JP4558564B2

JP4558564B2 - 超音波探触子

Info

Publication number: JP4558564B2
Application number: JP2005115106A
Authority: JP
Inventors: 雅彦門倉
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-04-12
Filing date: 2005-04-12
Publication date: 2010-10-06
Anticipated expiration: 2025-04-12
Also published as: JP2006288834A

Description

本発明は、超音波振動子を体腔内に挿入して、生体内に超音波を照射してエコー信号を受信する超音波探触子に関する。

従来の超音波探触子は、図５に示すように、モータ５によって駆動プーリ１０２を揺動又は回転させる駆動機構と、超音波振動子４に設置された揺動プーリ７へ駆動プーリ１０２の駆動を伝達するワイヤ駆動機構１００から構成されており、モータ５の回転をワイヤ駆動機構１００により揺動プーリ７に伝えて超音波振動子４を揺動又は回転させている。このような技術が下記の特許文献１に開示されている。
特開平１０―１７９５８８号公報（図３）

しかしながら、特許文献１に開示されている超音波探触子では、各プーリ間にワイヤを取り付け、固定する機構がないため、特にワイヤを取り付ける作業は困難である。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、あらかじめプレート材を２つにかしめることにより容易にワイヤを輪状にすることができ、かつ、輪状にされたワイヤの固定部を揺動プーリに固定し、輪状のワイヤの他方を駆動プーリに固定することで、各プーリ間にワイヤを容易に取り付けることができる超音波探触子を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明によれば、体腔内に挿入される挿入部と前記体腔外で操作者に保持されるグリップ部とから構成され、前記グリップ部には、超音波振動子を揺動させる動力を生成するモータを備え、前記挿入部には、前記モータの回転軸に接続され、前記動力を伝達する第１の動力伝達手段と、前記第１の動力伝達手段に接続され、伝達される前記動力によって回動する駆動手段と、前記駆動手段の前記回動による前記動力を伝達するケーブル状の第２の動力伝達手段と、前記超音波振動子が取り付けられ、前記第２の動力伝達手段を介して伝達される前記駆動手段の前記回動による前記動力によって前記超音波振動子を揺動させる揺動手段と、前記第２の動力伝達手段を自身に固定させるとともに、固定された前記第２の動力伝達手段と共に前記揺動手段に固定させる第１の固定手段と、前記第１の固定手段に固定された前記第２の動力伝達手段の一端に対向する他端を前記駆動手段に固定させる第２の固定手段とを備える超音波探触子であって、前記第１の固定手段は、前記第２の動力伝達手段の一部をプレート材で２つ折りにかしめ、前記第２の動力伝達手段を輪状にして自身に固定させる超音波探触子が提供される。この構成により、第２の動力伝達手段（ワイヤ）をあらかじめプレート材で２つ折りにかしめることにより容易に輪状にすることができ、かつ、輪状にされたワイヤを第１の固定手段（固定部）によって揺動手段（揺動プーリ）に固定し、輪状のワイヤの他方を駆動手段（駆動プーリ）に固定することでワイヤを容易にプーリ間に取り付けることができる。

また、本発明の超音波探触子における前記第１の固定手段が、前記プレート材が２つ折りにかしめられる際の折り目の部分と、前記折り目を境に分けられる前記プレート材のうち、分けられた一方のプレート材とに穴部を備え、前記第２の動力伝達手段が、前記分けられた一方のプレート材の前記穴部から前記折り目の部分の前記穴部へ通されて２つ折りにかしめられることは、本発明の好ましい態様である。この構成により、プレート材へワイヤを通してかしめる加工を容易にし、かつ、固定部からワイヤが滑ったり抜けたりすることを低減させることができる。

また、本発明の超音波探触子における前記第１の固定手段の前記揺動手段への固定の手段がネジ止めであることは、本発明の好ましい態様である。この構成により、２つにかしめたプレート材の開きを抑えて、固定部からワイヤが滑ったり抜けたりすることを低減させることができる。

本発明の超音波探触子は、上記構成を有し、あらかじめプレート材を２つにかしめることにより容易にワイヤを輪状にすることができ、かつ、輪状にされたワイヤの固定部を揺動プーリに固定し、輪状のワイヤの他方を駆動プーリに固定することで、各プーリ間にワイヤを容易に取り付けることができる。

以下、本発明の実施の形態に係る超音波探触子について図１から図４Ｅを用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る超音波探触子の構成を示す概略図である。図２は、本発明の実施の形態に係る超音波探触子における先端部内の構成を示す概略図である。図３Ａは、本発明の実施の形態に係る超音波探触子における固定部を形成するプレート材を示す図である。図３Ｂは、本発明の実施の形態に係る超音波探触子における固定部を形成するプレート材の穴部に通されたワイヤを示す図である。図３Ｃは、本発明の実施の形態に係る超音波探触子における固定部により輪状にされたワイヤを示す図である。図３Ｄは、本発明の実施の形態に係る超音波探触子における固定部に設けられたネジ穴を示す図である。図３Ｅは、本発明の実施の形態に係る超音波探触子における固定部のプレート面側を示す図である。図４Ａは、本発明の実施の形態に係る超音波探触子における輪状にされたワイヤを有する固定部を示す図である。図４Ｂは、本発明の実施の形態に係る超音波探触子における揺動プーリを示す図である。図４Ｃは、本発明の実施の形態に係る超音波探触子における揺動プーリに結合された固定部を示す図である。図４Ｄは、本発明の実施の形態に係る超音波探触子における揺動プーリの他の一例を示す図である。図４Ｅは、本発明の実施の形態に係る超音波探触子における他の一例の揺動プーリに結合された固定部を示す図である。

まず、本発明の実施の形態に係る超音波探触子について図１を用いて説明する。図１に示すように、超音波探触子は、操作者に保持されるグリップ部１と不図示の体腔内に挿入される先端部３を含む挿入部２とから構成されている。グリップ部１には超音波振動子４を揺動させる動力を生成するモータ５が備えられている。

挿入部２にはモータ５の回転軸に接続され、動力を伝達するシャフト１０があり、挿入部２の一部を構成する先端部３のベース部３ａ内には、シャフト１０に接続され、伝達される動力によって回動する駆動プーリ６、駆動プーリ６の回動による動力を伝達するワイヤ８、超音波振動子４の回転軸９が取り付けられ、中間プーリ１３、１４に掛けられたワイヤ８を介して伝達される駆動プーリ６の回動による動力によって超音波振動子４を揺動させる揺動プーリ７、ワイヤ８の両端部を後述するプレート材１８で２つ折りにかしめた（密着させた）固定部１１、固定部１１により輪状にされたワイヤ８が揺動プーリ７に固定部１１を介して固定され、固定されたワイヤ８の一端に対向する他端を駆動プーリ６に固定する固定部１２からなる揺動機構が備えられている。なお、固定部１２は、例えばネジ式などによる固定手段である。

以上のように構成された超音波探触子の詳細について図１から図４Ｅを用いて説明する。操作者は体腔外においてグリップ部１を保持して挿入部２を体腔内に挿入することができる。そして、超音波探触子は、モータ５によってシャフト１０に接続された駆動プーリ６を回転（回動）運動させて、駆動プーリ６の回転運動を中間プーリ１３、１４を介してワイヤ８により揺動プーリ７に伝達して、超音波振動子４を回転軸９の回りに揺動運動させる。超音波振動子４の位置角度は、モータ５にステッピングモータを使用すれば、モータ５へのパルス入力数と駆動プーリ６と揺動プーリ７のプーリ直径比により検出することができる。また、モータ５にエンコーダ５ａが取り付けられている場合は、エンコーダ５ａの検出角度と駆動プーリ６と揺動プーリ７のプーリ直径比により検出することができる。なお、図１及び図２では軸受けなどの図示は省略されている。また、駆動プーリ６の軸方向と揺動プーリ７の軸方向とは直交する場合を示している。

また、図１及び図２に示す中間プーリ１３、１４は複数あってもよい。また、図２では中間プーリ１４にテンション機構１５が設置されている場合が示されており、テンション機構１５は中間プーリ１４を図２の矢印１６方向に、例えばネジなどで引っ張られることでワイヤ８の弛みを取り、同時にテンションをかけることができる。このテンション機構１５はバネを有していてもよい。また、図２では中間プーリ１３、１４が１つずつ示されているが、これらの対となる不図示の中間プーリが裏側に中間プーリ１３、１４と同様に設置され、中間プーリ１３、１４と同様にワイヤ８が架けられている。なお、図４Ｄのように、駆動プーリ６や揺動プーリ７にはワイヤ８が架かる円周状の溝２３を有していてもよい。

ここで、固定部１１のように、プレート材１８を用いてワイヤ８を輪状にする方法について図３Ａ〜図３Ｅを用いて説明する。図３Ａのように、点線に沿って２つ折りにされたプレート材１８の一方のプレート１８ｂに穴部１９を設け、２つ折りの折り目部分となる位置に穴部２０を設ける。このとき、穴部２０は複数あってもよい。また、図３Ａでは穴部１９がプレート１８ｂの中央にある場合が示されている。図３Ａのようなプレート材１８に対して、まず、図３Ｂに示すように、ワイヤ８をプレート１８ｂの一方のプレート面１８ａ側から穴部１９に通して穴部２０へ通す。

次に、図３Ｂ中の矢印の向きにプレート材１８を２つ折りにかしめることにより、図３Ｃのようにプレート材１８を２つ折りにした固定部１１によりワイヤ８は輪状を形成することができる。さらに、図３Ｄのように取り付け用のネジ穴２１をプレート材１８に開け、穴部２０から出た余分なワイヤ８の端部を切断する。このようにして、図３Ｅのようなプレート面１８ａの穴部１９から引き出された輪状のワイヤ８を容易に加工することができる。なお、プレート材１８は、アルミ、黄銅、ステンレスなどの金属材などが望ましい。また、ネジ穴２１はあらかじめプレート材１８に加工しておいてもよく、また複数あってもよい。

また、このように構成されることにより、ワイヤ８がプレート材１８で押しつぶされる距離を増やすことができ、ワイヤ８がプレート材１８から滑り出したり、抜けたりすることを低減させることができる。また、穴部１９から出たワイヤ８を揺動プーリ７に固定されるプレート面１８ａから出すことにより、ワイヤ８を揺動プーリ７に密着させて固定し、プレート材１８から引き出すことができるため、ワイヤ８の揺動プーリ７からの浮き上がりや滑りを低減できる。また、穴部１９から固定部１１の側面の穴部２０にワイヤ８を通しているため、図３Ｃに示す破線で囲まれたＡの領域にワイヤ８が架かることなく、プレート材１８にネジ穴２１のスペースを設けることができる。

次に、ワイヤ８の揺動プーリ７への固定方法について図４Ａ〜図４Ｅを用いて説明する。図４Ａに示すように、プレート材１８を２つ折りにかしめることによって輪状のワイヤ８が設けられた固定部１１は、穴部１９からワイヤ８が引き出されたプレート面１８ａが、図４Ｂに示すような揺動プーリ７に設けられたカット部２２に接して合わされ、図４Ｃに示すようにネジ１７などによって固定される。これにより、２つ折りのプレート材１８は閉じられるように押さえつけられる（開きが抑えられる）ので、ワイヤ８が滑ったり抜けたりすることを低減させることができる。なお、ネジ１７は複数あってもよい。このように、揺動プーリ７に接して固定されるプレート面１８ａの穴部１９からワイヤ８を引き出すことにより、ワイヤ８を揺動プーリ７に密着させて固定でき、ワイヤ８の揺動プーリ７に対する浮き上がりや滑りを低減させることができる。また、図４Ｄに示すように、揺動プーリ７の円周状にワイヤ８が架かる溝２３がある場合には、ワイヤ８が溝２３に合うようにプレート材１８のプレート面１８ａを揺動プーリ７のカット部２２に固定する（図４Ｅ）。また、固定部１１と上述した固定部１２の固定される位置関係は、入れ替えても構成することは可能である。なお、本発明の実施の形態では、プレート材１８を２つ折りにかしめる態様についてのみ説明したが、ワイヤ８の滑りや抜け落ちがなければ、プレート材１８は２つ折りに限られるものではない。

このように、本発明の実施の形態によれば、あらかじめプレート材１８を２つ折りにかしめることにより容易にワイヤ８を輪状にすることができ、輪状にされたワイヤ８を有する固定部１１を揺動プーリ７に固定し、固定されたワイヤ８の一端に対向する他端を駆動プーリ６に固定することで、ワイヤ８を容易にプーリ間に取り付けることができる。また、ワイヤ８が固定部１１から滑ったり、抜けたりすることを低減させることができる。

本発明に係る超音波探触子は、あらかじめプレート材を２つにかしめることにより容易にワイヤを輪状にすることができ、かつ、輪状にされたワイヤの固定部を揺動プーリに固定し、輪状のワイヤの他方を駆動プーリに固定することで、各プーリ間にワイヤを容易に取り付けることができるため、超音波振動子を体腔内に挿入して、生体内に超音波を照射してエコー信号を受信する超音波探触子などに有用である。

本発明の実施の形態に係る超音波探触子の構成を示す概略図本発明の実施の形態に係る超音波探触子における先端部内の構成を示す概略図本発明の実施の形態に係る超音波探触子における固定部を形成するプレート材を示す図本発明の実施の形態に係る超音波探触子における固定部を形成するプレート材の穴部に通されたワイヤを示す図本発明の実施の形態に係る超音波探触子における固定部により輪状にされたワイヤを示す図本発明の実施の形態に係る超音波探触子における固定部に設けられたネジ穴を示す図本発明の実施の形態に係る超音波探触子における固定部のプレート面側を示す図本発明の実施の形態に係る超音波探触子における輪状にされたワイヤを有する固定部を示す図本発明の実施の形態に係る超音波探触子における揺動プーリを示す図本発明の実施の形態に係る超音波探触子における揺動プーリに結合された固定部を示す図本発明の実施の形態に係る超音波探触子における揺動プーリの他の一例を示す図本発明の実施の形態に係る超音波探触子における他の一例の揺動プーリに結合された固定部を示す図従来の超音波探触子の構成を示す概略図

符号の説明

１グリップ部
２挿入部
３先端部
３ａベース部
４超音波振動子
５モータ
５ａエンコーダ
６駆動プーリ（駆動手段）
７揺動プーリ（揺動手段）
８ワイヤ（第２の動力伝達手段）
９回転軸
１０シャフト（第１の動力伝達手段）
１１固定部（第１の固定手段）
１２固定部（第２の固定手段）
１３、１４中間プーリ
１５テンション機構
１６矢印
１７ネジ
１８プレート材
１８ａプレート面
１８ｂプレート
１９、２０穴部
２１ネジ穴
２２カット部
２３溝
１００ワイヤ駆動機構
１０２駆動プーリ

Claims

体腔内に挿入される挿入部と前記体腔外で操作者に保持されるグリップ部とから構成され、
前記グリップ部は、超音波振動子を揺動させる動力を生成するモータを備え、
前記挿入部は、前記モータの回転軸に接続され、前記動力を伝達する第１の動力伝達手段と、
前記第１の動力伝達手段に接続され、伝達される前記動力によって回動する駆動手段と、
前記駆動手段の前記回動による前記動力を伝達するケーブル状の第２の動力伝達手段と、
前記超音波振動子が取り付けられ、前記第２の動力伝達手段を介して伝達される前記駆動手段の前記回動による前記動力によって前記超音波振動子を揺動させる揺動手段と、
前記第２の動力伝達手段を自身に固定させるとともに、固定された前記第２の動力伝達手段と共に前記揺動手段に固定させる第１の固定手段と、
前記第１の固定手段に固定された前記第２の動力伝達手段の一端に対向する他端を前記駆動手段に固定させる第２の固定手段とを備える超音波探触子であって、
前記第１の固定手段は、前記第２の動力伝達手段の一部をプレート材で２つ折りにかしめ、前記第２の動力伝達手段を輪状にして自身に固定させる構成の超音波探触子。
前記第１の固定手段は、前記プレート材が２つ折りにかしめられる際の折り目の部分と、前記折り目を境に分けられる前記プレート材のうち、分けられた一方のプレート材とに穴部を備え、
前記第２の動力伝達手段は、前記分けられた一方のプレート材の前記穴部から前記折り目の部分の前記穴部へ通されて２つ折りにかしめられる請求項１に記載の超音波探触子。
前記第１の固定手段の前記揺動手段への固定の手段がネジ止めである請求項１又は２に記載の超音波探触子。