(57)【要約】  超音波処置具は、嵌合穴を有する第１棒状部材と、前記第１棒状部材の先端側に取り付けられ、前記嵌合穴の内周面から圧縮面圧を受ける状態で前記嵌合穴に嵌合する嵌合部を有する第２棒状部材とを備え、トランスデューサで発生させた振動を伝達可能な振動伝達部材を備える。前記振動伝達部材が所定の共振周波数で振動した状態では、前記第２棒状部材の基端に対して最も近接した振動の腹は、前記第２棒状部材の前記基端より先端側に位置する。
2019116510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端と基端とを有し、長手軸に沿って延設され、超音波振動を発生させるトランスデューサを基端部に接続可能で、前記先端から基端側に向かって前記長手軸に沿って延設される嵌合穴を有する第１棒状部材と、
前記長手軸に沿って延設され、前記第１棒状部材の先端側に取り付けられ、前記嵌合穴の内周面から圧縮面圧を受ける状態で前記嵌合穴に嵌合する嵌合部を有する、第２棒状部材と、を備え、
前記トランスデューサで発生させた所定の共振周波数の振動を前記長手軸に沿って前記第１棒状部材の基端部から前記第２棒状部材の先端まで伝達可能な振動伝達部材を備え、
前記振動伝達部材が前記所定の共振周波数で振動した状態では、前記第２棒状部材の基端に対して最も近接した振動の腹は、前記第２棒状部材の前記基端より先端側に位置する、
超音波処置具。
【請求項２】
前記第１棒状部材は、前記嵌合穴に前記嵌合部が嵌合した第１領域と、前記第１領域よりも基端側に位置する第２領域とを備え、
前記第１棒状部材の前記第１領域では、前記第１棒状部材の前記第２領域に比べて、結晶粒径が大きい、請求項１の超音波処置具。
【請求項３】
前記第２棒状部材は、前記嵌合穴に前記嵌合部が嵌合した第１領域と、前記第１領域よりも先端側に位置する第２領域とを備え、
前記第２棒状部材の前記第１領域では、前記第２棒状部材の前記第２領域に比べて、結晶粒径が大きい、請求項２の超音波処置具。
【請求項４】
前記第１棒状部材は、基準位置を規定する第１指標を備え、
前記第２棒状部材は、前記第１指標に対する位置関係を規定する第２指標を備える、
請求項１の超音波処置具。
【請求項５】
前記第１指標は、第１基準面であり、
前記第２指標は、前記第１指標の前記第１基準面に対する前記長手軸の軸回りについての位置関係を規定する第２基準面である、請求項４の超音波処置具。
【請求項６】
前記第２指標は、前記長手軸に沿う方向についての前記第１指標に対する位置関係を規定する、請求項４の超音波処置具。
【請求項７】
前記第２棒状部材は、前記長手軸に直交する断面の面積が第２棒状部材において最大となる最大断面積部を備え、
前記最大断面積部の少なくとも一部は、前記第２棒状部材の基端に対して最も近接した前記振動の腹から先端側への距離が前記振動の１波長以下となる範囲内に位置する、請求項１の超音波処置具。
【請求項８】
前記嵌合穴は、前記長手軸に沿って前記第１棒状部材を貫通している、請求項１の超音波処置具。
【請求項９】
前記長手軸に沿う方向についての前記嵌合部の長さは、前記振動の波長の１／４以下である、請求項１の超音波処置具。
【請求項１０】
前記嵌合穴の底面は、前記第２棒状部材の基端に対して最も近接した前記振動の腹よりも基端側へ位置し、
前記嵌合穴の前記底面と前記振動の腹との間の距離は、前記振動の波長の１／４以下である、請求項１の超音波処置具。
【請求項１１】
前記圧縮面圧に対する前記振動の振動速度の比は、０．１７６以下となる、請求項１の超音波処置具。
【請求項１２】
前記第１棒状部材と前記第２棒状部材との接合強度は、前記超音波処置具に加えられるトルクよりも大きい、請求項１の超音波処置具。
【請求項１３】
前記第１棒状部材は、アルミ合金によって形成され、
前記第２棒状部材は、チタン合金によって形成されている、請求項１の超音波処置具。
【請求項１４】
前記振動伝達部材が前記所定の共振周波数で振動した状態では、前記第２棒状部材の基端に対して最も近接した振動の腹は、前記第１棒状部材の前記先端より基端側に位置する、請求項１の超音波処置具。
【請求項１５】
前記嵌合部は、前記嵌合部の内周面から径方向の外側に向かって突出する突出部を備える、請求項１の超音波処置具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波振動を用いて処置対象を処置する超音波処置具に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＵＳ２０１５／００１８７２６Ａ１には、超音波振動を用いて生体組織等の処置対象を処置する超音波処置具が開示されている。このエネルギー処置具は、超音波トランスデューサで発生した超音波振動が伝達される振動伝達部材（超音波プローブ）を備える。振動伝達部材は、エンドエフェクタの先端処置部を形成する。振動伝達部材に伝達された超音波振動が先端処置部から処置対象に付与されることにより、処置対象の処置が行われる。【０００３】
ＵＳ２０１５／００１８７２６Ａ１の振動伝達部材は、分離可能な２部材によって形成されている。振動伝達部材は、別々に形成された２部材を接合することにより形成されている。２部材間は、ネジ締結によって接合されている。ネジ締結を用いた接合では、２部材の製造時の加工精度によって、接合後の２部材の間の位置関係が規定される。このため、接合時において、接合後の２部材の間の位置関係を調整することが難しい。
【発明の概要】
【０００４】
本発明は前記課題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、別々に形成された２部材によって形成される振動伝達部材の接合時において、２部材の間の位置関係を調整可能な、超音波処置具を提供することにある。
【０００５】
前記目的を達成するため、本発明のある態様の超音波処置具は、先端と基端とを有し、長手軸に沿って延設され、超音波振動を発生させるトランスデューサを基端部に接続可能で、前記先端から基端側に向かって前記長手軸に沿って延設される嵌合穴を有する第１棒状部材と、前記長手軸に沿って延設され、前記第１棒状部材の先端側に取り付けられ、前記嵌合穴の内周面から圧縮面圧を受ける状態で前記嵌合穴に嵌合する嵌合部を有する、第２棒状部材と、を備え、前記トランスデューサで発生させた所定の共振周波数の振動を前記長手軸に沿って前記第１棒状部材の基端部から前記第２棒状部材の先端まで伝達可能な振動伝達部材を備え、前記振動伝達部材が前記所定の共振周波数で振動した状態では、前記第２棒状部材の基端に対して最も近接した振動の腹は、前記第２棒状部材の前記基端より先端側に位置する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る超音波処置具を概略的に示す図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る振動伝達部材を一部断面で概略的に示す図である。
【図３】図３は、図２のＸ−Ｘ線断面図である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係る振動伝達部材における、第１棒状部材と第２棒状部材との接合部の構成と振動に起因する応力の長手方向についての分布を、長手軸を通る断面で概略的に示す図である。
【図５】図５は、第１の実施形態の第１の変形例に係る振動伝達部材における第１棒状部材と第２棒状部材との嵌合部分の構成を、長手軸を通る断面で概略的に示す図である。
【図６】図６は、第１の実施形態の第２の変形例に係る振動伝達部材における、第１棒状部材と第２棒状部材との嵌合部分の構成と振動に起因する応力の長手方向についての分布を、長手軸を通る断面で概略的に示す図である。
【図７】図７は、第１の実施形態の第３の変形例に係る振動伝達部材における第１棒状部材と第２棒状部材との嵌合部分の構成を、長手軸を通る断面で概略的に示す図である。
【図８】図８は、第１の実施形態の第４の変形例に係る図２のＸ−Ｘ線断面図である。
【図９】図９は、第１の実施形態の第５の変形例に係る図２のＸ−Ｘ線断面図である。
【図１０】図１０は、第２の実施形態に係る超音波処置具を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
（第１の実施形態）  
本発明の第１の実施形態について、図１乃至図４を参照して説明する。
【０００８】
図１は、本実施形態の超音波処置具である処置具１を示す図である。図１に示すように、処置具１は、ハウジング４と、ハウジング４に連結される筒状のシャフト５と、を備える。ハウジング４は、保持可能である。ハウジング４には、ケーブル７の一端が接続されている。ケーブル７の他端は、電源装置３に着脱可能に接続される。
【０００９】
シャフト５は、長手軸Ｃを規定する。ここで、長手軸Ｃに沿う方向を長手方向とする。長手方向の一方側を先端側（図１の矢印Ｃ１側）とし、先端側とは反対側を基端側（図１の矢印Ｃ２側）とする。シャフト５は、ハウジング４の先端側に連結され、基端側から先端側へ長手軸Ｃに沿って延設されている。
【００１０】
シャフト５の先端部には、エンドエフェクタ６が設けられている。エンドエフェクタ６は、第１の把持片１３と、第２の把持片１４とを備える。第１の把持片１３と第２の把持片１４との間は、開閉可能である。第１の把持片１３は、シャフト５に支持され、第２の把持片１４は、第１の把持片１３に対して回動可能にシャフト５に取付けられている。
【００１１】
第１の把持片１３は、第２の把持片１４に対して対向し、処置対象に処置エネルギーを付与する処置面（対向面）１７を備える。第２の把持片１４は、第１の把持片１３の処置面１７に対して対向し、処置対象に処置エネルギーを付与する処置面（対向面）１８を備える。
【００１２】
エンドエフェクタ６の開閉方向は、長手軸Ｃに対して交差する（垂直又は略垂直となる）。エンドエフェクタ６の開閉方向のうち、第２の把持片１４が第１の把持片１３に対して開く側を第２の把持片１４の開方向（矢印Ｙ１）とし、第２の把持片１４が第１の把持片１３に対して閉じる側を第２の把持片１４の閉方向（矢印Ｙ２）とする。また、長手軸Ｃに対して交差し（垂直又は略垂直で）、かつ、エンドエフェクタ６の開閉方向に対して交差する（垂直又は略垂直な）方向を、エンドエフェクタ６の幅方向とする。
【００１３】
図１に示すように、ハウジング４は、ハウジング本体１０と、グリップ（固定ハンドル）１１とを備える。ハウジング本体１０は、長手軸Ｃに沿って延設されている。グリップ１１は、長手軸Ｃから離れる側へ向かってハウジング本体１０から延設されている。シャフト５は、ハウジング本体１０に先端側から連結されている。
【００１４】
ハウジング本体１０には、可動ハンドル１２が回動可能に取付けられている。可動ハンドル１２は、長手軸Ｃに対してグリップ１１の近傍に位置し、本実施形態ではグリップ１１に対して先端側に位置している。可動ハンドル１２がハウジング本体１０に対して回動することにより、可動ハンドル１２がグリップ１１に対して開く又は閉じる。可動ハンドル１２がグリップ１１に対して開く又は閉じることにより、エンドエフェクタ６を前述のように開動作又は閉動作させる操作が、可動ハンドル１２において、入力される。すなわち、可動ハンドル１２は、開閉操作入力部である。
【００１５】
可動ハンドル１２と第２の把持片１４との間は、可動部材１６を介して、連結されている。可動部材１６は、シャフト５の内部において長手軸Ｃに沿って延設されている。可動ハンドル１２をグリップ１１に対して開く又は閉じることにより、可動部材１６がシャフト５及びハウジング４に対して長手軸Ｃに沿って移動し、第２の把持片１４がシャフト５に対して回動する。これにより、把持片１３，１４の間が開く又は閉じる。把持片１３、１４の間に処置対象が配置された状態で把持片１３、１４の間が閉じることにより、把持片１３、１４の間で処置対象が把持される。
【００１６】
電源装置３は、一例として、高周波電源と超音波電源とを備える。本実施形態では、電源装置３が高周波電源及び超音波電源の両方を備える例について説明するが、本実施形態に係る電源装置３は、少なくとも超音波電源を備えていれば良い。高周波電源は、波形生成器、変換回路及び変圧器等を備え、バッテリー電源又はコンセント電源等からの電力を高周波電力に変換する。また、第１の把持片１３及び第２の把持片１４のそれぞれは、少なくとも一部が金属などの導電材料によって形成される。高周波電源は、ケーブル７の内部、ハウジング４の内部及びシャフト５の内部を通って設けられる電気経路を介して、第１の把持片１３及び第２の把持片１４のそれぞれの導電材料に電気的に接続される。高周波電源は、変換した高周波電力を前述の電気経路を通して出力し、第１の把持片１３及び第２の把持片１４に高周波電力を電気エネルギーとして供給する。第１の把持片１３及び第２の把持片１４の間で処置対象が把持された状態で、第１の把持片１３及び第２の把持片１４に高周波電力が供給されることにより、処置対象を介して、第１（隙間に）の把持片１３と第２の把持片１４との間で高周波電流が流れる。これにより、処置対象に高周波電流が処置エネルギーとして付与される。
【００１７】
超音波電源は、波形生成器、変換回路及び変圧器等を備え、バッテリー電源又はコンセント電源等からの電力を交流電力に変換する。また、ハウジング本体１０の内部には、超音波トランスデューサ９と、超音波トランスデューサ９の先端側に着脱可能に接続される振動伝達部材（超音波プローブ）８とが設けられている。超音波電源は、ケーブル７の内部及びハウジング４の内部を通って設けられる電気経路を介して、超音波トランスデューサ９に電気的に接続される。超音波電源から超音波トランスデューサ９に電気エネルギー（交流電力）が供給されることにより、超音波トランスデューサ９において、超音波振動が発生する。超音波トランスデューサ９で発生した超音波振動は、振動伝達部材８に伝達される。本実施形態では、超音波トランスデューサ９で発生する超音波振動は、長手方向に沿って変位する縦振動であり、振動伝達部材８の基端から先端に向かって長手方向に沿って伝達される。
【００１８】
振動伝達部材８は、振動伝達性が高く、超音波振動の伝達に適した材料から形成されることが好ましい。振動伝達部材８は、例えば、チタン合金、アルミ合金、ステンレス鋼、セラミック、金属ガラス等から形成される。超音波トランスデューサ９及び振動伝達部材８は、１つの振動体（超音波処置具）を形成する。超音波トランスデューサ９及び振動伝達部材８を含む振動体は、超音波トランスデューサ９で発生した超音波振動が振動伝達部材８の先端まで伝達されることにより、一体的に振動する。
【００１９】
振動伝達部材８は、ハウジング本体１０の内部から先端側へ延設され、シャフト５の内部を通って、シャフト５の先端から先端側へ突出している。そして、振動伝達部材８のシャフト５から先端側への突出部分によって、第１の把持片１３が形成される。超音波トランスデューサ９で発生した超音波振動は、第１の把持片１３を形成する振動伝達部材８の先端部まで伝達される。これにより、超音波振動が処置エネルギーとして第１の把持片１３に伝達される。第１の把持片１３と第２の把持片１４との間に処置対象が把持された状態で第１の把持片１３に超音波振動が伝達されることにより、処置対象に超音波振動が処置エネルギーとして付与される。
【００２０】
ハウジング本体１０には、操作ボタン１５が設けられている。操作ボタン１５は、エネルギー操作入力部である。把持片１３，１４の間で処置対象が把持された状態で、操作ボタン１５で操作が入力されることにより、例えば、高周波電源及び超音波電源のそれぞれから処置具１に電気エネルギーが供給される。そして、把持された処置対象に高周波電流及び超音波振動が処置エネルギーとして付与される。なお、ある実施例では、操作ボタン１５の代わりに、又は、操作ボタン１５に加えて、電源装置３に電気的に接続されるフットスイッチが、処置具１とは別体で設けられる。
【００２１】
ある実施例では、ハウジング本体１０に複数の操作ボタン１５が設けられる。処置対象が把持された状態で、複数の操作ボタン１５のうちのある１つで操作が入力されることにより、例えば、高周波電流のみが、処置エネルギーとして処置対象に付与される。また、処置対象が把持された状態で、複数の操作ボタン１５のうちの別のある１つで操作が入力されることにより、例えば、高周波電流と超音波振動とが、処置エネルギーとして処置対象に付与される。
【００２２】
また、別のある実施例では、ハウジング本体１０に回転ノブ等の操作部材が取付けられる。この場合、操作部材をハウジング４に対して長手軸Ｃの軸回りに回転することにより、シャフト５及びエンドエフェクタ６が操作部材と一緒に、ハウジング４に対して長手軸Ｃの軸回りに回転する。
【００２３】
図２は、振動伝達部材８を示す図である。振動伝達部材８は、所定の共振周波数ｆで振動するように、長さ、径、断面形状を含む形状や素材が適宜に設定される。所定の共振周波数ｆは、例えば、２０ｋＨｚ〜６０ｋＨｚのいずれかの周波数であり、ある実施例では、４３ｋＨｚ〜５０ｋＨｚのいずれかの周波数である。超音波トランスデューサ９及び振動伝達部材８を含む振動体の全長は、伝達される超音波振動の半波長（λ／２）の整数倍の長さである。超音波振動の半波長（λ／２）は、超音波トランスデューサ９及び振動伝達部材８を含む振動体の共振周波数ｆ、及び、超音波トランスデューサ９及び振動伝達部材８を含む振動体の材料物性値等によって決定される。
【００２４】
超音波トランスデューサ９及び振動伝達部材８を含む振動体が所定の共振周波数ｆで振動した状態では、振動伝達部材８には、振動の腹と振動の節とが、長手軸Ｃに沿って交互に位置する。振動伝達部材８の先端、及び、振動伝達部材８の基端は、腹位置Ａとなる。また、シャフト５の内部では、振動伝達部材８は、節位置となる位置の外周において、例えばゴム材などを介して、シャフト５に支持される。
【００２５】
隣接する振動の節の間の距離は、振動の半波長、すなわち、λ／２になる。同様に、隣接する振動の腹の間の距離は、振動の半波長、すなわち、λ／２になる。また、隣接する振動の腹と振動の節との間の距離は、振動の波長の４分の１、すなわち、λ／４になる。λ／４は、振動体の共振周波数ｆにより変化する。λ／４は、共振周波数ｆが４３ｋHｚ〜５０ｋHｚの場合、２０ｍｍ〜３０ｍｍである。
【００２６】
振動伝達部材８は、第１棒状部材３１と、第２棒状部材５１とを備える。第２棒状部材５１は、第１棒状部材３１に対して長手方向について先端側に位置する。第１棒状部材３１及び第２棒状部材５１は、別体の部材である。第１棒状部材３１の先端部と第２棒状部材５１の基端部は、接合されている。第１棒状部材３１と第２棒状部材５１は、例えば、焼き嵌め、圧入、かしめ、鍛造によって接合されている。ある実施例ではこれらの接合方法に加えて、接着剤等による補強を実施することもある。第１棒状部材３１は、第２棒状部材５１よりも太く形成されている。すなわち、第１棒状部材３１の径は、第２棒状部材５１の径よりも大きい。第１棒状部材３１の最外縁の内側の断面積は、第２棒状部材５１の最外縁の内側の断面積よりも大きい。
【００２７】
第１棒状部材３１は、長手軸Ｃに沿って延設されている。第１棒状部材３１の基端は、振動伝達部材８の基端を形成する。第１棒状部材３１は、振動伝達性が高く、超音波振動の伝達に適した材料から形成されることが好ましい。第１棒状部材３１は、例えば、アルミ合金から形成され、アルミ合金としては、Ａｌ−Ｃｕ系合金、Ａｌ−Ｍｇ系合金、超ジュラルミン、超々ジュラルミン等が用いられる。
【００２８】
第１棒状部材３１は、フランジ部２１を備える。フランジ部２１は、振動伝達部材８のうち最も太径に形成された部分である。フランジ部２１は、振動体を振動させたときに振動の節位置となる位置の外周に設けられている。このため、フランジ部２１では、長手方向についての振動の変位が生じ難い。振動伝達部材８は、フランジ部２１において、ハウジング本体１０の内部に支持されている。フランジ部２１は、長手軸Ｃに交差する（垂直又は略垂直な）断面が略多角形状に形成され、長手軸Ｃに対して略平行に延設される平面部２２を備える。
【００２９】
第２棒状部材５１は、長手軸Ｃに沿って延設されている。第２棒状部材５１の先端は、振動伝達部材８の先端を形成する。第２棒状部材５１は、振動伝達性が高く、超音波振動の伝達に適した材料から形成されることが好ましい。第２棒状部材５１は、例えば、チタン合金から形成される。チタン合金は、アルミ合金に比べて、強度が高い。すなわち、第２棒状部材５１は、第１棒状部材３１を形成する材料よりも強度が高い材料によって形成されている。
【００３０】
第２棒状部材５１は、第１の把持片１３を形成する先端処置部２３を備える。先端処置部２３は、第２棒状部材５１の先端部を形成する。先端処置部２３の形状は、処置具１を用いて行われる処置によって決定され、行われる処置に適した形状に形成される。本実施形態では、先端処置部２３は、長手軸Ｃに沿って延設される真直部２４と真直部２４に対して先端側に設けられる湾曲部２５とを備える。湾曲部２５は、真直部２４及び長手軸Ｃに対して、エンドエフェクタ６の幅方向（図２の矢印Ｂ１側及び矢印Ｂ２側）の一方側へ、湾曲している。湾曲部２５は、長手軸Ｃに対して傾斜した曲面を少なくとも１つ備える。湾曲部２５は、１つ以上の曲面と１つ以上の平面との組み合わせにより、形成されている。
【００３１】
第２棒状部材５１は、最大外径部２７を少なくとも１つ備える。最大外径部２７は、第２棒状部材５１の中で最も太い部分、すなわち、最も外径が大きい部分である。このため、最大外径部２７は、第２棒状部材５１において、長手軸Ｃに直交する（略垂直な）断面の面積（断面積）が最も大きい最大断面積部となる。最大外径部２７は、第１棒状部材３１のフランジ部２１とは異なり、ハウジング本体１０によって直接的に保持される部分としては形成されていない。最大外径部２７は、第２棒状部材５１における超音波振動の振動速度及び変性比の調整に用いられる。本実施形態では、最大外径部２７は、第２棒状部材５１の基端部に設けられ、第２棒状部材５１の基端面５３から先端側へ延設されている。
【００３２】
図３は、図２のＸ−Ｘ線断面図である。図３は、長手軸Ｃに交差する（略垂直な）断面を示す図である。図４は、第１棒状部材３１と第２棒状部材５１との接合部の構成を示す図である。図４は、長手軸Ｃを通る断面を示している。
【００３３】
図３及び図４に示すように、第１棒状部材３１は、嵌合穴３５を備える。嵌合穴３５は、第１棒状部材３１の先端面３３から基端側に向かって長手軸Ｃに沿って延設される溝である。嵌合穴３５は、長手軸Ｃに交差する底面３６と、長手軸Ｃの軸回りに沿って延設される内周面３７とを備える。本実施形態では、嵌合穴３５は、長手軸Ｃに交差する（垂直な又は略垂直な）断面形状が略円形である。
【００３４】
第２棒状部材５１は、嵌合部５５を備える。嵌合部５５は、第２棒状部材５１の基端部に設けられ、第１棒状部材３１の嵌合穴３５に嵌合している。嵌合部５５の外径は、嵌合穴３５に嵌合された状態では、嵌合穴３５の内径ｄと略同じである。嵌合部５５は、長手方向について、第１棒状部材３１の先端面３３から第２棒状部材５１の基端面５３までの範囲に渡って形成される。本実施形態では、嵌合部５５は、長手軸Ｃに交差する（垂直な又は略垂直な）断面形状が略円形である。本実施形態では、嵌合部５５は、最大外径部２７の一部によって形成されている。すなわち、最大外径部２７の一部が、嵌合部５５を形成している。
【００３５】
ここで、図２に示すように、振動伝達部材８において、第２棒状部材５１の嵌合部５５が第１棒状部材３１の嵌合穴３５に嵌合している領域を嵌合領域（第１領域）２９とし、嵌合領域２９以外の部分を非嵌合領域（第２領域）３０とする。長手方向についての嵌合領域（接合領域）２９の長さ（嵌合長）Ｌ１は、第１棒状部材３１の先端面３３と第２棒状部材５１の基端面５３との間の距離となる。嵌合領域２９の長さ（嵌合長）Ｌ１は、例えば、２ｍｍ〜１０ｍｍである。
【００３６】
嵌合領域２９では、第２棒状部材５１の嵌合部５５の外周面５６に第１棒状部材３１の嵌合穴３５の内周面３７が外側から密着している。また、長手方向についての嵌合部５５の長さＬ１は、長手方向についての嵌合穴３５の長さよりも小さい。このため、第２棒状部材５１の基端面５３と嵌合穴３５の底面３６との間には、隙間が形成されている。すなわち、第２棒状部材５１の嵌合部５５の基端面５３と第１棒状部材３１の嵌合穴３５の底面３６は、接触しない。
【００３７】
前述のように、嵌合領域２９では、第２棒状部材５１の嵌合部５５の外周面５６と第１棒状部材３１の嵌合穴３５の内周面３７とが接触し、嵌合部５５の基端面５３と嵌合穴３５の底面３６とは接触しない。したがって、第１棒状部材３１と第２棒状部材５１とは、嵌合領域２９において、長手軸Ｃに対して略平行に延設された部分においてのみ、接触している。
【００３８】
嵌合領域２９での第１棒状部材３１の外径Ｄは、処置具１を用いた外科処置に用いられるトロッカーの内径よりも小さいことが好ましい。トロッカーの内径は、例えば１０ｍｍである。また、嵌合領域２９での第１棒状部材３１の外径Ｄは、振動の波長λの１／４以下、すなわち、λ／４以下に形成されることが好ましい。
【００３９】
ここで、振動伝達部材８の製造方法の一例を簡単に説明する。振動伝達部材８を製造する際には、作業者は、まず、第１棒状部材３１及び第２棒状部材５１のそれぞれを、切削加工等によって成形する。
【００４０】
次に、作業者は、第１棒状部材３１と第２棒状部材５１とを接合する。第１棒状部材３１と第２棒状部材５１との接合は、焼き嵌め、圧入等によって行われる。ここでは、第１棒状部材３１と第２棒状部材５１との接合方法の一例として、焼き嵌めによる接合について簡単に説明する。
【００４１】
焼き嵌めによる接合では、作業者は、まず、第１棒状部材３１を接合装置内に固定し、第１棒状部材３１の嵌合領域２９を加熱する。第１棒状部材３１は、加熱されることにより熱膨張する。これにより、嵌合穴３５の内径が拡径し、嵌合穴３５の内周面３７が外側へ移動する。第１棒状部材３１は、嵌合穴３５の内径が第２棒状部材５１の嵌合部５５の外径よりも大きくなるまで加熱される。
【００４２】
そして、接合装置内に固定された第２棒状部材５１を移動させ、嵌合穴３５に嵌合部５５を先端側から挿入する。このとき、嵌合穴３５は前述のように拡径されているため、嵌合部５５を嵌合穴３５の内部に容易に挿入することができる。
【００４３】
次に、第１棒状部材３１と第２棒状部材５１との間の位置関係を調整する。ある実施例では、第１棒状部材３１に、基準位置を規定する基準指標（第１指標）が設けられ、第２棒状部材５１に、基準指標との位置関係を示す指標（第２指標）が設けられる。そして、第１棒状部材３１の第１指標と、第２棒状部材５１の第２指標とを対応させることにより、長手方向、及び、長手軸Ｃの軸回りの回転方向についての、第１棒状部材３１と第２棒状部材５１との間の位置関係が調整される。
【００４４】
ある実施例では、第１棒状部材３１の嵌合穴３５は、Ｄカット形状に形成され、長手方向に沿って延設される平面を備える。また、第２棒状部材５１の嵌合部５５は、嵌合穴３５のＤカット形状に対応したＤカット形状に形成される。この場合、嵌合部５５が嵌合穴３５に嵌合することにより、第１棒状部材３１と第２棒状部材５１との間の長手軸Ｃの軸回り（回転方向）についての位置関係が調整される。この場合、Ｄカット形状によって嵌合穴３５の内周面３７に形成される平面部（第１基準面）が第１指標となり、Ｄカット形状によって嵌合部５５の外周面５６に形成される平面部（第２基準面）が第２指標となる。
【００４５】
また、ある実施例では、フランジ部２１の平面部２２のうちの１つが、第１指標（第１基準面）として用いられ、第２棒状部材５１の湾曲部２５の曲面又は平面のうち１つが、第２指標（第２基準面）として用いられる。
【００４６】
次に、第１棒状部材３１と第２棒状部材５１との間の位置関係が調整された状態で、作業者は、第１棒状部材３１を冷却する。第１棒状部材３１は、加熱された状態から冷却されることにより、収縮する。第１棒状部材３１が収縮することにより、嵌合穴３５の内周面３７が縮径する。これにより、嵌合穴３５の内周面３７が第２棒状部材５１の嵌合部５５の外周面５６に外側から密着する。嵌合部５５の外周面５６は、嵌合穴３５の内周面３７によって内側へ押圧され、嵌合部５５の外周面５６には、圧縮面圧（接合応力）Ｐｍが作用する。
【００４７】
焼嵌めによる接合方法では、前述したように、嵌合領域２９において、第１棒状部材３１に加熱処理が行われる。加熱処理が行われた部分では、組織中の結晶が再結晶化されることにより、組織が粗大化し、結晶粒径が大きくなる。また、加熱処理が行われた部分では、強度が低くなる。このため、第１棒状部材３１において嵌合領域２９及び嵌合領域２９の近傍では、加熱処理が行われない部分に比べて、強度が低くなり、結晶粒径が大きくなる。
【００４８】
なお、ある実施例では、第１棒状部材３１と第２棒状部材５１との間の位置関係を調整する工程の後において、第１棒状部材３１を冷却する工程の前に、第１棒状部材３１を再加熱する工程が行われる。この場合、嵌合領域２９及び嵌合領域２９の近傍では、第１棒状部材３１と第２棒状部材５１の両方が、熱によって加熱される。このため、第２棒状部材５１においても、嵌合領域２９（嵌合部５５）及び嵌合領域２９の近傍において、強度が低下し、組織中の結晶粒径が大きくなる。このため、第２棒状部材５１においても、嵌合領域２９（嵌合部５５）及び嵌合領域２９の近傍では、他の部分に比べて、強度が低く、結晶粒径が大きくなる。
【００４９】
第１棒状部材３１の嵌合穴３５は、内径が略一定に形成されている。また、嵌合穴３５では、先端が開口している。このため、嵌合穴３５の開口付近では、剛性、強度等が低下する。嵌合穴３５の開口付近では、剛性、強度等が低下することにより、嵌合部５５を押圧する圧縮面圧Ｐｍが小さくなる。したがって、圧縮面圧Ｐｍは、底面３６から開口側へ向かうにつれて、すなわち、基端側から先端側に向かうにつれて、減少する。このように、圧縮面圧Ｐｍの大きさは、長手方向について変化する。
【００５０】
長手方向についての圧縮面圧Ｐｍの変化を無視した場合、嵌合部５５の外周面５６に作用する圧縮面圧Ｐｍ（ＭＰａ）の大きさは、式（１）を用いて近似的に算出することができる。
【数１】
2019116510.tif 000003
ここで、ｍｉは、第１棒状部材３１のポアソン数であり、ｍｓは、第２棒状部材５１のポアソン数である。また、Ｅｉ（ＭＰａ）は、第１棒状部材３１の縦弾性係数であり、Ｅｓ（ＭＰａ）は、第２棒状部材５１の縦弾性係数である。ｄ（ｍｍ）は、嵌合穴３５の内径及び嵌合部５５の外径であり、Ｄ（ｍｍ）は、嵌合領域２９における第１棒状部材３１の外径であり、ｋは、ｄ／Ｄで表される係数である。Δｄ（ｍｍ）は、締め代であり、接合前の嵌合穴３５の内径と接合前の嵌合部５５の外径との間の寸法差である。
【００５１】
なお、式（１）は、第２棒状部材５１が中実の場合の計算式である。第２棒状部材５１が中空の場合の圧縮面圧Ｐｍ（ＭＰａ）の大きさは、式（２）を用いて近似的に算出することができる。
【数２】
2019116510.tif 000004
ここで、ｋ０は、第２棒状部材５１の中空部の内径d０（ｍｍ）を用いて、ｄ０／ｄで表される係数である。
【００５２】
振動伝達部材８は、嵌合領域２９において、Ｖ／Ｐｍ≦Ｒｔｈ、を満たすように形成される。ここで、Ｖ（ｍ／ｓ）は、嵌合領域２９における振動伝達部材８の振動速度である。閾値Ｒｔｈ（（ｍ／ｓ）／ＭＰａ）は、第１棒状部材３１及び第２棒状部材５１が共振可能（発振可能）に接合されるための境界値（発振限界値）である。本実施形態では、閾値Ｒｔｈは、０．１７６である。閾値Ｒｔｈは、例えば、圧縮面圧Ｐｍを調整することによって、調整される。また、圧縮面圧Ｐｍは、例えば、締め代Δｄを調整することによって、調整される。
【００５３】
また、第１棒状部材３１及び第２棒状部材５１の接合強度（接合トルク）Ｓは、Ｓ＝Ｆ・μ・（ｄ／２）、の式を用いて、近似的に算出される。ここで、μは、嵌合部５５の外周面５６と嵌合穴３５の内周面３７との間の摩擦係数である。Ｆ（Ｎ）は、嵌合部５５の外周面５６にかかる荷重である。荷重Ｆは、Ｆ＝Ｐｍ・π・ｄ・Ｌ１の式で算出される。したがって、接合強度Ｓは、Ｓ＝Ｐｍ・π・ｄ・Ｌ１・μ・ｄ／２の式で算出される。
【００５４】
振動伝達部材８は、嵌合領域２９において、接合強度Ｓが閾値Ｓｔｈよりも大きくなるように形成されている。接合強度Ｓは、例えば、嵌合部５５の長さＬ１を調整することにより閾値Ｓｔｈ以上の大きさに調整される。閾値Ｓｔｈは、例えば、処置具１を用いた外科手術中に処置具１に加わる可能性のあるトルクの最大の値である。閾値Ｓｔｈは、例えば、０．０２０（Ｎ・ｍ）である。この場合、嵌合領域２９の長さ（嵌合長）Ｌ１は、以下の式（３）の関係式を満たす。
【数３】
2019116510.tif 000005
【００５５】
本実施形態では、第１棒状部材３１の先端面３３よりも僅かに先端側にずれた位置に、振動の腹位置Ａｊが位置する。すなわち、嵌合領域２９よりも僅かに先端側にずれた位置に、振動の腹位置Ａｊが位置する。腹位置Ａｊは、第１棒状部材３１の先端面３３及び嵌合領域２９に対して最も近接した振動の腹である。腹位置Ａｊから基端側に隣接した節位置Ｎｊは、第１棒状部材３１の先端面３３及び嵌合領域２９に対して最も近接した振動の節となる。
【００５６】
振動伝達部材８では、超音波振動による変位は、振動の節位置（例えばＮｊ）では０であり、振動の腹（例えばＡｊ）に向かうにつれて、大きくなる。そして、超音波振動による変位は、振動の腹（例えばＡｊ）において最も大きくなる。ただし、長手方向についての各位置における変位の大きさは、振動伝達部材８の形状や材質によって変化し、上記に限定されない。
【００５７】
図４の波形図は、超音波振動に起因して振動伝達部材８に作用する応力（振動応力）Ｐｖの長手方向についての変化を示す。図４の波形図の横軸は、長手方向についての位置を示す。図４の波形図の縦軸は、振動伝達部材８に作用する応力Ｐｖを示す。本実施形態では、超音波振動は縦振動であるため、応力Ｐｖは、長手方向の一方側を向く力になる。ここでは、長手方向について一方側へ作用する力（例えば引っ張り応力）を正の応力Ｐｖとし、他方側へ作用する力（例えば圧縮応力）を負の応力とする。応力Ｐｖの大きさは、応力Ｐｖの絶対値で表される。
【００５８】
図４に示すように、超音波振動に起因して振動伝達部材８に作用する応力Ｐｖの大きさは、振動の腹（例えばＡｊ）では０であり、振動の節（例えばＮｊ）に向かうにつれて大きくなる。そして、応力Ｐｖの大きさは、振動の節（例えばＮｊ）において、最大（Ｐｖ＝Ｐｖｍａｘ）となる。ただし、長手方向についての各位置における応力Ｐｖの大きさは、振動伝達部材８の形状や材質によって変化し、上記に限定されない。
【００５９】
第２棒状部材５１の嵌合部５５の基端面５３は、腹位置Ａｊよりも基端側で、かつ、節位置Ｎｊよりも先端側に位置する。すなわち、基端面５３は、長手方向について腹位置Ａｊと節位置Ｎｊの間に位置する。腹位置Ａｊと基端面５３との間の距離Ｌ２は、λ／４よりも小さい。腹位置Ａｊは、基端面５３に対して最も近接した腹位置であり、節位置Ｎｊは、基端面５３に対して最も近接した節位置である。
【００６０】
前述のように、腹位置Ａｊは、嵌合領域２９に対して最も近接した腹位置であり、節位置Ｎｊは、嵌合領域２９に対して最も近接した節位置である。したがって、基端面５３及び嵌合領域２９に対して最も近接した腹位置Ａｊは、基端面５３よりも先端側に位置する。
【００６１】
また、第１棒状部材３１の嵌合穴３５の底面３６は、腹位置Ａｊよりも基端側で、かつ、節位置Ｎｊよりも先端側に位置する。すなわち、底面３６は、長手方向について腹位置Ａｊと節位置Ｎｊの間に位置する。このため、第２棒状部材５１の基端面５３に対して最も近接した腹位置Ａｊと底面３６との距離は、λ／４よりも小さくなる。また、第１棒状部材３１の先端面３３は、腹位置Ａｊよりも基端側で、かつ、節位置Ｎｊよりも先端側に位置する。すなわち、第１棒状部材３１の先端面３３は、長手方向について腹位置Ａｊと節位置Ｎｊの間に位置する。したがって、長手方向についての嵌合部５５の長さＬ１は、λ／４よりも小さくなる。
【００６２】
前述のように、本実施形態では、嵌合部５５は、最大外径部２７の一部によって形成されている。このため、最大外径部２７は、嵌合領域２９の範囲内に少なくとも一部が位置する。
【００６３】
次に、本実施形態の処置具１の作用及び効果について説明する。処置具１を用いて処置を行う際には、まず、腹腔等の体腔内にエンドエフェクタ６を挿入する。そして、血管等の処置対象を一対の把持片１３，１４の間に配置し、エンドエフェクタ６を閉動作させる。これにより、把持片１３，１４の間で処置対象が把持される。処置対象が把持片１３，１４の間で把持された状態で、電源装置３から処置具１に電気エネルギーを供給させる操作入力が行われることにより、高周波電流と超音波振動のうち少なくとも一方が、把持された処置対象に処置エネルギーとして付与される。
【００６４】
本実施形態では、振動伝達部材８は、フランジ部２１を有する第１棒状部材３１と、先端処置部２３を有する第２棒状部材５１とを備え、第１棒状部材３１と第２棒状部材５１の２部材が接合されることにより製造される。このため、振動伝達部材８の製造時には、外径の大きい第１棒状部材３１と外径の小さい第２棒状部材５１とを別々に形成することができる。このとき、第１棒状部材３１及び第２棒状部材５１のそれぞれの製造時には、第１棒状部材３１及び第２棒状部材５１のそれぞれの外径と同じかそれよりも僅かに大径の材料を切削することにより、製造時の切削量を少なくすることができる。また、ハウジング本体１０の内部に支持されるフランジ部２１は、第１棒状部材３１に形成され、第２棒状部材５１に形成する必要がない。このため、第２棒状部材５１にフランジ部が形成される場合に比べて、第２棒状部材５１において長手軸Ｃに略垂直な断面の面積が最大となる領域と最小となる領域との断面積の差（外径の差）を小さくすることができる。これにより、特に、第２棒状部材５１の製造時の切削量を少なくすることができ、振動伝達部材８の製造コストを削減することができる。
【００６５】
ここで、本実施形態とは異なり、ネジ締結によって第１棒状部材と第２棒状部材とが接合される構成では、長手方向についての第１棒状部材と第２棒状部材との位置関係を調整する場合には、例えば第２棒状部材を第１棒状部材に対して長手軸Ｃの軸回りに回転させる必要がある。また、長手軸Ｃの軸回り（回転方向）についての第１棒状部材と第２棒状部材との位置関係を調整する場合には、第２棒状部材が第１棒状部材に対して長手軸Ｃの軸回りに回転するとともに、長手方向について第２棒状部材が第１棒状部材に対して移動する。このため、ネジ締結による接合方法では、第１棒状部材及び第２棒状部材において、長手方向についての位置関係と長手軸Ｃの軸回り（回転方向）についての軸回りのそれぞれを別々に調整することが難しい。
【００６６】
一方、本実施形態では、第１棒状部材３１及び第２棒状部材５１は、圧入、焼き嵌め等によって接合され、圧縮面圧Ｐｍによって接合されている。圧入、焼き嵌め等による接合方法では、第１棒状部材３１及び第２棒状部材５１を接合する際に、長手方向についての位置関係、及び、長手軸Ｃの軸回り（回転方向）についての位置関係のそれぞれを、別々に調整することができる。
【００６７】
したがって、本実施形態の構成によれば、ネジ締結によって第１棒状部材と第２棒状部材とを接合する場合に比べて、第１棒状部材３１と第２棒状部材５１との間の位置決めを容易に行うことができる。このため、ネジ締結によって第１棒状部材３１と第２棒状部材５１とを接合する場合に比べて、部品による寸法誤差を容易に吸収することができる。
【００６８】
本実施形態では、第１棒状部材３１と第２棒状部材５１との接合には、径方向について作用する圧縮面圧Ｐｍが用いられる。ここで、縦振動である超音波振動に起因して振動伝達部材８に作用する応力Ｐｖは、圧縮応力又は引っ張り応力であり、長手方向（縦振動の振動方向）に作用し、径方向（縦振動に交差する方向）にはほとんど作用しない。このため、本実施形態では、振動伝達部材８に超音波振動に起因する応力が作用しない方向への圧縮面圧Ｐｍを用いることにより、第１棒状部材３１と第２棒状部材５１との接合を効率的に行うことができる。また、第１棒状部材３１と第２棒状部材５１との間の超音波振動の伝達性が向上する。
【００６９】
また、ネジ締結によって接合される場合は、第１棒状部材の嵌合穴の内周面及び第２棒状部材の嵌合部の外周面は、互いに対して螺合可能なネジ山が形成され、表面が凸凹形状に形成される。この場合、嵌合穴と嵌合部とが接触した部分では、位置によって、例えば圧縮面圧等の接合応力の、向きや大きさがばらつく。本実施形態では、焼嵌めや圧入によって第１棒状部材３１と第２棒状部材５１とが接合される。このため、第１棒状部材３１の嵌合穴３５の内周面３７及び第２棒状部材５１の嵌合部５５の外周面５６は、滑らかに形成され、凸凹形状を有さない。このため、ネジ締結によって第１棒状部材と第２棒状部材とを接合する場合に比べて、圧縮面圧Ｐｍの向きや大きさが均一になり、圧縮面圧Ｐｍの位置に応じた変化が小さくなる。
【００７０】
また、第１棒状部材３１と第２棒状部材５１との接合強度Ｓは、閾値Ｓｔｈよりも大きくなるように形成されている。本実施形態では、閾値Ｓｔｈには、処置具１を用いた外科処置において振動伝達部材８に作用するトルクの最大値が用いられる。このため、接合強度Ｓが閾値Ｓｔｈよりも大きく形成されることにより、第１棒状部材３１に対する第２棒状部材５１の嵌合をより確実に維持でき、処置における処置具１の安全性が確保される。
【００７１】
また、振動伝達部材８の先端処置部２３では、基端部に比べて、超音波振動による振動速度Ｖが大きくなる。このため、先端処置部２３を備える第２棒状部材５１は、第１棒状部材３１に比べて強度が高い材料から形成されることが好ましい。本実施形態では、第２棒状部材５１は、チタン合金から形成され、第１棒状部材３１を形成するアルミ合金よりも強度の高い材料で形成されている。
【００７２】
本実施形態では、嵌合領域２９は、振動の腹である腹位置Ａｊの近傍に位置する。腹位置Ａｊの近傍では、超音波振動に起因して振動伝達部材８に作用する応力Ｐｖが小さくなる。このため、嵌合領域２９が腹位置Ａｊの近傍に形成されることにより、第１棒状部材３１と第２棒状部材５１を、超音波振動による応力Ｐｖが小さい部分で接合することができる。これに加え、腹位置Ａｊの近傍では、径方向についての超音波振動の変位が小さくなり、これにより、締め代Δｄの変動が小さくなる。結果として、腹位置Ａｊの近傍では、圧縮面圧Ｐｍの変動が小さくなる。これにより、第１棒状部材３１と第２棒状部材５１との接合部におけるすべりが抑制され、超音波振動の伝達性がさらに向上する。
【００７３】
本実施形態では、振動の腹である腹位置Ａｊよりも基端側に嵌合領域２９がある。このため、嵌合領域２９では、先端側から基端側、すなわち腹位置Ａｊから節位置Ｎｊに向かうにつれて、超音波振動に起因して振動伝達部材８に作用する応力Ｐｖ及び径方向の変位は、大きくなる。また、嵌合領域２９では、第２棒状部材５１に作用する圧縮面圧Ｐｍは、先端側から基端側に向かうにつれて、大きくなる。したがって、本実施形態では、嵌合領域２９では、超音波振動に起因して振動伝達部材８に作用する応力Ｐｖ及び径方向の変位が大きくなるほど、第２棒状部材５１に作用する圧縮面圧Ｐｍが大きくなる。超音波振動による応力Ｐｖ及び径方向の変位が大きい部分において、圧縮面圧Ｐｍを大きくしていることにより、嵌合領域２９における第１棒状部材３１と第２棒状部材５１との接合部におけるすべりが抑制され、超音波振動の伝達性がさらに向上する。
【００７４】
また、焼き嵌めによって第１棒状部材３１と第２棒状部材５１とが接合される場合は、嵌合領域２９では、非嵌合領域３０に比べて、強度が低下する。本実施形態では、嵌合領域２９が振動の腹の近傍に配置されることにより、嵌合領域２９が振動の節の近傍に配置される場合に比べて、嵌合領域２９において振動伝達部材８に作用する応力Ｐｖが小さくなる。このため、強度が低くなる部分において、応力Ｐｖが小さくなる部分が配置されることにより、応力過大による部材の損傷を防ぐことができる。
【００７５】
また、焼き嵌めによって第１棒状部材３１と第２棒状部材５１とが接合される場合は、嵌合領域２９では、非嵌合領域３０に比べて、結晶が粗大化され、結晶粒径が大きくなる。ここで、結晶が粗大化している部分では、横振動の発生等の、意図しない振動の発生が抑制される。また、振動の腹位置では、振動の節位置に比べて、横振動の発生等の、意図しない振動が発生しやすいと考えられている。本実施形態では、嵌合領域２９は、腹位置Ａｊの近傍に位置する。このため、意図しない振動の発生が抑制される部分において、意図しない振動が発生しやすい部分が設けられることにより、意図しない振動の発生が効果的に抑制され、超音波振動の伝達性がさらに向上する。
【００７６】
また、嵌合穴３５では、底面３６と内周面３７の間の角部又は湾曲部において、応力集中によって応力Ｐｖが大きくなり得る。本実施形態では、底面３６は、節位置Ｎｊから離れた位置に位置する。このため、本実施形態では、底面３６が節位置Ｎｊから離れた位置に設けられることにより、底面３６が節位置Ｎｊに設けられる場合に比べて、応力Ｐｖが小さい部分に応力集中が生じる部分が配置される。これにより、底面３６と内周面３７の間における応力集中の影響が効果的に低減される。
【００７７】
また、本実施形態では、嵌合部５５は、第２棒状部材５１における最大外径部２７である。このため、第２棒状部材５１の製造時において、嵌合部５５を形成する際の切削量を削減することができる。これにより、第２棒状部材５１の製造コストをさらに削減することができる。
【００７８】
また、本実施形態では、振動伝達部材８に伝達される超音波振動は、長手軸に沿って変位する縦振動である。縦振動の伝達では、振動伝達部材８の外径がλ／４より大きくなると、横振動等の意図しない振動が発生しやすくなると考えられている。本実施形態では、嵌合領域２９における第２棒状部材５１の外径Ｄは、λ／４以下に形成されている。このため、嵌合領域２９では、横振動の発生が効果的に抑制され、横振動の発生による影響が低減される。
【００７９】
（第１の実施形態の第１の変形例）  
本実施形態の第１の変形例について、図５を参照して説明する。本変形例は、第１の実施形態の構成を次の通り変形したものである。なお、第１の実施形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００８０】
図５に示すように、本変形例では、嵌合穴３５は、第１棒状部材３１の先端面３３から基端面３９までの範囲に渡って、長手軸Ｃに沿って形成されている。すなわち、嵌合穴３５は、第１棒状部材３１を長手方向について貫通している。嵌合穴３５は、長手方向について全体に渡って、略同一形状に形成されている。
【００８１】
本変形例では、嵌合穴３５は、長手方向に沿って第１棒状部材３１の全体に渡って、略同一形状に形成される。したがって、嵌合穴３５には、角部又は湾曲面等のように、応力集中が生じる部分が形成されない。このため、嵌合穴３５での応力集中の発生が抑制される。
【００８２】
（第１の実施形態の第２の変形例）  
本実施形態の第２の変形例について、図６を参照して説明する。本変形例は、第１の実施形態の構成を次の通り変形したものである。なお、第１の実施形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００８３】
図６に示すように、本変形例では、嵌合領域２９に最も近接した腹位置Ａｊは、第１棒状部材３１の先端面３３と第２棒状部材５１の基端面５３との間に位置している。すなわち、腹位置Ａｊは、嵌合領域２９の範囲内に位置する。また、本変形例においても、第２棒状部材５１の基端面５３及び嵌合穴３５の底面３６のそれぞれは、腹位置Ａｊと節位置Ｎｊの間において、節位置Ｎｊよりも先端側に位置する。このため、腹位置Ａｊと第２棒状部材５１の基端面５３との間の距離Ｌ２は、λ／４よりも小さくなる。
【００８４】
嵌合領域２９の内部では、腹位置Ａｊを挟んで基端側と先端側とでは、超音波振動に起因して作用する応力Ｐｖの力の向きが逆になる。例えば、嵌合領域２９において腹位置Ａｊよりも基端側では、応力Ｐｖは圧縮応力となり、嵌合領域２９において腹位置Ａｊよりも先端側では、応力Ｐｖは引張り応力となる。
【００８５】
本変形例では、嵌合領域２９の内部に腹位置Ａｊが位置する。このため、第１棒状部材３１及び第２棒状部材５１は、振動の腹を含む位置の外周において、接合される。振動の腹の近傍では、振動に起因して振動伝達部材８に作用する応力Ｐｖは、小さくなる。このため、振動に起因する応力Ｐｖが小さい部分で第１棒状部材３１及び第２棒状部材５１が接合されることにより、第１棒状部材３１と第２棒状部材５１との間の振動伝達性が向上する。
【００８６】
本変形例では、嵌合領域２９では、長手方向について互いに反対側を向く２つの向きの応力Ｐｖが振動伝達部材８に作用する。このため、嵌合領域２９では、振動伝達部材８には、圧縮応力及び引っ張り応力の両方が作用する。嵌合領域２９の全範囲における長手方向の力のつり合いを考えると、圧縮応力と引っ張り応力が打ち消しあうことで、嵌合領域２９の全体に加わる長手方向の力は小さくなる。このため、嵌合領域２９において圧縮応力及び引っ張り応力の両方が振動伝達部材８に作用することにより、圧縮応力及び引っ張り応力の一方のみが振動伝達部材８に作用する場合に比べて、第１棒状部材３１及び第２棒状部材５１の接合が外れにくくなる。すなわち、本変形例では、嵌合領域２９において、超音波振動に起因する応力が長手方向について両側から振動伝達部材８に作用することにより、第１棒状部材３１及び第２棒状部材５１の接合が外れにくくなる。
【００８７】
（第１の実施形態の第３の変形例）  
本実施形態の第３の変形例について、図７を参照して説明する。本変形例は、第１の実施形態の構成を次の通り変形したものである。なお、第１の実施形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００８８】
図７に示すように、本変形例では、第２棒状部材５１の嵌合部５５は、最大外径部２７の基端６１から基端側へ延出する突出部６２の一部によって形成されている。突出部６２は、最大外径部２７よりも細く形成され、最大外径部２７よりも外径が小さい。突出部６２の外径は、嵌合穴３５に嵌合された状態では、第１棒状部材３１の嵌合穴３５の内径と略同じである。本変形例では、突出部６２の基端部が嵌合部５５となり、嵌合穴３５に嵌合している。
【００８９】
突出部６２は、長手方向について、基端面５３から最大外径部２７の基端６１までの範囲にわたって設けられている。最大外径部２７の基端６１は、第１棒状部材３１の先端面３３よりも先端側に位置する。最大外径部２７の基端６１と腹位置Ａｊとの間の距離Ｌ３は、１波長以下（λ以下）である。また、最大外径部２７の基端６１は、第１棒状部材３１の先端面３３からの距離が振動の１波長以下（λ以下）となる範囲内に位置する。すなわち、最大外径部２７の基端６１は、嵌合領域２９からの距離が振動の１波長以下（λ以下）となる範囲内に位置する。
【００９０】
突出部６２は、第２棒状部材５１の製造時において、例えば、最大外径部２７と略同径の材料を切削することにより形成される。このため、突出部６２は、長手方向における長さ（延設長）ができるだけ小さいことが好ましい。すなわち、突出部６２の先端位置となる最大外径部２７の基端６１は、できるだけ基端側に位置することが好ましい。突出部６２の延設長ができるだけ小さく形成されることにより、突出部６２を形成する際の切削量を削減することができる。これにより、第２棒状部材５１の製造コストを削減することができる。
【００９１】
（第１の実施形態の第４の変形例）  
本実施形態の第４の変形例について、図８を参照して説明する。本変形例は、第１の実施形態の構成を次の通り変形したものである。なお、第１の実施形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００９２】
図８は、本変形例における、嵌合領域２９における第１棒状部材３１及び第２棒状部材５１の断面図を示す。図８に示すように、第２棒状部材５１は、嵌合部５５の外周面５６に設けられる複数の凸部（嵌合突起）５８を備える。凸部５８は、外周面５６から径方向の外側に向かって突出している。凸部５８のそれぞれは、長手方向に沿って延設されている。凸部５８は、長手軸Ｃの軸回りに沿って並設されている。凸部５８は、例えば、ブラスト加工によって、形成される。凸部５８をブラスト加工で形成することにより、凸部５８の硬度が向上する。凸部５８の外周面５６から外側への突出長は、例えば、０．５ｍｍ以下である。
【００９３】
第１棒状部材３１及び第２棒状部材５１が接合された状態では、第１棒状部材３１の嵌合穴３５の内周面３７から第２棒状部材５１の嵌合部５５の外周面５６への圧縮面圧Ｐｍにより、凸部５８は、嵌合穴３５の内周面３７にめり込んだ状態で、内周面３７に嵌合している。凸部５８が内周面３７に嵌合することにより、嵌合部５５の嵌合穴３５に対する移動が規制され、第１棒状部材３１と第２棒状部材５１との接合が強化される。第１棒状部材３１は、第２棒状部材５１よりも強度が低い材料から形成されることが好ましい。
【００９４】
なお、嵌合突起５８は、第１棒状部材３１の嵌合穴３５の内周面３７に設けられてもよい。
【００９５】
（第１の実施形態の第５の変形例）  
本実施形態の第５の変形例について、図９を参照して説明する。本変形例は、第１の実施形態の構成を次の通り変形したものである。なお、第１の実施形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００９６】
図９は、本変形例における、嵌合領域２９における第１棒状部材３１及び第２棒状部材５１の断面図を示す。図９に示すように、本変形例においても、第１の実施形態の第５の変形例と同様に、第２棒状部材５１の嵌合部５５の外周面５６には、複数の凸部（嵌合突起）５８が設けられている。
【００９７】
本変形例では、第１棒状部材３１は、嵌合穴３５の内周面３７に設けられる複数の凹部（嵌合溝）４０を備える。凹部４０は、内周面３７から径方向の内側に向かって凹む溝である。凹部４０のそれぞれは、長手方向に沿って延設されている。凹部４０は、長手軸Ｃの軸回りに沿って並設されている。凹部４０は、第２棒状部材５１の凸部５８と同数設けられている。
【００９８】
凹部４０のそれぞれには、凸部５８の中の対応する１つが、嵌合している。凸部５８と対応する凹部４０が嵌合することにより、嵌合部５５の嵌合穴３５に対する移動がさらに規制され、第１棒状部材３１と第２棒状部材５１との接合がさらに強化される。
【００９９】
なお、本変形例では、第１棒状部材３１の嵌合穴３５の内周面３７に嵌合溝４０が設けられ、第２棒状部材５１の嵌合部５５の外周面５６に嵌合突起５８が設けられているが、これに限るものではない。第１棒状部材３１の嵌合穴３５の内周面３７に嵌合突起が設けられ、第２棒状部材５１の嵌合部５５の外周面５６に嵌合溝が設けられてもよい。
【０１００】
（第２の実施形態）  
本実施形態の第２の実施形態について、図１０を参照して説明する。本変形例は、第１の実施形態の構成を次の通り変形したものである。なお、第１の実施形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【０１０１】
図１０は、本実施形態の超音波処置具である処置具７１を示す図である。本実施形態の処置具１は、関節鏡下において、骨等を処置対象とする外科処置に用いられる。この処置では、例えば、超音波振動が伝達された処置部を骨に接触させることにより、骨を削る、及び／又は、骨に穴を形成する。
【０１０２】
図１０に示すように、処置具７１は、保持可能なハウジング７４を備える。ハウジング７４には、ケーブル７７の一端が接続されている。ケーブル７７の他端は、電源装置７３に着脱可能に接続される。
【０１０３】
ハウジング７４は、長手軸Ｃ´を規定する。ここで、長手軸Ｃ´に沿う方向を長手方向とする。長手方向の一方側を先端側（図１０の矢印Ｃ´１側）とし、先端側とは反対側を基端側（図１０の矢印Ｃ´２側）とする。ハウジング７４は、基端側から先端側へ長手軸Ｃ´に沿って延設されている。
【０１０４】
ハウジング７４の内部には、超音波トランスデューサ７９と、超音波トランスデューサ７９に先端側から接続される振動伝達部材（超音波プローブ）７８とが設けられている。振動伝達部材（超音波プローブ）７８は、長手軸Ｃ´に沿って延設されている。振動伝達部材７８の先端部は、ハウジング７４の先端から先端側に向かって突出している。振動伝達部材７８のハウジング７４からの突出部分によって、処置対象を処置するエンドエフェクタ７６が形成される。
【０１０５】
第１の実施形態及び第１の実施形態の各変形例に係る振動伝達部材８の構成は、本実施形態の処置具７１に用いられる振動伝達部材７８にも適用可能である。振動伝達部材７８が振動伝達部材８と同様の構成を有することにより、本実施形態の処置具７１は、第１の実施形態及び第１の実施形態の各変形例に係る処置具１と同様の効果を有する。
【０１０６】
（実施形態等の共通構成）  
超音波処置具（１：７１）は、先端（３３）と基端（３９）とを有し、長手軸（Ｃ：Ｃ´）に沿って延設され、超音波振動を発生させるトランスデューサ（９：７９）を基端部に接続可能で、前記先端（３３）から基端側に向かって前記長手軸（Ｃ：Ｃ´）に沿って延設される嵌合穴（３５）を有する第１棒状部材（３１）と、前記長手軸（Ｃ：Ｃ´）に沿って延設され、前記第１棒状部材（３１）の先端側に取り付けられ、前記嵌合穴（３５）の内周面（３７）から圧縮面圧（Ｐｍ）を受ける状態で前記嵌合穴（３５）に嵌合する嵌合部（５５）を有する、第２棒状部材（５１）と、を備え、前記トランスデューサ（９：７９）で発生させた所定の共振周波数（ｆ）の振動を前記長手軸（Ｃ：Ｃ´）に沿って前記第１棒状部材（３１）の基端部から前記第２棒状部材（５１）の先端まで伝達可能な振動伝達部材（８：７８）を備え、前記振動伝達部材（８：７８）が前記所定の共振周波数（ｆ）で振動した状態では、前記第２棒状部材（５１）の基端（５３）に対して最も近接した振動の腹（Ａｊ）は、前記第２棒状部材（５１）の前記基端（５３）より先端側に位置する。
【０１０７】
なお、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施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当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。
【図１】
2019116510.tif 000006
【図２】
2019116510.tif 000007
【図３】
2019116510.tif 000008
【図４】
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【図５】
2019116510.tif 000010
【図６】
2019116510.tif 000011
【図７】
2019116510.tif 000012
【図８】
2019116510.tif 000013
【図９】
2019116510.tif 000014
【図１０】
2019116510.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】令和2年6月11日(2020.6.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端と基端とを有し、長手軸に沿って延設され、前記先端から前記基端側に向かって前記長手軸に沿って延設される嵌合穴を有する第１棒状部材と、
前記長手軸に沿って延設され、前記第１棒状部材の先端側に取り付けられ、前記嵌合穴から圧縮面圧を受ける状態で前記嵌合穴に嵌合する嵌合部を有する、第２棒状部材と、を備え、
前記第１棒状部材は、前記嵌合穴に前記嵌合部が嵌合した第１領域と、
前記第１領域よりも前記基端側に位置する第２領域と、を備え、
前記第１棒状部材の前記第１領域では、前記第１棒状部材の前記第２領域に比べて、結晶粒径が大きい、
振動伝達部材。
【請求項２】
前記第２棒状部材は、前記嵌合穴に前記嵌合部が嵌合した第１領域と、前記第１領域よりも先端側に位置する第２領域とを備え、
前記第２棒状部材の前記第１領域では、前記第２棒状部材の前記第２領域に比べて、結晶粒径が大きい、請求項１の振動伝達部材。
【請求項３】
前記第１棒状部材は、基準位置を規定する第１指標を備え、
前記第２棒状部材は、前記第１指標に対する位置関係を規定する第２指標を備える、請求項１の振動伝達部材。
【請求項４】
前記第１指標は、第１基準面であり、
前記第２指標は、前記第１指標の前記第１基準面に対する前記長手軸の軸回りについての位置関係を規定する第２基準面である、請求項３の振動伝達部材。
【請求項５】
前記第２指標は、前記長手軸に沿う方向についての前記第１指標に対する位置関係を規定する、請求項３の振動伝達部材。
【請求項６】
前記嵌合穴は、前記長手軸に沿って前記第１棒状部材を貫通している、請求項１の振動伝達部材。
【請求項７】
前記第１棒状部材は、アルミ合金によって形成され、
前記第２棒状部材は、チタン合金によって形成されている、請求項１の振動伝達部材。
【請求項８】
前記嵌合部は、前記嵌合部の内周面から径方向の外側に向かって突出する突出部を備える、請求項１の振動伝達部材。
【請求項９】
超音波振動を発生させるトランスデューサと、
前記トランスデューサが内部に設けられるハウジングと、
先端と基端とを有し、長手軸に沿って延設され、前記トランスデューサを基端部に接続し、前記先端から基端側に向かって前記長手軸に沿って延設される嵌合穴を有する第１棒状部材と、前記長手軸に沿って延設され、前記第１棒状部材の先端側に取り付けられ、前記嵌合穴の内周面から圧縮面圧を受ける状態で前記嵌合穴に嵌合する嵌合部を有する、第２棒状部材とを備えるとともに、前記トランスデューサで発生させた所定の共振周波数の振動を前記長手軸に沿って前記第１棒状部材の基端部から前記第２棒状部材の先端まで伝達可能な振動伝達部材とを備え、
前記振動伝達部材が前記所定の共振周波数で振動した状態では、前記第２棒状部材の基端に対して最も近接した振動の腹は、前記第２棒状部材の前記基端より先端側に位置し、
前記第１棒状部材は、前記嵌合穴に前記嵌合部が嵌合した第１領域と、前記第１領域よりも基端側に位置する第２領域とを備え、
前記第１棒状部材の前記第１領域では、前記第１棒状部材の前記第２領域に比べて、結晶粒径が大きい、
超音波処置具。
【請求項１０】
前記第２棒状部材は、前記長手軸に直交する断面の面積が第２棒状部材において最大となる最大断面積部を備え、
前記最大断面積部の少なくとも一部は、前記第２棒状部材の基端に対して最も近接した前記振動の腹から先端側への距離が前記振動の１波長以下となる範囲内に位置する、請求項９の超音波処置具。
【請求項１１】
前記長手軸に沿う方向についての前記嵌合部の長さは、前記振動の波長の１／４以下である、請求項９の超音波処置具。
【請求項１２】
前記嵌合穴の底面は、前記第２棒状部材の基端に対して最も近接した前記振動の腹よりも基端側へ位置し、
前記嵌合穴の前記底面と前記振動の腹との間の距離は、前記振動の波長の１／４以下である、請求項９の超音波処置具。
【請求項１３】
前記圧縮面圧の単位がＭＰａであり、前記振動の振動速度の単位がｍ／ｓである場合、前記圧縮面圧に対する前記振動の振動速度の比は、０．１７６以下となる、請求項９の超音波処置具。
【請求項１４】
前記第１棒状部材と前記第２棒状部材との接合強度は、前記超音波処置具に加えられるトルクよりも大きい、請求項９の超音波処置具。
【請求項１５】
前記振動伝達部材が前記所定の共振周波数で振動した状態では、前記第２棒状部材の基端に対して最も近接した振動の腹は、前記第１棒状部材の前記先端より基端側に位置する、請求項９の超音波処置具。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、超音波振動を伝達する振動伝達部材、及び、超音波振動を用いて処置対象を処置する超音波処置具に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
本発明は前記課題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、別々に形成された２部材によって形成される振動伝達部材の接合時において、２部材の間の位置関係を調整可能な、振動伝達部材及び超音波処置具を提供することにある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
前記目的を達成するため、本発明のある態様の振動伝達部材は、先端と基端とを有し、長手軸に沿って延設され、前記先端から前記基端側に向かって前記長手軸に沿って延設される嵌合穴を有する第１棒状部材と、前記長手軸に沿って延設され、前記第１棒状部材の先端側に取り付けられ、前記嵌合穴から圧縮面圧を受ける状態で前記嵌合穴に嵌合する嵌合部を有する、第２棒状部材と、を備え、前記第１棒状部材は、前記嵌合穴に前記嵌合部が嵌合した第１領域と、前記第１領域よりも前記基端側に位置する第２領域と、を備え、前記第１棒状部材の前記第１領域では、前記第１棒状部材の前記第２領域に比べて、結晶粒径が大きい。
また、本発明のある態様の超音波処置具は、超音波振動を発生させるトランスデューサと、前記トランスデューサが内部に設けられるハウジングと、先端と基端とを有し、長手軸に沿って延設され、前記トランスデューサを基端部に接続し、前記先端から基端側に向かって前記長手軸に沿って延設される嵌合穴を有する第１棒状部材と、前記長手軸に沿って延設され、前記第１棒状部材の先端側に取り付けられ、前記嵌合穴の内周面から圧縮面圧を受ける状態で前記嵌合穴に嵌合する嵌合部を有する、第２棒状部材とを備えるとともに、前記トランスデューサで発生させた所定の共振周波数の振動を前記長手軸に沿って前記第１棒状部材の基端部から前記第２棒状部材の先端まで伝達可能な振動伝達部材とを備え、前記振動伝達部材が前記所定の共振周波数で振動した状態では、前記第２棒状部材の基端に対して最も近接した振動の腹は、前記第２棒状部材の前記基端より先端側に位置し、前記第１棒状部材は、前記嵌合穴に前記嵌合部が嵌合した第１領域と、前記第１領域よりも基端側に位置する第２領域とを備え、前記第１棒状部材の前記第１領域では、前記第１棒状部材の前記第２領域に比べて、結晶粒径が大きい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
電源装置３は、一例として、高周波電源と超音波電源とを備える。本実施形態では、電源装置３が高周波電源及び超音波電源の両方を備える例について説明するが、本実施形態に係る電源装置３は、少なくとも超音波電源を備えていれば良い。高周波電源は、波形生成器、変換回路及び変圧器等を備え、バッテリー電源又はコンセント電源等からの電力を高周波電力に変換する。また、第１の把持片１３及び第２の把持片１４のそれぞれは、少なくとも一部が金属などの導電材料によって形成される。高周波電源は、ケーブル７の内部、ハウジング４の内部及びシャフト５の内部を通って設けられる電気経路を介して、第１の把持片１３及び第２の把持片１４のそれぞれの導電材料に電気的に接続される。高周波電源は、変換した高周波電力を前述の電気経路を通して出力し、第１の把持片１３及び第２の把持片１４に高周波電力を電気エネルギーとして供給する。第１の把持片１３及び第２の把持片１４の間で処置対象が把持された状態で、第１の把持片１３及び第２の把持片１４に高周波電力が供給されることにより、処置対象を介して、第１の把持片１３と第２の把持片１４との間で高周波電流が流れる。これにより、処置対象に高周波電流が処置エネルギーとして付与される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９６】
図９は、本変形例における、嵌合領域２９における第１棒状部材３１及び第２棒状部材５１の断面図を示す。図９に示すように、本変形例においても、第１の実施形態の第４の変形例と同様に、第２棒状部材５１の嵌合部５５の外周面５６には、複数の凸部（嵌合突起）５８が設けられている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１００
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１００】
（第２の実施形態）  
第２の実施形態について、図１０を参照して説明する。本実施形態は、第１の実施形態の構成を次の通り変形したものである。なお、第１の実施形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０１】
図１０は、本実施形態の超音波処置具である処置具７１を示す図である。本実施形態の処置具７１は、関節鏡下において、骨等を処置対象とする外科処置に用いられる。この処置では、例えば、超音波振動が伝達された処置部を骨に接触させることにより、骨を削る、及び／又は、骨に穴を形成する。
【国際調査報告】
2019116510.tif 000016
2019116510.tif 000017
2019116510.tif 000018
2019116510.tif 000019