JP3972610B2 - 超音波美容器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波振動子が取り付けられてなる振動部を顔等の肌に接触させることにより肌に超音波刺激を付与するようにした超音波美容器に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、プローブの先端部に配設されたホーンに超音波振動子が接合されてなる振動部を、顔等の肌に接触させることにより肌に超音波振動(超音波刺激)を付与するようにした超音波美容器が用いられている。図16は、従来の超音波美容器の構成図である。(a)は、全体構成図であり、(b)は、後述のプローブ3の拡大構成図であり、(c)は、後述の振動部10の拡大構成図である。超音波美容器は、超音波を発生させる超音波振動子1と、放射面22を肌に接触させると共に接合面21で超音波振動子1に接合されたホーン2とからなる振動部10と振動部10を固定すると共に利用者によって把持されるハウジング31とを備えたプローブ3と、超音波振動子1をリード線32及び電極11を介して駆動する駆動部4とを備えている。ホーン2の放射面22から放射される超音波が、超音波伝達用媒体15を介して肌20に伝播することによって、肌20に超音波振動(超音波刺激)が付与される。
【0003】
超音波振動子1は、圧電セラミックス等からなり、ホーン2は、アルミニウム等からなる。ホーン2は、アルミニウム等の金属の棒材の切削加工またはアルミニウム等の金属の板材の絞り加工によって、超音波を肌20に伝播する略円筒形の平板状の部材23と、平板状の部材23の周縁に環状の直立壁29とから構成されるいわゆるキャップ状の形状に加工され、外側面にクロムメッキが施されて製作されている。また、ホーン2の平板状の部材23の厚みTH2は、超音波振動子1の超音波振動を効率的に伝播させるために、平板状の部材23中を伝播する超音波の半波長の整数倍に設定されている。(c)の左側には、縦波である超音波を、便宜上横波として図示しており、ここでは、ホーン2の平板状の部材23の厚みTH2が平板状の部材23中を伝播する超音波の半波長の2倍である場合を示している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
図17は、図16に示すように構成された超音波美容器のホーン2の内部を伝播する超音波振動の伝播方向と振幅とを示す概念図である。(a)は上面図であり、(b)は断面図である。図17(b)のホーン2内を伝播する超音波振動の振幅を矢印の大きさで表わし、超音波振動の伝播方向を矢印の向きで表わしている。超音波振動子1からホーン2の接合面21に付与された超音波振動は、ホーン2の放射面22に向かって図中の真下方向に伝播する有効成分51と、伝播方向を表わすベクトルが超音波振動子1の外径方向の成分を有する無効成分52(寄生振動という)とを有している。有効成分51は、ホーン2の放射面22から放射され、肌20に伝播することによって、肌20に超音波振動(超音波刺激)が付与される。一方、無効成分52の大半は、放射面22から放射されることはなく、肌20に伝播しない。従って、この無効成分52(寄生振動)を有することが、超音波の伝播効率の低下要因となっていた。
【0005】
この無効成分52(寄生振動)は、ホーン2の構造(特に、直立壁29の厚み及び平板状の部材23と直立壁29との接合部の形状)を厳格に制約すること、すなわち緻密な構造設計を行うと共に加工精度を向上することによって、低減することが可能である。しかし、ホーン2の緻密な構造設計を行うと共に加工精度を向上するためには、ホーン2を製造する際の加工時間及び加工コスト等が増大するという問題がある。
【0006】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、ホーンの構造を厳格に制約することなく寄生振動を抑制することの可能な超音波美容器を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の超音波美容器は、肌に超音波刺激を付与する超音波美容器であって、超音波を発生させる所定の厚みを有する超音波振動子と、接合面で前記超音波振動子に接合され、放射面から超音波を肌に付与するホーンとからなる振動部を備えたプローブと、前記超音波振動子を駆動する駆動手段とを備え、前記ホーンは、前記超音波振動子の外径の外側に配設されると共に外径方向成分を有する超音波の伝播を規制する規制部を備え、前記規制部は、少なくとも1箇所に、伝播する超音波の1/4波長の略整数倍を除く厚みの凹部が穿設された薄肉部からなり、前記超音波振動子は、厚み方向の対向面に前記駆動手段からの駆動電力をリード線を介して当該超音波振動子に供給するための電極を備え、前記電極と前記リード線との接続部が、前記凹部の外径方向の内側に連続して形成された電極取付凹部の内部に位置していることを特徴としている。
【0008】
上記の構成によれば、超音波振動子の外径の外側に配設された規制部によって、外径方向成分を有する超音波の伝播が規制されるため、ホーンの構造を厳格に制約することなく規制部によって寄生振動が抑制される。
【0009】
また、前記規制部が、前記ホーンの少なくとも1箇所に凹部が穿設された薄肉部であるので、該薄肉部の共振周波数が高く、超音波振動子からの超音波振動の伝播が該薄肉部によって規制される。更に、この薄肉部の厚みを、平板状の部材中を伝播する超音波の1/4波長の略整数倍を除く厚みとすることによって、高調波の超音波振動の伝播も規制される。
【0010】
さらにまた、電極とリード線との接続部が、凹部の外径方向の内側に連続して形成された電極取付凹部の内部に位置しているため、電極を折り返し電極とする必要が無い。一方、電極が折り返し電極である場合は、折り返し部での超音波振動が発生しない。そのため、折り返し電極を使用する場合と比較して、超音波振動子の有効振動面積を大きくすることができる。
【0011】
請求項2に記載の超音波美容器は、前記凹部が、その先端が略半球面形状を有していることを特徴としている。上記の構成によれば、凹部は、その先端が略半球面形状を有しているため、前記薄肉部で厚みが一定の部分が存在せず、定在波を形成することがない。従って、この薄肉部によって全ての周波数の超音波振動の伝播が規制される。
【0012】
請求項3に記載の超音波美容器は、前記凹部が、前記ホーンの材質と異なる音響インピーダンスを有する材質からなる媒体が充填されていることを特徴としている。上記の構成によれば、凹部は、ホーンの材質と異なる音響インピーダンスを有する材質からなる媒体が充填されているため、薄肉部において超音波振動子からの超音波振動の伝播が規制される。更に、超音波振動を伝播する可能性のある異物の凹部への侵入を防止することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明の第1実施形態に係る超音波美容器の構成は、ホーン2を除き、図16に示す従来の構成と同様である。図16に示すように、超音波美容器は、超音波を発生させる超音波振動子1と、接合面21が超音波振動子1に接合され、放射面22を肌20に接触させるホーン2とからなる振動部10を備えたプローブ3と、超音波振動子1を駆動する駆動部4とを備えている。プローブ3の内部に駆動部4を配設する形態でもよい。超音波振動子1は、例えば圧電セラミックスからなり、ホーン2は、例えばアルミニウムからなる。なお、ここでは、ホーン2は、平板状の部材からなっている。
【0014】
図1は、本発明の第1実施形態に係る超音波美容器のホーン2の構造とホーン2の内部を伝播する超音波振動の伝播方向及び振幅とを示す概念図である。(a)は上面図であり、(b)は断面図である。図1(b)のホーン2内を伝播する超音波振動の振幅を矢印の大きさで表わし、超音波振動の伝播方向を矢印の向きで表わしている。ホーン2は、超音波振動子1からの超音波を肌に伝播する平板状の部材23からなっており、超音波振動子1の外径の外側に配設されると共に外径方向成分を有する超音波の伝播を規制する規制部24が設けられている。規制部24は、超音波の伝播を規制する特性を有する材質(例えば、プラスチック)から構成されている。
【0015】
図1(b)中の矢印で示すように、超音波振動子1からの超音波振動は、ホーン2(平板状の部材23)の接合面21からホーン2(平板状の部材23)の内部を伝播して、放射面22から肌20に放射される有効成分51のみを有し、伝播方向を表わすベクトルが超音波振動子1の外径方向の成分を有する無効成分52(寄生振動という)は、規制部24によって伝播を規制される(超音波振動が減衰する)規制部24の外側に伝播しない。すなわち、寄生振動が防止される。
【0016】
図2は、図17に示す従来の振動部10のインピーダンス特性と、図1に示す本発明のホーン2を有する振動部10のインピーダンス特性とを示す図である。横軸は、周波数であり、縦軸は、インピーダンスである。(a)は、従来の振動部10のインピーダンス特性であり、(b)は本発明の振動部10のインピーダンス特性である。(a)に示す従来の振動部10のインピーダンス特性は、上述のようにホーン2の内部に寄生振動が発生するため、インピーダンスが最小値となる共振点91及びインピーダンスが最大値となる反共振点93に加えて、インピーダンスが極小値となるサブ共振点92を有している。このサブ共振点92を有するために、駆動部4が自励式発振回路からなる場合には、共振点91に加えてこのサブ共振点92で発振することがある。そのために、ホーン2から肌20に伝播される超音波振動が安定しない場合がある。これに対して、(b)に示す本発明の振動部10のインピーダンス特性は、上述のようにホーン2の内部に寄生振動が発生しないため、インピーダンスが極小値となるサブ共振点92を有していない。このサブ共振点92を有していないために、駆動部4が自励式発振回路からなる場合にも、共振点91で安定的に発振する。そのために、ホーン2から肌20に伝播される超音波振動が不安定となることは無い。
【0017】
このようにして、ホーン2に、超音波の伝播を規制する材質からなる規制部24が超音波振動子1の外径の外側に配設されているため、寄生振動の発生が防止される。その結果、超音波の伝播効率が向上されると共に、駆動部4が自励式発振回路からなる場合にも、ホーン2から肌20に伝播される超音波振動が不安定となることは無い。また、ホーン2が平板状の部材からなるため、製造が容易となる。
【0018】
なお、本実施形態では、規制部24が超音波振動子1の外側の全周に配設されている場合について説明したが、超音波振動子1の外周の一部に配設されている形態でもよい。また、本実施形態では、規制部24の厚みが、ホーン2(平板状の部材23)の厚みと略一致する場合について説明したが、一致しない形態でもよい。
【0019】
本発明の第2実施形態に係る超音波美容器の構成は、第1実施形態の構成と同様である。図3は、本発明の第2実施形態に係る超音波美容器のホーン2の構造とホーン2の内部を伝播する超音波振動の伝播方向及び振幅とを示す概念図である。(a)は上面図であり、(b)は断面図である。なお(b)の左側には、振動部10中を伝播する超音波(定在波)の状態を、便宜上横波として図示している。超音波振動子1の厚みTH1は、超音波振動子1の内部を伝播する超音波の半波長の略整数倍(ここでは1倍)に設定されており、且つ、ホーン2(平板状の部材23)の厚みTH2は、ホーン2(平板状の部材23)の内部を伝播する超音波の半波長の略整数倍(ここでは2倍)に設定されている。
【0020】
超音波振動子1の厚みTH1が、超音波振動子1の内部を伝播する超音波の半波長の略整数倍(ここでは1倍)であるため、超音波振動子1の内部に超音波の定在波が形成され、ホーン2の厚みTH2が、ホーン2(平板状の部材23)の内部を伝播する超音波の半波長の略整数倍(ここでは2倍)であるため、ホーン2(平板状の部材23)の内部に超音波の定在波が形成される。従って、超音波の伝播効率が向上する。
【0021】
本発明の第3実施形態に係る超音波美容器の構成は、第1実施形態の構成と同様である。ただし、駆動手段4の駆動周波数は、超音波振動子1とホーン2とを厚み方向に縦振動させる周波数であるものとする。図4は、本発明の第3実施形態に係る超音波美容器の振動部10の機械的振動の説明図である。(a)は、振動の方向の説明図であり、(b)は、振動部が機械的に厚み方向に縮んだ状態の概念図であり、(c)は、振動部が機械的に厚み方向に伸びた状態の概念図である。駆動手段4の駆動周波数が、超音波振動子1とホーン2とを厚み方向に縦振動させる周波数であるため、(a)に示すように、超音波振動子1とホーン2とは縦振動(厚み方向の振動)をする。つまり、(b)に示すような、超音波振動子1とホーン2とが厚み方向に縮んだ状態と、(c)に示すような、超音波振動子1とホーン2とが厚み方向に伸びた状態とを周期的に繰り返す。
【0022】
このようにして、超音波振動子1とホーン2とが縦振動(厚み方向の振動)をするため、振動子1からホーン2への超音波の伝播効率が向上する。
【0023】
本発明の第4実施形態に係る超音波美容器の構成は、ホーン2の形状を除き、第3実施形態と同様である。図5は、本発明の第4実施形態に係る超音波美容器のホーン2の構成図である。のホーン2は、超音波を肌20に伝播する略円筒形の平板状の部材23と、平板状の部材23の周縁に環状の直立壁29とから構成され、いわゆるキャップ状の形状をしている。
【0024】
直立壁29を有するため、ホーン2を肌20に押圧するために利用者によって把持されるハウジング31(図16参照)に、この立直壁29を用いて、ホーン2の平板状の部材23の超音波振動を抑制することなくホーン2を固定することができる。
【0025】
本発明の第5実施形態に係る超音波美容器の構成は、ホーン2を除き、第4実施形態と同様である。図6は、本発明の第5実施形態に係る超音波美容器のホーン2の構造とホーン2の内部を伝播する超音波振動の伝播方向及び振幅とを示す概念図である。(a)は上面図であり、(b)は断面図である。図6(b)のホーン2内を伝播する超音波振動の振幅を矢印の大きさで表わし、超音波振動の伝播方向を矢印の向きで表わしている。ホーン2は、超音波振動子1からの超音波を肌に伝播する平板状の部材23からなり、平板状の部材23には、超音波振動子1の外径の外側の少なくとも1箇所に凹部25(規制部に相当する)が穿設されている。この凹部25の位置の平板状の部材23(薄肉部に相当する)の厚みが薄いため、共振周波数が高く、超音波振動子1からの超音波振動の伝播が規制される。更に、この凹部25の位置の平板状の部材23(薄肉部に相当する)の厚みTH3を、平板状の部材23中を伝播する超音波の1/4波長の略整数倍を除く厚みとすることによって、高調波の超音波振動の伝播も規制される。
【0026】
従って、図6(b)中の矢印で示すように、超音波振動子1からの超音波振動は、平板状の部材23の接合面21からホーン2の平板状の部材23を伝播して、放射面22から肌20に放射される有効成分51のみを有し、伝播方向を表わすベクトルが超音波振動子1の外径方向の成分を有する無効成分(寄生振動という)は、凹部25の位置の平板状の部材23(薄肉部に相当する)によって伝播を規制される(超音波振動が減衰する)ため伝播しない。すなわち、寄生振動が防止される。
【0027】
なお、超音波振動子1からの超音波振動の内、伝播方向を表わすベクトルが超音波振動子1の外径方向の成分を有する無効成分(寄生振動という)が、凹部25の位置の平板状の部材23(薄肉部に相当する)によって伝播が規制されるのと同様にして、凹部25の位置の平板状の部材23(薄肉部に相当する)より径方向に外側のホーン2(平板状の部材23)に外部から振動が付与された場合には、超音波振動子1にこの振動が伝播することはない。従って、この外部からの振動が超音波振動子1に伝播して、超音波振動子1に電圧が発生し駆動回路4(図16参照)等に損傷を与えることを防止することができる。
【0028】
本発明の第6実施形態に係る超音波美容器の構成は、ホーン2(平板状の部材23)の凹部25の形状を除き、第5実施形態と同様である。図7は、本発明の第6実施形態に係るホーン2の凹部25の断面図である。(a)は、凹部25の先端(下端)251が略半球面形状を有している場合である。この場合には、凹部25の位置における平板状の部材23(薄肉部に相当する)の厚みが一定の部分が存在しないため、定在波を形成することがない。従って、凹部25の位置における平板状の部材23(薄厚部に相当する)によって全ての周波数の超音波振動の伝播が規制される。また、凹部25が平板状の部材23の複数箇所に穿設されている場合には、(a)の下図に示すように、凹部25の深さが場所によって異なる形態(薄肉部の厚みが場所によって異なる形態)でもよい。
【0029】
(b)は、凹部25の先端(下端)251が略半球面形状を有すると共に他方の先端(上端)252が先拡がり形状である場合である。(c)は、凹部25にホーン2(平板状の部材23)の材質(ここでは、アルミニウム)と異なる音響インピーダンスを有する材質(例えば、シリコーンゴム)からなる媒体253が充填されている場合である。この場合には、超音波振動を伝播する可能性のある異物の凹部25への侵入を防止することができる。
【0030】
本発明の第7実施形態に係る超音波美容器の構成は、ホーン2を除き、第4実施形態と同様である。図8は、本発明の第7実施形態に係る超音波美容器のホーン2の構造とホーン2の内部を伝播する超音波振動の伝播方向及び振幅とを示す概念図である。(a)は上面図であり、(b)は断面図である。図8(b)のホーン2内を伝播する超音波振動の振幅を矢印の大きさで表わし、超音波振動の伝播方向を矢印の向きで表わしている。ホーン2は、超音波振動子1からの超音波を肌に伝播する平板状の部材23からなり、平板状の部材23には、超音波振動子1の外径の外側の少なくとも1箇所に凸部26(規制部に相当する)が形成されている。この凸部26の位置の平板状の部材23(肉厚部に相当する)の厚みが厚いため、共振周波数が低く、超音波振動子1からの超音波振動の伝播が規制される。更に、この凸部26の位置の平板状の部材23(肉厚部)の厚みTH4を、平板状の部材23中を伝播する超音波の1/4波長の略整数倍を除く厚みとすることによって、高調波の超音波振動の伝播も規制される。
【0031】
従って、図8(b)中の矢印で示すように、超音波振動子1からの超音波振動は、平板状の部材23の接合面21からホーン2の平板状の部材23を伝播して、放射面22から肌20に放射される有効成分51のみを有し、伝播方向を表わすベクトルが超音波振動子1の外径方向の成分を有する無効成分(寄生振動という)は、凸部26の位置の平板状の部材23(肉厚部)によって伝播を規制される(超音波振動が減衰する)ため伝播しない。すなわち、寄生振動が防止される。
【0032】
なお、超音波振動子1からの超音波振動の内、伝播方向を表わすベクトルが超音波振動子1の外径方向の成分を有する無効成分(寄生振動という)が、凸部26の位置の平板状の部材23(肉厚部)よって伝播が規制されるのと同様にして、凸部26の位置の平板状の部材23(肉厚部)より径方向に外側のホーン2(平板状の部材23)に外部から振動が付与された場合には、超音波振動子1にこの振動が伝播することはない。従って、この外部から振動が超音波振動子1に伝播して、超音波振動子1に電圧が発生し駆動回路4(図16参照)等に損傷を与えることを防止することができる。
【0033】
本発明の第8実施形態に係る超音波美容器の構成は、ホーン2(平板状の部材23)の凸部26の形状を除き、第7実施形態と同様である。図9は、本発明の第8実施形態に係るホーン2の凸部26の断面図である。(a)は、凸部26の先端(上端)261が略半球面形状を有している場合である。この場合には、凸部26の位置における平板状の部材23(肉厚部)の厚みが一定の部分が存在しないため、定在波を形成することがない。従って、凸部26の位置における平板状の部材23によって全ての周波数の超音波振動の伝播が規制される。また、凸部26が平板状の部材23の複数箇所に設けられている場合には、(a)の下図に示すように、凸部26の高さ(肉厚部の厚み)が場所によって異なる形態でもよい。
【0034】
(b)は、凸部26の先端(上端)261が略半球面形状を有すると共に他方の先端(下端)262が先拡がり形状である場合である。(c)は、凸部26がホーン2の立直壁29と一体化して形成されている場合である。この場合には、凸部26が、立直壁29と一体化して形成されているため、凸部26と立直壁29とを有するホーン2の製作が容易となる。
【0035】
本発明の第9実施形態に係る超音波美容器の構成は、超音波振動子1の電極形状を除き、第7実施形態と同様である。ただし、第9実施形態においては、超音波振動子1の振動中心とホーン2の中心とが一致するように、超音波振動子1とホーン2とが接合されている。図10は、本発明の第9実施形態に係る超音波美容器の超音波振動子1の電極の形状と、超音波振動子1とホーン2との接合位置を示す概念図である。(a)は上面図であり、(b)は断面図である。
【0036】
超音波振動子1の電極は、折り返し電極である下側電極111と平板状の電極である上側電極112とから構成されている。下側電極111の折り返し部においては、超音波振動子1は振動しないため、超音波振動子1の振動中心1SCは、超音波振動子の中心1Cからは偏芯している。また、超音波振動子1の振動中心1SCとホーン2の中心2Cとが一致しているためホーン2の中心2Cが振幅最大の位置となる。一方、超音波美容器を使用する際には、ホーン2の中心2Cが肌20(図16参照)に接触するようにして使用する。従って、超音波美容器を使用する際に、肌20に接触するホーン2の中心2Cが振幅最大の位置となるため、肌20に効率的に超音波刺激を付与することができる。
【0037】
本発明の第10実施形態に係る超音波美容器の構成は、超音波振動子1の電極形状を除き、第7実施形態と同様である。ただし、第10実施形態においても、超音波振動子1の中心とホーン2の中心とが一致するように、超音波振動子1とホーン2とが接合されている。図11は、本発明の第10実施形態に係る超音波美容器の超音波振動子1の電極の形状と、超音波振動子1とホーン2との接合位置を示す概念図である。(a)は上面図であり、(b)は断面図である。
【0038】
超音波振動子1の厚み方向の対向面に形成された電極は、平板状の電極である上側電極114と上側電極114の電極形成面の外周を経由した折り返し部を有する折り返し電極である下側電極113とから構成されている。下側電極113の折り返し部においては、超音波振動子1は振動しないが、下側電極113は超音波振動子1の中心軸について対称な形状であるため、超音波振動子1の振動中心1SCは、超音波振動子1の中心1Cと一致している。また、超音波振動子1の中心1Cとホーン2の中心2Cとが一致しているため、ホーン2の中心2Cが振幅最大の位置となる。一方、超音波美容器を使用する際には、ホーン2の中心2Cが肌20(図16参照)に接触するようにして使用する。従って、超音波美容器を使用する際に、肌20に接触するホーン2の中心2Cが振幅最大の位置となるため、肌20に効率的に超音波刺激を付与することができる。
【0039】
本発明の第11実施形態に係る超音波美容器の構成は、超音波振動子1の電極の形状を除き、第7実施形態と同様である。図12は、本発明の第11実施形態に係る超音波美容器の超音波振動子1の電極の形状と、電極とリード線との接続位置を示す概念図である。(a)は上面図であり、(b)は断面図である。
【0040】
超音波振動子1の厚み方向の対向面に形成された電極は、平板状の電極である上側電極116と上側電極116の電極形成面の外周を経由した折り返し部を有する折り返し電極である下側電極115とから構成されている。リード線32は、接続部321において下側電極115と接続され、接続部322において上側電極116と接続されている。電極115、116とリード線32との接続部321、322が超音波振動子1の外周部近傍にあるため、この接続部321、322の位置での超音波振動の振幅が小さい。そのため、この接続部321、322が外れる等の損傷を防止できる。
【0041】
本発明の第12実施形態に係る超音波美容器の構成は、超音波振動子1の電極の形状を除き、第5実施形態と同様である。図13は、本発明の第12実施形態に係る超音波美容器の超音波振動子1の電極の形状と、電極とリード線との接続位置を示す概念図である。(a)は上面図であり、(b)は断面図である。
【0042】
超音波振動子1の厚み方向の対向面に形成された電極は、平板状の2つの電極である下側電極117と上側電極118とから構成されている。リード線32は、接続部323において下側電極117と接続され、接続部324において上側電極116と接続されている。接続部323は、ホーン2(平板状の部材23)に形成された凹部25の外径方向の内側に連続して形成された電極取付凹部251の内部に設けられているため、下側電極117を折り返し電極とする必要がない。一方、電極が折り返し電極である場合(図10〜12参照)は、折り返し部での超音波振動が発生しない。そのため、本実施形態のように平板状の電極(下側電極117と上側電極118)を使用する場合には、折り返し電極を使用する場合と比較して、超音波振動子の有効振動面積を大きくすることができる。そのため、超音波の振動効率が向上される。
【0043】
本発明の第13実施形態に係る超音波美容器の構成は、振動部10に後述する支持部材が設けられている点を除き、第9実施形態と同様である。図14は、本発明の第13実施形態に係る超音波美容器の振動部10の構成を示す概念図である。(a)は上面図であり、(b)は断面図である。
【0044】
振動部10は、超音波を発生させる超音波振動子1と、放射面22を肌20(図16参照)に接触させると共に接合面21が超音波振動子1に接合されたホーン2と、超音波振動子1の接合面21と反対側の面に接合され超音波振動子1を固定支持する支持部材6とから構成されている。超音波振動子1の支持部材6側の振動は、支持部材6によって抑制される。そのため、超音波振動子1の振動がホーン2側に集中して伝播され、振動効率が向上される。
【0045】
本発明の第14実施形態に係る超音波美容器の構成は、超音波振動子1の電極形状を除き、第12実施形態と同様である。図15は、本発明の第14実施形態に係る超音波美容器の超音波振動子1の電極の形状と、電極とリード線との接続位置を示す概念図である。(a)は上面図であり、(b)は断面図である。
【0046】
超音波振動子1の厚み方向の対向面に配設された電極は、平板状の電極である下側電極123と下側電極123の形成面の外周を経由した折り返し部を有する折り返し電極である上側電極124とから構成されている。リード線32は、接続部325において下側電極123と接続され、接続部326において上側電極124と接続されている。接続部325、326は、ホーン2(平板状の部材23)に形成された凹部25の外径方向の内側に連続して形成された電極取付凹部252の内部に設けられているため、超音波振動子1の上面(接合面1と反対側の面)に接続部を設ける必要がなく、超音波振動子1の上面の接続部による機器配置の制約が解除される。そこで、振動部10の厚みを薄くすることができ、超音波美容器の小型化が可能となる。
【0047】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、超音波振動子の外径の外側に配設された規制部によって、外径方向成分を有する超音波の伝播が規制されるため、ホーンの構造を厳格に制約することなく規制部によって寄生振動を防止することができる。
【0048】
また、前記規制部が、前記ホーンの少なくとも1箇所に凹部が穿設された薄肉部であるので、該薄肉部の共振周波数が高く、超音波振動子からの超音波振動の伝播が該薄肉部によって規制され、更にこの薄肉部の厚みを、平板状の部材中を伝播する超音波の1/4波長の略整数倍を除く厚みとすることによって、高調波の超音波振動の伝播も規制できる。
【0049】
さらにまた、電極とリード線との接続部が、凹部の外径方向の内側に連続して形成された電極取付凹部の内部に位置しているため、電極を折り返し電極とする必要が無い。一方、電極が折り返し電極である場合は、折り返し部での超音波振動が発生しない。そのため、折り返し電極を使用する場合と比較して、超音波振動子の有効振動面積を大きくすることができる。
【0050】
請求項2に記載の発明によれば、前記凹部または凸部は、その先端が略半球面形状を有しているため、前記薄肉部または肉厚部では厚みが一定の部分が存在せず、定在波を形成することがない。従って、この薄肉部または肉厚部によって全ての周波数の超音波振動の伝播を規制できる。
【0051】
請求項3に記載の発明によれば、前記凹部は、ホーンの材質と異なる音響インピーダンスを有する材質からなる媒体が充填されているため、薄肉部において超音波振動子からの超音波振動の伝播を規制できる。更に、超音波振動を伝播する可能性のある異物の凹部への侵入を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基礎となる構成に係る超音波美容器のホーンの構造とホーンの内部を伝播する超音波振動の伝播方向及び振幅とを示す概念図である。
【図2】従来の振動部のインピーダンス特性と、本発明の基礎となる構成のホーンを有する振動部のインピーダンス特性とを示す図である。
【図3】本発明の他の基礎となる構成に係る超音波美容器のホーンの構造とホーンの内部を伝播する超音波振動の伝播方向及び振幅とを示す概念図である。
【図4】本発明のさらに他の基礎となる構成に係る超音波美容器の振動部の機械的振動の説明図である。
【図5】本発明の他の基礎となる構成に係る超音波美容器のホーンの構成図である。
【図6】本発明の第1実施形態に係る超音波美容器のホーンの構造とホーンの内部を伝播する超音波振動の伝播方向及び振幅とを示す概念図である。
【図7】本発明の第2実施形態に係るホーンの凹部の断面図である。
【図8】本発明の第3実施形態に係る超音波美容器のホーンの構造とホーンの内部を伝播する超音波振動の伝播方向及び振幅とを示す概念図である。
【図9】本発明の第4実施形態に係るホーンの凸部の断面図である。
【図10】本発明のさらに他の基礎となる構成に係る超音波美容器の超音波振動子の電極の形状と、超音波振動子とホーンとの接合位置を示す概念図である。
【図11】本発明の他の基礎となる構成に係る超音波美容器の超音波振動子の電極の形状と、超音波振動子とホーンとの接合位置を示す概念図である。
【図12】本発明のさらに他の基礎となる構成に係る超音波美容器の超音波振動子の電極の形状と、電極とリード線との接続位置を示す概念図である。
【図13】本発明の他の基礎となる構成に係る超音波美容器の超音波振動子の電極の形状と、電極とリード線との接続位置を示す概念図である。
【図14】本発明のさらに他の基礎となる構成に係る超音波美容器の振動部の構成を示す概念図である。
【図15】本発明の他の基礎となる構成に係る超音波美容器の超音波振動子の電極の形状と、電極とリード線との接続位置を示す概念図である。
【図16】従来の超音波美容器の構成図である。
【図17】従来の超音波美容器のホーンの内部を伝播する超音波振動の伝播方向と振幅とを示す概念図である。
【符号の説明】
1 超音波振動子
10 振動部
2 ホーン
21 接合面
22 放射面
23 平板状の部材
24 規制部
25 凹部
26 凸部
3 プローブ
4 駆動部(駆動手段)
51 有効成分
52 無効成分
Claims (3)
- 肌に超音波刺激を付与する超音波美容器であって、超音波を発生させる所定の厚みを有する超音波振動子と、接合面で前記超音波振動子に接合され、放射面から超音波を肌に付与するホーンとからなる振動部を備えたプローブと、前記超音波振動子を駆動する駆動手段とを備え、
前記ホーンは、前記超音波振動子の外径の外側に配設されると共に外径方向成分を有する超音波の伝播を規制する規制部を備え、
前記規制部は、少なくとも1箇所に、伝播する超音波の1/4波長の略整数倍を除く厚みの凹部が穿設された薄肉部からなり、
前記超音波振動子は、厚み方向の対向面に前記駆動手段からの駆動電力をリード線を介して当該超音波振動子に供給するための電極を備え、前記電極と前記リード線との接続部が、前記凹部の外径方向の内側に連続して形成された電極取付凹部の内部に位置していることを特徴とする超音波美容器。 - 前記凹部は、その先端が略半球面形状を有していることを特徴とする請求項1に記載の超音波美容器。
- 前記凹部には、前記ホーンの材質と異なる音響インピーダンスを有する材質からなる媒体が充填されていることを特徴とする請求項1または2に記載の超音波美容器。
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