JPS62133900A - 超音波センサ用音響減衰材 - 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、超音波センサ用音容減衰材に係り、とくに超
音波探触子等の超音波センサに使用されている振動子を
保持するための背面材用素材として好適な導電性ある超
音波センサ用音響減衰材に関する。

〔従来の技術〕

超音波探触子等に使用されている振動子保持体としての
背面材は、その機能として、−Ｓに振動子の励振時には
当該励振を自由に行わせしめるとともに非励振時には該
振動子の自由振動を抑える性質、および振動子から伝播
してくる送信レベルの超音波を能率よく吸収減衰せしめ
る性質等を備えていることが必要とされている。即ち、
この背面材に必要とされるこれらの性質は、換言すると
、（イ）音響インピーダンスが超音波振動子の音響イン
ピーダンスに近い値を有し、これによって該振動子との
間の音響的整合を図り得るものであること、（ロ）超音
波の吸収・減衰が大きい部材であること、の二点に集約
される。

一方、かかる性質をすべて満足する部材を自然界で見い
出すのは困難であり、これがため、昨今においてはタン
グステン粉末をエポキシ樹脂で固めたもので成る電気抵
抗の比較的大きい値の複合部材が比較的多く使用されて
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、かかる従来例においては、信号電圧を振
動子に印加するためのリード線が、例えば第４図に示す
ように、背面材１の一部を切除することによって引き出
される構造となっていることから、その加工組立が面倒
でありζ又振動子２の一方の面に付着形成される電極面
にはハンダ等によってリード線２Ａを付着させなければ
ならず、従って振動子２の一部に振動状態を阻害する異
物が固着されることとなって当該振動子２の振動状態が
一部不規則となり、経時的には振動によってハンダ２Ｂ
が電極面から離脱する等の不都合が生じていた。

〔発明の目的〕

本発明は、かかる従来例の有する不都合を解消し、とく
に振動子に対する電極膜の付着加工を全く不要とし、こ
れによって超音波センサの生産性および耐久性の著しい
向上を図ることのできる超音波センサ川音ｇ減袋材を提
供することを、その目的とする。

（問題点を解決するための手段〕 そこで、本発明では、タングステン粉末をエポキシ樹脂
を用いて固形化せしめてなる超音波センサ川音ＷＭ袋材
において、前記タングステン粉末として平均粒度５μｍ
前後のものを使用するとともに、これに平均粒度１μｍ
以下の微少タングステン粉末の少量を混入せしめるとい
う構成を採り、これによって前記目的を達成しようとす
るものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を超音波センサの探触子について実施した
場合の一例を、第１図ないし第３図に基づいて説明する
。

これらの図において、１０は本体ケースを示し、１２は
コネクターを示す。前記本体ケース１０は、本実施例に
おいては下方が幾分太く形成された円筒状をなし、外周
面には滑り止め用の環状溝１０Ａが複数本形成されてい
る。

前記本体ケースＩＯ内には、同図の下方に幾分突出した
円筒状で金属製の支持部材１３が固着されている。そし
て、この円筒状支持部材１３の内側には、図に示す如く
下方から上方に向けて、ディスクプレート１４．振動子
１５および背面材１６が順次配設され固着されている。

この場合、前記振動子１５は、背面材１６の同図におけ
る下端面に固着され、同時に、前記筒状支持部材１３の
内側に配設された絶縁材からなる筒状保持体１８内に前
記背面材１６とともに収納・固着されている。そして、
この筒状保持体１８および前記振動子１５の第１図にお
ける下端面を保護するようにして導電性部材から成る前
記ディスクプレート１４が固着されている。

また、前記振動子１５は、本実施例では円盤状で音ゲイ
ンピーダンス（ρｃ）−約２１Ｘ１０ｂ（ｋｇ／ｒｔｒ
−ｓｅｃ〕のニオブ酸鉛系（ＰｂＮｂｚＯｈ）のものが
、とくにいづれの面にも電極用の薄膜が付着されない状
態のまま使用されている。

一方、前記背面材１６は、前述した如く振動子１５の非
励振時における自由振動を抑えるとともに、励振時に背
面材１６側へ伝播してくる超音波を吸収減衰せしめる必
要上より、超音波の減衰が大で且つ音客インピーダンス
（ρＣ）が前記振動子１５に近い値のものが選定される
。本実施例における背面材１６は、その素材として、ア
セトンで希釈したエポキシ樹脂をタングステン粉末に塗
布するとともにこれに適当量の無機質の粉末を混入して
練り合わせて成る複合導電性部材を使用し、これを所定
の形状に加工成型したものが使用されている。

ここで、前記タングステン粉末としては、本実施例では
主として平均粒度が５μｍのものが使用され、これに平
均粒度１μｍ前後のタングステン粉末が少量投入したも
のが使用され、これによって、タングステン粉末相互間
の密着性が向上され当該背面材１６の導電率が著しく大
きく設定されたものとなっている。第３図にその実験結
果の一例を示す。

また、１５Ａは前記背面材１６に埋設されたリード線を
示す。このリード線１５Ａは、前記振動子１５に背面材
１６を介して振動子励振用の信号電圧を印加するための
もので、具体的には、銀のより線からなる細線等が使用
され、前記背面材１６が固形化する前に図の如く埋設さ
れる。

このため、当該リード線１５Ａの装着作業には何らの熟
練を要せず、極く容易になし得ることができ、従って、
かかる点においてリード線１５Ａの取付は作業の歩留り
が著しく向上されたものとなっている。

さらに、前記背面材１６の第１図における上方にはエポ
キシ樹脂等の充填材２０が充填されている。

また、２１はアース側リード線を示し、２２は信号中継
用リード線を示す。前記アース側リード線２１は、前記
ディスクプレート１４の一端に固着された帯状の銀箔２
４を介して上方へ延設され、本体ケースを介して前記コ
ネクター１２のアース側に接続されている。また、前記
信号中継用リード線２２は、前記コネクター１２の信号
伝達部１２Ｂに接続されている。さらに、前記本体ケー
ス１０の内面側の上端部周囲には、シールド用の銅箔２
６が装着されている。２７は金属製の蓋を示す。

そして、前記コネクタ１２から振動子励振用の所定の信
号電圧が入力されると、この信号電圧は、前述したディ
スクプレート１４のアース電極作用に対応して前述した
リード線１５Ａおよび背面材１６を介して振動子１５の
一方の面金域に均一に印加される。このため背面材１６
が前記振動子１５の信号印加側の電極面として機能し、
これによって振動子１５は印加される信号電圧に励振さ
れ且つ同期して有効に振動を開始する。

この場合、振動子１５には、前述した従来例に示したよ
うなリード線用のハンダが付着されていないこと及び前
述したように励振用の信号電圧が振動子の両面に均一に
印加されることから、かかる点において従来例の有する
不都合が略完全に解消され、同時に耐久性が著しく増強
されたものとなっている。

なお、上記実施例において、タングステン粉末の粒度を
主に５μｍのものを使用する場合を例示したが、本発明
は必ずしもこれに限定するものではなく、それ以上のも
のであってもよい。又平均粒度１μｍのタングステン粉
末の少量を混入することとしたが、本発明は必ずしもこ
れに限定されず、例えば１μｍ以下の他の異なった粒度
のタングステン粉末もしくはその他の異なった部材の微
粉末を混入したものであっても良い。更に、無機質粉末
については必要に応じて混入されるものであり、特に混
入しなくてもよい。

更に、上記実施例では、リード線１５Ａを一本埋設する
場合を例示したが、所定の間隙をおいて複数本埋設する
とともに背面材１６の第１図における上面側にてこれら
複数本のリード線をひとまとめとし、前述した信号中継
用リード線２２を介してコネクター１２へ接続してもよ
い。また、前記リード線１５Ａの埋設端部（第１図の下
端部）は振動子１５に近接配置した場合のみを例示した
が、例えばこのリード線１５Ａの埋設端部には、水平方
向に比較的大きい間隔で張りめぐらした金属性微細線を
導通させてもよい。

また、上記実施例では振動子１５と背面材１６との間に
特に接着剤を使用しない場合を例示したが、本発明は、
必ずしもこれに限定されず、例えば導電性接着剤を使用
して振動子１５を背面材１６に接着する構成としてもよ
い。

更に又、上記実施例は、とくに超音波探傷用の探触子に
ついて例示したが、本発明は必ずしもこれに限定されず
、例えば医療用の超音波診断装置あるいは魚群探知器等
にもそっくりそのまま適用し得るものである。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明では、タングステン粉末をエポキ
シ樹脂を用いて固形化せしめてなる超音波センサ用音響
減衰材において、前記タングステン粉末として平均粒度
５μｍ前後のものを使用するとともに、これに平均粒度
１μｍ以下の微少タングステン粉末の少量を混入せしめ
るという構成を採用したので、これによると音響インピ
ーダンスが超音波振動子の音響インピーダンスに近い値
を有し且つ超音波の減衰の比較的大きい値を有するばか
りでなく、導電性の大きい超音波センサ用音響減衰材を
得ることができ、従って、これを超音波センサの振動子
保持体としての背面材として使用すると、この背面材を
振動子の電極として使用することができるためリード線
を振動子の電極面からとり出すという難作業が全く不要
となり、従って超音波センサの生産性を著しく向上せし
めることができ、且つ超音波センサ自体の耐久性向上も
図り得るという従来にない優れた超音波センサ用音響減
衰材を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を使用した超音波センサを示
す断面図、第２図は第１図の正面図、第３図は本発明に
係る一実施例の特性を示す線図、第４図は従来例を示す
説明図である。 １５・・・・・・超音波センサの主要部をなす超音波振
動子、１６・・・・・・超音波センサ用減衰材を使用し
た背面材。 特許出願人　　株式会社　東　京　計　８第　ｌ　図　
　　　　　１１￥１１舌液セン寸用第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）タングステン粉末をエポキシ樹脂を用いて固形化
   せしめてなる超音波センサ用音響減衰材において、 前記タングステン粉末として平均粒度５μｍ前後のもの
   を使用するとともに、これに平均粒度１μｍ以下の微少
   タングステン粉末の少量を混入せしめたことを特徴とす
   る超音波センサ用音響減衰材。