JP2016189891A - 超音波発振装置 - Google Patents

Abstract

【課題】超音波を人体の経穴に付与する超音波発振装置に関し、人体の経穴へ過大な圧力が付与されるのを抑制する超音波発振装置を提供する。【解決手段】超音波発振装置において、筐体は、人体に接触可能に構成された先端部を有するストッパ部を含み、ストッパ部は、超音波振動子の保持位置から、超音波伝搬方向へ突出して配置され、ストッパ部は、固形ゲルが人体から離間した状態において、超音波伝搬方向と直交する方向において空気層を介して固形ゲルを取り囲んで固形ゲルを収容する窪みを備え、ストッパ部の先端部は、固形ゲルが人体から離間した状態において、超音波伝搬方向について、人体から離間した固形ゲルの接触面より人体側から離間するように形成され、窪みの固形ゲルを収容する空間の体積は、固形ゲルの体積よりも大きいことを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、超音波を人体に付与する超音波発振装置に関する。

従来、収束超音波を人体の経穴に照射することで経穴を刺激し、この刺激による鍼治療を行う為の超音波発振装置が知られている。このような超音波発振装置に関する発明として、特許文献１記載の発明がある。

特許文献１記載の超音波発振ユニットは、収束超音波を発振する超音波発振器と、超音波発振器を支持する発振器支持部とを備えている。発振器支持部は筒部を有しており、筒部内に超音波発振器を支持する。発振器支持部の筒部の、超音波発振器よりも人体（被刺激体）側には、超音波ゲルが充填される充填用空間が形成されている。筒部の充填用間に超音波ゲルが充填された状態で、超音波発信ユニットが人体へ押圧されることにより、超音波ゲルを介して超音波発振器と人体とが接触する。超音波ゲルを介して超音波発振器と人体とが接触した状態で、超音波発信器が超音波を発振することにより、超音波が超音波ゲルを介して人体の経穴へ到達し、人体の経穴が刺激される。

特開２０１１−６２３７３号公報

上述のような超音波発振装置においては、人体の経穴に超音波を伝搬させることが、治療の効果を発揮させるうえで重要である。具体的には、超音波発振器と人体とにおいて、超音波の界面反射を抑える必要がある。特許文献１記載の超音波発振ユニットにおいては、人体と同等の音響インピーダンスを有する超音波ゲルが超音波発振器と人体との間に配置されるように構成されていることで、超音波の界面反射が抑制されている。

しかしながら、超音波発振器とゲルとの間、及びゲルと人体との間の少なくとも一方の特定の空間に空気が入る場合がある。特定の空間に空気が入った場合、超音波が超音波発振器からゲルへ向かう過程及びゲルから人体へ向かう過程の少なくとも一方の過程で、超音波の界面反射が発生し、十分な強度で刺激を行うことができない。

超音波発振器が超音波を発振するとき、特定の空間に空気が入らないように、使用者が超音波発振器を人体へ押し付けて、特定の空間の空気を押し出すことが考えられる。しかし、空気を押し出す場合、超音波発振器は人体へ大きな圧力で押し付けられることになり、人体へ必要以上に大きな圧力が付与される。一般的に、経穴刺激による鍼治療においては、経穴に刺激を与えすぎると、体が刺激に慣れてしまい、経穴刺激による治療効果が小さくなることが知られている。超音波発振器を人体へ大きな圧力で押し付けると、超音波による刺激とは別に、超音波発振器が人体の経穴へ押し付けられた圧力により、経穴が刺激されてしまい、十分な治療効果が得られなくなるという問題が発生する。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、超音波を人体の経穴に付与する超音波発振装置に関し、人体の経穴へ過大な圧力が付与されるのを抑制する超音波発振装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成する為、請求項１記載の超音波発振装置は、固定ゲルが被刺激体に接触し、超音波発振装置が固形ゲルを押圧した状態で、超音波発振装置が超音波を発振することにより、超音波により被刺激体を刺激することができる。

そして、超音波発振装置は、固形ゲルより被刺激体側から凹んで形成されたストッパ部を有している。超音波発振装置が固形ゲルを介して被刺激体に押し当てられるときに、ストッパ部が被刺激体に接触していない状態で、超音波発振装置を固形ゲルを介して被刺激体に押し付けることができる。超音波発振装置を固形ゲルを介して被刺激体に押し付けることができるので、被刺激体と固形ゲルとの間及び固形ゲルと超音波振動子との間が、隙間なく密着される。被刺激体と固形ゲルとの間又は固形ゲルと超音波振動子との間に空気層が存在する場合、空気層との界面で超音波の反射が発生し、超音波振動子から被刺体に向かう超音波が反射してしまう。しかし、被刺激体と固形ゲルとの間及び固形ゲルと超音波振動子との間が、隙間なく密着されているので、空気層界面での超音波反射を抑制し、超音波を効率よく伝搬させることができる。

また、ストッパ部が固形ゲルの周囲に配置されている。超音波発振装置が固形ゲルを介して被刺激体に押し当てられると、ストッパ部が被刺激体の周囲に接触する。ストッパ部が被刺激部の周囲に接触することにより、ストッパ部が被刺激部の周囲に接触した状態を超えて、超音波発振装置が被刺激体に押し当てられることが無くなる。これによって、被刺激部へ過大な圧力が付与されるのを抑制することができる。なお、ストッパ部は被刺激部の周囲に接触しており、ストッパ部は被刺激部を直接押圧しない。これによって、被刺激部に過大な圧力が付与されるのを抑制することができる。

また、超音波発振装置は、窪みのうち前記超音波伝搬方向の前記超音波振動子の端部より前記超音波伝搬方向側の体積は、固形ゲルの体積よりも大きい。超音波発振装置が固形ゲルを介して被刺激体に押し当てられると、固形ゲルが変形するが、変形した固形ゲルはストッパ部に囲まれた空間に退避することができる。固形ゲルが変形できない場合、超音波発振装置を固形ゲルを介して被刺激体に押し付けたときに、押し付ける圧力を大きくすれば被刺激部に大きな圧力が付与されてしまう。しかし、本発明の構成では固形ゲルが変形することにより、超音波発振装置を固形ゲルを介して被刺激体に押し付けたときに被刺激部に付与される圧力を小さくすことができる。よって被刺激体に過大な圧力が付与されるのを抑制することができる。

請求項２記載の超音波発振装置は、前記超音波発振装置が被刺激体と離間した第１の状態と、前記超音波発振装置が被刺激体に超音波を付与する為に、前記超音波発振装置が被刺激体に接触した第２の状態と、とることができ、前記第１の状態において、前記ストッパ部の前記先端部は、前記超音波伝搬方向について前記固形ゲルより凹んでおり、前記第２の状態において、前記固形ゲルの前記超音波伝搬方向の端面と、前記ストッパ部の前記先端部と、は面一である。

これにより、ストッパ部と被刺激体の周囲とを接触させた状態で、超音波発振装置が被刺激体に超音波を付与することができる。ストッパ部が被刺激部の周囲に接触することにより、ストッパ部が被刺激部の周囲に接触した状態を超えて、超音波発振装置が被刺激体に押し当てられることが無い。これによって、被刺激部へ過大な圧力が付与されるのを抑制することができる。

請求項３記載の超音波発振装置は、前記第２の状態において、前記直交方向において、前記ストッパ部と前記固形ゲルの間の少なくとも一部には空気層があることを特徴とする。

これによると、ストッパ部と被刺激部の周囲とが接触するまで超音波発振装置が押圧された場合においても、固形ゲルは変形することができる。よって、被刺激部へ過大な圧力が付与されるのを抑制することができる。

請求項４記載の超音波発振装置は、前記超音波発信装置は、固形ゲルを備え、前記固形ゲルは、前記超音波伝搬方向に向かうにつれて断面積が大きくなるテーパ形状に形成されている。

これにより、固形ゲルが変形しやすくなり、被刺激部に過大な圧力が付与されるのを抑制することができる。

請求項５記載の超音波発振装置は、固形ゲルを備え、前記固形ゲルには、前記超音波伝搬方向に凹む穴が形成されている。

これにより、固形ゲルが変形しやすくなり、被刺激部に過大な圧力が付与されるのを抑制することができる。

請求項６記載の超音波発振装置は、前記固形ゲルは、前記超音波振動子に接触可能で、前記超音波伝搬方向と反対方向の一端の面である一端面を有し、前記一端面の面積が、前記超音波振動子の面積よりも大きい。

これにより、超音波振動子の全体に固形ゲルを接触させることができ、超音波振動子から発生した超音波を効率的に被刺激部へ伝搬させることができる。

請求項７記載の超音波発振装置は、前記ストッパ部には、前記窪みと外部とを連通する空気逃げ穴が形成されていることを特徴とする。

これにより、固形ゲルが変形しやすくなり、被刺激部に過大な圧力が付与されるのを抑制することができる。

請求項８記載の超音波発振装置は、前記ストッパ部は、前記固形ゲルより固い材料で形成されることを特徴とする。

これにより、被刺激部に過大な圧力が付与されるのを抑制することができる。

請求項９記載の超音波発振装置は、前記ストッパ部は、前記ストッパ部の前記先端部が、被刺激体と前記超音波発振装置とを接着する接着部として形成されている。

これにより、超音波発振装置と被刺激体とを確実に固定することができ、被刺激体への超音波付与を効率的に行うことができる。

請求項１０記載の超音波発振装置は、前記超音波振動子は、超音波を発生する圧電素子と、前記超音波を収束する音響レンズとを有し、前記超音波振動子は、前記音響レンズと前記筐体とを接着する超音波振動子接着部材を介して、前記筐体に保持される。

音響レンズと筐体とは音響インピーダンスが近い為、音響レンズと筐体とが接触していると、圧電素子から発生した超音波は音響レンズから筐体へ漏えいしてしまう。しかし、本発明によると、音響レンズと筐体との間に、音響レンズや筐体と音響インピーダンスが異なる超音波振動子接着部材が配置されているので、圧電素子から発生した超音波が音響レンズから筐体へ漏えいするのを抑制することができる。したがって、効率よく超音波を伝搬させることができる。

固形ゲル２を装着した超音波発振装置１の斜視図である。 固形ゲル２を装着した超音波発振装置１の平面図である。 図２の一点鎖線Ａ−Ａにおいて矢視方向からみた、固形ゲル２を装着した超音波発振装置１の断面図である。 超音波発振装置１と人体Ｊ（被刺激体）とが離間している状態の超音波発振装置１の断面図である。 超音波発振装置１と人体Ｊ（被刺激体）とが離間している状態の超音波発振装置１の断面図である。 超音波発振装置１と人体Ｊ（被刺激体）とが接触している状態の超音波発振装置１の断面図である。 超音波発振装置１と人体Ｊ（被刺激体）とが接触している状態の超音波発振装置１の断面図である。 本発明の変形例１における固形ゲル２の形状を示す図である。 本発明の変形例２における固形ゲル２の形状を示す図である。 本発明の変形例２における超音波発振装置１の断面図であり、ストッパ部３５の先端に接着部３７を設けることを示す図である。

（全体構造の説明）
図１〜図３を参照し、本実施形態に係る超音波発振装置１の構造について説明する。図１は、超音波発振装置１の斜視図である。図２は、超音波発振装置１の平面図である。図３は、図２のＡ‐Ａ断面から見た超音波発振装置１の断面図である。

超音波発振装置１は、筐体３と、筐体３に保持された超音波振動子４とを備え、筐体３内に固形ゲル２を収容する。超音波発振装置１は、超音波振動子４が発した超音波を、人体Ｊの経穴に向けて発振する。超音波発振装置１は、人体Ｊの経穴に超音波が発振されるように、固形ゲル２を介して、人体Ｊに対して配置される。超音波発振装置１が、人体Ｊに対して配置された状態で、超音波を発振すると、人体Ｊの経穴が超音波によって刺激されて人体Ｊに治療効果がもたらされる。したがって、超音波発振装置１は、人体Ｊに治療効果をもたらす超音波治療装置として用いられる。

ここで、筐体３の軸線Ｐの方向を軸線方向とする。超音波振動子４と固形ゲル２とは、筐体３内に、軸線方向に並んで配置される。軸線方向に沿って、超音波振動子４から固形ゲル２に向かう方向は、超音波が人体Ｊに発振される方向である。超音波振動子４から固形ゲル２に向かう方向を、超音波伝搬方向とする。

超音波発振装置１は、軸線方向に延びる筐体３を備える。筐体３は、例えば、耐熱性を有するエンジニアリングプラスチックを用いて構成され、一般的に、剛性が高い。筐体３は、内周部と外周部とを有する円筒形状に形成されている。筐体３の円筒の内部は、超音波振動子４と固形ゲル２とが収容される空間となっている。筐体３の超音波伝搬方向の端部に、後述するストッパ部３５が形成されている。筐体３は、第１筐体部３１と、第１筐体部３１の超音波伝搬方向に隣接する第２筐体部３２とを備える。第２筐体部３２は、第１筐体部３１の内径と比較して、大きな内径となるように構成されている。

超音波振動子４は、筐体３内に配置されており、筐体３に保持されている。超音波振動子４は、圧電素子５と音響レンズ６とを備える。

圧電素子５は、電圧が印加されることにより変形する部材である。圧電素子５は、変形に伴う振動により超音波を発生する。圧電素子５は、全体が筐体３内部に配置されている。圧電素子５は、圧電体と、圧電体を挟む２枚の電極とから構成される。圧電体は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）が使用される。電極間に所定の電圧が印加されると、電圧に応じてＰＺＴが変形し、超音波を発生する。なお、圧電体の材料はこれに限らず、圧電特性を有する他の材料を圧電体として使用してもよい。

音響レンズ６は、軸線方向に延びる略円柱形状の部材であり、圧電素子５の超音波伝搬方向側に圧電素子５に隣接して、筐体３内部に保持される。音響レンズ６は、アクリル樹脂により形成される。音響レンズ６の音響インピーダンスは、筐体３の音響インピーダンスと近い値を示す。なお、音響レンズ６の材料はこれに限らず、シリコーン樹脂等の他の合成樹脂製であっても良い。音響レンズ６の、軸線方向と交差する方向の径は、第１筐体部３１の内周と略同一に形成されており、音響レンズ６は、接着剤７を介して筐体３の内周と接着している。接着剤７は、音響レンズ６の音響インピーダンスと異なる音響インピーダンスを有するものが用いられる。音響レンズ６は、音響レンズ６の全体が筐体３の内部に配置されている。超音波伝搬方向における音響レンズ６の端部６１には、超音波伝搬方向と反対方向に凹んだ凹部６２が形成されている。音響レンズ６の凹部６２は、音響レンズ６に入力された超音波を、所定の焦点位置に収束させる。すなわち、音響レンズ６の凹部６２は、圧電素子５から発せられた超音波を所定の焦点位置に収束させる。

固形ゲル２は、粘着性を有しており、超音波発振装置１に対して着脱可能に設けられている。固形ゲル２は、人体Ｊ等の被刺激体に接触した状態で、超音波振動子４から発せられた超音波を、人体Ｊへ伝達する。超音波を効率良く伝達するために、固形ゲル２は、人体の音響インピーダンスと近い音響インピーダンスを有する材料で構成されている。本実施形態において、固形ゲル２は上面２１と下面２２とを備える円盤形状に形成されており、上面２１と下面２２に圧力が加えられることにより、横方向に変形するように形成されている。固形ゲル２は、音響レンズ６の径よりも大きな径で形成されている。また、固形ゲル２は、第２筐体部３２の内径よりも小さな径で形成されている。固形ゲル２の径が第２筐体部３２の内径よりも小さく形成されているので、固形ゲル２を第２筐体部３２の内部に収容することができる。固形ゲル２は、固形ゲル２の上面２１を、音響レンズ６の超音波伝搬方向の端部に接触させて、第２筐体部３２の内部に収容される。固形ゲル２が第２筐体部３２の内部に収容されたとき、固形ゲル２の外周２３と第２筐体部３２の内周３２０との間には空間が形成される。また、固形ゲル２の上面２１から下面２２までの高さは、固形ゲル２を音響レンズ６に接触させて第２筐体部３２に収容したときに、固形ゲル２の下面２２側の一部が第２筐体部３２の外部に突出するような高さに形成されている。

（構造の説明）
図３を参照し、本実施形態に係る超音波発振装置１の構造について、詳述する。

上述したように、筐体３は、第１筐体部３１と、第１筐体部３１の超音波伝搬方向に隣接する第２筐体部３２とを備える。また、筐体３は、第１筐体部３１の超音波伝搬方向と反対方向に隣接する第３筐体部３３と、第１筐体部３１と第３筐体部３３とを接続する第４筐体部３４とを、さらに備える。

第１筐体部３１は、軸線方向に延びる略円柱形状の中空部材である。第１筐体部３１は、軸線方向における全領域で、内径が等しく構成されている。第１筐体部３１は、軸線方向において、外径が異なるように構成される。第１筐体部３１の超音波伝搬方向端部の外径は、第１筐体部３１の他の部分の外径より大きい。

第２筐体部３２は、軸線方向に延びる略円柱形状の中空部材である。第２筐体部３２は、軸線方向における全領域で、内径が等しく構成されている。第２筐体部３２の内径は、第１筐体部３１の内径より大きい。第２筐体部３２は、軸線方向における全領域で、外径が等しく構成されている。第２筐体部３２の外径は、第１筐体部３１の超音波伝搬方向端部の外径と等しい。

第３筐体部３３は、軸線方向に延びる略円柱形状の中空部材である。第３筐体部３３は、軸線方向における全領域で、内径が等しく構成されている。第３筐体部３３の内径は、第１筐体部３１の内径より小さい。第３筐体部３３は、軸線方向における全領域で、外径が等しく構成されている。第３筐体部３３の外径は、第１筐体部３１の超音波伝搬方向端部の外径より小さい。

第４筐体部３４は、軸線方向と垂直方向に、第３筐体部３３の超音波伝搬方向端部から第１筐体部３１の超音波伝搬方向と反対方向端部に向かう壁部として構成されている。

第２筐体部３２には、第２筐体部３２の内部と第２筐体部３２の外部とを連通する円形の貫通孔である空気逃げ穴３６が形成されている。空気逃げ穴３６は、超音波伝搬方向における第２筐体部３２の中心位置よりも、超音波伝搬方向と反対側に設けられている。なお、空気逃げ穴３６の数は一つでも複数でも良い。また、空気逃げ穴３６の形状は円形に限らない。また、空気逃げ穴３６の位置もこれに限らず、適宜変更できる。また、本実施形態では、空気逃げ穴３６を設けたが、空気逃げ穴３６を設けなくても良い。

第２筐体部３２の超音波伝搬方向の端部はストッパ部３５として形成されている。ストッパ部３５は直径２ｃｍの略円形状に形成されており、人体Ｊの経穴よりも大きい。人体Ｊに超音波発振装置１を接触させるとき、ストッパ部３５が人体Ｊに接触する。このとき、人体Ｊの経穴の周囲にストッパ部３５が接触するが、ストッパ部３５は経穴には接触しない。

音響レンズ６は、軸線方向と交差する方向の径が、第１筐体部３１の内周３１０の径と略同一に形成されている。これにより、音響レンズ６は第１筐体部３１の内周３１０に囲まれた空間３１１に収容される。音響レンズ６は、大部分が第１筐体部３１の内周３１０に囲まれた空間３１１に収容されるが、超音波伝搬方向側の一部分は、第１筐体部３１の内周３１０に囲まれた空間３１１から超音波伝搬方向に突出している。第１筐体部３１の内周３１０に囲まれた空間３１１から超音波伝搬方向に突出する、音響レンズ６の一部分は、第２筐体部３２の内周３２０に囲まれた空間３２１に収容される。言い換えると、第２筐体部３２は、超音波伝搬方向について、音響レンズ６より突出している。

音響レンズ６が筐体３の内部に収容されることにより、筐体３の内周に囲まれた空間は、音響レンズ６により、超音波伝搬方向において２つの空間に隔てられる。２つの空間の内、音響レンズ６より超音波伝搬方向側の空間を第１空間３０１とする。同様に、２つの空間の内、音響レンズ６より超音波伝搬方向と反対方向側の空間を第２空間３０２とする。第１空間３０１は、第２筐体部３２の内周３２０と、第１筐体部３１の内音響レンズ６と接触する部分より超音波伝搬方向側の部分と、音響レンズ６と、によって囲まれる空間である。第１空間３０１は、超音波伝搬方向側が筐体３の外部に開放されている。第１空間３０１は、固形ゲル２が収容される空間であり、固形ゲル充填空間として機能する。第２空間３０２は、音響レンズ６と、第１筐体部３１の内音響レンズ６と接触する部分より超音波伝搬方向反対側の部分と、第４筐体部３４と、第３筐体部３３の内周３３０と、によって囲まれる空間である。第２空間３０２は、超音波伝搬方向と反対方向側が筐体３の外部に開放されている。

圧電素子５は、第１筐体部３１の内周３１０に囲まれた空間３１１に、音響レンズ６と接触して配置される。圧電素子５の外径は、第１筐体部３１の内径より小さく形成されている。したがって、第１筐体部３１の内周３１０に囲まれた空間３１１に配置される圧電素子５と、第１筐体部３１とが接触することは無い。また、圧電素子５の軸線方向の高さに比べ、第１筐体部３１の軸線方向の長さは大きく形成されており、圧電素子５は、第３筐体部３３や第４筐体部３４とは、離間して配置される。つまり、圧電素子５と筐体３とは直接接触することはない。

固形ゲル２は、図３に示すように、第１空間３０１内で、筐体３及び超音波振動子４に対して保持される。固形ゲル２は、筐体３及び超音波振動子４に対して保持される場合、円筒形状の固形ゲル２の上面２１が、音響レンズ６に接触するように配置される。固形ゲル２は、超音波伝搬方向における音響レンズ６から第２筐体部３２の先端部までの距離に比べ、上下方向の高さが大きく形成されている。従って、固形ゲル２が、上面２１を音響レンズ６に接触させて第１空間３０１の内に配置された場合、固形ゲル２の下面２２側の一部分は、第１空間３０１から突出する。固形ゲル２は、外径が音響レンズ６の径よりも大きく形成されている。従って、固形ゲル２が、上面２１を音響レンズ６に接触させて第１空間３０１内に配置された場合、固形ゲル２は音響レンズ６の全面に対して配置される。固形ゲル２は、外径が第２筐体部３２の内径よりも小さく形成されている。従って、固形ゲル２が、上面２１を音響レンズ６に接触させて第１空間３０１内に配置された場合、固形ゲル２の外周２３と第２筐体の内周３２０とが接触しない。固形ゲル２は、第１空間３０１の体積に比べて小さな体積で形成されている。

（使用）
次に、図４〜図７を参照して、超音波発振装置１が使用される工程を説明する。

図４は、超音波発振装置１と人体Ｊとが離間した状態であり、超音波発振装置１に固形ゲル２が配置されていない状態を示す。図５は、超音波発振装置１と人体Ｊとが離間した状態であり、超音波発振装置１に固形ゲル２が装着された状態を示す。図６は、固形ゲル２と人体Ｊとが接触するが、筐体３と人体Ｊとは離間している状態を示す。図７は、固形ゲル２と人体Ｊとが接触し、筐体３と人体Ｊとが接触している状態を示す。図７の状態で、超音波発振装置１が超音波を発振すると、発振された超音波により人体Ｊの経穴が刺激され、人体Ｊに治療効果がもたらされる。図４、５、６は、第１の状態に対応する図であり、図７は、第２の状態に対応する図である。

超音波発振装置１により人体Ｊの経穴を刺激するために、最初に、図４に示すように、超音波発振装置１が用意される。図４に示す状態では、超音波発振装置１には固形ゲル２が装着されていない。

次に、図５に示すように、超音波発振装置１は、使用者により固形ゲル２が装着される。言い換えると、使用者により、超音波発振装置１の第１空間３０１に固形ゲル２が挿入される。固形ゲル２は、固形ゲル２の上２１面が、音響レンズ６の超音波伝搬方向の端面６１に接触するようにして、音響レンズ６に貼り付けられる。固形ゲル２の径は音響レンズ６の径よりも大きいので、音響レンズ６の全面に亘って、固形ゲル２が配置される。このとき、音響レンズ６は凹部６２を有しているので、固形ゲル２と音響レンズ６との間には、固形ゲル２と音響レンズ６とが接触しない部分ができる。また、固形ゲル２の径は、第２筐体部３２の内周３２０の径に比べて小さく形成されているので、図５のように第１空間３０１に固形ゲル２を配置した状態において、固形ゲル２の外周２３と第２筐体部３２の内周３２０との間は離間している。固形ゲル２の外周２３と第２筐体部３２の内周３２０との間は空気層となっている。また、固形ゲル２は、音響レンズ６の超音波伝搬方向における端部６１から第２筐体部３２の先端部までの距離より、上下方向の高さが大きく形成されている。従って、図５に示すように、固形ゲル２が、上面２１を音響レンズ６に接触させて第１空間３０１内に配置された場合、固形ゲル２の下面２２側の一部分は、第１空間３０１から突出する。つまり、図５に示す状態では、超音波伝搬方向において、固形ゲル２は、筐体３のストッパ部３５よりも、突出している。

次に、図６に示すように、固形ゲル２と人体Ｊとを接触させるように、超音波発振装置１が人体Ｊに配置される。このとき、効率よく経穴に超音波を付与するために、経穴の直上に、超音波振動子４及び固形ゲル２が位置するように、超音波発振装置１は配置される。経穴は、例えば、内関という経穴である。内関は、手首の内側の２つの腱に挟まれた領域に存在する。従って、内関を刺激する場合は、手首の内側の２つの腱に挟まれた領域に超音波振動子４及び固形ゲル２が位置するように、超音波発振装置１は配置される。また、このとき、経穴の直上とは異なる位置に筐体３のストッパ部３５が配置されるように、超音波発振装置１は人体Ｊに配置される。

ここで、図６に示す状態で、超音波発振装置１が超音波を発振する場合を考える。図６に示す状態では、図５に示す状態と同様に、固形ゲル２と音響レンズ６との間には、固形ゲル２と音響レンズ６とが接触しない部分が存在し、この部分には空気層が存在している。音響レンズ６から出射された超音波は、音響レンズ６と空気層との界面で界面反射する。音響レンズ６の音響インピーダンスは、空気の音響インピーダンスと大きく異なっているので、大部分の超音波は、音響レンズ６と空気層との界面で界面反射する。つまり、空気層が存在している場合、音響レンズ６から出射された超音波が界面反射してしまい、経穴に入力される超音波の強度が低下してしまう。

同様の問題は、固形ゲル２と人体Ｊとの間の空気層によっても引き起こされる。固形ゲル２と人体Ｊとの間の接触は使用者によって行われるため、固形ゲル２と人体Ｊとの間に空気層が介在する可能性がある。固形ゲル２と人体Ｊとの間に空気層が有る場合、固形ゲル２から出射された超音波が界面反射してしまい、経穴に入力される超音波の強度が低下してしまう。

空気層による界面反射を抑制するために、音響レンズ６と固形ゲル２との間の空気層や、固形ゲル２と人体Ｊとの間の空気層を少なくすることが必要である。空気層を少なくするために、本実施形態では、図７に示す状態をとるように、超音波発振装置１が配置される。
図７は、図６に示す状態の超音波発振装置１が超音波伝搬方向に向けて人体Ｊに押し当てられることで、超音波発振装置１が人体Ｊと接触した状態を示す。図７に示す状態の超音波発振装置１においては、音響レンズ６と固形ゲル２とは接触しており、音響レンズ６と固形ゲル２との間に空気層は存在しない。また、固形ゲル２と人体Ｊとは接触しており、固形ゲル２と人体Ｊとの間に空気層は存在しない。また、図７に示す状態の超音波発振装置１においては、筐体３のストッパ部３５が、人体Ｊに接触している。つまり、固形ゲル２の下面２２と筐体３のストッパ部３５の先端部とは、超音波伝搬方向において同じ位置に位置している。また、本実施形態における超音波発振装置１においては、第２筐体部３２の内周３２０と固形ゲル２とが接触していないが、第２筐体部３２の内周３２０と固形ゲル２とが接触する実施形態としてもよい。

ここで、図６に示す状態の超音波発振装置１から図７に示す状態の超音波発振装置１となるように、超音波発振装置１に人体Ｊへ向かう応力が加えられる工程を、詳述する。

本実施形態では、超音波発振装置１は、使用者の指等により人体Ｊに向かって応力が加えられ、人体Ｊに押圧される。ただし、超音波発振装置１が人体Ｊに押し当てられる構成はこれに限らない。超音波発振装置１にベルトを取付け、ベルトを人体Ｊに巻きつけることにより、超音波発振装置１と人体Ｊとを接触させてもよいし、他の方法でもよい。

超音波発振装置１に、人体Ｊへ向かう応力が加えられるのに伴って、固形ゲル２には、人体Ｊと音響レンズ６とによって挟まれる方向に圧力が加わる。固形ゲル２は、圧力が加えられることにより、変形する。固形ゲル２が変形することで、固形ゲル２と音響レンズ６との間に存在していた空気層は押しだされ、固形ゲル２と音響レンズ６との間に空気層は存在しなくなる。同様に、固形ゲル２が変形することで、固形ゲル２と人体Ｊとの間に存在していた空気層は押しだされ、固形ゲル２と人体Ｊとの間に空気層は存在しなくなる。超音波発振装置１に、人体Ｊへ向かう応力が加えられると、固形ゲル２が変形し超音波方向の長さが小さくなった分、超音波発振装置１の筐体３及び超音波振動子４は、人体Ｊへ近づく方向に移動し、ストッパ部３５が人体Ｊに接触する。ストッパ部３５が人体Ｊに接触することにより、それ以上、超音波発振装置１が人体Ｊへ押圧されることが無くなる。なお、ストッパ部３５の位置は、経穴の位置と異なる位置に配置される。これにより、超音波発振装置１が人体Ｊに押し付けられたときに、ストッパ部３５から人体Ｊへ与えられる圧力が、直接、経穴に与えられることは無い。

第１空間３０１の体積は固形ゲル２の体積よりも大きいので、ストッパ部３５が人体Ｊに接触した状態においても、変形した固形ゲル２は全体積が第１空間３０１内に収容される。

また、第２筐体部３２には、空気逃げ穴３６が形成されている。これによって、第１空間３０１内の空気は、空気逃げ穴３６を通って、第１空間３０１内から外部へ出ることができる。従って、固形ゲル２に圧力が加えられたときに、固形ゲル２が変形し易い。なお、本実施形態では、空気逃げ穴３６は、超音波伝搬方向における第２筐体部３２の中心位置よりも、超音波伝搬方向と反対側に設けられている。これにより、変形した固形ゲル２が、第２筐体部３２の中心位置より超音波方向側で第２筐体部３２と接触しても、第２筐体部３２と固形ゲル２と囲まれた空間は、空気逃げ穴３６を介して外部と連通している。従って、第１空間３０１内に空気が残留して、固形ゲル２の変形が阻害されることが無くなる。

最後に、図７の状態の超音波発振装置１から超音波を発振させる。上述のように、図７に示す状態の超音波発振装置１では、固形ゲル２と音響レンズ６との間及び固形ゲル２と人体Ｊとの間の空気層が少なくなっている。従って、図７に示す状態においては、図６に示す状態に比べて、固形ゲル２と音響レンズ６との間及び固形ゲル２と人体Ｊとの間での界面反射の発生は、抑制される。よって、図７に示す状態の超音波発振装置１において、超音波を発生させることにより、界面反射が抑制された状態で、超音波が経穴に入力される。これによって、経穴が刺激されて、人体Ｊに経穴治療効果がもたらされる。

（効果）
超音波発振装置１は、固定ゲルが人体Ｊに接触し、超音波発振装置１が固形ゲル２を押圧した状態で、超音波発振装置１が超音波を発振することにより、超音波により人体Ｊを刺激することができる。

そして、超音波発振装置１は、固形ゲル２より人体Ｊ側から凹んで形成されたストッパ部３５を有している。超音波発振装置１が固形ゲル２を介して人体Ｊに押し当てられるときに、ストッパ部３５が人体Ｊに接触していない状態で、超音波発振装置１を固形ゲル２を介して人体Ｊに押し付けることができる。超音波発振装置１を固形ゲル２を介して人体Ｊに押し付けることができるので、人体Ｊと固形ゲル２との間及び固形ゲル２と超音波振動子４との間が、隙間なく密着される。人体Ｊと固形ゲル２との間又は固形ゲル２と超音波振動子４との間に空気層が存在する場合、空気層との界面で超音波の反射が発生し、超音波振動子４から人体Ｊに向かう超音波が反射してしまう。しかし、人体Ｊと固形ゲル２との間及び固形ゲル２と超音波振動子４との間が、隙間なく密着されているので、空気層界面での超音波反射を抑制し、超音波を効率よく伝搬させることができる。

また、ストッパ部３５が固形ゲル２の周囲に配置されている。超音波発振装置１が固形ゲル２を介して人体Ｊに押し当てられると、ストッパ部３５が人体Ｊの経穴の周囲に接触する。ストッパ部３５が人体Ｊの経穴の周囲に接触することにより、押圧反力が大きくなる。押圧反力が大きくなったのを使用者が感知し、使用者はそれ以上押すことを止めることができる。これによって、人体Ｊの経穴へ過大な圧力が付与されるのを抑制することができる。なお、ストッパ部３５は人体Ｊの経穴の周囲に接触しており、ストッパ部３５は経穴を直接押圧しない。これによって、人体Ｊの経穴に過大な圧力が付与されるのを抑制することができる。

また、超音波発振装置１では、第１空間３０１の体積は、固形ゲル２の体積よりも大きい。超音波発振装置１が固形ゲル２を介して人体Ｊに押し当てられると、固形ゲル２が変形するが、変形した固形ゲル２はストッパ部３５に囲まれた空間に退避することができる。本実施例とは異なるが、固形ゲル２が変形できない場合、超音波発振装置１を固形ゲル２を介して人体Ｊに押し付けたときに、押し付ける圧力を大きくすれば人体Ｊに大きな圧力が付与されてしまう。しかし、本実施形態では固形ゲル２が変形することにより、超音波発振装置１を固形ゲル２を介して人体Ｊの経穴に押し付けたときに人体Ｊの経穴に付与される圧力を制限することができる。よって人体Ｊの経穴に過大な圧力が付与されるのを抑制することができる。

超音波発振装置１では、超音波発振装置１が人体Ｊから離間した第１の状態と、超音波発振装置１が人体Ｊに接触した第２の状態と、のいずれかの状態に変化することができる。第１の状態において、ストッパ部３５の先端部は、超音波伝搬方向について固形ゲル２より凹んでいる。第２の状態において、固形ゲル２の超音波伝搬方向の端面である下面２２と、ストッパ部３５の先端部と、は面一である。これにより、ストッパ部３５と人体Ｊの周囲とを接触させた状態で、超音波発振装置１が人体Ｊに超音波を付与する。ストッパ部３５が人体Ｊの経穴の周囲に接触することにより、押圧反力が大きくなる。押圧反力が大きくなったのを使用者が感知し、使用者はそれ以上押すことを止めることができる。これによって、人体Ｊの経穴へ過大な圧力が付与されるのを抑制することができる。

超音波発振装置１では、第２の状態において、超音波伝搬方向と直交する直交方向において、ストッパ部３５と固形ゲル２との間の少なくとも一部には空気層があることを特徴とする。空気層の存在により、ストッパ部３５と人体Ｊとが接触するまで超音波発振装置１が押圧される間、固形ゲル２は変形する。よって、人体Ｊの経穴へ過大な圧力が付与されるのを抑制することができる。

超音波発振装置１では、固形ゲル２は、超音波振動子４に接触可能で、超音波伝搬方向と反対方向の一端の面である一端面である下面２２を有し、下面２２の面積が、超音波振動子４の面積よりも大きい。

これにより、超音波振動子４の超音波発振方向の端面全体に固形ゲル２を接触させることができ、超音波振動子４から発生した超音波を全て固形ゲル２に伝達されるので、効率的に人体Ｊの経穴へ伝搬させることができる。

超音波発振装置１は、ストッパ部３５には、第１空間３０１と外部とを連通する空気逃げ穴３６が形成されていることを特徴とする。これにより、空気逃げ穴３６が無い場合の構成と比較して、空気が空気逃げ孔から逃げやすくなるので、固形ゲル２が変形しやすくなり、人体Ｊの経穴に過大な圧力が付与されるのを抑制することができる。

超音波発振装置１では、超音波振動子４は、超音波を発生する圧電素子５と、超音波を収束する音響レンズ６とを有し、超音波振動子４は、音響レンズ６と筐体３とを接着する接着部材７を介して、筐体３に保持される。音響レンズ６と筐体３とは音響インピーダンスが近い為、音響レンズ６と筐体３とが接触していると、圧電素子５から発生した超音波は音響レンズ６から筐体３へ漏えいしてしまう。しかし、本実施形態によると、音響レンズ６と筐体３との間に、音響レンズ６や筐体３と音響インピーダンスが異なる接着部材７が配置されているので、圧電素子５から発生した超音波が音響レンズ６から筐体３へ漏えいするのを抑制することができる。したがって、効率よく超音波を伝搬させることができる。

本実施形態において、超音波発振装置１が、本発明の「超音波発振装置」に相当する。固形ゲル２が、本発明の「固形ゲル」に相当する。筐体３が、本発明の「筐体」に相当する。超音波伝搬方向が、本発明の「超音波伝搬方向」に相当する。超音波振動子４が、本発明の「超音波振動子」に相当する。ストッパ部３５が、本発明の「ストッパ部」に相当する。第１空間３０１が、本発明の「窪みの固形ゲルを収容する空間」に相当する。第２筐体部３２の内周３２０が、本発明の「窪みの内周面」に相当する。固形ゲル２の外周２３が、本発明の「固形ゲルの外周面」に相当する。貫通孔２４が、本発明の「凹部」に相当する。固形ゲル２の上面２１が、本発明の「一端面」に相当する。空気逃げ穴３６が、本発明の「空気逃げ穴」に相当する。圧電素子５が、本発明の「圧電素子」に相当する。音響レンズ６が、本発明の「音響レンズ」に相当する。

（変形例１）
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施例に限定されるものでなく、種々の改良変更が可能である。

上述した実施例においては、固形ゲル２の形状が円筒形状であったが、本発明は、この様態に限定されない。図８に示すように、固形ゲル２の形状を超音波伝搬方向に向かって広がるテーパ形状としてもよい。固形ゲル２をテーパ形状にすることにより、固形ゲル２が変形しやすくなる。これにより、経穴に過大な圧力が付与されるのを抑制することができる。

（変形例２）
また、図９に示すように、固形ゲル２に、上面２１から下面２２へ超音波伝搬方向に向かって貫通する貫通孔２４を設けても良い。固形ゲル２に貫通孔２４を設けることにより、固形ゲル２が変形しやすくなる。これにより、経穴に過大な圧力が付与されるのを抑制することができる。図９では、貫通孔２１は固形ゲル２を貫通するよう構成として設けたが、貫通孔に替えて貫通しない凹部としてもよい。この場合も、固形ゲル２が変形しやすくなる。これにより、経穴に過大な圧力が付与されるのを抑制することができる。

（変形例３）
また、上述した実施例に加えて、図１０に示すように、ストッパ部３５の先端部に接着部３７を設けても良い。接着部３７は、人体Ｊに接着する部材である。接着部３７は、ストッパ部３５の先端に塗布される。接着部３７はこれに限らず、例えば、ストッパ部３５に貼付けられた両面テープ等を、接着部３７としてもよい。ストッパ部３５の先端部に接着部３７を設けることにより、超音波発振装置１を人体Ｊに押し付けたときに、ストッパ部３５の先端部と人体Ｊとが接着部３７を介して接着される。これにより、超音波発振装置１と人体Ｊとが固定されるので、空気層を介在しない状態で安定的に、超音波発振装置１を配置することができる。したがって、効率的に人体Ｊの経穴へ超音波が伝搬される。

１ 超音波発振装置
２ 固形ゲル
３ 筐体
４ 超音波振動子
５ 圧電素子
６ 音響レンズ
２１ 上面
２２ 下面
２３ 外周
３１ 第１筐体部
３２ 第２筐体部
３３ 第３筐体部
３４ 第４筐体部
３５ ストッパ部
３６ 空気逃げ穴
３７ 接着部
３０１ 第１空間
３０２ 第２空間
３１０ 第１筐体部３１の内周
３２０ 第２筐体部３２の内周
３３０ 第３筐体部３３の内周
２４ 貫通孔
Ｊ 人体

Claims (10)

1. 被刺激体に接触可能な固形ゲルを介して超音波を発振することにより、被刺激体に超音波を付与する超音波発振装置であって、
   筐体と、
   前記筐体の内部に保持され、超音波伝搬方向において超音波を前記固形ゲルへ向けて発振する超音波振動子と、
   を備え、
   前記筐体は、被刺激体に接触可能に構成された先端部を有するストッパ部を含み、
   前記ストッパ部は、前記超音波振動子の保持位置から、前記超音波伝搬方向へ突出して配置され、
   前記ストッパ部は、前記固形ゲルが被刺激体から離間した状態において、前記超音波伝搬方向と直交する方向において空気層を介して前記固形ゲルを取り囲んで前記固形ゲルを収容する窪みを備え、
   前記ストッパ部の前記先端部は、前記固形ゲルが被刺激体から離間した状態において、前記超音波伝搬方向について、前記固形ゲルの接触面より被刺激体側から離間するように形成され、
   前記窪みの体積は、前記固形ゲルの体積よりも大きいことを特徴とする超音波発振装置。
2. 前記固形ゲルが被刺激体から離間した第１の状態において、前記ストッパ部の前記先端部は、前記超音波伝搬方向において前記固形ゲルよりも被刺激体から離間し、
   前記固形ゲルが被刺激体に接触した第２の状態において、前記固形ゲルの前記接触面と、前記ストッパ部の前記先端部と、は前記超音波伝搬方向において同じ位置に位置することを特徴とする請求項１記載の超音波発振装置。
3. 前記第２の状態において、前記直交する方向において、前記窪みの内周面と前記固形ゲルの外周面との間に空気層が確保されるように前記窪みが形成されることを特徴とする請求項２記載の超音波発振装置。
4. 前記固形ゲルをさらに備え、
   前記固形ゲルは、
   前記超音波伝搬方向に向かうにつれて断面積が大きくなるテーパ形状に形成される
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の超音波発振装置。
5. 前記固形ゲルをさらに備え、
   前記固形ゲルには、前記超音波伝搬方向に凹む凹部が形成される
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の超音波発振装置。
6. 前記固形ゲルは、
   前記超音波振動子に接触可能で、前記超音波伝搬方向と反対方向の一端の面である一端面を有し、前記一端面の面積が、前記超音波振動子の前記超音波伝搬方向の端面の面積よりも大きいことを特徴とする請求項１〜５のいずれか記載の超音波発振装置。
7. 前記ストッパ部には、
   前記窪みと外部とを連通する空気逃げ穴が形成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか記載の超音波発振装置。
8. 前記ストッパ部は、
   前記固形ゲルより固い材料で形成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか記載の超音波発振装置。
9. 前記ストッパ部の前記先端部に設けられ、被刺激体と前記超音波発振装置とを接着する第１の接着剤を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか記載の超音波発振装置。
10. 前記超音波振動子は、超音波を発生する圧電素子と、前記超音波を収束する音響レンズとを備え、
    前記超音波振動子は、前記音響レンズと前記筐体とを第２の接着部によって接着することによって、前記筐体に保持されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか記載の超音波発振装置。

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