JP2003309890A - 超音波探触子 - Google Patents

超音波探触子

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JP2003309890A
JP2003309890A JP2002115355A JP2002115355A JP2003309890A JP 2003309890 A JP2003309890 A JP 2003309890A JP 2002115355 A JP2002115355 A JP 2002115355A JP 2002115355 A JP2002115355 A JP 2002115355A JP 2003309890 A JP2003309890 A JP 2003309890A
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Shigeyoshi Hasegawa
重好 長谷川
Kazuyoshi Irioka
一吉 入岡
Jun Koizumi
順 小泉
Michiyo Hirayama
道代 平山
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Abstract

(57)【要約】 【課題】音響ウインドウと超音波振動子間に介在する音
響伝播液のウインドウ材料内への浸潤とウインドウ外部
への透過を防止し、ウインドウ内部の音響伝播液の圧力
を維持することのできる超音波探触子を提供する。 【解決手段】被検体に接触し超音波が通過する音響ウイ
ンドウ４の内面に気体及び液体の浸潤と透過を防止する
ポリパラキシレン層３と、超音波送受信する振動子２
と、振動子２よりの超音波を伝播する音響伝播液５とを
備え、音響伝播液５が音響ウインドウ４に包囲される密
封状態を形成し、音響伝播液５の圧力変化を小さくす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は音響ウインドウを有
した超音波探触子の気体および液体透過阻止構造に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】超音波探触子は、魚群探知器や生体を対
象とした超音波診断装置などに用いられている。従来、
この種の超音波探触子は特開平０２―９８３４１号公報
に記載されたものが知られている。図４に示す従来の超
音波探触子は、超音波を送受波する振動子１１と、音響
ウインドウ１９と超音波媒体としての音響伝播液２７で
構成されており、音響ウインドウ１９を被検体に接触さ
せ、音響伝播液の密封状態を維持しつつ振動子１１を機
械的に走査して超音波送受波を行なっていた。また、振
動子１１はハウジング１２内に格納され、両端には回転
軸１２ａ，１２ｂが設けられ、下側には傘歯車１８が固
着されている。回転軸１２ａ，１２ｂは中空軸で信号ケ
ーブル用のリール１５が固着されている。回転軸１２
ａ，１２ｂは、円環状の支持体２４に装着される２個の
軸受２３によって支承され、支持体２４は筒体２５の上
部に固定されている。モータの出力軸１３の先端には傘
歯車１７が固着され、軸部にはシール１４が装着されて
いる。支持体２４の外周面にはＵ字溝が形成され、ここ
にＯリング２０が挿入されている。音響ウインドウ１９
の下部の外側には連続したリング状のバンド２１が嵌め
られその締め付け力によってＯリング２０がとの接触個
所がシールされる。そして、全体は外部ハウジング２６
に収納されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
超音波探触子においては、音響伝播液の気密性を必要と
しながらも音響ウインドウ１９への浸透、さらに音響ウ
インドウ１９外側への透過があり、暖期外気温環境にて
数ヶ月程度で内部圧力下限値を基準とすると負圧とな
り、初期状態を維持するために随時音響伝播液２７を補
充しなければならないという問題があった。
【０００４】本発明は、従来の問題を解決するため、液
体及びガス遮断性の高いバリア層により音響ウインドウ
からの音響伝播液の透過を防止し、液量の減少を抑止し
て補充を回避することのできる超音波探触子を提供する
ことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明の超音波探触子は、超音波を送受波する圧電体か
らなる素子と、前記素子を包囲する音響ウインドウ内に
超音波伝播液が充填されている超音波探触子であって、
前記音響ウインドウには、液体及び気体透過を遮断する
バリア層が形成されていることを特徴とする。
【０００６】前記バリア層は、前記音響ウインドウの内
面または外側に形成されていても良いが、好ましくは内
側である。また、前記バリア層はポリパラキシリレンま
たは金属薄膜により形成されていることが好ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明において、音響ウインドウ
は、例えばポリ（メチルペンテン−１）の厚さ１〜３ｍ
ｍ程度のものを用いる。体表への押し当てに対して変形
が少なくて抽出画像が歪まず、超音波減衰が許容できる
程度の厚さだからである。これは従来例のものを用いる
ことができる。この音響ウインドウの内面には、液体及
び気体透過を遮断するバリア層を形成する。バリア層と
しては、ポリパラキシレリン層の場合は、液体透過阻止
性および製造方法から厚さ０．１μｍ〜５００μｍが可
能だが、膜の取り扱い性や生産性面から１μｍ〜１００
μｍが好適である。
【０００８】金属層の場合は、例えば厚さ０．１〜３０
μｍ程度のアルミニウムを用いることが好ましい。蒸着
膜厚形成容易な厚さでバリア効果は０．１μｍでも十分
に発揮できる。
【０００９】ポリパラキシリレン層を用いる場合は、音
響ウインドウの内面とポリパラキシリレン層を堆積密着
させて形成するのが好ましい。
【００１０】ポリパラキシレリン層はジパラキシレリン
を化学蒸着してポリパラキシレリン樹脂層として形成す
ることができ、スリーボンド社製商品名”パリレン”な
どが適用できる。前記ポリパラキシレリン樹脂について
さらに詳しく説明する。この樹脂は、ます下記式（化
１）に示すように、パラキシレンを約９００℃、水存在
下で熱分解してラジカル化し、ベンゼン又はトルエン中
で５０〜２５０℃に急冷する。これにより、ジパラキシ
レンが得られる。
【００１１】
【化１】
【００１２】得られたジパラキシレンを下記式（化２）
に示すように、低圧下において約６００℃に昇温し、熱
分解させ、パラキシリレンラジカルガス中間体にする。
このガスは非常に反応性に富んでおり、これを音響ウイ
ンドウ内面表面に導くと、凝縮して重合し、分子量約５
０万の高分子量のポリパラキシリレンが得られる。した
がって、蒸着法により被膜を形成できる。なお、（化
２）において、ｎはくり返し単位を示す。
【００１３】
【化２】
【００１４】本発明によれば、極めて薄い層が形成で
き、音響伝播液の透過流出を防止することができる。
【００１５】さらに、本発明の超音波探触子は、音響ウ
インドウ内面のバリア層として、金属性薄膜を貼り付け
てもよい。これにより、一層薄膜の層が形成でき、音響
伝播液の透過による流出を防止することができる。
【００１６】本発明の予備タンクは、伝播液の圧力保持
および体積変化のバッファ作用を有する。この構成によ
り、音響ウインドウ内の音響伝播液は音響ウインドウ材
料への浸潤および外部への透過が防止される。
【００１７】（第１の実施の形態）以下、本発明の実施
の形態について、図面を用いて説明する。図１は本発明
の第１の実施の形態における超音波探触子の断面図であ
る。
【００１８】図１において、モータ１は、超音波を送受
波する素子２の回転駆動源に接続されている。音響ウイ
ンドウ４は内面に厚さ５μｍのポリパラキシリレン層３
が密着して形成されている。音響ウインドウ４の内部に
は音響伝播液５が充満している。そして図示しない音響
伝播液予備タンクが設けられている。この予備タンクは
液体の温度変化等による圧力変動吸収および作動圧力を
維持する。
【００１９】薄膜層形成にはスリーボンド社製商品名”
パリレン”のように真空蒸着法のように堆積方法を採用
し、膜厚層や単純形状には貼り付け方法を採用すること
で効率良く施工することができる。このようにして形成
されたポリパラキシリレン層３は通常の室内環境におい
ての使用の場合、液体の透過による液量の減少が極めて
少なく、これにより内圧の降下もほとんどないので、安
定した音響ウインドウ４の形状が確保できる。
【００２０】以上のように構成された超音波探触子につ
いて、図２を用いてその動作を説明する。まず、モータ
１は自己回転型で素子２を搭載し回転による機械走査を
行う。素子２より発振された音波は音響ウインドウ４内
の音響伝播液５を介し音響ウインドウ４を透過し被検体
にあたり反射し、戻って来る超音波を素子２にて受信す
る。受信された超音波は電気信号に変換され、図示しな
い電線にて同図示しない処理回路に送られる。
【００２１】前記第１の実施の形態によれば音響ウイン
ドウ４の内面にポリパラキシリレン層３を設けることに
より音響伝播液５の音響ウインドウ４材料への浸潤ある
いは透過を防止することができ、音響ウインドウ４の形
状が維持され音響伝播液５が充満されていることにより
忠実な超音波の伝播を行うことができる。
【００２２】本発明の第１の実施の形態においては、ポ
リパラキシリレン層３を音響ウインドウ４の内面に設け
ることとしたが、音響ウインドウの外面に設けても良
い。あるいは、複数層で形成した音響ウインドウの層間
に挟まれた間の面に設けても同様の効果が得られる。
【００２３】以上のとおり、本実施形態によれば、被検
体に接触し超音波が通過する音響ウインドウ４の内面に
気体及び液体の浸潤と透過を防止するポリパラキシレン
層３と、超音波送受信する振動子２と、振動子２よりの
超音波を伝播する音響伝播液５とを備え、音響伝播液５
が音響ウインドウ４に包囲される密封状態を形成し、音
響伝播液５の圧力変化を小さくする。これにより、音響
ウインドウと超音波振動子間に介在する音響伝播液のウ
インドウ材料内への浸潤とウインドウ外部への透過を防
止し、ウインドウ内部の音響伝播液の圧力を維持するこ
とのできる超音波探触子を提供できる。
【００２４】（第２の実施の形態）次に、本発明の第２
の実施の形態の超音波探触子を図３に示す。図３におい
て、音響ウインドウ４の内面の金属膜層６はアルミニウ
ム、金等の蒸着膜または貼り付け膜で構成されている。
金属薄膜の好ましい厚さは０．１〜３０μｍが好適であ
る。
【００２５】以上のように構成された超音波探触子につ
いて、図３を用いてその動作を説明する。まず、モータ
１は自己回転型で素子２を搭載し回転による機械走査を
行う。素子２より発振された音波は音響ウインドウ４内
の音響伝播液５を介し音響ウインドウ４、金属膜層６を
通過し被検体にあたり、反射して戻って来る超音波を素
子２にて受信する。受信された超音波は電気信号に変換
され、図示しない電線にて処理回路に送られる。
【００２６】以上のように本発明の、第２の実施の形態
によれば音響ウインドウ４の内面に金属膜層を設けるこ
とにより音響伝搬液５の音響ウインドウ材料への浸潤あ
るいは透過を防止することができ、音響ウインドウ４の
形状が維持され、音響伝播液５が充満されていることに
より忠実な超音波の伝播を行うことができる。また、音
響ウインドウ内面は金属膜層を露出させることなくウイ
ンドウ材質と同材質の同厚被覆を設けても良く、成形に
おける密着性を上げるため金属膜の一部に貫通部を設け
ることも良い。また、素子２をモータ１で回転させる機
械走査式の構成した例について説明したが、短冊状に配
列して成るアレイ素子による電子走査式の構成でも同様
に実施可能である。
【００２７】なお、以上の説明では、バリヤ層をポリパ
ラキシリレンまたは金属蒸着膜で構成した例について説
明したが、バリヤ層をポリパラキシリレン及び金属蒸着
膜の２層で構成してもよい。また、これに限らず音響伝
播液に対応した物性を有する膜を設けることについても
同様に実施可能である。
【００２８】
【発明の効果】以上のように本発明は、音響ウインドウ
内面にガスリキッドバリアの層を設けることにより音響
伝搬液の音響ウインドウ材料への浸潤および透過を阻止
でき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】
【図１】本発明の第１の実施の形態における超音波探触
子の概略断面図。
【図２】本発明の第１の実施の形態における超音波探触
子の拡大断面図。
【図３】本発明の第２の実施の形態における超音波探触
子の拡大断面図。
【図４】従来の超音波探触子の断面図。
【符号の説明】
１ モータ ２ 素子 ３ ポリパラキシリレン層 ４ 音響ウインドウ ５ 音響伝搬液 ６ 金属膜層 ７ 音響レンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小泉 順 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目３番１ 号 松下通信工業株式会社内 (72)発明者 平山 道代 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目３番１ 号 松下通信工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2G047 EA11 GA01 GB32 GB33 4C301 BB26 EE12 GA20 GB33 GB34 GC12 GC25 4C601 BB05 BB09 EE10 GB41 GB42 GC09 GC10 GC21 GC24 GC25 5D019 AA14 AA19 EE01 FF02 FF04

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 超音波を送受波する圧電体からなる素子
    と、前記素子を包囲する音響ウインドウ内に超音波伝播
    液が充填されている超音波探触子であって、 前記音響ウインドウには、液体及び気体透過を遮断する
    バリア層が形成されて いることを特徴とする超音波探触子。
  2. 【請求項２】 前記バリア層が前記音響ウインドウの内
    面に形成されている請求項１に記載の超音波探触子。
  3. 【請求項３】 バリア層がポリパラキシリレンにより形
    成されている請求項１または２に記載の超音波探触子。
  4. 【請求項４】 バリア層が金属薄膜である請求項１〜３
    のいずれかに記載の超音波探触子。
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