特許 6074583 線材の超音波たわみ振動装置、超音波切断装置、超音波洗浄装置、超音波分離装置、超音波付着物除去装置、超音波たわみ振動手段付きバルーンカテーテル装置。

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6074583

(24)【登録日】2017年1月20日

(45)【発行日】2017年2月8日

(54)【発明の名称】線材の超音波たわみ振動装置、超音波切断装置、超音波洗浄装置、超音波分離装置、超音波付着物除去装置、超音波たわみ振動手段付きバルーンカテーテル装置。

(51)【国際特許分類】

   B06B 1/02 20060101AFI20170130BHJP

   B08B 11/00 20060101ALI20170130BHJP

   B08B 3/12 20060101ALI20170130BHJP

   B26D 7/08 20060101ALI20170130BHJP

   B26F 3/00 20060101ALI20170130BHJP

   B26D 1/547 20060101ALI20170130BHJP

   A61M 25/10 20130101ALI20170130BHJP

   A61B 17/22 20060101ALI20170130BHJP

【ＦＩ】

   B06B1/02 K

   B08B11/00 C

   B08B3/12 C

   B08B3/12 B

   B26D7/08 A

   B26F3/00 E

   B26D1/547 H

   A61M25/10 550

   A61B17/22 510

【請求項の数】8

【全頁数】31

(21)【出願番号】特願2016-517000(P2016-517000)

(86)(22)【出願日】2016年3月8日

(86)【国際出願番号】JP2016057199

【審査請求日】2016年3月24日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000195649

【氏名又は名称】精電舎電子工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090022

【弁理士】

【氏名又は名称】長門 侃二

(72)【発明者】

【氏名】原田 祥樹

(72)【発明者】

【氏名】松岸 則彰

【審査官】 服部 俊樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−３０７６３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２５４０７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０６５６８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０２８７３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１６５５０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００４−５２３２８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００２−５０２６２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５４０９５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０３２２９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１０５３９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０６Ｂ １／０２

Ａ６１Ｂ １７／２２

Ａ６１Ｍ ２５／１０

Ｂ０８Ｂ ３／１２

Ｂ０８Ｂ １１／００

Ｂ２６Ｄ １／５４７

Ｂ２６Ｄ ７／０８

Ｂ２６Ｆ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

超音波振動子と、
前記超音波振動子と一体に取り付けられ、超音波振動子が発生させる縦振動を、前記超音波振動子の縦振動の軸芯から半径方向に離れた位置にある線材取付端面を揺動させるたわみ振動にする超音波たわみホーン本体と、
前記超音波たわみホーン本体の前記線材取付端面に、一端を一体に取り付けられた線材と、
前記線材の他端を支持する支持手段と、
前記超音波振動子を駆動する超音波振動用の電源と、
前記超音波振動子の振動を制御する超音波振動制御手段と、を有し、
前記超音波振動用の電源及び前記超音波振動制御手段で前記超音波振動子を縦振動させ、 前記超音波たわみホーン本体で前記縦振動を、前記線材取付端面を揺動するたわみ振動にして、前記線材に、当該線材の軸方向と直交する方向に定常波で波打つ超音波たわみ振動をさせるようにした、
ことを特徴とする線材の超音波たわみ振動装置。

【請求項2】

前記超音波たわみホーン本体は、
超音波振動子の超音波縦振動を受けて縦振動する円柱部分と、
前記円柱部分の先端で軸芯と直交する方向にＴ字状に設けられ、前記円柱部分の直径より短い短辺と前記円柱部分の直径より長い長辺と所要の厚さを持つ角柱部分と、
前記角柱部分の短辺側端面の、前記円柱部分側軸芯方向から視て表側と裏側とになる端辺部分のそれぞれに設けられ、前記角柱部分の厚さを薄くするように切り欠かれた切欠き部と、を備え、
前記線材の一端を前記角柱部分の一方の短辺側端面に一体に取り付けて、前記線材に、線材が当該線材の軸方向と直交する方向に定常波で波打つ超音波たわみ振動をさせるように構成したことを特徴とする、請求項１に記載の線材の超音波たわみ振動装置。

【請求項3】

請求項１または請求項２のいずれかに記載の線材の超音波たわみ振動装置と、
当該超音波たわみ振動装置を設置する装置フレームと、
前記装置フレームに設けられた切断対象物を載置するアンビルと、および
前記装置フレームに設けられ、前記超音波たわみ振動装置および前記アンビルを相対的に上下動ならびに水平方向に移動可能に支持する移動手段と、
を備えたことを特徴とする超音波切断装置。

【請求項4】

請求項１または請求項２のいずれかに記載の線材の超音波たわみ振動装置と、
当該超音波たわみ振動装置を取り付ける装置フレームと、
前記装置フレームに設けられ、洗浄対象物および薬液を入れる容器とを備え、
前記超音波たわみ振動装置の線材を前記容器内に配置した、ことを特徴とする超音波洗浄装置。

【請求項5】

請求項１または請求項２のいずれかに記載の線材の超音波たわみ振動装置と、
当該超音波たわみ振動装置を取り付ける装置フレームと、
前記装置フレームに取り付けられ、分離対象物を入れる容器とを備え、
前記超音波たわみ振動装置の線材を前記容器内に配置した、ことを特徴とする超音波分離装置。

【請求項6】

請求項１または請求項２のいずれかに記載の線材の超音波たわみ振動装置と、
当該超音波たわみ振動装置を取り付ける装置フレームとを備え、
前記超音波たわみ振動装置で超音波たわみ振動している線材を付着物に押し当てて除去する、ことを特徴とする超音波付着物除去装置。

【請求項7】

マンドレルと、振動用線材と、バルーン付きカテーテルチューブと、超音波たわみ振動手段と、バルーン拡大収縮手段と、保護チューブと、を有し、
請求項１または請求項２のいずれかに記載の線材の超音波たわみ振動装置を前記超音波たわみ振動手段として用い、
前記マンドレルの先端の表面に前記振動用線材を結合し、線材結合部をつくり、
前記マンドレルの先端に、前記バルーン付きカテーテルチューブを被せ、前記振動用線材を前記線材結合部から前記バルーン付きカテーテルチューブのバルーンの表面を経て前記マンドレルの後端に至るまで、前記マンドレルに沿って配置し、前記保護チューブで前記マンドレルと、前記バルーン付きカテーテルチューブのバルーンの無いカテーテルチューブと、前記振動用線材とを覆い、前記振動用線材の他端を超音波たわみ振動手段と結合し、前記バルーン付きカテーテルチューブの他端をバルーン拡大収縮手段と結合し、
前記振動用線材の他端を結合した超音波たわみ振動手段と、前記バルーン付きカテーテルチューブの他端を、前記マンドレルの後端近傍に配置し、
前記超音波たわみ振動手段により前記振動用線材を、線材が当該線材の軸方向と直交する方向に定常波で波打つ超音波たわみ振動させ、前記マンドレルの先端にある前記バルーン付きカテーテルチューブのバルーンの表面近傍にある付着物に超音波たわみ振動している前記振動用線材を押し当てるよう構成したことを特徴とする超音波たわみ振動手段付きバルーンカテーテル装置。

【請求項8】

マンドレルと、振動用線材と、支持用線材と、バルーン付きカテーテルチューブと、超音波たわみ振動手段と、バルーン拡大収縮手段と、保護チューブと、を有し、
請求項１または請求項２のいずれかに記載の線材の超音波たわみ振動装置を前記超音波たわみ振動手段として用い、
前記マンドレルの先端の一方の表面に前記振動用線材を結合し、前記マンドレルの先端の前記一方の表面と反対側の他方の表面に前記支持用線材を結合して、線材結合部をつくり、
前記マンドレルの先端に、前記バルーン付きカテーテルチューブを被せ、前記振動用線材と前記支持用線材を前記線材結合部から前記バルーン付きカテーテルチューブのバルーンの表面を経て前記マンドレルの後端に至るまで、前記マンドレルに沿って配置し、前記保護チューブで前記マンドレルと、前記バルーン付きカテーテルチューブのバルーンの無いカテーテルチューブと、前記支持用線材と、前記振動用線材とを覆い、前記振動用線材の他端を超音波たわみ振動手段と結合し、前記バルーン付きカテーテルチューブの他端をバルーン拡大収縮手段と結合し、
前記支持用線材の他端と、前記振動用線材の他端を結合した超音波たわみ振動手段と、
前記バルーン付きカテーテルチューブの他端を、前記マンドレルの後端近傍に配置し、
前記超音波たわみ振動手段により前記振動用線材を、線材が当該線材の軸方向と直交する方向に定常波で波打つ超音波たわみ振動をさせ、前記マンドレルの先端にある前記バルーン付きカテーテルチューブのバルーンの表面近傍にある付着物に超音波たわみ振動している前記振動用線材を押し当てるよう構成したことを特徴とする超音波たわみ振動手段付きバルーンカテーテル装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、線材を超音波たわみ振動させる線材の超音波たわみ振動装置に関し、特に、線材を超音波たわみ振動させてパン、ケーキ、チーズ、カステラ、羊かん等の食品を切断する超音波切断装置や、金属部品等を薬液中で洗浄する超音波洗浄装置、空気などの気体や少量の細かい粒子が混入した飲料水や食品やその他の液体から、気体や少量の細かい粒子を取り出す超音波分離装置、配管等の被洗浄体に超音波振動を与えて、被洗浄体に付着した付着物を除去する超音波付着物除去装置、線材を超音波たわみ振動させて付着物を除去する超音波たわみ振動手段付きバルーンカテーテル装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、線材を線材の軸方向に超音波振動させてパン、ケーキ、チーズ、カステラ、羊かん等の食品を切断するフードカッターや、人体や動物の臓器の一部を切り取る手術装置などの超音波振動装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

図３１に、線材の超音波振動によって、組織の切除，乳化や結石の破砕等を行う超音波医療装置を示した。超音波医療装置は、図３１のように、超音波振動子９ｂにワイヤホルダ（線材支持部）１０ａが取り付けられていて、ワイヤホルダ１０ａで支持されたワイヤ（線材）７ａがワイヤ７ａの軸方向に振動するようなっている。超音波振動子９ｂは図面左右方向に振動し、ワイヤ７ａも図面左右方向に振動する。ワイヤ７ａの振動によって組織の切除，乳化や結石の破砕等の治療が行われる。

【0004】

図３２に、超音波医療装置の先端の拡大図を示した。超音波治療装置のワイヤホルダの先端１０ｂは、弓のような円弧状をしていて、ワイヤ７ａが弦のように張られている。ワイヤ７ａに対向したワイヤホルダ先端１０ｂの面には、断面が尖った刃１０ｃが形成されている。この超音波治療装置では、ワイヤ７ａとワイヤホルダ１０ｂとで囲まれた半月の空間に、切断対象の半月板や腫瘍等の組織を挟み、ワイヤ７ａを超音波振動させて切断している。また、必要により、ワイヤホルダ先端１０ｂの刃１０ｃを利用して切断している。

【0005】

この線材を線材の軸方向に超音波振動させて食品等の表面をこする摺動タイプのものは、以下に示すような利点がある。すなわち、食品の表面に垂直に縦振動するカッターホーンの刃先を押し付ける押し付けタイプと違って、チタンなどの高価なカッターホーンを必要とせず、高価なカッターホーンを交換しなくて済む。そのため装置が安価である。また、カッターホーンの刃こぼれが無く安全である。

【0006】

しかし、線材の超音波振動方向が線材の軸方向であるため、食品を切断するには、表面を超音波振動する線材の外周面でこすると同時に、食品の表面に向かって線材を押し付けて押し切っている。食品の表面を超音波振動する線材でこすると、線材と食品の表面の摩擦により熱が発生し、斯かる食品が溶けたりする。そのため、手で線材を食品に押し付ければ食品は切れるので、線材を往復動しない分だけ切れやすい。だが、線材の外周面を食品の表面に押し付けて切るため、食品の表面に尖った刃を垂直に縦振動させて押し付けるカッターホーンの切れ味には及ばない。

【0007】

そこで、線材の超音波振動方向を線材の軸方向に直交する方向で、食品の表面に垂直な方向にすれば、線材を食品の表面に垂直な方向に超音波振動させて切り込んでいくことになる。線材が食品の表面をこするのでなく叩きつける振動は、食品の表面を叩きつけ、叩き切ることになるため大幅な切れ味の向上が期待できる。また、超音波たわみ振動させる線材の長さを長くすれば、寸法の大きな食品等の表面を叩きつけ、叩き切ることも可能になる。

【0008】

特にパン切りナイフの刃はパンの表面で刃が滑らない山谷のある波型刃形状であることが従来から求められている（例えば、特許文献２参照）。線材を超音波たわみ振動させると、定常波（定在波）の波形で振動するため、パンの表面にくい込む刃形は山谷のある波型刃形状になる。そして、パンの表面で滑らない波型刃形状パン切りナイフの実現が期待される。しかし、そのような試みはされていない。

【0009】

また、金属部品等を薬液中で洗浄する装置の一例として、線材コイルを酸洗するときに、酸液に入れた線材コイルを線材の軸方向に超音波振動させて、酸洗効率を上げることが知られている（例えば、特許文献３参照）。しかし、線材コイルが振動しても、線材コイルの表面と酸液が滑る方向である。もし、超音波振動の振動方向を線材の軸方向に直交する方向にできれば、線材コイルが酸液にくい込む、あるいは叩きつけることになるので酸洗効率を大幅にあげることが期待される。しかし、そのような試みはされていない。

【0010】

また、空気などの気体や少量の細かい粒子が混入した飲料水や食品やその他の液体から、気体や少量の細かい粒子を取り出す方法として、液体を円筒容器に入れ、円筒容器内の一端面に振動部材と対面に反射部材を設け、振動部材と反射部材の間に超音波を発生し、液体中に生じた超音波振動の定在波（定常波）により、気体や細かい粒子を分離する超音波分離装置が知られている（例えば、特許文献４参照）。しかし、液体を全体的に超音波振動させるには、大きなパワーを要している。

【0011】

また、配管等の被洗浄体に超音波振動を与えて、被洗浄体に付着した付着物を除去する装置が提案されているが、配管等の被洗浄体に超音波の縦振動子を固定して超音波振動させ、被洗浄体を励振させるものであった（例えば、特許文献５参照）。

【0012】

また、血管中の狭窄病変部を開くために、断面が三角状に尖った切断用ワイヤ７ｂとバルーン７８ｂを用いる方法が知られている。この方法は、切断用ワイヤ７ｂを血管中に入れ、切断用ワイヤ７ｂの背後でバルーン７８ｂを膨らませて、切断用ワイヤ７ｂを狭窄病変部に押し付けて治療する（例えば、特許文献６参照）。

【0013】

この方法では、断面の尖った切断用ワイヤ７ｂを露出したまま、血管や臓器に開けた挿入口から狭窄病変部まで入れることができないため、図３３（ａ）のバルーン７８ａとカテーテルチューブ７７ａを一体にしたバルーン７８ａ付きカテーテルチューブ７７ａをマンドレル７９ａで体内に押し込み、バルーン７８ａが目的の位置に達した時点で、マンドレル７９ａを引き抜いて、図３３（ｂ）の切断用ワイヤ７ｂ付きマンドレル７９ｂと入れ替え、更にバルーン７８ａを引き抜いて、代わりのバルーン７８ｂを切断用ワイヤ７ｂとマンドレル７９ｂの間に入れて、図３３（ｃ）の形にする交換作業を行うと説明している。手術前の事前準備作業としてこのような交換作業をすることは、手術者にも患者にも負担が大きい。そして、切断用ワイヤ７ｂを押し付けると血管の内壁を損傷する恐れがある。切断用ワイヤ７ｂを押し付けるのでなく、線材の円筒面を超音波たわみ振動させて叩き付けるようにすれば、切断用ワイヤ７ｂで治療するより安全が期待されるのであるが、そのような取り組みはされていない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0014】

【特許文献1】特開平１−２３２９４６号公報

【特許文献2】実用新案登録第３１８６３１０号公報

【特許文献3】特開平１１−３３５８８１号公報

【特許文献4】国際公開ＷＯ００／０７４８１４号公報

【特許文献5】特開２００６−２７２０７３号公報

【特許文献6】特開２０１２−８１２６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0015】

本発明は、所望の長さの線材が超音波振動子の超音波縦振動方向と平行な面上で超音波たわみ振動をする線材の超音波たわみ振動装置を提供することを第一の課題としている。

【0016】

本発明は、上記線材の超音波たわみ振動装置を用いて、線材を超音波振動子の超音波縦振動方向と平行な面上で超音波たわみ振動させ、パン、ケーキ、チーズ、カステラ、羊かん等の食品の表面に垂直に、食品の表面に食い込む方向に超音波たわみ振動させ、線材が食品の表面を叩きつけ、叩き切って食品を切断する。そして、線材を食品に押し付ける力を大幅に軽減して切れ味を向上させた超音波切断装置を提供すること、そして線材の長さを長くして、従来切断できなかった長さの食品を切断する超音波切断装置を提供することを第二の課題としている。

【0017】

また、本発明は、上記線材の超音波たわみ振動装置を用いて、金属部品等を薬液中で洗浄する洗浄装置に、超音波振動子の超音波縦振動方向と平行な面上で超音波たわみ振動をする線材を薬液に入れて、線材のたわみ振動で薬液を撹拌して、洗浄効率を高めた超音波洗浄装置を提供することを第三の課題としている。

【0018】

また、本発明は、上記線材の超音波たわみ振動装置を用いて、超音波振動子の超音波縦振動方向と平行な面上で超音波たわみ振動させ、液体食品や化学薬品などに直接、超音波振動を与えて気体や少量の細かい異物を分離させて除去する超音波分離装置を提供することを第四の課題としている。

【0019】

また、本発明は、上記線材の超音波たわみ振動装置を用いて、超音波振動子の超音波縦振動方向と平行な面上で超音波たわみ振動させ、配管等の被洗浄体に付着した付着物に直接、超音波振動を与えて、付着物を配管等の被洗浄体から分離、除去する超音波付着物除去装置を提供することを第五の課題としている。

【0020】

また、本発明は、上記線材の超音波たわみ振動装置を用いて、超音波振動子の超音波縦振動方向と平行な面上で線材を超音波たわみ振動させ、血管中の狭窄病変部に直接、線材の超音波振動エネルギーを与えて、狭窄病変部の付着物を効果的に除去する超音波たわみ振動手段付きバルーンカテーテル装置を提供することを第六の課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0021】

本発明は、超音波振動子からの超音波縦振動を線材の超音波たわみ振動に変換する線材の超音波たわみ振動装置を提供するために、線材の超音波たわみ振動装置を、超音波振動子と、超音波振動子と一体に取り付けられ、超音波振動子が発生させる縦振動を、超音波振動子の縦振動の軸芯から半径方向に離れた位置にある線材取付端面を揺動させるたわみ振動にする超音波たわみホーン本体と、超音波たわみホーン本体の線材取付端面に、一端を一体に取り付けられた線材と、線材の他端を支持する支持手段と、超音波振動子を駆動する超音波振動用の電源と、超音波振動子の振動を制御する超音波振動制御手段とで構成し、超音波振動用の電源及び超音波振動制御手段で超音波振動子を縦振動させ、超音波たわみホーン本体で縦振動を、前記線材取付端面を揺動するたわみ振動にして、線材に、線材が当該線材の軸方向と直交する方向に定常波で波打つ超音波たわみ振動をさせている。このことにより、線材が超音波振動子の超音波縦振動方向と平行な面上で超音波たわみ振動をする。そして、所望の長さの線材の超音波たわみ振動装置を実現している。

【0022】

特に本発明では、超音波たわみホーン本体を、超音波振動子の超音波縦振動を受けて縦振動する円柱部分と、この円柱部分の先端で軸芯と直交する方向にＴ字状に設けられ、円柱部分の直径より短い短辺と円柱部分の直径より長い長辺と所要の厚さを持つ角柱部分と、角柱部分の短辺側端面の、円柱部分側軸芯方向から視て表側と裏側とになる端辺部分のそれぞれに設けられ、角柱部分の厚さを薄くするように切り欠かれた切欠き部とで構成し、前記線材の一端を角柱部分の一方の短辺側端面に一体に取り付けて、線材に、線材が当該線材の軸方向と直交する方向に定常波で波打つ超音波たわみ振動をさせている。このことにより、線材が超音波振動子の超音波縦振動方向と平行な面上で超音波たわみ振動をする。また、超音波たわみ振動させる線材の長さを長くすることにより、所望の長さの線材の超音波たわみ振動装置を供給可能にしている。

【0023】

本発明の超音波切断装置では、上記線材の超音波たわみ振動装置を装置フレームに対して上下動ならびに水平方向に移動可能に支持する移動手段を設け、切断対象物を載置するアンビルを装置フレームに設けている。

【0024】

本発明の超音波切断装置では、線材が超音波振動子の超音波縦振動方向と平行な面上で超音波たわみ振動をする。超音波振動子の超音波縦振動方向と平行な面とは、パン、ケーキ、チーズ、カステラ、羊かん等の食品の表面に垂直な面である。そのため、線材のたわみ振動により、線材は食品の表面を叩きつけ、叩き切って食品を切断する。

【0025】

特に、パン切りナイフの刃はパンの表面で刃が滑らない山谷のある波型刃形状であることが従来から求められているが、本発明の超音波切断装置では、線材が超音波振動子の超音波縦振動方向と平行な面上で定常波（定在波）の超音波たわみ振動して、瞬間的に見れば、瞬間毎にパンの表面で滑らない山谷のある波型刃形状を形成している。

【0026】

また、本発明の超音波洗浄装置では、前記線材の超音波たわみ振動装置を装置フレームに取り付け、洗浄対象物と薬液を入れる容器を装置フレームに設け、前記超音波たわみ振動装置の線材を前記容器内に配置している。

【0027】

本発明の超音波洗浄装置では線材が超音波振動子の超音波縦振動方向と平行な面上で超音波たわみ振動をするので、線材コイルの表面が薬液の表面を叩きつけるように攪拌している状態で金属部品等の洗浄が効果的に行われる。

【0028】

また、本発明の超音波分離装置では、前記線材の超音波たわみ振動装置を装置フレームに取り付け、分離対象物を入れる容器を装置フレームに設け、前記超音波たわみ振動装置の線材を前記容器内に配置している。

【0029】

本発明の超音波分離装置では、線材が超音波振動子の超音波縦振動方向と平行な面上で超音波たわみ振動をするので、分離容器内の液体食品や化学薬品などに直接、超音波振動が与えられ、気体や少量の細かい異物が効果的に分離されて除去される。

【0030】

また、本発明の超音波付着物除去装置では、前記線材の超音波たわみ振動装置を装置フレームに取り付け、前記超音波たわみ振動装置で超音波たわみ振動している線材を付着物に押し当てて除去するようにしている。

【0031】

本発明の超音波付着物除去装置では、線材が超音波振動子の超音波縦振動方向と平行な面上で超音波たわみ振動をするので、配管等の被洗浄体に付着した付着物に直接、超音波振動が与えられ、付着物が効果的に除去される。

【0032】

また、本発明の超音波たわみ振動手段付きバルーンカテーテル装置では、カテーテルの先端部で線材が超音波振動子の超音波縦振動方向と平行な面上で超音波たわみ振動をするので血管中の狭窄病変部の付着物に直接、超音波振動エネルギーを与えるので、狭窄病変部の付着物が効果的に除去される。

【発明の効果】

【0033】

本発明の線材の超音波たわみ振動装置によれば、線材が超音波振動子の超音波縦振動方向と平行な面上で超音波たわみ振動させることができるようになった。また、線材の長さを長くすることで容易に所望の長さの線材の超音波たわみ振動装置を供給できるようになった。

【0034】

本発明の超音波切断装置では、線材の超音波振動方向をパン、ケーキ、チーズ、カステラや、羊かん等の食品の表面に垂直な、食品の表面に食い込む方向にしているので、線材のたわみ振動により、線材は食品の表面を叩きつけ、叩き切って食品を切断する。これにより、線材を食品に押し付ける力が大幅に軽減され、切れ味が向上した超音波切断装置が得られる。線材の外周面は、カッターホーンの刃先のように尖っていない細い線材を用いているので、切れ味を大幅に向上させ、安価で、刃こぼれのない超音波切断装置を供給できるようになった。特に、線材の長さを長くした超音波切断装置では、従来切断が困難であった長尺な長さの食品を容易に切断することが可能となった。

【0035】

また、本発明の超音波洗浄装置では、洗浄力、洗浄効果を高めることが出来るようになった。

【0036】

また、本発明の超音波分離装置では、気体や粒子を効果的に分離できるようになった。

【0037】

また、本発明の超音波付着物除去装置では、付着物を効果的に除去できるようになった。

【0038】

また、本発明の超音波たわみ振動手段付きバルーンカテーテル装置では、狭窄病変部の付着物が効果的に除去されるようになった。

【図面の簡単な説明】

【0039】

【図1】本発明の第一実施形態に係る超音波たわみ装置の概略構成図。

【図2】（ａ）本発明の第一実施形態に係る超音波たわみ装置の基本的な要部の構成を示した図。（ｂ）本発明の第一実施形態に係る超音波たわみ装置の実際的な要部の構成を示した図。

【図3】本発明の第一実施形態に係る超音波たわみホーン本体９０に線材７を一体に取り付けた超音波たわみホーンを下方から見た外観斜視図。

【図4】（ａ）本発明の第一実施形態に係る超音波たわみホーンの要部の正面図。（ｂ）本発明の第一実施形態に係る超音波たわみホーンの要部の底面図。

【図5】（ａ）〜（ｃ）本発明の第一実施形態に係る超音波たわみホーンの構造を説明する図。

【図6】（ａ）〜（ｃ）本発明の第一実施形態に係る超音波たわみホーンの振動状態を説明する図。

【図7】（ａ）（ｂ）本発明の第一実施形態に係る超音波たわみホーンの振動状態を説明する図。

【図8】（ａ）本発明の第一実施形態に係る超音波たわみホーンの変形例を下方から見た外観斜視図。（ｂ）本発明の第一実施形態に係る超音波たわみホーンの更に他の変形例を下方から見た外観斜視図。

【図9】本発明の第二実施形態に係る超音波切断装置の要部断面図。

【図10】本発明の第二実施形態に係る超音波切断装置で食品を切断している状態を示す要部断面図。

【図11】（ａ）〜（ｄ）本発明の第二実施形態に係る超音波切断装置で食品を切断している状態を示す要部断面図。

【図12】（ａ）〜（ｄ）本発明の第二実施形態に係る超音波切断装置で食品を切断している状態を示す要部断面図。

【図13】（ａ）本発明の第三実施形態に係る超音波切断装置の構造を説明する要部断面図。（ｂ）本発明の第三実施形態に係る超音波切断装置で食品を切断している状態を示す要部断面図。

【図14】本発明の第四実施形態に係る超音波切断装置の要部断面図。

【図15】（ａ）（ｂ）本発明の第四実施形態に係る超音波切断装置の先端部の拡大図。

【図16】（ａ）（ｂ）本発明の第四実施形態に係る超音波切断装置の先端部の拡大図。

【図17】本発明の第五実施形態に係る超音波洗浄装置の要部断面図。

【図18】本発明の第六実施形態に係る超音波分離装置の要部断面図。

【図19】本発明の第六実施形態に係る超音波分離装置を三段階に接続したときの概念図。

【図20】（ａ）〜（ｃ）本発明の第七実施形態に係る超音波付着物除去装置の概念図。

【図21】本発明の第八実施形態に係る超音波たわみ振動手段付きバルーンカテーテル装置の要部断面図。

【図22】本発明の第八実施形態に係る超音波たわみ振動手段付きバルーンカテーテル装置の超音波たわみ振動装置近傍の分解部分断面図。

【図23】（ａ）、（ｂ）本発明の第八実施形態に係る超音波たわみ振動手段付きバルーンカテーテル装置の操作手順を示した軸方向断面図。

【図24】本発明の第八実施形態に係る超音波たわみ振動手段付きバルーンカテーテル装置の操作手順を示した半径方向断面図。

【図25】本発明の第八実施形態に係る超音波たわみ振動手段付きバルーンカテーテル装置の操作手順を示した軸方向断面図。

【図26】本発明の第八実施形態に係る超音波たわみ振動手段付きバルーンカテーテル装置の操作手順を示した軸方向断面図。

【図27】本発明の第八実施形態に係る超音波たわみ振動手段付きバルーンカテーテル装置の操作手順を示したフロー図。

【図28】本発明の第八実施形態に係る超音波たわみ振動手段付きバルーンカテーテル装置の操作手順を示した第二のフロー図。

【図29】本発明の第八実施形態に係る超音波たわみ振動手段付きバルーンカテーテル装置の操作手順を示した軸方向断面図。

【図30】本発明の第八実施形態に係る超音波たわみ振動手段付きバルーンカテーテル装置の操作手順を示した半径方向断面図。

【図31】従来の超音波治療装置の正面図。

【図32】従来の超音波治療装置の先端部の拡大図。

【図33】（ａ）従来のマンドレルが入ったバルーン付きカテーテルの外観図。（ｂ）従来の交換用の切断用ワイヤ付きマンドレルの外観図。（ｃ）マンドレルを（ｂ）の切断用ワイヤ付きマンドレルと交換し、更に切断用ワイヤとマンドレルの間にバルーンを入れたときの外観図。

【発明を実施するための形態】

【0040】

以下、本発明に係る線材の超音波たわみ振動装置、超音波切断装置、超音波洗浄装置、超音波分離装置、超音波付着物除去装置、及び超音波たわみ振動手段付きバルーンカテーテル装置について、図面とともに説明する。

【0041】

図１に本発明の第一実施形態に係る超音波たわみ装置の概略構成図を示した。図１において、９は超音波振動子であり、９０は超音波振動子の縦振動をたわみ振動に変換する超音波たわみホーン本体であり、７は超音波たわみホーン本体９０の一端面（以下、線材取付端面という。）Ａに一体に取り付けられた線材である。８は線材７を線材７の自由端にあるたわみ振動の節で支持する支持部である。支持部８は、支持フレーム１０の先端に取り付けてあり、支持フレーム１０は、Ｌ字型をなしていて図１の水平部分に超音波振動子９を入れ、超音波振動子のフランジ９ａを挟持して固定している。そして、超音波振動子９と超音波たわみホーン本体９０と線材７と支持フレーム１０は、一体に組み立てられている。

【0042】

３５は超音波振動用の電源であり、３６は超音波振動制御手段である。電源３５と超音波振動制御手段３６と超音波振動子９はケーブル３３により電気的に接続されている。なお、３２は液晶表示手段であり、超音波振動条件、振動パターン、振動作業状況などを表示する。電源３５と超音波振動制御手段３６を作動させると、超音波振動子９は超音波縦振動を行い、超音波たわみホーン本体９０の線材取付端面Ａに一体に取り付けられている線材７は超音波たわみ振動を行う。

【0043】

ここで発明理解のために、図２（ａ）に、本発明の第一実施形態に係る超音波たわみ装置の要部の基本的な構成を示し、図２（ｂ）に本発明の第一実施形態に係る超音波たわみ装置の要部の実際的な構成を示した。

【0044】

図２（ａ）に示したように、超音波たわみホーン本体９０は、超音波振動子９の縦振動を受ける大径の円柱部分１と、小径の円柱部分２と、角柱部分３とから構成されている。円柱部分１は、超音波振動子９の縦振動を受けて、斯かる縦振動を円柱部分２に伝える。円柱部分２は、円柱部分２の直径（ΦＤ）より短い短辺（Ｂ）と円柱部分２の直径（ΦＤ）より長い長辺（Ｃ）と所定の厚さを持つ角柱部分３に縦振動を伝える。角柱部分３は円柱部分２の直径（ΦＤ）より短い短辺（Ｂ）と円柱部分２の直径（ΦＤ）より長い長辺（Ｃ）と所定の厚さを持つ角柱部分であり、円柱部分２からの縦振動を受けてたわみ振動をする。そして角柱部分３の線材取付端面Ａにつけた線材７を定常波でたわみ振動させる。

【0045】

しかし、円柱部分１と円柱部分２との段差部、円柱部分２と角柱部分３との段差部では、超音波たわみホーン本体９０の形状が急変するため、超音波振動エネルギーがうまく伝わらない。この形状の急変部分では、超音波たわみホーン本体９０が割れたり、ひびが入ったり、折れたりすることもある。そこで、図２（ｂ）に実際的な構成を示したように、円柱部分１と円柱部分２との段差部、及び、円柱部分２と角柱部分３との段差部には曲面Ｒ_１、Ｒ_２を設けて、形状をなだらかに変化させている。このことで、超音波振動エネルギーの損失を防ぎ、超音波たわみホーン本体９０の折損を予防している。

【0046】

図３に、本発明の第一実施形態に係る超音波たわみ振動装置の超音波たわみホーン本体９０に線材７を一体に取り付けた超音波たわみホーンを斜め下方から見た外観斜視図を示した。図３では、線材７以外は全て超音波たわみホーン本体９０である。

【0047】

縦振動する部分を直径の大きい円柱部分１と直径の小さい円柱部分２とをつないだ段付き円柱にして、円柱部分１の横断面の断面積を、円柱部分２の横断面の断面積へと小さくすることにより、図示しない振動子から直径の大きい円柱部分１に伝わってくる超音波振動エネルギーの単位面積当たりの大きさを、直径の小さい円柱部分２で大きくし、円柱部分２の端面での振幅を増幅している。なお、円柱部分１と円柱部分２の段差部分はＲ_１で示した曲面でつないでいる。

【0048】

図３では、超音波たわみホーン本体９０の先端の形状を、縦振動する円柱部分２と、円柱部分２の直径（ΦＤ）より短い短辺（Ｂ）と円柱部分２の直径より長い長辺（Ｃ）と所定の厚さを持つ角柱部分３を、当該円柱部分２の先端で軸芯と直交する方向にＴ字状に設けたものとしている。そして、円柱部分２と角柱部分３との段差部分はＲ_２で示した曲面でつないでいる。

【0049】

Ｔ字状に伸びる角柱部分３の先端の角部における、円柱部分２の軸芯方向に対して表側と裏側とになる部分に、角柱部分の厚さを薄くするように切り欠かれた切欠き部５、６をそれぞれ設け、角柱部分３の一方の端面（線材取付端面Ａ）から角柱部分３の軸芯方向の外側に伸びた線材７を設けている。

【0050】

このことで、超音波振動子９の縦振動を超音波たわみホーン本体９０の円柱部分１で受け、斯かる縦振動を円柱部分１より断面積の小さい円柱部分２に伝えて超音波エネルギーを凝縮し、振幅を増大させ、縦振動する円柱部分２と、円柱部分２の直径（ΦＤ）より短い短辺（Ｂ）と円柱部分２の直径（ΦＤ）より長い長辺（Ｃ）と所定の厚さを持つ角柱部分３を当該円柱部分２の先端で軸芯と直交する方向にＴ字状に設け、円柱部分２の縦振動を角柱部分３のたわみ振動にしている。そして、角柱部分３の線材取付端面Ａに線材７を一体に付け、線材７を超音波たわみ振動させている。線材７は定常波（定在波）の超音波たわみ振動をする。

【0051】

図４（ａ）に、本発明の第一実施形態に係る超音波たわみホーンの要部の正面図を示し、図４（ｂ）に、超音波たわみホーンの要部の底面図を示した。

【0052】

図４（ａ）の、本発明の第一実施形態に係る超音波たわみホーンの要部の正面図では、円柱部分２（直径ΦＤ）の外側に、アーム長さ（Ｌ）だけ両側に張り出した角柱部分３がついている。そして、円柱部分２の軸芯方向に対して表側と裏側となる部分に、切欠き部５、６を設けて、線材取付端面Ａに線材７を取り付けている。

【0053】

切欠き部５、６の形は、それぞれ図４において、（Ｅ）で示した幅と、(ｈ_１)あるいは（ｈ_３）で示した厚さで区切られる空間である。(ｈ_１)と（ｈ_３）の厚さは、実際には、試行錯誤、つまり切欠きを削ってみて振動状態を見て、超音波振動状況が定常波となるような厚さに決められる。

【0054】

図４（ａ）で、円柱部分２と角柱部分３がＴ字状に直交する隅部は角Ｒ_２のような曲面でつないでいる。このことにより、超音波振動子９から、円柱部分１、円柱部分２へと伝わってきた超音波エネルギーを角Ｒ_２で囲んだ曲面部分から効率よく角柱部分３に伝えている。

【0055】

また、図４（ａ）の参照符号４は角柱部分３の側面である。本発明では、角柱部分３の側面４を角柱部分３の真横の厚さ（Ｈ）だけでなく、角柱部分３の真横から円柱部分２の直径がまだ曲面Ｒ_２によって広がっていない直径がΦＤである端面２ａの位置までをＴ字状の平面として形成している。このことにより、超音波振動子９から、円柱部分１、円柱部分２へと伝わってきた超音波エネルギーを効率よく角柱部分３に伝えている。

【0056】

円柱部分２の端面では、全面が軸芯と平行に縦振動している。円柱部分２の端面の縦振動の詳しい状況について、円柱部分２の端面の中心部近辺の内側の振幅と外側の振幅を比べると、内側の振幅が小さく、外側の振幅が大きい。図４（ｂ）の底面図で説明すると、円柱部分２の端面では、中央の白点（ＷＰ）での振幅が小さく、外側の４つの黒点（ＢＰ_１、ＢＰ_２、ＢＰ_３、ＢＰ_４）での振幅が大きい。

【0057】

そのため、本発明では、円柱部分２の端面２ａに、図４（ａ）（ｂ）のように、円柱部分２の直径（ΦＤ）より短い短辺（Ｂ）と円柱部分２の直径（ΦＤ）より長い長辺（Ｃ）を持つ角柱部分３を取り付けている。円柱部分２の直径（ΦＤ）より短い短辺（Ｂ）としたことにより、円柱部分２の端面２ａの図４（ｂ）における上下外側の２つの黒点（ＢＰ_１、ＢＰ_３）での振動は円柱部分２の端面２ａまで伝わるが、円柱部分２がカットされているので角柱部分３には伝わらない。つまり、円柱部分２の端面２ａの図４（ｂ）における上下外側の２つの黒点（ＢＰ_１、ＢＰ_３）での振動はカットされる。

【0058】

角柱部分３には、角柱部分３と重なる円柱部分２の端面２ａの図４（ｂ）における左側の黒点（ＢＰ_４）の振動、中央の白点（ＷＰ）の振動、図４（ｂ）における右側の黒点（ＢＰ_２）の振動が伝わる。角柱部分３と重なる円柱部分２の端面２ａの図４（ｂ）における左側の黒点（ＢＰ_４）の振動、中央の白点（ＷＰ）の振動、図４（ｂ）の右側の黒点（ＢＰ_２）の振動が、角柱部分３に伝わると、この３点の振動により、角柱部分３は軸芯方向に対して直交する方向にたわむ動きを繰り返す。そして、角柱部分３の線材取付端面Ａに一体に取り付けられた線材７は、超音波たわみ振動する。

【0059】

本発明は、超音波たわみホーン本体９０を、上記形状・構造としたことにより、超音波振動子９の超音波縦振動を超音波たわみ振動に変換しており、更に超音波たわみホーン本体９０の角柱部分３の一方の端面（線材取付端面Ａ）に一体に取り付けた線材７を定常波（定在波）で超音波たわみ振動させている。

【0060】

図５（ａ）〜（ｃ）に、本発明の第一実施形態に係る超音波たわみホーンの構造を説明する図を示した。図５の（ａ）（ｂ）は、本発明の超音波たわみホーンを説明するための図で、図５（ｃ）が本発明の超音波たわみホーンの態様を示した図である。

【0061】

本発明者は、図５の（ａ）に示すように、超音波たわみホーンの円柱部分２の端面の内側より外側で振幅が大きくなることに着目した。ただし、この時点で、線材７を円柱部分２の端面にとりつけても、線材７は、わずかに振動する程度であった。

【0062】

そこで、本発明者は、図５（ｂ）に示すように、超音波たわみホーンの形状を、縦振動する円柱部分２の先に、円柱部分２の直径（ΦＤ）より短い短辺（Ｂ）と円柱部分２の直径（ΦＤ）より長い長辺（Ｃ）を持つ角柱部分３を、当該円柱部分の軸芯と直交する方向にＴ字状に延びる角柱部分３として一体に設け、一方の角柱部分３の線材取付端面Ａから角柱部分３の軸芯方向で外側に伸びた線材７を設けてみた。すると、角柱部分３の先端は、超音波たわみホーンの円柱部分２の外周部の動きの変動を拡大するように動き、線材７は角柱部分３に取り付けた根元部分で大きく振動した。ただし、振動の振幅は線材７の先端に行くに従って小さくなっていた。

【0063】

そこで、本発明者は、図５（ｃ）のように、Ｔ字状に延びる角柱部分３の先端の角部において、円柱部分２の軸芯方向に対して表側に位置付けられる部分の厚さを薄くして切欠き部５を設け、角柱部分３の先端の角部において、円柱部分２の軸芯方向に対して裏側に位置付けられる部分の厚さを薄くして切欠き部６を設け、一方の角柱部分３の線材取付端面Ａから角柱部分３の軸芯方向の外側に延びる線材７を設けてみた。すると、線材７は角柱部分３に取り付けられた根元部分の大きい振動は小さくなり、線材７の先端に向かって、定常波が発生していた。そしてＴ字状に延びる角柱部分３の大きさと、角柱部分３の先端の角部における円柱部分２の軸芯方向に対して表側と裏側とに位置付けられる部分の切欠き部５、６の厚さ寸法とを調整していくと、線材７の角柱部分３に取り付けた根元部分から先端に向かって、定常波を発生させることができることを確認した。

【0064】

図６（ａ）〜（ｃ）に、本発明の第一実施形態に係る超音波たわみホーンの振動状態を説明する図を示した。図６（ａ）では、超音波たわみホーンが縦振動して、円柱部分２が矢印のように上方に動いたときの状態を示している。円柱部分２が上方に動くと、Ｔ字状に伸びる角柱部分３の中央は円柱部分２とともに上方に動く。角柱部分３の先端は、図６（ａ）の下方に向けて動く。動きが超音波振動であり速いため、線材７は角柱部分３の端面Ａの動きに伴ってたわむ。

【0065】

図６（ｂ）では、超音波たわみホーンが縦振動に伴い、円柱部分２が図６（ａ）の矢印と反対側に動いて元の位置に戻ったときの状態を示している。円柱部分２が元の位置に戻れば、円柱部分２の端面２ａは、内部と外周部で一つの平面に戻る。そして、Ｔ字状に伸びる角柱部分３の先端も、元の位置に戻る。

【0066】

図６（ｃ）では、超音波たわみホーンが縦振動して、円柱部分２が矢印のように下方に動いたときの状態を示している。円柱部分２が下方に動くと、Ｔ字状に伸びる角柱部分３の中央は円柱部分２とともに下方に動く。角柱部分３の先端は、図６（ｃ）の上方に向けて動く。動きが超音波振動であり速いため、線材７は角柱部分３の線材取付端面Ａの動きに伴ってたわむ。

【0067】

このように、超音波たわみホーンが縦振動すると、円柱部分２が上下に振動し、Ｔ字状に延びる角柱部分３の先端の線材取付端面Ａは、上向き、下向きというように搖動する。そして、角柱部分３の先端の線材取付端面Ａに一体に付けられた線材７の根元部分は、上向き、下向きの動きを繰り返すようにしてたわむ。この線材７の動きが、線材７の定常波を生み出す。線材７の各部分は、同じ位置で上下振動を繰り返す。

【0068】

本発明の第一実施形態に係る超音波たわみホーンの振動状態は、今説明した図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の次は、図６（ｃ）、（ｂ）、（ａ）と、その次は再び図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）というように循環する。循環の振動数は、２０ｋＨｚ以上の超音波振動であり、線材７の軸方向に節と腹を繰り返すたわみ振動が続く。図６（ａ）〜（ｃ）では、線材７の長さ全てに定常波が生じている。そして、線材７の長さを短くしても、長くしても線材７に定常波が生じる。

【0069】

ちなみに、超音波たわみホーン本体９０の材料は、ジュラルミン、チタンなどの合金が用いられており、線材の材料としてはロウ付けできるもの例えば、インコネル、ハステロイ、チタンなどが用いられる。角柱部分３の一方の端面（線材取付端面Ａ）に線材７を設ける方法としては、ロウ付けなどの溶接や、先端に雄ネジを切った線材７を角柱部分３の一方の端面（線材取付端面Ａ）にネジ結合する方法や、圧入、カシメなどが用いられる。

【0070】

線材７の下にパン、ケーキ、チーズ、カステラ、羊かん等の食品の表面を当てると、線材７の各部分は、同じ位置で上下振動を繰り返す定常波として、食品の表面を叩きつけ、食品を少しずつ叩き切って切断する。

【0071】

線材７を洗浄装置の薬液の中に入れれば、線材７の各部分は、同じ位置で上下振動を繰り返す定常波として、薬液を撹拌する。

【0072】

図７（ａ）、（ｂ）に、本発明の第一実施形態に係る超音波たわみホーンの振動状態を説明する図を示した。図６（ａ）〜（ｃ）では、振動の瞬間ごとに状態を図示したが、図７（ａ）では、一つの図に、３つの振動状態を重ねて描いている。図７（ｂ）は、角柱部分３付近の拡大図である。

【0073】

図７（ａ）、（ｂ）を見ると、超音波たわみホーンが縦振動して、円柱部分２が上下に振動し、Ｔ字状に延びる角柱部分３の先端の線材取付端面Ａが、上向き、下向きというように搖動する。そして、角柱部分３の先端の線材取付端面Ａに一体に取り付けられた線材７の根元部分は、上向き、下向きというようにたわむ。この線材７の動きが、線材７の定常波を生み出し、線材７の各部分は、同じ位置で上下振動を繰り返すことが、理解される。

【0074】

なお、図８（ａ）、（ｂ）に本発明の第一実施形態に係る超音波たわみホーン本体９０の変形例を下方から見た外観斜視図を二つ示した。図８（ａ）、（ｂ）は、それぞれ円柱部分２と角柱部分３の側面４とをつなぐ部分の形状をなだらかな曲面の形状に変えたものを示している。図３と対比して見れば、円柱部分２と角柱部分３の側面４とをよりなだらかにつないでいることが理解される。これ以外にも円柱部分２と角柱部分３の側面４をなだらかにつなぐ形状はあるので、適宜用いればよい。

【0075】

以上、本発明の、超音波たわみホーンの円柱部分２の縦振動を、任意の長さの線材７の軸方向と直交する面内の超音波たわみ振動に変換させる、線材の超音波たわみ振動装置の原理を説明した。
（本発明の第二実施形態）

【0076】

本発明の第二実施形態では、上記説明した線材の超音波たわみ振動装置を超音波切断装置に用いた例を説明する。
図９に、本発明の第二実施形態に係る超音波切断装置の構造を説明する要部断面図を示した。図９で、７０は水平移動フレームである。図９の水平移動フレーム７０の左には、超音波振動子９のフランジ９ａを取り付け、超音波振動子９の下方に、図１及び図２で説明した超音波たわみホーンを取り付けている。超音波たわみホーンの角柱部分３の線材取付端面Ａから出ている線材７の先端は、線材７の定常振動の節の位置で、水平移動フレーム７０の下方に伸びた第一の垂直アーム部７０ａの先端に設けられた節の支持部８で支持されている。

【0077】

水平移動フレーム７０の上方に伸びた第二の垂直アーム部７０ｂには、ラックを切ったスライド部７０ｃが、垂直移動フレーム１１にスライド自在に支持されている。スライド部７０ｃのラックにはピニオン（小歯車）１２がかみ合っていて、搖動モータ１３の搖動運動により、超音波たわみホーンと線材７を取り付けた水平移動フレーム７０を水平方向に往復動させるようにしている。

【0078】

１４は、略Ｌ字状の断面を有する装置フレームである。ここで、略Ｌ字状の断面形状とは、図９に示すように、下側に位置する下側水平部分、この下側水平部分の左端から上方へ延びる垂直部分、及び、この垂直部分の上端から右側に延びる前記下側水平部分より短い上側水平部分を有する断面形状をいうものとする。本実施形態においては、前記下側水平部分は装置フレーム１４の底部１４ａとして用いられ、前記垂直部分は装置フレーム１４の支持部１４ｂとして用いられ、前記上側水平部分は装置フレーム１４のエアーシリンダー取付け部１４ｃとして用いられている。

【0079】

底部１４ａの上には、パン、ケーキ、チーズ、カステラ、羊かん等の食品の被切断物１６を載置するアンビル１５が乗せられている。エアーシリンダー取付け部１４ｃには、上下動するエアーシリンダー１７が取り付けてあり、エアーシリンダー１７の下方先端には、先に説明した垂直移動フレーム１１が吊り下げられている。垂直移動フレーム１１は、装置フレームの支柱部１４ｂにより、上下動自在に案内されていて、エアーシリンダー１７の伸縮動作で上下動する。

【0080】

図９において、図示しない電源と超音波振動制御手段により、超音波振動子９に２０ｋＨｚ以上の超音波駆動信号が供給されると、超音波振動子９は数μｍ程度の振幅で、縦方向の超音波振動を行う。超音波振動子９の超音波振動は、超音波たわみホーンにより、縦振動から、線材７のたわみ振動に変換される。これにより、線材７は定常波で超音波振動する。図９では、エアーシリンダー１７が縮んでいるため、線材７は、被切断物１６から離れているが、エアーシリンダー１７が伸びると、線材７は被切断物１６に接近する。この時点で、搖動モータ１３を動作させ、線材７が定常波で超音波振動するとともに、水平移動フレーム７０全体として水平方向に往復動させる。

【0081】

図１０に、本発明の第二実施形態に係る超音波切断装置で食品（被切断物）１６を切断している状態を示す要部断面図を示した。図１０では、エアーシリンダー１７が伸び、線材７は被切断物１６の表面を叩き、線材７がパン、ケーキ、チーズ、カステラ、羊かん等の食品の被切断物１６を切断している。

【0082】

図１１（ａ）〜（ｄ）と図１２（ａ）〜（ｄ）に、本発明の第二実施形態に係る超音波切断装置で、線材７を定常波振動させて食品を切断するときの状態を説明する要部断面図を示した。ここでは、動きのイメージが把握しやすいように、線材７の定常波の動きだけを示した。また、動きのイメージが把握しやすいように誇張して示してある。

【0083】

線材７には、振動波が線材７の軸芯方向のどちらの方向にも進行せず、その場で振動する定常波が起きている。図１１（ａ）において、超音波たわみホーンの円柱部分１の縦振動に伴い、円柱部部分２が上昇すると、Ｔ字型をなす角柱部分３の両先端が下方に下がる。角柱部分３の両先端が下方に下がる動きは、角柱部分３の一方の先端の線材取付端面Ａについている線材７の根元部分を下方に振り下ろす。線材７の各部分は、その場で上下振動する定常波として振動する。線材７は、図１１（ｂ）〜（ｄ）のように、波の振幅が順次大きくなっていく。線材７の下に凸となった部分が、切断対象物１６の表面を叩き切っていく。線材７の振動は、図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、図１１（ｄ）、（ｃ）、（ｂ）、（ａ）、図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、図１２（ｄ）、（ｃ）、（ｂ）、（ａ）、図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のように循環する。実際には、定常波振動と搖動モータ１３の搖動運動を組み合わせた動きをするため、定常波の腹と節の部分が移動して、線材が食品を全体として平均的に切断する。

【0084】

本発明の第二実施形態に係る超音波切断装置は、上記のように、定常波で振動する線材７で、パン、ケーキ、チーズ、羊かん、カステラ等の食品の表面を叩き切っていく。線材７の外周面は円柱であるため、手で触れても切れない。作業者の身体を傷つけない。線材７が食品の表面を叩き切っても、線材７の外周面は円柱であるため刃こぼれしない。よって、本発明に係る超音波切断装置は、安全である。

【0085】

また、線材として断面が丸い線材ではなく、断面をひし形、長方形、三角形などの線材にしてもよい。ひし形、長方形、三角形などを線材の尖った角部をパン、ケーキ、羊かん、カステラ等の食品などの被切断部材の表面に向けて、定常波で振動する線材７で、パン、ケーキ、チーズ、羊かん、カステラ等の食品の表面を叩き切っていくと、切れ味が良くなる。
（本発明の第三実施形態）

【0086】

本発明の線材の超音波たわみ振動装置では、線材７において、角柱部分３に取り付けた根元部分から先端に向かって、定常波を発生させることができる。線材７の太さと長さは任意に選んでも、定常波が発生するので、食品の大きさに合わせて線材７を長くすることで、任意の大きさの食品を切断することができる。

【0087】

そこで、図９と図１０で説明した超音波切断装置の線材７の長さを長くした場合を図１３（ａ）、（ｂ）に示した。本発明の線材の超音波たわみ振動を用いた超音波切断装置では、一辺が１５ｃｍ程度のパンを切断するときと、一辺が５０ｃｍから６０ｃｍのカステラなどを切断するときとでは、超音波たわみ振動装置の部分を共通に使い、線材７の長さを変えたものを用いることで対応できる利点がある。

【0088】

図１３（ａ）では、本発明の第三実施形態に係る超音波切断装置の構造を説明する要部断面図を示した。図１３（ａ）では、水平移動フレーム７０の長さを第二実施形態の水平移動フレーム７０の長さよりも長くして、第二実施形態の線材７よりも長い線材７の一端を水平移動フレーム７０の下方に伸びた第一の垂直アーム部７０ａの先端に設けられた節の支持部８で支持している

【0089】

図１３（ｂ）では、本発明の第三実施形態に係る超音波切断装置で食品を切断している状態を示す要部断面図を示した。図１３（ｂ）では、長い線材７がパン、ケーキ、チーズ、カステラ、羊かん等の食品の被切断物１６を切断している。
（本発明の第四実施形態）

【0090】

図１４に、本発明の超音波たわみ振動装置を用いた超音波切断装置の他の実施形態の要部断面図を示した。図１４では、本発明の第三実施形態に係る超音波切断装置の水平移動フレーム７０の代わりに、途中で折れ曲がった屈曲フレーム７１を用いている。線材７は定常波のたわみ振動をするため、屈曲フレーム７１内の振動の節の部分を複数の支持部材８で支持している。節の部分で線材７の方向を変えても、定常波のたわみ振動はその先に伝わる。
途中で折れ曲がった屈曲フレーム７１であると、例えば図１４のように、シート７２に比較的小さい孔をあけ、超音波切断装置の屈曲フレームの先端７１ｂをシート７２の下の空間に入れることが出来る。超音波切断装置の屈曲フレームの先端７１ｂの支持部材８で支持された線材７は、超音波たわみ振動して、切断対象物の表面を叩き、叩き切る。シート７２にあける孔の大きさは、超音波切断装置の屈曲フレームの先端７１ｂが入る大きさですむ。

【0091】

図１５（ａ）、（ｂ）は、切断対象物７３の表面を、超音波たわみ振動している線材７が叩き、叩き切る様子を示している。線材７は、想像線で示した波形の定常波で振動する。図１５では、説明のために誇張して描いているが、波の振幅は数μｍから数十μｍである。

【0092】

なお、図１６（ａ）、（ｂ）に示したように、超音波切断装置の屈曲フレーム７１の先端７１ｂの線材７に対向する面の断面を尖らせて刃７１ｃを形成したものは、線材７と刃７１ｃの間の三日月状空間に切断対象物７３を入れて、線材７と刃７１ｃで切断対象物７３を切断することが出来る。

【0093】

以上、本発明の超音波たわみ振動装置を用いた超音波切断装置について説明した。
（本発明の第五実施形態）

【0094】

本発明の第五実施形態では、本発明の線材の超音波たわみ振動装置を超音波洗浄装置に用いた例を説明する。

【0095】

図１７に、本発明の超音波たわみ振動装置を用いた超音波洗浄装置の要部断面図を示した。図１７では、線材７が超音波洗浄装置の容器２０内の上方から下方に、つるまき線状のループを描きながら収納されている。線材７の一端は、超音波たわみホーンの角柱部分３の先端に一体に取り付けられていて、他端は、容器２０内の下方に設けた節の支持部８として機能するピン２０ａに取り付けられている。容器２０の側壁には、線材７を通す貫通孔が設けられており、この貫通孔にはシール手段２１が嵌め込まれている。

【0096】

線材７は、超音波たわみホーンの縦振動の面と同じ振動面で振動するため、図１７のように、線材７は容器２０内で線材の軸方向に対して垂直に振動する。そして、容器２０内に入っている薬液２２を撹拌する。金属部品２３を線材７のつるまき線状のループ内に入れると、撹拌された薬液２２で金属部品２３の表面が洗浄される。超音波振動する線材７の表面は、薬液と滑るのでなく、薬液に叩き付けられる方向に振動しているため、薬液はよく撹拌され、従来よりも洗浄効率が高くなっている。

【0097】

以上、本発明の超音波たわみ振動装置を用いた超音波洗浄装置について説明した。
（本発明の第六実施形態）

【0098】

本発明の第六実施形態では、上記第一実施形態で説明した線材の超音波たわみ振動装置を超音波分離装置に用いた例を説明する。図１８に、本発明の第六実施形態に係る超音波分離装置の構造を説明する要部断面図を示した。

【0099】

図１８で、３０は、空気などの気体や少量の細かい粒子が混入した液体食品や化学薬品などを通す分離用容器である。分離用容器３０は、図１８の左下に、液体食品や化学薬品などを入れる挿入口３０ａがあり、分離用容器３０の右下に気体や少量の細かい粒子を取り除いた後の液体食品や化学薬品などを排出する第一の排出口３０ｂがある。分離用容器３０の中央上部には、気体や少量の細かい粒子を多く含んだ液体食品や化学薬品などを排出する第二の排出口３０ｃがある。空気などの気体や少量の細かい粒子が混入した液体食品や化学薬品などは、図示しないポンプなどにより、挿入口３０ａから分離用容器３０内に押し込まれる。

【0100】

図１８で７は、たわみ振動する線材である。線材７は、超音波のたわみ振動をして、直接、液体食品や化学薬品などに超音波振動を伝える。線材７の超音波のたわみ振動は、第一実施形態で説明したように定常波で振動する。液体食品や化学薬品などは分離用容器３０を図１８の左側から右側に移動するので、線材の定常波により何度も繰り返して攪拌され、超音波振動のエネルギーを受けて、混入していた空気などの気体や少量の細かい粒子を放出する。空気などの気体は気泡を作り、気泡や細かい粒子の濃度が高くなった液体食品や化学薬品が、第二の排出口３０ｃから排出される。

【0101】

図１８の超音波分離装置では、気体や少量の細かい粒子と液体食品や化学薬品とが一度では完全に分離できないため、超音波分離装置を図１６のように多段階に組立てて分離作業を行うようにしている。

【0102】

図１９は、図１８に示した超音波分離装置を３台接続して多段式の超音波分離装置としたものの概念図である。一つの超音波分離装置の各構成部分は同じで、単純に、第一段目の超音波分離装置の第二の排出口３０ｃを第二段目の超音波分離装置の挿入口３０ａにつなぎ、第二段目の超音波分離装置の第二の排出口３０ｃを第三段目の超音波分離装置の挿入口３０ａにつないでいる。それぞれの超音波分離装置の分離用容器３０の中では線材７が超音波たわみ振動するようにしている。

【0103】

第一段目の超音波分離装置の挿入口３０ａから、空気などの気体や少量の細かい粒子が混入した液体食品や化学薬品などを図示しないポンプで押し込むと、それぞれの超音波分離装置の分離用容器３０の中では線材７の超音波たわみ振動で線材７の定常波により何度も繰り返して攪拌され、超音波振動のエネルギーを受けて、混入していた空気などの気体や少量の細かい粒子を放出する。気体や少量の細かい粒子を取り除いた後の液体食品や化学薬品などは排出口３０ｂから排出される。それぞれの排出口３０ｂから排出された液体食品や化学薬品などは、ガイド部材４２により回収容器４０に集められる。気泡や細かい粒子の濃度が高くなった液体食品や化学薬品は、最終段の第二の排出口３ｃから、容器４１に集められる。
仮に、一つの超音波分離装置で、空気などの気体や少量の細かい粒子が２／３ずつ除去され、空気などの気体や少量の細かい粒子が１／３だけ残るとすると、図１９のように超音波分離装置を三段につないで、混入していた空気などの気体や少量の細かい粒子を除去すると、空気などの気体や少量の細かい粒子の混じっている割合は、単純計算で（１／３）^３＝１／２７＝０．０３７（＝約４％）となることが期待される。
（本発明の第七実施形態）

【0104】

本発明の第七実施形態では、上記説明した線材の超音波たわみ振動装置を超音波付着物除去装置に用いた例を説明する。

【0105】

図２０に、本発明の第七実施形態に係る超音波付着物除去装置の構造を説明する要部断面図を示した。図２０では、銅パイプ、鉄パイプ、合成樹脂パイプ等のパイプの内部に付着した、食品のカスや水垢、砂やその他の付着物を、超音波たわみ振動する線材７で除去する一例を示している。

【0106】

第七実施形態に係る超音波たわみホーンの構造は、第一実施形態に係る超音波たわみホーンの構造と基本的に同じであり、同じ機能要素には同じ番号を付している。すなわち、図２０では、まず、水平移動フレーム８０の一端に、超音波振動子９に超音波たわみホーン本体９０を取り付けている。次に、超音波たわみホーン本体９０の形状を、縦振動する円柱部分２と、円柱部分２の直径（ΦＤ）より短い短辺と円柱部分２の直径（ΦＤ）より長い長辺と所定の厚さを持つ角柱部分３とを、当該円柱部分２の先端で軸芯と直交する方向にＴ字状に設けたものとしている。更に、Ｔ字状に延びる角柱部分３の先端の角部における円柱部分２の軸芯方向に対して表側と裏側とに位置付けられる部分に、角柱部分３の厚さを薄くするように切り欠かれた切欠き部がそれぞれ設けられている。そして、角柱部分３の一方の端面（線材取付端面Ａ）から角柱部分３の軸芯方向の外側に延びた線材７を設け、線材７の他端を振動の節で支持している。図２０の超音波振動子９が縦振動すると、水平移動フレーム８０に取り付けた線材７は線材７の軸方向と直交する面上でたわみ振動する。

【0107】

水平移動フレーム８０の下には、移動ローラ８０ｄが取り付けてあり、超音波たわみホーンで超音波たわみ振動をする線材７を上面に向けた状態で、ベース部５０の上を白抜き矢印９２のように紙面左側へ水平移動するようにしている。

【0108】

図２０のベース部５０の左側では、パイプを乗せるための支持ローラ５１が回転自在に支持されている。この支持ローラ５１は、歯車５２を介して回転モータ５３の回転力により、回転駆動可能となっている。支持ローラ５１の上には、パイプ６０が乗せられる。支持ローラ５１が回転するとパイプ６０は回転する。なお、パイプ６０は、食品のカスや水垢、砂やその他の付着物６１が内面に付着したパイプ６０である。

【0109】

図２０のベース部５０の中央には、ポンプ５４がありノズル５５からパイプ６０の中に空気や水を流入させるようにしている。空気や水を流入させるのは、パイプ６０内から除去した付着物６１をパイプ６０左側の開口から排出するためであり、超音波たわみ振動により線材７に発生する熱を冷すためでもある。

【0110】

図２０（ａ）では、回転モータ５３の回転力により、支持ローラ５１が回転し、支持ローラ５１の回転にともないパイプ６０が回転している。そして、ポンプ５４により、空気または水がノズル５５からパイプ６０の中に流入している。しかし、図２０（ａ）は、パイプ６０と超音波たわみ振動をする線材７が離れている状態を示している。

【0111】

図２０（ｂ）のように、超音波たわみ振動をする線材７がパイプ６０の中に入ると、超音波たわみ振動をする線材７は、パイプ６０の内面に付着した食品のカスや水垢、砂やその他の付着物６１の表面を毎秒２万回以上叩く。叩かれた付着物６１はパイプ６０の内面から脱落し、ノズル５５から流入する空気または水の流れに乗って、パイプ６０の左側から排出される。線材７が、回転しているパイプ６０の中を左側に向けて進むと、線材７の超音波たわみ振動により、パイプ６０の内面に付着していた付着物６１が次々と脱落して、ノズル５５から流入する空気または水の流れに乗って、パイプ６０の左側から排出される。そして、線材７の先端部が、パイプ６０の中を突き抜けて、図２０（ｃ）の状態になる。このことにより、パイプ６０の内面に付着していた食品のカスや水垢、砂やその他の付着物６１がパイプ６０から除去される。

【0112】

本発明では、特別な形状をした長尺の刃を作らなくても、予め丸、あるいは四角い断面などの均一の断面形状と太さに作られた線材７を用いて、長さを必要な長さまで長くすれば、必要な長さの線材の超音波たわみ振動を利用した超音波付着物除去装置をつくることが出来る。つまり、本発明に係る超音波付着物除去装置では、特別な形状をした長尺の刃を作らなくてもよい。

【0113】

なお図２０では、ベース部５０を水平な面として示したが、紙面左側が下がった傾斜面とすれば、パイプ６０の内面から除去された付着物６１が自重によりパイプ６０の中を左側に移動しやすくなる。このことにより、ポンプ５４により送り出す空気または水の流量を減らせる効果がある。
（本発明の第八実施形態）

【0114】

本発明の第八実施形態では、上記説明した線材の超音波たわみ振動装置を超音波たわみ振動手段付きバルーンカテーテル装置に用いた例を説明する。

【0115】

図２１に、本発明の第八実施形態に係る超音波たわみ振動手段付きバルーンカテーテル装置の要部断面図を示した。図２１では、超音波たわみ振動手段付きバルーンカテーテル装置が屈曲できることを示すために屈曲した姿を描いているが、本来は直線状のストレートな形をしていて、必要により、内部の中心にあるマンドレルを操作して屈曲させる。

【0116】

本発明の超音波たわみ振動手段付きバルーンカテーテル装置は、線材の超音波たわみ振動装置を超音波たわみ振動手段としてバルーンカテーテル装置に取り付け、前記超音波たわみ振動装置で超音波たわみ振動している線材を付着物に押し当てて除去するように構成したものである。

【0117】

図２１では、マンドレル７９と、振動用線材７ｃと、支持用線材８５と、バルーン７８付きカテーテルチューブ７７と、超音波振動子９と超音波たわみホーン本体９０のある超音波たわみ振動手段と、バルーン拡大収縮手段８４と、保護チューブ７６がある。

【0118】

マンドレル７９の先端の一方の表面に振動用線材７ｃを結合し、マンドレル７９の先端の前記一方の表面と反対側の他方の表面に支持用線材８５を結合して、線材結合部８６を作っている。マンドレル７９に振動用線材７ｃと支持用線材８５を結合した線材結合部８６には、合成樹脂や金属を被せて結合が取れないように、また挿入しやすくするために表面を滑らかに仕上げている。

【0119】

マンドレル７９の先端には、バルーン７８付きカテーテルチューブ７７を被せ、振動用線材７ｃと支持用線材８５を線材結合部８６からバルーン７８付きカテーテルチューブ７７のバルーン７８の表面に被せ、マンドレル７９の後端に至るまで、マンドレル７９に沿って配置している。そして、保護チューブ７６でマンドレル７９と、バルーン７８付きカテーテルチューブ７７のバルーン７８の無いカテーテルチューブ７７と、支持用線材８５と、振動用線材７ｃとを覆っている。保護チューブ７６内では、振動用線材７ｃが超音波たわみ振動できる空間を設けている。図２１では、説明のために誇張して描いているが、波の振幅は数μｍから数十μｍであるので、図面に示したほど大きくなくてよい。

【0120】

振動用線材７ｃの他端は、超音波たわみ振動手段のたわみホーン本体の角柱部分の端面（線材取付端面Ａ）と一体にし、バルーン７８付きカテーテルチューブ７７の他端をバルーン拡大収縮手段８４と結合している。バルーン拡大収縮手段８４は、バルーン７８付きカテーテルチューブ７７の中に生理食塩水などの液体を送り込んだり、吸引したりしてバルーン７８のか大きさを任意に変化させるようにしている。

【0121】

そして、支持用線材８５の他端と、振動用線材７ｃの他端を結合した超音波たわみ振動手段と、バルーン７８付きカテーテルチューブ７７の他端を、マンドレル７９の後端近傍にまとめて配置している。

【0122】

超音波たわみ振動手段の超音波振動子９を起動して、振動用線材７ｃを超音波たわみ振動させ、マンドレル７９の先端にあるバルーン７８付きカテーテルチューブ７７のバルーン７８の表面近傍で超音波たわみ振動している振動用線材７ｃを除去対象物に押し当てるよう構成している。

【0123】

なお、マンドレル７９と、支持用線材８５と、振動用線材７ｃの剛性は、マンドレル７９が一番大きく、マンドレル７９の動きに追従して支持用線材８５と、振動用線材７ｃが姿勢を変えるようにしている。

【0124】

図２２に、本発明の第八実施形態に係る超音波たわみ振動手段付きバルーンカテーテル装置の超音波たわみ振動装置近傍の分解部分断面図を示した。一体に結合されている超音波振動子９と超音波たわみホーン本体９０は、超音波振動子のフランジ９ａがフレーム７４に固定されている。フレーム７４は下部が中空円筒状をしていて、下部の円筒部分をバルーンカテーテルの支持部７５の孔に回転自在に支持される。超音波たわみホーン本体９０の角柱部分３の一端面から出ている線材７は、フレーム７４の中空孔からバルーンカテーテルの支持部７５に入る。フレーム７４の下部の円筒部分をバルーンカテーテルの支持部７５に対して回転させると、振動用線材７ｃは、振動用線材７ｃの軸芯の周りに回転する。これは、振動用線材７ｃが超音波振動子の縦振動と平行な面で振動するため、振動用線材７ｃの振動面を振動用線材７ｃの軸芯の周りに所定角度回転して、振動用線材７ｃが当たる領域を増やすことができる。このことは、後に図２４に図示して説明する。

【0125】

図２３（ａ）、（ｂ）に、本発明の第八実施形態に係る超音波たわみ振動手段付きバルーンカテーテル装置の操作手順を示す軸方向断面図を示した。図２３（ａ）では、バルーン７８を膨らまして、バルーン７８の表面にある振動用線材７ｃと支持用線材８５が除去対象物８８に当たったところで止めた状況を示している。

【0126】

図２３（ｂ）では、バルーン拡大収縮手段８４を動かしてバルーン７８に入っていた生理食塩水等の液体を減らしてバルーン７８の直径を縮めて、バルーン７８の上に空間を作って振動用線材７ｃが振動する空間を作っている。
図２４に、本発明の第八実施形態に係る超音波たわみ振動手段付きバルーンカテーテル装置の操作手順を示す半径方向断面図を示した。図２４は、バルーン７８のある部分を半径方向に輪切りにした断面図である。ここでは、図２３（ｂ）と同じく、バルーン拡大収縮手段８４を動かしてバルーン７８に入っていた生理食塩水等の液体を減らしてバルーン７８の直径を縮めて、バルーン７８の上に振動用線材７ｃが振動する空間を作っている様子が確認できる。また、図２４では、振動用線材７ｃの振動面が振動用線材７ｃの軸芯を中心として所定角度（θ）の範囲内で左右に回転できるようにしていることを示した。先に、図２２で説明したように、超音波振動子９を取り付けているフレーム７４をバルーンカテーテルの支持部７５に対して回転させると、振動用線材７ｃは、振動用線材７ｃの軸芯の周りに回転する。そのため、図２４のように、フレーム７４の回転角度に応じて、振動用線材７ｃの振動面が傾く。このように、振動用線材７ｃの振動面を変化させると、除去対象物への振動用線材７ｃの超音波振動エネルギーの伝わる領域が拡大すると同時に、超音波振動エネルギーの伝わり方が変化して、除去作業が効率よく行われることが期待される。

【0127】

なお、図２４では、支持用線材８５を２本用いて、超音波たわみ振動をさせるときのバルーン７８付きカテーテルチューブ７７が安定するようにした例を示したが、支持用線材８５は１本でも、０本でもよい。支持用線材８５が１本であれば、バルーン７８付きカテーテルチューブ７７がより柔軟に動く。支持用線材８５を０本、つまり支持用線材８５を削除した形とすれば更に柔軟に動く。

【0128】

図２５に、本発明の第八実施形態に係る超音波たわみ振動手段付きバルーンカテーテル装置の振動用線材７ｃが超音波たわみ振動しているときの様子を軸方向断面図で示している。振動用線材７ｃが振動して、除去対象物へ振動用線材７ｃの超音波振動エネルギーが伝わる。ここで、バルーン７８の大きさを大きくすると、線材７の超音波たわみ振動する空間が狭まる。振動用線材７ｃは除去対象物を強く叩く。バルーン７８の大きさを小さくすると、振動用線材７ｃの超音波たわみ振動する空間が広まる。そのため、振動用線材７ｃは除去対象物を弱く叩く。バルーン７８の大きさを変化させることにより、振動用線材７ｃが除去対象物を叩く力が強く、あるいは弱く、強弱の変化をつけて叩くことができる。除去対象物を少しずつ除去していくには、微妙な押圧力を与えて振動させることが求められる。

【0129】

除去対象物を振動用線材７ｃの超音波たわみ振動により除去した後は、図２６に示したように、バルーン７８の中の生理食塩水等の液体をカテーテルチューブの孔７７ａから抜いて、バルーン７８の大きさを小さくして、患部から抜き取る。

【0130】

図２７に、本発明の第八実施形態に係る超音波たわみ振動手段付きバルーンカテーテル装置の操作手順を示すフロー図を示した。操作手順は、バルーン７８付きカテーテル７７を患部位置に入れる（ステップＳＴ１）、バルーン７８の大きさを変化させ、振動用空間をあける（ステップＳＴ２）、一定時間の線材超音波たわみ振動で付着物を砕く（ステップＳＴ３）、除去作業が完了するまで続ける（ステップＳＴ４）、除去作業が完了したらバルーン７８を収縮し抜き取る（ステップＳＴ５）、そして除去作業が終了する（ステップＳＴ６）という手順で行われる。

【0131】

図２８に、本発明の第八実施形態に係る超音波たわみ振動手段付きバルーンカテーテル装置の他の操作手順を示したフロー図を示した。図２７のフロー図では、振動用線材７ｃの超音波たわみ振動で除去対象物を叩いて除去したが、図２８のフロー図では、振動用線材７ｃの超音波たわみ振動で除去対象物を叩いた後に、バルーン７８の大きさを大きくして、振動用線材７ｃと支持用線材８５を除去対象物８８に押し付けた状態で、バルーン付きカテーテルチューブ７７をマンドレル７９の軸芯の周りに回転して、除去対象物８８の表面を振動用線材７ｃと支持用線材８５でこすり取るようにしている。

【0132】

図２８のフロー図では、ステップＳＴ１からステップＳＴ４までは図２７と同じであるが、ステップＳＴ３の「一定時間の線材超音波たわみ振動で付着物を砕く」の一定時間が経過して、除去作業が完了していないときに、次の作業を種類の違う作業に選択できるようにしている（ステップＳＴ７）。ここで、種類の違う作業を選択すると、バルーン７８拡大し、線材（支持用線材８５と振動用線材７ｃ）を付着物に当て（ステップＳＴ８）、バルーン７８と線材を回転して付着物をこすり取る（ステップＳＴ９）、除去作業が完了しなければ（ステップＳＴ１０）、ステップＳＴ２にもどるが、除去作業が完了すれば、バルーン７８を収縮し抜き取る（ステップＳＴ５）、そして除去作業が終了する（ステップＳＴ６）ことになる。

【0133】

この、バルーン拡大して線材を付着物に当てるステップＳＴ８と、バルーン７８と線材（支持用線材８５と振動用線材７ｃ）を回転して付着物をこすり取るステップＳＴ９の様子を図２９に示した。また、このときのバルーン７８付きカテーテルチューブ７７の軸方向の断面図を図３０に示した。バルーン７８により振動用線材７ｃと支持用線材８５が除去対象物８８に押し付けられ、バルーン７８と線材（支持用線材８５と振動用線材７ｃ）が回転して付着物をこすり取る様子が理解される。

【0134】

この図２８のフロー図の手順によれば、バルーン７８付きカテーテルチューブ７７を止めた位置で、付着物を叩く作業と、付着物をこすり取る作業を一方だけ、又は両方を組み合わせて行うことが出来るという利点がある。

【産業上の利用可能性】

【0135】

本発明は、超音波たわみホーンの円柱部分の縦振動を、任意の長さの線材の超音波たわみ振動に変換させる線材の超音波たわみ振動装置に適用することができ、線材の超音波たわみ振動を利用した超音波切断装置や、超音波撹拌装置、超音波分離装置、超音波付着物除去装置、超音波たわみ振動手段付きバルーンカテーテル装置、その他の超音波振動装置に適用することができる。

【符号の説明】

【0136】

１ 超音波たわみホーンの大径の円柱部分
２ 超音波たわみホーンの小径の円柱部分
３ 角柱部分
４ 角柱部分の側面
５ 切欠き部（表側）
６ 切欠き部（裏側）
７ 線材
８ 節の支持部
９ 超音波振動子
１０ 支持フレーム
１１ 垂直移動フレーム
１２ 揺動ピニオン（小歯車）
１３ 揺動モータ
１４ 装置フレーム
１５ アンビル
１６ 切断対象物（食品）
１７ エアーシリンダー
２０ 容器
２１ シール手段
２２ 薬液
２３ 洗浄対象物（金属部品）
３２ 液晶表示部
３３ ケーブル
３５ 電源
３６ 超音波振動制御部
７０ 水平移動フレーム
９０ 超音波たわみホーン本体

【要約】

超音波振動子と、超音波振動子の超音波縦振動を受けて縦振動する円柱部分と、円柱部分の直径より短い短辺と円柱部分の直径より長い長辺と所定の厚さを持つ角柱部分とを、円柱部分の先端で軸芯と直交する方向にＴ字状に設けた超音波たわみホーン本体と、超音波たわみホーン本体の一端面に一体に取り付けられた線材と、線材を線材の自由端にあるたわみ振動の節で支持する支持手段と、超音波振動用の電源と、超音波振動制御手段とを有し、超音波振動子と超音波たわみホーン本体を一体に接続するとともに、超音波たわみホーン本体に一体に取り付けられている線材の自由端を支持手段で支持し、超音波振動用の電源と超音波振動制御手段で超音波振動子を縦振動させ、超音波たわみホーン本体で縦振動をたわみ振動にして、線材を超音波たわみ振動させている。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】