(57)【要約】  超音波発生装置の製造方法は、複数の既存圧電素子のそれぞれについて、厚み方向の第１の電気機械結合係数及び径方向の第２の電気機械結合係数に基づく性能値を算出することと、それぞれの仮状態について、所定電流値の電流が供給されることにより発生する超音波振動の仮振幅の目標状態での目標振幅に対する偏差に基づいて仮影響値を算出することと、を備える。前記超音波発生装置の前記製造方法は、全ての素子実装部の実質影響値の合計が前記目標振幅に対して所定の範囲内となる状態に、それぞれの前記素子実装部に実装される前記実装圧電素子を前記既存圧電素子の中から選択することを備える。
2013027614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の既存圧電素子のそれぞれについて、厚み方向の第１の電気機械結合係数及び径方向の第２の電気機械結合係数に基づく性能値を算出することと、
前記超音波振動の伝達方向について互いに対して異なる位置に配置される複数の素子実装部のそれぞれに前記性能値が基準値となる対応する基準圧電素子が実装され、かつ、所定電流値の電流が供給されることにより目標振幅の超音波振動が発生する目標状態を設定することと、
前記目標状態から１つの前記素子実装部でのみ前記性能値が前記基準値とは異なる仮圧電素子が前記基準圧電素子の代わりに実装され、前記仮圧電素子が実装される前記素子実装部ごとに、かつ、前記仮圧電素子の前記性能値ごとに設定されるそれぞれの仮状態について、前記所定電流値の前記電流が供給されることにより発生する前記超音波振動の仮振幅の前記目標状態での前記目標振幅に対する偏差に基づいて仮影響値を算出することと、
実際に実装される実装圧電素子と前記性能値が同一の前記仮圧電素子が実装される前記仮状態での前記仮影響値をそれぞれの前記素子実装部の実質影響値とした場合に、全ての前記素子実装部の前記実質影響値の合計が前記目標振幅に対して所定の範囲内となる状態に、それぞれの前記素子実装部に実装される前記実装圧電素子を前記既存圧電素子の中から選択することと、
前記厚み方向が前記超音波振動の前記伝達方向に平行で、かつ、前記径方向が前記超音波振動の前記伝達方向に垂直な状態で、それぞれの前記素子実装部に選択された前記実装圧電素子を実装することと、
を具備する超音波発生装置の製造方法。
【請求項２】
それぞれの前記仮状態について前記仮影響値を算出することは、前記超音波振動の前記伝達方向について前記超音波振動の節位置からそれぞれの前記素子実装部までの距離が小さくなるほど、前記基準値からの前記性能値の変化に対する前記仮影響値の変化が大きくなる状態に、前記仮影響値を算出することを備える、請求項１の超音波発生装置の製造方法。
【請求項３】
それぞれの前記素子実装部に実装される前記実装圧電素子を選択することは、全ての前記素子実装部の前記実質影響値の合計が前記目標振幅に対して所定の範囲内となることを条件に、前記性能値に基づいて種類が分類される前記既存圧電素子の中で既存個数の多い前記種類から優先的に前記実装圧電素子として選択することを備える、請求項１の超音波発生装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１の前記製造方法によって前記超音波発生装置を形成することと、
前記所定電流値の前記電流を前記超音波発生装置に供給する電源ユニットを、前記実装圧電素子に電気的に接続することと、
前記超音波発生装置よって発生した前記超音波振動が伝達され、伝達された前記超音波振動を用いて処置を行う処置部を形成することと、
を具備する超音波処置装置の製造方法。
【請求項５】
前記超音波振動の伝達方向について互いに対して異なる位置に配置される複数の素子実装部と、
厚み方向の第１の電気機械結合係数及び径方向の第２の電気機械結合係数に基づく性能値をそれぞれが有し、前記厚み方向が前記超音波振動の前記伝達方向に平行で、かつ、前記径方向が前記超音波振動の前記伝達方向に垂直な状態で、対応する前記素子実装部にそれぞれが実装される複数の実装圧電素子と、
を具備し、
それぞれの前記実装圧電素子は、
それぞれの前記素子実装部に前記性能値が基準値となる対応する基準圧電素子が実装され、かつ、所定電流値の電流が供給されることにより目標振幅の超音波振動が発生する目標状態を設定し、
前記目標状態から１つの前記素子実装部でのみ前記性能値が前記基準値とは異なる仮圧電素子が前記基準圧電素子の代わりに実装され、前記仮圧電素子が実装される前記素子実装部ごとに、かつ、前記仮圧電素子の前記性能値ごとに設定されるそれぞれの仮状態について、前記所定電流値の前記電流が供給されることにより発生する前記超音波振動の仮振幅の前記目標状態での前記目標振幅に対する偏差に基づいて仮影響値を算出し、かつ、
前記実装圧電素子と前記性能値が同一の前記仮圧電素子が実装される前記仮状態での前記仮影響値をそれぞれの前記素子実装部の実質影響値とした場合に、
全ての前記素子実装部の前記実質影響値の合計が前記目標振幅に対して所定の範囲内となる状態に、既存圧電素子の中から選択される、超音波発生装置。
【請求項６】
請求項５の前記超音波発生装置と、
前記超音波発生装置に前記所定電流値の前記電流を供給する電源ユニットと、
前記超音波発生装置によって発生した前記超音波振動が伝達され、伝達された前記超音波振動を用いて処置を行う処置部と、
を具備する超音波処置装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流が供給されることにより超音波振動を発生する超音波発生装置及び超音波発生装置を用いた超音波処置装置に関する。また、超音波発生装置の製造方法及び超音波処置装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、複数の圧電素子で構成された超音波振動子を備える超音波発生装置（超音波振動子ユニット）と、超音波振動子ユニットと接続され、超音波振動子で発生した超音波振動を伝達するとともに、先端部に形成された処置部で生体組織を処置するプローブと、を備えた超音波手術装置が開示されている。この超音波手術装置は、電源ユニットから超音波振動子に対して予め定められた一定の電流が供給されることによって、プローブ（処置部）を一定の振幅で超音波振動させている。すなわち、超音波振動子は定電流制御により駆動され、プローブ（処置部）における超音波振動の振幅を一定に保っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−０００３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１に示すような超音波発生装置では、発生する超音波振動の振幅は、供給される電流の電流値に比例する。電流値と超音波振動の振幅との間の比例定数は、少なくともそれぞれの圧電素子の厚み方向の第１の電気機械結合係数（first electromechanical coupling factor）及び径方向の第２の電気機械結合係数（second electromechanical coupling factor）によって変化する。ここで、それぞれの圧電素子を製造する際には、厚み方向の第１の電気機械結合係数及び径方向の第２の電気機械結合係数を所望の値に設定することはできない。このため、製造された圧電素子では、厚み方向の第１の電気機械結合係数及び径方向の第２の電気機械結合係数が、圧電素子ごとに異なる。【０００５】
これにより、電流値と超音波振動の振幅との間の比例定数は、超音波発生装置ごとに異なる。したがって、電源ユニットから所定電流値の電流が供給された場合に、超音波発生装置ごとに、発生する超音波振動の振幅に差異が生じる。超音波発生装置によって発生する超音波振動を用いて超音波処置を行う処置部を備える医療機器等の超音波処置装置では、超音波振動の振幅が処置性能に与える影響が大きい。したがって、超音波発生装置ごとに発生する超音波振動の振幅に差異が生じることにより、用いられる超音波発生装置によって超音波処置装置の処置性能に差異が生じてしまう。【０００６】
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、発生する超音波振動の振幅を安定させることが可能な超音波発生装置及びこの超音波発生装置の製造方法を提供することにある。また、本発明の目的とするところは、その超音波発生装置を用いた超音波処置装置及びその超音波処置装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明のある態様の超音波発生装置の製造方法は、複数の既存圧電素子のそれぞれについて、厚み方向の第１の電気機械結合係数及び径方向の第２の電気機械結合係数に基づく性能値を算出することと、前記超音波振動の伝達方向について互いに対して異なる位置に配置される複数の素子実装部のそれぞれに前記性能値が基準値となる対応する基準圧電素子が実装され、かつ、所定電流値の電流が供給されることにより目標振幅の超音波振動が発生する目標状態を設定することと、前記目標状態から１つの前記素子実装部でのみ前記性能値が前記基準値とは異なる仮圧電素子が前記基準圧電素子の代わりに実装され、前記仮圧電素子が実装される前記素子実装部ごとに、かつ、前記仮圧電素子の前記性能値ごとに設定されるそれぞれの仮状態について、前記所定電流値の前記電流が供給されることにより発生する前記超音波振動の仮振幅の前記目標状態での前記目標振幅に対する偏差に基づいて仮影響値を算出することと、実際に実装される実装圧電素子と前記性能値が同一の前記仮圧電素子が実装される前記仮状態での前記仮影響値をそれぞれの前記素子実装部の実質影響値とした場合に、全ての前記素子実装部の前記実質影響値の合計が前記目標振幅に対して所定の範囲内となる状態に、それぞれの前記素子実装部に実装される前記実装圧電素子を前記既存圧電素子の中から選択することと、前記厚み方向が前記超音波振動の前記伝達方向に平行で、かつ、前記径方向が前記超音波振動の前記伝達方向に垂直な状態で、それぞれの前記素子実装部に選択された前記実装圧電素子を実装することと、を備える。【０００８】
また、本発明の別のある態様の超音波発生装置は、前記超音波振動の伝達方向について互いに対して異なる位置に配置される複数の素子実装部と、厚み方向の第１の電気機械結合係数及び径方向の第２の電気機械結合係数に基づく性能値をそれぞれが有し、前記厚み方向が前記超音波振動の前記伝達方向に平行で、かつ、前記径方向が前記超音波振動の前記伝達方向に垂直な状態で、対応する前記素子実装部にそれぞれが実装される複数の実装圧電素子と、を備え、それぞれの前記実装圧電素子は、それぞれの前記素子実装部に前記性能値が基準値となる対応する基準圧電素子が実装され、かつ、所定電流値の電流が供給されることにより目標振幅の超音波振動が発生する目標状態を設定し、前記目標状態から１つの前記素子実装部でのみ前記性能値が前記基準値とは異なる仮圧電素子が前記基準圧電素子の代わりに実装され、前記仮圧電素子が実装される前記素子実装部ごとに、かつ、前記仮圧電素子の前記性能値ごとに設定されるそれぞれの仮状態について、前記所定電流値の前記電流が供給されることにより発生する前記超音波振動の仮振幅の前記目標状態での前記目標振幅に対する偏差に基づいて仮影響値を算出し、かつ、前記実装圧電素子と前記性能値が同一の前記仮圧電素子が実装される前記仮状態での前記仮影響値をそれぞれの前記素子実装部の実質影響値とした場合に、全ての前記素子実装部の前記実質影響値の合計が前記目標振幅に対して所定の範囲内となる状態に、既存圧電素子の中から選択される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、組み合わせる電源ユニットの初期設定に関係なく、かつ、電源ユニットの構成を複雑化することなく、発生する超音波振動の振幅を安定させることが可能な超音波発生装置及びこの超音波発生装置の製造方法を提供することができる。また、その超音波発生装置を用いた超音波処置装置及びその超音波処置装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る超音波処置装置を示す概略図。
【図２】第１の実施形態に係る超音波処置装置の超音波トランスデューサ、シース及びプローブの構成を概略的に示す断面図。
【図３】第１の実施形態に係る超音波発生装置を概略的に示す斜視図。
【図４】第１の実施形態に係る超音波発生装置を、部材ごとに分解した状態で概略的に示す斜視図。
【図５】第１の実施形態に係る超音波発生装置を示す概略図。
【図６】第１の実施形態に係る超音波発生装置を製造する際に用いられる超音波調整装置を示す概略図。
【図７】第１の実施形態に係る超音波発生装置の製造方法を示すフローチャート。
【図８】第１の実施形態に係る超音波発生装置のそれぞれの素子実装部の目標状態、第１の仮状態及び第２の仮状態を示す概略図。
【図９】第１の実施形態に係る超音波発生装置のそれぞれの仮状態での仮影響値を示す概略図。
【図１０】第１の実施形態の第１の変形例に係る超音波発生装置を示す概略図。
【図１１】第１の実施形態の第２の変形例に係る超音波発生装置を示す概略図。
【図１２】第１の実施形態の第３の変形例に係る超音波発生装置を示す概略図。
【図１３】第１の実施形態の第４の変形例に係る超音波発生装置を示す概略図。
【図１４】第１の実施形態の第５の変形例に係る超音波処置装置のハンドルユニットの内部構成を概略的に示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（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９を参照して説明する。図１は、本実施形態の超音波処置装置１を示す図である。図１に示すように、超音波処置装置１は、超音波トランスデューサ２と、基端方向側から超音波トランスデューサ２が連結されるハンドルユニット３と、先端方向側からハンドルユニット３に連結される処置ユニット５と、を備える。超音波トランスデューサ２には、ケーブル６の一端が接続されている。ケーブル６の他端は、電源ユニット７に接続されている。
【００１２】
ハンドルユニット３は、筒状ケース１１と、筒状ケース１１と一体に形成される固定ハンドル１２と、固定ハンドル１２に対して開閉可能な可動ハンドル１３と、を備える。筒状ケース１１の先端方向側には、回転操作ノブ１５が設けられている。回転操作ノブ１５は、長手軸Ｃ回りに筒状ケース１１に対して回転可能に取付けられている。
【００１３】
超音波トランスデューサ２は、基端方向側からハンドルユニット３の内部に挿入され、ハンドルユニット３の筒状ケース１１に連結されている。また、処置ユニット５は、ハンドルユニット３の内部から先端方向に向かって、長手軸Ｃに沿って延設されるシース１７を備える。シース１７の先端は、回転操作ノブ１５より先端方向側に位置している。すなわち、シース１７は、回転操作ノブ１５から先端方向に突出する状態で、設けられている。
【００１４】
処置ユニット５は、シース１７に挿通されるプローブ１９を備える。プローブ１９は、支持部材（図示しない）を介して、シース１７によって支持されている。プローブ１９の先端は、シース１７の先端より、先端方向側に位置している。すなわち、プローブ１９は、シース１７の先端から先端方向に突出する状態で、設けられている。シース１７及びプローブ１９は、ハンドルユニット３の内部に挿入される。そして、ハンドルユニット３の内部で、シース１７がハンドルユニット３の回転操作ノブ１５に連結されている。また、ハンドルユニット３の内部で、シース１７及びプローブ１９が超音波トランスデューサ２に連結されている。
【００１５】
シース１７の先端部には、ジョー２１が連結されている。ジョー２１は、シース１７との連結部を中心として、シース１７に対して回動可能である。シース１７に対してジョー２１が回動することにより、プローブ１９の先端部に対してジョー２１が開閉動作を行う。ジョー２１が開閉動作を行うことにより、プローブ１９の先端部とジョー２１との間で生体組織を把持することが可能となる。また、シース１７、プローブ１９及びジョー２１は、回転操作ノブ１５と一体に、筒状ケース１１に対して長手軸Ｃ回りに回転可能である。
【００１６】
図２は、超音波トランスデューサ２、シース１７及びプローブ１９の構成を示す図である。図２に示すように、超音波トランスデューサ２は、振動子ケース２３と、振動子ケース２３の内部に設けられる超音波発生装置２５と、を備える。振動子ケース２３にシース１７の基端部が嵌合することにより、振動子ケース２３とシース１７との間が連結される。また、超音波発生装置２５は、プローブ１９に連結されている。
【００１７】
図３乃至図５は、超音波発生装置２５の構成を示す図である。図３乃至図５に示すように、超音波発生装置２５は、電流が供給されることにより超音波振動を発生する超音波振動子（ultrasonic oscillator）２６と、超音波振動子２６の先端方向側に設けられるホーン２７と、を備える。ホーン２７により、超音波振動の振幅が拡大される。図２に示すように、ホーン２７の先端部には、雌ネジ部２８が形成されている。また、プローブ１９の基端部には、雄ネジ部２９が形成されている。雌ネジ部２８に雄ネジ部２９が螺合することにより、超音波発生装置２５とプローブ１９との間が連結される。
【００１８】
超音波発生装置２５のホーン２７にプローブ１９が連結された状態では、超音波振動子２６で発生した超音波振動が、ホーン２７、プローブ１９を介して、プローブ１９の先端まで伝達される。すなわち、プローブ１９の基端から先端へ、長手軸Ｃに沿って超音波振動が伝達される。この際、プローブ１９の先端及び超音波発生装置２５の基端は、超音波振動の腹位置となる。また、超音波振動は、超音波振動の伝達方向と振動方向とが一致する縦振動であり、超音波振動の伝達方向及び振動方向は長手軸Ｃに平行である。
【００１９】
プローブ１９の先端部とジョー２１との間で血管等の生体組織を把持した状態でプローブ１９を超音波振動することにより、プローブ１９の先端部と生体組織との間に摩擦熱が発生する。発生した摩擦熱により、プローブ１９の先端部とジョー２１との間で生体組織の凝固切開（cutting and coagulation）が行われる。以上のように、プローブ１９の先端部が、超音波発生装置２５により発生した超音波振動が伝達され、伝達された超音波振動を用いて処置を行う処置部２２となっている。
【００２０】
図３乃至図５に示すように、超音波発生装置２５には、ホーン２７の基端方向側に長手軸Ｃに沿って柱状部３１が設けられている。柱状部３１は、ホーン２７と一体に、又は、ホーン２７の基端方向側に連結された状態で、設けられている。
【００２１】
超音波発生装置２５の超音波振動子２６は、複数（本実施形態では６つ）のリング状の圧電素子（実装圧電素子）３３Ａ〜３３Ｆを備える。圧電素子３３Ａ〜３３Ｆにより、供給された電流が超音波振動に変換される。柱状部３１には、圧電素子３３Ａ〜３３Ｆと同一の数だけ素子実装部３５Ａ〜３５Ｆが形成されている。素子実装部３５Ａ〜３５Ｆは、超音波振動の伝達方向について、互いに対して異なる位置に配置されている。それぞれの圧電素子３３Ａ〜３３Ｆは、対応する素子実装部３５Ａ〜３５Ｆに実装されている。例えば、圧電素子３３Ａは、素子実装部３５Ａに実装される。それぞれの圧電素子３３Ａ〜３３Ｆは、厚み方向が超音波振動の伝達方向に平行で、かつ、径方向が超音波振動の伝達方向に垂直な状態で、実装されている。
【００２２】
また、柱状部３１には、第１の電極３７及び第２の電極３８が実装されている。第１の電極３７は、圧電素子３３Ａの先端方向側に位置するリング部４１Ａと、圧電素子３３Ｂと圧電素子３３Ｃとの間に位置するリング部４１Ｂと、圧電素子３３Ｄと圧電素子３３Ｅとの間に位置するリング部４１Ｃと、圧電素子３３Ｆの基端方向側に位置するリング部４１Ｄと、を備える。また、第１の電極３７は、リング部４１Ａとリング部４１Ｂとの間を電気的に接続するリンク部４２Ａと、リング部４１Ｂとリング部４１Ｃとの間を電気的に接続するリンク部４２Ｂと、リング部４１Ｃとリング部４１Ｄとの間を電気的に接続するリンク部４２Ｃと、を備える。第１の電極３７には、電気信号線４３の一端が接続されている。電気信号線４３は、ケーブル６の内部を通って、他端が電源ユニット７に接続されている。
【００２３】
第２の電極３８は、圧電素子３３Ａと圧電素子３３Ｂとの間に位置するリング部４５Ａと、圧電素子３３Ｃと圧電素子３３Ｄとの間に位置するリング部４５Ｂと、圧電素子３３Ｅと圧電素子３３Ｆとの間に位置するリング部４５Ｃと、を備える。また、第２の電極３８は、リング部４５Ａとリング部４５Ｂとの間を電気的に接続するリンク部４６Ａと、リング部４５Ｂとリング部４５Ｃとの間を電気的に接続するリンク部４６Ｂと、を備える。第２の電極３８には、電気信号線４７の一端が接続されている。電気信号線４７は、ケーブル６の内部を通って、他端が電源ユニット７に接続されている。
【００２４】
図１に示すように、ハンドルユニット３の固定ハンドル１２には、ボタン部４９が設けられている。ボタン部４９は、電気信号線（図示しない）等を介して、電源ユニット７に電気的に接続されている。ボタン部４９を押圧することにより、電気信号が電源ユニット７に入力される。これにより、電源ユニット７から、電気信号線４３，４７、第１の電極３７及び第２の電極３８を介して、圧電素子３３Ａ〜３３Ｆに所定電流値の電流が供給される。この際、それぞれの圧電素子３３Ａ〜３３Ｆでは、供給された電流が超音波振動に変換される。これにより、超音波振動子２６で超音波振動が発生する。
【００２５】
超音波振動が発生した際には、超音波発生装置２５の基端（柱状部３１の基端）及び超音波発生装置２５の先端（ホーン２７の先端）が、超音波振動の腹位置となる。そして、長手軸Ｃに沿った（超音波振動の伝達方向について）超音波発生装置２５の寸法は、超音波振動の半波長に等しくなる。また、素子実装部３５Ａ〜３５Ｆの中で素子実装部３５Ａが、超音波振動の伝達方向について超音波振動の節位置からの距離が最も小さくなる（近くなる）。そして、素子実装部３５Ａ〜３５Ｆの中で素子実装部３５Ｆが、超音波振動の伝達方向について超音波振動の節位置からの距離が最も大きくなる（遠くなる）。
【００２６】
図３乃至図５に示すように、柱状部３１には、絶縁リング５１Ａ，５１Ｂが実装されている。絶縁リング５１Ａは、第１の電極３７のリング部４１Ａの先端方向側に位置している。絶縁リング５１Ｂは、第１の電極３７のリング部４１Ｄの基端方向側に位置している。絶縁リング５１Ａを設けることにより、電源ユニット７から供給された電流が絶縁リング５１Ａより先端方向側に伝達されない状態となる。また、絶縁リング５１Ｂを設けることにより、電源ユニット７から供給された電流が絶縁リング５１Ｂより基端方向側に伝達されない状態となる。
【００２７】
また、柱状部３１には、バックマス５３が実装されている。バックマス５３は、絶縁リング５１Ｂの基端方向側に位置している。バックマス５３により、圧電素子３３Ａ〜３３Ｆ、第１の電極３７、第２の電極３８及び絶縁リング５１Ａ，５１Ｂは、先端方向に押圧されている。これにより、圧電素子３３Ａ〜３３Ｆ、第１の電極３７、第２の電極３８及び絶縁リング５１Ａ，５１Ｂは、ホーン２７とバックマス５３との間で挟持される。したがって、ホーン２７とバックマス５３との間に強固に固定された状態で、圧電素子３３Ａ〜３３Ｆ、第１の電極３７、第２の電極３８及び絶縁リング５１Ａ，５１Ｂは、柱状部３１に実装される。
【００２８】
次に、超音波発生装置２５及び超音波処置装置１の製造方法について説明する。図６は、超音波発生装置２５を製造する際に用いられる超音波調整装置６０を示す図である。超音波調整装置６０を用いることにより、超音波発生装置２５によって発生する超音波振動の振幅が調整される。図６に示すように、超音波調整装置６０は、前述した圧電素子３３Ａ〜３３Ｆと、対応する圧電素子３３Ａ〜３３Ｆがそれぞれに実装される素子実装部３５Ａ〜３５Ｆと、を備える。また、超音波調整装置６０は、製造時に既存する圧電素子である複数の（本実施形態では５０個）の既存圧電素子Ｐ１〜Ｐ５０を備える。対応する素子実装部３５Ａ〜３５Ｆに実装されるそれぞれの圧電素子（実装圧電素子）３３Ａ〜３３Ｆは、既存圧電素子Ｐ１〜Ｐ５０の中から選択される。
【００２９】
それぞれの既存圧電素子Ｐ１〜Ｐ５０は、それぞれ厚み方向の第１の電気機械結合係数（first electromechanical coupling factor）Ｋｔと、径方向の第２の電気機械結合係数（second electromechanical coupling factor）Ｋｐと、を有する。ここで、第１の電気機械結合係数Ｋｔは、それぞれの既存圧電素子Ｐ１〜Ｐ５０に電流が供給された際の、電気エネルギーと厚み方向への振動エネルギーとの関係を示す係数である。また、第２の電気機械結合係数Ｋｐは、それぞれの既存圧電素子Ｐ１〜Ｐ５０に電流が供給された際の、電気エネルギーと径方向への振動エネルギーとの関係を示す係数である。
【００３０】
既存圧電素子Ｐ１〜Ｐ５０の中から選択されたそれぞれの圧電素子３３Ａ〜３３Ｆは、厚み方向が超音波振動の伝達方向に平行で、かつ、径方向が超音波振動の伝達方向に垂直な状態で、実装される。したがって、それぞれの圧電素子３３Ａ〜３３Ｆの第１の電気機械結合係数Ｋｔ及び第２の電気機械結合係数Ｋｐの値によって、供給される電流の電流値と超音波振動の振幅との間の比例定数が変化する。すなわち、それぞれの圧電素子３３Ａ〜３３Ｆの第１の電気機械結合係数Ｋｔ及び第２の電気機械結合係数Ｋｐの値によって、所定電流値の電流が供給された際の超音波振動の振幅が変化する。
【００３１】
図６に示すように、超音波調整装置６０は、コンピュータ等の計算ユニット６１を備える。計算ユニット６１は、入力部６２と、性能値算出部６３と、記録部６５と、を備える。図７は、超音波発生装置２５の製造方法を示す図である。図７に示すように、超音波発生装置２５を製造する際には、性能値算出部６３により、それぞれの既存圧電素子Ｐ１〜Ｐ５０の性能値が算出される（ステップＳ１０１）。この際、それぞれの既存圧電素子Ｐ１〜Ｐ５０について、第１の電気機械結合係数Ｋｔ及び第２の電気機械結合係数Ｋｐに基づく性能値が算出される。本実施形態では、それぞれの既存圧電素子Ｐ１〜Ｐ５０について、性能値Ｋｔ／Ｋｐが、第１の電気機械結合係数Ｋｔ及び第２の電気機械結合係数Ｋｐに基づいて算出される。また、変形例として、それぞれの既存圧電素子Ｐ１〜Ｐ５０について性能値｜Ｋｔ−Ｋｐ｜や｜Ｋｔ＋Ｋｐ｜やＫｔ×Ｋｐが、算出されてもよい。
【００３２】
それぞれの既存圧電素子Ｐ１〜Ｐ５０を製造する際には、厚み方向の第１の電気機械結合係数Ｋｔ及び径方向の第２の電気機械結合係数Ｋｐを所望の値に設定することはできない。このため、厚み方向の第１の電気機械結合係数Ｋｔ及び径方向の第２の電気機械結合係数Ｋｐは、既存圧電素子Ｐ１〜Ｐ５０ごとに異なる。したがって、既存圧電素子Ｐ１〜Ｐ５０ごとに、性能値Ｋｔ／Ｋｐが異なる。
【００３３】
なお、それぞれの既存圧電素子Ｐ１〜Ｐ５０の第１の電気機械結合係数Ｋｔ及び第２の電気機械結合係数Ｋｐは、入力部６２により入力される。また、変形例として、それぞれの既存圧電素子Ｐ１〜Ｐ５０の第１の電気機械結合係数Ｋｔ及び第２の電気機械結合係数Ｋｐが、記録部６５に記録されていてもよい。
【００３４】
図６に示すように、計算ユニット６１は、圧電素子分類部６７を備える。図７に示すように、圧電素子分類部６７により、それぞれの既存圧電素子Ｐ１〜Ｐ５０が、性能値Ｋｔ／Ｋｐに基づいて分類される（ステップＳ１０２）。例えば、性能値Ｋｔ／Ｋｐが０．７８７５以上０．７９２５未満の既存圧電素子（例えばＰ３，Ｐ３３）は、性能値Ｋｔ／Ｋｐが０．７９の種類に分類される。また、性能値Ｋｔ／Ｋｐが０．７９２５以上０．７９７５未満の既存圧電素子（例えばＰ１０，Ｐ４１）は、性能値Ｋｔ／Ｋｐが０．７９５の種類に分類される。以上のように、性能値Ｋｔ／Ｋｐに基づいて、既存圧電素子Ｐ１〜Ｐ５０がいくつかの種類に分類される。
【００３５】
それぞれの種類に属する既存圧電素子（Ｐ１〜Ｐ５０）の数は、記録部６５に記録される。例えば、既存圧電素子Ｐ３，Ｐ３３の性能値Ｋｔ／Ｋｐが０．７８７５以上０．７９２５未満の場合、性能値Ｋｔ／Ｋｐが０．７９の種類に属する既存圧電素子（Ｐ１〜Ｐ５０）の数は２つとなる。
【００３６】
図６に示すように、計算ユニット６１は、目標状態設定部６８を備える。図７に示すように、目標状態設定部６８により、所定電流値の電流が供給された際に目標振幅の超音波振動が発生する目標状態が設定される（ステップＳ１０３）。
【００３７】
図８は、目標状態、第１の仮状態及び第２の仮状態（目標状態、第１の仮状態及び第２の仮状態の詳細は後述する）での、それぞれの素子実装部３５Ａ〜３５Ｆを示す図である。図８に示すように、目標状態では、ぞれぞれの素子実装部３５Ａ〜３５Ｆに、性能値Ｋｔ／Ｋｐが基準値となる対応する基準圧電素子８１Ａ〜８１Ｆが実装される。本実施形態では、基準圧電素子８１Ａ〜８１Ｆの性能値Ｋｔ／Ｋｐは、基準値０．８である。それぞれの素子実装部３５Ａ〜３５Ｆに性能値Ｋｔ／Ｋｐが基準値０．８となる対応する基準圧電素子８１Ａ〜８１Ｆが実装されることにより、所定電流値の電流が供給された際に、超音波発生装置２５で目標振幅の超音波振動が発生する。ここで、目標状態においてそれぞれの素子実装部３５Ａ〜３５Ｆに実装される対応する基準圧電素子８１Ａ〜８１Ｆの性能値Ｋｔ／Ｋｐ（基準値）は、記録部６５に記録される。
【００３８】
なお、本実施形態では、すべての基準圧電素子８１Ａ〜８１Ｆの性能値Ｋｔ／Ｋｐ（基準値）は０．８であるが、これに限るものではない。実際に、超音波処置装置１の種類、用途等に対応して、超音波発生装置２５によって発生させる超音波振動の目標振幅は異なる。変形例として、基準圧電素子８１Ａ〜８１Ｃの性能値Ｋｔ／Ｋｐ（基準値）が０．７で、基準圧電素子８１Ｄ〜８１Ｆの性能値Ｋｔ／Ｋｐ（基準値）が０．８であってもよい。すなわち、目標状態では、それぞれの素子実装部３５Ａ〜３５Ｆに性能値Ｋｔ／Ｋｐが基準値となる対応する基準圧電素子８１Ａ〜８１Ｆが実装され、かつ、所定電流値の電流が供給されることにより目標振幅の超音波振動が発生すればよい。
【００３９】
また、目標振幅が同一の場合でも、電源ユニット７から供給される所定電流値に対応して、それぞれの基準圧電素子８１Ａ〜８１Ｆの基準値が変化する。すなわち、本実施形態では、選択された電源ユニット７の性能に応じて、設定される目標状態が変化する。
【００４０】
ここで、それぞれの素子実装部３５Ａ〜３５Ｆに実装される対応する圧電素子（実装圧電素子）３３Ａ〜３３Ｆの性能値Ｋｔ／Ｋｐを基準値（０．８）とすることにより、目標振幅の超音波振動が発生すると考えられる。しかし、それぞれの既存圧電素子Ｐ１〜Ｐ５０を製造する際には、厚み方向の第１の電気機械結合係数Ｋｔ及び径方向の第２の電気機械結合係数Ｋｐを所望の値に設定することはできない。このため、それぞれの種類に属する既存圧電素子（Ｐ１〜Ｐ５０）の数の影響で、それぞれの素子実装部３５Ａ〜３５Ｆに性能値Ｋｔ／Ｋｐが基準値（０．８）になる圧電素子（実装圧電素子）３３Ａ〜３３Ｆが実装されるとは限らない。例えば、性能値Ｋｔ／Ｋｐが０．８の種類に属する既存圧電素子（Ｐ１〜Ｐ５０）の数が５つ以下の場合は、少なくとも１つの素子実装部（例えば３５Ａ，３５Ｂ）で、性能値Ｋｔ／Ｋｐが基準値（０．８）とは異なる圧電素子（３３Ａ，３３Ｂ）が実装される。この場合、超音波発生装置２５で発生する超音波振動の振幅が目標振幅とは異なる。
【００４１】
そこで、超音波発生装置２５を製造する際には、以下の処理が必要となる。以下の処理を行うことにより、製造されるそれぞれの超音波発生装置２５において、発生する超音波振動の振幅の目標振幅に対する差異が小さくなる。図６に示すように、計算ユニット６１は、仮影響値算出部６９を備える。図７に示すように、仮影響値算出部６９により、それぞれの仮状態について仮影響値が算出される（ステップＳ１０４）。
【００４２】
図８には、仮状態の一例として第１の仮状態及び第２の仮状態が示されている。図８に示すように、第１の仮状態では、目標状態から素子実装部３５Ａでのみ性能値Ｋｔ／Ｋｐが基準値（０．８）とは異なる仮圧電素子８１´Ａが、基準圧電素子８１Ａの代わりに実装されている。仮圧電素子８１´Ａの性能値Ｋｔ／Ｋｐは、０．７９である。また、素子実装部３５Ａ以外のそれぞれの素子実装部３５Ｂ〜３５Ｆには、性能値Ｋｔ／Ｋｐが基準値（０．８）となる基準圧電素子８１Ｂ〜８１Ｆが実装されている。
【００４３】
また、第１の仮状態とは異なる第２の仮状態では、目標状態から素子実装部３５Ｃでのみ性能値Ｋｔ／Ｋｐが基準値（０．８）とは異なる仮圧電素子８１´Ｃが、基準圧電素子８１Ｃの代わりに実装されている。仮圧電素子８１´Ｃの性能値Ｋｔ／Ｋｐは、０．８１である。また、素子実装部３５Ｃ以外のそれぞれの素子実装部３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｄ〜３５Ｆには、性能値Ｋｔ／Ｋｐが基準値（０．８）となる基準圧電素子８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｄ〜８１Ｆが実装されている。
【００４４】
以上のように、それぞれの仮状態では、目標状態から１つの素子実装部（例えば３５Ａ，３５Ｃ）でのみ性能値Ｋｔ／Ｋｐが基準値（０．８）とは異なる仮圧電素子（例えば８１´Ａ，８１´Ｃ）が基準圧電素子（８１Ａ，８１Ｃ）の代わりに実装されている。このため、それぞれの仮状態では、所定電流値の電流が供給されることにより、目標振幅とは異なる仮振幅の超音波振動が発生する。また、それぞれの仮状態は、仮圧電素子が実装される素子実装部３５Ａ〜３５Ｆごとに、かつ、仮圧電素子の性能値Ｋｔ／Ｋｐごとに設定される。
【００４５】
仮影響値算出部６９は、それぞれの仮状態について仮影響値を算出する（ステップＳ１０４）。それぞれの仮状態では、所定電流値の電流を供給することにより発生する超音波振動の仮振幅の目標状態での目標振幅に対する偏差に基づいて、仮影響値が算出される。ここで、例えば第１の仮状態で発生する超音波振動の仮振幅をＡ１、目標状態での目標振幅をＡ０、第１の仮状態での仮影響値をＥ１（％）とする。第１の仮状態での仮影響値は、  
【数１】
2013027614.tif 000003
【００４６】
となる。また、第１の仮状態以外のそれぞれの仮状態で発生する超音波振動の仮振幅をＡｋ（ｋ＝２，３，４，…）とする。第１の仮状態以外のそれぞれの仮状態での仮影響値Ｅｋは、式（１）でＡ１の代わりにＡｋを代入することにより算出される。
【００４７】
図９は、それぞれの仮状態での仮影響値をまとめたテーブルを示す図である。第１の仮状態では、目標状態から素子実装部３５Ａでのみ性能値Ｋｔ／Ｋｐが０．７９の仮圧電素子８１´Ａが、基準圧電素子８１Ａの代わりに実装される。したがって、図９に示すように、第１の仮状態での仮影響値は−０．５１４（％）となる。また、第２の仮状態では、目標状態から素子実装部３５Ｃでのみ性能値Ｋｔ／Ｋｐが０．８１の仮圧電素子８１´Ｃが、基準圧電素子８１Ｃの代わりに実装される。したがって、図９に示すように、第２の仮状態での仮影響値は０．４４７（％）となる。
【００４８】
また、図９に示すように、素子実装部３５Ｃより素子実装部３５Ａに仮圧電素子が実装される場合の方が、仮圧電素子の性能値Ｋｔ／Ｋｐの基準値からの変化に対する仮影響値の変化が大きくなる。例えば、素子実装部３５Ａに性能値Ｋｔ／Ｋｐが０．７８の仮圧電素子が実装される仮状態では仮影響値が−１．０２８（％）であるのに対し、素子実装部３５Ｃに性能値Ｋｔ／Ｋｐが０．７８の仮圧電素子が実装される仮状態では仮影響値が−０．８９４（％）である。ここで、素子実装部３５Ｃより素子実装部３５Ａのほうが、超音波振動の伝達方向について超音波振動の節位置からの距離が小さい。すなわち、超音波振動の伝達方向について超音波振動の節位置からそれぞれの素子実装部３５Ａ〜３５Ｆまでの距離が小さくなるほど、仮影響値の変化が大きくなる。
【００４９】
実際に、超音波振動の伝達方向について超音波振動の節位置からそれぞれの素子実装部３５Ａ〜３５Ｆまでの距離が小さいほど、実装される圧電素子３３Ａ〜３３Ｆの性能値の変化が超音波振動の振幅に与える影響は大きい。
【００５０】
図６に示すように、計算ユニット６１は、圧電素子選択部７１を備える。図７に示すように、圧電素子選択部７１により、それぞれの素子実装部３５Ａ〜３５Ｆに実装される圧電素子（実装圧電素子）３３Ａ〜３３Ｆを既存圧電素子Ｐ１〜Ｐ５０の中から選択する（ステップＳ１０５）。圧電素子（実装圧電素子）３３Ａ〜３３Ｆを既存圧電素子Ｐ１〜Ｐ５０の中から選択する際には、実際に実装される圧電素子３３Ａ〜３３Ｆと性能値Ｋｔ／Ｋｐが同一の仮圧電素子が実装される仮状態での仮影響値を、それぞれの素子実装部３５Ａ〜３５Ｆの実施影響値とする。例えば、素子実装部３５Ａに性能値Ｋｔ／Ｋｐが０．７９の圧電素子（実装圧電素子）３３Ａが実装される場合、第１の仮状態（図８参照）での仮影響値−０．５１４（％）が、素子実装部３５Ａの実質影響値になる。また、素子実装部３５Ｃに性能値Ｋｔ／Ｋｐが０．８１の圧電素子（実装圧電素子）３３Ｃが実装される場合、第２の仮状態（図８参照）での仮影響値０．４４７（％）が、素子実装部３５Ｃの実質影響値になる。
【００５１】
以上のようにして、それぞれの素子実装部３５Ａ〜３５Ｆの実質影響値が求められる。圧電素子選択部７１は、全ての素子実装部３５Ａ〜３５Ｆの実質影響値の合計が目標振幅に対して所定の範囲内となる状態に、それぞれの素子実装部３５Ａ〜３５Ｆに実装される圧電素子３３Ａ〜３３Ｆを選択する。
【００５２】
例えば、全ての素子実装部３５Ａ〜３５Ｆの実質影響値の合計が−２％〜＋２％の範囲となる状態に、それぞれの素子実装部３５Ａ〜３５Ｆに実装される圧電素子３３Ａ〜３３Ｆを選択する。全ての素子実装部３５Ａ〜３５Ｆの実質影響値の合計を−２％〜＋２％の範囲とすることにより、所定電流値の電流を供給した際の超音波振動の実際の振幅の目標振幅に対する差異が大きくならない。このため、製造されたそれぞれの超音波発生装置２５において、発生する超音波振動の振幅が安定する。したがって、それぞれの超音波発生装置２５を用いた超音波処置装置１において、処置性能の差異が有効に防止される。
【００５３】
ここで、性能値Ｋｔ／Ｋｐが０．８４の圧電素子３３Ａ，３３Ｂ、性能値Ｋｔ／Ｋｐが０．８の圧電素子３３Ｃ、性能値ｋｔ／Ｋｐが０．７６５の圧電素子３３Ｄ，３３Ｅ，３３Ｆが、圧電素子選択部７１により選択される。この場合、素子実装部３５Ａの実質影響値は２．０５６（％）、素子実装部３５Ｂの実質影響値は１．９２２（％）、素子実装部３５Ｃの実質影響値は０（％）、素子実装部３５Ｄの実質影響値は−１．４４８（％）、素子実装部３５Ｅの実質影響値は−１．３３１（％）、素子実装部３５Ｆの実質影響値は−１．２１４（％）となる。したがって、全ての素子実装部３５Ａ〜３５Ｆの実質影響値の合計は、  
【数２】
2013027614.tif 000004
【００５４】
となる。全ての素子実装部３５Ａ〜３５Ｆの実質影響値の合計が−０．０１５（％）であるため、所定電流値を供給した際に、目標振幅に対してほとんど差異のない実際の振幅の超音波振動が発生する。
【００５５】
また、設定される目標状態は、選択された電源ユニット７の性能に応じて変化する。そして、設定された目標状態に基づいてそれぞれの素子実装部３５Ａ〜３５Ｆの実質影響値を算出し、全ての素子実装部３５Ａ〜３５Ｆの実質影響値の合計に基づいて、圧電素子３３Ａ〜３３Ｆを選択している。したがって、超音波発生装置２５に供給する電流の所定電流値等の電源ユニット７の性能に対応して、それぞれの圧電素子（実装圧電素子）３３Ａ〜３３Ｆが選択され、超音波発生装置２５の性能が設定される。すなわち、超音波発生装置２５の性能に対応して、電源ユニット７の性能及び処置部２２の性能が設定されるわけではない。このため、超音波発生装置２５の性能に対応させて超音波発生装置２５に供給する電流の電流値を調整する制御システムを、電源ユニット７に設ける必要はない。また、超音波発生装置２５の性能に適合する状態に初期設定された電源ユニット７及び処置部２２を、選択する必要もない。
【００５６】
また、圧電素子選択部７１は、性能値Ｋｔ／Ｋｐに基づいて圧電素子分類部６７よって種類が分類される既存圧電素子Ｐ１〜Ｐ５０の中で、既存個数の多い種類から優先的に圧電素子（実装圧電素子）３３Ａ〜３３Ｆとして選択する。例えば、全ての素子実装部３５Ａ〜３５Ｆの実質影響値の合計が目標振幅に対して所定の範囲内となる圧電素子３３Ａ〜３３Ｆの選択の組み合わせが、複数組あるとする。また、既存圧電素子Ｐ１〜Ｐ５０の中で性能値Ｋｔ／Ｋｐが０．７６の種類（例えばＰ２０〜Ｐ２９）が、他の種類より既存個数が多いとする。この場合、実装される圧電素子３３Ａ〜３３Ｆにおいて性能値Ｋｔ／Ｋｐが０．７６の種類が多い組み合わせが、複数の組み合わせの中から選択される。すなわち、全ての素子実装部３５Ａ〜３５Ｆの実質影響値の合計が目標振幅に対して所定の範囲内となることを条件に、性能値Ｋｔ／Ｋｐに基づいて種類が分類される既存圧電素子Ｐ１〜Ｐ５０の中で既存個数の多い種類から優先的に、圧電素子３３Ａ〜３３Ｆとして選択される。これにより、種類ごとに既存個数が異なる既存圧電素子Ｐ１〜Ｐ５０の中から、効率よく圧電素子（実装圧電素子）３３Ａ〜３３Ｆが選択される。
【００５７】
図７に示すように、超音波発生装置２５を製造する際には、ステップＳ１０１〜１０５と並行して柱状部３１、バックマス５３等の部材が洗浄される（ステップＳ１０６）。部材を洗浄することにより、汚れ等を原因とする超音波発生装置２５及び超音波処置装置１の性能劣化が防止される。また、曲げ加工により、第１の電極３７及び第２の電極３８が形成される（ステップＳ１０７）。ただし、変形例として、第１の電極３７にリンク部４２Ａ〜４２Ｃが設けられず、それぞれのリング部４１Ａ〜４１Ｄに電気信号線（図示しない）が接続される構成が考えられる。この場合、第１の電極３７の形成に、曲げ加工は用いられない。同様に、第２の電極３８にリンク部４６Ａ，４６Ｂが設けられず、それぞれのリング部４５Ａ〜４５Ｃに電気信号線（図示しない）が接続される構成が考えられる。この場合、第２の電極３８の形成に、曲げ加工は用いられない。
【００５８】
そして、それぞれの部材の間に接着材を塗布する（ステップＳ１０８）。そして、ステップＳ１０５で選択された圧電素子３３Ａ〜３３Ｆ等の部材を柱状部３１に実装する（ステップ１０９）。この際、それぞれの圧電素子３３Ａ〜３３Ｆは、対応する素子実装部３５Ａ〜３５Ｆに実装される。また、それぞれの圧電素子３３Ａ〜３３Ｆは、厚み方向が超音波振動の伝達方向に平行で、かつ、径方向が超音波振動の伝達方向に垂直な状態で、実装される。そして、バックマス５３を実装する（ステップＳ１１０）。バックマス５３により、圧電素子３３Ａ〜３３Ｆ等の部材が、先端方向に押圧される。これにより、ホーン２７とバックマス５３との間に強固に固定された状態で、圧電素子３３Ａ〜３３Ｆ等が実装される。そして、ステップＳ１０８で塗布された接着材を硬化させ（ステップＳ１１１）、それぞれの部材の間を強固に接着する。なお、接着は、ホーン２７とバックマス５３との間のみ行われ、作成後のゆるみを防止するだけであってもよい。
【００５９】
以上のように、ステップＳ１０１〜Ｓ１１１により超音波発生装置２５が製造される。また、超音波処置装置１を製造する際には、圧電素子３３Ａ〜３３Ｆに電気信号線４３，４７等を介して電源ユニット７を電気的に接続する。そして、超音波発生装置２５のホーン２７にプローブ１９を連結する。これにより、超音波発生装置２５よって発生した前記超音波振動が伝達され、伝達された超音波振動を用いて処置を行う処置部２２が形成される。
【００６０】
そこで、前記構成の超音波発生装置２５及び超音波発生装置２５の製造方法では、以下の効果を奏する。すなわち、超音波発生装置２５を製造する際には、それぞれの仮状態での仮影響値を用いて、それぞれの素子実装部３５Ａ〜３５Ｆの実質影響値が求められる。そして、圧電素子選択部７１は、全ての素子実装部３５Ａ〜３５Ｆの実質影響値の合計が目標振幅に対して所定の範囲内（例えば−２％〜＋２％）となる状態に、それぞれの素子実装部３５Ａ〜３５Ｆに実装される圧電素子３３Ａ〜３３Ｆを選択する。全ての素子実装部３５Ａ〜３５Ｆの実質影響値の合計を目標振幅に対して所定の範囲内とすることにより、所定電流値の電流を供給した際の超音波振動の実際の振幅の目標振幅に対する差異が大きくならない。このため、製造されたそれぞれの超音波発生装置２５において、発生する超音波振動の振幅を安定する。すなわち、それぞれの超音波発生装置２５において、発生する超音波振動の振幅の差異を、軽減することができる。したがって、それぞれの超音波発生装置２５を用いた超音波処置装置１において、処置性能の差異の発生を有効に防止することができる。
【００６１】
また、超音波発生装置２５を製造する際に設定される目標状態は、選択された電源ユニット７の性能に応じて変化する。そして、設定された目標状態に基づいてそれぞれの素子実装部３５Ａ〜３５Ｆの実質影響値を算出し、全ての素子実装部３５Ａ〜３５Ｆの実質影響値の合計に基づいて、圧電素子３３Ａ〜３３Ｆを選択している。したがって、超音波発生装置２５に供給する電流の所定電流値等の電源ユニット７の性能に対応して、それぞれの圧電素子（実装圧電素子）３３Ａ〜３３Ｆが選択され、超音波発生装置２５の性能が設定される。すなわち、超音波発生装置２５の性能に対応して、電源ユニット７の性能及び処置部２２の性能が設定されるわけではない。このため、超音波発生装置２５の性能に対応させて超音波発生装置２５に供給する電流の電流値を調整する制御システムを、電源ユニット７に設ける必要はない。また、超音波発生装置２５の性能に適合する状態に初期設定された電源ユニット７及び処置部２２を、選択する必要もない。したがって、組み合わせる電源ユニット７及び処置部２２の初期設定に関係なく、かつ、電源ユニット７の構成を複雑化することなく、発生する超音波振動の振幅を安定させることができる。
【００６２】
また、超音波発生装置２５を製造する際には、超音波振動の伝達方向について超音波振動の節位置からそれぞれの素子実装部３５Ａ〜３５Ｆまでの距離が小さくなるほど、基準値（０．８）からの性能値Ｋｔ／Ｋｐの変化に対する仮影響値の変化が大きく算出される。実際に、超音波振動の伝達方向について超音波振動の節位置からそれぞれの素子実装部３５Ａ〜３５Ｆまでの距離が小さいほど、実装される圧電素子３３Ａ〜３３Ｆの性能値の変化が超音波振動の振幅に与える影響は大きい。したがって、算出される仮影響値の精度を高くすることができる。
【００６３】
さらに、超音波発生装置２５を製造する際には、全ての素子実装部３５Ａ〜３５Ｆの実質影響値の合計が目標振幅に対して所定の範囲内となることを条件に、性能値Ｋｔ／Ｋｐに基づいて種類が分類される既存圧電素子Ｐ１〜Ｐ５０の中で既存個数の多い種類から優先的に、圧電素子３３Ａ〜３３Ｆとして選択される。これにより、種類ごとに既存個数が異なる既存圧電素子Ｐ１〜Ｐ５０の中から、効率よく圧電素子（実装圧電素子）３３Ａ〜３３Ｆを選択することができる。
【００６４】
（第１の実施形態の変形例）  
なお、第１の実施形態では、超音波発生装置２５の基端（柱状部３１の基端）及び超音波発生装置２５の先端（ホーン２７の先端）が、超音波振動の腹位置となるが、これに限るものではない。例えば、第１の変形例として図１０に示すように、超音波発生装置２５の先端（ホーン２７の先端）が、超音波振動の腹位置でなくてもよい。ただし、本変形例においても、超音波発生装置２５の基端（柱状部３１の基端）及びプローブ１９の先端は、超音波振動の腹位置となる。
【００６５】
また、第１の実施形態では、超音波振動の伝達方向について超音波発生装置２５の寸法は超音波振動の半波長に等しくなるが、これに限るものではない。また、超音波振動の伝達方向についてのそれぞれの素子実装部３５Ａ〜３５Ｆの位置は、第１の実施形態の位置に限るものではない。例えば、第２の変形例として図１１に示すように、超音波振動の伝達方向について超音波発生装置２５の寸法が、超音波振動の１波長に等しくてもよい。本変形例では、素子実装部３５Ａ〜３５Ｆの代わりに、素子実装部８２Ａ〜８２Ｆが設けられている。そして、それぞれの素子実装部８２Ａ〜８２Ｆに対応する圧電素子３３Ａ〜３３Ｆが実装されている。
【００６６】
本変形例では、素子実装部８２Ａとホーン２７との間に、柱状部３１より大径な柱状部８３が形成されている。それぞれの圧電素子３３Ａ〜３３Ｆは、バックマス５３と柱状部８３との間に固定された状態で、実装されている。
【００６７】
また、本変形例でも、仮影響値算出部６９は、超音波振動の伝達方向について超音波振動の節位置からそれぞれの素子実装部８２Ａ〜８２Ｆまでの距離が小さくなるほど、基準値からの性能値Ｋｔ／Ｋｐの変化に対する仮影響値の変化が大きくなる状態に、それぞれの仮影響値を算出する。例えば、超音波振動の伝達方向について超音波振動の節位置から  素子実装部８２Ｂ，８２Ｅまでの距離は、超音波振動の伝達方向について超音波振動の節位置から第１の実施形態の素子実装部３５Ａまでの距離と、略一致する。このため、素子実装部８２Ｂ，８２Ｅでの基準値からの性能値Ｋｔ／Ｋｐの変化に対する仮影響値の変化は、素子実装部３５Ａでの基準値からの性能値Ｋｔ／Ｋｐの変化に対する仮影響値の変化（図９参照）と、略同一の特性となる。
【００６８】
また、例えば、第３の変形例として図１２に示すように、超音波振動の伝達方向について超音波発生装置２５の寸法が超音波振動の１波長に等しく、素子実装部３５Ａ〜３５Ｆの代わりに素子実装部８５Ａ〜８５Ｆが設けられてもよい。本変形例では、素子実装部８５Ｂと素子実装部８５Ｃとの間に、筒状部材８６が実装されている。それぞれの圧電素子３３Ａ〜３３Ｆ及び筒状部材８６は、バックマス５３とホーン２７との間に固定された状態で、実装されている。
【００６９】
また、本変形例でも、仮影響値算出部６９は、超音波振動の伝達方向について超音波振動の節位置からそれぞれの素子実装部８５Ａ〜８５Ｆまでの距離が小さくなるほど、基準値からの性能値Ｋｔ／Ｋｐの変化に対する仮影響値の変化が大きくなる状態に、それぞれの仮影響値を算出する。例えば、超音波振動の伝達方向について超音波振動の節位置から  素子実装部８５Ａ，８５Ｃ，８５Ｆまでの距離は、超音波振動の伝達方向について超音波振動の節位置から第１の実施形態の素子実装部３５Ａまでの距離と、略一致する。このため、素子実装部８５Ａ，８５Ｃ，８５Ｆでの基準値からの性能値Ｋｔ／Ｋｐの変化に対する仮影響値の変化は、素子実装部３５Ａでの基準値からの性能値Ｋｔ／Ｋｐの変化に対する仮影響値の変化（図９参照）と、略同一の特性となる。
【００７０】
また、例えば、第４の変形例として図１３に示すように、超音波振動の伝達方向について超音波発生装置２５の寸法が超音波振動の１．５波長に等しくてもよい。本変形例では、素子実装部３５Ａ〜３５Ｆの代わりに、８つの素子実装部９１Ａ〜９１Ｈが設けられている。そして、それぞれの素子実装部９１Ａ〜９１Ｈに、対応する圧電素子（実装圧電素子）３３Ａ〜３３Ｈが実装される。本変形例では、素子実装部９１Ａとホーン２７との間に、柱状部３１より大径な柱状部９２が形成されている。また、素子実装部９１Ｄと素子実装部９１Ｅとの間に、筒状部材９３が実装されている。それぞれの圧電素子３３Ａ〜３３Ｈ及び筒状部材９３は、バックマス５３と柱状部９２との間に固定された状態で、実装されている。
【００７１】
また、本変形例でも、仮影響値算出部６９は、超音波振動の伝達方向について超音波振動の節位置からそれぞれの素子実装部９１Ａ〜９１Ｈまでの距離が小さくなるほど、基準値からの性能値Ｋｔ／Ｋｐの変化に対する仮影響値の変化が大きくなる状態に、それぞれの仮影響値を算出する。例えば、超音波振動の伝達方向について超音波振動の節位置から  素子実装部９１Ａ，９１Ｄ，９１Ｅ，９１Ｈまでの距離は、超音波振動の伝達方向について超音波振動の節位置から第１の実施形態の素子実装部３５Ａまでの距離と、略一致する。このため、素子実装部９１Ａ，９１Ｄ，９１Ｅ，９１Ｈでの基準値からの性能値Ｋｔ／Ｋｐの変化に対する仮影響値の変化は、素子実装部３５Ａでの基準値からの性能値Ｋｔ／Ｋｐの変化に対する仮影響値の変化（図９参照）と、略同一の特性となる。
【００７２】
また、第１の実施形態の超音波処置装置１では、超音波発生装置２５が振動子ケース２３の内部に設けられているが、これに限るものではない。例えば、第５の変形例として図１４に示すように、振動子ケース２３が設けなくてもよい。本変形例では、ハンドルユニット３の筒状ケース１１の内部に超音波発生装置２５が設けられている。また、筒状ケース１１に、ケーブル６の一端が接続されている。超音波発生装置２５に一端が接続される電気信号線４３，４７は、筒状ケース１１の内部、ケーブル６の内部を通って、他端が電源ユニット７に接続されている。
【００７３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形ができることは勿論である。
【００７４】
以下、本発明の他の特徴的な技術事項を下記の通り付記する。  
記   
（付記項１）  
前記超音波振動の伝達方向について互いに対して異なる位置に配置される複数の素子実装部と、  
厚み方向が前記超音波振動の前記伝達方向に平行で、かつ、径方向が前記超音波振動の前記伝達方向に垂直な状態で、対応する前記素子実装部にそれぞれが実装される複数の実装圧電素子を含む既存圧電素子と、  
それぞれの前記既存圧電素子について、前記厚み方向の第１の電気機械結合係数及び前記径方向の第２の電気機械結合係数に基づく性能値を算出する性能値算出部と、  
それぞれの前記素子実装部に前記性能値が基準値となる対応する基準圧電素子が実装され、かつ、所定電流値の電流が供給されることにより目標振幅の前記超音波振動が発生する目標状態を設定する目標状態設定部と、  
前記目標状態から１つの前記素子実装部でのみ前記性能値が前記基準値とは異なる仮圧電素子が前記基準圧電素子の代わりに実装され、前記仮圧電素子が実装される前記素子実装部ごとに、かつ、前記仮圧電素子の前記性能値ごとに設定されるそれぞれの仮状態について、前記所定電流値の前記電流が供給されることにより発生する前記超音波振動の仮振幅の前記目標状態での前記目標振幅に対する偏差に基づいて仮影響値を算出する仮影響値算出部と、  
実際に実装される前記実装圧電素子と前記性能値が同一の前記仮圧電素子が実装される前記仮状態での前記仮影響値をそれぞれの前記素子実装部の実質影響値とした場合に、全ての前記素子実装部の前記実質影響値の合計が前記目標振幅に対して所定の範囲内となる状態に、それぞれの前記素子実装部に実装される前記実装圧電素子を前記既存圧電素子の中から選択する圧電素子選択部と、  
を具備する超音波調整装置。
【００７５】
（付記項２）  
前記仮影響値算出部は、前記超音波振動の前記伝達方向について前記超音波振動の節位置からそれぞれの前記素子実装部までの距離が小さくなるほど、前記基準値からの前記性能値の変化に対する前記仮影響値の変化が大きくなる状態に、前記仮影響値を算出する、付記項１の超音波調整装置。
【００７６】
（付記項３）  
前記圧電素子選択部は、全ての前記素子実装部の前記実質影響値の合計が前記目標振幅に対して所定の範囲内となることを条件に、前記性能値に基づいて種類が分類される前記既存圧電素子の中で既存個数の多い前記種類から優先的に前記実装圧電素子として選択する、付記項１の超音波調整装置。
【００７７】
（付記項４）  
複数の圧電素子をそれぞれ所定の実装位置に実装することによって形成される超音波発生装置の製造方法であって、  
それぞれの前記圧電素子について厚み方向の電気機械結合係数及び広がり方向の電気機械結合係数に基づいて性能値を算出することと、  
前記性能値毎に、前記圧電素子の各前記実装位置での目標振幅に対する影響値を算出することと、  
前記影響値の合算が所定範囲内となるように前記圧電素子を選定し、実装することと、  
を具備する超音波発生装置の製造方法。
【図１】
2013027614.tif 000005
【図２】
2013027614.tif 000006
【図３】
2013027614.tif 000007
【図４】
2013027614.tif 000008
【図５】
2013027614.tif 000009
【図６】
2013027614.tif 000010
【図７】
2013027614.tif 000011
【図８】
2013027614.tif 000012
【図９】
2013027614.tif 000013
【図１０】
2013027614.tif 000014
【図１１】
2013027614.tif 000015
【図１２】
2013027614.tif 000016
【図１３】
2013027614.tif 000017
【図１４】
2013027614.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成25年3月15日(2013.3.15)
【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】
複数の既存圧電素子のそれぞれについて、厚み方向の第１の電気機械結合係数及び径方向の第２の電気機械結合係数に基づく性能値を算出することと、
超音波振動の伝達方向について互いに対して異なる位置に配置される複数の素子実装部のそれぞれに前記性能値が基準値となる対応する基準圧電素子が実装され、かつ、所定電流値の電流が供給されることにより目標振幅の超音波振動が発生する目標状態を設定することと、
前記目標状態から１つの前記素子実装部でのみ前記性能値が前記基準値とは異なる仮圧電素子が前記基準圧電素子の代わりに実装され、前記仮圧電素子が実装される前記素子実装部ごとに、かつ、前記仮圧電素子の前記性能値ごとに設定されるそれぞれの仮状態について、前記所定電流値の前記電流が供給されることにより発生する前記超音波振動の仮振幅の前記目標状態での前記目標振幅に対する偏差に基づいて仮影響値を算出することと、
実際に実装される実装圧電素子と前記性能値が同一の前記仮圧電素子が実装される前記仮状態での前記仮影響値をそれぞれの前記素子実装部の実質影響値とした場合に、全ての前記素子実装部の前記実質影響値の合計が前記目標振幅に対して所定の範囲内となる状態に、それぞれの前記素子実装部に実装される前記実装圧電素子を前記既存圧電素子の中から選択することと、
前記厚み方向が前記超音波振動の前記伝達方向に平行で、かつ、前記径方向が前記超音波振動の前記伝達方向に垂直な状態で、それぞれの前記素子実装部に選択された前記実装圧電素子を実装することと、
を具備する超音波発生装置の製造方法。
【請求項２】
それぞれの前記仮状態について前記仮影響値を算出することは、前記超音波振動の前記伝達方向について前記超音波振動の節位置からそれぞれの前記素子実装部までの距離が小さくなるほど、前記基準値からの前記性能値の変化に対する前記仮影響値の変化が大きくなる状態に、前記仮影響値を算出することを備える、請求項１の超音波発生装置の製造方法。
【請求項３】
それぞれの前記素子実装部に実装される前記実装圧電素子を選択することは、全ての前記素子実装部の前記実質影響値の合計が前記目標振幅に対して所定の範囲内となることを条件に、前記性能値に基づいて種類が分類される前記既存圧電素子の中で既存個数の多い前記種類から優先的に前記実装圧電素子として選択することを備える、請求項１の超音波発生装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１の前記製造方法によって前記超音波発生装置を形成することと、
前記所定電流値の前記電流を前記超音波発生装置に供給する電源ユニットを、前記実装圧電素子に電気的に接続することと、
前記超音波発生装置よって発生した前記超音波振動が伝達され、伝達された前記超音波振動を用いて処置を行う処置部を形成することと、
を具備する超音波処置装置の製造方法。
【請求項５】
超音波振動の伝達方向について互いに対して異なる位置に配置される複数の素子実装部と、
厚み方向の第１の電気機械結合係数及び径方向の第２の電気機械結合係数に基づく性能値をそれぞれが有し、前記厚み方向が前記超音波振動の前記伝達方向に平行で、かつ、前記径方向が前記超音波振動の前記伝達方向に垂直な状態で、対応する前記素子実装部にそれぞれが実装される複数の実装圧電素子と、
を具備し、
それぞれの前記実装圧電素子は、
それぞれの前記素子実装部に前記性能値が基準値となる対応する基準圧電素子が実装され、かつ、所定電流値の電流が供給されることにより目標振幅の超音波振動が発生する目標状態を設定し、
前記目標状態から１つの前記素子実装部でのみ前記性能値が前記基準値とは異なる仮圧電素子が前記基準圧電素子の代わりに実装され、前記仮圧電素子が実装される前記素子実装部ごとに、かつ、前記仮圧電素子の前記性能値ごとに設定されるそれぞれの仮状態について、前記所定電流値の前記電流が供給されることにより発生する前記超音波振動の仮振幅の前記目標状態での前記目標振幅に対する偏差に基づいて仮影響値を算出し、かつ、
前記実装圧電素子と前記性能値が同一の前記仮圧電素子が実装される前記仮状態での前記仮影響値をそれぞれの前記素子実装部の実質影響値とした場合に、
全ての前記素子実装部の前記実質影響値の合計が前記目標振幅に対して所定の範囲内となる状態に、既存圧電素子の中から選択される、超音波発生装置。
【請求項６】
請求項５の前記超音波発生装置と、
前記超音波発生装置に前記所定電流値の前記電流を供給する電源ユニットと、
前記超音波発生装置によって発生した前記超音波振動が伝達され、伝達された前記超音波振動を用いて処置を行う処置部と、
を具備する超音波処置装置。
【請求項７】
複数の圧電素子のそれぞれについて、厚み方向の第１の電気機械結合係数及び径方向の第２の電気機械結合係数に基づく性能値を算出することと、
超音波振動の伝達方向について互いに対して異なる位置に配置される複数の素子実装部のそれぞれに基準となる前記性能値を有する圧電素子が実装された状態で発生する前記超音波振動の振幅を、目標振幅として設定することと、
前記素子実装部のそれぞれについて、前記性能値毎に、前記目標振幅に対する影響値を算出することと、
全ての前記素子実装部の前記実質影響値の合計が前記目標振幅に対して所定の範囲内となる状態に、それぞれの前記素子実装部に実装される圧電素子を前記複数の圧電素子の中から選択することと、
前記厚み方向が前記超音波振動の前記伝達方向に平行で、かつ、前記径方向が前記超音波振動の前記伝達方向に垂直な状態で、それぞれの前記素子実装部に前記選択された圧電素子を実装することと、
を具備する超音波発生装置の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明のある態様の超音波発生装置の製造方法は、複数の既存圧電素子のそれぞれについて、厚み方向の第１の電気機械結合係数及び径方向の第２の電気機械結合係数に基づく性能値を算出することと、超音波振動の伝達方向について互いに対して異なる位置に配置される複数の素子実装部のそれぞれに前記性能値が基準値となる対応する基準圧電素子が実装され、かつ、所定電流値の電流が供給されることにより目標振幅の超音波振動が発生する目標状態を設定することと、前記目標状態から１つの前記素子実装部でのみ前記性能値が前記基準値とは異なる仮圧電素子が前記基準圧電素子の代わりに実装され、前記仮圧電素子が実装される前記素子実装部ごとに、かつ、前記仮圧電素子の前記性能値ごとに設定されるそれぞれの仮状態について、前記所定電流値の前記電流が供給されることにより発生する前記超音波振動の仮振幅の前記目標状態での前記目標振幅に対する偏差に基づいて仮影響値を算出することと、実際に実装される実装圧電素子と前記性能値が同一の前記仮圧電素子が実装される前記仮状態での前記仮影響値をそれぞれの前記素子実装部の実質影響値とした場合に、全ての前記素子実装部の前記実質影響値の合計が前記目標振幅に対して所定の範囲内となる状態に、それぞれの前記素子実装部に実装される前記実装圧電素子を前記既存圧電素子の中から選択することと、前記厚み方向が前記超音波振動の前記伝達方向に平行で、かつ、前記径方向が前記超音波振動の前記伝達方向に垂直な状態で、それぞれの前記素子実装部に選択された前記実装圧電素子を実装することと、を備える。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
また、本発明の別のある態様の超音波発生装置は、超音波振動の伝達方向について互いに対して異なる位置に配置される複数の素子実装部と、厚み方向の第１の電気機械結合係数及び径方向の第２の電気機械結合係数に基づく性能値をそれぞれが有し、前記厚み方向が前記超音波振動の前記伝達方向に平行で、かつ、前記径方向が前記超音波振動の前記伝達方向に垂直な状態で、対応する前記素子実装部にそれぞれが実装される複数の実装圧電素子と、を備え、それぞれの前記実装圧電素子は、それぞれの前記素子実装部に前記性能値が基準値となる対応する基準圧電素子が実装され、かつ、所定電流値の電流が供給されることにより目標振幅の超音波振動が発生する目標状態を設定し、前記目標状態から１つの前記素子実装部でのみ前記性能値が前記基準値とは異なる仮圧電素子が前記基準圧電素子の代わりに実装され、前記仮圧電素子が実装される前記素子実装部ごとに、かつ、前記仮圧電素子の前記性能値ごとに設定されるそれぞれの仮状態について、前記所定電流値の前記電流が供給されることにより発生する前記超音波振動の仮振幅の前記目標状態での前記目標振幅に対する偏差に基づいて仮影響値を算出し、かつ、前記実装圧電素子と前記性能値が同一の前記仮圧電素子が実装される前記仮状態での前記仮影響値をそれぞれの前記素子実装部の実質影響値とした場合に、全ての前記素子実装部の前記実質影響値の合計が前記目標振幅に対して所定の範囲内となる状態に、既存圧電素子の中から選択される。
また、本発明の別のある態様の超音波発生装置の製造方法は、複数の圧電素子のそれぞれについて、厚み方向の第１の電気機械結合係数及び径方向の第２の電気機械結合係数に基づく性能値を算出することと、超音波振動の伝達方向について互いに対して異なる位置に配置される複数の素子実装部のそれぞれに基準となる前記性能値を有する圧電素子が実装された状態で発生する前記超音波振動の振幅を、目標振幅として設定することと、前記素子実装部のそれぞれについて、前記性能値毎に、前記目標振幅に対する影響値を算出することと、全ての前記素子実装部の前記実質影響値の合計が前記目標振幅に対して所定の範囲内となる状態に、それぞれの前記素子実装部に実装される圧電素子を前記複数の圧電素子の中から選択することと、前記厚み方向が前記超音波振動の前記伝達方向に平行で、かつ、前記径方向が前記超音波振動の前記伝達方向に垂直な状態で、それぞれの前記素子実装部に前記選択された圧電素子を実装することと、を備える。
【手続補正書】
【提出日】平成25年6月26日(2013.6.26)
【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】
複数の既存圧電素子のそれぞれについて、厚み方向の第１の電気機械結合係数及び径方向の第２の電気機械結合係数に基づく性能値を算出することと、
超音波振動の伝達方向について互いに対して異なる位置に配置される複数の素子実装部のそれぞれに前記性能値が基準値となる対応する基準圧電素子が実装され、かつ、所定電流値の電流が供給されることにより目標振幅の超音波振動が発生する目標状態を設定することと、
前記目標状態から１つの前記素子実装部でのみ前記性能値が前記基準値とは異なる仮圧電素子が前記基準圧電素子の代わりに実装され、前記仮圧電素子が実装される前記素子実装部ごとに、かつ、前記仮圧電素子の前記性能値ごとに設定されるそれぞれの仮状態について、前記所定電流値の前記電流が供給されることにより発生する前記超音波振動の仮振幅の前記目標状態での前記目標振幅に対する偏差に基づいて仮影響値を算出することと、
実際に実装される実装圧電素子と前記性能値が同一の前記仮圧電素子が実装される前記仮状態での前記仮影響値をそれぞれの前記素子実装部の実質影響値とした場合に、全ての前記素子実装部の前記実質影響値の合計が前記目標振幅に対して所定の範囲内となる状態に、それぞれの前記素子実装部に実装される前記実装圧電素子を前記既存圧電素子の中から選択することと、
前記厚み方向が前記超音波振動の前記伝達方向に平行で、かつ、前記径方向が前記超音波振動の前記伝達方向に垂直な状態で、それぞれの前記素子実装部に選択された前記実装圧電素子を実装することと、
を具備する超音波発生装置の製造方法。
【請求項２】
それぞれの前記仮状態について前記仮影響値を算出することは、前記超音波振動の前記伝達方向について前記超音波振動の節位置からそれぞれの前記素子実装部までの距離が小さくなるほど、前記基準値からの前記性能値の変化に対する前記仮影響値の変化が大きくなる状態に、前記仮影響値を算出することを備える、請求項１の超音波発生装置の製造方法。
【請求項３】
それぞれの前記素子実装部に実装される前記実装圧電素子を選択することは、全ての前記素子実装部の前記実質影響値の合計が前記目標振幅に対して所定の範囲内となることを条件に、前記性能値に基づいて種類が分類される前記既存圧電素子の中で既存個数の多い前記種類から優先的に前記実装圧電素子として選択することを備える、請求項１の超音波発生装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１の前記製造方法によって前記超音波発生装置を形成することと、
前記所定電流値の前記電流を前記超音波発生装置に供給する電源ユニットを、前記実装圧電素子に電気的に接続することと、
前記超音波発生装置よって発生した前記超音波振動が伝達され、伝達された前記超音波振動を用いて処置を行う処置部を形成することと、
を具備する超音波処置装置の製造方法。
【請求項５】
超音波振動の伝達方向について互いに対して異なる位置に配置される複数の素子実装部と、
厚み方向の第１の電気機械結合係数及び径方向の第２の電気機械結合係数に基づく性能値をそれぞれが有し、前記厚み方向が前記超音波振動の前記伝達方向に平行で、かつ、前記径方向が前記超音波振動の前記伝達方向に垂直な状態で、対応する前記素子実装部にそれぞれが実装される複数の実装圧電素子と、
を具備し、
それぞれの前記実装圧電素子は、
それぞれの前記素子実装部に前記性能値が基準値となる対応する基準圧電素子が実装され、かつ、所定電流値の電流が供給されることにより目標振幅の超音波振動が発生する目標状態を設定し、
前記目標状態から１つの前記素子実装部でのみ前記性能値が前記基準値とは異なる仮圧電素子が前記基準圧電素子の代わりに実装され、前記仮圧電素子が実装される前記素子実装部ごとに、かつ、前記仮圧電素子の前記性能値ごとに設定されるそれぞれの仮状態について、前記所定電流値の前記電流が供給されることにより発生する前記超音波振動の仮振幅の前記目標状態での前記目標振幅に対する偏差に基づいて仮影響値を算出し、かつ、
前記実装圧電素子と前記性能値が同一の前記仮圧電素子が実装される前記仮状態での前記仮影響値をそれぞれの前記素子実装部の実質影響値とした場合に、
全ての前記素子実装部の前記実質影響値の合計が前記目標振幅に対して所定の範囲内となる状態に、既存圧電素子の中から選択される、超音波発生装置。
【請求項６】
請求項５の前記超音波発生装置と、
前記超音波発生装置に前記所定電流値の前記電流を供給する電源ユニットと、
前記超音波発生装置によって発生した前記超音波振動が伝達され、伝達された前記超音波振動を用いて処置を行う処置部と、
を具備する超音波処置装置。
【請求項７】
複数の圧電素子のそれぞれについて、厚み方向の第１の電気機械結合係数及び径方向の第２の電気機械結合係数に基づく性能値を算出すること、
超音波振動の伝達方向について互いに対して異なる位置に配置される複数の素子実装部のそれぞれに前記性能値が基準値となる前記圧電素子が実装され、かつ、所定電流値の電流が供給された状態で発生する前記超音波振動の振幅を目標振幅として設定することと、
前記圧電素子が実装される前記素子実装部のそれぞれについて、前記性能値が前記基準値とは異なる前記圧電素子が実装された状態で前記所定電流値の前記電流が供給された場合に発生する前記超音波振動の振幅と前記目標状態での前記目標振幅との偏差に基づく影響値を、前記圧電素子の前記性能値ごとに算出することと、
全ての前記素子実装部の前記影響値の合計が前記目標振幅に対して所定の範囲内となる状態に、それぞれの前記素子実装部に実装される前記圧電素子を複数の前記圧電素子の中から選択することと、
前記厚み方向が前記超音波振動の前記伝達方向に平行で、かつ、前記径方向が前記超音波振動の前記伝達方向に垂直な状態で、それぞれの前記素子実装部に前記選択された前記圧電素子を実装することと、
を具備する超音波発生装置の製造方法。
【請求項８】
前記圧電素子が実装される前記素子実装部のそれぞれについて前記影響値を前記圧電素子の前記性能値ごとに算出することは、前記超音波振動の前記伝達方向について前記超音波振動の節位置からそれぞれの前記素子実装部までの距離が小さくなるほど、前記基準値からの前記性能値の変化に対する前記影響値の変化が大きくなる状態に、前記影響値を算出することを備える、請求項７の超音波発生装置の製造方法。
【請求項９】
それぞれの前記素子実装部に実装される前記圧電素子を選択することは、全ての前記素子実装部の前記影響値の合計が前記目標振幅に対して所定の範囲内となることを条件に、前記性能値に基づいて種類が分類される前記圧電素子の中で個数の多い前記種類から優先的に実装される前記圧電素子として選択することを備える、請求項７の超音波発生装置の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
また、本発明の別のある態様の超音波発生装置は、超音波振動の伝達方向について互いに対して異なる位置に配置される複数の素子実装部と、厚み方向の第１の電気機械結合係数及び径方向の第２の電気機械結合係数に基づく性能値をそれぞれが有し、前記厚み方向が前記超音波振動の前記伝達方向に平行で、かつ、前記径方向が前記超音波振動の前記伝達方向に垂直な状態で、対応する前記素子実装部にそれぞれが実装される複数の実装圧電素子と、を備え、それぞれの前記実装圧電素子は、それぞれの前記素子実装部に前記性能値が基準値となる対応する基準圧電素子が実装され、かつ、所定電流値の電流が供給されることにより目標振幅の超音波振動が発生する目標状態を設定し、前記目標状態から１つの前記素子実装部でのみ前記性能値が前記基準値とは異なる仮圧電素子が前記基準圧電素子の代わりに実装され、前記仮圧電素子が実装される前記素子実装部ごとに、かつ、前記仮圧電素子の前記性能値ごとに設定されるそれぞれの仮状態について、前記所定電流値の前記電流が供給されることにより発生する前記超音波振動の仮振幅の前記目標状態での前記目標振幅に対する偏差に基づいて仮影響値を算出し、かつ、前記実装圧電素子と前記性能値が同一の前記仮圧電素子が実装される前記仮状態での前記仮影響値をそれぞれの前記素子実装部の実質影響値とした場合に、全ての前記素子実装部の前記実質影響値の合計が前記目標振幅に対して所定の範囲内となる状態に、既存圧電素子の中から選択される。
また、本発明の別のある態様の超音波発生装置の製造方法は、複数の圧電素子のそれぞれについて、厚み方向の第１の電気機械結合係数及び径方向の第２の電気機械結合係数に基づく性能値を算出すること、超音波振動の伝達方向について互いに対して異なる位置に配置される複数の素子実装部のそれぞれに前記性能値が基準値となる前記圧電素子が実装され、かつ、所定電流値の電流が供給された状態で発生する前記超音波振動の振幅を目標振幅として設定することと、前記圧電素子が実装される前記素子実装部のそれぞれについて、前記性能値が前記基準値とは異なる前記圧電素子が実装された状態で前記所定電流値の前記電流が供給された場合に発生する前記超音波振動の振幅と前記目標状態での前記目標振幅との偏差に基づく影響値を、前記圧電素子の前記性能値ごとに算出することと、全ての前記素子実装部の前記影響値の合計が前記目標振幅に対して所定の範囲内となる状態に、それぞれの前記素子実装部に実装される前記圧電素子を複数の前記圧電素子の中から選択することと、前記厚み方向が前記超音波振動の前記伝達方向に平行で、かつ、前記径方向が前記超音波振動の前記伝達方向に垂直な状態で、それぞれの前記素子実装部に前記選択された前記圧電素子を実装することと、を備える。
【国際調査報告】
2013027614.tif 000019
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