JP3556523B2 - 超音波振動子 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波電流を振動素子に供給して超音波振動を発生させる超音波振動子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
外科手術に用いる超音波手術装置は、一般的に電源装置より高周波電流を振動素子に供給して超音波振動を発生させるもの（振動子）に対して、いろいろなプローブを組付けることで、腹腔鏡下外科手術や開腹手術で可能となる。
【０００３】
このような手術装置は外科医が直接、手で触って操作するため、滅菌されてなければならない。超音波手術装置用の振動子も例外ではなく、オートクレーブ滅菌ができることが必須となる。
【０００４】
このような振動子としては、例えばＵＳＰ５３９５２４０や、特公平７−１０６２０６号公報、特開平１０−１２７６５５号公報等に提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
オートクレーブ滅菌には、真空引き工程、滅菌工程、乾燥工程など時間、圧力、温度などのパラメータの組合わせにより多種のオートクレーブ滅菌の方法がある。
【０００６】
超音波振動子はこれらのすべてのオートクレーブ滅菌方法について対応しているわけではない。通常、オートクレーブのサイクルは真空引き、滅菌、乾燥のサイクルであるが、手術中に誤って床に落とした場合などは緊急でオートクレーブを行うことがある。
【０００７】
このような場合には、時間短縮のため乾燥工程を省略した、真空引き、滅菌、のサイクルとなる。乾燥工程を省略すると、特公平７−１０６２０６号公報に示す振動子のケーシング内部では、浸入した蒸気が抜けきらず、水滴となって溜まることがある。そのままの状態で超音波振動させると、ボルト締めランジュバン型振動子（トランスデューサ）においては、ＰＺＴを挟む電極間に水滴が付着するためにショート（短絡）し、超音波の変換効率が低下することがあった。
【０００８】
また、規模の小さい医療機関で簡易的にオートクレーブ滅菌する場合には、乾燥工程のないオートクレーブ滅菌だけのことがある。この場合にも振動子ケーシング内部に水滴が溜まることがあり、その結果、ボルト締めランジュバン型振動子（トランスデューサ）においては、ＰＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛）を挟む電極間に水滴の付着ために短絡し、超音波振動の変換効率が低下することがあった。
【０００９】
ＵＳＰ５３９５２４１の発明は、磁歪型振動子（トランスデューサ）であるため、内部を意図的にオートクレーブ滅菌しても、問題ないが、洗浄性が悪く、振動子の小型化という観点ではボルト締めランジュバン型振動子（トランスデューサ）のほうが、はるかに有利である。
【００１０】
また、特開平１０−１２７６５５号公報の発明は、乾燥工程のないオートクレーブ滅菌をした場合、蒸気が振動子内部に浸入しないため、超音波振動の変換効率が低下することはない。しかしながら、回転摺動部にＯリングを使用しているため、回転がスムーズに出来ない不具合や、回転する電気的接続部分があるために、電気的な接触が不確実になる恐れがある。また、振動子の内部構造が複雑になるため、重量が増加し、振動子の外径が大きくなる不具合がある。振動子の汎用性という観点では、振動子の構造はシンプルである方が良いことは勿論である。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ボルト締めランジュバン型の超音波振動子（トランスデューサ）において、回転構造がない汎用性の高いシンプルな構造であり、乾燥工程のないオートクレーブ滅菌しても、振動子ケーシング内部に水滴が侵入することを確実に防止するできる超音波振動子を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の超音波振動子は、駆動電流を振動に変換するトランスデューサと、基部にフランジ状の固定部を形成した前記振動の振幅を拡大するホーンと、前記トランスデューサを覆うカバーと、フランジ状の前記固定部と前記カバーの間にパッキンを配置して防水的に支持固定する支持固定部と、前記トランスデューサに供給するための駆動電流を外部の電源から前記カバー内に供給する電源コードと、前記駆動電流を発生させる前記外部の電源に対して前記電源コードを着脱するプラグと、前記トランスデューサに接続された駆動電流電送手段と、前記駆動電流電送手段と、前記電源コードとを電気的に接続する導通部材と、前記カバー内部に、前記トランスデューサを囲う第１室と前記電源コードをカバー内に引込む第２室とを隔て、かつ、前記導通部材を挿入する穴部を設けた仕切部材と、前記導通部材に備えられた気密手段と、を設けたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について述べる。
【００１５】
（第１の実施の形態）
図１ないし図５は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は超音波振動子の外観を示す外観図、図２は図１の振動子本体を分解・展開した分解図、図３は図１の振動子本体のＡＢＣ断面を示す断面図、図４は図２のトランスデューサに設けられる端子の構成を示す構成図、図５は図１の超音波振動子の振動の分布と振動子本体の内部の位置関係を示す図である。
【００１６】
（構成）
図１に示すように、本実施の形態の超音波振動子１は、この超音波振動子１を超音波振動させるための駆動電流を発生させる図示しないジェネレータに接続するプラグ２と、プラグ２からの駆動電流を振動子本体３に通電するコード４と、超音波振動子１を洗浄する時にプラグ２内部に水分が侵入することを防ぐ防水キャップ５とからなる。
【００１７】
図２は図１の振動子本体３を分解した様子を示し、図３は図１の振動子本体３のＡＢＣ断面を示す。
【００１８】
図２及び図３に示すように、振動子本体３内部には、図示しないジェネレータからの駆動電流を超音波振動に変換するトランスデューサ１０が設けられている。このトランスデューサ１０には電線１１の被覆が剥がされた一端が半田付されており、電線１１の被覆が剥がされた他端は端子１２に対して半田付されている。
【００１９】
ここで、図４を用いて端子１２付近の組立て方法を示す。端子１２は板状の金属板を折り曲げた物であり、電線１１を半田付した部分は絶縁のために熱収縮チューブ１２ａが被されている。電線１１が半田付されてない他端には端子穴１２ｂが加工してある。この端子穴１２ｂに電極１３を挿通した後、さらに図２に示すように、仕切り部材１４に設けられた穴部１５に挿通され、電極１３のネジ部分にナット１６をねじ込む。これにより、端子１２および電極１３は仕切り部材１４に対して固定される。なお、電極１３には、図４に示すように、気密を保つためのＯリング１７が設けられている。
【００２０】
図２及び図３に示すように、コード４の被覆を剥いで露出した電線２０は電極１３に半田付されており、コード４の被覆端部は熱収縮チューブ２１の内部の止めリング２２により固定され、コード４が振動子本体３から不用意に抜けることを防いでいる。
【００２１】
トランスデューサ１０を内部に組み込むケーシング２３には、予め気密を保つためのＯリング２４，０リング２５が組付いたツナギ部材２６が接着されている。トランスデューサ１０におけるフランジ２７に対し、ネジ部２８側に、ゴム板２９を接着剤などで貼りつけておく。
【００２２】
トランスデューサ１０、ナット１６、仕切り部材１４、電極１３、端子１２及び電線１１のこれらの部組は、ケーシング２３の開放端のネジ部２８側からケーシング２３内部に挿入される。この時、ツナギ部材２６に設けられた穴部３０に仕切り部材１４がはまり込むようにする。尚、穴部３０には２面幅部分３１が加工してあり、仕切り部材１４の２面幅部分３１とかみ合うことで、仕切り部材１４が不用意に回転することはない。
【００２３】
さらに、気密を確保するパッキン３２を仕切り部材１４とツナギ部材２６で挟み込み、仕切り部材１４は図示されない治具を用いて気密確認用孔３３に引っかけて２面幅部分３１内部に引込み、仕切り部材１４のネジ部分をナット３４で締め上げる。ケーシング２３にトランスデューサ１０を固定するために、振幅を拡大するホーン部３５側からパッキン３６及びパッキンずれ防止用のワッシャ３７を挿入し、固定部材３８をネジ部２８にねじ込む。
【００２４】
外部との気密は予め固定部材３８に組付けられたＯリング３９およびＯリング４０とパッキン３６により確保される。気密検査の際には、気密確認用孔３３に気密確認用のコネクタを組付け、水中で圧縮空気を送気し、気泡の有無で確認する。検査終了後、気密保持のためＯリング４１を装着した気密キャップ４２をねじ込む。その後、短絡防止のために、ナット１６、電極１３をシール剤４３により完全に密封する。
【００２５】
内キャップ５１、外キャップ５２、Ｏリング５３はコード４をあらかじめ通しており、Ｏリング５４を組付けた内キャップ５１をツナギ部材２６にネジ止めし、さらに外キャップ５２をツナギ部材２６の外周部へ組付ける。コード４の断線防止のためオレドメ防止部材５５を内キャップ５１にねじ込むことで、振動子本体３は完成する。Ｏリング２５及びＯリング５４は内キャップ５１とツナギ部材２６の隙間に水分が浸入することを防止し、そして、Ｏリング５３は、コード４と内キャップ５１の隙間から水分が浸入することを防止する。
【００２６】
図５は振動の分布６３と振動子本体３の内部の位置関係を示す。振動の節６４はフランジ２７に位置しており、振動の腹６６はホーン部３５の先端に、振動の腹６５はトランスデューサ１０の後端に位置する。各振動の腹は節６４の１／４波長の位置である。
【００２７】
（作用）
手術にて超音波振動子１を超音波凝固切開具の振動子として使用した後、超音波振動子１の単体に分解し、プラグ２に防水キャップ５をして体液などの汚れを洗浄する。洗浄完了後、オートクレーブ滅菌装置に投入する。
【００２８】
オートクレーブ装置内部では、滅菌前工程として、滅菌庫内の空気を引いて陰圧をかける。次に滅菌工程として高圧蒸気を注入する。これにより振動子は滅菌される。通常は滅菌工程後に乾燥工程を経て滅菌装置より取り出されるが、手術中、急きょ滅菌が必要になった場合には、一連の工程の内、乾燥工程を省略することがある。
【００２９】
乾燥工程を省略した場合には、コード４の外皮及びプラグ２から、コード４内部を経由して、振動子本体３の内部に浸入した蒸気による水分が完全には抜けない。
【００３０】
しかしながら、振動子本体３内部を構成する隔壁部材としてツナギ部材２６、仕切り部材１４があり、また、パッキン３２、電極１３及び気密キャップ４２に設けられたＯリング１７、４１によって水分がトランスデューサ１０にある内腔１０ａ（図３参照）に浸入することはない。また、シール剤４３により、電極１３はシール絶縁されているため、短絡することはない。
【００３１】
（効果）
このように本実施の形態では、手術中に急きょ行なう、乾燥工程を省略したオートクレーブ滅菌や、乾燥工程のないオートクレーブ装置しか持っていない病院でオートクレーブ滅菌を行ったとしても、トランスデューサ１０にある内腔１０ａ内部に水分が浸入することがないため、振動子の発振異常などがなく、通常通り手術に使用でき、手術時間の延長などを避けることができる。
【００３２】
（第２の実施の形態）
図６は本発明の第２の実施の形態に係る振動子本体の軸方向の断面を示す断面図である。
【００３３】
第２の実施の形態は、第１の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００３４】
（構成）
本実施の形態の振動子本体３においては、図６に示すように、第１の実施の形態における外キャップ８を、電気メス接続コードを接続するための端子部７２が設けらた外キャップ７１に変更している。端子部７２は外キャップ７１に対してネジ込み固定されており、Ｏリング７３、７４により、水密が保たれている。端子部７２の内部端は電線７５の一端が半田付けされており、他端が１３に半田付けされている。その他の構成は第１の実施の形態と同じである。
【００３５】
（作用）
本実施の形態では、超音波凝固切開具を使用時に、電気メスを使用する際には、端子部７２に電気メス接続コードを接続することで、電気メスとして使用することもできる。その他の作用は第１の実施の形態と同じである。
【００３６】
（効果）
このように本実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加えて、術中、電気メスを使用する際には、特に内視鏡下外科手術の際には電気メス用のプローブに代えることなく、本振動子の端子部７２に接続コードを接続するだけでよいため、手術中の機器の交換がなくなるため、術者の手を煩わすことなく手術できる。
【００３７】
（第３の実施の形態）
図７ないし図１０は本発明の第３の実施の形態に係わり、図７は振動子本体の先端側外観を示す外観図、図８は図７の振動子本体の基端側外観を示す外観図、図９は図７の振動子本体を分解・展開した分解図、図１０は図７の振動子本体の軸方向の断面を示す断面図である。
【００３８】
第３の実施の形態は、第１の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００３９】
（構成）
本実施の形態の振動子本体３では、図７に示すように、トランスデューサ１０の振動振幅を拡大するホーン部３５には、振動子本体３の軸方向中心に沿って貫通穴８１が設けれらている。そして、図８に示すように、ホーン部３５の部材がトランスデューサ１０の後端に至るパイプ状の部材８２と同一部品として構成されており、貫通穴８１は振動子本体３の後端にあるパイプ状の吸引口金９９の貫通穴である吸引管路９８と同一軸の管路になっている。
【００４０】
以下、本実施の形態の振動子本体３の構成を図９及び図１０を用いて説明する。
【００４１】
第１の実施の形態にて示した仕切り部材１４に代わる本実施の形態の仕切り部材９０の中心にはＯリング９１が組付いた貫通穴９２が設けられており、貫通穴９２にパイプ状の部材８２が挿入されている。
【００４２】
この状態でケーシング２３内部に実施例１と同様にナット１６、電極１３、トランスデューサ１０、仕切り部材９０を挿入しナット３４にて固定する。第１の実施の形態における内キャップ５１に代わる、本実施の形態の内キャップ９３を、図示しないネジでツナギ部材２６に固定し、Ｏリング９４を組付けたパイプ管路９５のあるパイプ９６を内キャップ９３にネジ込み、仕切り部材９０の貫通穴９２に挿入固定する。Ｏリング９７を組付けた吸引管路９８のある吸引口金９９は、第１の実施の形態における外キャップ５２に代わる本実施の形態の外キャップ１００にネジ込み固定されており、外キャップ１００をツナギ部材２６に固定する。コード４およびオレドメ防止部材５５は、外キャップ１００に対して偏心した位置でネジ込み固定されている。その他の構成は第１の実施の形態と同じである。
【００４３】
（作用）
第１の実施の形態の作用に加えて、本実施の形態の振動子本体３には貫通穴が設けられているため、吸引口金９９に図示しない吸引チューブを接続し、外部の吸引装置と組合わせることで、ホーン部３５に取り付けた図示しない穴付プローブの先端から吸引した液体は貫通穴８１からパイプ９６，吸引管路９８を経由して吸引チューブに至り、外へ排出できる。また、吸引口金９９に送水用チューブを取り付けた場合には、生理食塩水が吸引管路９８からパイプ９６，貫通穴８１、穴付プローブ先端（図示しない）へと至り、術野に生理食塩水などを送水できる。
【００４４】
（効果）
このように本実施の形態によれば、超音波吸引装置の振動子ユニットとして使用しても第１の実施の形態の効果が得られる。超音波吸引装置は生体組織を乳化吸引でき、組織選択性の機能により、脈管類を残して、周辺組織を吸引できるため、手術時間を短縮できる。術野に必要に応じて生理食塩水などを散布できるため、手術が滞ることなく進められる。
【００４５】
［付記］
（付記項１） 駆動電流を振動に変換するトランスデューサと、
基部にフランジ状の固定部を形成した前記振動の振幅を拡大するホーンと、
前記トランスデューサを覆うカバーと、
フランジ状の前記固定部と前記カバーの間にパッキンを配置して防水的に支持固定する支持固定部と、
前記駆動電流を供給する電源コードと、
前記駆動電流を発生させる外部の電源に対してコードを着脱するプラグと
からなる超音波振動子において、
前記カバー内部に、前記トランスデューサを囲う第１室と前記コードをカバー内に引込む第２室とを隔てる仕切り部材
を設けたことを特徴とする超音波振動子。
【００４６】
（付記項２） 前記仕切り部材は、前記ホーンのフランジ状の前記固定部に存在する振動の節部から１／４波長以上離れた位置に設けた
ことを特徴とする付記項１に記載の超音波振動子。
【００４７】
（付記項３） 前記仕切り部材は、
前記第１室と前記第２室と通ずる空間を閉鎖をする閉鎖部材と、
前記閉鎖部材を保持する保持端面と
からなることを特徴とする付記項２に記載の超音波振動子。
【００４８】
（付記項４） 前記閉鎖部材と前記保持端面の間に、前記第１室と前記第２室との気密確保する気密保持手段を設けた
ことを特徴とする付記項３に記載の超音波振動子。
【００４９】
（付記項５） 前記仕切り部材に、前記電源コードからの駆動電流を前記第２室から前記第１室へ供給する電気的接続部を設けた
ことを特徴とする付記項４に記載の超音波振動子。
【００５０】
（付記項６） 前記電気的接続部と前記仕切り部材の間で気密を確保する気密保持手段を設けた
ことを特徴とする付記項５に記載の超音波振動子。
【００５１】
（付記項７） 前記仕切り部材に気密確認用の確認孔を設けた
ことを特徴とする付記項６に記載の超音波振動子。
【００５２】
（付記項８） 前記気密確認用の確認孔を閉鎖する閉鎖手段を着脱自在に設けた
ことを特徴とする付記項７に記載の超音波振動子。
【００５３】
（付記項９） 前記トランスデューサの中心軸を貫く第１の管路と、前記閉鎖部材を貫く第２の管路とが同一軸上に配置された
ことを特徴とする付記項３または４に記載の超音波振動子。
【００５４】
（付記項１０） 前記仕切り部材に、前記電源コードからの駆動電流を前記第２室から前記第１室へ供給する電気的接続部を設けた
ことを特徴とする付記項９に記載の超音波振動子。
【００５５】
（付記項１１） 前記第２の管路は、前記第２室を貫く筒状部材と、前記閉鎖手段を貫く接続孔とからなり、
前記第１の管路と前記筒状部材とが前記接続孔の内部で同一軸に接続された
ことを特徴とする付記項１０に記載の超音波振動子。
【００５６】
（付記項１２） 前記接続孔の円筒内面と前記第１の管路の円筒外面、および前記筒状部材の円筒外面の間に気密を確保するための気密保持手段を配置した
ことを特徴とする付記項１１に記載の超音波振動子。
【００５７】
（付記項１３） 前記第２室内へ、超音波駆動用の電流以外の高周波電流を通電させるための第２の電流コードを引き込み、前記電気的接続部に接続した
ことを特徴とする付記項５に記載の超音波振動子。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の超音波振動子によれば、仕切り部材がカバー内部において、トランスデューサを囲う第１室とコードをカバー内に引込む第２室とを隔てるので、回転構造がない汎用性の高いシンプルな構造で、乾燥工程のないオートクレーブ滅菌しても、振動子ケーシング内部に水滴が侵入することを確実に防止することできるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る超音波振動子の外観を示す外観図
【図２】図１の振動子本体を分解・展開した分解図
【図３】図１の振動子本体のＡＢＣ断面を示す断面図
【図４】図２のトランスデューサに設けられる端子の構成を示す構成図
【図５】図１の超音波振動子の振動の分布と振動子本体の内部の位置関係を示す図
【図６】第２の実施の形態に係る振動子本体の軸方向の断面を示す断面図
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る振動子本体の先端側外観を示す外観図
【図８】図７の振動子本体の基端側外観を示す外観図
【図９】図７の振動子本体を分解・展開した分解図
【図１０】図７の振動子本体の軸方向の断面を示す断面
【符号の説明】
１…超音波振動子
２…プラグ
３…振動子本体
４…コード
５…防水キャップ
１０…トランスデューサ
１１、２０…電線
１２…端子
１２ａ、２１…熱収縮チューブ
１２ｂ…端子穴
１３…電極
１４…仕切り部材
１５…穴部
１６、３４…ナット
１７、２４、２５、３９、４０、４１、５３、５４…Ｏリング
２２…止めリング
２３…ケーシング
２６…ツナギ部材
２７…フランジ
２８…ネジ部
２９…ゴム板
３０…穴部
３１…２面幅部分
３２、３６…パッキン
３３…気密確認用孔
３５…ホーン部
３７…ワッシャ
３８…固定部材
４２…気密キャップ
４３…シール剤
５１…内キャップ
５２…外キャップ
５５…オレドメ防止部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波電流を振動素子に供給して超音波振動を発生させる超音波振動子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
外科手術に用いる超音波手術装置は、一般的に電源装置より高周波電流を振動素子に供給して超音波振動を発生させるもの（振動子）に対して、いろいろなプローブを組付けることで、腹腔鏡下外科手術や開腹手術で可能となる。
【０００３】
このような手術装置は外科医が直接、手で触って操作するため、滅菌されてなければならない。超音波手術装置用の振動子も例外ではなく、オートクレーブ滅菌ができることが必須となる。
【０００４】
このような振動子としては、例えばＵＳＰ５３９５２４０や、特公平７−１０６２０６号公報、特開平１０−１２７６５５号公報等に提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
オートクレーブ滅菌には、真空引き工程、滅菌工程、乾燥工程など時間、圧力、温度などのパラメータの組合わせにより多種のオートクレーブ滅菌の方法がある。
【０００６】
超音波振動子はこれらのすべてのオートクレーブ滅菌方法について対応しているわけではない。通常、オートクレーブのサイクルは真空引き、滅菌、乾燥のサイクルであるが、手術中に誤って床に落とした場合などは緊急でオートクレーブを行うことがある。
【０００７】
このような場合には、時間短縮のため乾燥工程を省略した、真空引き、滅菌、のサイクルとなる。乾燥工程を省略すると、特公平７−１０６２０６号公報に示す振動子のケーシング内部では、浸入した蒸気が抜けきらず、水滴となって溜まることがある。そのままの状態で超音波振動させると、ボルト締めランジュバン型振動子（トランスデューサ）においては、ＰＺＴを挟む電極間に水滴が付着するためにショート（短絡）し、超音波の変換効率が低下することがあった。
【０００８】
また、規模の小さい医療機関で簡易的にオートクレーブ滅菌する場合には、乾燥工程のないオートクレーブ滅菌だけのことがある。この場合にも振動子ケーシング内部に水滴が溜まることがあり、その結果、ボルト締めランジュバン型振動子（トランスデューサ）においては、ＰＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛）を挟む電極間に水滴の付着ために短絡し、超音波振動の変換効率が低下することがあった。
【０００９】
ＵＳＰ５３９５２４１の発明は、磁歪型振動子（トランスデューサ）であるため、内部を意図的にオートクレーブ滅菌しても、問題ないが、洗浄性が悪く、振動子の小型化という観点ではボルト締めランジュバン型振動子（トランスデューサ）のほうが、はるかに有利である。
【００１０】
また、特開平１０−１２７６５５号公報の発明は、乾燥工程のないオートクレーブ滅菌をした場合、蒸気が振動子内部に浸入しないため、超音波振動の変換効率が低下することはない。しかしながら、回転摺動部にＯリングを使用しているため、回転がスムーズに出来ない不具合や、回転する電気的接続部分があるために、電気的な接触が不確実になる恐れがある。また、振動子の内部構造が複雑になるため、重量が増加し、振動子の外径が大きくなる不具合がある。振動子の汎用性という観点では、振動子の構造はシンプルである方が良いことは勿論である。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ボルト締めランジュバン型の超音波振動子（トランスデューサ）において、回転構造がない汎用性の高いシンプルな構造であり、乾燥工程のないオートクレーブ滅菌しても、振動子ケーシング内部に水滴が侵入することを確実に防止するできる超音波振動子を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の超音波振動子は、駆動電流を振動に変換するトランスデューサと、基部にフランジ状の固定部を形成した前記振動の振幅を拡大するホーンと、前記トランスデューサを覆うカバーと、フランジ状の前記固定部と前記カバーの間にパッキンを配置して防水的に支持固定する支持固定部と、前記トランスデューサに供給するための駆動電流を外部の電源から前記カバー内に供給する電源コードと、前記駆動電流を発生させる前記外部の電源に対して前記電源コードを着脱するプラグと、前記トランスデューサに接続された駆動電流電送手段と、前記駆動電流電送手段と、前記電源コードとを電気的に接続する導通部材と、前記カバー内部に、前記トランスデューサを囲う第１室と前記電源コードをカバー内に引込む第２室とを隔て、かつ、前記導通部材を挿入する穴部を設けた仕切部材と、前記導通部材に備えられた気密手段と、を設けたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について述べる。
【００１５】
（第１の実施の形態）
図１ないし図５は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は超音波振動子の外観を示す外観図、図２は図１の振動子本体を分解・展開した分解図、図３は図１の振動子本体のＡＢＣ断面を示す断面図、図４は図２のトランスデューサに設けられる端子の構成を示す構成図、図５は図１の超音波振動子の振動の分布と振動子本体の内部の位置関係を示す図である。
【００１６】
（構成）
図１に示すように、本実施の形態の超音波振動子１は、この超音波振動子１を超音波振動させるための駆動電流を発生させる図示しないジェネレータに接続するプラグ２と、プラグ２からの駆動電流を振動子本体３に通電するコード４と、超音波振動子１を洗浄する時にプラグ２内部に水分が侵入することを防ぐ防水キャップ５とからなる。
【００１７】
図２は図１の振動子本体３を分解した様子を示し、図３は図１の振動子本体３のＡＢＣ断面を示す。
【００１８】
図２及び図３に示すように、振動子本体３内部には、図示しないジェネレータからの駆動電流を超音波振動に変換するトランスデューサ１０が設けられている。このトランスデューサ１０には電線１１の被覆が剥がされた一端が半田付されており、電線１１の被覆が剥がされた他端は端子１２に対して半田付されている。
【００１９】
ここで、図４を用いて端子１２付近の組立て方法を示す。端子１２は板状の金属板を折り曲げた物であり、電線１１を半田付した部分は絶縁のために熱収縮チューブ１２ａが被されている。電線１１が半田付されてない他端には端子穴１２ｂが加工してある。この端子穴１２ｂに電極１３を挿通した後、さらに図２に示すように、仕切り部材１４に設けられた穴部１５に挿通され、電極１３のネジ部分にナット１６をねじ込む。これにより、端子１２および電極１３は仕切り部材１４に対して固定される。なお、電極１３には、図４に示すように、気密を保つためのＯリング１７が設けられている。
【００２０】
図２及び図３に示すように、コード４の被覆を剥いで露出した電線２０は電極１３に半田付されており、コード４の被覆端部は熱収縮チューブ２１の内部の止めリング２２により固定され、コード４が振動子本体３から不用意に抜けることを防いでいる。
【００２１】
トランスデューサ１０を内部に組み込むケーシング２３には、予め気密を保つためのＯリング２４，０リング２５が組付いたツナギ部材２６が接着されている。トランスデューサ１０におけるフランジ２７に対し、ネジ部２８側に、ゴム板２９を接着剤などで貼りつけておく。
【００２２】
トランスデューサ１０、ナット１６、仕切り部材１４、電極１３、端子１２及び電線１１のこれらの部組は、ケーシング２３の開放端のネジ部２８側からケーシング２３内部に挿入される。この時、ツナギ部材２６に設けられた穴部３０に仕切り部材１４がはまり込むようにする。尚、穴部３０には２面幅部分３１が加工してあり、仕切り部材１４の２面幅部分３１とかみ合うことで、仕切り部材１４が不用意に回転することはない。
【００２３】
さらに、気密を確保するパッキン３２を仕切り部材１４とツナギ部材２６で挟み込み、仕切り部材１４は図示されない治具を用いて気密確認用孔３３に引っかけて２面幅部分３１内部に引込み、仕切り部材１４のネジ部分をナット３４で締め上げる。ケーシング２３にトランスデューサ１０を固定するために、振幅を拡大するホーン部３５側からパッキン３６及びパッキンずれ防止用のワッシャ３７を挿入し、固定部材３８をネジ部２８にねじ込む。
【００２４】
外部との気密は予め固定部材３８に組付けられたＯリング３９およびＯリング４０とパッキン３６により確保される。気密検査の際には、気密確認用孔３３に気密確認用のコネクタを組付け、水中で圧縮空気を送気し、気泡の有無で確認する。検査終了後、気密保持のためＯリング４１を装着した気密キャップ４２をねじ込む。その後、短絡防止のために、ナット１６、電極１３をシール剤４３により完全に密封する。
【００２５】
内キャップ５１、外キャップ５２、Ｏリング５３はコード４をあらかじめ通しており、Ｏリング５４を組付けた内キャップ５１をツナギ部材２６にネジ止めし、さらに外キャップ５２をツナギ部材２６の外周部へ組付ける。コード４の断線防止のためオレドメ防止部材５５を内キャップ５１にねじ込むことで、振動子本体３は完成する。Ｏリング２５及びＯリング５４は内キャップ５１とツナギ部材２６の隙間に水分が浸入することを防止し、そして、Ｏリング５３は、コード４と内キャップ５１の隙間から水分が浸入することを防止する。
【００２６】
図５は振動の分布６３と振動子本体３の内部の位置関係を示す。振動の節６４はフランジ２７に位置しており、振動の腹６６はホーン部３５の先端に、振動の腹６５はトランスデューサ１０の後端に位置する。各振動の腹は節６４の１／４波長の位置である。
【００２７】
（作用）
手術にて超音波振動子１を超音波凝固切開具の振動子として使用した後、超音波振動子１の単体に分解し、プラグ２に防水キャップ５をして体液などの汚れを洗浄する。洗浄完了後、オートクレーブ滅菌装置に投入する。
【００２８】
オートクレーブ装置内部では、滅菌前工程として、滅菌庫内の空気を引いて陰圧をかける。次に滅菌工程として高圧蒸気を注入する。これにより振動子は滅菌される。通常は滅菌工程後に乾燥工程を経て滅菌装置より取り出されるが、手術中、急きょ滅菌が必要になった場合には、一連の工程の内、乾燥工程を省略することがある。
【００２９】
乾燥工程を省略した場合には、コード４の外皮及びプラグ２から、コード４内部を経由して、振動子本体３の内部に浸入した蒸気による水分が完全には抜けない。
【００３０】
しかしながら、振動子本体３内部を構成する隔壁部材としてツナギ部材２６、仕切り部材１４があり、また、パッキン３２、電極１３及び気密キャップ４２に設けられたＯリング１７、４１によって水分がトランスデューサ１０にある内腔１０ａ（図３参照）に浸入することはない。また、シール剤４３により、電極１３はシール絶縁されているため、短絡することはない。
【００３１】
（効果）
このように本実施の形態では、手術中に急きょ行なう、乾燥工程を省略したオートクレーブ滅菌や、乾燥工程のないオートクレーブ装置しか持っていない病院でオートクレーブ滅菌を行ったとしても、トランスデューサ１０にある内腔１０ａ内部に水分が浸入することがないため、振動子の発振異常などがなく、通常通り手術に使用でき、手術時間の延長などを避けることができる。
【００３２】
（第２の実施の形態）
図６は本発明の第２の実施の形態に係る振動子本体の軸方向の断面を示す断面図である。
【００３３】
第２の実施の形態は、第１の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００３４】
（構成）
本実施の形態の振動子本体３においては、図６に示すように、第１の実施の形態における外キャップ８を、電気メス接続コードを接続するための端子部７２が設けらた外キャップ７１に変更している。端子部７２は外キャップ７１に対してネジ込み固定されており、Ｏリング７３、７４により、水密が保たれている。端子部７２の内部端は電線７５の一端が半田付けされており、他端が１３に半田付けされている。その他の構成は第１の実施の形態と同じである。
【００３５】
（作用）
本実施の形態では、超音波凝固切開具を使用時に、電気メスを使用する際には、端子部７２に電気メス接続コードを接続することで、電気メスとして使用することもできる。その他の作用は第１の実施の形態と同じである。
【００３６】
（効果）
このように本実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加えて、術中、電気メスを使用する際には、特に内視鏡下外科手術の際には電気メス用のプローブに代えることなく、本振動子の端子部７２に接続コードを接続するだけでよいため、手術中の機器の交換がなくなるため、術者の手を煩わすことなく手術できる。
【００３７】
（第３の実施の形態）
図７ないし図１０は本発明の第３の実施の形態に係わり、図７は振動子本体の先端側外観を示す外観図、図８は図７の振動子本体の基端側外観を示す外観図、図９は図７の振動子本体を分解・展開した分解図、図１０は図７の振動子本体の軸方向の断面を示す断面図である。
【００３８】
第３の実施の形態は、第１の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００３９】
（構成）
本実施の形態の振動子本体３では、図７に示すように、トランスデューサ１０の振動振幅を拡大するホーン部３５には、振動子本体３の軸方向中心に沿って貫通穴８１が設けれらている。そして、図８に示すように、ホーン部３５の部材がトランスデューサ１０の後端に至るパイプ状の部材８２と同一部品として構成されており、貫通穴８１は振動子本体３の後端にあるパイプ状の吸引口金９９の貫通穴である吸引管路９８と同一軸の管路になっている。
【００４０】
以下、本実施の形態の振動子本体３の構成を図９及び図１０を用いて説明する。
【００４１】
第１の実施の形態にて示した仕切り部材１４に代わる本実施の形態の仕切り部材９０の中心にはＯリング９１が組付いた貫通穴９２が設けられており、貫通穴９２にパイプ状の部材８２が挿入されている。
【００４２】
この状態でケーシング２３内部に実施例１と同様にナット１６、電極１３、トランスデューサ１０、仕切り部材９０を挿入しナット３４にて固定する。第１の実施の形態における内キャップ５１に代わる、本実施の形態の内キャップ９３を、図示しないネジでツナギ部材２６に固定し、Ｏリング９４を組付けたパイプ管路９５のあるパイプ９６を内キャップ９３にネジ込み、仕切り部材９０の貫通穴９２に挿入固定する。Ｏリング９７を組付けた吸引管路９８のある吸引口金９９は、第１の実施の形態における外キャップ５２に代わる本実施の形態の外キャップ１００にネジ込み固定されており、外キャップ１００をツナギ部材２６に固定する。コード４およびオレドメ防止部材５５は、外キャップ１００に対して偏心した位置でネジ込み固定されている。その他の構成は第１の実施の形態と同じである。
【００４３】
（作用）
第１の実施の形態の作用に加えて、本実施の形態の振動子本体３には貫通穴が設けられているため、吸引口金９９に図示しない吸引チューブを接続し、外部の吸引装置と組合わせることで、ホーン部３５に取り付けた図示しない穴付プローブの先端から吸引した液体は貫通穴８１からパイプ９６，吸引管路９８を経由して吸引チューブに至り、外へ排出できる。また、吸引口金９９に送水用チューブを取り付けた場合には、生理食塩水が吸引管路９８からパイプ９６，貫通穴８１、穴付プローブ先端（図示しない）へと至り、術野に生理食塩水などを送水できる。
【００４４】
（効果）
このように本実施の形態によれば、超音波吸引装置の振動子ユニットとして使用しても第１の実施の形態の効果が得られる。超音波吸引装置は生体組織を乳化吸引でき、組織選択性の機能により、脈管類を残して、周辺組織を吸引できるため、手術時間を短縮できる。術野に必要に応じて生理食塩水などを散布できるため、手術が滞ることなく進められる。
【００４５】
［付記］
（付記項１） 駆動電流を振動に変換するトランスデューサと、
基部にフランジ状の固定部を形成した前記振動の振幅を拡大するホーンと、
前記トランスデューサを覆うカバーと、
フランジ状の前記固定部と前記カバーの間にパッキンを配置して防水的に支持固定する支持固定部と、
前記駆動電流を供給する電源コードと、
前記駆動電流を発生させる外部の電源に対してコードを着脱するプラグと
からなる超音波振動子において、
前記カバー内部に、前記トランスデューサを囲う第１室と前記コードをカバー内に引込む第２室とを隔てる仕切り部材
を設けたことを特徴とする超音波振動子。
【００４６】
（付記項２） 前記仕切り部材は、前記ホーンのフランジ状の前記固定部に存在する振動の節部から１／４波長以上離れた位置に設けた
ことを特徴とする付記項１に記載の超音波振動子。
【００４７】
（付記項３） 前記仕切り部材は、
前記第１室と前記第２室と通ずる空間を閉鎖をする閉鎖部材と、
前記閉鎖部材を保持する保持端面と
からなることを特徴とする付記項２に記載の超音波振動子。
【００４８】
（付記項４） 前記閉鎖部材と前記保持端面の間に、前記第１室と前記第２室との気密確保する気密保持手段を設けた
ことを特徴とする付記項３に記載の超音波振動子。
【００４９】
（付記項５） 前記仕切り部材に、前記電源コードからの駆動電流を前記第２室から前記第１室へ供給する電気的接続部を設けた
ことを特徴とする付記項４に記載の超音波振動子。
【００５０】
（付記項６） 前記電気的接続部と前記仕切り部材の間で気密を確保する気密保持手段を設けた
ことを特徴とする付記項５に記載の超音波振動子。
【００５１】
（付記項７） 前記仕切り部材に気密確認用の確認孔を設けた
ことを特徴とする付記項６に記載の超音波振動子。
【００５２】
（付記項８） 前記気密確認用の確認孔を閉鎖する閉鎖手段を着脱自在に設けた
ことを特徴とする付記項７に記載の超音波振動子。
【００５３】
（付記項９） 前記トランスデューサの中心軸を貫く第１の管路と、前記閉鎖部材を貫く第２の管路とが同一軸上に配置された
ことを特徴とする付記項３または４に記載の超音波振動子。
【００５４】
（付記項１０） 前記仕切り部材に、前記電源コードからの駆動電流を前記第２室から前記第１室へ供給する電気的接続部を設けた
ことを特徴とする付記項９に記載の超音波振動子。
【００５５】
（付記項１１） 前記第２の管路は、前記第２室を貫く筒状部材と、前記閉鎖手段を貫く接続孔とからなり、
前記第１の管路と前記筒状部材とが前記接続孔の内部で同一軸に接続された
ことを特徴とする付記項１０に記載の超音波振動子。
【００５６】
（付記項１２） 前記接続孔の円筒内面と前記第１の管路の円筒外面、および前記筒状部材の円筒外面の間に気密を確保するための気密保持手段を配置した
ことを特徴とする付記項１１に記載の超音波振動子。
【００５７】
（付記項１３） 前記第２室内へ、超音波駆動用の電流以外の高周波電流を通電させるための第２の電流コードを引き込み、前記電気的接続部に接続した
ことを特徴とする付記項５に記載の超音波振動子。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の超音波振動子によれば、仕切り部材がカバー内部において、トランスデューサを囲う第１室とコードをカバー内に引込む第２室とを隔てるので、回転構造がない汎用性の高いシンプルな構造で、乾燥工程のないオートクレーブ滅菌しても、振動子ケーシング内部に水滴が侵入することを確実に防止することできるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る超音波振動子の外観を示す外観図
【図２】図１の振動子本体を分解・展開した分解図
【図３】図１の振動子本体のＡＢＣ断面を示す断面図
【図４】図２のトランスデューサに設けられる端子の構成を示す構成図
【図５】図１の超音波振動子の振動の分布と振動子本体の内部の位置関係を示す図
【図６】第２の実施の形態に係る振動子本体の軸方向の断面を示す断面図
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る振動子本体の先端側外観を示す外観図
【図８】図７の振動子本体の基端側外観を示す外観図
【図９】図７の振動子本体を分解・展開した分解図
【図１０】図７の振動子本体の軸方向の断面を示す断面
【符号の説明】
１…超音波振動子
２…プラグ
３…振動子本体
４…コード
５…防水キャップ
１０…トランスデューサ
１１、２０…電線
１２…端子
１２ａ、２１…熱収縮チューブ
１２ｂ…端子穴
１３…電極
１４…仕切り部材
１５…穴部
１６、３４…ナット
１７、２４、２５、３９、４０、４１、５３、５４…Ｏリング
２２…止めリング
２３…ケーシング
２６…ツナギ部材
２７…フランジ
２８…ネジ部
２９…ゴム板
３０…穴部
３１…２面幅部分
３２、３６…パッキン
３３…気密確認用孔
３５…ホーン部
３７…ワッシャ
３８…固定部材
４２…気密キャップ
４３…シール剤
５１…内キャップ
５２…外キャップ
５５…オレドメ防止部材
Claims (3)
- 駆動電流を振動に変換するトランスデューサと、
基部にフランジ状の固定部を形成した前記振動の振幅を拡大するホーンと、
前記トランスデューサを覆うカバーと、
フランジ状の前記固定部と前記カバーの間にパッキンを配置して防水的に支持固定する支持固定部と、
前記トランスデューサに供給するための駆動電流を外部の電源から前記カバー内に供給する電源コードと、
前記駆動電流を発生させる前記外部の電源に対して前記電源コードを着脱するプラグと、
前記トランスデューサに接続された駆動電流電送手段と、
前記駆動電流電送手段と、前記電源コードとを電気的に接続する導通部材と、
前記カバー内部に配設された、前記トランスデューサを囲う第１室と前記電源コードをカバー内に引込む第２室とを隔て、かつ、前記導通部材を挿入する穴部を設けた仕切部材と、
前記導通部材に備えられた気密手段と、
を設けたことを特徴とする超音波振動子。 - 前記導通部材は、電気メス接続コードにも接続されることを特徴とする請求項１に記載の超音波振動子。
- 前記トランスデューサは、軸方向に貫通穴が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の超音波振動子。
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1999
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