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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024055680
(43)【公開日】2024-04-18
(54)【発明の名称】超音波診断装置
(51)【国際特許分類】
G01N 29/24 20060101AFI20240411BHJP
【ＦＩ】
G01N29/24
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022162787
(22)【出願日】2022-10-07
(71)【出願人】
【識別番号】000005326
【氏名又は名称】本田技研工業株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】504176911
【氏名又は名称】国立大学法人大阪大学
(74)【代理人】
【識別番号】110001807
【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】石川 寛
(72)【発明者】
【氏名】吉田 慎
(72)【発明者】
【氏名】柘植 穂高
(72)【発明者】
【氏名】荻 博次
【テーマコード（参考）】
2G047
【Ｆターム（参考）】
2G047AA12
2G047BC20
2G047GA02
(57)【要約】
【課題】振動子の保持位置としての位置ずれを抑制することで、測定精度を向上することができる超音波診断装置を提供する。
【解決手段】柱形状を有しつつ、中心軸方向に伸縮、振動し、超音波の発振、受振を行う振動子と、筒形状を有しつつ、筒内に振動子を振動可能に支持する振動子ケースと、を超音波診断装置に設け、振動子に、柱形状の側面に他の部位よりも小径に設定された係止部を設け、振動子ケースに、筒内壁に係止部と軸方向に係合する係合部を設ける。
【選択図】図４
【解決手段】柱形状を有しつつ、中心軸方向に伸縮、振動し、超音波の発振、受振を行う振動子と、筒形状を有しつつ、筒内に振動子を振動可能に支持する振動子ケースと、を超音波診断装置に設け、振動子に、柱形状の側面に他の部位よりも小径に設定された係止部を設け、振動子ケースに、筒内壁に係止部と軸方向に係合する係合部を設ける。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
柱形状を有しつつ、軸方向に伸縮、振動し、超音波の発振、受振を行う振動子と、
筒形状を有しつつ、筒内に該振動子を振動可能に支持する振動子ケースと、
を備え、
該振動子は、
柱形状の側面に他の部位よりも小径に設定された係止部を備え、
該振動子ケースは、
筒内壁に該係止部と軸方向に係合する係合部を備える
ことを特徴とする超音波診断装置。
筒形状を有しつつ、筒内に該振動子を振動可能に支持する振動子ケースと、
を備え、
該振動子は、
柱形状の側面に他の部位よりも小径に設定された係止部を備え、
該振動子ケースは、
筒内壁に該係止部と軸方向に係合する係合部を備える
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項2】
請求項１に記載の超音波診断装置において、
前記係合部は、
前記振動子ケースの筒内壁に周方向に延在する内周溝と、
該内周溝に嵌入されつつ、前記係止部と筒軸方向に係合する環状部材と、
を備える
ことを特徴とする超音波診断装置。
前記係合部は、
前記振動子ケースの筒内壁に周方向に延在する内周溝と、
該内周溝に嵌入されつつ、前記係止部と筒軸方向に係合する環状部材と、
を備える
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項3】
請求項１に記載の超音波診断装置において、
前記係止部は、
共振時の前記振動子の軸方向における節が発生する部位に配置された
ことを特徴とする超音波診断装置。
前記係止部は、
共振時の前記振動子の軸方向における節が発生する部位に配置された
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項4】
請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の超音波診断装置において、
前記振動子の外径は、
前記振動子ケースの内径よりも小さく設定された
ことを特徴とする超音波診断装置。
前記振動子の外径は、
前記振動子ケースの内径よりも小さく設定された
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項5】
請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の超音波診断装置において、
前記振動子ケースを筒軸方向に沿って付勢する付勢手段を備える
ことを特徴とする超音波診断装置。
前記振動子ケースを筒軸方向に沿って付勢する付勢手段を備える
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項6】
請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の超音波診断装置において、
前記振動子の被測定物に当接する端部に前記振動子よりも硬質な超硬トップを備える
ことを特徴とする超音波診断装置。
前記振動子の被測定物に当接する端部に前記振動子よりも硬質な超硬トップを備える
ことを特徴とする超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、超音波を用いて被測定物の性状を判定する超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、超音波を用いて被測定物の性状を判定することが行われている。
たとえば、特許文献１では、被測定物として、ゴム、樹脂、食材、食品を被測定物が設定されている。
そして、これら被測定物にプローブの振動子を押し当てて、超音波を発振、受振し、硬さを測定する手法が提案されている。
たとえば、特許文献１では、被測定物として、ゴム、樹脂、食材、食品を被測定物が設定されている。
そして、これら被測定物にプローブの振動子を押し当てて、超音波を発振、受振し、硬さを測定する手法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平０９－１４５６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、特許文献１に開示された構成では、振動子を被測定物に押し付けた際に、振動子がプローブの内部に押し込まれてしまうおそれがある。
そして、振動子がプローブの内部に押し込まれた場合には、検出素子に対して振動子の位置がずれてしまい、測定精度が低下してしまうという問題がある。
そして、振動子がプローブの内部に押し込まれた場合には、検出素子に対して振動子の位置がずれてしまい、測定精度が低下してしまうという問題がある。
【0005】
本発明は、前述の点に鑑みてなされたものであり、振動子の保持位置としての位置ずれを抑制することで、測定精度を向上することができる超音波診断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記の目的を達成するために、本発明に係る超音波診断装置は、柱形状を有しつつ、軸方向に伸縮、振動し、超音波の発振、受振を行う振動子と、筒形状を有しつつ、筒内に該振動子を振動可能に支持する振動子ケースと、を備え、該振動子は、柱形状の側面に他の部位よりも小径に設定された係止部を備え、該振動子ケースは、筒内壁に該係止部と軸方向に係合する係合部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、振動子の保持位置としての位置ずれを抑制することで、測定精度を向上することができる超音波診断装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本実施形態のプローブを示す斜視図である。
【図7】センサの構成を示す斜視図である。
【図8】超音波診断時の発振と受振の波形を示すグラフである。
【図9】変形例１の振動子と振動子ケースを示し、前端側から振動子を見た平面図である。
【図10】変形例２の振動子と振動子ケースを示し、前端側から振動子を見た平面図である。
【図11】変形例３の振動子と振動子ケースを示し、軸線方向に沿った断面図である。
【図13】変形例４の振動子と振動子ケースを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明の第１実施形態の超音波診断装置Ｓについて、図１～図８を参照して詳細に説明する。
なお、説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
また、以下の説明においては、「前」「後については、特別に断らない限り、図２における左側が「前」、右側が「後」を指すものとする。
なお、説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
また、以下の説明においては、「前」「後については、特別に断らない限り、図２における左側が「前」、右側が「後」を指すものとする。
【0010】
超音波診断装置Ｓは、センサ部を構成するプローブＰＢを被測定物ＴＧに押し当て、プローブＰＢが振動するにあたり、被測定物ＴＧとの接触によって振動子の振動形態の変化を検出する。
本実施形態では、プローブＰＢについて説明する。
本実施形態では、プローブＰＢについて説明する。
【0011】
プローブＰＢは、診断作業の作業性を高めるために、装置本体（図示せず）から分かれて操作可能に構成されている（図１～図４参照）。
プローブＰＢは、把持体１、センサ２０、振動子ケース３０、付勢手段を備えている。
把持体１は、作業者がプローブＰＢを取り扱う際に把持する部位である。
把持体１は、前側ケース１０、後側ケース１２を備えている。
プローブＰＢは、把持体１、センサ２０、振動子ケース３０、付勢手段を備えている。
把持体１は、作業者がプローブＰＢを取り扱う際に把持する部位である。
把持体１は、前側ケース１０、後側ケース１２を備えている。
【0012】
前側ケース１０は、前側本体１１、前側カバー１３で構成されている。
前側本体１１は、細筒部１１ａと太筒部１１ｂとで、段付きの円筒形状を有している。
なお、前側ケース１０の筒軸は、プローブＰＢの前後方向に沿って延在している。
前側本体１１は、その筒内部に、振動子ケース３０、センサ２０が配置されている。
前側本体１１は、細筒部１１ａと太筒部１１ｂとで、段付きの円筒形状を有している。
なお、前側ケース１０の筒軸は、プローブＰＢの前後方向に沿って延在している。
前側本体１１は、その筒内部に、振動子ケース３０、センサ２０が配置されている。
【0013】
細筒部１１ａは、前側本体１１の前端側の円筒部を構成し、太筒部１１ｂは、細筒部１１ａよりも大径に設定され、且つ前側本体１１の後端側の円筒部を構成している。
つまり、細筒部１１ａと太筒部１１ｂとは、それぞれの筒軸が一致しつつ、筒軸方向に沿って直列に一体となっている。
なお、細筒部１１ａ内を貫通する細筒孔１１ａａの孔径は、太筒部１１ｂ内を貫通する太筒孔１１ｂａの孔径よりも小さく設定されている。
つまり、前側本体１１は、内部の筒孔も段付きに形成されている。
また、細筒部１１ａは、その外周に、後述するコイル２３が巻回されている。
つまり、細筒部１１ａと太筒部１１ｂとは、それぞれの筒軸が一致しつつ、筒軸方向に沿って直列に一体となっている。
なお、細筒部１１ａ内を貫通する細筒孔１１ａａの孔径は、太筒部１１ｂ内を貫通する太筒孔１１ｂａの孔径よりも小さく設定されている。
つまり、前側本体１１は、内部の筒孔も段付きに形成されている。
また、細筒部１１ａは、その外周に、後述するコイル２３が巻回されている。
【0014】
前側カバー１３は、細筒部１１ａに巻回されるコイル２３の外周を覆い、保護するための構成である。
前側カバー１３は、前側本体１１に着脱可能に取り付けられている。
これにより、コイル２３のメンテナンス性が高められている。
前側カバー１３は、前側本体１１に着脱可能に取り付けられている。
これにより、コイル２３のメンテナンス性が高められている。
【0015】
後側ケース１２は、前側ケース１０の太筒部１１ｂよりも大径な円筒形状を有している。
後側ケース１２は、その前端部に、前側ケース１０の太筒部１１ｂが挿入されている。
そして、後側ケース１２と前側ケース１０とは、接続ピン１４を用いて結合されている。
後側ケース１２は、その前端部に、前側ケース１０の太筒部１１ｂが挿入されている。
そして、後側ケース１２と前側ケース１０とは、接続ピン１４を用いて結合されている。
【0016】
接続ピン１４は、軸状の部材からなり、後側ケース１２を貫通しつつ、前側ケース１０に挿嵌されている。
接続ピン１４は、当該形状に限定されるものではなく、前側ケース１０と後側ケース１２とを結合することが可能であれば、ねじで螺合するなど、様々な形態を適宜採用することが可能である。
接続ピン１４は、当該形状に限定されるものではなく、前側ケース１０と後側ケース１２とを結合することが可能であれば、ねじで螺合するなど、様々な形態を適宜採用することが可能である。
【0017】
次に、振動子ケース３０について説明する（図１～図４参照）。
振動子ケース３０は、後述する振動子２１を前後方向（筒軸方向）に移動可能に支持するための構成である。
振動子ケース３０は、支持筒部３１と摺動筒部３３とで、段付きの円筒形状を有している。
支持筒部３１は、その筒内に振動子２１を支持するための構成である。
支持筒部３１の外径、および摺動筒部３３の外径は、それぞれに対応する細筒孔１１ａａ、および太筒孔１１ｂａと略同一寸法に設定されており、特に摺動筒部３３の外径は対応する太筒孔１１ｂａと近しい滑り隙間設計とすることで、ガタつくことなく移動可能に配置されている。
振動子ケース３０は、後述する振動子２１を前後方向（筒軸方向）に移動可能に支持するための構成である。
振動子ケース３０は、支持筒部３１と摺動筒部３３とで、段付きの円筒形状を有している。
支持筒部３１は、その筒内に振動子２１を支持するための構成である。
支持筒部３１の外径、および摺動筒部３３の外径は、それぞれに対応する細筒孔１１ａａ、および太筒孔１１ｂａと略同一寸法に設定されており、特に摺動筒部３３の外径は対応する太筒孔１１ｂａと近しい滑り隙間設計とすることで、ガタつくことなく移動可能に配置されている。
【0018】
また、支持筒部３１は、その前端に、係合部が設けられている。
係合部は、支持筒部３１前端の全周に亘って、径方向内側に向かって突出する円環状の突起（以下、係合環３２と称する）で構成されている。
係合環３２は、後述する縮径溝２１ａ（係止部）に嵌入しつつ、筒軸方向（前後方向）に係合している。
係合部は、支持筒部３１前端の全周に亘って、径方向内側に向かって突出する円環状の突起（以下、係合環３２と称する）で構成されている。
係合環３２は、後述する縮径溝２１ａ（係止部）に嵌入しつつ、筒軸方向（前後方向）に係合している。
【0019】
次に、センサ２０について説明する（図４～図８参照）。
センサ２０は、超音波の発振と受振を行うための構成である。
センサ２０は、振動子２１、コイル２３を備えている。
振動子２１には、単結晶の水晶からなり、円柱形状に形成されている。
振動子２１を構成する単結晶の水晶は、電場によって一時的に変形する圧電性を有している。
そして、電場の強度を周期的に変化させることで、振動子２１は振動し、超音波を発振する。
センサ２０は、超音波の発振と受振を行うための構成である。
センサ２０は、振動子２１、コイル２３を備えている。
振動子２１には、単結晶の水晶からなり、円柱形状に形成されている。
振動子２１を構成する単結晶の水晶は、電場によって一時的に変形する圧電性を有している。
そして、電場の強度を周期的に変化させることで、振動子２１は振動し、超音波を発振する。
【0020】
振動子２１は、結晶の方向が、電場の変化による縦振動によって、円柱形状の軸方向に伸縮するように、結晶の塊から切り出されている。
そして、振動子２１は、軸方向に伸張する際に、径方向に収縮し、軸方向に収縮する際に、径方向に拡径する。
また、振動子２１を円柱形状とすることで、コイル２３との距離の関係で感度を出しやすく、かつケース類を円柱で製造する際に容易にできる。
なお、振動子を構成する素材として、本実施形態では、水晶の単結晶を採用しているが、これに限定するものではない。
電気機械結合係数、圧電定数(係数)、誘電率、ヤング率、Ｑ値などについて、条件を満たす素材であれば、適宜採用することができる。
そして、前述の条件を満たす素材として、たとえば、ランガサイト、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、ニオブ酸鉛、四ホウ酸リチウム、タンタル酸リチウムなどが挙げられる。
また、振動子２１には、縮径溝２１ａ（係止部）と称する矩形溝が、形成されている。
そして、振動子２１は、軸方向に伸張する際に、径方向に収縮し、軸方向に収縮する際に、径方向に拡径する。
また、振動子２１を円柱形状とすることで、コイル２３との距離の関係で感度を出しやすく、かつケース類を円柱で製造する際に容易にできる。
なお、振動子を構成する素材として、本実施形態では、水晶の単結晶を採用しているが、これに限定するものではない。
電気機械結合係数、圧電定数(係数)、誘電率、ヤング率、Ｑ値などについて、条件を満たす素材であれば、適宜採用することができる。
そして、前述の条件を満たす素材として、たとえば、ランガサイト、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、ニオブ酸鉛、四ホウ酸リチウム、タンタル酸リチウムなどが挙げられる。
また、振動子２１には、縮径溝２１ａ（係止部）と称する矩形溝が、形成されている。
【0021】
縮径溝２１ａ（係止部）は、振動子２１の外周に、軸周りの周方向に沿って環状に形成されている。
縮径溝２１ａは、係合環３２（係合部）が嵌入しつつ、軸方向に係合可能な溝幅に設定されている。
縮径溝２１ａ（係止部）の位置は、振動子２１が１次共振の状態で、軸方向に伸縮が生じない「節」の位置に設定されている。
つまり、縮径溝２１ａは、振動子２１の軸方向中央部に形成されている。
縮径溝２１ａは、係合環３２（係合部）が嵌入しつつ、軸方向に係合可能な溝幅に設定されている。
縮径溝２１ａ（係止部）の位置は、振動子２１が１次共振の状態で、軸方向に伸縮が生じない「節」の位置に設定されている。
つまり、縮径溝２１ａは、振動子２１の軸方向中央部に形成されている。
【0022】
また、振動子２１は、その軸径（以下、振動子径Ｄ２１と称する）が、振動子ケース３０の支持筒部３１の筒孔径（以下、支持孔径Ｄ３１と称する）よりも僅かに小さく設定されている。
これにより、振動子２１と支持筒部３１との間には、僅かな隙間が形成されている。
そして、この支持筒部３１と振動子２１との隙間をガイド部３５と称する。
これにより、振動子２１と支持筒部３１との間には、僅かな隙間が形成されている。
そして、この支持筒部３１と振動子２１との隙間をガイド部３５と称する。
【0023】
また、振動子２１は、その前端に、超硬トップ２２が設置されている。
超硬トップ２２は、振動子２１（水晶のビッカース硬度：ＨＶ１１０３）よりも硬度の高い素材（たとえば、ダイヤモンド（ＨＶ７１４０～ＨＶ１５３００）、炭化ケイ素（ＨＶ２３５０）、サファイア（ＨＶ２３００）など）が採用されている。
超硬トップ２２は、硬度が高ければ高いほど、受振の感度が高まることが認められている。
超硬トップ２２は、振動子２１（水晶のビッカース硬度：ＨＶ１１０３）よりも硬度の高い素材（たとえば、ダイヤモンド（ＨＶ７１４０～ＨＶ１５３００）、炭化ケイ素（ＨＶ２３５０）、サファイア（ＨＶ２３００）など）が採用されている。
超硬トップ２２は、硬度が高ければ高いほど、受振の感度が高まることが認められている。
【0024】
コイル２３は、振動子２１の周囲の電場を変化させて、振動子２１を振動させ、超音波を発振するための構成である（図７参照）。
また、コイル２３は、超音波によって、振動子２１が振動することで、変化する振動子２１の周囲の電場を検出するための構成である。
コイル２３は、３本の導線（発振用の導線、受振用の導線、アース用の導線）で構成されている。
コイル２３は、これら３本の導線を細筒部１１ａの外周に巻回することで構成されている。
また、コイル２３は、超音波によって、振動子２１が振動することで、変化する振動子２１の周囲の電場を検出するための構成である。
コイル２３は、３本の導線（発振用の導線、受振用の導線、アース用の導線）で構成されている。
コイル２３は、これら３本の導線を細筒部１１ａの外周に巻回することで構成されている。
【0025】
次に、付勢手段について説明する（図２、図５参照）。
付勢手段は、振動子２１、および振動子ケース３０を前方へ付勢するための構成である。
付勢手段は、一対の磁石４１で構成されている。
一方の磁石４１Ｆは、振動子ケース３０の後端に設置され、他方の磁石４１Ｒは、後側ケース１２内に設置されている。
付勢手段は、振動子２１、および振動子ケース３０を前方へ付勢するための構成である。
付勢手段は、一対の磁石４１で構成されている。
一方の磁石４１Ｆは、振動子ケース３０の後端に設置され、他方の磁石４１Ｒは、後側ケース１２内に設置されている。
【0026】
また、これら一対の磁石４１は、互いに反発力を発するように、同極（Ｎ極とＮ極、またはＳ極とＳ極）が対向するように配置されている。
そして、反発力によって、振動子ケース３０を前方に押し出すように構成されている。
そして、反発力によって、振動子ケース３０を前方に押し出すように構成されている。
【0027】
また、他方の磁石４１Ｒは、磁石ケース４２に収容された状態で、後側ケース１２内に設置されている。
そして、他方の磁石４１Ｒは、磁石ケース４２内における軸方向の位置が調整可能となっている。
一対の磁石４１同士の間隔を調整することで、振動子ケース３０を前方に押し出す力の大きさを調整することができる。
そして、他方の磁石４１Ｒは、磁石ケース４２内における軸方向の位置が調整可能となっている。
一対の磁石４１同士の間隔を調整することで、振動子ケース３０を前方に押し出す力の大きさを調整することができる。
【0028】
なお、一対の磁石４１（付勢手段）の反発力は、振動子２１の後端を前方に押すのではなく、振動子ケース３０の係合環３２を介して、振動子２１の中央部を前方に押すように作用する。
このため、１次共振において、振動子２１を節のみで支持することになり、振動子２１の自由振動として解析を行うことができる。
このため、１次共振において、振動子２１を節のみで支持することになり、振動子２１の自由振動として解析を行うことができる。
【0029】
＜超音波診断装置の働き＞
次に、超音波診断装置ＳのプローブＰＢを用いた診断手順について説明する。
プローブＰＢは、診断操作前後の形態（以下、待機形態と称する）と、診断操作時の形態（以下、診断形態と称する）とに変形する（図１～図８参照）。
待機形態では、一対の磁石４１の反発力で、振動子２１の前端が前側ケース１０から突出している（図１～図４参照）。
次に、超音波診断装置ＳのプローブＰＢを用いた診断手順について説明する。
プローブＰＢは、診断操作前後の形態（以下、待機形態と称する）と、診断操作時の形態（以下、診断形態と称する）とに変形する（図１～図８参照）。
待機形態では、一対の磁石４１の反発力で、振動子２１の前端が前側ケース１０から突出している（図１～図４参照）。
【0030】
診断形態は、診断作業者によって、プローブＰＢが被測定物ＴＧに押し付けられた状態である（図５、図６参照）。
診断形態では、振動子２１の超硬トップ２２の前端と、前側ケース１０の前端とが、前後方向において、ほぼ一致している。
なお、診断形態において、振動子２１の縮径溝２１ａは、コイル２３の前後方向の中央に位置するように、振動子２１の前後方向の寸法、およびコイル２３の位置が設定されている。
また、診断形態における振動子２１に対するコイル位置は、必ずしも中央でなくともよく、中央から端部までの間で高感度に検査できるように適宜設定が可能である。
診断形態では、振動子２１の超硬トップ２２の前端と、前側ケース１０の前端とが、前後方向において、ほぼ一致している。
なお、診断形態において、振動子２１の縮径溝２１ａは、コイル２３の前後方向の中央に位置するように、振動子２１の前後方向の寸法、およびコイル２３の位置が設定されている。
また、診断形態における振動子２１に対するコイル位置は、必ずしも中央でなくともよく、中央から端部までの間で高感度に検査できるように適宜設定が可能である。
【0031】
診断作業者は、待機形態のプローブＰＢの前端を被測定物ＴＧの測定箇所に押し付け、プローブＰＢは、診断形態に変形する。
プローブＰＢの前端を被測定物ＴＧの測定箇所に押し付けた状態では、振動子２１は、その軸線が被測定物ＴＧの表面に対して略垂直となっている。
診断作業者は、診断形態を維持しつつ、超音波診断装置Ｓの診断を開始する（図８参照）。
超音波診断装置Ｓは、所定の周波数範囲をスイープしつつ、発振と受振とを交互に繰り返す。
プローブＰＢの前端を被測定物ＴＧの測定箇所に押し付けた状態では、振動子２１は、その軸線が被測定物ＴＧの表面に対して略垂直となっている。
診断作業者は、診断形態を維持しつつ、超音波診断装置Ｓの診断を開始する（図８参照）。
超音波診断装置Ｓは、所定の周波数範囲をスイープしつつ、発振と受振とを交互に繰り返す。
【0032】
超音波診断装置Ｓは、既定の発振と受振とが終了したことを確認し、診断を終了する。
診断作業者は、診断が終了したことを確認し、プローブＰＢを被測定物ＴＧから離す。
被測定物ＴＧから離れたプローブＰＢは、一対の磁石４１の反発力によって、振動子２１が前側ケース１０から飛び出し、待機形態に変形する。
診断作業者は、診断が終了したことを確認し、プローブＰＢを被測定物ＴＧから離す。
被測定物ＴＧから離れたプローブＰＢは、一対の磁石４１の反発力によって、振動子２１が前側ケース１０から飛び出し、待機形態に変形する。
【0033】
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
本実施形態のプローブＰＢでは、振動子２１の円柱形状の側面に、他の部位よりも小径に設定された縮径溝２１ａ（係止部）を備えている。
また、振動子ケース３０は、支持筒部３１の筒内壁に、縮径溝２１ａ（係止部）と軸方向に係合する係合環３２（係合部）を備えている。
そして、縮径溝２１ａと係合環３２とが係合することで、振動子ケース３０内における振動子２１の位置が規定される。
これによって、診断中における振動子２１の保持位置としての位置ずれが抑制され、測定精度を向上することができる。
本実施形態のプローブＰＢでは、振動子２１の円柱形状の側面に、他の部位よりも小径に設定された縮径溝２１ａ（係止部）を備えている。
また、振動子ケース３０は、支持筒部３１の筒内壁に、縮径溝２１ａ（係止部）と軸方向に係合する係合環３２（係合部）を備えている。
そして、縮径溝２１ａと係合環３２とが係合することで、振動子ケース３０内における振動子２１の位置が規定される。
これによって、診断中における振動子２１の保持位置としての位置ずれが抑制され、測定精度を向上することができる。
【0034】
また、本実施形態では、振動子２１の縮径溝２１ａ（係止部）が、１次共振時の振動子２１の軸方向における節が発生する部位に配置されている。
つまり、縮径溝２１ａは、振動子２１の軸方向中央部に形成されている。
そして、縮径溝２１ａを介して、振動子２１は、振動子ケース３０に支持されている。
これによって、振動子２１の振動を妨げることなく振動子ケース３０が振動子２１を支持することができる。
これによって、超音波を効率よく発振することができるとともに、超音波を高感度で受振することができる。
つまり、縮径溝２１ａは、振動子２１の軸方向中央部に形成されている。
そして、縮径溝２１ａを介して、振動子２１は、振動子ケース３０に支持されている。
これによって、振動子２１の振動を妨げることなく振動子ケース３０が振動子２１を支持することができる。
これによって、超音波を効率よく発振することができるとともに、超音波を高感度で受振することができる。
【0035】
本実施形態では、振動子２１の振動子径Ｄ２１（外径）が振動子ケース３０の支持孔径（内径）よりも小さく設定されている。
そして、振動子２１と振動子ケース３０との間の隙間を介して、振動子ケース３０の内壁にガイド部３５に設定している。
これによって、振動子２１が振動中の径方向の拡縮を妨げることなく、振動子２１を支持することができる。
また、ガイド部３５を設定することで、縮径溝２１ａを中心とする揺動を抑制しつつ、振動子を支持することができる。
そして、振動子２１と振動子ケース３０との間の隙間を介して、振動子ケース３０の内壁にガイド部３５に設定している。
これによって、振動子２１が振動中の径方向の拡縮を妨げることなく、振動子２１を支持することができる。
また、ガイド部３５を設定することで、縮径溝２１ａを中心とする揺動を抑制しつつ、振動子を支持することができる。
【0036】
本実施形態では、振動子ケース３０を前方（筒軸方向）に付勢する一対の磁石４１（付勢手段）を備えている。
また、振動子２１を前方に付勢しつつ、振動子２１が突没可能に構成されている。
これによって、振動子２１の保持位置としての位置ズレを抑制できる。さらに、振動子２１を押し付けた際の磁石４１間の距離を均一に保つことが可能となり、検査時の荷重が安定するため、荷重によって変わる検査誤差を低減することができる。
また、振動子２１を前方に付勢しつつ、振動子２１が突没可能に構成されている。
これによって、振動子２１の保持位置としての位置ズレを抑制できる。さらに、振動子２１を押し付けた際の磁石４１間の距離を均一に保つことが可能となり、検査時の荷重が安定するため、荷重によって変わる検査誤差を低減することができる。
【0037】
また、適切な押し付け力で、振動子２１を被測定物に当接させることができることから、振動子２１の振動を妨げずに超音波の発振と受振とを行うことができる。
さらに、振動子２１の前端と、前側ケース１０前端とが、前後方向において、ほぼ一致した状態で診断を行うことで、センサ２０が被測定物ＴＧの表面に対して略垂直に押し当てられ、被測定物ＴＧの性状評価における精度が向上する。
これによって、被測定物ＴＧとの接触による振動子２１の振動形態の変化を効率よく受振することができるため、測定精度を向上させることができる。
さらに、振動子２１の前端と、前側ケース１０前端とが、前後方向において、ほぼ一致した状態で診断を行うことで、センサ２０が被測定物ＴＧの表面に対して略垂直に押し当てられ、被測定物ＴＧの性状評価における精度が向上する。
これによって、被測定物ＴＧとの接触による振動子２１の振動形態の変化を効率よく受振することができるため、測定精度を向上させることができる。
【0038】
本実施形態では、振動子２１の前端（被測定物ＴＧに当接する端部）に振動子２１よりも硬質な超硬トップ２２が設けられている。
これにより、被測定物ＴＧの振動をより正確に受振することができるため、測定感度を高めることができる。
これにより、被測定物ＴＧの振動をより正確に受振することができるため、測定感度を高めることができる。
【0039】
なお、本実施形態では、係合部が、係合環３２で構成されている。
このような構成とすることで、振動子２１とコイル２３との間隔を狭めることができる。
これによって、コイル２３への入出力のロスを低減することができるため、計測感度を向上することができる。
このような構成とすることで、振動子２１とコイル２３との間隔を狭めることができる。
これによって、コイル２３への入出力のロスを低減することができるため、計測感度を向上することができる。
【0040】
また、本実施形態の超音波診断装置Ｓでは、被測定物の硬度を測定しているが、硬度測定に限定するものではない。
プローブを被測定物に押し付けた状態で、振動子が超音波を発振、受振する形態の超音波診断装置であれば、適宜採用することが可能であり、同様の作用効果を得ることができる。
プローブを被測定物に押し付けた状態で、振動子が超音波を発振、受振する形態の超音波診断装置であれば、適宜採用することが可能であり、同様の作用効果を得ることができる。
【0041】
さらに、本実施形態では、振動子２１が前後方向に移動可能に、振動子ケース３０に支持され、作業者による押付けによって、振動子２１が突没する形態になっているが、このような形態に限定するものではない。
プローブＰＢを被測定物に押し付けない形態の超音波診断装置Ｓにおいても採用が可能である。
プローブＰＢを被測定物に押し付けない形態の場合でも、プローブＰＢを誤って落下させる等、プローブＰＢに衝撃が加わるような状況で、振動子２１の位置ズレが抑制することができる。
プローブＰＢを被測定物に押し付けない形態の超音波診断装置Ｓにおいても採用が可能である。
プローブＰＢを被測定物に押し付けない形態の場合でも、プローブＰＢを誤って落下させる等、プローブＰＢに衝撃が加わるような状況で、振動子２１の位置ズレが抑制することができる。
【0042】
また、本実施形態では、振動子２１が、磁歪性を有する素材で構成されているが、これに限定するものではない。
たとえば、振動子に電歪性を有する素材を採用することが可能である。
なお、電歪性とは、電圧が掛かることで一時的に変形する性質である。
たとえば、振動子に電歪性を有する素材を採用することが可能である。
なお、電歪性とは、電圧が掛かることで一時的に変形する性質である。
【0043】
次に、振動子２１、および係合部の変形例（以下、変形例１、２と称する）について説明する（図９、図１０参照）。
なお、説明において、前述の実施形態と同一の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
なお、説明において、前述の実施形態と同一の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【0044】
変形例１では、前述の実施形態のプローブＰＢと比較して、振動子５１の形状、および振動子ケース３０の係合部の構成が異なる（図９参照）。
前述の実施形態の振動子２１は、円柱形状を有しているが、変形例１の振動子５１は、四角柱形状を有している。
なお、振動子５１の軸方向中央部に縮径溝２１ａを備える構成は、前述の実施形態と同様である。
前述の実施形態の振動子２１は、円柱形状を有しているが、変形例１の振動子５１は、四角柱形状を有している。
なお、振動子５１の軸方向中央部に縮径溝２１ａを備える構成は、前述の実施形態と同様である。
【0045】
四角柱形状の振動子２１を採用することに伴い、振動子ケース３０の係合部は、係合環３２ではなく、係合爪５２で構成されている。
係合爪５２は、振動子２１の四角柱形状の４つの側面に対向して形成され、各係合爪５２が、縮径溝２１ａに嵌入している。
そして、係合爪５２が、縮径溝２１ａに嵌入することで、振動子ケース３０と振動子５１とが、筒軸方向に係合するとともに、振動子５１の軸周りの回転が規制される。
そして、このような構成に係合部を変更しても、前述の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
また、振動子５１を四角柱形状とすることで、振動子５１を結晶の塊から切り出す作業を簡便に行うことができる。
係合爪５２は、振動子２１の四角柱形状の４つの側面に対向して形成され、各係合爪５２が、縮径溝２１ａに嵌入している。
そして、係合爪５２が、縮径溝２１ａに嵌入することで、振動子ケース３０と振動子５１とが、筒軸方向に係合するとともに、振動子５１の軸周りの回転が規制される。
そして、このような構成に係合部を変更しても、前述の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
また、振動子５１を四角柱形状とすることで、振動子５１を結晶の塊から切り出す作業を簡便に行うことができる。
【0046】
変形例２では、前述の実施形態のプローブＰＢと比較して、振動子５１の形状が異なる（図１０参照）。
前述の実施形態の振動子２１は、円柱形状を有しているが、変形例２の振動子５１は、変形例１と同様に、四角柱形状を有している。
なお、振動子５１の軸方向中央部に縮径溝２１ａを備える構成は、前述の実施形態と同様である。
また、振動子ケース３０の係合部は、前述の実施形態と同様に、係合環３２で構成されている。
そして、係合環３２が、縮径溝２１ａにおける四角柱形状の角部分に嵌入し、振動子ケース３０と振動子５１とが、筒軸方向に係合している。
なお、このような構成に係合部を変更しても、前述の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
前述の実施形態の振動子２１は、円柱形状を有しているが、変形例２の振動子５１は、変形例１と同様に、四角柱形状を有している。
なお、振動子５１の軸方向中央部に縮径溝２１ａを備える構成は、前述の実施形態と同様である。
また、振動子ケース３０の係合部は、前述の実施形態と同様に、係合環３２で構成されている。
そして、係合環３２が、縮径溝２１ａにおける四角柱形状の角部分に嵌入し、振動子ケース３０と振動子５１とが、筒軸方向に係合している。
なお、このような構成に係合部を変更しても、前述の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【0047】
次に、係合部の変形例（以下、変形例３と称する）について説明する（図１１、図１２参照）。
なお、説明において、前述の実施形態と同一の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
変形例３では、前述の実施形態のプローブＰＢと比較して、係合部の構成が異なる。
前述の実施形態の係合部としての係合環３２は、支持筒部３１前端の全周に亘って、径方向内側に向かって突出する円環状の突起で構成されている。
なお、説明において、前述の実施形態と同一の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
変形例３では、前述の実施形態のプローブＰＢと比較して、係合部の構成が異なる。
前述の実施形態の係合部としての係合環３２は、支持筒部３１前端の全周に亘って、径方向内側に向かって突出する円環状の突起で構成されている。
【0048】
これに対して、変形例３の係合部は、内周溝６１と、Ｏリング６２（環状部材）とで構成されている。
なお、振動子２１が円柱形状を有し、軸方向中央部に縮径溝２１ａ（係止部）を備える構成は、前述の実施形態と同様である。
内周溝６１は、振動子ケース３０の内周面に、筒軸周りに延在する環状の矩形溝で構成されている。
なお、振動子２１が円柱形状を有し、軸方向中央部に縮径溝２１ａ（係止部）を備える構成は、前述の実施形態と同様である。
内周溝６１は、振動子ケース３０の内周面に、筒軸周りに延在する環状の矩形溝で構成されている。
【0049】
Ｏリング６２は、内周溝６１内に配置され、内周溝６１の溝壁に対して、前後方向に係合している。
また、Ｏリング６２は、内周溝６１内に設置された状態で、その内径側が内周溝６１から径方向内側へはみ出すように設定されている。
そして、Ｏリング６２は、内周溝６１からはみ出した内径側の部位が、振動子２１の縮径溝２１ａに嵌入され、縮径溝２１ａの溝壁に対して、前後方向に係合している。
つまり、振動子２１に凹形状（縮径溝２１ａ）を設け、振動子ケース３０に凸形状（内周溝６１、Ｏリング６２）を設けて、筒軸方向に係合させている。
また、Ｏリング６２は、内周溝６１内に設置された状態で、その内径側が内周溝６１から径方向内側へはみ出すように設定されている。
そして、Ｏリング６２は、内周溝６１からはみ出した内径側の部位が、振動子２１の縮径溝２１ａに嵌入され、縮径溝２１ａの溝壁に対して、前後方向に係合している。
つまり、振動子２１に凹形状（縮径溝２１ａ）を設け、振動子ケース３０に凸形状（内周溝６１、Ｏリング６２）を設けて、筒軸方向に係合させている。
【0050】
このような構成に係合部を変更しても、前述の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
また、Ｏリング６２は、内周溝６１と縮径溝２１ａに係合することで、振動子２１の保持位置としての位置ずれをより抑制でき、測定精度をさらに向上できる。
さらに、Ｏリング６２は、内周溝６１に着脱可能なため、分解しやすく、メンテナンス性に優れている。
また、振動子２１が円柱形状を有していることから、Ｏリング６２の取り扱いが容易になっている。
そして、Ｏリング６２を介して振動子２１を支持することで、径方向の拡縮、振動を妨げることなく、筒軸方向の移動を規制することができる。
また、Ｏリング６２は、内周溝６１と縮径溝２１ａに係合することで、振動子２１の保持位置としての位置ずれをより抑制でき、測定精度をさらに向上できる。
さらに、Ｏリング６２は、内周溝６１に着脱可能なため、分解しやすく、メンテナンス性に優れている。
また、振動子２１が円柱形状を有していることから、Ｏリング６２の取り扱いが容易になっている。
そして、Ｏリング６２を介して振動子２１を支持することで、径方向の拡縮、振動を妨げることなく、筒軸方向の移動を規制することができる。
【0051】
なお、プローブＰＢを組み立てる際に、Ｏリング６２を縮径溝２１ａに設置した後に、振動子２１を振動子ケース３０内に挿嵌する構成とすることも可能である。
つまり、振動子２１に凸形状を設け、振動子ケース３０に凹形状を設けて、筒軸方向（前後方向）に係合させる構成とすることも可能である。
このように、筒軸方向に係合可能な構成であれば、適宜採用することが可能であり、前述の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
つまり、振動子２１に凸形状を設け、振動子ケース３０に凹形状を設けて、筒軸方向（前後方向）に係合させる構成とすることも可能である。
このように、筒軸方向に係合可能な構成であれば、適宜採用することが可能であり、前述の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【0052】
次に、係合部の変形例（以下、変形例４と称する）について説明する（図１３参照）。
なお、説明において、前述の実施形態と同一の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
前述の実施形態の係合部としての係合環３２は、支持筒部３１前端の全周に亘って、径方向内側に向かって突出する円環状の突起で構成されている。
これに対して、変形例４は、前述の実施形態の振動子ケース３０の支持筒部３１に対して、軸方向に沿ったスリット７１が複数形成されている。
つまり、断面円弧状の板ばね７２によって、円筒形状が形成されている。
そして、板ばね７２の先端に設けられた係合突起７３（係合部）が、振動子２１の縮径溝２１ａに係合し、振動子ケース３０内における振動子２１の軸方向の移動が規制される。
なお、説明において、前述の実施形態と同一の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
前述の実施形態の係合部としての係合環３２は、支持筒部３１前端の全周に亘って、径方向内側に向かって突出する円環状の突起で構成されている。
これに対して、変形例４は、前述の実施形態の振動子ケース３０の支持筒部３１に対して、軸方向に沿ったスリット７１が複数形成されている。
つまり、断面円弧状の板ばね７２によって、円筒形状が形成されている。
そして、板ばね７２の先端に設けられた係合突起７３（係合部）が、振動子２１の縮径溝２１ａに係合し、振動子ケース３０内における振動子２１の軸方向の移動が規制される。
【0053】
このような形態とすることで、振動子ケース３０に振動子２１を組付ける際に、板ばね７２が撓み、振動子２１の振動子ケース３０への組付けが、前述の実施形態よりも容易になる。
また、板ばね７２の周囲が細筒部１１ａに囲まれているために、組立後は板ばね７２が撓めないため、振動子２１の脱落し難さ、および軸方向の係合の強度は、前述の実施形態と同様である。
なお、振動子２１が円柱形状を有し、軸方向中央部に縮径溝２１ａ（係止部）を備える構成は、前述の実施形態と同様である。
また、板ばね７２の周囲が細筒部１１ａに囲まれているために、組立後は板ばね７２が撓めないため、振動子２１の脱落し難さ、および軸方向の係合の強度は、前述の実施形態と同様である。
なお、振動子２１が円柱形状を有し、軸方向中央部に縮径溝２１ａ（係止部）を備える構成は、前述の実施形態と同様である。
【符号の説明】
【0054】
Ｓ 超音波診断装置
２１ 振動子
２１ａ 縮径溝
ＴＧ 被測定物
２２ 超硬トップ
３０ 振動子ケース
３２ 係合環（係合部）
４１ 一対の磁石（付勢手段）
６１ 内周溝（係合部）
６２ Ｏリング（係合部、環状部材）
２１ 振動子
２１ａ 縮径溝
ＴＧ 被測定物
２２ 超硬トップ
３０ 振動子ケース
３２ 係合環（係合部）
４１ 一対の磁石（付勢手段）
６１ 内周溝（係合部）
６２ Ｏリング（係合部、環状部材）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】