超聲波振子、超聲波治療器、超聲波清洗裝置、水中聲音探測器的制作方法

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導(dǎo)航： X技術(shù)> 最新專利>樂器;聲學(xué)設(shè)備的制造及制作,分析技術(shù)

專利名稱：超聲波振子、超聲波治療器、超聲波清洗裝置、水中聲音探測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超聲波振子、超聲波治療器、超聲波清洗裝置及水中聲音探測器。
背景技術(shù)：
超聲波振子通過日本國特開平5 - 95957號7>4艮、日本國特開2003 — 112118號7>才艮、曰本國凈爭開2003 — 112120號7>才艮以及日本國特開平IO - 429號公報被公知。
日本國特開平5 - 95957號公報公開了作為超聲波振子的超聲波治療器。如該公報的圖l中所圖示，在該超聲波治療器的手持1的套10內(nèi)，在喇叭6的里側(cè)配置有超聲波振動元件2，在超聲波振動元件2的里側(cè)還配置有用于保持共振平衡的襯里板8。螺栓ll自喇叭6貫穿超聲波振動元件2及襯里板(back plate) 8地延伸，在螺栓11的前端部螺紋接合有螺母12。通過檸緊螺母12,喇叭6、超聲波振動元件2和襯里板8形成一體化。
日本國特開2003 - 112118號公報公開了朗之萬型超聲波振子。如該公報的圖4中所圖示，在該振子中，在喇叭3與后塊 l之間配置有壓電元件21、 22,螺栓4自后塊1貫穿壓電元件21、 22,其前端部螺紋接合于喇叭3。通過擰緊螺栓4，喇叭3、壓電元件21、 22和后塊1形成一體化。
日本國特開2003 - 112120號公報公開了朗之萬型超聲波振子。如該公報的圖3中所圖示，在該振子的電信號-機械振動變換部2中，在喇叭3與后塊1之間配置有壓電元件21、 22，后塊l和喇叭3與貫穿壓電元件21 、 22的螺栓4的兩端部螺紋接合。通過使后塊1和喇叭3在螺栓4的兩端部上相對地旋轉(zhuǎn)，而使后塊1與喇叭3相互接近，喇叭2、壓電元件21、 22和后塊1 一體化。
日本國特開平10 - 429號公報公開了朗之萬型超聲波振子。如該/>才艮的圖2中所圖示，在該4展子中，在喇叭6的里側(cè)依次配置有前塊3a、壓電陶瓷la、 lb及后塊3b。螺栓4貫穿前塊 3a、壓電陶乾la、 lb及后塊3b。該螺栓4的一端部螺紋接合于喇叭6，在螺栓4的另一端部螺紋接合有螺母8。通過擰緊螺母8 而使喇叭6、前塊3a、壓電陶瓷la、 lb及后塊3b形成一體。
大多情況下，這些以往的超聲波振子為了高效地傳導(dǎo)超聲波必須具有較高的尺寸精度，而且也要求耐腐蝕性。因而，例如可通過機械加工鈦、鈦合金、鋁合金或者鎳-鋁合金等金屬
材料來制作。
伴隨著這些金屬材料的較高尺寸精度，機械加工增加了制作以往的超聲波振子所需要的時間，并提高了成本。另外，由金屬材料形成并互相組合的多個零件易于因長期負(fù)荷超聲波振動而使相互間的組合產(chǎn)生松動、分離。而且，環(huán)境溫度越高，該傾向越顯著。
與金屬材料相比，作為耐腐蝕性、強度、彈性模量、成形加工性及形狀復(fù)制性優(yōu)良的材料，金屬玻璃近年來受到關(guān)注。例如，在日本國特開平IO- 202372號公報中公開了使用金屬玻璃將2個以上構(gòu)件接合為一體的方法。另外，在日本國特開2000 -343205號公報中公開了將金屬玻璃在其過冷液體區(qū)域中成形為筒狀的方法。并且，在日本國特開平9 - 323174號公報中也公開了使用金屬玻璃將2個以上構(gòu)件接合為一體的方法。

發(fā)明內(nèi)容
9本發(fā)明即是在上述情況下做成的，本發(fā)明的目的在于提供這樣的超聲波振子、超聲波治療器、超聲波清洗裝置及水中聲音探測器，即，與以往相比，可以更容易地、在更短的時間內(nèi)、以更低的成本、伴隨著更高的尺寸精度進行制造，而且，即使是長期受到超聲波振動、環(huán)境溫度上升，相互組合起來的多個零件相互間的組合也不會產(chǎn)生松動、分離。
為了達(dá)到上述本發(fā)明的目的，本發(fā)明的一種技術(shù)方案的超
聲波振子包括前端及基端；從動元件，將電能變換為超聲波振動；電極，用于對上述從動元件供電；喇叭主體部，位于上述從動元件的前端側(cè)，用于用于放大上述超聲波振動；襯里部 (backing portion), 4立于上述乂人動元件的基端側(cè)，只于上述/人動元件進行襯墊；喇叭連結(jié)部，具有與上述喇叭主體部連結(jié)的一端部及與上述^)"里部連結(jié)的另一端部，在上述喇叭主體部與上述襯里部之間夾著上述從動元件的狀態(tài)下，連結(jié)上述喇叭主體部和上述襯里部。該超聲波振子的特征在于，上述喇叭主體部、上述喇叭連結(jié)部及上述襯里部中的至少l個由金屬玻璃形成。
本發(fā)明的一種技術(shù)方案的超聲波治療器包括超聲波振子；超聲波傳遞構(gòu)件，連結(jié)于上述喇叭主體部的前端，將來自上述喇p八主體部前端的被放大后的超聲波振動應(yīng)用于病變部位；覆蓋部，包括與上述喇叭主體部連結(jié)的一端部及具有開口的另一端部，包圍上述從動元件；蓋，嵌合于上述覆蓋部的上述另一端部的上述開口；電線，貫穿上述蓋，對上述超聲波振子的上述電極供電；保護管，具有撓性，用于容納上述電線。前述的超聲波振子包括前端及基端；從動元件，將電能變換為超聲波振動；電極，用于對上述從動元件供電；喇叭主體部，位于上述從動元件的前端側(cè)，用于用于放大上述超聲波振動；襯里部，位于上述從動元件的基端側(cè)，對上述從動元件進行襯墊；喇叭連結(jié)部，具有與上述喇叭主體部連結(jié)的一端部及與上述襯里部連結(jié)的另一端部，在上述喇叭主體部與上述襯里部之間夾著上述^人動元件的狀態(tài)下，連結(jié)上述喇叭主體部和上述襯里部。該超聲波治療器的特征在于，上述喇叭主體部、上述喇叭連結(jié) 部及上述覆蓋部由金屬玻璃一體形成。本發(fā)明的一種技術(shù)方案的超聲波清洗裝置包括超聲波振子，產(chǎn)生超聲波振動，具有用于放大超聲波振動的喇叭主體部；清洗槽，包括底壁，該底壁具有用于固定上述超聲波振子的上述喇叭主體部的超聲波振子固定孔。該超聲波清洗裝置的特征在于，上述超聲波振子的上述喇叭主體部含有金屬玻璃，而且，上述喇叭主體部的金屬玻璃在通過#:加熱至過冷液體域的溫度范圍而軟化之后，被施加應(yīng)力而變形，連結(jié)于上述清洗槽的對應(yīng)的上述超聲波振子固定孔。本發(fā)明的一種技術(shù)方案的水中聲音探測器包括超聲波振子，產(chǎn)生超聲波振動，具有可放大超聲波振動的喇叭主體部；密閉容器，包括底壁，該底壁具有用于固定上述超聲波振子的上述喇叭主體部的超聲波振子固定孔。該水中聲回波測距器的特征在于，上述超聲波振子的上述喇叭主體部含有金屬玻璃，而且，上述喇叭主體部的金屬玻璃在通過#皮加熱至過冷液體域的溫度范圍而軟化之后，被施加應(yīng)力而變形，連結(jié)于上述密閉容器的對應(yīng)的上述超聲波振子固定孔。以上述構(gòu)成為特征的本發(fā)明的各種超聲波振子、超聲波治療器、超聲波清洗裝置及水中聲音探測器中的任一個的喇p八主體部、喇叭連結(jié)部及襯里部中的至少l個由金屬玻璃形成。結(jié) 果，可以提供這樣的超聲波振子、超聲波治療器、超聲波清洗裝置及水中聲音探測器，即，與以往相比，可以更容易地、在更短的時間內(nèi)、以更低的成本、伴隨著更高的尺寸精度進行制造，而且，即使是長期承受超聲波振動、環(huán)境溫度上升，相互組合起來的多個零件相互間的組合也不會產(chǎn)生松動、分離。

圖1A是僅以側(cè)方2分開模構(gòu)件的一半概略表示由金屬玻璃形成本發(fā)明的第l實施方式的超聲波振子的喇叭部的坯料的狀況的側(cè)視圖。圖1B是使用圖1A中圖示的模具構(gòu)件并由金屬玻璃制成的喇叭部的坯料的概略側(cè)視圖。圖1C是通過機械加工圖1B中圖示的喇叭部的坯料的兩端部而制成的喇叭部的最終制品的概略側(cè)— 見圖。圖2A是概略表示即將組合在圖1C中圖示的喇叭部的最終制品中產(chǎn)生超聲波振動的多個從動元件及它們的電極、以及襯里部之前的狀況的側(cè)4見圖。圖2B是概略表示通過組合圖2A中圖示的喇叭部、多個從動元件及它們的電極、以及襯里部而制成的本發(fā)明的第l實施方式的超聲波振子的最終制品的側(cè)視圖。圖3是僅以側(cè)方2分開模構(gòu)件的一半概略表示實質(zhì)上不進行機械加工而由金屬玻璃形成本發(fā)明的第l實施方式的超聲波振子的喇叭部的最終制品的狀況的側(cè)視圖。圖4A是將縱向2分開模構(gòu)件的縱截面來概略表示由金屬玻璃同時形成多個本發(fā)明的第l實施方式的超聲波振子的喇叭部的坯料的狀況的縱剖視圖。圖4B是僅概略表示以沿著圖4A中的IV B - IVB的分型線開模的縱向2分開模構(gòu)件的下一半的俯視圖。圖5A是僅以側(cè)方2分開模構(gòu)件的一半概略表示由金屬玻璃形成本發(fā)明的第2實施方式的超聲波振子的喇叭部的坯料的狀況的側(cè)視圖。圖5B是使用圖5A中圖示的模具構(gòu)件并由金屬玻璃制成的喇p八連結(jié)部的坯料的概略側(cè)視圖。圖5C是通過才幾械加工圖5B中圖示的喇叭連結(jié)部的坯料的兩端部而制成的喇叭連結(jié)部的最終制品的概略側(cè)—見圖。圖6是概略表示通過由圖5C中圖示的喇叭連結(jié)部組合喇叭主體部、多個/人動元件及它們的電才及、以及襯里部而制成的本發(fā)明的第2實施方式的超聲波振子的最終制品的縱剖視圖。圖7是僅以側(cè)方2分開模構(gòu)件的一半概略表示實質(zhì)上不進行機械加工而由金屬玻璃形成圖5C中圖示的喇p八連結(jié)部的最終制品的狀況的側(cè)視圖。圖8A是僅以側(cè)方2分開模構(gòu)件的一半概略表示通過金屬玻璃將本發(fā)明的第3實施方式的超聲波振子的喇叭部的喇叭連結(jié) 部及襯里部形成為一體的狀況的側(cè)視圖。圖8B是概略表示通過由圖8A中圖示的具有襯里部的喇叭連結(jié)部組合喇p八主體部、多個從動元件及它們的電極而制成的本發(fā)明的第3實施方式的超聲波振子的最終制品的縱剖視圖。圖9 A是僅以側(cè)方2分開模構(gòu)件的一半概略表示由金屬玻璃形成本發(fā)明的第4實施方式的超聲波振子的喇叭部整體的狀況的側(cè)視圖。圖9B是將使用圖9A中圖示的模具構(gòu)件并由金屬玻璃制成的喇叭部與組合于該喇叭部的喇p八連結(jié)部的多個/人動元件及它們的電極、以及襯里部一同概略表示的縱剖視圖。圖9C是概略表示使用夾具及變形加工構(gòu)件將多個從動元件及它們的電極、以及襯里部組合于圖9 B中圖示的喇叭部的喇叭連結(jié)部的狀況的縱剖視圖。圖9D是概略表示為了將在圖9C中組合于喇叭部的喇叭連結(jié)部的多個從動元件及它們的電極夾持在喇叭部的喇叭主體部與襯里部之間，力口熱喇p八連結(jié)部的突出端部并利用塑性力口工構(gòu) 件使其變形的狀況的縱剖視圖。圖9E是概略表示通過由圖9B中圖示的喇叭連結(jié)部將多個從動元件及它們的電4 l如圖9C及圖9D中所示地夾持在喇叭部的喇叭主體部與襯里部之間而制成的本發(fā)明的第4實施方式的超聲波振子的最終制品的側(cè)視圖。圖IOA是僅以側(cè)方2分開模構(gòu)件的一半概略表示由金屬玻璃形成本發(fā)明的第5實施方式的超聲波振子的喇叭部的喇叭連結(jié)部的狀況的側(cè)-現(xiàn)圖。圖IOB是概略表示將使用圖IOA中圖示的模具構(gòu)件并由金屬玻璃制成的喇p八連結(jié)部的一端部連結(jié)于由以往金屬構(gòu)成的喇叭主體部的基端部的準(zhǔn)備工序的狀況的縱剖#見圖。圖IOC是概略表示緊接著圖IOB中圖示的準(zhǔn)備工序，將使用圖IOA中圖示的模具構(gòu)件并由金屬玻璃制成的喇p八連結(jié)部的一端部連結(jié)于由以往金屬構(gòu)成的喇p八主體部的基端部的基礎(chǔ)工序的狀況的縱剖視圖。圖10D是概略表示使用圖10A中圖示的模具構(gòu)件并由金屬玻璃制成的喇p八連結(jié)部的一端部經(jīng)過圖IOB中圖示的準(zhǔn)備工序及圖IOC中圖示的基礎(chǔ)工序連結(jié)于由以往金屬構(gòu)成的喇叭主體部的基端部的狀況的縱剖視圖。圖IIA是概略表示使用夾具及變形加工構(gòu)件將多個從動元件及它們的電才及、以及襯里部組合于圖IOD中圖示的喇叭連結(jié) 部，并且為了將在組合于喇叭連結(jié)部的多個從動元件及它們的電極夾持在喇叭主體部與襯里部之間，加熱喇叭連結(jié)部的突出端部并利用變形加工構(gòu)件使其變形的狀況的縱剖視圖。圖IIB是概略表示通過由圖IIA中圖示的喇p八連結(jié)部組合喇叭主體部、多個從動元件及它們的電極、以及襯里部而制成的本發(fā)明的第5實施方式的超聲波振子的最終制品的縱剖視圖。圖12A是概略表示為了在使用夾具及變形加工構(gòu)件將多個從動元件及它們的電極、以及襯里部組合于圖IOD中圖示的喇叭連結(jié)部之后，將在組合于喇叭連結(jié)部的多個/人動元件及它們的電極夾持在喇p八主體部與襯里部之間，力口熱喇叭連結(jié)部的突出端部并利用變形加工構(gòu)件使其變形的與圖IIA不同的2個工序中的加熱工序的縱剖視圖。圖12B是概略表示為了在使用夾具及變形加工構(gòu)件將多個從動元件及它們的電極、以及襯里部組合于圖IOD中圖示的喇叭連結(jié)部之后，將在組合于喇叭連結(jié)部的多個從動元件及它們的電極夾持在喇叭主體部與襯里部之間，力口熱喇叭連結(jié)部的突出端部并利用變形加工構(gòu)件使其變形的與圖IIA不同的2個工序中的變形工序的縱剖視圖。圖13A是僅以側(cè)方2分開模構(gòu)件的一半概略表示由金屬玻璃形成本發(fā)明的第6實施方式的超聲波振子的喇p八部的喇叭連結(jié)部及襯里部的狀況的側(cè)視圖。圖13B是將使用圖13A中圖示的模具構(gòu)件而由金屬玻璃一體地制成的喇叭連結(jié)部及襯里部與組合于該喇叭連結(jié)部的多個從動元件及它們的電極、以及襯里部一同概略表示的縱剖視圖。圖13C是概略表示通過由圖13B中圖示的具有襯里部的喇 p八連結(jié)部組合喇叭主體部、多個從動元件及它們的電極而制成的本發(fā)明的第6實施方式的超聲波振子的最終制品的縱剖視圖。圖14A是僅以側(cè)方2分開模構(gòu)件的一半概略表示由金屬玻璃形成本發(fā)明的第7實施方式的超聲波振子的喇叭部整體的狀況的側(cè)視圖。
圖14B是將使用圖14A中圖示的模具構(gòu)件而由金屬玻璃一體地制成的喇叭部與在被夾具支承的期間里組合于喇叭部的喇叭連結(jié)部的多個從動元件及它們的電極、以及襯里部一同概略表示的縱剖視圖。
圖14C是概略表示為了在將多個從動元件及它們的電極、以及襯里部組合于如圖14B中圖示地;故夾具支7 義著的喇叭部的喇叭連結(jié)部的期間里，將多個從動元件及它們的電極夾持在喇叭部的喇叭主體部與襯里部之間，力口熱喇叭連結(jié)部的中間突出
部而利用變形加工構(gòu)件使其變形的狀況的縱剖視圖。
圖15是概略表示通過由圖14B中圖示的喇叭連結(jié)部將多個從動元件及它們的電極如圖14 C中所示地夾持在喇叭部的喇叭主體部與襯里部之間而制成的本發(fā)明的第7實施方式的超聲波振子的最終制品的側(cè)視圖。
圖16是僅以側(cè)方2分開模構(gòu)件的一半概略表示利用與圖 14A中圖示的做法不同的其他做法形成本發(fā)明的第7實施方式的超聲波振子的喇叭部整體的狀況的側(cè)視圖。
圖17A是僅以側(cè)方2分開模構(gòu)件的一半和型芯構(gòu)件概略表示由金屬玻璃形成本發(fā)明的第8實施方式的超聲波振子的喇叭部整體的狀況的側(cè)視圖。
圖17B是概略表示圖17A的側(cè)方2分開模構(gòu)件與型芯構(gòu)件的組合的俯4見圖。
圖17C是概略表示將圖17B的側(cè)方2分開模構(gòu)件與型芯構(gòu) 件的組合分解的俯視圖。
圖18A是將由圖17A~圖17C中圖示的側(cè)方2分開模構(gòu)件與型芯構(gòu)件的組合形成的本發(fā)明的第8實施方式的超聲波振子的喇叭部、與支喇叭部的夾具和組合于該喇，A部的喇叭連結(jié)部的多個從動元件及它們的電才及、以及襯里部一同相克略表示的縱
剖視圖。
圖18B是概略表示使用夾具及塑性加工構(gòu)件將多個從動元件及它們的電才及、以及一于里部組合于圖18A中圖示的喇叭部的喇叭連結(jié)部的狀況的^^剖一見圖。
圖18C是概略表示為了將在圖18B中組合于喇叭部的喇叭連結(jié)部的多個/人動元件及它們的電才及夾持在喇叭部的喇叭主體部與坤十里部之間，加熱喇、六連結(jié)部的突出端部并利用變形加工
構(gòu)件使其變形的狀況的縱剖視圖。
圖18D是概略表示通過由圖18C中圖示的變形加工將如圖 18B中圖示地安裝于喇叭連結(jié)部的多個從動元件及它們的電極夾持在喇叭部的喇叭主體部與4于里部之間而制成的本發(fā)明的第 8實施方式的超聲波振子的最終制品的縱剖視圖。
圖19是概略表示通過將電線保護構(gòu)件組合于圖18D中圖示的本發(fā)明的第8實施方式的超聲波振子的最終制品上而形成軟性內(nèi)窺鏡用的超聲波治療器的狀況的側(cè)視圖。
圖20是概略表示圖18D中圖示的本發(fā)明的第8實施方式的超聲波振子的最終制品變形例的一部分制造工序的縱剖視圖。
圖21A是僅以側(cè)方2分開模構(gòu)件的一半和型芯構(gòu)件概略表示由金屬玻璃形成本發(fā)明的第9實施方式的超聲波振子的喇叭部整體的狀況的側(cè)視圖。
圖21B是概略表示圖21A的側(cè)方2分開模構(gòu)件與型芯構(gòu)件的組合的俯視圖。
圖21C是概略表示將圖21B的側(cè)方2分開模構(gòu)件與型芯構(gòu) 件的組合分解的俯視圖。
圖22A是將由圖21A 圖21C中圖示的側(cè)方2分開模構(gòu)件與型芯構(gòu)件的組合形成的本發(fā)明的第9實施方式的超聲波振子的喇叭部、與支7 〈喇叭部的夾具和收容于該喇叭部的^隻蓋部的多個從動元件及它們的電極以及襯里部、還有用于利用上述覆蓋部將多個從動元件及它們的電極、以及襯里部固定于喇叭部的覆蓋部的變形加工構(gòu)件一同概略表示的縱剖一見圖。
圖22B是概略表示在圖22A中利用變形加工構(gòu)件變形加工上述覆蓋部的延伸端部而將收容于喇叭部的覆蓋部的多個從動元件及它們的電極、以及襯里部固定在上述覆蓋部中的狀況的縱剖視圖。
圖2 3 A是僅以側(cè)方2分開模構(gòu)件的一半概略表示由金屬玻璃形成本發(fā)明的第IO實施方式的超聲波振子的喇叭部的一部分的狀況的側(cè)視圖。
圖23B是使用圖23A中圖示的模具構(gòu)件并由金屬玻璃制成其一部分的喇p八部的縱剖-f見圖。
圖23C是概略表示使用夾具及變形加工構(gòu)件將多個從動元件及它們的電極、以及襯里部組合于圖23B中所示的喇叭部的上述一部分所包括的喇p八連結(jié)部的狀況的縱剖辟見圖。
圖24A是僅以側(cè)方2分開模構(gòu)件的一半概略表示由金屬玻璃形成本發(fā)明的第ll實施方式的超聲波振子的喇叭部整體的狀況的側(cè)視圖。
圖24B是圖24A中的X X IVB - XX IVB概略俯視剖視圖。
圖24C是利用圖24A及圖24B中圖示的側(cè)方2分開模構(gòu)件而由金屬玻璃形成的喇叭部的概略立體圖。
圖2 5 A是僅以側(cè)方2分開模構(gòu)件的一半概略表示由金屬玻璃形成本發(fā)明的第12實施方式的超聲波振子的喇叭部整體的狀況的側(cè)視圖。
圖25B是使用包括利用圖25A中圖示的側(cè)方2分開模構(gòu)件而由金屬玻璃形成的喇叭部的超聲波振子的噴霧器的概略縱剖
18視圖。
圖2 6 A是僅以側(cè)方2分開模構(gòu)件的一半概略表示由金屬玻璃形成本發(fā)明的第13實施方式的超聲波振子的喇叭部的一部分的狀況的側(cè)浮見圖。
圖26B是概略表示使用夾具及變形加工構(gòu)件將多個從動元件及它們的電極、以及襯里部組合于使用圖26A中圖示的模具構(gòu)件并由金屬玻璃制成其一部分的喇p八部的上述一部分所包括的喇叭連結(jié)部的狀況的縱剖視圖。
圖26C是概略表示將由在圖26B中組合起來的喇叭部、多個從動元件及它們的電極、以及襯里部構(gòu)成的本發(fā)明的第13實施方式的超聲波振子安裝在超聲波清洗槽的底壁的準(zhǔn)備狀況的縱剖視圖。
圖26D是概略表示在圖26C中圖示的準(zhǔn)備工序之后，將由在圖26B中組合起來的喇叭部、多個從動元件及它們的電極、以及村里部構(gòu)成的本發(fā)明的第13實施方式的超聲波振子安裝在超聲波清洗槽的底壁的準(zhǔn)備狀況的縱剖視圖。
圖27是概略表示使用多個由在圖26B中組合起來的喇叭部、多個從動元件及它們的電才及、以及襯里部構(gòu)成的本發(fā)明的第13實施方式的超聲波振子的超聲波清洗槽的縱剖視圖。
圖28是概略表示使用本發(fā)明的第14實施方式的超聲波振子的水中聲音探測器(SONAR)的縱剖視圖。
具體實施例方式
第l實施方式
首先，參照圖1A 圖2B說明本發(fā)明的第1實施方式的超聲波振子。
如圖1A中所圖示，本發(fā)明的第l實施方式的超聲波振子的喇叭部的坯料IO，通過如下方式制作將作為金屬玻璃的基礎(chǔ)的合金(以下稱作母合金)GK在熔融的狀態(tài)下，經(jīng)由熔融材料流入通路(澆道)12b注入到側(cè)方2分開模構(gòu)件12的凹模12a中。母合金GK具有與金屬玻璃相同的成分，但成分結(jié)晶的狀況與金屬玻璃不同。母合金GK例如通過電弧而熔化。在圖1A中，為了表示凹模12a及熔融材料流入通路(澆道)12b,僅沿著其分型線圖示了側(cè)方2分開模構(gòu)件12的一半。凹模12a沿著縱向被分割出側(cè)方2分開模構(gòu)件12的2個半模的各自分型面而形成。
向熔融材沖+流入通路(澆道)12b的夕卜端(澆口)中流入在熔點熔融了的母合金GK。作為金屬玻璃基礎(chǔ)的母合金GK含有3種以上元素，其含有Ti、 Zr及Al中的至少l種。Al的聲阻抗較低(14GPa 's/m3),Ti雖不及Al，但聲阻抗也較低(21GPa 's/m3),且其機械質(zhì)量系數(shù)Q及強度較高。Zr具有提高非晶成形能力而擴大過冷液體域的效果。
更加詳細(xì)地講，在本實施方式中使用的金屬玻璃是Zr55Cu3oAl1()Ni5。但是，只要可獲得喇叭部的坯料10'的期望
形成、和由喇叭部的坯剩-10，形成的喇p八部的最終制品的期望
性能，可以是各種公知的金屬玻璃。這樣的公知的金屬玻璃包括 Zr60Cu30Al10 、Ti53Cu30Ni15C02 、Al10Ni15La65Y10 、Ti53Cui5Nii8.5Hf3Al7Si3Bo.5 、Ti4oZri0Cu36Pdi4 、
丄l53^Ul5 Ni 18,5
為了使經(jīng)由熔融材料流入通路(澆道)12b流入到凹模12a中的熔融的母合金GK在保持液相的狀態(tài)下凝固，在側(cè)方2分開模構(gòu)件12中應(yīng)用未圖示的各種公知的散熱及/或冷卻構(gòu)造。結(jié)果，流入到凹模12a中的熔融的母合金GK以10K/ sec以上的冷卻速度冷卻；流入到凹模12a中的熔融的母合金GK這樣地驟冷而成為金屬玻璃，從而實現(xiàn)金屬玻璃相對于凹模12a的優(yōu)良的形狀復(fù)制性。
由在凹模12a中成為玻璃固體域而復(fù)制了凹模12a的形狀的金屬玻璃構(gòu)成的喇叭部的坯料10，以規(guī)定時間進一步散熱后，自模具構(gòu)件12被取出。此時，復(fù)制了凹模12a形狀的喇叭部的坯剩-10，帶有與熔融材料流入通^各(澆道)12b相對應(yīng)的形狀的熔融材剩-流入通^各對應(yīng)部分。之后，利用枳』械加工除去熔融材料流入通路對應(yīng)部分，從而完成圖1B中所圖示的喇叭部的坯并牛IO，。
接著，通過進一步機械加工喇叭部的坯料IO，的兩端部，完成圖1C中所圖示的喇叭部10的最終制品。在本實施方式中，喇叭部IO包括大致錠子形的喇叭主體部10a及自喇叭主體部10 a的大徑的基端部沿軸線方向延伸的軸狀的喇叭連結(jié)部10 b 。在作為喇叭部10的一端部的喇叭主體部10a的小徑的突出端部的端面，利用機械加工形成帶有內(nèi)螺紋的孔10c，在作為喇叭部10的另一端部的喇叭連結(jié)部10b的延伸端部的外周面，利用機械加工形成外螺紋10d。
在這些機械加工的期間里，為了使進行了這些機械加工后的坯料10，的部分的金屬玻璃溫度不達(dá)到玻璃結(jié)晶溫度以上(即，金屬玻璃不結(jié)晶)，例如，需要采取應(yīng)用含有冷卻液體的冷卻介質(zhì)等公知的各種冷卻方法。
在參照圖1A~圖1C地如上所述的、由金屬玻璃制作的喇叭部10的喇叭連結(jié)部10b上，圖2A中所示的安裝多個從動元件14及從動元件14用的電極16,再安裝由以往金屬構(gòu)成的襯里部18。村里部18螺紋接合于喇叭連結(jié)部10b的延伸端部外周面的外螺紋10d。通過朝向喇叭主體部10a擰緊襯里部18,將多個從動元件14與電才及16—同夾持在喇叭主體部10a與襯里部18之間，結(jié)果，如圖2B所示地完成本發(fā)明的第1實施方式的超聲波
21振子20。
從動元件14大多由壓電陶瓷構(gòu)成，壓電陶瓷的拉伸應(yīng)力較差。因而，在這用情況下優(yōu)選為，在連結(jié)喇叭連結(jié)部10b和襯里部18時，對從動元件14施加((從動元件14的壓縮強度)-(從動元件14的抗拉強度))/2的壓縮應(yīng)力。例如，由于壓電陶資的壓縮強度為800MPa，抗拉強度為80MPa，因此，在從動元件14由壓電陶乾構(gòu)成的情況下，優(yōu)選對/人動元件14施加360MPa的壓縮應(yīng)力。
從動元件14是通過經(jīng)由電極16供給高頻電流而產(chǎn)生超聲波振動的公知的壓電元件。于是，喇叭主體部10a放大自從動元件14產(chǎn)生的超聲波振動，將超聲波振動傳遞到其小徑的突出端部。在小徑的突出端部的帶有內(nèi)螺紋的孔10c中螺紋接合固定用于將以在喇叭主體部10a》文大后的狀態(tài)傳遞來的超聲波振動應(yīng)用于對象物的未圖示的超聲波振動應(yīng)用觸頭或探頭。未圖示的超聲波振動應(yīng)用觸頭或探頭被按壓于上述對象物，因此存在發(fā)生磨損、破損的傾向。因此，為了可以容易地與新品更換，未圖示的超聲波振動應(yīng)用觸頭或探頭以可容易地裝卸的方式固定于喇叭主體部10a的小徑的突出端部的帶有內(nèi)螺紋的孔10c。
接著，參照圖3說明實質(zhì)上不進行機械加工而由金屬玻璃形成本發(fā)明的第l實施方式的超聲波振子20的喇叭部10的最終制品的情況。
在此，在側(cè)方2分開才莫構(gòu)件12'的凹才莫12' a中，在與喇叭部IO的最終制品的一端部、即喇p八主體部10a的小徑的突出端部相對應(yīng)的位置配置有型芯12' b，該型芯12， b具有與上述突出端部的端面的帶有內(nèi)螺紋的孔10c相對應(yīng)的外徑尺寸。另夕卜，在凹模12' a中，在與喇叭部10的最終制品的另一端部、即喇叭連結(jié)部10b的小徑的突出端部相對應(yīng)的位置形成有外螺紋形成形狀12' c,該外螺紋形成形狀12' c具有與形成在上述小徑突出端部的外周面的外螺紋10 d相對應(yīng)的外徑尺寸。
經(jīng)由熔融材料流入通路(澆道)12b向這樣的側(cè)方2分開模構(gòu)件12'的凹模12' a中流入母合金GK,使其在如上所述的液相狀態(tài)下凝固而成為金屬玻璃，從而，金屬玻璃可以發(fā)揮其優(yōu) 良的形狀復(fù)制性，如圖1C中所圖示地在側(cè)方2分開模構(gòu)件12' 的凹才莫12' a中形成喇，，八部10的最終制品。
由在凹模12a，中成為玻璃固體域而復(fù)制了凹模12' a的形狀的金屬玻璃構(gòu)成的喇p八部10的最終制品以規(guī)定時間進一步散熱后，自模具構(gòu)件12'被取出。此時，復(fù)制了凹模12a，的形狀的喇叭部10的最終制品帶有與熔融材料流入通路(澆道) 12b相對應(yīng)的形狀的熔融材一牛流入通i 各對應(yīng)部分。之后，利用機械加工僅將熔融材料流入通路對應(yīng)部分除去。
另外，將型芯12' b也自喇叭部10的最終制品的喇叭主體部10a的一端部除去，在除去了型芯12' b后的痕跡上殘留有帶有因精密地復(fù)制型芯12 ， b的外周面形狀而形成的內(nèi)螺紋的孔 10c。
接著，參照圖4A及圖4B說明由金屬玻璃同時形成多個本發(fā) 明的第1實施方式的超聲波振子20的喇叭部10的坯料10，的情況。
在此，準(zhǔn)備形成有多個與凹模12a和相同的凹模12'， a的縱向2分開模構(gòu)件21，該凹模12'， a用于由金屬玻璃形成參照圖1A 圖2B而如上所述的本發(fā)明的第l實施方式的超聲波振子20的喇叭部的坯津牛10 。
多個凹模12，， a水平地被分割出縱向2分開模構(gòu)件21的2 個上下半21a、 21b的各自分型面而形成。
在模具構(gòu)件21中，多個凹模12，， a將各自的一端部集中于一點而以;改射狀配置，在下半21b中形成有熔融材料流入通路 (澆道)22，該熔融材^H"流入通i 各(澆道)22具有位于上述一點的內(nèi)端和開口于下半21b下表面的外端(澆口 )。
在熔融材料流入通路(澆道)22的外端(澆口 )連接有保持在熔點熔融了的母合金GK的公知的熔融金屬加壓注入機構(gòu) 24的注入口。熔融金屬加壓注入機構(gòu)24自其注入口帶有規(guī)定壓力地將在熔點熔融了的母合金GK經(jīng)由熔融材料流入通路(澆道)22注入到多個凹4莫12'， a中。
熔融金屬加壓注入一幾構(gòu)24包括缸體24a、活塞24b和加熱器 24c;上述缸體24a具有保持在熔點熔融了的母合金GK的內(nèi)孔；上述活塞24b可滑動地收容在缸體24a的內(nèi)孔中，以規(guī)定的壓力將內(nèi)孔中的在熔點熔融了的母合金GK朝向上述注入口擠出；上述加熱器24c用于將保持在缸體24a的內(nèi)孔中的熔融了的母合金G K的溫度保持在熔點以上。
熔融材料流入通路(澆道)22也可以形成于模具構(gòu)件21的上半21a。在這種情況下，只要能夠使熔融了的母合金GK經(jīng)由熔融材料流入通路(澆道)22流入而不會在多個凹模12' ， a中分別產(chǎn)生氣孔，也可以不^f吏用熔融金屬加壓注入4幾構(gòu)24,而僅利用重力將熔融了的母合金GK注入到熔融材料流入通路(澆道)22的外端(澆口 )。
并且，只要能夠使熔融了的母合金G K經(jīng)由熔融材料流入通路(澆道)22流入而不會在多個凹模12'， a中分別產(chǎn)生氣孔，也可以在模具構(gòu)件21中以除放射狀之外的各種排列方式來排列多個凹模12'， a。
另夕卜，參照圖4A及圖4B而如上所述的凹才莫12，' a也可以做成與參照圖3而如上所述的本發(fā)明的第l實施方式的超聲波振子2 0的喇叭部10的最終制品用的凹才莫12 ， a相同形狀。
24另外，為了使經(jīng)由熔融材料流入通路(澆道)22流入到凹
模具構(gòu)件21中應(yīng)用未圖示的各種公知的散熱及/或冷卻構(gòu)造。結(jié)果，流入到多個凹模12' ， a中的熔融的母合金GK以10K/ sec 以上的冷卻速度冷卻。通過流入到多個凹才莫12'， a中的熔融的母合金GK這樣地驟冷而成為金屬玻璃，可實現(xiàn)金屬玻璃相對于多個凹模12，' a的優(yōu)良的形狀復(fù)制性。
參照圖1A ~圖4B而如上所述的第1實施方式的超聲波振子20例如搭載于在腹腔鏡手術(shù)中使用的超聲波凝固切開裝置來使用。
第2實施方式
其次，參照圖5A~圖5C說明由金屬玻璃形成本發(fā)明的第2 實施方式的超聲波振子的喇叭部的喇叭連結(jié)部的坯料的情況。
如圖5A中所圖示，本發(fā)明的第2實施方式的超聲波振子的喇叭部的喇p八連結(jié)部的坯料30'通過如下方式制作將作為金屬玻璃基礎(chǔ)的合金(以下稱作母合金)GK在熔融的狀態(tài)下，經(jīng) 由熔融材料流入通路(澆道)32b注入到側(cè)方2分開模構(gòu)件32 的凹模32a中。母合金GK具有與金屬玻璃相同的成分，但成分結(jié)晶的狀況與金屬玻璃不同。母合金GK例如通過電弧而熔化。
在圖5A中，為了表示凹模32a及熔融材料流入通路(澆道) 32b,僅沿著其分型線圖示了側(cè)方2分開模構(gòu)件32的一半。凹模 32a沿著縱向被分割出側(cè)方2分開模構(gòu)件32的2個半模的各自分型面而形成。
向熔融材^h流入通^各(澆道)32b的夕卜端(澆口 )中流入在熔點熔融了的母合金GK。
為了使經(jīng)由熔融材料流入通路(澆道)32b流入到凹模32a璃，在側(cè)方2分開模構(gòu)件32中應(yīng)用未圖示的各種公知的散熱及 /或冷卻構(gòu)造。結(jié)果，流入到凹模32a中的熔融的母合金GK以 10K/ sec以上的冷卻速度冷卻。通過使流入到凹才莫32a中的熔融的母合金GK這樣地驟冷而成為金屬玻璃，可實現(xiàn)金屬玻璃相對于凹模32a的優(yōu)良的形狀復(fù)制性。
由在凹模32a中成為玻璃固體域而復(fù)制了凹模32a的形狀的金屬玻璃構(gòu)成的喇叭連結(jié)部的坯料3 0 ，以^見定時間進一步散熱后，自模具構(gòu)件32被取出。此時，復(fù)制了凹模32a的形狀的喇叭連結(jié)部的坯沖牛30'帶有與熔融材沖+流入通^各(澆道)32b 相對應(yīng)的形狀的熔融材料流入通路對應(yīng)部分。之后，利用機械加工除去熔融材并+流入通路對應(yīng)部分，乂人而完成圖5B中所圖示的喇叭連結(jié)部的坯^牛30'。
接著，通過進一步機械加工喇叭連結(jié)部的坯料30，的兩端部，完成圖5 C中所圖示的喇叭連結(jié)部3 0的最終制品。
在本實施方式中，在喇叭部的坯料30'的兩端部機械加工出外螺紋30a、 30b。在這些機械加工的期間里，為了使應(yīng)用這些機械加工后的坯料30'的部分的金屬玻璃溫度不達(dá)到玻璃結(jié) 晶溫度以上(即，金屬玻璃不結(jié)晶)，例如，需要采取應(yīng)用含有冷卻液體的冷卻介質(zhì)等公知的各種冷卻方法。
圖6中概略圖示了本實施方式的超聲波振子33的縱截面，該超聲波振子33的喇叭部34包括由以往金屬構(gòu)成的大致錠子形的喇口八主體部34a、和自喇p八主體部34a的大徑的基端部沿軸線方向延伸的、由如上所述的金屬玻璃形成的軸狀的喇叭連結(jié) 部30。在作為喇叭部34的一端部的喇叭主體部34a的小徑的突出端部的端面，利用機械加工形成帶有內(nèi)螺紋的孔34b。喇叭連結(jié)部3 0 —端部的外周面的外螺紋3 0 a通過螺紋接合于喇叭主體部34a的大徑基端部的端面中央而#皮固定。自喇叭主體部34a
26的大徑的基端部沿軸線方向延伸的喇叭連結(jié)部3 0的延伸端部外周面的外螺紋30b構(gòu)成喇p八部34的另一端部。
在由金屬玻璃制作的喇叭連結(jié)部30上，如圖6中所圖示安裝多個從動元件36及從動元件36用的電極38，再安裝由以往金屬構(gòu)成的襯里部40。襯里部40螺紋接合于喇叭連結(jié)部30的延伸端部外周面的外螺紋30b。通過朝向喇叭主體部34a擰緊襯里部 40，將多個從動元件36與電極38—同夾持在喇叭主體部34a與襯里部40之間，結(jié)果，如圖6所示地完成本發(fā)明的第2實施方式的超聲波振子33。
從動元件36大多由壓電陶瓷構(gòu)成，壓電陶瓷的拉伸應(yīng)力較差。因而，在這種情況下優(yōu)選為，在利用喇叭連結(jié)部30連結(jié)喇 p八主體部34a禾口^j"里^卩40時，只于乂人動元Y牛36施力口 (( 乂人動元4牛36 的壓縮強度)-(從動元件36的抗拉強度))/2的壓縮應(yīng)力。例如，由于壓電陶瓷的壓縮強度為800MPa ，抗拉強度為 80MPa,因此，在從動元件36由壓電陶瓷構(gòu)成的情況下，優(yōu)選對從動元件36施力p 360MPa的壓縮應(yīng)力。
在此，從動元件36是通過經(jīng)由電極38供給高頻電流而產(chǎn)生超聲波振動的公知的壓電元件。于是，喇叭主體部34a放大自從動元件36產(chǎn)生的超聲波振動，將超聲波振動傳遞到其小徑的突出端部。在小徑的突出端部的帶有內(nèi)螺紋的孔34b中螺紋接合固定用于將以在喇叭主體部3 4 a放大后的狀態(tài)傳遞來的超聲波振動應(yīng)用于對象物的未圖示的超聲波振動應(yīng)用觸頭或探頭。未圖示的超聲波振動應(yīng)用觸頭或探頭被按壓于上述對象物，因此存在發(fā)生磨損、破損的傾向。因此，為了可以容易地與新品更換，未圖示的超聲波振動應(yīng)用觸頭或探頭以可容易地裝卸的方式固定于喇叭主體部3 4 a的小徑的突出端部的帶有內(nèi)螺紋的孑L34b。接著，參照圖7說明實質(zhì)上不進行枳』械加工而由金屬玻璃
形成本發(fā)明的第2實施方式的超聲波振子33的喇叭部34的喇叭連結(jié)部30的最終制品的情況。
在此，在側(cè)方2分開模構(gòu)件32'的凹才莫32' a中，在與喇叭連結(jié)部30的最終制品的兩端部相對應(yīng)的位置形成有外螺紋形成形狀32' c、 32， d,該外螺紋形成形狀32' c、 32， d具有與形成在上述喇叭連結(jié)部30的最終制品的兩端部的外周面的外螺紋的孔30a、 30b相對應(yīng)的外徑尺寸。
使熔融的母合金GK與上述同樣地以在維持液相狀態(tài)的條件下凝固的方式，經(jīng)由熔融材料流入通-各(澆道)32b向這樣的側(cè)方2分開模構(gòu)件32'的凹模32' a中流入，成為金屬玻璃，從而，金屬玻璃可以發(fā)揮其優(yōu)良的形狀復(fù)制性，如圖5C中所圖示地在側(cè)方2分開模構(gòu)件32'的凹模32' a中形成喇叭連結(jié)部30 的最終制品。
在凹模32a，中成為玻璃固體域而由復(fù)制了凹模32' a的形狀的金屬玻璃構(gòu)成的喇叭連結(jié)部3 0的最終制品以規(guī)定時間進一步散熱后，自模具構(gòu)件32，被取出。此時，復(fù)制了凹模32a，的形狀的喇叭連結(jié)部3 0的最終制品帶有與熔融材料流入通路 (澆道)32b相對應(yīng)的形狀的熔融材料流入通路對應(yīng)部分。之后，利用枳4戒加工 <又將熔融材料流入通i 各對應(yīng)部分除去。
第3實施方式
其次，參照圖8A 圖8B說明由金屬玻璃形成本發(fā)明的第3 實施方式的超聲波振子的喇叭部的喇叭連結(jié)部及村里部的情況。
如圖8A中所圖示，本發(fā)明的第3實施方式的超聲波振子的喇叭部的喇叭連結(jié)部50及襯里部52的組合通過如下方式制作將作為金屬玻璃基礎(chǔ)的合金(以下稱作母合金)GK在熔融的狀態(tài)下，經(jīng)由熔融材料流入通路(澆道)54b注入到側(cè)方2分開模構(gòu)件54的凹模54a中。母合金GK具有與金屬玻璃相同的成分，但成分結(jié)晶的狀況與金屬玻璃不同。母合金GK例如通過電弧而熔化。
在圖8A中，為了表示凹才莫54a及熔融材料流入通路(澆道) 54b,僅沿著其分型線圖示了側(cè)方2分開模構(gòu)件54的一半。凹模 54a沿著縱向被分割為側(cè)方2分開模構(gòu)件54的2個半模的各自分型面而形成。
向熔融材一+流入通^各(澆道)54b的夕卜端(澆口 )中流入在熔點熔融了的母合金GK。
為了使經(jīng)由熔融材料流入通路(澆道)54b流入到凹模54a
璃，在側(cè)方2分開模構(gòu)件54中應(yīng)用未圖示的各種公知的散熱及 /或冷卻構(gòu)造。結(jié)果，流入到凹模54a中的熔融的母合金GK以 10K/ sec以上的冷卻速度冷卻。通過^f吏流入到凹才莫54a中的熔融的母合金GK這樣地驟冷而成為金屬玻璃，可實現(xiàn)金屬玻璃相對于凹模5 4 a的優(yōu)良的形狀復(fù)制性。
由在凹模54a中成為玻璃固體域而復(fù)制了凹模54a的形狀的金屬玻璃構(gòu)成的喇p八連結(jié)部50及襯里部52的組合以身見定時間進一步散熱后，自模具構(gòu)件54被取出。此時，復(fù)制了凹模54a 的形狀的喇叭連結(jié)部5 0及襯里部5 2帶有與熔融材料流入通路 (澆道)54b相對應(yīng)的形狀的熔融材津+流入通^各對應(yīng)部分。之后，利用機械加工除去熔融材料流入通路對應(yīng)部分，從而完成圖8B中所圖示的喇叭連結(jié)部50及襯里部52的組合。
在該組合中，在與村里部52相反一側(cè)的喇叭連結(jié)部50—端部的外周面形成有外螺紋50a,喇叭連結(jié)部50的另一端部與襯里部52 —體連結(jié)而結(jié)合。另外，在側(cè)方2分開模構(gòu)件54的凹模54a中，也可以替代在對應(yīng)于與襯里部52相反一側(cè)的喇叭連結(jié)部50—端部的外周面的位置形成用于形成喇叭連結(jié)部50 —端部的外周面的外螺紋 50a的外螺紋形成形狀，而在將喇叭連結(jié)部50及襯里部52的組合自凹沖莫54a耳又出之后，利用機械加工在與喇叭連結(jié)部50—端部的外周面相對應(yīng)的上述位置形成外螺紋50a。
但是，在這些才幾械加工的期間里，為了l吏應(yīng)用這些機械加工后的上述一端部的金屬玻璃溫度不達(dá)到玻璃結(jié)晶溫度以上 (即，金屬玻璃不結(jié)晶)，例如，需要采取應(yīng)用含有冷卻液體的冷卻介質(zhì)等公知的各種冷卻方法。
圖8B中概略圖示了本實施方式的超聲波振子56的縱截面，該超聲波振子56的喇叭部58包括由以往金屬構(gòu)成的、大致錠子形的喇叭主體部58a、和自喇叭主體部58a的大徑的基端部沿軸線方向延伸的、由如上所述的金屬玻璃形成的軸狀的喇叭連結(jié) 部50 。在喇叭連結(jié)部50中的與喇叭主體部58a相反一側(cè)的端部一體地結(jié)合有如上所述的襯里部52。
如圖8B中所圖示，在由金屬玻璃而與襯里部52—體構(gòu)成的喇叭連結(jié)部50上，自與襯里部52相反一側(cè)的一端部安裝有多個從動元件60及從動元件60用的電極62。之后，喇叭連結(jié)部50 一端部的外周面的外螺紋50a通過螺紋接合于喇叭主體部58a 的大徑基端部的端面中央而^皮固定。
通過利用喇叭連結(jié)部50—端部的外周面的外螺紋50a朝向喇叭主體部58a檸緊襯里部52，將多個從動元件60與電極62 — 同夾持在喇叭主體部58a與襯里部52之間，結(jié)果，如圖8B所示完成本發(fā)明的第3實施方式的超聲波振子56。
從動元件60大多由壓電陶瓷構(gòu)成，壓電陶瓷拉伸應(yīng)力較差。因而，在這用情況下優(yōu)選為，在將喇叭連結(jié)部50連結(jié)于喇
30叭主體部58a時，對/人動元件60施加((乂人動元件60的壓縮強度) -(從動元件60的抗拉強度))/2的壓縮應(yīng)力。例如，由于壓電陶資的壓縮強度為800MPa，抗拉強度為80MPa，因此，在從動元件6 0由壓電陶瓷構(gòu)成的情況下，優(yōu)選對從動元件6 0施加 360MPa的壓縮應(yīng)力。
在此，從動元件60是通過經(jīng)由電極62供給高頻電流而產(chǎn)生超聲波振動的7>知的壓電元件。于是，喇叭主體部58a放大自從動元件60產(chǎn)生的超聲波振動，將超聲波振動傳遞到其小徑的突出端部。在小徑的突出端部可裝卸地固定用于將以在喇叭主體部58a放大后的狀態(tài)傳遞來的的超聲波振動應(yīng)用于對象物的未圖示的超聲波振動應(yīng)用觸頭或探頭。
第4實施方式
下面，參照圖9A 圖9E說明本發(fā)明的第4實施方式的超聲波振子。
如圖9A中所圖示，本發(fā)明的第4實施方式的超聲波振子的喇叭部70通過如下方式制作將作為金屬玻璃基礎(chǔ)的合金(以下稱作母合金)GK在熔融的狀態(tài)下，經(jīng)由熔融材料流入通路(澆道)72b注入到側(cè)方2分開模構(gòu)件72的凹模72a中。母合金GK 具有與金屬玻璃相同的成分，但成分結(jié)晶的狀況與金屬玻璃不同。母合金GK例如通過電弧而熔化。
在圖9A中，為了表示凹模72a及熔融材料流入通路(澆道) 72b，僅沿著其分型線圖示了側(cè)方2分開模構(gòu)件72的一半。凹模 72a沿著縱向被分割出側(cè)方2分開模構(gòu)件72的2個半模的各自分型面而形成。
向熔融材^)"流入通^各(澆道)72b的外端(澆口 )中流入在熔點熔融了的母合金GK。
為了使經(jīng)由熔融材料流入通路(澆道)72b流入到凹模72a中的熔融的母合金G K在保持液相的狀態(tài)下凝固，在側(cè)方2分開模構(gòu)件72中應(yīng)用未圖示的各種公知的散熱及/或冷卻構(gòu)造。結(jié) 果，流入到凹模72a中的熔融的母合金GK以10K/ sec以上的冷卻速度冷卻。通過使流入到凹模72a中的熔融的母合金GK這樣地驟冷而成為金屬玻璃，從而實現(xiàn)金屬玻璃相對于凹模72a的優(yōu)良的形狀復(fù)制性。
由在凹模72a中成為玻璃固體域而復(fù)制了凹模72a的形狀的金屬玻璃構(gòu)成的喇p八部7 0整體以規(guī)定時間進一步散熱后，自模具構(gòu)件72被取出。此時，復(fù)制了凹模72a的形狀的喇叭部70 帶有與熔融材料流入通路(澆道)72b相對應(yīng)的形狀的熔融材料流入通路對應(yīng)部分。之后，利用機械加工除去熔融材料流入通5^對應(yīng)部分，乂人而完成圖9B中所圖示的喇叭部70。
在本實施方式中，喇叭部70包括大致錠子形的喇叭主體部 70a、自喇叭主體部70a的大徑的基端部沿軸線方向延伸的軸狀的喇叭連結(jié)部70b、以及自喇叭主體部70a的小徑的前端部沿軸線方向延伸的軸狀的前端處理部70c。
如圖9B中所圖示，在整體由金屬玻璃制作的喇p八部70的喇叭連結(jié)部70b上安裝多個從動元件74及從動元件74用的電極 76,再安裝由以往金屬構(gòu)成的襯里部78。詳細(xì)地講，如圖9C 中所圖示，上述安裝在整體由金屬玻璃制作的喇叭部70的喇叭
并且，如圖9C中所圖示，喇叭部70的喇叭連結(jié)部70b的延伸端部貫穿形成于襯里部78的貫穿孔。筒狀的按壓構(gòu)件84與加熱器8 2 —同被按壓在襯里部7 8的外端的外周上。按壓構(gòu)件8 4 由熱傳導(dǎo)性良好的材料形成，將自襯里部78突出的喇叭部70的喇叭連結(jié)部7 0 b的延伸端部加熱并維持在金屬玻璃的過冷液體溫度域(?；瘻囟?。
32在此期間，多個從動元件74的溫度不超過使從動元件74的特性消失的居里溫度這一點非常重要。
并且，在此期間，如圖9D中所圖示，插入到按壓構(gòu)件84 的中心孔中的變形加工構(gòu)件86強力地按壓喇叭連結(jié)部70b的延伸端部而將其壓扁使其變形，將變形的喇叭連結(jié)部70b的延伸
之后，加熱器82停止加熱，喇叭連結(jié)部70b的延伸端部達(dá) 到金屬玻璃的過冷液體溫度域以下、即?；瘻囟纫韵轮?，按壓構(gòu)件84與變形加工構(gòu)件86及力。熱器82—同遠(yuǎn)離村里部78的外端。
結(jié)果，將多個從動元件74與電極76—同夾持在喇叭主體部 70a與襯里部78之間，結(jié)果，如圖9E所示地完成本發(fā)明的第4 實施方式的超聲波振子88。
從動元件74大多由壓電陶資構(gòu)成，壓電陶資拉伸應(yīng)力較差。因而，在這用情況下優(yōu)選為，在將村里部78連結(jié)于喇叭連結(jié)部70b時，對從動元件74施加((從動元件74的壓縮強度)-(從動元件74的抗拉強度))/2的壓縮應(yīng)力。例如，由于壓電陶覺的壓縮強度為800MPa，抗拉強度為80MPa，因此，在從動元件74由壓電陶資構(gòu)成的情況下，優(yōu)選對/人動元件74施加 360MPa的壓縮應(yīng)力。
在此，從動元件74是通過經(jīng)由電極76供給高頻電流而產(chǎn)生超聲波振動的z^知的壓電元件。并且，喇叭主體部70a》文大自從動元件74產(chǎn)生的超聲波振動，將超聲波振動傳遞到其小徑的前端處理部70c。
本實施方式的超聲波振子88例如搭載于內(nèi)窺鏡用的超聲波治療器，可用于切除早期癌癥等手術(shù)。當(dāng)然，也可以用作其他用途，例如與第l實施方式的超聲波振子20同樣地搭載于在腹腔鏡手術(shù)中使用的超聲波凝固切開裝置來使用。在這種情況
下，在喇叭主體部7 0 a的小徑的前端部的前端處理部7 0 c中設(shè)置內(nèi)螺紋，將未圖示的超聲波振動應(yīng)用觸頭或探頭螺紋接合于該內(nèi)螺紋來使用。第5實施方式
接下來，參照圖IOA及圖IOB說明由金屬玻璃形成本發(fā)明的第5實施方式的超聲波振子的喇叭部的喇叭連結(jié)部的情況。
如圖IOA中所圖示，本發(fā)明的第5實施方式的超聲波振子的喇p八部的喇p八連結(jié)部90通過如下的方式制作將作為金屬玻璃基礎(chǔ)的合金(以下稱作母合金)GK在熔融的狀態(tài)下，經(jīng)由熔融材料流入通路(澆道)92b注入到側(cè)方2分開模構(gòu)件92的凹模92a 中。母合金GK具有與金屬玻璃相同的成分，但成分結(jié)晶的狀況與金屬玻璃不同。母合金GK例如通過電弧而熔化。
在圖IOA中，為了表示凹才莫92a及熔融材料流入通路(澆道) 92b,僅沿著其分型線圖示了側(cè)方2分開模構(gòu)件92的一半。凹模 92a沿著縱向被分割出側(cè)方2分開模構(gòu)件92的2個半模的各自分型面而形成。
向熔融材^1"流入通^各(澆道)92b的外端(澆口 )中流入在熔點熔融了的母合金GK。
為了使經(jīng)由熔融材料流入通路(澆道)92b流入到凹模92a 中的熔融的母合金GK在保持液相的狀態(tài)下凝固而成為金屬玻璃，在側(cè)方2分開模構(gòu)件92中應(yīng)用未圖示的各種公知的散熱及 /或冷卻構(gòu)造。結(jié)果，流入到凹模92a中的熔融的母合金GK以 10K/ sec以上的冷卻速度冷卻。通過4吏流入到凹才莫92a中的熔融的母合金GK這樣地驟冷而成為金屬玻璃，可實現(xiàn)金屬玻璃相對于凹模92a的優(yōu)良的形狀復(fù)制性。
由在凹模92a中成為玻璃固體域而復(fù)制了凹模92a的形狀的金屬玻璃構(gòu)成的喇叭連結(jié)部90以少見定時間進一步散熱后，自
模具構(gòu)件92被取出。此時，復(fù)制了凹模92a的形狀的喇p八連結(jié) 部90帶有與熔融材沖+流入通^各(澆道)92b相對應(yīng)的形狀的熔融材料流入通路對應(yīng)部分。之后，利用機械加工除去熔融材料流入通路對應(yīng)部分，/人而完成圖IOB中所圖示的喇叭連結(jié)部90。接著，參照圖10B ~圖IIB說明使用由如上所述的金屬玻璃構(gòu)成的喇叭連結(jié)部90來構(gòu)成本發(fā)明的第5實施方式的超聲波振子的情況。
喇叭連結(jié)部9 0的一端部固定于圖10 B中所圖示的、由以往的金屬構(gòu)成的、大致4定子形的喇p八主體部9 4的大徑的基端部中心。如圖10B中所圖示，該固定在喇叭主體部94的大徑的基端部支承于夾具9 6的期間里進行。
詳細(xì)地講，如圖10B中所圖示，在喇叭主體部94的大徑基端部的端面中心形成有用于卡合地固定喇叭連結(jié)部90的一端部的固定孔97，利用加熱器98將朝向固定孔97的喇叭連結(jié)部90 的一端部加熱并維持在金屬玻璃的過冷液體溫度域(?；瘻?度)。
在此期間，在喇叭連結(jié)部90的另一端部蓋有變形加工構(gòu)件 IOO的中心孔，接著，如圖10C中所圖示，變形加工構(gòu)件100按壓喇叭連結(jié)部9 0的延伸端部而將喇叭連結(jié)部9 0的一端部在喇叭主體部94的大徑基端部的端面的固定孔97內(nèi)壓扁使其變形，將變形的喇p八連結(jié)部90的一端部卡合固定于固定孔97。
這樣的喇"八連結(jié)部90與喇叭主體部94的組合構(gòu)成喇、A部
102。
之后，加熱器984f止加熱，喇。八連結(jié)部90的變形的一端部達(dá)到金屬玻璃的過冷液體溫度域以下、即?；瘻囟纫韵轮螅?變形加工構(gòu)件10 0與加熱器9 8 —同遠(yuǎn)離喇叭連結(jié)部9 0的另一端部。
接著，如圖10D中所圖示，在固定于喇叭主體部94的大徑基端部的喇叭連結(jié)部90上安裝多個從動元件104及從動元件 104用的電極106，再安裝由以往金屬構(gòu)成的襯里部108。在此，喇叭連結(jié)部9 0的另一端部貫穿形成于襯里部10 8的貫穿孔。
接著，如圖11A中所圖示，筒狀的按壓構(gòu)件112與加熱器110 一同被按壓在襯里部108的外端的外周上。按壓構(gòu)件112由熱傳導(dǎo)性良好的材料形成，將自襯里部108突出的喇p八連結(jié)部90的另一端部加熱并維持在金屬玻璃的過冷液體溫度域。
在此期間，多個從動元件104的溫度不超過使從動元件104 的特性消失的居里溫度這一點非常重要。
并且，在此期間，如圖11A中所圖示，插入到按壓構(gòu)件112 的中心孔中的變形加工構(gòu)件114強力地按壓喇叭連結(jié)部90的另一端部而將其壓扁使其變形，將變形的喇叭連結(jié)部9 0的另一端
之后，加熱器110停止加熱，喇叭連結(jié)部90的變形的另一端部達(dá)到金屬玻璃的過冷液體溫度域以下、即玻化溫度以下之后，按壓構(gòu)件112與變形加工構(gòu)件114及加熱器110—同遠(yuǎn)離襯里部108的外端。
結(jié)果，將多個從動元件104與電極106—同夾持在喇叭主體部94與襯里部108之間，結(jié)果，如圖IIB所示地完成本發(fā)明的第 5實施方式的超聲波振子116。
從動元件104大多由壓電陶瓷構(gòu)成，壓電陶瓷拉伸應(yīng)力較差。因而，在這用情況下優(yōu)選為，在將喇叭連結(jié)部90連結(jié)于襯里部108時，對/人動元件104施加((從動元件104的壓縮強度) -(從動元件104的抗拉強度))/2的壓縮應(yīng)力。例如，由于壓電陶資的壓縮強度為800MPa,抗拉強度為80MPa,因此，在從動元件104由壓電陶瓷構(gòu)成的情況下，優(yōu)選對從動元件104 施加360MPa的壓縮應(yīng)力。
在此，從動元件104是通過經(jīng)由電極106供給高頻電流而產(chǎn) 生超聲波振動的公知的壓電元件。于是，喇叭主體部94放大自從動元件104產(chǎn)生的超聲波振動，將超聲波振動傳遞到其小徑的突出端部。
也可以如下i也連結(jié)^f里部108的外端和喇叭連結(jié)部90的另一端部。即，替代襯里部108外端的上述貫穿孔的擴徑部108a,
的內(nèi)周面形成軸線方向卡合形狀108' a。
接著，如圖12A中所圖示，在襯里部108的外端附近，利用加熱器IIO將喇p八連結(jié)部90的另一端部加熱并維持在金屬玻璃的過冷液體溫度域(玻化溫度)。并且，如圖12B中所圖示地將筒狀的按壓構(gòu)件112按壓在襯里部108的外端。按壓構(gòu)件112由熱傳導(dǎo)性良好的材料形成，將襯里部108的外端附近的喇叭連結(jié)部90的另一端部維持在金屬玻璃的過冷液體溫度域(玻化溫度)。
在此期間，多個從動元件104的溫度不超過使從動元件104 的特性消失的居里溫度這一點非常重要。
并且，在此期間，如圖12B中所圖示，插入到按壓構(gòu)件112 的中心孔中的變形加工構(gòu)件114強力地按壓喇叭連結(jié)部90的另一端部而使其擴徑而變形，將變形的喇叭連結(jié)部90的另一端部
之后，加熱器110停止加熱，喇叭連結(jié)部90的變形的另一端部達(dá)到金屬玻璃的過冷液體溫度域以下、即?；瘻囟纫韵轮?后，按壓構(gòu)件112與變形加工構(gòu)件114及加熱器IIO—同遠(yuǎn)離襯里部108的外端。
37參照圖10A ~圖12B而如上所述的第5實施方式的超聲波振子116,例如可搭載于在腹腔鏡手術(shù)中使用的超聲波凝固切開裝置來使用。在這種情況下，在喇叭主體部94的小徑的前端部設(shè)置內(nèi)螺紋，將未圖示的超聲波振動應(yīng)用觸頭或探頭螺紋接合于該內(nèi)螺紋來使用。
第6實施方式
其次，參照圖13A~圖13C說明由金屬玻璃形成本發(fā)明的第6實施方式的超聲波振子的喇叭部的喇叭連結(jié)部及襯里部的情況。
如圖13A中所圖示，本發(fā)明的第6實施方式的超聲波振子的喇叭部的喇叭連結(jié)部12 0及襯里部12 2的組合通過如下的方式制作將作為金屬玻璃基礎(chǔ)的合金(以下稱作母合金)GK在熔融的狀態(tài)下，經(jīng)由熔融材料流入通^各(澆道)124b注入到側(cè)方 2分開模構(gòu)件124的凹模124a中。母合金GK具有與金屬玻璃相同的成分，但成分結(jié)晶的狀況與金屬玻璃不同。母合金GK例如通過電弧而熔化。
在圖13A中，為了表示凹模124a及熔融材料流入通路(澆道)12 4 b ，僅沿著其分型線圖示了側(cè)方2分開模構(gòu)件12 4的一半。凹模12 4 a沿著縱向被分割出側(cè)方2分開模構(gòu)件12 4的2個半模的各自分型面而形成。
向熔融材^h流入通^各(澆道)124b的夕卜端(澆口 )中流入在熔點熔融了的母合金GK。
為了使經(jīng)由熔融材料流入通路(澆道)124b流入到凹模 124a中的熔融的母合金GK在維持液相的狀態(tài)下凝固而成為金屬玻璃，在側(cè)方2分開模構(gòu)件124中應(yīng)用未圖示的各種公知的散熱及/或冷卻構(gòu)造。結(jié)果，流入到凹模124a中的熔融的母合金 GK以10K/ sec以上的冷卻速度冷卻。通過4吏流入到凹才莫124a中的熔融的母合金GK這樣地驟冷而成為金屬玻璃，可實現(xiàn)金屬玻璃相對于凹模124a的優(yōu)良的形狀復(fù)制性。
由在凹模124a中成為玻璃固體域而復(fù)制了凹模124a的形狀的金屬玻璃構(gòu)成的喇叭連結(jié)部12 0及襯里部12 2的組合以規(guī) 定時間進一步散熱后，自模具構(gòu)件124被取出。此時，復(fù)制了凹才莫124a的形狀的喇叭連結(jié)部120及斥于里部122帶有與熔融材料流入通^各(澆道)124b相對應(yīng)的形狀的炫融材津牛流入通路對應(yīng)部分。之后，利用機械加工除去熔融材料流入通路對應(yīng)部分，從而完成圖13B中所圖示的喇叭連結(jié)部120及襯里部122的組合。
如圖13B中所圖示，在由金屬玻璃而與襯里部122 —體構(gòu)成的喇叭連結(jié)部120上，自與襯里部122相反一側(cè)的一端部安裝有多個從動元件126及從動元件126用的電極128。之后，喇叭連結(jié)部120的一端部固定于大致呈錠子形的、以往的金屬制的喇叭主體部130的大徑的基端部中心。如圖13B中所圖示，該固定在喇叭主體部130的大徑的基端部支承于夾具132的期間里進行。
詳細(xì)地講，如圖13B中所圖示，在喇叭主體部130的大徑基端部的端面中心形成有可卡合固定喇叭連結(jié)部120的一端部的固定孔130a。安裝有多個從動元件126及電極128的喇叭連結(jié)部 12 0的一端部插入到喇叭主體部13 0的大徑基端部的端面的固定孑Ll30a中，并且，如圖13C中所圖示，在襯里部122的外端面應(yīng)用以往的超聲波振子134。以往的超聲波振子134在按壓村里部122的外端面的同時、將超聲波應(yīng)用于襯里部122。該超聲波集中在比襯里部122更遠(yuǎn)的小徑的喇叭連結(jié)部120的一端部，將喇p八連結(jié)部120的一端部加熱并維持在金屬玻璃的過冷液體溫度域(?；瘻囟?。在此期間，多個從動元件126的溫度不超過4吏從動元件126 的特性消失的居里溫度這一點非常重要。
并且，在此期間，如圖13C中所圖示，喇叭連結(jié)部120的一端部在喇叭主體部130的大徑基端部的端面的固定孔130a內(nèi)被壓扁而使其變形，將變形的喇叭連結(jié)部12 0的一端部卡合固定于固定孔130a。
這樣相互連結(jié)的喇叭連結(jié)部120與喇叭主體部130的組合構(gòu)成喇叭部136。
之后，以往的超聲波振子134停止應(yīng)用超聲波，喇叭連結(jié) 部120的變形的一端部達(dá)到金屬玻璃的過冷液體溫度域以下、即?；瘻囟纫韵轮螅酝某暡ㄕ褡?34遠(yuǎn)離襯里部122 的外端面。
最終，將多個從動元件126與電極128—同夾持在喇叭主體部130與襯里部122之間，結(jié)果，如圖13C中所示地完成本發(fā)明的第6實施方式的超聲波振子138。
從動元件126大多由壓電陶資構(gòu)成，壓電陶瓷拉伸應(yīng)力較差。因而，在這用情況下優(yōu)選為，在將喇叭連結(jié)部120連結(jié)于喇叭主體部130時，對乂人動元件126施加((乂人動元件126的壓縮強度)-(從動元件126的抗拉強度))/2的壓縮應(yīng)力。例如，由于壓電陶資的壓縮強度為800MPa,抗拉強度為80MPa,因此，在從動元件126由壓電陶瓷構(gòu)成的情況下，優(yōu)選對A人動元件126施加360MPa的壓縮應(yīng)力。
在此，從動元件126是通過經(jīng)由電極128供給高頻電流而產(chǎn) 生超聲波振動的公知的壓電元件。于是，喇叭主體部130放大自從動元件126產(chǎn)生的超聲波振動，將超聲波振動傳遞到其小徑的突出端部。在小徑的突出端部可裝卸地固定用于將以在喇叭主體部130》文大后的狀態(tài)傳遞來的的超聲波振動應(yīng)用于對象頭或探頭。
第7實施方式
下面，參照圖14A~圖15說明本發(fā)明的第7實施方式的超聲波振子。
如圖14A中所圖示，本發(fā)明的第7實施方式的超聲波振子的喇叭部140通過如下的方式制作將作為金屬玻璃基礎(chǔ)的合金 (以下稱作母合金)GK在熔融的狀態(tài)下，經(jīng)由熔融材料流入通路(澆道)142b注入到側(cè)方2分開模構(gòu)件142的凹模142a中。母合金GK具有與金屬玻璃相同的成分，但成分結(jié)晶的狀況與金屬玻璃不同。母合金GK例如通過電弧而熔化。
在圖14A中，為了表示凹模142a及熔融材料流入通路(澆道)14 2 b,僅沿著其分型線圖示了側(cè)方2分開模構(gòu)件14 2的一半。凹模14 2 a沿著縱向被分割出側(cè)方2分開模構(gòu)件14 2的2個半模的各自分型面而形成。
利用凹模142a而由金屬玻璃制作的喇叭部140包括大致錠子形的喇叭主體部140a、及自喇叭主體部140a的大徑的基端部沿軸線方向延伸的軸狀的喇叭連結(jié)部140b。并且，喇叭連結(jié)部 140b在其軸向上的規(guī)定位置具有環(huán)狀的中間突出部140c。
在凹模142a中，在與喇叭部140的最終制品的一端部、即喇叭主體部140a的小徑的突出端部相對應(yīng)的位置配置有內(nèi)螺紋形成構(gòu)造型芯144,該內(nèi)螺紋形成構(gòu)造型芯144具有與上述突出端部的端面的帶有內(nèi)螺紋的孔140d相對應(yīng)的外徑尺寸。另外，內(nèi)螺紋形成構(gòu)造型芯144還包括細(xì)長的才奉狀的中心孔形成部分144a,該中心孔形成部分144a在凹模142a中延伸至在與喇叭部140的最終制品的另一端部、即喇叭連結(jié)部140b的小徑的突出端部相對應(yīng)的位置。
向熔融材料流入通路(澆道)142b的外端(澆口 )中流入
41在熔點熔融了的母合金GK。
為了使經(jīng)由熔融材料流入通路(澆道)142b流入到凹模
屬玻璃，在側(cè)方2分開模構(gòu)件142中應(yīng)用未圖示的各種公知的散熱及/或冷卻構(gòu)造。結(jié)果，流入到凹模142a中的熔融的母合金 GK以1 OK / sec以上的冷卻速度冷卻。通過使流入到凹模142a 中的熔融的母合金GK這樣地驟冷而成為金屬玻璃，可實現(xiàn)金屬玻璃相對于凹模142a 、內(nèi)螺紋形成構(gòu)造型芯144及中心孔形成部分144a的優(yōu)良的形狀復(fù)制性。
由在凹模142a中成為玻璃固體域而復(fù)制了凹模142a的形狀的金屬玻璃構(gòu)成的喇叭部140整體以*見定時間進一步散熱后，自模具構(gòu)件142被取出。此時，復(fù)制了凹模12a的形狀的喇叭部140帶有與熔融材料流入通路(免道)142b相對應(yīng)的形狀的熔融材妹牛流入通^各對應(yīng)部分，利用枳3成加工除去熔融材料流入通路對應(yīng)部分。通過進一步使內(nèi)螺紋形成構(gòu)造型芯144與細(xì) 長的棒狀的中心孔形成部分144a—同自喇叭部140分離，完成圖14B中所圖示的喇叭部140。
在喇叭部140中，與內(nèi)螺紋形成構(gòu)造型芯144相對應(yīng)地在喇叭主體部140a的小徑的突出端部殘留有帶有內(nèi)螺紋的孔140d ，在喇叭部140中，乂人上述一端部的孔140d到另一端部、即喇叭連結(jié)部140b的小徑的突出端部殘留有細(xì)長的中心孑L 140e。
如圖14B中所圖示，在整體由金屬玻璃制作的喇p八部140 的喇叭連結(jié)部14 0 b上安裝多個從動元件14 6及從動元件14 6用的電極148，再安裝由以往金屬構(gòu)成的襯里部150。詳細(xì)地講，如圖14B中所圖示，上述安裝在整體由金屬玻璃制作的喇p八部 140的大徑的基端部被夾具152支承的期間里進行。
并且，如圖14B中所圖示，喇叭連結(jié)部140b的延伸端部貫
42連結(jié)部140b的中間突出部 140c在襯里部150的外端帶有間隙地收容在形成于上述中心孔的擴徑部150a中。在此期間，中間突出部140c的軸線方向內(nèi)端面自襯里部150外端的擴徑部150a的底面分開很小的距離，而且，中間突出部140c的軸線方向外端面位于一于里部150外端的外方。
利用加熱器154將襯里部150夕卜端的擴徑部150a中的喇叭連結(jié)部140b的中間突出部140c加熱并維持在金屬玻璃的過冷液體溫度域(?；瘻囟?。在此期間，如圖14C中所圖示，筒狀的變形加工構(gòu)件156朝向村里部150的外端按壓喇叭連結(jié)部 140b的中間突出部140c的軸線方向外端面。變形加工構(gòu)件156 由熱傳導(dǎo)性良好的材料形成，將喇p八連結(jié)部140b的中間突出部 140c加熱并維持在金屬玻璃的過冷液體溫度域(玻化溫度)。
在此期間，多個從動元件146的溫度不超過4吏從動元件146 的特性消失的居里溫度這一點非常重要。
并且，在此期間，變形加工構(gòu)件156強力地4安壓喇叭連結(jié) 部140b的中間突出部140c而將其壓扁^f吏其變形，將變形的喇p八連結(jié)部140b的中間突出部140c卡合于襯里部150外端的上述貫穿孔的擴徑部150a。
之后，加熱器154停止加熱，喇叭連結(jié)部140b的中間突出部14 0 c達(dá)到金屬玻璃的過冷液體溫度域以下、即?；瘻囟纫韵?之后，變形加工構(gòu)件156與加熱器154—同遠(yuǎn)離襯里部150的外端。
結(jié)果，將多個從動元件146與電極148—同夾持在喇叭主體部140a與襯里部150之間，結(jié)果，如圖15中所示地完成本發(fā)明的第7實施方式的超聲波振子158。
從動元件146大多由壓電陶瓷構(gòu)成，壓電陶瓷拉伸應(yīng)力較差。因而，在這用情況下優(yōu)選為，在將喇叭連結(jié)部140b連結(jié)于襯里部150時，對乂人動元件146施加((乂人動元件146的壓縮強度) - (從動元件146的抗拉強度))/2的壓縮應(yīng)力。例如，由于壓電陶瓷的壓縮強度為800MPa,抗拉強度為80MPa,因此，在從動元件14 6由壓電陶資構(gòu)成的情況下，優(yōu)選對從動元件14 6 施加360MPa的壓縮應(yīng)力。
在此，從動元件146是通過自高頻電源HFS經(jīng)由電極148 供給高頻電流而產(chǎn)生超聲波振動的公知的壓電元件。于是，喇叭主體部140a放大自從動元件146產(chǎn)生的超聲波振動，將超聲波振動傳遞到其小徑的突出端部。
在喇叭主體部140a的小徑突出端部的孑L 140d (參照圖 14B)中可裝卸地固定用于將超聲波振動應(yīng)用于對象物的超聲波振動應(yīng)用觸頭或探頭160 (參照圖15 )。該超聲波振動以在喇叭主體部140a》i:大后的狀態(tài)被傳遞來。只要在超聲波振動應(yīng)用觸頭或探頭160中形成長度方向中心貫穿孔，通過如圖15中所圖示地將吸引泵S P連接于喇叭連結(jié)部14 0 b的延伸端部，就可以自超聲波振動應(yīng)用觸頭或探頭160前端的長度方向中心貫穿孔的開口、借助上述長度方向中心貫穿孔及喇叭部140的中心孔 140e吸引物體。
本實施方式的超聲波振子158例如可搭載在用于在外科手術(shù)中吸引脂肪等組織的超聲波吸引裝置。
接著，參照圖16說明利用與圖14A中所圖示的做法不同的做法形成本發(fā)明的第7實施方式的超聲波振子158的喇叭部140 的情況。
在此，在側(cè)方2分開模構(gòu)件142'的凹模142a中，替代細(xì)長的棒狀的中心孔形成部分14 4 a而配置有細(xì)長的管狀構(gòu)件14 4 b, 并且，相對于細(xì)長的管狀構(gòu)件144b獨立地形成有內(nèi)螺紋形成構(gòu)造型芯144，。
經(jīng)由熔融材料流入通路(澆道)142b向這樣的側(cè)方2分開模構(gòu)件142，的凹模142a中流入母合金GK，使流入到凹模142a 中的熔融的母合金GK在與上述同樣地維持液相狀態(tài)的條件下凝固而成為金屬玻璃。金屬玻璃可以發(fā)揮其優(yōu)良的形狀復(fù)制性，在側(cè)方2分開模構(gòu)件142，的凹模142a中形成與圖14B中所圖示的喇叭部140外觀相同的喇叭部140'。另夕卜，利用內(nèi)螺紋形成構(gòu)造型芯144'在喇叭部140'的喇叭主體部140a的小徑的一端部形成復(fù)制了精密的內(nèi)螺紋的孔140d。
由在凹模142a中成為玻璃固體域而復(fù)制了凹模142a的形狀的金屬玻璃構(gòu)成的喇叭部140，以規(guī)定時間進一步散熱后，自模具構(gòu)件142'被取出。此時，復(fù)制了凹模142a的形狀的喇叭部140'帶有與熔融材料流入通路(澆道)142b相對應(yīng)的形狀的熔融材津+流入通^各對應(yīng)部分。之后，利用枳4成加工〗又將熔融材沖+流入通^各對應(yīng)部分除去。
并且，雖自喇叭部140'除去了內(nèi)螺紋形成構(gòu)造型芯144', 但細(xì)長的管狀構(gòu)件144b殘留在喇叭部140'中。喇叭部140'可帶有細(xì)長的管狀構(gòu)件144b而被使用。
第8實施方式
下面，參照圖17A 圖18D說明本發(fā)明的第8實施方式的超聲波振子。
如圖17A中所圖示，本發(fā)明的第8實施方式的超聲波振子的喇p八部17 0通過如下的方式制作將作為金屬玻璃基礎(chǔ)的合金 (以下稱作母合金)GK在熔融的狀態(tài)下，經(jīng)由熔融材料流入通路(澆道)172b注入到與型芯構(gòu)件171組合的側(cè)方2分開模構(gòu)件 172的凹模172a中。母合金GK具有與金屬玻璃相同的成分，但成分結(jié)晶的狀況與金屬玻璃不同。母合金GK例如通過電弧而熔化。
側(cè)方2分開模構(gòu)件172例如由銅那樣的熱傳導(dǎo)性良好的金
屬形成。如圖17B及圖17C中所圖示，2個半沖莫172c、 172d形成相互對稱的形狀，利用公知的可分離的固定構(gòu)造、例如螺栓和螺母的組合可分離地相互固定。凹模17 2 a及熔融材料流入通路 (澆道)172b沿著縱向被分割出側(cè)方2分開模構(gòu)件172的2個半模172c、 172d的各自分型面而形成。
側(cè)方2分開模構(gòu)件172的凹模172a的規(guī)定位置向外部開口，上述規(guī)定位置的開口被利用公知的可分離的固定構(gòu)造、例如螺栓和螺母的組合可分離地固定于側(cè)方2分開模構(gòu)件17 2的型芯構(gòu)件171封閉。型芯構(gòu)件171的型芯171a自側(cè)方2分開模構(gòu)件 172的凹模172a的規(guī)定位置的開口進入到由凹模172a規(guī)定的空間中的規(guī)定位置。
利用側(cè)方2分開模構(gòu)件172的凹模172a及型芯構(gòu)件171的型芯171 a的組合而由金屬玻璃制作的喇p八部17 0包括大致錠子形的喇叭主體部170a 、自喇叭主體部170a的大徑的基端部沿軸線方向延伸的軸狀的喇叭連結(jié)部17 0 b 、以及在喇叭主體部17 0 a 的大徑的基端部自喇叭連結(jié)部170b的周圍沿軸線方向延伸的、包圍喇叭連結(jié)部170b夕卜周面的筒狀的覆蓋部170c。
在本實施方式中，小徑的軸狀的喇叭連結(jié)部170b及筒狀的覆蓋部170c與喇叭主體部170a的大徑的基端部相互同心地配置。
向熔融材^h流入通i 各(澆道)172b的外端(澆口 )中流入在熔點熔融了的母合金GK。
為了使經(jīng)由熔融材料流入通路(澆道)172b流入到凹模
屬玻璃，在側(cè)方2分開模構(gòu)件172及型芯構(gòu)件171中應(yīng)用未圖示的各種公知的散熱及/或冷卻構(gòu)造。結(jié)果，流入到凹模172a中的熔融的母合金GK以10K/ sec以上的冷卻速度冷卻。通過使流入到凹模172a中的熔融的母合金GK這樣地驟冷而成為金屬玻璃，可實現(xiàn)金屬玻璃相對于凹模17 2 a及型芯171 a的優(yōu)良的形
狀復(fù)制性。
由在進入有型芯171a的凹才莫172a中成為玻璃固體域而復(fù) 制了凹才莫172a及型芯171a的形狀的金屬玻璃構(gòu)成的喇叭部 17 0整體以規(guī)定時間進一步散熱后，自模具構(gòu)件17 2及型芯構(gòu)件 171被取出。此時，復(fù)制了凹模172a及型芯171a的形狀的喇叭部170帶有與熔融材料流入通路(澆道)172b相對應(yīng)的形狀的熔融材料流入通路對應(yīng)部分，但通過利用一幾械加工除去熔融材料流入通路對應(yīng)部分，可完成圖18 A中所圖示的喇叭部17 0 。
如圖18A中所圖示，在利用夾具174支承喇叭部170的喇叭主體部170a的大徑基端部的期間里，在喇叭連結(jié)部170b安裝多個從動元件176及從動元件176用的電極178，再安裝由以往的金屬或金屬玻璃構(gòu)成的襯里部180。
如圖18B中所圖示，安裝于喇叭連結(jié)部170b的多個從動元件176、電極178及襯里部180的周圍被喇叭部170的筒狀的覆蓋部170c覆蓋。并且，喇叭連結(jié)部170b的延伸端部貫穿形成于襯里部180的貫穿孔。
接著，將內(nèi)置加熱器或者超聲波加熱變形加工構(gòu)件182按壓在喇叭連結(jié)部170b的延伸端，將喇叭連結(jié)部170b的延伸端部加熱并維持在金屬玻璃的過冷液體溫度域(?；瘻囟?。
在此期間，多個從動元件176的溫度不超過使從動元件176
的特性消失的居里溫度這一點非常重要。
并且，在此期間，如圖18C中所圖示，變形加工構(gòu)件182 強力地按壓喇叭連結(jié)部170b的延伸端部而將其壓扁^f吏其變形，將變形的喇"
上述貫穿孔的擴徑部180a。
之后，內(nèi)置加熱器或超聲波加熱變形加工構(gòu)件182停止加熱，喇叭連結(jié)部17 0 b的延伸端部達(dá)到金屬玻璃的過冷液體溫度域以下、即?；瘻囟纫韵轮?，變形加工構(gòu)件182遠(yuǎn)離喇叭連結(jié)部170b的延伸端部。
結(jié)果，將多個>^人動元件176與電極178—同夾持在喇叭主體部170a與襯里部180之間。
最后，在喇叭部170的覆蓋部170c的延伸端部的開口蓋有蓋184,覆蓋上述開口。蓋184可以可裝卸地安裝于覆蓋部170c 的延伸端部的開口，也可以利用例如含有粘^接劑的^^知的固定要件來固定，也可以根據(jù)需要例如裝有O型密封圈184a來發(fā)揮防水功能。
蓋184也可以由不會與覆蓋部170c相互間產(chǎn)生不良影響、而可以發(fā)揮期望功能這樣的材料制成，本實施方式例如由 PEEK ( Polyether etherketone )形成。在蓋184中形成有用
在需要進行防水處理的情況下，貫穿孔184b在使電線LL通過之后被公知的密封劑186密封。
通過如上所述地由蓋184覆蓋喇叭部170的覆蓋部170c的延伸端部的開口，可完成圖18D中所圖示的本發(fā)明的第8實施方式的超聲波振子188。
從動元件176大多由壓電陶瓷構(gòu)成，壓電陶瓷拉伸應(yīng)力較差。因而，在這用情況下優(yōu)選為，在將喇叭連結(jié)部170b連結(jié)于襯里部180時，對從動元件176施加((從動元件176的壓縮強度) -(從動元件176的抗拉強度))/2的壓縮應(yīng)力。例如，由于壓電陶覺的壓縮強度為800MPa,抗拉強度為80MPa,因此，在從動元件17 6由壓電陶瓷構(gòu)成的情況下，優(yōu)選對乂人動元件17 6 施加360MPa的壓縮應(yīng)力。
在此，從動元件176是通過自經(jīng)由電線LL及電極178供給高頻電流而產(chǎn)生超聲波振動的公知的壓電元件。于是，喇叭主體部170a放大自從動元件176產(chǎn)生的超聲波振動，將超聲波振
動傳遞到其小徑的突出端部。
另外，如圖19中所圖示，為了保護自超聲波振子188的喇叭部170的覆蓋部170c被拉出到外部的電線LL不受外力損害，也可以將收容自覆蓋部170c被拉出到外部的電線LL的撓性的保護管PT的末端安裝在覆蓋部170c的外端面。保護管PT例如可以是所謂的線圈軸。
帶有撓性的保護管P T的超聲波振子18 8可以用作軟性內(nèi)窺鏡用的超聲波治療器USWTD。這樣的超聲波治療器USWTD 插入、脫出自由地搭載于軟性內(nèi)窺鏡的插入部的通道中，例如可以用于切除早期癌癥等治療。
在超聲波振子188的喇叭主體部170a的小徑的前端設(shè)置內(nèi) 螺紋，使縱長的超聲波傳遞構(gòu)件的基端部螺紋接合于該內(nèi)螺紋，從而可以用作腹腔鏡手術(shù)所采用的超聲波凝固切開裝置。
并且，如圖20中所圖示，也可以由金屬玻璃制作覆蓋喇叭部170的覆蓋部170c的延伸端部開口的蓋184'。在這種情況下，利用內(nèi)置加熱器或超聲波加熱變形加工構(gòu)件HPM將蓋184'按壓在喇叭部170的覆蓋部170c的延伸端部的開口，將覆蓋部 170c的延伸端部及蓋184，的周緣部加熱并維持在金屬玻璃的過冷液體溫度域(?；瘻囟?。
在此期間，如圖18D中所圖示，被覆蓋部170c包圍的多個從動元件176的溫度不超過使從動元件176的特性消失的居里溫度這一點非常重要。被加熱并維持在金屬玻璃的過冷液體溫度域(玻化溫度)
的覆蓋部170c的延伸端部及蓋184'的周緣部相互固定。
之后，停止由內(nèi)置加熱器或超聲波加熱變形加工構(gòu)件HPM
加熱，覆蓋部170c的延伸端部及蓋184，的周緣部達(dá)到金屬玻
璃的過冷液體溫度域以下、即?；瘻囟纫韵轮?，變形加工構(gòu)
件HPM遠(yuǎn)離蓋184'。第9實施方式
下面，參照圖21A 圖22B說明本發(fā)明的第9實施方式的超聲波振子。
如圖21A中所圖示，本發(fā)明的第9實施方式的超聲波振子的喇叭部190通過如下的方式制作將作為金屬玻璃基礎(chǔ)的合金 (以下稱作母合金)GK在熔融的狀態(tài)下，經(jīng)由熔融材料流入通路(澆道)192b注入到與型芯構(gòu)件191組合起來著的側(cè)方2分開模構(gòu)件192的凹模192a中。母合金GK具有與金屬玻璃相同的成分，但成分結(jié)晶的狀況與金屬玻璃不同。母合金GK例如通過電弧而夂容4匕。
側(cè)方2分開模構(gòu)件192例如由銅那樣的良導(dǎo)熱性的金屬形成。如圖21B及圖21C中所圖示，2個半模192c、 192d形成相互對稱的形狀，利用公知的可分離的固定構(gòu)造、例如螺栓和螺母的組合可分離地相互固定。凹才莫192a及熔融材淖十流入通^各(澆道)192b沿著縱向被分割出側(cè)方2分開模構(gòu)件192的2個半模 192c、 192d的各自分型面而形成。
側(cè)方2分開模構(gòu)件192的凹模192a的規(guī)定位置向外部開口，上述規(guī)定位置的開口利用公知的可分離的固定構(gòu)造、例如螺栓和螺母的組合可分離地固定于側(cè)方2分開模構(gòu)件192的型芯構(gòu) 件191而封閉。型芯構(gòu)件191的型芯191a自側(cè)方2分開模構(gòu)件 192的凹模192a的規(guī)定位置的開口伸入到由凹模192a規(guī)定的空間中的規(guī)定位置。
利用側(cè)方2分開模構(gòu)件192的凹模192a及型芯構(gòu)件191的型芯191 a的組合而由金屬玻璃制作的喇叭部19 0包括大致錠子形的喇叭主體部190a、形成在喇叭主體部190a的大徑基端部的外端面的定位要件190b、以及在喇叭主體部190a的大徑基端部的外端面自定位要件190b的周圍沿喇叭主體部190a的軸線方向延伸的筒狀的喇卩八連結(jié)部190c。
在本實施方式中，定位要件190b及筒狀的喇叭連結(jié)部190c 與喇叭主體部190a的大徑的基端部相互同心地配置。而且，定位要件19 0 b是形成在喇叭主體部19 0 a的大徑基端部的外端面的突起或凹部。
向熔融材料流入通路(澆道)192b的夕卜端(澆口 )中流入在熔點熔融了的母合金GK。
為了使經(jīng)由熔融材料流入通路(澆道)192b流入到凹模
屬玻璃，在側(cè)方2分開模構(gòu)件192及型芯構(gòu)件191中應(yīng)用未圖示的各種公知的散熱及/或冷卻構(gòu)造。結(jié)果，流入到凹模192a中的熔融的母合金GK以10K/ sec以上的冷卻速度冷卻。通過使
玻璃，可實現(xiàn)金屬玻璃相對于凹模19 2 a及型芯191 a的優(yōu)良的形狀復(fù)制性。
由在進入有型芯191a的凹才莫192a中成為玻璃固體域而復(fù) 制了凹模192a及型芯191a的形狀的金屬玻璃構(gòu)成的喇叭部 190整體以規(guī)定時間進一步散熱后，自模具構(gòu)件192及型芯構(gòu)件 191被取出。此時，復(fù)制了凹模192a及型芯191a的形狀的喇叭部190帶有與熔融材料流入通路(澆道)192b相對應(yīng)的形狀的熔融材沖+流入通^各對應(yīng)部分，^f旦通過利用枳4戒加工除去熔融材料流入通路對應(yīng)部分，可完成圖22A中所圖示的喇叭部190。
如圖22A中所圖示，在利用夾具194支承喇叭部190的喇叭主體部190a的大徑基端部的期間里，在喇叭主體部190a的大徑基端部的外端面，自定位要件190b沿著喇叭主體部190a的長度方向中心軸線地層疊多個從動元件196及從動元件196用的電極198，再安裝由以往的金屬或金屬玻璃構(gòu)成的襯里部200。詳細(xì)地講，在本實施方式中，多個電極198用的電線LL貫穿入電線貫穿要件202、例如貫穿槽或貫穿孔而被引導(dǎo)到襯里部200 的外部，該電線貫穿要件202形成于層疊在各個電極198上的各種構(gòu)件。電線貫穿要件202在上述各種構(gòu)件中與喇叭主體部 190a的長度方向中心軸線同心地配置。
如圖22B中所圖示，在喇叭主體部190a的大徑基端部的外端面自定位要件190b層疊的多個從動元件196、電極198及襯里部200的周圍被喇叭部190的筒狀的覆蓋部190c覆蓋。并且，喇叭連結(jié)部190c的延伸端部沿著喇叭主體部190a的長度方向中心軸線而位于襯里部18 0的外方。
接著，將內(nèi)置加熱器或者超聲波加熱變形加工構(gòu)件204按壓在喇叭連結(jié)部190c的延伸端，將喇叭連結(jié)部190c的延伸端部加熱并維持在金屬玻璃的過冷液體溫度域(?；瘻囟?。
在此期間，多個/人動元件196的溫度不超過使從動元件196 的特性消失的居里溫度這一點非常重要。
并且，在此期間，如圖22B中所圖示，變形加工構(gòu)件204 強力地按壓喇叭連結(jié)部190c的延伸端部而將其在襯里部200外端面的周緣區(qū)域上壓扁使其變形，將變形的喇叭連結(jié)部190c的延伸端部卡合于襯里部200外端面的周緣區(qū)域上。
之后，停止由內(nèi)置加熱器或超聲波加熱變形加工構(gòu)件204 加熱，喇叭連結(jié)部190c的延伸端部達(dá)到金屬3皮璃的過冷液體溫度域以下、即玻化溫度以下之后，變形加工構(gòu)件204遠(yuǎn)離喇叭連結(jié)部190c的延伸端部。
結(jié)果，將多個從動元件196與電極198—同夾持在喇叭主體吾卩190a與^"里吾卩200之間。
最后，通過根據(jù)需要對村里部200的電線貫穿要件202應(yīng)用公知的密封材料，可以自外部空間密封被喇p八連結(jié)部190c包圍的多個從動元件196、電極198及村里部200在如上所述地層疊的狀態(tài)下被收容的空間，從而可以完成本發(fā)明的第9實施方式的超聲波振子206。
在此，從動元件196是通過經(jīng)由電極198供給高頻電流而產(chǎn) 生超聲波振動的公知的壓電元件。于是，喇叭主體部190a放大自從動元件196產(chǎn)生的超聲波振動，將超聲波振動傳遞到其小徑的突出端部。在小徑的突出端部可裝卸地固定用于將以在喇叭主體部190aii大后的狀態(tài)傳遞來的的超聲波振動應(yīng)用于對象物的未圖示的超聲波振動應(yīng)用觸頭或探頭。
從動元件196大多由壓電陶瓷構(gòu)成，壓電陶瓷拉伸應(yīng)力較差。因而，在這用情況下優(yōu)選為，在將喇叭連結(jié)部190c連結(jié)于襯里部200時，對從動元件196施力口((從動元件196的壓縮強度) - (從動元件196的抗拉強度))/2的壓縮應(yīng)力。例如，由于壓電陶乾的壓縮強度為800MPa,抗拉強度為80MPa，因此，在從動元件19 6由壓電陶乾構(gòu)成的情況下，優(yōu)選對從動元件19 6 負(fù)荷360MPa的壓縮應(yīng)力。
第IO實施方式
下面，參照圖23A 圖23C說明本發(fā)明的第IO實施方式的超聲波振子。
如圖23A中所圖示，本發(fā)明的第IO實施方式的超聲波振子的喇叭部210的一部分通過如下的方式制作將作為金屬玻璃基礎(chǔ)的合金(以下稱作母合金)GK在熔融的狀態(tài)下，經(jīng)由熔融材料流入通路(澆道)212b注入到側(cè)方2分開模構(gòu)件212的凹模 212a中。母合金GK具有與金屬玻璃相同的成分，但成分結(jié)晶的狀況與金屬玻璃不同。母合金GK例如通過電弧而熔化。
在圖23A中，為了表示凹模212a及熔融材料流入通路(澆道)212b，僅沿著其分型線圖示了側(cè)方2分開模構(gòu)件212的一半。凹模212a沿著縱向被分割出側(cè)方2分開模構(gòu)件212的2個半模的各自分型面而形成。
詳細(xì)地講，由以往的金屬、例如鈦形成的大致錠子形的喇叭主體部210a配置在側(cè)方2分開模構(gòu)件212的凹模212a中的規(guī) 定位置，在喇叭主體部210a中，沿著其長度方向中心線形成有中心貫穿孔CH。凹模212a在喇叭主體部210a的中心貫穿孔CH 的兩側(cè)提供了用于由金屬玻璃形成喇叭主體部210a的前端部 210 b及喇叭連結(jié)部210 c的規(guī)定的空間。
向熔融材^F流入通^各(澆道)212b的外端(澆口 )中流入在熔點熔融了的母合金GK。
為了使經(jīng)由熔融材料流入通路(澆道)212b流入到凹模 212a中的熔融的母合金GK在維持液相的狀態(tài)下凝固而成為金屬玻璃，在側(cè)方2分開模構(gòu)件212中應(yīng)用未圖示的各種公知的散熱及/或冷卻構(gòu)造。結(jié)果，流入到凹模212a中的熔融的母合金 GK以10K/ sec以上的冷卻速度冷卻。通過使流入到凹模212a 中的熔融的母合金GK這樣地驟冷而成為金屬玻璃，可實現(xiàn)金屬玻璃相對于凹模212a的優(yōu)良的形狀復(fù)制性。
在凹模212a中成為玻璃固體域而復(fù)制了凹模212a的形狀的金屬玻璃在由以往的金屬、例如鈦形成的大致4定子形的喇叭主體部210a的中心貫穿孔CH兩側(cè)提供了前端部210b及喇叭連結(jié)部210c。p剌p八主體吾卩210 a的前端吾卩210 b及咮j p八連纟吉210 c矛J用5危入到喇叭主體部210a的中心貫穿孔CH中而復(fù)制中心貫穿孔 CH的形狀的金屬玻璃相互連接，并且與喇叭主體部210a—體化而構(gòu)成喇叭部210。
在本實施方式中，前端部210b及喇叭連結(jié)部210c與喇叭主體部210a同心地配置，喇叭連結(jié)部210c形成自喇叭主體部210a 的大徑的基端部向外方同心地延伸的棒狀。
這樣地構(gòu)成的喇叭部210以規(guī)定時間進一步散熱后，自模具構(gòu)件212被取出。此時，復(fù)制了凹才莫212a的形狀的喇叭連結(jié) 部210c帶有與熔融材料流入通路(澆道)212b相對應(yīng)的形狀的熔融材并+流入通^各對應(yīng)部分。之后，利用初4成加工除去熔融材料流入通路對應(yīng)部分，從而完成圖23B中所圖示的喇叭連結(jié)部 210。
接著，如圖23C中所圖示，在利用夾具214支承喇叭部210 的喇叭主體部210a的大徑基端部的期間里，在由金屬玻璃制作的喇叭連結(jié)部210c上安裝多個從動元件216及/人動元件216用的電極218，再安裝由以往金屬構(gòu)成的襯里部220。
并且，如圖23C中所圖示，喇叭部210的喇叭連結(jié)部210c 的延伸端部貫穿形成于襯里部220的貫穿孔。筒狀的按壓構(gòu)件 224與加熱器222—同被按壓在襯里部220的外端的外周上。按壓構(gòu)件224由熱傳導(dǎo)性良好的材料形成，將自襯里部220突出的喇叭連結(jié)部210c的延伸端部加熱并維持在金屬玻璃的過冷液體溫度域(?；瘻囟?。
在此期間，多個從動元件216的溫度不超過4吏從動元件216 的特性消失的居里溫度這一點非常重要。
并且，在此期間，如圖23C中所圖示，插入到按壓構(gòu)件224 的中心孔中的變形加工構(gòu)件226強力地按壓喇叭連結(jié)部210c的延伸端部而如圖23C中雙點劃線所示地將其壓扁使其變形，將變形的喇p八連結(jié)部210c的延伸端部卡合于襯里部220外端的上述貫穿孔的擴徑部220a。
之后，加熱器222停止加熱，喇叭連結(jié)部210c的延伸端部達(dá)到金屬玻璃的過冷液體溫度域以下、即?；瘻囟纫韵轮?，按壓構(gòu)件224與變形加工構(gòu)件226及加熱器222—同遠(yuǎn)離襯里部 220的夕卜端。
結(jié)果，將多個從動元件216與電極218—同夾持在喇叭主體部210a與襯里部220之間，結(jié)果，完成本發(fā)明的第IO實施方式的超聲波振子228。
從動元件216大多由壓電陶瓷構(gòu)成，壓電陶瓷拉伸應(yīng)力較差。因而，在這用情況下優(yōu)選為，在將喇叭連結(jié)部210c連結(jié)于襯里部220時，對乂人動元件216施加((,人動元件216的壓縮強度) -(從動元件216的抗拉強度))/2的壓縮應(yīng)力。例如，由于壓電陶資的壓縮強度為800MPa，抗拉強度為80MPa,因此，在從動元件216由壓電陶瓷構(gòu)成的情況下，優(yōu)選對/人動元件216 施加360MPa的壓縮應(yīng)力。
在此，從動元件216是通過經(jīng)由電極218供給高頻電流而產(chǎn) 生超聲波振動的公知的壓電元件。于是，喇叭主體部210a放大自從動元件216產(chǎn)生的超聲波振動，將超聲波振動傳遞到其小徑的突出端的前端部210b。
在本實施方式中，前端部210b由上述金屬^皮璃構(gòu)成，因此，與單純的金屬制、陶瓷制的情況相比，機械強度、耐磨損性能、超聲波振動傳遞性能、耐腐蝕性能等遠(yuǎn)遠(yuǎn)占優(yōu)。
在如上所述地通過鑄造或注射模塑成形來形成金屬玻璃的期望物體的情況下，若金屬玻璃的母合金GK未在維持液相狀態(tài) 的條件下以10K/ sec以上的冷卻速度凝固，則在冷卻后無法成為金屬玻璃。
在期望物體、例如喇叭部的外徑尺寸增大時，無法滿足上述冷卻條件而通過鑄造形成金屬玻璃的上述期望物體。
在期望物體、例如喇叭部的外徑尺寸增大的情況下，可以
像圖23A及圖23B中所圖示的實施方式那樣地使喇叭主體部 210a為金屬制，通過滿足上述冷卻條件的鑄造使金屬玻璃的前端部210 b及喇叭連結(jié)部210 c與喇叭主體部210 a形成為一體。即，喇叭部21 O具有僅前端部21 Ob及喇叭連結(jié)部21 Oc可以通過由金屬玻璃制作而獲得的如上所述的各種技術(shù)上的優(yōu)點。
本實施方式的超聲波振子例如可以用于超聲波焊接。
第ll實施方式
下面，參照圖24A 圖24C說明本發(fā)明的第ll實施方式的超聲波振子。
如圖24A中所圖示，本發(fā)明的第ll實施方式的超聲波振子的喇叭部230通過如下的方式制作將作為金屬玻璃基礎(chǔ)的合金(以下稱作母合金)GK在熔融的狀態(tài)下，經(jīng)由熔融材料流入通路(澆道)232b注入到側(cè)方2分開模構(gòu)件232的凹模232a中。母合金GK具有與金屬玻璃相同的成分，但成分結(jié)晶的狀況與金屬玻璃不同。母合金GK例如通過電弧而熔化。
在圖24A中，為了表示凹模232a及熔融材料流入通路(澆道)232b,僅沿著其分型線圖示了側(cè)方2分開模構(gòu)件232的一半 232c。如圖24B中所圖示，凹模232a沿著縱向被分割出側(cè)方2 分開模構(gòu)件232的2個半模232c、 232d的各自分型面而形成。
利用凹模232a而由金屬玻璃制作的喇叭部230包括大致錠子形的喇叭主體部230a、及自喇叭主體部230a的大徑的基端部沿軸線方向延伸的軸狀的喇叭連結(jié)部230b。
在凹模232a中，在與喇叭部230的最終制品的一端部、即喇叭主體部230a的小徑的突出端部相對應(yīng)的位置配置有刀具 234的具有卡合孑L234a的基部234b。刀具234在與基部234b相反一側(cè)具有刃部234c。
向熔融材料流入通路(澆道)232b的外端(澆口 )中流入在熔點熔融了的母合金GK。
為了使經(jīng)由熔融材料流入通路(澆道)232b流入到凹才莫 232a中的熔融的母合金GK在維持液相的狀態(tài)下凝固而成為金屬玻璃，在側(cè)方2分開模構(gòu)件232中應(yīng)用未圖示的各種公知的散熱及/或冷卻構(gòu)造。結(jié)果，流入到凹模232a中的熔融的母合金 GK以10K/ sec以上的冷卻速度冷卻。通過使流入到凹才莫232a 中的熔融的母合金GK這樣地驟冷而成為金屬玻璃，可實現(xiàn)金屬玻璃相對于凹才莫232a及刀具234的具有卡合孔234a的基部 234b的優(yōu)良的形狀復(fù)制性。
由在凹模232a中成為玻璃固體域而復(fù)制了凹模232a的形狀的金屬玻璃構(gòu)成的喇叭部2 3 0整體以規(guī)定時間進一步散熱后，自模具構(gòu)件232被取出。此時，復(fù)制了凹模232a的形狀的喇叭部230帶有與熔融材沖牛流入通^各(澆道)232b相對應(yīng)的形狀的熔融材料流入通路對應(yīng)部分，利用機械加工除去熔融材料流入通3各對應(yīng)部分。
于是，如圖24C中所圖示地完成喇叭部230。刀具234的基部234b利用在卡合孔234a處由鑄造而成的金屬玻璃固定于該喇叭部230的喇叭主體部230a的小徑的突出端部。
在如圖24C中所圖示的喇叭部230的喇叭連結(jié)部230b上，與如圖9B ~圖9E中所圖示的整體由金屬玻璃形成的喇叭部70 的喇叭連結(jié)部70b的情況同樣地，在利用夾具80 (參照圖9C) 支承喇叭部230的大徑的基端部的期間里安裝多個從動元件74 (參照圖9C)及從動元件74用的電極76 (參照圖9C)，再安裝由以往金屬構(gòu)成的襯里部78 (參照圖9C)。
并且，在將筒狀的按壓構(gòu)件84 (參照圖9C)與加熱器82 一同按壓在村里部78的外端，將自襯里部78的貫穿孔78a突出的喇叭部230的喇叭連結(jié)部230b的延伸端部加熱并維持在金屬玻璃的過冷液體溫度域(玻化溫度)的期間里，插入到按壓構(gòu) 件84的中心孔中的變形加工構(gòu)件86(參照圖9D )強力地按壓喇叭連結(jié)部230b的延伸端部而將其壓扁4吏其變形，將變形的喇p八
擴徑部78a。
之后，加熱器82停止加熱，喇叭連結(jié)部230b的延伸端部達(dá) 到金屬玻璃的過冷液體溫度域以下、即?；瘻囟纫韵轮?，按壓構(gòu)件84與變形加工構(gòu)件86及力口熱器82—同遠(yuǎn)離一于里部78的外端。
結(jié)果，將多個從動元件74與電極76—同夾持在喇叭主體部 230a與襯里部78之間，結(jié)果，與圖9E中所示的本發(fā)明的第4實施方式的超聲波振子88同樣地，完成圖24C中所圖示的具有附帶刀具234的喇叭部230的本發(fā)明的第ll實施方式的超聲波振子。
從動元件74大多由壓電陶瓷構(gòu)成，壓電陶瓷拉伸應(yīng)力較差。因而，在這用情況下優(yōu)選為，在將喇叭連結(jié)部230b連結(jié)于襯里部78時，對乂人動元件74施加((A人動元件74的壓縮強度) -(從動元件74的抗拉強度))/2的壓縮應(yīng)力。例如，由于壓電陶資的壓縮強度為800MPa,抗拉強度為80MPa,因此，在從動元件74由壓電陶瓷構(gòu)成的情況下，優(yōu)選對/人動元件74施加 360MPa的壓縮應(yīng)力。
在此，在將第ll實施方式的超聲波振子的喇叭部230的喇叭主體部230a的大徑的基端部支承于未圖示的支承體，將喇叭主體部230a的小徑突出端部的刀具234的刃部234c4姿壓于名夂由刃部234c切斷的未圖示的切斷對象物的期間里，經(jīng)由電極76 (參照圖9E)向多個從動元件74 (參照圖9E)供給高頻電流，在多個從動元件74 (參照圖9E )產(chǎn)生超聲波。該超聲波在喇叭主體部230a中被放大，喇叭主體部230a的小徑突出端部的刀具 234的刃部234c切斷上述未圖示的切斷對象物。
另外，在本實施方式中，刀具234相對于喇叭部230單獨地預(yù)先準(zhǔn)備，但也可以對于側(cè)方2分開模構(gòu)件232的凹模232a而在喇叭主體部230a的小徑的突出端部進一步添加刀具用的凹才莫，從而由金屬玻璃將刀具與喇叭部230形成為一體。由于如上所述的金屬玻璃具有優(yōu)良的形狀復(fù)制性，因此，通過精密地設(shè)定刀具用的凹模的尺寸，可使由金屬玻璃鑄造而成的刀具的鋒刃尖銳。
第12實施方式
下面，參照圖25A及圖25B說明本發(fā)明的第12實施方式的超聲波振子。
如圖25A中所圖示，本發(fā)明的第12實施方式的超聲波振子的喇叭部240通過如下的方式制作將作為金屬玻璃基礎(chǔ)的合金(以下稱作母合金)GK在熔融的狀態(tài)下，經(jīng)由熔融材料流入通路(澆道)242b注入到側(cè)方2分開才莫構(gòu)件242的凹才莫242a中。母合金GK具有與金屬玻璃相同的成分，但成分結(jié)晶的狀況與金屬玻璃不同。母合金GK例如通過電弧而熔化。
在圖25A中，為了表示凹模242a及熔融材料流入通路(澆道)242b,僅沿著其分型線圖示了側(cè)方2分開模構(gòu)件242的一半。凹模242a沿著縱向被分割出側(cè)方2分開模構(gòu)件242的2個半模的各自分型面而形成。
利用凹模242a而由金屬玻璃制作的喇叭部240包括大致錠子形的喇叭主體部240a、及自喇叭主體部240a的大徑的基端部沿軸線方向延伸的軸狀的喇叭連結(jié)部2 4 0b 。
在凹模2 4 2 a中配置有管狀構(gòu)件2 44 ，該管狀構(gòu)件2 4 4自與喇叭部240的最纟冬制品的一端部、即喇p八主體部240a的小徑的突出端部相對應(yīng)的位置，沿著喇叭主體部240a的長度方向中心線延伸至與喇叭主體部240a的大徑基端部的外周面的規(guī)定位置之后，進一步朝向喇叭主體部2 40 a的大徑基端部的徑向外方延伸至喇叭主體部240a的大徑基端部的外周面的規(guī)定位置。
管狀構(gòu)件2 4 4由對于流到此處的預(yù)定液體的耐腐蝕性較高的材料、在上述液體為水的情況下例如是鈦或鈦合金或銅或者銅合金等形成。
向熔融材^j"流入通^各(澆道)242b的夕卜端(澆口 )中流入在熔點熔融了的母合金GK。
為了使經(jīng)由熔融材料流入通路(澆道)242b流入到凹才莫 242a中的熔融的母合金GK在維持液相的狀態(tài)下凝固而成為金屬玻璃，在側(cè)方2分開模構(gòu)件242中應(yīng)用未圖示的各種公知的散熱及/或冷卻構(gòu)造。結(jié)果，流入到凹模242a中的熔融的母合金 GK以10K/ sec以上的冷卻速度冷卻。通過4吏流入到凹模242a 中的熔融的母合金GK這樣地驟冷而成為金屬玻璃，可實現(xiàn)金屬玻璃相對于凹模242a及管狀構(gòu)件244的優(yōu)良的形狀復(fù)制性。
由在凹模242a中成為玻璃固體域而復(fù)制了凹模242a的形狀的金屬玻璃構(gòu)成的喇叭部240整體以規(guī)定時間進一步散熱后，自模具構(gòu)件242被取出。此時，復(fù)制了凹模242a的形狀的喇叭部240帶有與熔融材料流入通路(澆道)242b相對應(yīng)的形狀的熔融材料流入通路對應(yīng)部分，利用機械加工除去熔融材料流入通i 各^f應(yīng)部分。
于是，完成內(nèi)置有如上所述地配置的管狀構(gòu)件244的喇叭部240。
在喇叭部240的喇叭連結(jié)部240b上，與如圖9B 圖9E中所圖示的整體由金屬玻璃形成的喇叭部70的喇叭連結(jié)部70b的情況同樣地，在利用夾具80 (參照圖9C)支承喇叭部240的大徑的基端部的期間里安裝多個從動元件74 (參照圖9C)及從動元件74用的電極76 (參照圖9C),再安裝由以往金屬構(gòu)成的村里部78 (參照圖9C)。
并且，在將筒狀的按壓構(gòu)件84 (參照圖9C)與加熱器82 一同按壓在襯里部78的外端，將自襯里部78的貫穿孔78a突出的喇叭部240的喇叭連結(jié)部240b的延伸端部加熱并維持在金屬玻璃的過冷液體溫度域(玻化溫度)的期間里，插入到按壓構(gòu) 件84的中心孔中的變形加工構(gòu)件86 (參照圖9C )強力地按壓喇叭連結(jié)部240b的延伸端部而將其壓扁使其變形，如圖25B中所圖示地將變形的喇叭連結(jié)部240b的延伸端部卡合于襯里部78 外端的上述貫穿孔的擴徑部7 8 a 。
之后，力口熱器82停止加熱，喇叭連結(jié)部240b的延伸端部達(dá) 到金屬玻璃的過冷液體溫度域以下、即?；瘻囟纫韵轮?，按壓構(gòu)件84與變形加工構(gòu)件86及加熱器82—同遠(yuǎn)離襯里部78的外端。
結(jié)果，將多個從動元件74與電極76—同夾持在喇叭主體部 240a與襯里部78之間，結(jié)果，與圖9E中所示的本發(fā)明的第4實施方式的超聲波振子88同樣地，完成圖25B中所圖示的具有附帶管狀構(gòu)件244的喇叭部240的本發(fā)明的第12實施方式的超聲波振子246。
從動元件74大多由壓電陶瓷構(gòu)成，壓電陶瓷拉伸應(yīng)力較差。因而，在這用情況下優(yōu)選為，在將喇叭連結(jié)部240b連結(jié)于襯里部78時，對/人動元件74施加((從動元件74的壓縮強度)- (從動元件74的抗拉強度))/2的壓縮應(yīng)力。例如，由于壓電陶資的壓縮強度為800MPa，抗拉強度為80MPa，因此，在從動元件74由壓電陶瓷構(gòu)成的情況下，優(yōu)選對/人動元件74施加 360MPa的壓縮應(yīng)力。
接著，如圖25B中所圖示，在超聲波振子246的喇叭部240 的喇叭主體部240a的大徑基端部安裝覆蓋多個從動元件74、電極76及襯里部78的主外罩248a,并且，在喇叭主體部240a的小徑的突出端部安裝覆蓋小徑突出端部的周圍的罩248b。并且，在超聲波振子246的喇叭部240的管狀構(gòu)件244的半徑方向突出部分，借助主外罩248a安裝液體供給源LSS,并且，通過主外罩248a將高頻電源HFS連接于多個從動元件74用的電極 76,從而，可以提供一種將本發(fā)明的第12實施方式的超聲波振子2 4 6用作驅(qū)動源的噴霧器。
于是，在通過電極76自高頻電源向多個從動元件74供給高頻電流而在多個從動元件74中產(chǎn)生超聲波時，該超聲波在喇叭主體部240a中祐:;故大，在喇叭主體部240a的小徑突出端部使自液體供給源經(jīng)由管狀構(gòu)件244供給來的液體霧化，將上述液體的霧249自上述突出端部朝向罩248b的開口噴出。
在此，在喇p八部240的喇叭主體部240a中，管狀構(gòu)件244 的半徑方向突出部分朝向喇p八主體部240a的徑向外方延伸的上述規(guī)定位置優(yōu)選為與自多個從動元件74傳播到喇叭主體部 240a來的超聲波的波節(jié)一致。由此，可以大幅度地降低管狀構(gòu) 件244的半徑方向突出部分被上述超聲波疲勞破壞的概率。
在該噴霧器中，其一部分露出到在噴霧器中產(chǎn)生的霧中的喇叭主體部240a由金屬玻璃構(gòu)成，因此，喇叭主體部240a的上述一部分不會受到上述霧的、例如腐蝕等不良影響，反過來，喇叭主體部240a的上述一部分也不會對上述霧的成分產(chǎn)生不良影響。
第13實施方式
下面，參照圖26A 圖27說明本發(fā)明的第13實施方式的超聲波振子。
如圖26A中所圖示，本發(fā)明的第13實施方式的超聲波振子的喇p八部250的一部分通過如下的方式制作將作為金屬玻璃基礎(chǔ)的合金(以下稱作母合金)GK在熔融的狀態(tài)下，經(jīng)由熔融材料流入通路(澆道)252b注入到側(cè)方2分開模構(gòu)件252的凹模 252a中。母合金GK具有與金屬玻璃相同的成分，但成分結(jié)晶的狀況與金屬玻璃不同。母合金GK例如通過電弧而熔化。
在圖26A中，為了表示凹模252a及熔融材料流入通路(澆道)252b，僅沿著其分型線圖示了側(cè)方2分開模構(gòu)件252的一半。凹模252a沿著縱向被分割出側(cè)方2分開模構(gòu)件252的2個半模的各自分型面而形成。
詳細(xì)地講，由以往的金屬、例如鈦形成的大致較短的圓柱形狀的喇叭主體部250a配置在側(cè)方2分開模構(gòu)件252的凹模 252a中的規(guī)定位置，在喇叭主體部250a中，沿著其長度方向中心線形成有中心貫穿孔PH。凹模252a在喇叭主體部250a的中心貫穿孔PH的兩側(cè)提供了用于由金屬玻璃形成喇叭主體部 250a的前端^P250b及喇p八連結(jié)^^250c的，見定的空間。
向熔融材^牛流入通^各(澆道)252b的夕卜端(澆口 )中流入在熔點熔融了的母合金GK。
為了使經(jīng)由熔融材料流入通路(澆道)252b流入到凹模 252a中的熔融的母合金GK在維持液相的狀態(tài)下凝固而成為金屬玻璃，在側(cè)方2分開模構(gòu)件252中應(yīng)用未圖示的各種公知的散熱及/或冷卻構(gòu)造。結(jié)果，流入到凹模252a中的熔融的母合金 GK以10K/ sec以上的冷卻速度冷卻。通過使流入到凹才莫252a中的熔融的母合金GK這樣地驟冷而成為金屬玻璃，可實現(xiàn)金屬玻璃相對于凹模252a的優(yōu)良的形狀復(fù)制性。
在凹模252a中成為玻璃固體域而復(fù)制了凹模252a的形狀的金屬玻璃在由以往的金屬、例如鈦形成的大致較短的圓柱形狀的喇叭主體部250a的中心貫穿孔PH兩側(cè)提供了前端部250b 及喇叭連結(jié)部250c。
前端部250b及喇叭連結(jié)部250c利用流入到喇叭主體部 250a的中心貫穿孔PH中而復(fù)制中心貫穿孔PH的形狀的金屬玻璃相互連接，并且與喇叭主體部250a —體化而構(gòu)成喇p八部 250。
在本實施方式中，前端部250b及喇叭連結(jié)部250c與喇叭主體部250a同心地配置，喇叭連結(jié)部250c形成自喇p八主體部250a 的大徑的基端部向外方同心地延伸的棒狀。
這樣地構(gòu)成的喇叭部250以規(guī)定時間進一步散熱后，自模具構(gòu)件252被取出。此時，復(fù)制了凹模252a的形狀的喇叭連結(jié) 部250c帶有與熔融材料流入通路(澆道)252b相對應(yīng)的形狀的熔融材料流入通^各對應(yīng)部分。之后，利用枳i械加工除去熔融材料流入通路對應(yīng)部分，從而完成喇叭連結(jié)部2 5 0 。
接著，如圖26B中所圖示，在利用夾具254支承喇叭部250 的前端部250b期間里，在由金屬玻璃制作的喇叭連結(jié)部250c 上安裝多個從動元件256及從動元件256用的電極258,再安裝由以往金屬構(gòu)成的襯里部260。
并且，如圖26B中所圖示，喇叭部250的喇叭連結(jié)部250c 的延伸端部貫穿形成于村里部2 6 0的貫穿孔。筒狀的按壓構(gòu)件 264與加熱器262—同被按壓在襯里部260的外端的外周上。按壓構(gòu)件264由熱傳導(dǎo)性良好的材料形成，將自襯里部260突出的喇叭連結(jié)部250c的延伸端部加熱并維持在金屬Jf皮璃的過冷液體溫度域(?；瘻囟?。
在此期間，多個從動元件256的溫度不超過使從動元件256 的特性消失的居里溫度這一點非常重要。
并且，在此期間，如圖26B中所圖示，插入到按壓構(gòu)件264 的中心孔中的變形加工構(gòu)件266強力地按壓喇叭連結(jié)部250c的延伸端部而如圖26B中雙點劃線所示地將其壓扁使其變形，將變形的喇叭連結(jié)部250c的延伸端部卡合于斗于里部260夕卜端的上述貫穿孔的擴徑部260a。
之后，力。熱器262停止加熱，喇叭連結(jié)部250c的延伸端部達(dá)到金屬玻璃的過冷液體溫度域以下、即?；瘻囟纫韵轮?，按壓構(gòu)件264與變形加工構(gòu)件266及加熱器262—同遠(yuǎn)離襯里部 2606勺夕卜^。
結(jié)果，將多個從動元件256與電極258—同夾持在喇叭主體部250a與村里部260之間，結(jié)果，完成本發(fā)明的第13實施方式的超聲波振子268。
從動元件256大多由壓電陶瓷構(gòu)成，壓電陶瓷拉伸應(yīng)力較差。因而，在這用情況下優(yōu)選為，在將喇叭連結(jié)部250c連結(jié)于襯里部260時，對從動元件256施力。((從動元件256的壓縮強度) -(從動元件256的抗拉強度))/2的壓縮應(yīng)力。例如，由于壓電陶瓷的壓縮強度為800MPa，抗拉強度為80MPa,因此，在從動元件256由壓電陶瓷構(gòu)成的情況下，優(yōu)選對從動元件256 施加360MPa的壓縮應(yīng)力。
如圖26C中所圖示，在使用本發(fā)明的第13實施方式的超聲波振子268的超聲波清洗槽270的底壁外表面的多個規(guī)定位置形成有超聲波振子固定孔270a。超聲波振子固定孔270a的內(nèi)部直徑大于其入口直徑。
為了將本發(fā)明的第13實施方式的超聲波振子268固定于超聲波清洗槽270的超聲波振子固定孔270a，如圖26C中所圖示地將超聲波清洗槽2 70的底壁的內(nèi)表面載置在支承底座2 7 2上，利用加熱器274將超聲波振子固定孔270a的周圍加熱并維持在金屬玻璃的過冷液體溫度域(?；瘻囟?。
接著，如圖26D中所圖示，在這樣地被加熱后的超聲波振子固定孔270a中插入本發(fā)明的第13實施方式的超聲波振子268 的p剌叭部250的前端部250b,并且，利用變形加工構(gòu)件276強力地按壓襯里部260的外端。結(jié)果，如圖26D中所圖示，金屬玻璃的前端部250b在超聲波清洗槽270的底壁超聲波振子固定孔 270a內(nèi)被壓扁變形，卡合于底壁超聲波振子固定孔270a。
之后，加熱器274停止加熱，超聲波振子268的喇叭部250 的變形的前端部250b達(dá)到金屬玻璃的過冷液體溫度域以下、即 ?；瘻囟纫韵轮?，變形加工構(gòu)件276遠(yuǎn)離襯里部260的外端，并且，加熱器274也遠(yuǎn)離超聲波清洗槽270的底壁外表面的超聲波振子固定孔270a的周圍。
圖27概略圖示了將上述第13實施方式的多個超聲波振子 268固定在底壁外表面的多個位置的超聲波清洗槽270。
在超聲波清洗槽270中填滿用于超聲波清洗的液體271、例如公知的清洗輔助液，并沉入欲由超聲波清洗的物體272、例如眼鏡。
在通過電極258對多個超聲波振子268的多個從動元件256 供給高頻電流時，由多個從動元件256產(chǎn)生的超聲波經(jīng)由喇叭主體部250a及前端部250b (參照圖26D)而#1傳遞至超聲波清洗槽270的底壁的上述多個位置，并經(jīng)由超聲波清洗液體271 而被傳遞至欲由超聲波清洗的物體272。
在此，多個超聲波振子268通過其金屬玻璃的前端部250b (參照圖26D )在超聲波清洗槽270的底壁外表面的底壁超聲波振子固定孔270a內(nèi)被壓扁變形而填充底壁超聲波振子固定孔 270a,從而卡合固定于底壁超聲波振子固定孔270a。因而，可以從超聲波振子268到超聲波清洗槽270的底壁幾乎不產(chǎn)生損失地高效地傳遞超聲波。第14實施方式
接著，參照圖28說明本發(fā)明第14實施方式的超聲波振子。
圖28概略圖示了使用本發(fā)明的第14實施方式的超聲波振子280的水中聲音探測器(聲納SONAR) 282的縱截面。
該超聲波振子280的構(gòu)造與參照圖26A ~圖26D地如上所述的本發(fā)明的第13實施方式的超聲波振子268的構(gòu)造類似。該超聲波振子280的構(gòu)造與第13實施方式的超聲波振子268的構(gòu) 造的不同如下。
即，在第13實施方式的超聲波振子268的喇叭部250中，喇叭主體部250a為以往的金屬制，前端部250b為金屬玻璃制。相對于此，在第14實施方式的超聲波振子280的喇叭部250，中，喇叭主體部250' a利用金屬玻璃與圖28中未圖示的喇叭連結(jié)部一體地制成，省略了前端部250b。
第14實施方式的超聲波振子280的金屬玻璃制的喇叭主體部250' a與第13實施方式的超聲波振子268的喇叭部250的金屬玻璃制的前端部250b固定于超聲波清洗槽270的底壁外周面的底壁超聲波振子固定孔270a的情形同樣地，固定于水中聲音探測器(SONAR) 282的密封容器的底板282a的內(nèi)表面。
在底板282a的內(nèi)表面的超聲波振子固定孑L282b中固定超聲波振子280的金屬玻璃制的喇叭主體部250' a之后，在底板 282a上蓋有上述密封容器的耐壓容器282c。耐壓容器282c利用公知的密封固定要件、例如帶有O型密封圈的螺栓與螺母的組合，以密封狀態(tài)固定于底板282a。在耐壓容器282c中形成有可引出來自超聲波振子280的多個從動元件256的電極258的電線 284的貫穿孑L282d,貫穿孑L282(W皮^^知的密去于要^f牛282e、例如合成樹脂密封。
在此，超聲波振子280通過其金屬玻璃的喇叭主體部250' a在形成于水中聲音探測器(SONAR) 282的密封容器的底板 282a的內(nèi)表面的超聲波振子固定孔282b內(nèi),皮壓扁變形而填充底壁超聲波振子固定孔282b，從而卡合固定于底壁超聲波振子固定孔282b。因而，可以從超聲波振子280到水中聲音探測器 (SONAR)282的密封容器的底板282a幾乎不產(chǎn)生損失地高效地傳遞超聲波。
另外，由于金屬玻璃的剛性較高，因此，具有金屬玻璃的喇叭主體部2 5 0 ， a的超聲波振子2 8 0可以輸送相對于對從動元件256輸入的電力具有較高的線性、畸變較少的超聲波，從而可以獲得畸變較少的接收圖像。
最后，對利用金屬玻璃如上所述地制作超聲波振子的各種構(gòu)成構(gòu)件在技術(shù)上的優(yōu)點說明如下。
.由于與制作上述各種構(gòu)成構(gòu)件的以往的例如鈦、鈦合
金、鋁合金或者鎳-鋁合金等金屬材料相比，其成形加工性和形狀復(fù)制性優(yōu)良，因此即使是復(fù)雜的形狀，也可以僅通過鑄造來以較高的尺寸精度制作各種構(gòu)成構(gòu)件的幾乎整體，降低喇叭部的制造成本。
由于金屬玻璃為非結(jié)晶，沒有晶界，因此聲音特性優(yōu)良。由于通常的金屬具有晶界，因此，在使超聲波流動時超聲波發(fā) 生反射，超聲波振動能量產(chǎn)生損失。
由于金屬玻璃的抗拉強度遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于通常的金屬，例如是 Ti合金的3倍，因此，難以由在4吏超聲波流入到各種構(gòu)成構(gòu)件中
損由于金屬玻璃為非結(jié)晶，沒有晶界，因此耐腐蝕性優(yōu)良。 , 可以利用在金屬玻璃的過冷液體域(玻化區(qū)域)中的變形將喇叭連結(jié)部與襯里部或喇叭主體部相互一體地固定。因而，可以穩(wěn)定地對被夾持在村里部與喇叭主體部之間的從動元件施加適當(dāng)?shù)膲嚎s應(yīng)力，因此，可以提供一種品質(zhì)和性能水準(zhǔn)較高的超聲波振子。
權(quán)利要求
1.一種超聲波振子(20、33、56、88、116、138、158、188、206、228、246)，該超聲波振子包括前端及基端；從動元件(14、36、60、74、104、126、146、176、196、216)，將電能變換為超聲波振動；電極(16、38、62、76、106、128、148、178、198、218)，用于對上述從動元件供電；喇叭主體部(10a、34a、58a、70a、94、130、140a、170a、190a、210a、230a、240a)，位于上述從動元件的前端側(cè)，用于放大上述超聲波振動；襯里部(18、40、52、78、108、122、150、180、200、220)，位于上述從動元件的基端側(cè)，對上述從動元件進行襯里；喇叭連結(jié)部(10b、30、50、70b、90、120、140b、170b、190c、210c、230b、240b)，具有與上述喇叭主體部連結(jié)的一端部及與上述襯里部連結(jié)的另一端部，在上述喇叭主體部與上述襯里部之間夾著上述從動元件的狀態(tài)下，連結(jié)上述喇叭主體部和上述襯里部，其特征在于，上述喇叭主體部、上述喇叭連結(jié)部及上述襯里部中的至少1個由金屬玻璃形成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的超聲波振子(20、 33、 56、 88、 116、 138、 158、 188、 206、 228、 246)，其特征在于，上述喇叭連結(jié)部(10b、 30、 50、 70b、 90、 120、 140b、 170b、 190c、 210c、 230b、 240b)含有金屬玻璃。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波振子(88、 116、 138、 158、 188、 206、 228、 246)，其特征在于，上述p剌叭連結(jié)部(70b、 90、 120、 140b、 170b、 190c、 210c、 230b、 240b )的上述一端部及上述另一端部中的至少一個在通過被加熱至過冷液體域的溫度范圍而軟化之后，被施加應(yīng)力而變形，并連結(jié)于對應(yīng)的上述喇p八主體部(70a、 94、 130、 140a、 170a、 190a、 210a、 230a、 240a )或上述^)"里吾卩(78、、 150、 180、 200、 220 )。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波振子(20、 88、 138、 158、 188、 206、 246),其特征在于，上述喇叭主體部(10a、 70a、 l衡、170a、 190a、 230a、 240a)含有金屬玻璃。
5. 才艮才居4又利要求4所述的超聲波才展子(88、 158、 188、 206、 246)，其特4正在于，上述喇叭主體部(70a、 140a、 170a、 190a、 230a、 240a ) 與上述喇叭連結(jié)部(70b、 140b、 170b、 190c、 230b、 240b) 利用金屬玻璃一體形成；上述喇叭連結(jié)部的上述另一端部在通過^皮加熱至過冷液體域的溫度范圍而4欠化之后，纟皮施加應(yīng)力而變形，并連結(jié)于對應(yīng) 的上述^十里吾卩(78、 150、、 200)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲波振子(158),其特征在于，上述喇叭主體部(140a)及上述喇叭連結(jié)部(140b)具有相互同心的孔(140e )。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲波振子(158),其特征在于，貫穿上述喇叭主體部(140a)及上述喇叭連結(jié)部(140b)而埋設(shè)有管狀構(gòu)件(144b)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲波振子(158),其特征在于，上述喇叭主體部(170a)在上述前端側(cè)包括切斷生物的病變部分的處理部。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲波振子(188),其特征在于，還包括覆蓋部(170c),該覆蓋部(170c)包括與上述喇叭主體部(170a)連結(jié)的一端部、及具有開口的另一端部，并包圍上述從動元件(176 );上述喇叭主體部(170a)、上述喇叭連結(jié)部(170b)以及上述覆蓋部(170c)利用金屬玻璃一體形成。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲波振子(206),其特征在于，上述喇叭連結(jié)部(190c)包圍上述乂人動元件(196)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波振子(56、 138),其特征在于，上述襯里部(52、 122)含有金屬玻璃。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的超聲波振子(138),其特征在于，上述襯里部(122)與上述喇叭連結(jié)部(120)利用金屬玻璃形成為一體；上述喇p八連結(jié)部的上述一端部在通過纟皮加熱至過冷液體域的溫度范圍而軟化之后，纟皮施加應(yīng)力而變形，并連結(jié)于對應(yīng)的上述喇叭主體部(130)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求l ~ 12中任一項所述的超聲波振子，其特征在于，在連結(jié)上述喇p八連結(jié)部和上述喇叭主體部或連結(jié)上述喇叭連結(jié)部和上述襯里部時，對上述從動元件施加((,人動元件的壓縮強度)_ (從動元件的抗拉強度))/2的壓縮應(yīng)力。
14. 根據(jù)權(quán)利要求l ~ 12中任一項所述的超聲波振子，其特征在于，上述金屬玻璃的?；瘻囟刃∮诘扔谏鲜鰪膭釉木永餃囟?。
15. 根據(jù)權(quán)利要求l ~ 12中任一項所述的超聲波振子，其特征在于，上述金屬玻璃含有3種以上元素，含有鈦、鋯及鋁中的至少1種。
16. —種超聲波治療器，該超聲波治療器包括超聲波振子(188)，其包括前端及基端；從動元件(176)，將電能變換為超聲波振動；電極(178)，用于對上述從動元件供電；喇叭主體部(170a)，位于上述乂人動元件的前端側(cè)，用于放大上述超聲波振動；襯里部(180),位于上述從動元件的基端側(cè)，對上述,人動元件進行襯里；喇叭連結(jié)部(170b)，具有與上述喇叭主體部連結(jié)的一端部及與上述襯里部連結(jié)的另一端部，在上述喇叭主體部與上述村里部之間夾著上述從動元件的狀態(tài)下，連結(jié)上述喇p八主體部和上述襯里部；超聲波傳遞構(gòu)件，連結(jié)于上述喇叭主體部的前端，將來自上述喇叭主體部前端的被放大后的超聲波振動應(yīng)用于病變部位；覆蓋部(170c)，包括與上述喇叭主體部連結(jié)的一端部及具有開口的另一端部，并包圍上述從動元件；蓋(184、 184，)，嵌合于上述覆蓋部的上述另一端部的上述開口；電線(LL)，貫穿上述蓋，對上述超聲波振子的上述電極供電；保護管(PT)，具有撓性，用于容納上述電線；其特征在于，上述喇叭主體部、上述喇叭連結(jié)部及上述覆蓋部由金屬玻璃一體形成。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的超聲波治療器，其特征在于，在連結(jié)上述喇p八連結(jié)部和上述喇叭主體部或連結(jié)上述喇叭連結(jié)部和上述4十里部時，對上述,人動元件施加((乂人動元件的壓縮強度)-(從動元件的抗拉強度))/2的壓縮應(yīng)力。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的超聲波治療器，其特征在于，上述金屬玻璃的玻化溫度小于等于上述從動元件的居里溫度。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的超聲波治療器，其特征在于，上述金屬玻璃含有3種以上元素，含有鈦、鋯及鋁中的至少1種。
20. —種超聲波清洗裝置，包括超聲波振子(268)，產(chǎn)生超聲波振動，具有可放大超聲波振動的喇叭主體部(250b);清洗槽(270),包括底壁，該底壁具有用于固定上述超聲波振子的上述喇叭主體部的超聲波振子固定孔(270a),其特征在于，上述超聲波振子(268 )的上述喇叭主體部(250b)含有金屬玻璃；上述喇叭主體部(250b)的金屬玻璃在通過纟皮加熱至過冷液體域的溫度范圍而軟化之后，纟皮施加應(yīng)力而變形，連結(jié)于上述清洗槽(270)的對應(yīng)的上述超聲波振子固定孔(270a)。
21. —種水中聲音探測器(282),包括超聲波振子(280)，產(chǎn)生超聲波振動，具有可放大超聲波振動的喇叭主體部(250，a);密閉容器(282c),包括底壁(282a)，該底壁(282a)具有用于固定上述超聲波振子(280)的上述喇叭主體部(250，a)的超聲波振子固定孔(282b),其特征在于，上述超聲波振子(280 )的上述喇叭主體部(250' a)含有金屬玻璃；上述喇叭主體部(250， a)的金屬玻璃在通過#1加熱至過冷液體域的溫度范圍而軟化之后，；故施加應(yīng)力而變形，并連結(jié)于上述密閉容器(282c )的對應(yīng)的上述超聲波振子固定孔(282b )。
全文摘要
本發(fā)明提供超聲波振子、超聲波治療器、超聲波清洗裝置及水中聲音探測器。與以往相比，可以更容易地、在更短的時間內(nèi)、以更低的成本、伴隨著更高的尺寸精度進行制造，即使是長期負(fù)荷超聲波振動、環(huán)境溫度上升，多個相互組合零件的組合也不會產(chǎn)生松動、分離。超聲波振子(188)包括將電能變換為超聲波振動的從動元件(176)、電極(178)、，從動元件的前端側(cè)的超聲波振動放大用喇叭主體部(170a)、從動元件的基端側(cè)的襯里部(180)、以及，具有與上述主體部及襯里部連結(jié)的一端部及另一端部且將從動元件夾在上述主體部與襯里部之間的喇叭連結(jié)部(170b)?？梢岳媒饘俨Ａб惑w地形成上述主體部和上述連結(jié)部，可以包括從動元件覆蓋部(170c)，覆蓋部利用金屬玻璃與上述主體部及連結(jié)部一體地形成。
文檔編號G10K9/122GK101513634SQ20091000691
公開日2009年8月26日申請日期2009年2月5日優(yōu)先權(quán)日2008年2月5日
發(fā)明者山田典弘, 山田將志, 花山雄吉, 須田信行申請人:奧林巴斯醫(yī)療株式會社

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