１６Ｌのステンレス鋼粉
末を用いた。

【０１１６】一方、バインダーとしては、たとえば、ポ
リエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、ア
クリル系樹脂、ポリスチレン等のスチレン系樹脂、ポリ
アミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリエーテル、液
晶ポリマー、ポリフェニレンスルフィド等の各種熱可塑
性樹脂や、各種ワックス、パラフィン等のうちの１種ま
たは２種以上を混合して用いることができる。

【０１１７】ベースハウジング４のバインダーの一例と
してアクリル樹脂とポリスチレン等を配合し、一般に使
用する添加量６０ｖｏｌ％程度にして実験した結果、寸
法の低下が見られた。添加量を１０ｖｏｌ％程度にする
と、成形流動性が乏しくなり、射出成形品の不良が発生
し、成形離型時のマイクロクラックなどの影響で脱脂後
や真空炉に成型体を設置する際に部品の欠落が発生す
る。従って、成型体の成型安定性の観点から、成形体を
焼結するときの収縮によりギア部寸法精度を向上するた
め添加量１５〜５０ｖｏｌ％程度に添加量を設定してい
る。

【０１１８】金属粉末とバインダーの混練物には、ベー
スハウジング４の成型体ではギア歯面やＭＲ素子取付部
やブラシホルダー取付部など、抜きテーパのないストレ
ート部があるために、可塑剤、潤滑剤などの添加物を微
量添加している。

【０１１９】前述した製品形状と金型製品形状を設計す
るためにポイントに基づいて配慮されたベースハウジン
グ４の金型製品（ＭＩＭブランク品５５）の斜視図を図
１２、図１３に示す。図１２はギア３３側からの斜視
図、図１３はギア３３の反対側からの斜視図である。図
１２、図１３において、ベースハウジング４のＭＩＭブ
ランク品５５は駆動モータ３を支承する軸受部が取り付
けられる円筒部５６、５７が形成された支柱部５８、５
９があり、円筒部５６はスリップリング８側の軸受支承
円筒部の穴であって、支柱部５８にはブラシホルダーを
ビスで固定するための取付穴６０が２個設けられてい
る。ブラシホルダー取付部面６１はブラシとスリップリ
ングの電極との摺動の安定のために、ブラシホルダーは
傾かないように取り付けができるようにテーパなしで金
型を製作している。Ｉ／Ｏの可撓性基板４６（図１１）
をＭＩＭブランク品５５（図２のベースハウジング４と
同じ意味の場合でも図１２、１３での説明のため符号５
５を使用する）の外部に取り出すために、支柱部５８と
揺動支持部６２の境目付近に、Ｉ／Ｏ可撓性基板４６を
通すために長方形類似した形状の穴６３が開いている。
その穴６３の関係で支持部５８の接続強度が弱くなりや
すいので、揺動支持部６２と支持部５８の接続部にはＭ
ＩＭブランク品５５の肉厚をブラシ４３に接触しない程
度で、できるだけ厚くなるように傾斜部６４を設けてい
る。穴６３の両側に形成した傾斜部６４によって、支柱
部５８の耐衝撃強度の向上を図っている。

【０１２０】また支柱部５９の軸受取り付けのための円
筒部５７は駆動モータ３のエンコーダ７側の軸受が取り
付けられる。円筒部５７はエンコーダ７側の軸受支承円
筒部の穴であって、支柱部５９にはＡＢ相のＭＲ素子取
付台をビスで固定するための取付穴６５が２個設けられ
ている。ＡＢ相のＭＲ素子取付台の取付部面もエンコー
ダマグネット（図８の符号４０）とＡＢ相のＭＲ素子
（図８の符号４１）とのギャップを平行に調整可能なよ
うにテーパなしで金型を製作している。ＡＢ相のＭＲ素
子に接続された可撓性基板（図８の符号４５）を外部に
取り出すためにフック６６は支柱部５９の両サイドにＭ
ＩＭで一体に形成されている。

【０１２１】ＭＩＭブランク品５５の揺動支持部６２の
両側には揺動のためにレール部が形成されている。揺動
支持部６２にはＺ相のＭＲ素子の取付台を固定するため
の穴６７とＺ相ＭＲ素子の可撓性基板（図８の符号３
９）をベースハウジング４から取り出すために穴６８が
形成されている。

【０１２２】ベースハウジング４のレールはＭＩＭブラ
ンク品５５に対して２次加工（機械加工ともいう）で寸
法精度を出すために加工代を加えて製作されている。

【０１２３】ＭＩＭブランク品５５は成型体を焼成した
際の収縮率を小さくし、寸法精度を高めるとともに、焼
結体の空孔率の減少によって部品寸法精度を向上させる
ために、揺動支持部６２などの内側の肉を調整し、ＭＩ
Ｍブランク品５５の厚みをできるだけ均一にしている。

【０１２４】ギア３３の歯面は抜きテーパを０にするた
めに、金型離型時のノックピンをギア３３の近傍に設け
た。

【０１２５】２次加工で削除可能な形状の部位７２との
接続は、支柱部５８の先端部に接続する部位６９と支柱
部５９の先端部に接続する部位７０とギア３３側レール
に接続する部位７１との３カ所の部位で接続されてい
る。ギア３３部の離型性や２次加工で加工ツールの設定
の容易さなどから、２次加工で削除可能な形状の部位７
２に空間７３、７４を設けている。

【０１２６】２次加工で削除可能な形状の部位７２の面
を大きく構成しているので、安定して成型体を置くこと
ができるので、脱脂工程や焼結工程での部品の作業効率
が向上するうえに、成型体の仕上がりが安定する。

【０１２７】図１４、図１５は製品形状の２次加工ＭＩ
Ｍ品の斜視図である。図１４はギア部からの斜視図であ
り、図１５はギアの反対側からの斜視図である。図１
４、図１５に示す２次加工ＭＩＭ品は図１２、図１３の
ＭＩＭブランク品５５に２次加工をして、超音波診断装
置に使用されるベースハウジング４を示している。部品
についての符号は図１２、図１３と同じ箇所には同じ符
号を使用する。図１６には軸受カラーを示す。

【０１２８】図１４、図１５において、３３はギア、５
６、５７は軸受を支承するための円筒部、５８、５９は
支柱部、６０はブラシホルダー固定の取付穴、６２は揺
動支持部、６３はＩ／Ｏの可撓性基板用穴、６４は傾斜
部、６５はＡＢ相のＭＲ素子取り付けのための取付穴、
６６はフック、６７はＺ相ＭＲ素子を固定するための
穴、６８はＺ相の可撓性基板をベースハウジング４から
取り出す穴である。

【０１２９】２次加工を説明する。

【０１３０】支柱部５８、５９に軸受カラー７５を取り
付けるためには、軸受カラーが挿入される円筒部５６、
５７にはわずかの加工代が設けられている。わずかの隙
間で係合でき回転可能なように、円筒部５６、５７の内
径を仕上げる。

【０１３１】また軸受カラー間の距離を寸法通りに組立
した駆動モータ３をベースハウジング４に装着するため
には、軸受カラー間の距離に合わせて、支柱部５８、５
９の内側を傾斜面でないように２次加工を施す。支柱部
５８、５９の内側は、ベースハウジング４のＭＩＭブラ
ンク品５５では１度程度の抜きテーパが付いている。駆
動モータ３を組み立てるには支柱部５８、５９の内側が
テーパであってはモータ組立に支障が発生する。支柱部
５８、５９の２次加工面をそれぞれ７６、７７とする。
７７の面は図１４、図１５の図では二次加工面としては
表現できてないが、加工に伴う段差の稜線によって表現
している。軸方向予圧が安定に軸受に作用するので、信
頼性の良好な駆動モータ３を装着するベースハウジング
４ができる。

【０１３２】２次加工削除部の大きな箇所として、部位
６９〜７２であり、その部位を２次加工で削除する。そ
の削除作業と同じチャックの際に、ベースハウジング４
の揺動用レース８６、８７を仕上げる。揺動用レース８
６はベースハウジング４のギア３３側のレースを示し、
揺動用レース８７はベースハウジング４のギア３３反対
側のレースを示す。

【０１３３】３次元的な異形状なベースハウジングであ
るが、金型形状などを検討することで、ＭＩＭの金型成
型品の精度で、２次加工をほとんどしなくても所用の寸
法精度に出すことが可能である。

【０１３４】図１６の軸受カラー７５はフランジ７８と
円筒部７９、８０と切欠き部８１から構成されている。
フランジ７８はベースハウジング４の支柱部５８、５９
の内側面に向い合うように配置され、駆動モータ３がベ
ースハウジング４から抜け落ちたり移動したりすること
を防止している。そのフランジ７８の両側に円筒部７
９、８０があり、円筒部７９は駆動モータ３のボール軸
受の内輪に接して組み込まれるため、内輪の外径に合わ
せた寸法になっている。円筒部８０はベースハウジング
４の支柱部５８、５９に設けられた穴に係合する。円筒
部８０には駆動モータ３を挿入するために、円筒部８０
の外周の２カ所に切欠き部８１が設けられている。

【０１３５】図１７はその軸受カラーをベースハウジン
グ４の支柱部５８、５９に設けられた穴に係合するため
の説明図である。軸受カラー７５は駆動モータ３の両側
にあるために、２個存在する。その軸受カラー７５はエ
ンコーダ側の軸受カラーを７５ａとし、スリップリング
側の軸受カラーを７５ｂとして区別する。軸受カラーの
両方をさす時は７５の符号をもって説明している。図１
７はエンコーダ側支柱部５９の円筒部５７で、軸受カラ
ーは７５ａである。７５ｂの軸受カラーは図示されてい
ない。図１７（ａ）は軸受カラー７５ａを円筒部５７に
係合するための挿入方法の説明図である。ベースハウジ
ング４の支柱部５９に設けられた円形の円筒部５７には
揺動支持部６２とは反対側に平行の開口部８８が支柱部
５９の外部まで設けられている。その開口部８８が円筒
部５７の一部に構成されている。軸受カラー７５ａの切
欠き部８１が支柱部５９の開口部８８に平行になるよう
にして支柱部５９の上から挿入する。実際には両側に軸
受カラーの装着した駆動モータ３をベースハウジング４
に挿入するので、軸受カラー単品だけの挿入ではない
が、説明のために軸受カラーでもって説明する。軸受カ
ラー７５が挿入できれば駆動モータ３が装着でき、ベー
スハウジング４に駆動モータ３を組み込むことができる
ことになる。

【０１３６】さらに、軸受カラー７５ａを挿入していき
軸受カラー７５ａの中心と支柱部５９の円筒部５７の中
心とを一致させる。その軸を一致させた状態で軸受カラ
ー７５ａを９０度回転させ、軸受カラー７５ａの切欠き
部８１の面を支柱部５９の開口部８８の面に直交させ
る。その状態では軸受カラー７５ａは抜け落ちない。す
なわち、駆動モータ３をベースハウジング４に組み込み
が完了したことになる。

【０１３７】図１８はシャーシ本体の斜視図を示す。シ
ャーシ本体２５にはベースハウジング４の揺動用のレー
ルを案内して揺動するレール溝８９が設けられている。
この案内のレール溝は揺動可能な範囲をできるだけ広く
設計する。ベースハウジング４に揺動トルクを伝達する
ギアシャフトの軸受を装着するために穴９０をシャーシ
本体２５の側面側に形成している。シャーシ本体２５の
中央部はサイドシャーシ２６との連結部ともなってい
て、サイドシャーシ２６との合わせ面９１は揺動性能に
影響するので揺動軸に対して傾斜をもたないように、レ
ール溝８９の加工と合わせ面９１の加工が同一チャック
の状態で加工をする。合わせ面にはサイドシャーシ２６
を取り付けるためのネジ穴９２があり、さらには、サイ
ドシャーシ２６との位置決めのための平行な案内溝９３
が形成されている。

【０１３８】シャーシ本体２５には揺動側のトルクを伝
達するベベルギアを装着するために案内穴９４がある。
この案内穴９４は貫通している。シャーシ本体２５は電
子回路基板取付用のネジ穴９５が形成されている。

【０１３９】シャーシ本体２５は真鍮ダイキャストで鋳
造され、鋳造品を金属加工して所用の寸法精度に仕上げ
ている。また摺動性能を要求する箇所があるために、テ
フロン入りの無電解ニッケルメッキ処理を表面に施して
いる。摺動抵抗を低減するためにテフロンをコンポジッ
トした電解液でテフロン入りの無電解ニッケルメッキ処
理を、シャーシ本体２５に施すこともある。また、ホウ
素を入れた無電解ニッケルメッキ処理をシャーシ本体２
５に施すこともある。

【０１４０】シャーシ本体２５のレール溝８９は超音波
伝搬媒質の中に浸積されて使用され、電子回路基板部２
８は空気中であるために、シャーシ本体２５を密閉部材
としての使用目的もあるため、シャーシ本体の気密性が
必要となるので、時計などに使用される真鍮ダイキャス
トの工法をこのシャーシ本体に使用した。

【０１４１】軽量を目的とする場合はアルミダイキャス
トやマグネシウム合金を使用したシャーシ本体にする。

【０１４２】図１９はサイドシャーシの斜視図を示す。
サイドシャーシ２６にはベースハウジング４の揺動用の
レールを案内して揺動するレール溝９５が設けられてい
る。この案内のためのレール溝９５は揺動可能な範囲を
できるだけ広く設計されていて、ベースハウジング４の
レールの範囲よりも大きくしている。レール溝９５のレ
ール角度範囲の方をベースハウジング４のレールの角度
範囲よりも大きくすることによって揺動の安定性が増
す。揺動の摺動抵抗が安定するためである。

【０１４３】シャーシ本体２５との合わせ面９６は揺動
性能に影響するので揺動軸に対して傾斜をもたないよう
に、レール溝９５の加工と合わせ面９６の加工が同一チ
ャックの状態で加工をする。合わせ面９６にはシャーシ
本体２５にサイドシャーシ２６を取り付けるためのネジ
穴９７があり、さらにシャーシ本体２５との位置決めの
ために、シャーシ本体２５の平行な案内溝９３に係合す
る平行部を有する凸部９８が形成されている。

【０１４４】サイドシャーシ２６もシャーシ本体２５と
同様に真鍮ダイキャストで鋳造され、鋳造品を金属加工
して所用の寸法精度に仕上げている。また摺動性能を要
求する箇所があるために、テフロン入りの無電解ニッケ
ルメッキ処理を表面に施している。摺動抵抗を低減する
ためにテフロンをコンポジットした電解液でテフロン入
りの無電解ニッケルメッキ処理を、サイドシャーシ２６
にも施すこともある。また、ホウ素を入れた無電解ニッ
ケルメッキ処理をサイドシャーシ２６に施すこともあ
る。

【０１４５】サイドシャーシ２６のレール溝９５は超音
波伝搬媒質の中に浸積されて使用され、凸部９８側は空
気中になるように超音波プローブができるために、サイ
ドシャーシ２６には密閉部材としての目的もあり、サイ
ドシャーシ２６の気密性が必要なために真鍮ダイキャス
トの工法を使用した。

【０１４６】軽量化を目的にアルミダイキャストやマグ
ネウム合金を使用したサイドシャーシにする場合もあ
る。

【０１４７】このように、本実施例における３次元走査
用超音波プローブは軽量、且つ小形で、プローブ先端部
に揺動部と駆動部の主な機構部が内蔵されており、超音
波振動子による広角な範囲の超音波断層画像が得られ
る。また、３次元走査用超音波プローブを体腔内に挿入
して使用する場合には、挿入部先端に超音波振動子を配
置することができるので、より挿入部を小形化すること
ができるという利点を有する。

【０１４８】本実施例の３次元走査用超音波プローブに
よると３次元的走査が可能であり、超音波振動子を固定
した駆動モータの回転にともなって、駆動モータ側のエ
ンコーダから回転角度信号が超音波診断装置に伝送さ
れ、２次元の超音波断層画像が得られる。駆動モータを
支承したベースハウジングを揺動するための揺動モータ
の回転にともなって、揺動モータ側に取り付けたエンコ
ーダから回転角度信号が超音波診断装置に伝送され、所
定の角度毎に超音波振動子による電子走査を行うことに
よる複数枚の超音波断層画像を得ることができる。この
得られた複数枚の超音波断層画像をもとに３次元超音波
断層画像を得ることができる。

【０１４９】本実施例の３次元駆動モータ装置の駆動モ
ータ部は一回転する回転駆動モータではなく、一定角度
を揺動することができる揺動モータにしても同様な効果
が得られる。

【０１５０】また、駆動モータを揺動モータにすること
で、小形で眼球動作型の監視カメラシステムも可能とな
り、小形のセキュリティセンサーの装置にも適用でき
る。

【０１５１】

【発明の効果】上記実施例の記載から明らかなように、
請求項１記載の発明によれば、駆動モータの駆動軸がベ
ースハウジングに固定され、ベースハウジングを揺動さ
せることで、駆動モータを揺動させることができるもの
で、駆動モータの駆動軸と、揺動軸との２軸をもつモー
タ装置である。駆動モータはベースハウジングが揺動す
るので、シャーシ側から見れば、駆動モータは３次元的
に回転することになるという効果がある。

【０１５２】請求項２記載の発明によれば、駆動軸と揺
動軸が１点でクロスしているために小形で揺動角度が大
きな超音波振動子駆動モータ装置が構成できる。

【０１５３】さらに、駆動モータと超音波振動子の位置
関係で、駆動モータの内部軸の範囲内に超音波振動子を
構成する機構となっているのでコンパクトに３次元機構
化することができる。超音波振動子のビーム軌跡面を揺
動することでビーム揺動面による多面体が形成され、そ
の多面体から３Ｄ断層画像を得ることができる。また、
駆動モータの駆動軸はハンドル軸に対して垂直な関係に
あり、ビーム軌跡面はハンドル軸に対して平行な走査面
となる超音波断層画像を得ることができる。また、揺動
軸が駆動軸に対して直交しているうえにビーム軌跡面に
対して揺動面は直交していて、駆動軸を揺動することで
揺動軸を中心にビーム軌跡面を軌跡させることができる
という有利な効果が得られる。

【０１５４】また、請求項３記載の発明によれば、駆動
軸と揺動軸が１点でクロスしているために小形で揺動角
度が大きな超音波振動子駆動モータ装置が構成できる。

【０１５５】さらに、駆動モータと超音波振動子の位置
関係で、駆動モータの内部軸の範囲内に超音波振動子を
構成する機構となっているのでコンパクトに３次元機構
化することができる。駆動モータの駆動軸はハンドル軸
に対して垂直な関係にあり、ビーム軌跡面はハンドル軸
に対して平行な走査面となる超音波断層画像を得ること
ができる。また、揺動軸は駆動軸に対して直交してお
り、ビーム軌跡面に対しても揺動面は直交しており、駆
動軸を揺動することで揺動軸を中心にビーム軌跡面を軌
跡させることができる。

【０１５６】さらに、駆動モータが搭載されたベースハ
ウジングに揺動のためのレールがあり、そのレールの案
内部をシャーシにて受けていることにより、ベースハウ
ジングの揺動部の強度を充分に確保できる。

【０１５７】さらに、ベースハウジングに形成した２カ
所のレールにより支持されるので安定して揺動するうえ
に、レールの係合する面積などが増すのでベースハウジ
ングの揺動部の強度を充分に確保できる。

【０１５８】さらに、超音波振動子を２個構成している
ので、周波数の異なる特性の超音波振動子を同一超音波
プローブ内に構成することができ、診断に使用する超音
波振動子を切り換えて使用することなどができる。２個
の超音波振動子を１８０度の位置に配置しているので、
各超音波振動子での画像に多重反射などの影響がでない
ものが得られるものである。

【０１５９】また、請求項４記載の発明によれば、駆動
軸と揺動軸が１点でクロスしているために小形で揺動角
度が大きな超音波振動子駆動モータ装置を使用した超音
波診断装置が構成できる。

【０１６０】さらに、駆動モータと超音波振動子の位置
関係で、駆動モータの内部軸の範囲内に超音波振動子を
構成する機構となっているのでコンパクトに３次元機構
化することができる。超音波振動子のビーム軌跡面はハ
ンドル軸やシャーシ軸と同一方向を向いているので、駆
動モータの駆動軸はハンドル軸に対して垂直な関係にあ
り、ビーム軌跡面はハンドル軸に対して平行な走査面と
なる超音波断層画像を得ることができる。また、揺動軸
が駆動軸に対して直交しているうえにビーム軌跡面に対
して揺動面は直交していて、駆動軸を揺動することで揺
動軸を中心にしてビーム軌跡面を軌跡させることができ
る。そのために複数のビーム軌跡面の超音波断層画像を
得ることができ、それら断層画像を３次元画像合成して
表示することにより、診断の便宜性を向上させることが
できる効果が得られるものである。

【０１６１】また、請求項５記載の発明によれば、駆動
軸と揺動軸が１点でクロスしているために小形で揺動角
度が大きな超音波振動子駆動モータ装置を使用した超音
波診断装置が構成できる。

【０１６２】さらに揺動軸を中心にしてビーム軌跡面を
軌跡させることで、複数のビーム軌跡面の超音波断層画
像を得ることができ、それら断層画像を３次元画像合成
して表示することができ、診断の便宜性を向上させるこ
とができるという効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例によるメカニカルセクタ走査型
超音波プローブを使用した超音波診断装置の全体を示す
概略ブロック図

【図２】本発明の実施例による超音波プローブの外観斜
視図

【図３】（ａ）本発明の実施例によるモータ装置のモデ
ル図 （ｂ）同側面図

【図４】本発明の実施例によるモータ装置のモデルの説
明図

【図５】揺動半径Ｒｓによるウインドウケース半径と揺
動角度を示す図

【図６】ベースハウジングの幅ｂによるウインドウケー
ス半径と揺動角度を示す図

【図７】本発明の実施例による超音波振動子駆動モータ
装置の駆動モータ側の構造図

【図８】本発明の実施例による超音波振動子駆動モータ
装置の駆動モータ側の構造図

【図９】本発明の実施例によるスリップリングを説明す
るための図

【図１０】本発明の実施例によるブラシホルダーにおけ
るブラシと可撓性基板の関係を説明するための図

【図１１】本発明の実施例によるブラシホルダーにおけ
るブラシと可撓性基板の関係を説明するための図

【図１２】本発明の実施例によるベースハウジングのＭ
ＩＭブランク品のギア側からの斜視図

【図１３】本発明の実施例によるベースハウジングのＭ
ＩＭブランク品におけるギアの反対側からの斜視図

【図１４】本発明の実施例によるベースハウジングの２
次加工のＭＩＭ品におけるギア側からの斜視図

【図１５】本発明の実施例によるベースハウジングの２
次加工ＭＩＭ品におけるギアの反対側からの斜視図

【図１６】本発明の実施例による軸受カラーの斜視図

【図１７】本発明の実施例による軸受カラーをベースハ
ウジングの支柱部に設けられた円筒部に係合するための
説明図

【図１８】本発明の実施例によるシャーシ本体の斜視図

【図１９】本発明の実施例によるサイドシャーシの斜視
図

【符号の説明】

１、２ 超音波振動子 ３ 駆動モータ ４ ベースハウジング ５ 揺動モータ ６ ハンドルシャフト ７、１０ エンコーダ ８ スリップリング ９ ウインドウケース １１ 駆動モータ駆動回路 １２ 揺動モータ駆動回路 １３ パルス発生器 １４ 振動子駆動回路 １５ 増幅器 １６ 対数増幅器 １７ 検波回路 １８ Ａ／Ｄ変換器 １９ 画像メモリ ２０ 画像ＤＳＰ ２１ テレビモニタ ２２ ハンドル部 ２３ 先端部 ２４ ケーブル ２５ シャーシ本体 ２６ サイドシャーシ ２７ ビス ２８ 電子回路基板 ２９ ギアシャフト ３０、３２ ベベルギア ３１ 平ギア ３３ ベースハウジングに設けられたギア ３４ 駆動用シャフト ３５ ロータフレーム ３６ 音響レンズ ３７ ピン ３８ カット面 ３９、４５、４６、４７ 可撓性基板 ４０ エンコーダマグネット ４１ ＭＲ素子 ４２、４２ａ、４２ｂ、４２ｃ 電極 ４３ ブラシ ４４ ブラシホルダー ４８、４８ａ、４８ｂ、４８ｃ 絶縁シート ４９ 突起部 ５０ 段差部 ５１ 凹部 ５２ ブラシホルダーの面 ５３、８３、９０ 穴 ５５ ＭＩＭブランク品 ５６、５７、７９、８０ 円筒部 ５８、５９ 支柱部 ６０ ブラシホルダー固定の取付穴 ６１ ブラシホルダー取付部面 ６２ 揺動支持部 ６３ Ｉ／Ｏ可撓性基板穴 ６４ 傾斜部 ６５ ＭＲ素子取付の取付穴 ６６ フック ６７ Ｚ相ＭＲ素子を固定するための穴 ６８ ベースハウジングから取り出すための穴 ６９ 先端部に接続する部位 ７０ 支柱部５９の先端部に接続する部位 ７１ ギア部側レールに接続する部位 ７２ ２次加工で削除可能形状の部位 ７３、７４ 空間 ７５ 軸受カラー ７５ａ エンコーダ側の軸受カラー ７５ｂ スリップリング側の軸受カラー ７６、７７ ２次加工面 ７８ フランジ ８１ 切欠き部 ８２ モータ線 ８４、９２、９７ ネジ穴 ８５ａ、８５ｂ、８５ｃ ランド ８６、８７ 揺動用レール ８８ 開口部 ８９、９５ レール溝 ９１、９６ 合わせ面 ９３ 案内溝 ９４ 案内穴 ９８ 凸部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータが回転するアウターロータタイプ
   の駆動モータにおいて、 駆動モータの駆動軸をベースハウジングに支承させ、そ
   のベースハウジングをシャーシに対して揺動させること
   ができる駆動モータ装置であって、その駆動モータの駆
   動軸と揺動部揺動軸とが直交し、１点でクロスしている
   ことを特徴とする３次元駆動モータ装置。
2. 【請求項２】 超音波振動子と超音波伝播媒質とを内包
   し、超音波透過性を有する窓材からなるウインドウケー
   スと上記超音波振動子を駆動させる駆動モータとを具備
   した超音波プローブにおいて、 超音波振動子を駆動モータのロータフレームの外周部に
   取り付けて駆動する駆動モータの駆動軸と、 さらに駆動モータを支承するベースハウジングを揺動さ
   せる揺動部とが超音波プローブの先端部ウインドウケー
   ス内に内蔵され、 その駆動モータの駆動軸と揺動部揺動軸とが直交し１点
   でクロスしていることが特徴の超音波振動子駆動モータ
   装置。
3. 【請求項３】 超音波振動子と超音波伝播媒質とを内包
   し、超音波透過性を有する窓材からなるウインドウケー
   スと上記超音波振動子を駆動させる駆動モータとを具備
   した超音波プローブにおいて、 超音波振動子を駆動モータのロータフレームの外周部に
   取り付けて駆動する駆動モータの駆動軸と、 さらに駆動モータを支承するベースハウジングを揺動さ
   せる揺動部とが超音波プローブの先端部ウインドウケー
   ス内に内蔵され、 その駆動モータの駆動軸は軸受で両持ち支持、その軸受
   の間隔範囲内に揺動部揺動軸が構成され、その駆動モー
   タの駆動軸と揺動部揺動軸とが直交し１点でクロスし
   て、 ベースハウジングを揺動することができるように、ベー
   スハウジングに揺動曲率半径のレールがベースハウジン
   グの揺動支持部の両側に構成され、 駆動モータが搭載されたベースハウジングのレールを支
   承する案内部を形成したシャーシからなる構造をした請
   求項２記載の超音波振動子駆動モータ装置。
4. 【請求項４】 請求項２、３記載の超音波振動子駆動モ
   ータ装置を使用した超音波診断装置。
5. 【請求項５】 超音波振動子と超音波伝播媒質とを内包
   し、超音波透過性を有する窓材からなるウインドウケー
   スと上記超音波振動子を駆動させる駆動モータとを具備
   した超音波プローブにおいて、超音波振動子を駆動モー
   タのロータフレームの外周部に取り付けて、駆動モータ
   の駆動軸で回転させた超音波振動子のビーム軌道平面
   （軌道平面ａとする）が形成され、その軌道平面上の人
   体の超音波断層画像を得ることができ、さらに駆動モー
   タを支承するベースハウジングが前記軌道平面ａに対し
   て駆動軸を通って垂直な揺動平面（揺動平面ｂとする）
   上を前記ベースハウジングが揺動することができ、 超音波振動子を取り付けて駆動する駆動モータの駆動軸
   と、駆動モータを支承するベースハウジングを揺動させ
   る揺動部揺動軸とが直交し１点でクロスさせた超音波振
   動子駆動モータ装置をそれぞれ任意の揺動角度での軌道
   平面の超音波断層画像を画像合成することで３次元的に
   表示可能な３次元超音波診断装置。