JPS6242373Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は板状の圧電材料の両面に表面電極を設
けた複数個の圧電振動子を、その表面電極が対向
するごとく配列した配列型超音波探触子に関す
る。

一般に、圧電振動子は第１図イおよびロに示す
ように、圧電セラミツク等の圧電材料１の両面に
銀、アルミニウム等の金属からなる表面電極２，
３を設け、該電極２，３間に交流信号を加えるこ
とにより、イ図に矢印で示す方向、すなわち、分
極や電界の方向と応力やひずみの方向が互いに平
行な縦効果とよばれる振動を利用したり、ロ図に
矢印で示す方向、すなわち、分極や電界の方向と
応力やひずみの方向が互いに垂直な横効果とよば
れる振動を利用するものである。

また、配列型超音波探触子は前記した圧電振動
子の複数個を利用し、例えば電子走査式医用超音
波診断装置の探触子として使用されている。

第２図および第３図は前記した圧電振動子の縦
効果を利用した従来の配列型超音波探触子の製造
方法を示す斜視図である。

図中、１は圧電セラミツク等の長方形の圧電材
料、２，３は圧電材料１の両面に設けた銀、アル
ミニウム等の金属からなる表面電極で、表面電極
の一方３は圧電材料１の側面に延びた導電部３ａ
を介して他方の表面側に延びて折返し電極３ｂと
なるものである。そして、この表面電極２，３を
設けた圧電材料１を、140℃前後に加熱された油
中に浸漬した後、電極２，３間すなわち圧電材料
１の両面に、2000V／cm程度の直流電圧を所定時
間与える。この作業により、圧電材料１は分極し
て、はじめて圧電振動子としての性質が加わる。

このような分極処理を行なつた後、電極２側を
第３図に示すように短冊状の表面電極２ａ，２ｂ
…２ｎを形成し、さらに各電極２ａ〜２ｎに引出
導線４ａ〜４ｎを超音波ボンデイング法等により
設け、また、折返し電極３ｂにも引出導線５を設
けた後、同図に示すように探触子の基台６に設け
たダンパー材７に電極３側を接着し、さらに、表
面電極２ａ〜２ｎの上にマツチング層（図示せ
ず）を設け配列型超音波探触子を構成する。

使用にあたつては、引出導線５をアース側に接
続し、さらに引出導線５と引出導線４ａ間に外部
から信号を加え、表面電極２ａと裏面側の表面電
極３間に挟まれた部分の圧電材料１を短時間振動
させて超音波を発生させ、マツチング層を通して
人体等の媒質内に放射し、該媒質内から反射して
来る超音波を受け、引出導線４ａと引出導線５間
でこれをピツクアツプして信号処理装置内でこの
信号を処理する。この動作が終ると、次の引出導
線４ｂと引出導線５との間で同様な動作を行な
い、さらに次の引出導線４ｃと引出導線５間で同
様な動作を行なうというように、スキヤニング動
作を行ない、信号処理装置の出力信号を表示装置
などに表示して媒体の内部構造を探るものであ
る。

ところで、前記した探触子は第３図矢印Ｂ方向
へ発生する振動を吸収してパルスの応答をよくす
るためにダンパー材７を設ける必要があるが、実
際にはダンパー材７と圧電振動子との間は接着層
等が介在しており、さらにダンパー材７も矢印Ｂ
方向への振動を十分吸収することができないの
で、圧電振動子のＱを細いパルスに要求されるよ
うな小さな値にすることが困難である。

したがつて、本考案の目的はダンパー材を用い
ることなく、細いパルスに要求されるような小さ
な値にすることができるような配列型超音波探触
子を提供することにある。

次に本考案の一実施例を、図面を参照しながら
詳細に説明する。

第４図は圧電振動子１０の１個を示す斜視図、
第５図は圧電振動子１０を複数個配列して、配列
型超音波探触子となした状態を示す斜視図であ
る。圧電振動子１０は、圧電セラミツク等の圧電
材料１１を平板状となし、その両面には銀、アル
ミニウム等の金属が蒸着等により設けられ、表面
電極１２，１３を形成している。そして、この圧
電材料１１は、あらかじめ矢印方向に分極せしめ
てある。１１ａは圧電振動子１０の振動方向に対
して垂直に形成された音響放射面で、該音響放射
面１１ａより、横効果による振動により発生した
超音波が放射される。１１ｂは前記音響放射面１
１ａと対向する面で、該面は音響放射面１１ａに
対して傾斜した面となつている。従つて、圧電振
動子１０内で発生した超音波すなわち弾性波動
は、この傾斜した面１１ｂにより減衰吸収され、
決して多重反射あるいは定在波が生ぜず、超音波
は音響放射面１１ａからのみ放射される。

このような圧電振動子１０の表面電極１２，１
３に引出導線１４，１５を超音波ボンデイング法
等により設ける。この時、設ける位置は傾斜面１
１ｂの先端近傍に設けるものである。そして、前
記した圧電振動子１０の複数個（ｎ個）を第５図
に示すように各表面電極が対向し、且つ、隣接す
る圧電振動子１０の傾斜面１１ｂが互に相反する
方向へ傾斜するように互い違いに配列する。この
時、圧電振動子１０と他の圧電振動子１０との間
は絶縁板等により絶縁され、互に影響することは
ない。その後、音響放射面１１ａ側にマツチング
層１６を設けると共に傾斜面１１ｂ側を適宣手段
により基台（図示せず）に取付ければ配列型超音
波探触子が完成する。

使用にあたつては、引出導線１４，１５の一方
をアース側に接続し、さらに引出導線１４，１５
間に外部から信号を加え、表面電極１２，１３間
に挟まれた圧電材料１１を短時間振動させて超音
波を発生させ、従来例と同様マツチング層１６を
通して人体等の媒質内に放射し、該媒質内から反
射して来る超音波を受け、引出導線１４，１５間
でこれをピツクアツプして信号処理装置内でこの
信号を処理する。そして、終了後、次の圧電振動
子、さらに、次の圧電振動子というように、スキ
ヤニング動作を行ない、信号処理装置の出力信号
を表示装置などに表示して媒体の内部構造を探る
ことができる。

なお、前記実施例では音響放射面１１ａ……が
一平面としたが、例えば少しづつずらすことによ
り曲面状にすることも可能である。

以上詳細に説明したように、本考案は圧電振動
子の横効果形の振動を利用するようにした配列型
超音波探触子において、圧電振動子１０の長手方
向の一面を平面として音響放射面１１ａとなすと
共に、該音響放射面１１ａと対向する面は音響放
射面１１ａに対し傾斜面１１ｂとなるようにした
ので、傾斜面１１ｂにより傾斜面側へ発生する振
動は減衰、吸収されるため傾斜面側に反射するこ
となく、圧電振動子１０内で超音波の多重反射あ
るいは定在波が生じないので、従来のように反射
を吸収するためのダンパー材を用いることなく、
製造工程が削減でき、しかも、振動を細いパルス
にすることができ、高性能で、安価である等の効
果がある。

また、その配列を実施例のように圧電振動子１
０の隣接する傾斜面を互に相反する方向に傾斜さ
せれば、引出導線１３，１４が互に邪魔すること
なく、その取出しが簡単である等の効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図イ，ロは圧電振動子の振動形態を示す平
面図、第２図および第３図は従来例を示し、第２
図は圧電振動子の製造途中を示す斜視図、第３図
は配列型超音波探触子の斜視図、第４〜第５図は
本考案の実施例を示し、第４図は圧電振動子１０
の斜視図、第５図は配列型超音波探触子の斜視図
である。 図において、１０は圧電振動子、１１は圧電材
料、１１ａは音響放射面、１１ｂは傾斜面、１
２，１３は表面電極、１４，１５は引出導線であ
る。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 板状の圧電セラミツク板等の圧電材料の両面
   に表面電極を設けてなる圧電振動子の複数個
   を、該表面電極が対向するごとく配列し、前記
   圧電振動子の横効果形の振動を利用するように
   した配列型超音波探触子において、前記圧電振
   動子の一方の音響放射面をその振動方向に対し
   て垂直な面とし、該音響放射面と対向する面は
   音響放射面に対し傾斜面となるようにしたこと
   を特徴とする配列型超音波探触子。 (2) 隣接する圧電振動子の傾斜面は互に相反する
   方向に傾斜させたことを特徴とする実用新案登
   録請求の範囲第(1)項記載の配列型超音波探触
   子。 (3) 傾斜面の先端近傍の表面電極上に引出導線を
   設けたことを特徴とする実用新案登録請求の範
   囲第(1)項または第(2)項記載の配列型超音波探触
   子。