JP2005296536A - 超音波探触子 - Google Patents

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Abstract

【目的】シールド機能を維持して、印加電圧による音響整合層の破壊を防止して耐電圧性を維持した超音波探触子を提供する。
【構成】圧電板の外周側面をシールドケースで覆い、前記圧電板及び前記シールドケースを含めた超音波の送受波面に音響整合層を設けてなる超音波探触子において、前記シールドケースの少なくとも開口端面を含む先端側に耐電圧材を設けた構成とする。前記圧電板は遮蔽板によって分割され、前記遮蔽板の端面を含めた先端側に耐電圧材を設けた分割型の超音波探触子とする。また、前記耐電圧材はポリイミドテープとする。
【選択図】図１

Description

本発明は超音波探触子を技術分野とし、特にシールドケースを有する超音波探触子に関する。
（発明の背景）超音波探触子は例えば医用とした超音波診断装置の超音波送受波源として広く知られている。このようなものの一つに、圧電板の外周をシールドケースで覆った超音波探触子がある。
（従来技術の一例）第４図は一従来例を説明する超音波探触子の断面図である。
超音波探触子は例えば圧電板１、内ケース２、シールドケース３、外ケース４及び音響整合層５を備えてなる。圧電板１は両主面に図示しない駆動電極を有し、表面側の駆動電極は裏面側に接続部が延出する。そして、一対のリード線６が裏面側に接続する。
内ケース２は開口面側に段部を有し、圧電板１の外周を保持する。そして、圧電板１の裏面側には制動機能を有するバッキング材７が例えば樹脂の流し込みによって設けられる。シールドケース３は内ケース２の外周に設けられ、開口端面を送受波面に接近させて圧電板１の外周を覆う。これにより、外来雑音の侵入を防止して誤診を防止する。
外ケース４は、シールドケース３の外周に設けられる。音響整合層５は圧電板１の前面（送受波面）、内ケース２、シールドケース３及び外ケース４の開口端面に設けられ、送受波面の全面を覆う。圧電板１の前面に設けられる音響整合層５の厚みは一般に超音波波長のλ／４に設定される。また、送受波面が当接する生体の安全を確保するため、送受波面の全面に設けられる。
特開２０００−１１５８９１号公報 特開２００４−５７８０６号公報
（従来技術の問題点）しかしながら、上記構成の超音波探触子では、シールドケース３に起因して耐電圧性を維持できない問題があった。すなわち、上記構成の超音波探触子では、シールドケース３の開口端面は幅も小さく高電圧の印加によって開口端面近傍（先端側）に電界が集中する。これにより、点線枠Ｐで示す特に開口端面近傍の音響整合層５が破壊する問題があった。
なお、この種の超音波探触子では、通常、４ＫＶの電圧を印加しても破壊を生ずることなく正常に動作する耐電圧性を求められる。例えば圧電素子の両主面の駆動電極及びシールドケース３を外部結線でアース電位として、音響整合層５の前面との間に４ＫＶの電圧を印加して検査する。
（発明の目的）本発明はシールド機能を維持して耐電圧性を維持した超音波探触子を提供することを目的とする。
本発明は、特許請求の範囲（請求項１）に示したように、圧電板の外周側面をシールドケースで覆い、前記圧電板及び前記シールドケースを含めた超音波の送受波面に音響整合層を設けてなる超音波探触子において、前記シールドケースの少なくとも開口端面を含む先端側に耐電圧材を設けた構成とする。
上記構成によって、印加電圧が耐電圧材に分圧されてシールドケースの先端側での音響整合層の破壊を防止する。
本発明の請求項２に示したように、請求項１の前記圧電板は遮蔽板によって分割され、前記遮蔽板の端面を含めた先端側に耐電圧材を設ける。これにより、分割型とした特にドップラー型とする際、遮蔽板の先端側での音響整合層の破壊を防止する。
同請求項３に示したように、請求項１の前記耐電圧材はポリイミドテープとする。これにより、容易に耐電圧性を高められる。
第１図は本発明の第１実施例を説明する超音波探触子の断面図である。なお、前従来例と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。
超音波探触子は前述同様に裏面側にバッキング材７を充填された圧電板１を内ケース２の段部に保持する。そして、シールドケース３で圧電板１の外周を覆って外ケース４を設け、送受波面の全面に音響整合層５を設けてなる。
そして、この実施例では、シールドケース３の開口端面を含む先端側に耐電圧材８を設けてなる。耐電圧材８は例えばポリイミドとした市販の樹脂テープとし、これを先端側の全周に貼着する。樹脂テープの耐電圧強度は概ね400KV／mmであり、この例では25μmの厚みとして10KVの耐電圧強度とする。
このような構成であれば、超音波探触子の送受波面とアースとの間に印加された電圧Ｖ0は、第２図に模式的に示したように音響整合層５と耐電圧材（ポリイミドテープ）８とに分圧されてそれぞれＶ1、Ｖ2になる。そして、音響整合層５には一般に耐電圧強度が20KV／mmのエポキシ樹脂が使用されるため、ポリイミド樹脂とした耐電圧材８の絶縁抵抗が格段に大きい。
したがって、音響整合層５に印加される分圧された電圧Ｖ1は小さくなるので、電圧破壊を防止できる。
第３図は本発明の第２実施例を説明する超音波探触子の断面図である。なお、前第１実施例と同一部分の説明は省略又は簡略する。
第２実施例では超音波探触子は圧電板１を分割した送信用と受信用の圧電板１（ａｂ）からなる。そして、送受用の圧電板１（ａｂ）間に遮蔽板９を設けてなる。これは、例えば送信用の圧電板１ａから超音波を送出して、受信用の圧電板１ｂで受波し、特に血流等を測定する所謂ドップラー型として知られるものである。なお、この場合はエアーダンパーとする。
そして、ここでは、前述した耐電圧材８としてのポリイミドテープをシールドケース３のみならず、遮蔽板９の端面を含む先端側に設ける。このような構成であれば、遮蔽板９の先端側における音響整合層５の破壊をも同様な理由によって防止する。
（他の事項）上記実施例では耐電圧材８はポリイミドテープとしたが、これに限らず、例えば耐電圧性の樹脂を塗布（コーティング）してもよく任意に選択できる。また、シールドケース３は内ケース２と外ケース４の間に介在したが、要は圧電板１の外周をシールドケース３の外周を覆って音響整合層５が設けられた構成の場合に適用できる。また、圧電板１は単板又は分割板としたが、複数の圧電素子を並べた配列型の場合でも同様に適用できる。
本発明の第１実施例を説明する超音波探触子の断面図である。 本発明の第１実施例の作用を説明する模式図である。 本発明の第２実施例を説明する超音波探触子の断面図である。 従来例を説明する超音波探触子の断面図である。
符号の説明
１ 圧電板、２ 内ケース、３ シールドケース、４ 外ケース、５ 音響整合層、６ リード線、７ バッキング材、８ 耐電圧材、９ 遮蔽板。

Claims (3)

  1. 圧電板の外周側面をシールドケースで覆い、前記圧電板及び前記シールドケースを含めた超音波の送受波面に音響整合層を設けてなる超音波探触子において、
    前記シールドケースの少なくとも開口端面を含む先端側に耐電圧材を設けたことを特徴とする超音波探触子。
  2. 前記圧電板は遮蔽板によって分割され、前記遮蔽板の端面を含めた先端側に前記耐電圧材を設けた請求項１の超音波探触子。
  3. 前記耐電圧材はポリイミドテープである請求項１又は２の超音波探触子。
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