JP4260552B2 - 超音波探触子 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子走査と機械走査を組み合わせることで立体画像を得ることができる超音波医用診断装置の超音波探触子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、超音波医用診断装置の超音波探触子の分野では、コンベックス状の超音波素子群による電子走査と、電子走査と直交する方向に機械走査させることで、立体画像を得る技術が開発されている（例えば下記の特許文献１参照）。
【０００３】
図１３にこのような従来の経腹用超音波探触子の要部斜視図を示す。図１３において、凸状に配列された超音波素子群１６は、回転軸１７に対して締結部１９を介して固定され、回転軸１７には駆動伝達軸１８が固定されている。さらに、駆動伝達軸１８は図示省略されているが、モータなどの駆動部品に伝達機構を介して接続されている。このような構成で、モータなどの駆動部品を動作させることにより、伝達機構を介して駆動伝達軸１８を回転中心にして、超音波素子群１６をその配列方向と直交する方向に機械揺動させることができ、超音波素子群１６による電子走査方向及び深度方向と、機械走査による電子走査と直交する方向に立体画像を得ることができる。
【０００４】
【特許文献１】
特公平７−３８８５１号公報（実施例）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電子走査と機械走査の組み合わせで立体画像を得る超音波探触子は、外形サイズも大きく、また電子走査による視野角も狭く立体画像も限られた範囲のものであった。一方、近年、被検体内で用いる超音波探触子を中心に、小型で、かつ電子視野角が広く、広範囲で立体画像を得るものが求められている。
【０００６】
本発明はこのような従来の問題を解決するものであり、小型で、かつ広範囲の立体画像を得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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、円弧状に配列された超音波素子組立体と、
前記円弧状に配列された超音波素子組立体の内側を保持するとともに、前記保持側と反対の内側に窪みを設けた基台と、
前記円弧状の超音波素子組立体の内側で前記超音波素子組立体の円弧中心を通るように、前記基台の対向した両端位置の近傍の２箇所で固定された回転軸と、
前記基台の内側の窪み部で前記回転軸を回転可能に保持する軸受け部とを、
有するとともに前記基台の前記回転軸の両端を固定する各位置にそれぞれ長穴部と円筒穴部を形成して前記円筒穴部側の前記基台の内壁に前記基台端部から前記円筒穴部までを連結する切り欠き溝を形成した構成とした。
この構成によって、略１８０°の円弧状の超音波素子組立体がその内側を回転軸として揺動するので、小型でかつ広範囲の立体画像を得ることができるとともに、略１８０°の円弧状の超音波素子組立体がその内側を回転軸として揺動する構成としても、超音波素子群を備えたアセンブリと回転軸の回転中心を確実に一致させることができるとともに、基台及び超音波素子アセンブリの回転軸への組み込みを容易にすることができる。
【０００９】
また、本発明の超音波探触子は、前記回転軸の両端を半円筒形状に形成するとともに、前記長穴部の開口部の一部を覆う超音波素子組立体の内壁面から前記切り欠き溝の溝底面までの長さより前記回転軸の長さが長い構成とした。
この構成によって、基台を回転軸に組み込むときには、回転軸の平坦部を基台と向き合う方向にしたときのみ組み込みが可能であり、また、組み込み途中に基台から回転軸が脱落することがなく、作業が極めて容易になる。また基台と回転軸の接触部分を増加させることにより、確実な固定が可能となる。さらに、この構成によって、回転軸を支持する上で脱落しにくく、かつ小スペースの保持部を形成することができる。
【００１０】
また、本発明の超音波探触子は、前記回転軸を前記基台に当接させ固定する押さえ部材を有し、前記回転軸に前記基台の内面と前記押さえ部材の側面とに当接するフランジ部を形成した構成とした。
この構成により、超音波素子を保持する基台と回転軸の半径方向と軸方向の相対位置を一意的に規定でき、更には、押さえ部材の姿勢を一意的に規定でき安定した固定が実現できる。
【００１１】
また、本発明の超音波探触子は、前記回転軸の前記長穴部側の端部に軸方向及び半径方向に対して傾斜した面を形成するとともに、前記傾斜面に対応する傾斜面を有する回転軸固定手段を設けた構成とした。
この構成により、基台を回転軸に組み込むときに押圧作業をすることなく、回転軸固定ねじを締結するだけで、超音波素子を保持する基台と回転軸の軸方向及び半径方向の相対位置を一意的に規定でき、更には、回転軸固定ねじの姿勢を一意的に規定でき安定した固定が実現できる。
【００１２】
また、本発明の超音波探触子は、前記超音波素子組立体の側面に設けた薄板と前記基台との間にグランド部材を配置して、前記超音波素子組立体のグランド電位と前記基台の電位が同電位になるよう構成した。
この構成により、狭いスペースで超音波信号を送受信する超音波素子の近傍で確実に電気的グランドとフレームグランドの電位差を無くすことができ、したがって、超音波信号の耐ノイズ特性を向上させることができる。
【００１３】
また、本発明の超音波探触子は、前記超音波素子組立体が揺動する際にその信号線が前記基台の内側の窪み部において揺動機構に接触しないように揺動機構カバーを設けた構成とした。
この構成により、機械揺動する超音波素子信号線の動作をスムーズにし、揺動負荷を低減するとともに、超音波素子信号線の損傷を無くすことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施の形態＞
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る超音波探触子の要部を示す部分断面斜視図である。図１において、ウインドウ１は略半球状の外形部を有し、被検体に対してシース（不図示）を介在し接触する。本実施の形態では、ウインドウ１の半径は１３ｍｍ以下に形成されている。このウインドウ１内には音響伝搬媒質（不図示）が充填されており、これにより、超音波素子群２ａより送受信される超音波は空気層を通過せず被検体へ良好に伝搬される。
【００１５】
超音波素子組立体である超音波素子アセンブリ２はウインドウ１内に納まるような略半球状の形状及び大きさであって、超音波を送受信する超音波素子群２ａと、超音波の焦点を機械的に定めるレンズ２ｂと、背面への超音波の発生を防ぐ背面緩衝材２ｃ及び２ｄの多層構造で構成されている。これらは、音響インピーダンスを整合する整合層（図示せず）や超音波素子群２ａの信号線（図示せず）を介して接合されている。超音波素子群２ａは略半円の円周形状、本実施の形態では中心角が略１８０°の円弧形状を有し、この円弧に沿って超音波の送受信を行う複数の超音波素子が配列されている。この超音波素子群２ａを電子走査することによって、中心角が略１８０°の円弧状の超音波素子群に相当する平面断層像を得ることができる。
【００１６】
超音波素子アセンブリ２の内側は基台３により保持され、基台３は保持側が略１８０°の円弧状の形状に形成されているとともに、保持側の反対側に窪みが形成されている（図２参照）。回転軸４は略半円の円周形状を有する超音波素子群２ａの直径に相当する位置に配置し、基台３の１８０°対向した両端部の２箇所で上記窪みを介して固定している（図３参照）。本実施の形態では、１箇所は回転軸固定手段である回転軸固定ねじ５で直接固定し、他の箇所は押さえ部材６を介してねじ（不図示）で固定しているが、固定方法に関しては両側とも押さえ部材でもよいし、ねじの代わりに接着剤を用いてもよい。また、本実施の形態では、回転軸４の断面形状は円筒形のものを用いたが、これに限られるものではなく、楕円形状、四角形状などであってもよい。ここで、超音波素子群がその内側を回転軸として揺動するように、回転軸４は中心角が略１８０°の円弧状の超音波素子アセンブリ２に干渉しない長さであるとともに、基台３に係合固定できる長さに設定している。
【００１７】
駆動伝達軸７は回転軸４に固定され、また、図示省略されているが、この駆動伝達軸７をモータに連結して回転させることにより、回転軸４、基台３及び超音波素子アセンブリ２を一体として回転揺動させることができる。ここでは、駆動伝達軸７は、駆動伝達軸固定ねじとして機能する締結ねじ８で回転軸４に固定されている。軸受け部９は、回転軸４と基台３と超音波素子群２ａが一体となって回転可能であるように、これらを保持している。本実施の形態では、軸受け部９に固定された２つのベアリング９ａ１、９ａ２で回転可能な状態で保持している。
【００１８】
このように構成することによって、軸受け部９を含む回転揺動機構は、中心角が略１８０°の円弧状の超音波素子アセンブリ２の内側と基台３の両端部に効率よく構成できる。これにより、小型化を実現できるとともに、略１８０°にわたる範囲で電子走査と直交する方向への回転揺動を両立することができ、広範囲での立体像を得ることができ、被検体内での超音波診断画像を増やすことができる。
【００１９】
＜第２の実施の形態＞
次に図２及び図３を参照して第２の実施の形態について説明する。ここで、図１では、小型化を実現するために回転軸４を円弧状の超音波素子アセンブリ２の内側に設けているので、回転軸４を取り付ける機構が重要となる。図２は第２の実施の形態に係る基台３の斜視図を示し、図３は第２の実施の形態における基台３と回転軸４の組み立て手順を示す。ここで、回転軸４は図３に示すように、基台３の内径より長く、外径より短く形成され、また、一端には基台３の内面に当接して軸方向を位置決めするための回転軸フランジ４ａが形成されている。
【００２０】
基台３には回転軸４の両端を取り付けるために、回転軸挿入方向に長い基台長穴３ａと基台円筒穴３ｂが形成され、また、基台円筒穴３ｂの内側（基台３の窪み側）を回転軸挿入方向に基台端部から基台円筒穴３ｂまでを連結するように基台切り欠き溝３ｃ（溝底面３ｄ）が形成されている。本実施の形態では、基台円筒穴３ｂの内側が略半円筒状になるよう基台切欠き溝３ｃが形成されている。また、基台切り欠き溝３ｃの基台端部側には傾斜部３ｅを設けてある。
さらに本実施の形態では、超音波素子アセンブリ２の背面緩衝材２ｄが基台長穴３ａの外側開口の一部を覆い、これにより回転軸４を基台長穴３ａに挿入する際に回転軸４の先端が背面緩衝材２ｄに当接してそれ以上進まないようになっている。また、超音波素子アセンブリ２の基台長穴３ａ側の壁面、つまり基台長穴３ａの外側の面３ｆから切り欠き溝３ｃの溝底面３ｄまでの長さｌ１より回転軸４の長さｌ２が長いために、組み立て時の手順、方向が正規と異なると組み立てが不可能になるとともに、正規の手順通り行うと回転軸４を支持する上で脱落しにくく、かつ小スペースの保持部を形成することができる。このように基台３を形成することにより、容易に、かつ確実に図１に示す回転軸４に取り付けることができる。以下その組み立て手順を図３を用いて説明する。
【００２１】
図３は、本発明第２の実施の形態に係る組み立て手順を示す断面図であり、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の手順で組み立てを実施する。まず図３(ａ)に示すように、回転軸４の位置を固定し、基台３（及び基台３に固定された超音波素子アセンブリ２）を回転軸４に対して傾斜させて基台円筒穴３ｂ側を開き、基台３の基台長穴３ａを、回転軸４の回転軸フランジ４ａが形成されていない方の一端に挿入する。ここで、基台長穴３ａの長径方向は、回転軸４が挿入可能となるよう十分な長さに形成されている。
【００２２】
基台長穴３ａの挿入後、基台長穴３ａの近傍を回転中心にして、基台３（及び超音波素子アセンブリ２）を図３（ａ）に示す矢印方向に回転させて基台円筒穴３ｂ側を閉じる。ここで、基台３に基台切り欠き溝３ｃを形成しているため、基台３は回転軸４に干渉することなく基台３に形成された基台円筒穴３ｂが回転軸４に接触するまで基台円筒穴３ｂ側を閉じることができる。また、本実施の形態では、基台３の基台切り欠き溝３ｃの基台円筒穴３ｂと対向する側に傾斜部を設けているため、基台３と回転軸４の干渉に対してより余裕を持たせることができる。
【００２３】
つぎに図３（ｂ）に示すように基台３（及び超音波素子アセンブリ２）を矢印で示すようにスライドさせて、回転軸４の他端を基台３の基台円筒穴３ｂの基台切り欠き溝３ｃが形成されていない領域まで挿入し、基台３と回転軸４の軸方向の相対位置を確実に規制する。軸方向の位置は、回転軸４に設けられた回転軸フランジ４ａと基台３の内面が接触することで規制される。最後に図３（ｃ）の矢印で示すように基台３と回転軸４の半径方向を固定する。ここで固定手段としては、ねじや専用の固定部材を用いてもよい。また接着材による固定を実施してもよい。
【００２４】
以上、図２及び図３を用いて説明したように、基台３に回転軸挿入方向に長い基台長穴３ａと、基台円筒穴３ｂと、基台円筒穴３ｂの内側を回転軸挿入方向に基台切り欠き溝３ｃを形成しているため、回転軸４を円弧状の超音波素子アセンブリ２の内側に設けていても、基台３及び超音波素子アセンブリ２と回転軸４の回転中心を確実に一致させるとともに、基台３及び超音波素子アセンブリ２を容易に回転軸４に組み立てることができる。
【００２５】
＜第３の実施の形態＞
次に図４及び図５を参照して本発明の第３の実施の形態について説明する。図４は第３の実施の形態に用いられる回転軸４の斜視図である。回転軸４の一端には、第２の実施の形態と同様に、基台３の内面に当接して軸方向を位置決めするための回転軸フランジ４ａが形成されている。第３の実施の形態では、さらに、回転軸４の長さｌ３は、第２の実施の形態における長さｌ２と同様、長さｌ１よりも長く、図５に示すように基台３の外径（＝超音波素子アセンブリ２の内径）とほぼ同じであって基台３の内径寸法Ａよりも十分長く、また、回転軸４の両端は半円筒形状に形成されて、円筒部の反対側には平面状の回転軸切り欠き面４ｂ１、４ｂ２が形成されている。
【００２６】
基台３の構成は第２の実施の形態と同じであるが、基台３の基台長穴３ａを回転軸４に組み込むときに、回転軸４の回転軸切り欠き面４ｂ２が形成されていない方の円筒面を基台３に向き合うようにして基台長穴３ａに挿入すると、回転軸４の先端が超音波素子アセンブリ２の内面に当接してそれ以上挿入することができず、逆に回転軸切り欠き面４ｂ２が基台３に向き合うようにして基台長穴３ａに挿入されると、回転軸４の先端が超音波素子アセンブリ２の内面に当接しないで先端面を乗り越えて空隙部１０に入り込むことにより組み込み可能となるようにしている。
【００２７】
このように回転軸４の両端に回転軸切り欠き面４ｂ１、４ｂ２を形成することにより、基台３を回転軸４へ組み込むとき、基台３を回転軸４へ固定する直前において基台３は回転軸４から脱落することがないため、固定時に基台３の脱落防止をする必要がなく作業が極めて容易になる。また基台３と回転軸４の接触部分を増加させることが可能なため安定した固定が可能になる。以下その組み立て手順を図５を用いて説明する。
【００２８】
図５は、本発明の第３の実施の形態に係る組み立て手順を示す断面図であり、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の手順で組み立てを実施する。まず図５（ａ）に示すように、回転軸４を回転軸切り欠き面４ｂ２、４ｂ１がそれぞれ基台３の軸穴である基台長穴３ａ、基台円筒穴３ｂに向き合う方向になるように配置し、基台３（及び基台３に固定された超音波素子アセンブリ２）を回転軸４に傾斜させて基台円筒穴３ｂ側を開いた状態で、回転軸４の回転軸フランジ４ａが形成されていない方の回転軸切り欠き面４ｂ２を基台３の基台長穴３ａに対して挿入し、更に基台３の基台長穴３ａと超音波素子アセンブリ２との間にできた空隙部１０に回転軸切り欠き面４ｂ２を挿入する。この空隙部１０に回転軸切り欠き面４ｂ２を挿入することで、回転軸４の全長が基台３の内径寸法Ａよりも十分長くても組み込みが可能である。
【００２９】
挿入後、空隙部１０近傍を回転中心にして、基台３と超音波素子アセンブリ２を図５（ａ）に示す矢印方向に回転させて基台円筒穴３ｂ側を閉じる。つぎに図５（ｂ）に示すように基台３と超音波素子アセンブリ２を矢印方向にスライドさせて、回転軸４の他端を基台３の基台円筒穴３ｂの基台切り欠き溝３ｃが形成されていない領域まで挿入し、基台３と回転軸４の軸方向の相対位置を確実に規制する。軸方向の位置は、回転軸４に設けられた回転軸フランジ４ａと基台３の内面が接触することで規制される。
【００３０】
つぎに図５（ｃ）に示すように、回転軸４を１８０°回転させる。ここで、基台３及び超音波素子アセンブリ２を回転させてもよい。これにより、図５（ｄ）に示す１８０°の円弧形状の超音波素子アセンブリ２の内面がストッパになり、基台３（及び超音波素子アセンブリ２）は回転軸４から脱落しない。また基台３と回転軸４の接触部分を増加させ、図５（ｄ）に矢印で示すように固定する際に、基台３と回転軸４との相対位置を安定させることができる。
【００３１】
以上、図４及び図５を用いて説明したように、回転軸４の両端部近傍には平面状の回転軸切り欠き面４ｂ１、４ｂ２を形成し、基台３及び超音波素子アセンブリ２を回転軸４に組み込むときには、回転軸切り欠き面４ｂ１、４ｂ２が基台３に向き合う方向のみ組み込み可能となるようにしているため、基台３を回転軸４へ固定する直前において、基台３は回転軸４から脱落することがなく作業が極めて容易になる。また基台３と回転軸４の接触部分を増加させることが可能なため、安定した固定が可能になる。
【００３２】
＜第４の実施の形態＞
図６は、本発明の第４の実施の形態に係る要部断面図である。ここで第３の実施の形態と重複する説明は割愛する。図６に示すように、回転軸４に回転軸フランジ４ａが形成され、回転軸フランジ４ａの軸方向外側は基台３に当接し、回転軸フランジ４ａの軸方向内側は、軸受け部９に設けられたベアリング９ａの内輪部と当接するように構成されている。本実施の形態では、基台３を回転軸４に組み込み、回転軸４と基台３を固定するときに、軸受け部９に設けられたベアリング９ａにより回転軸フランジ４ａの軸方向内側を固定している。
【００３３】
このような構成にすることにより、基台３及び超音波素子アセンブリ２と回転軸４の軸方向の相対位置を一意的に規定できる。更には、押さえ部材であるベアリング９ａの姿勢を一意的に規定でき安定した固定が実現できる。また、本実施の形態では、回転軸４の回転軸フランジ４ａを、軸受け部９に固定されたベアリング９ａの内輪部に当接させているため、基台３及び超音波素子アセンブリ２と軸受け部９との軸方向に相対位置を一意的に規定できる。さらに、本実施の形態では、駆動伝達軸７に設けた駆動伝達軸突起部７ａをベアリング９ａの内輪部に軸方向に当接するよう構成しているため、基台３及び超音波素子アセンブリ２と駆動伝達軸７との相対位置を一意的に規定できる。
【００３４】
＜第５の実施の形態＞
次に図７〜図１０を参照して本発明の第５の実施の形態について説明する。図７は第５の実施の形態に係る回転軸４を示す斜視図であり、回転軸４の回転軸フランジ４ａが形成されていない方の回転軸切り欠き面４ｂ２の端部には４５°の回転軸傾斜面４ｃが形成されている。また、図８は、本発明の第５の実施の形態に係る回転軸固定ねじ５を示す斜視図であり、回転軸固定ねじ５の先端に４５°の回転軸固定ねじ傾斜面５ａが形成されている。この回転軸傾斜面４ｃと回転軸固定ねじ傾斜面５ａは、図９の要部断面図に示すように、お互いに当接する構成にしている。
【００３５】
このような構成にすることによって、図１０の要部拡大断面図に示すように、基台３を回転軸４に回転軸固定ねじ５で固定するとき、回転軸固定ねじ傾斜面５ａの傾き角によって、軸方向の力Ｆｘと半径方向の力Ｆｙを自動的に発生させることができる。これにより、基台３と回転軸４は半径方向に固定されるとともに軸方向に相対的に付勢され、その結果、回転軸４の回転軸フランジ４ａが基台３と押さえ部材６と当接する。したがって、基台３を回転軸４に組み込むとき、押圧作業をすることなく、回転軸固定ねじ５を締結するだけで、基台３及び超音波素子アセンブリ２と回転軸４の半径方向及び軸方向の相対位置を一意的に規定できる。更には、回転軸４が押さえ部材６と当接するため、回転軸４の姿勢を一意的に規定でき安定した固定が実現できる。
【００３６】
＜第６の実施の形態＞
図１１は、本発明の第６の実施の形態に係る要部斜視図である。ここで、保護板１１は超音波素子アセンブリ２を保護するように構成され、基台３の両端部で保護板固定ねじ１２で固定されている。また超音波素子信号線１３とフィルム状超音波素子グランド板１４を設け、このフィルム状超音波素子グランド板１４を保護板固定ねじ１２の近傍まで延長し、保護板１１と基台３との間に介在させ、保護板１１を基台３に固定させるときにフィルム状超音波素子グランド板１４を基台３に導通させる構成にした。この構成により、狭いスペースで超音波信号を送受信する超音波素子の近傍で、確実に電気的グランドとフレームグランドの電位差を無くすことができ、したがって、超音波信号の耐ノイズ特性を向上させることができる。
【００３７】
＜第７の実施の形態＞
図１２は、本発明の第７の実施の形態に係る要部斜視図である。ここで、駆動部カバー１５は、超音波素子アセンブリ２が機械揺動した際に、超音波素子信号線１３が軸受け部９や駆動伝達機構（未図示）と接触することがないよう覆う構成にしている。この構成にすることによって、機械揺動における超音波素子信号線１３の動作をスムーズにし、揺動負荷を低減するとともに、超音波素子信号線１３の損傷を無くすことができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載の発明によれば、略１８０°の円弧状の超音波素子組立体がその内側を回転軸として揺動するので、小型でかつ広範囲の立体画像を得ることができる。
請求項２に記載の発明によれば、略１８０°の円弧状の超音波素子組立体がその内側を回転軸として揺動する構成としても、超音波素子群を備えたアセンブリと回転軸の回転中心を確実に一致させることができるとともに、基台及び超音波素子アセンブリの回転軸への組み込みを容易にすることができる。
請求項３に記載の発明によれば、回転軸を支持する上で脱落しにくく、かつ小スペースの保持部を形成することができる。
請求項４に記載の発明によれば、超音波素子を保持する基台と回転軸の半径方向と軸方向の相対位置を一意的に規定でき、更には、押さえ部材の姿勢を一意的に規定でき安定した固定が実現できる。
請求項５に記載の発明によれば、基台を回転軸に組み込むときに押圧作業をすることなく、回転軸固定ねじを締結するだけで、超音波素子を保持する基台と回転軸の軸方向及び半径方向の相対位置を一意的に規定でき、更には、回転軸固定ねじの姿勢を一意的に規定でき安定した固定が実現できる。
請求項６に記載の発明によれば、狭いスペースで超音波信号を送受信する超音波素子の近傍で確実に電気的グランドとフレームグランドの電位差を無くすことができ、したがって、超音波信号の耐ノイズ特性を向上させることができる。
請求項７に記載の発明によれば、機械揺動する超音波素子信号線の動作をスムーズにし、揺動負荷を低減するとともに、超音波素子信号線の損傷を無くすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る超音波探触子の要部を示す部分断面斜視図
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る基台を示す斜視図
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る基台と回転軸の組み立て手順を示す断面図
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る回転軸を示す斜視図
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る組み立て手順を示す断面図
【図６】本発明の第４の実施の形態に係る要部断面図
【図７】本発明の第５の実施の形態に係る回転軸を示す斜視図
【図８】本発明の第５の実施の形態に係る回転軸固定ねじを示す斜視図
【図９】本発明の第５の実施の形態に係る要部断面図
【図１０】本発明の第５の実施の形態に係る要部拡大断面図
【図１１】本発明の第６の実施の形態に係る要部斜視図
【図１２】本発明の第７の実施の形態に係る要部斜視図
【図１３】従来の超音波探触子の要部斜視図
【符号の説明】
１ ウインドウ
２ 超音波素子アセンブリ（超音波素子組立体）
２ａ 超音波素子群
２ｂ レンズ
２ｃ、２ｄ 背面緩衝材
３ 基台
３ａ 基台長穴
３ｂ 基台円筒穴
３ｃ 基台切り欠き溝
３ｄ 溝底面
３ｅ 傾斜部
３ｆ 基台長穴の外側の面
４ 回転軸
４ａ 回転軸フランジ
４ｂ１、４ｂ２ 回転軸切り欠き面
４ｃ 回転軸傾斜面
５ 回転軸固定ねじ
５ａ 回転軸固定ねじ傾斜面
６ 押さえ部材
７ 駆動伝達軸
７ａ 駆動伝達軸突起部
８ 駆動伝達軸固定ねじ
９ 軸受け部
９ａ、９ａ１、９ａ２ ベアリング
１０ 空隙部
１１ 保護板
１２ 保護板固定ねじ
１３ 超音波素子信号線
１４ フィルム状超音波素子グランド板
１５ 駆動部カバー
Ａ 内径寸法
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子走査と機械走査を組み合わせることで立体画像を得ることができる超音波医用診断装置の超音波探触子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、超音波医用診断装置の超音波探触子の分野では、コンベックス状の超音波素子群による電子走査と、電子走査と直交する方向に機械走査させることで、立体画像を得る技術が開発されている（例えば下記の特許文献１参照）。
【０００３】
図１３にこのような従来の経腹用超音波探触子の要部斜視図を示す。図１３において、凸状に配列された超音波素子群１６は、回転軸１７に対して締結部１９を介して固定され、回転軸１７には駆動伝達軸１８が固定されている。さらに、駆動伝達軸１８は図示省略されているが、モータなどの駆動部品に伝達機構を介して接続されている。このような構成で、モータなどの駆動部品を動作させることにより、伝達機構を介して駆動伝達軸１８を回転中心にして、超音波素子群１６をその配列方向と直交する方向に機械揺動させることができ、超音波素子群１６による電子走査方向及び深度方向と、機械走査による電子走査と直交する方向に立体画像を得ることができる。
【０００４】
【特許文献１】
特公平７−３８８５１号公報（実施例）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電子走査と機械走査の組み合わせで立体画像を得る超音波探触子は、外形サイズも大きく、また電子走査による視野角も狭く立体画像も限られた範囲のものであった。一方、近年、被検体内で用いる超音波探触子を中心に、小型で、かつ電子視野角が広く、広範囲で立体画像を得るものが求められている。
【０００６】
本発明はこのような従来の問題を解決するものであり、小型で、かつ広範囲の立体画像を得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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、円弧状に配列された超音波素子組立体と、
前記円弧状に配列された超音波素子組立体の内側を保持するとともに、前記保持側と反対の内側に窪みを設けた基台と、
前記円弧状の超音波素子組立体の内側で前記超音波素子組立体の円弧中心を通るように、前記基台の対向した両端位置の近傍の２箇所で固定された回転軸と、
前記基台の内側の窪み部で前記回転軸を回転可能に保持する軸受け部とを、
有するとともに前記基台の前記回転軸の両端を固定する各位置にそれぞれ長穴部と円筒穴部を形成して前記円筒穴部側の前記基台の内壁に前記基台端部から前記円筒穴部までを連結する切り欠き溝を形成した構成とした。
この構成によって、略１８０°の円弧状の超音波素子組立体がその内側を回転軸として揺動するので、小型でかつ広範囲の立体画像を得ることができるとともに、略１８０°の円弧状の超音波素子組立体がその内側を回転軸として揺動する構成としても、超音波素子群を備えたアセンブリと回転軸の回転中心を確実に一致させることができるとともに、基台及び超音波素子アセンブリの回転軸への組み込みを容易にすることができる。
【０００９】
また、本発明の超音波探触子は、前記回転軸の両端を半円筒形状に形成するとともに、前記長穴部の開口部の一部を覆う超音波素子組立体の内壁面から前記切り欠き溝の溝底面までの長さより前記回転軸の長さが長い構成とした。
この構成によって、基台を回転軸に組み込むときには、回転軸の平坦部を基台と向き合う方向にしたときのみ組み込みが可能であり、また、組み込み途中に基台から回転軸が脱落することがなく、作業が極めて容易になる。また基台と回転軸の接触部分を増加させることにより、確実な固定が可能となる。さらに、この構成によって、回転軸を支持する上で脱落しにくく、かつ小スペースの保持部を形成することができる。
【００１０】
また、本発明の超音波探触子は、前記回転軸を前記基台に当接させ固定する押さえ部材を有し、前記回転軸に前記基台の内面と前記押さえ部材の側面とに当接するフランジ部を形成した構成とした。
この構成により、超音波素子を保持する基台と回転軸の半径方向と軸方向の相対位置を一意的に規定でき、更には、押さえ部材の姿勢を一意的に規定でき安定した固定が実現できる。
【００１１】
また、本発明の超音波探触子は、前記回転軸の前記長穴部側の端部に軸方向及び半径方向に対して傾斜した面を形成するとともに、前記傾斜面に対応する傾斜面を有する回転軸固定手段を設けた構成とした。
この構成により、基台を回転軸に組み込むときに押圧作業をすることなく、回転軸固定ねじを締結するだけで、超音波素子を保持する基台と回転軸の軸方向及び半径方向の相対位置を一意的に規定でき、更には、回転軸固定ねじの姿勢を一意的に規定でき安定した固定が実現できる。
【００１２】
また、本発明の超音波探触子は、前記超音波素子組立体の側面に設けた薄板と前記基台との間にグランド部材を配置して、前記超音波素子組立体のグランド電位と前記基台の電位が同電位になるよう構成した。
この構成により、狭いスペースで超音波信号を送受信する超音波素子の近傍で確実に電気的グランドとフレームグランドの電位差を無くすことができ、したがって、超音波信号の耐ノイズ特性を向上させることができる。
【００１３】
また、本発明の超音波探触子は、前記超音波素子組立体が揺動する際にその信号線が前記基台の内側の窪み部において揺動機構に接触しないように揺動機構カバーを設けた構成とした。
この構成により、機械揺動する超音波素子信号線の動作をスムーズにし、揺動負荷を低減するとともに、超音波素子信号線の損傷を無くすことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施の形態＞
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る超音波探触子の要部を示す部分断面斜視図である。図１において、ウインドウ１は略半球状の外形部を有し、被検体に対してシース（不図示）を介在し接触する。本実施の形態では、ウインドウ１の半径は１３ｍｍ以下に形成されている。このウインドウ１内には音響伝搬媒質（不図示）が充填されており、これにより、超音波素子群２ａより送受信される超音波は空気層を通過せず被検体へ良好に伝搬される。
【００１５】
超音波素子組立体である超音波素子アセンブリ２はウインドウ１内に納まるような略半球状の形状及び大きさであって、超音波を送受信する超音波素子群２ａと、超音波の焦点を機械的に定めるレンズ２ｂと、背面への超音波の発生を防ぐ背面緩衝材２ｃ及び２ｄの多層構造で構成されている。これらは、音響インピーダンスを整合する整合層（図示せず）や超音波素子群２ａの信号線（図示せず）を介して接合されている。超音波素子群２ａは略半円の円周形状、本実施の形態では中心角が略１８０°の円弧形状を有し、この円弧に沿って超音波の送受信を行う複数の超音波素子が配列されている。この超音波素子群２ａを電子走査することによって、中心角が略１８０°の円弧状の超音波素子群に相当する平面断層像を得ることができる。
【００１６】
超音波素子アセンブリ２の内側は基台３により保持され、基台３は保持側が略１８０°の円弧状の形状に形成されているとともに、保持側の反対側に窪みが形成されている（図２参照）。回転軸４は略半円の円周形状を有する超音波素子群２ａの直径に相当する位置に配置し、基台３の１８０°対向した両端部の２箇所で上記窪みを介して固定している（図３参照）。本実施の形態では、１箇所は回転軸固定手段である回転軸固定ねじ５で直接固定し、他の箇所は押さえ部材６を介してねじ（不図示）で固定しているが、固定方法に関しては両側とも押さえ部材でもよいし、ねじの代わりに接着剤を用いてもよい。また、本実施の形態では、回転軸４の断面形状は円筒形のものを用いたが、これに限られるものではなく、楕円形状、四角形状などであってもよい。ここで、超音波素子群がその内側を回転軸として揺動するように、回転軸４は中心角が略１８０°の円弧状の超音波素子アセンブリ２に干渉しない長さであるとともに、基台３に係合固定できる長さに設定している。
【００１７】
駆動伝達軸７は回転軸４に固定され、また、図示省略されているが、この駆動伝達軸７をモータに連結して回転させることにより、回転軸４、基台３及び超音波素子アセンブリ２を一体として回転揺動させることができる。ここでは、駆動伝達軸７は、駆動伝達軸固定ねじとして機能する締結ねじ８で回転軸４に固定されている。軸受け部９は、回転軸４と基台３と超音波素子群２ａが一体となって回転可能であるように、これらを保持している。本実施の形態では、軸受け部９に固定された２つのベアリング９ａ１、９ａ２で回転可能な状態で保持している。
【００１８】
このように構成することによって、軸受け部９を含む回転揺動機構は、中心角が略１８０°の円弧状の超音波素子アセンブリ２の内側と基台３の両端部に効率よく構成できる。これにより、小型化を実現できるとともに、略１８０°にわたる範囲で電子走査と直交する方向への回転揺動を両立することができ、広範囲での立体像を得ることができ、被検体内での超音波診断画像を増やすことができる。
【００１９】
＜第２の実施の形態＞
次に図２及び図３を参照して第２の実施の形態について説明する。ここで、図１では、小型化を実現するために回転軸４を円弧状の超音波素子アセンブリ２の内側に設けているので、回転軸４を取り付ける機構が重要となる。図２は第２の実施の形態に係る基台３の斜視図を示し、図３は第２の実施の形態における基台３と回転軸４の組み立て手順を示す。ここで、回転軸４は図３に示すように、基台３の内径より長く、外径より短く形成され、また、一端には基台３の内面に当接して軸方向を位置決めするための回転軸フランジ４ａが形成されている。
【００２０】
基台３には回転軸４の両端を取り付けるために、回転軸挿入方向に長い基台長穴３ａと基台円筒穴３ｂが形成され、また、基台円筒穴３ｂの内側（基台３の窪み側）を回転軸挿入方向に基台端部から基台円筒穴３ｂまでを連結するように基台切り欠き溝３ｃ（溝底面３ｄ）が形成されている。本実施の形態では、基台円筒穴３ｂの内側が略半円筒状になるよう基台切欠き溝３ｃが形成されている。また、基台切り欠き溝３ｃの基台端部側には傾斜部３ｅを設けてある。
さらに本実施の形態では、超音波素子アセンブリ２の背面緩衝材２ｄが基台長穴３ａの外側開口の一部を覆い、これにより回転軸４を基台長穴３ａに挿入する際に回転軸４の先端が背面緩衝材２ｄに当接してそれ以上進まないようになっている。また、超音波素子アセンブリ２の基台長穴３ａ側の壁面、つまり基台長穴３ａの外側の面３ｆから切り欠き溝３ｃの溝底面３ｄまでの長さｌ１より回転軸４の長さｌ２が長いために、組み立て時の手順、方向が正規と異なると組み立てが不可能になるとともに、正規の手順通り行うと回転軸４を支持する上で脱落しにくく、かつ小スペースの保持部を形成することができる。このように基台３を形成することにより、容易に、かつ確実に図１に示す回転軸４に取り付けることができる。以下その組み立て手順を図３を用いて説明する。
【００２１】
図３は、本発明第２の実施の形態に係る組み立て手順を示す断面図であり、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の手順で組み立てを実施する。まず図３(ａ)に示すように、回転軸４の位置を固定し、基台３（及び基台３に固定された超音波素子アセンブリ２）を回転軸４に対して傾斜させて基台円筒穴３ｂ側を開き、基台３の基台長穴３ａを、回転軸４の回転軸フランジ４ａが形成されていない方の一端に挿入する。ここで、基台長穴３ａの長径方向は、回転軸４が挿入可能となるよう十分な長さに形成されている。
【００２２】
基台長穴３ａの挿入後、基台長穴３ａの近傍を回転中心にして、基台３（及び超音波素子アセンブリ２）を図３（ａ）に示す矢印方向に回転させて基台円筒穴３ｂ側を閉じる。ここで、基台３に基台切り欠き溝３ｃを形成しているため、基台３は回転軸４に干渉することなく基台３に形成された基台円筒穴３ｂが回転軸４に接触するまで基台円筒穴３ｂ側を閉じることができる。また、本実施の形態では、基台３の基台切り欠き溝３ｃの基台円筒穴３ｂと対向する側に傾斜部を設けているため、基台３と回転軸４の干渉に対してより余裕を持たせることができる。
【００２３】
つぎに図３（ｂ）に示すように基台３（及び超音波素子アセンブリ２）を矢印で示すようにスライドさせて、回転軸４の他端を基台３の基台円筒穴３ｂの基台切り欠き溝３ｃが形成されていない領域まで挿入し、基台３と回転軸４の軸方向の相対位置を確実に規制する。軸方向の位置は、回転軸４に設けられた回転軸フランジ４ａと基台３の内面が接触することで規制される。最後に図３（ｃ）の矢印で示すように基台３と回転軸４の半径方向を固定する。ここで固定手段としては、ねじや専用の固定部材を用いてもよい。また接着材による固定を実施してもよい。
【００２４】
以上、図２及び図３を用いて説明したように、基台３に回転軸挿入方向に長い基台長穴３ａと、基台円筒穴３ｂと、基台円筒穴３ｂの内側を回転軸挿入方向に基台切り欠き溝３ｃを形成しているため、回転軸４を円弧状の超音波素子アセンブリ２の内側に設けていても、基台３及び超音波素子アセンブリ２と回転軸４の回転中心を確実に一致させるとともに、基台３及び超音波素子アセンブリ２を容易に回転軸４に組み立てることができる。
【００２５】
＜第３の実施の形態＞
次に図４及び図５を参照して本発明の第３の実施の形態について説明する。図４は第３の実施の形態に用いられる回転軸４の斜視図である。回転軸４の一端には、第２の実施の形態と同様に、基台３の内面に当接して軸方向を位置決めするための回転軸フランジ４ａが形成されている。第３の実施の形態では、さらに、回転軸４の長さｌ３は、第２の実施の形態における長さｌ２と同様、長さｌ１よりも長く、図５に示すように基台３の外径（＝超音波素子アセンブリ２の内径）とほぼ同じであって基台３の内径寸法Ａよりも十分長く、また、回転軸４の両端は半円筒形状に形成されて、円筒部の反対側には平面状の回転軸切り欠き面４ｂ１、４ｂ２が形成されている。
【００２６】
基台３の構成は第２の実施の形態と同じであるが、基台３の基台長穴３ａを回転軸４に組み込むときに、回転軸４の回転軸切り欠き面４ｂ２が形成されていない方の円筒面を基台３に向き合うようにして基台長穴３ａに挿入すると、回転軸４の先端が超音波素子アセンブリ２の内面に当接してそれ以上挿入することができず、逆に回転軸切り欠き面４ｂ２が基台３に向き合うようにして基台長穴３ａに挿入されると、回転軸４の先端が超音波素子アセンブリ２の内面に当接しないで先端面を乗り越えて空隙部１０に入り込むことにより組み込み可能となるようにしている。
【００２７】
このように回転軸４の両端に回転軸切り欠き面４ｂ１、４ｂ２を形成することにより、基台３を回転軸４へ組み込むとき、基台３を回転軸４へ固定する直前において基台３は回転軸４から脱落することがないため、固定時に基台３の脱落防止をする必要がなく作業が極めて容易になる。また基台３と回転軸４の接触部分を増加させることが可能なため安定した固定が可能になる。以下その組み立て手順を図５を用いて説明する。
【００２８】
図５は、本発明の第３の実施の形態に係る組み立て手順を示す断面図であり、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の手順で組み立てを実施する。まず図５（ａ）に示すように、回転軸４を回転軸切り欠き面４ｂ２、４ｂ１がそれぞれ基台３の軸穴である基台長穴３ａ、基台円筒穴３ｂに向き合う方向になるように配置し、基台３（及び基台３に固定された超音波素子アセンブリ２）を回転軸４に傾斜させて基台円筒穴３ｂ側を開いた状態で、回転軸４の回転軸フランジ４ａが形成されていない方の回転軸切り欠き面４ｂ２を基台３の基台長穴３ａに対して挿入し、更に基台３の基台長穴３ａと超音波素子アセンブリ２との間にできた空隙部１０に回転軸切り欠き面４ｂ２を挿入する。この空隙部１０に回転軸切り欠き面４ｂ２を挿入することで、回転軸４の全長が基台３の内径寸法Ａよりも十分長くても組み込みが可能である。
【００２９】
挿入後、空隙部１０近傍を回転中心にして、基台３と超音波素子アセンブリ２を図５（ａ）に示す矢印方向に回転させて基台円筒穴３ｂ側を閉じる。つぎに図５（ｂ）に示すように基台３と超音波素子アセンブリ２を矢印方向にスライドさせて、回転軸４の他端を基台３の基台円筒穴３ｂの基台切り欠き溝３ｃが形成されていない領域まで挿入し、基台３と回転軸４の軸方向の相対位置を確実に規制する。軸方向の位置は、回転軸４に設けられた回転軸フランジ４ａと基台３の内面が接触することで規制される。
【００３０】
つぎに図５（ｃ）に示すように、回転軸４を１８０°回転させる。ここで、基台３及び超音波素子アセンブリ２を回転させてもよい。これにより、図５（ｄ）に示す１８０°の円弧形状の超音波素子アセンブリ２の内面がストッパになり、基台３（及び超音波素子アセンブリ２）は回転軸４から脱落しない。また基台３と回転軸４の接触部分を増加させ、図５（ｄ）に矢印で示すように固定する際に、基台３と回転軸４との相対位置を安定させることができる。
【００３１】
以上、図４及び図５を用いて説明したように、回転軸４の両端部近傍には平面状の回転軸切り欠き面４ｂ１、４ｂ２を形成し、基台３及び超音波素子アセンブリ２を回転軸４に組み込むときには、回転軸切り欠き面４ｂ１、４ｂ２が基台３に向き合う方向のみ組み込み可能となるようにしているため、基台３を回転軸４へ固定する直前において、基台３は回転軸４から脱落することがなく作業が極めて容易になる。また基台３と回転軸４の接触部分を増加させることが可能なため、安定した固定が可能になる。
【００３２】
＜第４の実施の形態＞
図６は、本発明の第４の実施の形態に係る要部断面図である。ここで第３の実施の形態と重複する説明は割愛する。図６に示すように、回転軸４に回転軸フランジ４ａが形成され、回転軸フランジ４ａの軸方向外側は基台３に当接し、回転軸フランジ４ａの軸方向内側は、軸受け部９に設けられたベアリング９ａの内輪部と当接するように構成されている。本実施の形態では、基台３を回転軸４に組み込み、回転軸４と基台３を固定するときに、軸受け部９に設けられたベアリング９ａにより回転軸フランジ４ａの軸方向内側を固定している。
【００３３】
このような構成にすることにより、基台３及び超音波素子アセンブリ２と回転軸４の軸方向の相対位置を一意的に規定できる。更には、押さえ部材であるベアリング９ａの姿勢を一意的に規定でき安定した固定が実現できる。また、本実施の形態では、回転軸４の回転軸フランジ４ａを、軸受け部９に固定されたベアリング９ａの内輪部に当接させているため、基台３及び超音波素子アセンブリ２と軸受け部９との軸方向に相対位置を一意的に規定できる。さらに、本実施の形態では、駆動伝達軸７に設けた駆動伝達軸突起部７ａをベアリング９ａの内輪部に軸方向に当接するよう構成しているため、基台３及び超音波素子アセンブリ２と駆動伝達軸７との相対位置を一意的に規定できる。
【００３４】
＜第５の実施の形態＞
次に図７〜図１０を参照して本発明の第５の実施の形態について説明する。図７は第５の実施の形態に係る回転軸４を示す斜視図であり、回転軸４の回転軸フランジ４ａが形成されていない方の回転軸切り欠き面４ｂ２の端部には４５°の回転軸傾斜面４ｃが形成されている。また、図８は、本発明の第５の実施の形態に係る回転軸固定ねじ５を示す斜視図であり、回転軸固定ねじ５の先端に４５°の回転軸固定ねじ傾斜面５ａが形成されている。この回転軸傾斜面４ｃと回転軸固定ねじ傾斜面５ａは、図９の要部断面図に示すように、お互いに当接する構成にしている。
【００３５】
このような構成にすることによって、図１０の要部拡大断面図に示すように、基台３を回転軸４に回転軸固定ねじ５で固定するとき、回転軸固定ねじ傾斜面５ａの傾き角によって、軸方向の力Ｆｘと半径方向の力Ｆｙを自動的に発生させることができる。これにより、基台３と回転軸４は半径方向に固定されるとともに軸方向に相対的に付勢され、その結果、回転軸４の回転軸フランジ４ａが基台３と押さえ部材６と当接する。したがって、基台３を回転軸４に組み込むとき、押圧作業をすることなく、回転軸固定ねじ５を締結するだけで、基台３及び超音波素子アセンブリ２と回転軸４の半径方向及び軸方向の相対位置を一意的に規定できる。更には、回転軸４が押さえ部材６と当接するため、回転軸４の姿勢を一意的に規定でき安定した固定が実現できる。
【００３６】
＜第６の実施の形態＞
図１１は、本発明の第６の実施の形態に係る要部斜視図である。ここで、保護板１１は超音波素子アセンブリ２を保護するように構成され、基台３の両端部で保護板固定ねじ１２で固定されている。また超音波素子信号線１３とフィルム状超音波素子グランド板１４を設け、このフィルム状超音波素子グランド板１４を保護板固定ねじ１２の近傍まで延長し、保護板１１と基台３との間に介在させ、保護板１１を基台３に固定させるときにフィルム状超音波素子グランド板１４を基台３に導通させる構成にした。この構成により、狭いスペースで超音波信号を送受信する超音波素子の近傍で、確実に電気的グランドとフレームグランドの電位差を無くすことができ、したがって、超音波信号の耐ノイズ特性を向上させることができる。
【００３７】
＜第７の実施の形態＞
図１２は、本発明の第７の実施の形態に係る要部斜視図である。ここで、駆動部カバー１５は、超音波素子アセンブリ２が機械揺動した際に、超音波素子信号線１３が軸受け部９や駆動伝達機構（未図示）と接触することがないよう覆う構成にしている。この構成にすることによって、機械揺動における超音波素子信号線１３の動作をスムーズにし、揺動負荷を低減するとともに、超音波素子信号線１３の損傷を無くすことができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載の発明によれば、略１８０°の円弧状の超音波素子組立体がその内側を回転軸として揺動するので、小型でかつ広範囲の立体画像を得ることができる。
請求項２に記載の発明によれば、略１８０°の円弧状の超音波素子組立体がその内側を回転軸として揺動する構成としても、超音波素子群を備えたアセンブリと回転軸の回転中心を確実に一致させることができるとともに、基台及び超音波素子アセンブリの回転軸への組み込みを容易にすることができる。
請求項３に記載の発明によれば、回転軸を支持する上で脱落しにくく、かつ小スペースの保持部を形成することができる。
請求項４に記載の発明によれば、超音波素子を保持する基台と回転軸の半径方向と軸方向の相対位置を一意的に規定でき、更には、押さえ部材の姿勢を一意的に規定でき安定した固定が実現できる。
請求項５に記載の発明によれば、基台を回転軸に組み込むときに押圧作業をすることなく、回転軸固定ねじを締結するだけで、超音波素子を保持する基台と回転軸の軸方向及び半径方向の相対位置を一意的に規定でき、更には、回転軸固定ねじの姿勢を一意的に規定でき安定した固定が実現できる。
請求項６に記載の発明によれば、狭いスペースで超音波信号を送受信する超音波素子の近傍で確実に電気的グランドとフレームグランドの電位差を無くすことができ、したがって、超音波信号の耐ノイズ特性を向上させることができる。
請求項７に記載の発明によれば、機械揺動する超音波素子信号線の動作をスムーズにし、揺動負荷を低減するとともに、超音波素子信号線の損傷を無くすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る超音波探触子の要部を示す部分断面斜視図
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る基台を示す斜視図
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る基台と回転軸の組み立て手順を示す断面図
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る回転軸を示す斜視図
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る組み立て手順を示す断面図
【図６】本発明の第４の実施の形態に係る要部断面図
【図７】本発明の第５の実施の形態に係る回転軸を示す斜視図
【図８】本発明の第５の実施の形態に係る回転軸固定ねじを示す斜視図
【図９】本発明の第５の実施の形態に係る要部断面図
【図１０】本発明の第５の実施の形態に係る要部拡大断面図
【図１１】本発明の第６の実施の形態に係る要部斜視図
【図１２】本発明の第７の実施の形態に係る要部斜視図
【図１３】従来の超音波探触子の要部斜視図
【符号の説明】
１ ウインドウ
２ 超音波素子アセンブリ（超音波素子組立体）
２ａ 超音波素子群
２ｂ レンズ
２ｃ、２ｄ 背面緩衝材
３ 基台
３ａ 基台長穴
３ｂ 基台円筒穴
３ｃ 基台切り欠き溝
３ｄ 溝底面
３ｅ 傾斜部
３ｆ 基台長穴の外側の面
４ 回転軸
４ａ 回転軸フランジ
４ｂ１、４ｂ２ 回転軸切り欠き面
４ｃ 回転軸傾斜面
５ 回転軸固定ねじ
５ａ 回転軸固定ねじ傾斜面
６ 押さえ部材
７ 駆動伝達軸
７ａ 駆動伝達軸突起部
８ 駆動伝達軸固定ねじ
９ 軸受け部
９ａ、９ａ１、９ａ２ ベアリング
１０ 空隙部
１１ 保護板
１２ 保護板固定ねじ
１３ 超音波素子信号線
１４ フィルム状超音波素子グランド板
１５ 駆動部カバー
Ａ 内径寸法
Claims (6)
- 円弧状に配列された超音波素子組立体と、
前記円弧状に配列された超音波素子組立体の内側を保持するとともに、前記保持側と反対の内側に窪みを設けた基台と、
前記円弧状の超音波素子組立体の内側で前記超音波素子組立体の円弧中心を通るように、前記基台の対向した両端位置の近傍の２箇所で固定された回転軸と、
前記基台の内側の窪み部で前記回転軸を回転可能に保持する軸受け部とを、
有し、前記基台の前記回転軸の両端を固定する各位置にそれぞれ長穴部と円筒穴部を形成して前記円筒穴部側の前記基台の内壁に前記基台端部から前記円筒穴部までを連結する切り欠き溝を形成した超音波探触子。 - 前記回転軸の両端を半円筒形状に形成するとともに、前記長穴部の開口部の一部を覆う超音波素子組立体の内壁面から前記切り欠き溝の溝底面までの長さより前記回転軸の長さが長いことを特徴とする請求項１に記載の超音波探触子。
- 前記回転軸を前記基台に当接させ固定する押さえ部材を有し、前記回転軸に前記基台の内面と前記押さえ部材の側面とに当接するフランジ部を形成したことを特徴とする請求項２に記載の超音波探触子。
- 前記回転軸の前記長穴部側の端部に軸方向及び半径方向に対して傾斜した面を形成するとともに、前記傾斜面に対応する傾斜面を有する回転軸固定手段を設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の超音波探触子。
- 前記超音波素子組立体の側面に設けた薄板と前記基台との間にグランド部材を配置して、前記超音波素子組立体のグランド電位と前記基台の電位が同電位になるよう構成したことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の超音波探触子。
- 前記超音波素子組立体が揺動する際にその信号線が前記基台の内側の窪み部において揺動機構に接触しないように揺動機構カバーを設けたことを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の超音波探触子。
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