超聲波傳遞構件的製作方法

2023-12-10 13:38:02

專利名稱：超聲波傳遞構件的製作方法
技術領域：
本發明涉及超聲波傳遞構件。
背景技術：
超聲波傳遞構件被廣泛地使用於例如內窺鏡和超聲波焊 接裝置等中。
美國專利第6，325，811B1號說明書中公開了 一種從內窺鏡 的插入部的基端插入到頂端來使用的細長的超聲波傳遞構件， 在該超聲波傳遞構件的頂端部可開閉地安裝有夾持臂構件。
美國專利第5，484，398號說明書中也7>開了 一種從內窺鏡 的插入部的基端插入到頂端來使用的細長的空心的超聲波傳遞 構件。
還有，美國專利第5，997，497號說明書中也公開了 一種在內 窺鏡中從基端插入到頂端來使用的細長的超聲波傳遞構件。
上述以往的超聲波傳遞構件為了從各自的 一 端到另 一 端 高效地傳遞超聲波必須具有高的尺寸精度，還由於需要具有耐 腐蝕性，例如通過對鈦、鈦合金、鋁合金或鎳一鋁合金等金屬 進行機械加工而製作成。
使上述金屬材料具有高尺寸精度的機械加工在製作以往 的超聲波傳遞構件所需時間很多，並且成本高。
與金屬材料相比，作為無晶界，從而耐腐蝕性、強度、具 有彈性、成形加工性並且形狀複製性優異的材料，近年來金屬 玻璃引人注目。例如，在日本特開平10—202372號公報中公開 了使用金屬玻璃將2個以上構件接合為一體的內容。而且，在 日本特開2000—343205號公報中7>開了將金屬玻璃在其過冷
10卻液體域成形為筒狀的內容。還有，在日本特開平9一323174 號公報也公開了使用金屬玻璃將2個以上構件接合為一體的內容。
所謂金屬玻璃是指 一種非晶形合金，其是利用例如電弧放 電等手段使3種以上的多個結晶性金屬熔化而合金化之後急冷 而得到的，具有規定溫度範圍的過冷卻液體域(玻化溫度域)。 在過冷卻液體域(玻化溫度域)中，發揮對加熱而變軟的玻璃 進行加工時那樣優異的形狀複製性。而且，使如上述那樣被熔 化而合金化的多個結晶性金屬合金化之後進行急冷化時注入到 模具構件的鑄模中，由此與將熔融的玻璃注入到模具構件的鑄
模的情況同樣，能精密地複製模具構件的鑄模的形狀尺寸。例 如，與對規定模具構件的規定凹模的一般的鑄鋁合金的填充率 大致為84%相比，Ni基金屬玻璃的上述填充率大致為99% 。
上述3種以上的多個結晶性金屬各自的元素的大小相互不 同的，並且在如上所述那樣合金化之後，不有規律地排列，未 結晶化。合金化之後的3種以上的多個結晶性金屬比合金化前 易於較少地混雜能量。雖已知具有這種稱為金屬玻璃的性質的 各種各樣非晶形合金，但例如由Zr、 Cu、 Al、 Ni這4種金屬構成
的Zr55Cu3oAlioNis較熟知。
該非晶形合金能通過以大致1200。C使Zr、 Cu、 Al、 Ni這4 種金屬熔融之後，以10K/sec以上的速度急冷而得到，大致400 。C和450。C之間是過冷卻液體域(玻化溫度域)。
金屬玻璃除了具有上述優異的形狀複製性和加工性之外， 與以往例如鎂合金、硬鋁、鈦合金、不鏽鋼、超高張力鋼等結 晶性合金相比，不僅還具有同樣低的楊氏模量而且在抗拉強度 方面也非常優異。金屬玻璃與以往的不鏽鋼相比還具有大致 ioooo倍以上的耐腐蝕性。

發明內容
本發明的目的在於提供一種與以往相比能更容易以更短 時間、更低的成本並具有更高的尺寸精度地製作的超聲波傳遞 構件。
根據本發明的一技術方案的超聲波傳遞構件具有一端部 和另 一端部，用於將輸入到一端部的超聲波傳遞到另 一端部，
其是如下形成的準備了具有與超聲波傳遞構件的整體外形形 狀相對應的凹模的主模具構件、然後，使作為金屬玻璃的基礎 的合金熔融並注入到上述主模具構件的上述凹模中，使熔融的 合金在保持液相的狀態下凝固而轉變成金屬玻璃。
根據本發明的另 一技術方案的的超聲波傳遞構件具有一 端部和另 一端部，用於將輸入到一端部的超聲波傳遞到另 一端 部，其是如下形成的準備了除規定部位之外具有傳遞超聲波 用的所期望的尺寸的整體形狀的超聲波傳遞構件主體；準備了 具有與上述規定部位的外形形狀相對應的凹模的規定部位成形 模具構件；然後，在超聲波傳遞構件主體中的與上述規定部位
相鄰的部位被j文入到上述*見定部位成形才莫具構件的上述凹才莫 中，使作為金屬玻璃的基礎的合金熔融並注入到上述凹模中， 在保持液相的狀態下使之凝固，由此使上述熔融的合金轉變成 金屬玻璃，並利用上述金屬玻璃將上述規定部位與上述超聲波 傳遞構件主體的上述相鄰部位糹妄合。
根據本發明的另 一技術方案的的超聲波傳遞構件具有一 端部和另 一端部，用於將輸入到一端部的超聲波傳遞到另 一端 部，其是如下形成的準備了形成有與上述超聲波傳遞構件的 整體的外形形狀相對應的凹模的模具構件；準備了從上述超聲 波傳遞構件的上述一端部延伸到上述另 一端部而又返回到上述
12一端部的U字形管；上述U字形管以上述U字形管的兩端部從上 述凹模的一端部突出，並且使上述U字形管的彎曲端部位於上 述凹模中的方式配置在上述模具構件的上述凹模中，然後，使 作為金屬玻璃的基礎的合金熔融並注入到上述模具構件的上述 凹模中，在保持液相的狀態下使之凝固，由此使上述熔融的合 金轉變成金屬玻璃，從而由上述金屬玻璃形成內置有上述U字 形管的超聲波傳遞構件。
根據本發明的另 一技術方案的具有規定長度的細長的超 聲波傳遞構件具有一端部和另 一端部，用於將輸入到一端部的 超聲波傳遞到另一端部，其是如下形成的準備了模具構件， 該模具構件除了長度是上述規定長度以下之外，形成有與上述 超聲波傳遞構件的整體的外形形狀相對應的超聲波傳遞構件材 料的凹模；使作為金屬玻璃的基礎的合金熔融並注入到上述模 具構件的上述凹模中，在保持液相的狀態下使之凝固，由此使 上述熔融的合金轉變成金屬玻璃，由上述金屬玻璃形成上述超 聲波傳遞構件材料；然後，將上述超聲波傳遞構件材料的長度 方向的 一 端部和另 一 端部之間的失見定部位加熱到上述金屬玻璃
波傳遞構件原材料拉伸到上述規定長度。
根據特徵在於如上所述那樣構成的本發明的多個超聲波 傳遞構件都基本上是如下形成的使作為金屬玻璃的基礎的合 金熔融而注入到模具構件的凹模中，在保持液相的狀態下使之 凝固而使上述熔融的合金轉變成金屬玻璃。作為其結果，與以 往相比能更容易以更短時間、更低的成本並具有更高的尺寸精 度地製作超聲波傳遞構件。


圖1A是本發明的第l實施方式的製作超聲波傳遞構件的方 法中所使用的主模具構件的概略側視圖。
圖1B是圖1A所示的主模具構件的概略的俯視圖。
圖1C是使用圖1A和圖1B中概略地表示的主模具構件並由
金屬玻璃製作的超聲波傳遞構件的概略側^見圖。
圖2A是本發明的第l實施方式的製作超聲波傳遞構件的方
法的第l變形例所使用的主模具構件的概略側視圖。 圖2B是圖2A所示的主模具構件的概略的俯視圖。 圖2 C是使用圖2 A和圖2 B中概略地表示的主模具構件並由
金屬玻璃製作的超聲波傳遞構件的概略側視圖。
圖3A是本發明的第l實施方式的製作超聲波傳遞構件的方
法的第2變形例所使用的主模具構件的概略的縱剖視圖。 圖3B是圖3A所示的主模具構件的概略的俯視圖。 圖4A是本發明的第l實施方式的製作超聲波傳遞構件的方
法的第3變形例所使用的副模具構件和超聲波傳遞構件的概略
側視圖，該副模具構件附帶有加熱器，該超聲波傳遞構件具有
小直徑的另 一 端部的頂端部分作為該副模具構件的凹模的期望
的形狀^皮複製的失見定部位。
圖4B是只剖視副模具構件來表示圖4A的副模具構件和超
聲波傳遞構件的小直徑的另 一端部的頂端部分的相剋略的主一見圖。
圖4C是在利用副模具構件的凹模將凹模的輪廓形狀複製 到超聲波傳遞構件的小直徑的另 一 端部的頂端部分的狀態下， 只剖視副模具構件來放大表示圖4A的副模具構件和超聲波傳 遞構件的小直徑的另 一端部的頂端部分的概略側視圖。
圖5 A是本發明的第2實施方式的製作超聲波傳遞構件的方 法中所使用的一次成形模具構件的一半和被設置在該一半的半凹模中的超聲波傳遞構件主體的概略側視圖。
圖5B是放大被設置在圖5A的 一 半的半凹模上的超聲波傳
遞構件主體的規定部位即小直徑的另 一 端部的頂端部分來概略 地表示的側浮見圖。
圖5 C是概略地表示利用圖5 A的 一 次成形模具構件在規定 部位即小直徑的另 一端部的頂端部分形成有二次成形用的部分 原材料後的超聲波傳遞構件主體以及附帶有用於使超聲波傳遞 構件主體的部分原材料二次成形的附帶有加熱器的二次成形模 具構件的側—見圖、
圖5D是只剖視二次成形模具構件來表示圖5C的二次成形 模具構件、超聲波傳遞構件的小直徑的另 一端部的頂端部分的 部分原材料的概略的主視圖。
圖5E是在利用二次成形模具構件的凹模將凹模的輪廓形 狀複製到超聲波傳遞構件的小直徑的另 一端部的頂端部分的部 分原材料上的狀態下，只剖視二次模具構件來放大表示圖5 C的 二次成形模具構件和超聲波傳遞構件的小直徑的另 一 端部的頂 端部分的部分原材料的概略側^L圖。
圖6A是概略地表示本發明的第3實施方式的製作超聲波傳 遞構件的方法中所使用的主模具構件的 一半和形成在該 一半的 半凹模上的細長的型芯構件的側視圖。
圖6B是利用附帶有圖6A的細長的型芯構件的主模具構件 的凹模由金屬玻璃形成的超聲波傳遞構件的概略的縱剖視圖。
圖7A是概略地表示本發明的第3實施方式的製作超聲波傳 遞構件的方法的變形例所使用的主模具構件的 一 半和配置在形 成於該 一 半的半凹模上的細長的空心構件的側視圖。
圖7B是利用圖7A的附帶有細長的空心構件的主模具構件 的凹模由金屬玻璃形成的超聲波傳遞構件的概略的縱剖視圖。
15圖8A是概略地表示本發明的第4實施方式的製作超聲波傳
遞構件的方法中所使用的主模具構件的 一 半和配置在形成於該
一半的半凹模上的細長的U字形管的側視圖。
圖8B是利用附帶有圖8A的細長的U字形管的主模具構件 的凹模由金屬玻璃形成的超聲波傳遞構件的概略的縱剖視圖。
圖8C是附帶有圖8B的U字形管的超聲波傳遞構件的使用 形態的一個例子的概略側視圖。
圖9A是概略地表示本發明的第5實施方式的製作超聲波傳 遞構件的方法中所使用的模具構件的側面的側視圖。
圖9B是圖9A的模具構件的IXB — IXB概略剖視圖。
圖9C是在將利用圖9A的模具構件的凹模由金屬玻璃形成 的超聲波傳遞構件原材料的兩端部固定在牽拉裝置上並且將與 其中間部分對應部加熱到金屬玻璃的過冷卻液體域期間，將上 述牽拉裝置的一部分剖視來概略地表示由上述牽拉裝置拉伸該 超聲波傳遞構件原材料的狀態的側視圖。
圖9D是概略地表示在圖9C中由上述牽拉裝置將超聲波傳 遞構件原材料拉伸到規定長度以上的狀態的側視圖。
圖9E是利用包括圖9A 圖9D所示的各種工序的、本發明的 第5實施方式的製作超聲波傳遞構件的方法最終所製作成的超 聲波傳遞構件的概略側浮見圖。
圖IOA是本發明的第6實施方式的製作超聲波傳遞構件的 方法中所使用的主模具構件的概略側視圖。
圖IOB是圖IOA所示的主模具構件的概略的俯視圖。
圖IOC是使用圖IOA和圖IOB概略地表示的主模具構件而 由金屬玻璃所製作的超聲波傳遞構件的概略側視圖。
圖IIA是本發明的第7實施方式的製作超聲波傳遞構件的 方法中所使用的規定部位成形模具構件的概略側視圖，在此，局部剖規定部位成形模具構件來表示與規定部位的成形用的規 定部位成形凹模相鄰地配置在規定部位成形模具構件中的超聲 波傳遞構件主體。
圖IIB是局部剖地表示圖IIA所示的規定部位成形模具構 件的概略的俯—見圖。
圖IIC是使用圖IIA和圖IIB概略地表示的規定部位模具 構件而由金屬玻璃所製作的規定部位與配置在上述規定部位模 具構件中的超聲波傳遞構件主體接合而構成的超聲波傳遞構件 的整體的概略側視圖。
圖12A是參照圖11A~圖IIC如上所述的本發明的第7實施 方式的製作超聲波傳遞構件的方法中所使用的超聲波傳遞構件 主體的固定構造的第l變形例的》文大了的概略側—見圖。
圖12B是參照圖11A~圖IIC如上所述的本發明的第7實施 方式的製作超聲波傳遞構件的方法中所使用的超聲波傳遞構件 主體的固定構造的第2變形例的放大了的概略側視圖。
圖12C是參照圖11A~圖11C如上所述的本發明的第7實施 方式的製作超聲波傳遞構件的方法中所使用的超聲波傳遞構件 主體的固定構造的第3變形例的放大了的概略側視圖。
圖12D是參照圖11A~圖11C如上所述的本發明的第7實施 方式的製作超聲波傳遞構件的方法中所使用的超聲波傳遞構件 主體的固定構造的第4變形例的放大了的概略側視圖。
圖13A是局部剖地表示本發明的第8實施方式的製作超聲 波傳遞構件的方法所使用的模具構件的概略側視圖、
圖13B是圖13A所示的主模具構件的概略的俯視圖。
圖13C是在固定在上述超聲波傳遞構件上來使用的工具和 用於上述固定的工具固定件彼此相互分離的狀態下，概略地表 示使用圖13A和圖13B概略地表示的主沖莫具構件並由金屬玻璃所製作的超聲波傳遞構件的側視圖、
圖13D是表示利用工具固定件將工具固定在圖13C所示的 超聲波傳遞構件上的狀態的概略的局部側視圖。
圖13E是表示在本發明的第8實施方式的製作超聲波傳遞
構件的方法的變形例中超聲波傳遞構件與工具形成 一 體的狀態 的概略的局部側視圖。
圖14A是概略地表示本發明的第9實施方式的製作超聲波 傳遞構件的方法所使用的主模具構件的一半和配置在形成於該 一半的半凹才莫上的細長的空心構件的側一見圖。
圖14B是使用了利用附帶有圖14A的細長的空心構件的主 模具構件的凹模由金屬玻璃所形成的超聲波傳遞構件的噴霧器
的概略的縱剖—見圖。
圖15A是概略地表示本發明的第IO實施方式的製作超聲波 傳遞構件的方法所使用的主模具構件的 一半和配置在形成於該 一半的半凹模上的細長的錐狀的型芯構件的側視圖。
圖15B是將利用附帶有圖15A細長的錐狀的型芯構件的主 模具構件的凹模並由金屬玻璃所形成的超聲波傳遞構件和與上
述超聲波傳遞構件的貫穿孔的兩端的開口相連接的管構件局部 剖而概略地表示的側視圖。
圖15C是局部剖地對圖15B所示的管構件與圖15B所示的 超聲波傳遞構件的貫穿孔的兩端的開口相連接的狀態進行概略 地表示的側視圖。
具體實施例方式
第l實施方式
最初參照圖1A~圖1C對本發明的第l實施方式的製作超 聲波傳遞構件的方法進行說明。如圖1A和圖1B所示，準備了具有凹模12的主模具構件10。 主模具構件10還具有使凹模12與外部空間連通用的熔融材料 流入通路(澆注通道)14。凹模12具有與圖1C所示的期望的超 聲波傳遞構件16的整體外形形狀和外形尺寸相對應的形狀。
在本實施方式中，上述期望的超聲波傳遞構件16具有大直 徑且大的橫截面的 一 端部16 a和小直徑且小的橫截面的另 一 端 部16b,構成用於將輸入到一端部16a的超聲波傳遞到另 一端部 16b的細長的超聲波探頭。在大直徑的 一端部16a中的與另 一端 部16b相反的一側形成有將超聲波傳遞構件16與未圖示的超聲 波發生裝置相連接用的連接件16c。在本實施方式中，連接件 16c是螺杆。
規定頻率的超聲波從連接件16c上所連接的上述未圖示的 超聲波發生裝置被輸入到超聲波傳遞構件16的一端部16a，但 優選從大直徑一端部16a中的與小直徑的另 一端部16b相反的 一側的端面到另 一端部16b的末端的長度L為上述超聲波的l波 長入的一半(人/ 2 )的整數倍。這樣的超聲波傳遞構件16例 如被用於內窺鏡手術中。
另外，優選在超聲波傳遞構件16的大直徑的一端部16a中 的小直徑的另 一端部16b側的端部(即，超聲波傳遞構件16的 外周面上的從大直徑的一端部16a開始轉變到小直徑的另 一端 部16b的位置)與從連接件16c所連接的上述未圖示的超聲波發 生裝置被輸入到超聲波傳遞構件16的一端部16a的超聲波的節 大致對準。
本實施方式的凹模12包括與超聲波傳遞構件16的大直徑 的一端部16a相對應的一端部對應部分12a、與超聲波傳遞構件 16的小直徑的另 一端部16b相對應的另 一端部對應部分12b。
主模具構件IO是具有沿縱向擴展的分型面的側方2分開模具，例如由銅那樣傳熱率高的金屬製成。主模具構件10的2個
一半10a、 lOb呈相互對稱的形狀，利用公知的可以分離的固定 構造，例如螺栓、螺母的組合可以分離地相互固定。凹模12和 熔融材料流入通路(澆注通道)14沿著主模具構件10的2個一 半的10a、 10b的各自分型面縱向分開地形成。
熔融材料流入通路(澆注通道)14包括開口於主模具構 件10的上表面上的外端(澆口)、與凹模12的規定部分、在本 實施方式為 一端部對應部分12a中的與另 一端部對應部分12b 相反的一側相連4妻的內端。
作為金屬玻璃的基礎的包含3個以上元素且被熔融的合金 18流入熔融材料流入通路(澆注通道)14的夕卜端(澆口 )。在 本實施方式中，上述3個以上元素包含Ti、 Zr、 Al中的至少l個。 Al的聲阻抗很低(14Gpa.s/m3), Ti的聲阻抗雖不是A1那樣低 但也較低(21Gpa.s/m3)。但是，Ti的機械質量係數Q和機械強 度很高。Zr提高非晶形形成能力，使金屬玻璃的過冷卻液體域 (玻化溫度域)變寬。 一般來說，越是聲阻抗低、機械質量系 數Q高的材質，隨著振動傳遞的損失越小。
更詳細地說，在本實施方式中所使用的作為金屬玻璃的基
礎的合金18是Zl"55Cu3oAlK)Ni5。雖說如此，只要能得到超聲波
傳遞構件16的期望的形成和形成後的超聲波傳遞構件16的期 望的性能，可以是各種公知的作為金屬玻璃的基礎的合金。作 為這樣公知的金屬玻璃的基礎的合金是Zr6oCu3oAl10、 Ti53Cu30Ni15C02、 Al10Ni15La65Y10、 Ti53Cui5Nii8.5Hf3Al7Si3Bo.5、 Ti40Zri0Cu36Pdi4、 Ti53Clll5Nil8-5 Zr3Al7Si3B。.5等。
在主模具構件10上使用了未圖示的各種公知的散熱和/ 或冷卻構造，使得經由熔融材料流入通路(澆注通道)14流入
20凹模12中的作為金屬玻璃的基礎的熔融的合金18在保持液相
的狀態下凝固。其結果，流入到凹模12中的熔融的合金18以 10K/sec以上的冷卻速度被冷卻。流入凹才莫12的熔融的合金18 這樣地被急冷而成為不存在晶界的非晶形合金(所謂金屬玻 璃)，凹模12的形狀和尺寸被精密地複製到上述非晶形合金(所
謂金屬玻璃)上。
由在凹模12中成為玻璃固體域並被複製有凹模12的形狀 的金屬玻璃構成的超聲波傳遞構件16在進行了規定時間的進 一步散熱後從主模具構件10被取出。此時，如圖1C的實線所示 的被複製有凹模12的形狀的超聲波傳遞構件16在大直徑的一 端部16a中的與另 一端部16b相反的一側附帶有與圖1C中雙點 劃線所示的與熔融材料流入通路(澆注通道)14的形狀相對應 的形狀的熔融材料流入通^各對應部分14a。
接著，熔融材料流入通路對應部分14a被機械加工而被做 成連接件16c。在該機械加工期間，例如需要4吏用包括冷卻液 體在內的冷卻介質等/>知的各種冷卻對策，以便不因該機械加 工，熔融材料流入通3各對應部分14a的金屬玻璃的溫度變成結 晶化溫度以上(即，金屬玻璃不喪失非晶質而不結晶化)。
在此利用金屬玻璃來製作超聲波傳遞構件16的技術上的 優點^口下所述。
與製作超聲波傳遞構件的以往的例如鈦、鈦合金、鋁合 金或鎳-鋁合金等金屬材料相比，成形加工性和形狀複製性方 面優異，因此即使是複雜的形狀，也能僅利用鑄造而以高的尺 寸精度製作超聲波傳遞構件的大致整體，使超聲波傳遞構件的 製作成本降低。
金屬玻璃是非晶形且沒有晶界，聲波特性優異。普通金 屬存在晶界，因此在流過超聲波時，就引起超聲波的反射，產
21生超聲波振動能量的損失。
金屬玻璃的抗拉強度遠優於普通金屬，例如是Ti合金的 大約3倍，因此在超聲波傳遞構件中流過超聲波時，難以因在 超聲波傳遞構件產生振動應力而使超聲波傳遞構件損壞。
金屬玻璃是非晶形且沒有晶界，因此耐腐蝕性優異。 另外，在上述的實施方式中，熔融的作為金屬玻璃的基礎 的合金18利用重力朝向熔融材料流入通路(澆注通道)14的外 端(澆口 )流入，當然，也可以在由^^知的加壓^l構施加了壓
力的狀態下朝向熔融材料流入通路(澆注通道)14的外端(澆
口 )流入。
第l實施方式的第l變形例
接著，參照圖2A 圖2C對本發明的第1實施方式的製作超 聲波傳遞構件的方法的第l變形例進行說明。
該變形例與參照圖1A 圖1C如上所述的本發明的第l實 施方式的製作超聲波傳遞構件的方法有以下不同。即，與超聲 波傳遞構件16的外形形狀相對應地形成在主模具構件10上的 凹模12'在一端部對應部分12a中的與另 一端部對應部分12b的 相反的一側包括與超聲波傳遞構件16的連接件16'c的外形相 對應的連接件對應部分12c,熔融材料流入通路(澆注通道) 14的內端與連接件對應部分12c中的與 一端部對應部分12a的 相反的一側相連4妄。
作為金屬玻璃的基礎的熔融的合金18流入熔融材料流入 通路(澆注通道)14的外端(澆口 )，並且填充到凹模12'內的 合金18被急冷，在凹模12中成為玻璃固體域的金屬玻璃，被復 制有凹模12的形狀的金屬玻璃構成超聲波傳遞構件16。該超聲 波傳遞構件16在進行了規定時間的進一步散熱後從主模具構 件10被取出時，在圖2C中用實線所示的連接件16'c中的與大直徑的 一 端部16 a的相反的 一 側附帶有如圖2 C中的雙點劃線所示 那樣的與熔融材坤牛流入通^各(免注通道)14相對應的形狀的熔
融材津+流入通^各對應部分14 a 。
因此在最後，利用機械加工將熔融材並牛流入通^各對應部分 14a從連接件16'c除去。
參照圖2A ~圖2C如上所述的利用本發明的第1實施方式 的製作超聲波傳遞構件的方法的第l變形例所製作的超聲波傳 遞構件16的性能與參照圖1A ~圖1C如上所述的利用本發明的 第l實施方式的製作超聲波傳遞構件的方法所製作的超聲波傳 遞構件16的性能相同。但是，利用第l實施方式的製作超聲波 傳遞構件的方法的第l變形例來製作超聲波傳遞構件16時，不 需要用於連接件16c的機械加工。
第l實施方式的第2變形例
接著，參照圖3A和圖3B，對本發明的第l實施方式的製作 超聲波傳遞構件的方法的第2變形例進行說明。
在該變形例中，與參照圖1A ~圖1C如上所述的本發明的 第l實施方式的製作超聲波傳遞構件的方法有以下不同。
即，準備了主模具構件20,該主模具構件20形成有多個與 參照圖2A ~圖2C如上所述的本發明的第1實施方式的製作超 聲波傳遞構件的方法的第l變形例中的形成在主模具構件10上 的凹模12'相同的凹模12'。
主模具構件20是具有沿水平方向擴展的分型面的上下2分 開模具，例如由銅那樣傳熱率高的金屬製成。主模具構件20的 2個上下一半20a、 20b利用公知的可以分離的固定構造，例如 螺栓、螺母的組合可以分離地相互固定。多個凹模12'沿著主 模具構件20的2個上下一半的20a、 20b的各自分型面水平分開 地形成。在主模具構件20中，多個凹模12M奪各自的小直徑的另一 端部對應部分12b的自由端匯集在一點而呈》文射狀配置，在下 一半20b上形成有包括位於上述一點的內端和開口於下一半 20b的下表面上的外端(澆口 )的熔融材料流入通路(澆注通 道)22。熔融材fl"流入通^各(澆注通道)22的內端與多個凹才莫 12'的各自的小直徑的另 一端部對應部分12b的自由端相連通。
保持有作為金屬玻璃的基礎的熔融的合金18的公知的熔 融金屬加壓注入才幾構24的注入口與熔融材衝+流入通^各(澆注通 道)22的外端(澆口 )相連接。熔融金屬加壓注入才幾構24以頭見 定壓力將熔融的合金18從其注入口經由熔融材料流入通路(澆 注通道)22注入多個凹模12'中。
熔融金屬加壓注入機構24包括具有用於保持熔融的合金 18的內孑L的缸體24a、可滑動地收容在缸體24a的內孔中並以規 定壓力將內孔中的熔融的合金18朝著注入口推出的活塞24b、 用於將被保持在缸體24a的內孔中的熔融合金18的溫度保持在 熔點以上的加熱器24c。
熔融材料流入通路(澆注通道)22也可以形成在主模具構 件20的上一半20a上。此時，只要將熔融的合金18經由熔融材 料流入通路(澆注通道)22使多個凹模12'各自不產生氣孔地 流入，也就能不^f吏用熔融金屬加壓注入4幾構24而只利用重力4吏 熔融的合金18注入到熔融材料流入通路(澆注通道)22的夕卜端 (澆口 )。
並且，只要能將熔融的合金18經由熔融材料流入通路(澆 注通道)22不產生氣孔地流入到多個凹模12'每一個中，在主 模具構件20中也能夠以放射狀以外的各種排列來排列多個凹 模12'。
另外，也可以使用與參照圖2A 圖2C如上所述的本發明的第1實施方式的製作超聲波傳遞構件的方法中的形成在主模
具構件10上的凹模12相同的凹模12，來替代與參照圖2A 圖 2C如上所述的本發明的第l實施方式的製作超聲波傳遞構件的 方法的第l變形例中的形成在主模具構件10上的凹模12'相同 的凹模12'。
在主模具構件20中使用了未圖示的各種公知的散熱和/ 或冷卻構造，以便使經由熔融材料流入通路(澆注通道)22流 入到凹模12'中的作為金屬玻璃的基礎的熔融合金18在保持液 相的狀態下凝固。其結果，流入凹模12'中的熔融的合金18以 10K/sec以上的冷卻速度被冷卻。流入到凹才莫12'中的熔融的合 金18這樣被急冷而成為不存在晶界的非晶形合金(所謂金屬玻 璃)，凹模12'的形狀和尺寸被精密地複製到上述非晶形合金 (所謂金屬玻璃)上。
第1實施方式的第3變形例
接著，參照圖4A 圖4C,對本發明的第l實施方式的製作 超聲波傳遞構件的方法的第3變形例進行說明。
第3變形例的製作超聲波傳遞構件的方法包括參照圖 1A ~圖1C如上所述的本發明的第1實施方式的製作超聲波傳 遞構件的方法、參照圖2A 圖2C如上所述的本發明的第1實施 方式的製作超聲波傳遞構件的方法的第l變形例，或者，使利 用參照圖3A和圖3B如上所述的本發明的第1實施方式的製作 超聲波傳遞構件的方法的第2變形例所製作的超聲波傳遞構件 16的規定部位進一 步形成期望的形狀的方法。
在以下的說明中，超聲波傳遞構件16的規定部位為小直徑 的另 一端部16b的頂端部分EP。
因此在第3變形例中，如圖4A和圖4B所示，準備了具有與 上述期望的形狀相對應的規定的凹模2 6的副模具構件2 8 。
25在該變形例中，副模具構件28是具有沿縱向擴展的分型面 的側方2分開模具，例如由銅那樣傳熱率高的金屬製成。副模 具構件28的2個一半28a、 28b由未圖示的公知的開閉機構可接 近、分離地支承。上述規定的凹模26沿著一半28a、 28b的各自 分型面縱向分開地形成。
在副模具構件28上和/或在副模具構件28的周圍配置有 加熱器30。
如圖4B所示，副模具構件28的一半28a、 28b相互分離開， 超聲波傳遞構件16的小直徑的另 一端部16b的頂端部分EP4皮 放入副模具構件28的凹模26中時，在副模具構件28的一半28a、 28b被閉合前，頂端部分EP由加熱器30加熱，加熱並保持在形 成超聲波傳遞構件16的金屬玻璃的過冷卻液體域(玻化區域) 的溫度。
接著，副模具構件28的一半28a、 28b被閉合，如圖4C所 示，副模具構件28的凹模26被推靠在被保持在過冷卻液體域 (玻化區域)的溫度的頂端部分EP的金屬玻璃上，然後，副模 具構件28的凹模26的期望的形狀被複製到頂端部分EP的金屬 玻璃上。
之後，停止加熱器30的動作，頂端部分EP的金屬玻璃的溫 度降低到玻化溫度域Tg以下，即成為玻璃固體域，之後，打開 副模具構件28的一半28a、 28b,從副模具構件28的凹模26取 出超聲波傳遞構件16的小直徑的另 一端部16b的頂端部分EP。
這樣，副模具構件28的凹模26的輪廓形狀被轉移到小直徑
的另 一端部16b的頂端部分EP上的超聲波傳遞構件16在將頂
端部分EP再次加熱並保持在過冷卻液體域的溫度期間，使用具 有與其他期望的形狀相對應的規定的另 一凹模的另 一副模具構
件，能使頂端部分EP變形成與上述另 一副模具構件的上述規定的另 一 凹模的輪廓形狀相對應的上述其他期望的形狀。 第2實施方式
接著，參照圖5A 圖5E對本發明的第2實施方式的製作超
聲波傳遞構件的方法進行說明。
在該方法中，圖5A所示，最初準備了除規定部位之外具有 用於超聲波傳遞的期望的尺寸的整體形狀的超聲波傳遞構件主 體32，並且準備了具有與上述規定部位的外形形狀相對應的凹 模34的規定部位成形模具構件36。
規定部位成形模具構件3 6是具有沿縱向擴展的分型面的2 側分開模具，例如由銅那樣傳熱率高的金屬製成。規定部位成 形模具構件36的2個一半36a利用公知的可以分離的固定構造， 例如螺栓、螺母的組合可以分離地相互固定。2個一半36a呈相 互對稱的形狀。在圖5A中只示出了 一個一半36a。凹模34沿著 規定部位成形模具構件36的2個一半的36a的各自分型面縱向 分開地形成。
在本實施方式中，超聲波傳遞構件主體32具有大直徑且大 橫截面的一端部32a和小直徑且小橫截面的另 一端部32b。超聲 波傳遞構件主體32構成用於將輸入到一端部32a的超聲波傳遞 到另 一端部32b的細長的超聲波探頭原材衝+,上述規定部位還 與另 一端部32b的頂端相連接，從而成為具有用於超聲波傳遞 的期望的尺寸的整體形狀的細長的超聲波探頭的最終產品。
超聲波傳遞構件主體32在大直徑的一端部32a中的與另一 端部16b相反的一側形成有用於與未圖示的超聲波發生裝置相 連接的連接件32c。在本實施方式中，連接件32c是螺杆。
如圖5B所示，超聲波傳遞構件主體32在上述少見定部位也連 接的另一端部32b的頂端(即，與上述失見定部位相鄰的相鄰部 位)還形成有利用規定部位成形模具構件36的凹模34所成形的上述規定部位一皮固定的固定構造32d。在本實施方式中，固定 構造32d具有乂人另 一端部32b的頂端同心地突出的小直徑的柄 和在柄的頂端直徑放大的凸帽。但是，只要固定構造32d能將 利用規定部位成形模具構件36的凹模34所成形的上述規定部 位固定在超聲波傳遞構件主體3 2的另 一 端部3 2 b的頂端上，可 以是公知的各種形狀。
超聲波傳遞構件主體32是與以往在內窺鏡手術中所使用 的超聲波探頭同樣，是對例如鈦、鈦合金、鋁合金或鎳-鋁合 金等金屬材料進行機械加工而形成的。
規定部位成形模具構件36還具有與用於收容超聲波傳遞 構件主體32的超聲波傳遞構件主體32的外形形狀相同的外形 形狀的超聲波傳遞構件主體收容空間38。超聲波傳遞構件主體 收容空間38也沿規定部位成形模具構件36的2個一半36a的各 自分型面分開地形成。凹模34在超聲波傳遞構件主體收容空間 3 8中作為與超聲波傳遞構件主體3 2的小直徑的另 一 端部3 2 b的 頂端相對應的部分的延長部分而構成為細長的形狀。
在凹才莫34中的與超聲波傳遞構件主體收容空間38相反的 一側與形成在規定部位成形模具構件3 6中的熔融材料流入通 路(澆注通道)40的內端相連通。熔融材衝牛流入通i 各(澆注通 道)40也沿著規定部位成形模具構件36的2個一半36a的各自的 分型面分開地形成。
作為金屬玻璃的基礎的熔融的合金18流入熔融材料流入 通路(澆注通道)40的夕卜端(澆口 )。熔融的合金18既可以利 用重力流入熔融材衝+流入通路(澆注通道)40的外端(免口 )， 也可以利用參照圖3A和圖3B如上所述的本發明的第1實施方 式的製作超聲波傳遞構件的方法的第2變形例中所使用的熔融 金屬加壓注入機構2 4流入。在規定部位成形模具構件36中使用了未圖示的各種公知 的散熱和/或冷卻構造，使得經由熔融材料流入通路(澆注通
道)40流入到凹模34中的作為金屬玻璃的基礎的熔融的合金18 在保持液相的狀態下凝固。其結果，流入到凹模34中的熔融的 合金18以10K/sec以上的冷卻速度被冷卻。流入到凹模34中的 熔融的合金18這樣被急冷而成為不存在晶界的非晶形合金(所 謂金屬玻璃)，凹模34的形狀和尺寸被精密地複製到上述非晶 形合金(所謂金屬玻璃)上。
由在凹模3 4中成為玻璃固體域並被複製有凹模3 4的形狀 的金屬玻璃構成的*見定部位4 2在進行力見定時間的進 一 步散熱 後，與超聲波傳遞構件主體32 —起從規定部位成形模具構件36 取出。此時，如圖5C中的實線所示，規定部位42由固定構造32d 與超聲波傳遞構件主體32的小直徑的另 一端部32b的頂端相連 接。在規定部位42上附著有與熔融材^牛流入通^各(澆注通道) 4 0相對應的形狀的未圖示的熔融材料流入通路對應部分，但是 該熔融材料流入通路對應部分由公知的切斷機構從規定部位 42切斷。
在本實施方式的製作超聲波傳遞構件的方法中，為了使由 固定構造32d與超聲波傳遞構件主體32的小直徑的另 一端部 3 2 b的頂端相連接的規定部位4 2形成期望的外形形狀，也準備 了如圖5C ~圖5E所示的與上述期望的外形形狀相對應的凹模 46的副成形才莫具構件44。
在本實施方式中，副模具構件44是具有沿縱向擴展的分型 面的側方2分開模具，例如由銅那樣傳熱率高的金屬製成。副 才莫具構件44的2個一半44a、 44b由未圖示的7>知的開閉機構可 接近、分離地支承。凹模46沿著一半44a、 44b的各自分型面縱 向分開地形成。在副模具構件44上和/或在副模具構件44的周圍配置有加熱器48。
如圖5D所示，副才莫具構件44的一半44a、 44b相互分離開， 與超聲波傳遞構件32的小直徑的另 一端部32b的頂端相連接的 規定部位42被放入副模具構件44的凹模46中時，在副模具構件 44的一半44a、 44b一皮閉合前，頭見定吾(M立42由力口熱器48力口熱， 加熱並保持在形成井見定部位42的金屬玻璃的過冷卻液體域(玻 化區域)的溫度。
接著，副模具構件44的一半44a、 44b被閉合，如圖5E所 示，副模具構件44的凹模46被推靠在被保持在過冷卻液體域 (玻化區域)的溫度的規定部位42的金屬玻璃上，然後，副模 具構件2 8的凹模2 6的期望的形狀被複製到規定部位4 2的金屬 玻璃上。
之後，停止加熱器48的工作，規定部位42的金屬玻璃的溫 度降低到玻化溫度域Tg以下，即成為玻璃固體域，之後，打開 副模具構件44的一半44a、 44b,從副模具構件44的凹模46取 出超聲波傳遞構件主體32的小直徑的另 一端部32b的頂端的規 定部位42。
這樣地附帶有被複製了期望的最終形狀的規定部位42的 超聲波傳遞構件主體32構成細長的超聲波探頭的最終產品，該 超聲波探頭的最終產品具有將從利用連接件32c與大直徑的一 端部32a相連接的未圖示的超聲波發生裝置所輸入的超聲波傳 遞到與小直徑的另 一端部32b相連接的期望的最終形狀的規定 部位42的期望的尺寸的整體形狀。
將規定頻率的超聲波從與連接件32c相連接的上述未圖示 的超聲波發生裝置輸入到構成上述超聲波探頭的最終產品的大 部分的超聲波傳遞構件主體32的大直徑的一端部32a,但優選 從大直徑的一端部32a中的與小直徑的另 一端部32b相反的一側的端面到與小直徑的另 一 端部32b相連4妻而構成上述超聲波
探頭的最終產品的剩餘部分的上述期望的最終形狀的規定部位
42的末端的長度L為上述超聲波的l波長入的一半(入/ 2 )的 整數倍。這樣細長的超聲波探頭例如被用於內窺鏡手術中。
優選還在超聲波傳遞構件主體32的大直徑的一端部32a中 的小直徑的另 一端部32b側的端部(即，超聲波傳遞構件主體 32的外周面上的從大直徑的 一端部32a開始轉變到小直徑的另 一端部32b的位置)與從連接件32c所連接的上述未圖示的超聲 波發生裝置被輸入到超聲波傳遞構件主體32的 一端部32a的超 聲波的節大致對準。
如上所述，在將規定部位42再次加熱並保持在過冷卻液體 域的溫度期間，使用具有與其他期望的形狀相對應的規定的另 一凹模的另 一 副成形模具構件，能使被複製有副成形模具構件 44的凹模46的輪廓形狀的規定部位42變形成與上述另 一副成 形模具構件的上述規定的另 一 凹模的輪廓形狀相對應的上述其
他期望的形狀。 第3實施方式
接著，參照圖6A和圖6B,對本發明的第3實施方式的製作 超聲波傳遞構件的方法進行說明。
如圖6A所示，準備了具有凹模50的主模具構件52。主模具 構件52也具有使凹模50與外部空間連通用的熔融材料流入通 路(澆注通道)54。凹模50具有與圖6B中示出為縱剖面的期望 的超聲波傳遞構件56的整體外形形狀和外形尺寸相對應的形 狀。
在本實施方式中，上述期望的超聲波傳遞構件56具有大直 徑且大的橫截面的一端部56a和小直徑且小橫截面的另 一端部 56b,構成用於將輸入到 一端部56a的超聲波傳遞到另 一端部56b的細長的超聲波探頭。在大直徑的一端部56a中的與另 一端 部56b相反的一側形成有用於將超聲波傳遞構件56與未圖示的 超聲波發生裝置相連接的連接件56c。在本實施方式中，連接 件56c是螺杆。
將規定頻率的超聲波從與連接件56c相連接的上述未圖示 的超聲波發生裝置輸入到構成上述超聲波探頭的超聲波傳遞構 件56的大直徑的一端部56a, ^f旦優選/人大直徑的一端部56a中的 與小直徑的另 一端部56b相反的 一側的端面到小直徑的另 一端 部56b的末端的長度L為上述超聲波的l波長入的一半(入/2) 的整數倍。這樣的超聲波傳遞構件56例如被用於內窺鏡手術 中。
並且，優選在超聲波傳遞構件56的大直徑的一端部56a中 的小直徑的另 一端部56b側的端部(即，超聲波傳遞構件56的 外周面上的從大直徑的一端部56a開始轉變到小直徑的另 一端 部56b的位置)與從連接件56c所連接的上述未圖示的超聲波發 生裝置被輸入到超聲波傳遞構件56的一端部56a的超聲波的節 大致對準。
本實施方式的凹模50包括與超聲波傳遞構件56的大直徑 的一端部56a相對應的一端部對應部分50a、與超聲波傳遞構件 56的小直徑的另 一端部56b相對應的另 一端部對應部分50b、與 超聲波傳遞構件56的連接件56c的外形相對應的連接件對應部 分50c,熔融材料流入通路(澆注通道)54的內端與連接件對 應部分50c中的與 一端部對應部分50a相反的一側相連接。
主模具構件5 2是具有沿縱向擴展的分型面的側方2分開模 具，例如由銅那樣傳熱率高的金屬製成。主模具構件52的2個 一半52a利用公知的可以分離的固定構造、例如螺栓、螺母的 組合可以分離地相互固定。2個一半52a呈相互對稱的形狀。圖6A中只示出了 一個一半52a。凹模50和熔融材料流入通路(澆 注通道)54沿著主模具構件52的2個一半52a的各自分型面縱向 分開地形成。
在主才莫具構件52的凹模50中配置有從凹才莫50的一端部延 伸到另一端部(在實施方式中，從連4妄件對應部分50c中的與 一端部對應部分50a相反的 一 側的部位到另 一 端部對應部分 50b中的與一端部對應部分50a相反的一側的部位)的細長的型 芯構件58。型芯構件58與主模具構件52各自獨立地形成。
作為金屬玻璃的基礎的熔融的合金18流入熔融材料流入 通路(澆注通道)54的夕卜端(澆口 )。熔融的合金18既可以利 用重力流入熔融材庫+流入通^各(澆注通道)54的外端(澆口 )， 也可以利用參照圖3A和圖3B如上所述的本發明的第l實施方 式的第2變形例的製作超聲波傳遞構件的方法中所使用的熔融 金屬加壓注入一幾構24流入。
在主模具構件52中使用了未圖示的各種公知的散熱和/ 或冷卻構造，使得經由熔融材料流入通路(澆注通道)54流入 到凹模50中的作為金屬玻璃的基礎的熔融的合金18在保持液 相的狀態下凝固。其結果，流入到凹模50中的熔融的合金18以 10K/sec以上的冷卻速度被冷卻。流入到凹模50中的熔融的合 金18這樣被急冷而成為不存在晶界的非晶形合金(所謂金屬玻 璃)，凹模50的形狀和尺寸被精密地複製到上述非晶形合金(所 謂金屬玻璃)上。
由在凹模50中成為玻璃固體域並被複製有凹模50的形狀 的金屬玻璃構成的超聲波傳遞構件56在進行規定時間的進一 步散熱後，附帶有型芯構件58地從主模具構件52取出。此時， 圖6B中用實線表示的超聲波傳遞構件56在連接件56c上附帶有 圖6B中雙點劃線表示的與熔融材料流入通路(澆注通道)54相對應的形狀的熔融材料流入通路對應部分5 4 a 。
接著，型芯構件58從超聲波傳遞構件56被拔出，將熔融材
料流入通路對應部分54a通過機械加工從連接件56c除去。
其結果，能得到從連接件56c的外端到小直徑的另 一 端部
超聲波傳遞構件56。
另外，在主才莫具構件52的凹模50中，連接件對應部分50c 介於大直徑的一端部對應部分50a和熔融材料流入通路(澆注 通道)54的內端之間，但也可以省略連接件對應部分50c,使熔 融材料流入通路(澆注通道)54的內端與參照圖1A~圖1C如 上所述的第1實施方式的主模具構件10的凹模12那樣在大直徑 的 一 端部對應部分50a中的與小直徑的另 一 端部對應部分50b 相反的 一 側的 一 端直接連接。
在這種情況下，超聲波傳遞構件56從主模具構件52的凹模 50被取出，並且型芯構件58從超聲波傳遞構件56被拔出之後， 如從參照圖1A 圖1C如上所述的第l實施方式的主模具構件 10的凹模12形成超聲波傳遞構件16那樣，需要對熔融材料流入 通路對應部分54a進行機械加工來形成連接件56c。在該機械加 工期間，例如需要使用包括冷卻液體的冷卻介質等公知的各種 的冷卻方法，以^更不因該枳4成加工，熔融材衝+流入通3各對應部 分54a的金屬玻璃的溫度變成結晶化溫度以上(即，金屬玻璃 未喪失非晶質而不結晶化)。
第3實施方式的變形例
接著，參照圖7A和圖7B對本發明的第3實施方式的製作超 聲波傳遞構件的方法的變形例進行說明。
該變形例與參照圖6A和圖6B如上所述的本發明的第3實 施方式的製作超聲波傳遞構件的方法不同，在主模具構件52的凹模50上配置有細長的空心構件60以替代細長的型芯構件58。 空心構件60與主模具構件52各自獨立地形成。
並且，細長的空心構件60在超聲波傳遞構件56從主才莫具構 件52的凹模50被取出之後，不從超聲波傳遞構件56取出。
從主模具構件50的凹模50剛取出的超聲波傳遞構件56，通 過機械加工從該超聲波傳遞構件56除去連接件56c所連接的圖 7 B中雙點劃線所示的熔融材料流入通路對應部分5 4 a時，也矛'J 用機械加工將從超聲波傳遞構件5 6的小直徑的另 一 端部5 6 b的 外端和連4^件56c的外端突出的空心構件60的兩端部分除去。
其結果，能得到從連接件56c的外端到小直徑的另 一 端部 56b的外端附帶有同芯地延伸的細長的空心管子60的超聲波傳 遞構件56。細長的空心管子60與超聲波傳遞構件56 —起使用， 因此需要以在超聲波傳遞構件56的使用環境中也不變質的材 料形成。
第4的實施方式
接著，參照圖8A 圖8C對本發明的第4的實施方式的製作 超聲波傳遞構件的方法進行說明。
如圖8A所示，準備了具有凹模70的主模具構件72。主模具 構件72還具有使凹模70與外部空間連通用的熔融材料流入通 路(澆注通道)74。凹模70具有與圖8C所示的期望的超聲波傳 遞構件76的整體外形形狀和外形尺寸相對應的形狀。
在本實施方式中，上述期望的超聲波傳遞構件76具有大直 徑且大的橫截面的 一 端部76a和小直徑且小橫截面的另 一 端部 76b,構成用於將輸入到一端部76a的超聲波傳遞到另一端部 76b的細長的超聲波探頭。在大直徑的一端部76a中的與另 一端 部76b相反的一側形成有用於將超聲波傳遞構件76與未圖示的 超聲波發生裝置USG相連接用的連接件76c。在本實施方式中，
35連接件76c是螺杆。這樣的超聲波傳遞構件76例如被用於內窺 鏡手術中。
本實施方式的凹模70包括與超聲波傳遞構件76的大直徑 的一端部76a相對應的一端部對應部分70a、與超聲波傳遞構件 76的小直徑的另 一端部76b相對應的另 一端部對應部分70b、與 超聲波傳遞構件76的連接件76c的外形相對應的連接件對應部 分70c，熔融材料流入通路(澆注通道)74的內端與連接件對 應部分70c中的與 一端部對應部分70a相反的一側相連接。
主模具構件72是具有沿縱向擴展的分型面的側方2分開模 具，例如由銅那樣傳熱率高的金屬製成。主模具構件72的2個 一半72a利用公知的可以分離的固定構造，例如螺栓、螺母的 組合可以分離地相互固定。2個一半72a呈相互對稱的形狀。圖 8A中只示出了 一個一半72a。凹模70和熔融材料流入通路(澆 注通道)74沿著主模具構件72的2個一半72a的各自分型面縱向 分開地形成。
在主模具構件72的凹模70中延伸配置有從凹模70的一端 部延伸到另一端部(在實施方式中，/人一端部對應部分70a的 內周面到另 一端部對應部分70b中的與 一端部對應部分70a相 反的一側的外端的附近)又返回到上述一端部的U字形管78。 詳細地說，與主模具構件72各自獨立地準備U字形管78。並且， U字形管78的兩端從主模具構件72的凹才莫70中的一端部對應 部分70a的內周面的相互離開的2個位置朝著一端部對應部分 70a的徑向的外方突出，U字形管78的呈180度彎曲的彎曲部分 位於主模具構件72的凹模70中的另 一端部對應部分70b的外端 的附近。
作為金屬玻璃的基礎的熔融的合金18流入熔融材料流入 通路(澆注通道)74的外端(澆口 )。熔融的合金18既可以利用重力流入熔融材料流入通路(澆注通道)74的夕卜端(澆口 )，
也可以利用參照圖3A和圖3B如上所述的本發明的第1實施方 式的製作超聲波傳遞構件的方法的第2變形例所使用的熔融金 屬力口壓注入才幾構2 4流入。
在主模具構件72中使用了未圖示的各種公知的散熱和/ 或冷卻構造，4吏得經由熔融材料流入通^各(澆注通道)74流入 到凹模70中的作為金屬玻璃的基礎的熔融的合金18在保持液 相的狀態下凝固。其結果，流入到凹模70中的熔融的合金18以 10K/sec以上的冷卻速度被冷卻。流入到凹才莫70中的熔融的合 金18這樣被急冷而成為不存在晶界的非晶形合金(所謂金屬玻 璃)，凹模70的形狀和尺寸被精密地複製到上述非晶形合金(所 謂金屬玻璃)上。
由在凹模7 0中成為玻璃固體域並被複製有凹模7 0的形狀 的金屬玻璃構成超聲波傳遞構件76,超聲波傳遞構件76在進行 規定時間的進一步散熱後，附帶有U字形管78地從主模具構件 72取出。此時，圖8B中用實線表示的超聲波傳遞構件76在連接 件76c上附帶有圖8B中雙點劃線表示的與熔融材料流入通路 (澆注通道)74相對應的形狀的熔融材衝牛流入通^各對應部分 74a。
接著，熔融材料流入通路對應部分74a通過機械加工被從 連接件76c除去。
在主模具構件72的凹才莫70中，連接件對應部分70c介於大 直徑的一端部對應部分70a和熔融材料流入通^各(澆注通道) 74的內端之間J旦也可以省略連接件對應部分70c,使熔融材料 流入通路(澆注通道)74的內端與如參照圖1A~圖1C如上所 述的第1實施方式的主模具構件10的凹模12那樣在大直徑的一 端部對應部分70a中的與小直徑的另 一端部對應部分70b相反的一側的一端直接連接。
在這種情況下，超聲波傳遞構件76從主模具構件72的凹模 70被取出之後，如從參照圖1A 圖1C如上所述的第l實施方式 的主模具構件10的凹模12形成超聲波傳遞構件16那樣，需要對 熔融材料流入通路對應部分7 4 a進行機械加工來形成連接件 76c。在該衝幾械加工期間，例如需要4吏用包括冷卻液體的冷卻 介質等公知的各種的冷卻方法，以便不因該機械加工，熔融材 料流入通路對應部分7 4 a的金屬玻璃的溫度變成結晶化溫度以 上(即，金屬玻璃未喪失非晶質而不結晶化)。
將規定頻率的超聲波從與連接件76c相連接的超聲波發生 裝置USG輸入到超聲波傳遞構件76的大直徑的一端部76a,但 優選從大直徑的一端部76a中的與小直徑的另 一端部76b相反 的 一側的端面到小直徑的另 一端部76b的末端的長度L為上述 超聲波的l波長入的一半(入/ 2)的整數倍。
並且，優選在超聲波傳遞構件76的大直徑的一端部76a中 的小直徑的另一端部76b側的端部(即，超聲波傳遞構件76的 外周面上的從大直徑的 一 端部76a開始轉變到小直徑的另 一 端 部76b的位置)與從連接件76c所連接的超聲波發生裝置USG被 輸入到超聲波傳遞構件76的一端部76a的超聲波的節大致對 準。
並且，優選從超聲波傳遞構件76的大直徑的一端部76a的 外周面突出的U字形管78的兩端部位於從超聲波發生裝置 USG輸入到超聲波傳遞構件76的一端部76a的超聲波的節的位置。
由此，能實現U字形管78的兩端部因從超聲波發生裝置 USG輸入到超聲波傳遞構件76的一端部76a的超聲波的振動而 破損的可能性非常少。
38如圖8C所示，超聲波傳遞構件76的U字形管78的兩端部與 公知的冷卻裝置RG連接。冷卻裝置RG例如將包括液體在內的 致冷劑供給到U字形管78的 一 端部，通過U字形管78的上述致 冷劑吸收超聲波傳遞構件76傳遞超聲波時產生的熱量，並將該 熱量經由U字形管78的另 一端部回收到冷卻裝置RG中。冷卻裝 置R G對所回收的上述致冷劑中的熱量進行散熱，將散熱後的上 述致冷劑再次供給到U字形管78的 一端部。
第5實施方式
接著，參照圖9A 圖9E,對本發明的第5實施方式的製作 超聲波傳遞構件的方法進行說明。
如圖9A所示，準備了具有凹模80的模具構件82。模具構件 82也具有使凹才莫80與外部空間連通用的熔融材料流入通路(澆 注通道)84。凹模80除長度之外具有與圖9E示出了側面的期望 的超聲波傳遞構件86的整體外形形狀相對應的形狀。
在本實施方式中，上述期望的超聲波傳遞構件86具有大直 徑且大的橫截面的一端部86a和小直徑且小4黃截面的另 一端部 86b，構成用於將輸入到一端部86a的超聲波傳遞到另 一端部 86b的具有固定長度L的細長的具有撓性的超聲波探頭。在大直 徑的一端部86a中的與另 一端部86b相反的一側形成有用於將 超聲波傳遞構件86與未圖示的超聲波發生裝置相連接用的連 接件86c。在本實施方式中，連接件86c是螺杆。這樣的超聲波 傳遞構件86例如在使用了探頭的手術中用於除去血管內的斑 塊(plaque )。
將規定頻率的超聲波從與連接件86c相連接的上述未圖示 的超聲波發生裝置輸入到超聲波傳遞構件86的大直徑的一端 部86a, ^旦優選/人大直徑的一端部86a中的與另 一端部86b相反 的一側的端面到另 一端部86b的末端的長度L為上述超聲波的l波長人的一半(入/ 2 )的整數倍。
並且，優選在超聲波傳遞構件86的大直徑的一端部86a中 的小直徑的另 一端部86b側的端部(即，超聲波傳遞構件86的 外周面上的從大直徑的 一 端部8 6 a開始轉變到小直徑的另 一 端 部86b的位置)與從連接件86c所連接的未圖示的超聲波發生裝 置被輸入到超聲波傳遞構件86的一端部86a的超聲波的節大致 對準。
本實施方式的凹模80包括與超聲波傳遞構件86的大直徑 的 一端部86a相對應的 一端部對應部分80a、與 一端部對應部分 80a的一端同心地連續並比超聲波傳遞構件86的小直徑的另一 端部86b粗的短的中間部分80b、與一端部對應部分80a的另一 端同心地連續並與超聲波傳遞構件86的連接件86c的外形相對 應的連接件對應部分80c、在中間部分80b中位於與一端部對應 部分80a相反的一側的另一端部分80d,熔融材料流入通路(澆 注通道)84的內端連接於連接件對應部分80c中的與一端部對 應部分80a相反的 一 側。在凹模80的另 一 端部分80d沿與凹模80 的長度方向交叉的方向貫穿有直線狀的型芯87。
如圖9B所示，模具構件82具有沿縱向擴展的分型面的側方 2分開模具，例如由銅那樣傳熱率高的金屬製成。模具構件82 的2個一半82a利用公知的可以分離的固定構造，例如螺栓、螺 母的組合可以分離地相互固定。2個一半82a呈相互對稱的形 狀。凹模80和熔融材料流入通路(澆注通道)84沿著模具構件 82的2個一半82a的各自分型面縱向分開地形成。
作為金屬玻璃的基礎的熔融的合金18流入熔融材料流入 通路(澆注通道)84的夕卜端(澆口 )。熔融的合金18既可以利 用重力流入熔融材料流入通路(澆注通道)84的夕卜端(澆口 )， 也可以利用參照圖3A和圖3B如上所述的本發明的第1實施方式的第2變形例的製作超聲波傳遞構件的方法中所使用的熔融 金屬加壓注入4幾構2 4流入。
在主模具構件82中使用了未圖示的各種公知的散熱和/ 或冷卻構造，使得經由熔融材料流入通^各(澆注通道)84流入 到凹模80中的作為金屬玻璃的基礎的熔融的合金18在保持液 相的狀態下凝固。其結果，流入到凹才莫80中的熔融的合金18以 10K/sec以上的冷卻速度被冷卻。流入到凹才莫80中的熔融的合 金18這樣被急冷而成為不存在晶界的非晶形合金(所謂金屬玻 璃)，凹模80的形狀和尺寸被精密地複製到上述非晶形合金(所 謂金屬玻璃)上。
在凹模8 0中成為玻璃固體域且被複製有凹模8 0的形狀的 金屬玻璃構成的是除了長度為上述規定長度L以下之外，具有 與圖9E所示的超聲波傳遞構件86的整體的外形形狀相對應的 超聲波傳遞構件材料88。
超聲波傳遞構件材料88包括與被複製有凹模80的一端部 對應部分80a的形狀和尺寸的超聲波傳遞構件86的大直徑的一 端部86a相同的大直徑的一端部86a、 #1複製有凹模80的連接件 對應部分8 0 c的形狀和尺寸的超聲波傳遞構件8 6的連接件8 6 c 相同的連接件86c、被複製有凹模80的熔融材料流入通路(澆 注通道)84的形狀和尺寸的熔融材料流入通路對應部84a、被 複製有凹模80的中間部分80b的形狀和尺寸的中間部分對應部 88a、被複製有凹模80的另 一 端部分80d的形狀和尺寸的另 一 端 部88b。
除去，並且從才莫具構件82被取出。
接著，利用機械加工將熔融材料流入通路對應部84a從連 接件86c除去。在主模具構件82的凹模80中，連接件對應部分80c介於大 直徑的一端部對應部分80a和熔融材津+流入通^各(澆注通道) 84的內端之間，但也可以省略連接件對應部分80c,使熔融材料 流入通路(澆注通道)84的內端與如參照圖1A~圖1C如上所 述的第1實施方式的主模具構件10的凹模12那樣在大直徑的一 端部對應部分80a中的與中間部分80b相反的一側的一端直^妾 連接。
在這種情況下，超聲波傳遞構件材料88從模具構件82的凹 模80被取出之後，如從參照圖1A 圖1C如上所述的第1實施方 式的主模具構件10的凹模12形成超聲波傳遞構件16那樣，需要 對熔融材料流入通路對應部84a進行機械加工來形成連接件 86c。在該機械加工期間，例如需要使用包括冷卻液體的冷卻 介質等7>知的各種的冷卻方法，以i"更不因該積4成加工，熔融材 料流入通路對應部8 4 a的金屬玻璃的溫度變成結晶化溫度以上 (即，金屬玻璃未喪失非晶質而不結晶化)。
如上所述從模具構件82的凹模80被取出，並且將熔融材料 流入通路相對應部8 4 a從連接件8 6 c除去或從熔融材料流入通 路相對應部84a利用機械加工形成連接件86c,這樣處理之後的 超聲波傳遞構件材料88配置在牽拉裝置90上，該牽拉裝置90 在將中間部分對應部88a加熱到過冷卻液體域(玻化區域)並 保持在過冷卻液體域(玻化區域)期間，將超聲波傳遞構件材 料88拉到規定長度。
牽拉裝置90包括用於可裝卸地固定超聲波傳遞構件材料 88的連接件86c的固定臺座90a、用於可裝卸地固定超聲波傳遞 構件材料88的另 一端部分對應部88b的拉伸移動臺座90b、以及 加熱器90c，在超聲波傳遞構件材料88的連接件86c可裝卸地固 定在固定臺座90a上，另 一端部分對應部88b可裝卸地固定在移動臺座90b上的期間，該加熱器90c圍著超聲波傳遞構件材料88 的中間部分對應部88b。
在超聲波傳遞構件材料88的另 一端部分對應部88b中型芯 87被除去後所形成的貫穿孔中，藉助在拉伸移動臺座90b中的 與超聲波傳遞構件材料88的另 一端部分對應部88b沿超聲波傳 遞構件材料88的長度方向正交地形成的貫穿孔插入拉杆92，拉 杆9 2的兩端部被支承在拉伸移動臺座9 0 b的貫穿孔上。
因此，在牽拉裝置90中，在加熱器90c將超聲波傳遞構件 材料88的中間部分對應部88a加熱到過冷卻液體域(玻化區域) 並維持在過冷卻液體域(玻化區域)期間，超聲波傳遞構件材 料88的另 一 端部分對應部88b藉助於拉杆92利用拉伸移動臺座 90b沿超聲波傳遞構件材料88的長度方向如箭頭P所示那樣被 牽拉，能使中間部分對應部88a變細長。
由拉伸移動臺座90b對超聲波傳遞構件材料88的另 一端部 分對應部88b的拉伸在從超聲波傳遞構件材l+88的一端部86a 的連接件86c側的一端到超聲波傳遞構件材衝牛88的中間部分對 應部88a的另 一端部分對應部88b側的 一端的距離為上述規定 距離L以上的時刻被停止。優選此時的中間部分對應部88a的外 徑的尺寸，使得即4吏中間部分對應部88a^皮彎曲90度以上也不 塑性變形，中間部分對應部88a上由於彎曲所施加的力^皮除去 之後能發揮可彈性恢復到原來的直線狀的撓性，例如優選是大 致0.2mm lmm。
優選牽拉裝置90被容器94圍著，容器94的內部處於真空或 被填充有惰性氣體期間，由加熱器90c對超聲波傳遞構件材料 88的中間部分對應部88a進行上述力口熱和由拉伸移動臺座90b 進行上述拉伸。
通過上述加熱在真空和惰性氣體中進行，能使被加熱的中
43間部分對應部88a免受空氣中的氧產生的不良影響(例如氧 化)。
停止上述4立伸的同時也停止上述加熱，進一步使已^皮加 熱、已被拉伸的中間部分對應部88a的溫度下降到過冷卻液體 域以下之後，超聲波傳遞構件材料88從牽拉裝置90被取出。
之後，超聲波傳遞構件材料88的中間部分對應部88a的另 一端部分對應部88b側的一端被切斷，使得從超聲波傳遞構件 材料88的 一 端部86a的連接件86c側的 一 端到超聲波傳遞構件 材料88的中間部分對應部88a的另 一端部分對應部88b側的一 端之間的距離為上述身見定距離L。
作為該結果，超聲波傳遞構件材料88為圖9E所示的超聲波 傳遞構件86。
第6實施方式
接著，參照圖10A 圖10C,對本發明的第6實施方式的制 作超聲波傳遞構件的方法說明。
如圖IOA和圖IOB所示，準備了具有凹模102的主模具構件 100。主模具構件100還具有使凹模102與外部空間連通用的熔 融材料流入通路(澆注通道)104。凹模102具有與圖10C所示 的期望的超聲波傳遞構件10 6的整體外形形狀和外形尺寸相對 應的形狀。
在本實施方式中，上述期望的超聲波傳遞構件106具有大 的橫截面的長方體形狀的 一 端部106a和小 一黃截面的長方體形 狀的另 一端部106b。在另 一端部106b中的 一端部106a側的端 部的厚度逐漸增加地與 一端部106a中的另 一端部106b側的一 端相連。即，另 一端部106b具有大致楔形狀的整體外形形狀。 這樣的超聲波傳遞構件106構成用於將輸入到一端部106a的超 聲波傳遞到另 一端部106b的超聲波焊頭(horn)。並且，這樣的超聲波焊頭例如被使用於利用了超聲波的焊接。
在大的 一端部106a中的與另 一端部106b相反的一側形成有使超聲波傳遞構件106與未圖示的超聲波發生裝置連接用的連接件106c。在本實施方式中，連接件106c是螺杆。
將規定頻率的超聲波從與連接件106c相連接的上述未圖示的超聲波發生裝置輸入到超聲波傳遞構件106的 一 端部106a, ^f旦^尤選/人大的 一端部106a中的與小的另 一端部106b相反的 一側的端面到另 一端部106b的末端的長度L為上述超聲波的l波長入的一半(A / 2)的整數倍。這樣的超聲波傳遞構件106例如被使用於超聲波(高頻)焊接機。
並且，優選在超聲波傳遞構件106的大的一端部106a中的小的另 一端部106b側的端部(即，超聲波傳遞構件106的外周面上的從大的 一 端部106a開始轉變到小的另 一 端部106b的位置)與從連接件106c所連接的未圖示的超聲波發生裝置被輸入到超聲波傳遞構件106的一端部106a的超聲波的節大致對準。
本實施方式的凹模102包括與超聲波傳遞構件106的大的一端部106a相對應的一端部對應部分102a、與超聲波傳遞構件106的小的另 一端部106b相對應的另 一端部？十應部分102b、以及與超聲波傳遞構件106的連接件106c相對應的連接件對應部分102c。
主模具構件100是具有沿縱向擴展的分型面的側方2分開模具，例如由銅那樣傳熱率高的金屬製成。主模具構件100的2個一半100a、 100b呈相互對稱的形狀，利用7>知的可以分離的固定構造，例如螺栓、螺母的組合可以分離地相互固定。凹模102和熔融材料流入通路(澆注通道)104沿著主模具構件100的2個一半100a、 100b的各自分型面縱向分開地形成。
熔融材料流入通路(澆注通道)104包括開口於主模具構件100的上表面上的外端(澆口)、與凹模102的規定部分、
在本實施方式中為連接件對應部分102c中的與 一端部對應部 分102a相反的一側連接的內端。
作為金屬玻璃的基礎的熔融的合金18流入熔融材料流入 通路(澆注通道)104的外端(澆口 )。熔融的合金18既可以利 用重力流入熔融材料流入通路(澆注通道)104的夕卜端(免口 )， 也可以利用參照圖3A和圖3B如上所述的本發明的第1實施方 式的製作超聲波傳遞構件的方法的第2變形例中所使用的熔融 金屬加壓注入糹幾構2 4流入。
在主模具構件100中使用了未圖示的各種公知的散熱和/ 或冷卻構造，佳J尋經由熔融材津+流入通^各(澆注通道)104流 入到凹模102中的作為金屬玻璃的基礎的熔融的合金18在保持 液相的狀態下凝固。其結果，流入到凹模102中的熔融的合金 18以10 K / s e c以上的冷卻速度被冷卻。流入到凹才莫10 2中的炫融 的合金18這樣被急冷而成為不存在晶界的非晶形合金(所謂金 屬玻璃)，凹模102的形狀和尺寸被精密地複製到上述非晶形合 金(所謂金屬玻璃)上。
由在凹模102中成為玻璃固體域並被複製有凹模102的形 狀的金屬玻璃構成的超聲波傳遞構件106在進行身見定時間的進 一步散熱後從主模具構件100被取出。此時，在連接件106c中 的與大的 一 端部10 6 a相反的 一 側附帶有與熔融材料流入通路 (澆注通道)104的形狀相對應的未圖示的熔融材料流入通路 對應部分。
因此最後，利用機械加工將未圖示的熔融材料流入通路對 應部分從連接件106c除去，由此完成了圖IOC所示的作為超聲 波焊頭的超聲波傳遞構件106。
另外，在主模具構件100的凹模102中，連接件對應部分102c介於大的 一端部對應部分102a和熔融材料流入通路(澆注 通道)104的內端之間，但也可以省略連接件對應部分102c， 如參照圖1A ~圖1C如上所述的第l實施方式的主模具構件IO 的凹模12那樣，使熔融材料流入通路(澆注通道)104的內端 與大的 一 端部對應部分102a中的與小的另 一 端部對應部分 102b相反側的 一 端直接連接。
在這種情況下，超聲波傳遞構件106從主才莫具構件100的凹 模102被取出之後，如從參照圖1A 圖1C如上所述的第1實施 方式的主模具構件10的凹模12形成超聲波傳遞構件16那樣，需 要對未圖示的熔融材#+流入通3各對應部分進4亍才幾械加工來形成 連接件106c。在該機械加工期間，例如需要使用包括冷卻液體 的冷卻介質等/^知的各種的冷卻方法，以1^更不因該4幾械加工， 熔融材料流入通路對應部分的金屬玻璃的溫度變成結晶化溫度 以上(即，金屬玻璃未喪失非晶質而不結晶化)。
根據本實施方式的製作超聲波傳遞構件的方法最終製作 的超聲波傳遞構件106構成的例如被使用於利用了超聲波的焊 接的超聲波焊頭的外形尺寸遠大於如圖1A~圖9E所示的、根據 本發明的各種實施方式的製作超聲波傳遞構件的各種方法和這 些方法的各種變形例最終製作的超聲波傳遞構件構成的內窺鏡 用的超聲波探頭的外形尺寸。
因此，如本實施方式的製作超聲波傳遞構件的方法那樣由 金屬玻璃形成超聲波傳遞構件106整體的情況時，即使在主模 具構件100中未使用未圖示的各種公知的散熱和/或冷卻構 造，在主模具構件100的凹模102的中心附近可能產生流入凹模 102的作為金屬玻璃的基礎的熔融的合金18在液相狀態下無法 凝固(例如，無法以10K/sec以上的冷卻速度冷卻)。
能使這樣的可能性消失的製作超聲波傳遞構件的方法是以下的第7實施方式。 第7實施方式
接著，參照圖11A 圖11C，對本發明的第7實施方式的制
作超音波傳遞構件的方法進行說明。
在該方法中，最初，如圖11A所示，準備了除了規定部分 之外具有用於超聲波傳遞的期望的尺寸的整體形狀的超聲波傳 遞構件主體110，並且準備了具有與上述規定部位的外形形狀 相對應的凹糹莫112的一見定部位成形才莫具構件114。
規定部位成形模具構件114是具有沿縱向擴展的分型面的 側方2分開模具，例如由銅那樣傳熱率高的金屬製成。規定部 位成形4莫具構件114的2個一半114a、 114b呈相互對稱的形狀， 利用公知的可以分離的固定構造，例如螺栓、螺母的組合可以 分離地相互固定。凹才莫112沿著-見定部位成形才莫具構件114的2 個一半114a、 114b的各自分型面縱向分開地形成。
圖IIC示出了利用本實施方式的製作超聲波傳遞構件的方 法最終製作的超聲波傳遞構件116的整體的外形形狀。上述超 聲波傳遞構件116具有構成大的橫截面的長方體形狀的一端部 的大部分的超聲波傳遞構件主體110、構成大的長方體形狀的 一端部的剩餘部分和小橫截面的長方體形狀的另 一 端部的規定 部位118。在身見定部位118中，上述另 一端部的與上述一端部的 剩餘部分相鄰的部分逐漸增加並與上述一 端部的剩餘部分相 連。即，超聲波傳遞構件116的規定部位118具有大致楔形狀的 整體外形形狀。這樣的超聲波傳遞構件116構成用於將輸入到 構成一端部的大部分的超聲波傳遞構件主體110的超聲波傳遞 到構成超聲波傳遞構件116的另 一端部的身見定部位118的超聲 波焊頭。並且，這樣的超聲波焊頭被使用於例如利用了超聲波 的焊接。
48在超聲波傳遞構件主體110中的與規定部位118相反的一
側形成有將超聲波傳遞構件116與未圖示的超聲波發生裝置連 接用的連接件120。在本實施方式中，連接件120是螺杆。
將規定頻率的超聲波從與連接件120相連接的上述未圖示 的超聲波發生裝置輸入到超聲波傳遞構件116的超聲波傳遞構 件主體110,但優選超聲波傳遞構件主體110中的與規定部位 118相反的 一側的端面到規定部位118的末端的長度L為上述超 聲波的l波長入的一半(入/ 2 )的整數倍。這樣的超聲波傳遞 構件116例如被使用於超聲波(高頻)焊接機。
並且，優選在超聲波傳遞構件116的^L定部位118的大的長 方體形狀的 一 端部的剩餘部分中的小的另 一 端部側的端部(即， 超聲波傳遞構件116的外表面上的從大的 一 端部開始轉變到小 的另一端部的位置)與從連接件120所連接的上述未圖示的超 聲波發生裝置被輸入到超聲波傳遞構件116的一端部的超聲波 的節大致對準。
超聲波傳遞構件主體110還具有用於將利用規定部位成形 模具構件114的凹才莫112所成形的規定部位118固定在與連接件 120相反的一側的固定構造122。在本實施方式中，固定構造122 具有從超聲波傳遞構件主體110的上述相反的一側突出的小直 徑的支柱和在支柱的頂端直徑擴大的圓板。但是，只要固定構 造122能將利用規定部位成形模具構件114的凹模112所成形的 規定部位118固定在超聲波傳遞構件主體110的上述相反的一 側，可以是公知的各種形狀。
在超聲波傳遞構件主體IIO上形成有從連接件120的末端 貫穿到固定構造122的末端(即，傘的頂部)的貫穿孔110a。
超聲波傳遞構件主體110和以往所使用的超聲波焊頭相 同，是通過對例如鈦、鈦合金、鋁合金或鎳-鋁合金等金屬材料進行機械加工而形成的。
規定部位成形模具構件114還具有與用於收容超聲波傳遞
構件主體110的超聲波傳遞構件主體110的外形形狀相同的外 形形狀的超聲波傳遞構件主體收容空間124。超聲波傳遞構件 主體收容空間124也沿著*見定部位成形才莫具構件114的2個一半 114a、 114b的各自的分型面縱向分開地形成。超聲波傳遞構件 主體收容空間124相鄰於與凹模112中的大的長方體形狀的一 端部的剩餘部分相對應的部位的末端地配置在凹模112中。
在超聲波傳遞構件主體收容空間124中的與凹才莫112相反 的一側配置有超聲波傳遞構件主體110的連接件120。在超聲波 傳遞構件主體收容空間124中的與超聲波傳遞構件主體110的 連接件120的末端相對應的位置與形成在規定部位成形模具構 件114中的熔融材料流入通路(澆注通道)126的內端相連通。 熔融材料流入通路(澆注通道)126也是沿著規定部位成形模 具構件114的2個一半114a、 114b的各自的分型面縱向分開地形 成。
作為金屬玻璃的基礎的熔融的合金18流入熔融材料流入 通路(澆注通道)126的夕卜端(澆口 )。熔融的合金18既可以利 用重力流入熔融材衝牛流入通路(澆注通道)126的夕卜端(澆口 )， 也可以利用參照圖3A和圖3B如上所述的本發明的第1實施方 式的製作超聲波傳遞構件的方法的第2變形例中所使用的熔融 金屬加壓注入 一幾構2 4流入。
流入熔融材津牛流入通^各(澆注通道)126的熔融的合金18 經由被收容在規定部位成形模具構件114的超聲波傳遞構件主 體收容空間124中的超聲波傳遞構件主體110的貫穿孔110a,到 達凹模112中，被填充到凹模112中。
在規定部位成形模具構件114中使用了未圖示的各種公知的散熱和/或冷卻構造，使得充滿凹模112和貫穿孔110a,最 好也充滿熔融材#+流入通路(澆注通道)126的作為金屬玻璃
得充滿凹模112和貫穿孔110a、最好也充滿熔融材料流入通^各 (免注通道)126的》容禹蟲的合金18以10K/sec以上的^令卻速度^皮 冷卻。如上所述流入的熔融的合金18這樣-陂急冷而成為不存在 晶界的非晶形合金(所謂金屬玻璃)，凹模112和貫穿孔110a, 最好熔融材料流入通路(澆注通道)126的形狀和尺寸被精密 地複製到上述非晶形合金(所謂金屬玻璃)上。
由在規定部位成形模具構件114的凹模112中成為玻璃固 體域並且被複製有凹模112的形狀的金屬玻璃構成的規定部位 118採用在規定部位成形模具構件114中被收容在與凹模112相 鄰的超聲波傳遞構件主體收容空間124中的超聲波傳遞構件主 體110的固定構造122，被固定在超聲波傳遞構件主體110上。
這樣地由固定構造122固定在超聲波傳遞構件主體110上 的規定部位118進行規定時間的進一步散熱後，與超聲波傳遞 構件主體110—起從規定部位成形模具構件114,皮耳又出。此時， 超聲波傳遞構件主體110的連接件120上附著有與熔融材料流 入通^各(澆注通道)126相對應的形狀的未圖示熔融材^1"流入 通路對應部分，^f旦是該熔融材料流入通^各對應部分#皮由？>知的 切斷 一幾構/人連4妻件12 0切斷。
作為該結果，完成了圖IIC所示的作為超聲波焊頭的超聲 波傳遞構件116。
另外，在本實施方式中，在規定部位成形模具構件114中， 熔融材料流入通^各(澆注通道)126的內端與超聲波傳遞構件 主體收容空間124中的超聲波傳遞構件主體110的連接件120的 末端相對應的位置相連通，還藉助於一皮收容在超聲波傳遞構件主體收容空間124中的超聲波傳遞構件主體110中的貫穿孔
110a與規定部位成形模具構件114中的凹模112相連通。不過， 也可以使熔融材料流入通路(澆注通道)126的內端與凹才莫112 的末端(即，在凹模112中的與超聲波傳遞構件主體收容空間 124相反一側的一端)直接連接，並且可以沒有超聲波傳遞構 件主體110中的貫穿孔110a。
第7實施方式的第1 第4變形例
接著，參照圖12A 圖12D對參照圖11A 圖11C如上所述 的本發明的第7實施方式的製作超聲波傳遞構件的方法中所使 用的超聲波傳遞構件主體110的固定構造122的第1 ~第4變形 例進行說明。
圖12A所示的第l變形例的固定構造122a具有從超聲波傳 遞構件主體110中的與連接件120相反的一側突出的小直徑的 支柱和在支柱的頂端的沿支柱的長度方向並列的多個位置(圖 12A為3處)直徑擴大的多個鼓凸部。只要由規定部位成形模具 構件114的凹才莫112所成形的規定部位118 (參照圖11C )被固 定在超聲波傳遞構件主體110的上述相反的一側，第l變形例的 固定構造122a的多數鼓凸部的各自的截面可以是任意形狀。
圖12B所示的第2變形例的固定構造122b具有從在超聲波 傳遞構件主體110中的與連接件120相反的一側突出的小直徑 的支柱和在支柱的頂端中的對支柱的頂端擴大了直徑的鼓凸 部。第2變形例的固定構造122b的鼓凸部的截面具有與參照圖 IIA和圖11B如上所述的第7實施方式的超聲波傳遞構件主體 IIO的固定構造122的支柱的頂端的鼓凸部的一種即圓板的截 面不同的形狀，只要是能將由規定部位成形模具構件114的凹 模112所成形的規定部位118 (參照圖11C)固定在超聲波傳遞 構件主體IIO的上述相反的 一側，則第2變形例的固定構造122a
52的鼓凸部的截面可以是任意形狀。
圖12C所示的第3變形例的固定構造122c具有從在超聲波 傳遞構件主體ll中的與連接件120相反的 一側突出的大的直 徑的支柱基部、從支柱基部的頂端突出的小直徑的支柱端部以 及在支柱端部的頂端直徑擴大的鼓凸部。第3變形例的固定構 造122c的鼓凸部呈圓板形狀，但只要能將由規定部位成形模具 構件114的凹模112所成形的規定部位118 (參照圖11C )固定 在超聲波傳遞構件主體110的上述相反的 一 側，則第3變形例的 固定構造122c的鼓凸部可以是任意形狀。
圖12D所示的第4的變形例的固定構造122d具有從在超聲 波傳遞構件主體110中與連接件120相反的一側突出的支柱、在 上述相反的 一 側從超聲波傳遞構件主體110的貫穿孔110的周 圍朝著貫穿孔110的內部延伸出的多個分支孔110b，多個分支 孔110b的內端在貫穿孔110的內部與貫穿孔110相連通。
在該固定構造122d中，在流入熔融材料流入通路(澆注通 道)126中的作為金屬玻璃的基礎的熔融的合金18(參照圖11A) 經由#:收容在規定部位成形模具構件114的超聲波傳遞構件主 體收容空間124中的超聲波傳遞構件主體110的貫穿孔110a而 被填充到凹模112中期間，上述熔融的合金18 (參照圖11A)還 經由貫穿孔110a也被填充到多個分支孔110b中。多個分支孔 110b中的熔融的合金18與規定部位成形模具構件114的凹模 112中的、超聲波傳遞構件主體110的貫穿孔110a中的、以及熔 融材料流入通路(澆注通道)126中的熔融的合金18 —起成為 玻璃固體域，作為其結果，將超聲波傳遞構件主體110如樹根 那樣固定在形成於凹模112中的規定部位118 (參照圖11C )上。 倒著說的話，形成在凹模112中的規定部位118 (圖IIC參照) 由從在多數分支孔110b中的熔融的合金18成為玻璃固體域的金屬玻璃固定在超聲波傳遞構件主體110上。
第4變形例的固定構造122d的各自多個分支孔110b只要能 滿足以下的條件，就可以是各種形狀。該條件是指，流入熔融 材料流入通路(澆注通道)126的作為金屬玻璃的基礎的熔融 的合金18 (參照圖11A)經由被收容在規定部位成形模具構件 114的超聲波傳遞構件主體收容空間124中的超聲波傳遞構件 主體110的貫穿孔110a而被填充到凹模112中期間，多個分支孔 110b各自中也經由貫穿孔110a填充有上述的熔融的合金18(參 照圖IIA)，而且，在多個分支孔110b的各自中的上述熔融的合 金18成為玻璃固體域的金屬玻璃之後，將由在規定部位成形模 具構件114的凹模112中從上述熔融的合金18成為玻璃固體域 的金屬玻璃所成形的規定部位118 (參照圖11C )足夠牢固地固 定在超聲波傳遞構件主體IIO的上述相反的 一側。
第8實施方式
接著，參照圖13A 圖13D對本發明的第8實施方式的製作 超聲波傳遞構件的方法進行說明。
如圖13A所示，準備了具有凹模130的主模具構件132。主 模具構件132還具有使凹模130與外部空間連通用的熔融材料 流入通路(澆注通道)134。凹模130具有與圖13C中示出了側 面的期望的超聲波傳遞構件136的整體外形形狀和外形尺寸相 對應的形狀。
在本實施方式中，上述期望的超聲波傳遞構件136具有大 直徑且大的橫截面的 一端部136a、小直徑且小橫截面的另 一端 部136b、以及形成在小直徑的另 一端部136b中的與大直徑的一 端部13 6 a相反的 一 側的工具固定部13 6 c,用於將輸入到 一 端部 136a的超聲波傳遞到另 一端部136b。這樣的超聲波傳遞構件 136構成超聲波喇叭形輻射體。並且，在小直徑的另 一端部136b中的與大直徑的 一 端部136a相反的 一 側形成有工具固定部 136c。這樣的超聲波焊頭作為利用超聲波使固定在工具固定部 136c上的工具動作的工具一超聲波驅動裝置來使用。
在本實施方式中，工具固定部136c包括工具保持狹縫138, 該工具保持狹縫138從工具固定部136c的末端沿著另 一端部 136b的長度方向延伸並沿徑向橫貫工具固定部136c。在工具保 持狹縫138中保持著例如小刀那樣的工具140的基端部。被工具 保持狹縫138保持的工具140的基端部覆蓋在工具固定部136c 的外周面上，利用所固定的工具固定件142而#皮固定在工具固 定部136c上。工具固定件142具有使被工具保持狹縫138保持的 工具140的頂端部露出的開口 。優選工具固定件142由^^知的固 定構造可裝卸地覆蓋且固定在工具固定部136c的外周面上。因 此，在本實施方式中，在工具固定部136c的外周面上形成有外 螺紋，在工具固定件142的內周面上形成有供工具固定部136c 的外周面的外螺紋旋合的內螺紋。不過，上述固定既可以由摩 擦配合來進行，也能由粘接劑來進行。
在大的 一端部136a中的與小的另 一端部136b相反的一側 形成有使超聲波傳遞構件136與未圖示的超聲波發生裝置連接 的連接件136d。在本實施方式中，連接件136d是螺杆。
將規定頻率的超聲波從與連接件13 6 d相連接的上述未圖 示的超聲波發生裝置輸入到超聲波傳遞構件136的 一 端部 136a,但優選從大的一端部136a中的與小的另 一端部136b相 反的 一 側的端面到另 一 端部136b的末端的工具固定部136c的 端面的長度L為上述超聲波的l波長入的一半(入/ 2)的整數 倍。
並且，優選在超聲波傳遞構件136的大的一端部136a中的 小的另 一端部136b側的端部(即，超聲波傳遞構件136的外周
55面上的從大的 一端部136a開始轉變到小的另 一端部136b的4立 置)與從連接件136d所連接的上述未圖示的超聲波發生裝置被 輸入到超聲波傳遞構件136的 一 端部136a的超聲波的節大致對準。
本實施方式的凹模13包括與超聲波傳遞構件136的大的 一端部136a相對應的一端部對應部分130a、與超聲波傳遞構件 136的小的另 一端部136b相對應的另 一端部對應部分130b、與 超聲波傳遞構件136的工具固定部136c相對應的工具固定部對 應部分130c以及與超聲波傳遞構件136的連接件136d相對應的 連接件對應部分130d。
主模具構件13 2是具有沿縱向擴展的分型面的側方2分開 模具，例如由銅那樣傳熱率高的金屬製成。主模具構件132的2 個一半132a、 132b呈相互對稱的形狀，利用公知的可以分離的 固定構造，例如螺栓、螺母的組合可以分離地相互固定。凹模 130和熔融材料流入通路(澆注通道)134沿著主糹莫具構件132 的2個一半132a、 132b的各自分型面縱向分開地形成。
熔融材料流入通路(澆注通道)134包括開口於主模具 構件132的上表面上的外端(澆口)、與凹才莫130的規定部分、 在本實施方式中為連接件對應部分130d中的與一端部對應部 分130a相反的一側連接的內端。
在主模具構件132的凹模130中配置有沿徑向橫貫工具固 定部對應部分130c的平坦的板狀的型芯構件144。在本實施方 式中，型芯構件144被支持在主模具構件132的2個一半132a、 132b的各自的分型面上。
作為金屬玻璃的基礎的熔融的合金18流入熔融材料流入 通路(澆注通道)134的夕卜端(澆口 )。熔融的合金18既可以利 用重力流入熔融材料流入通路(澆注通道)134的夕卜端(免口 )，也可以利用參照圖3A和圖3B如上所述的本發明的第1實施方
式的製作超聲波傳遞構件的方法的第2變形例中所使用的熔融 金屬加壓注入 一幾構2 4流入。
在主模具構件132中使用了未圖示的各種公知的散熱和/ 或冷卻構造，使得經由熔融材料流入通路(澆注通道)134流 入到凹模130中的作為金屬玻璃的基礎的熔融的合金18在保持 液相的狀態下凝固。其結果，流入到凹模130中的熔融的合金 18以10K/sec以上的冷卻速度被冷卻。流入到凹模130中的熔融 的合金18這樣被急冷而成為不存在晶界的非晶形合金(所謂金 屬玻璃)，由此凹模13 0的形狀和尺寸被精密地複製到上述非晶 形合金(所謂金屬玻璃)上。
由在凹模130中成為玻璃固體域並被複製有凹模130的形 狀的金屬玻璃構成的超聲波傳遞構件136在進行規定時間的進 一步散熱後，附帶有型芯構件14 4地從主模具構件13 2被取出。 此時，在圖13C中以實線所示的超聲波傳遞構件136在連接件 136d上附帶有圖13C中以雙點劃線所示的與熔融材料流入通路 (澆注通道)134相對應的形狀的熔融材衝牛流入通路對應部分 134a。
接著，型芯構件144從超聲波傳遞構件136被拔出，並且利 用機械加工將熔融材料流入通路對應部分13 4 a從連接件13 6 d 除去。其結果，完成了圖13C所示的作為工具一超聲波驅動裝 置用的超聲波焊頭的超聲波傳遞構件136。
另外，在主模具構件132的凹模130中，連接件對應部分 130d介於大直徑的 一 端部對應部分130a和熔融材料流入通路 (澆注通道)134的內端之間，-f旦也可以省略連接件對應部分 130d，如參照圖1A 圖1C如上所述的第l實施方式的主模具構 件10的凹模12那樣，使熔融材料流入通路(澆注通道)134的內端與大直徑的 一端部對應部分130a中的與小直徑的另 一端 部對應部分13 0 b相反側的 一 端直接連接。
在這種情況下，超聲波傳遞構件136從主才莫具構件132的凹 模130被取出，並且型芯構件144從超聲波傳遞構件136被拔出 之後，如從參照圖1A 圖1C如上所述的第l實施方式的主模具 構件10的凹模12形成超聲波傳遞構件16那樣，需要對熔融材料 流入通路對應部分134a進行機械加工來形成連接件136d。在該 機械加工期間，例如需要使用包括冷卻液體的冷卻介質等公知 的各種的冷卻方法，以便不因該機械加工，熔融材料流入通路 對應部分134a的金屬玻璃的溫度變成結晶化溫度以上(即，金 屬玻璃未喪失非晶質而不結晶化)。
另外，超聲波傳遞構件136的工具固定部136c的工具保持 狹縫138和工具固定部136c的外周方面的外螺紋不由主模具構 件132的凹模130的工具固定部對應部分130c和型芯構件144 進行形狀複製，也可以在超聲波傳遞構件136從主模具構件132 的凹模130被取出之後利用機械加工來形成。在該機械加工期 間，例如需要使用包括冷卻液體的冷卻介質等公知的各種的冷 卻方法，以便不因該機械加工，工具固定部對應部分130c的金 屬玻璃的溫度變成結晶化溫度以上(即，金屬玻璃未喪失非晶 質且不結晶化)。
第8實施方式的變形例
圖13E概略地表示了參照圖13A~圖13D如上所述的根據 本發明的第8實施方式的製作超聲波傳遞構件的方法的變形例 所製作的超聲波傳遞構件136'的小直徑的另 一端部136'b的工 具固定部136'c和一皮固定在工具固定部136'c上的工具14CT 。在 此，工具140'是以工具固定部136' c相同的材料與工具固定部 136'c—體形成。該變形例與上述的第8實施方式不同點在於，主模具構件
132的凹才莫130在固定部相對應部分130c中的與另 一端部對應 部分130b相反的一側具有工具對應部分，不需要型芯構件144。 第9的實施方式
接著，參照圖14A和圖14B對本發明的第9的實施方式的制 作超聲波傳遞構件的方法說明。
如圖14A所示，準備了具有凹模150的主模具構件152。主 模具構件15 2還具有使凹模15 0與外部空間連通用的熔融材料 流入通路(澆注通道)154。凹模150具有與圖14B所示的期望 的超聲波傳遞構件15 6的整體外形形狀和外形尺寸相對應的形 狀。
在本實施方式中，上述期望的超聲波傳遞構件156具有大 直徑且大的橫截面的 一 端部156a和小直徑且小糹黃截面的另一 端部156b，用於將輸入到一端部156a的超聲波傳遞到另 一端部 156b。這樣的超聲波傳遞構件156構成超聲波喇叭形輻射體， 在本實施方式中被使用到噴霧器160中。
在大直徑的一端部156a的與另 一端部156b相反的一側形 成有將超聲波傳遞構件156與公知的超聲波發生裝置USG連接 的連接件156c。在本實施方式中，連接件156c是螺杆。
將規定頻率的超聲波從與連接件156c相連接的超聲波發 生裝置USG輸入到構成超聲波喇叭形輻射體的上述超聲波傳 遞構件156的大直徑的一端部156a, ^旦優選/人大直徑的一端部 156a中的與另 一 端部156b相反的 一 側的端面到另 一 端部156b 的末端的長度L為上述超聲波的l波長入的一半(入/2)的整 數倍。
並且，優選在超聲波傳遞構件156的大直徑的一端部156a 中的小直徑的另 一端部156b側的端部(即，超聲波傳遞構件156的外周面上的從大直徑的 一端部156a開始轉變到小直徑的另 一端部156b的位置)與從連接件156c所連接的超聲波發生裝置 USG被輸入到超聲波傳遞構件156的一端部156a的超聲波的節 大致對準。
本實施方式的凹模150包括與超聲波傳遞構件156的大直 徑的一端部156a相對應的一端部對應部分150a、與超聲波傳遞 構件156的小直徑的另 一端部156b相對應的另 一端部對應部分 150b、以及與超聲波傳遞構件156的連接件156c的外形相對應 的連接件對應部分150c,熔融材料流入通路(澆注通道)154 的內端與連接件對應部分150c中的與 一端部對應部分150a相 反的一側相連4妻。
主模具構件152是具有沿縱向擴展的分型面的側方2分開 模具，例如由銅那樣傳熱率高的金屬製成。主模具構件152的2 個一半152a利用公知的可以分離的固定構造，例如螺栓、螺母 的組合可以分離地相互固定。2個 一 半152a呈相互對稱的形狀。 圖14A中只示出了 一個一半152a。凹才莫150和熔融材料流入通 路(澆注通道)154沿著主模具構件152的2個一半152a的各自 分型面縱向分開地形成。
在主模具構件152的凹模150中延伸配置有從凹模150的一 端部延伸到另一端部(在本實施方式中，/人一端部對應部分 150a的內周面到另 一端部對應部分150b中的與 一端部對應部 分150a相反的一側的外端)的管158。
詳細來說，管158與主模具構件152分別獨立地準備。並且， 管158的一端部對應部分150a側的端部(基端部)在主才莫具構 件154的凹才莫150中乂人一端部對應部分150a的內周面朝著一端 部對應部分150a的徑向外方突出，管158的另 一端部對應部分 150b側的端部(延伸端部)在主模具構件152的凹模150中從另一端部對應部分15 0 b的外端朝著沿著另 一 端部對應部分15 0 b 的長度方向的外方突出。
作為金屬玻璃的基礎的熔融的合金18流入熔融材料流入 通路(澆注通道)154的夕卜端(澆口 )。熔融的合金18既可以利 用重力流入熔融材料流入通路(澆注通道)154的外端(澆口 )， 也可以利用參照圖3A和圖3B如上所述的本發明的第l實施方 式的製作超聲波傳遞構件的方法的第2變形例所使用的熔融金 屬加壓注入糹幾構24流入。
在主模具構件152中使用了未圖示的各種公知的散熱和/ 或冷卻構造，4吏得經由熔融材料流入通^各(澆注通道)154流 入到凹模150中的作為金屬玻璃的基礎的熔融的合金18在保持 液相的狀態下凝固。其結果，流入到凹模150中的熔融的合金 18以10K/sec以上的冷卻速度被冷卻。流入到凹才莫150中的熔融 的合金18這樣被急冷而成為不存在晶界的非晶形合金(所謂金 屬玻璃)，由此凹模150的形狀和尺寸被精密地複製到上述非晶 形合金(所謂金屬玻璃)上。
由在凹模15 0中成為玻璃固體域並被複製有凹模15 0的形 狀的金屬玻璃構成的超聲波傳遞構件156在進行規定時間的進 一步散熱後附帶有管158從主模具構件152被取出。此時，在圖 14B中以實線所示的超聲波傳遞構件156在連接件156c上附帶 有與炫融材料流入通路(澆注通道)154相對應的形狀的未圖 示的熔融材料流入通路對應部分。
接著，利用^14成加工將未圖示的熔融材^H危入通路對應部 分從連接件156c除去，並且從小直徑的另 一端部156b的外端突 出的管158的延伸端部也被利用機械加工除去。
其結果，能得到具有從一端部156a的外周面延伸到小直徑 的另 一 端部156b的外端的管158並構成超聲波喇叭形輻射體的
61超聲波傳遞構件156。
另外，在主才莫具構件152的凹才莫150中，連接件對應部分 150c介於大直徑的 一 端部對應部分150a和熔融材料流入通路 (澆注通道)154的內端之間，^旦也可以省略連接件對應部分 150c，如參照圖1A 圖1C如上所述的第l實施方式的主模具構 件10的凹模12那樣，使熔融材料流入通路(澆注通道)154的 內端與大直徑的一端部對應部分150a中的與小直徑的另 一端 部對應部分150b相反的一側的一端直接連接。
在這種情況下，超聲波傳遞構件156從主模具構件152的凹 模150被取出之後，如從參照圖1A 圖1C如上所述的第l實施 方式的主模具構件10的凹模12形成超聲波傳遞構件16那樣，需 要對熔融材料流入通路對應部分進行機械加工來形成連接件
156c。在該機械加工期間，例如需要4吏用包括冷卻液體的冷卻 介質等7>知的各種的冷卻方法，以^更不因該才幾械加工，熔融材 料流入通路對應部分的金屬玻璃的溫度為結晶化溫度以上(即， 金屬玻璃未喪失非晶質而不結晶化)。
並且，優選從超聲波傳遞構件156的大直徑的一端部156a 的外周面突出的管158的基端部位於從超聲波發生裝置USG被 輸入到超聲波傳遞構件156的一端部156a的超聲波的節的位 置。
由此，能實現管158的基端部因從超聲波發生裝置USG被 輸入到超聲波傳遞構件156的一端部156a的超聲波的振動而破 損的可能性非常小。
如圖14B所示，附帶有超聲波傳遞構件156的超聲波發生裝 置USG被配置在噴霧器160用的外殼162中的規定位置。動力電 纜PC從外殼162內的超聲波發生裝置USG延伸到外殼162的外 部的超聲波發生裝置動力源(例如，電源)PS，另外，液體供給管LP從外殼162內的超聲波傳遞構件156的管158的基端延 伸到外殼162的外部的液體供給源LS。
超聲波傳遞構件156的管158必須由因從液體供給源LS經
成；上述液體
可以是期望的種類。
外殼162具有使超聲波傳遞構件156的小直徑的另 一端部 156b的外端露出到外部空間的開口 162a，並且具有圍著開口 162a的蓋162b。
動力從超聲波發生裝置動力源(例如，電源)PS經由動力 電纜PC被供給到超聲波發生裝置USG時，超聲波發生裝置 USG發生的超聲波被輸入到超聲波傳遞構件156的大直徑的一 端部156a，更進一步被傳遞到超聲波傳遞構件156的小直徑的 另 一端部156b的夕卜端。此時，液體從液體供給源LS經由液體供 給管LP被供給到超聲波傳遞構件156的管158中，上述液體從 利用超聲波而振動的超聲波傳遞構件156的小直徑的另 一端部 156b的夕卜端的管158的夕卜端被霧化排出。
第10的實施方式
接著，參照圖15A~圖15C對本發明的第IO實施方式的制 作超聲波傳遞構件的方法進行說明。
如圖15A中所示，準備了具有凹模170的主模具構件172。 主模具構件172還具有使凹模170與外部空間連通用的熔融材 料流入通路(澆注通道)174。凹模170具有圖15B所示的期望 的超聲波傳遞構件176的整體外形形狀和外形尺寸相對應的形 狀。
在本實施方式中，上述期望的超聲波傳遞構件176具有大 直徑且大的橫截面的 一端部176a和小直徑且小的橫截面的另 一端部176b,由於將輸入到一端部176a的超聲波傳遞到另一端部176b。這樣的超聲波傳遞構件176構成超聲波喇叭形輻射體， 例如可用於替代圖14B所示的噴霧器160中所使用的超聲波傳 遞構件156。
在大直徑的一端部176a中的與另 一端部176b相反的一側 形成有使超聲波傳遞構件176與圖14B所示的公知的超聲波發 生裝置USG連接用的連接件176c。在本實施方式中，連接件 176c是螺杆。
將規定頻率的超聲波從與連接件176c相連接的超聲波發 生裝置USG輸入到構成上述超聲波喇p八形輻射體的超聲波傳 遞構件176的大直徑的一端部176a，但優選/人大直徑的一端部 176a中的與小直徑的另 一 端部176b相反的 一 側的端面到小直 徑的另 一端部176b的末端的長度L為上述超聲波的l波長入的 一半(入/ 2)的整數倍。
並且，優選在超聲波傳遞構件176的大直徑的一端部176a 中的小直徑的另 一端部176b側的端部(即，超聲波傳遞構件176 的外周面上的大直徑的 一端部176a開始轉變到小直徑的另一 端部176b的位置)與從連接件176c所連接的超聲波發生裝置 USG被輸入到超聲波傳遞構件176的一端部176a的超聲波的節 大致對準。
本實施方式的凹才莫170包括與超聲波傳遞構件176的大直 徑的一端部176a相對應的一端部對應部分170a、與超聲波傳遞 構件176的小直徑的另 一端部176b相對應的另 一端部對應部分 170b、以及與超聲波傳遞構件176的連接件176c的外形相對應 的連接件對應部分170c,熔融材料流入通^各(澆注通道)174 的內端與連接件對應部分170c中的與 一端部對應部分170a相 反的一側相連才妻。
主模具構件172是具有沿縱向擴展的分型面的側方2分開模具，例如由銅那樣傳熱率高的金屬製成。主模具構件172的2
個一半172a利用公知的可以分離的固定構造，例如螺栓、螺母 的組合可以分離地相互固定。2個一半172a呈相互對稱的形狀。 圖15A中只示出了 一個一半172a。凹衝莫170和熔融材料流入通 路(澆注通道)174沿著主才莫具構件172的2個一半172a的各自 分型面縱向分開地形成。
在主模具構件172的凹模170中配置有從在凹模170的另 一端部對應部分170b中的與 一 端部相對應部分170a相反的一 側的外端延伸到 一端部對應部分170a的細長的第l型芯構成元 件178a、從一端部對應部分170a的內周面朝著一端部對應部分 170a的徑向的內方延伸的細長的第2型芯構成元件178b。第1 型芯構成元件178a和第2型芯構成元件178b的各自外端部被支 承在主模具構件172上，第l型芯構成元件178a和第2型芯構成 元件178b的各自內端部在一端部對應部分170a相互抵接。
第l型芯構成元件178a和第2型芯構成元件178b的各自的 周面具有隨著乂人上述外端部朝著上述內端部而直徑逐漸減小的 錐形狀。第l型芯構成元件178a和第2型芯構成元件178b構成在 主模具構件172的凹模170中從一端部對應部分170a延伸到另 一端部對應部分170b的的細長的型芯構件。
作為金屬玻璃的基礎的熔融的合金18流入熔融材料流入 通路(澆注通道)174的夕卜端(澆口 )。熔融的合金18既可以利 用重力流入熔融材泮+流入通^各(澆注通道)174的夕卜端(澆口 )， 也可以利用參照圖3A和圖3B如上所述的本發明的第1實施方 式的製作超聲波傳遞構件的方法的第2變形例所使用的熔融金 屬加壓注入 一幾構2 4流入。
在主模具構件172中使用了未圖示的各種公知的散熱和/ 或冷卻構造，侵j尋經由熔融材衝+流入通^各(澆注通道)174流入到凹模170中的作為金屬玻璃的基礎的熔融的合金18在保持
液相的狀態下凝固。其結果，流入到凹模170中的熔融的合金 18以10K/sec以上的冷卻速度被冷卻。流入到凹模170中的熔融 的合金18這樣被急冷而成為不存在晶界的非晶形合金(所謂金 屬玻璃)，由此凹模170的形狀和尺寸被精密地複製到上述非晶 形合金(所謂金屬玻璃)上。
由在凹模17 0中成為玻璃固體域並被複製有凹模17 0的形 狀的金屬玻璃構成的超聲波傳遞構件176在進行規定時間的進 一步散熱後，附帶有第l型芯構成元件178a和第2型芯構成元件 178b地從主4莫具構件172被取出。此時，在圖15B中以實線所 示的超聲波傳遞構件176在連接件176c上附帶有與圖15B中以 雙點劃線所示的熔融材料流入通路(澆注通道)174相對應的 形狀的熔融材衝+流入通^各對應部分17 4 a 。
接著，利用機械加工將熔融材料流入通路對應部分174a從 連接件176c除去，並且第l型芯構成元件178a和第2型芯構成元 件178b被從超聲波傳遞構件176拔出。
其結果，在超聲波傳遞構件176中的第l型芯構成元件178a 和第2型芯構成元件17 8 b被拔出後形成的痕跡成為從大直徑的 一端部176a的外周面延伸到小直徑的另 一端部176c的夕卜端的 貫穿孔180。即，這樣形成的構成超聲波喇叭形輻射體的超聲 波傳遞構件176具有貫穿孔180。
另夕卜，在主才莫具構件172的凹模170中，連接件對應部分 17 0 c介於大直徑的 一 端部對應部分17 0 a和熔融材料流入通路 (澆注通道)174的內端之間，^旦也可以省略連4妻件對應部分 170c,如參照圖1A~圖1C如上所述的第l實施方式的主模具構 件10的凹模12那樣，使熔融材料流入通路(澆注通道)174的 內端與大直徑的 一端部對應部分170a中的與小直徑的另 一端部對應部分1 7 0 b相反的 一 側的 一 端直接連接。
在這種情況下，超聲波傳遞構件176從主模具構件172的凹 模170被取出，並且超聲波傳遞構件176中的第1、第2型芯構成 元件178a、 178b被拔出之後，如從參照圖1A ~圖1C如上所述 的第1實施方式的主模具構件10的凹模12形成超聲波傳遞構件 16那樣，需要對熔融材料流入通路對應部分174a進行機械力口工 來形成連接件176c。在該機械加工期間，例如需要使用包括冷 卻液體的冷卻介質等公知的各種的冷卻方法，以便不因該機械 加工，熔融材料流入通路對應部分174a的金屬玻璃的溫度變成 結晶化溫度以上(即，金屬玻璃未喪失非晶質而不結晶化)。
並且，優選構成超聲波傳遞構件176的大直徑的一端部 176a中的第2型芯構成元件178b被拔出而形成的痕跡的貫穿孔 180的徑向延伸部位與從超聲波發生裝置USG被輸入到超聲波 傳遞構件17 6的 一 端部17 6 a的超聲波的節大致對準。
由此，能實現與超聲波傳遞構件176的大直徑的一端部 176a的外周面的貫穿孔180的開口如後所述那樣連接的管構件 由於從超聲波發生裝置USG被輸入到超聲波傳遞構件176的一 端部176a的超聲波的振動而破損的可能性非常小。
接著，如圖15B所示，利用加熱器182對超聲波傳遞構件 176的大直徑的一端部176a的夕卜周面的貫穿孑L180的開口的周 圍和小直徑的另 一端部176b的外端部進行加熱，使形成超聲波 傳遞構件176的金屬玻璃被加熱並保持在過冷卻液體域(玻化 區域)的溫度。並且，在這期間，期望的形狀的管子構件184a 和184b被插入到超聲波傳遞構件176的大直徑的 一端部176a 的外周面的貫穿孔180的開口和小直徑的另 一端部176b的外端 的貫穿孔180的開口中。
優選各管子構件184a和184b是不因流在貫穿孔180中的
67流體而變質的材^f",例如鈦等。
之後，加熱器182的動作被停止，期望的形狀的管子構件
184a和184b緊密地被埋設在超聲波傳遞構件176的大直徑的 一端部176a的外周面的貫穿孔180的開口的內部和小直徑的另 一端部176b的外端的貫穿孔180的開口的內部。
在此，圖15B所示，利用加熱器182對超聲波傳遞構件176 的大直徑的一端部176a的夕卜周面的貫穿孔180的開口的周圍和 小直徑的另 一端部176b的夕卜端部進行力口熱，使形成超聲波傳遞 構件176的金屬玻璃糹皮加熱並保持在過冷卻液體域(玻化區域) 的溫度，由此能反覆進行管子構件184a和184b被插入到超聲波 傳遞構件176的大直徑的 一 端部176a的外周面的貫穿孔180的 開口和小直徑的另 一端部176b的夕卜端的貫穿孔180的開口以及 從上述開口分離，也能反覆進行替代管子構件184a和184b的其 他期望的構件相對於上述開口的插入和分離。
權利要求
1.一種超聲波傳遞構件(16、56、106、136、176)，其具有一端部(16a、56a、106a、136a、176a)和另一端部(16b、56b、106b、136b、176b)，用於將輸入到一端部(16a、56a、106a、136a、176a)的超聲波傳遞到另一端部(16b、56b、106b、136b、176b)，其特徵在於，其是如下形成的準備了具有與超聲波傳遞構件(16、56、106、136、176)的整體外形形狀相對應的凹模(12、12′、50、102、130、170)的主模具構件(10、52、100、132、172)，然後，使作為金屬玻璃的基礎的合金(18)熔融而注入上述主模具構件(10、52、100、132、172)的上述凹模(12、12′、50、102、130、170)中，使熔融的合金(18)在保持液相的狀態下凝固，轉變成金屬玻璃。
2. 根據權利要求l所述的超聲波傳遞構件(16、 56),其特徵在於，上述超聲波傳遞構件(16、 56)構成在兩端部包括上述一端部(16a、 56a)和上述另 一端部(16b、 56b)的細長的超聲波探頭。
3. 根據權利要求l所述的超聲波傳遞構件(16)，其特徵在於，準備了具有規定凹模(26)的副模具構件(28),並且，上述超聲波傳遞構件(16)的^L定部位(EP) ^皮加熱到上述金屬玻璃的過冷卻液體域，並保持在上述過冷卻液體域期間，將上述規定部位(EP)放入上述副模具構件(28 )的上述凹模(26)，從而使上述副模具構件(28)的上述凹模(26)的形狀複製到上述規定部位(EP)上。
4. 根據權利要求3所述的超聲波傳遞構件(16),其特徵在於，上述超聲波傳遞構件(16 )構成在兩端部包^舌上述一端部(16a)、上述另一端部(16b)的細長的超聲波4笨頭，並且，上迷規定部位(EP)是在上述超聲波傳遞構件(16)的上述另一端部(16b)中的與上述一端部(16a)相反的一側的端位。
5. 根據權利要求l所述的超聲波傳遞構件(56、 176),其特徵在於，上迷超聲波傳遞構件(56、 176)呈在兩端部包括上述一端部(56a、 176a)和上述另 一端部(56b、 176b)的細長的形狀，然後，在上述主模具構件(52、 172)的上述凹模(50、 170)中配置有從上述凹模(50、 170)的一端部(50a、 170a)到另一端部(50b、 170b)的細長的型芯構件(58、 178a、 178b)，並且，使上述作為金屬玻璃的基礎的合金(18)熔融而注入上述凹模(50、 170)中，在保持液相的狀態下使之凝固，由此使上述熔融的合金(18)轉變成金屬玻璃，附帶有上述型芯構件(58、178a、 178b)地由上述金屬玻璃形成上述超聲波傳遞構件(56、176),上述超聲波傳遞構件(56、 176)包括將上述型芯構件(58、178a、 178b)從上述超聲波傳遞構件(56、 176)除去所形成的貫穿孔。
6. 根據權利要求5所述的超聲波傳遞構件(176),其特徵在於，上述一端部(176a)和上述另 一端部(17b)的至少一方的與上述貫穿孔的開口相鄰的部位在被加熱到上述金屬玻璃的過冷卻液體域並保持在上述過冷卻液體域的期間，筒狀構件(184a) 一皮插入到上述開口中。
7. 根據權利要求l所述的超聲波傳遞構件(56),其特徵在於，上述超聲波傳遞構件(56)呈在兩端部包括上述一端部(56)和上述另一端部(56b)的細長的形狀，並且，在上述主模具構件(52)的上述凹模(50)中配置有從上述凹模(50)的一端部(50a)延伸到另一端部(50b)的細長的空心構件(60 )，然後，使上述作為金屬玻璃的基礎的合金(18 )熔融而注入上述主模具構件(52)的上述凹模(50)中，在保持液相的狀態使之凝固，使上述熔融的合金(18)轉變成金屬玻璃，形成附帶有殘留了上述金屬玻璃的上述空心構件(60)的上述超聲波傳遞構件(56)。
8. 根據權利要求l ~ 7中任一項所述的超聲波傳遞構件(16、 56、 106、 136、 176),其特徵在於，上述作為金屬玻璃的基礎的合金(18 )包含3個以上元素，這3個以上的元素包^舌Ti、 Zr、 Al中的至少l個。
9. 根據權利要求l ~ 7所述的超聲波傳遞構件(16、 56、 106、136、 176),其特徵在於，上述一端部(16a、 56a、 106a、 136a、 176a)具有比上述另一端部(16b、 56b、 106b、 136b、 176b)大的坤黃截面，上述超聲波-波輸入到上述一端部(16a、 56a、 106a、 136a、176a)中的與上述另一端部(16b、 56b、 106b、 136b、 176b)相反的一側的一端，/人上述一端部(16a、 56a、 106a、 136a、 176a)中的與上述另一端部(16b、 56b、 106b、 136b、 176b)相反的一側的端到上述另一端部(16b、 56b、 106b、 136b、 176b)的與上述一端部(16a、 56a、 106a、 136a、 176 )相反的 一側的端之間的距離(L)是上述超聲波的l波長的l/2的整數倍，並且，在上述超聲波傳遞構件(16、 56、 106、 136、 176)的外周面上，/人上述一端部(16a、 56a、 106a、 136a、 176a)開始轉變到上述另一端部(16b、 56b、 106b、 136b、 176b)的位置與上述超聲波的節大致對準。
10. 根據權利要求9所述的超聲波傳遞構件(16、 56、 106、136、 176)，其特徵在於，上述作為金屬玻璃的基礎的合金(18)包含3個以上元素，這3個以上元素包4舌Ti、 Zr、 Al中的至少l個。
11. 一種超聲波傳遞構件(32、 42、 116),其特徵在於，上述超聲波傳遞構件(32、 42、 116)具有一端部(32a、110)和另一端部(42、 118)，其用於將輸入到一端部(32a、110)的超聲波傳遞到超聲波另一端部(42、 118)，其是如下形成的準備除了規定部位(42、 118)之外具有用於超聲波傳遞的期望的尺寸的整體形狀的超聲波傳遞構件主體(32、 110);準備了具有與上述規定部位(42、 118)的外形形狀相對應的凹模(34、 112)的身見定部位成形才莫具構件(36、 114);然後，將超聲波傳遞構件主體(32、 IIO)中的與上述規定部位(42、118 )相鄰部位(32b、 122 )力文入上述^見定部位成形才莫具構件(36、114)的上述凹模(34、 112)中，使作為金屬玻璃的基礎的合金(18)熔融並注入上述凹模(46、 112)中，在保持液相的狀態下使之凝固，由此使上述熔融的合金(18)轉變成金屬玻璃，利用上述金屬玻璃將上述規定部位(42、 118)與上述超聲波傳遞構件主體(32、 110)的上述相鄰部位(32b、 122)接合。
12. 根據權利要求ll所述的超聲波傳遞構件(32、 42)，其特徵在於，準備了具有與上述規定部位(42)的期望的外形形狀相對應的凹模(46)的副成形模具構件(44),然後，在將上述規定部位(42)加熱到上述金屬玻璃的過冷卻液體域並保持在上述過冷卻液體域的期間，將上述規定部位(42)放入到上述副成形模具構件(44)的上述凹模(46)中，上述副成形模具構件(44)的凹模(46)的形狀被複製到上述規定部位(42)上。
13. 根據權利要求ll所述的超聲波傳遞構件(32、 42)，其特徵在於，上述超聲波傳遞構件(32、 42)構成在兩端部包括上述一端部(32a)和上述另 一端部(42)的細長的超聲波探頭；並且，上述規定部位(42)是包含上述超聲波傳遞構件(32、 42)的上述另一端部在內的另一端附近部位。
14. 根據權利要求11所述的超聲波傳遞構件(116),其特徵在於，上述超聲波傳遞構件(116)具有在兩端部包括上述一端部(110)、上述另一端部(118)的超聲波喇叭形輻射體，並且，上述規定部位(118)是包含上述超聲波傳遞構件(116)的上述另一端部在內的另一端附近部位。
15. 根據權利要求ll ~ 14所述的超聲波傳遞構件(32、 42、116)，其特徵在於，上述作為金屬玻璃的基礎的合金(18)包含3個以上元素，這3個以上元素包括Ti、 Zr、 Al中的至少l個。
16. 根據權利要求ll ~ 14的所述的超聲波傳遞構件(32、42、 116),其特徵在於，上述一端部(32a、 110)具有比上述另一端部(42、 118)大的橫截面，上述超聲波被輸入到上述一端部(32a、 110)中的與上述另一端部(42、 118)相反的一側的端，從上述一端部(32a、 110)的與上述另一端部(42、 118) 相反的一側的端到上述另 一端部(42、 118 )中的與上述一端部 (32a、 110)相反的一側的端之間的距離(L)是上述超聲波 的l波長的1/2的整數倍，並且，上述超聲波傳遞構件(32、 42、 116 )的外周面上的從上述 一端部(32a、 110)開始轉變到上述另一端部(42、 118)的位 置與上述超聲波的節大致對準。
17. 根據權利要求16所述的超聲波傳遞構件(32、42、 116), 其特徵在於，上述作為金屬玻璃的基礎的合金(18 )包含3個以上元素， 這3個以上元素包括Ti、 Zr、 Al中的至少l個。
18. —種超聲波傳遞構件(76),其具有一端部(76a)和 另 一端部(76b),用於將輸入到一端部(76a)的超聲波傳遞到 另一端部(76b),其特徵在於，準備了形成有與上述超聲波傳遞構件(76)的整體的外形 形狀相對應的凹模(70)的模具構件(72);準備了從上述超聲波傳遞構件(76)的上述一端部(76a) 延伸到上述另一端部(76b),又返回到上述一端部(76a)的U 字形管(78);上述U字形管(78)以使上述U字形管(78)的兩端部從上 述凹模(70)的一端部(70a)突出並且使上述U字形管(78) 的彎曲端部位於上述凹模(70)中的方式被配置在上述模具構 件(72)的上述凹模(70)中；然後，使作為金屬玻璃的基礎的合金(18)熔融並注入到上述模 具構件(72)的上述凹模(70)中，在保持液相的狀態下使之凝 固，由此使上述熔融的合金(18)轉變成金屬玻璃，由上述金 屬玻璃形成內置有上述U字形管(78 )的超聲波傳遞構件(76)。
19. 根據權利要求18所述的超聲波傳遞構件(76),其特徵 在於，從上述超聲波傳遞構件(76)的上述一端部(76a)突出的 上述U字形管(78 )的上述兩端部位於糹皮輸入到上述超聲波傳遞 構件(76)的上述一端部(76a)的超聲波的節的位置。
20. 根據權利要求18或19所述的超聲波傳遞構件，其特徵 在於，上述作為金屬玻璃的基礎的合金(18 )包含3個以上元素， 這3個以上元素包括Ti、 Zr、 Al中的至少l個。
21. —種超聲波傳遞構件(86)，其具有一端部(86a)和 另 一端部(86b)，用於將輸入到一端部(86a)的超聲波傳遞到 另一端部(86b),是具有規定長度(L)的細長的超聲波傳遞 構件，其特徵在於，上述超聲波傳遞構件(86)是如下形成的準備了除了長度是上述規定長度(L)以下之外，形成有 與上述超聲波傳遞構件(86)的整體外形形狀相對應的超聲波 傳遞構件材料(88)的凹模(80)的模具構件(82)，使作為金屬玻璃的基礎的合金(18)熔融而注入到上述模 具構件(82)的上述凹模(80)中，並在保持液相的狀態使之凝 固，由此上述熔融的合金(18)轉變成金屬玻璃，由上述金屬 玻璃形成上述超聲波傳遞構件材料(88 );然後，將上述超聲波傳遞構件材料(88)的長度方向的一端部和 另一端部(88b)之間的規定部位(88a)加熱到上述金屬玻璃波傳遞構件材料(88)拉伸到上述規定長度(L)。
22. 根據權利要求21所述的超聲波傳遞構件(86),其特徵在於，上述超聲波傳遞構件(86)構成在兩端部包括上述一端部(86a)和上述另一端部(86b)的細長的超聲波探頭。
23. 根據權利要求21或22所述的超聲波傳遞構件，其特徵 在於，上述作為金屬玻璃的基礎的合金(18)包含3個以上元素， 這3個以上元素包4舌Ti、 Zr、 Al中的至少l個。
24. 根據權利要求21或22所述的超聲波傳遞構件，其特徵 在於，上述一端部(86a)具有比上述另一端部(86b)大的橫截面，上述超聲波被輸入到上述一端部(86a)中的與上述另 一端 部(86b)相反的一側的端，從上述一端部(86a)中的與上述另 一端部(86b)相反的 一側的端到上述另 一端部(86b)中的與上述一端部(86a)相反 的一側的端之間的距離(L)是上述超聲波的l波長的l/2的整數 倍，並且，上述超聲波傳遞構件(86)的外周面上的從上述一端部 (86a)開始轉變到上述另一端部(86b)的位置與上述超聲波 的節大致對準。
25. 根據權利要求24所述的超聲波傳遞構件(86),其特徵 在於，上述作為金屬玻璃的基礎的合金(18)包含3個以上元素， 這3個以上元素包4舌Ti、 Zr、 Al中的至少l個。
全文摘要
本發明提供一種與以往相比更容易以更短時間且更低的成本、具有更高的尺寸精度地製作的超聲波傳遞構件，超聲波傳遞構件(16)具有一端部(16a)和另一端部(16b)，其將輸入到一端部的超聲波傳遞到另一端部，其是如下形成的準備了具有與超聲波傳遞構件的整體外形形狀相對應的凹模的主模具構件，然後，使作為金屬玻璃的基礎的合金熔融並注入到上述主模具構件的上述凹模中，在保持液相的狀態使之凝固來形成。
文檔編號G10K11/00GK101494048SQ20091000609
公開日2009年7月29日 申請日期2009年1月22日 優先權日2008年1月25日
發明者土野雅道, 山田典弘, 山田將志, 須田信行 申請人:奧林巴斯醫療株式會社