JPH06181922A - 超音波カプラ製造方法 - Google Patents
超音波カプラ製造方法Info
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- JPH06181922A JPH06181922A JP43A JP33475292A JPH06181922A JP H06181922 A JPH06181922 A JP H06181922A JP 43 A JP43 A JP 43A JP 33475292 A JP33475292 A JP 33475292A JP H06181922 A JPH06181922 A JP H06181922A
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- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/02—Mechanical acoustic impedances; Impedance matching, e.g. by horns; Acoustic resonators
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- B29K2029/00—Use of polyvinylalcohols, polyvinylethers, polyvinylaldehydes, polyvinylketones or polyvinylketals or derivatives thereof as moulding material
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- Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】高分子を含有する水溶液を凍結および解凍して
超音波カプラを製造する際に、従来より少ない工数で所
定形状の超音波カプラを製造でき、また製造された超音
波カプラの表面の平滑性を良好にできる超音波カプラ製
造方法を提供する。 【構成】凍結と解凍により膨張および収縮するポリビニ
ルアルコールを含有する水溶液５６が注入される超音波
カプラ製造用型５０の構成部材５２ａ、５２ｂ、５２
ｃ、５２ｄの材料としてこの水溶液の膨張および収縮に
応じて膨張および収縮するシリコーンゴムを採用した型
を用いて、超音波カプラを製造した。
超音波カプラを製造する際に、従来より少ない工数で所
定形状の超音波カプラを製造でき、また製造された超音
波カプラの表面の平滑性を良好にできる超音波カプラ製
造方法を提供する。 【構成】凍結と解凍により膨張および収縮するポリビニ
ルアルコールを含有する水溶液５６が注入される超音波
カプラ製造用型５０の構成部材５２ａ、５２ｂ、５２
ｃ、５２ｄの材料としてこの水溶液の膨張および収縮に
応じて膨張および収縮するシリコーンゴムを採用した型
を用いて、超音波カプラを製造した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波診断装置を用い
る際に超音波探触子と被観察対象との間に配置される超
音波カプラの製造方法に関する。
る際に超音波探触子と被観察対象との間に配置される超
音波カプラの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】超音波を使って人体の断層像を映し出す
超音波診断装置が広く使用されている。この超音波診断
装置を用いて体表面の近くに存在する甲状腺、頸動脈、
乳腺などの診断部位を観る場合について、図面を参照し
て説明する。図７は超音波の送受信を行う超音波探触子
を体表面に直接接触させた状態を示す模式図、図８は超
音波探触子と体表面との間に、超音波良導体である超音
波カプラを配置させた状態を示す模式図である。
超音波診断装置が広く使用されている。この超音波診断
装置を用いて体表面の近くに存在する甲状腺、頸動脈、
乳腺などの診断部位を観る場合について、図面を参照し
て説明する。図７は超音波の送受信を行う超音波探触子
を体表面に直接接触させた状態を示す模式図、図８は超
音波探触子と体表面との間に、超音波良導体である超音
波カプラを配置させた状態を示す模式図である。
【０００３】図７に示すように、超音波探触子１０を体
表面１２に直接接触させた場合は、超音波ビーム１４の
収束する位置が体表面１２から離れた位置１６となるた
め、体表面１２の近くに存在する診断部位１８を観察す
るときは分解能が低下する。体表面１２の近くに存在す
る診断部位１８を観察するときは分解能の向上を図るた
めに、図８に示すように、超音波探触子１０と体表面１
２との間に、超音波カプラ２０を配置して、診断部位１
８の近傍に超音波ビーム１４が収束するように工夫が行
われている。
表面１２に直接接触させた場合は、超音波ビーム１４の
収束する位置が体表面１２から離れた位置１６となるた
め、体表面１２の近くに存在する診断部位１８を観察す
るときは分解能が低下する。体表面１２の近くに存在す
る診断部位１８を観察するときは分解能の向上を図るた
めに、図８に示すように、超音波探触子１０と体表面１
２との間に、超音波カプラ２０を配置して、診断部位１
８の近傍に超音波ビーム１４が収束するように工夫が行
われている。
【０００４】この超音波カプラは、ウレタンゴムやシリ
コーンゴムからなる非含水ゲル物質や、ポリビニルアル
コール（以下、ＰＶＡという。）、ポリビニルピロリド
ン（ＰＶＰ）、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）等の
高分子含水ゲル物質から造られている。超音波カプラと
して非含水ゲル物質を用いた場合、この非含水ゲル物質
内では一般的に超音波の減衰が大きいため（２ｄＢ／ｃ
ｍ／ＭＨｚ程度）、超音波探触子から送信される超音波
は、非含水ゲル物質から造られた超音波カプラを通過中
に減衰される。従って、超音波が被観察対象に入りにく
く、また被観察対象の内部から反射してきた超音波も同
様に、この超音波カプラを通過中に減衰してしまうた
め、Ｓ／Ｎの低下を招くという問題がある。
コーンゴムからなる非含水ゲル物質や、ポリビニルアル
コール（以下、ＰＶＡという。）、ポリビニルピロリド
ン（ＰＶＰ）、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）等の
高分子含水ゲル物質から造られている。超音波カプラと
して非含水ゲル物質を用いた場合、この非含水ゲル物質
内では一般的に超音波の減衰が大きいため（２ｄＢ／ｃ
ｍ／ＭＨｚ程度）、超音波探触子から送信される超音波
は、非含水ゲル物質から造られた超音波カプラを通過中
に減衰される。従って、超音波が被観察対象に入りにく
く、また被観察対象の内部から反射してきた超音波も同
様に、この超音波カプラを通過中に減衰してしまうた
め、Ｓ／Ｎの低下を招くという問題がある。
【０００５】一方、高分子含水ゲル物質内では、超音波
の減衰が非常に小さいため（０．１ｄＢ／ｃｍ／ＭＨｚ
程度）、この高分子含水ゲル物質から造られた超音波カ
プラを用いることにより、高いＳ／Ｎを実現することが
できる。しかし、この超音波カプラを空気中に放置する
と水分が蒸発して超音波カプラとして使用できなくなる
ため、使用されるまでは密閉した容器に保存しておく必
要がある。また、この超音波カプラは滑り易く手で保持
することが困難なため、図９に示すように、超音波探触
子１０に接合させるための接合部材２２を固着した超音
波カプラ２４が使用されている。この高分子含水ゲル物
質のうちＰＶＡを含有する水溶液は、この水溶液を氷点
下で凍結し室温で解凍することにより、分子間の架橋が
進行しゲル化するという特性を持つ。また凍結と解凍を
繰り返すことにより、さらに架橋が進行する（特公昭４
７−１２８５４号公報参照）。このゲル化した物質（Ｐ
ＶＡゲル）は、引き裂き強度が高く、弾性に富み、機械
的に優れた特性を持つため、超音波カプラに適した特性
を有する。
の減衰が非常に小さいため（０．１ｄＢ／ｃｍ／ＭＨｚ
程度）、この高分子含水ゲル物質から造られた超音波カ
プラを用いることにより、高いＳ／Ｎを実現することが
できる。しかし、この超音波カプラを空気中に放置する
と水分が蒸発して超音波カプラとして使用できなくなる
ため、使用されるまでは密閉した容器に保存しておく必
要がある。また、この超音波カプラは滑り易く手で保持
することが困難なため、図９に示すように、超音波探触
子１０に接合させるための接合部材２２を固着した超音
波カプラ２４が使用されている。この高分子含水ゲル物
質のうちＰＶＡを含有する水溶液は、この水溶液を氷点
下で凍結し室温で解凍することにより、分子間の架橋が
進行しゲル化するという特性を持つ。また凍結と解凍を
繰り返すことにより、さらに架橋が進行する（特公昭４
７−１２８５４号公報参照）。このゲル化した物質（Ｐ
ＶＡゲル）は、引き裂き強度が高く、弾性に富み、機械
的に優れた特性を持つため、超音波カプラに適した特性
を有する。
【０００６】超音波カプラの製造方法のうちで、ＰＶＡ
を含有する水溶液から造られる超音波カプラを製造する
ための従来の方法について、図面を参照して説明する。
図１０は、超音波カプラが製造される工程を示す断面図
である。先ず、図１０（Ａ）に示すように、所定形状の
型３０を用意する。次に、図１０（Ｂ）に示すように、
この型３０の注入口３２から、型３０の内部にＰＶＡを
含有する水溶液３４を注入する。水溶液３４を注入した
後、氷点下で凍結させる。この水溶液３４は、図１０
（Ｃ）に示すように、凍結する際に体積が１０％程度増
加するため、例えば型３０のパーティング部３６が壊れ
たり、膨張して本来の型の形状より膨張した部分が形成
される。この結果、図１０（Ｄ）に示すように、はみ出
した部分４０が形成された状態のゲル３８が生成され、
この図１０（Ｃ）、（Ｄ）の工程が、繰り返し行われた
後、図１０（Ｅ）に示すように、ゲル３８が離型され
る。その後、図１０（Ｆ）に示すように、膨張した部分
４０が切除されて、所定形状の超音波カプラ４４に整形
される。
を含有する水溶液から造られる超音波カプラを製造する
ための従来の方法について、図面を参照して説明する。
図１０は、超音波カプラが製造される工程を示す断面図
である。先ず、図１０（Ａ）に示すように、所定形状の
型３０を用意する。次に、図１０（Ｂ）に示すように、
この型３０の注入口３２から、型３０の内部にＰＶＡを
含有する水溶液３４を注入する。水溶液３４を注入した
後、氷点下で凍結させる。この水溶液３４は、図１０
（Ｃ）に示すように、凍結する際に体積が１０％程度増
加するため、例えば型３０のパーティング部３６が壊れ
たり、膨張して本来の型の形状より膨張した部分が形成
される。この結果、図１０（Ｄ）に示すように、はみ出
した部分４０が形成された状態のゲル３８が生成され、
この図１０（Ｃ）、（Ｄ）の工程が、繰り返し行われた
後、図１０（Ｅ）に示すように、ゲル３８が離型され
る。その後、図１０（Ｆ）に示すように、膨張した部分
４０が切除されて、所定形状の超音波カプラ４４に整形
される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、ＰＶ
Ａを含有する水溶液が凍結する際には体積が１０％程度
増加するため、従来の製造方法においては、ゲル化によ
りはみ出し部分が形成される。このため、このはみ出し
部分を切除する作業が必要であり手間がかかるという問
題がある。また、はみ出し部分を切除することにより形
成された面は平滑性が悪いため、この面と、体表面や超
音波探触子とを接触させた場合は超音波の減衰が大きい
という問題がある。
Ａを含有する水溶液が凍結する際には体積が１０％程度
増加するため、従来の製造方法においては、ゲル化によ
りはみ出し部分が形成される。このため、このはみ出し
部分を切除する作業が必要であり手間がかかるという問
題がある。また、はみ出し部分を切除することにより形
成された面は平滑性が悪いため、この面と、体表面や超
音波探触子とを接触させた場合は超音波の減衰が大きい
という問題がある。
【０００８】本発明は、上記事情に鑑み、ＰＶＡなどの
高分子を含有する水溶液の凍結と解凍により超音波カプ
ラを製造する際に、従来より少ない工数で所定形状の超
音波カプラを製造でき、また製造された超音波カプラの
表面の平滑性が良好となる超音波カプラ製造方法を提供
することを目的とする。
高分子を含有する水溶液の凍結と解凍により超音波カプ
ラを製造する際に、従来より少ない工数で所定形状の超
音波カプラを製造でき、また製造された超音波カプラの
表面の平滑性が良好となる超音波カプラ製造方法を提供
することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の超音波カプラ製造方法は、（１）膨張および
収縮するゴム状弾性体を少なくとも一部に備えた超音波
カプラ製造用型を用意し、（２）高分子を含有する水溶
液を、前記超音波カプラ製造用型に注入し、（３）注入
された該水溶液を凍結及び解凍することにより超音波カ
プラを製造することを特徴とするものである。
の本発明の超音波カプラ製造方法は、（１）膨張および
収縮するゴム状弾性体を少なくとも一部に備えた超音波
カプラ製造用型を用意し、（２）高分子を含有する水溶
液を、前記超音波カプラ製造用型に注入し、（３）注入
された該水溶液を凍結及び解凍することにより超音波カ
プラを製造することを特徴とするものである。
【００１０】ここで、本発明の超音波カプラ製造方法に
用いられる超音波カプラ用型のゴム状弾性体が、このゴ
ム状弾性体の少なくとも一部に２ｍｍ以下の厚みを有す
るものであることが好ましい。また、本発明の超音波カ
プラ製造方法に用いられる超音波カプラ製造用型が、超
音波カプラとこの超音波カプラに接合される超音波探触
子との接合面を超音波カプラの形状のうちの一部として
形成する凸状部を有する第１の型と、この第１の型と組
合せて使用される、上記形状のうちの接合面を除く部分
の形状を形成する第２の型とを備えたものであってもよ
い。又、上記第１の型に、超音波探触子と超音波カプラ
とを接合する接合部材が着脱自在に配置されていること
が好ましい。
用いられる超音波カプラ用型のゴム状弾性体が、このゴ
ム状弾性体の少なくとも一部に２ｍｍ以下の厚みを有す
るものであることが好ましい。また、本発明の超音波カ
プラ製造方法に用いられる超音波カプラ製造用型が、超
音波カプラとこの超音波カプラに接合される超音波探触
子との接合面を超音波カプラの形状のうちの一部として
形成する凸状部を有する第１の型と、この第１の型と組
合せて使用される、上記形状のうちの接合面を除く部分
の形状を形成する第２の型とを備えたものであってもよ
い。又、上記第１の型に、超音波探触子と超音波カプラ
とを接合する接合部材が着脱自在に配置されていること
が好ましい。
【００１１】また、上記第１の型が、凸状部が下方に向
くとともに注入口がこの凸状部より上方に形成された上
型であり、上記第２の型が、２ｍｍ以下の厚みのゴム状
弾性体からなる底壁を備えた下型であることが好まし
い。さらに、上記のゴム状弾性体が、シリコーンゴムで
あることが好ましく、その伸び率が、４０％以上である
ことが好ましい。
くとともに注入口がこの凸状部より上方に形成された上
型であり、上記第２の型が、２ｍｍ以下の厚みのゴム状
弾性体からなる底壁を備えた下型であることが好まし
い。さらに、上記のゴム状弾性体が、シリコーンゴムで
あることが好ましく、その伸び率が、４０％以上である
ことが好ましい。
【００１２】また、上記高分子が、ポリビニルアルコー
ルであることが好ましい。
ルであることが好ましい。
【００１３】
【作用】本発明の超音波カプラ製造方法で用いられる超
音波カプラ製造用型の少なくとも一部はゴム状弾性体か
らなっており、このゴム状弾性体は、注入口から注入さ
れた水溶液の凍結と解凍の際に生じる水溶液の膨張およ
び収縮に応じて膨張および収縮するため、この型が壊れ
ることがなく、またゲル化により膨張部分が形成される
ことがない。このため、膨張部分を切除するという作業
が不要となり手間がかからない。また、従来は膨張部分
が切除されることにより露出した面の平滑性は悪かった
が、ゴム状弾性体が膨張、収縮に追随するため平滑性の
悪い面が生じることは無い。
音波カプラ製造用型の少なくとも一部はゴム状弾性体か
らなっており、このゴム状弾性体は、注入口から注入さ
れた水溶液の凍結と解凍の際に生じる水溶液の膨張およ
び収縮に応じて膨張および収縮するため、この型が壊れ
ることがなく、またゲル化により膨張部分が形成される
ことがない。このため、膨張部分を切除するという作業
が不要となり手間がかからない。また、従来は膨張部分
が切除されることにより露出した面の平滑性は悪かった
が、ゴム状弾性体が膨張、収縮に追随するため平滑性の
悪い面が生じることは無い。
【００１４】また、上記超音波カプラ製造用型のゴム状
弾性体が、少なくとも一部に２ｍｍ以下の厚みを有して
いる場合は、水溶液の凍結・解凍に伴う体積変化に対す
る追従が一層良好となり、表面が一層平滑化された超音
波カプラを得ることができる。さらに、上記超音波カプ
ラ用型を第１の型と第２の型とに分け、第１の型に、超
音波探触子と超音波カプラとを接合する接合部材を取り
付けた場合は、接合部材を備えた超音波カプラを製造で
きる。
弾性体が、少なくとも一部に２ｍｍ以下の厚みを有して
いる場合は、水溶液の凍結・解凍に伴う体積変化に対す
る追従が一層良好となり、表面が一層平滑化された超音
波カプラを得ることができる。さらに、上記超音波カプ
ラ用型を第１の型と第２の型とに分け、第１の型に、超
音波探触子と超音波カプラとを接合する接合部材を取り
付けた場合は、接合部材を備えた超音波カプラを製造で
きる。
【００１５】さらにまた、上記第１の型の凸状部を下方
に向けて注入口をこの凸状部より上方に形成し、上記第
２の型の底壁を２ｍｍ以下の厚みのゴム状弾性体にした
場合は、製造された超音波カプラと超音波探触子及び体
表面とがそれぞれ接触する面には切除される部分（湯口
の部分）がないため平滑となり、これらの間を伝播する
超音波の減衰量が低下する。
に向けて注入口をこの凸状部より上方に形成し、上記第
２の型の底壁を２ｍｍ以下の厚みのゴム状弾性体にした
場合は、製造された超音波カプラと超音波探触子及び体
表面とがそれぞれ接触する面には切除される部分（湯口
の部分）がないため平滑となり、これらの間を伝播する
超音波の減衰量が低下する。
【００１６】上記ゴム状弾性体としては、シリコーンゴ
ムが化学的に安定で耐熱性（３００℃）と耐寒性（−７
０℃〜−１２０℃）とに優れ、臭気もないため、好適で
ある。またゴム状弾性体の伸び率は４０％以上であるこ
とが好ましいことが実験的に判明している。
ムが化学的に安定で耐熱性（３００℃）と耐寒性（−７
０℃〜−１２０℃）とに優れ、臭気もないため、好適で
ある。またゴム状弾性体の伸び率は４０％以上であるこ
とが好ましいことが実験的に判明している。
【００１７】
【実施例】次に、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は、第１実施例の超音波カプラ製造方法とこ
の方法で用いられる超音波カプラ製造用型を示す断面図
である。超音波カプラ製造用型５０は、図１（Ａ）に示
すように、シリコーンゴムからなる部材５２ａ、５２
ｂ、５２ｃ、５２ｄの組み合わせで構成されており、Ｐ
ＶＡを含有する水溶液を注入する注入口５４が、部材５
２ａに形成されている。超音波カプラを製造するに当た
っては、先ず、図１（Ｂ）に示すように、注入口５４か
ら、型５０の内部にＰＶＡ系の高分子を含有する水溶液
５６が注入される。水溶液５６が注入された型５０に、
氷点下に冷却する工程と室温に戻す工程を行い、ＰＶＡ
の架橋を進行させゲル化を進ませる。ＰＶＡ系の高分子
を含有する水溶液５６は凍結する際に体積が１０％程度
増加し、室温ではこの体積が元に戻るため、この水溶液
５６は膨張・収縮を繰り返すこととなる。型５０を構成
する部材５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄがシリコーン
ゴムからなっているため、例えば図１（Ｃ）に示すよう
に、水溶液の凍結５８の際の膨張に応じて型５０が膨張
する。このため、型５０が壊れたり、型５０を構成する
部材５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄの一部が外れて、
型５０からはみ出した部分が形成されることも無い。氷
点下に冷却する工程と室温に戻す工程とを所定回数繰り
返した後、図１（Ｄ）に示すように、室温で解凍された
ゲル６０は、超音波カプラ製造用型５０の形状に合った
形状となっている。部材５２ａが外された後、図１
（Ｅ）に示すように、ゲル６０が離型される。形成され
た湯口部分６２が切除されて、図１（Ｆ）に示すよう
に、所定形状の超音波カプラ６４に整形される。
する。図１は、第１実施例の超音波カプラ製造方法とこ
の方法で用いられる超音波カプラ製造用型を示す断面図
である。超音波カプラ製造用型５０は、図１（Ａ）に示
すように、シリコーンゴムからなる部材５２ａ、５２
ｂ、５２ｃ、５２ｄの組み合わせで構成されており、Ｐ
ＶＡを含有する水溶液を注入する注入口５４が、部材５
２ａに形成されている。超音波カプラを製造するに当た
っては、先ず、図１（Ｂ）に示すように、注入口５４か
ら、型５０の内部にＰＶＡ系の高分子を含有する水溶液
５６が注入される。水溶液５６が注入された型５０に、
氷点下に冷却する工程と室温に戻す工程を行い、ＰＶＡ
の架橋を進行させゲル化を進ませる。ＰＶＡ系の高分子
を含有する水溶液５６は凍結する際に体積が１０％程度
増加し、室温ではこの体積が元に戻るため、この水溶液
５６は膨張・収縮を繰り返すこととなる。型５０を構成
する部材５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄがシリコーン
ゴムからなっているため、例えば図１（Ｃ）に示すよう
に、水溶液の凍結５８の際の膨張に応じて型５０が膨張
する。このため、型５０が壊れたり、型５０を構成する
部材５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄの一部が外れて、
型５０からはみ出した部分が形成されることも無い。氷
点下に冷却する工程と室温に戻す工程とを所定回数繰り
返した後、図１（Ｄ）に示すように、室温で解凍された
ゲル６０は、超音波カプラ製造用型５０の形状に合った
形状となっている。部材５２ａが外された後、図１
（Ｅ）に示すように、ゲル６０が離型される。形成され
た湯口部分６２が切除されて、図１（Ｆ）に示すよう
に、所定形状の超音波カプラ６４に整形される。
【００１８】本実施例の超音波カプラ製造用型を使用し
て超音波カプラを製造する場合は、水溶液の膨張・収縮
に応じて超音波カプラ製造用型も膨張・収縮するため、
この超音波カプラ製造用型が壊れることがなく、また膨
張して型からはみ出したゲルの部分が形成されることが
ない。このため、このはみ出したゲルの部分を切除する
という作業が無くなり手間がかからない。また、従来は
この膨張したゲルの部分が切除されることにより形成さ
れる面の平滑性は悪かったが、本実施例でははみ出し部
分が形成されないため平滑性が向上する。
て超音波カプラを製造する場合は、水溶液の膨張・収縮
に応じて超音波カプラ製造用型も膨張・収縮するため、
この超音波カプラ製造用型が壊れることがなく、また膨
張して型からはみ出したゲルの部分が形成されることが
ない。このため、このはみ出したゲルの部分を切除する
という作業が無くなり手間がかからない。また、従来は
この膨張したゲルの部分が切除されることにより形成さ
れる面の平滑性は悪かったが、本実施例でははみ出し部
分が形成されないため平滑性が向上する。
【００１９】次に、本発明の第２実施例について、図２
を参照して説明する。図２は、第２実施例の超音波カプ
ラ製造方法とこの方法で用いられる超音波カプラ製造用
型を示す断面図である。この超音波カプラ製造用型７０
は、図１に示す第１実施例の超音波カプラ製造用型５０
と基本的構造は同じであり、相違点は部材７２ａ、７２
ｂ、７２ｃ、７２ｄのうち、蓋を構成する部材７２ａと
底を構成する部材７２ｃだけがシリコーンゴムで形成さ
れており、他は従来の金属材料で形成されている点であ
る。この部材７２ａ、７２ｃに接触するゲルの部分６０
ａ、６０ｂ（（Ｅ）参照）は、体表面や、超音波探触子
との接触面となるため、平滑性が必要とされる部分であ
る。この型を使用した超音波カプラ７４の製造工程は、
図１に示す実施例の場合と同様である。
を参照して説明する。図２は、第２実施例の超音波カプ
ラ製造方法とこの方法で用いられる超音波カプラ製造用
型を示す断面図である。この超音波カプラ製造用型７０
は、図１に示す第１実施例の超音波カプラ製造用型５０
と基本的構造は同じであり、相違点は部材７２ａ、７２
ｂ、７２ｃ、７２ｄのうち、蓋を構成する部材７２ａと
底を構成する部材７２ｃだけがシリコーンゴムで形成さ
れており、他は従来の金属材料で形成されている点であ
る。この部材７２ａ、７２ｃに接触するゲルの部分６０
ａ、６０ｂ（（Ｅ）参照）は、体表面や、超音波探触子
との接触面となるため、平滑性が必要とされる部分であ
る。この型を使用した超音波カプラ７４の製造工程は、
図１に示す実施例の場合と同様である。
【００２０】本実施例のように、平滑性が必要とされる
部分６０ａ、６０ｃに接触する部材７２ａ、７２ｃにだ
けシリコーンゴムを使用しても、第１実施例と同様の効
果を得ることができる。次に、本発明の第３実施例につ
いて、図３を参照して説明する。図３は、第３実施例の
超音波カプラ製造方法とこの方法で用いられる超音波カ
プラ製造用型を示す断面図である。
部分６０ａ、６０ｃに接触する部材７２ａ、７２ｃにだ
けシリコーンゴムを使用しても、第１実施例と同様の効
果を得ることができる。次に、本発明の第３実施例につ
いて、図３を参照して説明する。図３は、第３実施例の
超音波カプラ製造方法とこの方法で用いられる超音波カ
プラ製造用型を示す断面図である。
【００２１】この超音波カプラ製造用型８０は、図１に
示す第１実施例の超音波カプラ製造用型５０と基本的構
造は同じであり、相違点は部材８２ｃが厚さ２ｍｍ以下
のシリコーンゴムからなる点と、部材８２ｂ、８２ｄが
従来の金属材料からなる点である。また、この型を使用
した超音波カプラ８４の製造工程についても、図１、図
２に示す実施例の場合と同様である。
示す第１実施例の超音波カプラ製造用型５０と基本的構
造は同じであり、相違点は部材８２ｃが厚さ２ｍｍ以下
のシリコーンゴムからなる点と、部材８２ｂ、８２ｄが
従来の金属材料からなる点である。また、この型を使用
した超音波カプラ８４の製造工程についても、図１、図
２に示す実施例の場合と同様である。
【００２２】本実施例のように、部材８２ｃを厚さ２ｍ
ｍ以下のシリコーンゴムの膜とすることにより、部材８
２ｃでは凍結・解凍に伴う水溶液８４の体積変化に対す
る追従性が一層良好となり、部材８２ｃに接触する成形
面８４ｃ（（Ｅ）参照）が一層平滑化されることとな
る。次に、本発明の第４実施例について、図４を参照し
て説明する。
ｍ以下のシリコーンゴムの膜とすることにより、部材８
２ｃでは凍結・解凍に伴う水溶液８４の体積変化に対す
る追従性が一層良好となり、部材８２ｃに接触する成形
面８４ｃ（（Ｅ）参照）が一層平滑化されることとな
る。次に、本発明の第４実施例について、図４を参照し
て説明する。
【００２３】図４は、第４実施例の超音波カプラ製造方
法とこの方法で用いられる超音波カプラ製造用型を示す
断面図である。この超音波カプラ製造用型９０は、厚さ
２ｍｍ以下の袋状のシリコーンゴムからなる型９２と、
超音波探触子９３を挿入するための穴９４（図４（Ｄ）
参照）を形成する型９６とで構成される。超音波カプラ
製造用型９０はシリコーンゴムからなる袋状の型９２で
あるため、ＰＶＡ系の高分子を含有する水溶液の凍結・
解凍に伴い、型が壊れることが無く、また型９６を外す
ことにより超音波カプラ９７の製造の際に超音波探触子
９３を接合する穴９４も形成される。
法とこの方法で用いられる超音波カプラ製造用型を示す
断面図である。この超音波カプラ製造用型９０は、厚さ
２ｍｍ以下の袋状のシリコーンゴムからなる型９２と、
超音波探触子９３を挿入するための穴９４（図４（Ｄ）
参照）を形成する型９６とで構成される。超音波カプラ
製造用型９０はシリコーンゴムからなる袋状の型９２で
あるため、ＰＶＡ系の高分子を含有する水溶液の凍結・
解凍に伴い、型が壊れることが無く、また型９６を外す
ことにより超音波カプラ９７の製造の際に超音波探触子
９３を接合する穴９４も形成される。
【００２４】次に、本発明の第５実施例について、図５
を参照して説明する。図５は、第５実施例の超音波カプ
ラ製造方法とこの方法で用いる超音波カプラ製造用型を
示す断面図である。この超音波カプラ製造用型１００
は、それぞれシリコーンゴムから成る上型１０２と下型
１０４とで構成されている。上型１０２には、ＰＶＡ系
の高分子を含有する水溶液を注入する注入口１０６が形
成されている。また、下型１０４の中央部には、超音波
探触子（図示せず）と超音波カプラとの接合面を形成す
る凸状部１０５が形成されている。さらに、この凸状部
１０５には、超音波探触子と超音波カプラとを接合する
接合部材１０７が取り付けられている。
を参照して説明する。図５は、第５実施例の超音波カプ
ラ製造方法とこの方法で用いる超音波カプラ製造用型を
示す断面図である。この超音波カプラ製造用型１００
は、それぞれシリコーンゴムから成る上型１０２と下型
１０４とで構成されている。上型１０２には、ＰＶＡ系
の高分子を含有する水溶液を注入する注入口１０６が形
成されている。また、下型１０４の中央部には、超音波
探触子（図示せず）と超音波カプラとの接合面を形成す
る凸状部１０５が形成されている。さらに、この凸状部
１０５には、超音波探触子と超音波カプラとを接合する
接合部材１０７が取り付けられている。
【００２５】超音波カプラを製造するに当たっては、先
ず、図５（Ｂ）に示すように、注入口１０６から、型１
００の内部にＰＶＡ系の高分子を含有する水溶液１０８
が注入される。水溶液１０８が注入された型１００に、
氷点下に冷却する工程と室温に戻す工程とを繰り返し行
い、ＰＶＡの架橋を進行させゲル化を進ませる。ＰＶＡ
系の高分子を含有する水溶液１０８は凍結する際に体積
が１０％程度増加し、室温ではこの体積が元に戻るた
め、この水溶液１０８は膨張・収縮を繰り返すこととな
るが、型１００を構成する上型１０２と下型１０４とは
それぞれシリコーンゴムからなっているため、型１００
は氷点下において凍結した水溶液１１０が形成される際
の膨張に応じて膨張する。このため、型１００が壊れた
り、上型１０２と下型１０４とが外れて、型からはみ出
した部分が形成されることも無い。氷点下に冷却する工
程と室温に戻す工程とを所定回数繰り返した後、図５
（Ｄ）に示すように、室温で解凍されたゲル１１２は、
超音波カプラ製造用型１００の形状に合った形状となっ
ている。図５（Ｅ）に示すように、離型後の超音波カプ
ラ１１４に形成されている湯口部分１１６が切除され
て、図５（Ｆ）に示すように、接合部材１０７が取り付
けられた所定形状の超音波カプラ１１４に整形される。
ず、図５（Ｂ）に示すように、注入口１０６から、型１
００の内部にＰＶＡ系の高分子を含有する水溶液１０８
が注入される。水溶液１０８が注入された型１００に、
氷点下に冷却する工程と室温に戻す工程とを繰り返し行
い、ＰＶＡの架橋を進行させゲル化を進ませる。ＰＶＡ
系の高分子を含有する水溶液１０８は凍結する際に体積
が１０％程度増加し、室温ではこの体積が元に戻るた
め、この水溶液１０８は膨張・収縮を繰り返すこととな
るが、型１００を構成する上型１０２と下型１０４とは
それぞれシリコーンゴムからなっているため、型１００
は氷点下において凍結した水溶液１１０が形成される際
の膨張に応じて膨張する。このため、型１００が壊れた
り、上型１０２と下型１０４とが外れて、型からはみ出
した部分が形成されることも無い。氷点下に冷却する工
程と室温に戻す工程とを所定回数繰り返した後、図５
（Ｄ）に示すように、室温で解凍されたゲル１１２は、
超音波カプラ製造用型１００の形状に合った形状となっ
ている。図５（Ｅ）に示すように、離型後の超音波カプ
ラ１１４に形成されている湯口部分１１６が切除され
て、図５（Ｆ）に示すように、接合部材１０７が取り付
けられた所定形状の超音波カプラ１１４に整形される。
【００２６】この超音波カプラ製造用型を用いた超音波
カプラ製造方法によれば、超音波探触子を接合する接合
部材が取り付けられた超音波カプラを製造でき、また下
型に超音波探触子との接合面の形状に合う凸状部を予め
形成しているためこの接合面の平滑性も優れている。次
に、本発明の第６実施例について、図面を参照して説明
する。
カプラ製造方法によれば、超音波探触子を接合する接合
部材が取り付けられた超音波カプラを製造でき、また下
型に超音波探触子との接合面の形状に合う凸状部を予め
形成しているためこの接合面の平滑性も優れている。次
に、本発明の第６実施例について、図面を参照して説明
する。
【００２７】図６は、第６実施例の超音波カプラ製造方
法とこの方法で用いられる超音波カプラ製造用型を示す
断面図である。この超音波カプラ製造用型１２０は、金
属製の上型１２２とシリコーンゴムから成る下型１２４
とで構成されている。上型１２２には、ＰＶＡを含有す
る水溶液を注入する注入口１２６が形成されている。こ
の上型１２２の中央部には、凸状部１２８が、超音波探
触子（図示せず）と超音波カプラとの接合面を形成する
面１２８ａを下方に向けて形成されている。さらに、こ
の凸状部１２８には、超音波探触子と超音波カプラとを
接合する接合部材１３０が取り付けられている。また、
下型１２４の底壁１２４ａの厚みは２ｍｍ以下になって
おり、凍結・解凍に伴う水溶液の体積変化に対する追従
性が一層良好になっている。
法とこの方法で用いられる超音波カプラ製造用型を示す
断面図である。この超音波カプラ製造用型１２０は、金
属製の上型１２２とシリコーンゴムから成る下型１２４
とで構成されている。上型１２２には、ＰＶＡを含有す
る水溶液を注入する注入口１２６が形成されている。こ
の上型１２２の中央部には、凸状部１２８が、超音波探
触子（図示せず）と超音波カプラとの接合面を形成する
面１２８ａを下方に向けて形成されている。さらに、こ
の凸状部１２８には、超音波探触子と超音波カプラとを
接合する接合部材１３０が取り付けられている。また、
下型１２４の底壁１２４ａの厚みは２ｍｍ以下になって
おり、凍結・解凍に伴う水溶液の体積変化に対する追従
性が一層良好になっている。
【００２８】超音波カプラを製造するに当たっては、先
ず、図６（Ｂ）に示すように、注入口１２６から、型１
２０の内部にＰＶＡ系の高分子を含有する水溶液１３２
が注入される。水溶液１３２は、接合面１２８ａを覆う
まで注入されればよく、型１２０の内部の全てが満たさ
れるまで注入される必要はない。型１２０に水溶液１３
２が注入された後、氷点下に冷却する工程と室温に戻す
工程とを所定回数繰り返し、図６（Ｄ）に示すように、
室温で解凍されるまでは、図５に示す第５実施例の場合
と同じであるため、同じ要素には同じ符号を用い、その
説明を省略する。
ず、図６（Ｂ）に示すように、注入口１２６から、型１
２０の内部にＰＶＡ系の高分子を含有する水溶液１３２
が注入される。水溶液１３２は、接合面１２８ａを覆う
まで注入されればよく、型１２０の内部の全てが満たさ
れるまで注入される必要はない。型１２０に水溶液１３
２が注入された後、氷点下に冷却する工程と室温に戻す
工程とを所定回数繰り返し、図６（Ｄ）に示すように、
室温で解凍されるまでは、図５に示す第５実施例の場合
と同じであるため、同じ要素には同じ符号を用い、その
説明を省略する。
【００２９】離型後の超音波カプラ１３４には、図６
（Ｅ）に示すように、接合部材１３０が取り付けられて
いる。また、湯口部分の切除工程は不要であり、離型の
みで超音波探触子を接合する接合部材が取り付けられた
所定形状の超音波カプラ１３４が製造される。本実施例
の超音波カプラ製造方法によれば、上記接合部材が取り
付けられた超音波カプラを製造でき、また上型に超音波
探触子との接合面を形成する凸状部を予め形成している
ため、この接合面の平滑性も優れている。また、型の内
部全てに水溶液を満たさない場合、湯口部分は形成され
ず、また湯口部分が形成されてもこの湯口部分の切除工
程は不要であり、製造コストを低減化できる。さらに、
下型の底壁の厚みが２ｍｍ以下になっており、凍結・解
凍に伴う水溶液の体積変化に対する追従性が一層良好と
なる。従って、この面を人体表面との接触面とすること
により、超音波の減衰が一層少なくなる。
（Ｅ）に示すように、接合部材１３０が取り付けられて
いる。また、湯口部分の切除工程は不要であり、離型の
みで超音波探触子を接合する接合部材が取り付けられた
所定形状の超音波カプラ１３４が製造される。本実施例
の超音波カプラ製造方法によれば、上記接合部材が取り
付けられた超音波カプラを製造でき、また上型に超音波
探触子との接合面を形成する凸状部を予め形成している
ため、この接合面の平滑性も優れている。また、型の内
部全てに水溶液を満たさない場合、湯口部分は形成され
ず、また湯口部分が形成されてもこの湯口部分の切除工
程は不要であり、製造コストを低減化できる。さらに、
下型の底壁の厚みが２ｍｍ以下になっており、凍結・解
凍に伴う水溶液の体積変化に対する追従性が一層良好と
なる。従って、この面を人体表面との接触面とすること
により、超音波の減衰が一層少なくなる。
【００３０】尚、上記各実施例では、ゴム状弾性体とし
て、シリコーンゴムを使用したが、これに限定されるも
のではなく、超音波カプラを製造する際に化学的に安定
で耐熱性と耐寒性とを有し、水溶液の膨張、収縮に追随
できるものであれば良い。また、以上の各実施例によっ
て製造された超音波カプラは、使用されるまで、水分が
蒸発しないようにケースに密閉収納され保管される。
て、シリコーンゴムを使用したが、これに限定されるも
のではなく、超音波カプラを製造する際に化学的に安定
で耐熱性と耐寒性とを有し、水溶液の膨張、収縮に追随
できるものであれば良い。また、以上の各実施例によっ
て製造された超音波カプラは、使用されるまで、水分が
蒸発しないようにケースに密閉収納され保管される。
【００３１】また、以上の各実施例で使用されたＰＶＡ
を含有する水溶液は、凍結・解凍されることにより、人
体の凹凸によく沿う柔軟で（硬さ：２．０×１０4 ｄｙ
ｎｅ／ｃｍ2 ）、かつ引き裂き強度の高い（：２．０×
１０6 ｄｙｎｅ／ｃｍ2 ）ゲルになる。また、このゲル
では、超音波の減衰が非常に少なく（減衰率：０．１ｄ
Ｂ／ｃｍ／ＭＨｚ以下）、また人体との音響的な整合性
にも優れる（音響インピーダンス：１．５２×１０6 ｋ
ｇ／ｍ2 ／ｓ）ため、このゲルを超音波伝播材料として
使用することにより優れた超音波カプラを得ることがで
きる。
を含有する水溶液は、凍結・解凍されることにより、人
体の凹凸によく沿う柔軟で（硬さ：２．０×１０4 ｄｙ
ｎｅ／ｃｍ2 ）、かつ引き裂き強度の高い（：２．０×
１０6 ｄｙｎｅ／ｃｍ2 ）ゲルになる。また、このゲル
では、超音波の減衰が非常に少なく（減衰率：０．１ｄ
Ｂ／ｃｍ／ＭＨｚ以下）、また人体との音響的な整合性
にも優れる（音響インピーダンス：１．５２×１０6 ｋ
ｇ／ｍ2 ／ｓ）ため、このゲルを超音波伝播材料として
使用することにより優れた超音波カプラを得ることがで
きる。
【００３２】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の超
音波カプラ製造方法で用いる超音波カプラ製造用型の少
なくとも一部はゴム状弾性体からなっており、このゴム
状弾性体は、注入口から注入された水溶液の凍結と解凍
の際に生じる水溶液の膨張および収縮に応じて膨張およ
び収縮する。このため、水溶液の体積変化により超音波
カプラ製造用型が破壊されたり、この型の一部に隙間が
生じ型からはみ出した部分が形成されることはない。従
って、このはみ出し部分を切除する作業が不要となる。
この結果、製造コストを下げることができる。また、従
来ははみ出し部分が切除されることにより形成された面
の平滑性は悪かったが、はみ出し部分が形成されないた
め表面の平滑性が向上する。
音波カプラ製造方法で用いる超音波カプラ製造用型の少
なくとも一部はゴム状弾性体からなっており、このゴム
状弾性体は、注入口から注入された水溶液の凍結と解凍
の際に生じる水溶液の膨張および収縮に応じて膨張およ
び収縮する。このため、水溶液の体積変化により超音波
カプラ製造用型が破壊されたり、この型の一部に隙間が
生じ型からはみ出した部分が形成されることはない。従
って、このはみ出し部分を切除する作業が不要となる。
この結果、製造コストを下げることができる。また、従
来ははみ出し部分が切除されることにより形成された面
の平滑性は悪かったが、はみ出し部分が形成されないた
め表面の平滑性が向上する。
【００３３】また、上記超音波カプラ製造用型のゴム状
弾性体が、少なくとも一部に２ｍｍ以下の厚みを有して
いる場合は、水溶液の凍結・解凍に伴う体積変化に対す
る追従が一層良好となり、表面が一層平滑化された超音
波カプラを得ることができる。また、本発明の超音波カ
プラ製造方法では、ＰＶＡを含有する水溶液を使用し、
人体の凹凸によく沿う柔軟で引き裂き強度が高く、しか
も超音波の減衰が非常に少ない超音波カプラを得ること
ができる。
弾性体が、少なくとも一部に２ｍｍ以下の厚みを有して
いる場合は、水溶液の凍結・解凍に伴う体積変化に対す
る追従が一層良好となり、表面が一層平滑化された超音
波カプラを得ることができる。また、本発明の超音波カ
プラ製造方法では、ＰＶＡを含有する水溶液を使用し、
人体の凹凸によく沿う柔軟で引き裂き強度が高く、しか
も超音波の減衰が非常に少ない超音波カプラを得ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の超音波カプラ製造方法と
この方法で用いられる超音波カプラ製造用型を示す断面
図である。
この方法で用いられる超音波カプラ製造用型を示す断面
図である。
【図２】本発明の第２実施例の超音波カプラ製造方法と
この方法で用いられる超音波カプラ製造用型を示す断面
図である
この方法で用いられる超音波カプラ製造用型を示す断面
図である
【図３】本発明の第３実施例の超音波カプラ製造方法と
この方法で用いられる超音波カプラ製造用型を示す断面
図である。
この方法で用いられる超音波カプラ製造用型を示す断面
図である。
【図４】本発明の第４実施例の超音波カプラ製造方法と
この方法で用いられる超音波カプラ製造用型を示す断面
図である。
この方法で用いられる超音波カプラ製造用型を示す断面
図である。
【図５】本発明の第５実施例の超音波カプラ製造方法と
この方法で用いられる超音波カプラ製造用型を示す断面
図である。
この方法で用いられる超音波カプラ製造用型を示す断面
図である。
【図６】本発明の第６実施例の超音波カプラ製造方法と
この方法で用いられる超音波カプラ製造用型を示す断面
図である。
この方法で用いられる超音波カプラ製造用型を示す断面
図である。
【図７】超音波探触子を体表面に直接接触させた状態を
示す模式図である。
示す模式図である。
【図８】超音波探触子と体表面との間に超音波カプラを
配置させた状態を示す模式図である。
配置させた状態を示す模式図である。
【図９】超音波探触子に接合させるための接合部材を固
着した超音波カプラを示す模式図である。
着した超音波カプラを示す模式図である。
【図１０】従来の超音波カプラ製造用型と、この超音波
カプラ製造用型を用いて超音波カプラが製造される工程
を示す断面図である。
カプラ製造用型を用いて超音波カプラが製造される工程
を示す断面図である。
５０、７０、８０、９０、１００、１２０ 超音波カプ
ラ製造用型 ５４、１０６、１２６ 注入口 ５６、９８、１０８、１３２ 水溶液 ６４、９７、１１４ 超音波カプラ
ラ製造用型 ５４、１０６、１２６ 注入口 ５６、９８、１０８、１３２ 水溶液 ６４、９７、１１４ 超音波カプラ
フロントページの続き (72)発明者 武田 志郎 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 膨張および収縮するゴム状弾性体を少な
くとも一部に備えた超音波カプラ製造用型を用意し、 高分子を含有する水溶液を、前記超音波カプラ製造用型
に注入し、 注入された該水溶液を凍結及び解凍することにより超音
波カプラを製造することを特徴とする超音波カプラ製造
方法。 - 【請求項２】 前記ゴム状弾性体が、該ゴム状弾性体の
少なくとも一部に２ｍｍ以下の厚みを有するものである
ことを特徴とする請求項１記載の超音波カプラ製造方
法。 - 【請求項３】 前記超音波カプラ製造用型が、 前記超音波カプラと該超音波カプラに接合される超音波
探触子との接合面を前記形状のうちの一部として形成す
る凸状部を有すると共に前記超音波探触子と前記超音波
カプラとを接合する接合部材が着脱自在な第１の型と、 該第１の型と組合せて使用される、前記形状のうちの前
記接合面を除く部分の形状を形成する第２の型とを備え
たことを特徴とする請求項１又は２記載の超音波カプラ
製造方法。 - 【請求項４】 前記第１の型が、前記凸状部が下方に向
くとともに前記注入口が前記凸状部より上方に形成され
た上型であり、 前記第２の型が、２ｍｍ以下の厚みのゴム状弾性体から
なる底壁を備えた下型であることを特徴とする請求項３
記載の超音波カプラ製造方法。 - 【請求項５】 前記ゴム状弾性体が、シリコーンゴムで
あることを特徴とする請求項１から４のうちいずれか１
項記載の超音波カプラ製造方法。 - 【請求項６】 前記高分子が、ポリビニルアルコールで
あることを特徴とする請求項１から５のうちいずれか１
項記載の超音波カプラ製造方法。 - 【請求項７】 前記記ゴム状弾性体の伸び率が、４０％
以上であることを特徴とする請求項１から６のうちいず
れか１項記載の超音波カプラ製造方法。
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