JP2015202401A - 超音波プローブ - Google Patents

Abstract

【課題】トランスデューサで発生した熱をヒートパイプと放熱部を介して超音波プローブの外部に放出することのできる超音波プローブを提供する。【解決手段】超音波プローブは、ハウジング７０と、前記ハウジング７０の内部に設置される超音波を生成するトランスデューサ１０と、前記トランスデューサ１０で発生する熱を伝達するヒートパイプ２０と、前記ヒートパイプ２０と接続されて前記ヒートパイプ２０を介して伝達された熱を前記ハウジング７０の外部に放出する放熱部３０と、前記ハウジング７０の内部空間を分離する隔壁５０とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、超音波プローブ（Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｐｒｏｂｅ）に関し、特に、疾病を診断するための超音波診断装置の超音波プローブに関する。

超音波診断装置は、対象体（被検者等）の表面から対象体内部のターゲット部位に向けて超音波を照射し、反射した超音波エコー信号を受信して軟部組職の断層や血流に関するイメージを非侵襲で得る装置である。

超音波診断装置は、Ｘ線装置、ＣＴスキャナ（ＣｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ Ｓｃａｎｎｅｒ）、ＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｅ）、核医学診断装置などの他の画像診断装置と比較した場合、小型かつ低コストであり、リアルタイムで診断画像を表示することができるという長所がある。
また、放射線被爆の危険がないので、安全性が高いという長所がある。
したがって、産婦人科の診断から、心臓、腹部、泌尿器科の診断等にいたるまで広く用いられている。

超音波診断装置は、対象体内部の画像を得るために超音波を対象体に放射し、対象体から反射された超音波エコー信号を受信する超音波プローブを含む。
一般に、超音波プローブにおいて超音波を生成するトランスデューサ（ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）では電気的エネルギーを機械的振動エネルギーに変換して超音波を生成する圧電物質が広く用いられる。

しかし、近年では、新しい概念のトランスデューサである静電容量型の微細加工超音波トランスデューサ（ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ；ｃＭＵＴ、以下、ｃＭＵＴという）が開発されている。

ｃＭＵＴは、微細加工された数百又は数千個からなる薄膜の振動を利用して超音波を送受信する新しい概念の超音波トランスデューサであって、マイクロ電子機械システム（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ；ＭＥＭＳ）技術をベースにして製作される。
一般の半導体製造工程で使用する半導体基板に、下部電極及び絶縁層を形成し、下部電極を含む絶縁層の上部にエアーギャップを形成した後、エアーギャップ上に数〜数千Åの厚さの薄膜及び上部電極を形成するとエアーギャップを間に置いたキャパシタが形成される。

このように製作したキャパシタに交流電流を印加すると薄膜が振動し、これによって超音波が発生する。
逆に、外部からの超音波により薄膜が振動すると、キャパシタの静電容量が変わるようになり、このような静電容量の変化を検出することで超音波を受信する。

このようなｃＭＵＴは、その１つの直径が数十μｍに過ぎないので、数万個を配列したとしても、その大きさは数ｍｍに過ぎない。
また、半導体製造工程により一度の製作工程で、数万個のセンサを同時に正確に所望する位置に配列することができ、ｃＭＵＴに電気的信号の印加のために、ｃＭＵＴエレメントがフリップチップポンディングのようなチップボンディング方式によってＡＳＩＣと接続されるので、従来のワイヤリングによる工程における厄介な問題を解決することができるという長所がある。
このようなｃＭＵＴの長所は、最近の趨勢の２Ｄアレイのトランスデューサ製作に適合し、多チャンネルトランスデューサの開発を容易とする。

しかしながら、トランスデューサチャンネルが少ない場合はプローブを駆動するための電気回路などから発生する発熱量が１Ｗ程度で、プローブケースを介して自然に放出、放散される程度であったが、トランスデューサが多チャンネル化されるにつれ、その発熱量が７Ｗレベルにまで増加して超音波プローブの放熱や冷却のための技術開発が必要とされるという問題がある。

本発明は上記従来の超音波プローブにおける問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、トランスデューサで発生した熱を、ヒートパイプと放熱部を介して超音波プローブの外部に放出することができる超音波プローブを提供することにある。

上記目的を達成するためになされた本発明による超音波プローブは、ハウジングと、前記ハウジングの内部に設置される超音波を生成するトランスデューサと、前記トランスデューサで発生する熱を伝達するヒートパイプと、前記ヒートパイプと接続されて前記ヒートパイプを介して伝達された熱を前記ハウジングの外部に放出する放熱部と、前記ハウジングの内部空間を分離する隔壁とを有することを特徴とする。

前記ハウジングの内部に設置される電子装置をさらに有し、前記隔壁は、前記電子装置が設置された空間と前記放熱部が設置された空間とを分離することが好ましい。
前記電子装置と電気的に接続されるケーブルをさらに有し、前記ハウジングは、前記ケーブルを前記ハウジングの外部に延長するために、前記ハウジングの後端を延長して設けられるケーブル延長部を含み、前記ケーブル延長部は、前記ケーブルが前記放熱部又は前記ヒートパイプと干渉しないように、前記ハウジングの後端に偏心されて設けられることが好ましい。
前記ヒートパイプは、前記トランスデューサで発生した熱を超音波が照射される方向と反対方向に伝達することが好ましい。
前記隔壁により分離された放熱部をカバーする前記ハウジングの部位には、空気が通過できるベントホールが設けられることが好ましい。
前記放熱部は、前記ヒートパイプから伝達される熱を放散するフィン（ｆｉｎ）を含むことが好ましい。
前記放熱板によって放散された熱を外部に放出させる放熱ファンをさらに含むことが好ましい。

また、上記目的を達成するためになされた本発明による超音波プローブは、ハウジングと、前記ハウジングの内部に設置される超音波を生成するトランスデューサと、前記トランスデューサで発生した熱を伝達するヒートパイプと、前記ヒートパイプと接続されて前記ヒートパイプを介して伝達された熱を前記ハウジングの外部に放出する放熱部とを有し、前記放熱部は、前記ハウジングの内部空間を分離するように設けられることを特徴とする。

前記ハウジングの内部に設置される電子装置をさらに有し、前記放熱部は、前記ハウジングの内部空間を分離して前記電子装置が設けられた空間とは分離独立するように設けられることが好ましい。
前記放熱部は、前記放熱部をカバーする前記ハウジングの形状に対応する形状を有することが好ましい。

また、上記目的を達成するためになされた本発明による超音波プローブは、第１ハウジングと、前記第１ハウジングの内部に設置される超音波を生成するトランスデューサと、前記トランスデューサで発生した熱を伝達するヒートパイプと、前記ヒートパイプと接続されて前記ヒートパイプを介して伝達された熱を外部に放出する第２ハウジングとを有することを特徴とする。

前記第２ハウジングは、アルミニウム、銅、又はそれらの合金で形成されることが好ましい。
前記第１ハウジングに設置される電子装置と、前記電子装置と電気的に接続されるケーブルとをさらに有し、前記第２ハウジングは、前記ケーブルを前記第２ハウジングの外部に延長するために前記第２ハウジングの後端を延長して設けられるケーブル延長部を含み、前記ケーブル延長部は、前記ケーブルが前記ヒートパイプと干渉しないように、前記第２ハウジングの後端に偏心されて設けられることが好ましい。

本発明に係る超音波プローブによれば、超音波プローブで発生する熱を効率的に外部に放出して超音波プローブの熱的安全性を向上させることができるという効果がある。

本発明の第１の実施形態による超音波プローブの構造を概略的に示す断面図である。 図１の超音波プローブが把持された状態を示す図である。 本発明の第２の実施形態による超音波プローブの構造を概略的に示す断面図である。 図３の超音波プローブが把持された状態を示す図である。 ヒートパイプの動作原理を説明するための概略断面図である。 本発明の第３の実施形態による超音波プローブの構造を概略的に示す断面図である。 本発明の第４の実施形態による超音波プローブの構造を概略的に示す断面図である。 本発明の第５の実施形態による超音波プローブの構造を概略的に示す断面図である。 本発明の第６の実施形態による超音波プローブの構造を概略的に示す断面図である。 図９の超音波プローブの第２ハウジングを示す斜視図である。

次に、本発明に係る超音波プローブを実施するための形態の具体例を図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態による超音波プローブの構造を概略的に示す断面図であり、図２は、図１の超音波プローブが把持された状態を示す図であり、図３は、図１に示す超音波プローブからその構造が一部変形された本発明の第２の実施形態による超音波プローブの構造を概略的に示す断面図であり、図４は、図３の超音波プローブが把持された状態を示す図である。

図１〜図４を参照すると、超音波プローブは、トランスデューサ１０、トランスデューサ１０で発生した熱を伝達するヒートパイプ２０、ヒートパイプ２０を介して伝達された熱を超音波プローブの外部に放出する放熱部３０を含む。

トランスデューサ１０の実施形態としては、従来の超音波プローブ装置に主に使用された磁性体の磁歪効果を利用する磁歪超音波トランスデューサ（Ｍａｇｎｅｔｏｓｔｒｉｃｔｉｖｅ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）や、圧電物質の圧電効果を利用する圧電超音波トランスデューサ（Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）なども用いられるが、本発明では微細加工された数百又は数千個の薄膜の振動を利用して超音波を送受信する静電容量型微細加工超音波トランスデューサ（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ、以下、ｃＭＵＴと略称する）を主に用いるものとする。

ヒートパイプ２０は、トランスデューサ１０で発生した熱を超音波の照射方向と反対方向に、すなわち、図１等に示すｙ軸方向に伝達する。

図５は、ヒートパイプ２０の作動原理を説明するための概略断面図である。
ヒートパイプ２０は、密閉されたパイプ状の容器内に作動流体を注入密封して、真空状態にした装置である。
ヒートパイプ２０内部において作動流体は、２つの状態変化が存在して熱を伝達する。

図５を参照すると、ヒートパイプ２０の蒸発部２１に熱が加わると外壁を介する熱伝導によって熱がヒートパイプ２０内部に伝達される。
高い圧力のヒートパイプ２０内部では、低い温度でも微細構造（毛細管構造：ｗｉｃｋ）２３表面で作動流体の蒸発が起きる。

作動流体の蒸発により、蒸発部２１は気体密度と圧力が増加することとなり中心部の気体通路においては相対的に気体密度と圧力が低い凝縮部２２の方向に圧力勾配が形成されて気体が移動する。
このとき、移動する気体は、蒸発潜熱分の多量の熱を有して移動する。

凝縮部２２に移動した気体は、相対的に低い温度の凝縮部２２内壁で凝縮されながら熱を放出し、さらに液体状態に回帰する。
液体状態に回帰した作動流体は、微細構造２３の毛細管圧力又は重力により微細構造２３内部の気孔を介して再び蒸発部２１の方に移動する。
このような過程が繰り返されることで熱の伝達が持続的に行われる。

ヒートパイプ２０の蒸発部２１は、トランスデューサ１０で発生した熱を吸収するヒートスプレッダ１１に接触するように設けられ、ヒートパイプ２０は上述の熱伝逹過程によりトランスデューサ１０で発生した熱を超音波プローブの後方に伝達する。

ヒートスプレッダ１１は、アルミニウムのような熱伝導性の高い金属で形成される。
ヒートスプレッダ１１は、熱が発生するトランスデューサ１０と熱的に接触してトランスデューサ１０から発生した熱を吸収する。

ヒートパイプ２０は、このようなヒートスプレッダ１１から吸収した熱を効率的に伝達するために、ヒートスプレッダ１１に所定の深さ分挿入されてヒートスプレッダ１１と接触する。
ヒートパイプ２０を介して伝達された熱は、ヒートパイプ２０の凝縮部２２に設けられた放熱部３０を介して超音波プローブの外部に排出される。

図１を参照すると、放熱部３０は、ヒートパイプ２０から伝達された熱を放散できるように、アルミニウムのような金属で形成された板状の複数のフィン（ｆｉｎ）３１を含む。
ヒートパイプ２０の凝縮部２２は放熱部３０のフィン３１と接触し、凝縮部２２に移動した気体が相対的に低い温度の凝縮部内壁で凝縮されながら熱を放出すると、フィン３１にてヒートパイプ２０の凝縮部２２から放出された熱を放散させる。

放熱性能の追加的な向上のために、フィン３１で放散された熱を外部に放出させる放熱ファン４０が放熱部３０に隣接するように設けられ得る。

ハウジング７０は、超音波プローブのケースを形成するものであって、図１に示すように、放熱部３０が設けられた空間をカバーするハウジング７０の対応する部位には空気が通過できる複数のベントホール６０が形成される。
放熱部３０から放出された熱は、ベントホール６０を介する空気の流通により外部に排出される。
放熱ファン４０が装着されている場合、放熱ファン４０は強制対流を発生させて熱の排出をより効果的に行わせることができる。

ベントホール６０が形成されると、外部の空気がベントホール６０を介してハウジング７０内部に流入するが、この場合に、ほこりや異物もベントホール６０を介して流入してしまう可能性がある。
このような異物やほこりの流入は、超音波プローブ内部に設けられた回路基板のような電子装置１１０に良くない影響を及ぼすので、図１に示すように、ハウジング７０内部に隔壁５０を設けて、電子装置１１０が設置された空間を外部と隔離させることで、このような問題を防止することができる。

ベントホール６０は、放熱部３０をカバーするハウジング７０の対応する部位に形成されるので、隔壁５０は放熱部３０と電子装置１１０とを分離することができる位置に設けられる。
隔壁５０により放熱部３０と電子装置１１０とが分離されるが、隔壁５０は、ヒートパイプ２０と、電子装置１１０に電気的信号を印加したり電子装置１１０から電気的信号を受信したりするケーブル８０とが、通過できるように形成し設けられる。

図１に示すように、電子装置１１０に電気的に接続されるケーブル８０は、超音波プローブ後端（ハウジング７０の後端）に設けられたケーブル延長部９０を介して超音波プローブ外部に延長される。

図１には、ケーブル延長部９０が超音波プローブ後端の中央に設けられているが、ケーブル８０がヒートパイプ２０や放熱部３０と干渉することを防止するために、ケーブル延長部９０が超音波プローブ後端に偏心されて設けることもできる。
これは、図３に示す超音波プローブで確認することができる。
ここで、トランスデューサ１０が設けられた部分を超音波プローブの前端と定義し、その反対側、すなわち上述のケーブル延長部９０が設けられた部分を超音波プローブの後端と定義する。

図１には、放熱性能の追加的な向上のために、ヒートスプレッダ１１に接触して、ヒートスプレッダ１１で吸収した熱を放出する放熱板１００が設けられる。
図１に示すように、２つの放熱板１００をハウジング７０の内側面に隣接するように設けることができ、放熱板１００はアルミニウムのような熱伝導性のよい金属で形成することができる。

放熱板１００は、ハウジング７０を介する熱伝導によりヒートスプレッダ１１で吸収した熱を外部に排出する。
通常的に放熱板１００の熱伝導度がハウジング７０の熱伝導度よりも大きく、ハウジング７０の熱伝導度が外部空気の熱伝導度よりも大きいので、放熱板１００の熱はハウジング７０による伝導によりハウジング７０の外部に伝達して排出される。

図２は、図１に示す超音波プローブを手に把持した状態を示すものである。
超音波プローブを把持している手の形態は点線として示した。

図２に示すように、より効率的な熱放出のために、超音波プローブの使用者は、ベントホール６０が形成された部分は避けて超音波プローブを把持することができ、このような把持を誘導するようにハウジングの形態が考案され得る。

図３に示す超音波プローブは、図１に示す超音波プローブの変形例であって、ヒートパイプ２０がヒートスプレッダ１１の中央から外れたところに接続される。
図１では、ベントホール６０が放熱部３０をカバーするハウジング７０の後端の対応領域全面に形成されるが、図３では、ヒートパイプ２０がヒートスプレッダ１１に偏心されて設けられるので、ハウジング７０の一側面、すなわち放熱部３０に隣接したハウジング７０の対応部位だけにベントホール６０が形成される。

すなわち、図１ではハウジング７０後端の対応する位置の全面にベントホール６０が形成され、図３ではハウジング７０の一側面において上下方向にベントホール６０が形成され得る。
上述のように、ベントホール６０を介して空気が流入するとき、外部のほこり又は異物が一緒に流入してしまい、これにより電子装置１１０に良くない影響を及ぼすので、図１と同様に、隔壁５０がハウジング７０内部に形成される。

隔壁５０は、電子装置１１０を、外部から流入するほこりや異物から保護するためのものなので、図３に示すように、ｙ軸方向に沿って隔壁５０が形成される。
隔壁５０により放熱部３０と電子装置１１０とが分離されるが、ヒートパイプ２０は隔壁５０の一部を通過するように設けられる。

ヒートパイプ２０が偏心されて設けられると、図３に示すように、電子装置１１０や放熱板１００は、ヒートパイプ２０が設置された領域と反対の領域に偏心されて設けられる。
したがって、ケーブル８０が外部に延長されるケーブル延長部９０も超音波プローブの後端に偏心されて設けられ、これによりケーブル８０がヒートパイプ２０や放熱部３０と干渉することを防止することができる。

図６は、本発明の第３の実施形態による超音波プローブの構造を概略的に示す断面図であり、図７及び図８は、図６に示す超音波プローブの変形された構造を有する本発明の第４、５の実施形態による超音波プローブの構造を概略的に示す断面図であり、図９は、本発明の第６の実施形態による超音波プローブの構造を概略的に示す断面図である。

図６〜図９は、説明の便宜上、図１〜図４に示した超音波プローブの構成中のヒートパイプ２０と放熱部３０を主な構成として示し、他の構成は省略した。

図６の超音波プローブと図１の超音波プローブとの相違点は、図１に示す超音波プローブには電子装置１１０を放熱部３０と分離する隔壁５０が設けられるに対し、図６に示す超音波プローブにはそのような隔壁５０が設けられてないことである。

上述のように、放熱部３０をカバーするハウジング７０の対応する部位に空気流通のためのベントホール６０が形成されていれば、外部の空気がベントホール６０を介してハウジング７０内部に流入する可能性があり、このときに空気の流入とともに外部のほこりや異物もハウジング７０内部に流入する可能性がある。

このような異物やほこりの流入は、超音波プローブ内部に設けられた回路基板のような電子装置１１０に良くない影響を及ぼし、これが超音波プローブの誤作動を誘発させる。
図１に示す超音波プローブでは、ベントホール６０を介して流入する空気やほこり又は異物が、電子装置１１０が設けられた空間に流入することを隔壁５０で物理的に遮断することで、このような問題を防止している。

図６に示す超音波プローブには、図１に示した隔壁５０がなく、ヒートパイプ２０に連結された放熱部３０が超音波プローブのハウジング７０の内部空間を分離するように設けられて放熱部３０の役割とともに隔壁５０の役割も行う。
すなわち、放熱部３０が隔壁５０のように、電子装置１１０が設けられた空間と、ベントホール６０で連結された外部空間とを遮断させる。

したがって、ベントホール６０を介して流入するほこりや異物の電子装置１１０が設けられた空間への移動は、放熱部３０によって物理的に遮断される。
放熱部３０が超音波プローブハウジング７０内部の空間を分離しなければならないので、放熱部３０の大きさはハウジング７０内部断面の面積を考慮して製作又は決定しなければならず、放熱部３０の形態もハウジング７０内部断面の形態を考慮して製作又は決定しなければならない。

放熱部３０は、ヒートパイプ２０から伝達された熱を放散できるようにアルミニウムのような金属で形成された板状の複数のフィン（ｆｉｎ）３１を含む。
ヒートパイプ２０の凝縮部２２は、放熱部３０のフィン３１と接触し、凝縮部２２に移動した気体が相対的に低い温度の凝縮部内壁で凝縮されながら熱を放出すると、フィン３１でヒートパイプ２０の凝縮部２２から放出された熱を放散させる。

図には示してないが、放熱性能の追加的な向上のために、フィン３１から放散された熱を外部に放出させる放熱ファン４０が、放熱部３０に隣接するように設けることもできる。
図６には、ケーブル延長部９０が超音波プローブ後端の中央に設けられているが、ケーブル８０がヒートパイプ２０や放熱部３０と干渉することを防止するためにケーブル延長部９０が超音波プローブ後端に偏心されて設けることもできる。

また、図１と同様に、放熱性能の追加的な向上のために、ヒートスプレッダ１１に接触してヒートスプレッダ１１で吸収した熱を放出する放熱板１００を設けることができる。
図１に示したように、２つの放熱板１００がハウジング７０の内側面に隣接するように設けることができ、放熱板１００はアルミニウムのような熱伝導性が良い金属で形成され得る。
放熱板１００は、ハウジング７０を介する熱伝導によりヒートスプレッダ１１から吸収した熱を外部に排出する。

図７は、図６に示す超音波プローブの変形された例を示す本発明の第４の実施形態による超音波プローブの構造を概略的に示す断面図である。
図７に示すように、ヒートパイプ２０に連結されてヒートパイプ２０から伝達された熱を放散させる放熱部３０の形態が、図６に示す放熱部３０と相違する。

図６に示す放熱部３０は、アルミニウムのような金属で形成された板状の複数のフィン３１を含んで構成されているのに対し、図７に示す放熱部３０は、放熱部３０に対応するハウジング７０の後端の形状に対応する形状を有する。
すなわち、ハウジング７０の後端がｙ軸方向に膨らんでいる半円状であれば、放熱部３０の形態もｙ軸方向に膨らむ半円状で形成される。

このように、放熱部３０を形成すると、放熱部３０の形態と放熱部３０をカバーするハウジング７０後端の形態が互いに類似するので、ハウジング７０により近接した位置に放熱部３０を設けることができる。
放熱部３０がハウジング７０により近接した位置に設けられると、放熱部３０とハウジング７０との間の間隔は狭くなる。
放熱部３０とハウジング７０との間の間隔が狭くなると、放熱部３０とハウジング７０との間の間隔が広い場合よりも、ベントホール６０を介する熱の放出が最も早く行われる。
また、図６に示す放熱部３０と同様に、図７に示す放熱部３０も隔壁５０の役割を一緒に果たすように設けられる。

上述のように、放熱部３０をカバーするハウジング７０の対応部位に空気流通のためのベントホール６０が形成されると、外部の空気がベントホール６０を介してハウジング７０内部に流入し、このときに空気の流入とともに外部のほこりや異物もハウジング７０内部に流入する可能性がある。このような異物やほこりの流入は、超音波プローブ内部に設けられた回路基板のような電子装置１１０に良くない影響を及ぼし、これが超音波プローブの誤作動を誘発させる。

図７に示す超音波プローブには、図１に示す隔壁５０はなく、ヒートパイプ２０に連結された放熱部３０が超音波プローブのハウジング７０の内部空間を分離するように設けられて、図１に示す放熱部３０の役割とともに隔壁５０の役割も行う。
すなわち、放熱部３０が隔壁５０のように、電子装置１１０が設けられた空間とベントホール６０を介して通じる外部空間とを遮断させる。
従って、ベントホール６０から流入したほこりや異物は、電子装置１１０が設けられた空間への移動を放熱部３０により物理的に遮断することができる。

放熱部３０が超音波プローブのハウジング７０内部の空間を分離しなくてはならないので、放熱部３０の大きさはハウジング７０内部断面の面積を考慮して製作又は決定しなければならず、放熱部３０の形態もハウジング７０内部断面形態が考慮して製作又は決定しなければならない。
放熱部３０は、ヒートパイプ２０から伝達される熱をより良く放散できるように、アルミニウムのような熱伝導性が良い金属で形成することができる。

図７では、ケーブル延長部９０が超音波プローブ後端の中央に設けられているが、ケーブル８０がヒートパイプ２０や放熱部３０と干渉することを防止するために、ケーブル延長部９０が超音波プローブ後端に偏心されて設けることもできる。

図８は、図７に示す超音波プローブの変形された例を示す本発明の第５の実施形態による超音波プローブの構造を概略的に示す断面図である。
図８に示す放熱部３０の形態は、図７に示したように放熱部３０に対応するハウジング７０の後端の形状に対応する形状を有する。

すなわち、ハウジング７０の後端がｙ軸方向に膨らんでいる半円状であれば、放熱部３０の形態もｙ軸方向に膨らむ半円状で形成される。
このように、放熱部３０を形成すると、放熱部３０の形態と放熱部３０をカバーするハウジング７０の後端の形態が互いに類似するので、ハウジング７０に最も近接した位置に放熱部３０が設けられる。

放熱部３０がハウジング７０に最も近接した位置に設けられると、放熱部３０とハウジング７０との間の間隔が狭くなる。
放熱部３０とハウジング７０との間の間隔が狭くなると、ベントホール６０を介する空気の対流で熱を放出することとは別に、熱伝導による熱の放出もまた効果的な熱の放出方法となる。
したがって、熱伝導を介して熱を放出するために、図８に示すように、放熱部３０をカバーするハウジング７０後端の対応部位にはベントホール６０が形成されない。

放熱部３０は、上述のように、アルミニウムのような熱伝導度が優れる金属で形成されるので、放熱部３０よりも熱伝導度が低いハウジング７０を介して熱伝導で熱を外部に排出する。
すなわち、放熱部３０の熱伝導度がハウジング７０の熱伝導度よりも大きく、ハウジング７０の熱伝導度が外部空気の熱伝導度より大きいので、放熱部３０の熱がハウジング７０を介する伝導によりハウジング７０の外部に伝達されて排出される。

ベントホール６０が形成されてないと、ベントホール６０を介して外部からほこりや異物が流入される可能性がないので、放熱部３０がハウジング７０内部の空間を分離するための大きさや形態を必ずしも有しなくてもよい。
図８には、放熱部３０をカバーするハウジング７０後端の対応部位にはベントホール６０が形成されてないが、図７に示すベントホール６０よりもベントホール６０間の間隔を広くしてベントホール６０をまばらに形成することができる。

すなわち、伝導による熱の放出に、対流による熱の放出を加えて、より効果的な熱の放出を誘導することができる。
しかし、このようにベントホール６０をまばらに形成した場合、ベントホール６０の形成による外部のほこりや異物の流入が問題となるので、放熱部３０は図７の放熱部３０のように隔壁５０の役割を行うように設けられなければならない。
すなわち、放熱部３０が超音波プローブハウジング７０内部の空間を分離しなければならないので、放熱部３０の大きさはハウジング７０内部断面の面積を考慮して製作又は決定され、放熱部３０の形態もハウジング７０内部断面形態を考慮して製作されるか又は決定される。

図８には、ケーブル延長部９０が超音波プローブ後端の中央に設けられているが、ケーブル８０がヒートパイプ２０や放熱部３０と干渉することを防止するために、ケーブル延長部９０が超音波プローブ後端に偏心されて設けることもできる。

図９は、本発明の第６の実施形態による超音波プローブの構造を概略的に示す断面図である。
図９を参照すると、超音波プローブのハウジング７０は、第１ハウジング７１と第２ハウジング７２からなり、第２ハウジング７２は熱伝導度が優れるアルミニウムのような金属で形成される。

このように、熱伝導度が優れる金属に形成された第２ハウジング７２にヒートパイプ２０が連結され、ヒートスプレッダ１１で吸収してヒートパイプ２０を介して伝達された熱は第２ハウジング７２を介して外部に放出される。
すなわち、超音波プローブのハウジング７０内部に別途の放熱部３０が設けられず、熱伝導度が優れる金属で形成された第２ハウジング７２が放熱部３０の機能を行う。

熱伝導度が優れる金属で形成された第２ハウジング７２に熱が伝達されると熱伝導度が低い外部空気に熱が伝導されて放出されることで、放熱が行われる。
第２ハウジング７２が放熱部３０の機能を行うので、効果的な放熱のために第２ハウジング７２にはベントホール６０が形成されてなく、従って、ベントホール６０が形成されないので、電子装置１１０が設けられた空間（第１ハウジング７１）と分離するための隔壁５０も要らない。

図１０は、図９の超音波プローブの放熱部３０の機能を行う第２ハウジング７２だけを分離して示す斜視図である。
第２ハウジング７２の後端には、ケーブル延長部９０が形成される穴９１が偏心されて形成される。
そして、その横に点線で形成された円２９は、ヒートパイプ２０が接続される地点を示す。

電子装置１１０と電気的に接続されるケーブル８０がヒートパイプ２０と干渉することを防止するためにケーブル延長部９０が形成される地点が偏心されて設けられる。
図９でも、ケーブル延長部９０が超音波プローブの第２ハウジング７２後端に偏心されて形成されたことを確認することができる。

尚、本発明は、上述の実施形態に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。

１０ トランスデューサ
１１ ヒートスプレッダ
２０ ヒートパイプ
３０ 放熱部
３１ フィン
４０ 放熱ファン
５０ 隔壁
６０ ベントホール
７０ ハウジング
８０ ケーブル
９０ ケーブル延長部
１００ 放熱板
１１０ 電子装置

Claims (14)

1. ハウジングと、
   前記ハウジングの内部に設置される超音波を生成するトランスデューサと、
   前記トランスデューサで発生する熱を伝達するヒートパイプと、
   前記ヒートパイプと接続されて前記ヒートパイプを介して伝達された熱を前記ハウジングの外部に放出する放熱部と、
   前記ハウジングの内部空間を分離する隔壁とを有することを特徴とする超音波プローブ。
2. 前記ハウジングの内部に設置される電子装置をさらに有し、
   前記隔壁は、前記電子装置が設置された空間と前記放熱部が設置された空間とを分離することを特徴とする請求項１に記載の超音波プローブ。
3. 前記隔壁により分離された放熱部をカバーする前記ハウジングの部位には、空気が通過できるベントホールが設けられることを特徴とする請求項１に記載の超音波プローブ。
4. ハウジングと、
   前記ハウジングの内部に設置される超音波を生成するトランスデューサと、
   前記トランスデューサで発生した熱を伝達するヒートパイプと、
   前記ヒートパイプと接続されて前記ヒートパイプを介して伝達された熱を前記ハウジングの外部に放出する放熱部とを有し、
   前記放熱部は、前記ハウジングの内部空間を分離するように設けられることを特徴とする超音波プローブ。
5. 前記ハウジングの内部に設置される電子装置をさらに有し、
   前記放熱部は、前記ハウジングの内部空間を分離して前記電子装置が設けられた空間とは分離独立するように設けられることを特徴とする請求項４に記載の超音波プローブ。
6. 前記電子装置と電気的に接続されるケーブルをさらに有し、
   前記ハウジングは、前記ケーブルを前記ハウジングの外部に延長するために、前記ハウジングの後端を延長して設けられるケーブル延長部を含み、
   前記ケーブル延長部は、前記ケーブルが前記放熱部又は前記ヒートパイプと干渉しないように、前記ハウジングの後端に偏心されて設けられることを特徴とする請求項２又は５に記載の超音波プローブ。
7. 前記放熱部は、前記放熱部をカバーする前記ハウジングの形状に対応する形状を有することを特徴とする請求項４に記載の超音波プローブ。
8. 前記放熱部をカバーする前記ハウジングの部位には、空気が通過できるベントホールが設けられることを特徴とする請求項４に記載の超音波プローブ。
9. 前記放熱部は、前記ヒートパイプから伝達される熱を放散するフィン（ｆｉｎ）を含むことを特徴とする請求項１又は４に記載の超音波プローブ。
10. 前記放熱板によって放散された熱を外部に放出させる放熱ファンをさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の超音波プローブ。
11. 第１ハウジングと、
    前記第１ハウジングの内部に設置される超音波を生成するトランスデューサと、
    前記トランスデューサで発生した熱を伝達するヒートパイプと、
    前記ヒートパイプと接続されて前記ヒートパイプを介して伝達された熱を外部に放出する第２ハウジングとを有することを特徴とする超音波プローブ。
12. 前記第２ハウジングは、アルミニウム、銅、又はそれらの合金で形成されることを特徴とする請求項１１に記載の超音波プローブ。
13. 前記第１ハウジングに設置される電子装置と、
    前記電子装置と電気的に接続されるケーブルとをさらに有し、
    前記第２ハウジングは、前記ケーブルを前記第２ハウジングの外部に延長するために前記第２ハウジングの後端を延長して設けられるケーブル延長部を含み、
    前記ケーブル延長部は、前記ケーブルが前記ヒートパイプと干渉しないように、前記第２ハウジングの後端に偏心されて設けられることを特徴とする請求項１１に記載の超音波プローブ。
14. 前記ヒートパイプは、前記トランスデューサで発生した熱を超音波が照射される方向と反対方向に伝達することを特徴とする請求項１、４、及び１１のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
    

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