超聲波產(chǎn)生裝置的制造方法及超聲波產(chǎn)生裝置的組裝系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】超聲波產(chǎn)生裝置的制造方法包括以下工序：通過(guò)在螺栓狀構(gòu)件的第1端成為自由端、第2端被固定的狀態(tài)下，對(duì)安裝單元向第1軸向施加壓縮力，從而在收縮的上述安裝單元的第1彈性力的作用下使上述螺栓狀構(gòu)件伸長(zhǎng)。上述制造方法包括以下工序：在伸長(zhǎng)后的上述螺栓狀構(gòu)件的第2彈性力與上述第1彈性力平衡的平衡狀態(tài)下，在上述螺栓狀構(gòu)件的棒狀部上安裝擰緊構(gòu)件，保持上述平衡狀態(tài)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】超聲波產(chǎn)生裝置的制造方法及超聲波產(chǎn)生裝置的組裝系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通過(guò)供給電流來(lái)產(chǎn)生超聲波振動(dòng)的超聲波產(chǎn)生裝置的制造方法及該超聲波產(chǎn)生裝置的組裝系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中公開(kāi)了一種通過(guò)供給電流來(lái)產(chǎn)生超聲波振動(dòng)的超聲波產(chǎn)生裝置。該超聲波產(chǎn)生裝置包括螺栓，該螺栓包括頭部和外徑比頭部的外徑小的棒狀部。在螺栓的棒狀部安裝有安裝單元，該安裝單元包括用于將電流轉(zhuǎn)換為超聲波振動(dòng)的壓電元件。安裝單元在螺栓的頭部與作為擰緊構(gòu)件的螺母之間擰緊，并收縮。通過(guò)使安裝單元收縮，從而壓電元件收縮，利用壓電元件適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行從電流向超聲波振動(dòng)的轉(zhuǎn)換。
[0003]在上述結(jié)構(gòu)的超聲波產(chǎn)生裝置的制造過(guò)程中，需要使包括壓電元件的安裝單元收縮。在普通的制造方法中，通過(guò)利用螺母擰緊安裝單元，從而從螺母對(duì)安裝單元(壓電元件)施加壓縮力，使安裝單元收縮。另外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I的制造方法中，利用與螺母獨(dú)立的施力單元對(duì)安裝單元(壓電元件)施加壓縮力，使安裝單元收縮。而且，當(dāng)安裝單元收縮至預(yù)定的收縮狀態(tài)時(shí)，將螺母安裝于螺栓的棒狀部，在螺栓的頭部與螺母之間緊固安裝單元。由此，安裝單元保持預(yù)定的收縮狀態(tài)。在此，在從施力單元對(duì)安裝單元施加有壓縮力的狀態(tài)下，在與長(zhǎng)度軸線平行的方向上螺栓的兩端被固定，成為固定端。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)_5] 專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0006]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)昭64 - 36200號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

_7] 發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0008]在超聲波產(chǎn)生裝置的制造過(guò)程中，在通過(guò)擰緊螺母使安裝單元(壓電元件)收縮的情況下，由于螺母的安裝扭矩的偏差、螺栓的特性的偏差、螺母的特性的偏差，包括壓電元件的安裝單元的收縮狀態(tài)發(fā)生變化。因此，即使制作出同一設(shè)計(jì)的超聲波產(chǎn)生裝置，所產(chǎn)生的超聲波振動(dòng)的振動(dòng)特性也因每個(gè)個(gè)體而發(fā)生變化。
[0009]在上述專(zhuān)利文獻(xiàn)I的超聲波產(chǎn)生裝置中，利用施力單元使安裝單元收縮至預(yù)定的收縮狀態(tài)，通過(guò)利用螺母緊固安裝單元而保持預(yù)定的收縮狀態(tài)。但是，在該超聲波產(chǎn)生裝置的制造過(guò)程中，在從施力單元對(duì)安裝單元施加有壓縮力的狀態(tài)下，在與長(zhǎng)度軸線平行的方向上螺栓的兩端被固定，成為固定端。因此，在從施力單元對(duì)安裝單元施加有壓縮力的狀態(tài)下，在收縮后的安裝單元的彈性力的作用下，螺栓未伸長(zhǎng)。另一方面，在制造后的超聲波產(chǎn)生裝置中，在與長(zhǎng)度軸線平行的方向上螺栓的兩端未被固定，成為自由端。因此，在收縮至預(yù)定的收縮狀態(tài)的安裝單元的彈性力的作用下，螺栓伸長(zhǎng)。由于螺栓伸長(zhǎng)，因此所產(chǎn)生的超聲波振動(dòng)的振動(dòng)特性發(fā)生變化。
[0010]本發(fā)明是著眼于上述問(wèn)題而做成的，其目的在于提供有效地抑制超聲波振動(dòng)裝置的振動(dòng)特性的偏差的超聲波產(chǎn)生裝置的制造方法及超聲波產(chǎn)生裝置的組裝系統(tǒng)。
[0011]用于解決問(wèn)題的方案
[0012]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的某一技術(shù)方案的超聲波產(chǎn)生裝置的制造方法包括以下工序:在螺栓狀構(gòu)件中，將包括用于將電流轉(zhuǎn)換為超聲波振動(dòng)的壓電元件的安裝單元自第2軸向側(cè)安裝于棒狀部，該螺栓狀構(gòu)件的頭部形成作為與長(zhǎng)度軸線平行的方向的第I軸向側(cè)的第I端，外徑比上述頭部的外徑小的上述棒狀部形成作為與上述第I軸向相反方向的上述第2軸向側(cè)的第2端；在上述螺栓狀構(gòu)件通過(guò)成為自由端的上述第I端的向上述第I軸向的移動(dòng)而能夠伸長(zhǎng)的狀態(tài)下，利用夾具的螺栓固定部，將安裝有上述安裝單元的上述螺栓狀構(gòu)件的上述第2端作為固定端進(jìn)行固定；通過(guò)在上述螺栓狀構(gòu)件的上述第2端被固定的狀態(tài)下利用施力單元對(duì)上述安裝單元向上述第I軸向施加壓縮力，從而使上述安裝單元收縮，在收縮后的上述安裝單元的第I彈性力的作用下使上述螺栓狀構(gòu)件伸長(zhǎng)；以及在伸長(zhǎng)后的上述螺栓狀構(gòu)件的第2彈性力與上述安裝單元的上述第I彈性力平衡的平衡狀態(tài)下，在上述螺栓狀構(gòu)件的上述棒狀部上安裝擰緊構(gòu)件，通過(guò)在上述擰緊構(gòu)件與上述螺栓狀構(gòu)件的上述頭部之間緊固上述安裝單元，從而保持上述平衡狀態(tài)。
[0013]本發(fā)明的另外某一技術(shù)方案的超聲波產(chǎn)生裝置的組裝系統(tǒng)包括:螺栓狀構(gòu)件，其包括頭部和棒狀部，該頭部形成作為與長(zhǎng)度軸線平行的方向的第I軸向側(cè)的第I端，該棒狀部的外徑比上述頭部的外徑小，并形成作為與上述第I軸向相反方向的第2軸向側(cè)的第2端；安裝單元，其包括用于將電流轉(zhuǎn)換為超聲波振動(dòng)的壓電元件，并自上述第2軸向側(cè)安裝于上述螺栓狀構(gòu)件的上述棒狀部；夾具，其包括螺栓狀構(gòu)件固定部，在上述螺栓狀構(gòu)件通過(guò)成為自由端的上述第I端的向上述第I軸向的移動(dòng)而能夠伸長(zhǎng)的狀態(tài)下，該螺栓狀構(gòu)件固定部將安裝有上述安裝單元的上述螺栓狀構(gòu)件的上述第2端作為固定端進(jìn)行固定；施力單元，其通過(guò)在上述螺栓狀構(gòu)件的上述第2端被固定的狀態(tài)下對(duì)上述安裝單元向上述第I軸向施加壓縮力，從而使上述安裝單元收縮，其在收縮的上述安裝單元的第I彈性力的作用下使上述螺栓狀構(gòu)件伸長(zhǎng)；以及擰緊構(gòu)件，其在伸長(zhǎng)后的上述螺栓狀構(gòu)件的第2彈性力與上述安裝單元的上述第I彈性力平衡的平衡狀態(tài)下安裝于上述螺栓狀構(gòu)件的上述棒狀部，并通過(guò)在與上述螺栓狀構(gòu)件的上述頭部之間緊固上述安裝單元，從而保持上述平衡狀態(tài)。
[0014]發(fā)明的效果
[0015]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供有效地抑制超聲波振動(dòng)裝置的振動(dòng)特性的偏差的超聲波產(chǎn)生裝置的制造方法及超聲波產(chǎn)生裝置的組裝系統(tǒng)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式的超聲波處理裝置的簡(jiǎn)要圖。
[0017]圖2是簡(jiǎn)要表示第I實(shí)施方式的振動(dòng)產(chǎn)生單元的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0018]圖3是簡(jiǎn)要表示第I實(shí)施方式的振動(dòng)產(chǎn)生裝置的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0019]圖4是簡(jiǎn)要表示第I實(shí)施方式的振動(dòng)產(chǎn)生裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0020]圖5是表示第I實(shí)施方式的超聲波產(chǎn)生裝置的制造方法的流程圖。
[0021]圖6是表示在制造第I實(shí)施方式的超聲波產(chǎn)生裝置時(shí)使用的超聲波產(chǎn)生裝置的組裝系統(tǒng)的簡(jiǎn)要圖。
[0022]圖7是表示在第I實(shí)施方式的超聲波產(chǎn)生裝置的制造過(guò)程中、螺栓狀構(gòu)件的第2端被夾具的外螺紋部固定前的狀態(tài)的簡(jiǎn)要圖。
[0023]圖8是表示在第I實(shí)施方式的超聲波產(chǎn)生裝置的制造過(guò)程中、螺栓狀構(gòu)件的第2端被夾具的外螺紋部固定后的狀態(tài)的簡(jiǎn)要圖。
[0024]圖9是表示在第I實(shí)施方式的超聲波產(chǎn)生裝置的制造過(guò)程中、從圖8對(duì)安裝單元施加有壓縮力的狀態(tài)的簡(jiǎn)要圖。
[0025]圖10是表示在第I實(shí)施方式的超聲波產(chǎn)生裝置的制造過(guò)程中、將螺母安裝于螺栓狀構(gòu)件的棒狀部后的狀態(tài)的簡(jiǎn)要圖。
[0026]圖11是表示在第I實(shí)施方式的超聲波產(chǎn)生裝置的制造過(guò)程中、從圖10使施力單元對(duì)安裝單元的壓縮力的施加停止后的狀態(tài)的簡(jiǎn)要圖。
[0027]圖12是表示第I變形例的超聲波產(chǎn)生裝置的組裝系統(tǒng)的簡(jiǎn)要圖。
[0028]圖13是簡(jiǎn)要表示第2變形例的螺栓狀構(gòu)件和夾具的夾具棒狀部的立體圖。
[0029]圖14是簡(jiǎn)要表示第3變形例的超聲波產(chǎn)生裝置的結(jié)構(gòu)的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030](第I實(shí)施方式)
[0031]參照?qǐng)D1?圖6說(shuō)明本發(fā)明的第I實(shí)施方式。圖1是表示本實(shí)施方式的超聲波處理裝置I的圖。在此，超聲波處理裝置I是使用了后述的超聲波產(chǎn)生裝置10的一例。如圖1所示，超聲波處理裝置I具有長(zhǎng)度軸線C。在此，將與長(zhǎng)度軸線C平行的兩個(gè)方向中的一個(gè)方向作為頂端方向(圖1的箭頭Cl的方向)，將與頂端方向相反的方向作為基端方向(圖1的箭頭C2的方向)。超聲波處理裝置I包括振動(dòng)產(chǎn)生單元2和從基端到頂端沿著長(zhǎng)度軸線C延伸設(shè)置的超聲波探頭3。
[0032]振動(dòng)產(chǎn)生單元2包括振子殼體11。在振子殼體11的基端連接有線纜5的一端。線纜5的另一端連接于電源單元6。電源單元6包括超聲波產(chǎn)生電流供給部7和輸入部9。另外，在超聲波探頭3的頂端部設(shè)有頂端處理部8。
[0033]圖2是表示振動(dòng)產(chǎn)生單元2的結(jié)構(gòu)的圖。如圖2所示，在振子殼體11的內(nèi)部設(shè)有超聲波產(chǎn)生裝置10。在超聲波產(chǎn)生裝置10上連接有電布線13A、13B的一端。電布線13A、13B通過(guò)線纜5的內(nèi)部，另一端連接于電源單元6的超聲波產(chǎn)生電流供給部7。通過(guò)從超聲波產(chǎn)生電流供給部7經(jīng)由電布線13A、13B向超聲波產(chǎn)生裝置10供給電流，從而在超聲波產(chǎn)生裝置10中產(chǎn)生超聲波振動(dòng)。在超聲波產(chǎn)生裝置10的頂端方向側(cè)連結(jié)有用于放大超聲波振動(dòng)的振幅的變幅桿15。變幅桿15安裝于振子殼體11。另外，在變幅桿15的頂端部形成有內(nèi)螺紋部17。
[0034]另外，在超聲波探頭3的基端部形成有外螺紋部19。通過(guò)外螺紋部19與變幅桿15的內(nèi)螺紋部17相螺紋接合，從而超聲波探頭3安裝于振動(dòng)產(chǎn)生單元2。通過(guò)超聲波探頭3安裝于振動(dòng)產(chǎn)生單元2，從而在超聲波產(chǎn)生裝置10中產(chǎn)生的超聲波振動(dòng)傳遞到超聲波探頭3。通過(guò)超聲波振動(dòng)傳遞到超聲波探頭3的頂端處理部8，從而頂端處理部8使用超聲波振動(dòng)進(jìn)行對(duì)生物體組織等處理對(duì)象的處理。此外，超聲波振動(dòng)是振動(dòng)方向和傳遞方向與長(zhǎng)度軸線C平行的縱向振動(dòng)。
[0035]圖3和圖4是表示超聲波產(chǎn)生裝置10的結(jié)構(gòu)的圖。如圖3和圖4所示，超聲波產(chǎn)生裝置10包括作為用于保持后述的安裝單元30的保持構(gòu)件的螺栓狀構(gòu)件21。螺栓狀構(gòu)件21包括:作為軸部的棒狀部23，其插入有安裝單元30，并與長(zhǎng)度軸線C平行地延伸；以及作為限制部的頭部22，其設(shè)置于棒狀部23的一個(gè)端部，并用于限制插入到棒狀部23的安裝單元30的移動(dòng)。此外，棒狀部23的外徑小于頭部22的外徑。而且，螺栓狀構(gòu)件21的長(zhǎng)度軸線方向與長(zhǎng)度軸線C 一致。
[0036]在此，在超聲波產(chǎn)生裝置10中，將與長(zhǎng)度軸線C平行的方向中的一個(gè)方向作為第I軸向(圖3和圖4的箭頭Al的方向)，將與第I軸向相反的方向作為第2軸向(圖3和圖4的箭頭A2的方向)。
[0037]在螺栓狀構(gòu)件21中，利用頭部22形成有第I軸向側(cè)的第I端E1，利用棒狀部23形成有第2軸向側(cè)的第2端E2。
[0038]在棒狀部23中，在第2軸向側(cè)的端部的外周部形成有外螺紋部25。另外，在螺栓狀構(gòu)件21的第2端E2設(shè)有朝向第I軸向凹陷的凹部26。在凹部26內(nèi)形成有內(nèi)螺紋部28。
[0039]在螺栓狀構(gòu)件21的棒狀部23安裝有安裝單元30。安裝單元30包括(在本實(shí)施方式中為三個(gè))環(huán)狀的壓電元件29A?壓電元件29C。壓電元件29A?壓電元件29C由陶瓷等形成。另外，安裝單元30包括第I電極31和第2電極32。
[0040]第I電極31包括:電極環(huán)部33A，其位于壓電元件29A的第I軸向側(cè)；電極環(huán)部33B，其位于壓電元件29B與壓電元件29C之間。另外，第I電極31包括:電極帶狀部35A，其在電極環(huán)部33A與電極環(huán)部33B之間連續(xù)；電極帶狀部35B，其一端與電極環(huán)部33B連續(xù)。電布線13A的一端連接于第I電極31的電極帶狀部35B。
[0041]第2電極32包括:電極環(huán)部37A，其位于壓電元件29A與壓電元件29B之間；電極環(huán)部37B，其位于壓電元件29C的第2軸向側(cè)。另外，第2電極32包括:電極帶狀部39A，其在電極環(huán)部37A與電極環(huán)部37B之間連續(xù)；電極帶狀部39B，其一端與電極環(huán)部37B連續(xù)。電布線13B的一端連接于第2電極32的電極帶狀部39B。
[0042]通過(guò)設(shè)為這種結(jié)構(gòu)，從而從電源單元6的超聲波產(chǎn)生電流供給部7向第I電極31和第2電極32供給電流(交流電流)。通過(guò)向第I電極31和第2電極32供給電流，從而壓電元件29A?壓電元件29C將電流轉(zhuǎn)換為超聲波振動(dòng)，產(chǎn)生超聲波振動(dòng)。
[0043]安裝單元30包括絕緣環(huán)41A、41B。絕緣環(huán)41A位于第I電極31的電極環(huán)部33A的第I軸向側(cè)。絕緣環(huán)41B位于第2電極32的電極環(huán)部37B的第2軸向側(cè)。通過(guò)設(shè)置絕緣環(huán)41A，從而成為從超聲波產(chǎn)生電流供給部7供給的電流因絕緣環(huán)41A而未傳遞到第I軸向側(cè)的狀態(tài)。而且，通過(guò)設(shè)置絕緣環(huán)41B，從而成為從超聲波產(chǎn)生電流供給部7供給的電流因絕緣環(huán)41B而不能向第2軸向側(cè)傳遞的狀態(tài)。另外，安裝單元30包括設(shè)置于絕緣環(huán)41B的第2軸向側(cè)的墊圈42。
[0044]另外，在螺栓狀構(gòu)件21的棒狀部23上，與安裝單元30獨(dú)立地安裝有作為擰緊構(gòu)件的螺母43。螺母43位于安裝單元30 (墊圈42)的第2軸向側(cè)。在螺母43上設(shè)有內(nèi)螺紋部45。通過(guò)內(nèi)螺紋部45與棒狀部23的外螺紋部25相螺紋接合，從而螺母43安裝于棒狀部23。通過(guò)設(shè)置螺母43，從而安裝單元30 (壓電元件29A?壓電元件29C、第I電極31、第2電極32、絕緣環(huán)41A、41B以及墊圈42)在螺母43與螺栓狀構(gòu)件21的頭部22之間緊固。因而，安裝單元30固定在螺母43與螺栓狀構(gòu)件21的頭部22之間。另外，墊圈42的外徑Dl大于螺母43的外徑D2。
[0045]接著，說(shuō)明超聲波產(chǎn)生裝置10的制造方法。圖5是表示超聲波產(chǎn)生裝置10的制造方法的圖。圖6是表示在制造超聲波產(chǎn)生裝置10時(shí)使用的超聲波產(chǎn)生裝置10的組裝系統(tǒng)50的圖。如圖6所示，組裝系統(tǒng)50包括構(gòu)成超聲波產(chǎn)生裝置10的上述螺栓狀構(gòu)件21、安裝單元30以及螺母43。
[0046]另外，組裝系統(tǒng)50包括夾具51。夾具51包括基座部55與腿部57A、57B。通過(guò)腿部57A、57B，夾具51設(shè)置在地面上。在夾具51上設(shè)有從基座部55朝向鉛垂下方向突出的夾具棒狀部52。在夾具棒狀部52的鉛垂下方向側(cè)的端部形成有外螺紋部53。另外，在基座部55上設(shè)有沿鉛垂上下方向貫穿基座部55的孔狀部59A、59B。
[0047]組裝系統(tǒng)50包括施力單元60。施力單元60包括位于夾具51的基座部55的鉛垂上方側(cè)的操作桿61。操作桿61連接于板狀部62。自板狀部62朝向鉛垂下方向延伸設(shè)置有連桿部65A、65B。連桿部65A穿過(guò)孔狀部59A延伸設(shè)置至比基座部55靠鉛垂下方向側(cè)的位置。同樣地連桿部65B穿過(guò)孔狀部59B延伸設(shè)置至比基座部55靠鉛垂下方向側(cè)的位置。
[0048]連桿部65A、65B連接于位于基座部55的鉛垂下方向側(cè)的板狀的按壓部63。在按壓部63上設(shè)有沿鉛垂上下方向貫穿按壓部63的孔狀部67。夾具棒狀部52貫穿按壓部63的孔狀部67。通過(guò)設(shè)為上述結(jié)構(gòu)，從而通過(guò)手動(dòng)操作操作桿61，施力單元60能夠相對(duì)于夾具51沿鉛垂上下方向進(jìn)行移動(dòng)。此外，施力單元60由支承單元(未圖示)以能夠沿鉛垂上下方向移動(dòng)的方式支承。
[0049]另外，組裝系統(tǒng)50包括作為在將螺母43安裝于螺栓狀構(gòu)件21的棒狀部23時(shí)使用的安裝構(gòu)件的扳手69。在將螺母43安裝于棒狀部23時(shí)，使用扳手69，使螺母43相對(duì)于棒狀部23旋轉(zhuǎn)。如圖5所示，在制造超聲波產(chǎn)生裝置10時(shí)，首先，在螺栓狀構(gòu)件21的棒狀部23上安裝安裝單元30 (壓電元件29A?壓電元件29C、第I電極31、第2電極32、絕緣環(huán)41A、41B以及墊圈42)(步驟S101)。圖7是表示在超聲波產(chǎn)生裝置10的制造過(guò)程中、螺栓狀構(gòu)件21的第2端E2被夾具51的外螺紋部53固定前的狀態(tài)的圖。如圖7所示，通過(guò)將螺栓狀構(gòu)件21的棒狀部23貫穿包括壓電元件29A?壓電元件29C的安裝單元30，從而安裝單元30安裝于棒狀部23。S卩，安裝單元30自第2軸向側(cè)安裝于螺栓狀構(gòu)件21的棒狀部23。
[0050]在此，壓電元件29A?壓電元件29C、第I電極31、第2電極32等構(gòu)成安裝單元30的各個(gè)構(gòu)件配置在上述位置。另外，在本實(shí)施方式中，第I軸向(圖7的箭頭Al的方向)與鉛垂下方向一致，第2軸向(圖7的箭頭A2的方向)與鉛垂上方向一致。
[0051]另外，在將安裝單元30向棒狀部23安裝(步驟S101)的同時(shí)，在夾具51的夾具棒狀部52上配置作為擰緊構(gòu)件的螺母43 (步驟S102)。如圖7所示，通過(guò)夾具棒狀部52貫穿螺母43，從而進(jìn)行螺母43向夾具棒狀部52的配置。S卩，螺母43自第I軸向側(cè)配置于夾具棒狀部52。此外，外螺紋部53位于夾具棒狀部52的第I軸向側(cè)的端部。
[0052]然后，利用夾具51的外螺紋部53，將螺栓狀構(gòu)件21的第2端E2作為固定端進(jìn)行固定(步驟S103)。圖8是表示在超聲波產(chǎn)生裝置10的制造過(guò)程中、螺栓狀構(gòu)件21的第2端E2被夾具51的外螺紋部53固定后的狀態(tài)的圖。如圖8所示，通過(guò)螺栓狀構(gòu)件21的內(nèi)螺紋部28與夾具51的外螺紋部53相螺紋接合，從而螺栓狀構(gòu)件21的第2端E2被固定。即，夾具51的外螺紋部53成為將安裝有安裝單元30的螺栓狀構(gòu)件21的第2端E2作為固定端進(jìn)行固定的螺栓狀構(gòu)件固定部(固定部)。
[0053]在此，在螺栓狀構(gòu)件21的第2端E2被固定的狀態(tài)下，螺栓狀構(gòu)件21的第I端El成為能夠與長(zhǎng)度軸線C平行地進(jìn)行移動(dòng)的自由端。因此，例如通過(guò)對(duì)螺栓狀構(gòu)件21朝向第I軸向作用有外力，從而作為自由端的第I端El向第I軸向移動(dòng)。在第2端E2被固定的狀態(tài)下，第I端El向第I軸向移動(dòng)，從而螺栓狀構(gòu)件21伸長(zhǎng)。
[0054]另外，在螺栓狀構(gòu)件21的第2端E2被固定的狀態(tài)下，螺母43位于夾具51的夾具棒狀部52。即，在固定螺栓狀構(gòu)件21的第2端E2之前，在夾具棒狀部52上配置螺母43 (步驟 S102)。
[0055]然后，使施力單元60向第I軸向(鉛垂下方向)移動(dòng)，利用施力單元60對(duì)安裝單元30施加壓縮力Fl (步驟S104)。圖9是表示在超聲波產(chǎn)生裝置10的制造過(guò)程中、對(duì)安裝單元30施加有壓縮力Fl的狀態(tài)的圖。如圖9所示，形成于施力單元60的按壓部63的孔狀部67的內(nèi)徑D3大于螺母43的外徑D2。因此，在施力單元60向第I軸向(圖9的箭頭Al的方向)移動(dòng)時(shí)，按壓部63未接觸位于夾具棒狀部52的螺母43，按壓部63移動(dòng)至比螺母43靠第I軸向側(cè)的位置。
[0056]另外，孔狀部67的內(nèi)徑D3小于安裝單元30的墊圈42的外徑Dl。因此，通過(guò)施力單元60向第I軸向移動(dòng)，從而按壓部63抵接于墊圈42。通過(guò)按壓部63抵接于墊圈42，從而從施力單元60對(duì)安裝單元30朝向第I軸向施加有壓縮力Fl。在壓縮力Fl的作用下，包括壓電元件29A?壓電元件29C的安裝單元30收縮。通過(guò)安裝單元30收縮，從而第I彈性力F2產(chǎn)生于安裝單元30。
[0057]第I彈性力F2自安裝單元30作用于螺栓狀構(gòu)件21的頭部22。在此，在螺栓狀構(gòu)件21中，第I端El成為自由端，第2端E2成為固定端。因此，通過(guò)第I彈性力F2作用于螺栓狀構(gòu)件21，從而第I端El向第I軸向移動(dòng)，螺栓狀構(gòu)件21伸長(zhǎng)。
[0058]通過(guò)螺栓狀構(gòu)件21伸長(zhǎng)，從而在螺栓狀構(gòu)件21上產(chǎn)生第2彈性力F3。第2彈性力F3作用于與第I彈性力F2相反的方向。隨著螺栓狀構(gòu)件21的伸長(zhǎng)量變大，第2彈性力F3變大。螺栓狀構(gòu)件21進(jìn)行伸長(zhǎng)直至第2彈性力F3成為與第I彈性力F2相同的大小。即，螺栓狀構(gòu)件21進(jìn)行伸長(zhǎng)直至成為第I彈性力F2與第2彈性力F3之間平衡的平衡狀態(tài)。在平衡狀態(tài)下，在利用施力單元60對(duì)安裝單元30施加了壓縮力Fl的情況下，螺栓狀構(gòu)件21也不伸長(zhǎng)。
[0059]然后，在平衡狀態(tài)下將螺母43安裝于螺栓狀構(gòu)件21的棒狀部23 (步驟S105)。圖10是表示在超聲波產(chǎn)生裝置10的制造過(guò)程中、將螺母43安裝于螺栓狀構(gòu)件21的棒狀部23后的狀態(tài)的圖。如圖10所示，在自施力單元60對(duì)安裝單元30施加了壓縮力Fl的狀態(tài)下進(jìn)行螺母43的安裝。由此，在安裝螺母43時(shí)，保持第I彈性力F2與第2彈性力F3之間平衡的平衡狀態(tài)。
[0060]在向棒狀部23安裝螺母43時(shí)，使用扳手69，使螺母43相對(duì)于棒狀部23旋轉(zhuǎn)。由此，位于夾具棒狀部52的螺母43朝向第I軸向移動(dòng)至棒狀部23。然后，通過(guò)螺母43的內(nèi)螺紋部45與螺栓狀構(gòu)件21的外螺紋部25相螺紋接合，從而螺母43安裝于螺栓狀構(gòu)件21的棒狀部23。通過(guò)安裝有螺母43，從而在螺母43與螺栓狀構(gòu)件21的頭部22之間緊固安裝單元30。由此，保持第I彈性力F2與第2彈性力F3平衡的平衡狀態(tài)。換言之，以保持第I彈性力F2與第2彈性力F3的平衡狀態(tài)的方式將螺母43安裝于螺栓狀構(gòu)件21的棒狀部23。此外，螺母43的安裝以較小的安裝扭矩來(lái)進(jìn)行，防止由于螺母43的擰緊而使安裝單元30自平衡狀態(tài)進(jìn)一步收縮。另外，螺母43的旋轉(zhuǎn)也可以不使用扳手69而是通過(guò)手動(dòng)來(lái)進(jìn)行。
[0061]然后，使施力單元60對(duì)安裝單元30的壓縮力Fl的施加停止(步驟S106)。圖11是表示在超聲波產(chǎn)生裝置10的制造過(guò)程中、停止施力單元60對(duì)安裝單元30施加壓縮力Fl后的狀態(tài)的圖。如圖11所示，在螺母43安裝到螺栓狀構(gòu)件21的棒狀部23之后，使施力單元60向第2軸向(鉛垂上方向)移動(dòng)。由此，成為施力單元60的按壓部63未接觸墊圈42的狀態(tài)，停止從施力單元60向安裝單元30施加壓縮力Fl。
[0062]在此，包括壓電元件29A?壓電元件29C的安裝單元30利用螺母43在螺母43與螺栓狀構(gòu)件21的頭部22之間緊固，并固定在螺母43與頭部22之間。因此，即使在未從施力單元60對(duì)安裝單元30施加有壓縮力Fl的情況下，也保持第I彈性力F2與第2彈性力F3平衡的平衡狀態(tài)。
[0063]然后，解除螺栓狀構(gòu)件21的內(nèi)螺紋部28與夾具51的外螺紋部53之間的螺紋接合。由此，解除夾具51的外螺紋部53對(duì)螺栓狀構(gòu)件21的第2端E2的固定(步驟S107)。像以上那樣，制造出超聲波產(chǎn)生裝置10。
[0064]因此，在上述超聲波產(chǎn)生裝置10的制造方法和組裝系統(tǒng)50中，起到以下效果。即，在制造超聲波產(chǎn)生裝置10時(shí)，利用與螺母43獨(dú)立的施力單元60對(duì)包括壓電元件29A?壓電元件29C的安裝單元30施加壓縮力Fl。安裝單元30不因螺母43的擰緊而收縮，因此螺母43的安裝扭矩、螺栓狀構(gòu)件21的特性、螺母43的特性不會(huì)對(duì)安裝單元30(壓電元件29A?壓電元件29C)的收縮狀態(tài)帶來(lái)影響。因而，有效地防止了安裝單元30的收縮狀態(tài)因每個(gè)超聲波產(chǎn)生裝置10而發(fā)生變化。由此，能夠有效地防止超聲波振動(dòng)的振動(dòng)特性因每個(gè)超聲波產(chǎn)生裝置10而發(fā)生變化、以及因螺栓的特性的影響而使振動(dòng)特性參差不齊。
[0065]另外，在制造超聲波產(chǎn)生裝置10時(shí)，在螺栓狀構(gòu)件21的第I端El成為自由端、螺栓狀構(gòu)件21的第2端E2成為固定端的狀態(tài)下，從施力單元60對(duì)安裝單元30朝向第I軸向施加壓縮力F1。因此，在壓縮力Fl的作用下，安裝單元30收縮，從而在安裝單元30上產(chǎn)生第I彈性力F2。然后，在第I彈性力F2的作用下，螺栓狀構(gòu)件21伸長(zhǎng)，在螺栓狀構(gòu)件21上產(chǎn)生作用于與第I彈性力F2相反方向的第2彈性力F3。螺栓狀構(gòu)件21進(jìn)行伸長(zhǎng)直至成為第I彈性力F2與第2彈性力F3之間平衡的平衡狀態(tài)。然后，在平衡狀態(tài)下，將螺母43安裝于螺栓狀構(gòu)件21的棒狀部23，在螺母43與螺栓狀構(gòu)件21的頭部22之間緊固安裝單元30。由此，即使解除了向安裝單元30的施加壓縮力Fl的情況下，也保持第I彈性力F2與第2彈性力F3之間平衡的平衡狀態(tài)。由于如上所述制造超聲波產(chǎn)生裝置10，因此在完成超聲波產(chǎn)生裝置10時(shí)，成為第I彈性力F2與第2彈性力F3之間平衡的平衡狀態(tài)。因而，有效地防止在制造超聲波產(chǎn)生裝置10后螺栓狀構(gòu)件21在第I彈性力F2的作用下進(jìn)行伸長(zhǎng)。由此，能夠有效地防止制造后的超聲波產(chǎn)生裝置10的超聲波振動(dòng)的振動(dòng)特性自完成時(shí)發(fā)生變化，并且能夠有效地防止因螺栓的特性的影響而使振動(dòng)特性參差不齊。
[0066](變形例)
[0067]此外，在第I實(shí)施方式中，在第I軸向與鉛垂下方向一致、第2軸向與鉛垂上方向一致的狀態(tài)下，螺栓狀構(gòu)件21的第2端E2作為固定端被固定，但是并不限于此。另外，在第I實(shí)施方式中，通過(guò)手動(dòng)操作施力單元60的操作桿61，從而從施力單元60對(duì)安裝單元30施加有壓縮力F1，但是并不限于此。
[0068]例如，作為第I變形例如圖12所示，也可以是，在第I軸向(圖12的箭頭Al的方向)和第2軸向(圖12的箭頭A2)的方向與鉛垂方向垂直的狀態(tài)下，螺栓狀構(gòu)件21的第2端E2作為固定端被固定。在本變形例中，取代夾具51而使用了夾具71。另外，在本變形例中，第I軸向成為與鉛垂方向垂直的第I水平方向，第2軸向成為與第I水平方向相反方向的第2水平方向。
[0069]夾具71包括基座部75和自基座部75朝向第I軸向(第I水平方向)突出的夾具棒狀部72。與第I實(shí)施方式相同地在夾具棒狀部72上，在固定螺栓狀構(gòu)件21的第2端E2之前配置有作為擰緊構(gòu)件的螺母43。在夾具棒狀部72的第I軸向側(cè)的端部形成有外螺紋部73。與第I實(shí)施方式相同地外螺紋部73成為用于固定安裝有安裝單元30的螺栓狀構(gòu)件21的第2端E2的固定部(螺栓狀構(gòu)件固定部)。在第2端E2被固定的狀態(tài)下，螺栓狀構(gòu)件21的第I端El成為自由端。因此，在第2端E2被固定的狀態(tài)下，第I端El向第I軸向移動(dòng)，從而螺栓狀構(gòu)件21能夠伸長(zhǎng)。另外，在基座部75上設(shè)有沿著長(zhǎng)度軸線C貫穿基座部75的孔狀部79A、79B。
[0070]另外，在本變形例中，取代施力單元60而使用了施力單元80。施力單元80包括位于夾具71的基座部75的第2軸向(第2水平方向)側(cè)的主體部82。自主體部82朝向第I軸向延伸設(shè)置有伸縮部85A、85B。伸縮部85A穿過(guò)孔狀部79A延伸設(shè)置至比基座部75靠第I軸向側(cè)的位置。同樣地伸縮部85B穿過(guò)孔狀部79B延伸設(shè)置至比基座部75靠第I軸向側(cè)的位置。
[0071]伸縮部85A、85B連接于位于基座部75的第I軸向側(cè)的板狀的按壓部83。在按壓部83上設(shè)有沿著長(zhǎng)度軸線C貫穿按壓部83的孔狀部87。夾具棒狀部72貫穿按壓部83的孔狀部87。另外，在施力單元80的主體部82上連接有管93的一端。管93的另一端連接于壓力工作液箱91。壓力工作液箱91電連接于輸入部92。
[0072]在利用施力單元80對(duì)安裝單元30施加壓縮力(Fl)時(shí)，通過(guò)輸入部92處的操作，從壓力工作液箱91通過(guò)管93、主體部82的內(nèi)部向伸縮部85A、85B供給工作液。然后，在工作液壓作用下，伸縮部85A、85B伸長(zhǎng)，從而按壓部83向第I軸向移動(dòng)，按壓部83抵接于墊圈42。通過(guò)按壓部83抵接于墊圈42，從而從施力單元80對(duì)安裝單元30朝向第I軸向施加壓縮力(Fl)。在此，由于在按壓部83上設(shè)有孔狀部87，因此在按壓部83向第I軸向移動(dòng)時(shí)，按壓部63未接觸位于夾具棒狀部72的螺母43。因此，按壓部83能夠移動(dòng)至比螺母43靠第I軸向側(cè)的位置。
[0073]以上，根據(jù)第I變形例，在超聲波產(chǎn)生裝置10的制造過(guò)程中，在螺栓狀構(gòu)件21的第I端El成為自由端、第2端E2成為固定端的狀態(tài)下，只要從施力單元出0、80)向第I軸向?qū)Π惭b單元30施加有壓縮力(Fl)即可。由此，安裝單元30收縮，在收縮后的安裝單元30的第I彈性力(F2)的作用下，螺栓狀構(gòu)件21伸長(zhǎng)。而且，螺栓狀構(gòu)件21進(jìn)行伸長(zhǎng)直至成為伸長(zhǎng)后的螺栓狀構(gòu)件21的第2彈性力(F3)與第I彈性力(F2)平衡的平衡狀態(tài)。
[0074]另外，在第I實(shí)施方式中，通過(guò)螺栓狀構(gòu)件21的內(nèi)螺紋部28與夾具51的外螺紋部53相螺紋接合，從而螺栓狀構(gòu)件21的第2端E2作為固定端被固定，但是并不限于此。例如，作為第2變形例如圖13所示，也可以設(shè)有自螺栓狀構(gòu)件21的第2端E2朝向第I軸向凹陷的卡合槽95?？ê喜?5的截面形成為大致六邊形狀。在本變形例中，在夾具51的夾具棒狀部52的第I軸向側(cè)的端部形成有卡合突起96。卡合突起96的截面形成為與卡合槽95對(duì)應(yīng)的大致六邊形狀，卡合突起96能夠與卡合槽95相卡合。通過(guò)卡合突起96與卡合槽95相卡合,從而螺栓狀構(gòu)件21的第2端E2作為固定端被固定。即，卡合突起96成為用于將安裝有安裝單元30的螺栓狀構(gòu)件21的第2端E2作為固定端進(jìn)行固定的固定部。
[0075]以上，根據(jù)第2變形例，只要在夾具(51、71)上設(shè)有固定部(53、73、96)即可，該固定部(53、73、96)用于將安裝有安裝單元30的螺栓狀構(gòu)件21的第2端E2作為固定端進(jìn)行固定。
[0076]另外，在第I實(shí)施方式中，利用螺母43，在螺母43與螺栓狀構(gòu)件21的頭部22之間緊固安裝單元30，但是并不限于此。例如，作為第3變形例如圖14所示，作為擰緊構(gòu)件也可以使用U字構(gòu)件97。U字構(gòu)件97自與長(zhǎng)度軸線C垂直的方向安裝于螺栓狀構(gòu)件21的棒狀部23。另外，U字構(gòu)件97的槽的寬度D4小于棒狀部23的外徑D5。因此，在U字構(gòu)件97安裝于棒狀部23的狀態(tài)下，U字構(gòu)件97可靠地固定于棒狀部23。
[0077]即使在本變形中，也與第I實(shí)施方式相同地在安裝單元30的第I彈性力F2與螺栓狀構(gòu)件21的第2彈性力F3之間平衡的平衡狀態(tài)下，將作為擰緊構(gòu)件的U字構(gòu)件97安裝于棒狀部23。通過(guò)安裝有U字構(gòu)件97，從而包括壓電元件29A?壓電元件29C的安裝單元30在U字構(gòu)件97與螺栓狀構(gòu)件21的頭部22之間被擰緊。由此，保持第I彈性力F2與第2彈性力F3之間平衡的平衡狀態(tài)。
[0078]另外，在本變形例中，由于U字構(gòu)件97自與長(zhǎng)度軸線C垂直的方向安裝于棒狀部，因此不必在夾具(51、71)上設(shè)置夾具棒狀部(52、72)。S卩，不同于第I實(shí)施方式，不必在將螺栓狀構(gòu)件21的第2端E2作為固定端進(jìn)行固定之前，在夾具棒狀部(52、72)上配置擰緊構(gòu)件(43)。因此，更容易地制造出超聲波產(chǎn)生裝置10。
[0079]以上，根據(jù)第3變形例，在超聲波產(chǎn)生裝置10的制造過(guò)程中，只要在伸長(zhǎng)后的螺栓狀構(gòu)件21的第2彈性力F3與安裝單元30的第I彈性力F2平衡的平衡狀態(tài)下，在螺栓狀構(gòu)件21的棒狀部23上安裝有擰緊構(gòu)件(43、97)即可。由此，在擰緊構(gòu)件(43、97)與螺栓狀構(gòu)件21的頭部22之間緊固安裝單元30，保持平衡狀態(tài)。
[0080]另外，在第I實(shí)施方式中，安裝單元30包括壓電元件29A?壓電元件29C、第I電極31、第2電極32、絕緣環(huán)41A、41B以及墊圈42，但是并不限于此。例如也可以不設(shè)置絕緣環(huán)41A、41B，亦可以設(shè)置四個(gè)壓電元件(29A?29C)。即，安裝單元30只要包括至少一個(gè)壓電元件(29A?29C)即可。
[0081]以上，說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)施方式和變形例，但是本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式和變形例，當(dāng)然在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種變形。
【權(quán)利要求】
1.一種超聲波產(chǎn)生裝置的制造方法，其中，該超聲波產(chǎn)生裝置的制造方法包括以下工序: 在螺栓狀構(gòu)件中，將包括用于將電流轉(zhuǎn)換為超聲波振動(dòng)的壓電元件的安裝單元自第2軸向側(cè)安裝于棒狀部，該螺栓狀構(gòu)件的頭部形成作為與長(zhǎng)度軸線平行的方向的第I軸向側(cè)的第I端，外徑比上述頭部的外徑小的上述棒狀部形成作為與上述第I軸向相反方向的上述第2軸向側(cè)的第2端； 在上述螺栓狀構(gòu)件通過(guò)成為自由端的上述第I端的向上述第I軸向的移動(dòng)而能夠伸長(zhǎng)的狀態(tài)下，利用夾具的螺栓固定部，將安裝有上述安裝單元的上述螺栓狀構(gòu)件的上述第2端作為固定端進(jìn)行固定； 通過(guò)在上述螺栓狀構(gòu)件的上述第2端被固定的狀態(tài)下利用施力單元對(duì)上述安裝單元向上述第I軸向施加壓縮力，從而使上述安裝單元收縮，在收縮后的上述安裝單元的第I彈性力的作用下使上述螺栓狀構(gòu)件伸長(zhǎng)；以及 在伸長(zhǎng)后的上述螺栓狀構(gòu)件的第2彈性力與上述安裝單元的上述第I彈性力平衡的平衡狀態(tài)下，在上述螺栓狀構(gòu)件的上述棒狀部上安裝擰緊構(gòu)件，通過(guò)在上述擰緊構(gòu)件與上述螺栓狀構(gòu)件的上述頭部之間緊固上述安裝單元，從而保持上述平衡狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其中， 該制造方法還包括以下工序:在固定上述螺栓狀構(gòu)件的上述第2端之前，在上述第I軸向側(cè)的端部設(shè)有上述 螺栓固定部的夾具棒狀部上配置上述擰緊構(gòu)件， 在上述螺栓狀構(gòu)件的上述棒狀部上安裝上述擰緊構(gòu)件的工序包括以下工序:在上述平衡狀態(tài)下，使上述擰緊構(gòu)件從上述夾具棒狀部朝向上述第I軸向地移動(dòng)到上述螺栓狀構(gòu)件的上述棒狀部。
3.一種超聲波產(chǎn)生裝置的組裝系統(tǒng)，其中，該超聲波產(chǎn)生裝置的組裝系統(tǒng)包括: 螺栓狀構(gòu)件，其包括頭部和棒狀部，該頭部形成作為與長(zhǎng)度軸線平行的方向的第I軸向側(cè)的第I端，該棒狀部的外徑比上述頭部的外徑小，并形成作為與上述第I軸向相反方向的第2軸向側(cè)的第2端； 安裝單元，其包括用于將電流轉(zhuǎn)換為超聲波振動(dòng)的壓電元件，并自上述第2軸向側(cè)安裝于上述螺栓狀構(gòu)件的上述棒狀部； 夾具，其包括螺栓狀構(gòu)件固定部，在上述螺栓狀構(gòu)件通過(guò)成為自由端的上述第I端的向上述第I軸向的移動(dòng)而能夠伸長(zhǎng)的狀態(tài)下，該螺栓狀構(gòu)件固定部將安裝有上述安裝單元的上述螺栓狀構(gòu)件的上述第2端作為固定端進(jìn)行固定； 施力單元，其通過(guò)在上述螺栓狀構(gòu)件的上述第2端被固定的狀態(tài)下對(duì)上述安裝單元向上述第I軸向施加壓縮力，從而使上述安裝單元收縮，其在收縮后的上述安裝單元的第I彈性力的作用下使上述螺栓狀構(gòu)件伸長(zhǎng)；以及 擰緊構(gòu)件，其在伸長(zhǎng)后的上述螺栓狀構(gòu)件的第2彈性力與上述安裝單元的上述第I彈性力平衡的平衡狀態(tài)下安裝于上述螺栓狀構(gòu)件的上述棒狀部，并通過(guò)在與上述螺栓狀構(gòu)件的上述頭部之間緊固上述安裝單元，從而保持上述平衡狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的組裝系統(tǒng)，其中， 上述夾具包括在上述第I軸向側(cè)的端部設(shè)有上述螺栓狀構(gòu)件固定部的夾具棒狀部， 上述擰緊構(gòu)件在固定上述螺栓狀構(gòu)件的上述第2端之前配置于上述夾具棒狀部，并在上述平衡狀態(tài)下從上述夾具棒狀部朝向上述第I軸向移動(dòng)到上述螺栓狀構(gòu)件的上述棒狀部 。
【文檔編號(hào)】H04R17/10GK103999483SQ201380004279
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2013年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月19日
【發(fā)明者】銅庸高 申請(qǐng)人:奧林巴斯醫(yī)療株式會(huì)社