JP2002095090A - 超音波探触子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２Ｄアレイ振動子を有する超音波探触子を製
造する場合に、２Ｄアレイ振動子とケーブル群との電気
的接続を簡便かつ確実に行う。 【解決手段】 各ケーブル３２の内部導体５０にはそれ
ぞれ電極パッド４０Ａが設けられており、それらによっ
て第１端子アレイが構成される。一方、バッキング２２
内には引出線５６が挿通されており、それらは複数の電
極パッド２２Ｂに接続されている。それらの電極パッド
２２Ｂによって第２端子アレイが構成される。ネジ５２
及びナット５４の締付作用により、異方性導電部材４２
を介して第１端子アレイと第２端子アレイとが電気的に
接続される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は超音波探触子及びそ
の製造方法に関し、特に、ケーブルの接続構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】二次元アレイ振動子（２Ｄ振動子）は、
二次元配列された複数の振動素子で構成される。そのよ
うな二次元アレイ振動子は超音波ビームを二次元走査し
て三次元エコーデータを取り込む場合などに利用され
る。その他のアレイ振動子としては、１Ｄアレイ振動子
や１．５Ｄアレイ振動子などが知られている。

【０００３】従来の一般的な製造方法において、二次元
アレイ振動子から引き出される引出線群と、多芯ケーブ
ルを構成するケーブル群とを相互接続する場合には、引
出線群が密集して埋設されたフレキシブル回路基板（Ｆ
ＰＣ）が用いられ、そのフレキシブル回路基板上の各電
極に、端末処理された各ケーブルの内部導体が直接的に
半田付けされる。あるいは、フレキシブル回路基板上の
一方のコネクタと、各ケーブルの内部導体が半田付けさ
れた他方のコネクタとが連結される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従って、従来において
は、フレキシブル回路上やケーブル接続点でどうしても
電気的クロストークが生じやすくなり、これが画質を低
下させるという問題がある。また、各ケーブルは一般に
極細であるため慎重な取扱が求められ、特に数百本のケ
ーブルの端末処理（半田付け）のために多大な労力を要
する。その結果、製造コストが増大するという問題があ
る。更に、そのような製造工程において、誤配線のチェ
ックなどを行う必要も生じる。また、そのような結線部
分及びフレキシブル回路基板の存在のために超音波探触
子の構造が複雑となり、またその小型化の妨げとなる。

【０００５】上記の問題は、特に素子数が増大すればす
るほど顕著となる。もちろん、２Ｄアレイ振動子以外の
アレイ振動子についても、素子数の増大に伴って上記の
問題が顕著となっている。

【０００６】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、アレイ振動子とケーブル群と
の電気的接続を簡便かつ確実に行えるようにする。

【０００７】本発明の他の目的は、超音波探触子の製造
コストを削減することにある。

【０００８】本発明の他の目的は、超音波探触子の小型
化を図ることにある。

【０００９】本発明の他の目的は、超音波探触子の動作
信頼性を向上させることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、本発明は、端部が剥き出し加工されたケーブ
ル群をアレイ状に整列保持する部材であって、各ケーブ
ルのグランドを電気的に相互接続すると共に、各ケーブ
ルの内部導体の端面配列としての第１端子アレイを形成
する第１部材と、複数の圧電素子から引き出された引出
線群をアレイ状に整列保持する部材であって、各引出線
の端面配列としての第２端子アレイを形成する第２部材
と、前記第１端子アレイと前記第２端子アレイとを位置
決めしつつ相互に電気的に接続する接続手段と、を含む
ことを特徴とする。

【００１１】上記構成によれば、第１部材によって、各
ケーブル（望ましくは同軸ケーブル）が整列保持され、
その際に各ケーブルのグランドが相互に電気的に接続さ
れる。また、そのような各ケーブルの整列保持により、
各ケーブルの内部導体の端面配列に対応した第１端子ア
レイが形成される。ここで、第１端子アレイを構成する
各端子は、各ケーブルの内部導体の研磨済み端面自体で
あってもよいが、そのような端面に電極パッドを取り付
けたものであってもよい。

【００１２】一方、第２部材によって、各引出線が整列
保持され、それによって各引出線の端面配列に対応した
第２端子アレイが形成される。その第２端子アレイを構
成する各端子は、各引出線の端面に電極パッドを取り付
けたものであってもよい。第１端子アレイと第２端子ア
レイとが相互に位置決めされつつ電気的に接続され、す
なわち、各端子間が直接的に又は間接的に電気的に接続
される。第１端子アレイ及び第２端子アレイの少なくと
も一方が面状に広がった端子面を有していれば、第１端
子アレイと第２端子アレイの位置決め誤差の許容範囲を
拡大できる。

【００１３】本発明によれば、信号が伝送される部材を
直線的に接続して、配線の引き回しを回避できるので、
接続部分を小型化できるとともに、信号間におけるクロ
ストークの問題も軽減できる。更に、２つの端子アレイ
の一括接続を行えるので、信号線を逐次的に半田付けす
る場合などに比べてその作業労力を大幅に軽減でき、そ
れ故超音波探触子の製造コストも大幅に削減できる。特
に、信号線の接続時における誤配線の問題に十分に対処
できる。なお、２つの端子アレイの接続を締結部材など
を利用して行えば、メンテナンス時に第１部材と第２部
材とを容易に分離できるという利点がある。

【００１４】望ましくは、前記第１端子アレイと前記第
２端子アレイとの間に、アレイ面に沿った水平方向に絶
縁性を有し、かつ、アレイ面と直交する垂直方向に導電
性を有する異方性導電部材が設けられる。ここで、異方
性導電部材は、独立した部材であってもよく、接着作用
をもった固化する材料であってもよい。

【００１５】望ましくは、前記異方性導電部材は弾性体
であり、前記第１部材と前記第２部材とを加圧締結する
締結部材が設けられる。この構成によれば、第１部材と
第２部材とを締結する場合に、異方性導電部材の弾性作
用と相俟って、すべての端子について確実な電気的接続
を図ることができる。また、締結部材を緩めれば、メン
テナンス時に第１部材と第２部材とを簡単に分離できる
という利点がある。

【００１６】望ましくは、前記各ケーブルの内部導体の
端面には第１電極パッドが形成され、それらによって前
記第１端子アレイが構成される。望ましくは、前記各引
出線の端面には第２電極パッドが形成され、それらによ
って前記第２端子アレイが構成される。

【００１７】望ましくは、前記各ケーブルは、その端面
から基端側へ所定範囲にわたって形成された内部絶縁体
の剥き出し部分と、前記内部絶縁体の剥き出し部分から
基端側へ所定範囲にわたって形成されたグランドの剥き
出し部分と、を有し、前記第１部材は、前記内部絶縁体
の剥き出し部分を整列保持する絶縁部と、前記グランド
の剥き出し部分を整列保持する導体部と、を有する。

【００１８】上記構成によれば、各ケーブルをアレイ状
に確実に保持できる。特に、剥き出し加工を前提とし
て、ケーブルの整列保持と同時に、必要な絶縁処理及び
導電処理を行える。

【００１９】望ましくは、前記第１部材は、更に、前記
各ケーブルにおける内部絶縁体の剥き出し部分を挿通さ
せる複数の位置決め孔が形成された位置決め板を有し、
前記位置決め板の一方面と前記各ケーブルの端面との間
に前記絶縁部が形成される。

【００２０】（２）また、上記目的を達成するために、
本発明に係る方法は、複数のケーブルを内包する多芯ケ
ーブルについて、各ケーブルごとに内部絶縁体及びグラ
ンドの段階的な剥き出し加工を行う工程と、第１の位置
決め板に形成されたアレイ状の各位置決め孔に前記各ケ
ーブルの内部絶縁体又はグランドの剥き出し部分を挿通
する工程と、前記各ケーブルの端面から前記第１の位置
決め板の一方面までの先端側空間に絶縁性部材を充填す
る工程と、前記絶縁性部材の表面上に、前記各ケーブル
の内部導体の端面配列に対応した第１端子アレイを形成
する工程と、前記第１の位置決め板の他方面からケーブ
ル基端側への一定範囲までの基端側空間に導電性部材を
充填し、各ケーブルのグランド剥き出し部分を相互に電
気的に接続する工程と、複数の圧電素子からアレイ状に
引き出された複数の引出線がバッキングに挿通された状
態を形成し、そのバッキングの裏面側に、前記各引出線
の端面配列に対応した第２端子アレイを形成する工程
と、前記第１端子アレイと前記第２端子アレイとを位置
決めしつつ相互に電気的に接続する工程と、を含むこと
を特徴とする。

【００２１】望ましくは、前記絶縁性部材及び前記導電
性部材の充填時に、前記先端側空間及び前記基端側空間
を囲い込む治具が利用される。

【００２２】望ましくは、前記複数の圧電素子の裏面側
に前記複数の引出線が埋設されるようにバッキング組成
材を充填してそれを固化させ、これにより前記複数の引
出線がバッキングに挿通された状態が形成される。もち
ろん、バッキングの機械加工によって複数の貫通孔を形
成し、各貫通孔に引出線を挿通させるようにしてもよ
い。

【００２３】望ましくは、第２の位置決め板に形成され
た各位置決め孔に各引出線を挿通すると共に、前記第２
の位置決め板と前記複数の圧電素子との間に充填空間を
形成し、その充填空間にバッキング組成材を充填してそ
れを固化させ、これにより前記複数の引出線がバッキン
グに挿通された状態が形成される。

【００２４】上記構成によれば、バッキング組成材の充
填固化により、バッキング内に複数の引出線を埋設させ
ることができる。バッキング組成材の充填に当たって
は、上記の絶縁性部材の充填と同様の手法を適用でき
る。例えば、上記第１の位置決め板と同様の形態をもっ
た第２位置決め板を用いて、その各位置決め孔に各引出
線の一部を貫通させ、その第２の位置決め板の一方面と
複数の圧電素子との間に治具などを利用して充填空間を
形成し、その充填空間にバッキング組成材を充填し、そ
れを固化させてもよい。この場合、位置決め板及びバッ
キング組成材は絶縁性の部材で構成される。また、第２
の位置決め板の他方面と各引出線の先端面との間に治具
などを利用して別の充填空間を形成し、そこに絶縁性の
部材を充填するようにしてもよい。その絶縁性の部材が
固化した後、その表面が研磨されて第２端子アレイが形
成される。なお、第２位置決め板はバッキングの一部と
みなすことができる。

【００２５】望ましくは、前記第１端子アレイを形成す
る工程は、前記絶縁性部材の表面を研削して前記各ケー
ブルの内部導体の端面を露出させる工程と、前記研削後
の絶縁性部材の表面上に、前記各ケーブルの内部導体の
端面に対応させて複数の電極パッドを形成する工程と、
を含み、前記第２端子アレイを形成する工程は、前記バ
ッキングの裏面上に、前記各引出線の端面に対応させて
複数の電極パッドを形成する工程を含む。

【００２６】望ましくは、前記第１端子アレイと前記第
２端子アレイとの間に異方性導電部材が介在配置され
る。

【００２７】望ましくは、前記位置決め板の位置決め孔
の配列、前記第１端子アレイの配列、前記第２端子アレ
イの配列及び前記複数の引出線の配列は、前記複数の圧
電素子の配列に一致する。

【００２８】望ましくは、前記複数の振動子には超音波
の送受波を実際に行う複数の有効素子とそれ以外の複数
の無効素子とが含まれ、前記複数のケーブルを前記複数
の有効素子のみに対して電気的に接続されるように、前
記第１端子アレイと前記第２端子アレイとの電気的な接
続関係が形成される。すなわち、この構成によれば、ス
パース型アレイ振動子を簡単に構成できる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面に基づいて説明する。

【００３０】図１及び図２には、本発明に係る超音波探
触子の好適な実施形態が示されており、図１は超音波探
触子の要部構成を示す斜視図であり、図２は超音波探触
子の要部構成を示す断面図である。

【００３１】図１及び図２において、多芯ケーブル１２
には第１部材としての接続ユニット１４が設けられてお
り、その接続ユニット１４には振動子ユニット１０が連
結される。

【００３２】振動子ユニット１０は、超音波の送受波を
行うマトリックス状に配列された複数の圧電素子１６を
有している。各圧電素子１６の一方面には電極層１６Ａ
が形成され、圧電素子１６の他方面には電極層１６Ｂが
形成されている。複数の圧電素子１６の生体側には、銅
箔などで構成されるグランドリード１８を介して、複数
の整合層２０が設けられている。整合層２０は圧電素子
１６と生体との間における音響インピーダンス整合を図
るための部材であり、各圧電素子１６ごとに整合層２０
が設けられている。

【００３３】複数の圧電素子１６の背面側すなわち非生
体側には後方への不要な超音波を吸収するバッキング２
２が設けられている。バッキング２２の生体側には各圧
電素子１６の配列に合致したアレイ状の複数の電極層２
２Ａが形成されており、バッキング２２の背面側すなわ
ち非生体側には上記アレイ状の配列に対応して複数の電
極パッド（電極層）２２Ｂが形成されている。ここで、
圧電素子１６の配列、整合層２０の配列、電極層２２Ａ
の配列及び電極パッド２２Ｂの配列はそれぞれ同一であ
る。

【００３４】一方、接続ユニット１４は、後にその製造
方法を詳述するように、固定台３６と、位置決め枠３８
と、電極下地４０と、アレイ状に形成される複数の電極
パッド４０Ａとを含んでいる。ここで、複数の電極パッ
ド４０Ａは第１端子アレイを構成しており、一方、上述
した複数の電極パッド２２Ｂは第２端子アレイを構成し
ており、それらの２つの端子アレイは後に詳述する異方
性導電部材４２を介して互いに電気的に接続される。こ
の異方性導電部材４２は、アレイ面と垂直の方向には導
電性を有し、一方アレイ面と平行の方向には絶縁性を有
する部材である。例えばこれは絶縁性をもった弾性的基
材内に垂直方向に貫通した多数の金線を埋め込んでなる
ものである。

【００３５】多芯ケーブル１２は複数のケーブル３２を
有しており、それらのケーブル３２の外周囲には多芯フ
レームグランド３４が設けられ、さらにその外側には多
芯ケーブル外皮３０が設けられている。

【００３６】図２に断面図を示すように、各ケーブル３
２は、中心軸上に設けられたケーブル内部導体５０と、
そのケーブル内部導体５０を包囲するケーブル内部絶縁
体４８と、そのケーブル内部絶縁体４８を包囲するケー
ブルグランド４６と、さらにそのケーブルグランド４６
を包み込むケーブル外皮４４とで構成されている。図２
に示されるように、ケーブルの端面すなわちケーブル内
部絶縁体４８及びケーブル内部導体５０の端面から基端
側への一定の距離Ｌ１にわたってケーブルグランド４６
が除去されており、すなわちその範囲においてはケーブ
ル内部絶縁体４８が剥き出されている。また、その位置
から基端側へＬ２の距離にわたってケーブル外皮４４が
除去されており、すなわちその範囲においてケーブルグ
ランド４６が剥き出されている。また、その位置から基
端側へ距離Ｌ３にわたって多芯フレームグランド３４が
除去されており、その位置から基端側へ距離Ｌ４だけ後
退した位置まで多芯ケーブル外皮３０が除去されてい
る。すなわち、多芯ケーブル１２については図２に示す
ようにその端部が段階的に剥き出し加工されている。

【００３７】図２において、位置決め枠３８は、例えば
ステンレスなどの金属で構成されており、その位置決め
枠３８には貫通孔としての複数の挿通孔が形成されてい
る。例えばそのような挿通孔はエッチング加工により形
成可能である。各挿通孔には各ケーブル３２におけるケ
ーブル内部絶縁体４８の剥き出し部分が挿入されてお
り、その位置決め枠３８から突出した部分の突出量にあ
わせて電極下地４０が形成されている。この電極下地４
０は後に説明するように絶縁性の接着剤を充填してなる
ものである。また、位置決め枠３８の非生体側にはケー
ブル外皮４４の一部を取り込んで所定の厚さをもって固
定台３６が形成されており、その固定台３６は例えば導
電性接着剤を充填してなるものである。ここで、電極下
地４０を構成する絶縁性接着剤は例えばエポキシ系のも
のを利用することが可能であり、これと同様に、固定台
３６を構成する導電性接着剤についてもエポキシ系のも
のを利用することが可能である。

【００３８】固定台３６には、複数のネジ穴３６Ａが貫
通孔として形成されており、また上述したバッキング２
２にも貫通孔としてのネジ穴２２Ｃが形成されている。
それらのネジ穴３６Ａ及び２２Ｃには、振動子ユニット
１０に接続ユニット１４を接続する際にネジ５２の軸部
が挿通され、その軸部の一端側にはナット５４が取付け
られる。すなわちネジ５２及びナット５４の締付によっ
て振動子ユニット１０と接続ユニット１４とが強固に連
結され、具体的には異方性導電部材４２を介して、複数
の電極パッド２２Ｂで構成される第２端子アレイと、複
数の電極パッド４０Ａで構成される第１端子アレイとが
電気的に接続される。ここで、異方性導電部材４２は弾
性を有しており、そのような弾性作用を利用して、各電
極パッド間における電気的な接続を安定かつ確実に行う
ことができる。

【００３９】図２に示されるように、バッキング２２に
は、各圧電素子１６に対応して複数の貫通孔２２Ｄが形
成されており、その貫通孔２２Ｄには引出線５６が設け
られている。引出線５６の一方端はバッキング２２の生
体側に形成された電極層２２Ａに接続されており、引出
線５６の他方端側はバッキング２２の非生体側の面に形
成された電極パッド２２Ｂに接続されている。ちなみ
に、電極層２２Ａは、圧電素子１６に形成された電極層
１６Ｂに例えば導電性接着剤などによって加圧接着され
ている。

【００４０】このバッキング２２内に複数の引出線５６
を設ける手法としては各種のものを挙げることができ、
例えば、位置決め枠３８などを利用した後述の充填法を
利用できる。すなわち、バッキング２２の基材としてエ
ポキシ樹脂を使用して、エポキシ樹脂が固化する前に引
出線５６を埋め込み、その後にエポキシ樹脂を硬化させ
て、引出線５６を整列保持するようにしてもよい。

【００４１】図２に示されるように、グランドリード１
８の両端部は振動子ユニット１０及び接続ユニット１４
の外周囲を取り囲んでケーブルの基端側に引き出されて
いる。そして、そのグランドリード１８は導電性をもっ
た固定台３６を介してあるいは導電性をもった位置決め
枠３８を介してケーブル３２のケーブルグランド４６に
電気的に接続されている。すなわち、固定台３６は、各
ケーブル３２の固定保持作用の他、各ケーブル３２が有
するケーブルグランド４６を相互に電気的に接続する機
能を有している。ちなみに、そのような固定台３６及び
位置決め枠３８が導電性を有していても、電極下地４０
が絶縁性を有しているため、各ケーブル内部導体５０や
電極パッド４０Ａの間における絶縁性が保たれている。

【００４２】次に、図３〜図７を用いて図１及び図２に
示した超音波探触子の製造方法について詳述する。

【００４３】図３において、まず最初に多芯ケーブル１
２に対して上述のようなその端部の剥き出し加工がなさ
れ、その剥き出し加工後に、治具６０によって保持され
た位置決め枠３８の各挿通孔に各ケーブル３２のケーブ
ル内部絶縁体剥き出し部分が挿入される。ここで、治具
６０は枠体６０Ａと底体６０Ｂとで構成され、それら全
体として皿状の形態を有している。

【００４４】上記のような位置決め枠３８の各挿通孔へ
のケーブル３２の挿入が完了した状態において、位置決
め枠３８と底体６０Ｂとの間に挟まれる空間内に所定量
のエポキシ系の接着剤が流し込まれる。それが固化する
ことにより電極下地４０が構成される。ただし、後に説
明するように、実際の製造にあたっては電極下地４０が
その表面から一定深さまで研削される。ちなみに、上記
の接着剤の充填にあたっては例えば枠体６０Ａに形成さ
れた注入孔６１を利用して接着剤を流し込むようにして
もよい。その場合においては所定の場所に空気穴などを
設けるのが望ましい。

【００４５】次に、図４に示すように、位置決め枠の他
方面側と枠体６０Ａとで囲まれる空間内に導電性をもっ
たエポキシ系の接着剤が流し込まれる。それが固化する
ことによって固定台３６が構成される。

【００４６】上述したように、この固定台３６は各ケー
ブル３２の配列を保持する機能及びケーブルグランド４
６を相互に電気的に接続する機能を有している。

【００４７】次に、図５に示すように、治具６０が取り
外され、その後電極下地４０に対して表面上から一定深
さにわたって研削処理がなされる。このような研削処理
により、ケーブル内部導体５０の端面が確実に露出する
ことになり、電気的な接続をより確実に行えるという利
点がある。ちなみに、図５に示す段階では、固定台３６
に対してネジ穴３６Ａの形成が行われる。

【００４８】次に、図６に示すように、電極下地４０の
表面上に各ケーブル内部導体５０の端面に対応させて複
数の電極パッド４０Ａが形成される。具体的には、ま
ず、電極下地４０の表面上に無電解メッキ処理によって
ニッケルを付着させ、次に、その上に電解メッキ処理に
よって金層を付着させる。その後、ダイシングによっ
て、生成された電極層を分離分割し、これによって個々
の電極パッド４０Ａを形成する。ちなみに、電極パッド
４０Ａの製造方法としては、上記の他にスパッタを利用
したものを挙げることができ、またエッチングなどを利
用してもよい。

【００４９】図７には、以上のように形成された複数の
電極パッド４０Ａを有する電極下地４０の正面図が示さ
れている。本実施形態においては、各部材が八角形の外
径を有しているが、このような形態には限られず、例え
ば円形の外径を有していてもよい。また、図７に示すよ
うに、接続ユニットには本実施形態において４つのネジ
穴３６Ａが形成されており、端子アレイの周囲全体にわ
たって均一に締付け作用を発揮させることができる。

【００５０】以上のように、多芯ケーブル１２に対して
接続ユニット１４が設けられると、図１及び図２に示し
たように、その接続ユニット１４と振動子ユニット１０
との間に異方性導電部材４２が介在配置されつつ、それ
らがネジ５２及びナット５４の締付け作用により加圧連
結されることになる。そのような状態では、複数の電極
パッド４０Ａで構成される第１端子アレイと、複数の電
極パッド２２Ｂで構成される第２端子アレイとが各端子
ごとにそれぞれ電気的に接続されることになる。これに
よって、最終的に、各圧電素子１６に対してそれに対応
するケーブル３２の内部導体を電気的に接続することが
可能となる。

【００５１】以上の構成において、例えばいわゆるスパ
ース型のアレイ振動子を構成する場合には、いずれかの
端子アレイにおける端子を取り除くことによって容易に
スパース型構成を実現できるという利点がある。また、
上述した接続ユニット１４の製造にあたり、形成された
電極パッド４０Ａについてそれぞれ電気的な良否を判定
する場合には、多芯ケーブル１２の基端側において選択
されたケーブル３２に所定の信号を流し込み、対応する
電極パッド４０Ａにてその信号を観測すれば、その動作
と各ケーブルの配列位置を容易に確認できるという利点
がある。

【００５２】上記実施形態においては、従来のように個
々の信号線ごとに個別的にはんだ付けを行う必要がな
く、また電極パッド４０Ａ，２２Ｂを利用しているの
で、メンテナンスを容易に行えるという利点がある。ま
た多芯ケーブル１２から複数の圧電素子１６までアレイ
構成が維持されているため、クロストークの問題を軽減
できると共に、最小限の容積で配線を行えるために超音
波探触子の形態を小型化できるという利点がある。本発
明に係る手法は特に２Ｄアレイ振動子を有する超音波探
触子の製造にあたってより効果が大きいが、もちろん１
Ｄアレイ振動子や１．５Ｄアレイ振動子などを製造する
場合においても効果を得ることができる。

【００５３】図２などに示した実施形態では、位置決め
枠３８がケーブル内部絶縁体４８の剥き出し部分の上端
（ケーブルグランド４６の剥き出し部分の端面に当接す
る位置）に設けられていたため、高さ方向の位置決めが
容易であるという利点があるが、必要に応じて、位置決
め枠３８をそれ以外の位置に設けてもよい。例えば、図
８に示すように、位置決め枠３８をケーブルグランド４
６の剥き出し部分に設け、基端側空間１００に導電性部
材を充填し、先端側空間１０２に絶縁性部材を充填する
ようにしてもよい。なお、符号１０４は治具の一部とし
ての底板の上面を示している。図８に示す場合には、導
電性部材で各ケーブルのケーブルグランドを電気的に接
続するため、符号４６Ａで示すように、ケーブルグラン
ド４６の剥き出し部分が位置決め枠３８の上側から部分
的に露出するようにする必要がある。

【００５４】また、図９に示すように、位置決め枠３８
を、ケーブル内部絶縁体４８の剥き出し部分上におい
て、上面１０４側へ引き下げた位置に設けるようにして
もよい。この場合にも基端側空間１００に導電性部材が
充填され、先端側空間１０２に絶縁性部材が充填され
る。更に、図１０に示すように、ケーブル内部導体５０
についても剥き出し加工を施し、例えばケーブル内部絶
縁体４８の剥き出し部分上に位置決め枠３８を設け、基
端側空間１００に導電性部材を充填し、先端側空間１０
２に絶縁性部材を充填するようにしてよい。いずれにし
ても各ケーブルが確実に保持され、各部材の機能が有効
に発揮される限りにおいて各種の態様を採用しうる。

【００５５】なお、スパース型アレイ振動子を構成する
場合には、それに含まれる複数の有効素子だけに複数の
ケーブルが電気的に接続されるように、第１端子アレイ
と第２端子アレイとの電気的な接続関係を設定する。す
なわち、例えば、通常通り２Ｄアレイ振動子を形成しつ
つも、有効素子以外の無効素子については個別的に電極
パッド２２Ｂ（図２参照）を除去するか、あるいは電極
パッド２２Ｂを形成しないようにすれば、結果として、
事実上の無効素子を形成することができる。もちろん、
電極パッド２２Ａや引出線５６などの他の信号伝達部材
を除去しても同様の作用を得ることができる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
アレイ振動子とケーブル群との電気的な接続を簡便かつ
確実に行える。また本発明によれば超音波探触子の製造
コストを削減できると共に、超音波探触子の動作信頼性
を向上できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る超音波探触子の要部構成を示す
斜視図である。

【図２】 本発明に係る超音波探触子の要部構成を示す
断面図である。

【図３】 本発明に係る超音波探触子の製造方法を説明
するための図である。

【図４】 本発明に係る超音波探触子の製造方法を説明
するための図である。

【図５】 本発明に係る超音波探触子の製造方法を説明
するための図である。

【図６】 本発明に係る超音波探触子の製造方法を説明
するための図である。

【図７】 マトリックス状に形成された複数の電極パッ
ドを示す図である。

【図８】 段階的な抜き出し加工がなされたケーブルと
位置決め板との関係を示す図である。

【図９】 段階的な抜き出し加工がなされたケーブルと
位置決め板との関係を示す図である。

【図１０】 段階的な抜き出し加工がなされたケーブル
と位置決め板との関係を示す図である。

【符号の説明】

１０ 振動子ユニット、１２ 多芯ケーブル、１４ 接
続ユニット（第１部材）、１６ 圧電素子、１８ グラ
ンドリード、２０ 整合層、２２ バッキング（第２部
材）、３０ 多芯ケーブル外皮、３２ ケーブル、３４
多芯フレームグランド、３６ 固定台、３８ 位置決
め枠、４０ 電極下地、４２ 異方性導電部材、４４
ケーブル外皮、４６ ケーブルグランド、４８ ケーブ
ル内部絶縁体、５０ ケーブル内部導体、５２ ネジ、
５４ ナット、５６ 引出線、６０ 治具。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 酒井 亮一 東京都三鷹市牟礼６丁目22番１号 アロカ 株式会社内 (72)発明者 小林 和裕 東京都三鷹市牟礼６丁目22番１号 アロカ 株式会社内 Ｆターム(参考） 4C301 AA01 EE12 EE13 EE16 EE17 GA02 GA04 GA07 GA20 GB09 GB10 GB18 GB19 GB20 GB22 GB33 GB35 GB39 JA17 5D019 AA25 AA26 BB02 BB19 BB28 HH01

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 端部が剥き出し加工されたケーブル群を
   アレイ状に整列保持する部材であって、各ケーブルのグ
   ランドを電気的に相互接続すると共に、各ケーブルの内
   部導体の端面配列としての第１端子アレイを形成する第
   １部材と、 複数の圧電素子から引き出された引出線群をアレイ状に
   整列保持する部材であって、各引出線の端面配列として
   の第２端子アレイを形成する第２部材と、 前記第１端子アレイと前記第２端子アレイとを位置決め
   しつつ相互に電気的に接続する接続手段と、 を含むことを特徴とする超音波探触子。
2. 【請求項２】 請求項１記載の超音波探触子において、 前記第１端子アレイと前記第２端子アレイとの間に、ア
   レイ面に沿った水平方向に絶縁性を有し、かつ、アレイ
   面と直交する垂直方向に導電性を有する異方性導電部材
   が設けられたことを特徴とする超音波探触子。
3. 【請求項３】 請求項２記載の超音波探触子において、 前記異方性導電部材は弾性体であり、 前記第１部材と前記第２部材とを加圧締結する締結部材
   が設けられたことを特徴とする超音波探触子。
4. 【請求項４】 請求項１記載の超音波探触子において、 前記各ケーブルの内部導体の端面には第１電極パッドが
   形成され、それらによって前記第１端子アレイが構成さ
   れたことを特徴とする超音波探触子。
5. 【請求項５】 請求項１記載の超音波探触子において、 前記各引出線の端面には第２電極パッドが形成され、そ
   れらによって前記第２端子アレイが構成されたことを特
   徴とする超音波探触子。
6. 【請求項６】 請求項１記載の超音波探触子において、 前記各ケーブルは、その端面から基端側へ所定範囲にわ
   たって形成された内部絶縁体の剥き出し部分と、前記内
   部絶縁体の剥き出し部分から基端側へ所定範囲にわたっ
   て形成されたグランドの剥き出し部分と、を有し、 前記第１部材は、前記内部絶縁体の剥き出し部分を整列
   保持する絶縁部と、前記グランドの剥き出し部分を整列
   保持する導体部と、を有することを特徴とする超音波探
   触子。
7. 【請求項７】 請求項６記載の超音波探触子において、 前記第１部材は、更に、前記各ケーブルにおける内部絶
   縁体の剥き出し部分を挿通させる複数の位置決め孔が形
   成された位置決め板を有し、 前記位置決め板の一方面と前記各ケーブルの端面との間
   に前記絶縁部が形成されたことを特徴とする超音波探触
   子。
8. 【請求項８】 複数のケーブルを内包する多芯ケーブル
   について、各ケーブルごとに内部絶縁体及びグランドの
   段階的な剥き出し加工を行う工程と、 第１の位置決め板に形成されたアレイ状の各位置決め孔
   に前記各ケーブルの内部絶縁体又はグランドの剥き出し
   部分を挿通する工程と、 前記各ケーブルの端面から前記第１の位置決め板の一方
   面までの先端側空間に絶縁性部材を充填する工程と、 前記絶縁性部材の表面上に、前記各ケーブルの内部導体
   の端面配列に対応した第１端子アレイを形成する工程
   と、 前記第１の位置決め板の他方面からケーブル基端側への
   一定範囲までの基端側空間に導電性部材を充填し、各ケ
   ーブルのグランド剥き出し部分を相互に電気的に接続す
   る工程と、 複数の圧電素子からアレイ状に引き出された複数の引出
   線がバッキングに挿通された状態を形成し、そのバッキ
   ングの裏面側に、前記各引出線の端面配列に対応した第
   ２端子アレイを形成する工程と、 前記第１端子アレイと前記第２端子アレイとを位置決め
   しつつ相互に電気的に接続する工程と、 を含むことを特徴とする超音波探触子の製造方法。
9. 【請求項９】 請求項８記載の方法において、 前記絶縁性部材及び前記導電性部材の充填時に、前記先
   端側空間及び前記基端側空間を囲い込む治具が利用され
   ることを特徴とする超音波探触子の製造方法。
10. 【請求項１０】 請求項８記載の方法において、 前記複数の圧電素子の裏面側に前記複数の引出線が埋設
    されるようにバッキング組成材を充填してそれを固化さ
    せ、 これにより前記複数の引出線がバッキングに挿通された
    状態が形成されることを特徴とする超音波探触子の製造
    方法。
11. 【請求項１１】 請求項８記載の方法において、 第２の位置決め板に形成された各位置決め孔に各引出線
    を挿通する共に、前記第２の位置決め板と前記複数の圧
    電素子との間に充填空間を形成し、その充填空間にバッ
    キング組成材を充填してそれを固化させ、 これにより前記複数の引出線がバッキングに挿通された
    状態が形成されることを特徴とする超音波探触子の製造
    方法。
12. 【請求項１２】 請求項８記載の方法において、 前記第１端子アレイを形成する工程は、 前記絶縁性部材の表面を研削して前記各ケーブルの内部
    導体の端面を露出させる工程と、 前記研削後の絶縁性部材の表面上に、前記各ケーブルの
    内部導体の端面に対応させて複数の電極パッドを形成す
    る工程と、 を含み、 前記第２端子アレイを形成する工程は、 前記バッキングの裏面上に、前記各引出線の端面に対応
    させて複数の電極パッドを形成する工程を含むことを特
    徴とする超音波探触子の製造方法。
13. 【請求項１３】 請求項８記載の方法において、 前記第１端子アレイと前記第２端子アレイとの間に異方
    性導電部材が介在配置されたことを特徴とする超音波探
    触子の製造方法。
14. 【請求項１４】 請求項８記載の方法において、 前記第１の位置決め板の位置決め孔の配列、前記第１端
    子アレイの配列、前記第２端子アレイの配列及び前記複
    数の引出線の配列は、前記複数の圧電素子の配列に一致
    することを特徴とする超音波探触子の製造方法。
15. 【請求項１５】 請求項８記載の方法において、 前記複数の振動子には超音波の送受波を実際に行う複数
    の有効素子とそれ以外の複数の無効素子とが含まれ、 前記複数のケーブルを前記複数の有効素子のみに対して
    電気的に接続されるように、前記第１端子アレイと前記
    第２端子アレイとの電気的な接続関係が形成されること
    を特徴とする超音波探触子の製造方法。