(57)【要約】【課題】すぐれた効果を奏する超音波を効率よく発生することができる超音波治療装置を提供する。【解決手段】ノズル本体と発泡用の口金と空気吸入通路とから構成され、かつ内部に空間を設けた超音波発生ノズルを浴槽に配置してなる超音波治療装置において、前記ノズル本体に設けた絞り口の直径をｄ、口金の噴出穴の直径をＤ、口金の噴出穴の長さをＬとする。前記口金の噴出穴の長さＬを、１０〜４０ｍｍに設定するとともに、横軸に絞り口の直径ｄ、縦軸に噴出穴の直径Ｄをとって、前記ノズルから発生する１６ｋＨｚ以上の超音波成分の総和を等高線で表した実験データに基づいて、前記絞り口の直径ｄ及び噴出穴の直径Ｄを、等高線Ｃ１の領域内に設定する。【選択図】　　　図１
2004089474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル本体と発泡用の口金と空気吸入通路とから構成され、かつ内部に空間を設けた超音波発生ノズルを浴槽に配置してなる超音波治療装置において、前記ノズル本体に設けた絞り口の直径をｄ、口金の噴出穴の直径をＤ、口金の噴出穴の長さをＬとすると、
前記口金の噴出穴の長さＬを、１０〜４０ｍｍに設定するとともに、図１に示すように横軸に絞り口の直径ｄ、縦軸に噴出穴の直径Ｄをとって、前記ノズルから発生する１６ｋＨｚ以上の超音波成分の総和を等高線で表した実験データに基づいて、前記絞り口の直径ｄ及び噴出穴の直径Ｄを、図１の等高線Ｃ１の領域内に設定した超音波治療装置。
【請求項２】
請求項１において、前記絞り口の直径ｄ及び噴出穴の直径Ｄを、図１の等高線Ｃ３の領域内に設定した超音波治療装置。
【請求項３】
請求項１において、前記絞り口の直径ｄ及び噴出穴の直径Ｄを、図１の等高線Ｃ８の領域内に設定した超音波治療装置。
【請求項４】
請求項１において、前記絞り口の直径ｄ及び噴出穴の直径Ｄを、図１の等高線Ｃ９の領域内に設定した超音波治療装置。
【請求項５】
請求項４において、前記絞り口の直径ｄ及び噴出穴の直径Ｄを、図１の等高線Ｃ１０の領域内に設定した超音波治療装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項において、超音波発生ノズルの吐出圧力は、０．１０ＭＰａ〜０．１２ＭＰａに設定されている超音波治療装置。
【請求項７】
請求項１〜６に記載の超音波治療装置に用いる超音波発生ノズル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波治療装置及びそれに用いる超音波発生ノズルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、超音波治療装置は超音波による温熱作用やマイクロマッサージ作用等によってより優れた治療効果が得られる。この超音波治療装置として、特公昭６２−２９０５５号公報に示すものが提案されている。この超音波治療装置は、浴槽内にノズル本体と口金（発泡ノズル）と空気吸入管とから構成され、かつ内部に空間を設けた超音波発生ノズルを配置している。そして、前記超音波発生ノズルを、圧力９８．０７〜１９６．１４ｋＰａの水をノズル本体から噴射させたときに、水と空気との体積混合比が５．７〜６．３：４．３〜３．７のもとで、毎秒４０，　０００〜７０，　０００Ｈｚの超音波を発生させるように構成されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の超音波治療装置は、超音波発生ノズルのノズル本体の絞り口の直径寸法と、口金の噴出穴の直径寸法と、口金の噴出穴の長さ寸法等についての適正な設定がなされていなかったので、超音波発生ノズルから効率的に超音波を発生させることができないという問題点があった。
【０００４】
本発明は、上記従来の技術に存する問題点を解消して、超音波発生ノズルから効率的に超音波を発生させることができる超音波治療装置及びそれに用いる超音波発生ノズルを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、ノズル本体と発泡用の口金と空気吸入通路とから構成され、かつ内部に空間を設けた超音波発生ノズルを浴槽に配置してなる超音波治療装置において、前記ノズル本体に設けた絞り口の直径をｄ、口金の噴出穴の直径をＤ、口金の噴出穴の長さをＬとすると、前記口金の噴出穴の長さＬを、１０〜４０ｍｍに設定するとともに、図１に示すように横軸に絞り口の直径ｄ、縦軸に噴出穴の直径Ｄをとって、前記ノズルから発生する１６ｋＨｚ以上の超音波成分の総和を等高線で表した実験データに基づいて、前記絞り口の直径ｄ及び噴出穴の直径Ｄを、図１の等高線Ｃ１の領域内に設定したことを要旨とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記絞り口の直径ｄ及び噴出穴の直径Ｄを、図１の等高線Ｃ３の領域内に設定したことを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１において、前記絞り口の直径ｄ及び噴出穴の直径Ｄを、図１の等高線Ｃ８の領域内に設定したことを要旨とする。
【０００７】
請求項４に記載の発明は、請求項１において、前記絞り口の直径ｄ及び噴出穴の直径Ｄを、図１の等高線Ｃ９の領域内に設定したことを要旨とする。
請求項５に記載の発明は、請求項４において、前記絞り口の直径ｄ及び噴出穴の直径Ｄを、図１の等高線Ｃ１０の領域内に設定したことを要旨とする。
【０００８】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項において、超音波発生ノズルの吐出圧力は、０．１０ＭＰａ〜０．１２ＭＰａに設定されていることを要旨とする。
【０００９】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６に記載の超音波治療装置に用いる超音波発生ノズルを要旨とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した超音波治療装置の一実施形態を図面に従って説明する。
【００１１】
図１１に示すように浴槽１の側面１ａには超音波発生ノズル２が装着されている。この超音波発生ノズル２は図１２に示すように前記側面１ａに固着されるノズル本体３と、該ノズル本体３の先端部に接合された口金４と、前記ノズル本体３に形成した空気吸入通路５とにより構成されている。前記ノズル本体３及び口金４によって内部に空間Ｖが形成されている。
【００１２】
前記浴槽１の側方にはポンプ６が配設され、モータ７によって作動されるようになっている。前記ポンプ６の吸入口と浴槽１とを管路８により連通し、吐出口と前記ノズル本体３とを管路９により連通している。
【００１３】
前述した超音波治療装置において、モータ７を起動してポンプ６を作動させ、浴槽１内の水を管路８、ポンプ６及び管路９を経て、ノズル本体３の絞り口３ａから噴射させる。すると、霧吹きの原理により空気吸入通路５から空気が空間Ｖ内に吸入され、水は空気とともに口金４の噴出穴４ａから混合され、超音波気泡群となって浴槽１内へ放出される。この超音波治療装置は、超音波発生ノズルを、圧力９８．０７〜１９６．１４ｋＰａの水をノズル本体から噴射させたときに、水と空気との体積混合比が５．７〜６．３：４．３〜３．７のもとで、毎秒４０，　０００〜７０，　０００Ｈｚの超音波を発生させるようにしている。
【００１４】
さて、この出願人は前記構成の装置において、超音波発生ノズル２の絞り口３ａの直径ｄ（以下単に絞り口径ｄという）、口金４の噴出穴４ａの直径Ｄ（以下単に口金穴径Ｄという）、口金４の噴出穴４ａの長さＬ（以下単に口金長さＬという）を変化させた多数の超音波発生ノズル２を用意した。そして、水と空気の体積混合比が６対４になるように、ポンプ６を作動させてノズル本体３から水を所定圧力、つまり９８．０７〜１９６．１４ｋＰａで噴射させて超音波がどのように発生しているかを測定する実験を次のようにして行った。すなわち、浴槽１内に超音波発生ノズル２と対向してマイク１０を配置するとともに、このマイク１０からの検出信号を前置増幅器１１により増幅する。その後、増幅器１２により再増幅し、さらにフィルタ１３を接続した周波数分析器１４によって周波数成分を分析し、記録計１５によって記録した。
【００１５】
ところで、一般に超音波とは１６ｋＨｚ以上の音波を指す。又、音の強さは次式の音圧レベルで表される。
音圧レベル（ＳＰＬ）＝２０ｌｏｇ１０（ｐ／ｐ０）　ｄＢ（デシベル）
これは２０マイクロパスカル（μＰａ）を基準値ｐ０として音圧ｐを比で表したものである。
【００１６】
「家庭用超音波気泡浴装置の超音波に関する基準」によれば、超音波の基準値は『１６ｋＨｚ以上の周波数成分を有し、かつ音圧レベルが１１５ｄＢｒｅμＰａ（＝１５ｄＢｒｅμｂａｒ）以上あること』と定められている。そこで、以下の実験結果における超音波成分のパワーを評価するにあたり、１６ｋＨｚ以上の周波数帯域において、１１５ｄＢｒｅμＰａ以上のパワーを有する成分の総量について検討した。治療浴装置としての利用の際には、前記総量が主な有効成分と考えられる。
【００１７】
図９又は図１０は周波数分析結果の一例を示す。図中の縦線は基準となる周波数１６ｋＨｚを示し、横線は音圧レベル１１５ｄＢを示す。
前記絞り口径ｄ、口金穴径Ｄ、口金長さＬの各寸法をパラメーターとして、発生する超音波成分の総量について検討する。
【００１８】
図１は前記口金の噴出穴の長さＬを、２０ｍｍに設定するとともに、横軸に絞り口の直径ｄ、縦軸に噴出穴の直径Ｄをとって、前記ノズルから発生する１６ｋＨｚ以上の超音波成分の総和を等高線で表した実験データを示す。等高線Ｃ１は、超音波成分の総和が９６８（ｄＢ：デシベル）であって、超音波治療が可能な領域を示す。等高線Ｃ２は、超音波成分の総和が９７６（ｄＢ：デシベル）、等高線Ｃ３は、同成分の総和が９８４（ｄＢ）であって、この領域は治療効果が高い推奨領域である。等高線Ｃ４は、同成分の総和が９８８（ｄＢ）、等高線Ｃ５は、同成分の総和が９９０（ｄＢ）、等高線Ｃ６は、同成分の総和が９９２（ｄＢ）、等高線Ｃ７は、同成分の総和が９９４（ｄＢ）である。等高線Ｃ８は、同成分の総和が９９６（ｄＢ）、等高線Ｃ９は、同成分の総和が９９８（ｄＢ）、等高線Ｃ１０は、同成分の総和が９９９（ｄＢ）であって、この領域は最適な治療が可能な領域である。
【００１９】
図１の実験データは口金長さＬを２０ｍｍとして行ったものであるが、Ｌ＝１０〜４０ｍｍとしても図１の等高線図とほぼ同様の等高線図が得られた。
図１において、各等高線Ｃ１〜Ｃ１０上に複数の点をプロットし、隣接する各点を直線で結んだサークルＣ１ａ〜Ｃ１０ａの前記各直線の一次方程式は、次の（表１）〜（表１０）で表される。各サークルＣ１ａ〜Ｃ１０ａのプロットされた第１点は縦軸のＤの値が最も小さいところに設定され、これを起点として時計回り方向に第２〜第１２点を設定した。
【００２０】
（表１）
サークルＣ１ａに対応する１２本の直線群
点１−２：Ｄ＝−０．２４ｄ＋４．６１
点２−３：Ｄ＝−３．０９ｄ＋１３．７２
点３−４：Ｄ＝２３．８３ｄ−６４．３１
点４−５：Ｄ＝２．８３ｄ−０．８１
点５−６：Ｄ＝１．９７ｄ−２．６３
点６−７：Ｄ＝−３ｄ＋３７．５８
点７−８：Ｄ＝−２０３．９６ｄ＋１６１２．６６
点８−９：Ｄ＝３．０６ｄ−１５．０１
点９−１０：Ｄ＝０．５４ｄ＋３．２１
点１０−１１：Ｄ＝１．２４ｄ＋０．２
点１１−１２：Ｄ＝１．５５ｄ−１．０９
点１２−１：Ｄ＝２．７ｄ−５．７６
（表２）
サークルＣ２に対応する１２本の直線群
点１−２：Ｄ＝−２．５５ｄ＋１２．７８
点２−３：Ｄ＝１７．７６ｄ−５１．３４
点３−４：Ｄ＝３．７５ｄ−５．０５
点４−５：Ｄ＝１．７６ｄ＋２．４１
点５−６：Ｄ＝２．１４ｄ＋０．６７
点６−７：Ｄ＝−４．０８ｄ＋４４．２９
点７−８：Ｄ＝５３５．０６ｄ−４０４８．３６
点８−９：Ｄ＝４．４６ｄ−２４．６５
点９−１０：Ｄ＝０．５５ｄ＋３．４４
点１０−１１：Ｄ＝０．８５ｄ＋２．１９
点１１−１２：Ｄ＝１．８２ｄ−１．７４
点１２−１：Ｄ＝２．９８ｄ−６．２２
（表３）
サークルＣ３に対応する１２本の直線群
点１−２：Ｄ＝−０．３４ｄ＋７．５２
点２−３：Ｄ＝−５．８３ｄ＋２７．８７
点３−４：Ｄ＝４．３５ｄ−８．５７
点４−５：Ｄ＝１．８５ｄ＋１．１７
点５−６：Ｄ＝２．０５ｄ＋０．２２
点６−７：Ｄ＝０．４ｄ＋１１．３
点７−８：Ｄ＝−１．３６ｄ＋２３．５６
点８−９：Ｄ＝−６．０２ｄ＋５６．８５
点９−１０：Ｄ＝２９．２２ｄ−２０３．６９
点１０−１１：Ｄ＝６．１ｄ−３５．１５
点１１−１２：Ｄ＝０．８ｄ＋２．２
点１２−１：Ｄ＝０．６２ｄ＋３．３３
（表４）
サークルＣ４に対応する１２本の直線群
点１−２：Ｄ＝−１．０５ｄ＋１０．８２
点２−３：Ｄ＝−１８．５７ｄ＋７９．４４
点３−４：Ｄ＝７．４８ｄ−２１．６２
点４−５：Ｄ＝２．１２ｄ−０．２８
点５−６：Ｄ＝１．０３ｄ＋４．３８
点６−７：Ｄ＝１．５ｄ＋２．３
点７−８：Ｄ＝２．０４ｄ−０．３４
点８−９：Ｄ＝−０．５６ｄ＋１７．２８
点９−１０：Ｄ＝−７．０９ｄ＋６３．８６
点１０−１１：Ｄ＝１６．０８ｄ−１０４．８５
点１１−１２：Ｄ＝１．３３ｄ−０．８
点１２−１：Ｄ＝０．６１ｄ＋３．５７
（表５）
サークルＣ５に対応する１２本の直線群
点１−２：Ｄ＝−１．１７ｄ＋１１．４７
点２−３：Ｄ＝−２．２ｄ＋１５．７
点３−４：Ｄ＝８．１４ｄ−２５．２２
点４−５：Ｄ＝２．１５ｄ−０．６７
点５−６：Ｄ＝０．９２ｄ＋４．６９
点６−７：Ｄ＝１．８ｄ＋０．６６
点７−８：Ｄ＝１．９６ｄ−０．１３
点８−９：Ｄ＝−０．９６ｄ＋１９．８３
点９−１０：Ｄ＝−１３．８８ｄ＋１１１．７３
点１０−１１：Ｄ＝１５．４ｄ−９８．８５
点１１−１２：Ｄ＝１．６８ｄ−２．７７
点１２−１：Ｄ＝０．５９ｄ＋３．７９
（表６）
サークルＣ６に対応する１２本の直線群
点１−２：Ｄ＝−１．５１ｄ＋１３．１６
点２−３：Ｄ＝６２６．５ｄ−２５６６．１３
点３−４：Ｄ＝３．７２ｄ−７．４６
点４−５：Ｄ＝１．０６ｄ＋３．９１
点５−６：Ｄ＝１．５１ｄ＋１．８
点６−７：Ｄ＝１．９７ｄ−０．４９
点７−８：Ｄ＝０．５８ｄ＋９．０２
点８−９：Ｄ＝−７．５９ｄ＋６５．９５
点９−１０：Ｄ＝１０．５５ｄ−６３．２９
点１０−１１：Ｄ＝１０．７５ｄ−６４．７３
点１１−１２：Ｄ＝１．７ｄ−２．６
点１２−１：Ｄ＝０．５８ｄ＋３．９７
（表７）
サークルＣ７に対応する１１本の直線群
点１−２：Ｄ＝−１．２６ｄ＋１２．３４
点２−３：Ｄ＝−２．６７ｄ＋１８．４１
点３−４：Ｄ＝８．２３ｄ−２７．１３
点４−５：Ｄ＝１．１５ｄ＋３．２６
点５−６：Ｄ＝１．１ｄ＋３．５３
点６−７：Ｄ＝１．５９ｄ＋１．０２
点７−８：Ｄ＝２．０２ｄ−１．２９
点８−９：Ｄ＝−１．１ｄ＋２０．０５
点９−１０：Ｄ＝１０．１４ｄ−５８．５８
点１０−１１：Ｄ＝１．８４ｄ−３．１８
点１１−１：Ｄ＝０．５８ｄ＋４．２
（表８）
サークルＣ８に対応する１０本の直線群
点１−２：Ｄ＝−０．９６ｄ＋１１．３８
点２−３：Ｄ＝−１９．０８ｄ＋８９．６１
点３−４：Ｄ＝３．６６ｄ−７．８２
点４−５：Ｄ＝０．８ｄ＋４．６５
点５−６：Ｄ＝１．５５ｄ＋０．４５
点６−７：Ｄ＝１．９ｄ−１．５５
点７−８：Ｄ＝４７．９４ｄ−２９７．７１
点８−９：Ｄ＝１．９６ｄ−３．３８
点９−１０：Ｄ＝０．５２ｄ＋４．６８
点１０−１：Ｄ＝０．５９ｄ＋４．３２
（表９）
サークルＣ９に対応する８本の直線群
点１−２：Ｄ＝−０．７８ｄ＋１０．９１
点２−３：Ｄ＝−４．４２ｄ＋２７．１１
点３−４：Ｄ＝５．２７ｄ−１５．１４
点４−５：Ｄ＝０．６７ｄ＋５．１８
点５−６：Ｄ＝−０．１７ｄ＋９．０６
点６−７：Ｄ＝−１９．２８ｄ＋１０７．４９
点７−８：Ｄ＝１．１８ｄ＋１．７５
点８−１：Ｄ＝０．２９ｄ＋６．０２
（表１０）
サークルＣ１０に対応する６本の直線群
点１−２：Ｄ＝−２．１８ｄ＋１７．４９
点２−３：Ｄ＝２．３７ｄ−２．６３
点３−４：Ｄ＝−０．０８ｄ＋８．５３
点４−５：Ｄ＝−２．２７ｄ＋１８．９１
点５−６：Ｄ＝３．３７ｄ−８．５１
点６−１：Ｄ＝０．３９ｄ＋５．７１
図２〜図７は図１の実験データを得る過程で収集された各種のデータのうち数例を示すグラフである。このデータについて以下に説明する。
【００２１】
図２は、口金穴径Ｄ＝８ｍｍ、口金長さＬ＝２０ｍｍとして絞り口径ｄを変化させたときの超音波成分の総量（ｄＢ；デシベル）を示す。絞り口径ｄ＝４，５ｍｍの場合に最大値を示しており、絞り口径ｄはこれよりも大きくしても小さくしても超音波成分の発生量が減少することが分かった。絞り口径ｄ＝２ｍｍの場合には、気泡は出るものの１１５ｄＢ以上のパワーは存在しない。又、口金穴径Ｄと同じ寸法の絞り口径ｄ＝８ｍｍの場合、多少の超音波成分は存在するが、このとき気泡は混入せず空気吸入通路５へ水が逆流した。
【００２２】
図２において、水平の第１〜第３目安線Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３は、最も下に位置する第１目安線Ｈ１が高周波成分の総量が９６８ｄＢで、この範囲内であれば超音波治療装置として使用可能なものとなる。この場合には絞り口径ｄは、ｄ＝３．２〜８．１ｍｍの範囲において任意の値に設定される。
【００２３】
又、第２目安線Ｈ２は１６ｋＨｚ以上の帯域の高周波成分の総量が９８４ｄＢであって、推奨できるものである。この場合には絞り口径ｄは、ｄ＝３．７〜７．２ｍｍの範囲において任意の値に設定される。
【００２４】
さらに、第３目安線Ｈ３は１６ｋＨｚ以上の帯域の高周波成分の総量が９９６ｄＢで望ましい領域である。この場合には絞り口径ｄは、ｄ＝４．３〜５．７ｍｍの範囲に設定される。
【００２５】
さらに、１６ｋＨｚ以上の帯域の高周波成分の総量がピーク値（１０００ｄＢ）となる最高点Ｔにおいては、絞り口径ｄは、ｄ＝４．５ｍｍに設定される。
図３は絞り口径ｄ＝４．５ｍｍ、口金長さＬ＝２０ｍｍとして、口金穴径Ｄを変化させたときの超音波成分を示す。口金穴径Ｄ＝８ｍｍの場合に最大値を示し、口金穴径Ｄがこれよりも大きくなると超音波成分は急激に減少する。又、図２と同様に、絞り口径ｄと口金穴径Ｄが接近すると気泡は混入せず、超音波成分は著しく小さくなる。
【００２６】
図３において、第１目安線Ｈ１に基づいて口金穴径Ｄ＝５．６〜１０．５ｍｍの範囲において任意の値に設定される。上限を１０．５ｍｍとした理由は、それ以上になっても超音波成分の総量が変化しないからである。
【００２７】
又、第２目安線Ｈ２に基づいて、口金穴径Ｄ＝５．９〜９．４ｍｍの範囲において任意の値に設定される。
さらに、第３目安線Ｈ３に基づいて、口金穴径Ｄ＝７．０〜８．４ｍｍの範囲に設定される。
【００２８】
さらに、１６ｋＨｚ以上の帯域の高周波成分の総量がピーク値（１０００ｄＢ）となる最高点Ｔの口金穴径Ｄは、Ｄ＝８．０ｍｍに設定される。
図４は、絞り口径ｄ＝４．５ｍｍ、口金穴径Ｄ＝８ｍｍとして、口金長さＬを変化させたときの超音波成分の総量を示す。口金長さＬ＝２０ｍｍの場合に最大値を示しており、口金長さＬにも最適値があることがわかる。これは超音波を生じる気泡を出すためには噴出穴４ａに適度な助走区間が必要なことを意味している。なお、口金長さＬ＝５ｍｍの場合の成分は９５３ｄＢで、第１目安線Ｈ１以下である。又、口金長さＬが長くなり過ぎると成分の総量が急激に低下する。
【００２９】
図４において、第１目安線Ｈ１に基づいて口金長さＬ＝６．０〜４０．０ｍｍの範囲において任意の値に設定される。
又、第２目安線Ｈ２に基づいて、口金長さＬ＝１１．０〜４０．０ｍｍの範囲において任意の値に設定される。
【００３０】
さらに、第３目安線Ｈ３に基づいて、口金長さＬ＝１７．０〜３１．０ｍｍの範囲に設定される。
さらに、１６ｋＨｚ以上の帯域の高周波成分の総量がピーク値（１０００ｄＢ）となる最高点Ｔの口金長さＬ＝２０．０ｍｍに設定される。
【００３１】
以上のように１６ｋＨｚ以上の帯域で１１５ｄＢ以上有する超音波成分の総量は口金４の寸法比によって大きく変化することが明らかとなった。すなわち有効な超音波成分のパワーをより多く発生させるためには、最適な寸法比で口金４を設計することが重要である。そして、図２〜図４から明らかなように三つの寸法ｄ−Ｄ−Ｌが４．５−８−２０（ｍｍ）の場合が最適であることが判明した。
【００３２】
以上の説明では、絞り口径ｄ＝４．５ｍｍの場合を中心に説明したが、次に、この絞り口径ｄが４．５ｍｍよりも小さい二つの場合（２ｍｍ，３．５ｍｍ）と、大きい一つの場合（７ｍｍ）の最適寸法について述べる。絞り口径ｄを変えた場合の最適寸法割合を明らかにしておくことは、治療浴装置を小型化あるいは大型化する際の口金４の設計に重要である。
【００３３】
図５、図６及び図７は、それぞれ絞り口径ｄ＝２ｍｍ、３．５ｍｍ、７ｍｍの場合に口金穴径Ｄを変えて得られた超音波成分の総量を示す。又、これらの実験はいずれも口金長さＬ＝２０ｍｍで行った。
【００３４】
図５の絞り口径ｄ＝２ｍｍの場合には、いずれの口金穴径Ｄにおいても超音波成分が第１目安線Ｈ１よりも少なく、絞り口径ｄをここまで小さくすることは問題となる。
【００３５】
図６の絞り口径ｄ＝３．５ｍｍの場合、口金穴径Ｄが変わっても超音波成分の量はそれほど大きく変化しないが、口金穴径Ｄ＝５ｍｍ前後が最適と考えられる。なお、この絞り口径ｄにおいては常に６０ｋＨｚ付近のパワーが卓越する傾向にあり、特にこの周波数域を必要とするケースに有効と考えられる。
【００３６】
図６においては、Ｈ１を基準としてＤの範囲を設定することはできなかった。又、Ｈ２を基準としてＤを設定するとすると、Ｄ＝５ｍｍとなり、これは最高点Ｔにおける口金穴径Ｄの５ｍｍと一致するものである。
【００３７】
図７の絞り口径ｄ＝７ｍｍの場合、超音波成分の総量は口金穴径Ｄ＝１２ｍｍにおいてはっきりとした最大値を示す。
この図７において、第１目安線Ｈ１、第１〜第３目安線Ｈ２に基づいて、直径Ｄの範囲を設定することはできない。しかし、９９４ｄｂＢの第４目安線Ｈ４に基づいて、口金穴径Ｄの範囲を１０．４〜１３．０ｍｍに設定することができる。さらに第３目安線Ｈ３と最高点Ｔが一致し、そのときのＤは１２．０ｍｍとなる。
【００３８】
以上の結果をまとめると、絞り口径ｄと口金穴径Ｄの最適寸法は以下のようになる。
ｄ−Ｄ＝３．５−６（ｍｍ）（３．５　　−６．２）
ｄ−Ｄ＝４．５−８
ｄ−Ｄ＝７−１２（ｍｍ）（７−１２．４）
ここで、右側の括弧内に示した数値は、ｄ−Ｄ＝４．５−８（ｍｍ）の場合と相似な場合の寸法割合で、ほぼその比と同じ値となっていることがわかる。従って、口金穴径Ｄに対する絞り口径ｄの寸法比の最適値はｄ／Ｄ＝４．５／８＝０．５６（断面積比ｄ２　　／Ｄ２　　＝０．３２）であることが示された。
【００３９】
次に、超音波気泡の発生が水噴流の吐出圧力に対してどのように変化するかを明らかにした。
図８はｄ−Ｄ−Ｌが４．５−８−２０、３．５−６．１−２０、３．５−７−２０（ｍｍ）の場合の吐出圧力ｐに対する超音波成分の総量の変化を示す。図８から明らかなように、超音波成分を発生せしめるためには、０．１０〜０．１５ＭＰａの吐出圧力が必要であり、又、それ以上の吐出圧力を与えても超音波成分量はそれほど変わらないことが分かった。０．１０〜０．１２ＭＰａの吐出圧力でも良い。
【００４０】
上記実施形態の超音波治療装置によれば、以下のような特徴を得ることができる。
（１）上記実施形態では、前記口金の噴出穴の長さＬを、１０〜４０ｍｍに設定するとともに、前記絞り口の直径ｄ及び噴出穴の直径Ｄを、図１の等高線Ｃ１の領域内に設定した。このため、超音波発生ノズル２から治療効果の奏する高周波成分の気泡を発生させることができる。
【００４１】
（２）上記実施形態では、前記絞り口の直径ｄ及び噴出穴の直径Ｄを、図１の等高線Ｃ３の領域内に設定したので、超音波発生ノズル２から治療効果として推奨できる高周波成分の気泡を発生させることができる。
【００４２】
（３）上記実施形態では、前記絞り口の直径ｄ及び噴出穴の直径Ｄを、図１の等高線Ｃ８、Ｃ９又はＣ１０の領域内に設定したので、超音波発生ノズル２から治療効果の高い高周波成分の気泡を発生させることができる。
【００４３】
（４）上記実施形態では、図２に示す実験データに基づいて、Ｌ＝２０ｍｍ、Ｄ＝８ｍｍ、ｄ＝３．２ｍｍ〜８．１ｍｍに設定したり、ｄ＝３．７ｍｍ〜７．２ｍｍに設定したり、ｄ＝４．３ｍｍ〜５．７ｍｍに設定したり、ｄ＝４．５ｍｍに設定したりすることができる。この結果、超音波発生ノズル２から効率的に高周波成分の気泡を発生させることができる。
【００４４】
（５）上記実施形態では、図３に示す実験データに基づいて、Ｌ＝２０ｍｍ、ｄ＝４．５ｍｍ、Ｄ＝５．６ｍｍ〜１２．０ｍｍに設定したり、Ｄ＝５．９ｍｍ〜９．４ｍｍに設定したり、Ｄ＝７．０ｍｍ〜８．４ｍｍに設定した。この結果、超音波発生ノズル２から効率的に高周波成分の気泡を発生させることができる。
【００４５】
（６）上記実施形態では、図４に示す実験データに基づいて、ｄ＝４．５ｍｍ、Ｄ＝８．０ｍｍ、Ｌ＝７ｍｍ〜４２ｍｍに設定したり、Ｌ＝１０．０ｍｍ〜４０．０ｍｍに設定したり、Ｌ＝１７．０ｍｍ〜３１．０ｍｍに設定した。この結果、超音波発生ノズル２から効率的に高周波成分の気泡を発生させることができる。
【００４６】
（７）上記実施形態では、Ｌ＝２０ｍｍ、Ｄ＝８．０ｍｍ、ｄ＝４．５ｍｍに設定したので、最も効率よくを高周波成分の気泡を発生させることができる。
（８）上記実施形態では、図６に示す実験データに基づいて、Ｌ＝２０ｍｍ、ｄ＝３．５ｍｍ、Ｄ＝４．０ｍｍ〜８．０ｍｍに設定したり、Ｄ＝４．８ｍｍ〜５．３ｍｍに設定したり、Ｄ＝５．０ｍｍに設定した。このため、超音波発生ノズル２から効率的に高周波成分の気泡を発生させることができる。
【００４７】
（９）上記実施形態では、Ｌ＝２０ｍｍ、ｄ＝７．０ｍｍ、Ｄ＝７．０ｍｍ〜１５．０ｍｍに設定したり、Ｄ＝１０．９ｍｍ〜１２．７ｍｍに設定したり、Ｄ＝１２．０ｍｍに設定した。このため、超音波発生ノズル２から効率的に高周波成分の気泡を発生させることができる。
【００４８】
（１０）上記実施形態では、超音波発生ノズルの吐出圧力を、０．１〜０．１５ＭＰａに設定した。このため高周波発生に要する動力を軽減することができる。
【００４９】
なお、前記実施形態は以下のように変更することもできる。
・　図１２に示す超音波発生ノズルにおいて、空気吸入通路をノズル本体３と別体で形成した空気吸入管を用いてもよい。
【００５０】
・　ノズル本体３に対し口金４を一体的に形成してもよい。
前記実施形態及び別例から把握される請求項以外の技術思想について説明する。
【００５１】
（技術思想１）　請求項１において、前記絞り口の直径ｄ及び噴出穴の直径Ｄ図１の等高線Ｃ２の領域内に設定した超音波治療装置。
（技術思想２）　請求項１において、前記絞り口の直径ｄ及び噴出穴の直径Ｄ図１の等高線Ｃ４の領域内に設定した超音波治療装置。
【００５２】
（技術思想３）　請求項１において、前記絞り口の直径ｄ及び噴出穴の直径Ｄ図１の等高線Ｃ５の領域内に設定した超音波治療装置。
（技術思想４）　請求項１において、前記絞り口の直径ｄ及び噴出穴の直径Ｄ図１の等高線Ｃ６の領域内に設定した超音波治療装置。
【００５３】
（技術思想５）　請求項１において、前記絞り口の直径ｄ及び噴出穴の直径Ｄ図１の等高線Ｃ７の領域内に設定した超音波治療装置。
（技術思想Ａ）　ノズル本体と発泡用の口金と空気吸入通路とから構成され、かつ内部に空間を設けた超音波発生ノズルを浴槽に配置してなる超音波治療装置において、前記ノズル本体に設けた絞り口の直径をｄ、口金の噴出穴の直径をＤ、口金の噴出穴の長さをＬとすると、
前記口金の噴出穴の長さＬを、１０〜４０ｍｍに設定するとともに、図１に示すように横軸に絞り口の直径ｄ、縦軸に噴出穴の直径Ｄをとって、前記ノズルから発生する１６ｋＨｚ以上の超音波成分の総和を等高線で表した実験データに基づいて、前記絞り口の直径ｄ及び噴出穴の直径Ｄを、図１の等高線Ｃ１にプロットした１〜１２の点をそれぞれ直線で結んだサークルＣ１ａ内に設定し、前記各直線を、（表１）の一次方程式に設定した超音波治療装置。
【００５４】
（技術思想Ｂ）　技術思想Ａにおいて、前記絞り口の直径ｄ及び噴出穴の直径Ｄを、図１の等高線Ｃ２にプロットした１〜１２の点をそれぞれ直線で結んだサークルＣ２ａ内に設定し、前記各直線を、（表２）の一次方程式に設定した超音波治療装置。
【００５５】
（技術思想Ｃ）　技術思想Ａにおいて、前記絞り口の直径ｄ及び噴出穴の直径Ｄを、図１の等高線Ｃ３にプロットした１〜１２の点をそれぞれ直線で結んだサークルＣ３ａ内に設定し、前記各直線を、（表３）の一次方程式に設定した超音波治療装置。
【００５６】
（技術思想Ｄ）　技術思想Ａにおいて、前記絞り口の直径ｄ及び噴出穴の直径Ｄを、図１の等高線Ｃ４にプロットした１〜１２の点をそれぞれ直線で結んだサークルＣ４ａ内に設定し、前記各直線を、（表４）の一次方程式に設定した超音波治療装置。
【００５７】
（技術思想Ｅ）　技術思想Ａにおいて、前記絞り口の直径ｄ及び噴出穴の直径Ｄを、図１の等高線Ｃ５にプロットした１〜１２の点をそれぞれ直線で結んだサークルＣ５ａ内に設定し、前記各直線を、（表５）の一次方程式に設定した超音波治療装置。
【００５８】
（技術思想Ｆ）　技術思想Ａにおいて、前記絞り口の直径ｄ及び噴出穴の直径Ｄを、図１の等高線Ｃ６にプロットした１〜１２の点をそれぞれ直線で結んだサークルＣ６ａ内に設定し、前記各直線を、（表６）の一次方程式に設定した超音波治療装置。
【００５９】
（技術思想Ｇ）　技術思想Ａにおいて、前記絞り口の直径ｄ及び噴出穴の直径Ｄを、図１の等高線Ｃ７にプロットした１〜１１の点をそれぞれ直線で結んだサークルＣ７ａ内に設定し、前記各直線を、（表７）の一次方程式に設定した超音波治療装置。
【００６０】
（技術思想Ｈ）　技術思想Ａにおいて、前記絞り口の直径ｄ及び噴出穴の直径Ｄを、図１の等高線Ｃ８にプロットした１〜１０の点をそれぞれ直線で結んだサークルＣ８ａ内に設定し、前記各直線を、（表８）の一次方程式に設定した超音波治療装置。
【００６１】
（技術思想Ｉ）　技術思想Ａにおいて、前記絞り口の直径ｄ及び噴出穴の直径Ｄを、図１の等高線Ｃ９にプロットした１〜８の点をそれぞれ直線で結んだサークルＣ９ａ内に設定し、前記各直線を、（表９）の一次方程式に設定した超音波治療装置。
【００６２】
（技術思想Ｊ）　技術思想Ａにおいて、前記絞り口の直径ｄ及び噴出穴の直径Ｄを、図１の等高線Ｃ１０にプロットした１〜６の点をそれぞれ直線で結んだサークルＣ１０ａ内に設定し、前記各直線を、（表１０）の一次方程式に設定した超音波治療装置。
【００６３】
（技術思想イ）　ノズル本体と発泡用の口金と空気吸入通路とから構成され、かつ内部に空間を設けた超音波発生ノズルを浴槽に配置してなる超音波治療装置において、前記ノズル本体に設けた絞り口の直径をｄ、口金の噴出穴の直径をＤ、口金の噴出穴の長さをＬとすると、
Ｌ＝１０〜４０ｍｍ、Ｄ＝８ｍｍ、ｄ＝３．２ｍｍ〜８．１ｍｍに設定した超音波治療装置。
【００６４】
（技術思想ロ）　技術思想イにおいて、ｄ＝３．７ｍｍ〜７．２ｍｍに設定した超音波治療装置。
（技術思想ハ）　技術思想イにおいて、ｄ＝４．３ｍｍ〜５．７ｍｍに設定した超音波治療装置。
【００６５】
（技術思想ニ）　ノズル本体と発泡用の口金と空気吸入通路とから構成され、かつ内部に空間を設けた超音波発生ノズルを浴槽に配置してなる超音波治療装置において、前記ノズル本体に設けた絞り口の直径をｄ、口金の噴出穴の直径をＤ、口金の噴出穴の長さをＬとすると、
Ｌ＝１０〜４０ｍｍ、ｄ＝４．５ｍｍ、Ｄ＝５．６ｍｍ〜１０．５ｍｍに設定した超音波治療装置。
【００６６】
（技術思想ホ）　技術思想ニにおいて、Ｄ＝５．９ｍｍ〜９．４ｍｍに設定した超音波治療装置。
（技術思想ヘ）　技術思想ニにおいて、Ｄ＝７．０ｍｍ〜８．４ｍｍに設定した超音波治療装置。
【００６７】
（技術思想ト）　ノズル本体と発泡用の口金と空気吸入通路とから構成され、かつ内部に空間を設けた超音波発生ノズルを浴槽に配置してなる超音波治療装置において、前記ノズル本体に設けた絞り口の直径をｄ、口金の噴出穴の直径をＤ、口金の噴出穴の長さをＬとすると、
ｄ＝４．５ｍｍ、Ｄ＝８．０ｍｍ、Ｌ＝７ｍｍ〜４２ｍｍに設定した超音波治療装置。
【００６８】
（技術思想チ）　技術思想トにおいて、Ｌ＝１０．０ｍｍ〜４０．０ｍｍに設定した超音波治療装置。
（技術思想リ）　技術思想トにおいて、Ｌ＝１７．０ｍｍ〜３１．０ｍｍに設定した超音波治療装置。
【００６９】
（技術思想ヌ）　技術思想イ〜リのいずれか一項において、
Ｌ＝２０ｍｍ、Ｄ＝８．０ｍｍ、ｄ＝４．５ｍｍに設定した超音波治療装置。
（技術思想ル）　ノズル本体と発泡用の口金と空気吸入通路とから構成され、かつ内部に空間を設けた超音波発生ノズルを浴槽に配置してなる超音波治療装置において、前記ノズル本体に設けた絞り口の直径をｄ、口金の噴出穴の直径をＤ、口金の噴出穴の長さをＬとすると、
Ｌ＝１０〜４０ｍｍ、ｄ＝３．５ｍｍ、Ｄ＝４．０ｍｍ〜８．０ｍｍに設定した超音波治療装置。
【００７０】
（技術思想オ）　技術思想ルにおいて、Ｄ＝４．８ｍｍ〜５．３ｍｍに設定した超音波治療装置。
（技術思想ワ）　技術思想ルにおいて、Ｄ＝５．０ｍｍに設定した超音波治療装置。
【００７１】
（技術思想カ）　ノズル本体と発泡用の口金と空気吸入通路とから構成され、かつ内部に空間を設けた超音波発生ノズルを浴槽に配置してなる超音波治療装置において、前記ノズル本体に設けた絞り口の直径をｄ、口金の噴出穴の直径をＤ、口金の噴出穴の長さをＬとすると、
Ｌ＝１０〜４０ｍｍ、ｄ＝７．０ｍｍ、Ｄ＝７．０ｍｍ〜１５．０ｍｍに設定した超音波治療装置。
【００７２】
（技術思想ヨ）　技術思想カにおいて、Ｄ＝１０．９ｍｍ〜１２．７ｍｍに設定した超音波治療装置。
（技術思想タ）　技術思想カにおいて、Ｄ＝１２．０ｍｍに設定した超音波治療装置。
【００７３】
（技術思想レ）　技術思想イ〜タのいずれか１項において、Ｄに対するｄの寸法比は、ｄ／Ｄ＝０．５６（断面積比ｄ２　　／Ｄ２　　＝０．３２　　）に設定されている超音波治療装置。
【００７４】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明は超音波発生ノズルから効率的に高周波成分の気泡を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の超音波治療装置の超音波発生ノズルの口金穴径及び絞り口径を変化させた場合の１６ｋＨｚ以上の帯域の高周波成分の総量を示す等高線図。
【図２】この発明の超音波治療装置の超音波発生ノズルの口金穴径及び口金長さを一定にし絞り口径を変化させた場合の１６ｋＨｚ以上の帯域の高周波成分の総量を示すグラフ。
【図３】絞り口径及び口金長さを一定とし、口金穴径を変化された場合の１６ｋＨｚ以上の帯域の高周波成分の総量を示すグラフ。
【図４】絞り口径及び口金穴径を一定とし、口金長さを変化された場合の１６ｋＨｚ以上の帯域の高周波成分の総量を示すグラフ。
【図５】絞り口径及び口金長さを一定とし、口金穴径を変化された場合の１６ｋＨｚ以上の帯域の高周波成分の総量を示すグラフ。
【図６】絞り口径及び口金長さを一定とし、口金穴径を変化された場合の１６ｋＨｚ以上の帯域の高周波成分の総量を示すグラフ。
【図７】絞り口径及び口金長さを一定とし、口金穴径を変化された場合の１６ｋＨｚ以上の帯域の高周波成分の総量を示すグラフ。
【図８】絞り口径、口金穴径、口金長さを一定とした場合の吐出圧力と１６ｋＨｚ以上の帯域の高周波成分の総量を示すグラフ。
【図９】周波数と音圧レベルの分析結果を示すグラフ。
【図１０】周波数と音圧レベルの分析結果を示すグラフ。
【図１１】超音波治療装置と実験装置を示す説明図。
【図１２】超音波発生ノズルを示す断面図。
【符号の説明】
ｄ，Ｄ…直径、Ｌ…長さ、ｐ…吐出圧力、Ｖ…空間、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７，Ｃ８，Ｃ９，Ｃ１０，Ｃ１−Ｃ１０…等高線、１…浴槽、２…超音波発生ノズル、３…ノズル本体、３ａ…絞り口、４…口金、４ａ…噴出穴、５…空気吸入通路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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