JP2002078090A - 超音波発信装置及びアレイ型超音波発信装置 - Google Patents
超音波発信装置及びアレイ型超音波発信装置Info
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- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 上下の表面に電極５を備えた圧電振動子３、
圧電振動子の一方の電極表面に貼り付けられている吸音
材２、及び圧電振動子の他方の電極表面に貼り付けられ
ている音響整合層６からなる超音波発信装置であって、
音響整合層と圧電振動子とが剥がれにくい超音波発信装
置を提供すること。 【解決手段】 音響整合層６の圧電振動子３が貼り付け
られる側の表面に、圧電振動子における幅方向に沿って
並ぶ複数個の凹溝部９ａが形成されていて、圧電振動子
と音響整合層とを貼り付けている接着剤１１ａが、該音
響整合層の凹溝部にも充填されていることを特徴とする
超音波発信装置。
圧電振動子の一方の電極表面に貼り付けられている吸音
材２、及び圧電振動子の他方の電極表面に貼り付けられ
ている音響整合層６からなる超音波発信装置であって、
音響整合層と圧電振動子とが剥がれにくい超音波発信装
置を提供すること。 【解決手段】 音響整合層６の圧電振動子３が貼り付け
られる側の表面に、圧電振動子における幅方向に沿って
並ぶ複数個の凹溝部９ａが形成されていて、圧電振動子
と音響整合層とを貼り付けている接着剤１１ａが、該音
響整合層の凹溝部にも充填されていることを特徴とする
超音波発信装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、医療用超音波診断
装置などの超音波を利用する各種装置に使用される超音
波発信装置に関するものである。
装置などの超音波を利用する各種装置に使用される超音
波発信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】医療用超音波診断装置などの超音波を利
用する各種装置には、複数個の幅の狭い長尺状の超音波
発信装置を幅方向に並列配置してなるアレイ型超音波発
信装置が広く利用されている。本明細書の添付図面の図
５は、従来の代表的なアレイ型超音波発信装置の一例の
斜視図である。アレイ型超音波発信装置を構成する各々
の超音波発生装置０１は、板状圧電セラミックス０４の
上下の表面に電極０５を備えた圧電振動子０３、被検体
（例：人体）に直接あるいは音響レンズ（図示せず）を
介して接触し、圧電振動子にて発生した超音波を被検体
に効率よく伝搬させる音響整合層０６、そして、圧電振
動子の背面（音響整合層側の反対側の面）から発生する
不要な超音波を吸収し、分解能を向上させる吸音材（バ
ッキング材ともいう）０２からなる。
用する各種装置には、複数個の幅の狭い長尺状の超音波
発信装置を幅方向に並列配置してなるアレイ型超音波発
信装置が広く利用されている。本明細書の添付図面の図
５は、従来の代表的なアレイ型超音波発信装置の一例の
斜視図である。アレイ型超音波発信装置を構成する各々
の超音波発生装置０１は、板状圧電セラミックス０４の
上下の表面に電極０５を備えた圧電振動子０３、被検体
（例：人体）に直接あるいは音響レンズ（図示せず）を
介して接触し、圧電振動子にて発生した超音波を被検体
に効率よく伝搬させる音響整合層０６、そして、圧電振
動子の背面（音響整合層側の反対側の面）から発生する
不要な超音波を吸収し、分解能を向上させる吸音材（バ
ッキング材ともいう）０２からなる。
【０００３】このような構成の超音波発生装置では、通
常、音響整合層０６及び吸音材０２は圧電振動子０３
に、エポキシ系樹脂接着剤などの接着剤０１１ａ、０１
１ｂにより貼り付けられている。
常、音響整合層０６及び吸音材０２は圧電振動子０３
に、エポキシ系樹脂接着剤などの接着剤０１１ａ、０１
１ｂにより貼り付けられている。
【０００４】音響整合層及び吸音材を圧電振動子に貼り
付けている接着剤の厚さを厚くしすぎると、圧電振動子
にて発生した超音波の音響整合層及び吸音材への超音波
伝播効率が低下する。この理由から、通常、接着剤０１
１ａ、０１１ｂの厚さは０．００５ｍｍ以下に調整され
ている。
付けている接着剤の厚さを厚くしすぎると、圧電振動子
にて発生した超音波の音響整合層及び吸音材への超音波
伝播効率が低下する。この理由から、通常、接着剤０１
１ａ、０１１ｂの厚さは０．００５ｍｍ以下に調整され
ている。
【０００５】通常のアレイ型超音波発信装置を構成する
各々の超音波発信装置は、幅方向で０．１〜０．３ｍｍ
の長さ、長さ方向で５〜２０ｍｍの長さであり、音響整
合層及び吸音材と圧電振動子との接着面積は極めて小さ
い。従って、接着剤の厚さが０．００５ｍｍ以下では、
接着剤そのものの接着強度を充分に発揮できず、該装置
が超音波を送受信している際に、音響整合層や吸音材が
圧電振動子から剥がれてしまうことがあるという問題が
ある。特に、音響整合層には吸音材と比較して硬度の高
い材料（例：溶融石英ガラス）が用いられているため、
音響整合層は吸音材よりも圧電振動子から剥がれやすい
傾向にある。
各々の超音波発信装置は、幅方向で０．１〜０．３ｍｍ
の長さ、長さ方向で５〜２０ｍｍの長さであり、音響整
合層及び吸音材と圧電振動子との接着面積は極めて小さ
い。従って、接着剤の厚さが０．００５ｍｍ以下では、
接着剤そのものの接着強度を充分に発揮できず、該装置
が超音波を送受信している際に、音響整合層や吸音材が
圧電振動子から剥がれてしまうことがあるという問題が
ある。特に、音響整合層には吸音材と比較して硬度の高
い材料（例：溶融石英ガラス）が用いられているため、
音響整合層は吸音材よりも圧電振動子から剥がれやすい
傾向にある。
【０００６】また、アレイ型超音波発信装置は、広幅の
圧電振動子に音響整合層及び吸音材を貼り合わせた積層
体を製造し、次いで、音響整合層と圧電振動子とに一定
の間隔（通常は、０．１〜０．３ｍｍ）で切り込みを入
れて製造するのが一般的である。こうして製造されるア
レイ型超音波発信装置では、音響整合層と圧電振動子と
に切り込みを入れる際に、音響整合層が圧電振動子から
剥がれやすいという問題もある。
圧電振動子に音響整合層及び吸音材を貼り合わせた積層
体を製造し、次いで、音響整合層と圧電振動子とに一定
の間隔（通常は、０．１〜０．３ｍｍ）で切り込みを入
れて製造するのが一般的である。こうして製造されるア
レイ型超音波発信装置では、音響整合層と圧電振動子と
に切り込みを入れる際に、音響整合層が圧電振動子から
剥がれやすいという問題もある。
【０００７】圧電振動子と音響整合層との接合強度を高
くするひとつの方法としては、接着強度の高い接着剤を
選択して使用することが考えられるが、接着剤そのもの
の接着強度の向上には限界があり、実用上の問題がない
程度にまで圧電振動子と音響整合層との接合強度を高く
することは難しい。
くするひとつの方法としては、接着強度の高い接着剤を
選択して使用することが考えられるが、接着剤そのもの
の接着強度の向上には限界があり、実用上の問題がない
程度にまで圧電振動子と音響整合層との接合強度を高く
することは難しい。
【０００８】また、圧電振動子と音響整合層との接合強
度を高くする別の方法としては、音響整合層の接着面に
プラズマ処理を行う方法も考えられるが、この方法の実
施には、大がかりな装置が必要となるため、工業的に実
用的な方法ということはできない。
度を高くする別の方法としては、音響整合層の接着面に
プラズマ処理を行う方法も考えられるが、この方法の実
施には、大がかりな装置が必要となるため、工業的に実
用的な方法ということはできない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、音響
整合層と圧電振動子とが剥がれにくい超音波発信装置及
びアレイ型超音波発信装置を提供することにある。ま
た、本発明の目的は、その製造の際に音響整合層と圧電
振動子との間で剥がれが発生しにくいアレイ型超音波発
信装置の製造方法を提供することにもある。
整合層と圧電振動子とが剥がれにくい超音波発信装置及
びアレイ型超音波発信装置を提供することにある。ま
た、本発明の目的は、その製造の際に音響整合層と圧電
振動子との間で剥がれが発生しにくいアレイ型超音波発
信装置の製造方法を提供することにもある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者は、音響整合層
の圧電振動子が貼り付けられる側の表面に凹溝部を形成
しその凹溝部にも接着剤を充填することにより、接着剤
の厚さが部分的に厚くなり、圧電振動子にて発生した超
音波の波伝搬効率を損なうことなく、実用上の不都合が
ない程度にまで圧電振動子と音響整合層との接合強度を
高くすることができることを見出した。
の圧電振動子が貼り付けられる側の表面に凹溝部を形成
しその凹溝部にも接着剤を充填することにより、接着剤
の厚さが部分的に厚くなり、圧電振動子にて発生した超
音波の波伝搬効率を損なうことなく、実用上の不都合が
ない程度にまで圧電振動子と音響整合層との接合強度を
高くすることができることを見出した。
【００１１】本発明は、上下の表面に電極を備えた、幅
方向の長さに対して長さ方向の長さが２０〜１００倍の
長さの圧電振動子、該圧電振動子の一方の電極表面に接
着剤より貼り付けられている吸音材、及び該圧電振動子
の他方の電極表面に接着剤より貼り付けられている音響
整合層からなる超音波発信装置であって、該音響整合層
の圧電振動子が貼り付けられる側の表面に、圧電振動子
における幅方向に沿って並ぶ複数個の凹溝部が形成され
ていて、該圧電振動子と該音響整合層とを貼り付けてい
る接着剤が該音響整合層の凹溝部にも充填されているこ
とを特徴とする超音波発信装置にある。また、本発明
は、上記の超音波発信装置が、吸音材を連続層として、
圧電振動子における幅方向に沿って並列配置されてなる
ことを特徴とするアレイ型超音波発信装置にもある。
方向の長さに対して長さ方向の長さが２０〜１００倍の
長さの圧電振動子、該圧電振動子の一方の電極表面に接
着剤より貼り付けられている吸音材、及び該圧電振動子
の他方の電極表面に接着剤より貼り付けられている音響
整合層からなる超音波発信装置であって、該音響整合層
の圧電振動子が貼り付けられる側の表面に、圧電振動子
における幅方向に沿って並ぶ複数個の凹溝部が形成され
ていて、該圧電振動子と該音響整合層とを貼り付けてい
る接着剤が該音響整合層の凹溝部にも充填されているこ
とを特徴とする超音波発信装置にある。また、本発明
は、上記の超音波発信装置が、吸音材を連続層として、
圧電振動子における幅方向に沿って並列配置されてなる
ことを特徴とするアレイ型超音波発信装置にもある。
【００１２】本発明の超音波発信装置及びアレイ型超音
波発信装置において、音響整合層の複数個の凹溝部は、
圧電振動子における長さ方向の中心位置を軸として左右
対称に形成されていることが好ましい。また、音響整合
層の凹溝部の深さは、音響整合層の厚さの５〜２０％の
範囲内にあることが好ましく、例えば、音響整合層の厚
さが０．１〜０．３ｍｍの範囲内にあれば、凹溝部の深
さは０．０１〜０．０３ｍｍの範囲内にあることが好ま
しい。
波発信装置において、音響整合層の複数個の凹溝部は、
圧電振動子における長さ方向の中心位置を軸として左右
対称に形成されていることが好ましい。また、音響整合
層の凹溝部の深さは、音響整合層の厚さの５〜２０％の
範囲内にあることが好ましく、例えば、音響整合層の厚
さが０．１〜０．３ｍｍの範囲内にあれば、凹溝部の深
さは０．０１〜０．０３ｍｍの範囲内にあることが好ま
しい。
【００１３】本発明の超音波発信装置及びアレイ型超音
波発信装置においては、音響整合層の上にさらに別に用
意した第二音響整合部材が付設されていることが好まし
い。アレイ型超音波発信装置では、さらに、第二音響整
合部材の音響整合層側とは反対側の表面に音響レンズが
付設されていることが好ましい。
波発信装置においては、音響整合層の上にさらに別に用
意した第二音響整合部材が付設されていることが好まし
い。アレイ型超音波発信装置では、さらに、第二音響整
合部材の音響整合層側とは反対側の表面に音響レンズが
付設されていることが好ましい。
【００１４】さらに、本発明の超音波発信装置及びアレ
イ型超音波発信装置においては、吸音材の圧電振動子が
貼り付けられる側の表面にも、圧電振動子における幅方
向に沿って並ぶ複数個の凹溝部が形成されていて、該圧
電振動子と該吸音材とを貼り付けている接着剤が、該吸
音材の凹溝部にも充填されていることが好ましい。
イ型超音波発信装置においては、吸音材の圧電振動子が
貼り付けられる側の表面にも、圧電振動子における幅方
向に沿って並ぶ複数個の凹溝部が形成されていて、該圧
電振動子と該吸音材とを貼り付けている接着剤が、該吸
音材の凹溝部にも充填されていることが好ましい。
【００１５】また、本発明は、下記の（１）〜（４）の
工程からなるアレイ型超音波発信装置の製造にもある。 （１）上下の表面に電極を備えた圧電振動子、一方の表
面に凹溝部が複数個形成されている音響整合層形成用部
材、及び吸音材を用意する工程； （２）音響整合層形成用部材の凹溝部が形成されている
表面に接着剤を塗布し、同時に凹溝部に接着剤を充填
し、次いで、圧電振動子の一方の電極表面に該音響整合
層形成用部材の凹溝部が形成されている表面を貼り付け
る工程； （３）上記の工程の前もしくは後に、圧電振動子の他方
の電極表面に吸音材を接着剤にて貼り付ける工程； （４）次いで、上記の工程により得られた吸音材、圧電
振動子、及び音響整合層形成用部材がこの順で積層され
た積層体を、音響整合層形成用部材に形成されている凹
溝部に対して垂直となる方向に、音響整合層側から圧電
振動子を超えて、吸音材の一部にまで先端が届くように
切り込みを入れる工程。
工程からなるアレイ型超音波発信装置の製造にもある。 （１）上下の表面に電極を備えた圧電振動子、一方の表
面に凹溝部が複数個形成されている音響整合層形成用部
材、及び吸音材を用意する工程； （２）音響整合層形成用部材の凹溝部が形成されている
表面に接着剤を塗布し、同時に凹溝部に接着剤を充填
し、次いで、圧電振動子の一方の電極表面に該音響整合
層形成用部材の凹溝部が形成されている表面を貼り付け
る工程； （３）上記の工程の前もしくは後に、圧電振動子の他方
の電極表面に吸音材を接着剤にて貼り付ける工程； （４）次いで、上記の工程により得られた吸音材、圧電
振動子、及び音響整合層形成用部材がこの順で積層され
た積層体を、音響整合層形成用部材に形成されている凹
溝部に対して垂直となる方向に、音響整合層側から圧電
振動子を超えて、吸音材の一部にまで先端が届くように
切り込みを入れる工程。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明の超音波発信装置について説明する。図１は、本発
明に従う超音波発信装置の一例の斜視図である。図１に
は、吸音材２から順に、板状圧電セラミックス４の上下
の表面に電極５を備えた圧電振動子３、そして音響整合
層６からなる超音波発信装置１が示されている。
発明の超音波発信装置について説明する。図１は、本発
明に従う超音波発信装置の一例の斜視図である。図１に
は、吸音材２から順に、板状圧電セラミックス４の上下
の表面に電極５を備えた圧電振動子３、そして音響整合
層６からなる超音波発信装置１が示されている。
【００１７】本発明の超音波発信装置は、音響整合層６
の圧電振動子側の表面に、圧電振動子における幅方向に
沿って並ぶ複数個の凹溝部９ａが形成されており、圧電
振動子３と音響整合層６とを貼り付けている接着剤１１
ａが凹溝部にも充填されている点に特徴がある。
の圧電振動子側の表面に、圧電振動子における幅方向に
沿って並ぶ複数個の凹溝部９ａが形成されており、圧電
振動子３と音響整合層６とを貼り付けている接着剤１１
ａが凹溝部にも充填されている点に特徴がある。
【００１８】音響整合層６の凹溝部９ａの深さは、音響
整合層の厚さの５〜２０％の範囲内にあることが好まし
い。例えば、音響整合層の厚さが０．１〜０．３ｍｍの
範囲内にあれば、音響整合層の凹溝部の深さは０．０１
〜０．０３ｍｍの範囲内にあることが好ましく、通常は
０．０１５〜０．０２５ｍｍの範囲内である。
整合層の厚さの５〜２０％の範囲内にあることが好まし
い。例えば、音響整合層の厚さが０．１〜０．３ｍｍの
範囲内にあれば、音響整合層の凹溝部の深さは０．０１
〜０．０３ｍｍの範囲内にあることが好ましく、通常は
０．０１５〜０．０２５ｍｍの範囲内である。
【００１９】音響整合層の凹溝部と凹溝部と間の部分
（以下、平坦部という）１０ａに塗布されている接着剤
１１ａの厚さは、０．００１〜０．００５ｍｍの範囲内
にあることが好ましい。本発明の超音波発信装置では、
圧電振動子３から発生した超音波は、主として音響整合
層６の平坦部１０ａを伝播して外部に発信されるので、
平坦部に塗布されている接着剤の厚さを厚くしすぎる
と、音響整合層への超音波の伝播効率が低下して実用上
の不都合が生じる。
（以下、平坦部という）１０ａに塗布されている接着剤
１１ａの厚さは、０．００１〜０．００５ｍｍの範囲内
にあることが好ましい。本発明の超音波発信装置では、
圧電振動子３から発生した超音波は、主として音響整合
層６の平坦部１０ａを伝播して外部に発信されるので、
平坦部に塗布されている接着剤の厚さを厚くしすぎる
と、音響整合層への超音波の伝播効率が低下して実用上
の不都合が生じる。
【００２０】凹溝部９ａと平坦部１０ａとの割合は、
１：２〜２：１の範囲内にあることが好ましい。凹溝部
の割合が多くなりすぎると超音波の伝播効率が低下し、
平坦部の割合が多くなりすぎると接合強度が弱くなる。
１：２〜２：１の範囲内にあることが好ましい。凹溝部
の割合が多くなりすぎると超音波の伝播効率が低下し、
平坦部の割合が多くなりすぎると接合強度が弱くなる。
【００２１】凹溝部９ａの幅は凹溝部の深さの１００〜
２００倍であることが好ましい。具体的には凹溝部９ａ
の幅は１〜３ｍｍの範囲内にあることが好ましく、通常
は１．５〜２．５ｍｍの範囲内である。なお、図１に示
した超音波発信装置では、音響整合層の凹溝部９ａは全
て同一の幅で形成されているが、圧電振動子における長
さ方向の中心位置を軸として左右対称であれば、必ずし
も凹溝部の幅を全て同一とする必要はない。例えば、凹
溝部の幅を圧電振動子における長さ方向の中心位置から
端部に向かって、順次、広くしてもよい。
２００倍であることが好ましい。具体的には凹溝部９ａ
の幅は１〜３ｍｍの範囲内にあることが好ましく、通常
は１．５〜２．５ｍｍの範囲内である。なお、図１に示
した超音波発信装置では、音響整合層の凹溝部９ａは全
て同一の幅で形成されているが、圧電振動子における長
さ方向の中心位置を軸として左右対称であれば、必ずし
も凹溝部の幅を全て同一とする必要はない。例えば、凹
溝部の幅を圧電振動子における長さ方向の中心位置から
端部に向かって、順次、広くしてもよい。
【００２２】凹溝部９ａの間隔は、１〜３ｍｍの範囲内
にあることが好ましく、通常は１．５〜２．５ｍｍの範
囲内である。なお、図１に示した超音波発信装置では、
音響整合層の凹溝部９ａが等間隔で形成されているが、
凹溝部の間隔が圧電振動子における長さ方向の中心位置
を軸として左右対称であれば、凹溝部の間隔を等しくす
る必要はない。例えば、凹溝部の間隔を圧電振動子にお
ける長さ方向の中心位置から端部に向かって、順次、狭
くしてもよい。
にあることが好ましく、通常は１．５〜２．５ｍｍの範
囲内である。なお、図１に示した超音波発信装置では、
音響整合層の凹溝部９ａが等間隔で形成されているが、
凹溝部の間隔が圧電振動子における長さ方向の中心位置
を軸として左右対称であれば、凹溝部の間隔を等しくす
る必要はない。例えば、凹溝部の間隔を圧電振動子にお
ける長さ方向の中心位置から端部に向かって、順次、狭
くしてもよい。
【００２３】図１に示した例では、吸音材２の圧電振動
子側の表面にも、圧電振動子における幅方向に沿って並
ぶ複数個の凹溝部９ｂが形成されており、圧電振動子３
と吸音材２とを貼り付けている接着剤１1ｂが凹溝部に
も充填されている。こうすることにより、吸音材２と圧
電振動子３との接合強度を高くすることができる。吸音
材の凹溝部９ｂの深さは、０．０１〜０．０３ｍｍの範
囲内にあることが好ましく、通常は０．０１５〜０．０
２５ｍｍの範囲内である。なお、吸音材の凹溝部９ｂと
平坦部１０ｂとの割合や凹溝部の幅及びその間隔は、前
記の音響整合層の凹溝部の場合と同様である。
子側の表面にも、圧電振動子における幅方向に沿って並
ぶ複数個の凹溝部９ｂが形成されており、圧電振動子３
と吸音材２とを貼り付けている接着剤１1ｂが凹溝部に
も充填されている。こうすることにより、吸音材２と圧
電振動子３との接合強度を高くすることができる。吸音
材の凹溝部９ｂの深さは、０．０１〜０．０３ｍｍの範
囲内にあることが好ましく、通常は０．０１５〜０．０
２５ｍｍの範囲内である。なお、吸音材の凹溝部９ｂと
平坦部１０ｂとの割合や凹溝部の幅及びその間隔は、前
記の音響整合層の凹溝部の場合と同様である。
【００２４】図２は、本発明に従うアレイ型超音波発信
装置の一例の斜視図である。図２には、図１に示すよう
な超音波発信装置１が、吸音材２を連続層として、圧電
振動子３における幅方向に並列配置されてなるアレイ型
超音波発信装置が示されている。図２に示したアレイ型
超音波発信装置では、音響整合層６の圧電振動子側とは
反対側の表面に、各々の超音波発信装置１に接合する第
二音響整合部材７が付設されており、さらに、第二音響
整合部材の音響整合層側とは反対側の表面に、音響レン
ズ８が付設されている。第二音響整合部材７は、各々の
超音波発信装置１と同じ幅で切断されていてもよい。
装置の一例の斜視図である。図２には、図１に示すよう
な超音波発信装置１が、吸音材２を連続層として、圧電
振動子３における幅方向に並列配置されてなるアレイ型
超音波発信装置が示されている。図２に示したアレイ型
超音波発信装置では、音響整合層６の圧電振動子側とは
反対側の表面に、各々の超音波発信装置１に接合する第
二音響整合部材７が付設されており、さらに、第二音響
整合部材の音響整合層側とは反対側の表面に、音響レン
ズ８が付設されている。第二音響整合部材７は、各々の
超音波発信装置１と同じ幅で切断されていてもよい。
【００２５】本発明において圧電振動子は、幅方向の長
さに対して長さ方向の長さが２０〜１００倍の長さであ
り、通常は、幅方向の長さは０．１〜０．３ｍｍの範囲
内であり、長さ方向の長さは５〜２０ｍｍの範囲内であ
る。圧電振動子の厚さは、その圧電振動子から発生させ
ようとする超音波の周波数により適宜調整されるが、通
常は、０．２５〜１．０ｍｍの範囲内である。
さに対して長さ方向の長さが２０〜１００倍の長さであ
り、通常は、幅方向の長さは０．１〜０．３ｍｍの範囲
内であり、長さ方向の長さは５〜２０ｍｍの範囲内であ
る。圧電振動子の厚さは、その圧電振動子から発生させ
ようとする超音波の周波数により適宜調整されるが、通
常は、０．２５〜１．０ｍｍの範囲内である。
【００２６】本発明の超音波発信装置において、吸音
材、圧電振動子、音響整合層、第二音響整合部材、及び
音響レンズは、公知の材料から製造することができる。
材、圧電振動子、音響整合層、第二音響整合部材、及び
音響レンズは、公知の材料から製造することができる。
【００２７】圧電振動子は、例えば、チタン酸ジルコン
酸鉛（ＰＺＴ）粉末などの圧電セラミックを板状に形成
し、焼結して得た板状圧電セラミックスの上下の面に金
属電極（通常は銀電極）を成形し、次いで上下の両電極
間に電界を印加して製造することができる。
酸鉛（ＰＺＴ）粉末などの圧電セラミックを板状に形成
し、焼結して得た板状圧電セラミックスの上下の面に金
属電極（通常は銀電極）を成形し、次いで上下の両電極
間に電界を印加して製造することができる。
【００２８】吸音材は、例えば、公知の防振ゴムから製
造することができる。第一音響整合層は、例えば、溶融
石英ガラスから製造することができる。第二音響整合部
材は、例えば、エポキシ樹脂から製造することができ
る。音響レンズは、例えば、シリコーンゴムから製造す
ることができる。また、接着剤にはエポキシ樹脂系接着
剤などの公知の接着剤を用いることができる。
造することができる。第一音響整合層は、例えば、溶融
石英ガラスから製造することができる。第二音響整合部
材は、例えば、エポキシ樹脂から製造することができ
る。音響レンズは、例えば、シリコーンゴムから製造す
ることができる。また、接着剤にはエポキシ樹脂系接着
剤などの公知の接着剤を用いることができる。
【００２９】次に、本発明のアレイ型超音波発信装置の
製造方法について説明する。本発明のアレイ型超音波発
信装置の製造方法は、吸音材、広幅の圧電振動子、及び
音響整合層形成用部材がこの順で積層された積層体を得
る工程と、得られた積層体を音響整合層形成用部材に形
成されている凹溝部に対して垂直となる方向に、音響整
合層側から圧電振動子を超えて吸音材の一部にまで先端
が届くように切り込みを入れる工程とからなる。
製造方法について説明する。本発明のアレイ型超音波発
信装置の製造方法は、吸音材、広幅の圧電振動子、及び
音響整合層形成用部材がこの順で積層された積層体を得
る工程と、得られた積層体を音響整合層形成用部材に形
成されている凹溝部に対して垂直となる方向に、音響整
合層側から圧電振動子を超えて吸音材の一部にまで先端
が届くように切り込みを入れる工程とからなる。
【００３０】図３は、吸音材２、広幅の圧電振動子３
ａ、及び一方の表面に凹溝部９ａが形成されている音響
整合層形成用部材６ａがこの順で積層された積層体の一
例を示す図である。図３に示した例では、吸音材２にも
凹溝部９ｂが形成されている。
ａ、及び一方の表面に凹溝部９ａが形成されている音響
整合層形成用部材６ａがこの順で積層された積層体の一
例を示す図である。図３に示した例では、吸音材２にも
凹溝部９ｂが形成されている。
【００３１】図４は、図３に示した積層体に、音響整合
層形成用部材に形成されている凹溝部９ａに対して垂直
となる方向に、音響整合層形成用部材側から広幅の圧電
振動子３ａを超えて、吸音材２の一部にまで先端が届く
ように切り込み１２を入れた状態を示す図である。本発
明の製造方法においては、切れ込みを入れる前に、あら
かじめ音響整合層形成用部材の圧電振動子側とは反対側
の表面に第二音響整合部材を貼り付けて、第二音響整合
部材にも切れ込みを入れても良い。
層形成用部材に形成されている凹溝部９ａに対して垂直
となる方向に、音響整合層形成用部材側から広幅の圧電
振動子３ａを超えて、吸音材２の一部にまで先端が届く
ように切り込み１２を入れた状態を示す図である。本発
明の製造方法においては、切れ込みを入れる前に、あら
かじめ音響整合層形成用部材の圧電振動子側とは反対側
の表面に第二音響整合部材を貼り付けて、第二音響整合
部材にも切れ込みを入れても良い。
【００３２】
【実施例】［実施例１］それぞれ幅３０ｍｍ、長さ１２
ｍｍの音響整合層形成用部材、圧電振動子、及び吸音材
を用意し、音響整合層形成用部材（厚さ０．１５ｍｍ：
溶融石英ガラス製）の一方の表面に、深さ０．０２ｍ
ｍ、幅２．５ｍｍの凹溝部を幅方向に沿って２．５ｍｍ
の間隔で形成した。音響整合層形成用部材の凹溝部が形
成されている表面に、接着剤（エポキシ樹脂系接着剤：
ハイソールＥＡ９３３０．４、ハイソール・ジャパン
（株）製）を塗布し、接着剤を凹溝部に充填した。な
お、凹溝部が形成されている表面の平坦部に塗布された
接着剤の厚さは０．００５ｍｍとした。次いで、圧電振
動子の一方の電極表面に、接着剤を塗布した音響整合形
成用部材の凹溝部が形成されている表面を貼り付けた。
続いて、圧電振動子の他方の電極表面に接着剤により吸
音材を貼り付けた。上記のようにして得た積層体の音響
整合層形成用部材と圧電振動子とに幅０．０５ｍｍの切
り込みを０．２５ｍｍの間隔で入れて、アレイ型超音波
発信装置を製造した。
ｍｍの音響整合層形成用部材、圧電振動子、及び吸音材
を用意し、音響整合層形成用部材（厚さ０．１５ｍｍ：
溶融石英ガラス製）の一方の表面に、深さ０．０２ｍ
ｍ、幅２．５ｍｍの凹溝部を幅方向に沿って２．５ｍｍ
の間隔で形成した。音響整合層形成用部材の凹溝部が形
成されている表面に、接着剤（エポキシ樹脂系接着剤：
ハイソールＥＡ９３３０．４、ハイソール・ジャパン
（株）製）を塗布し、接着剤を凹溝部に充填した。な
お、凹溝部が形成されている表面の平坦部に塗布された
接着剤の厚さは０．００５ｍｍとした。次いで、圧電振
動子の一方の電極表面に、接着剤を塗布した音響整合形
成用部材の凹溝部が形成されている表面を貼り付けた。
続いて、圧電振動子の他方の電極表面に接着剤により吸
音材を貼り付けた。上記のようにして得た積層体の音響
整合層形成用部材と圧電振動子とに幅０．０５ｍｍの切
り込みを０．２５ｍｍの間隔で入れて、アレイ型超音波
発信装置を製造した。
【００３３】上記のようにして製造したアレイ型超音波
発信装置では、音響整合層形成用部材に凹溝部が形成さ
れていない従来のアレイ型超音波発信装置と比較して、
音響整合層の剥がれの発生率が２０〜３０％減少した。
発信装置では、音響整合層形成用部材に凹溝部が形成さ
れていない従来のアレイ型超音波発信装置と比較して、
音響整合層の剥がれの発生率が２０〜３０％減少した。
【００３４】
【発明の効果】本発明の超音波発信装置及びアレイ型超
音波発信装置は、音響整合層が剥がれにくいので、長期
間にわたって安定に使用することができる。特に、本発
明の超音波発信装置及びアレイ型超音波発信装置は、製
造の際にも音響整合層が剥がれにくいので、工業的に有
利に製造することができる。
音波発信装置は、音響整合層が剥がれにくいので、長期
間にわたって安定に使用することができる。特に、本発
明の超音波発信装置及びアレイ型超音波発信装置は、製
造の際にも音響整合層が剥がれにくいので、工業的に有
利に製造することができる。
【図１】本発明に従う超音波発信装置の一例の斜視図で
ある。
ある。
【図２】本発明に従うアレイ型超音波発信装置の一例の
斜視図である。
斜視図である。
【図３】吸音材、広幅の圧電振動子、及び一方の表面に
凹溝部が形成されている音響整合層形成用部材がこの順
で積層された積層体の一例を示す斜視図である。
凹溝部が形成されている音響整合層形成用部材がこの順
で積層された積層体の一例を示す斜視図である。
【図４】図３に示した積層体に切り込みを入れた状態を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図５】従来の代表的なアレイ型超音波発信装置の一例
の斜視図である。
の斜視図である。
１ 超音波発信装置 ２ 吸音材 ３ 圧電振動子 ３ａ 広幅の圧電振動子 ４ 板状圧電セラミックス ５ 電極 ６ 音響整合層 ６ａ 音響整合層形成用部材 ７ 第二音響整合部材 ８ 音響レンズ ９ａ、９ｂ 凹溝部 １０ａ、１０ｂ 平坦部 １１ａ、１１ｂ 接着剤 １２ 切り込み
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4C301 EE12 GB04 GB14 GB20 GB22 GB24 GB28 GB33 5D019 AA16 AA18 AA26 BB02 BB12 BB18 BB25 FF04 GG01 GG06 GG12 HH03 5J083 AA02 AB17 AC23 AC40 AD13 CA14 CA21 CB03 CB15 CB30
Claims (10)
- 【請求項１】 上下の表面に電極を備えた、幅方向の長
さに対して長さ方向の長さが２０〜１００倍の長さの圧
電振動子、該圧電振動子の一方の電極表面に接着剤より
貼り付けられている吸音材、及び該圧電振動子の他方の
電極表面に接着剤より貼り付けられている音響整合層か
らなる超音波発信装置であって、該音響整合層の圧電振
動子が貼り付けられる側の表面に、圧電振動子における
幅方向に沿って並ぶ複数個の凹溝部が形成されていて、
該圧電振動子と該音響整合層とを貼り付けている接着剤
が該音響整合層の凹溝部にも充填されていることを特徴
とする超音波発信装置。 - 【請求項２】 音響整合層の複数個の凹溝部が、圧電振
動子における長さ方向の中心位置を軸として左右対称に
形成されていることを特徴とする請求項１に記載の超音
波発信装置。 - 【請求項３】 音響整合層の凹溝部の深さが、該音響整
合層の厚さの５〜２０％の範囲内にあることを特徴とす
る請求項１に記載の超音波発信装置。 - 【請求項４】 音響整合層の厚さが０．１〜０．３ｍｍ
の範囲内にあり、凹溝部の深さが０．０１〜０．０３ｍ
ｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１もしくは３
に記載の超音波発信装置。 - 【請求項５】 音響整合層の圧電振動子側とは反対側の
表面に、第二音響整合部材が付設されていることを特徴
とする請求項１に記載のアレイ型超音波発信装置。 - 【請求項６】 吸音材の圧電振動子が貼り付けられる側
の表面にも、圧電振動子の幅方向に沿って並ぶ複数個の
凹溝部が形成されていて、該圧電振動子と該吸音材とを
貼り付けている接着剤が該吸音材の凹溝部にも充填され
ていることを特徴とする請求項1に記載の超音波発信装
置。 - 【請求項７】 請求項1に記載の超音波発信装置が、吸音
材を連続層として、圧電振動子における幅方向に沿って
並列配置されてなることを特徴とするアレイ型超音波発
信装置。 - 【請求項８】 音響整合層の圧電振動子側とは反対側の
表面に、第二音響整合部材が付設されていることを特徴
とする請求項７に記載のアレイ型超音波発信装置。 - 【請求項９】 第二音響整合部材の音響整合層側とは反
対側の表面に、音響レンズが付設されていることを特徴
とする請求項８に記載のアレイ型超音波発信装置。 - 【請求項１０】 下記の（１）〜（４）の工程からなる
アレイ型圧電振動子の製造方法； （１）上下の表面に電極を備えた圧電振動子、一方の表
面に凹溝部が複数個形成されている音響整合層形成用部
材、及び吸音材を用意する工程； （２）音響整合層形成用部材の凹溝部が形成されている
表面に接着剤を塗布し、同時に凹溝部に接着剤を充填
し、次いで、圧電振動子の一方の電極表面に該音響整合
層形成用部材の凹溝部が形成されている表面を貼り付け
る工程； （３）上記の工程の前もしくは後に、圧電振動子の他方
の電極表面に吸音材を接着剤にて貼り付ける工程； （４）次いで、上記の工程により得られた吸音材、圧電
振動子、及び音響整合層形成用部材がこの順で積層され
た積層体を、音響整合層形成用部材に形成されている凹
溝部に対して垂直となる方向に、音響整合層側から圧電
振動子を超えて、吸音材の一部にまで先端が届くように
切り込みを入れる工程。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000258875A JP2002078090A (ja) | 2000-08-29 | 2000-08-29 | 超音波発信装置及びアレイ型超音波発信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000258875A JP2002078090A (ja) | 2000-08-29 | 2000-08-29 | 超音波発信装置及びアレイ型超音波発信装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002078090A true JP2002078090A (ja) | 2002-03-15 |
Family
ID=18747118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000258875A Pending JP2002078090A (ja) | 2000-08-29 | 2000-08-29 | 超音波発信装置及びアレイ型超音波発信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002078090A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009038675A (ja) * | 2007-08-02 | 2009-02-19 | Toshiba Corp | 超音波トランスデューサおよび超音波トランスデューサを備えた超音波プローブ |
| CN102438198A (zh) * | 2010-09-08 | 2012-05-02 | 株式会社村田制作所 | 超声波传感器 |
| JP2016025612A (ja) * | 2014-07-24 | 2016-02-08 | コニカミノルタ株式会社 | 超音波振動子、超音波探触子および超音波撮像装置 |
| JP2016025611A (ja) * | 2014-07-24 | 2016-02-08 | コニカミノルタ株式会社 | 超音波振動子、超音波探触子および超音波撮像装置 |
| CN108903968A (zh) * | 2018-05-03 | 2018-11-30 | 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 | 超声换能器、超声成像系统及超声换能器的制造方法 |
-
2000
- 2000-08-29 JP JP2000258875A patent/JP2002078090A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009038675A (ja) * | 2007-08-02 | 2009-02-19 | Toshiba Corp | 超音波トランスデューサおよび超音波トランスデューサを備えた超音波プローブ |
| CN102438198A (zh) * | 2010-09-08 | 2012-05-02 | 株式会社村田制作所 | 超声波传感器 |
| US8779649B2 (en) | 2010-09-08 | 2014-07-15 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Ultrasonic transducer |
| JP2016025612A (ja) * | 2014-07-24 | 2016-02-08 | コニカミノルタ株式会社 | 超音波振動子、超音波探触子および超音波撮像装置 |
| JP2016025611A (ja) * | 2014-07-24 | 2016-02-08 | コニカミノルタ株式会社 | 超音波振動子、超音波探触子および超音波撮像装置 |
| CN108903968A (zh) * | 2018-05-03 | 2018-11-30 | 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 | 超声换能器、超声成像系统及超声换能器的制造方法 |
| CN108903968B (zh) * | 2018-05-03 | 2024-04-23 | 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 | 超声换能器、超声成像系统及超声换能器的制造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040526 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040608 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041116 |