治疗用超声波振子制造技术

本发明专利技术的治疗用超声波振子(10)具有：振子主体(1)，其沿着长度轴依次具有第1金属体(4)、层叠体(5)以及第2金属体(6)，该层叠体(5)是以使极化方向交替地成为相反方向的方式在长度轴方向上层叠多个压电元件而成的，该振子主体(1)是通过螺栓(7)将金属体(4、6)和层叠体(5)一体地紧固而成的；以及散热单元(2)，其连接于该振子主体(1)的作为超声波振动的波节的位置或者其附近，该治疗用超声波振子(10)产生20kHz以上100kHz以下的频率的超声波振动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及治疗用超声波振子，尤其涉及搭载于超声波处置器具的螺栓紧固朗之万型的治疗用超声波振子。
技术介绍
以往，作为超声波处置器具用的超声波振子使用螺栓紧固朗之万型(BLT)振子(例如，参照专利文献1、2。)。BLT振子将压电元件夹在铝合金或钛合金这样的高刚性的一对金属体之间，利用螺栓牢固地紧固压电元件和一对金属体。这样的振子能够产生强力的超声波振动。超声波处置器具的处置性能依赖于超声波振子所产生的超声波振动的强度。但是，当为了增强超声波振动而增大向超声波振子供给的电力时，超声波振子的发热量增大。因此，公知有具有促进超声波振子散热的单元的超声波处置器具(例如，参照专利文献3。)。专利文献3的超声波处置器具通过在内置有超声波振子的壳体的外侧表面设置散热片(fin)而实现从超声波振子传递给壳体的热量的排放。现有技术文献专利文献专利文献1：特许第4642935号公报专利文献2：日本特开昭61-18299号公报专利文献3：日本特开2001-321388号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在骨或软骨、钙化组织这样的较硬的组织的处置的情况下，需要特别强力的超声波振动，需要增大对超声波振子的供给电力。在这样的使用中，存在如下的问题：超声波振子的发热量会超过专利文献3的散热片的散热性能，在专利文献3的散热片中无法抑制超声波振子的过热。当超声波振子过热一次时，必须临时停止处置直到超声波振子的温度下降到正常范围，存在整体上的处置时间变长这样的不良情况。本专利技术是鉴于上述的情况而完成的，其目的在于，提供治疗用超声波振子，能够有效地抑制过热，持续地发挥较高的处置性能。用于解决课题的手段为了达成上述目的，本专利技术提供如下的单元。本专利技术提供治疗用超声波振子，其产生20kHz以上100kHz以下的频率的超声波振动，该治疗用超声波振子具有：振子主体，其从前端侧沿着长度轴依次具有第1金属体、层叠体以及第2金属体，该层叠体是以使极化方向交替地成为相反方向的方式在所述长度轴的方向上层叠多个压电元件而成，振子主体是通过螺栓将所述第1金属体、所述层叠体以及所述第2金属体一体地紧固而成的；以及散热单元，其连接于该振子主体的作为所述超声波振动的波节的位置或者其附近，将所述振子主体的热量排放到该振子主体的外部。根据本专利技术，能够通过将因向压电元件供给高频电力而由振子主体产生的超声波振动从振子主体直接或者经由其他的部件赋予给组织，而对于组织进行粉碎或溶解等处置。在该情况下，通过在振子主体中的基于超声波振动的应变量最大且发热量最大的波节位置上所连接的散热单元，而高效地排放振子主体的热量，因此有效地抑制振子主体的过热。因此，在向压电元件供给较大的高频电力的情况下，振子主体能够在不过热的情况下持续发挥较高的处置性能。在上述专利技术中，优选所述振子主体在所述第1金属体的前端侧具有与该第1金属体一体地连接的喇叭，所述第1金属体与所述喇叭的所述长度轴方向上的连接位置优选是振动速度相对于所述超声波振动的波腹的位置上的振动速度的比为0.05以上0.3以下的位置由此，将比较脆弱的喇叭与第1金属体的边界面配置于从产生较大应力的波节位置偏离的位置，并且能够得到来自喇叭的位于长度轴方向的中途位置的波节的良好的散热效果。在上述专利技术中，所述散热单元也可以具有筒状的散热管，该散热管在所述长度轴方向上收纳所述振子主体，在其外周面上具有向半径方向外方突出的多个散热片。由此，通过覆盖振子主体的外周面的大面积的散热管，而能够在几乎不增加整体的直径尺寸的情况下，得到较高的散热性能。在上述专利技术中，所述振子主体也可以在作为所述波节的位置或者其附近具有向半径方向外方突出的凸缘部，所述散热单元具有固定于所述凸缘部的珀尔贴元件。由此，能够通过珀尔贴元件从振子主体主动地吸热，而得到较高的散热性能。在上述专利技术中，所述第1金属体和所述第2金属体也可以具有形成于其外周面的多个散热槽。在上述专利技术中，所述第2金属体也可以在其基端面具有在所述长度轴方向上延伸的多个散热片。由此，由于不仅是波节的位置，从金属体的外表面也高效地散热，因此能够进一步提高散热性能。专利技术效果根据本专利技术，实现如下的效果：能够有效地抑制过热，持续地发挥较高的处置性能。附图说明图1A是本专利技术的第1实施方式的超声波振子的整体结构的侧视图。图1B是图1A的超声波振子的从基端侧沿长度轴方向观察到的后视图。图2A是示出图1A的超声波振子的纵振动的波节的位置的图。图2B是示出图1A的超声波振子的长度轴方向上的各位置的纵振动的位移量的图。图3A是示出图1A的超声波振子的变形例的侧视图。图3B是图3A的超声波振子的从基端侧沿长度轴方向观察到的后视图。图4是示出图1A的超声波振子的另一个变形例的侧视图。图5A是示出本专利技术的第2实施方式的超声波振子的整体结构的侧视图。图5B是图5A的超声波振子的从基端侧沿长度轴方向观察到的后视图。图6是示出图5A的超声波振子的变形例的侧视图。图7是示出图5A的超声波振子另一个变形例的侧视图。图8是示出图1A和图5A的振子主体的变形例的侧视图。具体实施方式(第1实施方式)以下，关于本专利技术的第1实施方式的治疗用超声波振子10，参照图1A至图4进行说明。如图1A和图1B所示，本实施方式的治疗用超声波振子10具有：由螺栓紧固朗之万型(BLT)振子构成的振子主体(以下，简称为“主体”。)1、以及收纳该主体1的散热管2。符号14是包覆治疗用超声波振子10的外侧的电绝缘性的外筒。主体1从前端侧沿着长度轴A依次具有喇叭3、第1金属体4、由多张压电元件构成的层叠体5、以及第2金属体6。此外，主体1具有用于将第1金属体4、层叠体5以及第2金属体6一体地紧固的螺栓7和螺母8。压电元件是由PZT(锆钛酸铅)这样的压电材料构成的板状的部件，在厚度方向上极化而得到的。层叠体5以使极化方向交替地成为相反方向的方式将多张压电元件在长度轴A方向上层叠。第1金属体4和第2金属体6是由将铝作为主成分的合金或者陶瓷(例如，硬铝)构成的柱状的部件。在周向上延伸的多个散热槽4a、6a在长度轴A方向上隔着间隔地形成在金属体4、6的外周面。通过散热槽4a、6a使各金属体4、6的表面积增大，促进来自金属体4、6的散热。喇叭3和螺栓7是具有较高的超声波传播效率和较高的强度的由金属构成的单一的部件。喇叭3和螺栓7优选由64钛合金(ASTM标准的B348Grade5)构成。喇叭3是朝向前端尖细的大致圆锥状。螺栓7从喇叭3的基端面朝向基端侧沿着长度轴A笔直地延伸。在第1金属体4、层叠体5以及第2金属体6中形成有供螺栓7插入的螺栓孔9，该螺栓孔9沿着长度轴A贯穿。螺母8紧固于从第2金属体6的基端面突出的螺栓7的前端部分，由此层叠体5被第1金属体4和第2金属体6从两侧牢固地紧固。另外，也可以省略螺母8，第2金属体6由于具有与螺栓7紧固的内螺纹而兼用作螺母8。当将来自未图示的高频电源的高频电力施加给层叠体5时，层叠体5产生长度轴A方向上的纵振动，所产生的纵振动经由螺栓7传递给喇叭3，喇叭3的前端在长度轴A方向上振动。此时，纵振动在从喇叭3的基端传递到前端的期间放大，从而在喇叭3的前端得到较大的振幅的振动。这里，如图2A和图2B所示，高频电力的频率从20kHz以上100kHz以下的范围内选择本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种治疗用超声波振子，其产生20kHz以上100kHz以下的频率的超声波振动，该治疗用超声波振子具有：振子主体，其从前端侧沿着长度轴依次具有第1金属体、层叠体以及第2金属体，该层叠体是以使极化方向交替地成为相反方向的方式在所述长度轴的方向上层叠多个压电元件而成的，振子主体是通过螺栓将所述第1金属体、所述层叠体以及所述第2金属体一体地紧固而成的；以及散热单元，其连接于该振子主体的作为所述超声波振动的波节的位置或者其附近，将所述振子主体的热量排放到该振子主体的外部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.18 JP 2014-1478031.一种治疗用超声波振子，其产生20kHz以上100kHz以下的频率的超声波振动，该治疗用超声波振子具有：振子主体，其从前端侧沿着长度轴依次具有第1金属体、层叠体以及第2金属体，该层叠体是以使极化方向交替地成为相反方向的方式在所述长度轴的方向上层叠多个压电元件而成的，振子主体是通过螺栓将所述第1金属体、所述层叠体以及所述第2金属体一体地紧固而成的；以及散热单元，其连接于该振子主体的作为所述超声波振动的波节的位置或者其附近，将所述振子主体的热量排放到该振子主体的外部。2.根据权利要求1所述的治疗用超声波振子，其中，所述振子主体在所述第1金属体的前端侧具有与该第1金属体一体地连接的喇叭，所述第1金属体与所述喇叭的所述长...

【专利技术属性】
技术研发人员：户田雅也，
申请(专利权)人：奥林巴斯株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP