JPH10179588A

JPH10179588A - 超音波プローブ

Info

Publication number: JPH10179588A
Application number: JP8726797A
Authority: JP
Inventors: Seiichiro Murai; 誠一郎村井; Kenji Igarashi; 健二五十嵐; Tomoo Minowa; 智夫箕輪
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-11-06
Filing date: 1997-03-24
Publication date: 1998-07-07

Abstract

(57)【要約】【課題】プーリと回転角度検出手段との間隙を常に一定
に保持し、プーリと一体のトランスデューサの回転角度
の検出精度向上化を得る超音波プローブを提供する。【解決手段】トランスデューサ８に一体に連結される従
動プーリ１３を備え、この従動プーリとともにトランス
デューサを回転駆動するワイヤ駆動機構１０と、従動プ
ーリの外周面に形成される角度パターンＰと、この角度
パターンからトランスデューサの回転角度を読み取る回
転角度検出センサＳと、従動プーリ外周面に弾性的に摺
接するとともに、回転角度検出センサを支持し、従動プ
ーリの位置変動に倣って回転角度検出センサを位置変動
させ、従動プーリ外周面と角度センサとの間隙を保持す
るホルダ２３とバネ体と２２を具備した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波ビームを発
振するトランスデューサを回転駆動し、診察対称部位の
超音波断層像を得る超音波プローブの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】精密機械の分野では、駆動プーリと回転
体に連結される従動プーリとの間にワイヤを掛け渡し、
駆動プーリをモータなどの駆動手段で回転駆動すること
により、従動プーリの位置決めをなす、いわゆるワイヤ
駆動機構が多用される。

【０００３】たとえば、超音波プローブに上記ワイヤ駆
動機構が用いられる。この超音波プローブは、心臓疾患
や冠動脈疾患を診断するための超音波診断装置である。

【０００４】超音波プローブの開発初期のころは、体表
から超音波プローブを当てて、体の断面観察を行なって
いた。しかるに、この方式では骨格などが障害になって
完全な状態での観察を行なうことができない。また、一
方の角度からの観察ばかりでなく、他の角度からの観察
を行なう要望が大であった。

【０００５】そこで近時は、プローブの先端部分にトラ
ンスデューサを取付けて、体の内面から超音波診察をな
すことが可能な、経食動心エコー方式（ＴＥＥ：trans-
esophagel echcardiography ）が開発された。

【０００６】この方式の超音波プローブは、口から挿入
され食道の最深部に到達したところで心臓に対して超音
波ビームを発振する。したがって、特に挿入部分は安全
と衛生の面から完全にシールされ、機構が小型で挿入部
分の管径はより細径化されている。

【０００７】ただし、はじめは超音波を発振する超音波
振動子を備えたトランスデューサが固定されていて、一
断面のみの観察しかできない。そのため、迅速でかつ正
確な診察を得るのは困難であった。

【０００８】すなわち、図１９に示すように、トランス
デューサａから発生する超音波ビームＭは一平面に沿っ
た広がりとなり、この広がりに沿った断層像しか得られ
ない。したがって、精度の高い３次元画像を得るために
は、トランスデューサａを所定角度で回転駆動すること
が必要となる。

【０００９】従来、図２０に示すような駆動手段によっ
て、上記トランスデューサａは回転駆動される。同図
（Ａ）では、トランスデューサａにプーリｂが連設さ
れ、ここにワイヤｃが掛止される。上記プーリｂは図示
しない軸承具を介して回転自在に枢支される。

【００１０】このワイヤｃの図示しない他端側には駆動
プーリが掛止され、かつ駆動手段である駆動モータが機
械的に連結される。すなわち、トランスデューサａに連
設されるプーリｂは従動プーリであり、これらでワイヤ
駆動機構が構成されることになる。

【００１１】同図（Ｂ）では、フレキシブルシャフトｄ
の先端にウォームｅが連設され、トランスデューサａに
連設されるウォームギヤｆに噛合する。このウォームギ
ヤｆも、図示しない軸承具を介して回転自在に枢支され
る。上記フレキシブルシャフトｄの図示しない端部側に
は駆動手段である駆動モータが機械的に連設されている
ことは勿論である。

【００１２】精密機械としての超音波プローブにおいて
は、上記トランスデューサａを回転駆動するための機構
として、同図（Ａ）で示すワイヤ駆動機構が多用される
傾向にある。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】このように、近年の超
音波プローブでは、医療技術の進歩に伴い、トランスデ
ューサａの回転角度の位置決め精度を高く保持すること
への要求は極めて強い。すなわち、トランスデューサａ
の回転角度ごとに超音波断層像を取り込み、病変や治療
場所が明確に指摘できるように、３次元画像を構築する
システムが開発され始めている。

【００１４】それには、トランスデューサａの回転角度
を、１°単位で位置決めするのが理想であり、かつ高精
度の位置決めをなすために、従動プーリｂの回転角度を
正確に検出しなければならない。

【００１５】当初は、操作部に組み込まれたポテンショ
ンメータによって回転角度を検出していた。しかるに、
操作部は手元側にあり、トランスデューサａは先端部に
あるので、検出精度に誤差が生じ易い。従動プーリｂの
回転角度をより高精度に検出するには、このプーリの周
辺に回転角度検出手段である角度センサを配置する必要
がある。

【００１６】図２１は、先端部の従動プーリｂの周面を
検出面として角度パターンＰを形成し、この周面と所定
間隔を存して角度センサＳを配置した例である。上記角
度センサＳは、先端部ケースｇ底面に適宜な手段を介し
て取付け固定される。

【００１７】図２２は、従動プーリｂの底面を検出面と
して角度パターンＰを形成し、この底面と所定間隔を存
して角度センサＳを配置した例である。この角度センサ
Ｓは、先端部ケースｇ底面に適宜な手段を介して取付け
固定される。

【００１８】角度センサＳとして、光学式もしくは磁気
式がある。しかるに、従動プーリｂ自体薄肉構造であ
り、真円度は２０〜３０μm 程度となっており、軸受け
の偏心量は１０〜２０μm あるので、いずれの配置形態
も、検出面である従動プーリｂと角度センサＳとの間隙
は０．１mm以下に設定しなければならない。

【００１９】そのため、従動プーリｂの回転にともな
い、角度センサＳと従動プーリｂとの間隙が変動し易
い。一般に、保持力にもよるが、角度センサＳは着磁面
に対して３０±１０μm の範囲で使用しなければ出力が
変動し易い。この変動をいかにして小さく保持するかが
問題となる。

【００２０】上記間隔の変動を小さく保持するための手
段として、構成部品の加工精度や、組立精度をより向上
させることが考えられる。しかしながら、超音波プロー
ブの場合は、部品の嵌め合いをきつくしてガタ（逃げ）
のない状態にすると、トランスデューサａに取付けられ
る超音波振動子に応力が作用し、ついには破損に至り易
い。そのため、機械的に間隙の変動を小さくする手法に
は限界がある。

【００２１】一方、上述したように、精密機械である超
音波プローブでは、トランスデューサａを回転駆動する
ための機構として、図２０（Ａ）で示すワイヤ駆動機構
が多用される傾向にあるが、主に操作部の駆動プーリ
と、先端部ｇの従動プーリｂとに掛け渡されるワイヤｃ
の弾性や、一般に体腔内診断装置で必要とされる先端部
湾曲機構のためのワイヤ長さ変化を吸収するための機構
のため、バックラッシュや時間遅れが発生し易く、精密
な位置決めを行うことは容易でない。

【００２２】この問題を解決するため、先端部にモータ
を配し、ダイレクトに従動プーリを回転させることが考
えられるが、機能上の制限から先端部を大型化すること
ができない。すなわち、先端部に充分納まるよう小型
で、かつ必要なトルクを保持するモータは現状では求め
ることが困難である。

【００２３】本発明は、上記の事情を考慮してなされた
ものであり、その第１の目的とするところは、トランス
デューサと一体に連結されたプーリをワイヤ駆動する方
式であることを前提として、上記プーリに位置変動があ
っても、プーリの回転角度を検出する手段との間隙を常
に一定に保持して、トランスデューサの回転角度の検出
精度を向上させた超音波プローブを提供しようとするも
のである。

【００２４】本発明は、上記の事情を考慮してなされた
ものであり、その第２の目的とするところは、トランス
デューサと一体に連結されたプーリをワイヤ駆動する方
式であることを前提として、駆動側と従動側とのプーリ
相互の間のバックラッシュや時間遅れに影響されること
なくプーリを位置決め停止して、その位置決め精度を向
上させた超音波プローブを提供しようとするものであ
る。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を満足す
るため、第１の発明の超音波プローブは、請求項１とし
て、体腔内に挿入される導中部と、この導中部の手元側
に接続される操作部と、上記導中部の先端側に設けられ
超音波ビームを平面内で走査するトランスデューサとを
具備した超音波プローブにおいて、上記トランスデュー
サに一体に連結されるプーリを備え、このプーリととも
にトランスデューサを回転駆動するワイヤ駆動機構と、
上記プーリの外周面に形成される角度パターンと、プー
リ外周面に形成される上記角度パターンからトランスデ
ューサの回転角度を読み取る回転角度検出手段と、プー
リ外周面に弾性的に摺接するとともに、上記回転角度検
出手段を支持し、プーリの位置変動に倣って回転角度検
出手段を位置変動させ、プーリ外周面と回転角度検出手
段との間隙を保持する間隙保持手段とを具備したことを
特徴とする。

【００２６】請求項２として、請求項１の超音波プロー
ブにおいて、上記間隙保持手段は、上記回転角度検出手
段をプーリの接線方向に沿い、かつ間隙を存して支持す
るホルダと、このホルダをプーリの回転中心方向に弾性
的に押圧してプーリ外周面に摺接させるバネ体とを具備
したことを特徴とする。

【００２７】請求項３として、請求項２の超音波プロー
ブにおいて、上記ホルダは、上記プーリ外周面に転接す
る回転自在なローラを備えたことを特徴とする。

【００２８】請求項４の超音波プローブとして、請求項
２において、上記ホルダの上記プーリ外周面との摺接面
は、摺動性に優れた素材で表面処理がなされたことを特
徴とする。

【００２９】上記第１の目的を満足するため、第２の発
明の超音波プローブは、請求項５として、体腔内に挿入
される導中部と、この導中部の手元側に接続される操作
部と、上記導中部の先端側に設けられ超音波ビームを平
面内で走査するトランスデューサとを具備した超音波プ
ローブにおいて、上記トランスデューサに一体に連結さ
れ、その周面が着磁されたプーリを備え、このプーリと
ともにトランスデューサを回転駆動するワイヤ駆動機構
と、上記プーリの外周面を覆う高滑性素材の薄膜体と、
上記プーリの回転からトランスデューサの回転角度を読
み取る回転角度検出手段と、この回転角度検出手段を支
持するとともに、薄膜体に対して弾性的に摺接させ、薄
膜体の膜厚をもってプーリと回転角度検出手段との間隙
を保持し、かつプーリの位置変動に倣って回転角度検出
手段を位置変動させる押圧手段とを具備したことを特徴
とする。

【００３０】請求項６として、請求項５の超音波プロー
ブにおいて、上記薄膜体は、ポリイミド系の樹脂テープ
であることを特徴とする。

【００３１】請求項７として、請求項５の超音波プロー
ブにおいて、上記薄膜体は、スパッタなどの薄膜形成方
法によって形成される非磁性層であることを特徴とす
る。

【００３２】上記第２の目的を満足するため、第３の発
明の超音波プローブは、請求項８として、体腔内に挿入
される導中部と、この導中部の手元側に接続される操作
部と、上記導中部の先端側に設けられ超音波ビームを平
面内で走査するトランスデューサとを具備した超音波プ
ローブにおいて、上記トランスデューサに一体に連結さ
れるプーリを備え、このプーリとともにトランスデュー
サを回転駆動するワイヤ駆動機構と、上記プーリの外周
面に形成される角度パターンと、プーリ外周面に形成さ
れる上記角度パターンからトランスデューサの回転角度
を読み取る回転角度検出手段と、この回転角度検出手段
によるトランスデューサの回転角度読取り検出の信号に
応じて、上記プーリを位置決め保持する保持手段とを具
備したことを特徴とする。

【００３３】請求項９として、請求項８の超音波プロー
ブにおいて、上記保持手段は、上記プーリに対向して配
置されるブレーキパッドと、このブレーキパッドに連結
されブレーキパッドをプーリに接離自在に駆動する駆動
手段とを具備したことを特徴とする。

【００３４】請求項１０として、請求項８の超音波プロ
ーブにおいて、上記保持手段は、上記プーリに対向して
配置されるブレーキパッドと、このブレーキパッドに連
結されブレーキパッドをプーリに接離自在に駆動する圧
電素子を備え、この圧電素子は、上記回転角度検出手段
によるトランスデューサの回転角度読取り検出の信号に
応じて励磁し、かつ断電制御して伸縮駆動する制御手段
によって制御されることを具備したことを特徴とする。

【００３５】上記第２の目的を満足するため、第４の発
明の超音波プローブは、請求項１１として、体腔内に挿
入される導中部と、この導中部の手元側に接続される操
作部と、上記導中部の先端側に設けられ超音波ビームを
平面内で走査するトランスデューサとを具備した超音波
プローブにおいて、上記トランスデューサに一体に連結
されるプーリを備え、このプーリとともにトランスデュ
ーサを回転駆動するワイヤ駆動機構と、上記プーリの外
周面に形成される角度パターンと、プーリ外周面に形成
される上記角度パターンからトランスデューサの回転角
度を読み取る回転角度検出手段と、この回転角度検出手
段によるトランスデューサの回転角度読取り検出の信号
に応じて、上記プーリを位置決め保持する保持手段と、
この保持手段によるプーリの位置決め保持の状態で、プ
ーリの位置決め誤差を補正する補正手段とを具備したこ
とを特徴とする。

【００３６】請求項１２として、請求項１１の超音波プ
ローブにおいて、上記補正手段は、保持手段を構成する
圧電素子に連結され、保持手段ごとプーリを周方向に所
定角度づつ回動変位する回動変位部材からなることを特
徴とする。

【００３７】請求項１３として、請求項１２の超音波プ
ローブにおいて、上記保持手段は、上記プーリに対向し
て配置されるブレーキパッドと、このブレーキパッドに
連結されブレーキパッドをプーリに接離自在に駆動する
圧電素子とを備え、上記補正手段は、保持手段を構成す
る上記圧電素子に連結され、保持手段ごとプーリを周方
向に所定角度づつ回動変位する回動変位部材とを備え、
上記保持手段の圧電素子および上記補正手段の回転変位
部材は、上記回転角度検出手段によるトランスデューサ
の回転角度読取り検出の信号に応じて励磁し、かつ断電
制御して伸縮および湾曲駆動する制御手段によって制御
されることを特徴とする。

【００３８】以上のごとき課題を解決する手段を採用す
ることにより、請求項１ないし請求項４の発明では、ト
ランスデューサと一体のプーリに位置変動があっても、
間隙保持手段の作用によってプーリの位置変動に倣って
回転角度検出手段が位置変動をなし、プーリと回転角度
検出手段との間隙を一定に保持して、回転角度検出手段
の検出精度を高く保持できる。

【００３９】請求項５ないし請求項７の発明では、トラ
ンスデューサと一体のプーリに位置変動があっても、プ
ーリの周面に形成される薄膜体に回転角度検出手段が常
に摺接する。プーリと回転角度検出手段との間隙は薄膜
体の厚みそのものとなり、回転角度検出手段の検出精度
を高く保持できる。

【００４０】請求項８ないし請求項１０の発明では、回
転角度検出手段の検出信号にもとづいてトランスデュー
サと一体のプーリの位置決めを確実になして、この位置
決め精度を高く保持する。

【００４１】請求項１１ないし請求項１３の発明では、
回転角度検出手段の検出信号にもとづいてトランスデュ
ーサと一体のプーリの位置決めを確実になして、この位
置決め精度を高く保持するとともに、仮に位置決め誤差
が生じた場合であっても、位置補正を確実になす。

【００４２】

【発明の実施の形態】以下、第１および第２の発明を、
図１ないし図１０を参照して説明する。

【００４３】図１に、超音波プローブの全体構成を示
す。

【００４４】フレキシブルチューブからなる導中部１の
一端側である手元側に、操作部２が設けられる。この操
作部２には電源コード３が接続されていて、電源コード
３端部に設けられるコネクタ部４は超音波診断装置本体
５に電気的に接続される。

【００４５】上記導中部１の他端側には、挿入部６が設
けられる。さらにこの挿入部６は、導中部１に連設され
る湾曲部７と、後述するトランスデューサ８を備えた先
端部９とから構成される。

【００４６】図２に示すように、上記操作部２には、二
段重ねにノブａ，ｂが設けられ、医師はこれらノブを回
動操作して、上記湾曲部７とトランスデューサ８の角度
を適宜調整できる。

【００４７】上記トランスデューサ８で発生する超音波
ビームは、診断対象部位に到達して反射し、その反射信
号をトランスデューサ８が捉え、コネクタ部４が本体５
に取り込む。本体５のモニタには診断対象部位の超音波
断層像が映し出され、医師はその画像を見て診断する。

【００４８】図３に示すように、超音波プローブ内に
は、ワイヤ駆動機構１０が収容される。図中１１は駆動
プーリであって、駆動手段である駆動モータ１２の回転
軸と機械的に連結される。

【００４９】１３は従動プーリであって、上記駆動プー
リ１１と従動プーリ１３との間にバネ特性を有するワイ
ヤ１４が無端走行自在に掛け渡される。このワイヤ１４
の中途部には、上記先端部９の湾曲によるワイヤ経路長
さの変化を吸収するための、一対の吸収機構１５Ａ，１
５Ｂが設けられている。

【００５０】図４に示すように、上記変化吸収機構１５
Ａ，１５Ｂは、ワイヤ１４の引っ張り側と弛み側にそれ
ぞれ設けられていて、有底筒状をなし、その一端開口部
は蓋体ｉで閉成されるガイド体２４と、このガイド体２
４内に収容される端子２５とから構成される。上記端子
２５の端面に、上記ワイヤ１４の一端部が連結され、蓋
体ｉに設けられる孔部ｋを介して外部に延出される。ワ
イヤ１４の他端部は、ガイド体２４の底部に連結され
る。

【００５１】たとえば、駆動プーリ１１が時計回り方向
に回転駆動されると、図の上部側ガイド体１５Ａにおい
て、端子２５が蓋体ｉ面に当接して、駆動モータ１２と
の間のワイヤ１４部分が引っ張り側となり、図の下部側
のガイド体１５Ｂと駆動モータ１２との間のワイヤ１４
部分は弛み側となる。

【００５２】また、駆動プーリ１１が反時計回り方向に
回転駆動されると、図の下部側のガイド体１５Ｂにおい
て、端子２５が蓋体ｉ面に当接して駆動モータ１２との
間のワイヤ１４部分が引っ張り側となり、図の上部側の
ガイド体１５Ａと駆動モータ１２との間のワイヤ１４部
分が弛み側となる。

【００５３】このような変化吸収機構１５Ａ，１５Ｂを
備えたことにより、回転方向によりワイヤ１４に作用す
る張力の状態が異なり、先端部９の湾曲動作にともなう
ワイヤ１４の長さの変化を吸収できる。

【００５４】なお、上記従動プーリ１３に近接して上記
トランスデューサ８の回転角度を検出する回転角度検出
手段である角度センサＳが後述するように支持されてい
る。この角度センサＳは、制御回路２６を介して上記駆
動モータ１２と電気的に接続されている。

【００５５】一方、上記トランスデューサ８の上面部に
はシリコンレンズが貼着される。このシリコンレンズと
音響窓の間には、超音波振動の伝播性を向上させる音響
媒体が設けられ、この音響媒体をトランスデューサ８の
回転に対して封止するシール部材が設けられる。そし
て、トランスデューサ８の回転に追従して屈曲し、外部
信号線と接続されるＦＰＣ（フレキシブル基板）が設け
られる。（以上、図示しない）図５（Ａ）（Ｂ）に示す
ように、上記トランスデューサ８の下部側に上記従動プ
ーリ１３が一体に連結される。この従動プーリ１３は、
先端部９を構成するケース１６の底面部に一体に設けら
れた軸部１７に、軸承具１８を介して嵌着される。

【００５６】また、従動プーリ１３の上部外周面にワイ
ヤ溝１９が設けられ、ここに上記ワイヤ１４が掛止され
る。ワイヤ溝１９の下部側には角度パターンＰが形成さ
れる。この角度パターンＰは、金属材からなる従動プー
リ１３の外周面に設けられる刻み線からなる。

【００５７】操作精度を高く保持するために、上記角度
パターンＰは１°毎に刻まれている。たとえば、φ１２
mmの直径を持つ従動プーリ１３に１°ピッチの角度パタ
ーンＰを形成すると、刻み線の間隔は０．１mmとなる。

【００５８】上記従動プーリ１３の外周部近傍位置に
は、間隙保持手段２０が設けられる。この間隙保持手段
２０は、一端部が上記ケース１６に取付けねじ２１を介
して取付けられるバネ体２２と、このバネ体２２の他端
部に接着などの適宜な手段を介して取着されるホルダ２
３とから構成される。

【００５９】なお説明すれば、上記バネ体２２は、ケー
ス１６への取付け固定座部分から逆Ｕ字状に屈曲形成さ
れた帯状片からなり、この長手方向は上記ワイヤ１４の
直状部分の長手方向とほぼ一致している。

【００６０】上記ホルダ２３は、バネ体２２の屈曲され
た片部の外面に取着されていて、支持部２３ａと、従動
プーリ１３の外周面と摺接する摺接部２３ｂが一体に連
設されてなり、上記角度センサＳは支持部２３ａに支持
される。

【００６１】上記支持部２３ａは、断面Ｌ字状に形成さ
れ、その垂直片部が上記バネ体２２に取付けられ、水平
片部上に上記角度センサＳを支持する。なお、この水平
片部における角度センサＳの取付け方向は、従動プーリ
１３の接線と同一の方向に設定される。

【００６２】上記摺接部２３ｂは、水平片部の先端に一
体に突設されていて、平面視でＶ字状に形成される。そ
して、上記バネ体２２の弾性付勢力を受けて、その両端
尖鋭部が従動プーリ１３の外周面に弾性的に当接してい
る。

【００６３】すなわち、ホルダ２３の摺接部２３ｂは、
バネ体２２によって従動プーリ１３の接線方向とは直交
する方向である、従動プーリ１３の軸心Ｏに向って弾性
的に押圧付勢される。その両端尖鋭部が従動プーリ１３
の外周面に当接しているので、従動プーリの回転にとも
なう摩擦抵抗がごく少なくてすむ。

【００６４】上記角度センサＳは、従動プーリ１３外周
面に対し所定間隙を存してホルダ２３に支持されるよう
になっている。角度センサＳが磁気方式である場合に
は、従動プーリ１３と角度センサＳとの間隔を５０μm
程度に離間保持し、光学式の角度検出センサである場合
には、従動プーリ１３と角度センサＳとの間隔を１００
μm 程度に離間保持するとよい。

【００６５】このようにして構成される超音波プローブ
であり、医師は、操作部２に二段重ねに設けられるノブ
ａ，ｂを回動操作して、上記湾曲部７とトランスデュー
サ８の角度を適宜調整する。

【００６６】駆動モータ１２は駆動プーリ１１を指示方
向に回転駆動し、ワイヤ１４が無端走行して従動プーリ
２３を回転せしめる。従動プーリ２３と一体のトランス
デューサ８が回転して、回転角度毎に超音波ビームを発
振する。

【００６７】トランスデューサ８から発生する超音波ビ
ームは一平面に沿った広がりとなり、診断対象部位に到
達して反射し、その反射信号をトランスデューサ８が捉
える。コネクタ部４はトランスデューサ８の信号を超音
波診断装置本体５に取り込む。本体５のモニタには、診
断対象部位の超音波断層像が映し出される。回転角度毎
の断層像を集積することにより、精度の高い３次元画像
が得られ、医師の診断がなされる。

【００６８】一方、従動プーリ１３の回転角度を角度セ
ンサＳが検知して、その検知信号を制御回路２６へ送
る。なお説明すれば、従動プーリ１３の外周面に形成さ
れた角度パターンＰを角度センサＳが読み取る。角度パ
ターンＰは１°づつ刻み込まれたものであり、従動プー
リ１３の回転角度が詳細に読み取られ、その検知信号を
制御回路２６へ送る。

【００６９】上記制御回路２６は、角度センサＳが読み
取った角度パターンＰと操作信号とを比較し、判断して
駆動モータ１２へ駆動信号を送る。駆動モータ１２は正
逆回転駆動制御され、駆動プーリ１１とワイヤ１４を介
して従動プーリ１３を駆動して、トランスデューサ８の
位置決め設定をなす。

【００７０】つぎに、具体的な駆動制御を、図６のフロ
ーチャートから説明する。

【００７１】ステップＳ1 において、制御回路２６に目
標値Ａが設定入力され、ステップＳ2 においてｔ＝０の
初期条件が設定される。ついて、ステップＳ3 に移っ
て、角度センサＳから送られる検出信号が入力される。

【００７２】さらに、ステップＳ4 で目標値Ａと検出値
Ｂとが比較される。すなわち、両者の差の絶対値が位置
決め許容誤差δよりも小であるか否かを判断し、両者の
差の絶対値が位置決め許容誤差δより大（Ｎｏ）であれ
ば、ステップＳ5 に移ってｔ＝０のリセットをなし、さ
らにステップＳ6 で両者の差である偏差ｈが０以上であ
るか、否かを判断する。

【００７３】偏差ｈが０以上あれば、ステップＳ7 に移
って駆動モータ１２に正転駆動信号を送り、正転駆動を
なす。偏差ｈが０以下であれば、ステップＳ8 を選択し
て駆動モータ１２に逆転駆動信号を送り、逆転駆動をな
す。

【００７４】このようにして、目標値Ａと角度センサＳ
の検出値Ｂとの差が位置決め許容誤差δの範囲以上あれ
ば、駆動モータ１２を正逆いずれかに駆動して位置決め
誤差を補正する。

【００７５】ステップＳ4 で両者の差が許容誤差δの範
囲内に納まった状態（Ｙｅｓ）になったときは、ステッ
プＳ9 に移って駆動モータ１２を停止する。そして、ス
テップＳ10で判定時間Ｔの間に角度検出を続け、判定時
間Ｔ以内（Ｎｏ）であればステップＳ11に移って所定時
間Δｔだけ動作時間を継続する。一方、判定時間Ｔを越
えれば（Ｙｅｓ）位置決めを終了する。

【００７６】なお、従動プーリ１３は軸承具１８を介し
てケース１６に支持されるところから、回転にともなっ
てある程度の位置変動が生じることは避けられない。し
かるに、角度センサＳと角度パターンＰが形成された従
動プーリ１３との間隔を、たとえば０．１mm以下に保持
しなければ、角度センサＳの検出精度が低下してしま
う。

【００７７】本発明においては、角度センサＳを支持す
るホルダ２３とバネ体２４との作用によって、従動プー
リ１３がどのように位置変動しても、角度センサＳは従
動プーリ１３に正確に追従して位置変動し、互いの間隔
が変更されることはない。

【００７８】すなわち、従動プーリ１３に対する角度セ
ンサＳの位置を、当初の設定条件を変更することなく、
常に正確に保持する。したがって、角度センサＳは常に
高い検出精度を保持する。

【００７９】そして、角度センサＳを保持するホルダ２
３は、バネ体２２の弾性力を受けて従動プーリ１３の軸
心Ｏ方向に弾性的に押圧付勢されるところから、従動プ
ーリの回転にともなって、この周方向に位置ずれ（横ぶ
れ）することがない。

【００８０】しかも、従動プーリ１３に摺接するホルダ
２３の摺接部２３ｂはＶ字状に形成されていて、その両
端尖鋭部がプーリ周面に摺接するので、可能な限り摩擦
抵抗が低減される。

【００８１】図７に示すような、間隙保持手段２０Ａで
あってもよい。この間隙保持手段２０Ａは、バネ体２２
Ａとホルダ２３Ａとから構成されている。

【００８２】バネ体２２Ａはケース１６に取付けねじ２
１をもって螺着される取付け座から垂直方向に折り曲げ
られ、さらにこの端部は平面視で円弧状に曲成される。
そして、円弧状端部は従動プーリ１３の接線方向と平行
な直状部となっていて、ここに上記ホルダ２３Ａが接着
など適宜な手段をもって取付けられる。

【００８３】ホルダ２３Ａは、回転角度検出手段である
角度センサＳを支持する支持部２３ｃと、従動プーリ１
３の外周面と摺接する摺接部２３ｄが一体に設けられ
る。

【００８４】上記支持部２３ｃは、断面Ｌ字状に形成さ
れ、その垂直片部がバネ体２２Ａに取付けられ、水平片
部上に角度センサＳが支持される。この水平片部におけ
る角度センサＳの取付け方向は、従動プーリ１３の接線
と同一の方向である。

【００８５】上記摺接部２３ｄは、水平片部の先端に一
体に突設されていて、平面視でＶ字状に形成される。そ
して、バネ体２２Ａの弾性付勢力を受けて、その両端尖
鋭部が従動プーリ１３の外周面に当接している。

【００８６】このような間隔保持手段２０Ａであって
も、従動プーリ１３が位置変動すれば、角度センサＳも
倣って変動をなし、従動プーリ１３と角度センサＳとの
間隙が常に同一に保持され、角度センサの検出精度が高
い状態を得られる。

【００８７】なお、いずれの実施の形態においても、ホ
ルダ２３，２３Ａを構成する摺接部２３ｂ，２３ｄをＶ
字状に形成したが、これに限定されるものではない。

【００８８】たとえば、図８に示すホルダ２３Ｂのよう
に、支持部２３ｅを横断面凹字状に形成し、この三方を
囲繞された空間部に角度センサＳを収納保持する。この
両側に突出する片部は、その先端部が半円状に形成され
ていて、従動プーリ１３の周面に摺接する摺接部２３ｆ
となる。したがって、先に説明した摺接部２３ｂ，２３
ｄと同様、従動プーリ１３に対する摩擦抵抗が小さくて
すむ。

【００８９】図９のホルダ２３Ｃのように、支持部２３
ｇの下端両側に設けられるローラである摺接部２３ｈで
あってもよい。当然、上記ローラ２３ｈは回転自在に枢
支されていて、従動プーリ１３に転接状態となる。した
がって、先に説明したもの以上に従動プーリ１３に対す
る摩擦抵抗が小さくてすむ。

【００９０】また、いずれの形態においても、摺接部２
３ｂ，２３ｄ，２３ｆ，２３ｈは、その表面をたとえば
テフロンコーティングなど摺動性に優れた素材で表面処
理をなすことにより、さらに従動プーリ１３との摩擦抵
抗の減少を図れる。

【００９１】図１０に示すような、間隙保持手段３０を
採用してもよい。

【００９２】図中３１は、従動プーリであって、駆動プ
ーリ１１との間にワイヤ１４が無端走行自在に掛け渡さ
れ、ワイヤ駆動機構３２が構成される。この従動プーリ
３１には、超音波振動子を備えたトランスデューサ８が
一体に連設される。

【００９３】上記従動プーリ３１の周面は、必要な角度
分解能を満足するよう、所定のピッチで着磁されてい
る。さらに、従動プーリ３１の周面は、高滑性素材であ
る薄膜体、たとえばポリイミド系の樹脂テープ３３が均
一に巻装される。このテープ３３の肉厚は、着磁面の保
磁力にもよるが、たとえば３０μm は必要である。

【００９４】３４は回転角度検出手段である磁気抵抗素
子（一般に、ＭＲ素子と呼ばれる）であり、バネ体３５
によって弾性的に押圧付勢され、上記樹脂テープ３３に
当接状態にある。

【００９５】上記バネ体３５は、Ｌ字状に形成されるホ
ルダ３６の垂直片部と、上記磁気抵抗素子３４との間に
介在される。ホルダ３６の水平片部はケース３７に取付
け固定される。

【００９６】しかして、従動プーリ３１の真円度と、図
示しない軸受けの偏心による振れがあっても、磁気抵抗
素子３４はバネ体３５の弾性力の作用で、従動プーリの
位置変動に倣って位置変動をなす。

【００９７】磁気抵抗素子３４と従動プーリ３１の着磁
面との間隙は、樹脂テープ３３の膜厚そのものとなっ
て、常に一定に保持される。したがって、従動プーリ３
１の回転にともなう磁気抵抗素子３４からの出力電圧の
低下を抑制でき、正確な角度検出が可能となる。

【００９８】さらに、ポリイミド系の樹脂テープ３３
が、従動プーリ３１と磁気抵抗素子３４の２つの物体の
間の低摩耗化をなすとともに、着磁面の破壊や摩耗を回
避することができる。

【００９９】このときバネ体３５の押し付け力は、１０
ｇｆ以下とし、２つの物体の間の摩擦力を極力低減す
る。その一方で、従動プーリ３１の回転にともなう測定
ポイントでの相対速度によって、磁気抵抗素子に「跳び
跳ね」現象が生じない押し付け力を実現している。

【０１００】なお、薄膜体３３として、上記ポリイミド
系の樹脂テープに限定されない。たとえば、テフロン系
の樹脂テープであっても低摩耗を実現できる。

【０１０１】また、あらかじめ着磁されたプーリ周面に
対して、スパッタなどの薄膜形成手段により炭素系の薄
膜を着磁面に形成することにより、同様の作用効果を得
られる。

【０１０２】図１１ないし図１８は、第３の発明および
第４の発明を示す。

【０１０３】図１１に示すように、正逆回転駆動される
駆動モータ１２に駆動プーリ１１を連結し、この駆動プ
ーリ１１と従動プーリ１３との間にワイヤ１４を無端走
行自在に掛け渡し、従動プーリ１３をワイヤ駆動して先
端部９を湾曲操作する超音波プローブであり、ワイヤ１
４の中途部にはワイヤ経路長の変化を吸収する吸収機構
１５Ａ，１５Ｂを備えている。

【０１０４】そして、従動プーリ１３に対向して、先に
説明したトランスデューサ８の回転角度を検出する手段
である角度センサＳを備えるとともに、ここでは新た
に、駆動プーリ１１と従動プーリ１３間のバックラッシ
ュや時間遅れに影響されることなく従動プーリ１３の位
置を保持する保持手段Ｍと、仮に位置決め誤差が生じた
ときに従動プーリ１３の位置補正をなす補正手段Ｎを備
えている。

【０１０５】これら保持手段Ｍと補正手段Ｎは、上記角
度センサＳおよび駆動モータ１２とともに制御回路４０
に電気的に接続されている。

【０１０６】上記保持手段Ｍと補正手段Ｎは、具体的に
は図１２に示すようになっている。すなわち、断面矩形
状であり、所定長さの基部４１の先端には、基部と同一
断面形状で、かつ長尺の、たとえば銅材からなアーム４
２が設けられている。このアーム４２は、上記従動プー
リ１３の軸心に向かって延出されており、したがってア
ームの中心軸は従動プーリの接線方向と直交する。

【０１０７】上記アーム４２の一側面に対して屈曲用圧
電素子４３が接着される。これらアーム４２と屈曲用圧
電素子４３とで回動変位部材、すなわち補正手段Ｎが構
成されている。上記屈曲用圧電素子４３は、先に説明し
た制御回路４０に電気的に接続される。

【０１０８】上記屈曲用圧電素子４３が励磁されると、
アーム４２に取着された状態のまま伸張する。したがっ
て、圧電素子４３とアーム４２との間に応力の不釣合い
が生じて、圧電素子はアームの一側面を伸張する。上記
アーム４２は軸線方向に変位を生じて、従動プーリ１３
の周方向に屈曲変形するようになっている。

【０１０９】なお、上記屈曲用圧電素子４３は、アーム
４２の一側面のみに取着するばかりでなく、たとえばア
ームの両側面に取着して、それぞれ極性の反転した電圧
を印加するようにしてもよい。これにより、一枚当たり
の屈曲用圧電素子４３の負荷を軽減でき、高寿命化に寄
与できる。

【０１１０】また、上記アーム４２は銅材を用いたが、
これに限定されるものではなく、いわゆるヤング率が低
く、大きな屈曲変位が得られる素材、たとえば真鍮材や
アルミニュウム材であってもよい。

【０１１１】上記アーム４２の先端部には、アームと同
一断面形状の伸縮用圧電素子４４が取着されていて、さ
らにこの圧電素子の先端部にはこれらと同一断面形状
で、かつ摩擦係数の大なる材料、たとえばゴム材からな
るブレーキパッド４５が取着される。

【０１１２】すなわち、伸縮用圧電素子４４は駆動手段
をなし、これら伸縮用圧電素子４４とブレーキパッド４
５とで上記保持手段Ｍが構成される。上記伸縮用圧電素
子４４は、単層型であっても積層型であってもよく、い
ずれにしても上記制御回路４０に電気的に接続されてい
ることは言うまでもない。

【０１１３】上記伸縮用圧電素子４４が励磁されると伸
張し、この先端部に設けられるブレーキパッド４５が従
動プーリ１３周壁に接触する。消磁されれば、ブレーキ
パッド４５は従動プーリ１３から離間するようになって
いる。また、上記屈曲用圧電素子４４が励磁されアーム
４２が屈曲変形するのにともなって、これらと同一方向
へ一体となって向くことになる。

【０１１４】このようにして構成される超音波プローブ
であって、先端部９に備えた角度センサＳによって従動
プーリ１３に形成される角度パターンＰを検出し、駆動
モータ１２を制御してトランスデューサ８を高精度な位
置決めをなす。

【０１１５】そして、トランスデューサ８の位置が所定
の位置決め許容誤差よりも大きい場合は、駆動モータ１
２を正逆回転駆動制御して、位置決め許容誤差の範囲に
納める。この許容誤差の範囲に納まった時点で、保持手
段Ｍを作動する。

【０１１６】すなわち、伸縮用圧電素子４４を励磁して
伸張させ、ブレーキパッド４５を従動プーリ１３に圧接
させ、従動プーリ１３の位置を保持する。たとえ従動プ
ーリ１３の枢支構造からくるガタなどがあっても、ブレ
ーキパッド４５によってその位置が保持され、上記角度
センサＳが検出した位置に速やかに、かつ高精度の位置
決めがなされる。

【０１１７】また、仮に従動プーリ１３に位置決め誤差
が生じた場合には、図１３に順次示すように、従動プー
リ１３に対する位置補正をなすため、上記保持手段Ｍと
ともに上記補正手段Ｎを作用させる。

【０１１８】すなわち、同図（Ａ）では従動プーリ１３
が回転している状態であり、したがって保持手段Ｍを構
成するブレーキパッド４５は従動プーリ１３周壁と所定
の間隙を存して対向している。

【０１１９】上記制御回路４０から補正信号が入ると、
同図（Ｂ）に示すように、伸張用圧電素子４４が励磁さ
れて伸張し、先端のブレーキパッド４５が従動プーリ１
３の周壁に当接して、従動プーリ１３の位置を保持す
る。

【０１２０】ついで、同図（Ｃ）に示すように、屈曲用
圧電素子４３が励磁されてアーム４３が従動プーリ１３
の周方向に屈曲変形をなす。このときも従動プーリ１３
にブレーキパッド４５が接触した状態が継続されている
ので、ブレーキパッド４５は従動プーリ１３をアーム４
２の屈曲分だけ回動変位させる。

【０１２１】そして、同図（Ｄ）に示すように、伸縮用
圧電素子４４が消磁されて収縮化し、ブレーキパッド４
５は従動プーリ１３から離間する。そのあと、屈曲用圧
電素子４３が消磁され、同図（Ａ）の状態に戻ってアー
ム４２は直状状態になる。

【０１２２】すなわち、ブレーキパッド４５は従動プー
リ１３周壁と所定の間隙を存して対向し、それ以降は以
上説明した作用を繰り返して従動プーリ１３をアーム４
２の屈曲分だけ繰り返して回動し、従動プーリ１３であ
るトランスデューサ８の位置補正を行う。

【０１２３】つぎに、トランスデューサ８の位置補正を
なすにあたって、その制御フローチャートを図１４にも
とづいて説明する。

【０１２４】ステップＴ1 において、制御回路４０に目
標値Ａを設定入力し、ステップＴ2において角度センサ
Ｓから送られ角度パターンＰの検出値Ｂ信号を入力す
る。ステップＴ3 に移って、目標値Ａと角度センサＳの
検出値Ｂとを比較する。

【０１２５】ここで、両者の差（Ａ−Ｂ）の絶対値が、
位置決め許容誤差δよりも小であるか否かを判断し、こ
の差が位置決め許容誤差δより大（Ｎｏ）であれば、ス
テップＴ4 に移る。

【０１２６】両者の差である偏差ｈが０以上であるか、
否かを判断し、偏差ｈが０以上であれば、ステップＴ5
に移って上記駆動モータ１２に正転駆動信号を送り、正
転駆動をなす。偏差ｈが０以下であれば、ステップＴ6
を選択してモータ１２に逆転駆動信号を送り、逆転駆動
をなす。

【０１２７】このようにして、目標値Ａと角度センサＳ
の検出値Ｂとの差が位置決め許容誤差δの範囲以上あれ
ば、モータ１２を正逆いずれかに駆動して従動プーリ１
３の位置決め誤差を補正する。

【０１２８】上記ステップＴ4 で両者の差が許容誤差δ
の範囲内に納まった状態（Ｙｅｓ）になったときは、ス
テップＴ7 に移って保持手段Ｍの伸縮用圧電素子４４を
励磁して、従動プーリ１３をその位置で保持するととも
にモータ１２の駆動を停止する。

【０１２９】そして、ステップＴ8 に移って再び角度セ
ンサＳで角度パターンＰの角度を読み取り、ステップＴ
9 においてその位置が許容誤差δの範囲内にあるか否か
を確認する。

【０１３０】保持手段Ｍが作動する直前の角度センサＳ
の検出作用と、実際に保持手段Ｍが作動する間のタイム
ラグにより、目標値Ａと検出値Ｂとの差が許容誤差δの
範囲を越えてしまった場合（Ｎｏ）には、ステップＴ10
に移って偏差ｈ（＝Ａ−Ｂ）から補正電圧Ｖを求める。

【０１３１】つぎに、ステップＴ11において保持手段Ｍ
とともに補正手段Ｎを作動する。すなわち、伸縮用圧電
素子４４とともに屈曲用圧電素子４３を励磁する。先に
図１３で説明したように上記アーム４２を屈曲変形させ
て従動プーリ１３の位置、すなわちトランスデューサ８
の位置を補正する。

【０１３２】その結果を、ステップＴ8 に戻って角度セ
ンサＳが検出し、ステップＴ9 において再び目標値Ａと
検出値Ｂとの差が許容誤差δの範囲以内となるまで、以
上の位置補正を継続する。

【０１３３】ステップＴ9 において、目標値Ａと検出値
Ｂとの差が許容誤差δの範囲以内であることを確認（Ｙ
ｅｓ）したら、従動プーリ１３であるトランスデューサ
８の位置決め補正が終了することとなる。

【０１３４】なお、上記保持手段Ｍは、伸縮用圧電素子
４４と、ブレーキパッド４５とを直列的に連結して構成
したが、これに限定されるものではなく、以下のように
変形してもよい。

【０１３５】たとえば、図１５に示すような保持手段Ｍ
ａであってもよい。すなわち、従動プーリ１３の底部を
凹陥形状とし、支持アーム４２ａは従動プーリ１３の底
部と所定の間隙を存して凹陥部１３ａの下部側に延出さ
れ、かつ凹陥部１３ａ周面と対向するよう立設される。

【０１３６】この立設面にはブレーキパッド４５が取着
されていて、凹陥部１３ａ周面とは狭小の間隙を存して
対向する。また、支持アーム４２ａの中途部には伸縮用
圧電素子４４が設けられていて、励磁されると収縮し
て、上記ブレーキパッド４４を従動プーリ凹陥部１３ａ
内面に圧接し、従動プーリ１３の位置を保持する。

【０１３７】また、図１６に示すような保持手段Ｍｂで
あってもよい。従動プーリ１３の底部を凹陥形状にする
ことは同様である。ここでは凹陥部１３の内周面と外周
面とを挟んで支持アーム４２ｂに立設部が設けられ、そ
れぞれにブレーキパッド４５ａ，４５ｂが取着されて、
凹陥部１３の内，外周面と狭小の間隙を存して対向す
る。

【０１３８】この支持アーム４２ｂの各ブレーキパッド
４５ａ，４５ｂ相互間と対向する位置に第１の伸縮用圧
電素子４４ａが設けられ、この圧電素子と凹陥部１３ａ
外周面と対向するブレーキパッド４５ｂの位置を介して
第２の伸縮用圧電素子４４ｂを備えてなる。

【０１３９】従動プーリ１３ｂの位置を保持する場合
は、第１の伸縮用圧電素子４４ａを収縮させ、第２の伸
縮用圧電素子４４ｂを伸張することにより、一対のブレ
ーキパッド４５ａ，４５ｂは従動プーリ凹陥部１３ａの
内外周面を挟持圧接し、制動効果を得る。

【０１４０】なお、このような構成では、従動プーリ１
３に取付けた上記トランスデューサ８が圧縮応力を受け
ないよう、第１の伸縮用圧電素子４４ａの収縮量を第２
の圧電素子４４ｂの伸張量以下とすることが望ましい。

【０１４１】また、図１７に示すような、保持手段Ｍｃ
と補正手段Ｎａであってもよい。ここでは、基部４１に
設けられ連結される断面矩形状のアーム４２ｃが従動プ
ーリ１３の底部面と平行に延出される。

【０１４２】このアーム４２ｃの先端部上面にブレーキ
パッド４５が取着される。このブレーキパッド４５の厚
さは、従動プーリ１３底部面と所定の間隙を存するよう
設定される。

【０１４３】また、ブレーキパッド４５と基部４１との
間のアーム４２ｃの上面に伸縮用圧電素子４４ｃが取着
され、上記ブレーキパッドとともに保持手段Ｍｃが構成
される。

【０１４４】ブレーキパッド４５と基部４１との間のア
ーム４２ｃの一側面には屈曲用圧電素子４３が取着さ
れ、アーム４２ｃとともに補正手段Ｎａが構成される。

【０１４５】この場合は、従動プーリ１３の位置を保持
するのに、伸張用圧電素子４４ｃを収縮させてアーム４
２ｃ端部を上方に屈曲変形させる。したがって、ブレー
キパッド４５が上記従動プーリ１３の底部面に圧接す
る。

【０１４６】補正手段Ｎａは、屈曲用圧電素子４３が励
磁されることによってアーム４２ｃの屈曲変形をなし、
よって従動プーリ１３に圧接するブレーキパッド４５と
ともに従動プーリの位置補正をなす。

【０１４７】さらに、図１８に示すような、保持手段Ｍ
ｄと補正手段Ｎｂであってもよい。ここでは、基部４１
に設けられ連結される断面矩形状のアーム４２ｄが従動
プーリ１３の周面に沿い、かつこの接線と平行に延出さ
れる。

【０１４８】このアーム４２ｄの先端部側面である従動
プーリ１３周面との対向面にブレーキパッド４５が取着
される。このブレーキパッド４５の厚さは、従動プーリ
１３底部面と所定の間隙を存するよう設定される。

【０１４９】上記アーム４２ｄには、ブレーキパッド４
５の取着部分位置で伸縮用圧電素子４４ｄが介在され、
上記アーム４２ｄとともに補正手段Ｎｂが構成される。

【０１５０】また、伸縮用圧電素子４４ｄと基部４１と
の間のアーム４２ｄにおいて、従動プーリ１３とは反対
側の側面に屈曲用圧電素子４３ａが取着され、ブレーキ
パッド４５とともに保持手段Ｍｄが構成される。

【０１５１】この場合は、従動プーリ１３の位置を保持
するのに、屈曲用圧電素子４３ａを屈曲させてアーム４
２ｄを屈曲変形させる。したがって、ブレーキパッド４
５が上記従動プーリ１３の底部面に圧接する。

【０１５２】補正手段Ｎａは、伸張用圧電素子４４ｄが
励磁されることによってアーム４２ｄ端部を伸張させ、
よって従動プーリ１３に圧接するブレーキパッド４５と
ともに従動プーリの位置補正をなす。

【０１５３】なお、上記保持手段Ｍおよび補正手段Ｎと
もに圧電素子を用いているが、これに限定されるもので
はなく、形状記憶合金や磁歪素子を用いることでも同様
の機能が実現できる。

【０１５４】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１ないし請求
項４の第１の発明によれば、トランスデューサと一体に
連結されたプーリに位置変動があっても、プーリと回転
角度検出手段との間隙を常に一定に保持し、トランスデ
ューサの回転角度の検出精度向上化を得るという効果を
奏する。

【０１５５】請求項５ないし請求項７の第２の発明によ
れば、トランスデューサと一体のプーリに位置変動があ
っても、プーリの周面に形成される薄膜体に回転角度検
出手段が常に摺接し、プーリと回転角度検出手段との間
隙は薄膜体の厚みそのものとなり、回転角度検出手段の
検出精度を高く保持できる。

【０１５６】請求項８ないし請求項１０の第３の発明に
よれば、トランスデューサと一体に連結されたプーリを
ワイヤ駆動する方式であることを前提として、トランス
デューサの回転角度の検出信号にもとづいて、トランス
デューサの位置決めを確実になし、プーリ相互間のバッ
クラッシュや時間遅れに影響されることなく位置決め精
度の向上化を図れる効果を奏する。

【０１５７】請求項１１ないし請求項１３の第４の発明
によれば、トランスデューサと一体に連結されたプーリ
をワイヤ駆動する方式であることを前提として、トラン
スデューサの回転角度の検出信号にもとづいて、プーリ
相互間のバックラッシュや時間遅れに影響されることな
く位置決め精度の向上化を得るとともに、仮に位置決め
誤差があっても、確実に位置補正をなすという効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１，第２の発明の一実施の形態を示す、超音
波プローブの概略の構成図。

【図２】同実施の形態の、操作部の正面図。

【図３】同実施の形態の、超音波プローブにおけるワイ
ヤ駆動機構の斜視図。

【図４】同実施の形態の、超音波プローブの構成を概略
的に示す図。

【図５】（Ａ）は、同実施の形態を示す、回転角度検出
手段の支持構造の平面図。（Ｂ）は、その側面図。

【図６】同実施の形態の、超音波プローブの制御フロー
チャート図。

【図７】（Ａ）は、他の実施の形態を示す、回転角度検
出手段の支持構造の平面図。（Ｂ）は、その側面図。

【図８】さらに他の実施の形態を示す、回転角度検出手
段の支持構造の平面図。

【図９】さらに他の実施の形態を示す、回転角度検出手
段の支持構造の斜視図。

【図１０】さらに他の実施の形態を示す、回転角度検出
手段の概略の構成図。

【図１１】第３，第４の発明の一実施の形態を示す、超
音波プローブの構成を概略的に示す図。

【図１２】同実施の形態の、保持手段と補正手段の具体
的な斜視図。

【図１３】（Ａ）ないし（Ｄ）は、同実施の形態の、保
持手段と補正手段の作用を順に説明する図。

【図１４】同実施の形態の、超音波プローブの制御フロ
ーチャート図。

【図１５】他の実施の形態の、保持手段の縦断面図。

【図１６】さらに他の実施の形態の、保持手段の縦断面
図。

【図１７】さらに他の実施の形態の、補正手段の斜視
図。

【図１８】さらに他の実施の形態の、補正手段の斜視
図。

【図１９】一般的な超音波プローブの先端部の斜視図。

【図２０】（Ａ）は、従来の、トランスデューサ回転駆
動を説明する図。（Ｂ）は、さらに異なる従来の、トラ
ンスデューサ回転駆動を説明する図。

【図２１】従来の、回転角度検出手段の配置構造の斜視
図。

【図２２】さらに異なる従来の、回転角度検出手段の配
置構造の斜視図。

【符号の説明】

１…導中部、２…操作部、８…トランスデューサ、１３…従動プーリ、１０…ワイヤ駆動機構、Ｐ…角度パターン、Ｓ…角度センサ、２０…間隙保持手段、２３…ホルダ、２２…バネ体、２３ｈ…ローラ、３３…樹脂テープ、３４…磁気抵抗素子、３５…押圧手段（押さえバネ）、Ｍ…保持手段、４５…ブレーキパッド、４４…伸縮用圧電素子、２６…制御回路、Ｎ…補正手段、４３…屈曲用圧電素子、４０…制御回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】体腔内に挿入される導中部と、この導中部
の手元側に接続される操作部と、上記導中部の先端側に
設けられ超音波ビームを平面内で走査するトランスデュ
ーサとを具備した超音波プローブにおいて、上記トランスデューサに一体に連結されるプーリを備
え、このプーリとともにトランスデューサを回転駆動す
るワイヤ駆動機構と、上記プーリの外周面に形成される角度パターンと、プーリ外周面に形成される上記角度パターンからトラン
スデューサの回転角度を読み取る回転角度検出手段と、プーリ外周面に弾性的に摺接するとともに、上記回転角
度検出手段を支持し、プーリの位置変動に倣って回転角
度検出手段を位置変動させ、プーリ外周面と回転角度検
出手段との間隙を保持する間隙保持手段とを具備したこ
とを特徴とする超音波プローブ。
【請求項２】請求項１の超音波プローブにおいて、上記
間隙保持手段は、上記回転角度検出手段をプーリの接線
方向に沿い、かつ間隙を存して支持するホルダと、この
ホルダをプーリの回転中心方向に弾性的に押圧してプー
リ外周面に摺接させるバネ体とを具備したことを特徴と
する超音波プローブ。
【請求項３】請求項２の超音波プローブにおいて、上記
ホルダは、上記プーリ外周面に転接する回転自在なロー
ラを備えたことを特徴とする超音波プローブ。
【請求項４】請求項２の超音波プローブにおいて、上記
ホルダの上記プーリ外周面との摺接面は、摺動性に優れ
た素材で表面処理がなされたことを特徴とする超音波プ
ローブ。
【請求項５】体腔内に挿入される導中部と、この導中部
の手元側に接続される操作部と、上記導中部の先端側に
設けられ超音波ビームを平面内で走査するトランスデュ
ーサとを具備した超音波プローブにおいて、上記トランスデューサに一体に連結され、その周面が着
磁されたプーリを備え、このプーリとともにトランスデ
ューサを回転駆動するワイヤ駆動機構と、上記プーリの外周面を覆う高滑性素材の薄膜体と、上記プーリの回転からトランスデューサの回転角度を読
み取る回転角度検出手段と、この回転角度検出手段を支持するとともに、上記薄膜体
に対して弾性的に摺接させ、薄膜体の膜厚をもってプー
リと回転角度検出手段との間隙を保持し、かつプーリの
位置変動に倣って回転角度検出手段を位置変動させる押
圧手段とを具備したことを特徴とする超音波プローブ。
【請求項６】請求項５の超音波プローブにおいて、上記
薄膜体は、ポリイミド系の樹脂テープであることを特徴
とする超音波プローブ。
【請求項７】請求項５の超音波プローブにおいて、上記
薄膜体は、スパッタなどの薄膜形成手段によって形成さ
れる非磁性層であることを特徴とする超音波プローブ。
【請求項８】体腔内に挿入される導中部と、この導中部
の手元側に接続される操作部と、上記導中部の先端側に
設けられ超音波ビームを平面内で走査するトランスデュ
ーサとを具備した超音波プローブにおいて、上記トランスデューサに一体に連結されるプーリを備
え、このプーリとともにトランスデューサを回転駆動す
るワイヤ駆動機構と、上記プーリの外周面に形成される角度パターンと、プーリ外周面に形成される上記角度パターンからトラン
スデューサの回転角度を読み取る回転角度検出手段と、この回転角度検出手段によるトランスデューサの回転角
度読取り検出の信号に応じて、上記プーリを位置決め保
持する保持手段とを具備したことを特徴とする超音波プ
ローブ。
【請求項９】請求項８の超音波プローブにおいて、上記
保持手段は、上記プーリに対向して配置されるブレーキ
パッドと、このブレーキパッドに連結されブレーキパッ
ドをプーリに接離自在に駆動する駆動手段とを具備した
ことを特徴とする超音波プローブ。
【請求項１０】請求項８の超音波プローブにおいて、上
記保持手段は、上記プーリに対向して配置されるブレー
キパッドと、このブレーキパッドに連結されブレーキパ
ッドをプーリに接離自在に駆動する圧電素子を備え、この圧電素子は、上記回転角度検出手段によるトランス
デューサの回転角度読取り検出の信号に応じて励磁し、
かつ断電制御して伸縮駆動する制御手段によって制御さ
れることを具備したことを特徴とする超音波プローブ。
【請求項１１】体腔内に挿入される導中部と、この導中
部の手元側に接続される操作部と、上記導中部の先端側
に設けられ超音波ビームを平面内で走査するトランスデ
ューサとを具備した超音波プローブにおいて、上記トランスデューサに一体に連結されるプーリを備
え、このプーリとともにトランスデューサを回転駆動す
るワイヤ駆動機構と、上記プーリの外周面に形成される角度パターンと、プーリ外周面に形成される上記角度パターンからトラン
スデューサの回転角度を読み取る回転角度検出手段と、この回転角度検出手段によるトランスデューサの回転角
度読取り検出の信号に応じて、上記プーリを位置決め保
持する保持手段と、この保持手段によるプーリの位置決め保持の状態で、プ
ーリの位置決め誤差を補正する補正手段とを具備したこ
とを特徴とする超音波プローブ。
【請求項１２】請求項１１の超音波プローブにおいて、
上記補正手段は、保持手段を構成する圧電素子に連結さ
れ、保持手段ごとプーリを周方向に所定角度づつ回動変
位する回動変位部材からなることを特徴とする超音波プ
ローブ。
【請求項１３】請求項１２の超音波プローブにおいて、
上記保持手段は、上記プーリに対向して配置されるブレ
ーキパッドと、このブレーキパッドに連結されブレーキ
パッドをプーリに接離自在に駆動する圧電素子とを備
え、上記補正手段は、保持手段を構成する上記圧電素子に連
結され、保持手段ごとプーリを周方向に所定角度づつ回
動変位する回動変位部材とを備え、上記保持手段の圧電素子および上記補正手段の回転変位
部材は、上記回転角度検出手段によるトランスデューサ
の回転角度読取り検出の信号に応じて励磁し、かつ断電
制御して伸縮および湾曲駆動する制御手段によって制御
されることを特徴とする超音波プローブ。