JPS60208200A - 超音波送受波器 - Google Patents
超音波送受波器Info
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- JPS60208200A JPS60208200A JP59065366A JP6536684A JPS60208200A JP S60208200 A JPS60208200 A JP S60208200A JP 59065366 A JP59065366 A JP 59065366A JP 6536684 A JP6536684 A JP 6536684A JP S60208200 A JPS60208200 A JP S60208200A
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- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/02—Mechanical acoustic impedances; Impedance matching, e.g. by horns; Acoustic resonators
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or 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】
１）γＹ、上の利用分野
不発明は空気中に存在する対象物までの距離や対象物の
形状等を超音波化！３の送受信によって４１：１定する
装置等に用いられる超音波送受波２Ｋに関するものであ
る。
形状等を超音波化！３の送受信によって４１：１定する
装置等に用いられる超音波送受波２Ｋに関するものであ
る。
従来例の構成とその問題点
圧電振動子を用いて送受波感度の、☆、い空中超音θに
送受波器を構成するために本発明者（寸エポキシ１５ｉ
、ｌ脂、／リコーン剃指等の高分子１２料を母（〕とし
７、熱膨張性微小中空球（以下熱膨張性バルーンと呼ぶ
）を、・ＩＬ合した複合材を音響整合層とする超７”Ｘ
′！１に送・し汎？Ｓを提案した。上記熱膨張ゼ１−バ
ルーンは焔′ぐヒニリテン共重合体等のプラス１−ック
イオ消↓からＪｈ ；ｓ微小Ｈｐ空球の内部に炭化水素
等の気体を内包１′二ものである。この音りＩｌｊ整合
層を製作する″）Ｊθ二として、エボキ７ ｊ銅厚、
／リコーン（６，１１１旨吟の高分子ｆ４’ Ｎ−＋を
母（イとして熱膨張性バルー／を混合したＣ）ち、その
複合材を加熱することにより上記複合（を中の熱膨張性
・・ルーノを膨張させて音響整合層イ２料とする方法と
、前もって加熱膨張させた勲、膨張性バルーンを上記高
分子母イΔに混合した複合材を音響整合層材料とする方
法が提案されているかこれ「、の方法によって得られる
整合層材料の音速はお・よそ４ｏ○〜５００ｍ／Ｓであ
り音速が小さいため、高い周波数の超音波送受波器用整
合層として一上記複合材を用いる場合、整合層厚さが薄
くなり）１ イ’＋が唯めて困難となる。即ち超音波送
受波器用音響整合層の厚さは整合層を伝播する超音波の
波１（の（１は！／４となるように選ばれるので例えば
４ｔＤ １１周波数金１ＭＨ２とすると整合層厚さは０
１〜０．１２５ ａｍとなり、上記整合層材料を用いて
、このような厚さの薄膜を製作することは極めて困難で
ある。、才だ従来、球殻がガラスから成る微小中空’Ｄ
Ｒ（以Ｔガラスバルーンと呼ぶ）をエボギ／樹脂、／リ
コーン樹脂等の高分子材料に４Ｌ合した複合４］をγ１
響整合層材料として用いる事か考えらｔ］ている。１−
記複合材の音速は１２００〜１６００（ｍ ／ Ｓ ：
］程度であり、この複合材を例えば１ＭＨｚ 用超音波
送受波器の音響整合層材料として用いるとき整合層厚さ
は０．３０〜０，３７５ ｙｎｎｎｎ程度外るため整合
層の製作は容易になるが、一方複合材の比重は約０．７
〜０．８となるため音響インピーダンスは（０８４〜１
．２）Ｘ１０６（ＮｊＳ、／ ｒｒｔ’ ）程度の値を
有し、本発明者が先に提案した熱膨張性バルーン複合材
の音響インピーダンス０．３Ｘ１０６（Ｎ −Ｓ／ｍ）
に比べて約３〜４イ８の大きさになり、送受波感度は低
下する。
送受波器を構成するために本発明者（寸エポキシ１５ｉ
、ｌ脂、／リコーン剃指等の高分子１２料を母（〕とし
７、熱膨張性微小中空球（以下熱膨張性バルーンと呼ぶ
）を、・ＩＬ合した複合材を音響整合層とする超７”Ｘ
′！１に送・し汎？Ｓを提案した。上記熱膨張ゼ１−バ
ルーンは焔′ぐヒニリテン共重合体等のプラス１−ック
イオ消↓からＪｈ ；ｓ微小Ｈｐ空球の内部に炭化水素
等の気体を内包１′二ものである。この音りＩｌｊ整合
層を製作する″）Ｊθ二として、エボキ７ ｊ銅厚、
／リコーン（６，１１１旨吟の高分子ｆ４’ Ｎ−＋を
母（イとして熱膨張性バルー／を混合したＣ）ち、その
複合材を加熱することにより上記複合（を中の熱膨張性
・・ルーノを膨張させて音響整合層イ２料とする方法と
、前もって加熱膨張させた勲、膨張性バルーンを上記高
分子母イΔに混合した複合材を音響整合層材料とする方
法が提案されているかこれ「、の方法によって得られる
整合層材料の音速はお・よそ４ｏ○〜５００ｍ／Ｓであ
り音速が小さいため、高い周波数の超音波送受波器用整
合層として一上記複合材を用いる場合、整合層厚さが薄
くなり）１ イ’＋が唯めて困難となる。即ち超音波送
受波器用音響整合層の厚さは整合層を伝播する超音波の
波１（の（１は！／４となるように選ばれるので例えば
４ｔＤ １１周波数金１ＭＨ２とすると整合層厚さは０
１〜０．１２５ ａｍとなり、上記整合層材料を用いて
、このような厚さの薄膜を製作することは極めて困難で
ある。、才だ従来、球殻がガラスから成る微小中空’Ｄ
Ｒ（以Ｔガラスバルーンと呼ぶ）をエボギ／樹脂、／リ
コーン樹脂等の高分子材料に４Ｌ合した複合４］をγ１
響整合層材料として用いる事か考えらｔ］ている。１−
記複合材の音速は１２００〜１６００（ｍ ／ Ｓ ：
］程度であり、この複合材を例えば１ＭＨｚ 用超音波
送受波器の音響整合層材料として用いるとき整合層厚さ
は０．３０〜０，３７５ ｙｎｎｎｎ程度外るため整合
層の製作は容易になるが、一方複合材の比重は約０．７
〜０．８となるため音響インピーダンスは（０８４〜１
．２）Ｘ１０６（ＮｊＳ、／ ｒｒｔ’ ）程度の値を
有し、本発明者が先に提案した熱膨張性バルーン複合材
の音響インピーダンス０．３Ｘ１０６（Ｎ −Ｓ／ｍ）
に比べて約３〜４イ８の大きさになり、送受波感度は低
下する。
づ仁１４）］の目的
本発明は空中超音波送受波器用音響整合層材料として提
案されているエポキシＩ１１’ｌ脂、／リコーンクｆ・
脂等の高分子材料を母材として熱）膨張に１−バルーン
を混合した複合材を整合層として用いた超音波送・受波
器とは１・１同等の送受波感度を有し、かつｉＫ速つ太
きい、従って整合層厚さが埋く製作の容易な音響整合層
材料を用いた超音波送受波ビニク保護ことを目的とする
。
案されているエポキシＩ１１’ｌ脂、／リコーンクｆ・
脂等の高分子材料を母材として熱）膨張に１−バルーン
を混合した複合材を整合層として用いた超音波送・受波
器とは１・１同等の送受波感度を有し、かつｉＫ速つ太
きい、従って整合層厚さが埋く製作の容易な音響整合層
材料を用いた超音波送受波ビニク保護ことを目的とする
。
発明の構成
本発明は上記目的を達成するためになされたものてエポ
キ／樹脂、／リコーノ樹脂等の高分−７１才料を母材と
し、第一のフィラーとして熱膨張性微小中空球を用い、
第２のフィラーとして前記熱膨張性微小中空球よりも大
きい弾性主の球殻を・有する微小中空球を数なくとも１
種類混合した複合材を音響整合層として用いた超音波送
受波器を提供するものである。
キ／樹脂、／リコーノ樹脂等の高分−７１才料を母材と
し、第一のフィラーとして熱膨張性微小中空球を用い、
第２のフィラーとして前記熱膨張性微小中空球よりも大
きい弾性主の球殻を・有する微小中空球を数なくとも１
種類混合した複合材を音響整合層として用いた超音波送
受波器を提供するものである。
実施例の説明
以Ｆに」ぐ発明の実施例を図面を用いて説明する。
第１凶に本発明の一実施例における超音波送受波ビニく
の１析ｔｍ図を示す。
の１析ｔｍ図を示す。
Ｉ・Ｚｌに訃いて′１は超音波の送受波を行う圧電振動
子、２は音響′１γ合層、３は必要に応じて設けられる
背ｉ＋＋ｉ負荷材であり、音響整合層２は圧電振動子１
の超音波放射面４に接着されており、背面負荷］］３は
フェライトコムなどで構成され圧電振動子１の背面５に
接着されている。
子、２は音響′１γ合層、３は必要に応じて設けられる
背ｉ＋＋ｉ負荷材であり、音響整合層２は圧電振動子１
の超音波放射面４に接着されており、背面負荷］］３は
フェライトコムなどで構成され圧電振動子１の背面５に
接着されている。
本実施例において音響整合層２は、シリコーンゴノ・を
母料とし、第１のフィラーとして熱膨張性バルーン、第
２のフィ、ラーとしてガラスバルーンを混合した複合材
から成っているわ ここで第１のフィラーである熱膨張性バルーンは例えは
塩化ビニリデン共重合体のような高分子材料からなる球
殻内部に、例えば低沸点炭化水素のような熱膨張性気体
を内包したもので、り５２のフィラーであるガラスバル
ーンは中空状のガラス球殻内に気体を封入したものであ
る。
母料とし、第１のフィラーとして熱膨張性バルーン、第
２のフィ、ラーとしてガラスバルーンを混合した複合材
から成っているわ ここで第１のフィラーである熱膨張性バルーンは例えは
塩化ビニリデン共重合体のような高分子材料からなる球
殻内部に、例えば低沸点炭化水素のような熱膨張性気体
を内包したもので、り５２のフィラーであるガラスバル
ーンは中空状のガラス球殻内に気体を封入したものであ
る。
不実強例（ておいて音響整合層に用いた／リコー／コム
母＋＝、熱ｍ張性バルーン、カラスバルーンの比重はそ
れぞれ１，０ 、０，０４ 、０．３である。捷だ第１
のフィラーである熱膨張性バルーンの球殻を構成する高
分子材料の弾性率（ヤング１′）は約４ Ｘ １０９Ｃ
Ｎ ／ｙｄ〕、一方第２の７ イラーテあるカラスバル
ーンの球殻を構［人するカラスのｆｆｉ’Ｄｌ’１蛋（
１約５Ｘ１０ （Ｎ／７７７’：ｉてあり、第１のフィ
ラーの値に比べ１０倍以上太きい。
母＋＝、熱ｍ張性バルーン、カラスバルーンの比重はそ
れぞれ１，０ 、０，０４ 、０．３である。捷だ第１
のフィラーである熱膨張性バルーンの球殻を構成する高
分子材料の弾性率（ヤング１′）は約４ Ｘ １０９Ｃ
Ｎ ／ｙｄ〕、一方第２の７ イラーテあるカラスバル
ーンの球殻を構［人するカラスのｆｆｉ’Ｄｌ’１蛋（
１約５Ｘ１０ （Ｎ／７７７’：ｉてあり、第１のフィ
ラーの値に比べ１０倍以上太きい。
てこで第１．第２のフィラーであるか膨張情バルーン、
カラスバルーンの混合重量比率を、それぞれγ５．γ２
とし、γ１．γ２ の組合わせの異なる二種類（７ｆ
ｌｌｉ、１．２）の複合材を試作した。
カラスバルーンの混合重量比率を、それぞれγ５．γ２
とし、γ１．γ２ の組合わせの異なる二種類（７ｆ
ｌｌｉ、１．２）の複合材を試作した。
この複合材の比重ρ、音速Ｖおよび音響インピーダンス
Ｚの実」１１結果を第１表に示す。
Ｚの実」１１結果を第１表に示す。
第１表
上記実測結果から分るように第２のフィラーであるガラ
スバルーンの重量比率γ２ を大きくすることにより、
複合材の音速Ｖを大きくすることが可能となり、従って
整合層材料として用いる場合に、厚さをより淳く設定で
き、整合層の製作が容易になる。即ち悪２のサンプルを
用いると動作成用 波数Ｉ ＭＨｚ の超音波送受波証彰合層４さは０．１
６５闘となりフィラーとして熱膨張性バルーンのみを混
合した整合層材料に比べて２４〜５５ｏｏ厚くすること
ができる。才だ本実施例の整合層材ネｌあるいは従来の
整合層材料を用いて一層整合構造ＩＭＨｚ 超音波送受
波器を構成したときの送受波感度のシミュレーンヨン結
果を第２図に示す。
スバルーンの重量比率γ２ を大きくすることにより、
複合材の音速Ｖを大きくすることが可能となり、従って
整合層材料として用いる場合に、厚さをより淳く設定で
き、整合層の製作が容易になる。即ち悪２のサンプルを
用いると動作成用 波数Ｉ ＭＨｚ の超音波送受波証彰合層４さは０．１
６５闘となりフィラーとして熱膨張性バルーンのみを混
合した整合層材料に比べて２４〜５５ｏｏ厚くすること
ができる。才だ本実施例の整合層材ネｌあるいは従来の
整合層材料を用いて一層整合構造ＩＭＨｚ 超音波送受
波器を構成したときの送受波感度のシミュレーンヨン結
果を第２図に示す。
第２図において曲線６，７．８はそれぞれ本実施例の整
合層材料４を用いた場合、熱膨張性バルーンのみをフィ
ラーとした整合層材料Ｂを用いた場合、カラスバルーン
をフィラーとした４Ｈｚ合層材料Ｃを用いた場合であり
ノミュレー／ヨンに用いた各定数は第２表に示す値を用
いた。αは材料の超音波減衰を示す。
合層材料４を用いた場合、熱膨張性バルーンのみをフィ
ラーとした整合層材料Ｂを用いた場合、カラスバルーン
をフィラーとした４Ｈｚ合層材料Ｃを用いた場合であり
ノミュレー／ヨンに用いた各定数は第２表に示す値を用
いた。αは材料の超音波減衰を示す。
第 ２ 表
第２図から分るように本発明の整合層材ｆ−１を用イタ
トキ（曲線６）は、ガラスバルーンをフィラーとしだ時
（曲線８）と比べてピーク感度は約６（［３高いが、熱
膨張性バルーンをフィラーとした時（曲線７）に比べる
と約２ｄＢ低いだけである。
トキ（曲線６）は、ガラスバルーンをフィラーとしだ時
（曲線８）と比べてピーク感度は約６（［３高いが、熱
膨張性バルーンをフィラーとした時（曲線７）に比べる
と約２ｄＢ低いだけである。
このように本実施例の複合材を音響整合層材料として用
いることにより送受波感度を大幅に低下させることなし
に、厚い整合層材料を得ることができるので整合層の製
作が容易になる。
いることにより送受波感度を大幅に低下させることなし
に、厚い整合層材料を得ることができるので整合層の製
作が容易になる。
なお本発明の第１のフィラーとしては熱膨張性気体を球
殻内に封入した熱膨張性微小中空球か用いられ、寸だ第
２のフィラーとしては前記熱膨張＋１微小中空球の球殻
を構成する材料の弾性率より大きい弱１性率を有する材
料で構成された球殻からな６微小中空球が用いられる。
殻内に封入した熱膨張性微小中空球か用いられ、寸だ第
２のフィラーとしては前記熱膨張＋１微小中空球の球殻
を構成する材料の弾性率より大きい弱１性率を有する材
料で構成された球殻からな６微小中空球が用いられる。
微小中空球は複数神混合しても良い。従って第２のフィ
ラーとして（′Ｌ ＋ｉｉｌ記実施例に示したカラスバ
ルーンの代りにカーボンバルーンを用いることもでき、
捷だカラスバルーンとツノ−ボンバルーンを同時に用い
ても良（・）。
ラーとして（′Ｌ ＋ｉｉｌ記実施例に示したカラスバ
ルーンの代りにカーボンバルーンを用いることもでき、
捷だカラスバルーンとツノ−ボンバルーンを同時に用い
ても良（・）。
発明の効果
以り安するに本発明は、エポキシ樹脂、シリコーン叫脂
等の高分子材料を母材とし、第１のフィラーとして熱膨
張性微小中空球を用い、第２のフィラーとして前記熱膨
張性微小中空球よりも太きいう中性率の球殻を有する微
小中空球を数なくとも１種類用い、母材にこれらを混合
した複合材を音響整合層として用いた超音波送受波器を
提供するもので、送受波感度を大幅に低下させることな
く音速の大きい音響整合層を得ることができるので高間
波空中超音波送受波器の整合層の製作を容易（て１■な
うことが可能となる。
等の高分子材料を母材とし、第１のフィラーとして熱膨
張性微小中空球を用い、第２のフィラーとして前記熱膨
張性微小中空球よりも太きいう中性率の球殻を有する微
小中空球を数なくとも１種類用い、母材にこれらを混合
した複合材を音響整合層として用いた超音波送受波器を
提供するもので、送受波感度を大幅に低下させることな
く音速の大きい音響整合層を得ることができるので高間
波空中超音波送受波器の整合層の製作を容易（て１■な
うことが可能となる。
第１図は本発明の一実施例における１１５’イ音波送受
１ 圧電振動子、２ 音響整合層、３ 背（ｈ＋負？・・工材、４ ・圧電振動子の超音波放射
面、５ 圧電撮動子の背面。
１ 圧電振動子、２ 音響整合層、３ 背（ｈ＋負？・・工材、４ ・圧電振動子の超音波放射
面、５ 圧電撮動子の背面。
Claims (1)
- （１）超音波の送受波を行う圧電振動子と、前記圧電振
動子の音波放射面に設けられた音響整合層とを備え、前
記音響整合層が、合成樹脂中に第１のフィラーとして熱
膨張性微小中空球を、第２のフィラーとして少なくとも
１秤類の微小中空球を混合した複合材からなり、前記微
小中空球の球殻を構成する材料の弾性率を、熱膨張性（
２）第２のフ、イラーである微小中空球が、カラスバル
ーン、カーボンバルーンの少すくトモー万６・λむこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項１；［［・ｌｉｔ’
の超音波送受波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59065366A JPS60208200A (ja) | 1984-04-02 | 1984-04-02 | 超音波送受波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59065366A JPS60208200A (ja) | 1984-04-02 | 1984-04-02 | 超音波送受波器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60208200A true JPS60208200A (ja) | 1985-10-19 |
| JPH0510879B2 JPH0510879B2 (ja) | 1993-02-10 |
Family
ID=13284892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59065366A Granted JPS60208200A (ja) | 1984-04-02 | 1984-04-02 | 超音波送受波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60208200A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63103994A (ja) * | 1986-10-20 | 1988-05-09 | Murata Mfg Co Ltd | 空中超音波トランスジユ−サの製造方法 |
| JPS63103993A (ja) * | 1986-10-20 | 1988-05-09 | Murata Mfg Co Ltd | 空中超音波トランスジユ−サ |
| US5410205A (en) * | 1993-02-11 | 1995-04-25 | Hewlett-Packard Company | Ultrasonic transducer having two or more resonance frequencies |
| US5438554A (en) * | 1993-06-15 | 1995-08-01 | Hewlett-Packard Company | Tunable acoustic resonator for clinical ultrasonic transducers |
| US5460181A (en) * | 1994-10-06 | 1995-10-24 | Hewlett Packard Co. | Ultrasonic transducer for three dimensional imaging |
| JP2005130389A (ja) * | 2003-10-27 | 2005-05-19 | Murata Mfg Co Ltd | 音響整合層 |
| US20150320402A1 (en) * | 2012-12-14 | 2015-11-12 | Healcerion Co., Ltd. | Ultrasound probe cap and method for testing ultrasound probe using the same and ultrasound diagnosis system thereof |
-
1984
- 1984-04-02 JP JP59065366A patent/JPS60208200A/ja active Granted
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63103994A (ja) * | 1986-10-20 | 1988-05-09 | Murata Mfg Co Ltd | 空中超音波トランスジユ−サの製造方法 |
| JPS63103993A (ja) * | 1986-10-20 | 1988-05-09 | Murata Mfg Co Ltd | 空中超音波トランスジユ−サ |
| US5410205A (en) * | 1993-02-11 | 1995-04-25 | Hewlett-Packard Company | Ultrasonic transducer having two or more resonance frequencies |
| US5438554A (en) * | 1993-06-15 | 1995-08-01 | Hewlett-Packard Company | Tunable acoustic resonator for clinical ultrasonic transducers |
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| JP2005130389A (ja) * | 2003-10-27 | 2005-05-19 | Murata Mfg Co Ltd | 音響整合層 |
| US20150320402A1 (en) * | 2012-12-14 | 2015-11-12 | Healcerion Co., Ltd. | Ultrasound probe cap and method for testing ultrasound probe using the same and ultrasound diagnosis system thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0510879B2 (ja) | 1993-02-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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