CN101513634B - 超声波振子、超声波治疗器、超声波清洗装置、水中声音探测器 - Google Patents

超声波振子、超声波治疗器、超声波清洗装置、水中声音探测器 Download PDF

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CN101513634B CN2009100069152A CN200910006915A CN101513634B CN 101513634 B CN101513634 B CN 101513634B CN 2009100069152 A CN2009100069152 A CN 2009100069152A CN 200910006915 A CN200910006915 A CN 200910006915A CN 101513634 B CN101513634 B CN 101513634B
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Abstract

本发明提供超声波振子、超声波治疗器、超声波清洗装置及水中声音探测器。与以往相比，可以更容易地、在更短的时间内、以更低的成本、伴随着更高的尺寸精度进行制造，即使是长期负荷超声波振动、环境温度上升，多个相互组合零件的组合也不会产生松动、分离。超声波振子(188)包括将电能变换为超声波振动的从动元件(176)、电极(178)，从动元件的前端侧的超声波振动放大用喇叭主体部(170a)、从动元件的基端侧的衬里部(180)、以及，具有与上述主体部及衬里部连结的一端部及另一端部且将从动元件夹在上述主体部与衬里部之间的喇叭连结部(170b)。可以利用金属玻璃一体地形成上述主体部和上述连结部，可以包括从动元件覆盖部(170c)，覆盖部利用金属玻璃与上述主体部及连结部一体地形成。

Description

超声波振子、超声波治疗器、超声波清洗装置、水中声音探测器
技术领域
本发明涉及超声波振子、超声波治疗器、超声波清洗装置及水中声音探测器。
背景技术
超声波振子通过日本国特开平5-95957号公报、日本国特开2003-112118号公报、日本国特开2003-112120号公报以及日本国特开平10-429号公报被公知。
日本国特开平5-95957号公报公开了作为超声波振子的超声波治疗器。如该公报的图1中所图示，在该超声波治疗器的手持1的套10内，在喇叭6的里侧配置有超声波振动元件2，在超声波振动元件2的里侧还配置有用于保持共振平衡的衬里板8。螺栓11自喇叭6贯穿超声波振动元件2及衬里板(backplate)8地延伸，在螺栓11的前端部螺纹接合有螺母12。通过拧紧螺母12，喇叭6、超声波振动元件2和衬里板8形成一体化。
日本国特开2003-112118号公报公开了朗之万型超声波振子。如该公报的图4中所图示，在该振子中，在喇叭3与后块1之间配置有压电元件21、22，螺栓4自后块1贯穿压电元件21、22，其前端部螺纹接合于喇叭3。通过拧紧螺栓4，喇叭3、压电元件21、22和后块1形成一体化。
日本国特开2003-112120号公报公开了朗之万型超声波振子。如该公报的图3中所图示，在该振子的电信号-机械振动变换部2中，在喇叭3与后块1之间配置有压电元件21、22，后块1和喇叭3与贯穿压电元件21、22的螺栓4的两端部螺纹接合。通过使后块1和喇叭3在螺栓4的两端部上相对地旋转，而使后块1与喇叭3相互接近，喇叭2、压电元件21、22和后块1一体化。
日本国特开平10-429号公报公开了朗之万型超声波振子。如该公报的图2中所图示，在该振子中，在喇叭6的里侧依次配置有前块3a、压电陶瓷1a、1b及后块3b。螺栓4贯穿前块3a、压电陶瓷1a、1b及后块3b。该螺栓4的一端部螺纹接合于喇叭6，在螺栓4的另一端部螺纹接合有螺母8。通过拧紧螺母8而使喇叭6、前块3a、压电陶瓷1a、1b及后块3b形成一体。
大多情况下，这些以往的超声波振子为了高效地传导超声波必须具有较高的尺寸精度，而且也要求耐腐蚀性。因而，例如可通过机械加工钛、钛合金、铝合金或者镍-铝合金等金属材料来制作。
伴随着这些金属材料的较高尺寸精度，机械加工增加了制作以往的超声波振子所需要的时间，并提高了成本。另外，由金属材料形成并互相组合的多个零件易于因长期负荷超声波振动而使相互间的组合产生松动、分离。而且，环境温度越高，该倾向越显著。
与金属材料相比，作为耐腐蚀性、强度、弹性模量、成形加工性及形状复制性优良的材料，金属玻璃近年来受到关注。例如，在日本国特开平10-202372号公报中公开了使用金属玻璃将2个以上构件接合为一体的方法。另外，在日本国特开2000-343205号公报中公开了将金属玻璃在其过冷液体区域中成形为筒状的方法。并且，在日本国特开平9-323174号公报中也公开了使用金属玻璃将2个以上构件接合为一体的方法。
发明内容
本发明即是在上述情况下做成的，本发明的目的在于提供这样的超声波振子、超声波治疗器、超声波清洗装置及水中声音探测器，即，与以往相比，可以更容易地、在更短的时间内、以更低的成本、伴随着更高的尺寸精度进行制造，而且，即使是长期受到超声波振动、环境温度上升，相互组合起来的多个零件相互间的组合也不会产生松动、分离。
为了达到上述本发明的目的，本发明的一种技术方案的超声波振子包括：前端及基端；从动元件，将电能变换为超声波振动；电极，用于对上述从动元件供电；喇叭主体部，位于上述从动元件的前端侧，用于用于放大上述超声波振动；衬里部(backing portion)，位于上述从动元件的基端侧，对上述从动元件进行衬垫；喇叭连结部，具有与上述喇叭主体部连结的一端部及与上述衬里部连结的另一端部，在上述喇叭主体部与上述衬里部之间夹着上述从动元件的状态下，连结上述喇叭主体部和上述衬里部。该超声波振子的特征在于，上述喇叭主体部、上述喇叭连结部及上述衬里部中的至少1个由金属玻璃形成。
本发明的一种技术方案的超声波治疗器包括：超声波振子；超声波传递构件，连结于上述喇叭主体部的前端，将来自上述喇叭主体部前端的被放大后的超声波振动应用于病变部位；覆盖部，包括与上述喇叭主体部连结的一端部及具有开口的另一端部，包围上述从动元件；盖，嵌合于上述覆盖部的上述另一端部的上述开口；电线，贯穿上述盖，对上述超声波振子的上述电极供电；保护管，具有挠性，用于容纳上述电线。前述的超声波振子包括：前端及基端；从动元件，将电能变换为超声波振动；电极，用于对上述从动元件供电；喇叭主体部，位于上述从动元件的前端侧，用于用于放大上述超声波振动；衬里部，位于上述从动元件的基端侧，对上述从动元件进行衬垫；喇叭连结部，具有与上述喇叭主体部连结的一端部及与上述衬里部连结的另一端部，在上述喇叭主体部与上述衬里部之间夹着上述从动元件的状态下，连结上述喇叭主体部和上述衬里部。该超声波治疗器的特征在于，上述喇叭主体部、上述喇叭连结部及上述覆盖部由金属玻璃一体形成。
本发明的一种技术方案的超声波清洗装置包括：超声波振子，产生超声波振动，具有用于放大超声波振动的喇叭主体部；清洗槽，包括底壁，该底壁具有用于固定上述超声波振子的上述喇叭主体部的超声波振子固定孔。该超声波清洗装置的特征在于，上述超声波振子的上述喇叭主体部含有金属玻璃，而且，上述喇叭主体部的金属玻璃在通过被加热至过冷液体域的温度范围而软化之后，被施加应力而变形，连结于上述清洗槽的对应的上述超声波振子固定孔。
本发明的一种技术方案的水中声音探测器包括：超声波振子，产生超声波振动，具有可放大超声波振动的喇叭主体部；密闭容器，包括底壁，该底壁具有用于固定上述超声波振子的上述喇叭主体部的超声波振子固定孔。该水中声回波测距器的特征在于，上述超声波振子的上述喇叭主体部含有金属玻璃，而且，上述喇叭主体部的金属玻璃在通过被加热至过冷液体域的温度范围而软化之后，被施加应力而变形，连结于上述密闭容器的对应的上述超声波振子固定孔。
以上述构成为特征的本发明的各种超声波振子、超声波治疗器、超声波清洗装置及水中声音探测器中的任一个的喇叭主体部、喇叭连结部及衬里部中的至少1个由金属玻璃形成。结果，可以提供这样的超声波振子、超声波治疗器、超声波清洗装置及水中声音探测器，即，与以往相比，可以更容易地、在更短的时间内、以更低的成本、伴随着更高的尺寸精度进行制造，而且，即使是长期承受超声波振动、环境温度上升，相互组合起来的多个零件相互间的组合也不会产生松动、分离。
附图说明
图1A是仅以侧方2分开模构件的一半概略表示由金属玻璃形成本发明的第1实施方式的超声波振子的喇叭部的坯料的状况的侧视图。
图1B是使用图1A中图示的模具构件并由金属玻璃制成的喇叭部的坯料的概略侧视图。
图1C是通过机械加工图1B中图示的喇叭部的坯料的两端部而制成的喇叭部的最终制品的概略侧视图。
图2A是概略表示即将组合在图1C中图示的喇叭部的最终制品中产生超声波振动的多个从动元件及它们的电极、以及衬里部之前的状况的侧视图。
图2B是概略表示通过组合图2A中图示的喇叭部、多个从动元件及它们的电极、以及衬里部而制成的本发明的第1实施方式的超声波振子的最终制品的侧视图。
图3是仅以侧方2分开模构件的一半概略表示实质上不进行机械加工而由金属玻璃形成本发明的第1实施方式的超声波振子的喇叭部的最终制品的状况的侧视图。
图4A是将纵向2分开模构件的纵截面来概略表示由金属玻璃同时形成多个本发明的第1实施方式的超声波振子的喇叭部的坯料的状况的纵剖视图。
图4B是仅概略表示以沿着图4A中的IV B-IV B的分型线开模的纵向2分开模构件的下一半的俯视图。
图5A是仅以侧方2分开模构件的一半概略表示由金属玻璃形成本发明的第2实施方式的超声波振子的喇叭部的坯料的状况的侧视图。
图5B是使用图5A中图示的模具构件并由金属玻璃制成的喇叭连结部的坯料的概略侧视图。
图5C是通过机械加工图5B中图示的喇叭连结部的坯料的两端部而制成的喇叭连结部的最终制品的概略侧视图。
图6是概略表示通过由图5C中图示的喇叭连结部组合喇叭主体部、多个从动元件及它们的电极、以及衬里部而制成的本发明的第2实施方式的超声波振子的最终制品的纵剖视图。
图7是仅以侧方2分开模构件的一半概略表示实质上不进行机械加工而由金属玻璃形成图5C中图示的喇叭连结部的最终制品的状况的侧视图。
图8A是仅以侧方2分开模构件的一半概略表示通过金属玻璃将本发明的第3实施方式的超声波振子的喇叭部的喇叭连结部及衬里部形成为一体的状况的侧视图。
图8B是概略表示通过由图8A中图示的具有衬里部的喇叭连结部组合喇叭主体部、多个从动元件及它们的电极而制成的本发明的第3实施方式的超声波振子的最终制品的纵剖视图。
图9A是仅以侧方2分开模构件的一半概略表示由金属玻璃形成本发明的第4实施方式的超声波振子的喇叭部整体的状况的侧视图。
图9B是将使用图9A中图示的模具构件并由金属玻璃制成的喇叭部与组合于该喇叭部的喇叭连结部的多个从动元件及它们的电极、以及衬里部一同概略表示的纵剖视图。
图9C是概略表示使用夹具及变形加工构件将多个从动元件及它们的电极、以及衬里部组合于图9B中图示的喇叭部的喇叭连结部的状况的纵剖视图。
图9D是概略表示为了将在图9C中组合于喇叭部的喇叭连结部的多个从动元件及它们的电极夹持在喇叭部的喇叭主体部与衬里部之间，加热喇叭连结部的突出端部并利用塑性加工构件使其变形的状况的纵剖视图。
图9E是概略表示通过由图9B中图示的喇叭连结部将多个从动元件及它们的电极如图9C及图9D中所示地夹持在喇叭部的喇叭主体部与衬里部之间而制成的本发明的第4实施方式的超声波振子的最终制品的侧视图。
图10A是仅以侧方2分开模构件的一半概略表示由金属玻璃形成本发明的第5实施方式的超声波振子的喇叭部的喇叭连结部的状况的侧视图。
图10B是概略表示将使用图10A中图示的模具构件并由金属玻璃制成的喇叭连结部的一端部连结于由以往金属构成的喇叭主体部的基端部的准备工序的状况的纵剖视图。
图10C是概略表示紧接着图10B中图示的准备工序，将使用图10A中图示的模具构件并由金属玻璃制成的喇叭连结部的一端部连结于由以往金属构成的喇叭主体部的基端部的基础工序的状况的纵剖视图。
图10D是概略表示使用图10A中图示的模具构件并由金属玻璃制成的喇叭连结部的一端部经过图10B中图示的准备工序及图10C中图示的基础工序连结于由以往金属构成的喇叭主体部的基端部的状况的纵剖视图。
图11A是概略表示使用夹具及变形加工构件将多个从动元件及它们的电极、以及衬里部组合于图10D中图示的喇叭连结部，并且为了将在组合于喇叭连结部的多个从动元件及它们的电极夹持在喇叭主体部与衬里部之间，加热喇叭连结部的突出端部并利用变形加工构件使其变形的状况的纵剖视图。
图11B是概略表示通过由图11A中图示的喇叭连结部组合喇叭主体部、多个从动元件及它们的电极、以及衬里部而制成的本发明的第5实施方式的超声波振子的最终制品的纵剖视图。
图12A是概略表示为了在使用夹具及变形加工构件将多个从动元件及它们的电极、以及衬里部组合于图10D中图示的喇叭连结部之后，将在组合于喇叭连结部的多个从动元件及它们的电极夹持在喇叭主体部与衬里部之间，加热喇叭连结部的突出端部并利用变形加工构件使其变形的与图11A不同的2个工序中的加热工序的纵剖视图。
图12B是概略表示为了在使用夹具及变形加工构件将多个从动元件及它们的电极、以及衬里部组合于图10D中图示的喇叭连结部之后，将在组合于喇叭连结部的多个从动元件及它们的电极夹持在喇叭主体部与衬里部之间，加热喇叭连结部的突出端部并利用变形加工构件使其变形的与图11A不同的2个工序中的变形工序的纵剖视图。
图13A是仅以侧方2分开模构件的一半概略表示由金属玻璃形成本发明的第6实施方式的超声波振子的喇叭部的喇叭连结部及衬里部的状况的侧视图。
图13B是将使用图13A中图示的模具构件而由金属玻璃一体地制成的喇叭连结部及衬里部与组合于该喇叭连结部的多个从动元件及它们的电极、以及衬里部一同概略表示的纵剖视图。
图13C是概略表示通过由图13B中图示的具有衬里部的喇叭连结部组合喇叭主体部、多个从动元件及它们的电极而制成的本发明的第6实施方式的超声波振子的最终制品的纵剖视图。
图14A是仅以侧方2分开模构件的一半概略表示由金属玻璃形成本发明的第7实施方式的超声波振子的喇叭部整体的状况的侧视图。
图14B是将使用图14A中图示的模具构件而由金属玻璃一体地制成的喇叭部与在被夹具支承的期间里组合于喇叭部的喇叭连结部的多个从动元件及它们的电极、以及衬里部一同概略表示的纵剖视图。
图14C是概略表示为了在将多个从动元件及它们的电极、以及衬里部组合于如图14B中图示地被夹具支承着的喇叭部的喇叭连结部的期间里，将多个从动元件及它们的电极夹持在喇叭部的喇叭主体部与衬里部之间，加热喇叭连结部的中间突出部而利用变形加工构件使其变形的状况的纵剖视图。
图15是概略表示通过由图14B中图示的喇叭连结部将多个从动元件及它们的电极如图14C中所示地夹持在喇叭部的喇叭主体部与衬里部之间而制成的本发明的第7实施方式的超声波振子的最终制品的侧视图。
图16是仅以侧方2分开模构件的一半概略表示利用与图14A中图示的做法不同的其他做法形成本发明的第7实施方式的超声波振子的喇叭部整体的状况的侧视图。
图17A是仅以侧方2分开模构件的一半和型芯构件概略表示由金属玻璃形成本发明的第8实施方式的超声波振子的喇叭部整体的状况的侧视图。
图17B是概略表示图17A的侧方2分开模构件与型芯构件的组合的俯视图。
图17C是概略表示将图17B的侧方2分开模构件与型芯构件的组合分解的俯视图。
图18A是将由图17A～图17C中图示的侧方2分开模构件与型芯构件的组合形成的本发明的第8实施方式的超声波振子的喇叭部、与支承喇叭部的夹具和组合于该喇叭部的喇叭连结部的多个从动元件及它们的电极、以及衬里部一同概略表示的纵剖视图。
图18B是概略表示使用夹具及塑性加工构件将多个从动元件及它们的电极、以及衬里部组合于图18A中图示的喇叭部的喇叭连结部的状况的纵剖视图。
图18C是概略表示为了将在图18B中组合于喇叭部的喇叭连结部的多个从动元件及它们的电极夹持在喇叭部的喇叭主体部与衬里部之间，加热喇叭连结部的突出端部并利用变形加工构件使其变形的状况的纵剖视图。
图18D是概略表示通过由图18C中图示的变形加工将如图18B中图示地安装于喇叭连结部的多个从动元件及它们的电极夹持在喇叭部的喇叭主体部与衬里部之间而制成的本发明的第8实施方式的超声波振子的最终制品的纵剖视图。
图19是概略表示通过将电线保护构件组合于图18D中图示的本发明的第8实施方式的超声波振子的最终制品上而形成软性内窥镜用的超声波治疗器的状况的侧视图。
图20是概略表示图18D中图示的本发明的第8实施方式的超声波振子的最终制品变形例的一部分制造工序的纵剖视图。
图21A是仅以侧方2分开模构件的一半和型芯构件概略表示由金属玻璃形成本发明的第9实施方式的超声波振子的喇叭部整体的状况的侧视图。
图21B是概略表示图21A的侧方2分开模构件与型芯构件的组合的俯视图。
图21C是概略表示将图21B的侧方2分开模构件与型芯构件的组合分解的俯视图。
图22A是将由图21A～图21C中图示的侧方2分开模构件与型芯构件的组合形成的本发明的第9实施方式的超声波振子的喇叭部、与支承喇叭部的夹具和收容于该喇叭部的覆盖部的多个从动元件及它们的电极以及衬里部、还有用于利用上述覆盖部将多个从动元件及它们的电极、以及衬里部固定于喇叭部的覆盖部的变形加工构件一同概略表示的纵剖视图。
图22B是概略表示在图22A中利用变形加工构件变形加工上述覆盖部的延伸端部而将收容于喇叭部的覆盖部的多个从动元件及它们的电极、以及衬里部固定在上述覆盖部中的状况的纵剖视图。
图23A是仅以侧方2分开模构件的一半概略表示由金属玻璃形成本发明的第10实施方式的超声波振子的喇叭部的一部分的状况的侧视图。
图23B是使用图23A中图示的模具构件并由金属玻璃制成其一部分的喇叭部的纵剖视图。
图23C是概略表示使用夹具及变形加工构件将多个从动元件及它们的电极、以及衬里部组合于图23B中所示的喇叭部的上述一部分所包括的喇叭连结部的状况的纵剖视图。
图24A是仅以侧方2分开模构件的一半概略表示由金属玻璃形成本发明的第11实施方式的超声波振子的喇叭部整体的状况的侧视图。
图24B是图24A中的X X IV B-X X IV B概略俯视剖视图。
图24C是利用图24A及图24B中图示的侧方2分开模构件而由金属玻璃形成的喇叭部的概略立体图。
图25A是仅以侧方2分开模构件的一半概略表示由金属玻璃形成本发明的第12实施方式的超声波振子的喇叭部整体的状况的侧视图。
图25B是使用包括利用图25A中图示的侧方2分开模构件而由金属玻璃形成的喇叭部的超声波振子的喷雾器的概略纵剖视图。
图26A是仅以侧方2分开模构件的一半概略表示由金属玻璃形成本发明的第13实施方式的超声波振子的喇叭部的一部分的状况的侧视图。
图26B是概略表示使用夹具及变形加工构件将多个从动元件及它们的电极、以及衬里部组合于使用图26A中图示的模具构件并由金属玻璃制成其一部分的喇叭部的上述一部分所包括的喇叭连结部的状况的纵剖视图。
图26C是概略表示将由在图26B中组合起来的喇叭部、多个从动元件及它们的电极、以及衬里部构成的本发明的第13实施方式的超声波振子安装在超声波清洗槽的底壁的准备状况的纵剖视图。
图26D是概略表示在图26C中图示的准备工序之后，将由在图26B中组合起来的喇叭部、多个从动元件及它们的电极、以及衬里部构成的本发明的第13实施方式的超声波振子安装在超声波清洗槽的底壁的准备状况的纵剖视图。
图27是概略表示使用多个由在图26B中组合起来的喇叭部、多个从动元件及它们的电极、以及衬里部构成的本发明的第13实施方式的超声波振子的超声波清洗槽的纵剖视图。
图28是概略表示使用本发明的第14实施方式的超声波振子的水中声音探测器(SONAR)的纵剖视图。
具体实施方式
第1实施方式
首先，参照图1A～图2B说明本发明的第1实施方式的超声波振子。
如图1A中所图示，本发明的第1实施方式的超声波振子的喇叭部的坯料10’通过如下方式制作：将作为金属玻璃的基础的合金(以下称作母合金)GK在熔融的状态下，经由熔融材料流入通路(浇道)12b注入到侧方2分开模构件12的凹模12a中。母合金GK具有与金属玻璃相同的成分，但成分结晶的状况与金属玻璃不同。母合金GK例如通过电弧而熔化。在图1A中，为了表示凹模12a及熔融材料流入通路(浇道)12b，仅沿着其分型线图示了侧方2分开模构件12的一半。凹模12a沿着纵向被分割出侧方2分开模构件12的2个半模的各自分型面而形成。
向熔融材料流入通路(浇道)12b的外端(浇口)中流入在熔点熔融了的母合金GK。作为金属玻璃基础的母合金GK含有3种以上元素，其含有Ti、Zr及Al中的至少1种。Al的声阻抗较低(14GPa·s/m3)，Ti虽不及Al，但声阻抗也较低(21GPa·s/m3)，且其机械质量系数Q及强度较高。Zr具有提高非晶成形能力而扩大过冷液体域的效果。
更加详细地讲，在本实施方式中使用的金属玻璃是Zr55Cu30Al10Ni5。但是，只要可获得喇叭部的坯料10’的期望形成、和由喇叭部的坯料10’形成的喇叭部的最终制品的期望性能，可以是各种公知的金属玻璃。这样的公知的金属玻璃包括Zr60Cu30Al10、Ti53Cu30Ni15Co2、Al10Ni15La65Y10、Ti53Cu15Ni18.5Hf3Al7Si3B0.5、Ti40Zr10Cu36Pd14、Ti53Cu15Ni18.5Zr3Al7Si3B0.5等。
为了使经由熔融材料流入通路(浇道)12b流入到凹模12a中的熔融的母合金GK在保持液相的状态下凝固，在侧方2分开模构件12中应用未图示的各种公知的散热及/或冷却构造。结果，流入到凹模12a中的熔融的母合金GK以10K/sec以上的冷却速度冷却；流入到凹模12a中的熔融的母合金GK这样地骤冷而成为金属玻璃，从而实现金属玻璃相对于凹模12a的优良的形状复制性。
由在凹模12a中成为玻璃固体域而复制了凹模12a的形状的金属玻璃构成的喇叭部的坯料10’以规定时间进一步散热后，自模具构件12被取出。此时，复制了凹模12a形状的喇叭部的坯料10’带有与熔融材料流入通路(浇道)12b相对应的形状的熔融材料流入通路对应部分。之后，利用机械加工除去熔融材料流入通路对应部分，从而完成图1B中所图示的喇叭部的坯料10’。
接着，通过进一步机械加工喇叭部的坯料10’的两端部，完成图1C中所图示的喇叭部10的最终制品。在本实施方式中，喇叭部10包括大致锭子形的喇叭主体部10a及自喇叭主体部10a的大径的基端部沿轴线方向延伸的轴状的喇叭连结部10b。在作为喇叭部10的一端部的喇叭主体部10a的小径的突出端部的端面，利用机械加工形成带有内螺纹的孔10c，在作为喇叭部10的另一端部的喇叭连结部10b的延伸端部的外周面，利用机械加工形成外螺纹10d。
在这些机械加工的期间里，为了使进行了这些机械加工后的坯料10’的部分的金属玻璃温度不达到玻璃结晶温度以上(即，金属玻璃不结晶)，例如，需要采取应用含有冷却液体的冷却介质等公知的各种冷却方法。
在参照图1A～图1C地如上所述的、由金属玻璃制作的喇叭部10的喇叭连结部10b上，图2A中所示的安装多个从动元件14及从动元件14用的电极16，再安装由以往金属构成的衬里部18。衬里部18螺纹接合于喇叭连结部10b的延伸端部外周面的外螺纹10d。通过朝向喇叭主体部10a拧紧衬里部18，将多个从动元件14与电极16一同夹持在喇叭主体部10a与衬里部18之间，结果，如图2B所示地完成本发明的第1实施方式的超声波振子20。
从动元件14大多由压电陶瓷构成，压电陶瓷的拉伸应力较差。因而，在这用情况下优选为，在连结喇叭连结部10b和衬里部18时，对从动元件14施加((从动元件14的压缩强度)-(从动元件14的抗拉强度))/2的压缩应力。例如，由于压电陶瓷的压缩强度为800MPa，抗拉强度为80MPa，因此，在从动元件14由压电陶瓷构成的情况下，优选对从动元件14施加360MPa的压缩应力。
从动元件14是通过经由电极16供给高频电流而产生超声波振动的公知的压电元件。于是，喇叭主体部10a放大自从动元件14产生的超声波振动，将超声波振动传递到其小径的突出端部。在小径的突出端部的带有内螺纹的孔10c中螺纹接合固定用于将以在喇叭主体部10a放大后的状态传递来的超声波振动应用于对象物的未图示的超声波振动应用触头或探头。未图示的超声波振动应用触头或探头被按压于上述对象物，因此存在发生磨损、破损的倾向。因此，为了可以容易地与新品更换，未图示的超声波振动应用触头或探头以可容易地装卸的方式固定于喇叭主体部10a的小径的突出端部的带有内螺纹的孔10c。
接着，参照图3说明实质上不进行机械加工而由金属玻璃形成本发明的第1实施方式的超声波振子20的喇叭部10的最终制品的情况。
在此，在侧方2分开模构件12’的凹模12’a中，在与喇叭部10的最终制品的一端部、即喇叭主体部10a的小径的突出端部相对应的位置配置有型芯12’b，该型芯12’b具有与上述突出端部的端面的带有内螺纹的孔10c相对应的外径尺寸。另外，在凹模12’a中，在与喇叭部10的最终制品的另一端部、即喇叭连结部10b的小径的突出端部相对应的位置形成有外螺纹形成形状12’c，该外螺纹形成形状12’c具有与形成在上述小径突出端部的外周面的外螺纹10d相对应的外径尺寸。
经由熔融材料流入通路(浇道)12b向这样的侧方2分开模构件12’的凹模12’a中流入母合金GK，使其在如上所述的液相状态下凝固而成为金属玻璃，从而，金属玻璃可以发挥其优良的形状复制性，如图1C中所图示地在侧方2分开模构件12’的凹模12’a中形成喇叭部10的最终制品。
由在凹模12a’中成为玻璃固体域而复制了凹模12’a的形状的金属玻璃构成的喇叭部10的最终制品以规定时间进一步散热后，自模具构件12’被取出。此时，复制了凹模12a’的形状的喇叭部10的最终制品带有与熔融材料流入通路(浇道)12b相对应的形状的熔融材料流入通路对应部分。之后，利用机械加工仅将熔融材料流入通路对应部分除去。
另外，将型芯12’b也自喇叭部10的最终制品的喇叭主体部10a的一端部除去，在除去了型芯12’b后的痕迹上残留有带有因精密地复制型芯12’b的外周面形状而形成的内螺纹的孔10c。
接着，参照图4A及图4B说明由金属玻璃同时形成多个本发明的第1实施方式的超声波振子20的喇叭部10的坯料10’的情况。
在此，准备形成有多个与凹模12a和相同的凹模12”a的纵向2分开模构件21，该凹模12”a用于由金属玻璃形成参照图1A～图2B而如上所述的本发明的第1实施方式的超声波振子20的喇叭部的坯料10。
多个凹模12”a水平地被分割出纵向2分开模构件21的2个上下半21a、21b的各自分型面而形成。
在模具构件21中，多个凹模12”a将各自的一端部集中于一点而以放射状配置，在下半21b中形成有熔融材料流入通路(浇道)22，该熔融材料流入通路(浇道)22具有位于上述一点的内端和开口于下半21b下表面的外端(浇口)。
在熔融材料流入通路(浇道)22的外端(浇口)连接有保持在熔点熔融了的母合金GK的公知的熔融金属加压注入机构24的注入口。熔融金属加压注入机构24自其注入口带有规定压力地将在熔点熔融了的母合金GK经由熔融材料流入通路(浇道)22注入到多个凹模12”a中。
熔融金属加压注入机构24包括缸体24a、活塞24b和加热器24c；上述缸体24a具有保持在熔点熔融了的母合金GK的内孔；上述活塞24b可滑动地收容在缸体24a的内孔中，以规定的压力将内孔中的在熔点熔融了的母合金GK朝向上述注入口挤出；上述加热器24c用于将保持在缸体24a的内孔中的熔融了的母合金GK的温度保持在熔点以上。
熔融材料流入通路(浇道)22也可以形成于模具构件21的上半21a。在这种情况下，只要能够使熔融了的母合金GK经由熔融材料流入通路(浇道)22流入而不会在多个凹模12”a中分别产生气孔，也可以不使用熔融金属加压注入机构24，而仅利用重力将熔融了的母合金GK注入到熔融材料流入通路(浇道)22的外端(浇口)。
并且，只要能够使熔融了的母合金GK经由熔融材料流入通路(浇道)22流入而不会在多个凹模12”a中分别产生气孔，也可以在模具构件21中以除放射状之外的各种排列方式来排列多个凹模12”a。
另外，参照图4A及图4B而如上所述的凹模12”a也可以做成与参照图3而如上所述的本发明的第1实施方式的超声波振子20的喇叭部10的最终制品用的凹模12’a相同形状。
另外，为了使经由熔融材料流入通路(浇道)22流入到凹模12”a中的熔融的母合金GK在保持液相的状态下凝固，在模具构件21中应用未图示的各种公知的散热及/或冷却构造。结果，流入到多个凹模12”a中的熔融的母合金GK以10K/sec以上的冷却速度冷却。通过流入到多个凹模12”a中的熔融的母合金GK这样地骤冷而成为金属玻璃，可实现金属玻璃相对于多个凹模12”a的优良的形状复制性。
参照图1A～图4B而如上所述的第1实施方式的超声波振子20例如搭载于在腹腔镜手术中使用的超声波凝固切开装置来使用。
第2实施方式
其次，参照图5A～图5C说明由金属玻璃形成本发明的第2实施方式的超声波振子的喇叭部的喇叭连结部的坯料的情况。
如图5A中所图示，本发明的第2实施方式的超声波振子的喇叭部的喇叭连结部的坯料30’通过如下方式制作：将作为金属玻璃基础的合金(以下称作母合金)GK在熔融的状态下，经由熔融材料流入通路(浇道)32b注入到侧方2分开模构件32的凹模32a中。母合金GK具有与金属玻璃相同的成分，但成分结晶的状况与金属玻璃不同。母合金GK例如通过电弧而熔化。
在图5A中，为了表示凹模32a及熔融材料流入通路(浇道)32b，仅沿着其分型线图示了侧方2分开模构件32的一半。凹模32a沿着纵向被分割出侧方2分开模构件32的2个半模的各自分型面而形成。
向熔融材料流入通路(浇道)32b的外端(浇口)中流入在熔点熔融了的母合金GK。
为了使经由熔融材料流入通路(浇道)32b流入到凹模32a中的熔融的母合金GK在保持液相的状态下凝固而成为金属玻璃，在侧方2分开模构件32中应用未图示的各种公知的散热及/或冷却构造。结果，流入到凹模32a中的熔融的母合金GK以10K/sec以上的冷却速度冷却。通过使流入到凹模32a中的熔融的母合金GK这样地骤冷而成为金属玻璃，可实现金属玻璃相对于凹模32a的优良的形状复制性。
由在凹模32a中成为玻璃固体域而复制了凹模32a的形状的金属玻璃构成的喇叭连结部的坯料30’以规定时间进一步散热后，自模具构件32被取出。此时，复制了凹模32a的形状的喇叭连结部的坯料30’带有与熔融材料流入通路(浇道)32b相对应的形状的熔融材料流入通路对应部分。之后，利用机械加工除去熔融材料流入通路对应部分，从而完成图5B中所图示的喇叭连结部的坯料30’。
接着，通过进一步机械加工喇叭连结部的坯料30’的两端部，完成图5C中所图示的喇叭连结部30的最终制品。
在本实施方式中，在喇叭部的坯料30’的两端部机械加工出外螺纹30a、30b。在这些机械加工的期间里，为了使应用这些机械加工后的坯料30’的部分的金属玻璃温度不达到玻璃结晶温度以上(即，金属玻璃不结晶)，例如，需要采取应用含有冷却液体的冷却介质等公知的各种冷却方法。
图6中概略图示了本实施方式的超声波振子33的纵截面，该超声波振子33的喇叭部34包括由以往金属构成的大致锭子形的喇叭主体部34a、和自喇叭主体部34a的大径的基端部沿轴线方向延伸的、由如上所述的金属玻璃形成的轴状的喇叭连结部30。在作为喇叭部34的一端部的喇叭主体部34a的小径的突出端部的端面，利用机械加工形成带有内螺纹的孔34b。喇叭连结部30一端部的外周面的外螺纹30a通过螺纹接合于喇叭主体部34a的大径基端部的端面中央而被固定。自喇叭主体部34a的大径的基端部沿轴线方向延伸的喇叭连结部30的延伸端部外周面的外螺纹30b构成喇叭部34的另一端部。
在由金属玻璃制作的喇叭连结部30上，如图6中所图示安装多个从动元件36及从动元件36用的电极38，再安装由以往金属构成的衬里部40。衬里部40螺纹接合于喇叭连结部30的延伸端部外周面的外螺纹30b。通过朝向喇叭主体部34a拧紧衬里部40，将多个从动元件36与电极38一同夹持在喇叭主体部34a与衬里部40之间，结果，如图6所示地完成本发明的第2实施方式的超声波振子33。
从动元件36大多由压电陶瓷构成，压电陶瓷的拉伸应力较差。因而，在这种情况下优选为，在利用喇叭连结部30连结喇叭主体部34a和衬里部40时，对从动元件36施加((从动元件36的压缩强度)-(从动元件36的抗拉强度))/2的压缩应力。例如，由于压电陶瓷的压缩强度为800MPa，抗拉强度为80MPa，因此，在从动元件36由压电陶瓷构成的情况下，优选对从动元件36施加360MPa的压缩应力。
在此，从动元件36是通过经由电极38供给高频电流而产生超声波振动的公知的压电元件。于是，喇叭主体部34a放大自从动元件36产生的超声波振动，将超声波振动传递到其小径的突出端部。在小径的突出端部的带有内螺纹的孔34b中螺纹接合固定用于将以在喇叭主体部34a放大后的状态传递来的超声波振动应用于对象物的未图示的超声波振动应用触头或探头。未图示的超声波振动应用触头或探头被按压于上述对象物，因此存在发生磨损、破损的倾向。因此，为了可以容易地与新品更换，未图示的超声波振动应用触头或探头以可容易地装卸的方式固定于喇叭主体部34a的小径的突出端部的带有内螺纹的孔34b。
接着，参照图7说明实质上不进行机械加工而由金属玻璃形成本发明的第2实施方式的超声波振子33的喇叭部34的喇叭连结部30的最终制品的情况。
在此，在侧方2分开模构件32’的凹模32’a中，在与喇叭连结部30的最终制品的两端部相对应的位置形成有外螺纹形成形状32’c、32’d，该外螺纹形成形状32’c、32’d具有与形成在上述喇叭连结部30的最终制品的两端部的外周面的外螺纹的孔30a、30b相对应的外径尺寸。
使熔融的母合金GK与上述同样地以在维持液相状态的条件下凝固的方式，经由熔融材料流入通路(浇道)32b向这样的侧方2分开模构件32’的凹模32’a中流入，成为金属玻璃，从而，金属玻璃可以发挥其优良的形状复制性，如图5C中所图示地在侧方2分开模构件32’的凹模32’a中形成喇叭连结部30的最终制品。
在凹模32a’中成为玻璃固体域而由复制了凹模32’a的形状的金属玻璃构成的喇叭连结部30的最终制品以规定时间进一步散热后，自模具构件32’被取出。此时，复制了凹模32a’的形状的喇叭连结部30的最终制品带有与熔融材料流入通路(浇道)32b相对应的形状的熔融材料流入通路对应部分。之后，利用机械加工仅将熔融材料流入通路对应部分除去。
第3实施方式
其次，参照图8A～图8B说明由金属玻璃形成本发明的第3实施方式的超声波振子的喇叭部的喇叭连结部及衬里部的情况。
如图8A中所图示，本发明的第3实施方式的超声波振子的喇叭部的喇叭连结部50及衬里部52的组合通过如下方式制作：将作为金属玻璃基础的合金(以下称作母合金)GK在熔融的状态下，经由熔融材料流入通路(浇道)54b注入到侧方2分开模构件54的凹模54a中。母合金GK具有与金属玻璃相同的成分，但成分结晶的状况与金属玻璃不同。母合金GK例如通过电弧而熔化。
在图8A中，为了表示凹模54a及熔融材料流入通路(浇道)54b，仅沿着其分型线图示了侧方2分开模构件54的一半。凹模54a沿着纵向被分割为侧方2分开模构件54的2个半模的各自分型面而形成。
向熔融材料流入通路(浇道)54b的外端(浇口)中流入在熔点熔融了的母合金GK。
为了使经由熔融材料流入通路(浇道)54b流入到凹模54a中的熔融的母合金GK在维持液相的状态下凝固而成为金属玻璃，在侧方2分开模构件54中应用未图示的各种公知的散热及/或冷却构造。结果，流入到凹模54a中的熔融的母合金GK以10K/sec以上的冷却速度冷却。通过使流入到凹模54a中的熔融的母合金GK这样地骤冷而成为金属玻璃，可实现金属玻璃相对于凹模54a的优良的形状复制性。
由在凹模54a中成为玻璃固体域而复制了凹模54a的形状的金属玻璃构成的喇叭连结部50及衬里部52的组合以规定时间进一步散热后，自模具构件54被取出。此时，复制了凹模54a的形状的喇叭连结部50及衬里部52带有与熔融材料流入通路(浇道)54b相对应的形状的熔融材料流入通路对应部分。之后，利用机械加工除去熔融材料流入通路对应部分，从而完成图8B中所图示的喇叭连结部50及衬里部52的组合。
在该组合中，在与衬里部52相反一侧的喇叭连结部50一端部的外周面形成有外螺纹50a，喇叭连结部50的另一端部与衬里部52一体连结而结合。
另外，在侧方2分开模构件54的凹模54a中，也可以替代在对应于与衬里部52相反一侧的喇叭连结部50一端部的外周面的位置形成用于形成喇叭连结部50一端部的外周面的外螺纹50a的外螺纹形成形状，而在将喇叭连结部50及衬里部52的组合自凹模54a取出之后，利用机械加工在与喇叭连结部50一端部的外周面相对应的上述位置形成外螺纹50a。
但是，在这些机械加工的期间里，为了使应用这些机械加工后的上述一端部的金属玻璃温度不达到玻璃结晶温度以上(即，金属玻璃不结晶)，例如，需要采取应用含有冷却液体的冷却介质等公知的各种冷却方法。
图8B中概略图示了本实施方式的超声波振子56的纵截面，该超声波振子56的喇叭部58包括由以往金属构成的、大致锭子形的喇叭主体部58a、和自喇叭主体部58a的大径的基端部沿轴线方向延伸的、由如上所述的金属玻璃形成的轴状的喇叭连结部50。在喇叭连结部50中的与喇叭主体部58a相反一侧的端部一体地结合有如上所述的衬里部52。
如图8B中所图示，在由金属玻璃而与衬里部52一体构成的喇叭连结部50上，自与衬里部52相反一侧的一端部安装有多个从动元件60及从动元件60用的电极62。之后，喇叭连结部50一端部的外周面的外螺纹50a通过螺纹接合于喇叭主体部58a的大径基端部的端面中央而被固定。
通过利用喇叭连结部50一端部的外周面的外螺纹50a朝向喇叭主体部58a拧紧衬里部52，将多个从动元件60与电极62一同夹持在喇叭主体部58a与衬里部52之间，结果，如图8B所示完成本发明的第3实施方式的超声波振子56。
从动元件60大多由压电陶瓷构成，压电陶瓷拉伸应力较差。因而，在这用情况下优选为，在将喇叭连结部50连结于喇叭主体部58a时，对从动元件60施加((从动元件60的压缩强度)-(从动元件60的抗拉强度))/2的压缩应力。例如，由于压电陶瓷的压缩强度为800MPa，抗拉强度为80MPa，因此，在从动元件60由压电陶瓷构成的情况下，优选对从动元件60施加360MPa的压缩应力。
在此，从动元件60是通过经由电极62供给高频电流而产生超声波振动的公知的压电元件。于是，喇叭主体部58a放大自从动元件60产生的超声波振动，将超声波振动传递到其小径的突出端部。在小径的突出端部可装卸地固定用于将以在喇叭主体部58a放大后的状态传递来的的超声波振动应用于对象物的未图示的超声波振动应用触头或探头。
第4实施方式
下面，参照图9A～图9E说明本发明的第4实施方式的超声波振子。
如图9A中所图示，本发明的第4实施方式的超声波振子的喇叭部70通过如下方式制作：将作为金属玻璃基础的合金(以下称作母合金)GK在熔融的状态下，经由熔融材料流入通路(浇道)72b注入到侧方2分开模构件72的凹模72a中。母合金GK具有与金属玻璃相同的成分，但成分结晶的状况与金属玻璃不同。母合金GK例如通过电弧而熔化。
在图9A中，为了表示凹模72a及熔融材料流入通路(浇道)72b，仅沿着其分型线图示了侧方2分开模构件72的一半。凹模72a沿着纵向被分割出侧方2分开模构件72的2个半模的各自分型面而形成。
向熔融材料流入通路(浇道)72b的外端(浇口)中流入在熔点熔融了的母合金GK。
为了使经由熔融材料流入通路(浇道)72b流入到凹模72a中的熔融的母合金GK在保持液相的状态下凝固，在侧方2分开模构件72中应用未图示的各种公知的散热及/或冷却构造。结果，流入到凹模72a中的熔融的母合金GK以10K/sec以上的冷却速度冷却。通过使流入到凹模72a中的熔融的母合金GK这样地骤冷而成为金属玻璃，从而实现金属玻璃相对于凹模72a的优良的形状复制性。
由在凹模72a中成为玻璃固体域而复制了凹模72a的形状的金属玻璃构成的喇叭部70整体以规定时间进一步散热后，自模具构件72被取出。此时，复制了凹模72a的形状的喇叭部70带有与熔融材料流入通路(浇道)72b相对应的形状的熔融材料流入通路对应部分。之后，利用机械加工除去熔融材料流入通路对应部分，从而完成图9B中所图示的喇叭部70。
在本实施方式中，喇叭部70包括大致锭子形的喇叭主体部70a、自喇叭主体部70a的大径的基端部沿轴线方向延伸的轴状的喇叭连结部70b、以及自喇叭主体部70a的小径的前端部沿轴线方向延伸的轴状的前端处理部70c。
如图9B中所图示，在整体由金属玻璃制作的喇叭部70的喇叭连结部70b上安装多个从动元件74及从动元件74用的电极76，再安装由以往金属构成的衬里部78。详细地讲，如图9C中所图示，上述安装在整体由金属玻璃制作的喇叭部70的喇叭连结部70b的大径的基端部被夹具80支承的期间里进行。
并且，如图9C中所图示，喇叭部70的喇叭连结部70b的延伸端部贯穿形成于衬里部78的贯穿孔。筒状的按压构件84与加热器82一同被按压在衬里部78的外端的外周上。按压构件84由热传导性良好的材料形成，将自衬里部78突出的喇叭部70的喇叭连结部70b的延伸端部加热并维持在金属玻璃的过冷液体温度域(玻化温度)。
在此期间，多个从动元件74的温度不超过使从动元件74的特性消失的居里温度这一点非常重要。
并且，在此期间，如图9D中所图示，插入到按压构件84的中心孔中的变形加工构件86强力地按压喇叭连结部70b的延伸端部而将其压扁使其变形，将变形的喇叭连结部70b的延伸端部卡合于衬里部78外端的上述贯穿孔的扩径部78a。
之后，加热器82停止加热，喇叭连结部70b的延伸端部达到金属玻璃的过冷液体温度域以下、即玻化温度以下之后，按压构件84与变形加工构件86及加热器82一同远离衬里部78的外端。
结果，将多个从动元件74与电极76一同夹持在喇叭主体部70a与衬里部78之间，结果，如图9E所示地完成本发明的第4实施方式的超声波振子88。
从动元件74大多由压电陶瓷构成，压电陶瓷拉伸应力较差。因而，在这用情况下优选为，在将衬里部78连结于喇叭连结部70b时，对从动元件74施加((从动元件74的压缩强度)-(从动元件74的抗拉强度))/2的压缩应力。例如，由于压电陶瓷的压缩强度为800MPa，抗拉强度为80MPa，因此，在从动元件74由压电陶瓷构成的情况下，优选对从动元件74施加360MPa的压缩应力。
在此，从动元件74是通过经由电极76供给高频电流而产生超声波振动的公知的压电元件。并且，喇叭主体部70a放大自从动元件74产生的超声波振动，将超声波振动传递到其小径的前端处理部70c。
本实施方式的超声波振子88例如搭载于内窥镜用的超声波治疗器，可用于切除早期癌症等手术。当然，也可以用作其他用途，例如与第1实施方式的超声波振子20同样地搭载于在腹腔镜手术中使用的超声波凝固切开装置来使用。在这种情况下，在喇叭主体部70a的小径的前端部的前端处理部70c中设置内螺纹，将未图示的超声波振动应用触头或探头螺纹接合于该内螺纹来使用。
第5实施方式
接下来，参照图10A及图10B说明由金属玻璃形成本发明的第5实施方式的超声波振子的喇叭部的喇叭连结部的情况。
如图10A中所图示，本发明的第5实施方式的超声波振子的喇叭部的喇叭连结部90通过如下的方式制作：将作为金属玻璃基础的合金(以下称作母合金)GK在熔融的状态下，经由熔融材料流入通路(浇道)92b注入到侧方2分开模构件92的凹模92a中。母合金GK具有与金属玻璃相同的成分，但成分结晶的状况与金属玻璃不同。母合金GK例如通过电弧而熔化。
在图10A中，为了表示凹模92a及熔融材料流入通路(浇道)92b，仅沿着其分型线图示了侧方2分开模构件92的一半。凹模92a沿着纵向被分割出侧方2分开模构件92的2个半模的各自分型面而形成。
向熔融材料流入通路(浇道)92b的外端(浇口)中流入在熔点熔融了的母合金GK。
为了使经由熔融材料流入通路(浇道)92b流入到凹模92a中的熔融的母合金GK在保持液相的状态下凝固而成为金属玻璃，在侧方2分开模构件92中应用未图示的各种公知的散热及/或冷却构造。结果，流入到凹模92a中的熔融的母合金GK以10K/sec以上的冷却速度冷却。通过使流入到凹模92a中的熔融的母合金GK这样地骤冷而成为金属玻璃，可实现金属玻璃相对于凹模92a的优良的形状复制性。
由在凹模92a中成为玻璃固体域而复制了凹模92a的形状的金属玻璃构成的喇叭连结部90以规定时间进一步散热后，自模具构件92被取出。此时，复制了凹模92a的形状的喇叭连结部90带有与熔融材料流入通路(浇道)92b相对应的形状的熔融材料流入通路对应部分。之后，利用机械加工除去熔融材料流入通路对应部分，从而完成图10B中所图示的喇叭连结部90。
接着，参照图10B～图11B说明使用由如上所述的金属玻璃构成的喇叭连结部90来构成本发明的第5实施方式的超声波振子的情况。
喇叭连结部90的一端部固定于图10B中所图示的、由以往的金属构成的、大致锭子形的喇叭主体部94的大径的基端部中心。如图10B中所图示，该固定在喇叭主体部94的大径的基端部支承于夹具96的期间里进行。
详细地讲，如图10B中所图示，在喇叭主体部94的大径基端部的端面中心形成有用于卡合地固定喇叭连结部90的一端部的固定孔97，利用加热器98将朝向固定孔97的喇叭连结部90的一端部加热并维持在金属玻璃的过冷液体温度域(玻化温度)。
在此期间，在喇叭连结部90的另一端部盖有变形加工构件100的中心孔，接着，如图10C中所图示，变形加工构件100按压喇叭连结部90的延伸端部而将喇叭连结部90的一端部在喇叭主体部94的大径基端部的端面的固定孔97内压扁使其变形，将变形的喇叭连结部90的一端部卡合固定于固定孔97。
这样的喇叭连结部90与喇叭主体部94的组合构成喇叭部102。
之后，加热器98停止加热，喇叭连结部90的变形的一端部达到金属玻璃的过冷液体温度域以下、即玻化温度以下之后，变形加工构件100与加热器98一同远离喇叭连结部90的另一端部。
接着，如图10D中所图示，在固定于喇叭主体部94的大径基端部的喇叭连结部90上安装多个从动元件104及从动元件104用的电极106，再安装由以往金属构成的衬里部108。在此，喇叭连结部90的另一端部贯穿形成于衬里部108的贯穿孔。
接着，如图11A中所图示，筒状的按压构件112与加热器110一同被按压在衬里部108的外端的外周上。按压构件112由热传导性良好的材料形成，将自衬里部108突出的喇叭连结部90的另一端部加热并维持在金属玻璃的过冷液体温度域。
在此期间，多个从动元件104的温度不超过使从动元件104的特性消失的居里温度这一点非常重要。
并且，在此期间，如图11A中所图示，插入到按压构件112的中心孔中的变形加工构件114强力地按压喇叭连结部90的另一端部而将其压扁使其变形，将变形的喇叭连结部90的另一端部卡合于衬里部108外端的上述贯穿孔的扩径部108a。
之后，加热器110停止加热，喇叭连结部90的变形的另一端部达到金属玻璃的过冷液体温度域以下、即玻化温度以下之后，按压构件112与变形加工构件114及加热器110一同远离衬里部108的外端。
结果，将多个从动元件104与电极106一同夹持在喇叭主体部94与衬里部108之间，结果，如图11B所示地完成本发明的第5实施方式的超声波振子116。
从动元件104大多由压电陶瓷构成，压电陶瓷拉伸应力较差。因而，在这用情况下优选为，在将喇叭连结部90连结于衬里部108时，对从动元件104施加((从动元件104的压缩强度)-(从动元件104的抗拉强度))/2的压缩应力。例如，由于压电陶瓷的压缩强度为800MPa，抗拉强度为80MPa，因此，在从动元件104由压电陶瓷构成的情况下，优选对从动元件104施加360MPa的压缩应力。
在此，从动元件104是通过经由电极106供给高频电流而产生超声波振动的公知的压电元件。于是，喇叭主体部94放大自从动元件104产生的超声波振动，将超声波振动传递到其小径的突出端部。
也可以如下地连结衬里部108的外端和喇叭连结部90的另一端部。即，替代衬里部108外端的上述贯穿孔的扩径部108a，而如图12A中所图示地在衬里部108的外端附近的上述贯穿孔的内周面形成轴线方向卡合形状108’a。
接着，如图12A中所图示，在衬里部108的外端附近，利用加热器110将喇叭连结部90的另一端部加热并维持在金属玻璃的过冷液体温度域(玻化温度)。并且，如图12B中所图示地将筒状的按压构件112按压在衬里部108的外端。按压构件112由热传导性良好的材料形成，将衬里部108的外端附近的喇叭连结部90的另一端部维持在金属玻璃的过冷液体温度域(玻化温度)。
在此期间，多个从动元件104的温度不超过使从动元件104的特性消失的居里温度这一点非常重要。
并且，在此期间，如图12B中所图示，插入到按压构件112的中心孔中的变形加工构件114强力地按压喇叭连结部90的另一端部而使其扩径而变形，将变形的喇叭连结部90的另一端部卡合于衬里部108的外端附近的轴线方向卡合形状部108’a。
之后，加热器110停止加热，喇叭连结部90的变形的另一端部达到金属玻璃的过冷液体温度域以下、即玻化温度以下之后，按压构件112与变形加工构件114及加热器110一同远离衬里部108的外端。
参照图10A～图12B而如上所述的第5实施方式的超声波振子116，例如可搭载于在腹腔镜手术中使用的超声波凝固切开装置来使用。在这种情况下，在喇叭主体部94的小径的前端部设置内螺纹，将未图示的超声波振动应用触头或探头螺纹接合于该内螺纹来使用。
第6实施方式
其次，参照图13A～图13C说明由金属玻璃形成本发明的第6实施方式的超声波振子的喇叭部的喇叭连结部及衬里部的情况。
如图13A中所图示，本发明的第6实施方式的超声波振子的喇叭部的喇叭连结部120及衬里部122的组合通过如下的方式制作：将作为金属玻璃基础的合金(以下称作母合金)GK在熔融的状态下，经由熔融材料流入通路(浇道)124b注入到侧方2分开模构件124的凹模124a中。母合金GK具有与金属玻璃相同的成分，但成分结晶的状况与金属玻璃不同。母合金GK例如通过电弧而熔化。
在图13A中，为了表示凹模124a及熔融材料流入通路(浇道)124b，仅沿着其分型线图示了侧方2分开模构件124的一半。凹模124a沿着纵向被分割出侧方2分开模构件124的2个半模的各自分型面而形成。
向熔融材料流入通路(浇道)124b的外端(浇口)中流入在熔点熔融了的母合金GK。
为了使经由熔融材料流入通路(浇道)124b流入到凹模124a中的熔融的母合金GK在维持液相的状态下凝固而成为金属玻璃，在侧方2分开模构件124中应用未图示的各种公知的散热及/或冷却构造。结果，流入到凹模124a中的熔融的母合金GK以10K/sec以上的冷却速度冷却。通过使流入到凹模124a中的熔融的母合金GK这样地骤冷而成为金属玻璃，可实现金属玻璃相对于凹模124a的优良的形状复制性。
由在凹模124a中成为玻璃固体域而复制了凹模124a的形状的金属玻璃构成的喇叭连结部120及衬里部122的组合以规定时间进一步散热后，自模具构件124被取出。此时，复制了凹模124a的形状的喇叭连结部120及衬里部122带有与熔融材料流入通路(浇道)124b相对应的形状的熔融材料流入通路对应部分。之后，利用机械加工除去熔融材料流入通路对应部分，从而完成图13B中所图示的喇叭连结部120及衬里部122的组合。
如图13B中所图示，在由金属玻璃而与衬里部122一体构成的喇叭连结部120上，自与衬里部122相反一侧的一端部安装有多个从动元件126及从动元件126用的电极128。之后，喇叭连结部120的一端部固定于大致呈锭子形的、以往的金属制的喇叭主体部130的大径的基端部中心。如图13B中所图示，该固定在喇叭主体部130的大径的基端部支承于夹具132的期间里进行。
详细地讲，如图13B中所图示，在喇叭主体部130的大径基端部的端面中心形成有可卡合固定喇叭连结部120的一端部的固定孔130a。安装有多个从动元件126及电极128的喇叭连结部120的一端部插入到喇叭主体部130的大径基端部的端面的固定孔130a中，并且，如图13C中所图示，在衬里部122的外端面应用以往的超声波振子134。以往的超声波振子134在按压衬里部122的外端面的同时、将超声波应用于衬里部122。该超声波集中在比衬里部122更远的小径的喇叭连结部120的一端部，将喇叭连结部120的一端部加热并维持在金属玻璃的过冷液体温度域(玻化温度)。
在此期间，多个从动元件126的温度不超过使从动元件126的特性消失的居里温度这一点非常重要。
并且，在此期间，如图13C中所图示，喇叭连结部120的一端部在喇叭主体部130的大径基端部的端面的固定孔130a内被压扁而使其变形，将变形的喇叭连结部120的一端部卡合固定于固定孔130a。
这样相互连结的喇叭连结部120与喇叭主体部130的组合构成喇叭部136。
之后，以往的超声波振子134停止应用超声波，喇叭连结部120的变形的一端部达到金属玻璃的过冷液体温度域以下、即玻化温度以下之后，以往的超声波振子134远离衬里部122的外端面。
最终，将多个从动元件126与电极128一同夹持在喇叭主体部130与衬里部122之间，结果，如图13C中所示地完成本发明的第6实施方式的超声波振子138。
从动元件126大多由压电陶瓷构成，压电陶瓷拉伸应力较差。因而，在这用情况下优选为，在将喇叭连结部120连结于喇叭主体部130时，对从动元件126施加((从动元件126的压缩强度)-(从动元件126的抗拉强度))/2的压缩应力。例如，由于压电陶瓷的压缩强度为800MPa，抗拉强度为80MPa，因此，在从动元件126由压电陶瓷构成的情况下，优选对从动元件126施加360MPa的压缩应力。
在此，从动元件126是通过经由电极128供给高频电流而产生超声波振动的公知的压电元件。于是，喇叭主体部130放大自从动元件126产生的超声波振动，将超声波振动传递到其小径的突出端部。在小径的突出端部可装卸地固定用于将以在喇叭主体部130放大后的状态传递来的的超声波振动应用于对象物的未图示的超声波振动应用触头或探头。
第7实施方式
下面，参照图14A～图15说明本发明的第7实施方式的超声波振子。
如图14A中所图示，本发明的第7实施方式的超声波振子的喇叭部140通过如下的方式制作：将作为金属玻璃基础的合金(以下称作母合金)GK在熔融的状态下，经由熔融材料流入通路(浇道)142b注入到侧方2分开模构件142的凹模142a中。母合金GK具有与金属玻璃相同的成分，但成分结晶的状况与金属玻璃不同。母合金GK例如通过电弧而熔化。
在图14A中，为了表示凹模142a及熔融材料流入通路(浇道)142b，仅沿着其分型线图示了侧方2分开模构件142的一半。凹模142a沿着纵向被分割出侧方2分开模构件142的2个半模的各自分型面而形成。
利用凹模142a而由金属玻璃制作的喇叭部140包括大致锭子形的喇叭主体部140a、及自喇叭主体部140a的大径的基端部沿轴线方向延伸的轴状的喇叭连结部140b。并且，喇叭连结部140b在其轴向上的规定位置具有环状的中间突出部140c。
在凹模142a中，在与喇叭部140的最终制品的一端部、即喇叭主体部140a的小径的突出端部相对应的位置配置有内螺纹形成构造型芯144，该内螺纹形成构造型芯144具有与上述突出端部的端面的带有内螺纹的孔140d相对应的外径尺寸。另外，内螺纹形成构造型芯144还包括细长的棒状的中心孔形成部分144a，该中心孔形成部分144a在凹模142a中延伸至在与喇叭部140的最终制品的另一端部、即喇叭连结部140b的小径的突出端部相对应的位置。
向熔融材料流入通路(浇道)142b的外端(浇口)中流入在熔点熔融了的母合金GK。
为了使经由熔融材料流入通路(浇道)142b流入到凹模142a中的熔融的母合金GK在维持液相的状态下凝固而成为金属玻璃，在侧方2分开模构件142中应用未图示的各种公知的散热及/或冷却构造。结果，流入到凹模142a中的熔融的母合金GK以10K/sec以上的冷却速度冷却。通过使流入到凹模142a中的熔融的母合金GK这样地骤冷而成为金属玻璃，可实现金属玻璃相对于凹模142a、内螺纹形成构造型芯144及中心孔形成部分144a的优良的形状复制性。
由在凹模142a中成为玻璃固体域而复制了凹模142a的形状的金属玻璃构成的喇叭部140整体以规定时间进一步散热后，自模具构件142被取出。此时，复制了凹模12a的形状的喇叭部140带有与熔融材料流入通路(浇道)142b相对应的形状的熔融材料流入通路对应部分，利用机械加工除去熔融材料流入通路对应部分。通过进一步使内螺纹形成构造型芯144与细长的棒状的中心孔形成部分144a一同自喇叭部140分离，完成图14B中所图示的喇叭部140。
在喇叭部140中，与内螺纹形成构造型芯144相对应地在喇叭主体部140a的小径的突出端部残留有带有内螺纹的孔140d，在喇叭部140中，从上述一端部的孔140d到另一端部、即喇叭连结部140b的小径的突出端部残留有细长的中心孔140e。
如图14B中所图示，在整体由金属玻璃制作的喇叭部140的喇叭连结部140b上安装多个从动元件146及从动元件146用的电极148，再安装由以往金属构成的衬里部150。详细地讲，如图14B中所图示，上述安装在整体由金属玻璃制作的喇叭部140的大径的基端部被夹具152支承的期间里进行。
并且，如图14B中所图示，喇叭连结部140b的延伸端部贯穿形成于衬里部150的贯穿孔。喇叭连结部140b的中间突出部140c在衬里部150的外端带有间隙地收容在形成于上述中心孔的扩径部150a中。在此期间，中间突出部140c的轴线方向内端面自衬里部150外端的扩径部150a的底面分开很小的距离，而且，中间突出部140c的轴线方向外端面位于衬里部150外端的外方。
利用加热器154将衬里部150外端的扩径部150a中的喇叭连结部140b的中间突出部140c加热并维持在金属玻璃的过冷液体温度域(玻化温度)。在此期间，如图14C中所图示，筒状的变形加工构件156朝向衬里部150的外端按压喇叭连结部140b的中间突出部140c的轴线方向外端面。变形加工构件156由热传导性良好的材料形成，将喇叭连结部140b的中间突出部140c加热并维持在金属玻璃的过冷液体温度域(玻化温度)。
在此期间，多个从动元件146的温度不超过使从动元件146的特性消失的居里温度这一点非常重要。
并且，在此期间，变形加工构件156强力地按压喇叭连结部140b的中间突出部140c而将其压扁使其变形，将变形的喇叭连结部140b的中间突出部140c卡合于衬里部150外端的上述贯穿孔的扩径部150a。
之后，加热器154停止加热，喇叭连结部140b的中间突出部140c达到金属玻璃的过冷液体温度域以下、即玻化温度以下之后，变形加工构件156与加热器154一同远离衬里部150的外端。
结果，将多个从动元件146与电极148一同夹持在喇叭主体部140a与衬里部150之间，结果，如图15中所示地完成本发明的第7实施方式的超声波振子158。
从动元件146大多由压电陶瓷构成，压电陶瓷拉伸应力较差。因而，在这用情况下优选为，在将喇叭连结部140b连结于衬里部150时，对从动元件146施加((从动元件146的压缩强度)-(从动元件146的抗拉强度))/2的压缩应力。例如，由于压电陶瓷的压缩强度为800MPa，抗拉强度为80MPa，因此，在从动元件146由压电陶瓷构成的情况下，优选对从动元件146施加360MPa的压缩应力。
在此，从动元件146是通过自高频电源H FS经由电极148供给高频电流而产生超声波振动的公知的压电元件。于是，喇叭主体部140a放大自从动元件146产生的超声波振动，将超声波振动传递到其小径的突出端部。
在喇叭主体部140a的小径突出端部的孔140d(参照图14B)中可装卸地固定用于将超声波振动应用于对象物的超声波振动应用触头或探头160(参照图15)。该超声波振动以在喇叭主体部140a放大后的状态被传递来。只要在超声波振动应用触头或探头160中形成长度方向中心贯穿孔，通过如图15中所图示地将吸引泵SP连接于喇叭连结部140b的延伸端部，就可以自超声波振动应用触头或探头160前端的长度方向中心贯穿孔的开口、借助上述长度方向中心贯穿孔及喇叭部140的中心孔140e吸引物体。
本实施方式的超声波振子158例如可搭载在用于在外科手术中吸引脂肪等组织的超声波吸引装置。
接着，参照图16说明利用与图14A中所图示的做法不同的做法形成本发明的第7实施方式的超声波振子158的喇叭部140的情况。
在此，在侧方2分开模构件142’的凹模142a中，替代细长的棒状的中心孔形成部分144a而配置有细长的管状构件144b，并且，相对于细长的管状构件144b独立地形成有内螺纹形成构造型芯144’。
经由熔融材料流入通路(浇道)142b向这样的侧方2分开模构件142’的凹模142a中流入母合金GK，使流入到凹模142a中的熔融的母合金GK在与上述同样地维持液相状态的条件下凝固而成为金属玻璃。金属玻璃可以发挥其优良的形状复制性，在侧方2分开模构件142’的凹模142a中形成与图14B中所图示的喇叭部140外观相同的喇叭部140’。另外，利用内螺纹形成构造型芯144’在喇叭部140’的喇叭主体部140a的小径的一端部形成复制了精密的内螺纹的孔140d。
由在凹模142a中成为玻璃固体域而复制了凹模142a的形状的金属玻璃构成的喇叭部140’以规定时间进一步散热后，自模具构件142’被取出。此时，复制了凹模142a的形状的喇叭部140’带有与熔融材料流入通路(浇道)142b相对应的形状的熔融材料流入通路对应部分。之后，利用机械加工仅将熔融材料流入通路对应部分除去。
并且，虽自喇叭部140’除去了内螺纹形成构造型芯144’，但细长的管状构件144b残留在喇叭部140’中。喇叭部140’可带有细长的管状构件144b而被使用。
第8实施方式
下面，参照图17A～图18D说明本发明的第8实施方式的超声波振子。
如图17A中所图示，本发明的第8实施方式的超声波振子的喇叭部170通过如下的方式制作：将作为金属玻璃基础的合金(以下称作母合金)GK在熔融的状态下，经由熔融材料流入通路(浇道)172b注入到与型芯构件171组合的侧方2分开模构件172的凹模172a中。母合金GK具有与金属玻璃相同的成分，但成分结晶的状况与金属玻璃不同。母合金GK例如通过电弧而熔化。
侧方2分开模构件172例如由铜那样的热传导性良好的金属形成。如图17B及图17C中所图示，2个半模172c、172d形成相互对称的形状，利用公知的可分离的固定构造、例如螺栓和螺母的组合可分离地相互固定。凹模172a及熔融材料流入通路(浇道)172b沿着纵向被分割出侧方2分开模构件172的2个半模172c、172d的各自分型面而形成。
侧方2分开模构件172的凹模172a的规定位置向外部开口，上述规定位置的开口被利用公知的可分离的固定构造、例如螺栓和螺母的组合可分离地固定于侧方2分开模构件172的型芯构件171封闭。型芯构件171的型芯171a自侧方2分开模构件172的凹模172a的规定位置的开口进入到由凹模172a规定的空间中的规定位置。
利用侧方2分开模构件172的凹模172a及型芯构件171的型芯171a的组合而由金属玻璃制作的喇叭部170包括大致锭子形的喇叭主体部170a、自喇叭主体部170a的大径的基端部沿轴线方向延伸的轴状的喇叭连结部170b、以及在喇叭主体部170a的大径的基端部自喇叭连结部170b的周围沿轴线方向延伸的、包围喇叭连结部170b外周面的筒状的覆盖部170c。
在本实施方式中，小径的轴状的喇叭连结部170b及筒状的覆盖部170c与喇叭主体部170a的大径的基端部相互同心地配置。
向熔融材料流入通路(浇道)172b的外端(浇口)中流入在熔点熔融了的母合金GK。
为了使经由熔融材料流入通路(浇道)172b流入到凹模172a中的熔融的母合金GK在维持液相的状态下凝固而成为金属玻璃，在侧方2分开模构件172及型芯构件171中应用未图示的各种公知的散热及/或冷却构造。结果，流入到凹模172a中的熔融的母合金GK以10K/sec以上的冷却速度冷却。通过使流入到凹模172a中的熔融的母合金GK这样地骤冷而成为金属玻璃，可实现金属玻璃相对于凹模172a及型芯171a的优良的形状复制性。
由在进入有型芯171a的凹模172a中成为玻璃固体域而复制了凹模172a及型芯171a的形状的金属玻璃构成的喇叭部170整体以规定时间进一步散热后，自模具构件172及型芯构件171被取出。此时，复制了凹模172a及型芯171a的形状的喇叭部170带有与熔融材料流入通路(浇道)172b相对应的形状的熔融材料流入通路对应部分，但通过利用机械加工除去熔融材料流入通路对应部分，可完成图18A中所图示的喇叭部170。
如图18A中所图示，在利用夹具174支承喇叭部170的喇叭主体部170a的大径基端部的期间里，在喇叭连结部170b安装多个从动元件176及从动元件176用的电极178，再安装由以往的金属或金属玻璃构成的衬里部180。
如图18B中所图示，安装于喇叭连结部170b的多个从动元件176、电极178及衬里部180的周围被喇叭部170的筒状的覆盖部170c覆盖。并且，喇叭连结部170b的延伸端部贯穿形成于衬里部180的贯穿孔。
接着，将内置加热器或者超声波加热变形加工构件182按压在喇叭连结部170b的延伸端，将喇叭连结部170b的延伸端部加热并维持在金属玻璃的过冷液体温度域(玻化温度)。
在此期间，多个从动元件176的温度不超过使从动元件176的特性消失的居里温度这一点非常重要。
并且，在此期间，如图18C中所图示，变形加工构件182强力地按压喇叭连结部170b的延伸端部而将其压扁使其变形，将变形的喇叭连结部170b的延伸端部卡合于衬里部180外端的上述贯穿孔的扩径部180a。
之后，内置加热器或超声波加热变形加工构件182停止加热，喇叭连结部170b的延伸端部达到金属玻璃的过冷液体温度域以下、即玻化温度以下之后，变形加工构件182远离喇叭连结部170b的延伸端部。
结果，将多个从动元件176与电极178一同夹持在喇叭主体部170a与衬里部180之间。
最后，在喇叭部170的覆盖部170c的延伸端部的开口盖有盖184，覆盖上述开口。盖184可以可装卸地安装于覆盖部170c的延伸端部的开口，也可以利用例如含有粘接剂的公知的固定要件来固定，也可以根据需要例如装有O型密封圈184a来发挥防水功能。
盖184也可以由不会与覆盖部170c相互间产生不良影响、而可以发挥期望功能这样的材料制成，本实施方式例如由PEEK(Polyether etherketone)形成。在盖184中形成有用于供从动元件176的电极178用的电线LL通过的贯穿孔184b，在需要进行防水处理的情况下，贯穿孔184b在使电线LL通过之后被公知的密封剂186密封。
通过如上所述地由盖184覆盖喇叭部170的覆盖部170c的延伸端部的开口，可完成图18D中所图示的本发明的第8实施方式的超声波振子188。
从动元件176大多由压电陶瓷构成，压电陶瓷拉伸应力较差。因而，在这用情况下优选为，在将喇叭连结部170b连结于衬里部180时，对从动元件176施加((从动元件176的压缩强度)-(从动元件176的抗拉强度))/2的压缩应力。例如，由于压电陶瓷的压缩强度为800MPa，抗拉强度为80MPa，因此，在从动元件176由压电陶瓷构成的情况下，优选对从动元件176施加360MPa的压缩应力。
在此，从动元件176是通过自经由电线LL及电极178供给高频电流而产生超声波振动的公知的压电元件。于是，喇叭主体部170a放大自从动元件176产生的超声波振动，将超声波振动传递到其小径的突出端部。
另外，如图19中所图示，为了保护自超声波振子188的喇叭部170的覆盖部170c被拉出到外部的电线LL不受外力损害，也可以将收容自覆盖部170c被拉出到外部的电线LL的挠性的保护管PT的末端安装在覆盖部170c的外端面。保护管PT例如可以是所谓的线圈轴。
带有挠性的保护管PT的超声波振子188可以用作软性内窥镜用的超声波治疗器USWTD。这样的超声波治疗器USWTD插入、脱出自由地搭载于软性内窥镜的插入部的通道中，例如可以用于切除早期癌症等治疗。
在超声波振子188的喇叭主体部170a的小径的前端设置内螺纹，使纵长的超声波传递构件的基端部螺纹接合于该内螺纹，从而可以用作腹腔镜手术所采用的超声波凝固切开装置。
并且，如图20中所图示，也可以由金属玻璃制作覆盖喇叭部170的覆盖部170c的延伸端部开口的盖184’。在这种情况下，利用内置加热器或超声波加热变形加工构件HPM将盖184’按压在喇叭部170的覆盖部170c的延伸端部的开口，将覆盖部170c的延伸端部及盖184’的周缘部加热并维持在金属玻璃的过冷液体温度域(玻化温度)。
在此期间，如图18D中所图示，被覆盖部170c包围的多个从动元件176的温度不超过使从动元件176的特性消失的居里温度这一点非常重要。
被加热并维持在金属玻璃的过冷液体温度域(玻化温度)的覆盖部170c的延伸端部及盖184’的周缘部相互固定。
之后，停止由内置加热器或超声波加热变形加工构件HPM加热，覆盖部170c的延伸端部及盖184’的周缘部达到金属玻璃的过冷液体温度域以下、即玻化温度以下之后，变形加工构件HPM远离盖184’。
第9实施方式
下面，参照图21A～图22B说明本发明的第9实施方式的超声波振子。
如图21A中所图示，本发明的第9实施方式的超声波振子的喇叭部190通过如下的方式制作：将作为金属玻璃基础的合金(以下称作母合金)GK在熔融的状态下，经由熔融材料流入通路(浇道)192b注入到与型芯构件191组合起来着的侧方2分开模构件192的凹模192a中。母合金GK具有与金属玻璃相同的成分，但成分结晶的状况与金属玻璃不同。母合金GK例如通过电弧而熔化。
侧方2分开模构件192例如由铜那样的良导热性的金属形成。如图21B及图21C中所图示，2个半模192c、192d形成相互对称的形状，利用公知的可分离的固定构造、例如螺栓和螺母的组合可分离地相互固定。凹模192a及熔融材料流入通路(浇道)192b沿着纵向被分割出侧方2分开模构件192的2个半模192c、192d的各自分型面而形成。
侧方2分开模构件192的凹模192a的规定位置向外部开口，上述规定位置的开口利用公知的可分离的固定构造、例如螺栓和螺母的组合可分离地固定于侧方2分开模构件192的型芯构件191而封闭。型芯构件191的型芯191a自侧方2分开模构件192的凹模192a的规定位置的开口伸入到由凹模192a规定的空间中的规定位置。
利用侧方2分开模构件192的凹模192a及型芯构件191的型芯191a的组合而由金属玻璃制作的喇叭部190包括大致锭子形的喇叭主体部190a、形成在喇叭主体部190a的大径基端部的外端面的定位要件190b、以及在喇叭主体部190a的大径基端部的外端面自定位要件190b的周围沿喇叭主体部190a的轴线方向延伸的筒状的喇叭连结部190c。
在本实施方式中，定位要件190b及筒状的喇叭连结部190c与喇叭主体部190a的大径的基端部相互同心地配置。而且，定位要件190b是形成在喇叭主体部190a的大径基端部的外端面的突起或凹部。
向熔融材料流入通路(浇道)192b的外端(浇口)中流入在熔点熔融了的母合金GK。
为了使经由熔融材料流入通路(浇道)192b流入到凹模192a中的熔融的母合金GK在维持液相的状态下凝固而成为金属玻璃，在侧方2分开模构件192及型芯构件191中应用未图示的各种公知的散热及/或冷却构造。结果，流入到凹模192a中的熔融的母合金GK以10K/sec以上的冷却速度冷却。通过使流入到凹模192a中的熔融的母合金GK这样地骤冷而成为金属玻璃，可实现金属玻璃相对于凹模192a及型芯191a的优良的形状复制性。
由在进入有型芯191a的凹模192a中成为玻璃固体域而复制了凹模192a及型芯191a的形状的金属玻璃构成的喇叭部190整体以规定时间进一步散热后，自模具构件192及型芯构件191被取出。此时，复制了凹模192a及型芯191a的形状的喇叭部190带有与熔融材料流入通路(浇道)192b相对应的形状的熔融材料流入通路对应部分，但通过利用机械加工除去熔融材料流入通路对应部分，可完成图22A中所图示的喇叭部190。
如图22A中所图示，在利用夹具194支承喇叭部190的喇叭主体部190a的大径基端部的期间里，在喇叭主体部190a的大径基端部的外端面，自定位要件190b沿着喇叭主体部190a的长度方向中心轴线地层叠多个从动元件196及从动元件196用的电极198，再安装由以往的金属或金属玻璃构成的衬里部200。详细地讲，在本实施方式中，多个电极198用的电线LL贯穿入电线贯穿要件202、例如贯穿槽或贯穿孔而被引导到衬里部200的外部，该电线贯穿要件202形成于层叠在各个电极198上的各种构件。电线贯穿要件202在上述各种构件中与喇叭主体部190a的长度方向中心轴线同心地配置。
如图22B中所图示，在喇叭主体部190a的大径基端部的外端面自定位要件190b层叠的多个从动元件196、电极198及衬里部200的周围被喇叭部190的筒状的覆盖部190c覆盖。并且，喇叭连结部190c的延伸端部沿着喇叭主体部190a的长度方向中心轴线而位于衬里部180的外方。
接着，将内置加热器或者超声波加热变形加工构件204按压在喇叭连结部190c的延伸端，将喇叭连结部190c的延伸端部加热并维持在金属玻璃的过冷液体温度域(玻化温度)。
在此期间，多个从动元件196的温度不超过使从动元件196的特性消失的居里温度这一点非常重要。
并且，在此期间，如图22B中所图示，变形加工构件204强力地按压喇叭连结部190c的延伸端部而将其在衬里部200外端面的周缘区域上压扁使其变形，将变形的喇叭连结部190c的延伸端部卡合于衬里部200外端面的周缘区域上。
之后，停止由内置加热器或超声波加热变形加工构件204加热，喇叭连结部190c的延伸端部达到金属玻璃的过冷液体温度域以下、即玻化温度以下之后，变形加工构件204远离喇叭连结部190c的延伸端部。
结果，将多个从动元件196与电极198一同夹持在喇叭主体部190a与衬里部200之间。
最后，通过根据需要对衬里部200的电线贯穿要件202应用公知的密封材料，可以自外部空间密封被喇叭连结部190c包围的多个从动元件196、电极198及衬里部200在如上所述地层叠的状态下被收容的空间，从而可以完成本发明的第9实施方式的超声波振子206。
在此，从动元件196是通过经由电极198供给高频电流而产生超声波振动的公知的压电元件。于是，喇叭主体部190a放大自从动元件196产生的超声波振动，将超声波振动传递到其小径的突出端部。在小径的突出端部可装卸地固定用于将以在喇叭主体部190a放大后的状态传递来的的超声波振动应用于对象物的未图示的超声波振动应用触头或探头。
从动元件196大多由压电陶瓷构成，压电陶瓷拉伸应力较差。因而，在这用情况下优选为，在将喇叭连结部190c连结于衬里部200时，对从动元件196施加((从动元件196的压缩强度)-(从动元件196的抗拉强度))/2的压缩应力。例如，由于压电陶瓷的压缩强度为800MPa，抗拉强度为80MPa，因此，在从动元件196由压电陶瓷构成的情况下，优选对从动元件196负荷360MPa的压缩应力。
第10实施方式
下面，参照图23A～图23C说明本发明的第10实施方式的超声波振子。
如图23A中所图示，本发明的第10实施方式的超声波振子的喇叭部210的一部分通过如下的方式制作：将作为金属玻璃基础的合金(以下称作母合金)GK在熔融的状态下，经由熔融材料流入通路(浇道)212b注入到侧方2分开模构件212的凹模212a中。母合金GK具有与金属玻璃相同的成分，但成分结晶的状况与金属玻璃不同。母合金GK例如通过电弧而熔化。
在图23A中，为了表示凹模212a及熔融材料流入通路(浇道)212b，仅沿着其分型线图示了侧方2分开模构件212的一半。凹模212a沿着纵向被分割出侧方2分开模构件212的2个半模的各自分型面而形成。
详细地讲，由以往的金属、例如钛形成的大致锭子形的喇叭主体部210a配置在侧方2分开模构件212的凹模212a中的规定位置，在喇叭主体部210a中，沿着其长度方向中心线形成有中心贯穿孔CH。凹模212a在喇叭主体部210a的中心贯穿孔CH的两侧提供了用于由金属玻璃形成喇叭主体部210a的前端部210b及喇叭连结部210c的规定的空间。
向熔融材料流入通路(浇道)212b的外端(浇口)中流入在熔点熔融了的母合金GK。
为了使经由熔融材料流入通路(浇道)212b流入到凹模212a中的熔融的母合金GK在维持液相的状态下凝固而成为金属玻璃，在侧方2分开模构件212中应用未图示的各种公知的散热及/或冷却构造。结果，流入到凹模212a中的熔融的母合金GK以10K/sec以上的冷却速度冷却。通过使流入到凹模212a中的熔融的母合金GK这样地骤冷而成为金属玻璃，可实现金属玻璃相对于凹模212a的优良的形状复制性。
在凹模212a中成为玻璃固体域而复制了凹模212a的形状的金属玻璃在由以往的金属、例如钛形成的大致锭子形的喇叭主体部210a的中心贯穿孔CH两侧提供了前端部210b及喇叭连结部210c。
喇叭主体部210a的前端部210b及喇叭连结部210c利用流入到喇叭主体部210a的中心贯穿孔CH中而复制中心贯穿孔CH的形状的金属玻璃相互连接，并且与喇叭主体部210a一体化而构成喇叭部210。
在本实施方式中，前端部210b及喇叭连结部210c与喇叭主体部210a同心地配置，喇叭连结部210c形成自喇叭主体部210a的大径的基端部向外方同心地延伸的棒状。
这样地构成的喇叭部210以规定时间进一步散热后，自模具构件212被取出。此时，复制了凹模212a的形状的喇叭连结部210c带有与熔融材料流入通路(浇道)212b相对应的形状的熔融材料流入通路对应部分。之后，利用机械加工除去熔融材料流入通路对应部分，从而完成图23B中所图示的喇叭连结部210。
接着，如图23C中所图示，在利用夹具214支承喇叭部210的喇叭主体部210a的大径基端部的期间里，在由金属玻璃制作的喇叭连结部210c上安装多个从动元件216及从动元件216用的电极218，再安装由以往金属构成的衬里部220。
并且，如图23C中所图示，喇叭部210的喇叭连结部210c的延伸端部贯穿形成于衬里部220的贯穿孔。筒状的按压构件224与加热器222一同被按压在衬里部220的外端的外周上。按压构件224由热传导性良好的材料形成，将自衬里部220突出的喇叭连结部210c的延伸端部加热并维持在金属玻璃的过冷液体温度域(玻化温度)。
在此期间，多个从动元件216的温度不超过使从动元件216的特性消失的居里温度这一点非常重要。
并且，在此期间，如图23C中所图示，插入到按压构件224的中心孔中的变形加工构件226强力地按压喇叭连结部210c的延伸端部而如图23C中双点划线所示地将其压扁使其变形，将变形的喇叭连结部210c的延伸端部卡合于衬里部220外端的上述贯穿孔的扩径部220a。
之后，加热器222停止加热，喇叭连结部210c的延伸端部达到金属玻璃的过冷液体温度域以下、即玻化温度以下之后，按压构件224与变形加工构件226及加热器222一同远离衬里部220的外端。
结果，将多个从动元件216与电极218一同夹持在喇叭主体部210a与衬里部220之间，结果，完成本发明的第10实施方式的超声波振子228。
从动元件216大多由压电陶瓷构成，压电陶瓷拉伸应力较差。因而，在这用情况下优选为，在将喇叭连结部210c连结于衬里部220时，对从动元件216施加((从动元件216的压缩强度)-(从动元件216的抗拉强度))/2的压缩应力。例如，由于压电陶瓷的压缩强度为800MPa，抗拉强度为80MPa，因此，在从动元件216由压电陶瓷构成的情况下，优选对从动元件216施加360MPa的压缩应力。
在此，从动元件216是通过经由电极218供给高频电流而产生超声波振动的公知的压电元件。于是，喇叭主体部210a放大自从动元件216产生的超声波振动，将超声波振动传递到其小径的突出端的前端部210b。
在本实施方式中，前端部210b由上述金属玻璃构成，因此，与单纯的金属制、陶瓷制的情况相比，机械强度、耐磨损性能、超声波振动传递性能、耐腐蚀性能等远远占优。
在如上所述地通过铸造或注射模塑成形来形成金属玻璃的期望物体的情况下，若金属玻璃的母合金GK未在维持液相状态的条件下以10K/sec以上的冷却速度凝固，则在冷却后无法成为金属玻璃。
在期望物体、例如喇叭部的外径尺寸增大时，无法满足上述冷却条件而通过铸造形成金属玻璃的上述期望物体。
在期望物体、例如喇叭部的外径尺寸增大的情况下，可以像图23A及图23B中所图示的实施方式那样地使喇叭主体部210a为金属制，通过满足上述冷却条件的铸造使金属玻璃的前端部210b及喇叭连结部210c与喇叭主体部210a形成为一体。即，喇叭部210具有仅前端部210b及喇叭连结部210c可以通过由金属玻璃制作而获得的如上所述的各种技术上的优点。
本实施方式的超声波振子例如可以用于超声波焊接。
第11实施方式
下面，参照图24A～图24C说明本发明的第11实施方式的超声波振子。
如图24A中所图示，本发明的第11实施方式的超声波振子的喇叭部230通过如下的方式制作：将作为金属玻璃基础的合金(以下称作母合金)GK在熔融的状态下，经由熔融材料流入通路(浇道)232b注入到侧方2分开模构件232的凹模232a中。母合金GK具有与金属玻璃相同的成分，但成分结晶的状况与金属玻璃不同。母合金GK例如通过电弧而熔化。
在图24A中，为了表示凹模232a及熔融材料流入通路(浇道)232b，仅沿着其分型线图示了侧方2分开模构件232的一半232c。如图24B中所图示，凹模232a沿着纵向被分割出侧方2分开模构件232的2个半模232c、232d的各自分型面而形成。
利用凹模232a而由金属玻璃制作的喇叭部230包括大致锭子形的喇叭主体部230a、及自喇叭主体部230a的大径的基端部沿轴线方向延伸的轴状的喇叭连结部230b。
在凹模232a中，在与喇叭部230的最终制品的一端部、即喇叭主体部230a的小径的突出端部相对应的位置配置有刀具234的具有卡合孔234a的基部234b。刀具234在与基部234b相反一侧具有刃部234c。
向熔融材料流入通路(浇道)232b的外端(浇口)中流入在熔点熔融了的母合金GK。
为了使经由熔融材料流入通路(浇道)232b流入到凹模232a中的熔融的母合金GK在维持液相的状态下凝固而成为金属玻璃，在侧方2分开模构件232中应用未图示的各种公知的散热及/或冷却构造。结果，流入到凹模232a中的熔融的母合金GK以10K/sec以上的冷却速度冷却。通过使流入到凹模232a中的熔融的母合金GK这样地骤冷而成为金属玻璃，可实现金属玻璃相对于凹模232a及刀具234的具有卡合孔234a的基部234b的优良的形状复制性。
由在凹模232a中成为玻璃固体域而复制了凹模232a的形状的金属玻璃构成的喇叭部230整体以规定时间进一步散热后，自模具构件232被取出。此时，复制了凹模232a的形状的喇叭部230带有与熔融材料流入通路(浇道)232b相对应的形状的熔融材料流入通路对应部分，利用机械加工除去熔融材料流入通路对应部分。
于是，如图24C中所图示地完成喇叭部230。刀具234的基部234b利用在卡合孔234a处由铸造而成的金属玻璃固定于该喇叭部230的喇叭主体部230a的小径的突出端部。
在如图24C中所图示的喇叭部230的喇叭连结部230b上，与如图9B～图9E中所图示的整体由金属玻璃形成的喇叭部70的喇叭连结部70b的情况同样地，在利用夹具80(参照图9C)支承喇叭部230的大径的基端部的期间里安装多个从动元件74(参照图9C)及从动元件74用的电极76(参照图9C)，再安装由以往金属构成的衬里部78(参照图9C)。
并且，在将筒状的按压构件84(参照图9C)与加热器82一同按压在衬里部78的外端，将自衬里部78的贯穿孔78a突出的喇叭部230的喇叭连结部230b的延伸端部加热并维持在金属玻璃的过冷液体温度域(玻化温度)的期间里，插入到按压构件84的中心孔中的变形加工构件86(参照图9D)强力地按压喇叭连结部230b的延伸端部而将其压扁使其变形，将变形的喇叭连结部230b的延伸端部卡合于衬里部78外端的上述贯穿孔的扩径部78a。
之后，加热器82停止加热，喇叭连结部230b的延伸端部达到金属玻璃的过冷液体温度域以下、即玻化温度以下之后，按压构件84与变形加工构件86及加热器82一同远离衬里部78的外端。
结果，将多个从动元件74与电极76一同夹持在喇叭主体部230a与衬里部78之间，结果，与图9E中所示的本发明的第4实施方式的超声波振子88同样地，完成图24C中所图示的具有附带刀具234的喇叭部230的本发明的第11实施方式的超声波振子。
从动元件74大多由压电陶瓷构成，压电陶瓷拉伸应力较差。因而，在这用情况下优选为，在将喇叭连结部230b连结于衬里部78时，对从动元件74施加((从动元件74的压缩强度)-(从动元件74的抗拉强度))/2的压缩应力。例如，由于压电陶瓷的压缩强度为800MPa，抗拉强度为80MPa，因此，在从动元件74由压电陶瓷构成的情况下，优选对从动元件74施加360MPa的压缩应力。
在此，在将第11实施方式的超声波振子的喇叭部230的喇叭主体部230a的大径的基端部支承于未图示的支承体，将喇叭主体部230a的小径突出端部的刀具234的刃部234c按压于欲由刃部234c切断的未图示的切断对象物的期间里，经由电极76(参照图9E)向多个从动元件74(参照图9E)供给高频电流，在多个从动元件74(参照图9E)产生超声波。该超声波在喇叭主体部230a中被放大，喇叭主体部230a的小径突出端部的刀具234的刃部234c切断上述未图示的切断对象物。
另外，在本实施方式中，刀具234相对于喇叭部230单独地预先准备，但也可以对于侧方2分开模构件232的凹模232a而在喇叭主体部230a的小径的突出端部进一步添加刀具用的凹模，从而由金属玻璃将刀具与喇叭部230形成为一体。由于如上所述的金属玻璃具有优良的形状复制性，因此，通过精密地设定刀具用的凹模的尺寸，可使由金属玻璃铸造而成的刀具的锋刃尖锐。
第12实施方式
下面，参照图25A及图25B说明本发明的第12实施方式的超声波振子。
如图25A中所图示，本发明的第12实施方式的超声波振子的喇叭部240通过如下的方式制作：将作为金属玻璃基础的合金(以下称作母合金)GK在熔融的状态下，经由熔融材料流入通路(浇道)242b注入到侧方2分开模构件242的凹模242a中。母合金GK具有与金属玻璃相同的成分，但成分结晶的状况与金属玻璃不同。母合金GK例如通过电弧而熔化。
在图25A中，为了表示凹模242a及熔融材料流入通路(浇道)242b，仅沿着其分型线图示了侧方2分开模构件242的一半。凹模242a沿着纵向被分割出侧方2分开模构件242的2个半模的各自分型面而形成。
利用凹模242a而由金属玻璃制作的喇叭部240包括大致锭子形的喇叭主体部240a、及自喇叭主体部240a的大径的基端部沿轴线方向延伸的轴状的喇叭连结部240b。
在凹模242a中配置有管状构件244，该管状构件244自与喇叭部240的最终制品的一端部、即喇叭主体部240a的小径的突出端部相对应的位置，沿着喇叭主体部240a的长度方向中心线延伸至与喇叭主体部240a的大径基端部的外周面的规定位置之后，进一步朝向喇叭主体部240a的大径基端部的径向外方延伸至喇叭主体部240a的大径基端部的外周面的规定位置。
管状构件244由对于流到此处的预定液体的耐腐蚀性较高的材料、在上述液体为水的情况下例如是钛或钛合金或铜或者铜合金等形成。
向熔融材料流入通路(浇道)242b的外端(浇口)中流入在熔点熔融了的母合金GK。
为了使经由熔融材料流入通路(浇道)242b流入到凹模242a中的熔融的母合金GK在维持液相的状态下凝固而成为金属玻璃，在侧方2分开模构件242中应用未图示的各种公知的散热及/或冷却构造。结果，流入到凹模242a中的熔融的母合金GK以10K/sec以上的冷却速度冷却。通过使流入到凹模242a中的熔融的母合金GK这样地骤冷而成为金属玻璃，可实现金属玻璃相对于凹模242a及管状构件244的优良的形状复制性。
由在凹模242a中成为玻璃固体域而复制了凹模242a的形状的金属玻璃构成的喇叭部240整体以规定时间进一步散热后，自模具构件242被取出。此时，复制了凹模242a的形状的喇叭部240带有与熔融材料流入通路(浇道)242b相对应的形状的熔融材料流入通路对应部分，利用机械加工除去熔融材料流入通路对应部分。
于是，完成内置有如上所述地配置的管状构件244的喇叭部240。
在喇叭部240的喇叭连结部240b上，与如图9B～图9E中所图示的整体由金属玻璃形成的喇叭部70的喇叭连结部70b的情况同样地，在利用夹具80(参照图9C)支承喇叭部240的大径的基端部的期间里安装多个从动元件74(参照图9C)及从动元件74用的电极76(参照图9C)，再安装由以往金属构成的衬里部78(参照图9C)。
并且，在将筒状的按压构件84(参照图9C)与加热器82一同按压在衬里部78的外端，将自衬里部78的贯穿孔78a突出的喇叭部240的喇叭连结部240b的延伸端部加热并维持在金属玻璃的过冷液体温度域(玻化温度)的期间里，插入到按压构件84的中心孔中的变形加工构件86(参照图9C)强力地按压喇叭连结部240b的延伸端部而将其压扁使其变形，如图25B中所图示地将变形的喇叭连结部240b的延伸端部卡合于衬里部78外端的上述贯穿孔的扩径部78a。
之后，加热器82停止加热，喇叭连结部240b的延伸端部达到金属玻璃的过冷液体温度域以下、即玻化温度以下之后，按压构件84与变形加工构件86及加热器82一同远离衬里部78的外端。
结果，将多个从动元件74与电极76一同夹持在喇叭主体部240a与衬里部78之间，结果，与图9E中所示的本发明的第4实施方式的超声波振子88同样地，完成图25B中所图示的具有附带管状构件244的喇叭部240的本发明的第12实施方式的超声波振子246。
从动元件74大多由压电陶瓷构成，压电陶瓷拉伸应力较差。因而，在这用情况下优选为，在将喇叭连结部240b连结于衬里部78时，对从动元件74施加((从动元件74的压缩强度)-(从动元件74的抗拉强度))/2的压缩应力。例如，由于压电陶瓷的压缩强度为800MPa，抗拉强度为80MPa，因此，在从动元件74由压电陶瓷构成的情况下，优选对从动元件74施加360MPa的压缩应力。
接着，如图25B中所图示，在超声波振子246的喇叭部240的喇叭主体部240a的大径基端部安装覆盖多个从动元件74、电极76及衬里部78的主外罩248a，并且，在喇叭主体部240a的小径的突出端部安装覆盖小径突出端部的周围的罩248b。并且，在超声波振子246的喇叭部240的管状构件244的半径方向突出部分，借助主外罩248a安装液体供给源LSS，并且，通过主外罩248a将高频电源HFS连接于多个从动元件74用的电极76，从而，可以提供一种将本发明的第12实施方式的超声波振子246用作驱动源的喷雾器。
于是，在通过电极76自高频电源向多个从动元件74供给高频电流而在多个从动元件74中产生超声波时，该超声波在喇叭主体部240a中被放大，在喇叭主体部240a的小径突出端部使自液体供给源经由管状构件244供给来的液体雾化，将上述液体的雾249自上述突出端部朝向罩248b的开口喷出。
在此，在喇叭部240的喇叭主体部240a中，管状构件244的半径方向突出部分朝向喇叭主体部240a的径向外方延伸的上述规定位置优选为与自多个从动元件74传播到喇叭主体部240a来的超声波的波节一致。由此，可以大幅度地降低管状构件244的半径方向突出部分被上述超声波疲劳破坏的概率。
在该喷雾器中，其一部分露出到在喷雾器中产生的雾中的喇叭主体部240a由金属玻璃构成，因此，喇叭主体部240a的上述一部分不会受到上述雾的、例如腐蚀等不良影响，反过来，喇叭主体部240a的上述一部分也不会对上述雾的成分产生不良影响。
第13实施方式
下面，参照图26A～图27说明本发明的第13实施方式的超声波振子。
如图26A中所图示，本发明的第13实施方式的超声波振子的喇叭部250的一部分通过如下的方式制作：将作为金属玻璃基础的合金(以下称作母合金)GK在熔融的状态下，经由熔融材料流入通路(浇道)252b注入到侧方2分开模构件252的凹模252a中。母合金GK具有与金属玻璃相同的成分，但成分结晶的状况与金属玻璃不同。母合金GK例如通过电弧而熔化。
在图26A中，为了表示凹模252a及熔融材料流入通路(浇道)252b，仅沿着其分型线图示了侧方2分开模构件252的一半。凹模252a沿着纵向被分割出侧方2分开模构件252的2个半模的各自分型面而形成。
详细地讲，由以往的金属、例如钛形成的大致较短的圆柱形状的喇叭主体部250a配置在侧方2分开模构件252的凹模252a中的规定位置，在喇叭主体部250a中，沿着其长度方向中心线形成有中心贯穿孔PH。凹模252a在喇叭主体部250a的中心贯穿孔PH的两侧提供了用于由金属玻璃形成喇叭主体部250a的前端部250b及喇叭连结部250c的规定的空间。
向熔融材料流入通路(浇道)252b的外端(浇口)中流入在熔点熔融了的母合金GK。
为了使经由熔融材料流入通路(浇道)252b流入到凹模252a中的熔融的母合金GK在维持液相的状态下凝固而成为金属玻璃，在侧方2分开模构件252中应用未图示的各种公知的散热及/或冷却构造。结果，流入到凹模252a中的熔融的母合金GK以10K/sec以上的冷却速度冷却。通过使流入到凹模252a中的熔融的母合金GK这样地骤冷而成为金属玻璃，可实现金属玻璃相对于凹模252a的优良的形状复制性。
在凹模252a中成为玻璃固体域而复制了凹模252a的形状的金属玻璃在由以往的金属、例如钛形成的大致较短的圆柱形状的喇叭主体部250a的中心贯穿孔PH两侧提供了前端部250b及喇叭连结部250c。
前端部250b及喇叭连结部250c利用流入到喇叭主体部250a的中心贯穿孔PH中而复制中心贯穿孔PH的形状的金属玻璃相互连接，并且与喇叭主体部250a一体化而构成喇叭部250。
在本实施方式中，前端部250b及喇叭连结部250c与喇叭主体部250a同心地配置，喇叭连结部250c形成自喇叭主体部250a的大径的基端部向外方同心地延伸的棒状。
这样地构成的喇叭部250以规定时间进一步散热后，自模具构件252被取出。此时，复制了凹模252a的形状的喇叭连结部250c带有与熔融材料流入通路(浇道)252b相对应的形状的熔融材料流入通路对应部分。之后，利用机械加工除去熔融材料流入通路对应部分，从而完成喇叭连结部250。
接着，如图26B中所图示，在利用夹具254支承喇叭部250的前端部250b期间里，在由金属玻璃制作的喇叭连结部250c上安装多个从动元件256及从动元件256用的电极258，再安装由以往金属构成的衬里部260。
并且，如图26B中所图示，喇叭部250的喇叭连结部250c的延伸端部贯穿形成于衬里部260的贯穿孔。筒状的按压构件264与加热器262一同被按压在衬里部260的外端的外周上。按压构件264由热传导性良好的材料形成，将自衬里部260突出的喇叭连结部250c的延伸端部加热并维持在金属玻璃的过冷液体温度域(玻化温度)。
在此期间，多个从动元件256的温度不超过使从动元件256的特性消失的居里温度这一点非常重要。
并且，在此期间，如图26B中所图示，插入到按压构件264的中心孔中的变形加工构件266强力地按压喇叭连结部250c的延伸端部而如图26B中双点划线所示地将其压扁使其变形，将变形的喇叭连结部250c的延伸端部卡合于衬里部260外端的上述贯穿孔的扩径部260a。
之后，加热器262停止加热，喇叭连结部250c的延伸端部达到金属玻璃的过冷液体温度域以下、即玻化温度以下之后，按压构件264与变形加工构件266及加热器262一同远离衬里部260的外端。
结果，将多个从动元件256与电极258一同夹持在喇叭主体部250a与衬里部260之间，结果，完成本发明的第13实施方式的超声波振子268。
从动元件256大多由压电陶瓷构成，压电陶瓷拉伸应力较差。因而，在这用情况下优选为，在将喇叭连结部250c连结于衬里部260时，对从动元件256施加((从动元件256的压缩强度)-(从动元件256的抗拉强度))/2的压缩应力。例如，由于压电陶瓷的压缩强度为800MPa，抗拉强度为80MPa，因此，在从动元件256由压电陶瓷构成的情况下，优选对从动元件256施加360MPa的压缩应力。
如图26C中所图示，在使用本发明的第13实施方式的超声波振子268的超声波清洗槽270的底壁外表面的多个规定位置形成有超声波振子固定孔270a。超声波振子固定孔270a的内部直径大于其入口直径。
为了将本发明的第13实施方式的超声波振子268固定于超声波清洗槽270的超声波振子固定孔270a，如图26C中所图示地将超声波清洗槽270的底壁的内表面载置在支承底座272上，利用加热器274将超声波振子固定孔270a的周围加热并维持在金属玻璃的过冷液体温度域(玻化温度)。
接着，如图26D中所图示，在这样地被加热后的超声波振子固定孔270a中插入本发明的第13实施方式的超声波振子268的喇叭部250的前端部250b，并且，利用变形加工构件276强力地按压衬里部260的外端。结果，如图26D中所图示，金属玻璃的前端部250b在超声波清洗槽270的底壁超声波振子固定孔270a内被压扁变形，卡合于底壁超声波振子固定孔270a。
之后，加热器274停止加热，超声波振子268的喇叭部250的变形的前端部250b达到金属玻璃的过冷液体温度域以下、即玻化温度以下之后，变形加工构件276远离衬里部260的外端，并且，加热器274也远离超声波清洗槽270的底壁外表面的超声波振子固定孔270a的周围。
图27概略图示了将上述第13实施方式的多个超声波振子268固定在底壁外表面的多个位置的超声波清洗槽270。
在超声波清洗槽270中填满用于超声波清洗的液体271、例如公知的清洗辅助液，并沉入欲由超声波清洗的物体272、例如眼镜。
在通过电极258对多个超声波振子268的多个从动元件256供给高频电流时，由多个从动元件256产生的超声波经由喇叭主体部250a及前端部250b(参照图26D)而被传递至超声波清洗槽270的底壁的上述多个位置，并经由超声波清洗液体271而被传递至欲由超声波清洗的物体272。
在此，多个超声波振子268通过其金属玻璃的前端部250b(参照图26D)在超声波清洗槽270的底壁外表面的底壁超声波振子固定孔270a内被压扁变形而填充底壁超声波振子固定孔270a，从而卡合固定于底壁超声波振子固定孔270a。因而，可以从超声波振子268到超声波清洗槽270的底壁几乎不产生损失地高效地传递超声波。
第14实施方式
接着，参照图28说明本发明第14实施方式的超声波振子。
图28概略图示了使用本发明的第14实施方式的超声波振子280的水中声音探测器(声纳S ONAR)282的纵截面。
该超声波振子280的构造与参照图26A～图26D地如上所述的本发明的第13实施方式的超声波振子268的构造类似。该超声波振子280的构造与第13实施方式的超声波振子268的构造的不同如下。
即，在第13实施方式的超声波振子268的喇叭部250中，喇叭主体部250a为以往的金属制，前端部250b为金属玻璃制。相对于此，在第14实施方式的超声波振子280的喇叭部250’中，喇叭主体部250’a利用金属玻璃与图28中未图示的喇叭连结部一体地制成，省略了前端部250b。
第14实施方式的超声波振子280的金属玻璃制的喇叭主体部250’a与第13实施方式的超声波振子268的喇叭部250的金属玻璃制的前端部250b固定于超声波清洗槽270的底壁外周面的底壁超声波振子固定孔270a的情形同样地，固定于水中声音探测器(SONAR)282的密封容器的底板282a的内表面。
在底板282a的内表面的超声波振子固定孔282b中固定超声波振子280的金属玻璃制的喇叭主体部250’a之后，在底板282a上盖有上述密封容器的耐压容器282c。耐压容器282c利用公知的密封固定要件、例如带有O型密封圈的螺栓与螺母的组合，以密封状态固定于底板282a。在耐压容器282c中形成有可引出来自超声波振子280的多个从动元件256的电极258的电线284的贯穿孔282d，贯穿孔282d被公知的密封要件282e、例如合成树脂密封。
在此，超声波振子280通过其金属玻璃的喇叭主体部250’a在形成于水中声音探测器(SONAR)282的密封容器的底板282a的内表面的超声波振子固定孔282b内被压扁变形而填充底壁超声波振子固定孔282b，从而卡合固定于底壁超声波振子固定孔282b。因而，可以从超声波振子280到水中声音探测器(SONAR)282的密封容器的底板282a几乎不产生损失地高效地传递超声波。
另外，由于金属玻璃的刚性较高，因此，具有金属玻璃的喇叭主体部250’a的超声波振子280可以输送相对于对从动元件256输入的电力具有较高的线性、畸变较少的超声波，从而可以获得畸变较少的接收图像。
最后，对利用金属玻璃如上所述地制作超声波振子的各种构成构件在技术上的优点说明如下。
·由于与制作上述各种构成构件的以往的例如钛、钛合金、铝合金或者镍-铝合金等金属材料相比，其成形加工性和形状复制性优良，因此即使是复杂的形状，也可以仅通过铸造来以较高的尺寸精度制作各种构成构件的几乎整体，降低喇叭部的制造成本。
·由于金属玻璃为非结晶，没有晶界，因此声音特性优良。由于通常的金属具有晶界，因此，在使超声波流动时超声波发生反射，超声波振动能量产生损失。
·由于金属玻璃的抗拉强度远远优于通常的金属，例如是Ti合金的3倍，因此，难以由在使超声波流入到各种构成构件中时在各种构成构件中产生的振动应力而损坏各种构成构件。
·由于金属玻璃为非结晶，没有晶界，因此耐腐蚀性优良。
·可以利用在金属玻璃的过冷液体域(玻化区域)中的变形将喇叭连结部与衬里部或喇叭主体部相互一体地固定。因而，可以稳定地对被夹持在衬里部与喇叭主体部之间的从动元件施加适当的压缩应力，因此，可以提供一种品质和性能水准较高的超声波振子。

Claims (21)

1.一种超声波振子(20、33、56、88、116、138、158、188、206、228、246)，该超声波振子包括：前端及基端；从动元件(14、36、60、74、104、126、146、176、196、216)，将电能变换为超声波振动；电极(16、38、62、76、106、128、148、178、198、218)，用于对上述从动元件供电；喇叭主体部(10a、34a、58a、70a、94、130、140a、170a、190a、210a、230a、240a)，位于上述从动元件的前端侧，用于放大上述超声波振动；衬里部(18、40、52、78、108、122、150、180、200、220)，位于上述从动元件的基端侧，对上述从动元件进行衬里；喇叭连结部(10b、30、50、70b、90、120、140b、170b、190c、210c、230b、240b)，具有与上述喇叭主体部连结的一端部及与上述衬里部连结的另一端部，在上述喇叭主体部与上述衬里部之间夹着上述从动元件的状态下，连结上述喇叭主体部和上述衬里部，其特征在于，
上述喇叭主体部、上述喇叭连结部及上述衬里部中的至少1个由金属玻璃形成。
2.根据权利要求1所述的超声波振子(20、33、56、88、116、138、158、188、206、228、246)，其特征在于，
上述喇叭连结部(10b、30、50、70b、90、120、140b、170b、190c、210c、230b、240b)含有金属玻璃。
3.根据权利要求2所述的超声波振子(88、116、138、158、188、206、228、246)，其特征在于，
上述喇叭连结部(70b、90、120、140b、170b、190c、210c、230b、240b)的上述一端部及上述另一端部中的至少一个在通过被加热至过冷液体域的温度范围而软化之后，被施加应力而变形，并连结于对应的上述喇叭主体部(70a、94、130、140a、170a、190a、210a、230a、240a)或上述衬里部(78、108、122、150、180、200、220)。
4.根据权利要求2所述的超声波振子(20、88、138、158、188、206、246)，其特征在于，
上述喇叭主体部(10a、70a、140a、170a、190a、230a、240a)含有金属玻璃。
5.根据权利要求4所述的超声波振子(88、158、188、206、246)，其特征在于，
上述喇叭主体部(70a、140a、170a、190a、230a、240a)与上述喇叭连结部(70b、140b、170b、190c、230b、240b)利用金属玻璃一体形成；
上述喇叭连结部的上述另一端部在通过被加热至过冷液体域的温度范围而软化之后，被施加应力而变形，并连结于对应的上述衬里部(78、150、180、200)。
6.根据权利要求5所述的超声波振子(158)，其特征在于，
上述喇叭主体部(140a)及上述喇叭连结部(140b)具有相互同心的孔(140e)。
7.根据权利要求5所述的超声波振子(158)，其特征在于，
贯穿上述喇叭主体部(140a)及上述喇叭连结部(140b)而埋设有管状构件(144b)。
8.根据权利要求5所述的超声波振子(158)，其特征在于，
上述喇叭主体部(170a)在上述前端侧包括切断生物的病变部分的处理部。
9.根据权利要求5所述的超声波振子(188)，其特征在于，
还包括覆盖部(170c)，该覆盖部(170c)包括与上述喇叭主体部(170a)连结的一端部、及具有开口的另一端部，并包围上述从动元件(176)；
上述喇叭主体部(170a)、上述喇叭连结部(170b)以及上述覆盖部(170c)利用金属玻璃一体形成。
10.根据权利要求5所述的超声波振子(206)，其特征在于，
上述喇叭连结部(190c)包围上述从动元件(196)。
11.根据权利要求2所述的超声波振子(56、138)，其特征在于，
上述衬里部(52、122)含有金属玻璃。
12.根据权利要求11所述的超声波振子(138)，其特征在于，
上述衬里部(122)与上述喇叭连结部(120)利用金属玻璃形成为一体；
上述喇叭连结部的上述一端部在通过被加热至过冷液体域的温度范围而软化之后，被施加应力而变形，并连结于对应的上述喇叭主体部(130)。
13.根据权利要求1～12中任一项所述的超声波振子，其特征在于，
在连结上述喇叭连结部和上述喇叭主体部或连结上述喇叭连结部和上述衬里部时，对上述从动元件施加(从动元件的压缩强度-从动元件的抗拉强度)/2的压缩应力。
14.根据权利要求1～12中任一项所述的超声波振子，其特征在于，
上述金属玻璃的玻化温度小于等于上述从动元件的居里温度。
15.根据权利要求1～12中任一项所述的超声波振子，其特征在于，
上述金属玻璃含有3种以上元素，含有钛、锆及铝中的至少1种。
16.一种超声波治疗器，该超声波治疗器包括：
超声波振子(188)，其包括：前端及基端；从动元件(176)，将电能变换为超声波振动；电极(178)，用于对上述从动元件供电；喇叭主体部(170a)，位于上述从动元件的前端侧，用于放大上述超声波振动；衬里部(180)，位于上述从动元件的基端侧，对上述从动元件进行衬里；喇叭连结部(170b)，具有与上述喇叭主体部连结的一端部及与上述衬里部连结的另一端部，在上述喇叭主体部与上述衬里部之间夹着上述从动元件的状态下，连结上述喇叭主体部和上述衬里部；
超声波传递构件，连结于上述喇叭主体部的前端，将来自上述喇叭主体部前端的被放大后的超声波振动应用于病变部位；
覆盖部(170c)，包括与上述喇叭主体部连结的一端部及具有开口的另一端部，并包围上述从动元件；
盖(184、184’)，嵌合于上述覆盖部的上述另一端部的上述开口；
电线(LL)，贯穿上述盖，对上述超声波振子的上述电极供电；
保护管(PT)，具有挠性，用于容纳上述电线；其特征在于，
上述喇叭主体部、上述喇叭连结部及上述覆盖部由金属玻璃一体形成。
17.根据权利要求16所述的超声波治疗器，其特征在于，
在连结上述喇叭连结部和上述喇叭主体部或连结上述喇叭连结部和上述衬里部时，对上述从动元件施加(从动元件的压缩强度-从动元件的抗拉强度)/2的压缩应力。
18.根据权利要求16或17所述的超声波治疗器，其特征在于，
上述金属玻璃的玻化温度小于等于上述从动元件的居里温度。
19.根据权利要求16或17所述的超声波治疗器，其特征在于，
上述金属玻璃含有3种以上元素，含有钛、锆及铝中的至少1种。
20.一种超声波清洗装置，包括：超声波振子(268)，产生超声波振动，具有可放大超声波振动的喇叭主体部(250b)；清洗槽(270)，包括底壁，该底壁具有用于固定上述超声波振子的上述喇叭主体部的超声波振子固定孔(270a)，其特征在于，
上述超声波振子(268)的上述喇叭主体部(250b)含有金属玻璃；
上述喇叭主体部(250b)的金属玻璃在通过被加热至过冷液体域的温度范围而软化之后，被施加应力而变形，连结于上述清洗槽(270)的对应的上述超声波振子固定孔(270a)。
21.一种水中声音探测器(282)，包括：超声波振子(280)，产生超声波振动，具有可放大超声波振动的喇叭主体部(250’a)；密闭容器(282c)，包括底壁(282a)，该底壁(282a)具有用于固定上述超声波振子(280)的上述喇叭主体部(250’a)的超声波振子固定孔(282b)，其特征在于，
上述超声波振子(280)的上述喇叭主体部(250’a)含有金属玻璃；
上述喇叭主体部(250’a)的金属玻璃在通过被加热至过冷液体域的温度范围而软化之后，被施加应力而变形，并连结于上述密闭容器(282c)的对应的上述超声波振子固定孔(282b)。
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