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 |
| JPS55151891A (en) * | 1979-05-16 | 1980-11-26 | Toray Ind Inc | Scan-type ultrasonic transducer using high molecular piezoelectric film |
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1983
- 1983-10-17 JP JP58192415A patent/JPS6085700A/ja active Granted
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|---|---|---|---|---|
| JPS62247700A (ja) * | 1986-04-19 | 1987-10-28 | Hitachi Metals Ltd | 圧電スピ−カ− |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0521399B2 (ja) | 1993-03-24 |
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