JPH02195953A - 圧電セラミックス衝撃波源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、特許請求の範囲の欄の請求項１の前段に記載
の圧電セラミックス衝撃波源に関する。

〔従来の技術〕

ドイツ連邦共和国特許出願公開第３６１０８１１号明細
書から、結石圧砕用の圧電セラミックス超音波変換器を
有する衝撃波源が知られている。超音波変換器が衝撃波
源にとのうよに固定されているか、またはどのような材
料からなっているか、これには記載されていない。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第３４２５９９２号明細
書から結石圧砕用の圧電セラミックス変換器が知られて
おり、この背面は金属からなっている。軟質の電気絶縁
材料が、圧電要素の間にある。ドイツ連邦共和国特許第
３３１９８７１号明細書から、剛性の球冠（例えばガラ
スファイバ補強合成樹脂）上にそのような圧電要素を配
置することが知られている。

ドイツ連邦共和国特５γ出願公開第３０２５２３３号明
細書から超音波送信器が知られており、その背面は、ポ
リウレタン発泡体またはその他の軟質の発泡材料からな
っている。

米国特許第３９９５１７９号明細書からも超音波送信器
が知られており、その背面はエポオキンド樹脂からなり
、その内部に尖った金属体が設けられている。

ドイツ連邦共和国特許第２９５１０７５号明細書からも
超音波送信器が知られており、その背面は粒状の焼結金
属からなっている。

米国特許第３４０３２７１号明細書からも超音波送信器
が知られており、その背面は熱可塑性樹脂からなり、そ
の内部に重金属粒子が内蔵されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

結石圧砕に使用する場合、衝撃波発生装置の放射する出
力が大きいため、特に高圧に対する絶縁の問題が生じる
。セラミックス要素に隣接する空隙部は、圧電セラミッ
クスの側面に沿った沿面火花放電を起こす原因になる。

また、圧電要素が材料内に流し込まれている場合も、要
素の機械的な運動によって自由振動が行われる場合があ
り、したがって同様に空隙部が生じ、望ましくない放電
を起こす原因になる場合がある。

したがって、これを防止するため、結石圧砕用の衝撃波
源において、圧電要素を粘結物質または流し込み物質内
に入れて成形し、圧電要素間の絶縁のために液体または
気体を使用することが、すでに提案された（ドイツ連邦
共和国勢ｙ（出願２３８０３２７５号）。そこでは、絶
縁媒体が常にセラミックス要素の側面に接していること
が長所である。しかしながら、種々の構成要素の絶縁、
固定および抑制の課題を解決するため、数種の部品から
構成されるのが欠点である。

本発明の目的は、上記特許出願Ｐ３８０３２７５号に記
載のものと類似するが、信頼性のある絶縁によって放電
の発生を防止し、高い出力を可能にする、圧電セラミッ
クス超音波変換器を有する衝撃波源を提供することであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

この目的は、本発明によれば、特許請求の範囲の欄にお
ける請求項１の後段の特徴を有する衝撃波源によって達
成される。本発明の実施態様が、特許請求の範囲の欄の
従属項に記載されている。

〔作用及び効果〕

本発明によれば、担体が、機械的な支え、および絶縁体
および粘結体として使用される。この担体は比較的に軟
質で耐高圧性の合成樹脂からなり、これは良好な絶縁性
のほかに圧電要素のセラミックスに対する高度の親和性
を有し、換言すれば、圧電要素に比較的良好に粘着し、
したがって空隙部の形成が防止される。

本発明によれば、圧電要素か、背面の金属１１１体、ま
たは金属被覆された剛性の１１１体に設けられた装置と
比較して、明らかに高い耐高圧性が得られる。

この合成樹脂は液体樹脂たとえばエポキシドベースの二
成分液体樹脂であることか好ましい。好適な実施例にお
いて、合成樹脂が透明であり、したがって気泡のないこ
とを検査することかできる。

また、その場合、１個または数個の圧電要素が、万一ゆ
るんでいないか否かを識別することができる。

担体は、圧電要素の長さの数倍の厚さを有することが望
ましい。このようにすることによって、後方に放射され
るショック波を充分に抑制することができる。このこと
は、比較的に軟らかい合成樹脂からなる担体に、全体の
装置の機械的な安定性を高くする硬質合成樹脂または金
属からなる層が隣接する場合に、特に重要なことである
。担体を充分な厚さにすることによって、硬い方の物質
との境界面に、極めて僅少な波の一部が到来し、この波
がそこで反射するようになる。

〔実施例〕

本発明を図によって一層詳細に説明する。

図は圧電セラミックス衝撃波源の断面を示しており、こ
の圧電セラミックス衝撃波源は、担体Ｔと多数の圧電要
素Ｐと接触部すなわち前部の銀伝導層Ｓおよび後部の接
続線Ａとからなっている。

すべての対象物に安定性を付与するため、担体Ｔがプレ
キシグラス管ＰＲ内に注入結合されている。

硬化樹脂によって背面を補強することが可能であるが、
この図には示されていない。

結石の粉砕に必要な音場の収斂は、この例においては装
置前面を球状に湾曲させることによって達成される。球
表面の直径および曲率半径は、方では、例えば焦点にお
ける音波の増加勾配などの収斂された音場のすべての重
要な特性が充分に測定可能であり、他方では特別な製造
経費を必要としないように選択される。

球セグメント上に蜂の巣状に設けられた多数の圧電要素
Ｐは衝撃波源の能動部を形成する。圧電要素Ｐの背面が
、それぞれ接続線Ａによ−ノて接続されている。

この実施例における圧電要素Ｐは、製造δ側において銀
含有接続電極を使用していたため、銀の拡散防止を目的
として銀成分を自゛するはんだが使用された。はんだ付
けを行う場合、キュリー温度を越えたときの減極を防止
するため短時間に行うように注意が払われた。

本発明による担体Ｔは、この場合、耐高圧の軟質液状流
し込み樹脂からなり、これは、同時に個々の圧電要素Ｐ
の機械的な支え、および粘結物質として、使用されてい
る。このようにすることによって、圧電セラミックスか
ら粘結物質内に入り込んだ波が、粘結物質と空気または
一層硬い安定した構造物との接触面において反射され、
再び圧電要素Ｐに復帰することが防止される。本発明に
よって使用される樹脂は、機械的な波動に対する高い吸
収係数、および低い音響波動抵抗を特徴としている。

接続線Ａが貫通する一層硬い樹脂層または金属構造物か
ら形成することが口■能な背部の被覆層は、この図には
示されていない。図示の構成の形聾安定性は、プレキシ
グラス管ＰＲによって得られる。

圧電要素Ｐの前面の接触面は、全体の☆ＪＡ表面に薄い
層に噴霧された銀噴霧によって打われた。

圧電要素Ｐの一方の側における比較的に経費を要する個
々の接続線との接続技術と、他方の側の伝導層Ｓとによ
って、接着技術に比較して構造の耐高圧性が一層高くさ
れる。通常、伝導要素を伝導材料に接着する場合、余分
の接着剤が側部へ突出するのを防１にすることができな
い。このことは、有効な電極間距離を減少させ、したが
って放電開始電圧を低下させる結果になる。

担体Ｔ用の樹脂として、例えば成形樹脂８１５（Ｓｅｏ
ｔｃｈ　Ｃａ５ｔ　ｖｏｎ　３Ｍ）を使用することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示す縦断面図である。 Ａ・・・接続線、Ｐ・・・圧電要素、ＰＲ・・・プレキ
シグラス管、Ｓ・・・銀伝導層、Ｔ・・・担体。 出願人代理人　　　佐　　藤　　−雄

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、担体（Ｔ）と、平坦状または球冠状に形成された多
   数の圧電要素（Ｐ）と、これらの圧電要素（Ｐ）の前側
   および後側における接触部（銀伝導層Ｓ、接続線Ａ）と
   を備えた、特に結石圧砕用の圧電セラミックス衝撃波源
   において、 前記担体（Ｔ）は、前記圧電要素（Ｐ）を側面および背
   面において包囲する、合成樹脂からなる絶縁材料兼粘結
   材料であることを特徴とする圧電セラミックス衝撃波源
   。 ２、前記合成樹脂は液体樹脂であることを特徴とする、
   請求項１記載の衝撃波源。 ３、前記合成樹脂は、比較的軟らかく圧電要素によく粘
   着し吸収が良好なエポオキシドベースの２成分液体樹脂
   であることを特徴とする、請求項２記載の衝撃波源。 ４、前記担体（Ｔ）は透明であることを特徴とする、請
   求項１ないし３のいずれかに記載の衝撃波源。 ５、前記担体（Ｔ）の厚さは、前記圧電要素（Ｐ）の長
   さの数倍であることを特徴とする、請求項１ないし４の
   いずれかに記載の衝撃波源。