超声波产生装置的制造方法及超声波产生装置的组装系统的制作方法
【专利摘要】超声波产生装置的制造方法包括以下工序：通过在螺栓状构件的第1端成为自由端、第2端被固定的状态下，对安装单元向第1轴向施加压缩力，从而在收缩的上述安装单元的第1弹性力的作用下使上述螺栓状构件伸长。上述制造方法包括以下工序：在伸长后的上述螺栓状构件的第2弹性力与上述第1弹性力平衡的平衡状态下，在上述螺栓状构件的棒状部上安装拧紧构件，保持上述平衡状态。
【专利说明】超声波产生装置的制造方法及超声波产生装置的组装系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及通过供给电流来产生超声波振动的超声波产生装置的制造方法及该超声波产生装置的组装系统。
【背景技术】
[0002]在专利文献I中公开了一种通过供给电流来产生超声波振动的超声波产生装置。该超声波产生装置包括螺栓，该螺栓包括头部和外径比头部的外径小的棒状部。在螺栓的棒状部安装有安装单元，该安装单元包括用于将电流转换为超声波振动的压电元件。安装单元在螺栓的头部与作为拧紧构件的螺母之间拧紧，并收缩。通过使安装单元收缩，从而压电元件收缩，利用压电元件适当地进行从电流向超声波振动的转换。
[0003]在上述结构的超声波产生装置的制造过程中，需要使包括压电元件的安装单元收缩。在普通的制造方法中，通过利用螺母拧紧安装单元，从而从螺母对安装单元(压电元件)施加压缩力，使安装单元收缩。另外，在专利文献I的制造方法中，利用与螺母独立的施力单元对安装单元(压电元件)施加压缩力，使安装单元收缩。而且，当安装单元收缩至预定的收缩状态时，将螺母安装于螺栓的棒状部，在螺栓的头部与螺母之间紧固安装单元。由此，安装单元保持预定的收缩状态。在此，在从施力单元对安装单元施加有压缩力的状态下，在与长度轴线平行的方向上螺栓的两端被固定，成为固定端。
[0004]现有技术文献_5] 专利文献
[0006]专利文献1:日本特开昭64 - 36200号公报
【发明内容】
_7] 发明要解决的问题
[0008]在超声波产生装置的制造过程中，在通过拧紧螺母使安装单元(压电元件)收缩的情况下，由于螺母的安装扭矩的偏差、螺栓的特性的偏差、螺母的特性的偏差，包括压电元件的安装单元的收缩状态发生变化。因此，即使制作出同一设计的超声波产生装置，所产生的超声波振动的振动特性也因每个个体而发生变化。
[0009]在上述专利文献I的超声波产生装置中，利用施力单元使安装单元收缩至预定的收缩状态，通过利用螺母紧固安装单元而保持预定的收缩状态。但是，在该超声波产生装置的制造过程中，在从施力单元对安装单元施加有压缩力的状态下，在与长度轴线平行的方向上螺栓的两端被固定，成为固定端。因此，在从施力单元对安装单元施加有压缩力的状态下，在收缩后的安装单元的弹性力的作用下，螺栓未伸长。另一方面，在制造后的超声波产生装置中，在与长度轴线平行的方向上螺栓的两端未被固定，成为自由端。因此，在收缩至预定的收缩状态的安装单元的弹性力的作用下，螺栓伸长。由于螺栓伸长，因此所产生的超声波振动的振动特性发生变化。
[0010]本发明是着眼于上述问题而做成的，其目的在于提供有效地抑制超声波振动装置的振动特性的偏差的超声波产生装置的制造方法及超声波产生装置的组装系统。
[0011]用于解决问题的方案
[0012]为了达到上述目的，本发明的某一技术方案的超声波产生装置的制造方法包括以下工序:在螺栓状构件中，将包括用于将电流转换为超声波振动的压电元件的安装单元自第2轴向侧安装于棒状部，该螺栓状构件的头部形成作为与长度轴线平行的方向的第I轴向侧的第I端，外径比上述头部的外径小的上述棒状部形成作为与上述第I轴向相反方向的上述第2轴向侧的第2端；在上述螺栓状构件通过成为自由端的上述第I端的向上述第I轴向的移动而能够伸长的状态下，利用夹具的螺栓固定部，将安装有上述安装单元的上述螺栓状构件的上述第2端作为固定端进行固定；通过在上述螺栓状构件的上述第2端被固定的状态下利用施力单元对上述安装单元向上述第I轴向施加压缩力，从而使上述安装单元收缩，在收缩后的上述安装单元的第I弹性力的作用下使上述螺栓状构件伸长；以及在伸长后的上述螺栓状构件的第2弹性力与上述安装单元的上述第I弹性力平衡的平衡状态下，在上述螺栓状构件的上述棒状部上安装拧紧构件，通过在上述拧紧构件与上述螺栓状构件的上述头部之间紧固上述安装单元，从而保持上述平衡状态。
[0013]本发明的另外某一技术方案的超声波产生装置的组装系统包括:螺栓状构件，其包括头部和棒状部，该头部形成作为与长度轴线平行的方向的第I轴向侧的第I端，该棒状部的外径比上述头部的外径小，并形成作为与上述第I轴向相反方向的第2轴向侧的第2端；安装单元，其包括用于将电流转换为超声波振动的压电元件，并自上述第2轴向侧安装于上述螺栓状构件的上述棒状部；夹具，其包括螺栓状构件固定部，在上述螺栓状构件通过成为自由端的上述第I端的向上述第I轴向的移动而能够伸长的状态下，该螺栓状构件固定部将安装有上述安装单元的上述螺栓状构件的上述第2端作为固定端进行固定；施力单元，其通过在上述螺栓状构件的上述第2端被固定的状态下对上述安装单元向上述第I轴向施加压缩力，从而使上述安装单元收缩，其在收缩的上述安装单元的第I弹性力的作用下使上述螺栓状构件伸长；以及拧紧构件，其在伸长后的上述螺栓状构件的第2弹性力与上述安装单元的上述第I弹性力平衡的平衡状态下安装于上述螺栓状构件的上述棒状部，并通过在与上述螺栓状构件的上述头部之间紧固上述安装单元，从而保持上述平衡状态。
[0014]发明的效果
[0015]根据本发明，能够提供有效地抑制超声波振动装置的振动特性的偏差的超声波产生装置的制造方法及超声波产生装置的组装系统。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是表示本发明的第I实施方式的超声波处理装置的简要图。
[0017]图2是简要表示第I实施方式的振动产生单元的结构的剖视图。
[0018]图3是简要表示第I实施方式的振动产生装置的结构的立体图。
[0019]图4是简要表示第I实施方式的振动产生装置的结构的剖视图。
[0020]图5是表示第I实施方式的超声波产生装置的制造方法的流程图。
[0021]图6是表示在制造第I实施方式的超声波产生装置时使用的超声波产生装置的组装系统的简要图。
[0022]图7是表示在第I实施方式的超声波产生装置的制造过程中、螺栓状构件的第2端被夹具的外螺纹部固定前的状态的简要图。
[0023]图8是表示在第I实施方式的超声波产生装置的制造过程中、螺栓状构件的第2端被夹具的外螺纹部固定后的状态的简要图。
[0024]图9是表示在第I实施方式的超声波产生装置的制造过程中、从图8对安装单元施加有压缩力的状态的简要图。
[0025]图10是表示在第I实施方式的超声波产生装置的制造过程中、将螺母安装于螺栓状构件的棒状部后的状态的简要图。
[0026]图11是表示在第I实施方式的超声波产生装置的制造过程中、从图10使施力单元对安装单元的压缩力的施加停止后的状态的简要图。
[0027]图12是表示第I变形例的超声波产生装置的组装系统的简要图。
[0028]图13是简要表示第2变形例的螺栓状构件和夹具的夹具棒状部的立体图。
[0029]图14是简要表示第3变形例的超声波产生装置的结构的立体图。
【具体实施方式】
[0030](第I实施方式)
[0031]参照图1?图6说明本发明的第I实施方式。图1是表示本实施方式的超声波处理装置I的图。在此，超声波处理装置I是使用了后述的超声波产生装置10的一例。如图1所示，超声波处理装置I具有长度轴线C。在此，将与长度轴线C平行的两个方向中的一个方向作为顶端方向(图1的箭头Cl的方向)，将与顶端方向相反的方向作为基端方向(图1的箭头C2的方向)。超声波处理装置I包括振动产生单元2和从基端到顶端沿着长度轴线C延伸设置的超声波探头3。
[0032]振动产生单元2包括振子壳体11。在振子壳体11的基端连接有线缆5的一端。线缆5的另一端连接于电源单元6。电源单元6包括超声波产生电流供给部7和输入部9。另外，在超声波探头3的顶端部设有顶端处理部8。
[0033]图2是表示振动产生单元2的结构的图。如图2所示，在振子壳体11的内部设有超声波产生装置10。在超声波产生装置10上连接有电布线13A、13B的一端。电布线13A、13B通过线缆5的内部，另一端连接于电源单元6的超声波产生电流供给部7。通过从超声波产生电流供给部7经由电布线13A、13B向超声波产生装置10供给电流，从而在超声波产生装置10中产生超声波振动。在超声波产生装置10的顶端方向侧连结有用于放大超声波振动的振幅的变幅杆15。变幅杆15安装于振子壳体11。另外，在变幅杆15的顶端部形成有内螺纹部17。
[0034]另外，在超声波探头3的基端部形成有外螺纹部19。通过外螺纹部19与变幅杆15的内螺纹部17相螺纹接合，从而超声波探头3安装于振动产生单元2。通过超声波探头3安装于振动产生单元2，从而在超声波产生装置10中产生的超声波振动传递到超声波探头3。通过超声波振动传递到超声波探头3的顶端处理部8，从而顶端处理部8使用超声波振动进行对生物体组织等处理对象的处理。此外，超声波振动是振动方向和传递方向与长度轴线C平行的纵向振动。
[0035]图3和图4是表示超声波产生装置10的结构的图。如图3和图4所示，超声波产生装置10包括作为用于保持后述的安装单元30的保持构件的螺栓状构件21。螺栓状构件21包括:作为轴部的棒状部23，其插入有安装单元30，并与长度轴线C平行地延伸；以及作为限制部的头部22，其设置于棒状部23的一个端部，并用于限制插入到棒状部23的安装单元30的移动。此外，棒状部23的外径小于头部22的外径。而且，螺栓状构件21的长度轴线方向与长度轴线C 一致。
[0036]在此，在超声波产生装置10中，将与长度轴线C平行的方向中的一个方向作为第I轴向(图3和图4的箭头Al的方向)，将与第I轴向相反的方向作为第2轴向(图3和图4的箭头A2的方向)。
[0037]在螺栓状构件21中，利用头部22形成有第I轴向侧的第I端E1，利用棒状部23形成有第2轴向侧的第2端E2。
[0038]在棒状部23中，在第2轴向侧的端部的外周部形成有外螺纹部25。另外，在螺栓状构件21的第2端E2设有朝向第I轴向凹陷的凹部26。在凹部26内形成有内螺纹部28。
[0039]在螺栓状构件21的棒状部23安装有安装单元30。安装单元30包括(在本实施方式中为三个)环状的压电元件29A?压电元件29C。压电元件29A?压电元件29C由陶瓷等形成。另外，安装单元30包括第I电极31和第2电极32。
[0040]第I电极31包括:电极环部33A，其位于压电元件29A的第I轴向侧；电极环部33B，其位于压电元件29B与压电元件29C之间。另外，第I电极31包括:电极带状部35A，其在电极环部33A与电极环部33B之间连续；电极带状部35B，其一端与电极环部33B连续。电布线13A的一端连接于第I电极31的电极带状部35B。
[0041]第2电极32包括:电极环部37A，其位于压电元件29A与压电元件29B之间；电极环部37B，其位于压电元件29C的第2轴向侧。另外，第2电极32包括:电极带状部39A，其在电极环部37A与电极环部37B之间连续；电极带状部39B，其一端与电极环部37B连续。电布线13B的一端连接于第2电极32的电极带状部39B。
[0042]通过设为这种结构，从而从电源单元6的超声波产生电流供给部7向第I电极31和第2电极32供给电流(交流电流)。通过向第I电极31和第2电极32供给电流，从而压电元件29A?压电元件29C将电流转换为超声波振动，产生超声波振动。
[0043]安装单元30包括绝缘环41A、41B。绝缘环41A位于第I电极31的电极环部33A的第I轴向侧。绝缘环41B位于第2电极32的电极环部37B的第2轴向侧。通过设置绝缘环41A，从而成为从超声波产生电流供给部7供给的电流因绝缘环41A而未传递到第I轴向侧的状态。而且，通过设置绝缘环41B，从而成为从超声波产生电流供给部7供给的电流因绝缘环41B而不能向第2轴向侧传递的状态。另外，安装单元30包括设置于绝缘环41B的第2轴向侧的垫圈42。
[0044]另外，在螺栓状构件21的棒状部23上，与安装单元30独立地安装有作为拧紧构件的螺母43。螺母43位于安装单元30 (垫圈42)的第2轴向侧。在螺母43上设有内螺纹部45。通过内螺纹部45与棒状部23的外螺纹部25相螺纹接合，从而螺母43安装于棒状部23。通过设置螺母43，从而安装单元30 (压电元件29A?压电元件29C、第I电极31、第2电极32、绝缘环41A、41B以及垫圈42)在螺母43与螺栓状构件21的头部22之间紧固。因而，安装单元30固定在螺母43与螺栓状构件21的头部22之间。另外，垫圈42的外径Dl大于螺母43的外径D2。
[0045]接着，说明超声波产生装置10的制造方法。图5是表示超声波产生装置10的制造方法的图。图6是表示在制造超声波产生装置10时使用的超声波产生装置10的组装系统50的图。如图6所示，组装系统50包括构成超声波产生装置10的上述螺栓状构件21、安装单元30以及螺母43。
[0046]另外，组装系统50包括夹具51。夹具51包括基座部55与腿部57A、57B。通过腿部57A、57B，夹具51设置在地面上。在夹具51上设有从基座部55朝向铅垂下方向突出的夹具棒状部52。在夹具棒状部52的铅垂下方向侧的端部形成有外螺纹部53。另外，在基座部55上设有沿铅垂上下方向贯穿基座部55的孔状部59A、59B。
[0047]组装系统50包括施力单元60。施力单元60包括位于夹具51的基座部55的铅垂上方侧的操作杆61。操作杆61连接于板状部62。自板状部62朝向铅垂下方向延伸设置有连杆部65A、65B。连杆部65A穿过孔状部59A延伸设置至比基座部55靠铅垂下方向侧的位置。同样地连杆部65B穿过孔状部59B延伸设置至比基座部55靠铅垂下方向侧的位置。
[0048]连杆部65A、65B连接于位于基座部55的铅垂下方向侧的板状的按压部63。在按压部63上设有沿铅垂上下方向贯穿按压部63的孔状部67。夹具棒状部52贯穿按压部63的孔状部67。通过设为上述结构，从而通过手动操作操作杆61，施力单元60能够相对于夹具51沿铅垂上下方向进行移动。此外，施力单元60由支承单元(未图示)以能够沿铅垂上下方向移动的方式支承。
[0049]另外，组装系统50包括作为在将螺母43安装于螺栓状构件21的棒状部23时使用的安装构件的扳手69。在将螺母43安装于棒状部23时，使用扳手69，使螺母43相对于棒状部23旋转。如图5所示，在制造超声波产生装置10时，首先，在螺栓状构件21的棒状部23上安装安装单元30 (压电元件29A?压电元件29C、第I电极31、第2电极32、绝缘环41A、41B以及垫圈42)(步骤S101)。图7是表示在超声波产生装置10的制造过程中、螺栓状构件21的第2端E2被夹具51的外螺纹部53固定前的状态的图。如图7所示，通过将螺栓状构件21的棒状部23贯穿包括压电元件29A?压电元件29C的安装单元30，从而安装单元30安装于棒状部23。S卩，安装单元30自第2轴向侧安装于螺栓状构件21的棒状部23。
[0050]在此，压电元件29A?压电元件29C、第I电极31、第2电极32等构成安装单元30的各个构件配置在上述位置。另外，在本实施方式中，第I轴向(图7的箭头Al的方向)与铅垂下方向一致，第2轴向(图7的箭头A2的方向)与铅垂上方向一致。
[0051]另外，在将安装单元30向棒状部23安装(步骤S101)的同时，在夹具51的夹具棒状部52上配置作为拧紧构件的螺母43 (步骤S102)。如图7所示，通过夹具棒状部52贯穿螺母43，从而进行螺母43向夹具棒状部52的配置。S卩，螺母43自第I轴向侧配置于夹具棒状部52。此外，外螺纹部53位于夹具棒状部52的第I轴向侧的端部。
[0052]然后，利用夹具51的外螺纹部53，将螺栓状构件21的第2端E2作为固定端进行固定(步骤S103)。图8是表示在超声波产生装置10的制造过程中、螺栓状构件21的第2端E2被夹具51的外螺纹部53固定后的状态的图。如图8所示，通过螺栓状构件21的内螺纹部28与夹具51的外螺纹部53相螺纹接合，从而螺栓状构件21的第2端E2被固定。即，夹具51的外螺纹部53成为将安装有安装单元30的螺栓状构件21的第2端E2作为固定端进行固定的螺栓状构件固定部(固定部)。
[0053]在此，在螺栓状构件21的第2端E2被固定的状态下，螺栓状构件21的第I端El成为能够与长度轴线C平行地进行移动的自由端。因此，例如通过对螺栓状构件21朝向第I轴向作用有外力，从而作为自由端的第I端El向第I轴向移动。在第2端E2被固定的状态下，第I端El向第I轴向移动，从而螺栓状构件21伸长。
[0054]另外，在螺栓状构件21的第2端E2被固定的状态下，螺母43位于夹具51的夹具棒状部52。即，在固定螺栓状构件21的第2端E2之前，在夹具棒状部52上配置螺母43 (步骤 S102)。
[0055]然后，使施力单元60向第I轴向(铅垂下方向)移动，利用施力单元60对安装单元30施加压缩力Fl (步骤S104)。图9是表示在超声波产生装置10的制造过程中、对安装单元30施加有压缩力Fl的状态的图。如图9所示，形成于施力单元60的按压部63的孔状部67的内径D3大于螺母43的外径D2。因此，在施力单元60向第I轴向(图9的箭头Al的方向)移动时，按压部63未接触位于夹具棒状部52的螺母43，按压部63移动至比螺母43靠第I轴向侧的位置。
[0056]另外，孔状部67的内径D3小于安装单元30的垫圈42的外径Dl。因此，通过施力单元60向第I轴向移动，从而按压部63抵接于垫圈42。通过按压部63抵接于垫圈42，从而从施力单元60对安装单元30朝向第I轴向施加有压缩力Fl。在压缩力Fl的作用下，包括压电元件29A?压电元件29C的安装单元30收缩。通过安装单元30收缩，从而第I弹性力F2产生于安装单元30。
[0057]第I弹性力F2自安装单元30作用于螺栓状构件21的头部22。在此，在螺栓状构件21中，第I端El成为自由端，第2端E2成为固定端。因此，通过第I弹性力F2作用于螺栓状构件21，从而第I端El向第I轴向移动，螺栓状构件21伸长。
[0058]通过螺栓状构件21伸长，从而在螺栓状构件21上产生第2弹性力F3。第2弹性力F3作用于与第I弹性力F2相反的方向。随着螺栓状构件21的伸长量变大，第2弹性力F3变大。螺栓状构件21进行伸长直至第2弹性力F3成为与第I弹性力F2相同的大小。即，螺栓状构件21进行伸长直至成为第I弹性力F2与第2弹性力F3之间平衡的平衡状态。在平衡状态下，在利用施力单元60对安装单元30施加了压缩力Fl的情况下，螺栓状构件21也不伸长。
[0059]然后，在平衡状态下将螺母43安装于螺栓状构件21的棒状部23 (步骤S105)。图10是表示在超声波产生装置10的制造过程中、将螺母43安装于螺栓状构件21的棒状部23后的状态的图。如图10所示，在自施力单元60对安装单元30施加了压缩力Fl的状态下进行螺母43的安装。由此，在安装螺母43时，保持第I弹性力F2与第2弹性力F3之间平衡的平衡状态。
[0060]在向棒状部23安装螺母43时，使用扳手69，使螺母43相对于棒状部23旋转。由此，位于夹具棒状部52的螺母43朝向第I轴向移动至棒状部23。然后，通过螺母43的内螺纹部45与螺栓状构件21的外螺纹部25相螺纹接合，从而螺母43安装于螺栓状构件21的棒状部23。通过安装有螺母43，从而在螺母43与螺栓状构件21的头部22之间紧固安装单元30。由此，保持第I弹性力F2与第2弹性力F3平衡的平衡状态。换言之，以保持第I弹性力F2与第2弹性力F3的平衡状态的方式将螺母43安装于螺栓状构件21的棒状部23。此外，螺母43的安装以较小的安装扭矩来进行，防止由于螺母43的拧紧而使安装单元30自平衡状态进一步收缩。另外，螺母43的旋转也可以不使用扳手69而是通过手动来进行。
[0061]然后，使施力单元60对安装单元30的压缩力Fl的施加停止(步骤S106)。图11是表示在超声波产生装置10的制造过程中、停止施力单元60对安装单元30施加压缩力Fl后的状态的图。如图11所示，在螺母43安装到螺栓状构件21的棒状部23之后，使施力单元60向第2轴向(铅垂上方向)移动。由此，成为施力单元60的按压部63未接触垫圈42的状态，停止从施力单元60向安装单元30施加压缩力Fl。
[0062]在此，包括压电元件29A?压电元件29C的安装单元30利用螺母43在螺母43与螺栓状构件21的头部22之间紧固，并固定在螺母43与头部22之间。因此，即使在未从施力单元60对安装单元30施加有压缩力Fl的情况下，也保持第I弹性力F2与第2弹性力F3平衡的平衡状态。
[0063]然后，解除螺栓状构件21的内螺纹部28与夹具51的外螺纹部53之间的螺纹接合。由此，解除夹具51的外螺纹部53对螺栓状构件21的第2端E2的固定(步骤S107)。像以上那样，制造出超声波产生装置10。
[0064]因此，在上述超声波产生装置10的制造方法和组装系统50中，起到以下效果。即，在制造超声波产生装置10时，利用与螺母43独立的施力单元60对包括压电元件29A?压电元件29C的安装单元30施加压缩力Fl。安装单元30不因螺母43的拧紧而收缩，因此螺母43的安装扭矩、螺栓状构件21的特性、螺母43的特性不会对安装单元30(压电元件29A?压电元件29C)的收缩状态带来影响。因而，有效地防止了安装单元30的收缩状态因每个超声波产生装置10而发生变化。由此，能够有效地防止超声波振动的振动特性因每个超声波产生装置10而发生变化、以及因螺栓的特性的影响而使振动特性参差不齐。
[0065]另外，在制造超声波产生装置10时，在螺栓状构件21的第I端El成为自由端、螺栓状构件21的第2端E2成为固定端的状态下，从施力单元60对安装单元30朝向第I轴向施加压缩力F1。因此，在压缩力Fl的作用下，安装单元30收缩，从而在安装单元30上产生第I弹性力F2。然后，在第I弹性力F2的作用下，螺栓状构件21伸长，在螺栓状构件21上产生作用于与第I弹性力F2相反方向的第2弹性力F3。螺栓状构件21进行伸长直至成为第I弹性力F2与第2弹性力F3之间平衡的平衡状态。然后，在平衡状态下，将螺母43安装于螺栓状构件21的棒状部23，在螺母43与螺栓状构件21的头部22之间紧固安装单元30。由此，即使解除了向安装单元30的施加压缩力Fl的情况下，也保持第I弹性力F2与第2弹性力F3之间平衡的平衡状态。由于如上所述制造超声波产生装置10，因此在完成超声波产生装置10时，成为第I弹性力F2与第2弹性力F3之间平衡的平衡状态。因而，有效地防止在制造超声波产生装置10后螺栓状构件21在第I弹性力F2的作用下进行伸长。由此，能够有效地防止制造后的超声波产生装置10的超声波振动的振动特性自完成时发生变化，并且能够有效地防止因螺栓的特性的影响而使振动特性参差不齐。
[0066](变形例)
[0067]此外，在第I实施方式中，在第I轴向与铅垂下方向一致、第2轴向与铅垂上方向一致的状态下，螺栓状构件21的第2端E2作为固定端被固定，但是并不限于此。另外，在第I实施方式中，通过手动操作施力单元60的操作杆61，从而从施力单元60对安装单元30施加有压缩力F1，但是并不限于此。
[0068]例如，作为第I变形例如图12所示，也可以是，在第I轴向(图12的箭头Al的方向)和第2轴向(图12的箭头A2)的方向与铅垂方向垂直的状态下，螺栓状构件21的第2端E2作为固定端被固定。在本变形例中，取代夹具51而使用了夹具71。另外，在本变形例中，第I轴向成为与铅垂方向垂直的第I水平方向，第2轴向成为与第I水平方向相反方向的第2水平方向。
[0069]夹具71包括基座部75和自基座部75朝向第I轴向(第I水平方向)突出的夹具棒状部72。与第I实施方式相同地在夹具棒状部72上，在固定螺栓状构件21的第2端E2之前配置有作为拧紧构件的螺母43。在夹具棒状部72的第I轴向侧的端部形成有外螺纹部73。与第I实施方式相同地外螺纹部73成为用于固定安装有安装单元30的螺栓状构件21的第2端E2的固定部(螺栓状构件固定部)。在第2端E2被固定的状态下，螺栓状构件21的第I端El成为自由端。因此，在第2端E2被固定的状态下，第I端El向第I轴向移动，从而螺栓状构件21能够伸长。另外，在基座部75上设有沿着长度轴线C贯穿基座部75的孔状部79A、79B。
[0070]另外，在本变形例中，取代施力单元60而使用了施力单元80。施力单元80包括位于夹具71的基座部75的第2轴向(第2水平方向)侧的主体部82。自主体部82朝向第I轴向延伸设置有伸缩部85A、85B。伸缩部85A穿过孔状部79A延伸设置至比基座部75靠第I轴向侧的位置。同样地伸缩部85B穿过孔状部79B延伸设置至比基座部75靠第I轴向侧的位置。
[0071]伸缩部85A、85B连接于位于基座部75的第I轴向侧的板状的按压部83。在按压部83上设有沿着长度轴线C贯穿按压部83的孔状部87。夹具棒状部72贯穿按压部83的孔状部87。另外，在施力单元80的主体部82上连接有管93的一端。管93的另一端连接于压力工作液箱91。压力工作液箱91电连接于输入部92。
[0072]在利用施力单元80对安装单元30施加压缩力(Fl)时，通过输入部92处的操作，从压力工作液箱91通过管93、主体部82的内部向伸缩部85A、85B供给工作液。然后，在工作液压作用下，伸缩部85A、85B伸长，从而按压部83向第I轴向移动，按压部83抵接于垫圈42。通过按压部83抵接于垫圈42，从而从施力单元80对安装单元30朝向第I轴向施加压缩力(Fl)。在此，由于在按压部83上设有孔状部87，因此在按压部83向第I轴向移动时，按压部63未接触位于夹具棒状部72的螺母43。因此，按压部83能够移动至比螺母43靠第I轴向侧的位置。
[0073]以上，根据第I变形例，在超声波产生装置10的制造过程中，在螺栓状构件21的第I端El成为自由端、第2端E2成为固定端的状态下，只要从施力单元出0、80)向第I轴向对安装单元30施加有压缩力(Fl)即可。由此，安装单元30收缩，在收缩后的安装单元30的第I弹性力(F2)的作用下，螺栓状构件21伸长。而且，螺栓状构件21进行伸长直至成为伸长后的螺栓状构件21的第2弹性力(F3)与第I弹性力(F2)平衡的平衡状态。
[0074]另外，在第I实施方式中，通过螺栓状构件21的内螺纹部28与夹具51的外螺纹部53相螺纹接合，从而螺栓状构件21的第2端E2作为固定端被固定，但是并不限于此。例如，作为第2变形例如图13所示，也可以设有自螺栓状构件21的第2端E2朝向第I轴向凹陷的卡合槽95。卡合槽95的截面形成为大致六边形状。在本变形例中，在夹具51的夹具棒状部52的第I轴向侧的端部形成有卡合突起96。卡合突起96的截面形成为与卡合槽95对应的大致六边形状，卡合突起96能够与卡合槽95相卡合。通过卡合突起96与卡合槽95相卡合,从而螺栓状构件21的第2端E2作为固定端被固定。即，卡合突起96成为用于将安装有安装单元30的螺栓状构件21的第2端E2作为固定端进行固定的固定部。
[0075]以上，根据第2变形例，只要在夹具(51、71)上设有固定部(53、73、96)即可，该固定部(53、73、96)用于将安装有安装单元30的螺栓状构件21的第2端E2作为固定端进行固定。
[0076]另外，在第I实施方式中，利用螺母43，在螺母43与螺栓状构件21的头部22之间紧固安装单元30，但是并不限于此。例如，作为第3变形例如图14所示，作为拧紧构件也可以使用U字构件97。U字构件97自与长度轴线C垂直的方向安装于螺栓状构件21的棒状部23。另外，U字构件97的槽的宽度D4小于棒状部23的外径D5。因此，在U字构件97安装于棒状部23的状态下，U字构件97可靠地固定于棒状部23。
[0077]即使在本变形中，也与第I实施方式相同地在安装单元30的第I弹性力F2与螺栓状构件21的第2弹性力F3之间平衡的平衡状态下，将作为拧紧构件的U字构件97安装于棒状部23。通过安装有U字构件97，从而包括压电元件29A?压电元件29C的安装单元30在U字构件97与螺栓状构件21的头部22之间被拧紧。由此，保持第I弹性力F2与第2弹性力F3之间平衡的平衡状态。
[0078]另外，在本变形例中，由于U字构件97自与长度轴线C垂直的方向安装于棒状部，因此不必在夹具(51、71)上设置夹具棒状部(52、72)。S卩，不同于第I实施方式，不必在将螺栓状构件21的第2端E2作为固定端进行固定之前，在夹具棒状部(52、72)上配置拧紧构件(43)。因此，更容易地制造出超声波产生装置10。
[0079]以上，根据第3变形例，在超声波产生装置10的制造过程中，只要在伸长后的螺栓状构件21的第2弹性力F3与安装单元30的第I弹性力F2平衡的平衡状态下，在螺栓状构件21的棒状部23上安装有拧紧构件(43、97)即可。由此，在拧紧构件(43、97)与螺栓状构件21的头部22之间紧固安装单元30，保持平衡状态。
[0080]另外，在第I实施方式中，安装单元30包括压电元件29A?压电元件29C、第I电极31、第2电极32、绝缘环41A、41B以及垫圈42，但是并不限于此。例如也可以不设置绝缘环41A、41B，亦可以设置四个压电元件(29A?29C)。即，安装单元30只要包括至少一个压电元件(29A?29C)即可。
[0081]以上，说明了本发明的实施方式和变形例，但是本发明并不限定于上述实施方式和变形例，当然在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种变形。
【权利要求】
1.一种超声波产生装置的制造方法，其中，该超声波产生装置的制造方法包括以下工序: 在螺栓状构件中，将包括用于将电流转换为超声波振动的压电元件的安装单元自第2轴向侧安装于棒状部，该螺栓状构件的头部形成作为与长度轴线平行的方向的第I轴向侧的第I端，外径比上述头部的外径小的上述棒状部形成作为与上述第I轴向相反方向的上述第2轴向侧的第2端； 在上述螺栓状构件通过成为自由端的上述第I端的向上述第I轴向的移动而能够伸长的状态下，利用夹具的螺栓固定部，将安装有上述安装单元的上述螺栓状构件的上述第2端作为固定端进行固定； 通过在上述螺栓状构件的上述第2端被固定的状态下利用施力单元对上述安装单元向上述第I轴向施加压缩力，从而使上述安装单元收缩，在收缩后的上述安装单元的第I弹性力的作用下使上述螺栓状构件伸长；以及 在伸长后的上述螺栓状构件的第2弹性力与上述安装单元的上述第I弹性力平衡的平衡状态下，在上述螺栓状构件的上述棒状部上安装拧紧构件，通过在上述拧紧构件与上述螺栓状构件的上述头部之间紧固上述安装单元，从而保持上述平衡状态。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其中， 该制造方法还包括以下工序:在固定上述螺栓状构件的上述第2端之前，在上述第I轴向侧的端部设有上述 螺栓固定部的夹具棒状部上配置上述拧紧构件， 在上述螺栓状构件的上述棒状部上安装上述拧紧构件的工序包括以下工序:在上述平衡状态下，使上述拧紧构件从上述夹具棒状部朝向上述第I轴向地移动到上述螺栓状构件的上述棒状部。
3.一种超声波产生装置的组装系统，其中，该超声波产生装置的组装系统包括: 螺栓状构件，其包括头部和棒状部，该头部形成作为与长度轴线平行的方向的第I轴向侧的第I端，该棒状部的外径比上述头部的外径小，并形成作为与上述第I轴向相反方向的第2轴向侧的第2端； 安装单元，其包括用于将电流转换为超声波振动的压电元件，并自上述第2轴向侧安装于上述螺栓状构件的上述棒状部； 夹具，其包括螺栓状构件固定部，在上述螺栓状构件通过成为自由端的上述第I端的向上述第I轴向的移动而能够伸长的状态下，该螺栓状构件固定部将安装有上述安装单元的上述螺栓状构件的上述第2端作为固定端进行固定； 施力单元，其通过在上述螺栓状构件的上述第2端被固定的状态下对上述安装单元向上述第I轴向施加压缩力，从而使上述安装单元收缩，其在收缩后的上述安装单元的第I弹性力的作用下使上述螺栓状构件伸长；以及 拧紧构件，其在伸长后的上述螺栓状构件的第2弹性力与上述安装单元的上述第I弹性力平衡的平衡状态下安装于上述螺栓状构件的上述棒状部，并通过在与上述螺栓状构件的上述头部之间紧固上述安装单元，从而保持上述平衡状态。
4.根据权利要求3所述的组装系统，其中， 上述夹具包括在上述第I轴向侧的端部设有上述螺栓状构件固定部的夹具棒状部， 上述拧紧构件在固定上述螺栓状构件的上述第2端之前配置于上述夹具棒状部，并在上述平衡状态下从上述夹具棒状部朝向上述第I轴向移动到上述螺栓状构件的上述棒状部 。
【文档编号】H04R17/10GK103999483SQ201380004279
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2013年4月8日 优先权日:2012年4月19日
【发明者】铜庸高 申请人:奥林巴斯医疗株式会社