JP5149345B2 - Ultrasonic transducer - Google Patents
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Description
本発明は、圧電素子の電気歪みにより超音波振動を発生させる超音波振動子であって、歯石除去や口腔外科などの歯科、超音波メスなどの医療機器、および、カッターやヤスリなどの加工機に用いて好適な超音波振動子に関する。 The present invention relates to an ultrasonic vibrator that generates ultrasonic vibrations due to electric distortion of a piezoelectric element, and includes dental instruments such as calculus removal and oral surgery, medical equipment such as an ultrasonic scalpel, and processing machines such as a cutter and a file. The present invention relates to an ultrasonic transducer suitable for use in the above.
従来、複数の圧電素子と電極端子板とを交互に積層してなる圧電素子ユニットを、金属ブロックからなる前面部材(ホーンまたは振幅増幅用ホーンとも呼ぶ。)と裏打部材との間に配置した構造を有するランジュバン型超音波振動子(以下、単に「超音波振動子」と表記する。)が知られている。超音波振動子は筒状のケース内部に収納され、例えば前面部材からケースの内面に向かって板状に延びるフランジ部によって、ケースの内周面と超音波振動子との間に空間を保って超音波振動子が振動可能に支持されている。 Conventionally, a structure in which a piezoelectric element unit formed by alternately laminating a plurality of piezoelectric elements and electrode terminal plates is disposed between a front member (also referred to as a horn or an amplitude amplification horn) made of a metal block and a backing member. A Langevin type ultrasonic transducer (hereinafter simply referred to as “ultrasonic transducer”) having the following is known. The ultrasonic vibrator is housed in a cylindrical case, and a space is maintained between the inner peripheral surface of the case and the ultrasonic vibrator, for example, by a flange portion extending in a plate shape from the front member toward the inner surface of the case. An ultrasonic transducer is supported so as to be able to vibrate.
超音波振動子を歯石除去や口腔外科などの歯科、超音波メスなどの医療機器、および、カッターやヤスリなどの加工機に用いる場合には、超音波振動子の先端にそれぞれの用途に適したメスなどのチップが取り付けられる。超音波振動子へのチップの取り付けには、主にネジが利用されている。例えば、円錐台状に形成された超音波振動子(前面部材)の先端、およびチップの一方に、円錐台の中心線に沿って延びる雄ねじ部を形成し、他方に、雄ねじ部と組み合わされる雌ねじ部を形成し、雌ねじ部に雄ねじ部をねじ込む(締め込む)ことにより、チップが超音波振動子(前面部材)に取り付けられる。 When using an ultrasonic vibrator for dentistry such as calculus and oral surgery, medical equipment such as an ultrasonic scalpel, and a processing machine such as a cutter or file, the tip of the ultrasonic vibrator is suitable for each application. A tip such as a knife can be attached. Screws are mainly used for attaching the chip to the ultrasonic transducer. For example, a male thread extending along the center line of the truncated cone is formed at one end of the tip of the ultrasonic transducer (front member) formed in a truncated cone shape, and the female thread combined with the male thread is formed on the other side. The chip is attached to the ultrasonic transducer (front member) by forming a portion and screwing (tightening) the male screw portion into the female screw portion.
一般的にチップは、用いられる作業内容に適した形状のものに交換されるため、ケースに配設された超音波振動子(前面部材)に着脱される機会が多い。例えば、ケースの内面が円筒面状に形成され、フランジが円板状に形成されている構成であると、ケースに対して超音波振動子が、上述の中心線まわりに回転してしまう。すなわち、雌ねじ部に雄ねじ部を締め込みにくくなるとともに、緩めにくくなる。その結果、超音波振動子(前面部材)にチップを着脱させにくくなる。 In general, since the chip is replaced with a chip having a shape suitable for the work content to be used, there are many occasions where the chip is attached to or detached from the ultrasonic transducer (front member) disposed in the case. For example, when the inner surface of the case is formed in a cylindrical surface shape and the flange is formed in a disk shape, the ultrasonic vibrator rotates around the above-described center line with respect to the case. That is, it is difficult to tighten the male screw portion into the female screw portion, and it is difficult to loosen. As a result, it becomes difficult to attach and detach the chip to the ultrasonic transducer (front member).
そこで、ケースの内面形状およびフランジの外形を変更することにより、ケースに対する超音波振動子の回転を防止する技術が知られている。例えば、図12に示すように、円板状のフランジ334の外周の一部を直線状に切り欠いてD字状またはH字状に形成(DカットまたはHカット)し、円筒状のケース350の内面にフランジ334の切り欠き部333Aと対応した平面354Aを形成し、切り欠き部333Aと平面354Aとを組み合わせることにより、超音波振動子(前面部材)330の回転を防止する方法が知られている。また、図13に示すように、円板状のフランジ434の外周の一部に切れ込み溝433Aを形成し、円筒状のケース450の内面に、フランジ434の切れ込み溝433Aと対応した突起454Aを形成し、切れ込み溝433Aと突起454Aとを嵌め合わせることにより、超音波振動子(前面部材)430の回転を防止する方法が知られている。あるいは、フランジを矩形板状に形成し、ケースの内面を矩形筒状に形成し、フランジの外形とケースの内面とを組み合わせることにより、超音波振動子の回転を防止する方法も知られている。
Therefore, a technique for preventing the rotation of the ultrasonic transducer relative to the case by changing the inner shape of the case and the outer shape of the flange is known. For example, as shown in FIG. 12, a part of the outer periphery of the disc-
その他にも、円柱状に形成された前面部材に対して、径方向に延びる板状のフランジを周方向に離散して配置し、ケースの内面を当該離散配置されたフランジの形状に合わせて形成し、両者を組み合わせることにより、超音波振動子の回転を防止する方法も提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 In addition, the plate-like flanges extending in the radial direction are discretely arranged in the circumferential direction on the front member formed in a columnar shape, and the inner surface of the case is formed in accordance with the shape of the discretely arranged flanges And the method of preventing rotation of an ultrasonic transducer | vibrator by combining both is also proposed (for example, refer patent document 1).
その一方で、上述の超音波振動子を用いた超音波メスなどの医療機器や、カッターやヤスリなどの加工機は、医師や歯科医師や作業者の手に把持された状態で使用されるもの、言い換えるとハンドピースとして用いられるものである。そのため、超音波振動子の形状や重さは、ハンドピースとして利用しやすい範囲に納められていることが求められる。 On the other hand, medical devices such as ultrasonic scalpels using the above-described ultrasonic vibrator, and processing machines such as cutters and files are used while being held in the hands of doctors, dentists, and workers. In other words, it is used as a handpiece. Therefore, the shape and weight of the ultrasonic transducer are required to be within a range that can be easily used as a handpiece.
例えば、手によって直接把持されるケースの部分について、手で把持しやすい外径の範囲(径の細さ)で形成される必要があるため、ケースの内部に収納される超音波振動子についても望ましい外径の範囲内で形成される必要がある。その他にも、ハンドピースとして用いられる医療機器等の全体として、手で把持した状態で作業しても疲れにくい重量で形成される必要があるため、医療機器等を構成する超音波振動子についても望ましい重量の範囲内で形成される必要がある。 For example, the part of the case that is directly gripped by the hand needs to be formed in an outer diameter range (diameter narrowness) that can be easily gripped by the hand. It needs to be formed within a desired outer diameter range. In addition, since the entire medical device used as a handpiece needs to be formed with a weight that does not get tired even when it is gripped by hand, the ultrasonic transducers that constitute the medical device etc. It must be formed within the desired weight range.
すると、ケースと超音波振動子との相対回転を防止することと、超音波振動子を望ましい範囲内の形状や重さで形成することの両立が困難になるという問題があった。例えば、図12および図13に示すように、板状のフランジを切り欠いてD字状またはH字状に形成する方法や、四角形状に形成する方法や、切れ込み溝を形成する方法では、相対回転の防止を優先させると、ケースの外径が太くなり手で把持しにくくなり、逆に、ケースの外径を手で把持しやすい範囲内に納めると、相対回転の防止が難しくなる問題があった。 Then, there is a problem that it is difficult to prevent relative rotation between the case and the ultrasonic vibrator and to form the ultrasonic vibrator with a shape and weight within a desired range. For example, as shown in FIG. 12 and FIG. 13, in a method of forming a D-shape or H-shape by cutting out a plate-like flange, a method of forming a square shape, or a method of forming a cut groove, If priority is given to prevention of rotation, the outer diameter of the case will become thick and difficult to grip by hand.On the other hand, if the outer diameter of the case is within the range where it can be easily gripped by hand, it will be difficult to prevent relative rotation. there were.
図12および図13に示す方法等は、ケースおよびフランジの両者に、上述の相対回転の方向と交差する方向に延びる接触面を形成し、これらの接触面同士を当接させることで相対回転を防止している。当該接触面は、チップの着脱の際に加えられる力の大きさでも、ケースやフランジが変形または破損しない面積を有するように形成されている。すると、当該接触面を設けた分だけ、フランジの外径やケースの外径が大きくなっていた。 The method shown in FIG. 12 and FIG. 13 forms a contact surface extending in a direction intersecting the above-mentioned relative rotation direction on both the case and the flange, and makes the relative rotation by bringing these contact surfaces into contact with each other. It is preventing. The contact surface is formed so as to have an area where the case and the flange are not deformed or damaged even when the force applied when the chip is attached or detached. Then, the outer diameter of the flange and the outer diameter of the case are increased by the amount of the contact surface.
一方で、ケースを手で把持しやすい外径の範囲で形成すると、上述の接触面の面積が小さくなり、チップの着脱の際に加えられる力の大きさであっても、ケースやフランジが変形または破損するおそれがあった。 On the other hand, if the case is formed in an outer diameter range that can be easily grasped by hand, the area of the contact surface described above is reduced, and the case and the flange are deformed even when the force applied when attaching and detaching the chip is large. Or there was a risk of damage.
接触面の面積を小さくした場合に、ケースの変形や破損を防止する方法として、ケースを、樹脂などと比較して強度の高い金属などで形成することが考えられる。しかしながら、金属などは樹脂よりも比重が重いため、ケースの重量が重くなり、ひいては超音波素子や医療機器等の重量も重くなり、手で把持して作業すると重くて疲れやすいという問題があった。 As a method for preventing deformation or breakage of the case when the area of the contact surface is reduced, it is conceivable that the case is formed of a metal having a higher strength than a resin or the like. However, since the specific gravity of metals and the like is heavier than that of resin, the weight of the case becomes heavy, and thus the weight of ultrasonic elements and medical equipment also becomes heavy. .
特許文献1に記載された板状のフランジを周方向に離散して配置する方法であっても、上述の接触面の面積確保と、ケースの細径化との両立が困難であるという問題があった。特許文献1の場合では、径方向に延びて配置された板状フランジにおける周方向に面した端面が上述の接触面となる。この場合、接触面の面積を増やすには、板状のフランジを径方向に延ばす方法か、フランジの板厚を厚くする方法が考えられる。 Even in the method of disposing the plate-like flanges described in Patent Document 1 in the circumferential direction, there is a problem that it is difficult to achieve both the above-described contact surface area securing and the case diameter reduction. there were. In the case of patent document 1, the end surface which faced the circumferential direction in the plate-shaped flange arrange | positioned extending radially is the above-mentioned contact surface. In this case, in order to increase the area of the contact surface, a method of extending the plate-like flange in the radial direction or a method of increasing the plate thickness of the flange can be considered.
フランジを径方向に延ばす方法では、上述の場合と同様に、ケースの外径が大きくなるため、ケースの細径化との両立が困難である。また、フランジの板厚を厚くする方法では、ケースの外径が大きくならないため、ケースの細径化との両立が可能である。しかしながら、フランジの板厚を厚くすることにより、フランジの重量が増加して、超音波振動子や医療機器等の重量が増加するという問題があった。 In the method of extending the flange in the radial direction, the outer diameter of the case increases as in the case described above, and it is difficult to achieve both reduction in the diameter of the case. Further, in the method of increasing the thickness of the flange, since the outer diameter of the case does not increase, it is possible to achieve both reduction in the case diameter. However, by increasing the thickness of the flange, there is a problem that the weight of the flange increases and the weight of the ultrasonic vibrator, medical device, and the like increases.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、超音波振動子に着脱されるチップにおける交換の確実性を向上させるとともに、超音波振動子が用いられる振動機器における手での把持のしやすさ、かつ、作業のしやすさを確保することができる超音波振動子を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and improves the reliability of replacement in a chip attached to and detached from an ultrasonic vibrator, and at the same time in a vibration device in which the ultrasonic vibrator is used. An object of the present invention is to provide an ultrasonic transducer capable of ensuring the ease of gripping and the ease of work.
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の第1の態様に係る超音波振動子は、圧電素子および電極板を間に挟む前面部材および裏打部材を備える外締め構造の超音波振動子であって、前記前面部材には、前記前面部材の軸線を中心とする径方向外側に延びて、前記前面部材、前記圧電素子、前記電極板および前記裏打部材を振動可能に支持する支持部が設けられ、該支持部には、前記軸線を中心とする周方向に対して交差して延びる端面が形成され、該端面における前記径方向外側部分の面積は、内側部分の面積よりも広いことを特徴とする。なお、圧電素子の断面形状は、円形、正多角形や点対称の形状などであることが望ましい。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
An ultrasonic transducer according to a first aspect of the present invention is an ultrasonic transducer having an outer tightening structure including a front member and a backing member that sandwich a piezoelectric element and an electrode plate therebetween. A support portion that extends outward in the radial direction around the axis of the front member and supports the front member, the piezoelectric element, the electrode plate, and the backing member so as to vibrate is provided. An end face extending intersecting with the circumferential direction centering on is formed, and the area of the radially outer portion of the end face is larger than the area of the inner portion. The cross-sectional shape of the piezoelectric element is preferably a circle, a regular polygon, a point-symmetric shape, or the like.
本発明の第1の態様に係る超音波振動子によれば、支持部に形成された端面と、超音波振動子を収納する筐体の内面の一部、例えば、上記端面と面接触が可能な形状に形成された突出部の側面とを接触させることにより、チップの着脱の際に筐体と超音波振動子とが軸線を中心として相対回転することを防止できる。その一方で、端面の形状を、径方向外側と内側とに分けて比較した際に、外側部分の面積が、内側部分の面積よりも広くなるように形成することで、端面の面積の確保と、重量増加の抑制を図ることができる。 According to the ultrasonic transducer according to the first aspect of the present invention, it is possible to make surface contact with the end surface formed on the support portion and a part of the inner surface of the housing that houses the ultrasonic transducer, for example, the end surface. By making contact with the side surface of the projecting portion formed in a simple shape, it is possible to prevent the housing and the ultrasonic transducer from rotating relative to each other about the axis when the chip is attached or detached. On the other hand, when the shape of the end face is divided into the radially outer side and the inner side and compared, the area of the outer part is formed so as to be larger than the area of the inner part, thereby ensuring the area of the end face. Therefore, it is possible to suppress the increase in weight.
一般に、筐体と超音波振動子とが軸線を中心として相対回転する方向に力が加えられると、端面における径方向外側の部分には、径方向内側の部分と比較して大きな力が働く。そのため、径方向外側の部分と、径方向内側の部分とが、等しい面積で形成されていると、径方向外側の部分に働く面圧や応力は、径方向内側の部分の面圧や応力よりも高くなる。 In general, when a force is applied in a direction in which the casing and the ultrasonic transducer rotate relative to each other about the axis, a larger force acts on the radially outer portion of the end face than on the radially inner portion. Therefore, when the radially outer portion and the radially inner portion are formed with the same area, the surface pressure or stress acting on the radially outer portion is greater than the surface pressure or stress of the radially inner portion. Also gets higher.
本発明の第1の態様に係る超音波振動子のように、径方向内側の部分と比較して、径方向外側の部分を広い面積で形成すると、上述の場合と比較して、径方向外側の部分の面圧や応力を小さくすることができる。 As in the ultrasonic transducer according to the first aspect of the present invention, when the radially outer portion is formed with a larger area compared to the radially inner portion, the radially outer portion is compared with the above case. The surface pressure and stress of the portion can be reduced.
さらに、支持部全体の板厚を厚くして端面の面積を大きくする方法と比較して、端面における径方向内側の部分の面積を小さくしているため、支持部の体積を小さくし、重量増加を防止、または、重量軽減を図ることができる。その結果、超音波振動子の重量増加を防止、または、軽量化を図ることができる。より好ましくは、支持部における全ての径方向に切断した断面において、端面と同様に、径方向内側の部分の面積を、径方向外側の部分の面積よりも小さくすることが望ましい。このようにすることで、支持部の重量増加をより確実に防止する、または、より効果的に重量軽減を図ることができる。 In addition, compared with the method of increasing the plate thickness of the entire support part to increase the area of the end face, the area of the radially inner part of the end face is reduced, so the volume of the support part is reduced and the weight is increased. Can be prevented or weight can be reduced. As a result, it is possible to prevent the weight of the ultrasonic transducer from increasing or to reduce the weight. More preferably, it is desirable that the area of the radially inner portion is smaller than the area of the radially outer portion in the cross section of the support portion cut in the radial direction, like the end face. By doing in this way, the weight increase of a support part can be prevented more reliably, or weight reduction can be aimed at more effectively.
ここで、端面における前記径方向外側部分の面積が内側部分の面積よりも広いとは、例えば、端面における軸線方向の長さにおいて、径方向の外側部分が内側部分よりも長いことであってもよいし、端面における軸線方向に並んで対向配置された一対の辺が、径方向外側に向うにつれて互いに、連続的に、または、離散的に離れる辺であることであってもよい。 Here, the area of the radially outer portion on the end surface is larger than the area of the inner portion, for example, in the axial length of the end surface, the radially outer portion may be longer than the inner portion. Alternatively, the pair of sides arranged opposite to each other in the axial direction on the end surface may be sides that are separated from each other continuously or discretely toward the outer side in the radial direction.
上記第1の態様に係る発明において、前記支持部は、前記径方向および前記周方向に延びる板状のフランジ部と、該フランジ部の前記径方向外側の端から前記軸線方向および前記周方向に延びる板状の外端部と、を備えていることが望ましい。 In the invention according to the first aspect, the support portion includes a plate-like flange portion extending in the radial direction and the circumferential direction, and from the radially outer end of the flange portion in the axial direction and the circumferential direction. It is desirable to provide a plate-like outer end portion that extends.
このように、支持部の外面から径方向外側に向かってリング板状のフランジ部を延ばし、当該フランジ部の外端から軸線方向に円筒状の外端部を延ばすことにより、支持部の端面のうち、径方向外側の部分の面積を、径方向内側の部分の面積よりも広くすることができる。例えば、フランジ部の外端から一方向にのみ外端部を延ばすと、端面はL字状に形成され、両方向に外端部を延ばすと端面はT字状に形成されることになる。ここで、フランジ部の外端が外端部により覆われ、支持部における径方向外側の端面は外端部の面のみから形成されてもよいし、フランジ部の外端の面および外端部の面から支持部における径方向外側の端面を形成してもよい。 In this way, the ring plate-shaped flange portion is extended from the outer surface of the support portion toward the radially outer side, and the cylindrical outer end portion is extended in the axial direction from the outer end of the flange portion, thereby forming the end surface of the support portion. Of these, the area of the radially outer portion can be made larger than the area of the radially inner portion. For example, when the outer end portion is extended only in one direction from the outer end of the flange portion, the end surface is formed in an L shape, and when the outer end portion is extended in both directions, the end surface is formed in a T shape. Here, the outer end of the flange portion may be covered with the outer end portion, and the end surface on the radially outer side of the support portion may be formed only from the surface of the outer end portion, or the outer end surface and the outer end portion of the flange portion. An end surface on the outer side in the radial direction of the support portion may be formed from the surface.
さらに、支持部を板状に形成した場合と比較して、支持部の重量増加を抑制しつつ、支持部と筐体の内面との接触面積を増やすことができる。外端部は、軸線方向および周方向に延びる円筒状に湾曲した板部材であり、その外周面において筐体の内面と接触する。そのため、外端部における軸線方向の長さを調節することにより、容易に支持部と筐体の内面との接触面積を調節できる。さらに、外端部における軸線方向の長さを長くしても、例えば、支持部の全体の板厚を厚くする場合と比較して、支持部の重量増加が抑制される。 Furthermore, compared with the case where a support part is formed in plate shape, the contact area of a support part and the inner surface of a housing | casing can be increased, suppressing the weight increase of a support part. The outer end portion is a plate member that is curved in a cylindrical shape extending in the axial direction and the circumferential direction, and is in contact with the inner surface of the housing on the outer peripheral surface thereof. Therefore, the contact area between the support portion and the inner surface of the housing can be easily adjusted by adjusting the length of the outer end portion in the axial direction. Furthermore, even if the length of the outer end portion in the axial direction is increased, for example, an increase in the weight of the support portion is suppressed as compared with a case where the entire thickness of the support portion is increased.
本発明の第2の態様に係る超音波振動子は、圧電素子および電極板を間に挟む前面部材および裏打部材を備える外締め構造の超音波振動子であって、前記前面部材には、前記前面部材の軸線を中心とする径方向外側に延びて、前記前面部材、前記圧電素子、前記電極板および前記裏打部材を振動可能に支持する支持部が設けられ、該支持部における前記軸線を中心とする周方向の両端には、前記周方向に対して交差して延びるとともに、前記筐体の内面の一部と接触する端面が形成され、該端面における面積は、前記支持部の両端の間を、前記軸線を含む平面で切断した面における断面積よりも広いことを特徴とする。 An ultrasonic transducer according to a second aspect of the present invention is an ultrasonic transducer having an outer tightening structure including a front member and a backing member sandwiching a piezoelectric element and an electrode plate therebetween, A support portion is provided that extends radially outward about the axis of the front member and supports the front member, the piezoelectric element, the electrode plate, and the backing member so as to be able to vibrate. The support portion is centered on the axis. At both ends in the circumferential direction, an end surface is formed that extends across the circumferential direction and contacts a part of the inner surface of the housing, and the area of the end surface is between the both ends of the support portion. Is wider than the cross-sectional area of a plane cut by a plane including the axis.
本発明の第2の態様に係る超音波素子によれば、支持部に形成された端面と、超音波振動子を収納する筐体の内面の一部、例えば、上記端面と面接触が可能な形状に形成された突出部の側面とを接触させることにより、筐体と超音波振動子とが軸線を中心として相対回転することを防止できる。 According to the ultrasonic element according to the second aspect of the present invention, it is possible to make surface contact with the end face formed on the support portion and a part of the inner surface of the housing that houses the ultrasonic transducer, for example, the end face. By contacting the side surface of the projecting portion formed in the shape, it is possible to prevent the casing and the ultrasonic transducer from rotating relative to each other about the axis.
その一方で、支持部の重量増加を抑制、または、軽量化を図りつつ、端部の面積を広くすることができる。つまり、支持部における端面以外の部分を、軸線を含む平面で切断した面、言い換えると軸線方向から支持部を見て、径方向に支持部を切断した面(断面)における面積を、端面の面積よりも小さくし、その一方で、端面の面積をそのまま、または広くすることで、支持部の重量増加を抑制、または、軽量化するとともに、端部の面積を広くすることができる。 On the other hand, the area of the end can be increased while suppressing an increase in the weight of the support portion or reducing the weight. That is, the area of the end face other than the end face in the plane including the axis, in other words, the area of the support section in the radial direction (cross section) when viewed from the axial direction, is the area of the end face. On the other hand, by increasing or decreasing the area of the end face as it is, it is possible to suppress an increase in weight of the support part or to reduce the weight and to increase the area of the end part.
上記第2の態様に係る発明において、前記支持部は、前記周方向および前記径方向に沿って延びる板状のフランジ部と、該フランジ部における前記周方向の端から前記軸線方向および前記径方向に沿って延びる板状の側端部と、を備えていることが望ましい。 In the invention according to the second aspect, the support portion includes a plate-like flange portion extending along the circumferential direction and the radial direction, and the axial direction and the radial direction from the circumferential end of the flange portion. It is desirable to provide the plate-shaped side edge part extended along.
このように、支持部の外面から径方向外側に向かってリング板状のフランジ部が延び、当該フランジ部における周方向の側端から軸線方向に板状の側端部を延ばすことにより、端面における面積を、支持部の端面と端面との間における軸線を含む平面で切断した面の断面積よりも広くすることができる。側端部は、例えば、フランジ部の側端から一方向にのみ延びるように配置してもよいし、両方向に延びるように配置してもよい。 In this way, the ring plate-like flange portion extends radially outward from the outer surface of the support portion, and the plate-like side end portion extends in the axial direction from the circumferential side end of the flange portion. The area can be made larger than the cross-sectional area of the plane cut by the plane including the axis between the end faces of the support portion. For example, the side end portion may be disposed so as to extend only in one direction from the side end of the flange portion, or may be disposed so as to extend in both directions.
上記第1または第2の態様に係る発明において、前記支持部は、前記軸線を中心とする周方向に等間隔に離れて配置されていることが望ましい。
このようにすることで、内部に超音波振動子を収納する筐体の強度を確保しやすくなる。つまり、支持部が配置されていない部分では、筐体の内面を前面部材の近傍まで突出させることができる。言い換えると、支持部が配置されていた領域まで筐体の内面を突出させることができ、筐体の外面から内面までの厚さを厚くできる。その一方で、支持部が配置されている部分では、従来の円板状の支持部を用いていた場合と同様の厚さとすることができる。その結果、筐体の外径を太くすることなく、周方向における筐体の平均的な厚さを厚くすることができ、筐体の強度を確保しやすくなる。
In the invention according to the first or second aspect, it is preferable that the support portions are arranged at equal intervals in a circumferential direction around the axis.
By doing in this way, it becomes easy to ensure the intensity | strength of the housing | casing which accommodates an ultrasonic transducer | vibrator inside. That is, in the portion where the support portion is not disposed, the inner surface of the housing can be protruded to the vicinity of the front member. In other words, the inner surface of the housing can be projected to the area where the support portion is disposed, and the thickness from the outer surface to the inner surface of the housing can be increased. On the other hand, in the part where the support part is arrange | positioned, it can be set as the thickness similar to the case where the conventional disk-shaped support part is used. As a result, the average thickness of the casing in the circumferential direction can be increased without increasing the outer diameter of the casing, and the strength of the casing can be easily secured.
上記第1または第2の態様に係る発明において、前記支持部は、前記前面部材、前記圧電素子、前記電極板、および、前記裏打部材からなる構造体における振動の節の位置に配置されていることが望ましい。 In the invention according to the first or second aspect, the support portion is disposed at a position of a vibration node in a structure including the front member, the piezoelectric element, the electrode plate, and the backing member. It is desirable.
このようにすることで、超音波振動子を筐体の内部に収納しても、超音波振動子の振動を阻害しにくくなる。超音波振動子を筐体の内部に収納すると、超音波振動子は筐体の内面と間隔を設けた状態で支持される。この状態で圧電素子および電極板を、超音波振動子の固有振動数、または固有振動数に近い振動数で振動、例えば縦振動させると、超音波振動子には前面部材の端、および裏打部材の端を腹とした定常波が発生する。この場合において、定常波における節の位置に支持部を配置すると、超音波振動子の縦振動に対して支持部が影響を与えること、例えば縦振動が抑えられることを抑制できる。 By doing so, even if the ultrasonic vibrator is housed inside the housing, it becomes difficult to inhibit the vibration of the ultrasonic vibrator. When the ultrasonic vibrator is housed inside the housing, the ultrasonic vibrator is supported in a state of being spaced from the inner surface of the housing. In this state, when the piezoelectric element and the electrode plate are vibrated at the natural frequency of the ultrasonic vibrator or a frequency close to the natural frequency, for example, longitudinal vibration, the ultrasonic vibrator has an end of the front member and a backing member. A standing wave with the end of the abdomen is generated. In this case, if the support portion is disposed at the position of the node in the standing wave, it can be suppressed that the support portion affects the longitudinal vibration of the ultrasonic transducer, for example, the suppression of the longitudinal vibration.
本発明の第1の態様に係る超音波振動子によれば、超音波振動子を振動可能に支持する支持部に端面を形成して、端面における径方向外側部分の面積を内側部分の面積よりも広くすることにより、超音波振動子に着脱されるチップにおける交換の確実性を向上させるとともに、超音波振動子が用いられるハンドピースにおける手での把持のしやすさ、かつ、作業のしやすさを向上させることができるという効果を奏する。 According to the ultrasonic transducer according to the first aspect of the present invention, the end surface is formed on the support portion that supports the ultrasonic transducer so as to vibrate, and the area of the radially outer portion of the end surface is larger than the area of the inner portion. In addition to improving the reliability of replacement of the chip attached to and detached from the ultrasonic vibrator, the handpiece using the ultrasonic vibrator is easy to hold and easy to work. There is an effect that it can be improved.
本発明の第2の態様に係る超音波振動子によれば、超音波振動子を振動可能に支持する支持部に端面を形成して、端面における面積を、支持部の端面と端面との間における軸線を含む平面で切断した面の断面積よりも広くすることにより、超音波振動子に着脱されるチップにおける交換の確実性を向上させるとともに、超音波振動子が用いられるハンドピースにおける手での把持のしやすさ、かつ、作業のしやすさを向上させることができるという効果を奏する。 According to the ultrasonic transducer of the second aspect of the present invention, the end surface is formed on the support portion that supports the ultrasonic transducer so as to vibrate, and the area of the end surface is set between the end surface and the end surface of the support portion. By making it wider than the cross-sectional area of the plane cut along the plane including the axis, the reliability of replacement of the chip attached to and detached from the ultrasonic vibrator is improved, and the handpiece in which the ultrasonic vibrator is used It is possible to improve the ease of gripping and the ease of work.
以下、本発明の一実施形態に係る超音波振動子10を備えた超音波振動機器1ついて図1から図11を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に係る超音波振動機器1の全体構成を説明する透視斜視図であり、図2は、図1の超音波振動子10の全体構成を説明する分解斜視図である。
Hereinafter, an ultrasonic vibration device 1 including an
本実施形態に係る超音波振動機器1は、手に持って作業を行う超音波メスや超音波歯垢除去機などの医療機器、超音波カッターや超音波ヤスリなどの加工機、言い換えるとハンドピース、ハンディタイプの機器としてもちいられるものである。超音波振動機器1には、図1に示すように、超音波振動を発生させる超音波振動子10と、超音波振動子10を内部に収納するとともに、作業者が把持するケース50と、が主に設けられている。
The ultrasonic vibration device 1 according to the present embodiment is a medical device such as an ultrasonic scalpel or an ultrasonic plaque remover that is held in the hand, a processing machine such as an ultrasonic cutter or an ultrasonic file, in other words, a handpiece. It can be used as a handy type device. As shown in FIG. 1, the ultrasonic vibration device 1 includes an
超音波振動子10には、図1および図2に示すように、超音波振動を発生させる圧電素子ユニット20と、圧電素子ユニット20を間に挟んで保持する前面部材30および裏打部材40と、が主に設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
圧電素子ユニット20は、圧電素子21と電極板22とが交互に積層された振動子ユニットであり、いわゆるランジュバン型振動子として構成されるものである。圧電素子ユニット20は、中心に貫通孔が形成された円柱状に形成された圧電素子21と、リング板状に形成された電極板22と、から主に構成されている。
The
本実施形態では、4つの圧電素子21と、4つの電極板22とが設けられた圧電素子ユニット20の例に適用して説明する。4つの電極板22は、それぞれ圧電素子21の間の3か所、および、圧電素子21と裏打部材40との間の1か所に配置されている。
In the present embodiment, description will be made by applying to an example of a
圧電素子21は、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)を材料として、プレス成形された後に焼成され、両端面に導電ペーストを塗布し、油中分極処理されることにより厚み方向に分極されている。圧電素子21は、その後、所定の形状に研削されるとともに研磨され、電極板22や裏打部材40と隣接する上下の端面には、銀(Ag)が蒸着されて導電層が形成される。さらに、圧電素子21の中心に形成された貫通孔は、前面部材30および裏打部材40の間に圧電素子ユニット20を挟んで締め付ける際に用いられる締付ボルト23が挿通されるものである。
The
電極板22は、ベリリウム銅などの導電性材料から形成されたリング板状の部材であり、圧電素子21に電力を供給するものである。電極板22は、中心に締付ボルト23が挿通される貫通孔が形成され、圧電素子21と同径に形成された円板部と、当該円板部から径方向外側に突出し、給電線と電気的に接続される端子部と、から主に構成されている。電極板22の端子部は、ケース50と接触したり、超音波振動子10の振動を阻害したりしない必要最小限の大きさに形成されている。
The
圧電素子ユニット20に電力を供給する電源の正極と電気的に接続される電極板22の端子部と、負極と電気的に接続される電極板22の端子部とは、互いに短絡することを防止するために、異なる方向に向かって突出するように配置されている。本実施形態では、正極に接続される電極板22の端子部は、図2における上方へ突出し、負極に接続される電極板22の端子部は、図2における下方へ突出している例に適用して説明する。
The terminal portion of the
図3は、図2の前面部材30の構成を説明する部分拡大斜視図である。図4は、前面部材30の構成を説明する部分拡大平面視図であり、図5は、前面部材30の構成を説明する正面視図である。
FIG. 3 is a partially enlarged perspective view illustrating the configuration of the
前面部材30は、図3から図5に示すように、圧電素子ユニット20が当接される端面である当接面31Aが設けられた大径円柱部31と、超音波振動を放射する端面である振動放射面32A(図2参照。)が設けられた小径円柱部32と、を有している。さらに、大径円柱部31から小径円柱部32に向けて連続的に径が小さくなる円錐台状の部位を有する金属ブロックとして形成されている。
As shown in FIGS. 3 to 5, the
前面部材30は、当接面31Aから振動放射面32Aまでの長さ、つまり軸方向の長さが、圧電素子ユニット20の共振周波数における波長をλとすると、例えばλ/4の長さに形成されている。そのため前面部材30は、圧電素子ユニット20で生じる超音波振動を振動放射面32Aにまで伝達するホーンとして機能する。
The
さらに、前面部材30における大径円柱部31には、超音波振動子10をケース50の内部で振動可能に支持する支持部33が設けられている。支持部33は、大径円柱部31の円周面から、前面部材30の中心軸線Lを中心として径方向外側に突出する部材であり、かつ、周方向に約120°の間隔で離散して配置されたものである。そのため、支持部33における周方向の端部には一対の端面33A,33Aが設けられている。前面部材30および支持部33はチタニウム(Ti),アルミニウム(Al),ステンレス鋼(SUS)などからなる部材であり、本実施例では支持部33は前面部材30と一体に形成されている。
Further, the large-diameter
支持部33には、大径円柱部31から径方向および周方向に延びる鍔状のフランジ部34と、フランジ部34の径方向外側の端から中心軸線Lに沿う方向、および周方向に延びる円筒面の一部を構成する板状の外端部35と、が設けられている。フランジ部34は、超音波振動子10が振動した際における振幅の節となる位置、言い換えると、超音波振動子10の先端である振動放射面32Aからλ/4の位置、かつ、超音波振動子10の後端である締付ボルト23の端部からλ/4+n×λ/2の位置(n=0,1,2,3,・・・)に設けられている。そのため、支持部33による超音波振動子10の振動阻害を抑制することができる。さらに、支持部33は、ケース50に超音波振動子10が収納された状態において、支持部33と後述するケース本体51との間に所定の隙間が確保されるように形成されている。これによっても、支持部33による超音波振動子10の振動阻害が抑制されている。ただし、持部33とケース本体51との間の所定の間隔は確保されなくてもよく、特に限定するものではない。例えば、ケース50に超音波振動子10が圧入される場合には、上述の間隔は確保されない。
The
その一方で、外端部35はフランジ部34の径方向外側の端を覆い、外端部35の外周面のみが支持部33の外周面を構成するように配置されている。なお、外端部35はフランジ部34の当接面31A側の面に配置され、フランジ部34の径方向外側の端面および外端部35の外周面が支持部33の外周面を構成するように配置されていてもよい。
On the other hand, the
本実施形態では、フランジ部34の端から圧電素子ユニット20の側(図3の上側)に向かって外端部35が延びる例、言い換えると、支持部33の断面がL字状である場合に適用して説明する。なお、外端部35が延びる方向は、上述のように、圧電素子ユニット20の側であってもよいし、逆に小径円柱部32の側であってもよいし、さらには、両方向の側、言い換えると支持部33は断面がT字状に形成されていてもよく、特に限定するものではない。
In the present embodiment, an example in which the
なお、本実施形態では、直径が8.0mmの圧電素子21に対して、支持部33(外端部35)の直径が12.0mmであり、支持部33の周方向の幅が3.0mm、フランジ部34の厚さ(中心軸線L方向の厚さ)が1.0mm、外端部35の長さ(中心軸線L方向の長さ)が2.0mmに形成されている。さらに、外端部35の径方向の長さ(外端部35の外周面から内周面までの長さである幅)は1.0mmに形成され、フランジ部34の径方向長さ(大径円柱部31の円周面から外端部35の内周面までの長さ)は1.0mmに形成されている。
In the present embodiment, with respect to the
裏打部材40は、一端に圧電素子ユニット20を当接させる当接面が設けられた円柱状の金属ブロックとして形成されている。さらに裏打部材40の中心には、締付ボルト23の雄ネジ部が噛み合わされる雌ネジ部が設けられている。
The backing
ケース50は、内部に超音波振動子10を振動可能に収納するとともに、作業者が超音波振動機器1を把持する際に手に持つ部分である。ケース50には、図1に示すように、円筒状に形成されたケース本体(筺体)51と、ケース本体51の端部に着脱可能に取り付けられる円錐台状に形成されたケース先端部52と、が主に設けられている。
The
図6は、図1のケース本体51の構成を説明する部分斜視図である。図7は、ケース本体51に超音波振動子10が挿入された状態を説明する平面視図であり、図8は、図7の溝部54に支持部33が挿入された状態を説明する断面視図である。
FIG. 6 is a partial perspective view illustrating the configuration of the case
ケース本体51は、図1および図6に示すように、樹脂などの軽量かつ強度を有する材料で形成され、内部に超音波振動子10を収納する円柱状の空間53を有するものである。空間53と超音波振動子10との間には、超音波振動子10の振動を許容する隙間が設けられている。さらに、ケース本体51の内面であって、超音波振動子10の支持部33と対応する位置には、支持部33が挿入される溝部54が設けられている。つまり、溝部54は、ケース本体51の内面に、周方向に約120°の間隔をあけて形成されているとともに、溝部54の内面は、平面視において支持部33と相似形に形成されている。溝部54における支持部33の端面33A,33Aと対向する部分には、ケース本体51と超音波振動子10とが中心軸線Lを中心として相対回転した際に、面接触する接触面54A,54Aが設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 6, the case
ケース先端部52は、ケース本体51とともに内部に超音波振動子10を収納するものであり、先端に開口する貫通孔から前面部材30の小径円柱部32が振動可能な状態で突出するものである。ケース先端部52は、ケース本体51と同じ樹脂から形成されていてもよいし、それ以外の材料から形成されていてもよく、材料を限定するものではない。ケース先端部52とケース本体51との結合方法は、雄ネジと雌ネジとの噛み合せであってもよいし、その他の着脱可能な結合方法であってもよい。
The case
次に、上記の構成からなる超音波振動機器1および超音波振動子10における作用について図1および図2などを参照しながら説明する。
超音波振動機器1において超音波振動を発生させる場合には、外部の電源(駆動回路)から超音波振動子10に共振周波数の交流電圧(駆動電圧)が供給される。駆動電圧は、圧電素子ユニット20の電極板22を介して圧電素子21に供給される。駆動電圧が供給された圧電素子21は共振周波数、ここでは超音波領域の周波数で振動する。
Next, the operation of the ultrasonic vibration device 1 and the
When ultrasonic vibration is generated in the ultrasonic vibration device 1, an AC voltage (drive voltage) having a resonance frequency is supplied to the
複数の圧電素子21の超音波振動は、超音波振動子10の全体に伝わり、超音波振動子10が超音波振動する。超音波振動子10は、支持部33の外周面とケース50の溝部54の内周面とが接触することにより、ケース50の内面との間に隙間を作った状態で収納されているため、ケース50の内部であっても超音波振動することができる。
The ultrasonic vibrations of the plurality of
超音波振動子10における超音波振動は、前面部材30において増幅され、小径円柱部32の振動放射面32Aから放射される。例えば、超音波振動機器1が超音波メスの場合には、振動放射面32Aに取り付けられたメスを超音波振動させる。
The ultrasonic vibration in the
ここで、本実施形態の特徴であるケース50と超音波振動子10との相対回転の防止について図4から図7を参照しながら説明する。例えば、上述のように超音波振動機器1が超音波メスとして用いられる場合、複数種類のメスが超音波振動機器1の振動放射面32Aに着脱される。雄ネジと雌ネジとの噛み合せを利用してメスの着脱を行う場合には、振動放射面32Aつまり超音波振動子10に中心軸線Lまわりの回転方向に力が加えられる。その一方で、ケース50は作業者によって保持されているため、ケース50と超音波振動子10との間に相対回転方向の力が働く。
Here, prevention of relative rotation between the
振動放射面32Aに中心軸線Lまわりに回転する力が加えられると、小径円柱部32および大径円柱部3を介して支持部33に回転力が伝達される。支持部33が中心軸線Lまわりに回転すると、支持部33の端面33Aと、ケース本体51の溝部54における接触面54Aと、が面接触する。これにより、ケース50と超音波振動子10との相対回転が防止される。
When a force rotating around the central axis L is applied to the
端面33Aと接触面54Aとの接触面は、図8に示すように、端面33Aがフランジ部34および外端部35によりL字状に形成されているため、単にフランジ部34のみから形成されている場合と比較して広い。そのため、当該接触面における面圧や、応力が低くなり、端面33Aが設けられた支持部33や、接触面54Aが設けられたケース本体51の溝部54などが変形、または破壊されにくくなる。さらに、ケース本体51を構成する材料の選択枝が広くなる。
As shown in FIG. 8, the contact surface between the
その一方で、図7に示すように、ケース本体51において溝部54を形成した部分以外の部分で、ケース本体51の肉厚(図7の斜線部分)を増やすことができる。そのため、ケース本体51の強度を確保しやすくなる。つまり、支持部33が配置されていない部分では、ケース本体51の内面を前面部材30の近傍まで突出させることができる。言い換えると、支持部33が配置されていた領域までケース本体51の内面を突出させることができ、ケース本体51の外面から内面までの厚さを厚くできる。その一方で、支持部33が配置されている部分では、従来の円板状の支持部を用いていた場合と同様の厚さとすることができる。すると、ケース本体51の外径を太くすることなく、周方向におけるケース本体51の平均的な厚さを厚くすることができ、ケース本体51の強度を確保しやすくなる。その結果、ケース本体51の強度確保と、超音波振動機器1における把持のしやすさ、および作業のしやすさを確保できる。
On the other hand, as shown in FIG. 7, the thickness of the case body 51 (the hatched portion in FIG. 7) can be increased at a portion other than the portion where the
上記の構成によれば、支持部33に形成された端面33Aと、超音波振動子10を収納するケース50の内面の一部、具体的には、端面33Aと面接触する形状に形成された溝部54の接触面54Aとが接触して、ケース50と超音波振動子10とが中心軸線Lを中心として相対回転することを防止できる。その一方で、端面33Aの形状を、径方向外側と内側とに分けて比較した際に、外側部分の面積が、内側部分の面積よりも広くなるように形成することで、端面33Aの面積の確保と、重量増加の抑制を図ることができる。その結果、超音波振動機器1における作業のしやすさを確保できる。
According to the above configuration, the
一般に、ケース50と超音波振動子10とが中心軸線Lを中心として相対回転する方向に力が加えられると、端面33Aにおける径方向外側の部分には、径方向内側の部分と比較して大きな力が働く。そのため、径方向外側の部分と、径方向内側の部分とが、等しい面積で形成されていると、径方向外側の部分に働く面圧や応力は、径方向内側の部分の面圧や応力よりも高くなる。本実施形態に係る超音波振動子10のように、径方向内側の部分と比較して、径方向外側の部分を広い面積で形成すると、上述の場合と比較して、端面33Aにおける径方向外側の部分の面圧や応力を小さくすることができる。その結果、端面33Aの変形や破壊を防止することができ、メスなどのチップ交換の確実性を向上させることができる。
In general, when a force is applied in a direction in which the
さらに、支持部33全体の板厚を厚くして端面33Aの面積を大きくする方法と比較して、端面33Aにおける径方向内側の部分の面積を小さくしているため、支持部33の体積を小さくし、重量増加を防止、または、重量軽減を図ることができる。その結果、超音波振動子10の重量増加を防止、または、軽量化を図ることができる。より好ましくは、支持部33における全ての径方向に切断した断面において、端面と同様に、径方向内側の部分の面積を、径方向外側の部分の面積よりも小さくすることが望ましい。このようにすることで、支持部33や超音波振動子10の重量増加をより確実に防止する、または、より効果的に重量軽減を図ることができる。その結果、ケース本体51の強度確保と、超音波振動機器1における把持のしやすさ、および作業のしやすさを確保できる。
Furthermore, since the area of the radially inner portion of the
本実施形態のように、支持部33の外面から径方向外側に向かってリング板状のフランジ部34を延ばし、フランジ部34の外端から中心軸線L方向に円筒状の外端部35を延ばすことにより、支持部33の端面33Aのうち、径方向外側の部分の面積を、径方向内側の部分の面積よりも広くすることができる。例えば、フランジ部34の外端から一方向にのみ外端部35を延ばすと、端面33AはL字状に形成され、両方向に外端部35を延ばすと端面33AはT字状に形成されることになる。その他に、支持部33をフランジ部34および外端部35に分けて構成することなく、支持部33の対向する面である端面33A側の面と、振動放射面32A側の面とを、径方向外側に向かって連続的に離間して形成してもよい。
As in the present embodiment, the ring plate-
さらに、支持部33を板状に形成した場合と比較して、支持部33の重量増加を抑制しつつ、支持部33とケース50の内面との接触面積を増やすことができる。外端部35は、中心軸線L方向および周方向に延びる円筒状に湾曲した板部材であり、その外周面においてケース50の内面と接触可能とされている。言い換えると、外端部35の外周面と、ケース50の内面との間には隙間が設けられ、超音波振動機器1が傾けられたときなどの場合に、外端部35の外周面と、ケース50の内面とが接触する構成となっている。
Furthermore, compared with the case where the
そのため、外端部35における中心軸線L方向の長さを調節することにより、容易に支持部33とケース50の内面との接触面積を調節できる。さらに、外端部35における中心軸線L方向の長さを長くしても、例えば、支持部33の全体の板厚を厚くする場合と比較して、支持部33の重量増加を抑制することができる。
Therefore, by adjusting the length of the
本実施形態の超音波振動子10は、ケース50の内部に収納されても、超音波振動子10の振動が阻害されにくい。つまり、超音波振動子10をケース50の内部に収納すると、支持部33がケース50の内面と接触することにより、超音波振動子10はケース50の内面と間隔を設けた状態で支持される。この状態で圧電素子ユニット20を、超音波振動子10の固有振動数、または固有振動数に近い振動数で振動、例えば縦振動させると、超音波振動子10には前面部材30の端、および裏打部材40の端を腹とした定常波が発生する。この場合において、定常波における節の位置に支持部を配置すると、超音波振動子10の縦振動に対して支持部33が影響を与えること、例えば縦振動が抑えられることを抑制できる。
Even if the
図9は、図4の前面部材の別の実施形態を説明する平面視図であり、図10は、図9の支持部の構成を説明する正面視図である。
なお、上述の実施形態のように、前面部材30の支持部33がフランジ部34および外端部35から構成されていてもよいし、図9および図10に示すように、前面部材130の支持部133が、フランジ部34および側端部135,135から構成されていてもよい。
FIG. 9 is a plan view for explaining another embodiment of the front member of FIG. 4, and FIG. 10 is a front view for explaining the structure of the support part of FIG.
Note that, as in the above-described embodiment, the
側端部135は、フランジ部34における中心軸線Lを中心とした周方向の両端に配置され、かつ、フランジ部34の端から中心軸線L方向に沿って当接面31Aに向かって延びた一対の板状部材である。言い換えると、側端部135は、周方向に対して交差して延びるとともに中心軸線L方向に向かって延びる板状の部材であり、正面視においてフランジ部34および側端部135,135がコ字状に並んで配置されている。さらに、側端部135には端面33Aが設けられている。
The
図11は、図4の前面部材のさらに別の実施形態を説明する正面視図である。
さらに、図11に示すように、前面部材230の支持部233が、フランジ部34および側端部235,235から構成されていてもよい。
FIG. 11 is a front view for explaining still another embodiment of the front member in FIG. 4.
Furthermore, as shown in FIG. 11, the support portion 233 of the
側端部235は、フランジ部34における中心軸線Lを中心とした周方向の両端に配置され、かつ、フランジ部34の端から中心軸線L方向に沿って当接面31Aおよび小径円柱部32に向かって延びた一対の板状部材である。言い換えると、正面視においてフランジ部34および側端部235,235がH字状に並んで配置されている。さらに、側端部235には端面33Aが設けられている。
The
このように、支持部133,233の外周面から径方向外側に向かってリング板状のフランジ部34が延び、フランジ部34における周方向の側端から中心軸線L方向に板状の側端部135,235を延ばすことにより、端面33Aにおける面積を、支持部133,233の端面33Aと端面33Aとの間における中心軸線Lを含む平面で切断した面の断面積よりも広くすることができる。側端部135,235は、上述のように、フランジ部34の側端から一方向にのみ延びるように配置してもよいし、両方向に延びるように配置してもよい。
In this way, the ring plate-
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記の実施の形態においては、3つの支持部33が中心軸線Lを中心に周方向に等間隔に配置された例に適用して説明したが、支持部33の数は3つに限定されるものではなく、3つよりも少なくても、多くてもよい。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the description is applied to an example in which the three
超音波振動子・・・10、前面部材・・・30,130、裏打部材・・・40、圧電素子・・・21、電極板・・・22、支持部・・・33,133、端面・・・33A、フランジ部・・・34、外端部・・・35、ケース本体(筺体)・・・51、側端部・・・135 Ultrasonic vibrator ... 10, front member ... 30, 130, backing member ... 40, piezoelectric element ... 21, electrode plate ... 22, support part ... 33,133, end face ... 33A, flange part ... 34, outer end part ... 35, case body (casing) ... 51, side end part ... 135
Claims (6)
前記前面部材には、前記前面部材の軸線を中心とする径方向外側に延びて、前記前面部材、前記圧電素子、前記電極板および前記裏打部材を振動可能に支持する支持部が設けられ、
該支持部には、前記軸線を中心とする周方向に対して交差して延びる端面が形成され、
該端面における前記径方向外側部分の面積は、内側部分の面積よりも広いことを特徴とする超音波振動子。 An ultrasonic transducer having an outer fastening structure including a front member and a backing member sandwiching a piezoelectric element and an electrode plate,
The front member is provided with a support portion that extends radially outward centered on the axis of the front member, and supports the front member, the piezoelectric element, the electrode plate, and the backing member so as to vibrate,
The support portion is formed with an end surface that intersects and extends in a circumferential direction centered on the axis,
The ultrasonic transducer according to claim 1, wherein an area of the radially outer portion of the end face is larger than an area of the inner portion.
前記前面部材には、前記前面部材の軸線を中心とする径方向外側に延びて、前記前面部材、前記圧電素子、前記電極板および前記裏打部材を振動可能に支持する支持部が設けられ、
該支持部における前記軸線を中心とする周方向の両端には、前記周方向に対して交差して延びるとともに、前記筐体の内面の一部と接触する端面が形成され、
該端面における面積は、前記支持部の両端の間を、前記軸線を含む平面で切断した面における断面積よりも広いことを特徴とする超音波振動子。 An ultrasonic transducer having an outer fastening structure including a front member and a backing member sandwiching a piezoelectric element and an electrode plate,
The front member is provided with a support portion that extends radially outward centered on the axis of the front member, and supports the front member, the piezoelectric element, the electrode plate, and the backing member so as to vibrate,
At both ends of the support portion in the circumferential direction centering on the axis, an end surface that extends across the circumferential direction and that contacts a part of the inner surface of the housing is formed.
The ultrasonic transducer according to claim 1, wherein an area of the end surface is wider than a cross-sectional area of a surface obtained by cutting a space between both ends of the support portion along a plane including the axis.
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