JPH02294199A - 複合圧電体 - Google Patents
複合圧電体Info
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- JPH02294199A JPH02294199A JP1114635A JP11463589A JPH02294199A JP H02294199 A JPH02294199 A JP H02294199A JP 1114635 A JP1114635 A JP 1114635A JP 11463589 A JP11463589 A JP 11463589A JP H02294199 A JPH02294199 A JP H02294199A
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
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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。
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，例えば超音波診断装置等に使用される趙音波
探触子等を構成する，通常１−３型と称する複合圧電体
．すなわち３次元に連結した有機物中に，１次元に連結
した圧電材料からなる複数個の柱状体を埋設してなる複
合圧電体に関するものであり，特にリード線の取付部を
改良した複合圧電体に関するものである． 〔従来の技術〕 従来．医療分野においては生体組織を断層像として表示
観察するために超音波診断装置を効果的に使用している
．このような診断装置は超音波の送受信によって断層像
をリアルタイムで診断することができることと，安全性
が極めて高いものであるため．最近になって急速に普及
してきたものである．しかしながら，超音波診断にはか
なりの熟練を要するため，感度，分解能等の性能向上に
よる診断機能の同上が望まれている．一方上記の機能向
上のためには，センサ一部を構成する圧電材料の高性能
化が必要であり，ｔ気機械結合係数が高く，音響インピ
ーダンスが生体に近い低い値のものが望ましい． 上記の圧電材料としては，ジルコン酸チタン酸鉛系セラ
ミ７クス（以下ＰＺＴと記す）若しくはチタン酸鉛系セ
ラミックス（以下ＰＴＯと記す）等の無機圧電材料の他
に．ボリフン化ビニリデンｃ以下ＰＶＦ．と記す）等の
有機圧電材料がある．しかし上記材料のうち，ＰＺＴお
よびＰＴＯは電気機械結合係数が極めて高い反面におい
て音響インピーダンスも高いという欠点がある．また一
方のＰＶＦ．は音響インピーダンスが低いが．電気機械
結合係数もまた低い値であり，両特性値を同時に満足す
る材料が存在しない． 最近５上記無機圧電材料と有機材料との組み合わせによ
る複合圧電体が提案されており，このうち電気機械結合
係数の高い．すなわち変換効率の高い無機圧電材料から
なる複数個の柱状圧電体を樹脂その他の有機材料からな
る有機体で支持した構成のものが医療用の超音波探触子
として検討されている． 第３図は上記従来の複合圧電体の例を示す斜視図．第４
図は第３図における端縁部を示す一部破砕拡大斜視図で
ある。両図において１は柱状体であり，例えばＰＺＴか
ら形成し，有機材料からなる有機体２により保持するこ
とにより圧電体板３を形成する．４は短冊状電極であり
，スリット状のアレー溝５によって区分すると共に．前
記柱状体１および有機体２０表面に被着する．次に６は
側面電極であり，前記短冊状電極４と導通させて形成す
ると共に１前記アレー溝５の相隣る２個に亘り，かつ圧
電体板３を上下に貫通するように分断溝７を設ける．な
お側面電極６は圧電体Ｆｉ．３の１対の側面に交互かつ
１個置きに現れるように設ける。８は共通電極であり．
柱状体１および有機体２の裏面に被着して設け．側面電
擺６とは仕切溝９を介して絶縁するように形成する。
探触子等を構成する，通常１−３型と称する複合圧電体
．すなわち３次元に連結した有機物中に，１次元に連結
した圧電材料からなる複数個の柱状体を埋設してなる複
合圧電体に関するものであり，特にリード線の取付部を
改良した複合圧電体に関するものである． 〔従来の技術〕 従来．医療分野においては生体組織を断層像として表示
観察するために超音波診断装置を効果的に使用している
．このような診断装置は超音波の送受信によって断層像
をリアルタイムで診断することができることと，安全性
が極めて高いものであるため．最近になって急速に普及
してきたものである．しかしながら，超音波診断にはか
なりの熟練を要するため，感度，分解能等の性能向上に
よる診断機能の同上が望まれている．一方上記の機能向
上のためには，センサ一部を構成する圧電材料の高性能
化が必要であり，ｔ気機械結合係数が高く，音響インピ
ーダンスが生体に近い低い値のものが望ましい． 上記の圧電材料としては，ジルコン酸チタン酸鉛系セラ
ミ７クス（以下ＰＺＴと記す）若しくはチタン酸鉛系セ
ラミックス（以下ＰＴＯと記す）等の無機圧電材料の他
に．ボリフン化ビニリデンｃ以下ＰＶＦ．と記す）等の
有機圧電材料がある．しかし上記材料のうち，ＰＺＴお
よびＰＴＯは電気機械結合係数が極めて高い反面におい
て音響インピーダンスも高いという欠点がある．また一
方のＰＶＦ．は音響インピーダンスが低いが．電気機械
結合係数もまた低い値であり，両特性値を同時に満足す
る材料が存在しない． 最近５上記無機圧電材料と有機材料との組み合わせによ
る複合圧電体が提案されており，このうち電気機械結合
係数の高い．すなわち変換効率の高い無機圧電材料から
なる複数個の柱状圧電体を樹脂その他の有機材料からな
る有機体で支持した構成のものが医療用の超音波探触子
として検討されている． 第３図は上記従来の複合圧電体の例を示す斜視図．第４
図は第３図における端縁部を示す一部破砕拡大斜視図で
ある。両図において１は柱状体であり，例えばＰＺＴか
ら形成し，有機材料からなる有機体２により保持するこ
とにより圧電体板３を形成する．４は短冊状電極であり
，スリット状のアレー溝５によって区分すると共に．前
記柱状体１および有機体２０表面に被着する．次に６は
側面電極であり，前記短冊状電極４と導通させて形成す
ると共に１前記アレー溝５の相隣る２個に亘り，かつ圧
電体板３を上下に貫通するように分断溝７を設ける．な
お側面電極６は圧電体Ｆｉ．３の１対の側面に交互かつ
１個置きに現れるように設ける。８は共通電極であり．
柱状体１および有機体２の裏面に被着して設け．側面電
擺６とは仕切溝９を介して絶縁するように形成する。
なお上記のような圧電体板３を製造する例について記述
すると，まず例えばＰＺＴからなるシートにグイシング
ソー等の切断工具を介して綱目状のスリノトを設け，こ
のスリット中にポリウレタン系若しくはエボキシ系等の
樹脂材料を充填し第４図に示すような柱状体１と有機体
２からなる圧電体ｖｉ３を形成する．次にこの圧電体板
３の表裏面および１対の側面に例えばＮｌメッキによる
電極を被着し，アレー溝５，分断溝７および仕切溝９を
設ければよい． 〔発明が解決しようとする課題〕 上記従来の複合圧電体においては，アレー化を行うため
に側面に設けるべき分断溝７が．相隣る２個のアレー溝
５に亘り，かつ複合圧電体を上下に貫通するように設け
られているため，側面電極６近傍の部位の強度が低下す
る．このため，複合圧電体の製造工程中若しくは超音波
探触子等に組立てた後の使用中において．側面電極６近
傍の柱状体１および／または有機体２が剥離若しくは脱
落するという問題点がある。一方当該部位の強度を向上
させるために，電極被着厚さを増大し，若しくは有機体
２に接着強度の大なる有機材料を使用することも考えら
れるが．前記剥離若しくは脱落を防止する効果が少ない
のみならず，！！造工程を煩雑化するという問題点があ
る．更に前記分断溝７の幅が２個のアレー溝５に亘るた
め．側面電極６の幅が狭小になり，リード線（図示せず
）との接続が煩雑になるという問題点がある．本発明は
上記従来技術に存在する問題点を解決し．側面電極近傍
の部位の強度が大であると共に，リード線との接続作業
が極めて容易である複合圧電体を提供することを目的と
する， 〔課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するために，本発明においては圧電材料
からなる複数個の柱状体を有機材料によりシート状に形
成した有機体中に埋設してなる複合圧電体において，表
裏面および１対の側面に薄膜状に形成した電極を被着し
，表面の電極に前記１対の側面と直交するスリノト状の
アレー溝を設けて複数個の短冊状電極を形成し，裏面の
電極の前記１対の側面の近傍にこの側面と平行する仕切
溝を設けて共通電極を形成し，前記相隣るアレー溝に亘
りかつ前記短冊状電極の端縁部を切除するように切欠部
を設けると共に，この切欠部内に前記側面の電極を分断
し前記仕切溝と連通ずるスリット状の分断溝を設け，前
記１対の側面に前記短冊状電極と導通する側面電極を交
互かつ１個置きに形成する．という技術的手段を採用し
た。
すると，まず例えばＰＺＴからなるシートにグイシング
ソー等の切断工具を介して綱目状のスリノトを設け，こ
のスリット中にポリウレタン系若しくはエボキシ系等の
樹脂材料を充填し第４図に示すような柱状体１と有機体
２からなる圧電体ｖｉ３を形成する．次にこの圧電体板
３の表裏面および１対の側面に例えばＮｌメッキによる
電極を被着し，アレー溝５，分断溝７および仕切溝９を
設ければよい． 〔発明が解決しようとする課題〕 上記従来の複合圧電体においては，アレー化を行うため
に側面に設けるべき分断溝７が．相隣る２個のアレー溝
５に亘り，かつ複合圧電体を上下に貫通するように設け
られているため，側面電極６近傍の部位の強度が低下す
る．このため，複合圧電体の製造工程中若しくは超音波
探触子等に組立てた後の使用中において．側面電極６近
傍の柱状体１および／または有機体２が剥離若しくは脱
落するという問題点がある。一方当該部位の強度を向上
させるために，電極被着厚さを増大し，若しくは有機体
２に接着強度の大なる有機材料を使用することも考えら
れるが．前記剥離若しくは脱落を防止する効果が少ない
のみならず，！！造工程を煩雑化するという問題点があ
る．更に前記分断溝７の幅が２個のアレー溝５に亘るた
め．側面電極６の幅が狭小になり，リード線（図示せず
）との接続が煩雑になるという問題点がある．本発明は
上記従来技術に存在する問題点を解決し．側面電極近傍
の部位の強度が大であると共に，リード線との接続作業
が極めて容易である複合圧電体を提供することを目的と
する， 〔課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するために，本発明においては圧電材料
からなる複数個の柱状体を有機材料によりシート状に形
成した有機体中に埋設してなる複合圧電体において，表
裏面および１対の側面に薄膜状に形成した電極を被着し
，表面の電極に前記１対の側面と直交するスリノト状の
アレー溝を設けて複数個の短冊状電極を形成し，裏面の
電極の前記１対の側面の近傍にこの側面と平行する仕切
溝を設けて共通電極を形成し，前記相隣るアレー溝に亘
りかつ前記短冊状電極の端縁部を切除するように切欠部
を設けると共に，この切欠部内に前記側面の電極を分断
し前記仕切溝と連通ずるスリット状の分断溝を設け，前
記１対の側面に前記短冊状電極と導通する側面電極を交
互かつ１個置きに形成する．という技術的手段を採用し
た。
本発明において圧電材料としてＰＺＴ若しくはＰＴＯを
使用することが好ましい．また有機材料としてはポリウ
レタン系樹脂若しくはエボキシ系樹脂を使用することが
好ましい。
使用することが好ましい．また有機材料としてはポリウ
レタン系樹脂若しくはエボキシ系樹脂を使用することが
好ましい。
上記構成により，側面電極近傍の横断面積を増大させ得
る結果，当該部位の強度を同上させ，柱状体および／ま
たは有機体の剥離若しくは脱落を防止し得るという作用
を期待できるのである。
る結果，当該部位の強度を同上させ，柱状体および／ま
たは有機体の剥離若しくは脱落を防止し得るという作用
を期待できるのである。
第１図は本発明の実施例を示す斜視図．第２図は第１図
における端縁部を示す一部破砕断面拡大斜視図であり，
同一部分は前記第３図および第４図と同一の参照符号で
示す．第１回および第２図において．１０は切欠部であ
り，相隣る２個の７レー溝５に亘りかつ少なくとも前記
短冊状電臘４の端縁部を切除するように形成する．本実
施例においては，切欠部１０を喫形に形成した例を示し
ているが，この切欠部１０は可能な限り小範囲に留める
ことが好ましい．次に７ａは分断溝であり切欠部１０内
において側面電極６を分断すると共に，仕切溝９と連通
ずるようにスリット状に形成する。その他の構成は従来
のものと同様である。
における端縁部を示す一部破砕断面拡大斜視図であり，
同一部分は前記第３図および第４図と同一の参照符号で
示す．第１回および第２図において．１０は切欠部であ
り，相隣る２個の７レー溝５に亘りかつ少なくとも前記
短冊状電臘４の端縁部を切除するように形成する．本実
施例においては，切欠部１０を喫形に形成した例を示し
ているが，この切欠部１０は可能な限り小範囲に留める
ことが好ましい．次に７ａは分断溝であり切欠部１０内
において側面電極６を分断すると共に，仕切溝９と連通
ずるようにスリット状に形成する。その他の構成は従来
のものと同様である。
上記の構成により．相隣る２個のアレ−ＩＩ５に亘る切
欠部１０は圧電体板３を貫通することを要せず，僅かに
スリソト状の分断溝７ａのみが複合圧電体を上下に貫通
することとなるから．側面電極６近傍の部位の横断面積
が増大する．従って当該部位の強度を増大させ得る結果
，製造工程中若しくは使用中における当該部位の柱状体
ｌおよび／または有機体２の剥離若しくは脱落事故を防
止することができる。また側面電極６の表面積が増大す
るため，リード線（図示せず）との接続が容易である． 本実施例においては切欠部を梗形に形成した例を示した
が．この切欠部は少なくとも短冊状電極の端縁部を切除
するように形成すれば足りる．また圧電材料としてはＰ
ＺＴ以外のものを使用することができる．更に圧電体に
圧電作用を行わせるための導電部を形成すべき電極層を
Ｎｉ以外の例えばＣｕ等の他の導電性金属材料によって
形成しても作用は同一である．なお裏面の電極を共通電
極として形成した例を示したが．表面電極と同様に分割
した構成としてもよい。また上記！極層をメッキによっ
て形成する場合には．圧電体板の表面にエッチング処理
すると電極層の形成を容易にするが，この場合有機体の
表面にも電極層の形成を促進するために．有機材料中に
圧電体粉末若しくは圧電体のエッチング剤によって溶解
若しくは除去され得る粉末を混入させておくと，前記エ
ッチング処理時に有機体表面の前記粉末が溶解若しくは
除去されてスパイク状の微小空洞を形成するから，有機
体表面への電極層の形成促進にも効果的である， 〔発明の効果〕 本発明は以上記述のような構成および作用であるから．
側面電極近傍の強度を増大させ得るため製造工程中若し
くは使用中における柱状体および／または有機体の剥離
若しくは脱落事故を防止し，複合圧電体の信転性を向上
させることができる．また側面電極の表面積を増大させ
得るため５ リード線の接続が容易となる。
欠部１０は圧電体板３を貫通することを要せず，僅かに
スリソト状の分断溝７ａのみが複合圧電体を上下に貫通
することとなるから．側面電極６近傍の部位の横断面積
が増大する．従って当該部位の強度を増大させ得る結果
，製造工程中若しくは使用中における当該部位の柱状体
ｌおよび／または有機体２の剥離若しくは脱落事故を防
止することができる。また側面電極６の表面積が増大す
るため，リード線（図示せず）との接続が容易である． 本実施例においては切欠部を梗形に形成した例を示した
が．この切欠部は少なくとも短冊状電極の端縁部を切除
するように形成すれば足りる．また圧電材料としてはＰ
ＺＴ以外のものを使用することができる．更に圧電体に
圧電作用を行わせるための導電部を形成すべき電極層を
Ｎｉ以外の例えばＣｕ等の他の導電性金属材料によって
形成しても作用は同一である．なお裏面の電極を共通電
極として形成した例を示したが．表面電極と同様に分割
した構成としてもよい。また上記！極層をメッキによっ
て形成する場合には．圧電体板の表面にエッチング処理
すると電極層の形成を容易にするが，この場合有機体の
表面にも電極層の形成を促進するために．有機材料中に
圧電体粉末若しくは圧電体のエッチング剤によって溶解
若しくは除去され得る粉末を混入させておくと，前記エ
ッチング処理時に有機体表面の前記粉末が溶解若しくは
除去されてスパイク状の微小空洞を形成するから，有機
体表面への電極層の形成促進にも効果的である， 〔発明の効果〕 本発明は以上記述のような構成および作用であるから．
側面電極近傍の強度を増大させ得るため製造工程中若し
くは使用中における柱状体および／または有機体の剥離
若しくは脱落事故を防止し，複合圧電体の信転性を向上
させることができる．また側面電極の表面積を増大させ
得るため５ リード線の接続が容易となる。
第１図は本発明の実施例を示す斜視図．第２図は第１図
における端縁部を示す一部破砕断面拡大斜視図，第３図
は従来の複合圧電体の例を示す斜視図．第４図は第３図
における端縁部を示す一部破砕拡大斜視図である。 １：柱状体，２：有機体．４：短冊状電極，５：アレー
溝，６：側面電極，７．７ａ：分断溝８：共通電極，９
：仕切溝．１０：切欠部。
における端縁部を示す一部破砕断面拡大斜視図，第３図
は従来の複合圧電体の例を示す斜視図．第４図は第３図
における端縁部を示す一部破砕拡大斜視図である。 １：柱状体，２：有機体．４：短冊状電極，５：アレー
溝，６：側面電極，７．７ａ：分断溝８：共通電極，９
：仕切溝．１０：切欠部。
Claims (3)
- （１）圧電材料からなる複数個の柱状体を有機材料によ
りシート状に形成した有機体中に埋設してなる複合圧電
体において，表裏面および１対の側面に薄膜状に形成し
た電極を被着し，表面の電極に前記１対の側面と直交す
るスリット状のアレー溝を設けて複数個の短冊状電極を
形成し，裏面の電極の前記１対の側面の近傍にこの側面
と平行する仕切溝を設けて共通電極を形成し，前記相隣
るアレー溝に亘りかつ前記短冊状電極の端縁部を切除す
るように切欠部を設けると共に，この切欠部内に前記側
面の電極を分断し前記仕切溝と連通するスリット状の分
断溝を設け，前記１対の側面に前記短冊状電極と導通す
る側面電極を交互かつ１個置きに形成したことを特徴と
する複合圧電体。 - （２）圧電材料がジルコン酸チタン酸鉛系セラミックス
若しくはチタン酸鉛系セラミックスである請求項（１）
記載の複合圧電体。 - （３）有機材料がポリウレタン系樹脂若しくはエポキシ
系樹脂である請求項（１）若しくは（２）記載の複合圧
電体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1114635A JPH02294199A (ja) | 1989-05-08 | 1989-05-08 | 複合圧電体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1114635A JPH02294199A (ja) | 1989-05-08 | 1989-05-08 | 複合圧電体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02294199A true JPH02294199A (ja) | 1990-12-05 |
Family
ID=14642759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1114635A Pending JPH02294199A (ja) | 1989-05-08 | 1989-05-08 | 複合圧電体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02294199A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013013570A (ja) * | 2011-07-04 | 2013-01-24 | Olympus Corp | 超音波ユニットおよび超音波内視鏡 |
-
1989
- 1989-05-08 JP JP1114635A patent/JPH02294199A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013013570A (ja) * | 2011-07-04 | 2013-01-24 | Olympus Corp | 超音波ユニットおよび超音波内視鏡 |
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