振动传递体、超声波转换器构造体及医疗设备转让专利
申请号 : CN201680090087.3
文献号 : CN109845293B
文献日 : 2021-03-09
发明人 : 吉岭英人
申请人 : 奥林巴斯株式会社
摘要 :
权利要求 :
1.一种振动传递体,其中,
该振动传递体包括:
基端侧伸出部,其沿着中心轴线伸出,在该基端侧伸出部的基端固定超声波振子,该基端侧伸出部被输入由所述超声波振子产生的超声波振动的纵向振动;
被支承部,其沿着所述中心轴线设于所述基端侧伸出部的顶端侧,在沿着所述中心轴线传递所述纵向振动的状态下,该被支承部在所述中心轴线的方向上位于振动的波节或者其附近,该被支承部相对于所述中心轴线向径向外方突出,并支承于外壳;
顶端侧伸出部,其沿着所述中心轴线比所述被支承部向顶端侧伸出,该顶端侧伸出部沿着所述中心轴线传递被输入到所述基端侧伸出部的所述超声波振动的所述纵向振动,该顶端侧伸出部具有比所述被支承部小径的外径;
第1中继部,其形成在所述被支承部和所述基端侧伸出部之间;以及第2中继部,其形成在所述被支承部和所述顶端侧伸出部之间,所述第2中继部形成为:位于该第2中继部与所述被支承部连续地邻接的位置的外径大于所述顶端侧伸出部的所述外径且大于所述第1中继部中的、与所述被支承部连续地邻接的位置的外径,该第2中继部具有变幅杆,在传递所述纵向振动时,相对于所述第1中继部或者所述基端侧伸出部处的振动的波腹的最大振幅,该变幅杆扩大在所述顶端侧伸出部的顶端输出的振幅。
2.根据权利要求1所述的振动传递体,其中,所述第2中继部与所述被支承部之间的交界的同所述中心轴线正交的截面具有比所述第1中继部与所述被支承部之间的交界的同所述中心轴线正交的截面大的面积。
3.根据权利要求1所述的振动传递体,其中,所述第1中继部和所述第2中继部具有如下形状:在所述超声波振动的所述纵向振动被输入到所述振动传递体的状态下,使对所述第1中继部施加的应力分布和对所述第2中继部施加的应力分布在自所述中心轴线沿径向远离的位置相对于所述被支承部均衡,从而抑制由所述被支承部的自所述中心轴线沿径向远离的部位处产生的力矩引起的振动。
4.根据权利要求1所述的振动传递体,其中,所述第1中继部和所述第2中继部具有如下形状:在所述超声波振动的所述纵向振动被输入到所述振动传递体的状态下,在自所述中心轴线沿径向远离的位置使所述第1中继部的位移分布和所述第2中继部的位移分布沿着所述中心轴线相对于所述被支承部均衡,从而抑制所述被支承部在沿着所述中心轴线的方向上位移。
5.根据权利要求1所述的振动传递体,其中,所述第1中继部和所述第2中继部具有如下形状:沿着所述中心轴线相对于所述被支承部对称或者大致对称,在所述超声波振动的所述纵向振动被输入到所述振动传递体的状态下,抑制由所述被支承部的自所述中心轴线沿径向远离的部位处产生的力矩引起的振动并且抑制所述被支承部在沿着所述中心轴线的方向上位移。
6.根据权利要求1所述的振动传递体,其中,所述第1中继部具有变幅杆,该变幅杆与所述被支承部连续,在传递所述纵向振动时,相对于所述第1中继部或者所述基端侧伸出部处的振动的波腹的最大振幅,该变幅杆扩大在所述顶端侧伸出部的顶端输出的振幅。
7.根据权利要求6所述的振动传递体,其中,与在所述第1中继部不存在所述变幅杆的情况相比,所述第1中继部和所述基端侧伸出部合计的长度缩短。
8.根据权利要求1所述的振动传递体,其中,所述顶端侧伸出部在其顶端具有连接部,该连接部能够沿着所述中心轴线在顶端侧连接具有处置部的振动传递构件。
9.根据权利要求1所述的振动传递体,其中,所述被支承部形成为相对于所述中心轴线向径向外方突出的板状。
10.一种超声波转换器构造体,其中,该超声波转换器构造体包括:
权利要求1所述的振动传递体;
所述超声波振子,其固定在所述振动传递体的基端,该超声波振子在被供给能量时产生所述纵向振动;以及
按压体,在该按压体与所述振动传递体的基端之间夹持所述超声波振子,该按压体将所述超声波振子向所述振动传递体的基端按压。
11.一种医疗设备,其中,
该医疗设备包括:
权利要求10所述的超声波转换器构造体;以及所述外壳,在该外壳与所述超声波转换器构造体之间具有电绝缘性。
12.一种振动传递体,其中,
该振动传递体包括:
基端侧伸出部,其沿着中心轴线伸出,在该基端侧伸出部的基端固定超声波振子,该基端侧伸出部被输入由所述超声波振子产生的超声波振动的纵向振动;
被支承部,其沿着所述中心轴线设于所述基端侧伸出部的顶端侧,在沿着所述中心轴线传递所述纵向振动的状态下,该被支承部在所述中心轴线的方向上位于振动的波节或者其附近,该被支承部相对于所述中心轴线向径向外方突出,并支承于外壳;
顶端侧伸出部,其沿着所述中心轴线比所述被支承部向顶端侧伸出,该顶端侧伸出部沿着所述中心轴线传递被输入到所述基端侧伸出部的所述超声波振动的所述纵向振动,该顶端侧伸出部具有比所述被支承部小径的外径;
第1中继部,其形成在所述被支承部和所述基端侧伸出部之间;以及第2中继部,其形成在所述被支承部和所述顶端侧伸出部之间,该第2中继部具有如下形状:在被输入所述超声波振动的所述纵向振动的状态下,在自所述中心轴线沿径向远离的位置使对所述第1中继部施加的应力的应力分布相对于所述被支承部沿着所述中心轴线对称、抑制所述被支承部中的力矩的产生而抑制所述被支承部的振动。
说明书 :
振动传递体、超声波转换器构造体及医疗设备
技术领域
背景技术
顶端侧块的振动传递体传递纵向振动的状态下,在振动传递体形成有振动的波腹和波节。
振动传递体具有相对于中心轴线向径向外方突出且支承于外壳的凸缘状的被支承部。振动
传递体中的、成为被支承部的振动的波节的位置在与被支承部的顶端侧连续的部位和与基
端侧连续的部位的附近,沿着中心轴线力的总和均衡。即,成为振动的波节的位置的振幅沿
着中心轴线为0(零),不变动。由于被支承部优选为不向外壳传递由振动引起的位移,因此
其形成在成为振动的波节或者其附近的位置的径向外方。
在被支承部的自中心轴线沿径向远离的部位附近,顶端侧部分与基端侧部分相比刚度较低
易于变形。如上所述,确保了沿着中心轴线的、与振动的波节位置连续的顶端侧部位和基端
侧部位之间的力的均衡,但被支承部的自中心轴线沿径向远离的部位的应力分布在被支承
部附近沿着中心轴线而在顶端侧部分和基端侧部分产生差异。因此,在振动传递体传递纵
向振动的状态下,在被支承部产生由应力分布的差异引起的力矩,被支承部会位移。
发明内容
备。
的基端固定所述超声波振子,该基端侧伸出部被输入所述超声波振动的所述纵向振动;被
支承部,其位于在沿着所述中心轴线比所述基端侧伸出部靠顶端侧的位置,在沿着所述中
心轴线传递所述纵向振动的状态下,该被支承部处于所述中心轴线上的振动的波节的外周
或者其附近的外周,该被支承部相对于所述中心轴线向径向外方突出,并支承于外壳或者
转换器壳;顶端侧伸出部,其沿着所述中心轴线比所述被支承部向顶端侧伸出,该顶端侧伸
出部具有比所述被支承部小径的外径;第1中继部,其形成在所述被支承部和所述基端侧伸
出部之间;以及第2中继部,其形成在所述被支承部和所述顶端侧伸出部之间,该第2中继部
在与所述被支承部连续地邻接的位置具有大于所述顶端侧伸出部的所述外径且与所述第1
中继部中的、与所述被支承部连续地邻接的位置的外径相同或者比该位置的外径大的外
径,该第2中继部具有变幅杆,在传递所述纵向振动时,该变幅杆相对于所述第1中继部或者
所述基端侧伸出部的振动的波腹的最大振幅扩大在所述顶端侧伸出部的顶端输出的振幅。
附图说明
振动传递体时的概略的振动的波腹、波节、振幅的概略图。
振动传递体时振动传递体所负载的应力分布和概略的振动的波腹、波节、振幅的概略图。
动传递体时的概略的振动的波腹、波节、振幅的概略图。
动传递体时振动传递体所负载的应力分布和概略的振动的波腹、波节、振幅的概略图。
动输入到振动传递体时的概略的振动的波腹、波节、振幅的概略图。
动输入到振动传递体时振动传递体所负载的应力分布和概略的振动的波腹、波节、振幅的
概略图。
振动传递体时的概略的振动的波腹、波节、振幅的概略图。
振动传递体时振动传递体所负载的应力分布和概略的振动的波腹、波节、振幅的概略图。
具体实施方式
用者保持的外壳(基部外壳)5和安装于外壳5的轴(硬质管)6。轴6大致笔直地延伸设置。在
此,在超声波处置器具2中,将相对于轴6而言外壳5所处的一侧设为基端侧(箭头C1侧),将
与基端侧相反的那一侧设为顶端侧(箭头C2侧)。因此,轴6从顶端侧安装于外壳5。此外,超
声波处置器具2在比轴6靠顶端侧的部位具有末端执行器7。
有杆状构件(振动传递构件)10。杆状构件10由钛合金等振动传递性较高的材料形成。杆状
构件10从外壳5的内部穿过轴6的内部朝向顶端侧延伸设置。而且,杆状构件10具备从轴6的
顶端向顶端侧突出的杆突出部(处置部)11。此外,钳口12以能够转动的方式安装于轴6的顶
端部。钳口12和手柄8之间借助穿过轴6的内部地延伸设置的可动构件(未图示)相连结。通
过使手柄8相对于外壳5张开或者闭合,从而可动构件向基端侧或者顶端侧移动。由此,钳口
12相对于轴6转动,钳口12和杆突出部11之间张开或者闭合。在本实施方式中,末端执行器7
由杆突出部11和钳口12形成。而且,通过在钳口12和杆突出部11之间把持生物体组织等处
置对象来处置处置对象。
轴6、末端执行器7及杆状构件10一起绕轴6的中心轴线相对于外壳5旋转。此外,在一个实施
例中,未设置钳口12,而仅由杆突出部11形成末端执行器7。在该情况下,未设置前述的手柄
8和可动构件。此外,在该情况下,杆突出部11具有钩形状、刮刀形状或者刮板形状等。
支承于转换器外壳18。优选的是,转换器外壳18和超声波转换器构造体20作为一体化的医
疗设备40进行处理。还优选的是,在医疗设备40中包含线缆13。而且,通过将转换器外壳18
从基端侧安装于外壳5,从而超声波转换器构造体20的顶端连接于杆状构件10的基端。在本
实施方式中,超声波转换器构造体20的顶端直接连接于杆状构件10的基端。此外,在本实施
方式中,线缆13的一端连接于转换器外壳18。线缆13的另一端以能够装拆的方式连接于能
量控制装置3。
中,通过使旋转旋钮旋转,从而超声波转换器构造体20与轴6、末端执行器7及杆状构件10一
起绕轴6的中心轴线相对于外壳5旋转。
线C的螺栓(轴)21。在此,沿着中心轴线C的方向上的一侧与基端侧(箭头C1侧)一致,沿着中
心轴线C的方向上的另一侧与顶端侧(箭头C2侧)一致。螺栓21从基端沿着中心轴线C笔直地
延伸设置到顶端。
螺栓21例如由钛合金、铝合金或者SUS等形成。振动传递体22和螺栓21特别优选由钛合金形
成。另外,振动传递体22既可以由与螺栓21相同的材料形成,也可以由与螺栓21不同的材料
形成。
外周,作为第1结合部而形成有外螺纹部27。此外,在按压体23的内周,作为结合于第1结合
部的第2结合部而形成有内螺纹部28。在本实施方式中,外螺纹部27从螺栓21的基端朝向顶
端侧延伸设置,内螺纹部28从按压体23的基端朝向顶端侧延伸设置。通过内螺纹部28结合、
即螺纹结合于外螺纹部27,从而按压体23连结于螺栓21的外周。因而,在本实施方式中,按
压体23是连结于螺栓21的外周的连结构件。
间。而且,超声波振子30被按压体23向顶端侧按压。在本实施方式中,超声波振子30具备多
个压电元件31。压电元件31例如由陶瓷等、剪切模量等材质(物理性质值)与螺栓21不同的
材料形成。压电元件31将电能转换为振动。压电元件31分别形成为环状,螺栓21分别贯穿于
压电元件31。另外,压电元件31至少设有1个即可。
与压电元件31的数量相对应地决定电极构件32、33的数量,在任一种情况下,都成为压电元
件31分别被夹在电极构件32中的对应的1个电极构件32和电极构件33中的对应的1个电极
构件33之间的结构。
外周之间设有由电绝缘材料形成的绝缘管(未图示)。由此,防止了供给到超声波振子30的
电能向振动传递体22、按压体23及螺栓21供给的状况。因此,防止了由对超声波振子30施加
的施加电压引起的电流经由振动传递体22、杆状构件10流向患者的状况。此外,利用绝缘体
防止了来自其他设备的信号经由杆状构件10、振动传递体22向超声波振子30输入的状况。
振动传递体22形成超声波转换器构造体20的顶端,并连接于杆状构件10。
备用于将自电池电源或者固定于墙壁的插座口获得的电力转换为向超声波转换器构造体
20的超声波振子30供给的电能的转换电路等,并将转换成的电能输出。从能量输出源15输
出来的电能借助电布线37、38被供给到超声波振子30。能量输出源15向超声波振子30输出
交流电力作为电能。
Programmable Gate Array:现场可编程门阵列)等的集成电路形成。按照存储于处理器16
或者存储介质17的程序来进行处理器16中的处理。此外,在存储介质17存储有在处理器16
中使用的处理程序和在处理器16中的运算中使用的参数和表格等。处理器16用于控制从能
量输出源15向超声波振子30输出电能。在本实施方式中,超声波转换器构造体20被设定为
作为一个频率的例子而以47kHz进行共振。在本实施方式中,处理器16将来自能量输出源15
的电能的输出的频率调整为预定的频率。在一个实施例中,预定的频率是47kHz。
材料等而一体地形成振动传递体22。另外,被支承部25的外径(将从中心轴线C沿着中心轴
线C的径向到最远端的部位的距离(半径)两倍化而得到的长度)D0大于后述的第1振动部24
的第1中继部54的外径D1,且大于第2振动部26的第2中继部56的外径D2。
振子30,被输入超声波振动的纵向振动。第1中继部54形成在被支承部25和基端侧伸出部52
之间。第1中继部54的顶端与被支承部25的基端面25a连续。第1中继部54的顶端和被支承部
25的基端面25a之间由顺畅地连续的适当的曲面形成,防止应力集中。
与被支承部25的顶端面25b连续。第2中继部56的基端和被支承部25的顶端面25b之间由顺
畅地连续的适当的曲面形成,防止应力集中。另外,在向基端侧伸出部52的基端输入超声波
振动的纵向振动时,顶端侧伸出部58的顶端成为振动传递体22中的振幅最大的振动的波腹
A。
输入超声波振动的纵向振动时,杆突出部11成为振动的波腹。
的状态下,被支承部25处于中心轴线C上的振动的波节N的外周或者其附近的外周。被支承
部25形成为相对于中心轴线C向径向外方突出的板状。优选的是,被支承部25形成为大致圆
盘状。另外,被支承部25在其外缘具有用于防止相对于转换器外壳18绕中心轴线C旋转的旋
转限制部25c。而且,被支承部25支承于转换器外壳18。因此,被支承部25被旋转限制部25c
限制了相对于转换器外壳18绕中心轴线C旋转。
中继部56沿着中心轴线C从基端侧朝向顶端侧以较短的距离逐渐减小截面积。第2中继部56
与在振动的波节N的位置或者其附近的外侧形成的被支承部25的顶端侧连续。如后所述,在
振动传递体22传递振动的状态下,应力变得最高的是振动的波节N及其附近。因此,在振动
传递体22中的、被支承部25的附近,应力变得最高。因而,第2中继部56的变换比、即截面积
的变化程度对顶端侧伸出部58的顶端的振幅的扩大率产生影响。
面大的面积。第2中继部56在与被支承部25连续地邻接的位置具有比第1中继部54中的、与
被支承部25连续地邻接的位置的外径D1大的外径D2。即,由第2中继部56的最大外径D2确定
的第2中继部56与被支承部25的顶端面25b之间的交界处于与由第1中继部54的最大外径D1
确定的第1中继部54与被支承部25的基端面25a之间的交界相比相对于中心轴线C靠径向外
方的位置。因此,显然,在被支承部25的顶端面25b中的、自中心轴线C沿径向远离的位置,使
顶端面25b厚于基端面25a而增大顶端面25b侧的刚度。另外,由于第2中继部56形成为变幅
杆,因此随着从被支承部25沿着中心轴线C向顶端侧远离而变得比最大外径D2小径。
与被支承部25的顶端面25b之间的交界的外径D2小径。因此,第2中继部56在与被支承部25
的顶端面25b连续地邻接的位置具有外径D2,该外径D2大于第1中继部54中的、与被支承部
25的基端面25a连续地邻接的位置的外径D1且大于顶端侧伸出部58的外径D3。另外,顶端侧
伸出部58的基端的外径D3与第2中继部56的顶端的外径D2一致。
行的方向。因此,与利用圆的一部分(1/4圆)形成曲面相比,能够在较短的距离内使外径D2
进行变化。即,在被支承部25的顶端侧,能够在较短的距离内使外径D2与外径D3一致。因而,
根据第2中继部56的形状,能够使振幅扩大率良好。另外,能根据与后述的应力分布之间的
关系适当地调整形成第2中继部56的外周面的曲面的椭圆E的扁率。
较小,振幅的绝对值随着点密度降低而变大。图2B中的上侧附图与图2A中的上侧附图同样
表示第2振动部26的顶端侧伸出部58的顶端沿着中心轴线C位移到最靠基端侧的状态。图2B
中的上侧附图中的点表示第2振动部26的顶端侧伸出部58的顶端沿着中心轴线C位移到最
靠基端侧的状态下的振动传递体22的应力分布。图2B中的点密度较高的部分,应力的绝对
值较大,应力的绝对值随着点密度降低而变小。
动的状态下在振动传递体22产生的应变的数据。
轴线C的各位置的振动的振幅以及概略的振动的波腹A和波节N的位置。图2A和图2B中的下
侧附图的振幅是示意性地描画的,振动传递体22并不是沿与中心轴线C正交的方向位移,而
是实际上沿着中心轴线C位移。因此,振动传递体22的振幅沿着中心轴线C位移。而且,在振
动传递体22传递振动的状态下,在成为振动的波节N的位置,振幅最小为0(零),应力和应变
最大,在成为振动的波腹A的位置,振幅最大,应力和应变最小为0(零)。
侧连续的第1中继部54的部位和与顶端侧连续的第2中继部56的部位,沿着中心轴线C向彼
此相反的那一侧位移。在图2A和图2B中的上侧附图所示的例子中,在被支承部25的附近,第
1中继部54向振动传递体22的顶端侧方向C2位移,第2中继部56向振动传递体22的基端侧方
向C1方向位移。此时,在成为被支承部25的内侧的振动的波节N的位置,沿着中心轴线C力的
总和均衡。
被支承部25与第2中继部56协作地,在从中心轴线C沿与中心轴线C正交的径向上,在比第1
中继部54与被支承部25的基端面25a之间的交界的外径D1远离的位置,顶端面25b侧的厚度
(与中心轴线C平行的厚度)厚于基端面25a侧的厚度。因此,被支承部25中的、与顶端面25b
连续的部位的刚度大于与基端面25a连续的部位的刚度。
中的被支承部25的应力分布在被支承部25的自中心轴线C沿径向远离的部位及其附近沿着
中心轴线C在被支承部25的顶端侧和基端侧大致相同。本实施方式的振动传递体22的第1中
继部54和第2中继部56的形状使在超声波振动的纵向振动被输入到振动传递体22的状态下
对与被支承部25的基端侧连续的第1中继部54施加的应力的应力分布和对与顶端侧连续的
第2中继部56施加的应力的应力分布在自中心轴线C沿径向远离的位置沿着中心轴线C相对
于被支承部25均衡。即,根据叠加原理,被支承部25的自中心轴线C沿径向远离的部位的基
端面25a和顶端面25b附近的力矩互相抵消。因而,图2B中的上侧附图的被支承部25的应力
分布表示在自中心轴线C沿径向远离的位置能够抗衡第2振动部26的顶端侧伸出部58的顶
端沿着中心轴线C位移到最靠基端侧时的负荷。因此,本实施方式的振动传递体22的第1中
继部54、被支承部25及第2中继部56具有抑制在被支承部25产生力矩的形状。
2A及图2B的上侧附图所示的例子相反地对于第2振动部26的顶端侧伸出部58的顶端沿着中
心轴线C位移到最靠顶端侧时的负荷,也能抑制产生使被支承部25欲沿着中心轴线C向顶端
侧移动的、在被支承部25产生的力矩。
的形状。因此,在超声波振动的纵向振动被输入到振动传递体22的状态下,第1中继部54和
第2中继部56使第1中继部54的位移分布和第2中继部56的位移分布不仅在沿着中心轴线C
的位置、在被支承部25的自中心轴线C远离的部位处也在被支承部25的顶端侧和基端侧均
衡。通过这样使对第1中继部54施加的位移的位移分布和对第2中继部56施加的位移的位移
分布不仅在沿着中心轴线C的位置均衡,在自中心轴线C远离的位置也均衡,从而第1中继部
54和第2中继部56与被支承部25协作地抑制了被支承部25处的位移。
部58的顶端沿着中心轴线C位移到最靠基端侧的状态。图3A中的上侧附图中的点的密度较
高的部分,振幅的绝对值较小,振幅的绝对值随着点密度降低而变大。图3B中的上侧附图中
的点表示第2振动部26的顶端侧伸出部58的顶端沿着中心轴线C位移到最靠基端侧的状态
下的振动传递体22a的应力分布。图3B中的点密度较高的部分,应力的绝对值较大,应力的
绝对值随着点密度降低而变小。
图表示与第1实施方式的超声波振子30的超声波振动的纵向振动相同的纵向振动被输入到
振动传递体22a时的、沿着振动传递体22a的中心轴线C的各位置的概略的振动的波腹A和波
节N的位置。图3A和图3B中的下侧附图的振幅是示意性地描画的,实际上是沿着中心轴线C
进行振动,因此振幅沿着中心轴线C位移。而且,在振动传递体22a传递振动的状态下,在成
为振动的波节N的位置,振幅最小,应力和应变最大,在成为振动的波腹A的位置,振幅最大,
应力和应变最小。
端的振动的波腹A的位置的振幅施加了第2振动部26的基端欲移动到比被支承部25的顶端
面25b靠基端侧的位置的负荷时,识别到被支承部25向顶端侧倒伏的状况。因此,图3A和图
3B中的被支承部25根据向振动传递体22a进行的振动的输入而位移。
支承部25中的自中心轴线C沿径向远离的位置的顶端侧部位的刚度,即,调整为自中心轴线
C沿径向远离的位置的顶端侧部位和基端侧部位的应力分布相对于被支承部25均衡(相抵
消)状态。因而,第2振动部26的基端能够抗衡欲移动到比被支承部25的顶端面25b靠基端侧
的位置的负荷。通过如上所述地形成本实施方式的振动传递体22的被支承部25的附近,从
而在传递振动的状态下,在振动传递体22的被支承部25中,不仅抑制沿着中心轴线C的位置
的力矩的产生、即位移的产生,也抑制自中心轴线C沿径向远离的位置的力矩的产生、即位
移的产生。
被支承部25形成为被支承部25的自振动传递体22的中心轴线C沿径向远离的部位处的力矩
在被支承部25的顶端侧和基端侧沿着中心轴线C均衡的形状。因此,在振动传递体22传递振
动的状态下,振动传递体22能够抑制被支承部25无意地位移的状况。因而,能够提供这样的
振动传递体22、超声波转换器构造体20及医疗设备40,即能够防止在沿着中心轴线C传递在
超声波振子30产生的超声波振动的纵向振动时被支承部25发生位移的状况。因此,对于例
如经由对被支承部25进行支承的转换器外壳18把持超声波处置器具2的外壳5并使用的使
用者,能够防止对该使用者赋予由被支承部25发生的位移引起不适感的状况。此外,通过抑
制被支承部25发生位移,从而能够防止被支承部25发热的状况。
由此,向在钳口12和杆突出部11之间把持的处置对象通入高频电流。
幅扩大在第2振动部26的顶端侧伸出部58的顶端输出的振幅。通过这样在第1中继部54形成
变幅杆,也能够使第2振动部26的顶端的振动的波腹A的位置的振幅大于第1振动部24的振
动的波腹A的位置的振幅。
振幅的绝对值随着点密度降低而变大。图4B中的上侧附图与图4A中的上侧附图同样表示第
2振动部26的顶端侧伸出部58的顶端沿着中心轴线C位移到最靠基端侧的状态。图4B中的上
侧附图中的点表示第2振动部26的顶端侧伸出部58的顶端沿着中心轴线C位移到最靠基端
侧的状态下的振动传递体22的应力分布。图4B中的点密度较高的部分,应力的绝对值较大,
应力的绝对值随着点密度降低而变小。
中心轴线C的位移随着从第1中继部54的基端的位置接近被支承部25、即随着接近振动的波
节N的位置而变小。因此,声速随着从第1中继部54的基端的位置接近被支承部25而明显变
慢。第1中继部54形成为变幅杆,第1中继部54的声速的绝对值大于相对于振动的波腹A的位
置在基端侧对称的位置的声速的绝对值。在此,从被支承部25的基端侧的振动的波腹A的位
置沿着中心轴线C到被支承部25的振动的波节N的位置的声速恒定。由于声速随着从第1中
继部54的基端的位置接近被支承部25而变慢,因此缩短从第1中继部54的基端的位置沿着
中心轴线C到被支承部25的距离,使从被支承部25的基端侧的振动的波腹A的位置沿着中心
轴线C到被支承部25的振动的波节N的位置的声速恒定。
杆的情况相比,第1中继部54和基端侧伸出部52合计的长度缩短。
26的顶端之间的距离与声速相配合地变长。
端侧的位置的负荷。在成为被支承部25的内侧的振动的波节N的位置,沿着中心轴线C力的
总和均衡。
振动被输入到振动传递体22的状态下,本实施方式的振动传递体22的第1中继部54和第2中
继部56的形状使对与被支承部25的基端侧连续的第1中继部54施加的应力的应力分布和对
与被支承部25的顶端侧连续的第2中继部56施加的应力的应力分布在自中心轴线C沿径向
远离的位置、沿着中心轴线C相对于被支承部25均衡。即,根据叠加原理,被支承部25的自中
心轴线C沿径向远离的部位的基端面25a和顶端面25b附近的力矩互相抵消。因而,图4B中的
上侧附图的被支承部25的应力分布表示在自中心轴线C沿径向远离的位置能够抗衡第2振
动部26的顶端侧伸出部58的顶端沿着中心轴线C位移到最靠基端侧时的负荷。因此,本变形
例的振动传递体22的第1中继部54、被支承部25及第2中继部56具有抑制在被支承部25产生
力矩的形状。
4A和图4B的上侧附图所示的例子相反地对于第2振动部26的顶端侧伸出部58的顶端沿着中
心轴线C位移到最靠顶端侧时的负荷,也能够抑制产生被支承部25欲沿着中心轴线C移动到
顶端侧的、在被支承部25产生的力矩。
而,能够提供这样的振动传递体22、超声波转换器构造体20及医疗设备40,即能够防止在沿
着中心轴线C传递在超声波振子30产生的超声波振动的纵向振动时被支承部25发生位移的
状况。因此,对于例如经由对被支承部25进行支承的转换器外壳18把持超声波处置器具2的
外壳5并使用的使用者,能够防止对该使用者赋予由被支承部25发生的位移引起不适感的
状况。
力标注相同的附图标记,省略详细的说明。
侧附图中的点的密度较高的部分,振幅的绝对值较小,振幅的绝对值随着点密度降低而变
大。图5B中的上侧附图与图5A中的上侧附图同样表示第2振动部26的顶端侧伸出部58的顶
端沿着中心轴线C位移到最靠基端侧的状态。图5B中的上侧附图中的点表示第2振动部26的
顶端侧伸出部58的顶端沿着中心轴线C位移到最靠基端侧的状态下的振动传递体22的应力
分布。图5B中的点密度较高的部分,应力的绝对值较大,应力的绝对值随着点密度降低而变
小。
第1中继部54的顶端之间的交界的外径D1与被支承部25的顶端面25b和第2中继部56的基端
之间的交界的外径D2相同或者大致相同。
25b朝向顶端侧的长度L2(=L1)的范围内的部位的截面积变化的状态相对于被支承部25对
称或者大致对称。
设为第2区域66。在第2区域66的顶端侧形成有用于调整与被支承部25的基端侧的第1中继
部54之间的刚度平衡的调整部67。在调整部67的顶端侧形成有变幅杆67a。
递体22的基端侧方向C1方向位移。此时,在成为被支承部25的内侧的振动的波节N的位置,
沿着中心轴线C力的总和均衡。
即,被支承部25与第1区域64和第2区域66协作地将与被支承部25的自中心轴线C远离的部
位的基端面25a和顶端面25b连续的部位的刚度调整为大致相同。此外,利用上述的调整部
67将第2中继部56与第1中继部54的刚度调整为大致相同。
部25的顶端面25b靠基端侧的位置的负荷。在图5B中的振动的波节N的附近,沿着中心轴线C
向彼此相反的方向负载应力。图5B中的应力分布在被支承部25的自中心轴线C沿径向远离
的部位及其附近沿着中心轴线C在被支承部25的顶端侧和基端侧大致相同。本实施方式的
振动传递体22的第1中继部54和第2中继部56的形状使在超声波振动的纵向振动被输入到
振动传递体22的状态下、对与被支承部25的基端侧连续的第1中继部54施加的应力的应力
分布和对与被支承部25的顶端侧连续的第2中继部56施加的应力的应力分布在自中心轴线
C沿径向远离的位置沿着中心轴线C相对于被支承部25均衡。即,根据叠加原理,被支承部25
的自中心轴线C沿径向远离的部位的基端面25a和顶端面25b附近的力矩互相抵消。因而,图
5B中的上侧附图的被支承部25的应力分布表示在自中心轴线C沿径向远离的位置能够抗衡
第2振动部26的顶端侧伸出部58的顶端沿着中心轴线C位移到最靠基端侧时的负荷。因此,
本实施方式的振动传递体22的第1中继部54、被支承部25及第2中继部56具有抑制在被支承
部25产生力矩的形状。
例子相反地对于第2振动部26的顶端侧伸出部58的顶端沿着中心轴线C位移到最靠顶端侧
时的负荷,也能抑制产生被支承部25欲沿着中心轴线C移动到顶端侧的、在被支承部25产生
的力矩。
被支承部25形成为被支承部25的自振动传递体22的中心轴线C沿径向远离的部位处的力矩
在被支承部25的顶端侧和基端侧沿着中心轴线C均衡的形状。因此,在振动传递体22传递振
动的状态下,振动传递体22能够抑制被支承部25无意地位移的状况。因而,能够提供这样的
振动传递体22、超声波转换器构造体20及医疗设备40,即能够防止在沿着中心轴线C传递在
超声波振子30产生的超声波振动的纵向振动时被支承部25发生位移的状况。因此,对于例
如经由对被支承部25进行支承的转换器外壳18把持超声波处置器具2的外壳5并使用的使
用者,能够防止对该使用者赋予由被支承部25发生的位移引起不适感的状况。此外,通过对
被支承部25抑制位移的发生,从而能够防止被支承部25发热的状况。