JPH0550944B2 - - Google Patents

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JPH0550944B2
JPH0550944B2 JP61151335A JP15133586A JPH0550944B2 JP H0550944 B2 JPH0550944 B2 JP H0550944B2 JP 61151335 A JP61151335 A JP 61151335A JP 15133586 A JP15133586 A JP 15133586A JP H0550944 B2 JPH0550944 B2 JP H0550944B2
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elastic wave
hammer
elastic
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Doorii Jatsuku
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    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
    • G10K11/26—Sound-focusing or directing, e.g. scanning
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K9/00—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers
    • G10K9/10—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers driven by mechanical means only
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
    • A61B17/22—Implements for squeezing-off ulcers or the like on inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; for invasive removal or destruction of calculus using mechanical vibrations; for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for
    • A61B17/22004—Implements for squeezing-off ulcers or the like on inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; for invasive removal or destruction of calculus using mechanical vibrations; for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic shock waves
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
    • A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws or setting implements
    • A61B17/88—Osteosynthesis instruments; Methods or means for implanting or extracting internal or external fixation devices
    • A61B17/92—Impactors or extractors, e.g. for removing intramedullary devices
    • A61B2017/922—Devices for impaction, impact element

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 液体内を伝播する高出力弾性波は固体構造を破
壊するために使用される。本発明は特に腎臓結石
若しくは膀胱結石の場合に関するものである。
生物学的組織に有用な方法として使用するため
には、使用領域外のエネルギ密度を限定し且つ該
弾性波が通過する組織を損傷せしめる危険性を低
減するために該弾性波を正確な位置に集束せしめ
ることが出来なければならない。
現在、該弾性波が集束する焦点の大きさは該弾
性波の波長即ち該弾性波の持続時間に比例するこ
とが知られている。
従つて、該弾性波を効果的に集束せしめるため
には1μs（マイクロ秒）程度の急な立上りの波を扱
うことが付可欠である。かかる場合には、該エネ
ルギは例えば３mm程度の直径の中に集束せしめら
れる。
従来技術 かかる急な立上りの波を発生しなければならな
いという問題を解決するために、ピンポイント弾
性波発生源か分配型弾性波発生源のどちらかを用
いることが提案されている。
該ピンポイント発生源は水中で引火し且つ爆発
することによつて球面波を発生する微小充電か若
しく液体内に浸漬された電極間に発生したアーク
の放電によつて形成される。
どちらの場合にも、発生された球面波は長円形
ミラーによつて集束される。かかる方法において
は、発生される波の出力及び形状の制御は充分に
なされず且つ必要部分の摩耗がはやい。また、ピ
ンポイント発生源による波は非常に強く且つ撹乱
現象を惹起するので信頼性に乏しい。
１方、分配型発生源は広い面積を有し且つ該面
積上の各点は平面波を発生するために同位相で振
動し且つ該平面波は音波レンズによつて集束され
るか若しくは該発生源自体を球状キヤツプの形状
にすることによつて集束される。
かかる発生源の表面上のエネルギ密度が焦点上
のエネルギ密度に比べて極めて低いので、かかる
発生源は疲労が限定されるという利点を有する。
本発明はかかる分野に属する装置に関するもの
である。
高出力分配型弾性波発生器は公知であり、その
発生源はピエゾ電気素子のモザイクによつて形成
される。かかる装置の問題点は各素子によつて発
生される出力は比較的小さく且つ各素子に通電す
るのに必要なMW（メガワツト）オーダの瞬間的
出力を発生しなければならず、このことは高コス
トにつながる。
本発明は簡単な構造の高出力分配型発生器を提
供する。
発明の概要 本発明による弾性波発生装置は分配型弾性波発
生源にかかる集束手段を有し且つ前記発生源は
各々２つの平行対向面を有するアンビル及びハン
マと、前記２つの対向面が数ｍ／ｓのスピードで
交互に当接され且つ分離されるように該ハンマを
推進且つ復動せしめる手段とによつて形成され、
更に該発生器においては、該アンビルは該衝撃面
とは別に弾性波放出面を有し且つ該ハンマは数mm
の厚さの衝撃要素を有し且つ該推進手段及び該ハ
ンマは、第１の状態においては前記衝撃要素が充
分な運動エネルギをもたらされ且つ前記対向面は
微小空〓によつて隔てられ、また第２の状態にお
いては、該推進手段からのエネルギを分断された
衝撃要素が、蓄積された運動エネルギによつて前
記空〓を越えて作動し該アンビルと協働して衝撃
を発生するようになされていることを特徴として
いる。
更に本発明による発生器は該アンビルの放出面
の周囲に配置された各点において該圧力波の立上
りを検知するセンサと各センサに供給された各圧
力波の立上り同志の時間のずれを計測する手段
と、このようにして計測された時間のずれの関数
として該アンビルを囲むカラー上の各センサと対
向して隔置された点に配置された該アンビルの傾
きを調整するためのネジをセツトする手段とを含
むことを特徴とする。
実施例 第１図には、円筒形支承体１０に固定されたカ
ラー１０１によつて囲まれ且つ軸３の端部に固定
されたハンマ２と協働するアンビル１が示されて
おり、該軸３は円筒形支承体１０の底部から延在
するスリーブ１００内に設けられた２つの軸受３
０及び３３内を摺動する。スリーブ１００の外部
に位置する軸３の端部には、電磁石４のアーマチ
ユア３２が固定されている。該電磁石のヨークは
該軸に沿つて摺動すべくなされている。
モータ５０によつて作動せしめられるクランク
−リンク装置５，６によつて相互変換動作がなさ
れる。スイツチ４０は電磁石４のスイツチングを
制御する。破線部はカムを介して該モータの軸に
よつてなされるスイツチ制御を示す。圧縮バネ３
４は軸３と一体化され且つ軸受３０に隣接するス
トツパ３１と軸受３３とに当接されている。
アンビル１においてハンマ２と協働する面と反
対側の面上にはレンズ１０３が固定され、レンズ
１０３はハンマの衝撃によつて発生される平面弾
性波を底部がカラー１０１によつて形成されたタ
ンク１０２に含まれる液体Ｌ内を伝播する球面波
に変換する。
該装置のスイツチがオンされると、モータ５０
は電磁石のヨークを高位置に移動せしめ且つアー
マチユア３２と接触せしめ、ハンマ２は圧縮バネ
３４によつてアンビル１に当接される。このと
き、カムがスイツチ４０を閉じ、従つて電磁石４
は通電され且つ該ヨークが下方に移動するに従つ
てアーマチユア３２は該ヨークによつて下方に作
動せしめられる。従つて、圧縮バネ３４は圧縮さ
れる。適当な距離だけ移動すると該カムは該スイ
ツチを開放し且つ電磁石４はアーマチユア３２を
解放し、従つてハンマ２は圧縮バネ３４によつて
作動せしめられアンビルに打付けられる。
発生された球面波はエネルギが集中するレンズ
の焦点に集束される。
例えば、ハンマ２およびアンビル１が鋼鉄で出
来ている場合、10m／ｓの衝撃スピードに対して
発生される圧力は2.10Pa（パスカル） 更に後述するように、アンビル１と液体Ｌの間
には、抵抗調整層が設けられている。液体Ｌに
は、発生される圧力の約１／10が伝達される。レ
ンズ１０３は要素１０の焦点に圧力を集中させ、
該圧力は2kbar（キロバール）である。
該圧力は該衝撃スピードに応じて直線的に増加
し且つその伝達率は該抵抗調整層を増すことによ
つて改良される。
10m／ｓの衝撃スピードを得るのは比較的容易
である。例えば、0.1Kgの移動質量及び10cmの移
動距離及び100N（ニユートン）の力に対して得ら
れるスピードは14m／ｓである。
要素１０の焦点における圧力の集束は容易に得
られる。実際には該弾性波が1μsの間継続するた
めに必要な焦点の直径は３mm程度である。もしア
ンビル１の直径が５cmの場合は圧力の係数は16.6
である。
しかしながら、上記計算結果は接触するすべて
の表面において全く同時に該弾性波がフラツトで
なく、従つてもはや集束せしめられない場合にの
み有効であり、従つて弾性波の継続時間が増加
し、一方、パルス強度は比較的急速に低下する。
従つて10m／ｓのスピードにおいて1μsの立上り
を得るためには協働面の固有平面性及び平行性は
±5μ程度の精度が必要である。かかる固有平面
性は光学的研摩によつて仕上げられた部分によつ
て得られるが、平行性は調整するのが難しく、殊
に作動中平行性を維持するのは難しい。例えば、
最初から1μ以下の平行精度を得るためにはボー
ルソケツト・ジヨイント上にハンマ２を装着し且
つ該ハンマを取付け後に該ジヨイントをロツクし
なければならない。
作動中に該装置によつてもたらされる応力に拘
らず該平行精度を保証するためには、好ましくは
自動修正装置が用いられる（しかしながら、これ
は不可欠のものではない）。
第２図及び第３図にカラー１０１によつて囲ま
れたアンビル１が示されている。該カラーの下面
は低追従性弾性波支承体１０１０，１０１１（静
ブロツク）によつて円筒形支承体１０の端部に固
定されている。該カラーの水平位置はモータ５１
０，５２０，５３０によつて制御される３本の精
密ネジ５１，５２，５３によつて調整することが
できる。例えばピエゾ電気若しくは圧力ゲージ・
タイプの３つのセンサ１１，１２，１３が該アン
ビルの周囲に固定され且つ各々の調整ネジと対向
し、該アンビルはその面上において該レンズと接
している（レンズは図示せず）。かかるセンサは、
対向する該衝撃面上の衝撃によつて発生される圧
力波の該アンビルの伝達面への到達を検知する。
もし該ハンマとアンビルが厳密に平行でないとす
ると、該弾性波の先端は互に打消されるたびに該
３つのセンサに到達する。
第４図には各センサからの信号を受ける３つの
アンプ１１０，１２０，１３０からなる回路が示
されている。かかる信号の立上りはフリツプフロ
ツプ１１１，１２１，１３１にトリガを掛ける。
単安定マルチバイブレータ１４は該アンプのうち
の１つ、例えば１１０からの出力によつてトリガ
を掛けられ、該ハンマによる衝撃発生の後所定時
間後に該フリツプフロツプをリセツトする。この
ようにして、幅の異なる矩形波が得られ、該矩形
波は論理回路１２１，１３１に供給され且つフリ
ツプフロツプ１１１によつて基準として供給され
た矩形波と比較されて波幅の差に比例した信号を
発生する。かかる信号はアンプ１２２，１３２に
よつて増幅され且つモータ５２０，５３０を該波
幅による信号に従つて正及び逆回転方向に制御す
る。
該平行性の補正は連続する衝撃動作中継続して
なされ且つ一定時間後に永久的に維持される。モ
ータ５１０はスイツチ５１１を介してアンプ１３
１に接続されている電源によつてアンプ１３１を
介して制御されて該アンビルの平均位置を手動に
て正逆両方向に変更せしめることができる。かか
る平均位置調整による利点は後述する中に明らか
になるであろう。
第５図には２つのインバータ１５０，１５１を
含む論理回路が示され且つ該インバータはフリツ
プフロツプ１１１（第４図）からの信号ａ及びフ
リツプフロツプ１２１，１３１からの２つの信号
のうちの１方、例えばｂを各々受ける。該インバ
ータの出力信号及びは２つのAND回路１５
３及び１５４に供給され、該AND回路は各々更
に信号ｂ及びａを受けて論理積ａ及びｂなる
信号を各々出力する。
第６図は信号ｂが信号ａに対して先行する場合
の信号ａ，，，ａ，ｂを示し且つ第７図
は信号ｂが信号ａに対して遅れる場合の各信号を
示す。
上記第１の場合においては、出力信号abは正
信号であり、且つａはゼロであり、また第２の
場合はその逆である。このようにして、モータ５
２０はAND回路１５３，１５４からの２つの出
力信号によつて正及び逆方向に制御される。イン
バータ１５１がフリツプフロツプ１３１から信号
Ｃを受ける同様の回路によつてモータ５３０が制
御される。
該アンビルとハンマを平行に維持すると言う上
述の問題点の他に、第２の問題点、すなわち、あ
まり長い間応力を受ける場合に各部が変形すると
いう問題がある。該ハンマとアンビルとの接触時
間を弾性波を発生するのに必要な値まで低下せし
めるために第８図に示された装置が用いられる。
該ハンマは好ましくは軽合金に形成された固体片
２０によつて形成され且つ固体片２０には、例え
ば３mmの厚さの鋼鉄板２１が固定され更に弾性層
２２がその中間に挟まれている。カラー形状をな
すストツパ３１は作動終了時には弾性シール３２
を介して軸受３０に担持され、該弾性シール３２
は該ハンマの瞬間的なブロツクを和らげるように
意図されている。かかるリセツト位置において
は、該ハンマの鋼板２１の外側面は該アンビルに
極めて接近し（該装置の構造及び該アンビルの平
均位置調整による）、接触限界（例えば0.02ない
し0.03mm）にある。従つて、軸３の作動終了時に
は、高スピードにて到達する該ハンマの固体部２
０はストツパ３０，３１によつて該アンビルを打
付ける寸前の１もしくは２mm以内のところで阻止
される。しかしながら、鋼板２１は弾性層２２の
弾性のために加速度によつて微小距離だけ動き続
ける。そして、該圧力波はアンビル１及び鋼板２
１内に伝達され且つ鋼板２１の抵抗が弾性層２２
の抵抗よりも極めて高いために、鋼板２１の内面
にて反射される。
この反射波は鋼板２１内の往復動にかかる時間
の後該入射圧力を打消し且つかかる後に該圧力は
該アンビルの高さにおいて打消される。
これによつて、該弾性層の復帰力と結合して該
ハンマとアンビル間の接触が断絶される。
上記の例においては、鋼板２１の往復動作時間
は1μs程度であり、いわゆる該弾性波の理論的形
成持続時間に等しい。特に、静圧力は無視されて
いる。
第９図は衝撃によつて鋼板２１内に発生する圧
力波Ｐの伝播の様子を示している。P1は後面
（内側面）上の圧力を示し且つP2は前面上の圧力
を示している。
ａは衝撃の発生時を示し且つｂないしｆは各々
該衝撃の0.25μs後、0.5μs後（後面からの反射の
瞬間）、0.75μs後、0.9μs後、1μs後の様子を示し
ている。
上述の弾性波発生器を構成する際の第３の問題
は空気力学的緩衝方法における問題であり、衝撃
動作時に該ハンマとアンビル間に空気羽根が閉じ
こめられ且つかなりの制動がもたらされる。この
効果を弱めるためには、該ハンマの支持体は真空
密閉されるか又はより簡単には、該アンビル若し
くはハンマ上に空気排出用溝が形成される。
第４の問題は液体のエネルギを伝達することに
おける問題点である。該弾性波がその内部におい
て該アンビルて発生される鋼板の抵抗は水の抵抗
の約30倍の大きさであり、もしエネルギの大部分
を伝達することを望む場合には、抵抗調整板が必
要である。該アンビルと水の間に、振動抵抗を有
し且つ該弾性波の波長の1/4に等しい厚さの数枚
の板を設けると都合がよい。
かかる抵抗調整板の構造は当業者にとつて明ら
かなものである。
腎臓結石の如き局在する障害物に効率的に作用
せしめるためには、球状焦点に対して正確に該障
害物を位置せしめるのことが必要であり且つ該障
害物の真の位置を視覚化する必要がある。
第１０図ないし１２図には、音響レンズ１０３
に固定されたアンビル１によつて表わされた弾性
波発生器が示されている。音響測深機のプローブ
１６は図に示すように軸１７０の回りに揺動自在
で且つモータ１７１によつて作動せしめられる
45゜に傾斜したミラー１７と協働する。
プローブ１６（勿論、矩形１６０によつて示さ
れた音響測深装置の一部をなす前記パルス発生器
にと係合するものである）によつて発生された超
音波ビームは第１０図及び１１図に示す面と直角
をなし且つ該弾性波発生器の対象軸を通る面Ｐ内
において扇形スキヤンをなされる。
音響測深装置１６０は、所謂目標物による反射
波を受け且つ表示する手段を含む。これによつ
て、障害物のデイスプレイを得ることができる。
該弾性波発生器によつて発生される音波エネル
ギのほんの１部分のみを遮るように、ミラー１７
の直径は10mm程度とされる。
更に、かかる装置によつて、発生された弾性波
ビームの焦点を視覚化することができる。このた
めに、ピエゾ電気ポリマ“PVF2”（第１０図の
１８）の薄いシートが該アンビルの表面に接着さ
れ且つ音響測深装置１６０に接続されている（破
線部１８０参照のこと）。このように、該アンビ
ルによつて発生された弾性波ビームと同様の幾何
学的構造を有し且つより低出力でより高い波数を
有する音響測深用超音波ビームが発生せしめられ
る。
該PVF2シートは水の抵抗に近い抵抗を有し且
つ該アンビルによつて発生される圧力波の伝播を
妨げない。該物質は若干弾性を有し且つ極めて耐
久性があり、該圧力波の伝播によつて損傷される
ことはない。
該PVF2シートは更に圧力波の形状が制御され
ることをも許容する。
第１３図及び１４図には本発明による変形例が
示され、該変形例においては、ハンマ２ａはスリ
ーブ１０ａによつて囲まれた同形状のアンビル１
ａと協働する数mmの厚さの円筒形中空キヤツプに
よつて形成され且つスリーブ１０ａは参照符４ａ
によつて示された電磁石の円筒形ヨークを支承し
且つ中心に位置せしめるべく該アンビルを越えて
延在する。該ヨークはその一端を底部４１０によ
つて閉塞され且つ円筒形軸状コア４１１が延在す
る外部中空円筒部４１を含む。円筒形軸状コア４
１１は中空円筒部４１と共に空〓４１２を形成し
且つ底部４１０及び中空円筒部４１の薄い部分と
共に常時電源を供給されているコイル４１３に対
する環状ハウジングを画定する。
中空円筒部４１、コア４１１及び円筒形キヤツ
プ１ａは共通対称軸を有し且つハンマ２ａの環状
エツジは環状空〓４１２と対向して配置され、従
つて該円筒部（可動円筒部材３２ａによつて形成
され且つ弾性ストツパ３２０が延在し且つ該空〓
内をコア４１に沿つて摺動自在に装着されてい
る）は該ハンマのエツジを打ち叩くようになされ
ている。
該ハンマは円形状のうねりを有する２つの金属
弾性円盤２３，２４によつて該アンビルに装着さ
れ、該円形状うねりによつて該ハンマは該装置の
軸方向に数mm動くことが出来且つ横方向の誘導を
も保証するものである。
円筒形部材３２ａは剛性を有し且つ可撓性誘電
体によつてパルスを供給されるコイル（図示せ
ず）を有し、一方、ストツパ３２０は僅かに弾性
を有し且つ例えばシリコンゴムで形成される。該
円筒部材は該ハンマと比較して比較的軽量であ
る。
中空円筒形部材４１は内外２つの母線に沿つて
開かれ且つ円筒形部材３２ａと一体化された板３
２１を囲繞し且つ板３２１が上記母線に沿つて摺
動できるようになされたスリツト４１４を有す
る。該板３２１はコイルに電流を流すことによつ
ておこる該電磁石の磁場の作用によつて該円筒形
部材３２ａ，３２０が作動するときに回転するの
を防止する（例えば、該電流は１／100sのパルス
電流であり且つ該円筒形部材を衝撃位置にもたら
す極性及び休止位置へ作動せしめる逆極性を有す
る）。
初期状態では、円筒形部材３２ａ，３２０は休
止状態にある。次にハンマ２ａは例えばアンビル
１ａから約５mmの位置に配置される。
コイル３２ａに供給されたパルス電流によつて
該円筒形部材は右方向に突出せしめられる。
かかる動作の後、ストツパ３２０は該ハンマに
当接し且つ円筒形部材３２ａの運動エネルギを数
ms（ミリ秒）程度の時間内に該ハンマに伝達す
る。該エネルギ伝達は該ハンマが該アンビルに当
接する前に完遂されなければならない。該エネル
ギ伝達時間は該ストツパの弾性及び大きさによつ
て決定される。また、該ストツパは伝達前にバウ
ンドしないように調整される。
該ハンマとアンビル間のエネルギ伝達は数μs続
くだけである。円筒形部材３２ａとハンマ２ａ間
のエネルギ伝達はハンマ、アンビル間の衝撃エネ
ルギ伝達時間の1000倍以上の時間を必要とするの
で、該円筒形部材と該ハンマ間に発生された圧力
は該ハンマとアンビル間に発生された圧力より極
めて小さい。
従つて該装置の疲労は限定されるのである。
発生される弾性波の圧力のピークは該ハンマの
スピードのみに依存し（質量には依存しない）、
一方、その継続時間は該ハンマの厚さ（該ハンマ
内における波の往復動作）に依存することがわか
る。
第１３図に示される実施例においては、該衝撃
スピードは30m／ｓに達するであろう。
上記の機構全体は、摩擦を制限し且つ特に最後
におこる衝撃の空気力学的緩衝を低下せしめるた
めには真空内に密閉されるのがよい。
発生された圧力はコイル３２ａに流れる電流の
大きさを調整することによつて調整できる。該コ
イルの作動速度はカウンタによつて端子間に誘起
される起電力を測定することによつて常時正確に
推定できる。
上記された２つの実施例は限定的なものではな
く且つ該ハンマ及びアンビルの作動面は必ずしも
同一であり平坦である必要はなく、また、該アン
ビルの弾性波放出面は該弾性波を集束せしめるの
に適当な形状を有しなければならない。
更に、該衝撃板（第８図若しくは１３図の２
１）に運動エネルギが伝達されると同時に該衝撃
板を該推進部材（第８図に示すように該ハンマの
主要部２０を含む）から脱係合せしめるための他
の手段が考えられる。該推進部材は必ずしも弾性
要素（第８図の２２若しくは第１３図の３２０）
を含む必要はない。
結果的に、反射波は該推進部材内を伝播せず、
また、該推進部材は急速に減衰し且つ構造が比較
的複雑であり且つ該衝撃部材から該アンビルへの
エネルギ伝達時間より極めて長いという欠点を必
ず有する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による衝撃弾性波発生装置の第
１実施例を示す図であり、第２図及び第３図は
各々支持体上にアンビルを装着する方法の部分断
面図及び平面図であり、第４図及び第５図はハン
マ及びアンビルの関係面の平行度を自動的に調整
する回路図であり、第６図及び第７図は上記調整
回路の異なる点における波形を示す図であり、第
８図はハンマと作動軸の好ましい実施例を示す図
であり、第９図は第８図に示すハンマの衝撃面に
おける圧力波の遷移状態を示す図であり、第１０
図ないし第１２図は該弾性波発生器が用いられる
対象物及び発生された弾性波ビームの焦点を視覚
化せしめる手段を示す図であり、第１３図及び第
１４図は各々本弾性波発生器の第２実施例の長手
方向断面図及び横方向断面図である。 主要部分の符号の説明 １，１ａ……アンビ
ル、２，２ａ……ハンマ、３……軸、４，４ａ…
…電磁石、５，６……クランクリンク装置、１
０，１０ａ……円筒形支承体、１４……単安定マ
ルチバイブレータ、１５……論理回路、３０，３
３……軸受、３２……アーマチユア、３４……圧
縮バネ、１００……スリーブ、１０１……カラ
ー、１０２……タンク、１０３……レンズ、１１
０，１１２，１２０，１２２，１３０，１３２…
…アンプ、１１１，１２１，１３１……フリツプ
フロツプ回路、１５０，１５１……インバータ回
路、１５３，１５４……AND回路、５１０，５
２０，５３０……モータ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 弾性波放出面に固定された音波レンズか若し
    くは前記弾性波放出面を曲面形状にすることによ
    つて液体内において集束される高出力弾性波を発
    生する分配型弾性波発生装置であり、その弾性波
    放出面の各点は前記弾性波を発生できるように同
    位相で振動し且つ前記弾性波発生源は互いに対向
    する平行面を有するアンビル（受台）とハンマよ
    り形成され且つ前記ハンマを数ｍ／ｓ（メート
    ル／秒）のスピードで往復運動せしめて前記アン
    ビルとハンマの対向面を交互に当接及び隔離せし
    める推進手段を含み且つ前記アンビルは前弾性波
    放出面と反対側に衝撃面を有し且つ前記ハンマは
    厚さが数mmの衝撃要素を含み且つ前記推進手段及
    び前記ハンマは、第１の状態においては前記衝撃
    要素が充分な運動エネルギをもたらされ且つ前記
    対向面は微小空隙によつて隔てられ、また第１の
    状態より短時間である第２の状態においては、前
    記推進手段のエネルギを分断された前記衝撃要素
    が、蓄積された運動エネルギによつて前記空隙を
    越えて作動せしめられ且つ前記アンビルと協働し
    て衝撃を発生するようになされていることを特徴
    とする弾性波発生装置。 ２ 前記対向面が平坦で且つその固有平面性及び
    平行性は数μ（ミクロン）程度の精度を有するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１記載の弾性波
    発生装置。 ３ 前記アンビルの弾性波放出面の周囲に配置さ
    れた各点における圧力波の立ち上りを検知すべく
    なされたセンサと、前記各センサに供給された各
    圧力波の立ち上り同志の時間のずれを計測する手
    段と、このようにして計測された時間のずれの関
    数として前記アンビルを囲むカラー上に前記各セ
    ンサと対向して隔置された点に配置せしめられた
    前記アンビルの傾きを調整するためのネジをセツ
    トする手段とを含むことを特徴とする特許請求の
    範囲第１項記載の弾性波発生装置。 ４ 前記ハンマが前記衝撃要素をなす厚さ数mmの
    板を固定された固定部材からなり且つ前記板と前
    記固定部材の間には弾性層が挟着され且つ前記空
    隙は0.02ないし0.03mm程度であり且つ前記推進手
    段は差動終了時に弾性シールを介してストツパに
    当接するシヨルダ部を有する前記固定部材と１体
    化された軸を含むことを特徴とする特許請求の範
    囲第１項記載の弾性波発生装置。 ５ 前記アンビルの弾性波放出面に固着された音
    波レンズ及び前記弾性波放出面と前記音波レンズ
    との間に配置された少なくとも１つの抵抗調整板
    とを含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項
    記載の弾性波発生装置。 ６ プローブ及び前記弾性波によつて狙う目標物
    を視覚化する断面走査手段を有する音響測深装置
    を含むことを特徴とする特許請求の範囲第５項記
    載の弾性波発生装置。 ７ 前記アンビルの弾性波放出面に固着され且つ
    前記音響測深装置に接続されたピエゾ電気ポリマ
    の薄いシートを含むことを特徴とする特許請求の
    範囲第６項記載の弾性波発生装置。 ８ 前記推進手段が前記ハンマ及び前記衝撃要素
    から隔てられた可動部を含むことを特徴とする特
    許請求の範囲第１項記載の弾性波発生装置。 ９ 前記可動部が電気力学的手段（電磁石、コイ
    ル）によつて推進せしめられ且つ比較的弾性に富
    んだストツパを有することを特徴とする特許請求
    の範囲第８項記載の弾性波発生装置。
JP61151335A 1985-06-28 1986-06-27 液体内において集束され且つ衝撃によつて得られる高出力弾性波発生装置 Granted JPS6230587A (ja)

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