JP7454107B2 - 超音波発生装置及び超音波発生システム - Google Patents

Description

本発明は、超音波発生装置及び超音波発生システムに関する。

非特許文献１には、圧電セラミックスの振動によって生成した平面波を超音波集束部によって集束し、細径の導波路へと伝搬させ、導波路の先端から出力させる技術が開示されている（ｐ７「２．提案構造」の図２（ａ）参照）。また、非特許文献１には、超音波集束部及び導波路に、超音波集束部及び導波路を貫通する貫通孔を形成した形態が開示されている（ｐ７「２．提案構造」の図２（ｂ）（ｃ）参照）。貫通孔の利用方法としては、例えば貫通孔を流れる液体に超音波を与えること、センサを通して導波路の先端付近のセンシングを行うこと、導波路の先端から出力した超音波によって破砕した破砕組織を吸引する経路として活用することなどが想定される。

山田 恭平、 陳 康、 入江 喬介、 飯島 高志、 三宅 奏、 森田 剛、"二重反射面構造による円筒型導波路への強力超音波導入（チューブ型ＤＰＬＵＳ）"、 信学技法 ＩＥＩＣＥ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔ ＵＳ２０２１－９（２０２１－０６）

非特許文献１の技術は、貫通孔の形状についての工夫が十分でなく、この点で改善の余地がある。

本発明は、超音波集束部及び導波路を貫通する貫通孔の形状を工夫することで貫通孔内の物体に対して新規な作用を与えることが可能な技術の提供を目的とする。

［１］本発明の超音波発生装置は、超音波を発生する超音波発生源と、上記超音波発生源から発生した超音波を集束する超音波集束部と、上記超音波集束部によって集束された超音波を伝送する導波路と、を備えている。上記超音波発生装置は、後端側から上記超音波発生源、上記超音波集束部、上記導波路の順に配置されてなる。上記超音波集束部及び上記導波路は、上記超音波集束部及び上記導波路を先後方向に貫通する貫通孔を有している。上記貫通孔を形成する内周面は、第１内周面と、上記第１内周面よりも先端側に配置される変形部と、を有している。上記第１内周面は、上記先後方向に切断した断面形状が上記先後方向に直線状に延びる形状をなしている。上記変形部は、上記先後方向に切断した断面において、上記第１内周面よりも内側に配置された部位、及び上記第１内周面よりも外側に配置された部位のうち少なくとも一方であり、上記内周面の周方向の一部または全周に亘って形成される。

上記超音波発生装置によれば、貫通孔を形成する内周面に設けられた変形部によって、貫通孔内の物体に対して新規な作用を与えることができる。

［２］［１］の超音波発生装置において、上記貫通孔は、液体が流れる流路を構成してもよい。

超音波集束部及び導波路のうち少なくとも一方において伝送される超音波を、上記内周面を介して貫通孔内を流れる液体に与える場合、超音波の届く範囲が貫通孔の内周面付近の液体に偏りやすい。この点、上記超音波発生装置によれば、変形部によって貫通孔内の液体の流れに乱流を生じさせることができるため、貫通孔の内周面を介して進入する超音波が液体全体に届きやすくなる。

［３］［２］の超音波発生装置において、上記内周面は、上記変形部よりも先端側に配置される第２内周面を有し、上記第２内周面は、上記先後方向に切断した断面形状が上記先後方向に直線状に延びる形状をなしていてもよい。

上記超音波発生装置によれば、貫通孔内に後端側から流入して変形部で乱流が生じた液体を、第２内周面で層流にすること又は層流に近づけることができる。

［４］［２］又は［３］の超音波発生装置において、上記変形部は、上記貫通孔のうち上記導波路を貫通する部位に設けられていてもよい。

上記超音波発生装置によれば、貫通孔のうち導波路を貫通する部位を流れる液体に、振幅が小さめの超音波を与えることができる。

［５］［２］から［４］のいずれかに記載の超音波発生装置において、上記変形部は、上記貫通孔のうち上記超音波集束部を貫通する部位に設けられていてもよい。

上記超音波発生装置によれば、貫通孔のうち超音波集束部を貫通する部位を流れる液体に、振幅が大きめの超音波を与えることができる。

本発明によれば、超音波集束部及び導波路を貫通する貫通孔の形状を工夫することで貫通孔内の物体に対して新規な作用を与えることができる。

図１は、第１実施形態の超音波発生装置の断面図である。 図２は、図１のＸ－Ｘ線断面図である。 図３は、貫通孔内に液体が供給されている状態を示す説明図である。 図４は、超音波発生システムの構成を示す図である。 図５は、第２実施形態の超音波発生装置の断面図である。 図６は、第３実施形態の超音波発生装置の断面図である。 図７は、図６のＹ－Ｙ線断面図である。 図８は、第４実施形態の超音波発生装置の断面図である。 図９は、第５実施形態の超音波発生装置の断面図である。 図１０は、凸状の変形部が内周面における周方向の一部にのみ設けられる実施形態の図２相当図である。 図１１は、凹状の変形部が内周面における周方向の一部にのみ設けられる実施形態の図７相当図である。 図１２は、楕円形の変形部が設けられる実施形態の図２相当図である。 図１３は、十字型の変形部が設けられる実施形態の図２相当図である。 図１４は、星形の変形部が設けられる実施形態の図２相当図である。 図１５は、第１内周面の中心軸に対して中心軸がずれた変形部が設けられる実施形態の図２相当図である。 図１６は、複数の変形部が設けられた超音波発生装置の断面図である。 図１７は、第１実施形態とは異なる形態の第２反射面が設けられた超音波発生装置の断面図である。

１．第１実施形態
１－１．超音波発生装置１０の構成
超音波発生装置１０は、図１に示すように、超音波発生源１１と、超音波集束部１２と、導波路１３と、を備えている。超音波発生源１１は、超音波を発生する。超音波集束部１２は、超音波発生源１１から発生した超音波を集束する。導波路１３は、超音波集束部１２によって集束された超音波を伝送する。超音波発生装置１０は、後端側から超音波発生源１１、超音波集束部１２、導波路１３の順に配置されて構成されている。

超音波発生源１１は、例えば、圧電セラミックスからなる圧電素子である。超音波発生源１１は、先後方向に厚みを有する板状をなしている。超音波発生源１１は、環状（より具体的には円環状）をなしている。

超音波発生源１１は、後述する電源装置１００から電気信号を与えられると超音波を発生する。超音波発生源１１は、超音波を発生する放射面１５を有している。放射面１５は、超音波発生源１１の先端側に設けられ、先方を向いた状態で配置される。放射面１５は、平坦な面であり、超音波発生装置１０の先後方向に対して直交する方向に広がっている。超音波発生源１１から発生した超音波は、図１に示すように、先方に向けて直進する平面波である。超音波発生源１１は、例えば、３０ｋＨｚ以上で且つ３ＭＨｚ以下の周波数で超音波を発生させる。

超音波集束部１２は、金属（例えばジェラルミン）によって形成されている。超音波集束部１２は、後端部が超音波発生源１１の放射面１５に接合されている。超音波集束部１２は、第１反射面１６及び第２反射面１７を有している。第１反射面１６は、超音波発生源１１の放射面１５と対向して配置されている。第１反射面１６と超音波発生源１１の放射面１５との対向方向は、先後方向と平行である。第１反射面１６は、超音波集束部１２の外部から見ると、先方側（超音波発生源１１とは反対側）に凸な湾曲面（例えば放物面）である。第１反射面１６は、超音波集束部１２の内部から見ると凹型である。第１反射面１６の中心部は、第１反射面１６の外周縁よりも先方に位置している。第１反射面１６は、軸Ａを回転軸として構成される回転放物面である。なお、軸Ａは、超音波発生源１１の中心を通り先後方向に延びる軸線である。超音波集束部１２は、軸Ａを中心軸とした環状をなしている。

第２反射面１７は、第１反射面１６と対向して配置されている。第２反射面１７は、超音波集束部１２の外部から見ると、後方側（第１反射面１６とは反対側）に凸な湾曲面（例えば放物面）である。第２反射面１７は、超音波集束部１２の内部から見ると凹型である。第２反射面１７の中心部は、第２反射面１７の外周縁よりも先方に位置している。第２反射面１７は、後方に向けて拡開する曲面形状をなしている。

導波路１３は、超音波集束部１２の先端部から先方に向かって延びる筒状をなしている。導波路１３は、本実施形態では超音波集束部１２と別部材として説明するが、超音波集束部１２と同一部材であってもよい。導波路１３は、超音波伝搬性の高い材料によって形成されることが好ましく、例えば、アルミ合金、金属ガラスなどで形成されることが好ましい。また、導波路１３は、例えばチタンとニッケルの合金からなる形状記憶合金で形成される構成であってもよい。導波路１３は、弾性変形し得る。

超音波集束部１２及び導波路１３は、超音波集束部１２及び導波路１３を先後方向に貫通する貫通孔２０を有している。貫通孔２０は、環状をなす超音波集束部１２の内側の空間と、筒状をなす導波路１３の内側の空間とによって形成されている。貫通孔２０を形成する内周面２０Ａの後端は、上述した第２反射面１７の前端に連なっている。

超音波発生源１１は、貫通孔２０を塞がないように配置されている。超音波発生源１１は、先後方向と直交する径方向（以下、単に「径方向」ともいう）において、第２反射面１７の外周縁よりも外側に配置されている。超音波発生源１１は、第２反射面１７の外周縁を囲む環状（より具体的には円環状）をなしている。貫通孔２０は、超音波発生源１１の内側の空間を介して超音波発生源１１の後方に開放されている。

貫通孔２０を形成する内周面２０Ａは、第１内周面２１と、第２内周面２２と、変形部２３と、を有している。

第１内周面２１は、第２反射面１７よりも先方に配置されている。第１内周面２１の後端は、第２反射面１７の前端に連なっている。第１内周面２１は、先後方向に切断した断面形状が先後方向に直線状に延びる形状をなしている。第１内周面２１は、所定の第１断面の形状を先後方向に直線状に延ばした形状をなしている。第１断面は、第１内周面２１を先後方向に対して直交する方向に切断した断面である。第１内周面２１の第１断面の形状及び大きさは、先後方向に一定である。第１内周面２１の第１断面の形状は、円形である。

第２内周面２２は、第１内周面２１よりも先方に配置されている。第２内周面２２は、内周面２０Ａの先端部を構成している。第２内周面２２は、先後方向に切断した断面形状が先後方向に直線状に延びる形状をなしている。第２内周面２２は、所定の第２断面の形状を先後方向に直線状に延ばした形状をなしている。第２断面は、第２内周面２２を先後方向に対して直交する方向に切断した断面である。第２内周面２２の第２断面の形状及び大きさは、先後方向に一定である。第２内周面２２の第２断面の形状は、円形である。第２内周面２２の第２断面の形状及び大きさは、第１内周面２１の第１断面の形状及び大きさと同じである。つまり、第２断面形状は、第１断面形状と同じである。

変形部２３は、先後方向において、第１内周面２１と第２内周面２２との間に設けられており、第１内周面２１及び第２内周面２２に連なっている。変形部２３は、図１及び図２に示すように、先後方向に切断した断面において、第１内周面２１よりも内側に配置された部位である。変形部２３は、第１内周面２１及び第２内周面２２よりも径方向内側に張り出した形状をなしている。変形部２３は、先後方向の中央部が径方向内側に張り出すように湾曲している。変形部２３は、内周面２０Ａにおける周方向の全周に亘って形成されている。変形部２３を先後方向に対して直交する方向に切断した断面の形状は、円形である。

１－２．超音波発生システムの構成
超音波発生システムは、図４に示すように、超音波発生装置１０と、電源装置１００とを備えている。電源装置１００は、超音波発生装置１０の電極に電気信号を出力し、超音波発生装置１０を駆動させる。

電源装置１００は、信号発生器１０１と、電力増幅器１０２と、計測器１０３とを備えている。信号発生器１０１は、任意の振動信号を生成する。信号発生器１０１は、例えば周波数特性分析器（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ａｎａｌｙｚｅｒ)を用いてもよい。電力増幅器１０２は、信号発生器１０１から出力された信号を増幅して、超音波発生装置１０に印加する。電力増幅器１０２は、例えば公知のＰｏｗｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒを用いてもよい。計測器１０３は、電力増幅器１０２で増幅された信号をモニタリングする。計測器１０３は、例えばオシロスコープを用いてもよい。電源装置１００は、増幅された信号を超音波発生装置１０に供給するとともに印加電圧をモニタリングする。

本実施例では超音波集束部１２が金属製であり導電性を有するため、電源装置１００は超音波集束部１２と接続され、超音波集束部１２を経由して超音波発生源１１と電気的に接続されている。超音波集束部１２が絶縁体である場合、電源装置１００と超音波発生源１１とを直接あるいは他の導電性部材を介して接続しても良い。

１－３．超音波発生装置１０の作用及び効果
超音波発生源１１は、電源装置１００から電気信号を与えられると、放射面１５から先方に向けて超音波を発生する。放射面１５から放射された超音波は、第１反射面１６で反射され、第１反射面１６の焦点に向かって集束する。第１反射面１６の焦点は、第２反射面１７の焦点と同じとなっている。このため、第１反射面１６の焦点を通過した超音波は、第２反射面１７で反射され、平面波として導波路１３の内部に導入される。導波路１３の内部に導入された超音波は、導波路１３の内部を伝送され、導波路１３の先端から放射される。

超音波集束部１２及び導波路１３を貫通する貫通孔２０は、図３に示すように、液体９１が流れる流路を構成している。貫通孔２０内では、液体供給部９０によって後方から供給された液体９１が先方に向けて流される。貫通孔２０内を流れる液体９１は、貫通孔２０を形成する内周面２０Ａに接触することで、超音波集束部１２及び導波路１３に伝送される超音波を受ける。液体９１に超音波を与えることによる作用は、例えば液体９１内にマイクロバブルを発生させることなどである。

第１内周面２１の内側の領域では、液体９１の流れが層流になりやすいため、第１内周面２１に近い径方向外側の液体９１には超音波が届きやすいものの、第１内周面２１から離れた径方向内側の液体９１までは超音波が届きにくい。この点、超音波発生装置１０は、第１内周面２１よりも先方に変形部２３が設けられているため、第１内周面２１から変形部２３へ液体９１が流れる際、液体９１の流れが乱流になりやすい。このため、液体９１が径方向の内側と外側とで入れ替わり、液体９１全体に超音波が届きやすくなる。特に、超音波発生装置１０は、変形部２３の内側の流路が第１内周面２１の内側の流路よりも狭いため、この観点からも液体９１全体に超音波が届きやすい構成となっている。

また、変形部２３は、貫通孔２０のうち導波路１３を貫通する部位に設けられている。超音波集束部１２及び導波路１３に伝送される超音波は、先方に向かうにつれて減衰する。このため、変形部２３の内側を流れる液体９１に対して振幅が小さめの超音波を与えることができる。

また、変形部２３よりも先方には、第２内周面２２が設けられている。このため、変形部２３において乱流になった液体９１の流れが、第２内周面２２において層流又は層流に近い状態に戻される。そして、層流又は層流に近い状態に戻った液体９１が、超音波発生装置１０の先端から放出される。

２．第２実施形態
第１実施形態の超音波発生装置は、変形部が貫通孔のうち導波路を貫通する部位に設けられる構成であったが、この構成に限定されない。第２実施形態では、変形部が貫通孔のうち超音波集束部を貫通する部位に設けられる例について説明する。なお、第２実施形態の説明では、第１実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、詳しい説明を省略する。

第２実施形態の超音波発生装置２１０は、図５に示すように、超音波発生源１１と、超音波集束部２１２と、導波路２１３と、を備えている。超音波集束部２１２及び導波路２１３は、超音波集束部２１２及び導波路２１３を先後方向に貫通する貫通孔２２０を有している。貫通孔２２０を形成する内周面２２０Ａは、第１内周面２２１と、第２内周面２２２と、変形部２３と、を有している。

超音波集束部２１２は、変形部２３が設けられる点で第１実施形態の超音波集束部１２とは異なり、その他の点で共通する。導波路２１３は、変形部２３が設けられていない点で第１実施形態の導波路１３とは異なり、その他の点で共通する。第１内周面２２１は、先後方向の長さが短い点で第１実施形態の第１内周面２１とは異なり、その他の点で共通する。第２内周面２２２は、先後方向の長さが長い点で第１実施形態の第２内周面２２とは異なり、その他の点で共通する。

変形部２３は、貫通孔２２０のうち超音波集束部２１２を貫通する部位に設けられている。このため、第２実施形態の超音波発生装置２１０は、変形部２３の内側を流れる液体９１に対して振幅が大きめの超音波を与えることができる。

３．第３実施形態
変形部の形状は、第１実施形態の構成に限定されない。第３実施形態では、変形部の別の例について説明する。なお、第３実施形態の説明では、第１実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、詳しい説明を省略する。

第３実施形態の超音波発生装置３１０は、図６に示すように、超音波発生源１１と、超音波集束部１２と、導波路３１３と、を備えている。超音波集束部１２及び導波路３１３は、超音波集束部１２及び導波路３１３を先後方向に貫通する貫通孔３２０を有している。貫通孔３２０を形成する内周面３２０Ａは、第１内周面２１と、第２内周面２２と、変形部３２３と、を有している。

導波路３１３は、第１実施形態の変形部２３に代えて変形部３２３が設けられている点で第１実施形態の導波路１３とは異なり、その他の点で共通する。

変形部３２３は、図６及び図７に示すように、先後方向に切断した断面において、第１内周面２１よりも外側に配置された部位である。変形部３２３は、内周面３２０Ａに形成された凹部として構成されている。変形部３２３は、第１内周面２１及び第２内周面２２よりも径方向外側に凹んだ形状をなしている。変形部３２３は、先後方向の中央部の凹みが大きくなるように湾曲している。変形部３２３は、内周面３２０Ａにおける周方向の全周に亘って形成されている。

第３実施形態の超音波発生装置３１０は、変形部３２３によって、貫通孔３２０を流れる液体９１の流れに乱流を生じさせることができる。

４．第４実施形態
第４実施形態では、変形部の形状の第３の例について説明する。なお、第４実施形態の説明では、第１実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、詳しい説明を省略する。

第４実施形態の超音波発生装置４１０は、図８に示すように、超音波発生源１１と、超音波集束部１２と、導波路４１３と、を備えている。超音波集束部１２及び導波路４１３は、超音波集束部１２及び導波路４１３を先後方向に貫通する貫通孔４２０を有している。貫通孔４２０を形成する内周面４２０Ａは、第１内周面４２１と、第２内周面４２２と、変形部４２３と、を有している。

第１内周面４２１は、第２反射面１７よりも先方に配置されている。第１内周面４２１の後端は、第２反射面１７の前端に連なっている。第１内周面４２１は、先後方向に切断した断面形状が先後方向に直線状に延びる形状をなしている。第１内周面４２１は、所定の第１断面の形状を先後方向に直線状に延ばした形状をなしている。第１内周面４２１の第１断面の形状及び大きさは、先後方向に一定である。第１内周面４２１の第１断面の形状は、円形である。

第２内周面４２２は、第１内周面４２１よりも先方に配置されている。第２内周面４２２は、内周面４２０Ａの先端部を構成している。第２内周面４２２は、先後方向に切断した断面形状が先後方向に直線状に延びる形状をなしている。第２内周面４２２は、所定の第２断面の形状を先後方向に直線状に延ばした形状をなしている。第２内周面４２２の第２断面の形状及び大きさは、先後方向に一定である。第２内周面４２２の第２断面の形状は、円形である。第２内周面４２２の第２断面の大きさは、第１内周面４２１の第１断面の大きさよりも大きい。つまり、本実施形態では、第２断面形状は、第１断面形状よりも大きい。

変形部４２３は、先後方向において、第１内周面４２１と第２内周面４２２との間に設けられており、第１内周面４２１及び第２内周面４２２に連なっている。変形部４２３は、先方に向けて拡径する曲面形状をなしている。このため、第４実施形態の超音波発生装置４１０は、変形部４２３によって、貫通孔４２０を流れる液体９１の流れに乱流を生じさせ、第２内周面４２２によって層流に戻すこと又は層流に近づけることができる。その結果、貫通孔４２０を流れる液体９１全体に、導波路４１３を伝送される超音波が届きやすくなる。

５．第５実施形態
第１実施形態から第４実施形態では、貫通孔を液体が流れる流路として利用する方法について説明したが、別の利用方法を採用してもよい。第５実施形態では、第２実施形態で説明した超音波発生装置を用いて、別の利用方法の一例を説明する。

図９に示すように、超音波発生装置２１０の貫通孔２２０内には、センサプローブ８０が後方から挿入されている。センサプローブ８０の先端部には、センサ８１が固定されている。センサ８１は、例えば、導波路２１３から放射されて図示しない対象物に反射された超音波を受信する。

センサプローブ８０が、貫通孔２２０を形成する内周面２２０Ａに接触すると、接触した部位からセンサプローブ８０側に超音波が漏れるおそれがある。この点、図９に示す超音波発生装置２１０は、内周面２２０Ａにおいて内側に突出した変形部２３が設けられているため、センサプローブ８０が内周面２２０Ａに接触する部位を極力抑えることができ、その結果、センサプローブ８０を介して超音波が漏れることを抑制することができる。また、センサプローブ８０が第２反射面１７に接触すると、第１反射面１６で反射された超音波が第２反射面１７で反射することなくセンサプローブ８０から漏れるおそれがある。しかし、図９に示すように、変形部２３は、超音波集束部２１２及び導波路２１３のうち第２反射面１７に近い超音波集束部２１２側に設けられている。この構成によれば、センサプローブ８０が第２反射面１７に接触することをより確実に防止することができる。なお、センサプローブ８０は撓みにくいことが好ましい。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。また、上述した実施形態や後述する実施形態の様々な特徴は、矛盾しない組み合わせであればどのように組み合わされてもよい。
（１）上記第１実施形態では、凸状の変形部２３が導波路１３を構成する筒体と一体であったが、別体であってもよい。上記第２実施形態及び第５実施形態では、凸状の変形部２３が超音波集束部１２，２１２を構成する部材と一体であったが別体であってもよい。
（２）上記第１実施形態では、凸状の変形部２３が貫通孔２０を形成する内周面２０Ａにおける周方向の全周に亘って形成される構成であったが、図１０に示す変形部２３Ａのように、内周面２０Ａにおける周方向の一部にのみ形成される構成であってもよい。つまり、図１０に示すように、変形部２３Ａは、内周面２０Ａにおける周方向の一部から径方向内側に突出した形態であってもよい。なお、上記第２実施形態の変形部２３についても同様である。
（３）上記第３実施形態では、凹状の変形部３２３が貫通孔３２０を形成する内周面３２０Ａにおける周方向の全周に亘って形成される構成であったが、図１１に示す変形例２３Ｂのように、内周面３２０Ａにおける周方向の一部にのみ形成される構成であってもよい。つまり、図１１に示すように、変形部２３Ｂは、内周面２０Ａの周方向の一部から径方向外側に凹んだ形態であってもよい。
（４）上記第１実施形態では、変形部の断面の形状が円形であったが、円形でなくてもよい。例えば、図１２に示す変形部２３Ｃのように、断面の形状が楕円形であってもよい。変形部２３Ｃのように断面の形状を楕円形とする場合、導波路１３を径方向に圧縮して導波路ごと楕円形にしてもよい。また、図１３に示す変形部２３Ｄのように、断面の形状は、十字型であってもよい。また、図１４に示す変形部２３Ｅのように、断面の形状は、星形であってもよい。図１２～図１４に示す変形部２３Ｃ，２３Ｄ，２３Ｅのように、変形部２３Ｃ，２３Ｄ，２３Ｅの断面の形状が第１内周面２１の断面の形状と異なる場合、変形部２３Ｃ，２３Ｄ，２３Ｅは、第１内周面２１よりも径方向内側に配置される部位であってもよいし、第１内周面２１よりも径方向外側に配置される部位であってもよいし、両方で構成される部位であってもよい。
（５）図１５に示す変形部２３Ｆのように、第１内周面２１の中心軸に対して、中心軸がずれた構成であってもよい。
（６）図１６に示す超音波発生装置６１０のように、変形部２３Ｇ，２３Ｈ，２３Ｉが、先後方向に間隔を空けて複数設けられる構成であってもよい。例えば、図１６に示すように、超音波集束部６１２側と導波路６１３側との両方に変形部２３Ｇ，２３Ｈ，２３Ｉが設けられる構成であってもよい。また、図１６に示すように、第１実施形態及び第２実施形態で例示した凸状の変形部２３Ｇと、第３実施形態で例示した凹状の変形部２３Ｈ，２３Ｉの両方が設けられる構成であってもよい。また、図１６では、変形部２３Ｇ，２３Ｈ，２３Ｉが、先後方向に間隔を空けて配置されているが、間隔をあけずに連続して配置される構成であってもよい。また、図１６では、凸状の変形部２３Ｇと、凹状の変形部２３Ｈ，２３Ｉとがそれぞれ段差なく形成されているが、段差状に形成されていてもよい。
（７）上記各実施形態では、第１反射面１６及び第２反射面１７が放物面であった。これに限らず、第１反射面１６及び第２反射面１７の両方もしくは一方は、厳密な放物面でなくともよく、近似的に放物面とみなせる形状であればよい。言い換えると、第１反射面１６及び第２反射面１７の両方もしくは一方は、超音波発生源１１から発生した超音波が第１反射面１６および第２反射面１７を経由して導波路１３，２１３，３１３，４１３へと到達するように湾曲した面であればよい。第１反射面１６及び第２反射面１７は、多数の微小な平面で構成されていてもよい。
（８）第２反射面１７の形状は、図１に示す第１実施形態の形状に限らない。例えば、図１７に示す超音波発生装置７１０における超音波集束部７１２の第２反射面７１７のように、後方に張り出すように湾曲した形状であってもよい。
（９）上記実施形態において超音波発生源１１は圧電セラミックスからなる圧電素子である。これに限らず、超音波発生源１１は、他の圧電材料を用いることができる。超音波発生源１１は、例えば圧電セラミックスからなる圧電積層体などであってもよい。
（１０）上記各実施形態では、超音波発生装置１０，２１０，３１０，４１０が第２内周面２２，２２２，４２２を有する構成であったが、第２内周面２２，２２２，４２２を有さない構成であってもよい。

なお、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、今回開示された実施の形態に限定されるものではなく、請求の範囲によって示された範囲内又は請求の範囲と均等の範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１０…超音波発生装置
１１…超音波発生源
１２…超音波集束部
１３…導波路
２０…貫通孔
２０Ａ…内周面
２１…第１内周面
２２…第２内周面
２３…変形部
２３Ａ…変形部
２３Ｂ…変形部
２３Ｃ…変形部
２３Ｄ…変形部
２３Ｅ…変形部
２３Ｆ…変形部
２３Ｇ…変形部
２３Ｈ…変形部
２３Ｉ…変形部
９１…液体
１００…電源装置
２１０…超音波発生装置
２１２…超音波集束部
２１３…導波路
２２０…貫通孔
２２０Ａ…内周面
２２１…第１内周面
２２２…第２内周面
３１０…超音波発生装置
３１３…導波路
３２０…貫通孔
３２０Ａ…内周面
３２３…変形部
４１０…超音波発生装置
４１３…導波路
４２０…貫通孔
４２０Ａ…内周面
４２１…第１内周面
４２２…第２内周面
４２３…変形部
６１０…超音波発生装置
６１２…超音波集束部
６１３…導波路
７１０…超音波発生装置
７１２…超音波集束部
Ａ…軸

Claims (6)

1. 超音波を発生する超音波発生源と、
   前記超音波発生源から発生した超音波を集束する超音波集束部と、
   前記超音波集束部によって集束された超音波を伝送する導波路と、を備え、
   後端側から前記超音波発生源、前記超音波集束部、前記導波路の順に配置されてなり、
   前記超音波集束部及び前記導波路は、前記超音波集束部及び前記導波路を先後方向に貫通する貫通孔を有し、
   前記貫通孔を形成する内周面は、第１内周面と、前記第１内周面よりも先端側に配置される変形部と、を有し、
   前記第１内周面は、前記先後方向に切断した断面形状が前記先後方向に直線状に延びる形状をなしており、
   前記変形部は、前記先後方向に切断した断面において、前記第１内周面よりも内側に配置された部位、及び前記第１内周面よりも外側に配置された部位のうち少なくとも一方であり、前記内周面の周方向の一部または全周に亘って形成される
   超音波発生装置。
2. 前記貫通孔は、液体が流れる流路を構成する
   請求項１に記載の超音波発生装置。
3. 前記内周面は、前記変形部よりも先端側に配置される第２内周面を有し、
   前記第２内周面は、前記先後方向に切断した断面形状が前記先後方向に直線状に延びる形状をなしている
   請求項２に記載の超音波発生装置。
4. 前記変形部は、前記貫通孔のうち前記導波路を貫通する部位に設けられている
   請求項２に記載の超音波発生装置。
5. 前記変形部は、前記貫通孔のうち前記超音波集束部を貫通する部位に設けられている
   請求項２に記載の超音波発生装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の超音波発生装置と、
   前記超音波発生装置に電気信号を出力する電源装置と、を備えている超音波発生システム。

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