[發(fā)明專利]超聲波轉(zhuǎn)換器和超聲波處置系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680090062.3
• 申請日: 2016-10-14
• 公開（公告）號: CN109845292B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 島村之彥
• 申請（專利權(quán)）人: 奧林巴斯株式會社
• 主分類號: H04R17/10
• 分類號: H04R17/10;A61B18/00
• 代理公司: 北京林達劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會華

超聲波轉(zhuǎn)換器包括：驅(qū)動單元，其沿著長度軸線產(chǎn)生超聲波振動；基端側(cè)塊，其設(shè)在所述驅(qū)動單元的所述長度軸線上的第1端側(cè)；以及頂端側(cè)塊，其設(shè)在所述驅(qū)動單元的與所述第1端側(cè)相反的第2端側(cè)，該頂端側(cè)塊具有與壓電元件鄰接的第1部分、與所述第1部分連續(xù)的第2部分、以及與所述第2部分連續(xù)且構(gòu)成為與所述長度軸線正交的截面積與所述第2部分的與所述長度軸線正交的截面積不同的第3部分，該頂端側(cè)塊構(gòu)成為在使所述驅(qū)動單元產(chǎn)生所述超聲波振動的狀態(tài)下所述第2部分與所述第3部分之間的交界的位置與所述超聲波振動的波腹一致或者大致一致。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具備壓電元件的超聲波轉(zhuǎn)換器，該壓電元件通過供給電能而產(chǎn)生超聲波振動。

背景技術(shù)

在US2009/275864A1中公開了利用超聲波振動來處置處置對象的超聲波處置器具。在該超聲波處置器具中設(shè)有具備壓電元件的超聲波轉(zhuǎn)換器，該壓電元件通過供給電能而產(chǎn)生超聲波振動。在該超聲波轉(zhuǎn)換器中，螺栓的頂端部連接于頂端側(cè)塊，螺栓和頂端側(cè)塊一體地形成。此外，在螺栓的外周安裝有包含壓電元件的驅(qū)動單元。螺栓的基端部連接于基端側(cè)塊，在螺栓的外周連結(jié)有基端側(cè)塊。驅(qū)動單元被夾在頂端側(cè)塊和基端側(cè)塊之間，從基端側(cè)塊對驅(qū)動單元作用向頂端側(cè)施加的按壓力。在超聲波處置器具中，在超聲波轉(zhuǎn)換器的頂端側(cè)連接有具備處置部的桿構(gòu)件。在壓電元件產(chǎn)生的超聲波振動經(jīng)由桿構(gòu)件被傳遞到處置部。

在US2009/275864A1這樣的超聲波處置器具中，從處置性能等的方面考慮，尋求根據(jù)超聲波振動而使包含超聲波轉(zhuǎn)換器和桿構(gòu)件的振動體以預定的共振頻率或者盡可能接近預定的共振頻率地進行振動。此外，在使包含超聲波轉(zhuǎn)換器和桿構(gòu)件的振動體以預定的共振頻率進行振動的情況下，為了減少能量的損失，尋求即便是超聲波轉(zhuǎn)換器單體也利用在壓電元件產(chǎn)生的超聲波振動而以預定的共振頻率或者盡可能接近預定的共振頻率地進行振動。因而，需要與壓電元件、頂端側(cè)塊及基端側(cè)塊等形成超聲波轉(zhuǎn)換器的部件各自的物理性質(zhì)等相對應地形成即便是單體(超聲波轉(zhuǎn)換器的最小構(gòu)成單位且是振動的半波長的自然數(shù)倍的組裝體)也以預定的共振頻率進行振動的超聲波轉(zhuǎn)換器。由此，在超聲波轉(zhuǎn)換器的單體中的振動的共振頻率與來自驅(qū)動電源的輸入電流或者輸入電壓的頻率和在桿構(gòu)件的單體中的振動的共振頻率一致或者大致一致。

在超聲波轉(zhuǎn)換器的單體中的振動的共振頻率受到構(gòu)成超聲波轉(zhuǎn)換器的材料的剛性模量(楊氏模量)等物理性質(zhì)(材質(zhì))的影響。材料的物理性質(zhì)因提供材料的制造廠商而產(chǎn)生偏差、或者即便是相同的制造廠商也因批次而產(chǎn)生偏差。為了調(diào)整在超聲波轉(zhuǎn)換器的單體中的振動的共振頻率，考慮改變超聲波轉(zhuǎn)換器的頂端側(cè)塊沿著長度軸線的長度。能夠容易地進行該調(diào)整。

但是，改變頂端側(cè)塊沿著長度軸線的長度的做法也不得不變更構(gòu)成超聲波處置器具的其他部件的尺寸。特別是，與頂端側(cè)塊沿著長度軸線的長度相應地設(shè)計由手柄、桿構(gòu)件等構(gòu)成的把持部等的尺寸。這樣，變更構(gòu)成超聲波處置器具的一個部件的尺寸的做法對產(chǎn)品整體的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生很大的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種不改變超聲波轉(zhuǎn)換器的沿著長度軸線的尺寸就以預定的共振頻率進行振動的超聲波轉(zhuǎn)換器。

本發(fā)明的一個技術(shù)方案的超聲波轉(zhuǎn)換器包括：驅(qū)動單元，其具備通過被供給電能而沿著長度軸線產(chǎn)生超聲波振動的壓電元件；基端側(cè)塊，其沿著所述長度軸線設(shè)在所述驅(qū)動單元的第1端側(cè)；以及頂端側(cè)塊，其設(shè)在所述驅(qū)動單元的與所述第1端側(cè)相反的第2端側(cè)。所述頂端側(cè)塊從所述驅(qū)動單元的所述第2端側(cè)沿著所述長度軸線按順序具有：第1部分，其與壓電元件鄰接；第2部分，其與所述第1部分連續(xù)；以及第3部分，其與所述第2部分連續(xù)，構(gòu)成為該第3部分的與所述長度軸線正交的虛擬平面中的截面積與所述第2部分的與所述長度軸線正交的虛擬平面中的截面積不同，該頂端側(cè)塊構(gòu)成為在使所述壓電元件產(chǎn)生所述超聲波振動并將所述超聲波振動傳遞到所述基端側(cè)塊、所述第1部分、所述第2部分及所述第3部分的狀態(tài)下所述第2部分與所述第3部分之間的交界的位置與所述超聲波振動的波腹一致或者大致一致。

附圖說明