JPH07323031A

JPH07323031A - 超音波探触子

Info

Publication number: JPH07323031A
Application number: JP14241494A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Matsuo; 大介松尾; Takae Hayashi; 孝枝林; Hiroaki Kasai; 広明葛西; 雅道 ▲ひじ▼野; Masamichi Hijino; Naohito Shiga; 直仁志賀; Yukihiko Sawada; 之彦沢田; Katsuhiro Wakabayashi; 勝裕若林
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1994-06-01
Filing date: 1994-06-01
Publication date: 1995-12-12

Abstract

(57)【要約】【目的】音響媒体の侵入による特性劣化を防止した超
音波探触子を提供する。【構成】音響媒体を封入したシース内に、先端部を挿
入してなる超音波探触子において、少なくとも先端部の
露出した有機高分子材料からなる部位１２を疎水性有機
高分子材料３１にて被覆して構成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波断層像を得てこ
れにより診断を行う探傷または体腔内超音波診断装置に
係わり、より詳しくは送受信用超音波探触子先端部の構
造に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、超音波探触子は非破壊検査装置や
医療用の超音波診断装置として急速な需要の伸びをみせ
ている。超音波内視鏡の探触子は、超音波振動子から高
周波の音響振動（超音波）を生体中に放射し、反射して
戻ってきた超音波を超音波振動子で受信し、僅かな界面
特性の違いによって異なる情報を処理することで、生体
内部の断面像を得ている。

【０００３】超音波振動子は、大別すると圧電素子、音
響整合層、および背面負荷材から構成されている。前記
超音波振動子は、上記圧電素子表面に形成された電極に
高周波の電圧パルスを印加し、圧電素子を共振させて急
速に変形を起こし、超音波パルスを発生させるものであ
る。

【０００４】ところが、血管用超音波探触子のように高
周波化、小型化が必要なものでは、圧電素子の形状は小
さくなり、厚さも非常に薄くする必要があって、超音波
振動子の実装方法や、結線方法が非常に困難になってき
ているため、当出願人においても、特開平５−３００５
９３号公報所載の技術による対策などを試みている。こ
れは、圧電素子を主とする積層体の下部に板状の支持部
材を設け、駆動軸と接合することにより、小型化を図る
ものである。

【０００５】ここでは、従来から周知の超音波探触子、
特に超音波診断装置用の超音波探触子について、図１２
〜図１３を用いて具体的に説明する。図１２は超音波探
触子の先端部の正面断面図、図１３は超音波探触子の先
端部をシース中に挿入した状態を示す正面断面図であ
る。

【０００６】表面電極１０７，１０８が設けられた圧電
素子１０５の超音波放射面に、音響整合層１０４が形成
され、反対面には絶縁性の背面制動材１０３が連接さ
れ、振動子部を形成している。この振動子部は、導電性
のハウジング１０６に接着され、表面電極１０７，１０
８は、入出力電極として用いるハウジング１０６，同軸
ケーブル１１３の芯線１１０にそれぞれ導電部材１０９
で接続されている。そして空隙部は、絶縁性の樹脂１１
２で封止・絶縁されている。なお、ハウジング１０６
は、銀ロウ１１４によりフレキシブルシャフト１２４に
接合され、これにより超音波探触子はフレキシブルシャ
フト１２４の軸方向に対して、前後および回転方向に駆
動自在となっている。また、同軸ケーブル１１３はフレ
キシブルシャフト１２４内に挿通され、その周線１１１
は導電部材１０９によりハウジング１０６に接続・固着
されている。

【０００７】このように形成された超音波探触子は、図
１３に示すように、流動パラフィン、水、生理食塩水、
ゲル状物質などの音響媒体を充満した、ポリエチレンな
どからなるチューブ状のシース１２９に挿入された状態
で、体腔内に挿入される。

【０００８】なお、導電部材１０９には、銀ロウ、ハン
ダ、導電性接着剤などが用いられることが、一般的であ
るが、前述のように超音波探触子の小型化にともない、
圧電素子の熱による破壊を防止し、微小部分の作業性に
優れる点から導電性接着剤を用いることが多くなってい
る。導電性接着剤としては、特開６２−１６１３００号
公報所載のエポキシ系樹脂１００重量部に対し銀粉５０
重量部以上の割合で添加したものなどが一般的である。

【０００９】一方最近の技術として、特開平４−１８１
８９６号公報所載の、人体と接触するときの滑り性を得
るとともに、音響レンズの耐薬品性を確保するため、Ｐ
ＴＦＥ粒子を有機バインダーに分散させた塗料で音響レ
ンズをコートするという技術が開示されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術によれ
ば、超音波探触子の先端部は音響整合のため、液状また
はゲル状の音響媒体に浸漬されることになる。また、圧
電素子と入出力電極とは導電性接着剤で接続・接合さ
れ、必要に応じその周辺はエポキシ樹脂で封止されてい
る。このような構造においては、超音波探触子を音響媒
体が直接またはエポキシ樹脂の封止層を透過して、導電
性接着剤を膨潤させる現象が発生する。

【００１１】導電性接着剤はエポキシ樹脂などの有機樹
脂からなる接着剤の硬化収縮により、接着剤中に添加さ
れている導電性フィラー（銀粉、銅粉など）どうしが接
触して導電性が発現するため、接着剤が膨潤する事によ
り導電性フィラー間の接触が絶たれ、導電性が失われる
か、抵抗が大きくなり特性が悪化するという問題点があ
った。

【００１２】また、音響媒体の超音波探触子の内部への
侵入は、導電性接着剤の劣化以外にも、背面負荷材や音
響整合層自体の劣化、たとえば剥離や膨潤などの劣化を
も引き起こすという問題点がある。

【００１３】一方、導電性接着剤を用いていない場合で
も、音響媒体のうち、生理食塩水や超音波ゲルはアルカ
リイオンを含んでいるため、エポキシ樹脂の封止層を透
して、アルミナなどのセラミックスからなる音響整合層
や、ＰＺＴ、ＰＬＺＴ、チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛な
どのセラミックスと電極とからなる圧電素子を侵してし
まうという問題点もある。

【００１４】さらに、特開平４−１８１８９６号公報所
載の技術は、フッ素樹脂を音響レンズにコートしている
が、音響媒体はコ−トされた音響レンズ以外の部分、た
とえば接着剤層などからも侵入し、劣化を引き起こす。
さらに、上記技術におけるフッ素樹脂は、ＰＴＦＥ粒子
と熱可塑性もしくは熱硬化性樹脂と硬化剤からなるた
め、いかにＰＴＦＥが疎水性であっても、残りの熱可塑
性もしくは熱硬化性樹脂が親水性であれば、実際にはこ
のコート層からも音響媒体が内部に侵入し、特性劣化を
引き起こすこととなる。なお、上記技術には、フッ素樹
脂の具体的な成分の記載はないが、市販品として上げら
れる塗料はいずれもこの問題点を解決するものではな
い。

【００１５】本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされ
たもので、請求項１、２または３に係る発明の目的は、
音響媒体の侵入による特性劣化を防止した超音波探触子
を提供することである。請求項４または５に係る発明の
目的は、請求項１に係る発明の目的に加え、音響媒体に
セラミックスなどを侵食しないものを用いる場合におい
て、とくに導電性樹脂による接続部への音響媒体の侵入
による膨潤を防止した超音波探触子を提供することであ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１、２または３に係る発明は、音響媒体を封
入したシース内に、先端部を挿入してなる超音波探触子
において、少なくとも先端部の露出した有機高分子材料
からなる部位を、疎水性有機高分子材料にて被覆して構
成したことを特徴とする。請求項４または５に係る発明
は、音響媒体を封入したシース内に、先端部を挿入して
なり、圧電素子の表面電極と入出力電極とを導電性接着
剤で接続して構成した超音波探触子において、少なくと
も前記導電性接着剤で接続して構成した部位の表面を、
疎水性有機高分子材料にて被覆して構成したことを特徴
とする。

【００１７】

【作用】請求項１、２または３に係る発明の作用は、超
音波探触子の先端部を被覆した疎水性有機高分子材料に
より、音響媒体の超音波探触子の内部への侵入を阻止す
るか、もしくは困難にするため、導電性樹脂などの有機
高分子材料の膨潤と、セラミックスからなる各部材の劣
化とを防止もしくは遅延する。請求項２に係る発明の作
用は、上記作用に加え、疎水性有機高分子材料をフッ素
樹脂などに限定することにより、水、ガス、液状物質な
どの透過を確実に阻止し、有機高分子材料の膨潤と各部
材の劣化を防止する。請求項３に係る発明の作用は、上
記作用に加え、超音波探触子本体に熱収縮チューブをか
ぶせ、圧電素子が劣化しない程度に加熱を行い、チュー
ブを収縮させ、超音波振動子とチューブが接触するよう
にすることで、音響的に連続一体となり、且つハウジン
グに密着した密閉構造とし、超音波探触子内への音響媒
体の侵入を阻止し、先端部全体の劣化を防止するととも
に、加工性を容易にする。

【００１８】請求項４または５に係る発明の作用は、請
求項１に係る発明の作用に加え、音響媒体にセラミック
スなどを侵食しないものを用いる場合において、導電性
接着剤自体を疎水性有機高分子材料で覆うため、音響媒
体での膨潤による導電性の低下を防ぐとともに、疎水性
有機高分子材料からなる膜が他の部材たとえばシースな
どと擦過することがなく、剥離や摩擦による脱離、破壊
が起きないため、安定した性能を確保できる。請求項５
に係る発明の作用は、上記作用に加え、疎水性有機高分
子材料をフッ素樹脂などに限定することにより、水、ガ
ス、液状物質などの透過を確実に阻止し、導電性接着剤
の膨潤を防止する。

【００１９】

【実施例１】図１〜図６は第１実施例を示し、図１は超
音波探触子の正面断面図、図２〜図３は超音波探触子の
振動子部の製造工程を示す斜視図、図４は振動子部の正
面図、図５は振動子部の他の例を示す正面図、図６は超
音波探触子本体の正面断面図である。

【００２０】まず、本実施例の超音波探触子１８Ａの先
端部の構成について、説明する。図１において、１８は
超音波探触子本体を示し、後に詳しく説明するように、
圧電素子５と音響整合層４と導電性の背面負荷材１とを
積層した振動子部３を内蔵している。振動子部３は、同
軸ケーブル１３からの電圧パルスにより超音波を発信
し、シース内の音響媒体を介して被観測物に向け放射す
る。被観測物に当たり反射した超音波（エコー波）は再
びシース内の音響媒体を介して振動子部３に戻る。本実
施例では、この振動子部３を内蔵した超音波探触子本体
１８の先端部全体を、疎水性有機高分子材料のポリ塩化
ビニル（ＰＶＣ）で被覆し、コーティング３１を形成し
ている。このコーティング３１は音響媒体と超音波探触
子本体１８とを遮断する。

【００２１】つぎに、超音波探触子１８Ａの製造方法に
ついて説明する。図２において、圧電素子５は、予め板
状圧電セラミックス（ＰＺＴ、ＰＬＺＴ、チタン酸鉛、
メタニオブ酸鉛など）の表裏に表面電極たるＧＮＤ電極
７とプラス電極８を付設し、厚み方向に分極してある。
この場合、圧電素子５は電気的導通を確実にするため、
圧電セラミックスの側面の半ばまで、表面電極を延設し
ている。この圧電素子５のＧＮＤ電極７の側には、エポ
キシ樹脂からなる音響整合層４を重合し、プラス電極８
の側には、タングステンフィラー入りのエポキシ樹脂か
らなる背面負荷材１を接合し、積層体を形成する。つい
で、図３に示すように、矢印４０の位置にて、精密裁断
機で裁断し、図４に示す振動子部３を得る。

【００２２】図５に示す３Ａは、振動子部の他の例で、
高周波化のため圧電セラミックスの厚さを非常に薄くせ
ざるをえない場合に、圧電素子５は入出力電極との接続
を容易にするため、側面の厚さいっぱいにまで表面電極
を延設する。この構造により、導電性の背面負荷材１を
連接すると、表面電極どうしが短絡するので、ＧＮＤ電
極７の端部に接して絶縁性の背面負荷材２を導電性の背
面負荷材１と併設して短絡を避けている。なお、絶縁性
の背面負荷材２はタングステンフィラーを含まないエポ
キシ樹脂で形成する。

【００２３】つぎに、図６に示すように、金属パイプを
加工したハウジング６に、予め接着剤にて絶縁板１９を
固着し、振動子部３はその上に接着・固定する。一方、
ハウジング６はフレキシブルシャフト２４と銀ロウ１４
によりロウ付けする。なお、ハウジング６は耐蝕性のあ
るステンレス鋼に無電解ニッケルメッキを施してある。
同軸ケーブル１３はフレキシブルシャフト２４の中を挿
通し、その周線９をハウジング６に導電性接着剤９にて
接続・固着する。ハウジング６は、振動子部３のＧＮＤ
電極７と先端側にて、導電性接着剤９を介して接続す
る。この際、導電性接着剤９は導電性の背面負荷材１と
短絡しないように注意する。このため予め背面負荷材１
の表面にエポキシ樹脂などの皮膜を付設しておいてもよ
い。また同軸ケーブル１３の芯線１０は、導電性の背面
負荷材１上にて振動子部３のプラス電極８と後端側に
て、導電性接着剤９を介して接続する。さらに、空隙部
には、エポキシ樹脂による封止樹脂１２を充填し、超音
波探触子本体１８を得る。

【００２４】この超音波探触子本体１８の先端部を、図
１に示すように、疎水性有機高分子材料であるポリ塩化
ビニル（ＰＶＣ）をシクロヘキサンに溶解させた溶液に
浸漬（ディッピング）し、引き上げた後、１００℃に
て、１時間乾燥させることにより、コ−ティング３１を
形成し、超音波探触子１８Ａを完成させる。

【００２５】本実施例の作用について説明する。超音波
探触子１８Ａの先端部の全面に、ポリ塩化ビニルのコー
ティング３１を設けたので、音響媒体が超音波探触子の
内部に侵入することを防止する。従って、電極間の接続
に用いた導電性接着剤９を、音響媒体が膨潤させること
がなく、導電性を劣化させることもない。また、音響媒
体の内の、アルカリイオンを含む生理食塩水や超音波ゲ
ルなどが、エポキシ樹脂の封止層１２を透過して、圧電
素子の母体のＰＺＴ、ＰＬＺＴ、チタン酸鉛、メタニオ
ブ酸鉛などのセラミックスや電極を侵食することはな
い。またポリ塩化ビニルのコーティング３１は、音響イ
ンピーダンスが低いため、厚くても音響特性を殆ど低下
させることはない。

【００２６】本実施例の効果について説明する。上記構
成により、音響媒体による特性劣化および材料劣化がな
く、小型で耐久性の高い、高性能の超音波探触子を得る
ことができる。特に、超音波探触子の先端部の全体を、
ポリ塩化ビニルのコーティング３１で覆うため、ガスや
蒸気による滅菌に対しても、従来以上の耐久性を有して
いる。

【００２７】本実施例の変形例について、説明する。本
実施例では、コーティング３１にポリ塩化ビニルを用い
たが、これに限らず疎水性有機高分子材料であればよ
く、たとえばポリ塩化ビニリデン、またはこの樹脂を主
成分とするサラン樹脂（旭化成（株）製）を溶剤に溶解
したもの、反応性ポリイミド、なども有効である。

【００２８】特に、反応性ポリイミドの反応性モノマ
ー、オリゴマーまたは双方の混合物などの樹脂の内、低
温硬化型や紫外線硬化型のタイプは、部材に熱がかから
ないため、耐熱性の低い超音波探触子の製造に適してい
る。さらに、これらの樹脂は、反応して３次元の編み目
構造をとるため、耐水性や耐薬品性に優れ、耐久性が高
い。

【００２９】なお、疎水性有機高分子材料の膜厚は、音
響媒体の透過を充分に防げるレベルの厚さが必要であ
り、且つ音響特性を低下させない程度に薄くする必要も
ある。具体的には、音響媒体の透過を防ぐためには、５
μｍ以上が望ましく、特に１０μｍ以上がさらに望まし
い。また音響特性を低下させないためには、１２μｍ以
下が望ましく、さらに６μｍ以下であることが特に望ま
しい。ただし、疎水性有機高分子材料の音響インピーダ
ンスが、充分に音響媒体に近い場合、たとえば±１０％
程度の場合は膜厚が厚くても問題はない。

【００３０】

【実施例２】第２実施例は、前記第１実施例における超
音波探触子本体１８の先端部へコーティング３１を被覆
する製造工程において、疎水性有機高分子材料たるポリ
塩化ビニルをシクロヘキサンに溶解した溶液を、フッ素
系樹脂であるサイトップの溶液（旭硝子（株）製）に替
えたものである。被覆方法および条件、ならびに超音波
探触子本体１８の構造および製造方法は前記第１実施例
と同一である。

【００３１】本実施例の基本的作用は第１実施例と同じ
であり、特有の作用のみ説明する。サイトップの溶液
は、フッ素系樹脂の溶剤可溶型に属し、化学的に安定で
疎水性が極めて高く、音響媒体を透過することが殆どな
い。それ故、音響媒体が探触子内部に侵入することを、
確実に防ぎ、背面負荷材、音響整合層、接着剤などの膨
潤や剥離という現象はおこらなくなる。また、音響特性
的にも、第１実施例と同じく、この材料の音響インピー
ダンスが低いため、厚くても音響特性を殆ど低下させる
ことはない。

【００３２】本実施例の基本的効果は第１実施例と同じ
であり、特有の効果のみ説明する。上記構成により、音
響媒体による特性および材料の劣化を確実に防止する。

【００３３】ここで、第２実施例の第１変形例につい
て、説明する。第２実施例ではフッ素系樹脂であるサイ
トップの溶液（旭硝子（株）製）を用いたが、これに替
えて、スチレンブタジェン系ゴムであるエレップコート
ＬＳＳ−５２０の溶液（日東電工（株）製、「エレップ
コート」は登録商標）を用いるものである。この材料の
透湿度は極めて低く、１００μｍのフィルムにおいて、
２０℃環境下で０．０５ｇ／cm²・２４時間以下であっ
て、カタログ上では０．００２ｇ／cm²・２４時間と表
示され、防湿・防水製の高い材料と言える。他の構成、
作用、効果は第２実施例と同じである。なお、同様な材
料として、（株）ＩＮＴスクリーン社製のフッ素コーテ
ィング剤「３０１、３０３、３０３Ｈ」などがあり、本
変形例と同様に扱い、同様の作用効果が得られる。

【００３４】さらに、第２実施例の第２変形例につい
て、説明する。同様に、第２実施例でのフッ素系樹脂で
あるサイトップの溶液（旭硝子（株）製）に替えて、オ
レフィン系樹脂であるゼオネックス（日本ゼオン（株）
製）をトルエンなどで溶解希釈した溶液を用いる。この
溶液を用いて成膜する場合、ゼオネックスはトルエンに
は溶解しても、水・アルコール系の音響媒体には不溶の
ため、確実に音響媒体の侵入を阻止する。他の構成、作
用、効果は第２実施例と同じである。また、同様な材料
として、（株）ＩＮＴスクリーン社製のフッ素コーティ
ング剤「３０２、３０４、３０６」などがあり、本変形
例と同様に扱い、同様の作用効果が得られる。

【００３５】また、第２実施例の第３変形例について、
説明する。同様に、第２実施例でのフッ素系樹脂である
サイトップの溶液（旭硝子（株）製）に替えて、（株）
ＩＮＴスクリーン社製のフッ素コーティング剤「１０
１」を用いる。この材料は、フッ素系樹脂の内、エネル
ギー硬化型に属し、モノマー、オリゴマ−、または双方
の混合物を重合架橋させてなるものである。超音波探触
子本体１８への被覆方法は第１実施例と同様に、ディピ
ングなどによるが、１００℃で１時間の乾燥に替えて、
照射エネルギー量９００ｍＪ／cm²のＵＶ露光を行う。
他の構成、作用、効果は第２実施例と同じである。ま
た、同様な材料として、東燃（株）製のセラプロテック
ス「Ｃ３０３３」がある。これは、主剤１００重量部に
対し硬化剤９重量部を混合し、スプレーまたは刷毛塗り
などで超音波探触子本体１８に塗布し、１００℃、１時
間で重合硬化させる。その他は本変形例と同様に扱い、
同様の作用効果が得られる。

【００３６】本実施例における疎水性有機高分子材料で
は、上記に掲げた材料の他に、シリコン系樹脂であっ
て、溶剤可溶型のものを用いても、同様な作用効果を得
ることができる。また、上記に掲げた材料は、いずれも
単独で用いているが、２種以上の材料を混合して用いて
もよく、また２層以上に積層して用いてもよい。

【００３７】また、本実施例の疎水性有機高分子材料
は、エネルギー硬化型であってモノマー、オリゴマー、
または双方の混合物を重合架橋させてなるもの、または
溶剤可溶型であるので、超音波探触子本体１８を被覆す
るとき、疎水性有機高分子材料の原料を、液状物質とし
て扱うことができ、成膜方法がディピング、スプレー、
刷毛塗りなどの手法がとれるため製造が容易である。

【００３８】ただし、溶剤可溶型の疎水性有機高分子材
料においては、希釈用溶媒には可溶でありながら、液状
またはゲル状の音響媒体（水、生理食塩水またはアルコ
ール系溶液）には、不溶であることが必要である。さら
に、前記希釈用溶媒の沸点はあまり高くないものが良
く、１５０℃以下、好ましくは１００℃以下で乾燥でき
ることが望ましい。

【００３９】また、前記エネルギー硬化型の疎水性有機
高分子材料においては、ＵＶ硬化型、光硬化型、低温硬
化型、カチオン重合型、アニオン硬化型、電子線硬化
型、湿気硬化型、縮合型、脱溶剤反応型、またはこれら
の反応が組み合わされた反応形態を持つ材料から選択す
ることで、圧電素子を高温に晒すことなく、成膜するこ
とができる。反応は、１００℃以下で４８時間以内、好
ましくは２４時間以内が望ましい。このような材料の場
合、反応過程で、下地との化学的な結合を伴うものがあ
り、密着耐久性に優れるものが多いため有効である。

【００４０】さらに、前記疎水性有機高分子材料の防湿
防水性を音響媒体の透過量で示すと、２０℃環境下で、
０．０５ｇ／cm²・２４時間以下、好ましくは０．００
２／cm²・２４時間以下が望ましい。前記のフッ素樹脂
などの疎水性有機高分子材料はこの要請に応えるもので
ある。

【００４１】

【実施例３】図７は第３実施例を示し、超音波探触子の
正面断面図である。図７において、３Ａは振動子部を示
し、第１および第２実施例の積層体のエポキシ樹脂から
なる音響整合層４に替えて、アルミナ平板からなる音響
整合層４Ａを圧電素子５のＧＮＤ電極７上にエポキシ樹
脂にて接着している。この点を除けば、超音波探触子本
体の構造および製造方法は前記第１および第２実施例と
同じである。従って、同一の部材には同一の符号を付し
て、説明を省略する。以後の第４実施例以下においても
同様にする。

【００４２】この超音波探触子本体のエポキシ樹脂から
なる封止樹脂１２の部分を覆うように、疎水性有機高分
子材料たるフッ素系樹脂の前記サイトップの溶液（旭硝
子（株）製）を刷毛で塗り、その後１００℃で１時間乾
燥させ、コーティング３２を形成し、超音波探触子１８
Ｂを完成させる。

【００４３】本実施例の作用を説明する。超音波探触子
１８Ｂの封止樹脂１２の部分以外のところは、金属製の
ハウシング６とアルミナ平板の音響整合層４Ａである
が、音響媒体の内、アルカリイオンを含む生理食塩水お
よび超音波ゲル以外のもの、たとえば、流動パラフィ
ン、水、アルコール溶液などを使う場合には、それによ
ってこの部分が侵食されることはない。また、封止樹脂
１２の部分は、フッ素系樹脂のコーティング３２で覆わ
れているため、音響媒体が超音波探触子１８Ｂの内部に
侵入するのを阻止している。

【００４４】本実施例の効果を説明する。音響媒体の種
類を限定する場合において、第２実施例と同様に音響媒
体の特性および材料の劣化を確実に防止する。また、超
音波放射面には、コーティング３２を施さないため、音
響特性を考慮せずに厚く成膜できるので、特に長期的な
耐久性が高くなる。さらに、高価なコーティング剤の使
用量は、全面に塗布する場合に比べ、少量で済むため、
低価格化が可能となる。

【００４５】なお、本実施例で用いたフッ素系樹脂に替
えて、第２実施例で用いたスチレンブタジェン系ゴムな
どの疎水性有機高分子材料の中から選んだ材料を使用し
た場合も同様な作用効果が得られる。また、長期的な耐
久性を必要としない場合は、第１実施例にて用いたポリ
塩化ビニルなどの疎水性有機高分子材料を用いてもよ
く、第１実施例と同様な作用効果が期待できる。

【００４６】

【実施例４】図８は第４実施例を示し、超音波探触子の
正面断面図である。図８において、３Ｂは、前記第１実
施例中にて示した一部に絶縁性の背面負荷材２を用いて
積層した振動子部であり、この振動子部３Ｂは絶縁板１
９を介してハウジング６に固着されている。また、前記
第１〜第３実施例の電気的接続に用いられた導電性接着
剤９に替えて、ハンダ９Ａを用いている。さらに、空隙
にエポキシ樹脂による封止樹脂１２に替えて、疎水性有
機高分子材料のスチレンブタジェン系ゴムである前記エ
レップコートＬＳＳ−５２０を充填してコーティング３
２が形成されている。

【００４７】エレップコートＬＳＳ−５２０の充填作業
は、振動子部３Ｂ、ハウジング６、フレキシブルシャフ
ト２４および同軸ケーブル１３の組み立て、並びにハン
ダ９Ａによる結線作業終了後に行う。積層体３Ａ、ハン
ダ９Ａおよび同軸ケーブル１３の露出している表面を覆
うように、シリンジに入れた前記エレップコートＬＳＳ
−５２０の溶液を滴下しながらコートし、その後１００
℃で１時間乾燥させ、コーティング３２を形成する。そ
の他の構成および製造方法は第１実施例と同様である。
こうして、超音波探触子１８Ｃを得る。

【００４８】本実施例の作用を説明する。振動子部３
Ｂ、ハンダ９Ａおよび同軸ケ−ブル１３の露出した部分
をスチレンブタジェン系ゴムで被覆することにより、音
響媒体がこれらの部材と接触するのを阻止する。ちなみ
に、有機高分子材料からなる部材は音響整合層４および
導電性の背面負荷材１であるが、他の部材も保護されて
いる。従って、音響媒体の内の、特に音響特性に優れる
アルカリイオンを含む生理食塩水や超音波ゲルを用いる
場合でも、これらの部材を侵すことなく、超音波探触子
の劣化を防ぐことになる。

【００４９】本実施例の効果を説明する。前記第３実施
例と異なり、音響媒体の種類を限定することなく、音響
媒体による特性および材料の劣化を確実に防止する。

【００５０】なお、本実施例では、コーティング３２に
はスチレンブタジェン系ゴムの前記エレップコートＬＳ
Ｓ−５２０を用いたが、これに替えて第２実施例で使用
するフッ素系樹脂などの疎水性有機高分子材料群の中か
ら選んだ材料を単独に、または複数を混合もしくは積層
して用いてもよい。

【００５１】

【実施例５】図９は第５実施例を示し、超音波探触子の
正面断面図である。図９において、３Ｃは振動子部であ
って第４実施例で用いた振動子部３Ｂとほぼ同一の構成
のものである。ただし、エポキシ樹脂からなる音響整合
層４に替えてアルミナ平板からなる音響整合層４Ａを用
いている点が異なる。また、電気的接続部分は前記第１
〜第３実施例と同じく、導電性接着剤９を用いている。
本実施例はこの導電性接着剤９の周囲に直接、スチレン
ブタジェン系ゴムの前記エレップコートＬＳＳ−５２０
の溶液を滴下した後、１００℃で１時間乾燥し、コーテ
ィング３２を形成する。その後ハウジング６の残りの空
隙にエポキシ系の封止樹脂を充填する。その他の構成、
製造方法は第１実施例と同様である。こうして、超音波
探触子１８Ｄを得る。

【００５２】本実施例の作用を説明する。本実施例で
は、前記第３実施例と同じように、音響媒体の内、アル
カリイオンを含む生理食塩水および超音波ゲル以外であ
って、セラミックなどを侵食しないもの、たとえば、流
動パラフィン、水、アルコール溶液などを使う必要があ
る。図９から明らかなように、金属製のハウジング６以
外では、アルミナ平板からなる音響整合層４Ａとエポキ
シ系の封止樹脂１２の部分が露出し、音響媒体に直接接
触する。この場合、音響整合層４Ａは、前記音響媒体に
は浸食されず、封止樹脂１２を透過したものがあっても
導電性接着剤９で被覆された部分はコーティング３２に
より阻止される。

【００５３】本実施例の効果は、第３実施例のように、
音響媒体の種類を限定する場合において、第２実施例と
同様に音響媒体による特性および材料の劣化を確実に防
止する。また、超音波放射面には、コーティング３２を
施さないため、音響特性を考慮せずに厚く成膜できるの
で、特に長期的な耐久性が高くなる。さらに、高価なコ
ーティング剤の使用量は、全面に塗布する場合に比べ、
少量で済むため、低価格化が可能となる。また、コーテ
ィング３２の上にエポキシ樹脂で封止してあるため、コ
ーティング３２がシースに当たって欠落、摩擦による脱
離、破壊などの事故を防ぎ、より耐久性を向上させる。

【００５４】なお、本実施例では、コーティング３２に
はスチレンブタジェン系ゴムの前記エレップコートＬＳ
Ｓ−５２０を用いたが、これに替えて第２実施例で使用
するフッ素系樹脂などの疎水性有機高分子材料群の中か
ら選んだ材料を単独に、または複数を混合もしくは積層
して用いてもよい。

【００５５】

【実施例６】図１０は第６実施例を示し、超音波探触子
の正面断面図である。図１０において、１８は超音波探
触子本体で、第１実施例で示したものと同一である。こ
の超音波探触子本体１８の先端部に、一方の端面を封止
したポリイミド樹脂製の熱収縮チューブ３０を被せ、圧
電素子５が劣化しない温度の熱風をかけて前記熱収縮チ
ューブ３０を収縮させ、超音波探触子本体１８に密着さ
せる。こうして、超音波探触子１８Ｅを得る。

【００５６】本実施例では、熱収縮チューブ３０と音響
整合層４が密着することで、音響的に連続一体となり、
音響特性を阻害することはない。また、超音波探触子本
体１８を透湿度の低いポリイミド樹脂のチューブで覆っ
たことにより、音響媒体が超音波探触子内部に侵入する
のを確実に阻止する。

【００５７】本実施例の効果は、上記構成により、製造
が容易で、音響媒体による特性および材料の劣化がな
い、小型で耐久性の高い超音波探触子を得ることであ
る。さらに、熱収縮チューブが機械的に高い強度を持つ
ため、シースや他の部材に接触しても破損することがな
い。また、液状のコーティング剤を用いないため、加工
時の取扱いが容易である。

【００５８】なお、本実施例では熱収縮チューブにポリ
イミド樹脂製のものを用いたが、これに替えて、ＦＥＰ
やＰＦＡなどのフッ素系樹脂、またはＰＥなどのオレフ
ィン系樹脂のように音響媒体を透過しにくい性質の材料
のものを用いてもよい。特に、ＦＥＰは様々なチューブ
径のものが標準的に入手でき、特性的にも優れているの
で好適である。

【００５９】

【実施例７】図１１は第７実施例を示し、超音波探触子
の正面断面図である。図１１において、１８は超音波探
触子本体で、第１実施例で示したものとほぼ同一であ
る。相違点はエポキシ樹脂による封止樹脂１２を充填す
る前のものであることである。この超音波探触子本体１
８の振動子部３の周辺の隙間と音響整合層４の上に、前
記エレップコートＬＳＳ−５２０の溶液をシリンジなど
を用いて滴下し、その後１００℃で１時間乾燥する。そ
の後さらに、ハウジング６の残りの空隙に、前記エレッ
プコートＬＳＳ−５２０の溶液を滴下し、乾燥を行っ
て、スチレンブタジェン系ゴムの封止保護材３３を形成
する。これにより、超音波探触子１８Ｆを得る。

【００６０】本実施例では、透湿度の極めて低い、スチ
レンブタジェン系ゴムを、音響媒体の侵入経路となる音
響整合層４の上および振動子部３周辺の空隙にコーティ
ングおよび充填することにより、音響媒体が超音波探触
子内部に侵入するのを防いでいる。また音響特性的に
は、コーティング材料の音響インピーダンスが音響媒体
たとえば水などに近いため、厚くても音響特性を低下さ
せることはない。

【００６１】本実施例の効果は、上記構成により、製造
が容易で、音響媒体による特性および材料の劣化がな
い、小型でより耐久性の高い超音波探触子を得ることで
ある。また、スチレンブタジェン系ゴムをコーティング
膜としてではなく、充填して用いているため、コーティ
ングがシースに当たって欠落するなどの事故を防ぐこと
となり、より耐久性が向上する。

【００６２】なお、本実施例では、音響整合層４上にコ
ーティング３２を設けたが、音響整合層がアルミナなど
の無機材料からなり、音響媒体にこれを侵食しないもの
を用いる場合は、音響整合層の上にコーティング膜を設
けなくともよい。また、本実施例では、コーティング３
２にはスチレンブタジェン系ゴムの前記エレップコート
ＬＳＳ−５２０を用いたが、これに替えて第２実施例で
使用するフッ素系樹脂などの疎水性有機高分子材料群の
中から選んだ材料を単独に、または複数を混合もしくは
積層して用いてもよい。

【００６３】

【発明の効果】請求項１〜３に係る発明によれば、音響
媒体の侵入による特性劣化を防止し、音響媒体に様々な
物質を用いることにより、より高性能な超音波探触子を
提供することができる。請求項２に係る発明によれば、
上記効果に加え、水、ガス、液状物質などの透過を確実
に阻止し、有機高分子材料の膨潤と各部材の劣化を防止
することにより、耐久性の高い超音波探触子を提供する
ことができる。請求項３に係る発明によれば、上記効果
に加え、製造が容易で、特に耐久性の高い超音波探触子
を提供することができる。請求項４に係る発明によれ
ば、請求項１に係る発明の効果に加え、音響媒体にセラ
ミックスなどを浸食しないものを用いる場合において、
導電性接着剤を用いて電気的に接続された部位の導電性
の劣化を防止した超音波探触子を提供することができ
る。請求項５に係る発明によれば、請求項４に係る発明
の効果に加え、水、ガス、液状物質などの透過を確実に
阻止し、導電性接着剤の膨潤を防止することにより耐久
性の高い超音波探触子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１および２の超音波探触子を示す正面断
面図である。

【図２】実施例１および２の振動子部の製造工程を示す
斜視図である。

【図３】実施例１および２の振動子部の製造工程を示す
斜視図である。

【図４】実施例１および２の振動子部を示す正面図であ
る。

【図５】実施例１および２の振動子部の他の例を示す正
面図である。

【図６】実施例１および２の超音波探触子本体を示す正
面断面図である。

【図７】実施例３の超音波探触子を示す正面断面図であ
る。

【図８】実施例４の超音波探触子を示す正面断面図であ
る。

【図９】実施例５の超音波探触子を示す正面断面図であ
る。

【図１０】実施例６の超音波探触子を示す正面断面図で
ある。

【図１１】実施例７の超音波探触子を示す正面断面図で
ある。

【図１２】従来の超音波探触子を示す正面断面図であ
る。

【図１３】従来の超音波探触子をシース中に挿入した状
態を示す正面断面図である。

【符号の説明】

１背面負荷材（導電性）２背面負荷材（絶縁性）３振動子部４音響整合層５圧電素子６ハウジング７ＧＮＤ電極８プラス電極９導電性接着剤９Ａハンダ１０芯線１１周線１２封止樹脂１３同軸ケーブル１４銀ロウ１８超音波探触子本体１９絶縁板２４フレキシブルシャフト３０熱収縮チューブ３１コーティング（全面）３２コーティング（部分）３３封止保護材

フロントページの続き (72)発明者 ▲ひじ▼野雅道東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者志賀直仁東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者沢田之彦東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者若林勝裕東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】音響媒体を封入したシース内に、先端部
を挿入してなる超音波探触子において、少なくとも先端部の露出した有機高分子材料からなる部
位を、疎水性有機高分子材料にて被覆して構成したこと
を特徴とする超音波探触子。
【請求項２】前記疎水性有機高分子材料が、少なくと
もフッ素系樹脂、シリコン系樹脂、オレフィン系樹脂ま
たはスチレンブタジェン系ゴムから選ばれた１つのも
の、またはこれらの組み合わせからなり、エネルギー硬
化型であって少なくとも１つのモノマーもしくはオリゴ
マーを重合架橋させて得られたもの、または溶剤可溶型
であることを特徴とする請求項１記載の超音波探触子。
【請求項３】前記疎水性有機高分子材料にて被覆して
構成する部位が、熱収縮チューブを被覆してなることを
特徴とする請求項１記載の超音波探触子。
【請求項４】音響媒体を封入したシース内に、先端部
を挿入してなり、圧電素子の表面電極と入出力電極とを
導電性接着剤で接続して構成した超音波探触子におい
て、少なくとも前記導電性接着剤で接続して構成した部位の
表面を、疎水性有機高分子材料にて被覆して構成したこ
とを特徴とする超音波探触子。
【請求項５】前記疎水性有機高分子材料が、少なくと
もフッ素系樹脂、シリコン系樹脂、オレフィン系樹脂ま
たはスチレンブタジェン系ゴムから選ばれた１つのも
の、またはこれらの組み合わせからなり、エネルギー硬
化型であって少なくとも１つのモノマーもしくはオリゴ
マーを重合架橋させて得られたもの、または溶剤可溶型
であることを特徴とする請求項４記載の超音波探触子。