JP4686891B2

JP4686891B2 - Ultrasonic vibrator drive motor and ultrasonic diagnostic apparatus using the motor

Info

Publication number: JP4686891B2
Application number: JP2001122450A
Authority: JP
Inventors: 弘祥豊島
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-04-20
Filing date: 2001-04-20
Publication date: 2011-05-25
Anticipated expiration: 2021-04-20
Also published as: JP2002315752A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波振動子駆動モータとそれを使用した超音波診断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
生体を対象とした超音波診断装置などに用いる超音波プローブとしては、大別してリニア走査方式とセクタ走査方式とがあり、セクタ走査方式には、主として電子セクタ走査方式とメカニカルセクタ走査方式とがある。このメカニカルセクタ走査型超音波プローブとしては、医歯薬出版株式会社発行「超音波検査入門（第２版）」５４頁に記載された種類と方法が知られている。また、このメカニカルセクタ走査型超音波プローブとしては、（社）日本電子機械工業会編『改訂医用超音波機器ハンドブック』（１９９７．１．２０コロナ社発行）９１頁の表３．１１にも記載されている。
【０００３】
従来、超音波プローブ（超音波探触子、超音波診断用プローブともいう）は、たとえば、特開平７−２８９５５０号公報および特開平１−２９３８５０号公報に記載されたもの等が知られている。
【０００４】
特開平７−２８９５５０号公報に開示されている超音波プローブは、超音波振動子を超音波プローブのハンドル軸方向に向かうように取り付け、その超音波振動子に対向して音響ミラーを設けた超音波送受信部と振動子の取付台に連結したシャフトを回転駆動する駆動モータに接続している。駆動モータの回転によって、超音波送受信部はシャフトを中心に回転し、超音波振動子のビームは音響ミラーで反射されるので、超音波振動子の回転軸に対して反射された面でのビーム軌跡面となる。音響ミラーの傾斜角度によるが、一般的には４５度の傾斜面のため、ビーム軌跡面は回転軸に対して垂直な面になる。
【０００５】
駆動モータが超音波振動子に比べてハンドル部近傍側に構成されているために、シャフトで超音波振動子の取付台を回転させるために回転軸に対して軸変換の音響ミラーが必要であるうえに、ビーム軌跡面は超音波プローブのハンドル軸方向に対して垂直な面である超音波断層画像となっている。
【０００６】
駆動モータには直接超音波振動子は取り付けられていなくて、駆動モータの軸の先の方に超音波振動子は取り付けられているので、１個の超音波振動子を駆動する超音波プローブである。
【０００７】
先行技術は駆動モータを取り付けるために特別の工夫があるようには判断できない。
【０００８】
特開平７−２８９５５０号公報に記載された超音波診断装置は２次元超音波断層画像が得られるが、ハンドル部近傍の伝達機構部と先端部の駆動機構部が複雑なものとなり、超音波画像の位置精度を向上させるのは十分でない。超音波振動子部と駆動部を先端部に構成するような検討がなされつつある。
【０００９】
しかし、この超音波プローブも、超音波振動子と駆動動力部が離れてしまっているので、駆動機構が複雑となり、超音波振動子を駆動するためにも損失が多くなるために駆動動力部が大きくなり、プローブ重量が重くなり作業性が低下するなどの課題がある。また、超音波媒体の封止容積が大きくなるなどがあり、小型のプローブが要望されつつある。
【００１０】
また、特開平１−２９３８５０号公報に開示されている超音波プローブはプローブ先端に超音波振動子を取り付けたロータを回転するように支持された機構部があって、そのロータの回転軸には駆動を伝達するための機構であるベルトとかウォームギアを介して動力を超音波振動子のロータに伝えている。駆動モータは超音波振動子ロータとは直結していないために、超音波振動子ロータの位置を精度よく把握することができない。
【００１１】
従来のＯＡ機器や医療機器や通信端末などに使用されるコアレスモータは振動用ペジャーに代表されるように小型軽量の要求があり、各社小型のモータを開発発売してきている。そのなかで、最近携帯端末機器の通話待機時間の長時間化のために、効率の良いモータが必要とされてきている、またＯＡ機器などの省エネルギー化の一環としてモータ効率の優れたモータの要求がある。そうしたモータの要求には、コアレスモータに使用されるヘキサ巻の巻線への期待が高くなり、コアレスモータでは多層巻方法などがとられている。
【００１２】
一般にコアレスモータの巻線で知られている巻線をコア付きモータに使用した例はあまりない。そうしたスロットレスコア付モータは一般のスロット形状コア付きモータの方が発生トルクが大きいために、特殊な用途に限定されて使用されている。コアをスロットレスのコア形状にして、脈動の少ない用途、たとえば、医療機器、精密計測機器などに使用されている。またコア付モータでもコアレスモータに使用する巻線を使用したスロットレスコア付モータが医療分野やマイクロマシン分野や特殊環境で使用され始めている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例のメカニカルセクタ走査型超音波プローブは２次元の超音波断層画像が得られるものである。超音波振動子を取り付けるロータ部と駆動モータ部が異なっているために、駆動力を伝達させる機構を設ける必要があって、機構的に複雑になる。さらには、それらの機構のために、超音波プローブは全体的に重量が重く、大きなサイズとなり、取り扱いにくいなどの課題があった。
【００１４】
さらに、従来例の２次元断層画像は超音波振動子のビーム軌跡面は超音波プローブのハンドル軸に対して垂直な面であり、ハンドル軸に対して平行なビーム軌跡面でないために産婦人科や泌尿科など使用する体腔内走査には十分な診断ができないなどの課題がある。そのため、特開平１−２９３８５０号公報にあるような超音波振動子のビーム軌跡面が必要であるが、サイズが大きくなるので、小型にする必要があった。
【００１５】
また、取り扱いの不注意で超音波プローブを落下させてしまう場合、モータの重量が大きいとそれだけ衝撃荷重が大きくなるので、できるだけ軽量にし、剛性の強い部材で構成する必要がある。超音波プローブを落下させてしまうと、回転位置精度の検出部の構成精度が劣化したり、駆動軸が変形したり、通常の診断画像に支障が発生する。駆動軸は部材強度を上げて、耐衝撃性を向上させる必要がある。
【００１６】
しかしコンパクトに２次元機構化するためには、駆動モータと超音波振動子の位置関係で、駆動モータの内部軸の範囲内に超音波振動子を構成する必要があるが、従来例では超音波振動子は駆動モータの内部軸の範囲外に構成されているので、全体を回転させるためには非常に大きな超音波プローブとなり、実用上使用できないものとなっている。
【００１７】
コンパクトに２次元機構化するためには、
（１）駆動モータと超音波振動子の位置関係で、駆動モータの内部軸の範囲内に超音波振動子を構成する機構にする必要がある。
（２）駆動ロータを支承する支柱部を設ける必要がある。
（３）駆動モータのコイル線を回転駆動に支障がないように取り出すことが必要である。
（４）超音波振動子の回転位置を知る装置が必要である。
（５）駆動ロータを支柱部に装着するために工夫が必要である。
（６）ブラシレスモータであること。
（７）振動のない回転が可能であること。
（８）軽量にし、剛性の強い部材で構成する。
【００１８】
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたもので、超音波走査を２次元的に確保することができ、小型、軽量である走査可能な超音波振動子駆動モータとそれを使用した２次元走査超音波診断装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【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、
（１）超音波振動子のビーム軌跡面をハンドル軸に平行な面に形成できるように駆動モータの駆動軸をハンドル軸に対して垂直になるように構成する。
（２）コンパクトに２次元機構化するため、超音波伝播媒質を内包しウインドウケース内に、駆動モータの駆動軸と超音波振動子の回転軸と一つの軸で構成した超音波振動子駆動モータを構成させる。
（３）コンパクトに２次元機構化するため、駆動モータの駆動軸のロータ範囲内にビーム面を構成する。駆動モータのロータケースに超音波振動子を取り付ける。
（４）駆動モータの駆動軸を支承するベースで駆動ロータに剛性のある支持をする。
（５）駆動モータは回転側部材にロータフレーム、駆動マグネットを具備し、固定側部材に巻線、コア、駆動軸、ベースを具備し、駆動モータの回転側部材は２つの軸受を介して回転可能に支承され、その軸受の間にコアと巻線を形成する。
（６）その２つの軸受の外側に駆動軸を固定するベースを構成する。
（７）ブラシレスモータであり、コアは円筒形状をしていて、巻線はヘキサ巻の円筒形状の巻線で構成する。
（８）巻線へ導通する線を駆動軸に設けた溝に配置して外部へ引き出す。
以上の手段で目的を解決させる。
【００２０】
耐衝撃性を向上するために、駆動軸から導通する線を引き出し溝形状については
（１）Ｖ溝形状。
（２）平行部とその平行部に直角な面で形状された溝。
（３）平行部とその平行部に両側の面の開き角が１度以上９０度まで溝形状。
（４）中央部の円形な穴とその穴までつながる軸方向の平行切り込みで形成した溝形状。
（５）中央部の円形な穴とその穴までつながるＤカットで形成した溝形状。
（６）中央部の円形な穴が貫通していて、巻線へ導通する線を駆動軸に挿入する穴が中空の部まで貫通した溝形状。
（７）中央部の円形な袋になった穴が端面からあけられ、巻線へ導通する線を駆動軸に挿入する穴と連通した溝形状。
がある。
【００２１】
駆動軸とベースとは接着剤などで固定して、超音波振動子駆動モータの剛性を高めている。
【００２２】
本発明による電子−機械走査式の２次元走査用超音波振動子駆動モータによって、超音波伝播媒質を内包しウインドウケース内に、駆動モータの駆動軸と超音波振動子の回転軸を同一軸で構成した超音波振動子駆動モータを構成させ、機構部を小型軽量化させ、超音波伝播媒質の封止範囲を狭くでき、全体的な超音波プローブの重量を軽くできるうえに、駆動モータの駆動軸と超音波振動子の回転軸が同一軸であるので、駆動モータの位置情報が超音波振動子の位置情報に採用でき、精度の良い装置であり、ハンドル軸に対して平行なビーム軌跡面で画質の良い超音波断層画像が得られる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、超音波振動子を駆動モータのロータフレームの外周部に取り付けて、前記駆動モータの駆動軸を中心に前記超音波振動子を回転させる構成であって、駆動モータは回転側部材にロータフレームと駆動マグネットとを具備し、固定側部材に巻線とコアと駆動軸とベースを具備し、前記駆動モータの回転側部材は２つの軸受を介して回転可能に支承され、その軸受の間にコアと巻線が形成され、その２つの軸受の外側に前記駆動軸を固定するベースが構成され、前記巻線へ導通する線を駆動軸に設けた溝に配置して外部へ引き出したことを特徴とする超音波振動子駆動モータであり、駆動ロータを回転支承する２つの軸受の間にコア、巻線が形成され、巻線へ導通する線を外部に引き出すことができるために、小型で軽量な超音波振動子を駆動する駆動モータができ、その駆動モータを超音波プローブの先端部に内蔵することができる。さらに駆動ロータがベースの支柱部に安定して支承できるので、ロータ位置がガタつかない。そのために超音波振動子の位置が安定し、ビームの軌跡が同じ位置となり、送受信が安定するために画像が鮮明になる。さらに駆動ロータがベースで両持ち支持されるので、駆動ロータの支持剛性が充分に確保できるという作用を有する。
【００２４】
請求項２に記載の発明は、巻線へ導通する線を引き出すために設けられた駆動軸の溝がＶ形状をしたことを特徴とする請求項１に記載の超音波振動子駆動モータであり、駆動モータのコイル線を回転駆動に支障がないように取り出すことができ、シャフトの変形量が少ない溝形状ができ、駆動モータとして剛性が増し耐衝撃性を向上させることができ、回転位置精度の検出部の構成精度が安定であり、超音波振動子の位置が安定し、ビームの軌跡が同じ位置となり、送受信が安定するために画像も安定となる。さらに駆動ロータがベースの支柱部に安定して支承できるので、ロータ位置がガタつかない。さらに駆動ロータがベースで両持ち支持されるので、駆動ロータの支持剛性が充分に確保できるという作用を有する。
【００２５】
請求項３に記載の発明は、巻線へ導通する線を引き出すために設けられた駆動軸の溝が平行部とその平行部に直角な面で形状されたことが特徴の請求項１に記載の超音波振動子駆動モータであり、駆動モータのコイル線を回転駆動に支障がないように取り出すことができ、シャフトの変形量が少ない溝形状ができ、駆動モータとして剛性が増し耐衝撃性を向上させることができ、回転位置精度の検出部の構成精度が安定であり、超音波振動子の位置が安定し、ビームの軌跡が同じ位置となり、送受信が安定するために画像も安定となるという作用を有する。
【００２６】
請求項４に記載の発明は、巻線へ導通する線を引き出すために設けられた駆動軸の溝が平行部とその平行部の両側の面の開き角が１度以上９０度まで溝形状であることが特徴の請求項１に記載の超音波振動子駆動モータであり、駆動モータのコイル線を回転駆動に支障がないように取り出すことができ、シャフトの変形量が少ない溝形状ができ、駆動モータとして剛性が増し耐衝撃性を向上させることができ、回転位置精度の検出部の構成精度が安定であり、超音波振動子の位置が安定し、ビームの軌跡が同じ位置となり、送受信が安定するために画像も安定となるという作用を有する。
【００２７】
請求項５に記載の発明は、巻線へ導通する線を引き出すために設けられた駆動軸の溝が中央部の円形な穴とその穴までつながる軸方向の平行切り込みで形成した溝形状であることを特徴とする請求項１に記載の超音波振動子駆動モータであり、駆動モータのコイル線を回転駆動に支障がないように取り出すことができ、シャフトの変形量が少ない溝形状ができ、駆動モータとして剛性が増し耐衝撃性を向上させることができ、回転位置精度の検出部の構成精度が安定であり、超音波振動子の位置が安定し、ビームの軌跡が同じ位置となり、送受信が安定するために画像も安定となるという作用を有する。
【００２８】
本発明の請求項６に記載の発明は、巻線へ導通する線を引き出すために設けられた駆動軸の溝が中央部の円形な穴とその穴までつながる平行溝カットで形成した溝形状であることを特徴とする請求項１に記載の超音波振動子駆動モータであり、駆動モータのコイル線を回転駆動に支障がないように取り出すことができ、シャフトの変形量が少ない溝形状ができ、駆動モータとして剛性が増し耐衝撃性を向上させることができ、回転位置精度の検出部の構成精度が安定であり、超音波振動子の位置が安定し、ビームの軌跡が同じ位置となり、送受信が安定するために画像も安定するという作用を有する。
【００２９】
請求項７に記載の発明は、超音波振動子を駆動モータのロータフレームの外周部に取り付けて、前記駆動モータの駆動軸を中心に前記超音波振動子を回転される構成であって、駆動モータは回転側部材にロータフレームと駆動マグネットとを具備し、固定側部材に巻線とコアと駆動軸とベースを具備し、前記駆動モータの回転側部材は２つの軸受を介して回転可能に支承され、その軸受の間にコアと巻線が形成され、その２つの軸受の外側に前記駆動軸を固定する前記ベースが構成され、前記巻線へ導通する線を駆動軸に設けた溝に配置して外部へ引き出し、前記軸受の内輪を通る箇所の前記駆動軸は前記溝が前記駆動軸の外部までつながっていない溝形状であることを特徴とする超音波振動子駆動モータであり、駆動モータのコイル線を回転駆動に支障がないように取り出すことができ、シャフトの変形量が少ない溝形状ができ、駆動モータとして剛性が増し耐衝撃性を向上させることができ、回転位置精度の検出部の構成精度が安定であり、超音波振動子の位置が安定し、ビームの軌跡が同じ位置となり、送受信が安定するために画像も安定となるという作用を有する。
【００３０】
請求項８に記載の発明は、駆動軸の溝が中央部の円形の穴が貫通していて、巻線へ導通する線を駆動軸に挿入する穴が中空の部まで貫通した穴または長穴の溝形状であることが特徴の請求項７に記載の超音波振動子駆動モータであり、駆動モータのコイル線を回転駆動に支障がないように取り出すことができ、シャフトの変形量が少ない溝形状ができ、駆動モータとして剛性が増し耐衝撃性を向上させることができ、回転位置精度の検出部の構成精度が安定であり、超音波振動子の位置が安定し、ビームの軌跡が同じ位置となり、送受信が安定するために画像も安定となるという作用を有する。
【００３１】
請求項９に記載の発明は、駆動軸の溝が中央部の円形の袋になった穴が端面からあけられ、巻線へ導通する線を駆動軸に挿入する穴と連通した穴または長穴の溝形状であることが特徴の請求項７に記載の超音波振動子駆動モータであり、駆動モータのコイル線を回転駆動に支障がないように取り出すことができ、シャフトの変形量が少ない溝形状ができ、駆動モータとして剛性が増し耐衝撃性を向上させることができ、回転位置精度の検出部の構成精度が安定であり、超音波振動子の位置が安定し、ビームの軌跡が同じ位置となり、送受信が安定するために画像も安定となるという作用を有する。
【００３２】
請求項１０に記載の発明は、駆動軸の巻線の導通する線を引き出す側とは逆側の駆動軸にはスリット溝が設けられたことが特徴の請求項１から９のいずれか１項に記載の超音波振動子駆動モータであり、駆動のためにＡＢ相ＭＲ信号とＺ相信号からモータのコイルの相に通電させる基準信号を作り出すことで、このセンサレスモータの駆動を行っている駆動部と、スリット溝をドライバーなどで回転調整させて巻線の相の通電位置調整をすることができ、駆動電流が最小になるように調整することができるという作用を有する。
【００３３】
請求項１１に記載の発明は、駆動軸の外径が２ｍｍ以下であることが特徴の請求項１から１０のいずれか１項に記載の超音波振動子駆動モータであり、体腔内に挿入するタイプであって、超音波プローブの先端に駆動モータを搭載するコンパクトな超音波プローブができる。シャフト径による駆動モータの設計余裕度に規制がなく、簡単な機構の駆動モータが可能である。超音波プローブ全体の重量バランスで先端部が重く感じられないようにコンパクトにすることができるという作用を有する。
【００３４】
請求項１２に記載の発明は、駆動軸に固定されるコアが円筒状形状をしたことが特徴の請求項１から１１のいずれか１項に記載の超音波振動子駆動モータであり、駆動モータはスロットレスコア付きモータで、ウインドウケース内に超音波振動子を搭載した駆動モータを内蔵したコンパクトな超音波プローブができるという作用を有する。
【００３５】
請求項１３に記載の発明は、駆動軸に固定されるコアの外周に固定された巻線がヘキサ巻の円筒状形状の巻線であることが特徴の請求項１から１２のいずれか１項に記載の超音波振動子駆動モータであり、駆動モータはスロットレスコア付きモータで、ウインドウケース内に超音波振動子を搭載した駆動モータを内蔵したコンパクトな超音波プローブができる。円筒状のコアとヘキサ巻の円筒状の巻線を使用してコキングの小さな駆動振動がない超音波振動子駆動モータができるという作用を有する。
【００３６】
請求項１４に記載の発明は、請求項１から１３のいずれか１項に記載のモータを使用した超音波振動装置であり、巻線へ導通する線を駆動軸に設けた溝に配置して外部へ引き出したことを特徴とする超音波振動子駆動モータで得られたビーム軌跡面の超音波断層画像を使用した超音波診断装置であり、駆動モータと超音波振動子の位置関係で、駆動モータの内部軸の範囲内に超音波振動子が構成する機構となっているのでコンパクトに２次元超音波駆動を機構化することができる。超音波振動子のビーム軌跡面はハンドル軸に対して同一方向を向いていて、駆動モータ軸はハンドル軸とは垂直な関係であり、ビーム軌跡面はハンドル軸に対して平行な面である走査面となる超音波断層画像を得ることができる。２次元駆動部の駆動モータをウインドウケースの中に内蔵できるので、小型で軽量な超音波プローブができ、それを使用した超音波診断ができ、診断の便宜性を向上させることができる。耐衝撃性の高い駆動モータとなるために、取り扱いの不注意での問題も少なく、回転位置精度の検出部の構成精度が安定で、超音波振動子の位置が安定し、ビームの軌跡が安定で通常の診断画像に安定して使うことができるという作用を有する。
【００３７】
【実施例】
以下本発明の実施例について、図面を参照して説明する。
【００３８】
図１は本発明の一実施例におけるメカニカルセクタ走査型超音波プローブを使用した超音波診断装置の全体を示す概略ブロック図である。
【００３９】
実施例の超音波診断装置は超音波プローブと本体システム部から構成される。超音波プローブの先端には超音波振動子１、２を回転駆動させる駆動モータ３が構成されている。その駆動モータには超音波振動子とともに回転する駆動ロータ４が構成され、駆動ロータ４を支持するベース５（ベースハウジングやハウジングともいう）が内蔵され、超音波プローブのハンドル部６には駆動モータの位置検出信号の中継調整基板７と超音波伝播媒質の容積調整機構８とが構成されている。
【００４０】
超音波振動子１、２は駆動ロータ４の回転部の外周部に取り付けられている。そのため超音波振動子１、２の回転軸と駆動モータ３の駆動軸とは同一の軸となる。駆動軸に対して超音波振動子１、２のビームはラジアル方向に放射させる。その駆動ロータ４が回転することで超音波振動子１、２のビーム軌跡は面を形成し、その軌跡面は駆動軸に対して直交した面となる。
【００４１】
駆動ロータ４の回転位置情報を知ることは、駆動ロータ４に取り付けられた超音波振動子１、２の位置情報を知ることになる。駆動ロータ４の回転位置は１回転の基準となる基準位置手段と相対位置情報手段を併用して駆動ロータ４の回転位置情報を知ることができる。基準位置手段として磁性材のピン９（Ｚ相ピンともいう）とＭＲ素子１０（Ｚ相ＭＲ素子ともいう）で構成されていて、そのＭＲ素子１０はＺ相ＭＲ素子として他のＭＲ素子と区別している。Ｚ相ＭＲ素子１０では磁性材のピン９が１つであるために、Ｚ相ＭＲ素子１０では駆動ロータ４の１回転に１パルスの信号が検出できる。そのために駆動ロータ４の基準位置を知ることができる。そのＺ相ＭＲ信号は信号レベルが小さいので、ノイズを受けないためモータの近くの中継アンプ基板１１で信号増幅されて、プローブ先端からハンドル部６へ引き回される。
【００４２】
相対位置情報手段として磁気式エンコーダ１２が組み込まれ、その磁気式エンコーダ１２は駆動ロータ４側にエンコーダマグネット１３とベース５側にＭＲ素子１４（ＡＢ相ＭＲ素子ともいう）とで構成されている。ＭＲ素子１４はＡＢ相ＭＲ素子として別のＭＲ素子と区別される。ＡＢ相ＭＲ素子１４はＡ相、Ｂ相の２チャンネルの信号が得られるＭＲ素子であって、Ａ相とＢ相の位相差は９０度のものである。Ａ相とＢ相との位相差が９０度であるために駆動ロータ４の回転方向をその位相差から求めることができる。エンコーダマグネット１３の外周には多極の磁極が着磁されていて、その磁極数に相当した数の信号をＡＢ相ＭＲ素子１４から得る。たとえば、エンコーダマグネット１３は３００極の磁極であるので、ＡＢ相ＭＲ信号も３００パルスとなるので、駆動モータの位置情報としては１回転あたり３００の分解精度の信号が得られる。エンコーダマグネット１３は回転着磁がなされているために、磁極間の角度精度は非常に高い。そのＡＢ相信号もモータの近傍の中継アンプ基板１１で一旦増幅して、さらに正弦波波形の信号を矩形波処理する中継調整基板７に配線し、長い配線処理をして超音波診断装置本体まで接続される。
【００４３】
この駆動モータ３は回転数３００ｒ／ｍｉｎから１８００ｒ／ｍｉｎまで数段階に切り換えて回転駆動する。たとえば、エンコーダマグネット１３が３００極の磁極である場合、ＡＢ相ＭＲ信号もそれぞれ３００パルスとなるので、そのままのパルス数でも使用できるが、超音波振動子１、２の回転角度位置の分解精度を上げるために、Ａ相Ｂ相を４逓倍すれば、１回転あたり１２００パルスとなり、元信号に比べて４倍の分解精度となる。その駆動モータ３の駆動軸と超音波振動子の回転軸が同一軸であるので、ばらつきもなく回転角度精度の良好なものとなり、画像もその信号をトリガーに使用する場合はかなり画質の良い超音波診断画像となる。
【００４４】
超音波振動子１、２からの信号を駆動モータ３の外部に取り出すためにロータリトランス１５が構成されている。ロータリトランス１５はロータ側トランス１６とステータ側トランス１７で構成され、ロータ側トランス１６は駆動ロータ４側のロータ端部に構成され、ロータ側トランス１６の信号線は超音波振動子１、２に接続される。ステータ側トランス１７はベース５側に固定され、ステータ側トランス１７の信号線は本体の回路側へ接続される。ロータリトランス１５は信号を非接触で伝達することができるので、接触型のスリップリングに比べて駆動モータに作用する負荷が非常に小さいために、小型駆動モータの場合には使用されることが多い。
【００４５】
超音波振動子１（または２）から放射した超音波は超音波振動子１（または２）の中央に放射状に進み生体組織内に入射する。組織内に入射した超音波の一部は組織内において反射した後、前記超音波振動子１（または２）で受信され電気信号に変換されて、ロータリトランス１５を通って駆動モータの外部に取り出されて、システム本体内の増幅器に送られる。
【００４６】
超音波振動子１、２からの信号の周波数特性がそれぞれ異なるように構成されていて、周波数の高い方の超音波振動子を高周波振動子、周波数の低い方を低周波振動子といって区別する。
【００４７】
駆動ロータ４を支承するベース５はプローブ本体の取付台に固定されている。またベース５には駆動ロータ４を支承する支持部とプローブ本体の取付台に固定される支持部から構成された、一体部材もので形成されている。ベース剛性を高めて、駆動モータの支持剛性を強くしている。
【００４８】
駆動ロータ４とベース５と中継アンプ基板１１は超音波プローブの先端部に構成されていて、全体が超音波透過性を有する窓材からなるウインドウケース１８内の超音波伝播媒質に内包されている。ウインドウケース１８内の超音波伝播媒質は気泡が含まれないように減圧して、脱気したうえで、封止される。封止された超音波伝播媒質が環境によって膨張したりしても、媒質の圧力が緩和されるように超音波伝播媒質の容積調整機構８が設けられている。この超音波伝播媒質の容積調整機構８はゴム系の弾力性のある袋で構成されている。その容積調整機構８と中継調整基板７は超音波プローブのハンドル部６に構成されている。
【００４９】
次にシステム本体３７（本体装置）内の送受信回路部分について説明する。駆動モータ３を駆動するための駆動回路３６はシステム本体３７内に構成されている。超音波振動子の周波数特性の異なる２つの振動子に対して、高周波用と低周波用と信号線が異なる。図１では、異なった信号線で記載してあるが、超音波振動子１、２の説明の都合上、高周波振動子を超音波振動子１とし、低周波振動子を超音波振動子２であるとする。
【００５０】
超音波を生体内に送信する場合には、まずパルス発生器１９によって超音波パルスの繰り返し周期を決定するレートパルスが出力され、超音波周波数の決まったパルス振動子駆動回路２０に送られる。この振動子駆動回路２０では周波数に相当する超音波振動子に駆動信号を周波数に相当した方のロータリトランス１５を介して、相当した超音波振動子１（または２）に供給駆動されて超音波を発生するため駆動パルスが形成される。その駆動パルスによって超音波振動子１（または２）から生体内に放射される。
【００５１】
高周波用送信信号の場合は高周波振動子１から、低周波用送信信号の場合は低周波振動子２から生体内に放射された超音波は生体内組織にて反射される。その反射超音波を超音波エコーという。送信時に用いた超音波振動子１（または２）によって受信され、この超音波エコーの反射強度に相当な微弱な受信信号はシステム本体３７内の増幅器（高周波の場合は増幅器２１ａ、低周波の場合は増幅器２１ｂ）にて増幅されたのちＢモード用信号処理回路に送られる。Ｂモード信号処理回路において振動子出力は対数増幅器（高周波の場合は対数増幅器２２ａ、低周波の場合は対数増幅器２２ｂ）で対数圧縮し、包絡線検波用の検波回路（高周波の場合は検波回路２３ａ、低周波の場合は検波回路２３ｂ）にて検波され、ゲイン補正用のゲイン設定器（高周波の場合はゲイン設定器２４ａ、低周波の場合はゲイン設定器２４ｂ）をゲイン制御用コントローラ２５で制御されてゲイン補正され、合成回路２６で信号合成されて、Ａ／Ｄ変換器２７にてＡ／Ｄ変換され、高速画像ＤＳＰ２８で画像処理される。ＤＳＰ２８で処理された画像は一旦画像メモリ２９にストアされる。駆動時の複数の画像も画像メモリ２９にストアされ、高速画像ＤＳＰ２８を用いて信号処理され、その信号をデジタル・スキャン・コンバータ（ＤＳＣ）３０を介してＴＶ走査用フォーマットに対応した画像データに変換され、テレビモニタ３１にて２次元超音波断層画像として表示される。本体装置３７には、装置全体の回路を統括するホストＣＰＵ３２があり、画像データやメモリや駆動モータの駆動回路などを総合的に監視、処理命令などしている。ホストＣＰＵ３２は本体装置への外部入力操作にともなう入力による、プローブとしての処理を統括していることになる。
【００５２】
図２に超音波プローブの外観斜視図を示す。図２において、６はハンドル部を示し、中継調整基板が内蔵されている。３３は超音波プローブの先端部であり、超音波透過性を有する窓材からなるウインドウケース１８が先端に取り付けられていて、その超音波プローブの先端部３３は駆動モータと超音波振動子などが内蔵されている。超音波プローブはケーブル３４の先に構成されたコネクタ３５でシステム本体に接続されている。先端部３３は体腔内に挿入しやすいように円筒形状のなめらかな流線形状をしている。このケーブル３４は、超音波振動子と超音波診断装置本体とを接続する入出力線（Ｉ／Ｏ線）と駆動モータを駆動制御するための電気制御線とエンコーダなどの信号線と衝撃検出用の信号線などを超音波診断装置本体と接続するケーブル３４であって、被覆により保護され、かつシールドが施されている。ケーブル３４は超音波振動子側と超音波診断装置本体側の両端で接地されている。図２ではケーブル３４は長いので、途中省略して表現している。
【００５３】
図３、図４は本実施例におけるヘキサ巻の円筒形状の巻線を使用したスロットレスのコア付きモータの断面図である。このスロットレスのコア付きモータはサーボ制御のブラシレスモータであって、センサレス駆動タイプのアウターロータ回転タイプある。この実施例のモータは超音波振動子駆動モータであって、超音波診断装置のプローブ先端の部に搭載のモータ例である。説明のために図３、図４にはウインドウケース１８やハンドル部６などケーシング類は省略してある。
【００５４】
図３、図４においてそのコア３８は固定側であって、駆動マグネット３９の付いているロータフレーム４０が回転側である。ロータフレーム４０は小判形状をしていて、内側には半円状の駆動マグネット３９が２個対向して取り付けられている。ロータフレーム４０の小判形状でフラットになった外周面には超音波振動子４１、４２（図１の符号１、２に該当する）が取り付けられている。そのためロータフレーム４０がシャフト４３（駆動軸ともいう）を中心に回転すると、そのロータフレーム４０に搭載の超音波振動子４１、４２もシャフト４３を中心に回転する。ロータフレーム４０は軸受４４、４５で回転支承されている。軸受４４はロータフレーム４０に設けられた軸受ボス部４６に取り付けられている。もう一方の軸受４５はロータ側板４７に取り付けられ、そのロータ側板４７はロータフレーム４０に嵌合挿入して装着される。
【００５５】
モータを制御するために、ロータ側板４７にはエンコーダマグネット１３が取り付けられていて、エンコーダマグネット１３表面に多数の等間隔に磁極が着磁されている。エンコーダマグネット１３の外周に対向するように磁気抵抗素子（ＭＲ素子、ＡＢ相ＭＲ素子ともいう）１４が磁性材の取付台４８に取り付けられて、その取付台４８をベースハウジング４９に取り付けることで、エンコーダマグネット１３の外周と微少な隙間を設けてＡＢ相ＭＲ素子１４を配置固定する。
【００５６】
また駆動ロータの回転位置情報を知るための相対位置情報手段として磁気式エンコーダが組み込まれている。その磁気式エンコーダは駆動ロータ側にエンコーダマグネット１３とベースハウジング４９側にＡＢ相ＭＲ素子１４とで構成されている。エンコーダマグネット１３の材料はプラスチックマグネットであり、ベース樹脂として１２ナイロン系を使用している。
【００５７】
駆動マグネット３９の漏洩磁束の影響をエンコーダ出力に受けないために、エンコーダマグネット１３とＡＢ相ＭＲ素子１４との隙間を非常に狭く設定している。その隙間が狭いために、エンコーダマグネット１３の膨潤や切削振れや組立振れなどの影響を少なくする必要がある。ロータ側板４７にエンコーダマグネット１３を接着固定した状態で組加工して部品による振れを小さくしている。また、エンコーダマグネット１３のプラスチックマグネットでのフェライトの含有量を大きくした材料を使用している。つまりエンコーダマグネット１３については、超音波伝播媒質中で使用されるので膨潤影響を考慮して、７９％以上磁性材を含有したものを使用している。
【００５８】
相対位置情報手段として磁気式エンコーダが組み込まれ、その磁気式エンコーダの位置検出素子はＡＢ相ＭＲ素子１４である。そのＡＢ相ＭＲ素子１４はＡ相、Ｂ相の２チャンネルの信号が得られるＭＲ素子であって、Ａ相とＢ相の位相差は９０度のものである。Ａ相とＢ相との位相差が９０度であるために、駆動ロータの回転方向をその位相差から求めることができる。そのために、ロータフレーム４０に取り付けた超音波振動子４１、４２の回転位置情報を知ることができる。回転着磁機で多極に着磁されたエンコーダマグネット１３の外周とＡＢ相ＭＲ素子１４は対向配置されている隙間は５０μｍ程度であり、超音波伝播媒質中で駆動するので、大きなゴミがあればその隙間に入り込んだりするので、オイル洗浄したうえで組み込みがなされる。そのエンコーダマグネット１３の磁極数に相当した数の信号をＡＢ相ＭＲ素子１４から検出し、モータの制御信号をして駆動モータを制御させる。
【００５９】
たとえば、エンコーダマグネット１３は３００極である場合、ＡＢ相ＭＲ信号も３００パルスとなるので、駆動ロータの位置情報としては１回転あたり３００パルスの分解精度の信号が得られる。Ａ相とＢ相とも３００パルスであって、９０度の位相差を持っているので、Ａ相、Ｂ相の信号を４逓倍すれば、１回転あたり１２００の分解精度の信号が得られる。エンコーダマグネット１３は回転着磁がなされるために、磁極間の角度精度は非常に高いので、４逓倍してもかなり角度精度の良い位置情報が得られる。
【００６０】
そのＡＢ相ＭＲ素子１４の信号は可撓性基板（ＡＢ相ＦＰＣという、図示せず）を通って駆動ロータの近傍の中継アンプ基板１１で一旦増幅して、さらに正弦波波形の信号を矩形波処理する中継調整基板に配線し、そこからケーブルを使用した長い配線処理をして超音波診断装置本体まで接続される。
【００６１】
駆動モータには基準位置情報を知るための基準位置手段として磁性材のＺ相ピン９がＳＵＭ２４ＬやＳＵＹなどの磁性材のロータフレーム４０の外周部に取り付けられている。このＺ相ピン９は円筒形状した部分をロータフレーム４０の外周に設けられた円筒の穴に挿入して取り付けられ、駆動回転方向に対して先端部鋭角になるようにカット面５０が両方に設けられている。このＺ相ピン９への磁束は駆動マグネット３９から得ている。Ｚ相ピン９を検出するＺ相ＭＲ素子１０が磁性材の取付台５１を介してベースハウジング４９に取り付けられている。Ｚ相ＭＲ素子１０の信号は可撓性基板（または、Ｚ相ＦＰＣという、図示せず）を通って中継アンプ基板１１に接続され、中継アンプ基板１１から超音波プローブのハンドル部にある中継調整基板に接続されて、その中継調整基板からシールドケーブルを通ってコネクタを介して超音波診断装置本体側へ接続される。
【００６２】
磁性材のＺ相ピン９とＺ相ＭＲ素子１０で構成されている基準位置手段は、磁性材のＺ相ピン９が１つであるために、Ｚ相ＭＲ素子１０では駆動ロータの１回転に１パルスの信号が検出される。そのＺ相ＭＲ信号は信号レベルが小さいので、モータの近くの中継アンプ基板１１で信号増幅される。その増幅後のＺ相信号は中継調整基板のコンパレータ回路で矩形処理される。矩形処理された信号は０−５Ｖの矩形波信号であり、外部からのノイズの影響を受けにくい。Ｚ相ＭＲ素子１０からすぐの信号は外部ノイズの影響を受けやすいので、中継アンプ基板１１をベースハウジング４９の近くに配置して、増幅するようにしている。Ｚ相コンパレータ信号の立ち上がり位置を駆動ロータの基準位置にすれば、駆動モータの回転基準位置になり、さらには超音波振動子４１、４２の回転基準位置にもなる。このＺ相信号により基準位置を元に、超音波振動子４１、４２の位置を決めておけば、超音波振動子の回転位置の基準を個々の超音波プローブ間に相違なく決定することができる。
【００６３】
超音波振動子４１、４２への送受信信号を駆動ロータの外部に取り出すために、ロータリトランス１５が構成されている。ロータリトランス１５はロータ側トランス１６がロータフレーム４０に取り付けられ、ステータ側トランス１５がベースハウジング４９側に取り付けられている。ロータリトランス１５は２ｃｈ構成であるので、トランス対向面にはリング状の溝が２本それぞれのトランスに形成されていて、そのリング状の溝には巻線が数ターン平面上に配置されている。ロータ側トランス１６の巻線は溝の下にあけられた穴５２を通ってロータフレーム４０側に引き出されてロータ側トランスの裏面に貼られたＦＰＣに接続される。また、超音波振動子のリード線もロータ側トランス裏面に貼られたＦＰＣに接続し、ロータ側トランス１６の巻線を超音波振動子に導通接続する。ステータ側トランス１７もロータ側トランス１６の巻線に対向する位置にリング状の溝を設け、その溝に巻線を数ターン巻配置し、その巻線の端はステータ側のリング状の溝の奥に設けた穴５３に通して、ステータ側トランスの裏側のＦＰＣに接続する。そのＦＰＣからはシールド線などを使用して超音波診断装置本体側へ接続する。
【００６４】
本実施例では超音波振動子を２個使用している。符号では４１、４２である。さらに、２種類の超音波振動子を搭載することができるので、１つの超音波プローブで２つの距離分解能の異なったものとして扱えるなどの長所がある。
【００６５】
一般に距離分解能は周波数が高いと向上するが、周波数が高くなると超音波の減衰が大きくなるために、深度の深い部分で診断ができなくなるので、１つの超音波プローブで振動数の異なる超音波振動子を切り換えて使用することができるために、より便利な超音波診断が可能となる。
【００６６】
また、ロータフレーム４０に取り付けた超音波振動子４１、４２はシャフト４３に対して１８０度離れた位置に取り付けられる、一方の超音波振動子から放射した超音波がもう一方の超音波振動子でも受信され、超音波の受信信号にノイズとして入らないように、１８０度の対で２個の超音波振動子を取り付けている。送信された超音波振動子はその反射信号を受信するが、反射信号をもう一方の超音波振動子で受信すると、その信号はノイズとなるために、複数個の超音波振動子を使用する場合は送受信は同一の超音波振動子で行い、他の超音波振動子には受信信号がのらないようにする必要がある。
【００６７】
ロータリトランス１５の場合ではクロストークができるだけ小さくなるようにロータリトランス１５の材質や磁性材のリングなどを溝の中に入れている。クロストークは画像のノイズとなるので、充分な配慮が必要となる。
【００６８】
超音波振動子はリード線が２本出ていて、１本は電気グランド（ＧＮＤ）であり、もう１本は信号線である。本実施例の超音波プローブでは駆動ロータに超音波振動子が２個取り付けられているので、４本のリード線があるが、電気グランドは共通として取り扱うために３本のリード線として処理できる。超音波振動子は１８０度離れているので、電気グランドの線同士を容易に接続することはできないのでロータ側トランス１６の裏側に設けたＦＰＣを介して接続している。そのＦＰＣには４箇所にランドがあって超音波振動子のリード線を半田付け接続する。
【００６９】
２個の超音波振動子のためにロータリトランスの溝に配置した巻線のうち外周の巻線は周波数の低い超音波振動子に構成するように接続する。
【００７０】
超音波診断装置本体からＩ／Ｏ線（超音波信号の送受信線）を介して送られた電気信号により超音波振動子は超音波を放射し、被検体から反射される超音波を受波し電荷量の変化が生じる。この超音波振動子の電気的変化はＩ／Ｏ線を介して超音波診断装置本体に伝達される。Ｉ／Ｏ線に流れる電気信号は２ｋＨｚ〜１２ｋＨｚの範囲の周波数信号であるために不要輻射の主たるノイズ源となる。本実施例では液封止の箇所はＩ／Ｏ線一部を可撓性基板で構成して、そのほかはシールド線を使用している。Ｉ／Ｏ線はシールドしているため、不要輻射対策の効果を有するが、ロータリトランスの近傍はシールドをすることができない。使用する周波数の電極の位置を検討することで、不要輻射を低減させている。すなわち、そのリング状の溝の外周側から内部に向かうにしたがって超音波振動子の周波数が高くなるように構成する。
【００７１】
超音波伝播媒質中で回転駆動される駆動モータの位置情報信号ラインはエンコーダからの超音波振動子の走査位置を知るための信号ラインであり、超音波信号の送受信部からノイズが入ると、位置情報が不安定となり、駆動モータの制御が不安定になる。モータの制御を安定にさせるためにもＩ／Ｏ部は電気シールドして、ノイズの影響を及ぼさないようにしている。
【００７２】
駆動マグネット３９に対向するように円筒状のコア３８がシャフト４３に固定されている。そのコア３８は絶縁されていて、コア３８の外周部には円筒状の巻線５４が取り付けられている。その巻線５４は円筒状のヘキサ巻の巻線である。
【００７３】
コア３８は円筒状のコアであるので、スロットのあるコアと区別され、スロットレスコアと呼ばれている。このスロットレスコア３８には、絶縁膜５５が膜状に施されている。実施例ではこの絶縁膜５５はエポキシ樹脂の電着塗装膜で、巻線５４とコア３８との電気絶縁を目的にしたものであるので、膜厚が厚い方がいいけれども、膜厚が厚いと巻線５４とコア３８の間に隙間が生じ効率が低下することになるので、膜厚はできるだけ薄くするような工程を採用している。絶縁膜はスプレー塗装によっても膜形成が可能である。絶縁膜５５を形成した電着塗装膜、真空蒸着膜について説明する。
【００７４】
電着塗装膜は絶縁性の優れた膜であって、工業的には比較的に容易に膜形成できるうえに、電着塗装膜は耐環境性が優れているために空気以外の環境たとえば油などの環境下でも、モータ使用が可能となる。絶縁に絶縁テープをする場合は油などの環境下では粘着剤が特性劣化するために使用できないが、電着塗装膜では油などの環境でも問題なく使用できる。
【００７５】
コアに電着塗装をほどこす工程の例を以下に説明する。
【００７６】
浴槽に水溶性または水分散型塗料を入れ、コアを浴槽に侵漬し、導電性のコアの塗装する箇所に電極を取り付け、浴槽に付属する対極との間に通電すると、電荷を持った樹脂粒子は電気泳動によってコアに移動して析出する。これを水洗して焼き付ける。
【００７７】
浴の組成や温度、通電条件を適正な水準に管理すると、塗膜厚の調整が容易でばらつきの少ない電着塗装膜ができ、１０μｍで公差±５μｍでも管理できる。コアは外周部にも電着塗装膜がつくので、電着塗装膜を管理すれば、モータ組立特性上問題にはならない。薄い電着塗装膜の場合、電着塗装膜でコアと巻線との絶縁を持たせるためには、コアエッジ部のエッジカバー率があまり高くないので絶縁膜の強度には注意が必要である。
【００７８】
また、電着塗装膜ではなく、蒸着重合薄膜をほどこすこともある。その蒸着重合薄膜は対環境特性が優れているので、油の中や水の中などに使用される場合に採用される膜である。その蒸着重合薄膜について、説明をする。蒸着重合法は、物理的な真空蒸着法を基に熱エネルギーによりモノマーを蒸発、活性化させ、基材上でモノマーを重合させることにより高分子薄膜を作製する方法である。この方法は高分子薄膜が単純な装置で製作できるので本願のモータコアの絶縁や電子部品材料へ応用ができる。モータのコアの絶縁膜に高分子薄膜を工業的に処理するためには、膜厚の制御性、均一性、大面積化、処理速度の高速化、膜性能の再現性などの条件を満足する方法が要求される。
【００７９】
この蒸着重合法は次のような特徴がある。
（１）無媒体、無溶媒で重合できること。
（２）真空中であるので不純物の混入がさけられ高純度の薄膜ができること。
（３）薄膜が容易に得られること。
（４）分子配列の制御が可能であるので薄膜制御性がよい。
（５）ドライプロセスである。
（６）薄膜の電気特性は溶液法で作製した膜と同等である。
（７）難加工性高分子の薄膜法として最適である。
（８）マスク蒸着が可能であるため膜のパターン形成が簡単にできる。
【００８０】
モータのコアの場合は形状が複雑であったりするので、全方向同時蒸着重合法が用いられる。この全方向同時蒸着重合法は、基材や真空槽壁をモノマー分子の蒸発温度以上に加熱しておき、この中に２種類のモノマーを同時に導入し、両者が基材上で反応して蒸気圧の低い二量体や三量体となり基材上に付着し、さらに反応して高分子の薄膜を成長させる。モノマー分子が真空槽全面化から蒸発するので、複雑な基材にも均一に薄膜が形成できる。
【００８１】
またモータのコアに使用される薄膜には、ポリアミド、ポリアゾメチル、ポリ尿素、ポリオキサジアゾール、ポリウレタン、ポリエステルなどに加えて、ポリイミド、フッ素化ポリイミド、ベンゾシクロブテン、フッ素化アモルファスカーボン、有機ガラス、パリレンなどが使用される。
【００８２】
真空での蒸着重合法による薄膜であるので、コアの角部のカバーコート率は良好であるので、巻線とコアとの絶縁が確実にできる。
【００８３】
コア３８は絶縁されていて、コア３８の外周部には円筒状の巻線５４が取り付けられている。その巻線５４は円筒状のヘキサ巻の巻線である。巻線５４のタップはコア３８の端面に設けられたフレキシブル基板５６を介してリード線５７に接続され、そのリード線５７はシャフト４３の溝を通ってロータの外に引き出される。そのシャフト４３の溝、巻線については後述する。
【００８４】
駆動モータの回転部はシャフト４３を中心に回転し、ロータフーム４０の外周部に超音波振動子４１、４２が取り付けられている。その超音波振動子４１、４２は、トランスデューサとも呼ばれて、超音波プローブの中核をなす部品である。超音波振動子４１、４２の先端には音響レンズ５８がついている。屈折の現象を有効に利用するのが音響レンズ５８であって、超音波は液体中よりも固体中での音速が早いために振動子表面には凹型の音響レンズで超音波ビームを集束させている。凹型の音響レンズ以外にも平面型音響レンズや凸型音響レンズを貼り付けられた超音波振動子が使用される。
【００８５】
超音波振動子４１、４２のビームは駆動モータのシャフト４３に対して直交してラジアル方向にスキャンされる。そのためにビームの軌跡面はシャフト４３に直交しているが、ハンドル部の軸に対しては平行な面となっている。したがってハンドル部の軸に対しては平行な面となるビーム軌跡面の超音波断層画像が得られる。超音波振動子４１、４２は駆動モータで回転されるのでその時の超音波振動子のビーム軌跡面がシャフト４３に対して直交する面である。図４から分かるように、超音波振動子から超音波を送受信して得られる超音波振動子配列方向の超音波断層画像取得領域は３６０度の全周ではなくベースハウジング４９に妨げられて、ある範囲の超音波画像しか得られない。図４では角度αで示される範囲となる。その範囲では超音波振動子で走査できる超音波走査可能領域を表す。実際の超音波診断装置では反射の問題などを考慮して幾何学的な角度よりも少し小さな設定となっている。本実施例の場合では角度αは２２０度となっている。
【００８６】
ベースハウジング４９は金属粉末射出成形法（ＭｅｔａｌＩｎｊｅｃｔｉｏｎＭｏｌｄｉｎｇ＝ＭＩＭ）によって金属焼結金属から形成されている。ＭＩＭは、Ｒ．Ｅ．Ｗｉｅｃｈがウィテック・プロセスを開発し、１９７２年に実用化された技術で、３次元的な複雑な形状の部品を精度良く生産できることから、機械加工、ダイカスト、精密鋳造、粉末冶金に次ぐ第五世代の金属加工法として注目を集めている工法であって、寸法公差的には一般公差で１０ｍｍ以下で±０．０５ｍｍ、特別公差で±０．０３ｍｍ程度であり、金属加工精度に匹敵するうえに、他の金属ダイキャストなどでは得られない精度である。本実施例のベースハウジング４９は３次元的な複雑な形状であるうえに、駆動モータを支承するために支持剛性が必要であるうえに、超音波振動子の回転軸の位置寸法が安定であることも重要な要件であり、ＭＩＭを採用して製作をした。
【００８７】
ＭＩＭで製作するために次のポイントで金型形状、製品成形条件などを検討した。
（１）部品の厚みができるだけ、均一な厚みになるようにする。
（２）円弧形状が多い形状であっても離形を優先にする。
（３）支柱部と支持部を設けた形状とする。
（４）焼結後の２次加工箇所をできるだけ少なくする。
（５）抜きテーパを０にする箇所を設け精度向上をはかる。
（６）軽量であること。
【００８８】
以上のような観点で、製品形状と金型製品形状を設計した。
【００８９】
また、ＭＩＭは、加熱溶融された熱可塑性の物質を高圧・高速で金型内へ射出し冷却することで部品を生産するプラスチック成形方法に類似したものであり、金属の素材を微粒粉末（金属粉末）に粉砕し、その金属粉末とバインダーとなる樹脂あるいはワックスなどの流動性を付与させる有機系物質を混練し、得られた素材を加熱して溶融し、造粒し、プラスチックと同様に射出成形をする。その後、得られた成形体を熱分解方式などで脱脂した後、焼結を行うことで金属部品を生産する方法である。
【００９０】
ベースハウジング４９の材料には、強度が必要であり、超音波伝播媒体に対して物性が安定であり材料として、ステンレス鋼であるＳＵＳ６３０、ＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０４Ｌ、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ等、非鉄系材料ＷＣ−Ｃｏ、Ｗ−Ｃｕ−Ｎｉ、Ｗ−Ｆｅ−Ｎｉ、Ｔｉなどが使用できる材料が選定できる。
【００９１】
その中の一例として平均粉末粒子径が１０μｍの微細粉末であるＳＵＳ６３０のステンレス鋼粉末を用いた。
【００９２】
一方、バインダーとしては、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリスチレン等のスチレン系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリエーテル、液晶ポリマー、ポリフェニレンスルフィド等の各種熱可塑性樹脂や、各種ワックス、パラフィン等のうちの１種または２種以上を混合して用いた。
【００９３】
ベースハウジング４９のバインダーの一例としてアクリル樹脂とポリスチレン等を配合し、添加量を変えながら実験した結果、寸法の低下が見られず成形体を焼結することができる添加量は３５〜５５ｖｏｌ％であり、ベースハウジング４９は添加量４５ｖｏｌ％程度にして製作した。
【００９４】
金属粉末とバインダーの混練物には、ベースハウジング４９のブランク形状でＭＲ素子取付部やステータ側トランス取付部は抜きテーパのないストレート部を成形体に求めるために、可塑剤、潤滑剤などの添加物を微量添加している。
【００９５】
材料としてＳＵＳ６３０を使用しているので、剛性を上げるために、熱処理をしている。ブランク形状が変形しないように熱処理をする必要がある。
【００９６】
実施例の巻線はヘキサ巻の円筒状巻線である。この巻線はコアレスモータに使用されている巻線であって、この巻線を円筒状のコアの外周に挿入にて使用する構成をとっている。このヘキサ巻の巻線は以下のような方法で製作される。ヘキサ巻線工程は巻回作業、テープ仮固定作業、平プレス作業、カーリング作業、アニール作業という内容になっている。図５はヘキサ巻の説明図である。
【００９７】
巻回作業を３相巻線で説明する。ヘキサ巻をする場合、六角形の巻枠に整列に巻線を巻回する。
【００９８】
▲１▼ 巻線の巻始め端５９を巻枠の一カ所に固定する。
【００９９】
▲２▼ つぎに、第一相の巻線部６０を巻始め端の際から巻始める。
【０１００】
▲３▼ 第一相巻線部６０の端までいくと、巻枠６１の開き角の箇所の角部に端子部６２を形成する。
【０１０１】
▲４▼ 続いて、第二相の巻線部６３を第一相の巻線部６０の際から巻線開始し、所定数巻回して、第二相の巻線部６３を作成する。
【０１０２】
▲５▼ 第二相の巻線部６３の端に、巻線端子部側の巻枠６１の開き角の箇所と同じ側の角部に端子部６４を形成する。
【０１０３】
▲６▼ つぎに、第三相の巻線部６５を第二相の巻線部６３の際から巻線開始し、所定巻数を巻回して第三相の巻線部６５を作成する。
【０１０４】
▲７▼ さらに、その巻線の巻終わり端末線６６はコイルボビンから切断する。
【０１０５】
次にテープ仮固定作業について説明する。巻枠に巻回した状態で、巻崩れ防止のためにテープで仮固定する。その状態で、その六角形の巻枠から抜き取る。図６（ａ）は仮固定作業の説明図で、図６（ｂ）は平プレス作業の説明図である。
【０１０６】
次に、平プレス作業について説明する。巻枠から抜き取った巻線の六角形の一対対向面を巻枠軸方向に倒して、平板状にする。その際の一対の対向面とは前記のテープが貼られている面であるように、倒す面を決める。
【０１０７】
さらに、カーリング作業について説明する。その平板状にした巻線をカーリング棒（成形棒、棒ともいう）に巻き付ける。その際カーリング成形した外周にテープを巻き付ける。このテープを巻き付けることで、カーリング棒から取り出した時に、カーリング成形後の巻線の成形外径が安定に保たれるうえに、ばらつきが小さなものになる。また、次工程でのアニール作業での作業性が向上するうえに、作業上での断線などの不具合の発生がなくなる。
【０１０８】
次に、アニール作業について説明する。カーリング成形した状態の巻線では、加熱して成形を強固なものにする。巻線は自己融着線を使用しているので、加熱することで巻線同士が融着するので巻き崩れしない。前工程で使用したテープ関係で、さらに強度的にも強固なものになる。
【０１０９】
以上の工程によって図７に示すような円筒状の巻線ができあがる。
【０１１０】
駆動モータのモータリード線５７はシャフト４３の溝から外部に引き出されて、モータリード線５７は駆動モータが３相であることから、３本であり、その個々のモータリード線は所定の中継アンプ基板１１に半田接続される。中継アンプ基板１１に接続されたモータリード線５７は一般にＵ相、Ｖ相、Ｗ相として区別されている。さらにモータ巻線へ電力を供給する線は超音波プローブのハンドル部の中継調整基板を通って超音波装置本体側へ接続される。モータリード線５７はモータの駆動電流が流れるために、リード線抵抗が小さなものを使用している。すなわち、導体を太くしている。
【０１１１】
シャフト４３の溝にリード線を通して外部に引き出すことで、シャフト４３の強度が低下する。したがって、取扱いの不注意で超音波プローブを落下させてしまう場合、モータに作用する衝撃荷重によって、回転位置精度の検出部の構成精度が劣化したり、駆動軸が変形したりすることがないように、シャフトの溝形状について、有限要素解析を使用して、製作できる溝形状を検討した。モータ部をできるだけ軽量することは当然であるが、シャフトの溝形状でも耐衝撃性を向上させる必要がある。
【０１１２】
超音波プローブの先端に駆動モータを搭載する場合、その超音波プローブが体腔内に挿入するタイプであれば、ウインドウケースの大きさは１インチ程度であるために、駆動モータのシャフト径はφ２ｍｍ以下である。あまり大きいと駆動モータが構成できない。
【０１１３】
シャフト径をφ１．５の場合で、リード線はφ０．３２ｍｍを３本通すことができる溝形状で以下の条件で解析を行い、試作検証を実施した。ただし、変形の量を比較するために、解析の荷重１０００ｍＮをシャフト先端に作用させた変位量をもって判断した。荷重方向９０度角度差のある方向とし、Ｆ１、Ｆ２方向とした。
【０１１４】
まず、解析の基準となる形状として溝形状のない実軸のシャフトでの変位量を１として各溝形状のシャフトの変位量の比を求めた。
【０１１５】
検討した溝形状として
（１）Ｄカット形状の溝６８からなる溝形状（図８）。
（２）９０度のカット形状のＶ溝７０からなる溝形状（図９）。
（３）平行部７２ａとその平行部７２ａに直角な面７２ｂで形状された四角な溝７１からなる溝形状（図１０）。
（４）平行部７４ａとその平行部７４ａの両側に開き角３５度でなす面７４ｂで形成された溝７３からなる溝形状（図１１）。
（５）中央部の円形な穴７５とその穴までつながる軸方向の平行切り込み７６で形成した溝形状（図１２）。
（６）中央部の円形な穴７７とその穴までつながる平行溝７８でカットされて形成した溝形状（図１３）。
（７）中央部の円形な穴７９が貫通していて、巻線へ導通する線を駆動軸に挿入する穴８０が中空の部まで貫通した溝形状（図１４）。
（８）中央部の円形な袋になった穴８１が端面からあけられ、巻線へ導通する線を駆動軸に挿入する穴８２と連通した溝形状（図１５）。
である。
【０１１６】
それぞれのシャフトの変位量の比をグラフにすると図１６のようになる。
【０１１７】
図８はシャフト６７をフラットにカットした溝形状であり、溝６８はカットした形状がＤの文字に似ていることからＤカットという。溝６８の加工は研磨機で切るので、比較的一般的に用いられる溝形状である。カット側からの荷重に対する変位量比は２．６３倍（Ｆ１方向）にもなっている。２５００Ｇの衝撃荷重を加えていく試験ではシャフトが変形し、エンコーダマグネットとＭＲ素子とのギャップが変化し特性に変化が見られた。また、シャフト６７の端面にはスリット６９が形成されている。
【０１１８】
図９は９０度のＶ溝形状したシャフト６７の場合であるが、Ｖ溝７０の加工は熱処理後の丸棒シャフトにほどこすので、加工後のコナーはバリの発生があるので、バリ処理作業が必要なうえに、最終的には仕上げバレル処理をほどこしている。Ｖ溝形状に荷重が作用した場合の変位量が大きいが、丸棒に比べて１．７２倍（Ｆ１方向）である。このシャフト６７の駆動モータを２５００Ｇの衝撃を加えても、シャフト６７の変形によって特性の変化が見られない。また、シャフト６７の端面にはスリット６９が形成されている。
【０１１９】
図１０は平行部７２ａとその平行部７２ａに直角な面７２ｂで形状された溝７１をもつシャフト６７である。溝７１は専用の加工形状の研磨機で加工する。シャフト径がφ１．５ｍｍであり、幅が０．８ｍｍの溝であるため、刃物のあたり具合でばらつきが大きく、製作的にはかなり大変である。また加工後の溝の際部がバリになりボール軸受の挿入がしにくい。この溝形状での変位量比は１．７１倍（Ｆ１方向）であり、図９の場合と同様にこのシャフト６７の駆動モータに２５００Ｇの衝撃を加えてもシャフト６７の変形による特性の変化が見られていない。
【０１２０】
図１１は平行部７４ａとその平行部７４ａの両側に開き角３５度の面７４ｂから形成された溝７３があるシャフト６７であり、図１０に類似な溝形状である。溝７３の場合も、専用の加工形状の研磨機で加工する。開き角３５度の角度を刃物にもたせているので、刃物がシャフトにあたるあたり具合のばらつきが図１０に比べて小さくなる。また加工後の溝の際部がバリになりボール軸受の挿入がしにくいので、バリ処理作業を必要とする。この溝形状での変位量比は１．５７倍（Ｆ１方向）であり、図１０よりも改善される。図１０の場合と同様にこのシャフト６７の駆動モータに２５００Ｇの衝撃を加えてもシャフト６７の変形による特性の変化が見られていない。
【０１２１】
図１２は中央部の円形な穴７５とその穴７５までつながる軸方向の平行切り込み７６で形成した溝が加工されたシャフト６７である。この溝形状ではリード線は中央部の円形な穴７５の中を通し、挿入するために平行切り込み７６が穴にかかっているので、その開口部からリード線を挿入することができる。この溝形状での変位量比は２．０７倍（Ｆ１方向）であるが、このシャフト６７の駆動モータに２５００Ｇの衝撃を加えてもシャフト６７の変形による特性の変化が見られていない。ただ、Ｆ２方向も１．９３倍になっていることがあり、使用する場合には注意して評価する必要がある。
【０１２２】
図１３は中央部の円形な穴７７とその穴７７までつながる平行溝７８でカット形成された溝があるシャフト６７である。この溝形状ではリード線は中央部の円形な穴７７の中を通し、挿入するために平行溝７８のカット部が穴にかかっているので、その開口部からリード線を挿入する。この溝形状での変位量比は１．３３倍（Ｆ１方向）、１．４６倍（Ｆ２方向）である。このシャフト６７の駆動モータに２５００Ｇの衝撃を加えてもシャフト６７の変形による特性の変化が見られていない。かなり実軸に近い値であるので、衝撃による特性変化が見られなかったと思われる。
【０１２３】
図１４は中央部の円形な穴７９（貫通穴）が貫通していて、シャフト６７の外周に長穴８０（挿入穴）が開けられ、中央部の貫通穴７９との開口口となっている。リード線は中央部の円形な穴７９の中を通して外部に引き出している。その開口口からリード線を挿入する。この溝形状での変位量比は１．６８倍（Ｆ１方向）、１．３５倍（Ｆ２方向）である。このシャフト６７の駆動モータに２５００Ｇの衝撃を加えてもシャフト６７の変形による特性の変化が見られていない。
【０１２４】
図１５は中央部の円形な穴８１が開けられていて、シャフト６７の外周に長穴８２が開けられ、その長穴８２は中央部の穴８１との開口口となっている。図１４の場合は中央部の穴は貫通孔であったが、図１５は袋状の穴である。リード線は中央部の円形な穴８１の中を通して外部に引き出している。その開口口からリード線を挿入する。この溝形状での変位量比は１．３２倍（Ｆ１方向）、１．２２倍（Ｆ２方向）である。このシャフト６７の駆動モータに２５００Ｇの衝撃を加えてもシャフト６７の変形による特性の変化が見られていない。かなり実軸に近い値であるので、衝撃による特性変化が見られなかったと思われる。
【０１２５】
図３に見られるようにロータリトランス側のシャフトの先端にはスリ割り加工が施されてスリット溝が形成される。図８〜図１５にもそのスリ割り加工がある。
【０１２６】
駆動モータがセンサレス駆動モータであり、駆動のためにＡＢ相ＭＲ信号とＺ相信号からモータのコイルの相に通電させる基準信号を作り出すことで、このセンサレスモータの駆動を行っている。巻線の相の位置が正確に決定できないので、巻線を回転させて相の通電位置調整をする必要がある。その調整のためにシャフトにスリ割り加工をしている。駆動電流が最小になる位置にシャフトを回転固定すればいいので、そのスリット溝（またはスリ割り）をドライバーなどで回転調整する。
【０１２７】
図３、図４によれば、シャフトを中心にして内側から、コア、絶縁膜、巻線、空気の隙間、マグネット、ロータフレームのような構成である。すなわち、スロットレスのコア付きモータの構成となっている。
【０１２８】
また、ウインドウケース内に駆動モータを内蔵するためには、中央部のベースハウジングは幅が広いが外周に向かうにしたがって狭くする必要があり、ベースハウジングは円筒形状をしていて、支柱部は幅の狭い凸部で形成されている。さらに、ウインドウケースは先端部が球場になっているために、支柱部も先端部に向かうにともなって、支柱部の幅は狭くしている。そのようにすることで、駆動ロータをウインドウケース内に収めることができ、超音波プローブの先端に駆動モータを内蔵することができる。
【０１２９】
駆動モータを回転させると、駆動軸を中心として走査するので、駆動軸に直交した超音波振動子のビーム軌跡面で超音波断層画像が得られる。その超音波断層画像は２次元画像である。このように、本実施例では２次元走査用超音波プローブが可能となる。たとえば、２２０度の範囲の超音波断層画像が得られるという従来にない測定範囲の広きものを得ることができる。また、２次元走査用超音波プローブを体腔内に挿入して使用する場合には、挿入部先端に超音波振動子を配置することができるので、より挿入部を小型化、軽量化することができるという利点を有する。
【０１３０】
このように、本実施例における２次元走査用超音波プローブは軽量で小型でプローブ先端部には駆動部の主な機構部が内蔵されている。超音波振動子によると、広角な範囲の超音波断層画像が得られる。
【０１３１】
本実施例の２次元走査用超音波プローブによる２次元的スキャンが可能であり、超音波振動子が固定された駆動モータの回転にともなって、駆動モータ側のエンコーダから回転角度信号が超音波診断装置に伝送され、２次元の超音波断層画像が得られる。駆動ロータを支承したベースをプローブの取付部にしっかり取り付けることで、耐衝撃性が向上することになる。
【０１３２】
【発明の効果】
上記実施例の記載から明らかなように、請求項１記載の発明によれば、駆動ロータを回転支承する２つの軸受の間にコア、巻線が形成され、巻線へ導通する線を外部に引き出すことができるために、小型で軽量な超音波振動子を駆動する駆動モータができ、その駆動モータを超音波プローブの先端部に内蔵することができる。さらに駆動ロータがベースの支柱部に安定して支承できるので、ロータ位置がガタつかない。そのために超音波振動子の位置が安定し、ビームの軌跡が同じ位置となり、送受信が安定するために画像が鮮明になる。さらに駆動ロータがベースで両持ち支持されるので、駆動ロータの支持剛性が充分に確保できるという有利な効果が得られる。
【０１３３】
また、請求項２記載の発明によれば、駆動モータのコイル線を回転駆動に支障がないように取り出すことができ、シャフトの変形量が少ない溝形状ができ、駆動モータとして剛性が増し耐衝撃性を向上させることができ、回転位置精度の検出部の構成精度が安定であり、超音波振動子の位置が安定し、ビームの軌跡が同じ位置となり、送受信が安定するために画像も安定となる。さらに駆動ロータがベースの支柱部に安定して支承できるので、ロータ位置がガタつかない。さらに駆動ロータがベースで両持ち支持されるので、駆動ロータの支持剛性が充分に確保できるということが得られるものである。
【０１３４】
また、請求項３〜９記載の発明によれば、駆動モータのコイル線を回転駆動に支障がないように取り出すことができ、シャフトの変形量が少ない溝形状ができ、駆動モータとして剛性が増し耐衝撃性を向上させることができ、回転位置精度の検出部の構成精度が安定であり、超音波振動子の位置が安定し、ビームの軌跡が同じ位置となり、送受信が安定するために画像も安定となる。
【０１３５】
さらに、請求項１０記載の発明によれば、駆動のためにＡＢ相ＭＲ信号とＺ相信号からモータのコイルの相に通電させる基準信号を作り出すことで、このセンサレスモータの駆動を行っている駆動部と、スリット溝をドライバーなどで回転調整させて巻線の相の通電位置調整をすることができ、駆動電流が最小になるように調整することができる。
【０１３６】
また、請求項１１記載の発明によれば、体腔内に挿入するタイプであって、超音波プローブの先端に駆動モータを搭載するコンパクトな超音波プローブができる。シャフト径による駆動モータの設計余裕度に規制がなく、簡単な機構の駆動モータが可能である。超音波プローブ全体の重量バランスで先端部が重く感じられないようにコンパクトにすることができる。
【０１３７】
請求項１２、１３記載の発明によれば、駆動モータはスロットレスコア付きモータで、ウインドウケース内に超音波振動子を搭載した駆動モータを内蔵したコンパクトな超音波プローブができる。円筒状のコアとヘキサ巻の円筒状の巻線を使用してコキングの小さな駆動振動がない超音波振動子駆動モータができるという効果を奏するものである。
【０１３８】
また、請求項１４記載の発明によれば、駆動モータと超音波振動子の位置関係で、駆動モータの内部軸の範囲内に超音波振動子が構成する機構となっているのでコンパクトにウインドウケース内に構成できる２次元超音波画像用走査する機構を内蔵することができる。超音波を走査するための駆動モータを小型、軽量に作製でき、駆動モータをウインドウケースに内蔵した超音波プローブを提供でき、そのプローブを用いて超音波診断ができ、診断の便宜性を向上させることができる超音波診断装置が提供できる。耐衝撃性の高い駆動モータとなるために、取扱いの不注意での問題も少なく、回転位置精度の検出部の構成精度が安定な超音波診断装置ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例によるメカニカルセクタ走査型超音波プローブを使用した超音波診断装置の全体を示す概略ブロック図
【図２】本発明の実施例による超音波プローブの外観斜視図
【図３】本発明の実施例による超音波振動子駆動モータの構造図
【図４】本発明の実施例による超音波振動子駆動モータの構造図
【図５】ヘキサ巻の説明図
【図６】（ａ）仮固定作業の説明図
（ｂ）平プレス作業の説明図
【図７】円筒の巻線の図
【図８】（ａ）（ｂ）は本発明の実施例によるシャフトの図
【図９】（ａ）（ｂ）は本発明の実施例によるシャフトの図
【図１０】（ａ）（ｂ）は本発明の実施例によるシャフトの図
【図１１】（ａ）（ｂ）は本発明の実施例によるシャフトの図
【図１２】（ａ）（ｂ）は本発明の実施例によるシャフトの図
【図１３】（ａ）（ｂ）は本発明の実施例によるシャフトの図
【図１４】（ａ）（ｂ）は本発明の実施例によるシャフトの図
【図１５】（ａ）（ｂ）は本発明の実施例によるシャフトの図
【図１６】本発明の実施例による溝形状シャフトの変位量の比を示すグラフ
【符号の説明】
１、２、４１、４２超音波振動子
３駆動モータ
４駆動ロータ
５ベース
６ハンドル部
７中継調整基板
８超音波伝播媒質の容積調整機構
９磁性材のピン（Ｚ相ピン）
１０ＭＲ素子（Ｚ相）
１１中継アンプ基板
１２磁気式エンコーダ
１３エンコーダマグネット
１４ＭＲ素子（ＡＢ相）
１５ロータリトランス
１６ロータ側トランス
１７ステータ側トランス
１８ウインドウケース
１９パルス発生器
２０振動子駆動回路
２１ａ、２１ｂ増幅器
２２ａ、２２ｂ対数増幅器
２３ａ、２３ｂ検波回路
２４ａ、２４ｂゲイン設定器
２５ゲイン制御用コントローラ
２６合成回路
２７Ａ／Ｄ
２８ＤＳＰ
２９画像メモリ
３０ＤＳＣ
３１テレビモニタ
３２ホストＣＰＵ
３３先端部
３４ケーブル
３５コネクタ
３６駆動モータ駆動回路
３７システム本体（本体装置）
３８コア
３９駆動マグネット
４０ロータフレーム
４３、６７シャフト
４４、４５軸受
４６軸受ボス部
４７ロータ側板
４８、５１取付台
４９ベースハウジング
５０傾斜面（カット面）
５２、５３、７５、７７、８１穴
５４巻線
５５絶縁膜
５６フレキシブル基板
５７リード線
５８音響レンズ
５９巻始め端
６０第一相の巻線部
６１巻枠
６２、６４端子部
６３第二相の巻線部
６５第三相の巻線部
６６巻終わり端末線
６８、７０、７１、７３溝
６９スリット
７２ａ、７４ａ平行部
７２ｂ、７４ｂ面
７６平行切り込み
７８平行溝
７９貫通穴
８０、８２挿入穴[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultrasonic transducer driving motor and an ultrasonic diagnostic apparatus using the same.
[0002]
[Prior art]
As an ultrasonic probe used in an ultrasonic diagnostic apparatus for a living body, there are broadly divided into a linear scanning method and a sector scanning method, and the sector scanning method mainly includes an electronic sector scanning method and a mechanical sector scanning method. . As this mechanical sector scanning type ultrasonic probe, the type and method described on page 54 of “Introduction to Ultrasonic Inspection (2nd edition)” published by Ishiyaku Shuppan Publishing Co., Ltd. are known. The mechanical sector scanning ultrasonic probe is also described in Table 3.11, page 91, "Revised Medical Ultrasound Handbook" (published by Corona, Inc.) edited by Japan Electronic Machinery Manufacturers Association. Has been.
[0003]
Conventionally, as ultrasonic probes (also referred to as ultrasonic probes and ultrasonic diagnostic probes), for example, those described in JP-A-7-289550 and JP-A-1-293850 are known. .
[0004]
In the ultrasonic probe disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-289550, an ultrasonic transducer is attached so as to be directed in the handle axial direction of the ultrasonic probe, and an ultrasonic mirror is provided facing the ultrasonic transducer. The shaft connected to the sound wave transmitting / receiving unit and the mounting base of the vibrator is connected to a drive motor that rotationally drives the shaft. Due to the rotation of the drive motor, the ultrasonic transmission / reception unit rotates around the shaft, and the beam of the ultrasonic transducer is reflected by the acoustic mirror, so the beam on the surface reflected with respect to the rotation axis of the ultrasonic transducer It becomes a trajectory plane. Although it depends on the inclination angle of the acoustic mirror, the beam locus plane is generally a plane perpendicular to the rotation axis because of the inclined plane of 45 degrees.
[0005]
Since the drive motor is configured closer to the handle than the ultrasonic transducer, an acoustic mirror that converts the axis relative to the rotation axis is required to rotate the mounting base of the ultrasonic transducer with the shaft. In addition, the beam trajectory plane is an ultrasonic tomographic image which is a plane perpendicular to the handle axis direction of the ultrasonic probe.
[0006]
An ultrasonic transducer is not directly attached to the drive motor, and an ultrasonic transducer is attached to the tip of the shaft of the drive motor, so an ultrasonic probe for driving one ultrasonic transducer is used. is there.
[0007]
The prior art cannot judge that there is a special device for installing the drive motor.
[0008]
The ultrasonic diagnostic apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 7-289550 can obtain a two-dimensional ultrasonic tomographic image, but the transmission mechanism near the handle and the driving mechanism near the tip become complicated, and the ultrasonic image It is not sufficient to improve the position accuracy of the. Studies are being made to configure the ultrasonic transducer part and the drive part at the tip part.
[0009]
However, in this ultrasonic probe, since the ultrasonic vibrator and the driving power unit are separated from each other, the driving mechanism is complicated, and the driving power unit has a large loss for driving the ultrasonic vibrator. There is a problem that the probe becomes heavier and the weight of the probe becomes heavier and workability is lowered. In addition, since the sealing volume of the ultrasonic medium is increased, a small probe is being demanded.
[0010]
In addition, the ultrasonic probe disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 1-293850 has a mechanism portion that is supported so as to rotate a rotor having an ultrasonic transducer attached to the tip of the probe. Power is transmitted to the rotor of the ultrasonic vibrator via a belt or worm gear which is a mechanism for transmitting the drive. Since the drive motor is not directly connected to the ultrasonic transducer rotor, the position of the ultrasonic transducer rotor cannot be accurately grasped.
[0011]
Coreless motors used in conventional OA devices, medical devices, communication terminals, and the like are required to be small and light, as represented by vibration pagers, and various companies have developed and released small motors. In recent years, efficient motors have been required to extend the call waiting time of mobile terminal devices, and there is a demand for motors with excellent motor efficiency as part of energy saving in OA devices. There is. The demand for such motors has increased expectations for hexa-winding windings used in coreless motors. For coreless motors, a multilayer winding method has been adopted.
[0012]
There are few examples in which windings generally known as coreless motor windings are used for cored motors. Such slotless core motors are limited to special applications because a general slot-shaped motor has a larger generated torque. The core has a slotless core shape and is used in applications with little pulsation, such as medical equipment and precision measuring equipment. As for cored motors, motors with slotless cores using windings used for coreless motors are beginning to be used in the medical field, micromachine field, and special environments.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, the mechanical sector scanning ultrasonic probe of the above-mentioned conventional example can obtain a two-dimensional ultrasonic tomographic image. Since the rotor unit and the drive motor unit to which the ultrasonic vibrator is attached are different, it is necessary to provide a mechanism for transmitting the driving force, which is complicated mechanically. Furthermore, due to these mechanisms, the ultrasonic probe is generally heavy, has a large size, and is difficult to handle.
[0014]
Further, in the conventional two-dimensional tomographic image, the beam trajectory plane of the ultrasonic transducer is a plane perpendicular to the handle axis of the ultrasonic probe, and is not a beam trajectory plane parallel to the handle axis. There are problems such as inability to make a sufficient diagnosis for intracavitary scanning, such as urology and urology. For this reason, a beam trajectory surface of an ultrasonic transducer as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-293850 is required. However, since the size is increased, it is necessary to reduce the size.
[0015]
Further, when the ultrasonic probe is dropped due to careless handling, the impact load increases as the motor weight increases. Therefore, it is necessary to reduce the weight as much as possible and to configure the member with a strong rigidity. If the ultrasonic probe is dropped, the configuration accuracy of the rotational position accuracy detection unit is deteriorated, the drive shaft is deformed, or a normal diagnostic image is disturbed. The drive shaft needs to increase the strength of the member and improve the impact resistance.
[0016]
However, in order to make a two-dimensional mechanism compact, it is necessary to configure the ultrasonic vibrator within the range of the internal axis of the drive motor based on the positional relationship between the drive motor and the ultrasonic vibrator. Since the vibrator is configured outside the range of the internal axis of the drive motor, it becomes a very large ultrasonic probe for rotating the whole and cannot be used practically.
[0017]
To make a two-dimensional mechanism compact,
(1) Due to the positional relationship between the drive motor and the ultrasonic transducer, it is necessary to provide a mechanism that constitutes the ultrasonic transducer within the range of the internal axis of the drive motor.
(2) It is necessary to provide a column portion for supporting the drive rotor.
(3) It is necessary to take out the coil wire of the drive motor so as not to hinder the rotational drive.
(4) A device for knowing the rotational position of the ultrasonic transducer is required.
(5) It is necessary to devise in order to mount the drive rotor on the support column.
(6) A brushless motor.
(7) Rotation without vibration is possible.
(8) Lightweight and composed of a highly rigid member.
[0018]
The present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems, and is capable of ensuring two-dimensional ultrasonic scanning, and is a compact and lightweight scanable ultrasonic transducer drive motor and its use An object of the present invention is to provide a two-dimensional scanning ultrasonic diagnostic apparatus.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides
(1) The drive shaft of the drive motor is configured to be perpendicular to the handle shaft so that the beam trajectory surface of the ultrasonic transducer can be formed in a plane parallel to the handle shaft.
(2) An ultrasonic transducer drive motor that includes an ultrasonic propagation medium, and includes a drive motor drive shaft, an ultrasonic transducer rotation shaft, and a single shaft in a window case in order to make a compact two-dimensional mechanism. Make up.
(3) In order to make a two-dimensional mechanism compactly, a beam surface is formed within the rotor range of the drive shaft of the drive motor. Attach an ultrasonic transducer to the rotor case of the drive motor.
(4) The drive rotor is rigidly supported by a base that supports the drive shaft of the drive motor.
(5) The drive motor includes a rotor frame and a drive magnet on the rotation side member, and includes a winding, a core, a drive shaft, and a base on the fixed side member, and the rotation side member of the drive motor rotates via two bearings. It is supported and forms a core and a winding between its bearings.
(6) A base for fixing the drive shaft to the outside of the two bearings is formed.
(7) A brushless motor, in which the core has a cylindrical shape, and the winding is a hexagonal cylindrical winding.
(8) A line conducting to the winding is arranged in a groove provided on the drive shaft and pulled out to the outside.
The purpose is solved by the above means.
[0020]
To improve impact resistance, pull out the conducting wire from the drive shaft
(1) V-groove shape.
(2) A groove formed in a parallel part and a plane perpendicular to the parallel part.
(3) A groove shape in which the opening angle of both sides of the parallel part and the parallel part is 1 degree to 90 degrees.
(4) A groove shape formed by a circular hole in the center and an axial parallel cut leading to the hole.
(5) A groove shape formed by a D-cut connected to a circular hole in the center and the hole.
(6) A groove shape in which a circular hole in the center passes through and a hole through which a wire conducting to the winding is inserted into the drive shaft extends to a hollow part.
(7) A groove shape in which a hole formed in a circular bag at the center is formed from the end face and communicates with a hole for inserting a wire conducting to the winding into the drive shaft.
There is.
[0021]
The drive shaft and the base are fixed with an adhesive or the like to increase the rigidity of the ultrasonic vibrator drive motor.
[0022]
The electro-mechanical scanning type two-dimensional scanning ultrasonic transducer drive motor according to the present invention encloses the ultrasonic propagation medium, and the drive shaft of the drive motor and the rotational axis of the ultrasonic transducer are on the same axis in the window case. The configured ultrasonic transducer drive motor is configured, the mechanism is reduced in size and weight, the sealing range of the ultrasonic propagation medium can be narrowed, the overall weight of the ultrasonic probe can be reduced, and the drive motor is driven. Since the axis and the rotation axis of the ultrasonic transducer are the same axis, the position information of the drive motor can be adopted as the position information of the ultrasonic transducer, and it is a highly accurate device, and the beam locus plane parallel to the handle axis Can obtain an ultrasonic tomographic image with good image quality.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
According to a first aspect of the present invention, an ultrasonic transducer is attached to an outer peripheral portion of a rotor frame of a drive motor, and the ultrasonic transducer is rotated around a drive shaft of the drive motor. The drive motor includes a rotor frame and a drive magnet on the rotation side member, and includes a winding, a core, a drive shaft, and a base on the fixed side member. The rotation side member of the drive motor rotates through two bearings. A groove that is supported so that a core and a winding are formed between the bearings, a base that fixes the driving shaft is formed outside the two bearings, and a wire that conducts to the winding is provided in the driving shaft. The ultrasonic vibrator drive motor is characterized in that the core and the winding are formed between the two bearings that rotatably support the drive rotor, and the wire that conducts to the winding is connected to the outside. To be able to withdraw It can drive the motor for driving the lightweight ultrasonic vibrator in the mold may incorporate the drive motor to the distal end of the ultrasonic probe. Furthermore, since the drive rotor can be stably supported on the support column of the base, the rotor position does not rattle. Therefore, the position of the ultrasonic transducer is stabilized, the beam trajectory is the same position, and transmission and reception are stabilized, so that the image becomes clear. Further, since the drive rotor is supported at both ends by the base, the drive rotor has a sufficient support rigidity.
[0024]
The invention according to claim 2 is the ultrasonic transducer drive motor according to claim 1, wherein a groove of the drive shaft provided to draw out a conducting line to the winding has a V shape. , The coil wire of the drive motor can be taken out without hindering the rotation drive, the groove shape with less deformation of the shaft can be formed, the rigidity as the drive motor can be increased and the impact resistance can be improved, the rotational position accuracy The configuration accuracy of the detector is stable, the position of the ultrasonic transducer is stable, the beam trajectory is the same position, and transmission and reception are stable, so that the image is also stable. Furthermore, since the drive rotor can be stably supported on the support column of the base, the rotor position does not rattle. Further, since the drive rotor is supported at both ends by the base, the drive rotor has a sufficient support rigidity.
[0025]
The invention according to claim 3 is characterized in that the groove of the drive shaft provided for drawing out the conductive line to the winding is formed by a parallel part and a plane perpendicular to the parallel part. Ultrasonic vibrator drive motor, which can take out the coil wire of the drive motor so that there is no hindrance to the rotation drive, can form a groove shape with a small amount of shaft deformation, increase the rigidity as a drive motor and improve shock resistance It can be improved, the configuration accuracy of the rotational position accuracy detection unit is stable, the position of the ultrasonic transducer is stable, the beam trajectory is the same position, and transmission and reception are stable, so that the image is also stable. Has an effect.
[0026]
According to a fourth aspect of the present invention, the groove of the drive shaft provided to draw out the conductive line to the winding is a groove shape in which the opening angle of the parallel part and the surfaces on both sides of the parallel part is 1 degree or more and 90 degrees. The ultrasonic transducer drive motor according to claim 1, wherein the coil wire of the drive motor can be taken out without hindering rotational drive, and a groove shape with a small amount of deformation of the shaft can be formed. As a drive motor, rigidity can be improved and impact resistance can be improved, the configuration accuracy of the rotational position accuracy detector is stable, the position of the ultrasonic transducer is stable, the beam trajectory is the same position, and transmission and reception are possible. Since the image is stabilized, the image is also stabilized.
[0027]
The invention according to claim 5 is a groove shape in which the groove of the drive shaft provided for drawing out the conductive line to the winding is formed by a circular hole in the center and an axial parallel cut leading to the hole. The ultrasonic transducer drive motor according to claim 1, wherein the coil wire of the drive motor can be taken out without hindering rotational drive, and a groove shape with a small amount of shaft deformation can be formed, As a drive motor, rigidity can be improved and impact resistance can be improved, the configuration accuracy of the rotational position accuracy detector is stable, the position of the ultrasonic transducer is stable, the beam trajectory is the same position, and transmission and reception are possible. Since the image is stabilized, the image is also stabilized.
[0028]
In the invention according to claim 6 of the present invention, the groove of the drive shaft provided for drawing out the conducting wire to the winding is a groove shape formed by a circular hole in the center and a parallel groove cut connected to the hole. 2. The ultrasonic transducer drive motor according to claim 1, wherein the coil wire of the drive motor can be taken out without hindering rotational drive, and a groove shape with a small amount of shaft deformation can be formed. As a drive motor, rigidity can be increased and impact resistance can be improved, the configuration accuracy of the rotational position accuracy detection unit is stable, the position of the ultrasonic transducer is stable, the beam trajectory is the same position, transmission and reception Has the effect of stabilizing the image.
[0029]
The invention according to claim 7 is a configuration in which an ultrasonic vibrator is attached to an outer peripheral portion of a rotor frame of a drive motor, and the ultrasonic vibrator is rotated around a drive shaft of the drive motor, The motor includes a rotor frame and a drive magnet on the rotation side member, and includes a winding, a core, a drive shaft, and a base on the fixed side member, and the rotation side member of the drive motor can be rotated via two bearings. A core and a winding are formed between the bearings, the base for fixing the drive shaft is formed outside the two bearings, and a wire provided to the winding is provided in a groove provided in the drive shaft. An ultrasonic transducer drive motor characterized in that the drive shaft at a position passing through the inner ring of the bearing is arranged in a groove shape in which the groove is not connected to the outside of the drive shaft. Turn the coil wire of the motor It can be taken out without hindrance to the drive, can have a groove shape with less deformation of the shaft, can increase the rigidity and improve the shock resistance as a drive motor, and the configuration accuracy of the detection unit for rotational position accuracy is stable The position of the ultrasonic transducer is stable, the beam trajectory is the same position, and transmission and reception are stable, so that the image is also stable.
[0030]
According to the eighth aspect of the present invention, there is provided a hole or a long hole in which a circular hole in the center portion of the groove of the drive shaft passes through and a hole for inserting a wire conducting to the winding into the drive shaft extends to a hollow portion. The ultrasonic transducer drive motor according to claim 7, wherein the groove has a small deformation amount of the shaft, wherein the coil wire of the drive motor can be taken out without hindering rotational drive. The shape can be increased, the rigidity of the drive motor can be increased, and the impact resistance can be improved. The configuration accuracy of the rotational position accuracy detector is stable, the position of the ultrasonic transducer is stable, and the beam trajectory is the same position. Thus, since the transmission / reception is stabilized, the image is also stabilized.
[0031]
According to the ninth aspect of the present invention, there is provided a hole or an elongated hole in which a hole having a circular bag formed in the central portion of the groove of the drive shaft is formed from the end face and communicated with a hole for inserting a wire conducting to the winding into the drive shaft The ultrasonic transducer drive motor according to claim 7, wherein the groove has a small deformation amount of the shaft, wherein the coil wire of the drive motor can be taken out without hindering rotational drive. The shape can be increased, the rigidity of the drive motor can be increased, and the impact resistance can be improved. The configuration accuracy of the rotational position accuracy detector is stable, the position of the ultrasonic transducer is stable, and the beam trajectory is the same position. Thus, since the transmission / reception is stabilized, the image is also stabilized.
[0032]
According to a tenth aspect of the present invention, in any one of the first to ninth aspects, a slit groove is provided on the drive shaft on the side opposite to the side from which the conducting wire of the winding of the drive shaft is drawn. Drive for driving the sensorless motor by generating a reference signal for energizing the coil phase of the motor from the AB phase MR signal and the Z phase signal for driving. It is possible to adjust the energization position of the phase of the winding by rotating and adjusting the part and the slit groove with a screwdriver or the like, so that the drive current can be adjusted to the minimum.
[0033]
The invention described in claim 11 is the ultrasonic transducer drive motor according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the outer diameter of the drive shaft is 2 mm or less, and is inserted into a body cavity. This is a compact ultrasonic probe in which a drive motor is mounted on the tip of the ultrasonic probe. There is no restriction on the design margin of the drive motor by the shaft diameter, and a drive motor with a simple mechanism is possible. It has the effect that it can be made compact so that the tip portion does not feel heavy due to the weight balance of the entire ultrasonic probe.
[0034]
The invention according to claim 12 is the ultrasonic transducer drive motor according to any one of claims 1 to 11, wherein the core fixed to the drive shaft has a cylindrical shape, and the drive motor Is a motor with a slotless core, which has the effect of making a compact ultrasonic probe with a built-in drive motor having an ultrasonic transducer in a window case.
[0035]
The invention described in claim 13 is the coil according to any one of claims 1 to 12, wherein the winding fixed to the outer periphery of the core fixed to the drive shaft is a hexagonal cylindrical winding. The drive motor is a motor with a slotless core, and a compact ultrasonic probe having a drive motor in which an ultrasonic vibrator is mounted in a window case can be obtained. By using the cylindrical core and the hexagonal cylindrical winding, there is an effect that an ultrasonic vibrator driving motor without a low-coking driving vibration can be obtained.
[0036]
The invention according to claim 14 is an ultrasonic vibration device using the motor according to any one of claims 1 to 13, wherein a wire conducting to the winding is arranged in a groove provided on the drive shaft. This is an ultrasonic diagnostic device that uses an ultrasonic tomographic image of the beam trajectory plane obtained by an ultrasonic transducer drive motor characterized by being pulled out to the outside, and is driven by the positional relationship between the drive motor and the ultrasonic transducer. Since the ultrasonic vibrator is configured within the range of the internal shaft of the motor, the two-dimensional ultrasonic drive can be structured in a compact manner. The beam path of the ultrasonic transducer is oriented in the same direction with respect to the handle axis, the drive motor axis is perpendicular to the handle axis, and the beam path plane is a plane parallel to the handle axis. An ultrasonic tomographic image to be a plane can be obtained. Since the drive motor of the two-dimensional drive unit can be built in the window case, a small and lightweight ultrasonic probe can be formed, and ultrasonic diagnosis using the probe can be performed, and convenience of diagnosis can be improved. Because it is a high impact resistance drive motor, there are few problems with careless handling, the configuration accuracy of the rotational position accuracy detection unit is stable, the position of the ultrasonic transducer is stable, and the beam trajectory is stable Therefore, it can be used stably for normal diagnostic images.
[0037]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0038]
FIG. 1 is a schematic block diagram showing an entire ultrasonic diagnostic apparatus using a mechanical sector scanning ultrasonic probe in one embodiment of the present invention.
[0039]
The ultrasonic diagnostic apparatus according to the embodiment includes an ultrasonic probe and a main body system unit. A driving motor 3 for rotating the ultrasonic transducers 1 and 2 is configured at the tip of the ultrasonic probe. The drive motor includes a drive rotor 4 that rotates together with the ultrasonic transducer, and a built-in base 5 (also referred to as a base housing or a housing) that supports the drive rotor 4. The drive motor is provided in the handle portion 6 of the ultrasonic probe. The position adjustment signal relay adjustment board 7 and the ultrasonic wave propagation medium volume adjustment mechanism 8 are configured.
[0040]
The ultrasonic vibrators 1 and 2 are attached to the outer peripheral part of the rotating part of the drive rotor 4. Therefore, the rotation shafts of the ultrasonic vibrators 1 and 2 and the drive shaft of the drive motor 3 are the same shaft. The beams of the ultrasonic vibrators 1 and 2 are radiated in the radial direction with respect to the drive shaft. As the drive rotor 4 rotates, the beam trajectories of the ultrasonic transducers 1 and 2 form a plane, and the trace plane becomes a plane orthogonal to the drive axis.
[0041]
Knowing the rotational position information of the drive rotor 4 means knowing the position information of the ultrasonic transducers 1 and 2 attached to the drive rotor 4. The rotational position information of the driving rotor 4 can be known by using both the reference position means which is a reference for one rotation and the relative position information means. As a reference position means, a magnetic material pin 9 (also referred to as a Z-phase pin) and an MR element 10 (also referred to as a Z-phase MR element) are formed. The MR element 10 is separated from other MR elements as a Z-phase MR element. Separated. Since the Z-phase MR element 10 has one magnetic material pin 9, the Z-phase MR element 10 can detect a one-pulse signal for one rotation of the drive rotor 4. Therefore, the reference position of the drive rotor 4 can be known. Since the Z-phase MR signal has a low signal level, it is not subjected to noise, and is therefore amplified by the relay amplifier board 11 near the motor and routed from the probe tip to the handle portion 6.
[0042]
A magnetic encoder 12 is incorporated as relative position information means. The magnetic encoder 12 includes an encoder magnet 13 on the drive rotor 4 side and an MR element 14 (also referred to as an AB phase MR element) on the base 5 side. The MR element 14 is distinguished from another MR element as an AB phase MR element. The AB phase MR element 14 is an MR element that can obtain signals of two channels of A phase and B phase, and the phase difference between the A phase and the B phase is 90 degrees. Since the phase difference between the A phase and the B phase is 90 degrees, the rotation direction of the drive rotor 4 can be obtained from the phase difference. Multi-pole magnetic poles are magnetized on the outer periphery of the encoder magnet 13, and signals corresponding to the number of the magnetic poles are obtained from the AB-phase MR element 14. For example, since the encoder magnet 13 is a magnetic pole having 300 poles, the AB phase MR signal is also 300 pulses, so that a position accuracy information of 300 per rotation can be obtained as position information of the drive motor. Since the encoder magnet 13 is rotationally magnetized, the angular accuracy between the magnetic poles is very high. The AB phase signal is also amplified once by the relay amplifier board 11 in the vicinity of the motor, and further, the signal of the sine wave waveform is wired to the relay adjustment board 7 that performs rectangular wave processing, and the long wiring process is performed to the ultrasonic diagnostic apparatus main body. Connected.
[0043]
The drive motor 3 is rotationally driven by switching in several steps from a rotational speed of 300 r / min to 1800 r / min. For example, when the encoder magnet 13 is a 300-pole magnetic pole, the AB phase MR signal is also 300 pulses each, so that the number of pulses can be used as it is, but the resolution accuracy of the rotation angle positions of the ultrasonic transducers 1 and 2 can be improved. If the A phase and the B phase are multiplied by 4 to increase the frequency, the number of pulses becomes 1200 pulses per rotation, which is four times the resolution of the original signal. Since the drive shaft of the drive motor 3 and the rotation axis of the ultrasonic transducer are the same axis, there is no variation and the rotation angle accuracy is good, and when the signal is used as a trigger, the image has a very good image quality. It becomes a sonic diagnostic image.
[0044]
A rotary transformer 15 is configured to extract signals from the ultrasonic vibrators 1 and 2 to the outside of the drive motor 3. The rotary transformer 15 includes a rotor-side transformer 16 and a stator-side transformer 17, and the rotor-side transformer 16 is configured at a rotor end portion on the drive rotor 4 side, and a signal line of the rotor-side transformer 16 is connected to the ultrasonic vibrators 1 and 2. Connected. The stator side transformer 17 is fixed to the base 5 side, and the signal line of the stator side transformer 17 is connected to the circuit side of the main body. Since the rotary transformer 15 can transmit a signal in a non-contact manner, the load acting on the drive motor is much smaller than that of a contact-type slip ring. Therefore, the rotary transformer 15 is often used in the case of a small drive motor. .
[0045]
The ultrasonic waves radiated from the ultrasonic transducer 1 (or 2) travel radially to the center of the ultrasonic transducer 1 (or 2) and enter the living tissue. A part of the ultrasonic wave incident on the tissue is reflected in the tissue, received by the ultrasonic transducer 1 (or 2), converted into an electric signal, and taken out of the drive motor through the rotary transformer 15. And sent to the amplifier in the system body.
[0046]
The frequency characteristics of the signals from the ultrasonic vibrators 1 and 2 are different from each other. The ultrasonic vibrator having a higher frequency is distinguished from the high-frequency vibrator and the lower frequency is referred to as a low-frequency vibrator. To do.
[0047]
A base 5 that supports the drive rotor 4 is fixed to a mounting base of the probe body. The base 5 is formed of an integral member composed of a support part for supporting the drive rotor 4 and a support part fixed to the mounting base of the probe body. The base rigidity has been increased to increase the support rigidity of the drive motor.
[0048]
The drive rotor 4, the base 5, and the relay amplifier board 11 are configured at the tip of the ultrasonic probe, and are entirely contained in an ultrasonic propagation medium in a window case 18 made of a window material having ultrasonic transmission properties. . The ultrasonic propagation medium in the window case 18 is depressurized and deaerated so as not to contain bubbles, and then sealed. The volume adjustment mechanism 8 of the ultrasonic propagation medium is provided so that the pressure of the medium is relieved even if the sealed ultrasonic propagation medium expands due to the environment. The volume adjusting mechanism 8 of the ultrasonic propagation medium is formed of a rubber-based elastic bag. The volume adjustment mechanism 8 and the relay adjustment substrate 7 are configured in the handle portion 6 of the ultrasonic probe.
[0049]
Next, the transmission / reception circuit portion in the system main body 37 (main apparatus) will be described. A drive circuit 36 for driving the drive motor 3 is configured in the system main body 37. For two vibrators having different frequency characteristics of ultrasonic vibrators, the signal lines for high frequency and low frequency are different. In FIG. 1, different signal lines are used, but for convenience of explanation of the ultrasonic vibrators 1 and 2, the high-frequency vibrator is the ultrasonic vibrator 1 and the low-frequency vibrator is the ultrasonic vibrator 2. Suppose there is.
[0050]
When transmitting an ultrasonic wave into a living body, first, a pulse generator 19 outputs a rate pulse for determining a repetition period of the ultrasonic pulse, and sends the pulse to a pulse transducer driving circuit 20 having a predetermined ultrasonic frequency. In this transducer driving circuit 20, the ultrasonic transducer corresponding to the frequency is supplied and driven to the corresponding ultrasonic transducer 1 (or 2) via the rotary transformer 15 corresponding to the frequency to drive the ultrasonic transducer. A drive pulse is formed to generate The drive pulse radiates the ultrasonic transducer 1 (or 2) into the living body.
[0051]
In the case of a high-frequency transmission signal, the ultrasonic wave radiated into the living body from the high-frequency vibrator 1 and in the case of a low-frequency transmission signal is reflected in the living body. The reflected ultrasonic waves are called ultrasonic echoes. A weak received signal corresponding to the reflected intensity of this ultrasonic echo is received by the ultrasonic transducer 1 (or 2) used at the time of transmission, and an amplifier (amplifier 21a in the case of high frequency, amplifier 21a in the case of low frequency). Is amplified by the amplifier 21b) and then sent to the B-mode signal processing circuit. In the B-mode signal processing circuit, the transducer output is logarithmically compressed by a logarithmic amplifier (logarithmic amplifier 22a for high frequency, logarithmic amplifier 22b for low frequency), and a detection circuit for envelope detection (detection circuit 23a for high frequency). In the case of low frequency, detection is performed by the detection circuit 23b), and the gain setting unit for gain correction (gain setting unit 24a for high frequency and gain setting unit 24b for low frequency) is controlled by the gain control controller 25. Then, the gain is corrected, the signal is synthesized by the synthesis circuit 26, A / D converted by the A / D converter 27, and image processing is performed by the high-speed image DSP 28. The image processed by the DSP 28 is temporarily stored in the image memory 29. A plurality of images at the time of driving are also stored in the image memory 29, signal-processed using a high-speed image DSP 28, and the signals are converted into image data corresponding to a TV scanning format via a digital scan converter (DSC) 30. Then, it is displayed on the television monitor 31 as a two-dimensional ultrasonic tomographic image. The main unit 37 has a host CPU 32 that controls the circuits of the entire apparatus, and comprehensively monitors and processes image data, memory, drive motor drive circuits, and the like. The host CPU 32 supervises processing as a probe by an input accompanying an external input operation to the main unit.
[0052]
FIG. 2 shows an external perspective view of the ultrasonic probe. In FIG. 2, 6 denotes a handle portion, which has a built-in relay adjustment board. Reference numeral 33 denotes a tip portion of the ultrasonic probe, and a window case 18 made of a window material having ultrasonic permeability is attached to the tip. The tip portion 33 of the ultrasonic probe includes a drive motor and an ultrasonic transducer. Built in. The ultrasonic probe is connected to the system main body by a connector 35 formed at the end of the cable 34. The distal end portion 33 has a smooth cylindrical streamline shape so that it can be easily inserted into a body cavity. This cable 34 is an input / output line (I / O line) for connecting the ultrasonic transducer and the ultrasonic diagnostic apparatus main body, an electric control line for driving and controlling the drive motor, a signal line such as an encoder, and an impact detection line. Is a cable 34 for connecting the signal line and the like to the ultrasonic diagnostic apparatus main body, and is protected by a covering and shielded. The cable 34 is grounded at both ends of the ultrasonic transducer side and the ultrasonic diagnostic apparatus main body side. In FIG. 2, since the cable 34 is long, it is omitted in the middle.
[0053]
3 and 4 are cross-sectional views of a slotless cored motor using hexagonal cylindrical windings in this embodiment. The slotless core motor is a servo-controlled brushless motor, and is a sensorless drive type outer rotor rotation type. The motor of this embodiment is an ultrasonic transducer drive motor, and is an example of a motor mounted on the probe tip of the ultrasonic diagnostic apparatus. For the sake of explanation, casings such as the window case 18 and the handle portion 6 are omitted in FIGS.
[0054]
3 and 4, the core 38 is on the fixed side, and the rotor frame 40 with the drive magnet 39 is on the rotating side. The rotor frame 40 has an oval shape, and two semicircular drive magnets 39 are attached to face each other. Ultrasonic vibrators 41 and 42 (corresponding to reference numerals 1 and 2 in FIG. 1) are attached to the outer peripheral surface of the rotor frame 40 which is flat and has a flat shape. Therefore, when the rotor frame 40 rotates around the shaft 43 (also referred to as a drive shaft), the ultrasonic transducers 41 and 42 mounted on the rotor frame 40 also rotate around the shaft 43. The rotor frame 40 is rotatably supported by bearings 44 and 45. The bearing 44 is attached to a bearing boss portion 46 provided on the rotor frame 40. The other bearing 45 is attached to the rotor side plate 47, and the rotor side plate 47 is fitted and inserted into the rotor frame 40.
[0055]
In order to control the motor, an encoder magnet 13 is attached to the rotor side plate 47, and magnetic poles are magnetized on the surface of the encoder magnet 13 at a number of equal intervals. A magnetoresistive element (also referred to as an MR element or an AB phase MR element) 14 is attached to a magnetic material mounting base 48 so as to face the outer periphery of the encoder magnet 13, and the mounting base 48 is attached to the base housing 49. The AB phase MR element 14 is arranged and fixed with a small gap from the outer periphery of the encoder magnet 13.
[0056]
In addition, a magnetic encoder is incorporated as relative position information means for knowing rotational position information of the drive rotor. The magnetic encoder includes an encoder magnet 13 on the drive rotor side and an AB phase MR element 14 on the base housing 49 side. The material of the encoder magnet 13 is a plastic magnet, and 12 nylon is used as the base resin.
[0057]
The gap between the encoder magnet 13 and the AB phase MR element 14 is set very narrow so that the encoder output is not affected by the leakage magnetic flux of the drive magnet 39. Since the gap is narrow, it is necessary to reduce the influence of the encoder magnet 13 such as swelling, cutting vibration, and assembly vibration. Assembly is performed in a state where the encoder magnet 13 is bonded and fixed to the rotor side plate 47 to reduce the shake caused by the parts. Further, a material in which the ferrite content in the plastic magnet of the encoder magnet 13 is increased is used. In other words, since the encoder magnet 13 is used in an ultrasonic wave propagation medium, a material containing a magnetic material of 79% or more is used in consideration of the swelling effect.
[0058]
A magnetic encoder is incorporated as relative position information means, and the position detecting element of the magnetic encoder is an AB phase MR element 14. The AB phase MR element 14 is an MR element that can obtain signals of two channels of A phase and B phase, and the phase difference between the A phase and the B phase is 90 degrees. Since the phase difference between the A phase and the B phase is 90 degrees, the rotation direction of the drive rotor can be obtained from the phase difference. Therefore, the rotational position information of the ultrasonic transducers 41 and 42 attached to the rotor frame 40 can be known. The gap between the outer circumference of the encoder magnet 13 and the AB phase MR element 14 magnetized in a multi-pole by a rotary magnetizer is about 50 μm and is driven in an ultrasonic wave propagation medium, so there is a large amount of dust. If it does, it will enter the gap, so it will be installed after washing with oil. A signal corresponding to the number of magnetic poles of the encoder magnet 13 is detected from the AB phase MR element 14 and a motor control signal is sent to control the drive motor.
[0059]
For example, when the encoder magnet 13 has 300 poles, the AB-phase MR signal also has 300 pulses, so that a position accuracy information of 300 pulses per rotation is obtained as position information of the drive rotor. Since both the A phase and the B phase are 300 pulses and have a phase difference of 90 degrees, a signal with resolution accuracy of 1200 per rotation can be obtained by multiplying the A phase and B phase signals by four. Since the encoder magnet 13 is rotationally magnetized, the angular accuracy between the magnetic poles is very high, so that position information with considerably good angular accuracy can be obtained even if it is multiplied by 4.
[0060]
The signal of the AB phase MR element 14 passes through a flexible substrate (AB phase FPC, not shown) and is once amplified by the relay amplifier substrate 11 in the vicinity of the drive rotor, and further a sine wave waveform signal is a rectangular wave. Wiring is performed on the relay adjustment board to be processed, and then a long wiring process using a cable is performed to connect to the ultrasonic diagnostic apparatus main body.
[0061]
A Z-phase pin 9 made of a magnetic material is attached to the outer periphery of a rotor frame 40 made of a magnetic material such as SUM24L or SUY as reference position means for knowing reference position information. This Z-phase pin 9 is attached by inserting a cylindrical portion into a cylindrical hole provided on the outer periphery of the rotor frame 40, and cut surfaces 50 are provided on both sides so that the tip part has an acute angle with respect to the drive rotation direction. It has been. The magnetic flux to the Z-phase pin 9 is obtained from the drive magnet 39. A Z-phase MR element 10 for detecting the Z-phase pin 9 is attached to the base housing 49 via a magnetic material mounting base 51. The signal of the Z-phase MR element 10 is connected to the relay amplifier board 11 through a flexible board (or Z-phase FPC, not shown), and is relay-adjusted from the relay amplifier board 11 to the handle portion of the ultrasonic probe. Connected to the board, the relay adjustment board is connected to the ultrasonic diagnostic apparatus main body through the connector through the shield cable.
[0062]
The reference position means composed of the magnetic Z-phase pin 9 and the Z-phase MR element 10 has only one Z-phase pin 9 of the magnetic material. Therefore, the Z-phase MR element 10 makes one rotation of the drive rotor. One pulse signal is detected. Since the Z-phase MR signal has a low signal level, the signal is amplified by the relay amplifier board 11 near the motor. The amplified Z-phase signal is rectangularly processed by the comparator circuit of the relay adjustment board. The rectangularly processed signal is a 0-5V rectangular wave signal and is not easily affected by external noise. Since the signal immediately from the Z-phase MR element 10 is easily affected by external noise, the relay amplifier board 11 is arranged near the base housing 49 to be amplified. If the rising position of the Z-phase comparator signal is set as the reference position of the drive rotor, it becomes the reference rotation position of the drive motor, and further becomes the reference rotation position of the ultrasonic transducers 41 and 42. If the positions of the ultrasonic transducers 41 and 42 are determined based on the reference position by the Z-phase signal, the reference of the rotational position of the ultrasonic transducer can be determined without difference between the individual ultrasonic probes. .
[0063]
A rotary transformer 15 is configured to extract transmission / reception signals to / from the ultrasonic transducers 41 and 42 to the outside of the drive rotor. As for the rotary transformer 15, the rotor side transformer 16 is attached to the rotor frame 40, and the stator side transformer 15 is attached to the base housing 49 side. Since the rotary transformer 15 has a two-channel configuration, ring-shaped grooves are formed in each of the transformers on the transformer-facing surface, and windings are arranged on the ring-shaped groove on a plane several turns. . The winding of the rotor-side transformer 16 is pulled out to the rotor frame 40 side through a hole 52 formed below the groove and connected to an FPC attached to the back surface of the rotor-side transformer. The lead wire of the ultrasonic transducer is also connected to the FPC attached to the back surface of the rotor-side transformer, and the winding of the rotor-side transformer 16 is conductively connected to the ultrasonic transducer. The stator-side transformer 17 is also provided with a ring-shaped groove at a position facing the winding of the rotor-side transformer 16, and the winding is arranged in several turns in the groove, and the end of the winding is the ring-shaped groove on the stator side. Through the hole 53 provided at the back, the FPC on the back side of the stator side transformer is connected. The FPC is connected to the ultrasonic diagnostic apparatus main body side using a shielded wire or the like.
[0064]
In this embodiment, two ultrasonic transducers are used. Reference numerals 41 and 42 are used. Furthermore, since two types of ultrasonic transducers can be mounted, there is an advantage that one ultrasonic probe can be handled as two different distance resolutions.
[0065]
In general, the distance resolution improves at higher frequencies. However, since the attenuation of ultrasonic waves increases as the frequency increases, diagnostics cannot be performed at deeper depths. Since the child can be switched and used, a more convenient ultrasonic diagnosis becomes possible.
[0066]
In addition, the ultrasonic transducers 41 and 42 attached to the rotor frame 40 are attached at a position 180 degrees away from the shaft 43, and the ultrasonic wave radiated from one ultrasonic transducer is the other ultrasonic transducer. Two ultrasonic transducers are attached in pairs of 180 degrees so that they are received and do not enter the received ultrasonic signal as noise. The transmitted ultrasonic transducer receives the reflected signal, but when the reflected signal is received by the other ultrasonic transducer, the signal becomes noise, so when using multiple ultrasonic transducers The transmission and reception are performed by the same ultrasonic transducer, and it is necessary to prevent the reception signal from being transmitted to other ultrasonic transducers.
[0067]
In the case of the rotary transformer 15, the material of the rotary transformer 15, a ring of magnetic material, and the like are placed in the groove so that the crosstalk becomes as small as possible. Since crosstalk causes noise in the image, sufficient consideration is required.
[0068]
The ultrasonic transducer has two lead wires, one is an electrical ground (GND), and the other is a signal line. In the ultrasonic probe of this embodiment, since two ultrasonic transducers are attached to the drive rotor, there are four lead wires, but since the electric ground is handled in common, it can be processed as three lead wires. Since the ultrasonic vibrators are separated by 180 degrees, the electric ground lines cannot be easily connected to each other, and are connected via the FPC provided on the back side of the rotor-side transformer 16. The FPC has lands at four locations, and the ultrasonic transducer lead wires are soldered and connected.
[0069]
Out of the windings arranged in the grooves of the rotary transformer for the two ultrasonic transducers, the outer winding is connected to form an ultrasonic transducer having a low frequency.
[0070]
The ultrasonic transducer emits an ultrasonic wave and receives an ultrasonic wave reflected from the subject by an electrical signal sent from the main body of the ultrasonic diagnostic apparatus via an I / O line (transmission / reception line for ultrasonic signal). A change in the amount of charge occurs. This electrical change of the ultrasonic transducer is transmitted to the ultrasonic diagnostic apparatus body via the I / O line. Since the electric signal flowing through the I / O line is a frequency signal in the range of 2 kHz to 12 kHz, it becomes a main noise source of unnecessary radiation. In the present embodiment, a part of the liquid sealing uses a part of the I / O line made of a flexible substrate, and the other part uses a shielded line. Since the I / O line is shielded, it has an effect of countermeasures against unnecessary radiation, but the vicinity of the rotary transformer cannot be shielded. Unnecessary radiation is reduced by examining the position of the electrode of the frequency to be used. That is, the frequency of the ultrasonic transducer increases as it goes from the outer peripheral side to the inside of the ring-shaped groove.
[0071]
The position information signal line of the drive motor that is rotationally driven in the ultrasonic propagation medium is a signal line for knowing the scanning position of the ultrasonic transducer from the encoder. Information becomes unstable and control of the drive motor becomes unstable. In order to stabilize the control of the motor, the I / O section is electrically shielded so as not to be affected by noise.
[0072]
A cylindrical core 38 is fixed to the shaft 43 so as to face the drive magnet 39. The core 38 is insulated, and a cylindrical winding 54 is attached to the outer periphery of the core 38. The winding 54 is a cylindrical hexa-winding winding.
[0073]
Since the core 38 is a cylindrical core, it is distinguished from a core having a slot and is called a slotless core. An insulating film 55 is formed on the slotless core 38 in the form of a film. In this embodiment, the insulating film 55 is an epoxy resin electrodeposition coating film for the purpose of electrical insulation between the winding 54 and the core 38. Since a gap is formed between the winding 54 and the core 38 and the efficiency is lowered, a process for reducing the film thickness as much as possible is adopted. The insulating film can also be formed by spray coating. The electrodeposition coating film and the vacuum deposited film on which the insulating film 55 is formed will be described.
[0074]
An electrodeposition coating film is a film having excellent insulating properties, and can be formed relatively easily industrially. In addition, since the electrodeposition coating film has excellent environmental resistance, it can be used in environments other than air, such as oil. The motor can be used even under such circumstances. When insulating tape is used for insulation, the adhesive cannot be used in an environment such as oil because its characteristics deteriorate. However, an electrodeposition coating film can be used without problems in an environment such as oil.
[0075]
An example of the process of applying electrodeposition coating to the core will be described below.
[0076]
Put water-soluble or water-dispersible paint in the bath, immerse the core in the bath, attach an electrode to the area where the conductive core is to be painted, and charge the resin between the counter electrode attached to the bath. The particles move to the core by electrophoresis and precipitate. This is washed with water and baked.
[0077]
If the composition, temperature, and energization conditions of the bath are managed at appropriate levels, an electrodeposition coating film with easy adjustment of the coating thickness and little variation can be obtained, and can be managed with a tolerance of ± 5 μm at 10 μm. Since the core has an electrodeposition coating film on the outer periphery, if the electrodeposition coating film is managed, there is no problem in motor assembly characteristics. In the case of a thin electrodeposition coating film, in order to provide insulation between the core and the winding with the electrodeposition coating film, the edge coverage of the core edge portion is not so high, so attention must be paid to the strength of the insulating film.
[0078]
In addition, a vapor deposition polymerization thin film may be applied instead of the electrodeposition coating film. Since the vapor-deposited polymer thin film has excellent environmental characteristics, it is used when used in oil or water. The vapor deposition polymerization thin film is demonstrated. The vapor deposition polymerization method is a method for producing a polymer thin film by evaporating and activating a monomer by thermal energy based on a physical vacuum vapor deposition method and polymerizing the monomer on a substrate. This method can be applied to the motor core insulation and electronic component materials of the present application because the polymer thin film can be manufactured with a simple device. In order to industrially process polymer thin films on the insulating film of the motor core, conditions such as film thickness controllability, uniformity, large area, high processing speed, and reproducibility of film performance are satisfied. A method is required.
[0079]
This vapor deposition polymerization method has the following characteristics.
(1) It can be polymerized without a medium and without a solvent.
(2) Since it is in a vacuum, contamination of impurities is avoided and a high-purity thin film can be formed.
(3) A thin film can be easily obtained.
(4) Since the molecular arrangement can be controlled, the thin film controllability is good.
(5) A dry process.
(6) The electrical characteristics of the thin film are equivalent to those of the film produced by the solution method.
(7) Most suitable as a thin film method for difficult-to-process polymers.
(8) Since mask deposition is possible, pattern formation of the film can be easily performed.
[0080]
Since the shape of the motor core is complicated, an omnidirectional simultaneous vapor deposition polymerization method is used. In this omnidirectional simultaneous vapor deposition polymerization method, the substrate and the vacuum chamber wall are heated to a temperature higher than the evaporation temperature of the monomer molecules, two kinds of monomers are simultaneously introduced into this, and both react on the substrate to vaporize. It becomes a dimer or trimer with a low pressure, adheres to the substrate, and further reacts to grow a polymer thin film. Since monomer molecules evaporate from the entire surface of the vacuum chamber, a thin film can be uniformly formed even on a complex substrate.
[0081]
In addition to polyamide, polyazomethyl, polyurea, polyoxadiazole, polyurethane, polyester, etc., the thin film used for the motor core includes polyimide, fluorinated polyimide, benzocyclobutene, fluorinated amorphous carbon, organic glass, Parylene is used.
[0082]
Since it is a thin film formed by vapor deposition polymerization in vacuum, the cover coating rate at the corners of the core is good, so that the insulation between the winding and the core can be ensured.
[0083]
The core 38 is insulated, and a cylindrical winding 54 is attached to the outer periphery of the core 38. The winding 54 is a cylindrical hexa-winding winding. The tap of the winding 54 is connected to a lead wire 57 through a flexible substrate 56 provided on the end face of the core 38, and the lead wire 57 is drawn out of the rotor through the groove of the shaft 43. The grooves and windings of the shaft 43 will be described later.
[0084]
The rotating part of the drive motor rotates around the shaft 43, and ultrasonic transducers 41 and 42 are attached to the outer peripheral part of the rotor fountain 40. The ultrasonic transducers 41 and 42 are also called transducers and are components that form the core of the ultrasonic probe. An acoustic lens 58 is attached to the tips of the ultrasonic transducers 41 and 42. The acoustic lens 58 effectively uses the phenomenon of refraction, and since the ultrasonic wave has a higher speed of sound in the solid than in the liquid, the ultrasonic beam is focused on the transducer surface by a concave acoustic lens. Yes. In addition to the concave acoustic lens, an ultrasonic transducer to which a planar acoustic lens or a convex acoustic lens is attached is used.
[0085]
The beams of the ultrasonic transducers 41 and 42 are scanned in the radial direction perpendicular to the shaft 43 of the drive motor. Therefore, the beam trajectory plane is orthogonal to the shaft 43, but is parallel to the handle axis. Accordingly, an ultrasonic tomographic image of the beam trajectory plane which is a plane parallel to the handle portion axis is obtained. Since the ultrasonic transducers 41 and 42 are rotated by a drive motor, the beam trajectory plane of the ultrasonic transducer at that time is a plane orthogonal to the shaft 43. As can be seen from FIG. 4, the ultrasonic tomographic image acquisition region in the ultrasonic transducer array direction obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves from the ultrasonic transducer is obstructed by the base housing 49, not the entire circumference of 360 degrees. Only a range of ultrasound images can be obtained. In FIG. 4, the range is indicated by the angle α. In this range, an ultrasonic scanable area that can be scanned by the ultrasonic transducer is represented. In an actual ultrasonic diagnostic apparatus, the setting is a little smaller than the geometric angle in consideration of the problem of reflection. In this embodiment, the angle α is 220 degrees.
[0086]
The base housing 49 is formed from a metal sintered metal by a metal powder injection molding method (Metal Injection Molding = MIM). MIM is an R.I. E. Wiech has developed the Witech process, and with the technology put into practical use in 1972, it is possible to accurately produce parts with complex three-dimensional shapes. This is the fifth generation after machining, die casting, precision casting, and powder metallurgy. This is a method that is attracting attention as a metal processing method, and in terms of dimensional tolerance, the general tolerance is 10 mm or less and ± 0.05 mm, and the special tolerance is ± 0.03 mm, which is comparable to the metal processing accuracy. The accuracy cannot be obtained by other metal die castings. The base housing 49 of the present embodiment has a three-dimensional complicated shape, requires support rigidity to support the drive motor, and is stable in the position of the rotational axis of the ultrasonic transducer. This is also an important requirement, which was produced using MIM.
[0087]
In order to manufacture with MIM, the mold shape and product molding conditions were examined at the following points.
(1) The parts should be as uniform as possible.
(2) Even if the shape has many arc shapes, release is given priority.
(3) A shape provided with a support portion and a support portion.
(4) Minimize secondary processing locations after sintering.
(5) A location where the draft taper is set to 0 is provided to improve accuracy.
(6) It must be lightweight.
[0088]
From the above viewpoint, the product shape and the mold product shape were designed.
[0089]
MIM is similar to a plastic molding method that produces parts by injecting and cooling a heated and melted thermoplastic material into a mold at high pressure and high speed. Pulverized into a powder), kneading the metal powder and an organic material that imparts fluidity such as a resin or wax as a binder, heating and melting the resulting material, granulating it, and injecting it like a plastic Mold. Thereafter, the obtained molded body is degreased by a thermal decomposition method or the like, and then sintered to produce a metal part.
[0090]
The material of the base housing 49 needs to be strong, has stable physical properties with respect to the ultrasonic propagation medium, and is made of stainless steel such as SUS630, SUS303, SUS304, SUS304L, SUS316, SUS316L, etc. Materials that can use -Co, W-Cu-Ni, W-Fe-Ni, Ti, etc. can be selected.
[0091]
As an example, stainless steel powder of SUS630, which is a fine powder having an average powder particle size of 10 μm, was used.
[0092]
On the other hand, as the binder, for example, various thermoplastic resins such as olefin resins such as polyethylene and polypropylene, acrylic resins, styrene resins such as polystyrene, polyamide, polyimide, polyester, polyether, liquid crystal polymer, polyphenylene sulfide, One or more of various waxes and paraffins were mixed and used.
[0093]
As an example of the binder of the base housing 49, an acrylic resin, polystyrene, and the like are blended, and as a result of experimenting while changing the addition amount, the addition amount that can sinter the molded body without any reduction in dimensions is 35 to 55 vol%. Yes, the base housing 49 was manufactured with an addition amount of about 45 vol%.
[0094]
Addition of plasticizer, lubricant, etc. to the kneaded product of metal powder and binder in order to obtain a straight part with a blank shape of the base housing 49 and no MR taper mounting part or stator side transformer mounting part without taper A small amount of product is added.
[0095]
Since SUS630 is used as a material, heat treatment is performed to increase rigidity. It is necessary to perform heat treatment so that the blank shape is not deformed.
[0096]
The winding of the embodiment is a hexagonal cylindrical winding. This winding is a winding used in a coreless motor, and is configured such that this winding is inserted into the outer periphery of a cylindrical core. This hexa-winding winding is manufactured by the following method. The hexa winding process includes a winding operation, a tape temporary fixing operation, a flat press operation, a curling operation, and an annealing operation. FIG. 5 is an explanatory diagram of hexa winding.
[0097]
The winding operation will be described using a three-phase winding. When making a hex winding, the windings are wound in alignment on a hexagonal reel.
[0098]
(1) The winding start end 59 of the winding is fixed at one place on the winding frame.
[0099]
{Circle around (2)} Next, the winding of the first phase winding portion 60 is started from the end of the winding.
[0100]
{Circle around (3)} When the end of the first phase winding part 60 is reached, the terminal part 62 is formed at the corner of the opening angle portion of the winding frame 61.
[0101]
(4) Subsequently, the winding of the second phase winding portion 63 is started from the time of the first phase winding portion 60, and a predetermined number of turns are made to create the second phase winding portion 63.
[0102]
(5) At the end of the second-phase winding part 63, a terminal part 64 is formed at the corner on the same side as the opening angle of the winding frame 61 on the winding terminal part side.
[0103]
(6) Next, winding of the third phase winding portion 65 is started from the time of the second phase winding portion 63, and the third phase winding portion 65 is created by winding a predetermined number of turns.
[0104]
(7) Further, the winding end terminal line 66 of the winding is cut from the coil bobbin.
[0105]
Next, the tape temporary fixing operation will be described. In the state of being wound around the reel, it is temporarily fixed with tape to prevent collapse. In that state, pull out from the hexagonal reel. FIG. 6A is an explanatory diagram of a temporary fixing operation, and FIG. 6B is an explanatory diagram of a flat press operation.
[0106]
Next, flat press work will be described. The hexagonal pair of opposing surfaces of the windings extracted from the winding frame are tilted in the winding axis direction to form a flat plate. The pair of facing surfaces in that case determines the surface to be knocked down so that it is the surface on which the tape is applied.
[0107]
Further, curling work will be described. The flat winding is wound around a curling rod (also called a forming rod or a rod). At that time, a tape is wound around the curled outer periphery. By winding this tape, when the tape is taken out from the curling rod, the outer diameter of the winding after the curling molding is kept stable, and the variation is small. In addition, workability in the annealing process in the next process is improved, and troubles such as disconnection in the work are eliminated.
[0108]
Next, the annealing operation will be described. In the curling-molded winding, heating is performed to strengthen the molding. Since the winding uses a self-bonding wire, the windings are fused to each other by heating so that the winding does not collapse. Due to the tape used in the previous process, it becomes stronger in strength.
[0109]
The cylindrical winding as shown in FIG. 7 is completed by the above process.
[0110]
The motor lead wires 57 of the drive motor are drawn out from the groove of the shaft 43, and the motor lead wires 57 are three because the drive motor has three phases, and each of the motor lead wires has a predetermined relay amplifier. Solder connected to the substrate 11. The motor lead wires 57 connected to the relay amplifier board 11 are generally distinguished as U phase, V phase, and W phase. Further, a line for supplying electric power to the motor winding is connected to the ultrasonic apparatus main body through the relay adjustment board of the handle portion of the ultrasonic probe. A motor lead wire 57 having a small lead wire resistance is used because a motor drive current flows. That is, the conductor is thickened.
[0111]
By pulling the lead wire through the groove of the shaft 43 to the outside, the strength of the shaft 43 decreases. Therefore, when the ultrasonic probe is dropped due to careless handling, the configuration accuracy of the rotational position accuracy detector is not deteriorated or the drive shaft is not deformed by the impact load acting on the motor. Furthermore, the groove shape of the shaft was examined using finite element analysis. Although it is natural to make the motor part as light as possible, it is necessary to improve the impact resistance even in the groove shape of the shaft.
[0112]
When a drive motor is mounted on the tip of an ultrasonic probe, if the ultrasonic probe is of a type that is inserted into a body cavity, the size of the window case is about 1 inch, so the shaft diameter of the drive motor is 2 mm or less. It is. If it is too large, the drive motor cannot be constructed.
[0113]
In the case of the shaft diameter of φ1.5, the lead wire was analyzed with a groove shape capable of passing three φ0.32 mm under the following conditions, and the prototype was verified. However, in order to compare the amount of deformation, the determination was made based on the amount of displacement caused by applying an analytical load of 1000 mN to the tip of the shaft. The load direction was a direction with an angle difference of 90 degrees, and the directions were F1 and F2.
[0114]
First, the displacement amount of a shaft having a real shaft without a groove shape as 1 as a shape serving as a reference for analysis was determined as a ratio of displacement amounts of shafts of each groove shape.
[0115]
As the studied groove shape
(1) A groove shape composed of a D-cut groove 68 (FIG. 8).
(2) Groove shape composed of V-groove 70 having a 90-degree cut shape (FIG. 9).
(3) A groove shape including a parallel portion 72a and a square groove 71 formed by a surface 72b perpendicular to the parallel portion 72a (FIG. 10).
(4) A groove shape composed of a parallel portion 74a and a groove 73 formed on both sides of the parallel portion 74a by a surface 74b formed at an opening angle of 35 degrees (FIG. 11).
(5) Groove shape formed by a circular hole 75 in the center and an axial parallel cut 76 connected to the hole (FIG. 12).
(6) A groove shape formed by cutting a circular hole 77 at the center and a parallel groove 78 connected to the hole (FIG. 13).
(7) A groove shape in which a circular hole 79 in the center portion passes therethrough and a hole 80 through which a wire conducting to the winding is inserted into the drive shaft extends to a hollow portion (FIG. 14).
(8) A groove shape in which a hole 81 that is a circular bag in the center is formed from the end face and communicates with a hole 82 that inserts a wire that leads to the winding into the drive shaft (FIG. 15).
It is.
[0116]
FIG. 16 is a graph showing the ratio of the displacement amounts of the shafts.
[0117]
FIG. 8 shows a groove shape in which the shaft 67 is cut flat, and the groove 68 is called a D-cut because the cut shape is similar to the letter D. Since the groove 68 is cut by a polishing machine, it has a groove shape that is relatively commonly used. The displacement ratio with respect to the load from the cut side is 2.63 times (F1 direction). In a test in which an impact load of 2500 G was applied, the shaft was deformed, the gap between the encoder magnet and the MR element was changed, and the characteristics were changed. A slit 69 is formed on the end surface of the shaft 67.
[0118]
FIG. 9 shows the case of a shaft 67 having a 90-degree V-groove shape. However, since the processing of the V-groove 70 is applied to the round rod shaft after the heat treatment, the processed corner may cause burrs. Is necessary, and the final barrel processing is applied. When the load is applied to the V-groove shape, the amount of displacement is large, but it is 1.72 times (F1 direction) compared to the round bar. Even if a 2500 G impact is applied to the drive motor of the shaft 67, no change in characteristics is observed due to the deformation of the shaft 67. A slit 69 is formed on the end surface of the shaft 67.
[0119]
FIG. 10 shows a shaft 67 having a parallel portion 72a and a groove 71 formed by a surface 72b perpendicular to the parallel portion 72a. The groove 71 is processed by a polishing machine having a dedicated processing shape. Since the shaft has a diameter of φ1.5 mm and a width of 0.8 mm, there is a large variation in the degree of contact with the cutting tool, which is quite difficult to manufacture. In addition, the edge of the groove after processing becomes burrs, making it difficult to insert the ball bearing. The displacement amount ratio in the groove shape is 1.71 times (F1 direction), and the characteristic change due to the deformation of the shaft 67 does not change even when an impact of 2500 G is applied to the drive motor of the shaft 67 as in the case of FIG. Not seen.
[0120]
FIG. 11 shows a shaft 67 having a parallel portion 74a and a groove 73 formed on both sides of the parallel portion 74a from a surface 74b having an opening angle of 35 degrees, and has a groove shape similar to FIG. Also in the case of the groove 73, it is processed by a polishing machine having a dedicated processing shape. Since the blade has an opening angle of 35 degrees, the variation in how the blade hits the shaft becomes smaller than that in FIG. Further, since the edge of the groove after processing becomes a burr and it is difficult to insert the ball bearing, a burr processing operation is required. The displacement amount ratio in this groove shape is 1.57 times (F1 direction), which is an improvement over FIG. Similar to the case of FIG. 10, even when an impact of 2500 G is applied to the drive motor of the shaft 67, no change in characteristics due to the deformation of the shaft 67 is observed.
[0121]
FIG. 12 shows a shaft 67 in which a groove formed by a circular hole 75 in the center and an axial parallel cut 76 connected to the hole 75 is processed. In this groove shape, the lead wire passes through the circular hole 75 in the central portion, and the parallel cut 76 is inserted into the hole for insertion. Therefore, the lead wire can be inserted from the opening. Although the displacement amount ratio in the groove shape is 2.07 times (F1 direction), even if an impact of 2500 G is applied to the drive motor of the shaft 67, no change in characteristics due to the deformation of the shaft 67 is observed. However, the F2 direction may also be 1.93 times, and it is necessary to evaluate it carefully when using it.
[0122]
FIG. 13 shows a shaft 67 having a circular hole 77 in the center and a groove cut by a parallel groove 78 connected to the hole 77. In this groove shape, the lead wire passes through the circular hole 77 in the central portion, and the cut portion of the parallel groove 78 is inserted into the hole for insertion, so the lead wire is inserted from the opening. The displacement amount ratio in the groove shape is 1.33 times (F1 direction) and 1.46 times (F2 direction). Even when an impact of 2500 G is applied to the drive motor of the shaft 67, no change in characteristics due to deformation of the shaft 67 is observed. Since it is a value close to the real axis, it seems that the characteristic change due to impact was not seen.
[0123]
In FIG. 14, a circular hole 79 (through hole) in the center is penetrating, and a long hole 80 (insertion hole) is formed in the outer periphery of the shaft 67, which serves as an opening with the through hole 79 in the center. . The lead wire is drawn out through a circular hole 79 in the center. A lead wire is inserted from the opening. The displacement amount ratio in this groove shape is 1.68 times (F1 direction) and 1.35 times (F2 direction). Even when an impact of 2500 G is applied to the drive motor of the shaft 67, no change in characteristics due to deformation of the shaft 67 is observed.
[0124]
In FIG. 15, a circular hole 81 in the center is formed, and a long hole 82 is formed in the outer periphery of the shaft 67, and the long hole 82 is an opening with the hole 81 in the center. In the case of FIG. 14, the central hole is a through hole, but FIG. 15 is a bag-shaped hole. The lead wire is drawn out through the circular hole 81 at the center. A lead wire is inserted from the opening. The displacement amount ratio in this groove shape is 1.32 times (F1 direction) and 1.22 times (F2 direction). Even when an impact of 2500 G is applied to the drive motor of the shaft 67, no change in characteristics due to deformation of the shaft 67 is observed. Since it is a value close to the real axis, it seems that the characteristic change due to impact was not seen.
[0125]
As shown in FIG. 3, the slit of the shaft on the rotary transformer side is slit to form slit grooves. 8 to 15 also have the slitting process.
[0126]
The drive motor is a sensorless drive motor, and the sensorless motor is driven by generating a reference signal for energizing the coil phase of the motor from the AB phase MR signal and the Z phase signal for driving. Since the position of the phase of the winding cannot be accurately determined, it is necessary to adjust the energization position of the phase by rotating the winding. The shaft is slit for adjustment. Since the shaft only needs to be rotationally fixed at a position where the drive current is minimized, the slit groove (or slit) is rotated and adjusted with a screwdriver or the like.
[0127]
According to FIG. 3 and FIG. 4, the core, the insulating film, the winding, the air gap, the magnet, and the rotor frame are configured from the inside centering on the shaft. That is, the slotless cored motor is configured.
[0128]
Also, in order to incorporate the drive motor in the window case, the base housing at the center is wide but needs to be narrowed toward the outer periphery. The base housing has a cylindrical shape and the strut is wide. It is formed with a narrow convex part. Furthermore, since the tip of the window case is a stadium, the width of the column is narrowed as the column extends toward the tip. By doing so, the drive rotor can be housed in the window case, and the drive motor can be built in the tip of the ultrasonic probe.
[0129]
When the drive motor is rotated, scanning is performed around the drive axis, so that an ultrasonic tomographic image is obtained on the beam trajectory plane of the ultrasonic transducer orthogonal to the drive axis. The ultrasonic tomographic image is a two-dimensional image. Thus, in this embodiment, an ultrasonic probe for two-dimensional scanning is possible. For example, it is possible to obtain an unprecedented wide measurement range in which an ultrasonic tomographic image in a range of 220 degrees can be obtained. In addition, when the ultrasonic probe for two-dimensional scanning is inserted into a body cavity and used, an ultrasonic transducer can be arranged at the distal end of the insertion portion, so that the insertion portion can be further reduced in size and weight. It has the advantage of being able to.
[0130]
As described above, the ultrasonic probe for two-dimensional scanning in this embodiment is lightweight and small, and the main mechanism portion of the drive unit is built in the probe tip. According to the ultrasonic transducer, an ultrasonic tomographic image in a wide angle range can be obtained.
[0131]
The two-dimensional scanning ultrasonic probe of the present embodiment can perform two-dimensional scanning, and the rotation angle signal is ultrasonically diagnosed from the encoder on the drive motor side as the drive motor to which the ultrasonic transducer is fixed is rotated. A two-dimensional ultrasonic tomographic image is obtained by being transmitted to the apparatus. By firmly attaching the base on which the drive rotor is supported to the attachment portion of the probe, the impact resistance is improved.
[0132]
【The invention's effect】
As is clear from the description of the above embodiment, according to the invention described in claim 1, a core and a winding are formed between two bearings for rotationally supporting the drive rotor, and a wire conducting to the winding is externally provided. Since it can be pulled out, a drive motor for driving a small and light ultrasonic transducer can be formed, and the drive motor can be built in the tip of the ultrasonic probe. Furthermore, since the drive rotor can be stably supported on the support column of the base, the rotor position does not rattle. Therefore, the position of the ultrasonic transducer is stabilized, the beam trajectory is the same position, and transmission and reception are stabilized, so that the image becomes clear. Further, since the drive rotor is supported at both ends by the base, an advantageous effect that the support rotor can be sufficiently secured is obtained.
[0133]
According to the second aspect of the present invention, the coil wire of the drive motor can be taken out without hindering the rotational drive, the groove shape with a small amount of deformation of the shaft can be formed, the drive motor has increased rigidity and shock resistance. The accuracy of the rotational position accuracy detection unit is stable, the position of the ultrasonic transducer is stable, the beam trajectory is the same, and transmission and reception are stable, so the image is stable. Become. Furthermore, since the drive rotor can be stably supported on the support column of the base, the rotor position does not rattle. Further, since the drive rotor is supported at both ends by the base, it is possible to obtain sufficient support rigidity of the drive rotor.
[0134]
In addition, according to the invention described in claims 3 to 9, the coil wire of the drive motor can be taken out without hindering the rotational drive, the groove shape with a small amount of shaft deformation can be formed, and the rigidity of the drive motor is increased. The impact resistance can be improved, the configuration accuracy of the rotational position accuracy detector is stable, the position of the ultrasonic transducer is stable, the beam trajectory is the same position, and transmission and reception are stable. It becomes stable.
[0135]
Furthermore, according to the tenth aspect of the present invention, a drive that drives the sensorless motor by generating a reference signal for energizing the phase of the motor coil from the AB phase MR signal and the Z phase signal for driving. It is possible to adjust the energization position of the winding phase by rotating and adjusting the part and the slit groove with a screwdriver or the like, and the drive current can be adjusted to the minimum.
[0136]
According to the eleventh aspect of the present invention, a compact ultrasonic probe of a type that is inserted into a body cavity and that has a drive motor mounted on the tip of the ultrasonic probe can be obtained. There is no restriction on the design margin of the drive motor by the shaft diameter, and a drive motor with a simple mechanism is possible. It can be made compact so that the tip portion does not feel heavy due to the weight balance of the entire ultrasonic probe.
[0137]
According to the inventions of claims 12 and 13, the drive motor is a motor with a slotless core, and a compact ultrasonic probe with a built-in drive motor in which an ultrasonic transducer is mounted in a window case can be obtained. Using the cylindrical core and the hexagonal cylindrical winding, there is an effect that an ultrasonic transducer driving motor without a small driving vibration can be produced.
[0138]
Further, according to the invention described in claim 14, since the ultrasonic vibrator is configured within the range of the internal shaft of the drive motor in the positional relationship between the drive motor and the ultrasonic vibrator, the window case can be made compact. A mechanism for scanning for a two-dimensional ultrasonic image that can be configured inside can be incorporated. A drive motor for scanning ultrasonic waves can be made small and light, and an ultrasonic probe with a built-in drive motor can be provided. Ultrasonic diagnosis can be performed using the probe, improving convenience of diagnosis. It is possible to provide an ultrasonic diagnostic apparatus which can Since the drive motor has high impact resistance, there is little problem with careless handling, and an ultrasonic diagnostic apparatus in which the configuration accuracy of the rotational position accuracy detection unit is stable can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic block diagram showing an entire ultrasonic diagnostic apparatus using a mechanical sector scanning ultrasonic probe according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an external perspective view of an ultrasonic probe according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a structural diagram of an ultrasonic transducer drive motor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a structural diagram of an ultrasonic transducer drive motor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram of hex winding.
FIG. 6A is an explanatory diagram of temporary fixing work.
(B) Illustration of flat press work
FIG. 7 is an illustration of a cylindrical winding.
FIGS. 8A and 8B are views of a shaft according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 9A and 9B are views of a shaft according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 10A and 10B are views of a shaft according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 11A and 11B are views of a shaft according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 12A and 12B are views of a shaft according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 13A and 13B are views of a shaft according to an embodiment of the present invention.
14 (a) and 14 (b) are views of a shaft according to an embodiment of the present invention.
15 (a) and 15 (b) are views of a shaft according to an embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a graph showing a ratio of displacement amounts of a groove-shaped shaft according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1, 2, 41, 42 Ultrasonic transducer
3 Drive motor
4 Drive rotor
5 base
6 Handle
7 Relay adjustment board
8 Volume adjustment mechanism of ultrasonic propagation medium
9 Magnetic pin (Z phase pin)
10 MR element (Z phase)
11 Relay amplifier board
12 Magnetic encoder
13 Encoder magnet
14 MR element (AB phase)
15 Rotary transformer
16 Rotor side transformer
17 Stator side transformer
18 Window case
19 Pulse generator
20 vibrator drive circuit
21a, 21b amplifier
22a, 22b logarithmic amplifier
23a, 23b detector circuit
24a, 24b Gain setting device
25 Gain control controller
26 Synthesis circuit
27 A / D
28 DSP
29 Image memory
30 DSC
31 TV monitor
32 Host CPU
33 Tip
34 cable
35 connector
36 Drive motor drive circuit
37 System main unit (main unit)
38 cores
39 Driving magnet
40 rotor frame
43, 67 shaft
44, 45 Bearing
46 Bearing boss
47 Rotor side plate
48, 51 Mounting base
49 Base housing
50 Inclined surface (cut surface)
52, 53, 75, 77, 81 holes
54 Winding
55 Insulating film
56 Flexible substrate
57 Lead wire
58 Acoustic lens
59 Beginning of winding
60 First phase winding
61 reel
62, 64 terminal
63 Winding part of the second phase
65 Third phase winding
66 End terminal line
68, 70, 71, 73 groove
69 slit
72a, 74a Parallel part
72b, 74b surface
76 Parallel notches
78 Parallel groove
79 Through hole
80, 82 insertion hole

Claims

An ultrasonic transducer is attached to the outer periphery of the rotor frame of the drive motor, and the ultrasonic transducer is rotated around the drive shaft of the drive motor,
The drive motor includes a rotor frame and a drive magnet on the rotation side member, and includes a winding, a core, a drive shaft, and a base on the fixed side member,
The rotation side member of the drive motor is rotatably supported via two bearings, a core and a winding are formed between the bearings, and the base for fixing the drive shaft is configured outside the two bearings. And
Pull out to the outside by arranging a line conducting to the winding groove provided on the drive shaft,
An ultrasonic transducer drive motor , wherein a slit groove is provided on an end surface opposite to a side from which a conducting wire of the winding of the drive shaft is drawn .

The ultrasonic transducer drive motor according to claim 1, wherein the groove of the drive shaft has a V shape.

2. The ultrasonic transducer drive motor according to claim 1, wherein the groove of the drive shaft is formed by a parallel portion and a plane perpendicular to the parallel portion.

2. The ultrasonic transducer drive motor according to claim 1, wherein the groove of the drive shaft has a parallel portion and a groove shape between the parallel portion and an opening angle of both sides of 1 to 90 degrees.

2. The ultrasonic transducer drive motor according to claim 1, wherein the groove of the drive shaft has a groove shape formed by a circular hole in the center portion and an axial parallel cut leading to the hole.

2. The ultrasonic transducer drive motor according to claim 1, wherein the groove of the drive shaft has a groove shape formed by a circular hole in the center and a parallel groove cut connected to the hole.

An ultrasonic transducer is attached to the outer periphery of the rotor frame of the drive motor, and the ultrasonic transducer is rotated around the drive shaft of the drive motor,
The drive motor includes a rotor frame and a drive magnet on the rotation side member, and includes a winding, a core, a drive shaft, and a base on the fixed side member,
The rotation side member of the drive motor is rotatably supported via two bearings, a core and a winding are formed between the bearings, and the base for fixing the drive shaft is configured outside the two bearings. And
A line conducting to the winding is arranged in a groove provided on the drive shaft and pulled out to the outside, and the drive shaft at a position passing through the inner ring of the bearing has a groove shape where the groove is not connected to the outside of the drive shaft. The
An ultrasonic transducer driving motor , wherein a slit groove is provided on an end surface opposite to a side from which a conducting wire of a winding of a driving shaft is drawn .

The ultrasonic vibration according to claim 7, wherein the drive shaft is provided with an axial hollow hole in a central portion, and the groove has a shape of a hole or a long hole penetrating from the outer peripheral portion of the shaft to the hollow hole. Child drive motor.

The drive shaft is provided with a hollow bag-like hole in the axial direction at the center, and the groove is a hole formed through the shaft from the outer periphery of the shaft or an elongated hole. Ultrasonic vibrator drive motor.

Ultrasonic transducer driving motor according outer diameter is 2mm or less of the claims 1 to characterized in any one of 9 of the drive shaft.

Ultrasonic transducer driving motor according to any one of claims 1 to 1 0, characterized that the core is fixed to the drive shaft has a cylindrical shape.

Ultrasonic transducer drive according to any one of it is 1 of claims 1 to feature 1 outer periphery which is fixed to the winding core which is fixed to the drive shaft is a winding of cylindrical shape of hexa winding motor.

Ultrasonic diagnostic apparatus using the ultrasonic transducer driving motor according to any one of claims 1 1 2.