JP3490390B2 - 超音波探触子およびその製造方法 - Google Patents

超音波探触子およびその製造方法

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JP3490390B2 JP2000350748A JP2000350748A JP3490390B2 JP 3490390 B2 JP3490390 B2 JP 3490390B2 JP 2000350748 A JP2000350748 A JP 2000350748A JP 2000350748 A JP2000350748 A JP 2000350748A JP 3490390 B2 JP3490390 B2 JP 3490390B2
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    • G10K11/352—Sound-focusing or directing, e.g. scanning using mechanical steering of transducers or their beams by moving the transducer
    • G10K11/355—Arcuate movement

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波を用いて体
内臓器の断層像等を得ることができる超音波探触子およ
びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、例えば直腸や腟等の体腔内に挿入
し、体腔内に向けて発信した超音波ビームのエコー信号
を取得する超音波プローブを備え、この超音波プローブ
で取得したエコー信号を画像化して診断を行なう超音波
診断装置が用いられている。
【０００３】この超音波プローブの先端には超音波探触
子が設けられており、この超音波探触子は、超音波と電
気信号を相互に変換するトランスデューサと、トランス
デューサを所定の範囲で回転させるモータとから構成さ
れている（従来の種の超音波探触子を備えた超音波プロ
ーブとしては、例えば、特開平３―１８４５３２号公報
参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
超音波探触子にあっては、トランスデューサの回転中心
とモータの回転中心が一致しているため、モータの大き
さによってトランスデューサの回転半径が大きくなって
しまい、超音波探触子自体が大きくなるという問題があ
った。また、トランスデューサの回転中心とモータの回
転中心が一致しているため、モータのバックラッシュが
トランスデューサに加わってしまい、超音波探触子の精
度が低下してしまうという問題があった。
【０００５】本発明は、従来の問題を解決するためにな
されたもので、小型で精度の高い超音波探触子およびそ
の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の超音波探触子
は、上記課題を解決するために、超音波と電気信号を相
互に変換するトランスデューサと、前記トランスデュー
サを回転可能に保持するフレームと、前記トランスデュ
ーサに設けられ、前記トランスデューサを回転させるプ
ーリと、前記プーリと離隔した位置に設けられた駆動ホ
イールと、前記プーリと前記駆動ホイールに巻回された
１本のベルトと、前記駆動ホイールに設けられ、前記駆
動ホイールを回転させるモータとを備え、前記モータを
一方向および他方向に駆動することにより、前記ベルト
を介して前記トランスデューサを一方向および他方向に
回転範囲の間で回転させるようにした超音波探触子であ
って、前記駆動ホイールに、前記ベルトを装着するネジ
穴を形成するとともに、前記ベルトに長穴を形成し、前
記長穴を通して前記ネジ穴に締結部材を螺合することに
より、前記ベルトを前記駆動ホイールに締結する。
【０００７】 このような構成により、モータの回転中
心とトランスデューサの回転中心を一致させないように
して、モータの大きさに関わらずトランスデューサの回
転半径を小さくすることができ、超音波探触子の大きさ
を小さくすることができる。また、モータの回転をバッ
クラッシュ無しにトランスデューサの回転に変換するこ
とができるため、超音波探触子の精度が低下してしまう
のを防止することができる。また、アイドラー等の特別
の機構を用いることなしにベルトに張力を付加すること
ができるため、部品点数を増加させることなく、ベルト
の緩みや撓みを除去することができる。この結果、安価
で信頼性の高い超音波探触子を得ることができる。
【０００８】 また、本発明の超音波探触子は、上記課
題を解決するために、前記駆動ホイールおよび前記プー
リのそれぞれに１つの凸部を形成するとともに、前記ベ
ルトに、前記駆動ホイールと前記プーリに形成された前
記凸部にそれぞれ嵌合する穴を形成したものから構成さ
れる。
【０００９】 このような構成により、ベルトとプーリ
およびベルトと駆動ホイール間のスリップが生じるのを
防止することができ、応答性が良く信頼性の高い超音波
探触子を得ることができる。
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】 本発明の超音波探触子の製造方法は、上
記課題を解決するために、一端部にタブが形成された帯
状ベルトを準備し、前記帯状ベルトを前記プーリおよび
駆動ホイールに巻回する際に、駆動ホイールおよび前記
プーリの凸部に前記帯状ベルトの穴を嵌合した後、前記
タブを引っぱって前記帯状ベルトに張力を与え、次い
で、締結部材によって前記帯状ベルトを前記駆動ホイー
ルに締結した後、前記タブを切断するようになってい
る。
【００１９】このような方法により、帯状ベルトに張力
を簡単に与えることができるとともに、より低価格で組
立作業の容易な超音波探触子を得ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態に基づい
て説明する。
【００２１】図１は本発明に係る超音波探触子の第１実
施形態を示す図である。
【００２２】まず、構成を説明する。図１において、超
音波と電気信号を相互に変換する機能を有するトランス
デューサ１にはシャフト２が固着されており、このシャ
フト２はベアリング３を介してフレーム４に回転可能に
保持され、シャフト２の中央部にはプーリ５が固着され
ている。
【００２３】また、電磁モータ６はフレーム４に固定さ
れており、この電磁モータ６の出力軸７はベアリング８
を介してフレーム４に回転可能に保持されている。ま
た、電磁モータ６の出力軸７の中央部には駆動ホイール
９が固着されており、この駆動ホイール９とプーリ５に
はベルト10が巻回されている。
【００２４】また、フレーム４はケース11に保持されて
おり、このケース11の上端開口には超音波伝播物質から
構成されるウインド12が取付けられ、このウインド12を
通して超音波が入出されるようになっている。また、ウ
ィンド12とフレーム４の間は超音波伝播物質から構成さ
れるカップリング液13が充填されている。
【００２５】また、出力軸７とフレーム４の間にはオイ
ルシール14が設けられており、このオイルシール14によ
ってカップリング液13の漏出が防止されるようになって
いる。
【００２６】このように構成された超音波探触子にあっ
ては、図１（ｂ）に示すように、駆動ホイール９を矢印
Ａ方向に回転させると、駆動ホイール９とプーリ５がベ
ルト10を介して連結されているので、プーリ５は矢印Ａ
方向に回転する。また、駆動ホイール９を矢印Ｂ方向に
回転させると同様にプーリ５は矢印Ｂ方向に回転する。
この結果、トランスデューサ１をモータ５の回転範囲の
間で回転させることができる。
【００２７】このように本実施形態では、モータ５の回
転中心とトランスデューサ１の回転中心が一致しないよ
うにしているため、モータ５の大きさに関わらずトラン
スデューサ１の回転半径を小さくすることができ、超音
波探触子の大きさを小さくすることができる。また、モ
ータ５の回転をバックラッシュ無しにトランスデューサ
１の回転に変換することができるため、超音波探触子の
精度が低下してしまうのを防止することができる。
【００２８】図２は本発明に係る超音波探触子の第２実
施形態を示す図である。なお、本実施形態では、第１実
施形態と同様の構成には同一番号を付して説明を省略す
る。
【００２９】図２において、ベルト10にはアイドラー21
が摺接しており、このアイドラー21はアーム22に回転可
能に保持され、このアーム22はフレーム４に揺動自在に
保持されている。また、アーム22とフレーム４の間には
付勢ばね23が介装されており、アーム22はこの付勢ばね
23によって矢印Ｃ方向に付勢されている。なお、本実施
形態では、アイドラー21、アーム22、付勢ばね23が付勢
手段を構成している。
【００３０】本実施形態では、アイドラー21と付勢バネ
23によってベルト10の撓みを除去する力を加えているた
め、ベルト10の振動による騒音やプーリ５と駆動ホイー
ル９間の回転角度のずれを防止することができる。
【００３１】図３は本発明に係る超音波探触子の第３実
施形態を示す図である。なお、本実施形態では、第１実
施形態と同様の構成には同一番号を付して説明を省略す
る。
【００３２】図３において、プーリ５には凸部５ａが設
けられており、駆動ホイール９には凸部９ａが設けられ
ている。ベルト10には穴10ａ、10ｂが設けられており、
この穴10ａ、10ｂは凸部５ａ、９ａにそれぞれ嵌合する
ようになっている。
【００３３】 次いで、張力を加えながら、図５（ｃ）
に示すようにネジ42を用いて帯状ベルト41の長穴41ｃを
通してネジ穴９ｂにネジ（締結部材）42を螺合し、帯状
ベルト41を駆動ホイール９に締結固定し、固定後に線43
の部分で帯状ベルト41を切断する。
【００３４】図４は本発明に係る超音波探触子の第４実
施形態を示す図である。なお、本実施形態では、第１、
３実施形態と同様の構成には同一番号を付して説明を省
略する。
【００３５】図４において、プーリ５と駆動ホイール９
には帯状ベルト31が巻回されており、駆動ホイール９に
はネジ穴９ｂが設けられている。帯状ベルト31には凸部
５ａ、９ａとネジ穴９ｂにそれぞれ対応する穴31ａ、31
ｂ、31ｃが設けられており、凸部５ａは穴31ｂに、凸部
９ａは穴31ａに嵌合されるようになっている。また、ネ
ジ穴９ｂが穴31ｃに一致したときに締結部材としてのネ
ジ32がネジ穴９ｂを通してネジ31ｃに螺合されると、帯
状ベルト31が駆動ホイール９に装着されるようになって
いる。
【００３６】本実施形態では、プーリ５と駆動ホイール
９間の距離33にばらつきがあってもネジ32によって帯状
ベルト31を駆動ホイール９に締結する際に調整を行なう
ことが可能となり、より安価に精度の高い超音波探触子
を得ることができる。
【００３７】図５は本発明に係る超音波探触子の第５実
施形態を示す図である。なお、本実施形態では、第１、
４実施形態と同様の構成には同一番号を付して説明を省
略する。
【００３８】図５において、プーリ５および駆動ホイー
ル９には帯状ベルト41が巻回されるようになっており、
この帯状ベルト41には、穴41ａ、穴41ｂ、長穴41ｃ、穴
41ｄ、および切り込み41ｅが設けられている。なお、本
実施形態では、切り込み41ｅ外方の帯状ベルト41の端部
がタブを構成している。
【００３９】次に、この帯状ベルト41をプーリ５および
駆動ホイール９に装着する方法を図５（ｂ）（ｃ）に基
づいて説明する。
【００４０】まず、駆動ホイール９の凸部９ａに帯状ベ
ルト41の穴41ａを、プーリ４の凸部４ａに帯状ベルト41
の穴41ｂをそれぞれ噛合させる。次いで、図５（ｂ）に
示すように、帯状ベルト41の穴41ｄを利用して矢印Ｄ方
向に張力を付与する。このときの張力はベルト41によっ
て伝達する動力以上に設定する。
【００４１】次いで、張力を加えながら、図５（ｃ）に
示すようにネジ42を用いて帯状ベルト41の長穴41ｃを通
してネジ穴９ｂにネジ42を螺合し、帯状ベルト41を駆動
ホイール９に締結固定し、固定後に線43の部分で帯状ベ
ルト41を切断する。
【００４２】本実施形態によれば、アイドラー等の特別
の機構を用いることなしに帯状ベルト41に張力を付加す
ることができるため、部品点数を増加させることなく、
帯状ベルト41の緩みや撓みを除去することができる。こ
の結果、安価で信頼性の高い超音波探触子を得ることが
できる。
【００４３】図６、図７は本発明に係る超音波探触子の
第６実施形態を示す図である。なお、本実施形態では、
第１実施形態と同様の構成には同一番号を付して説明を
省略する。なお、図６（ａ）は超音波探触子の正面図で
あり、図６（ｂ）は側面図である。
【００４４】図６において、駆動ホイール９には凸部９
ｃが設けられているとともに、フレーム４には凸部９ａ
が挿入される凹部４ａが設けられており、この凹部４ａ
は駆動ホイール９の所定範囲の回転を許容する長さに形
成されている。
【００４５】このような超音波探触子の動作を図７に基
づいて説明する。
【００４６】図７（ａ）において、トランスデューサ１
とプーリ５はシャフト２を介して結合しており、矢印Ｅ
方向に駆動ホイール９が回転すると、トランスデューサ
１もプーリ５の回転中心を回転中心として矢印Ｆの向き
に回転する。
【００４７】また、図７（ｂ）に示すように、電磁モー
タ６が停止せず回転しすぎた場合にあっては、駆動ホイ
ール９に設けられた凸部９ｃがフレーム４に設けられた
溝４ａの壁面に当接して駆動ホイール９の回転が停止す
る。このため、ベルト10には許容範囲以上の過大な力が
かかることがなく、伝達トルクのみを考慮してベルト10
を選択すれば良いことになる。この結果、より信頼性の
高い超音波探触子を得ることができる。
【００４８】なお、本実施形態では、ベルト10を用いて
いるが、帯状ベルトを用いた場合でも同様の効果がある
ことは言うまでもない。
【００４９】図８は本発明に係る超音波探触子の第７実
施形態を示す図である。なお、本実施形態では、第１実
施形態と同様の構成には同一番号を付して説明を省略す
る。
【００５０】図８において、プーリ５の直径をａ、駆動
ホイール９の直径をｂとすると、負荷トルクがＴの場合
の駆動トルクｃは、
【００５１】ｃ＝ｂ／ａ・Ｔ…… に示すようになる。
【００５２】すなわち、直径ａと直径ｂでは、直径ａの
方が大きいので駆動トルクｃは負荷トルクＴよりも小さ
くなる。
【００５３】したがって、本実施形態では、プーリ５の
直径を駆動ホイール９の直径よりも大きくすることによ
り、駆動トルクを小さくできるので、より小型の電磁モ
ータを選択することができ、より小型で安価な超音波探
触子を得ることができる。
【００５４】
【発明の効果】本発明によれば、モータの回転中心とト
ランスデューサの回転中心を一致させないようにして、
モータの大きさに関わらずトランスデューサの回転半径
を小さくすることができ、超音波探触子の大きさを小さ
くすることができる。また、モータの回転をバックラッ
シュ無しにトランスデューサの回転に変換することがで
きるため、超音波探触子の精度が低下してしまうのを防
止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る超音波探触子の第１実施形態を示
す図であり、（ａ）はその超音波探触子の構成図であ
り、（ｂ）はその動作説明図
【図２】本発明に係る超音波探触子の第２実施形態を示
す図であり、その動作説明図
【図３】本発明に係る超音波探触子の第３実施形態を示
す図であり、その要部構成図
【図４】本発明に係る超音波探触子の第４実施形態を示
す図であり、（ａ）はその帯状ベルトの構成図であり、
（ｂ）は超音波探触子の要部構成図
【図５】本発明に係る超音波探触子の第５実施形態を示
す図であり、（ａ）はその帯状ベルトの構成図、（ｂ）
（ｃ）はその動作説明図
【図６】本発明に係る超音波探触子の第６実施形態を示
す図であり、（ａ）はその要部正面図、（ｂ）はその要
部側面図
【図７】（ａ）（ｂ）は第６実施形態の超音波探触子の
動作説明図
【図８】本発明に係る超音波探触子の第７実施形態を示
す図であり、その要部構成図
【符号の説明】
１ トランスデューサ ２ シャフト ３ ベアリング ４ フレーム ４ａ 凸部 ５ プーリ ６ 電磁モータ ７ 出力軸 ８ ベアリング ９ 駆動ホイール ９ａ、９ｃ 凸部 ９ｂ ネジ穴 10 ベルト 11 ケース 12 ウインド 13 カップリング液 14 オイルシール 21 アイドラー（付勢手段） 22 アーム（付勢手段） 23 付勢ばね（付勢手段） 31、41 帯状ベルト 31ａ、31ｂ、31ｃ 穴 32、42 ねじ 41ａ、41ｂ、41ｄ 穴 41ｃ 長穴 41ｅ 切り込み
───────────────────────────────────────────────────── 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 (56)参考文献 特開 昭62−231630（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−21046（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−37046（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−31047（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−185631（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−184532（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−233765（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−174686（ＪＰ，Ａ) 特開2000−1218（ＪＰ，Ａ) 特開2000−237986（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−110753（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61B 8/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 超音波と電気信号を相互に変換するトラ
    ンスデューサと、前記トランスデューサを回転可能に保
    持するフレームと、前記トランスデューサに設けられ、
    前記トランスデューサを回転させるプーリと、前記プー
    リと離隔した位置に設けられた駆動ホイールと、前記プ
    ーリと前記駆動ホイールに巻回された１本のベルトと、
    前記駆動ホイールに設けられ、前記駆動ホイールを回転
    させるモータとを備え、 前記モータを一方向および他方向に駆動することによ
    り、前記ベルトを介して前記トランスデューサを一方向
    および他方向に回転範囲の間で回転させるようにした超
    音波探触子であって、 前記駆動ホイールに、前記ベルトを装着するネジ穴を形
    成するとともに、前記ベルトに長穴を形成し、前記長穴
    を通して前記ネジ穴に締結部材を螺合することにより、
    前記ベルトを前記駆動ホイールに締結したことを特徴と
    する 超音波探触子。
  2. 【請求項２】 前記駆動ホイールおよび前記プーリのそ
    れぞれに１つの凸部を形成するとともに、前記ベルト
    に、前記駆動ホイールと前記プーリに形成された前記凸
    部にそれぞれ嵌合する穴を形成したことを特徴とする請
    求項１記載の超音波探触子。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載の超音波探触子の製造方
    法であって、一端部にタブが形成された帯状ベルトを準
    備し、前記帯状ベルトを前記プーリおよび駆動ホイール
    に巻回する際に、駆動ホイールおよび前記プーリの凸部
    に前記帯状ベルトの穴を嵌合した後、前記タブを引っぱ
    って前記帯状ベルトに張力を与え、次いで、締結部材に
    よって前記帯状ベルトを前記駆動ホイールに締結した
    後、前記タブを切断することを特徴とする超音波探触子
    の製造方法。
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