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公開番号2021178056
公報種別公開特許公報(A)
公開日20211118
出願番号2020085104
出願日20200514
発明の名称超音波プローブ
出願人株式会社日立製作所
代理人特許業務法人YKI国際特許事務所
主分類A61B 8/00 20060101AFI20211022BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】本発明の目的は、複数の振動素子を備える超音波プローブの放熱を十分に行うことである。
【解決手段】超音波プローブは、複数の振動素子32が配置された振動層12と、配線層20を介して振動層12の後方に設けられたバッキング層22と、バッキング層22に設けられた複数の放熱部材26とを備えている。複数の放熱部材26は、バッキング層22内で線状に延伸し、延伸方向を揃えて配置されている。バッキング層22の中央領域における放熱部材26の面積占有率は、中央領域の外側に比べて大きい。中央領域は、放熱部材の延伸方向に対して交わる断面内の領域である。中央領域は、放熱部材の延伸方向に対して交わる断面の両端に位置せずにその断面の重心を含み、その断面の面積の半分以下の面積を占める。短軸方向断面の両端における、中央領域でない領域のそれぞれの面積は、例えば、短軸方向断面の面積の8分の1以上とされる。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
複数の振動素子が配置された振動層と、
前記振動層の後方に設けられたバッキング層と、
前記バッキング層に設けられ、前記バッキング層内で線状に延伸する複数の放熱部材であって、延伸方向を揃えて配置された複数の放熱部材と、を備え、
前記バッキング層の中央領域であって、前記放熱部材の延伸方向に対して交わる断面内の中央領域における前記放熱部材の面積占有率が、前記中央領域の外側に比べて大きいことを特徴とする超音波プローブ。
続きを表示(約 1,100 文字)【請求項2】
請求項1に記載の超音波プローブにおいて、
前記中央領域は、
前記断面の両端に位置せずに前記断面の重心を含み、前記断面の面積の半分以下の面積を占める領域であることを特徴とする超音波プローブ。
【請求項3】
請求項1または請求項2に記載の超音波プローブにおいて、
各前記振動素子は長軸方向に延びており、前記長軸方向に交わる短軸方向に並べて配置され、
前記放熱部材は前記長軸方向に延びており、隣接する2つの前記振動素子の隙間から前記バッキング層に至る切削溝の間の位置に配置されていることを特徴とする超音波プローブ。
【請求項4】
請求項1または請求項2に記載の超音波プローブにおいて、
前記振動層と前記バッキング層との間に設けられた配線層を備え、
各前記振動素子は長軸方向に延びており、前記長軸方向に交わる短軸方向に並べて配置され、
前記放熱部材は前記短軸方向に延びており、前記配線層は熱伝導構造を有していることを特徴とする超音波プローブ。
【請求項5】
請求項4に記載の超音波プローブにおいて、
前記熱伝導構造は、
各前記振動素子と前記放熱部材との間に設けられたサーマルビアを備えることを特徴とする超音波プローブ。
【請求項6】
請求項5に記載の超音波プローブにおいて、
前記サーマルビアは、
隣接する2つの前記振動素子の隙間から前記配線層に至る切削溝の間の位置に設けられていることを特徴とする超音波プローブ。
【請求項7】
請求項4に記載の超音波プローブにおいて、
隣接する2つの前記振動素子の隙間から前記配線層に至る切削溝を有することを特徴とする超音波プローブ。
【請求項8】
請求項1または請求項2に記載の超音波プローブにおいて、
複数の前記放熱部材は、
前記中央領域の中央から外側に向かうにつれて、配置間隔が広くなることを特徴とする超音波プローブ。
【請求項9】
請求項1または請求項2に記載の超音波プローブにおいて、
複数の前記放熱部材は、
前記中央領域の外側から中央に向かうにつれて、配置方向の幅が大きくなることを特徴とする超音波プローブ。
【請求項10】
請求項1または請求項2に記載の超音波プローブにおいて、
前記複数の放熱部材を形成する材料の熱伝導率は、
前記中央領域の外側から中央に向かうにつれて大きくなることを特徴とする超音波プローブ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、超音波プローブに関し、特に、振動素子が発する熱を逃がす構造に関する。
続きを表示(約 1,700 文字)【背景技術】
【0002】
超音波診断装置が広く用いられている。超音波診断装置は、超音波を被検体に送信し、被検体内で反射した超音波を受信し、受信した超音波に基づいて被検体内の組織を示す画像データを生成する。超音波診断装置は、与えられた電気信号に応じた超音波を送信し、受信した超音波に応じた電気信号を出力する超音波プローブを備える。一般に、超音波プローブには複数の振動素子が配列されている。各振動素子に与える電気信号の遅延時間を調整することで超音波ビームが形成され、超音波ビームの電気的な走査が行われる。また、各振動素子から出力された電気信号は整相加算され、超音波ビームの方向から到来した超音波に基づく受信信号が生成される。
【0003】
超音波プローブが超音波を送信する際には振動素子に熱が発生する。そのため、特許文献2に示されているように、振動素子の温度が上昇し過ぎないように送信出力が制限されることがあり、超音波プローブの性能が十分に発揮されないことがある。そこで、超音波プローブには、特許文献1および2に示されているように、振動素子で発生した熱を超音波プローブから逃がす構造が採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2005−103078号公報
特開2013−115537号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
一般に、超音波プローブでは、被検体に接触する面の中心付近から内部にかけての中央部で発生する熱が、中央部よりも外側の領域に比べて大きい。そのため、従来の超音波プローブでは、中央部での放熱が十分でないことがあった。
【0006】
本発明の目的は、複数の振動素子を備える超音波プローブの放熱を十分に行うことである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、複数の振動素子が配置された振動層と、前記振動層の後方に設けられたバッキング層と、前記バッキング層に設けられ、前記バッキング層内で線状に延伸する複数の放熱部材であって、延伸方向を揃えて配置された複数の放熱部材と、を備え、前記バッキング層の中央領域であって、前記放熱部材の延伸方向に対して交わる断面内の中央領域における前記放熱部材の面積占有率が、前記中央領域の外側に比べて大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、複数の振動素子を備える超音波プローブの放熱が十分に行われる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
超音波プローブの斜視図である。
超音波プローブの短軸方向断面を模式的に示す図である。
超音波プローブの長軸方向断面を模式的に示す図である。
バッキング層の製造工程を示す図である。
超音波プローブの長軸方向断面を模式的に示す図である。
超音波プローブの短軸方向断面を模式的に示す図である。
第2実施形態に係る超音波プローブの第1の変形例を示す図である。
第2実施形態に係る超音波プローブの第2の変形例を示す図である。
第2実施形態に係る超音波プローブの第3の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
各図を参照して本発明の実施形態が説明される。複数の図面に示されている同一の構成要素については同一の符号を付してその説明が省略される。本願明細書における「前」の用語は、超音波プローブから被検体側を見た方向を示し、「後」の用語は、被検体から超音波プローブ側を見た方向を示す。また、本願明細書における「右」および「左」の用語は、図面における右および左を示す。方向を示すこれらの用語は説明の便宜上のものであり、超音波プローブを用いる際の姿勢を限定するものではない。各図では前方向がz軸正方向とされ、z軸に垂直なxy平面が定義されている。
(【0011】以降は省略されています)

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