JPS6085700A - 超音波探触子の製造方法 - Google Patents
超音波探触子の製造方法Info
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- JPS6085700A JPS6085700A JP58192415A JP19241583A JPS6085700A JP S6085700 A JPS6085700 A JP S6085700A JP 58192415 A JP58192415 A JP 58192415A JP 19241583 A JP19241583 A JP 19241583A JP S6085700 A JPS6085700 A JP S6085700A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
- B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
- B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
- B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
- B06B1/0607—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements
- B06B1/0622—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements on one surface
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は超音波診断装置に係り、特にそのセンサー部に
好適な複合材料を用いた超音波探触子に関する。
好適な複合材料を用いた超音波探触子に関する。
第1図(b)は、従来の機械走査方式の探触子の一例で
ある。これには第1図(a)に示す予め凹面に形成され
た振動子1が用いられる。まず上下面に市(領102,
103を有する凹面振動子101に信号線104をハン
ダ付などで電極付1o5し、支持台106に接着された
音波吸収体(バンキング材)107に101’e接着し
、7−スa−i o s 2tffl付109し、タン
グステン粉末などを混合した樹脂を接着後、機械研磨、
あるいはスペーサを用いてタングステン粉末など全混合
した樹脂分流し込むとbうような方法によシ、振動子前
面に音響整合14110 ’に形成している。このとき
従来では、凹面振動子としてPZTやPbTjO3など
の無機圧電材料が用いられているため、あらかじめ金型
など才用い焼成して所定形状の振動子を作らねばならな
かった。したがって非常に手間がかかシ、また焼成時の
変形のため所疋形状に仕上けることも困難で8つだ。こ
のように、従来の無機圧電材料では、凹面あるいは凸面
などの任意の形状の探触子を((4成することには種々
の困難が伴なった。
ある。これには第1図(a)に示す予め凹面に形成され
た振動子1が用いられる。まず上下面に市(領102,
103を有する凹面振動子101に信号線104をハン
ダ付などで電極付1o5し、支持台106に接着された
音波吸収体(バンキング材)107に101’e接着し
、7−スa−i o s 2tffl付109し、タン
グステン粉末などを混合した樹脂を接着後、機械研磨、
あるいはスペーサを用いてタングステン粉末など全混合
した樹脂分流し込むとbうような方法によシ、振動子前
面に音響整合14110 ’に形成している。このとき
従来では、凹面振動子としてPZTやPbTjO3など
の無機圧電材料が用いられているため、あらかじめ金型
など才用い焼成して所定形状の振動子を作らねばならな
かった。したがって非常に手間がかかシ、また焼成時の
変形のため所疋形状に仕上けることも困難で8つだ。こ
のように、従来の無機圧電材料では、凹面あるいは凸面
などの任意の形状の探触子を((4成することには種々
の困難が伴なった。
さらに、上記従来の探触子では撮動子の音響インピーダ
ンスが高いので、これを1氏下させるために撮動子10
1に多数の切断溝を設け、これに有機換金充填した伯青
造とすることが考えられる。ところがこのような多数の
切断溝は平行な方向に切シ込むのは容易でも撮動子10
1の曲率半径を通る方向に切p込むことは困難である。
ンスが高いので、これを1氏下させるために撮動子10
1に多数の切断溝を設け、これに有機換金充填した伯青
造とすることが考えられる。ところがこのような多数の
切断溝は平行な方向に切シ込むのは容易でも撮動子10
1の曲率半径を通る方向に切p込むことは困難である。
よって切断された個々の振動子は+l&々に形状すなわ
ち境界条件が異な9、全体として所望パターンの超音波
ビームが1蓮られないとの欠点を有する。
ち境界条件が異な9、全体として所望パターンの超音波
ビームが1蓮られないとの欠点を有する。
本発明の目的は、音響インピーダンスが低く、かつ任意
の曲面に形成しても探触子全体から所望の超音波ビーム
が得られる超音波探触子を提供することにある。
の曲面に形成しても探触子全体から所望の超音波ビーム
が得られる超音波探触子を提供することにある。
本発明の他の目的は、任意の曲面を持つ高性能の探触子
を爾イn度に、かつ容易に得る製造方法を提供するKあ
る。
を爾イn度に、かつ容易に得る製造方法を提供するKあ
る。
本発明で対象としている超音波複合材料の構成を第2図
に示す。201はpz’rsるいはPbTiO3などの
柱状圧電体であり、202はシリコンゴムなどの樹脂で
ある。
に示す。201はpz’rsるいはPbTiO3などの
柱状圧電体であり、202はシリコンゴムなどの樹脂で
ある。
この複合材料の加工方法を第3図に示す。第3図(a)
の平板状の圧4体301i、、加熱により軟らかくなる
接着剤(ワックス)302で切断用台303に仮接着す
る。次に(b)のようにマトリックス状に切断して多数
の切断溝304を設は柱状圧電体305f:作る。次に
(C)に示すように切断溝に樹脂306を充填硬化させ
た後、切断用台からはがすと第2図の複合材料が得られ
る。この形式の複合材料は、用いる振動子材質、切@溝
幅、切断間隔、切断溝に充填する有機物の性質などを変
えることで、種々の性質を持つ複合羽村を形成すること
がpJ’j+旨である。すなわち、音響インピーダンス
が1戊く、かつtll lA+>i個結合係数が高いと
いう超音波探触子材料として好適な1生質を持ち、さら
に有機物として軟らかい材料を用いることでフレキシブ
ルな複合材料を実現することが可能でめる。
の平板状の圧4体301i、、加熱により軟らかくなる
接着剤(ワックス)302で切断用台303に仮接着す
る。次に(b)のようにマトリックス状に切断して多数
の切断溝304を設は柱状圧電体305f:作る。次に
(C)に示すように切断溝に樹脂306を充填硬化させ
た後、切断用台からはがすと第2図の複合材料が得られ
る。この形式の複合材料は、用いる振動子材質、切@溝
幅、切断間隔、切断溝に充填する有機物の性質などを変
えることで、種々の性質を持つ複合羽村を形成すること
がpJ’j+旨である。すなわち、音響インピーダンス
が1戊く、かつtll lA+>i個結合係数が高いと
いう超音波探触子材料として好適な1生質を持ち、さら
に有機物として軟らかい材料を用いることでフレキシブ
ルな複合材料を実現することが可能でめる。
本発明は、このような複合材料を任意の曲面に整形して
探触子を得るもので、同一形状の多数の柱状圧電体が任
意の曲面上に配列されることにより、高1生能の探触子
が得られる。
探触子を得るもので、同一形状の多数の柱状圧電体が任
意の曲面上に配列されることにより、高1生能の探触子
が得られる。
以下、本発明の一実施例を第4図により説明する。この
汐りでは、第1図のような円形の凹面探触子を作る場せ
金示す。まず(a)のように内診の複合材料401を作
る。これは第2図で示した方法により得ることができる
。または第2図のように矩形で3うれば、端を切シ離す
ことで円に近くできる。
汐りでは、第1図のような円形の凹面探触子を作る場せ
金示す。まず(a)のように内診の複合材料401を作
る。これは第2図で示した方法により得ることができる
。または第2図のように矩形で3うれば、端を切シ離す
ことで円に近くできる。
また第3図301として円形の振動子を用いれば、円形
の複合制料を得ることが可能である。ここで402はP
ZT、PbTi0aなどの無機圧電材料より成る柱状圧
電体403は切断溝に充填されたフレキシブルな有機物
でろる。次に断面図第4図(b)に示すように、所塑の
凹面と同一の曲率半径の球404に、熱で軟らかくなる
耐脂(ワックスなど)405で401をづ産着する。4
01はフレキシブルである泥めどのような曲面にも接着
することかり能である。次にスクリーン印刷1,4着な
どによりtに極406を形成する。次に信号線407を
導電ペーストなどで404と接続し、断面図(C)に示
すようにバンキング材408を形成する。このとき40
7は408を形成するときに用いられた接着剤で固定さ
れている。次にノJ1熱して404を取シ去り、401
の前面409を洗浄すれば第4図(d)の状態となる。
の複合制料を得ることが可能である。ここで402はP
ZT、PbTi0aなどの無機圧電材料より成る柱状圧
電体403は切断溝に充填されたフレキシブルな有機物
でろる。次に断面図第4図(b)に示すように、所塑の
凹面と同一の曲率半径の球404に、熱で軟らかくなる
耐脂(ワックスなど)405で401をづ産着する。4
01はフレキシブルである泥めどのような曲面にも接着
することかり能である。次にスクリーン印刷1,4着な
どによりtに極406を形成する。次に信号線407を
導電ペーストなどで404と接続し、断面図(C)に示
すようにバンキング材408を形成する。このとき40
7は408を形成するときに用いられた接着剤で固定さ
れている。次にノJ1熱して404を取シ去り、401
の前面409を洗浄すれば第4図(d)の状態となる。
次に1所面図第4図(d)に示すように409にスクリ
ーン印刷、蒸着などの方法によシ准極410を形成する
。410はこの例ではアース側市価となる。次にアース
線411と410を接続する。しかしこの1までは41
0がはがれる可能性が太きい。そこで410を保護する
効果を持つ)摸412を前面に形成する。このようにし
て第4図(f)Vこ示す凹面探触子が作られる。
ーン印刷、蒸着などの方法によシ准極410を形成する
。410はこの例ではアース側市価となる。次にアース
線411と410を接続する。しかしこの1までは41
0がはがれる可能性が太きい。そこで410を保護する
効果を持つ)摸412を前面に形成する。このようにし
て第4図(f)Vこ示す凹面探触子が作られる。
同じようにして凸面の探触子を作ることも可能である。
そのときは、40−4の球の代シに、凹面の舌t+[+
いれば良い。このようにフレキシブルな複合拐料を用い
ることで、どのような形状の探触子も作ることが可能で
ある。
いれば良い。このようにフレキシブルな複合拐料を用い
ることで、どのような形状の探触子も作ることが可能で
ある。
また円形の凹面探触子を作る場合、第4図(a)のよう
に円形の複合材料から始めて行ったが、401が第2図
のような矩形の複合材料でめってもかまわない。すなわ
ち、11g4図(2)におけるように、404に接着し
た後、スクリーン印刷、蒸着などにより円形の+t+1
<を形成することも可能である。
に円形の複合材料から始めて行ったが、401が第2図
のような矩形の複合材料でめってもかまわない。すなわ
ち、11g4図(2)におけるように、404に接着し
た後、スクリーン印刷、蒸着などにより円形の+t+1
<を形成することも可能である。
第5図tま、円形の電極を形成する際の実施例を、複合
材料の真上から示している。すなわち501は無機圧電
材料、502はフレキシブルな有機物である。このとき
、柱状圧電体の中心503が有1幾物の中心504を中
心として円形の電極を形成するととが望ましい。な−W
なら503を中心にすtしば505,504f、中心に
すれば506というようにほぼ対象な1a極を形成する
ことが可能であり、したがって、超音波ビームの対象性
がほぼ保たれる。一方、それ以外の点たとえば507で
あれば508のようになシ非対象な電極となるため、超
音波ビームも非対象になり、探触子としての性能が悪く
なる。さらに、スクリーン印刷、蒸着などの方法によシ
、複合材料に同心円状の電極を形成すれば、複数成極リ
ングの探触子も作ることが可能である。なおアース側の
電極は、くい違−が生じないように反対側の直棒パター
ンよp大きく形成することが望ましい。
材料の真上から示している。すなわち501は無機圧電
材料、502はフレキシブルな有機物である。このとき
、柱状圧電体の中心503が有1幾物の中心504を中
心として円形の電極を形成するととが望ましい。な−W
なら503を中心にすtしば505,504f、中心に
すれば506というようにほぼ対象な1a極を形成する
ことが可能であり、したがって、超音波ビームの対象性
がほぼ保たれる。一方、それ以外の点たとえば507で
あれば508のようになシ非対象な電極となるため、超
音波ビームも非対象になり、探触子としての性能が悪く
なる。さらに、スクリーン印刷、蒸着などの方法によシ
、複合材料に同心円状の電極を形成すれば、複数成極リ
ングの探触子も作ることが可能である。なおアース側の
電極は、くい違−が生じないように反対側の直棒パター
ンよp大きく形成することが望ましい。
さらにこの方法を発展させれば、どのような電極形状を
有する探触子を作ることも可能である。
有する探触子を作ることも可能である。
第4図(b) 、 (C)において406のように4極
を形成した後、バンキング材を接着したが、このときの
バンキング材との接着を接着性のある導成ペーストで行
うことも可能であう、このときは作業がより簡単になる
。
を形成した後、バンキング材を接着したが、このときの
バンキング材との接着を接着性のある導成ペーストで行
うことも可能であう、このときは作業がより簡単になる
。
また、このままでは上下の電極が短絡する可能性がある
。その場合には複合材料の側面に絶縁物を形成すれば良
い。第6図はその列であシ、複合材料401全球404
にワックスなど405で接着した後、側面に絶縁物60
1を形成した後、電極406を作った状態ヲ示している
。このようにすることで、上下面の短絡などを防止する
ことが可能である。
。その場合には複合材料の側面に絶縁物を形成すれば良
い。第6図はその列であシ、複合材料401全球404
にワックスなど405で接着した後、側面に絶縁物60
1を形成した後、電極406を作った状態ヲ示している
。このようにすることで、上下面の短絡などを防止する
ことが可能である。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明によれば、凹面、凸面などの任意
の形状の尚性能の探触子が得られる。また、平面の台上
で形成したフレキシブルな複合圧1匹材料を鎌から任意
の曲面に整形することにより、形状積度の高い探触子を
容易に製造することができ、その工学的価値は多大であ
る。
の形状の尚性能の探触子が得られる。また、平面の台上
で形成したフレキシブルな複合圧1匹材料を鎌から任意
の曲面に整形することにより、形状積度の高い探触子を
容易に製造することができ、その工学的価値は多大であ
る。
第1図は従来の無機圧電材料による探触子の加工方法、
第2図は本発明に用いる複合材料、第3図は複合材料の
り0工方法、第4図は複合材料による凹面探触子の加工
方法、第5図は複合材料探触子の畦極形成法、第6図は
複合材料探触子の信号′電極とアース電極との短絡を防
ぐ方法を示す。 401・・・複合材料、402・・・無機圧電材料、4
0310.有機物、404・・・保持台、405・・・
ワックス、406・・・信号電極、407・・・信号線
、408・・・ノ(ンキング材、410・・・アース電
極、411・・・アー/ ス線、412・・・膜、501・・・無機圧電材料、5
02第1 図 (久) 猪2 日 第 3 図 (皮) 第 4− 超 (a) (d) ;fl 5 口 1 区 40ノ v4−
第2図は本発明に用いる複合材料、第3図は複合材料の
り0工方法、第4図は複合材料による凹面探触子の加工
方法、第5図は複合材料探触子の畦極形成法、第6図は
複合材料探触子の信号′電極とアース電極との短絡を防
ぐ方法を示す。 401・・・複合材料、402・・・無機圧電材料、4
0310.有機物、404・・・保持台、405・・・
ワックス、406・・・信号電極、407・・・信号線
、408・・・ノ(ンキング材、410・・・アース電
極、411・・・アー/ ス線、412・・・膜、501・・・無機圧電材料、5
02第1 図 (久) 猪2 日 第 3 図 (皮) 第 4− 超 (a) (d) ;fl 5 口 1 区 40ノ v4−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、互いに間隙をおいて配列された複数の柱状圧電体と
、該圧間隙に充填された有機物とを含む複合圧成材料が
所定の曲面に沿って形成され、該複数の柱状圧’4体の
ノ底面及び上面にそれぞれ共通の第1.第2の電極が設
けられている超音波探触子。 2、前記複合圧電体の上面に前記第1の電極を覆うよう
に保護材が形成されている特許請求の範囲第1項に記載
の超音波探触子。 3、前記複合圧電体の底面に音波吸収体が形成されてい
る特許請求の範囲第1項に記載の超音波探触子。 4、 複数の柱状圧電体の間隙に有機物が充填された可
撓性の板状複合圧心材を形成する第1の工程と、該板状
複合圧電材を所定の曲面に沿って整形する第2の工程と
金含む超音波探触子の製造方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58192415A JPS6085700A (ja) | 1983-10-17 | 1983-10-17 | 超音波探触子の製造方法 |
DE19843437862 DE3437862A1 (de) | 1983-10-17 | 1984-10-16 | Ultraschallwandler und verfahren zu seiner herstellung |
US06/661,928 US4683396A (en) | 1983-10-17 | 1984-10-17 | Composite ultrasonic transducers and methods for making same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58192415A JPS6085700A (ja) | 1983-10-17 | 1983-10-17 | 超音波探触子の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6085700A true JPS6085700A (ja) | 1985-05-15 |
JPH0521399B2 JPH0521399B2 (ja) | 1993-03-24 |
Family
ID=16290938
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58192415A Granted JPS6085700A (ja) | 1983-10-17 | 1983-10-17 | 超音波探触子の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6085700A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62247700A (ja) * | 1986-04-19 | 1987-10-28 | Hitachi Metals Ltd | 圧電スピ−カ− |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54149615A (en) * | 1978-05-17 | 1979-11-24 | Oki Electric Ind Co Ltd | Production of ultrasonic oscillator of curved arrangement type |
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---|---|
JPH0521399B2 (ja) | 1993-03-24 |
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