特開 2024-171408 チップ及び超音波溶着装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024171408

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】チップ及び超音波溶着装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 17/88 20060101AFI20241205BHJP

   B23K 20/10 20060101ALI20241205BHJP

   A61C 8/00 20060101ALI20241205BHJP

   A61B 17/56 20060101ALI20241205BHJP

【ＦＩ】

A61B17/88

B23K20/10

A61C8/00 Z

A61B17/56

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023088386

(22)【出願日】2023-05-30

(71)【出願人】

【識別番号】000001339

【氏名又は名称】グンゼ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100150072

【弁理士】

【氏名又は名称】藤原 賢司

(74)【代理人】

【識別番号】100185719

【弁理士】

【氏名又は名称】北原 悠樹

(72)【発明者】

【氏名】上田 耕右

(72)【発明者】

【氏名】鴻野 勝正

【テーマコード（参考）】

4C159

4C160

4E167

【Ｆターム（参考）】

4C159AA17

4C160LL38

4C160LL42

4E167AA22

4E167AA29

4E167BE04

4E167DA02

(57)【要約】      （修正有）

【課題】超音波振動の伝搬によるピンの溶着が行なわれた場合におけるピンの引抜強度を改善可能なチップ及び超音波溶着装置を提供する。
【解決手段】チップ２３０は、ピンに超音波振動を伝搬させることによってピンを溶融させる。ピンは、軸部と、軸部の一方の端部に形成された頭部とを含む。頭部には、軸部が延びる方向に凹んだ凹部が形成されている。チップは、柱状の基部２３５と、基部の先端面に形成された突起部２３１とを備える。突起部の側面は、突起部が凹部内に挿入された場合に凹部の内周面と接触する接触部と、突起部が凹部内に挿入された場合に凹部の内周面と接触しない非接触部とを含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ピンに超音波振動を伝搬させることによって前記ピンを溶融させるチップであって、
前記ピンは、軸部と、前記軸部の一方の端部に形成された頭部とを含み、
前記頭部には、前記軸部が延びる方向に凹んだ凹部が形成されており、
前記チップは、
柱状の基部と、
前記基部の先端面に形成された突起部とを備え、
前記突起部の側面は、前記突起部が前記凹部内に挿入された場合に前記凹部の内周面と接触する接触部と、前記突起部が前記凹部内に挿入された場合に前記凹部の内周面と接触しない非接触部とを含む、チップ。

【請求項2】

前記非接触部は、前記突起部の側面に形成された第１溝によって構成されている、請求項１に記載のチップ。

【請求項3】

前記第１溝は、前記突起部の前記基部側の端部から前記突起部の先端側の端部に亘って形成されている、請求項２に記載のチップ。

【請求項4】

前記先端面には第２溝が形成されており、
前記第１溝と前記第２溝とは連続的に形成されている、請求項３に記載のチップ。

【請求項5】

ピンに超音波振動を伝搬させることによって前記ピンを溶融させる超音波溶着装置であって、
前記ピンは、軸部と、前記軸部の一方の端部に形成された頭部とを含み、
前記頭部には、前記軸部が延びる方向に凹んだ凹部が形成されており、
前記超音波溶着装置は、
超音波電力を生成する発振器と、
前記発振器によって生成された超音波電力に基づいて前記超音波振動を発生させるハンドピースとを備え、
前記ハンドピースは、チップを含み、
前記チップは、
柱状の基部と、
前記基部の先端面に形成された突起部とを含み、
前記突起部の側面は、前記突起部が前記凹部内に挿入された場合に前記凹部の内周面と接触する接触部と、前記突起部が前記凹部内に挿入された場合に前記凹部の内周面と接触しない非接触部とを含む、超音波溶着装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、チップ及び超音波溶着装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許第４４１２９０１号公報（特許文献１）は、インプラントを埋め込むために用いられる埋込装置を開示する。この埋込装置は、発振器と発振ユニットとを含む。発振ユニットは、ソノトロードを含む。ソノトロードは、インプラントを保持する。ソノトロードは、発振器によって生成されたエネルギーに基づいて励起されることにより発振する。ソノトロードを発振させることによってインプラントの溶接が行なわれる（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第４４１２９０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

例えば、上記特許文献１に開示されている埋込装置が用いられ、ピンに超音波振動が伝搬すると、ピンが溶融する。このピンの溶融を利用することによって溶着が行なわれる。超音波振動の伝搬によるピンの溶着が行なわれた場合におけるピンの引抜強度には改善の余地がある。

【0005】

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、超音波振動の伝搬によるピンの溶着が行なわれた場合におけるピンの引抜強度を改善可能なチップ及び超音波溶着装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のある局面に従うチップは、ピンに超音波振動を伝搬させることによってピンを溶融させる。ピンは、軸部と、軸部の一方の端部に形成された頭部とを含む。頭部には、軸部が延びる方向に凹んだ凹部が形成されている。チップは、柱状の基部と、基部の先端面に形成された突起部とを備える。突起部の側面は、突起部が凹部内に挿入された場合に凹部の内周面と接触する接触部と、突起部が凹部内に挿入された場合に凹部の内周面と接触しない非接触部とを含む。

【0007】

本発明者（ら）は、超音波振動を伝搬させることによってピンを溶融させる場合に、ピンの頭部に形成された凹部内の空気に起因する気泡がピンの軸の付け根部近傍に形成され得ることを見出した。このような気泡は、ピンの引抜強度低下の原因となる。本発明のある局面に従うチップにおいて、突起部の側面には、接触部と非接触部とが形成されている。すなわち、このチップにおいては、ピンの頭部に形成された凹部内の空気が逃げるための空間が非接触部よって形成されている。したがって、このチップによれば、超音波振動を伝搬させることによってピンを溶融させる場合に、凹部内の空気が非接触部を介して逃げるため、凹部内の空気に起因する気泡がピンの軸部の付け根部近傍に形成される事態の発生を抑制することができる。その結果、このチップによれば、凹部内の空気に起因する気泡がピンの軸部の付け根部近傍に形成される場合と比較してピンの引抜強度を改善することができる。

【0008】

上記チップにおいて、非接触部は、突起部の側面に形成された第１溝によって構成されてもよい。

【0009】

このチップによれば、超音波振動を伝搬させることによってピンを溶融させる場合に、凹部内の空気が第１溝を介して逃げるため、凹部内の空気に起因する気泡がピンの軸部の付け根部近傍に形成される事態の発生を抑制することができる。その結果、このチップによれば、凹部内の空気に起因する気泡がピンの軸部の付け根部近傍に形成される場合と比較してピンの引抜強度を改善することができる。

【0010】

上記チップにおいて、第１溝は、突起部の基部側の端部から突起部の先端側の端部に亘って形成されていてもよい。

【0011】

このチップによれば、超音波振動を伝搬させることによってピンを溶融させる場合に、凹部内の空気が第１溝を介して少なくとも突起部の基部側の端部まで逃げるため、凹部内の空気に起因する気泡がピンの軸部の付け根部近傍に形成される事態の発生を抑制することができる。その結果、このチップによれば、凹部内の空気に起因する気泡がピンの軸部の付け根部近傍に形成される場合と比較してピンの引抜強度を改善することができる。

【0012】

上記チップにおいて、先端面には第２溝が形成されてもよく、第１溝と第２溝とは連続的に形成されてもよい。

【0013】

このチップによれば、超音波振動を伝搬させることによってピンを溶融させる場合に、凹部内の空気が第１溝及び第２溝を介して凹部の外部へ逃げるため、凹部内の空気に起因する気泡がピンの軸部の付け根部近傍に形成される事態の発生を抑制することができる。その結果、このチップによれば、凹部内の空気に起因する気泡がピンの軸部の付け根部近傍に形成される場合と比較してピンの引抜強度を改善することができる。

【0014】

上記チップにおいて、突起部は略円柱形状を有していてもよく、凹部は略円柱形状の空間を形成していてもよい。

【0015】

本発明の他の局面に従う超音波溶着装置は、ピンに超音波振動を伝搬させることによってピンを溶融させる。ピンは、軸部と、軸部の一方の端部に形成された頭部とを含む。頭部には、軸部が延びる方向に凹んだ凹部が形成されている。超音波溶着装置は、超音波電力を生成する発振器と、発振器によって生成された超音波電力に基づいて超音波振動を発生させるハンドピースとを備える。ハンドピースは、チップを含む。チップは、柱状の基部と、基部の先端面に形成された突起部とを含む。突起部の側面は、突起部が凹部内に挿入された場合に凹部の内周面と接触する接触部と、突起部が凹部内に挿入された場合に凹部の内周面と接触しない非接触部とを含む。

【0016】

この超音波溶着装置に含まれるハンドピースのチップにおいて、突起部の側面には、接触部と非接触部とが形成されている。すなわち、この超音波溶着装置に含まれるハンドピースのチップにおいては、ピンの頭部に形成された凹部内の空気が逃げるための空間が非接触部よって形成されている。したがって、この超音波溶着装置によれば、超音波振動を伝搬させることによってピンを溶融させる場合に、凹部内の空気が非接触部を介して逃げるため、凹部内の空気に起因する気泡がピンの軸部の付け根部近傍に形成される事態の発生を抑制することができる。その結果、この超音波溶着装置によれば、凹部内の空気に起因する気泡がピンの軸部の付け根部近傍に形成される場合と比較してピンの引抜強度を改善することができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、超音波振動の伝搬によるピンの溶着が行なわれた場合におけるピンの引抜強度を改善可能なチップ及び超音波溶着装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】実施の形態１に従う超音波溶着装置の構成を模式的に示す図である。

【図2】チップの突起部にピンを取り付ける様子を模式的に示す図である。

【図3】チップによるピンの溶着がどのように進行するかを説明するための図である。

【図4】チップを模式的に示す斜視図である。

【図5】チップを模式的に示す正面図である。

【図6】比較対象のチップを模式的に示す図である。

【図7】比較対象のチップがピンの溶着に用いられた場合に生じる問題について説明するための図である。

【図8】実施の形態１に従うチップにおいて突起部の側面に溝が形成されている理由について説明するための図である。

【図9】実施の形態２に従うチップを模式的に示す斜視図である。

【図10】実施の形態２に従うチップを模式的に示す正面図である。

【図11】実施の形態３に従うチップを模式的に示す斜視図である。

【図12】実施の形態３に従うチップを模式的に示す正面図である。

【図13】第１の他の実施の形態に従うチップを模式的に示す斜視図である。

【図14】第１の他の実施の形態に従うチップを模式的に示す正面図である。

【図15】第２の他の実施の形態に従うチップを模式的に示す斜視図である。

【図16】第３の他の実施の形態に従うチップを模式的に示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施の形態」とも称する。）について、図面を用いて詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、各図面は、理解の容易のために、適宜対象を省略又は誇張して模式的に描かれている。

【0020】

［１．実施の形態１］
＜１－１．超音波溶着装置の概要＞
図１は、本実施の形態１に従う超音波溶着装置１０の構成を模式的に示す図である。超音波溶着装置１０は、例えば、ピンに超音波振動を伝搬させることによってピンを溶融させ、ピンの溶着を行なうように構成されている。ピンは、例えば、生体吸収性材料で構成され、人の骨に溶着される。

【0021】

生体吸収性材料の一例としては、ポリグリコリド、ポリラクチド、ポリ－ε－カプロラクトン、ラクチド－グリコール酸共重合体、グリコリド－ε－カプロラクトン共重合体、ラクチド－ε－カプロラクトン共重合体、ポリクエン酸、ポリリンゴ酸、ポリ－α－シアノアクリレート、ポリ－β－ヒドロキシ酸、ポリトリメチレンオキサレート、ポリテトラメチレンオキサレート、ポリオルソエステル、ポリオルソカーボネート、ポリエチレンカーボネート、ポリ－γ－ベンジル－Ｌ－グルタメート、ポリ－γ－メチル－Ｌ－グルタメート、ポリ－Ｌ－アラニン等の合成高分子や、デンプン、アルギン酸、ヒアルロン酸、キチン、ペクチン酸及びその誘導体等の多糖類や、ゼラチン、コラーゲン、アルブミン、フィブリン等のタンパク質等の天然高分子等が挙げられる。これらの生体吸収性材料は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。

【0022】

例えば、骨折箇所を跨ぐ位置に配置されたプレートが骨に固定されることにより骨折の治療が行なわれる。このプレートには、ピンを挿入する貫通孔が複数箇所に設けられている。骨において、プレートの各貫通孔に対応する位置に孔が形成される。プレートの孔及び骨に形成された孔の両方に挿入された各ピンが超音波溶着装置１０によって骨に溶着されることにより、骨折箇所を跨ぐ位置に配置されたプレートが骨に固定される。超音波溶着装置１０は、例えば、このような用途に用いられる。

【0023】

図１に示されるように、超音波溶着装置１０は、発振器１００と、ハンドピース２００とを含んでいる。発振器１００とハンドピース２００とは、ケーブル１５０を介して接続されている。

【0024】

発振器１００は、商用電源から供給される電力を超音波電力に変換し、ケーブル１５０を介して超音波電力をハンドピース２００へ供給するように構成されている。発振器１００においては、例えば、溶着対象の状態等に応じて超音波電力の周波数が適宜調整されると共に、溶着物の有無又は加圧力等に拘わらずハンドピース２００の先端における振幅が一定となるための制御が行なわれる。なお、発振器１００においては、溶着対象の状態等に応じて超音波電力の周波数が適宜調整されなくてもよいし、溶着物の有無又は加圧力等に拘わらずハンドピース２００の先端における振幅が一定となるための制御が行なわれなくてもよい。

【0025】

ハンドピース２００は、ＢＬ振動子（Bolt-clamped Langevin type transducer）２１０と、ケース２２０と、ホーン２２５と、チップ２３０とを含んでいる。ＢＬ振動子２１０は、発振器１００から供給された超音波電力に基づいて超音波振動を発生させるように構成されている。ケース２２０は、例えば、中空の円柱形状を有しており、ＢＬ振動子２１０を内部に収容するように構成されている。ホーン２２５は、ＢＬ振動子２１０の先端に取り付けられており、ＢＬ振動子２１０によって生成された超音波振動を増幅するように構成されている。

【0026】

チップ２３０は、ホーン２２５の先端に接続されており、ホーン２２５によって増幅された超音波振動を溶着対象物へ伝搬させるように構成されている。チップ２３０は、ホーン２２５に対して着脱可能に構成されてもよく、ホーン２２５と一体的に構成されてもよい。チップ２３０は、例えば、ステンレス、アルミ、鉄、チタン又はセラミックスで構成されており、基部２３５と、突起部２３１とを含んでいる。基部２３５は、例えば、略円柱形状を有する。突起部２３１は、基部２３５の先端面に形成されており、略円柱形状を有する。突起部２３１の幅方向の長さは、基部２３５の幅方向の長さよりも短い。突起部２３１は、溶着対象物であるピン３００を保持するように構成されている。チップ２３０の構成については、後程詳しく説明する。

【0027】

図２は、チップ２３０の突起部２３１にピン３００を取り付ける様子を模式的に示す図である。図２を参照して、突起部２３１へのピン３００の取付けは、例えば、ピン３００が固定台４００に配置された状態で行なわれる。固定台４００には複数の穴Ｈ１が形成されており、各穴Ｈ１にはピン３００が収容されている。

【0028】

ピン３００は、例えば、生体吸収性材料で構成されている。ピン３００は、軸部３１０と、頭部３２０とを含んでいる。平面視において、軸部３１０は、円形状を有している。

【0029】

頭部３２０は、軸部３１０の一方の端部に形成されている。平面視において、頭部３２０は、円形状を有している。平面視において、頭部３２０の直径は、軸部３１０の直径よりも長い。頭部３２０には、軸部３１０が延びる方向に凹んだ凹部３２２が形成されている。凹部３２２は、略円柱状の空間を形成している。チップ２３０の突起部２３１は、凹部３２２に挿入される。

【0030】

突起部２３１が凹部３２２に挿入されることによって、ピン３００が摩擦力によってチップ２３０に保持される。チップ２３０がピン３００を保持した状態でハンドピース２００が持ち上げられると、ピン３００が固定台４００から取り出される。このような手順で、チップ２３０の突起部２３１へのピン３００の取付けが行なわれる。

【0031】

図３は、チップ２３０によるピン３００の溶着がどのように進行するかを説明するための図である。図３を参照して、横軸は時間を示す。この例においては、プレート５００に形成された孔及び骨６００に形成された孔の両方にピン３００が挿入された状態でピン３００の溶着が行なわれる。ピン３００が溶着されることによりプレート５００が骨６００に固定される。

【0032】

時刻ｔ０において、ピン３００がチップ２３０によって下方向へ押圧され、ピン３００が骨６００の孔に徐々に押し込まれる。この状態において、チップ２３０からピン３００へ超音波振動が伝搬している。ピン３００が超音波振動を受けることによりプレート５００及び骨６００の各々とピン３００との間で摩擦熱が生じ、ピン３００の側面が溶融し始める。時刻ｔ１において、ピン３００が骨６００の孔にさらに押し込まれ、ピン３００の溶融がさらに進行する。時刻ｔ３において、軸部３１０が完全に溶融し、樹脂が骨６００の孔の隙間に入り込む。これにより、ピン３００が骨６００に強固に合着される。このように、ピン３００の溶着によって、プレート５００が骨６００に固定される。

【0033】

＜１－２．チップの構成＞
図４は、本実施の形態１に従うチップ２３０を模式的に示す斜視図である。図５は、本実施の形態１に従うチップ２３０を模式的に示す正面図である。図４及び図５を参照して、上述のように、チップ２３０は、基部２３５と、突起部２３１とを含んでいる。

【0034】

突起部２３１は、基部２３５の先端面ＦＣ１に形成されている。正面視において、突起部２３１は、基部２３５の略中央部分に位置している。突起部２３１の側面（外周面）には、各々が仮想円ＣＬ１に接触する複数（３つ）の接触部ＣＮ１と、複数（３つ）の溝ＧＲ１とが形成されている。突起部２３１の正面視における各溝ＧＲ１においては、突起部２３１の外周部分が径方向の内側に凹んでいる。各溝ＧＲ１は、突起部２３１の基部２３５側の端部から先端側の端部に亘って形成されている。各溝ＧＲ１は、突起部２３１及び基部２３５の各々が延びる方向に沿って形成されている。なお、突起部２３１において、仮想円ＣＬ１に沿う円弧状の接触部ＣＮ１の長さの合計が仮想円ＣＬ１の円周の長さの５０％以上である場合に突起部の形状が略円柱状であるとしてもよい。

【0035】

仮想円ＣＬ１は、ピン３００の凹部３２２の平面視における形状と略同一である。すなわち、各接触部ＣＮ１は、突起部２３１が凹部３２２に挿入された場合に、凹部３２２の内周面に接触する。一方、各溝ＧＲ１は、突起部２３１が凹部３２２に挿入された場合に、凹部３２２の内周面に接触しない。各溝ＧＲ１が突起部２３１の基部２３５側の端部から先端側の端部に亘って形成されているため、突起部２３１の側面においては、突起部２３１及び基部２３５の各々が延びる方向のどの位置においても凹部３２２の内周面に接触しない部分が存在する。このように、各溝ＧＲ１によって非接触部が構成される。なお、突起部２３１の側面において、各溝ＧＲ１は、必ずしも突起部２３１の基部２３５側の端部から先端側の端部に亘って形成されていなくてもよい。例えば、突起部２３１の先端側の端部において突起部２３１が細くなるようなテーパが形成されているような場合に、各溝ＧＲ１が、突起部２３１の基部２３５側の端部から突起部２３１のうちテーパが形成されていない部分における先端側の端部に亘って形成されており、突起部２３１のうちテーパが形成されている部分には溝ＧＲ１が及んでいなくてもよい。突起部２３１に溝ＧＲ１が形成されている理由について次に説明する。

【0036】

＜１－３．ピンの引抜強度の改善＞
図６は、比較対象のチップ２３０Ｘを模式的に示す図である。図６に示されるように、チップ２３０Ｘは、基部２３５と、突起部２３１Ｘとを含んでいる。突起部２３１Ｘは、基部２３５の先端面に形成されている。突起部２３１Ｘは円柱形状を有しており、突起部２３１Ｘの側面には溝が形成されていない。

【0037】

図７は、比較対象のチップ２３０Ｘがピン３００の溶着に用いられた場合に生じる問題について説明するための図である。図７を参照して、突起部２３１Ｘの側面には溝が形成されておらず、チップ２３０Ｘの突起部２３１Ｘがピン３００の凹部３２２へ挿入された場合に、突起部２３１Ｘの側面が全体的にピン３００の凹部３２２の内周面に接触する。そのため、凹部３２２内の空気ＡＲ１の逃げ道が存在せず、チップ２３０Ｘの突起部２３１Ｘがピン３００の凹部３２２へ挿入されるのに応じて凹部３２２内の空気ＡＲ１が圧縮される。その結果、凹部３２２には、圧縮された空気ＡＲ１が残る（図７左側参照）。

【0038】

このような状態でピン３００の溶融が行なわれると、軸部３１０の溶融が進行するのに伴い空気ＡＲ１が溶融した樹脂内に入り込む。その結果、例えば、軸部３１０と頭部３２０との境界部分近傍（軸部３１０の付け根部近傍）に気泡ＢＵ１が形成される（図７右側参照）。このような気泡ＢＵ１が形成されると、軸部３１０の付け根部近傍における破断が生じ易くなる。すなわち、このような気泡ＢＵ１は、溶着されたピン３００の引抜強度低下の原因となる。本発明者（ら）は、比較対象のチップ２３０Ｘがピン３００の溶着に用いられた場合にこのような問題が生じることを見出した。

【0039】

図８は、本実施の形態１に従うチップ２３０において突起部２３１の側面に溝ＧＲ１が形成されている理由について説明するための図である。図８を参照して、突起部２３１の側面には複数の溝ＧＲ１が形成されているため、チップ２３０の突起部２３１がピン３００の凹部３２２へ挿入された場合に、溝ＧＲ１が形成されている部分において突起部２３１が凹部３２２の内周面に接触しない。溝ＧＲ１が空気ＡＲ１の逃げ道となるため、チップ２３０の突起部２３１がピン３００の凹部３２２へ挿入された場合に、凹部３２２内の空気ＡＲ１が圧縮されない。その結果、凹部３２２には、圧縮されていない空気ＡＲ１が残る（図８左側参照）。

【0040】

このような状態でピン３００の溶融が行なわれると、凹部３２２内の空気ＡＲ１は溝ＧＲ１を介して徐々に凹部３２２の外部へ排出される（図８右側参照）。その結果、軸部３１０と頭部３２０との境界部分に気泡が形成される事態の発生が抑制される。

【0041】

このように、本実施の形態１に従うチップ２３０において、突起部２３１の側面には、複数の接触部ＣＮ１と複数の溝ＧＲ１とが形成されている。すなわち、チップ２３０においては、ピン３００の頭部３２０に形成された凹部３２２内の空気ＡＲ１が逃げるための空間が複数の溝ＧＲ１よって形成されている。したがって、チップ２３０によれば、超音波振動を伝搬させることによってピン３００を溶融させる場合に、凹部３２２内の空気ＡＲ１が複数の溝ＧＲ１を介して逃げるため、凹部３２２内の空気ＡＲ１に起因する気泡ＢＵ１がピン３００の軸部３１０の付け根部近傍に形成される事態の発生を抑制することができる。その結果、チップ２３０によれば、凹部３２２内の空気ＡＲ１に起因する気泡ＢＵ１がピン３００の軸部３１０の付け根部近傍に形成される場合と比較してピン３００の引抜強度を改善することができる。

【0042】

また、チップ２３０において、各溝ＧＲ１は、突起部２３１の基部２３５側の端部から突起部２３１の先端側の端部に亘って形成されている。チップ２３０によれば、超音波振動を伝搬させることによってピン３００を溶融させる場合に、凹部３２２内の空気が複数の溝ＧＲ１を介して少なくとも突起部２３１の基部２３５側の端部まで逃げるため、凹部３２２内の空気ＡＲ１に起因する気泡ＢＵ１がピン３００の軸部３１０の付け根部近傍に形成される事態の発生を抑制することができる。その結果、チップ２３０によれば、凹部３２２内の空気ＡＲ１に起因する気泡ＢＵ１がピン３００の軸部３１０の付け根部近傍に形成される場合と比較してピン３００の引抜強度を改善することができる。

【0043】

＜１－４．特徴＞
以上のように、本実施の形態１に従うチップ２３０において、突起部２３１の側面には、複数の接触部ＣＮ１と複数の溝ＧＲ１とが形成されている。したがって、チップ２３０によれば、超音波振動を伝搬させることによってピン３００を溶融させる場合に、凹部３２２内の空気ＡＲ１に起因する気泡ＢＵ１がピン３００の軸部３１０の付け根部近傍に形成される事態の発生を抑制することができる。その結果、チップ２３０によれば、ピン３００の引抜強度を改善することができる。

【0044】

［２．実施の形態２］
上記実施の形態１に従う超音波溶着装置１０は、チップ２３０を含んでいた。しかしながら、超音波溶着装置１０に含まれるチップの構成は、チップ２３０の構成に限定されない。本実施の形態２に従う超音波溶着装置１０Ａにおいては、上記実施の形態１に従う超音波溶着装置１０と比較して、チップの構成のみが異なる。以下、本実施の形態２に従うチップ２３０Ａの構成について説明する。

【0045】

＜２－１．チップの構成＞
図９は、本実施の形態２に従うチップ２３０Ａを模式的に示す斜視図である。図１０は、本実施の形態２に従うチップ２３０Ａを模式的に示す正面図である。図９及び図１０を参照して、チップ２３０Ａは、基部２３５Ａと、突起部２３１Ａとを含んでいる。基部２３５Ａは、例えば、略円柱形状を有する。突起部２３１Ａは、基部２３５Ａの先端面ＦＣ１Ａに形成されており、略円柱形状を有する。突起部２３１Ａの幅方向の長さは、基部２３５Ａの幅方向の長さよりも短い。突起部２３１Ａは、溶着対象物であるピン３００を保持するように構成されている。

【0046】

正面視において、突起部２３１Ａは、基部２３５Ａの略中央部分に位置している。突起部２３１Ａの側面（外周面）には、接触部ＣＮ１Ａと、溝ＧＲ１Ａとが形成されている。接触部ＣＮ１Ａは、突起部２３１Ａがピン３００の凹部３２２へ挿入された場合に、凹部３２２の内周面に接触する部分である。突起部２３１Ａの正面視における溝ＧＲ１Ａにおいては、突起部２３１Ａの外周部分が径方向の内側に凹んでいる。溝ＧＲ１Ａは、突起部２３１Ａの基部２３５Ａ側の端部から先端側の端部に亘って形成されている。溝ＧＲ１Ａは、突起部２３１Ａ及び基部２３５Ａの各々が延びる方向に沿って形成されている。

【0047】

基部２３５Ａの先端面ＦＣ１Ａには、溝ＧＲ２Ａが形成されている。溝ＧＲ２Ａの一方の端部は、溝ＧＲ１Ａの基部２３５Ａ側の端部と繋がっている。すなわち、溝ＧＲ１Ａと溝ＧＲ２Ａとは、連続的に形成されている。また、溝ＧＲ２Ａの他方の端部は、基部２３５Ａの先端面ＦＣ１Ａの縁まで延びている。

【0048】

チップ２３０Ａによれば、超音波振動を伝搬させることによってピン３００を溶融させる場合に、ピン３００の凹部３２２内の空気ＡＲ１が溝ＧＲ１Ａ，ＧＲ２Ａを介して凹部３２２の外部へ逃げるため、凹部３２２内の空気ＡＲ１に起因する気泡ＢＵ１がピン３００の軸部３１０の付け根部近傍に形成される事態の発生を抑制することができる。その結果、チップ２３０Ａによれば、凹部３２２内の空気ＡＲ１に起因する気泡ＢＵ１がピン３００の軸部３１０の付け根部近傍に形成される場合と比較してピン３００の引抜強度を改善することができる。

【0049】

＜２－２．特徴＞
以上のように、本実施の形態２に従うチップ２３０Ａにおいては、突起部２３１Ａの側面に溝ＧＲ１Ａが形成されており、基部２３５Ａの先端面ＦＣ１Ａに溝ＧＲ２Ａが形成されており、溝ＧＲ１Ａ，ＧＲ２Ａが連続的に形成されている。チップ２３０Ａによれば、凹部３２２内の空気ＡＲ１に起因する気泡ＢＵ１がピン３００の軸部３１０の付け根部近傍に形成される事態の発生を抑制することができる。その結果、チップ２３０Ａによれば、ピン３００の引抜強度を改善することができる。

【0050】

［３．実施の形態３］
上記実施の形態１に従う超音波溶着装置１０は、チップ２３０を含んでいた。しかしながら、超音波溶着装置１０に含まれるチップの構成は、チップ２３０の構成に限定されない。本実施の形態３に従う超音波溶着装置１０Ｂにおいては、上記実施の形態１に従う超音波溶着装置１０と比較して、チップの構成のみが異なる。以下、本実施の形態３に従うチップ２３０Ｂの構成について説明する。

【0051】

＜３－１．チップの構成＞
図１１は、本実施の形態３に従うチップ２３０Ｂを模式的に示す斜視図である。図１２は、本実施の形態３に従うチップ２３０Ｂを模式的に示す正面図である。図１１及び図１２を参照して、チップ２３０Ｂは、基部２３５と、突起部２３１Ｂとを含んでいる。突起部２３１Ｂは、基部２３５の先端面ＦＣ１に形成されており、略円柱形状を有する。突起部２３１Ｂの幅方向の長さは、基部２３５の幅方向の長さよりも短い。突起部２３１Ｂは、溶着対象物であるピン３００を保持するように構成されている。

【0052】

正面視において、突起部２３１Ｂは、基部２３５の略中央部分に位置している。突起部２３１Ｂの側面（外周面）には、複数（３つ）の接触部ＣＮ１Ｂと、複数（３つ）の溝ＧＲ１Ｂとが形成されている。各接触部ＣＮ１Ｂは、突起部２３１Ｂがピン３００の凹部３２２へ挿入された場合に、凹部３２２の内周面に接触する部分である。突起部２３１Ｂの正面視における各溝ＧＲ１Ｂにおいては、突起部２３１Ｂの外周部分が径方向の内側に凹んでいる。各溝ＧＲ１Ｂは、突起部２３１Ｂの基部２３５側の端部から先端側の端部に亘って形成されている。各溝ＧＲ１Ｂは、突起部２３１Ｂ及び基部２３５の各々が延びる方向に対して斜め方向に延びるように形成されている。

【0053】

チップ２３０Ｂにおいては、突起部２３１Ｂ及び基部２３５の各々が延びる方向に対して各溝ＧＲ１Ｂが斜め方向に延びている。したがって、ピン３００の溶着完了後に、チップ２３０Ｂを有するハンドピースを回転させながら引くことによって、チップ２３０を容易にピン３００から抜くことができる。

【0054】

＜３－２．特徴＞
以上のように、本実施の形態３に従うチップ２３０Ｂにおいて、突起部２３１Ｂの側面には、複数の接触部ＣＮ１Ｂと複数の溝ＧＲ１Ｂとが形成されている。したがって、チップ２３０Ｂによれば、超音波振動を伝搬させることによってピン３００を溶融させる場合に、凹部３２２内の空気ＡＲ１が複数の溝ＧＲ１Ｂを介して逃げるため、凹部３２２内の空気ＡＲ１に起因する気泡ＢＵ１がピン３００の軸部３１０の付け根部近傍に形成される事態の発生を抑制することができる。その結果、チップ２３０Ｂによれば、ピン３００の引抜強度を改善することができる。

【0055】

［４．他の実施の形態］
上記実施の形態の思想は、以上で説明された実施の形態に限定されない。以下、上記実施の形態の思想を適用できる他の実施の形態の一例について説明する。

【0056】

＜４－１＞
上記実施の形態１－３の各々に従うチップの構成以外のチップの構成が採用されてもよい。例えば、上記実施の形態１に従うチップ２３０において、各溝ＧＲ１の形状が変更されてもよい。

【0057】

図１３は、第１の他の実施の形態に従うチップ２３０Ｃを模式的に示す斜視図である。図１４は、第１の他の実施の形態に従うチップ２３０Ｃを模式的に示す正面図である。図１３及び図１４を参照して、チップ２３０Ｃの突起部２３１Ｃには、上記実施の形態１に従うチップ２３０において形成されていた溝ＧＲ１よりも深い溝ＧＲ１Ｃが形成されている。チップの構成として、このような構成が採用されてもよい。

【0058】

＜４－２＞
また、上記実施の形態１－３の各々に従うチップにおいては、突起部の基部側の端部から突起部の先端側の端部に亘って溝が形成されていた。しかしながら、溝は、必ずしも突起部の基部側の端部から突起部の先端側の端部に亘って形成されなくてもよい。

【0059】

図１５は、第２の他の実施の形態に従うチップ２３０Ｄを模式的に示す斜視図である。図１５を参照して、チップ２３０Ｄの突起部２３１Ｄの側面には、溝ＧＲ１Ｄが形成されている。溝ＧＲ１Ｄは、突起部２３１Ｄの基部２３５側の端部から突起部２３１Ｄの先端側の端部に亘って形成されていない。溝ＧＲ１Ｄは、突起部２３１Ｄが延びる方向における突起部２３１Ｄの略中央部分から突起部２３１Ｄの先端側の端部の間の領域のみに形成されている。このような構成であっても、ピン３００の軸部３１０の付け根部近傍に気泡が形成される事態の発生を抑制することができる。

【0060】

＜４－３＞
また、上記実施の形態１－３の各々に従うチップにおいては、突起部の側面に溝が形成された。しかしながら、突起部の側面には必ずしも溝が形成されなくてもよい。

【0061】

図１６は、第３の他の実施の形態に従うチップ２３０Ｅを模式的に示す斜視図である。図１６を参照して、チップ２３０Ｅの突起部２３１Ｅの側面には溝が形成されていない。突起部２３１Ｅの側面には、表面粗さを高めるための加工が施されている。突起部２３１Ｅの側面の表面粗さが高いため、突起部２３１Ｅがピン３００の凹部３２２へ挿入された場合に、凹部３２２内の空気の逃げ道が形成される。すなわち、突起部２３１Ｅにおいて表面粗さを高める加工が行なわれることによって、突起部２３１Ｅに「接触部」と「非接触部」とが形成されている。このような構成によっても、凹部３２２内の空気に起因する気泡がピン３００の軸部３１０の付け根部近傍に形成される事態の発生を抑制することができる。

【0062】

＜４－４＞
また、超音波溶着装置１０の用途は上述されたものに限定されない。超音波溶着装置１０は、例えば、一般的な超音波溶着機の各用途に用いられもよい。また、一般的な超音波溶着機の各用途に用いられる場合に、ピン３００は必ずしも生体吸収性材料で構成される必要はない。ピン３００は、例えば、生体吸収性材料以外の樹脂又は金属で構成されてもよい。

【0063】

＜４－５＞
また、上記各実施の形態において、チップの基部及び突起部の各々の形状は略円柱形状に限定されない。チップの基部及び突起部の各々の形状は、例えば、略角柱形状であってもよい。この場合には、ピン３００の凹部３２２によって構成される空間の形状も略角柱形状であってもよい。また、チップの基部及び突起部の正面視における形状は、必ずしも正円形状である必要はなく、例えば、楕円形状、三角形及び四角形等の多角形状、台形状又は菱形状であってもよい。ピン３００の凹部３２２によって構成される空間の形状もチップの突起部の形状に合わせて適宜変更されてもよい。

【0064】

以上、本発明の実施の形態について例示的に説明した。すなわち、例示的な説明のために、詳細な説明及び添付の図面が開示された。よって、詳細な説明及び添付の図面に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須でない構成要素が含まれることがある。したがって、それらの必須でない構成要素が詳細な説明及び添付の図面に記載されているからといって、それらの必須でない構成要素が必須であると直ちに認定されるべきではない。

【0065】

また、上記実施の形態は、あらゆる点において本発明の例示にすぎない。上記実施の形態は、本発明の範囲内において、種々の改良や変更が可能である。すなわち、本発明の実施にあたっては、実施の形態に応じて具体的構成を適宜採用することができる。

【符号の説明】

【0066】

１０ 超音波溶着装置、１００ 発振器、１５０ ケーブル、２００ ハンドピース、２１０ ＢＬ振動子、２２０ ケース、２２５ ホーン、２３０，２３０Ａ，２３０Ｂ，２３０Ｃ，２３０Ｄ，２３０Ｅ チップ、２３１，２３１Ａ，２３１Ｂ，２３１Ｃ，２３１Ｄ，２３１Ｅ 突起部、２３５，２３５Ａ 基部、３００，３００Ａ ピン、３１０ 軸部、３２０，３２０Ａ 頭部、３２２，３２２Ａ 凹部、４００ 固定台、５００ プレート、６００ 骨、ＡＲ１ 空気、ＢＵ１ 気泡、ＣＬ１ 仮想円、ＣＮ１，ＣＮ１Ａ，ＣＮ１Ｂ，ＣＮ１Ｃ，ＣＮ１Ｄ 接触部、ＦＣ１，ＦＣ１Ａ 先端面、ＧＲ１，ＧＲ１Ａ，ＧＲ１Ｂ，ＧＲ１Ｃ，ＧＲ１Ｄ，ＧＲ２Ａ 溝、Ｈ１ 穴、ＨＬ１ 貫通孔。

【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】