JPS6247550A - 超音波探触子の製造方法 - Google Patents

超音波探触子の製造方法

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JPS6247550A
JPS6247550A JP18793885A JP18793885A JPS6247550A JP S6247550 A JPS6247550 A JP S6247550A JP 18793885 A JP18793885 A JP 18793885A JP 18793885 A JP18793885 A JP 18793885A JP S6247550 A JPS6247550 A JP S6247550A
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stirring
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cooling
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JP18793885A
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Kazuyoshi Irioka
一吉 入岡
Yasushi Koishihara
靖 小石原
Masahiko Kaneko
兼子 昌彦
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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、超音波探傷装置および医用超音波診断装置な
どに使用される超音波探触子の製造方法に関するもので
ある。
従来の技術 従来の背面負荷を用いた医用超音波探触子特にアレイ型
超音波探触子の構成例を第6図に示し、これに従って説
明する。
第6図は、従来のアレイ型超音波探触子の斜視図を示し
たもので、溝等により分離された複数1伺の圧電振動子
I3が配列され、圧電振動子13の超音波送受波面には
、超音波を効率よく伝搬させるために一層以上の音響整
合層I4が設けられている。圧電振動子13に設けられ
た電極I6に電気信号を印加することによシ、音響整合
層14より超音波が放射される構成になっている。圧電
振動子13の超音波送受波面と反対側に設けられている
背面負荷材15は、電気信号によって励振された振動子
をダンピングし、短いパルス信号を得る役割をもつもの
である。
この背面負荷材15の材料として要求される主な特性は
、均一で硬度が高く、音波減衰係数が大きいこと、また
所定の音響インピーダンス値が得られることである。配
列された圧電振動子13個個の位置での均一性、つまシ
硬度、音響インピーダンス値等のバラツキは、圧電振動
子配列精度の低下、音場特性の乱れ、感度バラツキなど
超音波画像特性の劣化を招く原因となる。
従来この背面負荷材15には、アラルダイト系熱硬化性
樹脂溶液内に金属粉、例えばタングステン粉等を混合さ
せ、さらに適当な音波散乱材等を入れて硬化させたもの
や、フェライトゴム、プラスチ、りあるいはガラス中空
体などの音波散乱材を充填したウレタンゴムなどが用い
られている。
前者のアラルダイト系熱硬化性樹脂溶液内((金属粉を
混合硬化させるものは、両材料の混合比あるいは金属粉
粒径の大小により音響インピーダンス値を変化させるこ
とが可能である。そのため所望の探触子性能に対応した
音響インピーダンス値の実現が容易とな)、背面負荷材
料として使用される場合が多い。
この背面負荷材12の圧電振動子I3への設置は、あら
かじめ、混合硬化させた背面負荷材料を成形させ前記圧
電振動子13へ接着する方法と、いきなり混合した状態
(流動状態)のものを、圧電振動子13へ流し込み、圧
電望動子13と一体化した状態で硬化させる方法があシ
、後者の方法は、複雑な形状、例えば凸状に圧電振動子
が配列されているような構造を有する超音波探触子の場
合に適する。
発明が解決しようとする問題点 しかし、樹脂溶液中に金属粉および音波散乱材を混合硬
化させた背面負荷材を用いて探触子を構成する場合、前
記背面負荷材が均一なもの、すなわち樹脂溶液中に金属
粉が均一に混合されていることが重要となる。これは、
前記した様に材料の混合比により、音響インピーダンス
値が変化するためであり、一般に、超音波探触子におけ
る背面負荷の音響°インピーダンス値と、探触子の送受
波信号の感度との関係については、音響インピーダンス
値の大小により変化し、音響インピーダンスが大きくな
ればなるほど感度が低下する傾向にある。しかし逆にダ
ンピング特性は向上される傾向にあり、したがって所望
の探触子性能に対応した音響インピーダンス値を持つ均
一な背面負荷材が要求されるわけである。
特にアレイ型超音波探触子の場合、前記背面負荷材の混
合が不均一であると、配列された圧電振動子間での特性
バラツキ発生の原因となる。ところが従来#脂溶液と金
属粉との比重差が著しく大きいため、その均一な製法は
困難であり、特に金属粉の粒径を犬きくしたい場合など
はさらに困難となり、特性品質の安定した探触子を製造
することは困難であった。
そこで本発明は、以上のような従来の問題点を解決する
ため、均一な混合を有する背面負荷材料の製造方法、お
よび前記背面負荷を用いて構成した特性、品質が安定さ
れた超音波探触子の製造方法を提供することを目的とす
る。
問題点を解決するだめの手段 上記目的を達成するための本発明の技術的手段は、超音
波探触子の背面負荷材料が、熱硬化性樹脂に金属粉、例
えばタングステン粉を少なくとも充填したもので前記材
料を撹拌する工程と撹拌後材料中の空気を脱泡する工程
とその後冷却硬化する工程と、冷却硬化後、加熱硬化す
る工程によるまたは成形後に、圧電振動子の超音波送受
波側と反対側に設ける超音波探触子の製造方法によるも
のである。
作用 本発明は、加熱硬化をする前に冷却硬化を行うことによ
り、均一な混合硬化の背面負荷材料を得ることができ、
すなわち所望の探触子性能に合った音響インピーダンス
値をもつ背面負荷材料を安定にかつ均一に作ることが可
能で、アレイ型超音波探触子における圧電振動子間の特
性、品質バラツキがなくなるようにしたものである。
実施例 以下に本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第1図は、本発明の一実施例における熱硬化性樹脂と金
属粉との混合硬化による背面負荷材の製造方法を工程別
に示したものである。第1図において、熱硬化性樹脂例
えばエポキシ樹脂で2023(横浜スリーボンド製)を
主剤1とし、金属粉2としてタングステン粉末、さらに
数十ミクロン程度瓦材3が混合撹拌5される。撹拌5の
際、適量の硬化剤4が混入され、同様に撹拌5される。
前記撹拌5によって材料に混入された空気は、脱泡6に
よって除かれるが、この脱泡6は空気泡が混入されるこ
とにより、背面負荷材としての特性にバラツキが発生1
−1さらに、機械的強度も弱くなり閉頭となるからであ
る。脱泡6後、材料は冷却硬化7にて、混合、撹拌され
た材料すなわち、タングステン粉、および散乱材3が沈
殿もしくは分離しないである程度硬化するように、予備
硬化をさせる。冷却硬化7の後、加熱硬化8にて完全に
硬化される。ところで前記冷却硬化7は、混合された材
料が沈殿、分離しないように均一な状態で予備硬化する
重要な工程であるが、そのメカニズムは、第2図に示さ
れる、混合された材料内の温度を時間とともに実測した
グラフによって説明できる。第2図は、前記製造方法の
脱泡工程後、材料を常温中で硬化させた場合(常温硬化
)と、材料を約7℃で冷却させた場合(冷却硬化)の材
料内温度の時間変化を示したものである。測定データに
おける製作重量は、主剤200j;’ 、タングステン
粉末(粒径+数μm )550p、散乱材としてプラス
チック中空体を6.6y、硬化剤20yである。
第2図において常温硬化の場合、混合撹拌後、材料内温
度が急上昇しており、これは硬化時の反応熱と思われる
。ここで反応熱は作成する重量により異なることは、明
らかである。しかし冷却硬化の場合は、その急激な温度
上昇はみられず、除々に下っている。実際に、常温硬化
の場合と、冷却にて予備硬化を行なった材料を比較する
と、冷却硬化の場合はタングステン粉末、散乱材が均一
に混合されているが、常温硬化の場合、タングステン粉
末は沈殿し、散乱材は、上部へ分離しており均一に混合
されていない。これは混合撹拌初期における急激な温度
上昇により、主剤の粘度が著しく低下し、これにより比
重の大きいタングステン粉は沈殿し、比重の小さい散乱
材は上部へそれぞれ分離することによるものと思われる
。そのため、本実施例のように材料を冷却し、粘度を高
めながら除々に硬化させることが重要である。冷却温度
は前にも述べたように製作の量によって反応熱が変化す
るが、冷却硬化工程時には、混合された材料を40℃以
下で硬化させるのが良い。一方あまり温度が低すぎると
硬化しないため10℃以上に保つ必要がある。第3図は
、本実施例において主剤として用いたエポキシ樹脂20
23  (横浜スリーボンド製)の温度に対する粘度変
化を示したものであり、温度が高くなるにつれてかなシ
粘度が低下し、沈殿等の弊害が生じる。なお本実施例に
よればタングステン粉末の粒径が十数μmでも均一に作
成可能でちる。第4図、第5図は本発明に係わる背面負
荷材と音響整合層を有する圧電振動子との構成法を示し
た超音波探触子の製造方法の一実施例を示す斜視図であ
る。第4図において、圧電振動子10の超音波放射面に
は、超音波を効率よく伝搬させるための音響整合層11
が設けられ、この超音波放射面と反対側の圧電振動子1
0の面に、前記実施例に示した方法であらかじめ硬化し
圧電振動子IOの形状に成形された背面負荷ヅ材9が、
接着にて取り付けられる。第5図は、第4図の実施例と
同様に音響整合層11が設けられた構成で、超音波放射
面と反対側の圧電振動子10の面ては、枠12が設けら
れ、この枠12の中へ、本実施例に係る混合、撹拌およ
び脱泡後の背面負荷材料(流動状態)を流し込み、その
後、第1図に示す製法にもとづき、冷却による予備硬化
を行ない、さらに加熱硬化して、圧電振動子10上に背
面負荷材を構成する方法を示したもので、この場合圧電
振動子10の形状が複雑であっても、容易に均一な特性
を有する背面負荷材を構成することができる。
なお本実施例に係わる背面負荷材において、主剤となる
樹脂がエポキシ樹脂を適用した場合について述べたが、
本発明は主剤となる樹脂がポリスチレン、ポリウレタン
、ポリエステル、ポリエチレン等の場合も適用できる。
また本発明に係わる背面負荷材としては、主剤である熱
硬化性樹脂に少なくとも金属粉が充填されていれば良く
、散乱材は必要に応じて添加すれば良い。
更に、本発明に係わる背面負荷材の主剤である熱硬化性
樹脂に充填する金属粉は、タングステンの他に鉛、モリ
ブデン、タンタル、フェライト、タングステンカーバイ
ド等も適用可能である。
また、実施例においてアレイ型超音波探触子に適用した
場合を中心に述べたが、本発明は圧電振動子が1枚の単
一型超音波探触子など種々の超音波探触子に適用できる
ことは明らかである。
発明の効果 以上要するに本発明は、超音波を送受波する圧電振動子
の超音波送受波側と反対側に電極を介して背面負荷材を
設けるに際し、前記背面負荷材が熱硬化性樹脂に金属粉
を少なくとも充填したものであり、前記熱硬化性樹脂、
金属粉を撹拌する工程と、撹拌後脱泡する工程と、冷却
硬化する工程と、加熱硬化する工程とを具備することを
特徴とする超音波探触子の製造方法を提供するもので、
均一に混合硬化された背面負荷材を得ることができ、所
望の探触子性能に適した音響インピーダンス値を安定に
作成し、超音波探触子の特性、品質を改善することが可
能である。さらに、本発明による背面負荷材を用いるこ
とにより、複雑な圧電振動子形状をもつ超音波探触子に
おいても、容易に均一で安定した背面負荷材を構成する
ことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の超音波探触子の製造方法の一部である
背面負荷材の製法の一実施例を示す工程図、第2図は本
発明に係わる背面負荷材の硬化温度とその時間的変化を
示すグラフ、第3図は本発明に係わる背面負荷材に使わ
れる主剤の、粘度と温度の関係を示すグラフ、第4図及
び第5図は、本発明の一実施例における背面負荷材によ
り構成する超音波探触子の製造方法を示す斜視図、第6
図は、従来のアレイ型超音波探触子の斜視図である。 1・・・主剤、2・・・金属粉、3・・・散乱材、4・
・・硬化剤、5・・・撹拌、6・・・脱泡、7・・・冷
却硬化、8・・・加熱硬化、9.15・・・背面負荷材
、10・・・圧電振動子。 第3図 戯(°Cン @4図 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 超音波を送受波する圧電振動子の超音波送受波側と反対
    側に電極を介して背面負荷材を設けるに際し、前記背面
    負荷材が熱硬化性樹脂に金属粉を少なくとも充填したも
    のであり、前記熱硬化性樹脂、金属粉を撹拌する工程と
    、撹拌後脱泡する工程と、冷却硬化する工程と、加熱硬
    化する工程とを具備することを特徴とする超音波探触子
    の製造方法。
JP18793885A 1985-08-27 1985-08-27 超音波探触子の製造方法 Granted JPS6247550A (ja)

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JPH0347800B2 JPH0347800B2 (ja) 1991-07-22

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01165070U (ja) * 1988-05-11 1989-11-17
US5482266A (en) * 1991-04-03 1996-01-09 Kabushiki Kaisha Ace Denken Paper conveying apparatus having a belt tension adjusting mechanism
US5501446A (en) * 1991-11-08 1996-03-26 Kabushiki Kaisha Ace Denken Paper strip transporting apparatus
JP2019180786A (ja) * 2018-04-09 2019-10-24 コニカミノルタ株式会社 超音波探触子および超音波診断装置

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JP2019180786A (ja) * 2018-04-09 2019-10-24 コニカミノルタ株式会社 超音波探触子および超音波診断装置

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