JP2015144788A - Ultrasonic vibration device and ultrasonic medical treatment apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超音波振動を励振する超音波振動デバイス、この超音波振動デバイスを備えた超音波医療装置に関する。 The present invention relates to an ultrasonic vibration device that excites ultrasonic vibration, and an ultrasonic medical apparatus including the ultrasonic vibration device.
近年、超音波医療装置には、例えば、腹腔鏡下外科手術において、止血/切開に用いられ、超音波振動による摩擦/発熱を利用した超音波処置具があり、この超音波処置具には超音波振動を発生させる超音波振動子が設けられている。 In recent years, ultrasonic medical devices include, for example, ultrasonic treatment tools that are used for hemostasis / incision in laparoscopic surgery and that use friction / fever caused by ultrasonic vibration. An ultrasonic transducer that generates sonic vibrations is provided.
このような超音波振動子は、例えば、特許文献1に開示されるように、導電性接着剤を用いて圧電素子を積層した圧電素子ユニットを、両端部にねじ切りがされた金属製の筒に挿入し、その両端部から金属部材をねじ込んで固定することにより構成されるものが知られている。
For example, as disclosed in
特許文献1に開示された超音波振動子は、圧電振動子を接着による積層構造とすることで、従来のボルト締めランジュバン型振動子と比較して、ボルトを通すための穴を必要としないため、振動子の有効体積を効率よく増やせるようにしている。
Since the ultrasonic vibrator disclosed in
ところで、特許文献1に開示された従来の超音波振動子は、圧電素子ユニットにおける同極の端子板同士をそれぞれ導電フィルムまたは導電ペーストの導電層により電気的に接合して、短絡しないように異極の端子板に対して導電層を絶縁するよう絶縁フィルムまたは絶縁ペーストの絶縁層を設けた構成となっている。そして、導電層は、リード線がはんだなどにより電気的に接続される。
By the way, the conventional ultrasonic transducer disclosed in
しかしながら、従来の超音波振動子では、超音波医療装置に内蔵されて高振幅領域で使用される場合、導電層および絶縁層の破断および導電層とリード線の接続部の電気的接触不良が生じる可能性が考えられ、使用可能な振幅の範囲が限られてしまい、結果として、超音波発生素子としての本来の特性が得られない、または共振体として駆動できない場合がある。 However, when the conventional ultrasonic transducer is used in a high-amplitude region by being incorporated in an ultrasonic medical device, the conductive layer and the insulating layer are broken and the electrical contact between the conductive layer and the lead wire is poor. There is a possibility that the range of usable amplitude is limited, and as a result, the original characteristics as an ultrasonic wave generation element cannot be obtained, or the resonator cannot be driven.
さらに、従来の超音波振動子では、導電フィルムまたは導電ペーストの導電層および絶縁フィルムまたは絶縁ペーストの絶縁層を設けた構成であるため、組立工程が煩雑となるばかりか、安価に製造できないという課題があった。 Furthermore, the conventional ultrasonic vibrator has a configuration in which a conductive layer of conductive film or conductive paste and an insulating layer of insulating film or paste are provided, so that the assembly process becomes complicated and cannot be manufactured at low cost. was there.
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、簡単な構造で安価に製造でき、圧電素子ユニットへの電気的な配線強度を向上させて、超音波発生素子を設計本来の特性で使用することができるようにした超音波振動デバイスおよび超音波医療装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and can be manufactured at a low cost with a simple structure, and the electrical wiring strength to the piezoelectric element unit can be improved, so that the ultrasonic generator is originally designed. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic vibration device and an ultrasonic medical device that can be used in characteristics.
本発明における一態様の超音波振動デバイスは、複数の圧電体および複数の電極が積層された積層振動子と、前記積層振動子を挟むように配設された2つのマス材と、前記積層振動子に電力を印加または帰還する2つの配線ケーブルと、正電側または負電側の前記複数の電極の位置に合わせて、前記2つの配線ケーブルのそれぞれのケーブルシースが長手軸方向に沿って複数個所剥ぎ取られて前記ケーブル芯線を露出させるように形成された複数の芯線露出部と、前記複数の芯線露出部により露出された前記ケーブル芯線を前記複数の電極に電気的に接続して固定する接続部と、を具備する。 An ultrasonic vibration device according to an aspect of the present invention includes a laminated vibrator in which a plurality of piezoelectric bodies and a plurality of electrodes are laminated, two mass members disposed so as to sandwich the laminated vibrator, and the laminated vibration. In accordance with the positions of two wiring cables for applying or returning power to the child and the plurality of electrodes on the positive power side or the negative power side, a plurality of cable sheaths of each of the two wiring cables are provided along the longitudinal axis direction. A plurality of core wire exposed portions that are peeled off to expose the cable core wires, and a connection that electrically connects and fixes the cable core wires exposed by the plurality of core wire exposed portions to the plurality of electrodes. A portion.
また、本発明における一態様の超音波医療装置は、複数の圧電体および複数の電極が積層された積層振動子と、前記積層振動子を挟むように配設された2つのマス材と、前記積層振動子に電力を印加または帰還する2つの配線ケーブルと、正電側または負電側の前記複数の電極の位置に合わせて、前記2つの配線ケーブルのそれぞれのケーブルシースが長手軸方向に沿って複数個所剥ぎ取られて前記ケーブル芯線を露出させるように形成された複数の芯線露出部と、前記複数の芯線露出部により露出された前記ケーブル芯線を前記複数の電極に電気的に接続して固定する接続部と、を備えた超音波振動デバイスと、前記超音波振動デバイスで発生した超音波振動が伝達され生体組織を処置するプローブ先端部と、を具備する。 An ultrasonic medical device according to an aspect of the present invention includes a laminated vibrator in which a plurality of piezoelectric bodies and a plurality of electrodes are laminated, two mass members disposed so as to sandwich the laminated vibrator, In accordance with the positions of the two wiring cables for applying or returning power to the laminated vibrator and the plurality of electrodes on the positive power side or the negative power side, the respective cable sheaths of the two wiring cables extend along the longitudinal axis direction. A plurality of core wire exposed portions formed to be stripped off at a plurality of locations to expose the cable core wires, and the cable core wires exposed by the plurality of core wire exposed portions are electrically connected and fixed to the plurality of electrodes. An ultrasonic vibration device including a connecting portion that transmits the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibration device and treating a living tissue.
本発明によれば、簡単な構造で安価に製造でき、圧電素子ユニットへの電気的な配線強度を向上させて、超音波発生素子を設計本来の特性で使用することができるようにした超音波振動デバイスおよび超音波医療装置を提供することができる。 According to the present invention, an ultrasonic wave that can be manufactured at a low cost with a simple structure, can improve the electrical wiring strength to the piezoelectric element unit, and can use the ultrasonic wave generating element with the original characteristics of the design. Vibrating devices and ultrasonic medical devices can be provided.
以下、図を用いて本発明について説明する。なお、以下の説明において、各実施の形態に基づく図面は、模式的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、夫々の部分の厚みの比率などは現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the drawings based on each embodiment are schematic, and the relationship between the thickness and width of each part, the thickness ratio of each part, and the like are different from the actual ones. It should be noted that the drawings may include portions having different dimensional relationships and ratios between the drawings.
先ず、本発明の一態様の超音波振動を励振する超音波振動デバイスを備えた超音波医療装置の実施の形態について、図面に基づいて以下に説明する。
図1は、超音波医療装置の全体構成を示す断面図、図2は振動子ユニットの全体の概略構成を示す図、図3は超音波振動子の構成を示す斜視図、図4は超音波振動子の構成を示す側面図、図5は電気ケーブルの先端から導出する2つの配線ケーブルの構成を示す斜視図、図6はケーブルシースを剥ぎ取った2つの配線ケーブルの構成を示す斜視図、図7は超音波振動子の積層振動子に2つの配線ケーブルを電気的に接続する状態を示す分解斜視図、図8は負電側の配線ケーブルが超音波振動子の積層振動子の一側面に電気的に接続された状態を示す斜視図、図9は正電側の配線ケーブルが超音波振動子の積層振動子の一側面に電気的に接続された状態を示す斜視図、図10は第1の変形例の一態様に係り、波線状に配線ケーブルを超音波振動子の積層振動子の一側面に電気的に接続された状態を示す側面図、図11は第1の変形例の図10とは異なる他の態様に係り、波線状に配線ケーブルを超音波振動子の積層振動子の一側面に電気的に接続された状態を示す側面図、図12は第2の変形例に係り、ケーブルシースを剥ぎ取った配線ケーブルの構成を示す斜視図、図13は第2の変形例に係り、ケーブルシースを剥ぎ取った配線ケーブルの構成を示す平面図、図14は第2の変形例に係り、図13とは異なる方向から見たケーブルシースを剥ぎ取った配線ケーブルの構成を示す平面図、図15は第2の変形例に係り、図13のXV−XV線に沿った配線ケーブルの断面図、図16は第2の変形例に係り、2つの配線ケーブルが超音波振動子の積層振動子の一側面に電気的に接続された状態を示す断面図である。
First, an embodiment of an ultrasonic medical apparatus including an ultrasonic vibration device that excites ultrasonic vibration according to an aspect of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall configuration of the ultrasonic medical device, FIG. 2 is a diagram showing the overall schematic configuration of the transducer unit, FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of the ultrasonic transducer, and FIG. FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of two wiring cables led out from the tip of the electric cable, FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of two wiring cables with the cable sheath stripped off, FIG. FIG. 7 is an exploded perspective view showing a state in which two wiring cables are electrically connected to the laminated vibrator of the ultrasonic vibrator, and FIG. 8 is a side view of the wiring cable on the negative electrode side on the side face of the laminated vibrator of the ultrasonic vibrator. FIG. 9 is a perspective view showing a state in which the positive-side wiring cable is electrically connected to one side surface of the laminated vibrator of the ultrasonic vibrator, and FIG. 1 relates to one aspect of the modified example, and ultrasonically vibrates the wiring cable in a wavy shape FIG. 11 is a side view showing a state in which the laminated vibrator is electrically connected to one side face, and FIG. 11 relates to another mode different from FIG. The side view which shows the state electrically connected to one side of the laminated vibrator of FIG. 12, FIG. 12 is a perspective view which shows the structure of the wiring cable which peeled off the cable sheath concerning 2nd modification, FIG. FIG. 14 is a plan view showing the configuration of a wiring cable with the cable sheath stripped according to the second modification, and FIG. 14 is a wiring cable with the cable sheath stripped from a direction different from FIG. 13 according to the second modification. 15 is related to the second modification, FIG. 15 is a cross-sectional view of the wiring cable along the line XV-XV in FIG. 13, and FIG. 16 is related to the second modification. Electrically connected to one side of the laminated vibrator of the ultrasonic vibrator And is a cross-sectional view illustrating a state.
(超音波医療装置)
図1に示す、超音波医療装置1は、主に超音波振動を発生させる超音波振動子2を有する振動子ユニット3と、その超音波振動を用いて患部の凝固/切開処置を行うハンドルユニット4とが設けられている。
(Ultrasonic medical device)
An ultrasonic
ハンドルユニット4は、操作部5と、長尺な外套管7からなる挿入シース部8と、先端処置部30とを備える。挿入シース部8の基端部は、操作部5に軸回り方向に回転可能に取り付けられている。
The handle unit 4 includes an operation section 5, an
先端処置部30は、挿入シース部8の先端に設けられている。ハンドルユニット4の操作部5は、操作部本体9と、固定ハンドル10と、可動ハンドル11と、回転ノブ12とを有する。操作部本体9は、固定ハンドル10と一体に形成されている。
The
操作部本体9と固定ハンドル10との連結部には、背面側に可動ハンドル11を挿通するスリット13が形成されている。可動ハンドル11の上部は、スリット13を通して操作部本体9の内部に延出されている。
A
スリット13の下側の端部には、ハンドルストッパ14が固定されている。可動ハンドル11は、ハンドル支軸15を介して操作部本体9に回動可能に取り付けられている。そして、ハンドル支軸15を中心として可動ハンドル11が回動する動作に伴い、可動ハンドル11が固定ハンドル10に対して開閉操作されるようになっている。
A
可動ハンドル11の上端部には、略U字状の連結アーム16が設けられている。また、挿入シース部8は、外套管7と、この外套管7内に軸方向に移動可能に挿通された操作パイプ17とを有する。
A substantially U-shaped connecting
外套管7の基端部には、先端側部分よりも大径な大径部18が形成されている。この大径部18の周囲に回転ノブ12が装着されるようになっている。
A
操作パイプ19の外周面には、リング状のスライダ20が軸方向に沿って移動可能に設けられている。スライダ20の後方には、コイルばね(弾性部材)21を介して固定リング22が配設されている。
A ring-
さらに、操作パイプ19の先端部には、把持部23の基端部が作用ピンを介して回動可能に連結されている。この把持部23は、プローブ6の先端部31と共に超音波医療装置1の処置部を構成している。そして、操作パイプ19が軸方向に移動する動作時に、把持部23は、作用ピンを介して前後方向に押し引き操作される。
Further, the proximal end portion of the grip portion 23 is rotatably connected to the distal end portion of the
このとき、操作パイプ19が手元側に移動操作される動作時には作用ピンを介して把持部23が支点ピンを中心に反時計回り方向に回動される。
At this time, when the
これにより、把持部23がプローブ6の先端部31に接近する方向(閉方向)に回動する。このとき、片開き型の把持部23と、プローブ6の先端部31との間で生体組織を把持することができる。
As a result, the gripping portion 23 rotates in the direction approaching the
このように生体組織を把持した状態で、超音波電源から電力を超音波振動子2に供給し、超音波振動子2を振動させる。この超音波振動は、プローブ6の先端部31まで伝達される。そして、この超音波振動を用いて把持部23とプローブ6の先端部31との間で把持されている生体組織の凝固/切開処置を行う。
In this state where the living tissue is gripped, electric power is supplied from the ultrasonic power source to the
(振動子ユニット)
ここで、振動子ユニット3について説明する。
振動子ユニット3は、図2に示すように、超音波振動子2と、この超音波振動子2で発生した超音波振動を伝達する棒状の振動伝達部材であるプローブ6とを一体的に組み付けたものである。
(Vibrator unit)
Here, the vibrator unit 3 will be described.
As shown in FIG. 2, the transducer unit 3 integrally assembles an
超音波振動子2は、超音波振動子の振幅を増幅するホーン32が連設されている。ホーン32は、ステンレス鋼、ジュラルミン、あるいは例えば64Ti(Ti−6Al−4V)などのチタン合金によって形成されている。
The
ホーン32は、先端側に向かうに従って外径が細くなる円錐形状に形成されており、基端外周部に外向フランジ33が形成されている。なお、ここでホーン32の形状は円錐形状に限るものではなく、先端側に向かうに従って外径が指数関数的に細くなる指数形状や、先端側に向かうに従って段階的に細くなるステップ形状などであってもよい。
The
プローブ6は、例えば64Ti(Ti−6Al−4V)などのチタン合金によって形成されたプローブ本体34を有する。このプローブ本体34の基端部側には、上述のホーン32に連設された超音波振動子2が配設されている。
The
このようにして、プローブ6と超音波振動子2とを一体化した振動子ユニット3が形成されている。なお、プローブ6は、プローブ本体34とホーン32とが螺着されており、プローブ本体34とホーン32が接合される。
In this way, the transducer unit 3 in which the
そして、超音波振動子2で発生した超音波振動は、ホーン32で増幅されたのち、プローブ6の先端部31側に伝達するようになっている。プローブ6の先端部31には、生体組織を処置する後述する処置部が形成されている。
The ultrasonic vibration generated by the
また、プローブ本体34の外周面には、軸方向の途中にある振動の節位置の数箇所に弾性部材でリング状に形成された間隔をあけて2つのゴムライニング35が取り付けられている。そして、これらのゴムライニング35によって、プローブ本体34の外周面と後述する操作パイプ19との接触を防止するようになっている。
In addition, two
即ち、挿入シース部8の組み立て時に、振動子一体型プローブとしてのプローブ6は、操作パイプ19の内部に挿入される。このとき、ゴムライニング35によってプローブ本体34の外周面と操作パイプ19との接触を防止している。
That is, when the
また、超音波振動子2は、超音波振動を発生させるための電流を供給する図示しない電源装置本体に電気ケーブル36を介して電気的に接続される。この電気ケーブル36内の配線を通じて電源装置本体から電力を超音波振動子2に供給することによって、超音波振動子2が駆動される。
Further, the
以上の説明から、振動子ユニット3は、超音波振動を発生させる超音波振動子2、この超音波振動子2で発生した超音波振動を増幅させるホーン32および増幅された超音波振動を伝達するプローブ6を備えている。
From the above description, the vibrator unit 3 transmits the
(超音波振動子)
ここで、本発明の超音波振動デバイスとしての超音波振動子2について以下に説明する。
振動子ユニット3の超音波振動子2は、図3および図4に示すように、先端から順に振動伝達部材の1つであるプローブ本体34に螺着などされて接続された上述のホーン32と、このホーン32の後方に連設された、ここでは矩形状(四角柱形状)の超音波発生素子である積層圧電体ユニットとしての積層振動子41と、ホーン32の基端から電気ケーブル36まで積層振動子41を覆うカバー体51と、を有して構成されている。
(Ultrasonic transducer)
Here, the
As shown in FIGS. 3 and 4, the
なお、積層振動子41を覆うカバー体51は、基端部分に電気ケーブル36の先端部分を覆う折れ止52を有している。この電気ケーブル36からは、リード線としての2つの配線ケーブル37,38が導出されている。これら2つの配線ケーブル37,38は、積層振動子41に電気的に接続されている。
Note that the
積層振動子41は、前方側がホーン32と螺着などによって接続された、2つのマス材である、ここでは矩形状(四角柱状)の金属ブロック体からなるフロントマス42に接合され、後方側が矩形状(四角柱状)の金属ブロック体からなるバックマス43に接合されている。
The
なお、フロントマス42およびバックマス43は、超音波振動の吸収が小さく強度が強いことが必要であるため、ホーン32と同様に、ジュラルミンなどの金属によって形成されている。また、フロントマス42およびバックマス43は、ステンレス鋼、または例えば、64Ti(Ti−6Al−4V)などのチタン合金でもよい。また、フロントマス42およびバックマス43の長さは、超音波振動子2が所望の共振周波数となるように設計されている。
Since the
さらに、積層振動子41は、フロントマス42およびバックマス43との間に絶縁性があり振動が減衰し難い絶縁部材を挟んでも良い。この絶縁部材は、例えば,アルミナ,窒化珪素などのセラミクス系材料を矩形状(四角柱状)の板体に形成した絶縁板を用いるとよい。
Furthermore, the
このように、積層振動子41は、絶縁部材を設けることで、図1に示した超音波医療装置1が高周波を用いて処置などを行う医療用の高周波メスなどの処置具と併用されても、処置具からの高周波による破損などが防止される。
As described above, the
積層振動子41は、キュリー点の高い非鉛の単結晶材料から形成された圧電素子が用いられ、この圧電素子である圧電単結晶チップとしての圧電単結晶体61が複数、ここでは4つが積層配置されている。
The
これら4つの圧電単結晶体61、フロントマス42およびバックマス43の間には、正電極層となる正電側電極62と負電極層となる負電側電極63が交互に介装されている。
Between these four piezoelectric
なお、正電側電極62と負電側電極63は、各圧電単結晶体61間、圧電単結晶体61とフロントマス42またはバックマス43との間に、これらを互いに接合する接合材料としての非鉛はんだなどのろう材、および導電性ペーストなどを所定の厚さで介装させることで形成する。このとき、圧電単結晶の正電極・負電極には、金などの金属がコンタクトメタル層を介して成膜されている。
The positive-
また、積層振動子41は、圧電単結晶体61間、圧電単結晶体61とフロントマス42またはバックマス43との間に設けられた正電側電極62または負電側電極63に上述した配線ケーブル37,38がクリームはんだ、導電性ペーストなどにより電気的に接続されている。
In addition, the
(配線ケーブル)
ここで、本実施の形態の配線ケーブル37,38の構成について、詳しく説明する。
2つの配線ケーブル37,38は、図5に示すように、ケーブル芯線37a,38aを覆う絶縁被覆であるケーブルシース37b,38bが、レーザワイヤストリッパなどの装置によって、図6に示すように、積層振動子41の正電側電極62または負電側電極63と電気的に接続される部分のみ剥がされて芯線露出部37c,38cが複数形成される。
(Wiring cable)
Here, the configuration of the
As shown in FIG. 5, the two
なお、2つの配線ケーブル37,38は、積層振動子41の正電側電極62または負電側電極63の間隔に合わせて、ケーブル芯線37a,38aを露出させる芯線露出部37c,38cが形成され、その部分においてケーブルシース37b,38bが剥ぎ取られる。
The two
また、2つの配線ケーブル37,38は、電気的に接続される正電側電極62または負電側電極63の厚さ方向の寸法以上の長さでケーブル芯線37a,38aが長手軸方向に露出するように、ケーブルシース37b,38bが剥ぎ取られる長さが設定されている。
Further, the
そして、2つの配線ケーブル37,38は、長手軸方向に沿ったケーブル芯線37a,38aの露出間において、電気的に接続されない正電側電極62または負電側電極63の厚さ方向の寸法以上の長さで、ケーブルシース37b,38bがケーブル芯線37a,38aを被覆している。
The two
具体的には、電気ケーブル36の先端から延出する2つの配線ケーブル37,38において、電力が帰還する負電側として帰還ケーブルの配線ケーブル37が3つの負電側電極63と電気的に接続されるため、長手軸方向に沿って3つの負電側電極63に対応した間隔があけられた3箇所でケーブル芯線37aが剥き出された状態にケーブルシース37bが剥がされることで負電側電極63の厚さ方向の寸法以上の長さを有する芯線露出部37cが形成される。
Specifically, in the two
また、電力を印加する正電側として印加ケーブルの配線ケーブル38は、2つの正電側電極62と電気的に接続されるため、長手軸方向に沿って2つの正電側電極62に対応した間隔があけられた2箇所でケーブル芯線38aが剥き出された状態にケーブルシース38bが剥がされることで正電側電極62の厚さ方向の寸法以上の長さを有する芯線露出部38cが形成される。
Moreover, since the
そして、各芯線露出部37c,38cにおいてケーブル芯線37a,38aが剥き出された2つの配線ケーブル37,38は、図7に示すように、積層振動子41の側面に位置合わせが成されて取り付けられる。
Then, the two
ここでの2つの配線ケーブル37,38は、積層振動子41の離反した異なる側面に電気的に接続されるように取り付けられる。なお、2つの配線ケーブル37,38は、互いが短絡しなければ、積層振動子41の異なる側面または同じ側面のいずれかに取り付けられてもよい。
The two
そして、各芯線露出部37c,38cで露出するケーブル芯線37a,38aと正電側電極62または負電側電極63との間にクリームはんだ、導電性ペーストなどが塗布される。
Then, cream solder, conductive paste, or the like is applied between the
この状態から、図8および図9に示すように、リフローなどの加熱手段にてクリームはんだを溶融または導電性ペーストを焼結させて、ケーブル芯線37a,38aと正電側電極62または負電側電極63を電気的に接続する接続部55,56が形成される。
From this state, as shown in FIGS. 8 and 9, the solder paste is melted or the conductive paste is sintered by heating means such as reflow, and the
このような構成により、超音波振動子2は、2つの配線ケーブル37,38のケーブル芯線37a,38aが積層振動子41の正電側電極62または負電側電極63と直接的に接続部55,56によって固定されて電気接続が取られた簡単な構成であるため、安価に製造できると共に、正電側電極62または負電側電極63に対する接続強度が向上する。
With such a configuration, the
さらに、超音波振動子2は、2つの配線ケーブル37,38のケーブル芯線37a,38aが積層振動子41の正電側電極62または負電側電極63と電気的に接続される部分のみケーブルシース37b,38bが剥かれた芯線露出部37c,38cが形成されているため、別途絶縁材を用いなくても、負電側の配線ケーブル37が正電側電極62と、正電側の配線ケーブル38が負電側電極63と、短絡することなく電気的な絶縁性を確保することができる。
Furthermore, the
なお、2つの配線ケーブル37,38は、ケーブル芯線37a,38aが単線よりも縒り線を用いることで、クリームはんだまたは導電性ペーストが固体化した接続部55,56との接触面積が増えることにより、正電側電極62または負電側電極63と確実な電気的接続が行え、さらに正電側電極62または負電側電極63に対する接続強度が向上して剥離などによる電気的接触不良を防止することができる。
In addition, the two
以上の説明により、本実施の形態の超音波医療装置1に内蔵される超音波振動子2は、非常に簡単な構造により、安価に製造でき、駆動用の電力を印加して帰還させる配線である2つの配線ケーブル37,38の接続部分の強度を向上させて、超音波発生素子である積層振動子41を設計本来の特性で使用することが可能となる。
From the above description, the
なお、上述した超音波振動子2の積層振動子41と電気的に接続される2つの配線ケーブル37,38は、以下に記載する各種変形例の構成としても良い。
Note that the two
(第1の変形例)
2つの配線ケーブル37,38は、図10または図11に示すように、積層振動子41の積層方向を横軸とした略正弦曲線状とした所謂波線状に変形させた状態として、ケーブル芯線37a,38aが積層振動子41の正電側電極62または負電側電極63に接続されるようにしても良い(なお、図10および図11では配線ケーブル37のみ図示)。
(First modification)
As shown in FIG. 10 or FIG. 11, the two
即ち、2つの配線ケーブル37,38は、直線ではなく波線形状として、正電側電極62間または負電側電極63間の距離よりも、クリームはんだまたは導電性ペーストからなる接続部55,56によって電気的に接続されケーブル芯線37a,38aの2点間の距離の方が長くなっている。
That is, the two
このような構成により、超音波振動子2が高振幅で駆動しても、2つの配線ケーブル37,38の波線形状の部分が伸び縮みすることで、2つの配線ケーブル37,38と正電側電極62または負電側電極63を電気的に接続している接続部55,56に応力が掛かり難くなり、耐振動強度が向上する。
With such a configuration, even if the
(第2の変形例)
2つの配線ケーブル37,38は、レーザワイヤストリッパなどの装置によって、図12から図15に示すように、積層振動子41の正電側電極62または負電側電極63と対向して電気的に接続される部分として、ケーブル芯線37a,38aを露出させる芯線露出部37c,38cが長手軸回りである周方向にケーブルシース37b,38bの一部、ここでは略半分だけ剥ぎ取った形状としても良い(なお、図12では配線ケーブル37のみ図示)。
(Second modification)
The two
即ち、2つの配線ケーブル37,38は、積層振動子41の正電側電極62または負電側電極63と電気的に接続できるように、ケーブル芯線37a,38aが長手軸回りである周方向の略半分だけ正電側電極62または負電側電極63に対向する位置で露出するようにケーブルシース37b,38bを剥ぎ取った芯線露出部37c,38cが形成されている。
That is, the two
なお、ここでも、2つの配線ケーブル37,38は、積層振動子41の正電側電極62または負電側電極63の間隔に合わせて、ケーブル芯線37a,38aを露出させる芯線露出部37c,38cが複数形成され、その部分において、正電側電極62または負電側電極63の厚さ方向の寸法以上の長さでケーブル芯線37a,38aが長手軸方向に露出するように、ケーブルシース37b,38bが剥ぎ取られる長さが設定されている。
Also here, the two
そして、各芯線露出部37c,38cによってケーブル芯線37a,38aが長手軸回りの周方向に略半分だけ露出された2つの配線ケーブル37,38は、積層振動子41の側面と露出するケーブル芯線37a,38aとが対向するように位置合わせが成されて、上述と同様に、ケーブル芯線37a,38aと正電側電極62または負電側電極63との間にクリームはんだ、導電性ペーストなどが塗布される。
The two
この状態から、図16に示すように、リフローなどの加熱手段にてクリームはんだを溶融または導電性ペーストを焼結させて、長手軸回りの周方向に略半分だけ露出されたケーブル芯線37a,38aと正電側電極62または負電側電極63を電気的に接続する接続部55,56が形成される。
From this state, as shown in FIG. 16, the
このような構成により、2つの配線ケーブル37,38は、ケーブル芯線37a,38aが露出する部分を小さくすることで、さらに絶縁性が向上すると共に、ケーブル芯線37a,38aを被覆するケーブルシース37b,38bが軸方向に動かなくなるため、2つの配線ケーブル37,38は、積層振動子41の正電側電極62または負電側電極63への接続時に位置決めが容易になる。
With such a configuration, the two
なお、超音波振動子2は、第1の変形例と第2の変形例を組み合わせた構成としても良い。
Note that the
また、上述では、超音波振動子2は、矩形ブロック状の最も安価に製造できる形状の例を挙げたが、これに限定されることなく、これら部材の形状が、例えば、円柱形状としたものでもよい。
In the above description, the
さらに、上述の超音波振動子2は、積層振動子41に非鉛の単結晶材料から形成された圧電素子が用いられ構成を例示したが、これに限定されることなく、チタン酸ジリコン酸鉛(PZT,Pb(Zrx,Ti1−X)O3)などの圧電素子を積層した構成にも適用可能な技術である。
Furthermore, although the above-described
上述の実施の形態に記載した発明は、その実施の形態および変形例に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得るものである。 The invention described in the above-described embodiment is not limited to the embodiment and modifications, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Further, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements.
例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、述べられている課題が解決でき、述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得るものである。 For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, the described requirements can be deleted if the stated problem can be solved and the stated effect can be obtained. The configuration can be extracted as an invention.
1…超音波医療装置
2…超音波振動子
3…振動子ユニット
4…ハンドルユニット
5…操作部
6…プローブ
7…外套管
8…挿入シース部
9…操作部本体
10…固定ハンドル
11…可動ハンドル
12…回転ノブ
13…スリット
14…ハンドルストッパ
15…ハンドル支軸
16…連結アーム
17…操作パイプ
18…大径部
19…操作パイプ
20…スライダ
22…固定リング
23…把持部
30…先端処置部
31…先端部
32…ホーン
33…外向フランジ
34…プローブ本体
35…ゴムライニング
36…電気ケーブル
37,38…配線ケーブル
37a,38a…ケーブル芯線
37b,38b…ケーブルシース
37c,38c…芯線露出部
41…積層振動子
42…フロントマス
43…バックマス
51…カバー体
52…折れ止
55,56…接続部
61…圧電単結晶体
62…正電側電極
63…負電側電極
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記積層振動子を挟むように配設された2つのマス材と、
前記積層振動子に電力を印加または帰還する2つの配線ケーブルと、
正電側または負電側の前記複数の電極の位置に合わせて、前記2つの配線ケーブルのそれぞれのケーブルシースが長手軸方向に沿って複数個所剥ぎ取られて前記ケーブル芯線を露出させるように形成された複数の芯線露出部と、
前記複数の芯線露出部により露出された前記ケーブル芯線を前記複数の電極に電気的に接続して固定する接続部と、
を具備することを特徴とする超音波振動デバイス。 A laminated vibrator in which a plurality of piezoelectric bodies and a plurality of electrodes are laminated;
Two mass members arranged so as to sandwich the laminated vibrator;
Two wiring cables for applying or returning power to the laminated vibrator;
A plurality of cable sheaths of the two wiring cables are peeled off along the longitudinal direction in accordance with the positions of the plurality of electrodes on the positive power side or the negative power side, so that the cable core wires are exposed. A plurality of core wire exposed portions,
A connecting portion for electrically connecting and fixing the cable core wires exposed by the plurality of core wire exposed portions to the plurality of electrodes;
An ultrasonic vibration device comprising:
前記超音波振動デバイスで発生した超音波振動が伝達され生体組織を処置するプローブ先端部と、
を具備することを特徴とする超音波医療装置。 The ultrasonic vibration device according to any one of claims 1 to 6,
A probe tip for treating a living tissue through transmission of ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibration device;
An ultrasonic medical device comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014019561A JP2015144788A (en) | 2014-02-04 | 2014-02-04 | Ultrasonic vibration device and ultrasonic medical treatment apparatus |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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ID=53889433
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2015144788A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017195265A1 (en) * | 2016-05-10 | 2017-11-16 | オリンパス株式会社 | Ultrasonic medical device |
-
2014
- 2014-02-04 JP JP2014019561A patent/JP2015144788A/en active Pending
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