WO2017119099A1 - 振動伝達部材、超音波処置具及び振動体ユニット - Google Patents

Abstract

　振動伝達部材の複数のセグメントのそれぞれは、互いに対して隣り合う対応する２つの振動腹の間の半波長部分に相当し、前記振動腹の間の振動節を中心として長手方向について対称になる。前記セグメントの中の複数の凹セグメントのそれぞれでは、前記振動節が溝に位置し、前記長手方向について前記溝の基端から先端まで中間延設部が延設されている。前記凹セグメントの中の少なくとも２つは、前記中間延設部の前記長手方向についての寸法及び前記中間延設部の前記長手方向に垂直な断面積の少なくとも一方が、互いに対して異なる。

Description

振動伝達部材、超音波処置具及び振動体ユニット

　本発明は、超音波振動を伝達する振動伝達部材に関する。また、その振動伝達部材をそれぞれが備える超音波処置具及び振動体ユニットに関する。

　特許文献１には、超音波トランスデューサで発生した超音波振動を伝達する振動伝達部材を備える超音波処置具が開示されている。この超音波処置具では、振動伝達部材の先端部に、エネルギー付与部が形成されている。振動伝達部材を通して伝達された超音波振動は、エネルギー付与部と把持部材との間で把持される処置対象に、エネルギー付与部から付与される。

特開２００２－６５６８８号公報

　前記特許文献１のような超音波処置具に設けられる振動伝達部材では、ヤング率等の物性のばらつきが、製造において部材ごとに生じる。振動伝達部材の物性が部材ごとにばらつくことにより、振動伝達部材を含む振動体ユニットの共振周波数が製品ごとにばらつき、振動伝達部材に設けられる振幅拡大部（ホーン）での変性比等が製品ごとにばらつく。振動伝達部材の物性に対応させて長手方向についての振動伝達部材の全長を調整することにより、振動体ユニットの共振周波数は調整可能である。ただし、この場合、振動伝達部材の長手方向についての全長が部材ごとにばらつくため、超音波処置具の製造及び処置性能等への影響が大きくなる。

　本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、部材ごとに長手方向の全長がばらつくことなく、部材ごとの共振周波数のばらつきが抑制される振動伝達部材を提供することにある。また、その振動伝達部材をそれぞれが備える超音波処置具及び振動体ユニットを提供することにある。

　前記目的を達成するために、本発明のある態様は、超音波トランスデューサが取付けられ、前記超音波トランスデューサで発生した超音波振動を伝達することにより、所定の共振周波数で振動する振動伝達部材であって、長手方向について互いに対して異なる領域に延設される複数のセグメントであって、前記セグメントのそれぞれは、前記振動伝達部材が前記所定の共振周波数で振動する状態において、互いに対して隣り合う対応する２つの振動腹の間の半波長部分に相当するとともに、前記セグメントのそれぞれでは、前記対応する２つの振動腹の間の振動節を中心として、前記半波長部分が前記長手方向について対称になる、セグメントを備え、前記複数のセグメントは、複数の凹セグメントであって、前記凹セグメントのそれぞれでは、前記半波長部分において内周側へ凹む溝が形成されるとともに、前記対応する２つの振動腹の間の前記振動節が前記溝に位置する凹セグメントを備え、前記複数の凹セグメントのぞれぞれは、前記長手方向について前記半波長部分の基端から前記溝の基端まで延設される基端側延設部と、前記長手方向について前記溝の先端から前記半波長部分の先端まで延設される先端側延設部と、前記長手方向について前記溝の前記基端から前記溝の前記先端まで延設される中間延設部と、を備え、前記凹セグメントのそれぞれでは、前記基端側延設部の前記長手方向についての寸法が、前記先端側延設部の前記長手方向についての寸法と同一であるとともに、前記基端側延設部の前記長手方向に垂直な断面積が、前記先端側延設部の前記長手方向に垂直な断面積と同一であり、　前記凹セグメントのそれぞれでは、前記中間延設部の前記長手方向に垂直な断面積が、前記基端側延設部及び前記先端側延設部のそれぞれの前記長手方向に垂直な前記断面積に比べて、小さく、前記複数の凹セグメントの中の少なくとも２つは、前記中間延設部の前記長手方向についての寸法及び前記中間延設部の前記長手方向に垂直な前記断面積の少なくとも一方が、互いに対して異なる。

　本発明によれば、部材ごとに長手方向の全長がばらつくことなく、部材ごとの共振周波数のばらつきが抑制される振動伝達部材を提供することができる。また、その振動伝達部材をそれぞれが備える超音波処置具及び振動体ユニットを提供することができる。

図１は、第１の実施形態に係る処置システムを示す概略図である。 図２は、第１の実施形態に係るトランスデューサユニットの構成を概略的に示す断面図である。 図３は、第１の実施形態に係る振動伝達部材の構成を示す概略図である。 図４は、第１の実施形態に係るセグメントのそれぞれについて凹セグメントにするか否の決定、及び、いずれか１つの凹セグメント又はいずれか複数の凹セグメントのそれぞれにおける中間延設部の寸法及び断面積の少なくとも一方の調整を、説明する概略図である。

　（第１の実施形態）　
　本発明の第１の実施形態について、図１乃至図４を参照して説明する。図１は、本実施形態の処置システム１を示す図である。図１に示すように、処置システム１は、超音波処置具２と、トランスデューサユニット３と、エネルギー制御装置５と、を備える。超音波処置具２は、長手軸Ｃを有する。ここで、長手軸Ｃに沿う方向を長手方向（矢印Ｃ１及び矢印Ｃ２で示す方向）とする。そして、長手方向の一方側が先端側（矢印Ｃ１側）であり、先端側とは反対側が基端側（矢印Ｃ２側）である。

　超音波処置具２は、保持可能なハウジング６と、ハウジング６に先端側から連結されるシャフト部７と、シャフト部７の先端部に設けられるエンドエフェクタ８と、を備える。ハウジング６は、長手軸Ｃに対して交差する方向に沿って延設されるグリップ（固定ハンドル）１１を備える。また、ハウジング６には、ハンドル（可動ハンドル）１２が回動可能に取付けられている。ハンドル１２がハウジング６に対して回動することにより、ハンドル１２がグリップ１１に対して開く又は閉じる。

　シャフト部７は、外装を形成する筒状のシース１３と、シース１３の内部に延設される可動部１５と、を備える。シース１３及び可動部１５のそれぞれは、長手軸Ｃ（長手方向）に沿って延設され、例えば、シース１３の中心軸は、長手軸Ｃと略同軸となる。ハウジング６の内部では、ハンドル１２が可動部１５の基端部に連結されている。ハンドル１２がグリップ１１に対して開く又は閉じることにより、可動部１５は、ハウジング６及びシース１３に対して長手方向について（長手軸Ｃに沿って）移動する。

　ハウジング６の内部からは、振動伝達部材（超音波プローブ）１６が、先端側に向かって延設されている。振動伝達部材１６は、６４チタン又はジュラルミン等の振動伝達性が高い材料から形成されている。また、振動伝達部材１６は、シャフト部７に挿通され、シャフト部７（シース１３及び可動部１５）の内部を通って長手軸Ｃに沿って延設されている。振動伝達部材１６の先端部には、エネルギー付与部（プローブ処置部）１７が形成されている。エネルギー付与部（第１の把持片）１７は、シャフト部７の先端から先端側に向かって突出する。

　シース１３の先端部には、把持部材（ジョー）１８が回動可能に取付けられている。また、可動部（可動パイプ）１５の先端部は、把持部材（第２の把持片）１８に接続されている。ハンドル１２の動作に対応して可動部１５が長手軸Ｃに沿って移動することにより、把持部材１８が回動し、エネルギー付与部１７と把持部材１８との間が開く又は閉じる。本実施形態では、エネルギー付与部１７及び把持部材１８によってエンドエフェクタ８が形成される。エネルギー付与部１７と把持部材１８との間が閉じることにより、エネルギー付与部１７と把持部材１８との間で、生体組織等の処置対象を把持可能となる。

　また、ハウジング６には、回転ノブ２１が取付けられ、回転ノブ２１は、シース１３に対して固定されている。シース１３をハウジング６に対して長手軸Ｃ回りに回転することにより、シャフト部７、エンドエフェクタ８及び振動伝達部材１６が一緒にハウジング６に対して長手軸Ｃ回りに回転する。

　トランスデューサユニット３は、基端側からハウジング６に連結される。図２は、トランスデューサユニット３の構成を示す図である。図１及び図２に示すように、トランスデューサユニット３は、トランスデューサケース２２と、トランスデューサケース２２の内部に配置される超音波トランスデューサ２３と、を備える。ハウジング６の内部では、シャフト部７に基端側からトランスデューサケース２２が取付けられる。超音波トランスデューサ２３は、中継部材２５と、中継部材２５に取付けられる（本実施形態では４つの）圧電素子２６と、中継部材２５に取付けられる電極部材２７Ａ，２７Ｂと、を備える。圧電素子２６のそれぞれは、電極部材２７Ａ，２７Ｂの間で挟まれている。

　ハウジング６の内部では、振動伝達部材１６に基端側から中継部材２５が接続され、振動伝達部材１６に基端側から超音波トランスデューサ２３が取付けられる。これにより、振動伝達部材１６及び超音波トランスデューサ２３によって、振動体ユニット１０が形成される。本実施形態では、振動体ユニット１０では、超音波トランスデューサ２３が振動伝達部材１６に取付けられた状態において、超音波トランスデューサ２３（中継部材２５）の先端面３１Ａに振動伝達部材１６の当接面３１Ｂが当接する。また、本実施形態では、超音波トランスデューサ２３において先端面３１Ａから基端側に凹む係合溝３２Ａが形成され、振動伝達部材１６において当接面３１Ｂから基端側に突出する係合突起３２Ｂが形成されている。係合溝３２Ａに係合突起３２Ｂが係合することにより、振動伝達部材１６が超音波トランスデューサ２３に接続される。

　トランスデューサユニット３には、ケーブル３３の一端が接続され、エネルギー制御装置５には、ケーブル３３の他端が取外し可能に接続される。エネルギー制御装置５は、バッテリー又はコンセント等の電源３５と、変換回路等を含むエネルギー出力部３６と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）等を含むプロセッサ又は集積回路等である制御部３７と、記憶媒体３８と、を備える。エネルギー出力部３６は、ケーブル３３の内部に延設される電気配線（図示しない）等を介して超音波トランスデューサ２３に電気的に接続されている。また、ハウジング６には、エネルギー操作入力部として操作ボタン４１が取付けられている。処置システム１では、例えば、トランスデューサユニット３及びケーブル３３の内部を通って信号経路（図示しない）が形成され、制御部３７は、信号経路を通して伝達される操作信号等に基づいて、操作ボタン４１で操作入力が行われているか否かを判断する。

　操作ボタン４１での操作入力を検出したことに基づいて、制御部３７は、エネルギー出力部３６を駆動する。これにより、エネルギー出力部３６は、電源３５からの電力を例えば所定の周波数の交流電力に変換し、変換された電気エネルギーを出力する。そして、エネルギー出力部３６から超音波トランスデューサ２３に電気エネルギーが供給されることにより、電極部材２７，２８の間に電圧（例えば所定の周波数の交流電圧）が印加される。これにより、圧電素子２６のそれぞれは、電流（例えば所定の周波数の交流電流）を超音波振動に変換し、超音波トランスデューサ２３で超音波振動が発生する。

　超音波トランスデューサ２３で発生した超音波振動は、超音波トランスデューサ２３の先端面３１Ａ及び振動伝達部材１６の当接面３１Ｂを通して振動伝達部材１６に伝達される。そして、振動伝達部材１６において、基端側から先端側へエネルギー付与部１７まで超音波振動が伝達される。エネルギー付与部１７は、エネルギー付与部１７と把持部材１８との間で把持される処置対象に、伝達された超音波振動を付与することにより、超音波振動を用いて処置対象を処置する。本実施形態では、振動伝達部材１６が超音波振動を伝達することにより、振動伝達部材１６を含む振動体ユニット１０は、所定の共振周波数（例えば４７ｋＨｚ）で振動する（共振する）。この際、振動体ユニット１０は、振動方向が長手方向（長手軸Ｃ）に対して略平行な縦振動を行う。

　図３は、振動伝達部材１６の構成を示す図である。図２及び図３に示すように、本実施形態では、振動体ユニット１０が所定の共振周波数で振動することにより、超音波トランスデューサ２３には、振動腹Ａｐ及び振動節Ｎｐが発生し、振動伝達部材に複数の振動腹Ａｉ（ｉ＝０，１，…，ｋ，ｋ＋１，ｋ＋２，ｋ＋３）及び複数の振動節Ｎｊ（ｊ＝０，１，…，ｋ，ｋ＋１，ｋ＋２）が発生する。この際、振動腹Ａｐは、超音波トランスデューサ２３の基端（振動体ユニット１０の基端）に位置し、振動腹Ａ０は、超音波トランスデューサ２３と振動伝達部材１６との接続位置（当接面３１Ｂ）に位置する。また、振動腹Ａｐと振動腹Ａ０の間は、所定の共振周波数での振動の半波長に相当し、振動節Ｎｐは振動腹Ａｐと振動腹Ａ０との間に発生する。

　また、振動伝達部材１６に発生する振動腹Ａｉの中では、振動腹Ａ０が最も基端側に位置し、振動腹Ａｋ＋３が最も先端側に位置するものとする。そして、振動腹Ａｉの自然数ｉは、先端側に向かって１ずつ大きくなる。同様に、振動伝達部材１６に発生する振動節Ｎｊの中では、振動節Ｎ０が最も基端側に位置し、振動節Ｎｋ＋２が最も先端側に位置するものとする。そして、振動節Ｎｊの自然数ｊは、先端側に向かって１ずつ大きくなる。また、振動節Ｎｊのそれぞれは、振動腹（対応するＡｊ）と振動腹（対応するＡｊ＋１）との間の半波長部分に、発生する。振動伝達部材１６が所定の共振周波数で振動する状態では、振動腹Ａｋ＋３は、振動伝達部材１６の先端（振動体ユニット１０の先端）に位置する。

　振動伝達部材１６には、振幅を拡大する部位として例えばステップホーン（振幅拡大部）４２が形成されている。ステップホーン４２は、当接面３１Ｂに対して先端側に設けられる。ステップホーン４２では、基端側から先端側へ向かって、長手軸Ｃに略垂直な断面積が減少する。振動体ユニット１０（振動伝達部材１６）が所定の共振周波数で振動する状態では、振動節Ｎ０がステップホーン４２に位置する。いずれの振動腹Ａｉもステップホーン４２から離れて位置するため、ステップホーン４２では、超音波振動の振幅が拡大される。なお、所定の共振周波数での振動の振動腹Ａ０と振動腹Ａ１との間の半波長部分は、ステップホーン４２が設けられるため、振動節Ｎ０を中心として長手方向について非対称な形状となる。振動腹Ａ０と振動腹Ａ１との間の半波長部分では、ステップホーン４２より先端側の部位において、長手軸Ｃに垂直な振動伝達部材１６の断面積が一定Ｓｅｑとなる。

　また、振動伝達部材１６には、内周側に凹む溝４３，５１及びホーン（振幅拡大部）４６,５３が形成されている。溝４３，５１のそれぞれは、長手軸Ｃ回りについて全周に渡って形成されている。溝４３には、リング状のライナー部材４５が外周側から取付けられ、溝５１には、リング状のライナー部材５２が外周側から取付けられる。ライナー部材４５，５２のそれぞれは、例えば電気絶縁性を有するとともに耐熱性を有するゴム等の弾性材料から形成され、対応する溝（４３，５１の対応する１つ）と係合する。また、ライナー部材４５には、シャフト部７の可動部１５が外周側から当接し、ライナー部材５２には、シャフト部７のシース１３が外周側から当接する。ホーン４６は、溝４３の先端から先端側に向かって延設され、ホーン５３は、溝５１の先端から先端側に向かって延設される。ホーン４６，５３のそれぞれでは、基端側から先端側へ向かって、長手軸Ｃに略垂直な断面積が減少する。また、ホーン５３の先端は、エネルギー付与部１７と連続している。

　振動体ユニット１０（振動伝達部材１６）が所定の共振周波数で振動する状態では、振動節Ｎｋ＋１が溝４３に位置し、振動節Ｎｋ＋２が溝５１に位置する。このため、振動伝達部材１６からシャフト部７へライナー部材４５，５２を通して超音波振動が伝達されることが、防止される。また、振動体ユニット１０が所定の共振周波数が振動する状態では、振動腹Ａｋ＋２は、ホーン４６の先端に対して先端側に位置し、振動腹Ａｋ＋３は、ホーン５３の先端に対して先端側に位置する。いずれの振動腹Ａｉもホーン４６，５３から離れて位置するため、ホーン４６，５３のそれぞれでは、超音波振動の振幅が拡大される。なお、所定の共振周波数での振動の振動腹Ａｋ＋１と振動腹Ａｋ＋２との間の半波長部分は、ホーン４６が設けられるため、振動節Ｎｋ＋１を中心として長手方向について非対称な形状となる。同様に、所定の共振周波数での振動の振動腹Ａｋ＋２と振動腹Ａｋ＋３との間の半波長部分は、ホーン５３が設けられるため、振動節Ｎｋ＋２を中心として長手方向について非対称な形状となる。また、振動腹Ａｋ＋１と振動腹Ａｋ＋２との間の半波長部分では、溝４３より基端側の部位において、長手軸Ｃに垂直な振動伝達部材１６の断面積がＳｅｑとなる。

　振動伝達部材１６では、複数のセグメントＺｍ（ｍ＝１，２，…，ｋ）が延設されている。セグメントＺｍは、長手方向についてステップホーン４２と溝４３との間に設けられ、長手方向について互いに対して異なる領域に延設されている。セグメントＺｍの中では、セグメントＺ１が最も基端側に位置し、セグメントＺｋが最も先端側に位置する。そして、セグメントＺｍの自然数ｍは、先端側に向かって１ずつ大きくなる。セグメントＺｋ以外のセグメントＺｍのそれぞれの先端は、セグメントＺｍ＋１の基端と連続する。例えば、セグメントＺ１の先端は、セグメントＺ２の基端と連続し、セグメントＺｋ－１の先端は、セグメントＺｋの基端と連続する。なお、セグメントＺｍは、互いに対して別部材ではなく、単一の部材である振動伝達部材１６に全てのセグメントＺｋが形成される。このため、セグメントＺｍは、ヤング率Ｅ等の物性が互いに対して略均一となる。

　振動体ユニット１０が所定の共振周波数で振動する状態では、セグメントＺｍのそれぞれは、互いに対して隣り合う対応する２つの振動腹（対応するＡｍ，Ａｍ＋１）の間の半波長部分に相当する。例えば、セグメントＺ１は、互いに対して隣り合う振動腹Ａ１，Ａ２の間の半波長部分に相当し、セグメントＺｋは、互いに対して隣り合う振動腹Ａｋ，Ａｋ＋１の間の半波長部分に相当する。また、セグメントＺｍのそれぞれでは、対応する２つの振動腹（対応するＡｍ，Ａｍ＋１）の間の振動節（対応するＮｍ）を中心として、半波長部分が長手方向について対称な形状になる。例えば、セグメントＺ１では、振動腹Ａ１，Ａ２の間の振動節Ｎ１を中心として、半波長部分が長手方向について対称になり、セグメントＺｋでは、振動腹Ａｋ，Ａｋ＋１の間の振動節Ｎｋを中心として、半波長部分が長手方向について対称になる。また、セグメントＺｍのそれぞれは、対応する２つの振動腹（対応するＡｍ，Ａｍ＋１）の間の半波長部分の長手方向についての寸法（対応するＬｍ）を有する。

　セグメントＺｍは、複数の凹セグメントＺａｍを備え、凹セグメントＺａｍのそれぞれには、対応する振動腹（対応するＡｍ，Ａｍ＋１）の間の半波長部分に、内周側へ向かって凹む溝（対応するＶｍ）が形成される。図３では、セグメントＺ１，Ｚ２，Ｚｋのそれぞれは、凹セグメントＺａｍの１つである。凹セグメントＺａｍのそれぞれでは、溝（対応するＶｍ）が、長手軸Ｃ回りについて全周に渡って形成されている。振動体ユニット１０（振動伝達部材１６）が所定の共振周波数で振動する状態では、凹セグメントＺａｍのそれぞれにおいて、対応する振動腹（対応するＡｍ，Ａｍ＋１）の間の振動節（対応するＮｍ）が、溝（対応するＶｍ）に位置する。例えば、凹セグメントＺａ１では、溝Ｖ１に振動節Ｎ１が位置し、凹セグメントＺａｋでは、溝Ｖｋに振動節Ｎｋが位置する。凹セグメントＺａｍのそれぞれでは、長手方向について溝（対応するＶｍ）の略中央位置に振動節（対応するＮｍ）が位置する。したがって、凹セグメントＺａｍのそれぞれは、溝（対応するＶｍ）を中心として長手方向について対称な形状となる。

　なお、セグメントＺｍの中の２つ以上が凹セグメントＺａｍであればよく、ある実施例では、セグメントＺｍの全てが凹セグメントＺａｍとなる。また、別のある実施例では、セグメントＺｍの少なくとも２つ以上は、凹セグメントＺａｍで、セグメントＺｍにおいて凹セグメントＺａｍ以外は、均一セグメントＺｂｍとなる。この場合、均一セグメントＺｂｍのそれぞれでは、振動腹（対応するＡｍ，Ａｍ＋１）の間の半波長部分に溝が形成されず、半波長部分において基端から先端まで長手方向（長手軸Ｃ）に略垂直な断面積がＳｅｑで略均一になる。

　凹セグメントＺａｍのそれぞれは、基端側延設部（対応するＸｍ）、先端側延設部（対応するＹｍ）及び中間延設部（対応するＭｍ）を備える。凹セグメントＺａｍのそれぞれでは、基端側延設部（対応するＸｍ）は、長手方向について対応する２つの振動腹（対応するＡｍ，Ａｍ＋１）の間の半波長部分の基端から溝（対応するＶｍ）の基端まで延設され、先端側延設部（対応するＹｍ）は、長手方向について溝（対応するＶｍ）の先端から半波長部分の先端まで延設されている。また、凹セグメントＺａｍのそれぞれでは、中間延設部（対応するＭｍ）は、長手方向について基端側延設部（対応するＸｍ）と先端側延設部（対応するＹｍ）との間に連続し、長手方向について溝（対応するＶｍ）の基端から溝（対応するＶｍ）の先端まで延設されている。例えば、凹セグメントＺａ１では、半波長部分の基端である振動腹Ａ１から溝Ｖ１の基端まで基端側延設部Ｘ１が延設され、溝Ｖ１の先端から半波長部分の先端である振動腹Ａ２まで先端側延設部Ｙ１が延設されている。そして、基端側延設部Ｘ１と先端側延設部Ｙ１との間に、中間延設部Ｍ１が連続する。

　凹セグメントＺａｍのそれぞれは溝（対応するＶｍ）を中心として長手方向について対称であるため、凹セグメントＺａｍのそれぞれでは、基端側延設部（対応するＸｍ）の長手方向についての寸法が、先端側延設部（対応するＹｍ）の長手方向についての寸法と略同一になる。そして、凹セグメントＺａｍのそれぞれでは、基端側延設部（対応するＸｍ）の長手軸Ｃに略垂直な断面積及び先端側延設部（対応するＹｍ）の長手軸Ｃに略垂直な断面積が、互いに対して略同一となる。また、凹セグメントＺａｍのそれぞれでは、基端側延設部（対応するＸｍ）及び先端側延設部（対応するＹｍ）のそれぞれにおいて、長手方向について基端から先端まで長手方向に略垂直な断面積がＳｅｑで略均一になる。したがって、本実施形態では、全ての基端側延設部Ｘｍ、全て先端側延設部Ｙｍ及び全ての均一セグメントＺｂｍは、互いに対して長手方向に略垂直な断面積がＳｅｑで略同一になる。すなわち、長手方向についてセグメント（最基端セグメント）Ｚ１の基端からセグメント（最先端セグメント）Ｚｋの先端との間では、溝Ｖｍ（中間延設部Ｍｍ）以外の部位において、長手方向に略垂直な断面積がＳｅｑで略均一になる。

　凹セグメントＺａｍのそれぞれでは、溝（対応するＶｍ）が形成されるため、中間延設部（対応するＭｍ）の長手方向に略垂直な断面積（対応するＳｍ）は、基端側延設部（対応するＸｍ）及び先端側延設部（対応するＹｍ）のそれぞれの長手方向に略垂直な断面積Ｓｅｑに比べて、小さくなる。また、本実施形態では、凹セグメントＺａｍのそれぞれにおいて、中間延設部の長手方向についての寸法（対応するＷｍ）は、基端側延設部（対応するＸｍ）及び先端側延設部（対応するＹｍ）のそれぞれの長手方向についての寸法に比べて小さくなる。

　また、本実施形態では、凹セグメントＺａ１（セグメントＺ１）において、中間延設部Ｍ１に、リング状のライナー部材５５が取付けられる。ライナー部材５５は、ゴム等の弾性材料から形成され、溝Ｖ１と係合する。ライナー部材５５は、長手方向について溝Ｖ１の基端から溝Ｖ１の先端に渡る範囲において中間延設部Ｍ１に外周側から当接し、溝Ｖ１において長手軸Ｃ回りの全周に渡って中間延設部Ｍ１に当接する。また、ライナー部材５５には、シャフト部７が外周側から当接する。振動体ユニット１０が所定の共振周波数で振動する状態では、振動節Ｎ１が溝Ｖ１に位置する。このため、振動伝達部材１６からシャフト部７へライナー部材５５を通して超音波振動が伝達されることが、防止される。シャフト部７は、ライナー部材４５，５２，５５を介して振動伝達部材１６を支持し、シャフト部７と振動伝達部材１６が接触しない状態を維持する。

　また、凹セグメントＺａｍの中の少なくとも２つは、溝（対応するＶｍ）の長手方向についての寸法及び溝（対応するＶｍ）の深さの少なくとも一方が、互いに対して異なる。このため、凹セグメントＺａｍの中の少なくとも２つは、中間延設部（対応するＭｍ）の長手方向についての寸法（対応するＷｍ）及び中間延設部（対応するＭｍ）の長手方向に略垂直な断面積（対応するＳｍ）の少なくとも一方が、互いに対して異なる。

　凹セグメントＺａｍは、溝が設けられない均一セグメントＺｂｍとは、半波長部分の長手方向についての寸法Ｌｍが、異なる。均一セグメントＺｂｍに比べて、凹セグメントＺａｍは、半波長部分の長手方向についての寸法Ｌｍが、小さい（短い）。また、凹セグメントＺａｍの中でも、中間延設部Ｍｍの長手方向についての寸法Ｗｍ及び中間延設部Ｍｍの長手方向に略垂直な断面積Ｓｍの少なくとも一方が互いに対して異なれば、半波長部分の長手方向についての寸法Ｌｍが互いに対して異なる。実際に、凹セグメントＺａｍの中では、中間延設部Ｍｍ（溝Ｖｍ）の長手方向についての寸法Ｗｍが大きいほど、半波長部分の長手方向についての寸法Ｌｍが、小さい（短い）。また、凹セグメントＺａｍの中では、中間延設部Ｍｍの長手方向に略垂直な断面積Ｓｍが小さいほど（溝Ｖｍの深さが深いほど）、半波長部分の長手方向についての寸法Ｌｍが、小さい（短い）。

　ある実施例では、全ての凹セグメントＺａｍにおいて中間延設部Ｍｍの長手方向に略垂直な断面積Ｓｍが略同一で、かつ、少なくとも凹セグメントＺａ１，Ｚａ２，Ｚａｋで互いに対して中間延設部（Ｍ１，Ｍ２，Ｍｋ）の長手方向についての寸法（Ｗ１，Ｗ２，Ｗｋ）が異なる。そして、Ｗ２＜Ｗｋ＜Ｗ１の関係が成り立つ。また、別のある実施例では、全ての凹セグメントＺａｍにおいて中間延設部Ｍｍの長手方向についての寸法Ｗｍが略同一で、かつ、少なくとも凹セグメントＺａ１，Ｚａ２，Ｚａｋで互いに対して中間延設部（Ｍ１，Ｍ２，Ｍｋ）の長手方向に略垂直な断面積（Ｓ１，Ｓ２，Ｓｋ）が異なる。そして、Ｓ２＞Ｓｋ＞Ｓ１の関係が成り立つ。これらの実施例のそれぞれでは、少なくとも凹セグメントＺａ１，Ｚａ２，Ｚａｋで互いに対して半波長部分の長手方向についての寸法（Ｌ１，Ｌ２，Ｌｋ）が異なり、Ｌ２＞Ｌｋ＞Ｌ１の関係が成り立つ。

　前述のように本実施形態では、前述の実施例のように、凹セグメントＺａｍの中の少なくとも２つは、半波長部分の長手方向についての寸法（対応するＬｍ）が互いに対して異なる。したがって、本実施形態では、セグメントＺｍ（凹セグメントＺａｍ及び均一セグメントＺｂｍ）の中の少なくとも２つは、対応する振動腹（対応するＡｍ，Ａｍ＋１）の間の半波長部分の長手方向についての寸法（対応するＬｍ）が互いに対して異なる。

　ライナー部材５５が溝Ｖ１と係合する凹セグメントＺａ１では、中間延設部Ｍ１の長手方向についての寸法Ｗ１が所定の長さＷｒｅｆとなり、中間延設部Ｍ１の長手方向に略垂直な断面積Ｓ１が所定の断面積Ｓｒｅｆとなる。所定の長さＷｒｅｆ及び所定の断面積Ｓｒｅｆは、振動伝達部材１６を形成する材料のヤング率Ｅ等の物性に関係なく、既定の値である。すなわち、振動伝達部材１６を形成する材料の物性に対応して、所定の長さＷｒｅｆ及び所定の断面積Ｓｒｅｆは、変化しない。ある実施例では、所定の長さＷｒｅｆは、３．４ｍｍである。

　なお、ライナー部材５５は、凹セグメントＺａ１にのみ取付けられているが、これに限るものではない。ある実施例では、凹セグメントＺａｍのいずれか１つ又はいずれか複数のそれぞれにライナー部材（５５）が取付けられ、他の凹セグメント（対応するＺａｍ）には、ライナー部材（５５）は取付けられない。この場合も、ライナー部材（５５）が取り付けられる凹セグメント（対応するＺａｍ）のそれぞれでは、中間延設部（対応するＭｍ）の長手方向についての寸法（対応するＷｍ）が所定の長さＷｒｅｆとなり、中間延設部（対応するＭｍ）の長手方向に略垂直な断面積（対応するＳｍ）が所定の断面積Ｓｒｅｆとなる。

　また、ライナー部材５５が取付けられない凹セグメント（対応するＺａｍ）の少なくとも１つは、ライナー部材５５が取付けられる凹セグメント（対応するＺａｍ）とは、中間延設部Ｍｍの長手方向についての寸法Ｗｍ及び中間延設部Ｍｍの長手方向に略垂直な断面積Ｓｍの少なくとも一方が、異なる。したがって、ライナー部材５５が取付けられない凹セグメント（対応するＺａｍ）のいずれか１つ又はいずれか複数のそれぞれでは、寸法（対応するＷｍ）が所定の長さＷｒｅｆとは異なるか、及び、断面積（対応するＳｍ）が所定の断面積Ｓｒｅｆとは異なるか、の少なくとも一方である。ある実施例では、ライナー部材５５が凹セグメントＺａ１にのみ取付けられ、凹セメントＺａ２，Ｚａｋのそれぞれにおいて、寸法（Ｗ２，Ｗｋの対応する１つ）が、凹セグメントＺａ１の寸法Ｗ１に相当する所定の長さＷｒｅｆとは異なる。別のある実施例では、ライナー部材５５が凹セグメントＺａ１にのみ取付けられ、凹セグメントＺａ２，Ｚａｋのそれぞれにおいて、断面積（Ｓ２，Ｓｋの対応する１つ）が、凹セグメントＺａ１の断面積Ｓ１に相当する所定の断面積Ｓｒｅｆとは異なる。

　また、凹セグメントＺａｍの中で中間延設部Ｍｍの長手方向についての寸法Ｗｍが最も大きい凹セグメント（対応するＺａｍ）には、溝が設けられない均一セグメント（対応するＺｂｍ）、又は、凹セグメントＺａｍの中で寸法Ｗｍが最も小さい凹セグメント（対応するＺａｍ）が、長手方向について少なくとも一方側に連続する。ある実施例では、凹セグメントＺａ１は、凹セグメントＺａｍの中で寸法Ｗｍが最も大きく、凹セグメントＺ１ｍの先端側（長手方向について一方側）に、均一セグメントＺｂ２、又は、凹セグメントＺａｍの中で寸法Ｗｍが最も小さい凹セグメントＺａ２が、連続する。

　また、凹セグメントＺａｍの中で中間延設部Ｍｍの長手方向に略垂直な断面積Ｓｍが最も小さい凹セグメント（対応するＺａｍ）には、溝が設けられない均一セグメント（対応するＺｂｍ）、又は、凹セグメントＺａｍの中で断面積Ｓｍが最も大きい凹セグメント（対応するＺａｍ）が、長手方向について少なくとも一方側に連続する。ある実施例では、凹セグメントＺａ１は、凹セグメントＺａｍの中で断面積Ｓｍが最も小さく、凹セグメントＺ１ｍの先端側（長手方向について一方側）に、均一セグメントＺｂ２、又は、凹セグメントＺａｍの中で断面積Ｓｍが最も大きい凹セグメントＺａ２が、連続する。

　次に、振動伝達部材１６の製造方法について説明する。ここで、振動伝達部材１６の製造においては、部材ごとに製造元のロットが異なることがある。製造元のロットが部材ごとに異なると、ヤング率Ｅ等の物性が異なる。このため、振動伝達部材１６の製造においては、まず、振動伝達部材１６を形成する材料のヤング率Ｅを含む物性を特定する。

　そして、ヤング率Ｅ等の物性に基づいて、振動体ユニット１０（振動伝達部材１６）が所定の共振周波数で振動する状態での振動腹Ａｉ及び振動節Ｎｊの位置を特定する（決定する）。そして、セグメントＺｍのそれぞれを、互いに対して隣り合う対応する２つの振動腹（対応するＡｍ，Ａｍ＋１）の間の半波長部分に形成する。この際、セグメントＺｍは、長手方向について互いに対して異なる領域に形成され、セグメントＺｍのそれぞれは、対応する振動腹（対応するＡｍ，Ａｍ＋１）の間の振動節（対応するＮｍ）を中心として長手方向について対称に、形成される。

　そして、セグメントＺｍのそれぞれについて、凹セグメント（対応するＺａｍ）にするか、又は、溝が形成されない均一セグメント（対応するＺｂｍ）にするか否かを、ヤング率Ｅ等の物性に基づいて決定する。これにより、セグメントＺｍの中の複数は、凹セグメントＺａｍとして形成され、セグメントＺｍの中の凹セグメントＺａｍ以外は、均一セグメントＺｂｍとして形成される。凹セグメントＺａｍのそれぞれでは、振動腹（対応するＡｍ，Ａｍ＋１）の間の振動節（対応するＮｍ）が溝（対応するＶｍ）に位置する状態に、半波長部分に溝（対応するＶｍ）が形成される。

　そして、凹セグメントＺａｍのそれぞれに、基端側延設部（対応するＸｍ）、先端側延設部（対応するＹｍ）及び中間延設部（対応するＭｍ）を形成する。この際、凹セグメントＺａｍのそれぞれにおいて、基端側延設部（対応するＸｍ）の長手方向についての寸法を、先端側延設部（対応するＹｍ）の前記長手方向についての寸法と同一にするとともに、基端側延設部（対応するＸｍ）の長手方向に略垂直な断面積を、先端側延設部（対応するＹｍ）の長手方向に略垂直な断面積と同一にする。また、凹セグメントＺａｍのそれぞれにおいて、中間延設部（対応するＭｍ）の長手方向に垂直な断面積（対応するＳｍ）を、基端側延設部（対応するＸｍ）及び先端側延設部（対応するＹｍ）のそれぞれの長手方向に垂直な断面積に比べて、小さくする。

　また、振動伝達部材１６の製造においては、ライナー部材（５５）を形成する。そして、凹セグメントＺａｍのいずれか１つ又はいずれか複数のそれぞれにおいて、ライナー部材（５５）を溝（対応するＶｍ）と係合させ、中間延設部（対応するＭｍ）にライナー部材（５５）を取付ける。凹セグメントＺａｍを形成する際には、ライナー部材（５５）が取付けられる凹セグメント（対応するＺａｍ）のそれぞれにおいて、中間延設部（対応するＭｍ）の長手方向についての寸法（対応するＷｍ）が所定の長さＷｒｅｆに形成され、中間延設部（対応するＭｍ）の長手方向に略垂直な断面積（対応するＳｍ）が所定の断面積Ｓｒｅｆに形成される。この際、振動伝達部材１６のヤング率Ｅ等の物性に関係なく、ライナー部材（５５）が取付けられる凹セグメント（対応するＺａｍ）のそれぞれでは、寸法（対応するＷｍ）が所定の長さＷｒｅｆに形成され、断面積（対応するＳｍ）が所定の断面積Ｓｒｅｆに形成される。

　そして、ライナー部材（５５）が取付けられない凹セグメント（対応するＺａｍ）の中から少なくとも１つを選択する。そして、選択した１つ凹セグメント（対応するＺａｍ）又は選択した複数の凹セグメント（対応するＺａｍ）のそれぞれにおいて、ヤング率Ｅ等の物性に基づいて、中間延設部（対応するＭｍ）の長手方向についての寸法（対応するＷｍ）及び中間延設部（対応するＭｍ）の長手方向に略垂直な断面積（対応するＳｍ）の少なくとも一方を調整する。

　図４は、セグメントＺｍのそれぞれについて凹セグメント（対応するＺａｍ）にするか否の決定、及び、いずれか１つの凹セグメント（対応するＺａｍ）又はいずれか複数の凹セグメント（対応するＺａｍ）のそれぞれにおける中間延設部（対応するＭｍ）の寸法（対応するＷｍ）及び断面積（対応するＳｍ）の少なくとも一方の調整を説明する図である。図４に示すように、振動伝達部材１６では、ヤング率ＥがＥα、Ｅβ、Ｅγ（Ｅα＞Ｅβ＞Ｅγ）と部材ごとにばらつくことがある。ここで、ヤング率Ｅαの材料から形成される振動伝達部材１６（α）に関しては、関連する部位等を参照符号及び（α）で示す。同様に、ヤング率Ｅβの材料から形成される振動伝達部材１６（β）に関連する部位等は参照符号及び（β）で示し、ヤング率Ｅγの材料から形成される振動伝達部材１６（γ）に関連する部位等は参照符号及び（γ）で示す。

　図４に示す実施例では、いずれの振動伝達部材１６においても（すなわち、ヤング率Ｅ等の物性に関係なく）、凹セグメントＺａ１にのみライナー部材５５が取付けられる。このため、いずれの振動伝達部材１６においても、中間延設部Ｍ１の寸法Ｗ１が所定の長さＷｒｅｆに形成され、中間延設部Ｍ１の断面積Ｓ１が所定の断面積Ｓｒｅｆに形成される。本実施例では、ヤング率Ｅ等の物性に対応させて、凹セグメントＺａｋの中間延設部Ｍｋの長手方向についての寸法Ｗｋが、少なくとも調整される。なお、本実施例では、いずれの振動伝達部材１６においても、凹セグメントＺａｋの中間延設部Ｍｋの長手方向に略垂直な断面積Ｓｋは略同一になり、物性に対応させた断面積Ｓｋの調整は行われない。また、本実施例では、ヤング率Ｅ等の物性に対応させて、少なくともセグメントＺ２について、凹セグメントＺａ２にするか、又は、均一セグメントＺｂ２にするか、が決定される。そして、セグメントＺ２を凹セグメントＺａ２にする場合は、物性に対応させて、凹セグメントＺａ２の中間延設部Ｍ２の長手方向についての寸法Ｗ２が、調整される。なお、本実施例では、セグメントＺ２が凹セグメントＺａ２になるいずれの振動伝達部材１６においても、凹セグメントＺａ２の中間延設部Ｍ２の長手方向に略垂直な断面積Ｓ２は略同一になり、物性に対応させた断面積Ｓ２の調整は行われない。

　ここで、例えば、ヤング率Ｅ等の物性が互いに対して同一である材料からあるセグメントＺｍのそれぞれを形成するとする。物性が同一である場合、セグメントＺｍのそれぞれでは、溝（対応するＶｍ）の長手方向についての寸法が大きいほど、半波長部分の長手方向についての寸法（対応するＬｍ）が短くなる。一方、セグメントＺｍのそれぞれでは、溝（対応するＶｍ）の長手方向についての寸法が小さいほど、半波長部分（対応するＬｍ）の長手方向についての寸法が長くなり、溝が存在しない場合が、半波長部分の長手方向についての寸法（Ｌｍ）が最も長くなる。

　本実施例では、ヤング率ＥがＥαの振動伝達部材１６（α）の凹セグメントＺａｋ（α）における寸法Ｗｋ（α）に比べ、ヤング率ＥがＥαより小さいＥβの振動伝達部材１６（β）の凹セグメントＺａｋ（β）における寸法Ｗｋ（β）を、小さくする。また、振動伝達部材１６（α）の凹セグメントＺａ２（α）における寸法Ｗ２（α）に比べ、振動伝達部材１６（β）の凹セグメントＺａ２（β）における寸法Ｗ２（β）を、小さくする。これにより、振動伝達部材１６（α），１６（β）では、互いに対するヤング率Ｅのばらつきの共振周波数及び長手方向についての全長Ｌａｌｌへの影響が、寸法Ｗ２，Ｗｋの調整によって打消される。したがって、振動伝達部材１６（α），１６（β）では、互いに対して共振周波数が同一に調整され、長手方向についての全長Ｌａｌｌも互いに対して同一に調整される。すなわち、振動伝達部材１６（α），１６（β）はいずれも、超音波振動を伝達する状態において所定の共振周波数（例えば４７ｋＨｚ）で振動し、長手方向についての全長（Ｌａｌｌ（α），Ｌａｌｌ（β））が所定の寸法Ｌｃｏｎｓｔとなる。前述のように、物性に対応させて適宜の長さのセグメントＺｍを長手軸Ｃに沿って配置することにより、共振周波数を調整するとともに、振動伝達部材１６の全長Ｌａｌｌが適宜調整される。

　また、本実施例では、ヤング率ＥがＥβの振動伝達部材１６（β）の凹セグメントＺａｋ（α）における寸法Ｗｋ（β）に比べ、ヤング率ＥがＥβより小さいＥγの振動伝達部材１６（γ）の凹セグメントＺａｋ（γ）における寸法Ｗｋ（γ）を、小さくする。また、振動伝達部材１６（γ）では、セグメントＺ２（γ）を、均一セグメントＺｂ２（γ）として形成する。これにより、振動伝達部材１６（β），１６（γ）では、互いに対するヤング率Ｅのばらつきの共振周波数及び長手方向についての全長Ｌａｌｌへの影響が、寸法Ｗｋの調整及びセグメントＺ２（γ）を均一セグメントＺｂ２（γ）にしたことによって打消される。したがって、振動伝達部材１６（β），１６（γ）では、互いに対して共振周波数が同一に調整され、長手方向についての全長Ｌａｌｌも互いに対して同一に調整される。すなわち、振動伝達部材１６（β），１６（γ）はいずれも、超音波振動を伝達する状態において所定の共振周波数（例えば４７ｋＨｚ）で振動し、長手方向についての全長（Ｌａｌｌ（β），Ｌａｌｌ（γ））が所定の寸法Ｌｃｏｎｓｔとなる。

　前述のように本実施例では、凹セグメントＺａｍの少なくとも１つ（例えばＺａ２，Ｚａｋ）のそれぞれにおいて、ヤング率Ｅ等の物性に基づいて、中間延設部（対応するＭｍ）の長手方向についての寸法（対応するＷｍ）を調整する。また、セグメントＺｍのいずれか１つ（例えばＺ２）又はいずれか複数のそれぞれについては、ヤング率Ｅ等の物性に基づいて、凹セグメント（対応するＺａｍ）にするか、又は、均一セグメント（対応するＺｂｍ）にするかが、決定される。これにより、物性に関係なく、全ての振動伝達部材１６において、共振周波数が所定の共振周波数に調整され、長手方向についての全長Ｌａｌｌが所定の寸法Ｌｃｏｎｓｔに形成される。

　また、本実施例では、凹セグメントＺａｍのいずれか１つ又はいずれか複数（例えばＺａ２，Ｚａｋ）のそれぞれは、物性に基づく寸法（対応するＷｍ）の調整によって、ライナー部材５５が取付けられる凹セグメント（例えばＺａ１）とは、中間延設部（対応するＭｍ）の長手方向についての寸法（対応するＷｍ）が異なる。すなわち、凹セグメントＺａｍの少なくとも１つ（例えばＺａ２，Ｚａｋ）のそれぞれは、中間延設部（対応するＭｍ）の長手方向についての寸法（対応するＷｍ）が、所定の長さＷｒｅｆとは異なる。これにより、いずれの振動伝達部材１６においても、凹セグメントＺａｍの少なくとも２つ（例えばＺａ１，Ｚａｋ；Ｚａ１，Ｚａ２，Ｚａｋ）は、中間延設部（対応するＭｍ）の長手方向についての寸法（対応するＷｍ）が互いに対して異なる状態に、形成される。

　別のある実施例でも、いずれの振動伝達部材１６においても（すなわち、ヤング率Ｅ等の物性に関係なく）、凹セグメントＺａ１にのみライナー部材５５が取付けられる。ただし、本実施例では、ヤング率Ｅ等の物性に対応させて、凹セグメントＺａｋの中間延設部Ｍｋの長手方向に略垂直な断面積Ｓｋが、少なくとも調整される。なお、本実施例では、いずれの振動伝達部材１６においても、凹セグメントＺａｋの中間延設部Ｍｋの長手方向についての寸法Ｗｋは略同一になり、物性に対応させた寸法Ｗｋの調整は行われない。

　ここで、例えば、ヤング率Ｅ等の物性が互いに対して同一である材料からあるセグメントＺｍのそれぞれを形成するとする。物性が同一である場合、セグメントＺｍのそれぞれでは、溝（対応するＶｍ）の深さが大きいほど、半波長部分の長手方向についての寸法（対応するＬｍ）が短くなる。一方、セグメントＺｍのそれぞれでは、溝（対応するＶｍ）の深さが小さいほど、半波長部分（対応するＬｍ）の長手方向についての寸法が長くなり、溝が存在しない場合が、半波長部分の長手方向についての寸法（Ｌｍ）が最も長くなる。

　本実施例では、ヤング率ＥがＥαの振動伝達部材１６（α）の凹セグメントＺａｋ（α）における断面積Ｓｋ（α）に比べ、ヤング率ＥがＥαより小さいＥβの振動伝達部材１６（β）の凹セグメントＺａｋ（β）における断面積Ｓｋ（β）を、大きくする。これにより、振動伝達部材１６（α），１６（β）では、互いに対するヤング率Ｅのばらつきの共振周波数及び長手方向についての全長Ｌａｌｌへの影響が、断面積Ｓｋの調整によって打消される。したがって、振動伝達部材１６（α），１６（β）では、互いに対して共振周波数が同一に調整され、長手方向についての全長Ｌａｌｌも互いに対して同一に調整される。すなわち、振動伝達部材１６（α），１６（β）はいずれも、超音波振動を伝達する状態において所定の共振周波数（例えば４７ｋＨｚ）で振動し、長手方向についての全長（Ｌａｌｌ（α），Ｌａｌｌ（β））が所定の寸法Ｌｃｏｎｓｔとなる。

　前述のように本実施例では、凹セグメントＺａｍの少なくとも１つ（例えばＺａｋ）のそれぞれにおいて、ヤング率Ｅ等の物性に基づいて、中間延設部（対応するＭｍ）の長手方向に略垂直な断面積（対応するＳｍ）を調整する。これにより、物性に関係なく、全ての振動伝達部材１６において、共振周波数が所定の共振周波数に調整され、長手方向についての全長Ｌａｌｌが所定の寸法Ｌｃｏｎｓｔに形成される。

　また、本実施例では、凹セグメントＺａｍの少なくとも１つ（例えばＺａｋ）のそれぞれは、物性に基づく寸法（対応するＷｍ）の調整によって、ライナー部材５５が取付けられる凹セグメント（例えばＺａ１）とは、中間延設部（対応するＭｍ）の長手方向に略垂直な断面積（対応するＳｍ）が異なる。すなわち、凹セグメントＺａｍのいずれか１つ（例えばＺａｋ）又はいずれか複数のそれぞれは、中間延設部（対応するＭｍ）の長手方向に略垂直な断面積（対応するＳｍ）が、所定の断面積Ｓｒｅｆとは異なる。これにより、いずれの振動伝達部材１６においても、凹セグメントＺａｍの少なくとも２つ（例えばＺａ１，Ｚａｋ）は、中間延設部（対応するＭｍ）の長手方向に略垂直な断面積（対応するＳｍ）が互いに対して異なる状態に、形成される。

　また、別のある実施例では、凹セグメントＺａｍのいずれか１つ（例えばＺａｋ）又はいずれか複数のそれぞれにおいて、ヤング率Ｅ等の物性に基づいて、中間延設部（対応するＭｍ）の長手方向についての寸法（対応するＷｍ）及び中間延設部（対応するＭｍ）の長手方向に略垂直な断面積（対応するＳｍ）を調整する。これにより、物性に関係なく、全ての振動伝達部材１６において、共振周波数が所定の共振周波数に調整され、長手方向についての全長Ｌａｌｌが所定の寸法Ｌｃｏｎｓｔに形成される。

　また、本実施例では、凹セグメントＺａｍの少なくとも１つ（例えばＺａｋ）のそれぞれは、物性に基づく寸法（対応するＷｍ）及び断面積（対応するＳｍ）の調整によって、ライナー部材５５が取付けられる凹セグメント（例えばＺａ１）とは、中間延設部（対応するＭｍ）の長手方向についての寸法（対応するＷｍ）が異なるとともに、中間延設部（対応するＭｍ）の長手方向に略垂直な断面積（対応するＳｍ）が異なる。すなわち、凹セグメントＺａｍのいずれか１つ（例えばＺａｋ）又はいずれか複数のそれぞれは、中間延設部（対応するＭｍ）の長手方向についての寸法（対応するＷｍ）が、所定の長さＷｒｅｆとは異なるとともに、中間延設部（対応するＭｍ）の長手方向に略垂直な断面積（対応するＳｍ）が、所定の断面積Ｓｒｅｆとは異なる。これにより、いずれの振動伝達部材１６においても、凹セグメントＺａｍの少なくとも２つ（例えばＺａ１，Ｚａｋ）は、中間延設部（対応するＭｍ）の長手方向についての寸法（対応するＷｍ）及び中間延設部（対応するＭｍ）の長手方向に略垂直な断面積（対応するＳｍ）が互いに対して異なる状態に、形成される。

　前述の実施例等を含む本実施形態では、凹セグメントＺａｍの少なくとも１つのそれぞれにおいて、物性に基づいて寸法（対応するＷｍ）及び断面積（対応するＳｍ）の少なくとも一方が調整される中間延設部（対応するＭｍ）は、振動節（対応するＮｍ）及びその近傍に渡って設けられる。すなわち、凹セグメントＺａｍのいずれか１つ又はいずれか複数のそれぞれでは、振動節（対応するＮｍ）及びその近傍において、寸法（対応するＷｍ）及び断面積（対応するＳｍ）が調整される。セグメントＺｍのそれぞれの半波長部分では、振動節（対応するＮｍ）において超音波振動による応力が極大となり、振動節（対応するＮｍ）及びその近傍で応力が大きくなる。したがって、凹セグメントＺａｍの少なくとも１つのそれぞれでは、超音波振動による応力が大きい領域において、中間延設部（対応するＭｍ）の寸法（対応するＷｍ）及び断面積（対応するＳｍ）の少なくとも一方が物性に基づいて調整される。このため、凹セグメントＺａｍの少なくとも１つでの中間延設部（対応するＭｍ）の寸法（対応するＷｍ）及び断面積（対応するＳｍ）の少なくとも一方の調整の、共振周波数及び振動伝達部材１６の長手方向についての全長Ｌａｌｌへの影響が、大きくなる。したがって、凹セグメントＺａｍの少なくとも１つでの中間延設部（対応するＭｍ）の寸法（対応するＷｍ）及び断面積（対応するＳｍ）の少なくとも一方の調整によって、ヤング率Ｅ等の物性のばらつきが共振周波数及び振動伝達部材１６の長手方向についての全長Ｌａｌｌへ与える影響が、適切に打消される。

　また、本実施形態では、振動伝達部材１６の製造において、凹セグメントＺａｍの中で中間延設部Ｍｍの長手方向についての寸法Ｗｍが最も大きい凹セグメント（対応するＺａｍ）には、溝が設けられない均一セグメント（対応するＺｂｍ）、又は、凹セグメントＺａｍの中で寸法Ｗｍが最も小さい凹セグメント（対応するＺａｍ）を、長手方向について少なくとも一方側に連続させる。そして、凹セグメントＺａｍの中で中間延設部Ｍｍの長手方向に略垂直な断面積Ｓｍが最も小さい凹セグメント（対応するＺａｍ）には、溝Ｖｍが設けられない均一セグメント（対応するＺｂｍ）、又は、凹セグメントＺａｍの中で断面積Ｓｍが最も大きい凹セグメント（対応するＺａｍ）を、長手方向について少なくとも一方側に連続させる。

　次に、振動伝達部材１６の作用及び効果について説明する。本実施形態では、振動伝達部材１６を形成する材料のヤング率Ｅ等の物性が部材ごとにばらついても、全ての振動伝達部材１６において、共振周波数が所定の共振周波数に調整される。このため、振動伝達部材１６を備える超音波処置具２において、振動伝達部材１６に設けられるホーン（例えば４２，４６，５３）での変性比等が製品ごとにばらつくことが、抑制される。これにより、エネルギー付与部１７での超音波振動の振幅及び振動速度が製品ごとにばらつくことが抑制される。したがって、ヤング率Ｅ等の物性に関係なく、エネルギー付与部１７で安定して処置対象が処置される。

　また、本実施形態では、振動伝達部材１６を形成する材料のヤング率Ｅ等の物性が部材ごとにばらついても、全ての振動伝達部材１６において、長手方向についての全長Ｌａｌｌが所定の寸法Ｌｃｏｎｓｔに形成される。これにより、振動伝達部材１６を備える超音波処置具２において、ライナー部材（４３，５１，５５）の振動伝達部材１６への取付け位置及びシャフト部７から先端側への振動伝達部材１６の突出長さ等が、製品ごとにばらつくことが防止される。すなわち、振動伝達部材１６の長手方向についての全長Ｌａｌｌのばらつかないため、超音波処置具２の製造及び処置性能等への影響が小さくなる。これにより、超音波処置具２の製造における手間等が低減されるとともに、より安定して処置対象が処置される。

　また、凹セグメントＺａｍのそれぞれでは、振動節（対応するＮｍ）（溝（対応するＶｍ））を中心として半波長部分が長手方向について対称な形状になり、振動節（対応するＮｍ）が溝（対応するＶｍ）に位置する。このため、凹セグメントＺａｍのそれぞれでは、半波長部分の先端（対応するＡｍ＋１）での振幅が半波長部分の基端（対応ｓするＡｍ）での振幅に対して略同一となる。このため、本実施形態では、セグメント（最先端セグメント）Ｚｋの先端での超音波振動の振幅が、セグメント（最基端セグメント）Ｚ１の基端での超音波振動の振幅に対してほとんど変化しない。このため、溝Ｖｍが設けられても、エネルギー付与部１７において、超音波振動の振幅が安定する。

　また、本実施形態では、ライナー部材（５５）が取り付けられる凹セグメント（対応するＺａｍ）のそれぞれでは、中間延設部（対応するＭｍ）の長手方向についての寸法（対応するＷｍ）が所定の長さＷｒｅｆとなり、中間延設部（対応するＭｍ）の長手方向に略垂直な断面積（対応するＳｍ）が所定の断面積Ｓｒｅｆとなる。このような構成にすることにより、振動伝達部材１６がシャフト部７によってライナー部材（５５）を介して適切に支持されるとともに、ライナー部材（５５）を通してのシャフト部７への超音波振動の伝達がさらに適切に防止される。

　また、本実施形態では、凹セグメントＺａｍの中で中間延設部Ｍｍの長手方向についての寸法Ｗｍが最も大きい凹セグメント（対応するＺａｍ）には、溝が設けられない均一セグメント（対応するＺｂｍ）、又は、凹セグメントＺａｍの中で寸法Ｗｍが最も小さい凹セグメント（対応するＺａｍ）が、長手方向について少なくとも一方側に連続する。そして、凹セグメントＺａｍの中で中間延設部Ｍｍの長手方向に略垂直な断面積Ｓｍが最も小さい凹セグメント（対応するＺａｍ）には、均一セグメント（対応するＺｂｍ）、又は、凹セグメントＺａｍの中で断面積Ｓｍが最も大きい凹セグメント（対応するＺａｍ）が、長手方向について少なくとも一方側に連続する。これにより、溝Ｖｍを設けても、振動伝達部材１６において振動している状態での曲げ強度が局所的に低下することが、防止される。
（変形例）
　なお、前述の実施形態等では、ハンドル１２は、グリップ１１に対して先端側に位置し、開動作及び閉動作のそれぞれにおいて長手方向に対して略平行に移動するが、これに限るものではない。例えば、ある変形例では、ハンドル１２がグリップ１１に対して基端側に位置してもよく、別のある変形例では、開動作及び閉動作のそれぞれにおいて、長手方向に対して交差する方向に沿ってハンドル１２が移動してもよい。また、ある変形例では、回転ノブ２１は、設けられなくてもよい。

　また、ある変形例では、超音波トランスデューサ２３に中継部材２５が設けられず、圧電素子２６及び電極部材２７Ａ，２７Ｂが直接的に振動伝達部材１６に取付けられてもよい。また、ホーン（４２，４６，５２）の位置及び数等も、前述の実施形態等に限定されるもとではない。例えば、ある変形例では、振動伝達部材１６に少なくとも１つのホーン（４２，４６，５１）が設けられ、ホーンのそれぞれは、振動伝達部材１６において長手方向についてセグメントＺｍとは異なる領域に位置する。そして、所定の共振周波数で振動伝達部材１６が振動する状態では、ホーンのそれぞれは、いずれの振動腹Ａｉからも長手方向について離れて位置する。

　また、長手方向についてセグメントＺｍとは異なる領域で振動伝達部材１６に取付けられるライナー部材（４５，５２）の位置及び数等も、前述の実施形態等に限定されるものではない。例えば、ある変形例では、長手方向についてセグメントＺｍとは異なる領域で、少なくとも１つライナー部材（４５，５２）が振動伝達部材１６に取付けられる。そして、所定の共振周波数で振動伝達部材１６が振動する状態では、ライナー部材のそれぞれに、振動節Ｎｊのいずれか１つが位置する。また、超音波振動に加えて別の処置エネルギーがエンドエフェクタ８に供給されてもよい。例えば、ある変形例では、エネルギー付与部１７に超音波振動が伝達されるとともに、エネルギー付与部１７及び把持部材１８に高周波電気エネルギーが供給される。この場合、エネルギー付与部１７と把持部材１８との間で、把持される処置対象を通して、高周波電流が流れる。

　また、ある変形例では、エンドエフェクタ８に把持部材１８が設けられなくてもよい。この場合、グリップ１１、ハンドル１２及び可動部１５等も設けられず、エネルギー付与部１７は、フック形状、ヘラ形状又はキュレット形状等を有する。本変形例では、エネルギー付与部１７を処置対象に接触させた状態で、エネルギー付与部１７（エンドエフェクタ８）に超音波振動を伝達する。そして、伝達された超音波振動を付与することにより、超音波振動を用いて処置対象を処置する。この場合も、超音波振動に加えて別の処置エネルギーがエネルギー付与部１７に供給されてもよい。

　前述の実施形態等では、振動伝達部材（１６）は、超音波トランスデューサ（２３）で発生した超音波振動を伝達することにより、所定の共振周波数で振動する。振動伝達部材（１６）は、長手方向について互いに対して異なる領域に延設される複数のセグメント（Ｚｍ）を備え、セグメント（Ｚｍ）のそれぞれは、振動伝達部材（１６）が所定の共振周波数で振動する状態において、互いに対して隣り合う対応する２つの振動腹（対応するＡｍ，Ａｍ＋１）の間の半波長部分に相当する。セグメント（Ｚｍ）のそれぞれでは、対応する２つの振動腹（対応するＡｍ，Ａｍ＋１）の間の振動節（Ｎｍ）を中心として、半波長部分が長手方向について対称になる。複数のセグメント（Ｚｍ）は、複数の凹セグメント（Ｚａｍ）を備え、凹セグメント（Ｚａｍ）のそれぞれでは、半波長部分において内周側へ凹む溝（対応するＶｍ）が形成されるとともに、対応する２つの振動腹（対応するＡｍ，Ａｍ＋１）の間の振動節（Ｎｍ）が溝（Ｖｍ）に位置する。凹セグメント（Ｚａｍ）のぞれぞれは、長手方向について半波長部分の基端から溝（対応するＶｍ）の基端まで延設される基端側延設部（対応するＸｍ）と、長手方向について溝（対応するＶｍ）の先端から半波長部分の先端まで延設される先端側延設部（対応するＹｍ）と、長手方向について溝（対応するＶｍ）の基端から溝（対応するＶｍ）の先端まで延設される中間延設部（対応するＭｍ）と、を備える。凹セグメント（Ｚａｍ）のそれぞれでは、基端側延設部（対応するＸｍ）の長手方向についての寸法が、先端側延設部（対応するＹｍ）の長手方向についての寸法と同一であるとともに、基端側延設部（対応するＸｍ）の長手方向に垂直な断面積が、先端側延設部（対応するＹｍ）の長手方向に垂直な断面積と同一である。凹セグメント（Ｚａｍ）のそれぞれでは、中間延設部（対応するＭｍ）の長手方向に垂直な断面積（対応するＳｍ）が、基端側延設部（対応するＸｍ）及び先端側延設部（対応するＹｍ）のそれぞれの長手方向に垂直な前記断面積に比べて、小さい。複数の凹セグメント（Ｚａｍ）の中の少なくとも２つは、中間延設部（対応するＭｍ）の長手方向についての寸法（対応するＷｍ）及び中間延設部（対応するＭｍ）の長手方向に垂直な断面積（対応するＳｍ）の少なくとも一方が、互いに対して異なる。

　以上、本発明の実施形態等について説明したが、本発明は前述の実施形態等に限るものではなく、発明の趣旨を逸脱することなく種々の変形ができることは、もちろんである。

　以下、特徴的な事項を付記する。　
　（付記項１）　
　超音波トランスデューサが取付けられ、前記超音波トランスデューサで発生した超音波振動を伝達することにより、所定の共振周波数で振動する振動伝達部材の製造方法であって、　
　前記振動伝達部材を形成する材料のヤング率を含む物性を特定することと、　
　前記所定の共振周波数で前記振動伝達部材が振動する状態での振動腹及び振動節の位置を前記物性に基づいて特定することと、　
　長手方向について互いに対して異なる領域に延設される複数のセグメントを形成することであって、前記セグメントのそれぞれを、互いに対して隣り合う対応する２つの振動腹の間の半波長部分に形成することと、　
　前記セグメントのそれぞれにおいて、前記半波長部分を、前記対応する２つの振動腹の間の振動節を中心として前記長手方向について対称に形成することと、　
　前記複数のセグメントの中から複数の凹セグメントを形成することであって、前記凹セグメントのそれぞれにおいて、前記半波長部分に内周側へ凹む溝を形成し、前記対応する２つの振動腹の間の前記振動節が前記溝に位置する状態に前記溝を形成することと、　
　前記凹セグメントのそれぞれにおいて、前記長手方向について前記半波長部分の基端から前記溝の基端まで基端側延設部を、前記長手方向について前記溝の先端から前記半波長部分の先端まで先端側延設部を、前記長手方向について前記溝の前記基端から前記溝の前記先端まで中間延設部を、それぞれ形成することと、　
　前記凹セグメントのそれぞれにおいて、前記基端側延設部の前記長手方向についての寸法を、前記先端側延設部の前記長手方向についての寸法と同一にするとともに、前記基端側延設部の前記長手方向に垂直な断面積を、前記先端側延設部の前記長手方向に垂直な断面積と同一にすることと、　
　前記凹セグメントのそれぞれにおいて、前記中間延設部の前記長手方向に垂直な断面積を、前記基端側延設部及び前記先端側延設部のそれぞれの前記長手方向に垂直な前記断面積に比べて、小さくすることと、　
　前記凹セグメントの少なくとも１つのそれぞれにおいて、前記物性に基づいて、前記中間延設部の前記長手方向についての寸法及び前記中間延設部の前記長手方向に垂直な前記断面積の少なくとも一方を調整することにより、前記振動伝達部材の前記長手方向についての全長を所定の寸法に調整するとともに、前記振動伝達部材の共振周波数を前記所定の共振周波数に調整することと、　
　を具備する。

　（付記項２）　
　付記項１の製造方法であって、　
　弾性材料からライナー部材を形成することと、
　前記複数の凹セグメントのいずれか１つ又はいずれか複数のそれぞれにおいて、前記中間延設部に外周側から前記ライナー部材を当接し、前記ライナー部材を前記溝と係合することと、
　を具備する。

　（付記項３）　
　付記項２の製造方法であって、　
　前記ライナー部材が前記溝と係合する前記凹セグメントのそれぞれにおいて、前記中間延設部の前記長手方向についての前記寸法を、所定の長さに形成するとともに、前記中間延設部の前記長手方向に垂直な前記断面積を所定の断面積に形成することを具備する。

　（付記項４）　
　付記項３の製造方法であって、　
　前記ライナー部材が取付けられない前記凹セグメントの中から、前記中間延設部の前記長手方向についての前記寸法及び前記中間延設部の前記長手方向に垂直な前記断面積の少なくとも一方が調整される前記少なくとも１つの凹セグメントを選択することを具備する。

　（付記項５）　
　付記項４の製造方法であって、　
　選択された前記凹セグメントのそれぞれにおいて、前記中間延設部の前記長手方向についての前記寸法を、前記所定の長さとは異ならせること、及び、　
　選択された前記凹セグメントのそれぞれにおいて、前記中間延設部の前記長手方向に垂直な前記断面積を、前記所定の断面積とは異ならせること、　
　の少なくとも一方を行うことを、具備する。

Claims (10)

1. 　超音波トランスデューサが取付けられ、前記超音波トランスデューサで発生した超音波振動を伝達することにより、所定の共振周波数で振動する振動伝達部材であって、
   　長手方向について互いに対して異なる領域に延設される複数のセグメントであって、前記セグメントのそれぞれは、前記振動伝達部材が前記所定の共振周波数で振動する状態において、互いに対して隣り合う対応する２つの振動腹の間の半波長部分に相当するとともに、前記セグメントのそれぞれでは、前記対応する２つの振動腹の間の振動節を中心として、前記半波長部分が前記長手方向について対称になる、セグメントを具備し、
   　前記複数のセグメントは、複数の凹セグメントであって、前記凹セグメントのそれぞれでは、前記半波長部分において内周側へ凹む溝が形成されるとともに、前記対応する２つの振動腹の間の前記振動節が前記溝に位置する凹セグメントを備え、
   　前記複数の凹セグメントのぞれぞれは、前記長手方向について前記半波長部分の基端から前記溝の基端まで延設される基端側延設部と、前記長手方向について前記溝の先端から前記半波長部分の先端まで延設される先端側延設部と、前記長手方向について前記溝の前記基端から前記溝の前記先端まで延設される中間延設部と、を備え、
   　前記凹セグメントのそれぞれでは、前記基端側延設部の前記長手方向についての寸法が、前記先端側延設部の前記長手方向についての寸法と同一であるとともに、前記基端側延設部の前記長手方向に垂直な断面積が、前記先端側延設部の前記長手方向に垂直な断面積と同一であり、
   　前記凹セグメントのそれぞれでは、前記中間延設部の前記長手方向に垂直な断面積が、前記基端側延設部及び前記先端側延設部のそれぞれの前記長手方向に垂直な前記断面積に比べて、小さく、
   　前記複数の凹セグメントの中の少なくとも２つは、前記中間延設部の前記長手方向についての寸法及び前記中間延設部の前記長手方向に垂直な前記断面積の少なくとも一方が、互いに対して異なる、
   　振動伝達部材。
2. 　弾性材料から形成されるとともに、前記凹セグメントの中のいずれか１つ又はいずれか複数のそれぞれにおいて、前記中間延設部に外周側から当接する状態で前記溝と係合するライナー部材をさらに具備する、請求項１の振動伝達部材。
3. 　前記複数のセグメントは、前記半波長部分の前記基端から前記先端まで前記長手方向に垂直な断面積が均一になる均一セグメントを備える、請求項１の振動伝達部材。
4. 　前記均一セグメントの前記長手方向に垂直な前記断面積は、前記複数の凹セグメントのそれぞれにおける前記基端側延設部及び前記先端側延設部のそれぞれでの前記長手方向に垂直な前記断面積と、同一である、請求項３の振動伝達部材。
5. 　前記複数の凹セグメントの中で前記中間延設部の前記長手方向についての前記寸法が最も大きい凹セグメントには、前記均一セグメント、又は、前記複数の凹セグメントの中で前記中間延設部の前記長手方向についての前記寸法が最も小さい凹セグメントが、前記長手方向について少なくとも一方側に連続する、請求項３の振動伝達部材。
6. 　前記複数の凹セグメントの中で前記中間延設部の前記断面積が最も小さい凹セグメントには、前記均一セグメント、又は、前記複数の凹セグメントの中で前記中間延設部の前記断面積が最も大きい凹セグメントが、前記長手方向について少なくとも一方側に連続する、請求項３の振動伝達部材。
7. 　請求項１の振動伝達部材と、
   　保持可能なハウジングであって、前記ハウジングの内部から先端側へ向かって前記振動伝達部材が延設されるとともに、前記ハウジングの前記内部において前記振動伝達部材に前記超音波トランスデューサが取付けられるハウジングと、
   　を具備する超音波処置具。
8. 　前記ハウジングに前記先端側から取付けられるとともに、前記振動伝達部材が挿通されるシャフト部であって、前記シャフト部の内部を通って前記振動伝達部材が延設されるシャフト部をさらに具備する、請求項７の超音波処置具。
9. 　弾性材料から形成されるとともに、前記複数の凹セグメントのいずれか１つ又はいずれかのそれぞれにおいて、前記中間延設部に外周側から当接する状態で前記溝と係合するライナー部材をさらに具備し、
   　前記シャフト部は、前記外周側から前記ライナー部材に当接し、前記振動伝達部材と前記シャフト部とが接触しない状態に前記ライナー部材を介して前記振動伝達部材を支持する、
   　請求項８の超音波処置具。
10. 　請求項１の振動伝達部材と、
    　前記振動伝達部材に取付けられ、前記振動伝達部材に伝達される前記超音波振動を発生する超音波トランスデューサと、
    　を具備する振動体ユニット。

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