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JP5374095B2 - Method for manufacturing ultrasonic probe for ultrasonic treatment apparatus - Google Patents

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JP5374095B2 JP2008221361A JP2008221361A JP5374095B2 JP 5374095 B2 JP5374095 B2 JP 5374095B2 JP 2008221361 A JP2008221361 A JP 2008221361A JP 2008221361 A JP2008221361 A JP 2008221361A JP 5374095 B2 JP5374095 B2 JP 5374095B2
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method suitable for manufacturing an ultrasonic probe for an ultrasonic treatment device from titanium material. <P>SOLUTION: The method for manufacturing the ultrasonic probe for an ultrasonic treatment device includes a preparation process for preparing a rod of material 58 formed of titanium material, and an area reduction molding process for area reduction molding of at least one end side of the material 58 by use of an area reduction molding die 52. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、超音波振動を利用して生体組織に各種処置を行う超音波処置装置に用いられる超音波プローブの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing an ultrasonic probe for use in line cormorants ultrasonic treatment apparatus of various treatments by using the ultrasonic vibration to the living tissue.

超音波振動を利用して生体組織に各種処置を行う様々な超音波処置装置がある。このような超音波処置装置では振動伝達部材としての超音波プローブが用いられる。超音波プローブは、例えば全長400〜450mmの長尺な棒状の部材であり、超音波処置装置の筒状のシース内に挿通されている。超音波プローブの基端部は超音波処置装置に内蔵されている超音波振動子に連結されており、超音波プローブの先端部は超音波処置装置の先端部において外部に突出している。超音波振動子で発生された超音波振動は超音波プローブの基端部から先端部へと伝達され、振動状態にあるプローブの先端部を生体組織に押圧することで、生体組織に各種処置を行うことが可能である。   There are various ultrasonic treatment devices that perform various treatments on living tissue using ultrasonic vibration. In such an ultrasonic treatment apparatus, an ultrasonic probe as a vibration transmission member is used. The ultrasonic probe is a long rod-like member having a total length of 400 to 450 mm, for example, and is inserted into a cylindrical sheath of the ultrasonic treatment apparatus. The proximal end portion of the ultrasonic probe is connected to an ultrasonic transducer built in the ultrasonic treatment apparatus, and the distal end portion of the ultrasonic probe protrudes to the outside at the distal end portion of the ultrasonic treatment apparatus. The ultrasonic vibration generated by the ultrasonic transducer is transmitted from the proximal end portion of the ultrasonic probe to the distal end portion, and various treatments are applied to the biological tissue by pressing the distal end portion of the probe in a vibrating state against the biological tissue. Is possible.

このような超音波プローブを形成する材料については、音響効果が高く、生体適合性があり、さらに、ヤング率が低く高い破壊歪み及び破壊強度を保つ材料が好ましく、チタン材が用いられている。そして、チタン材の素材から超音波プローブを形成するのに、切削加工が用いられている。特許文献1には、超音波プローブを形成するのに、フライス加工を用いることが開示されている。
特開平10−5237号公報
As a material for forming such an ultrasonic probe, a material having high acoustic effect, biocompatibility, low Young's modulus and high fracture strain and fracture strength is preferable, and a titanium material is used. Then, cutting is used to form an ultrasonic probe from a titanium material. Patent Document 1 discloses that milling is used to form an ultrasonic probe.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-5237

チタン材の素材から切削加工を用いて超音波プローブを形成する場合には、多量の切削屑が発生し廃棄されることになるため、高価なチタン材を用いるにもかかわらず、材料歩留まりが極端に低下してしまう。また、チタン材は硬く加工が難しいため、加工時間が長くなり、生産性が低下してしまう。さらに、超音波プローブは長尺な棒状の部材であるため、軸方向に沿って曲がりが発生しやすく、不良率が高くなってしまう。このように、切削加工は超音波処置装置用超音波プローブの製造に必ずしも適したものではない。   When an ultrasonic probe is formed from a titanium material using a cutting process, a large amount of cutting waste is generated and discarded, so that the material yield is extremely high even though an expensive titanium material is used. It will drop to. Further, since the titanium material is hard and difficult to process, the processing time becomes long and the productivity is lowered. Furthermore, since the ultrasonic probe is a long rod-like member, bending is likely to occur along the axial direction, resulting in a high defect rate. Thus, the cutting process is not necessarily suitable for manufacturing an ultrasonic probe for an ultrasonic treatment apparatus.

本発明は、上記課題に着目してなされたもので、その目的とするところは、超音波処置装置用超音波プローブをチタン材の素材から形成するのに好適な製造方法を提供することである。   The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and its object is to provide a manufacturing method suitable for forming an ultrasonic probe for an ultrasonic treatment apparatus from a material of titanium material. .

本発明の第1実施態様では、超音波処置装置用超音波プローブの製造方法は、チタン材で形成されている棒状の素材を準備する準備工程と、前記素材の少なくとも一端側を減面成形金型を用いて減面成形する減面成形工程と、を具備することを特徴とする。   In the first embodiment of the present invention, the method of manufacturing an ultrasonic probe for an ultrasonic treatment apparatus includes a preparation step of preparing a rod-shaped material formed of a titanium material, and a reduction-molding metal on at least one end side of the material. And a surface-reduction molding step of performing surface-reduction using a mold.

本発明の第2実施態様では、超音波処置装置用超音波プローブの製造方法は、前記準備工程の後、前記減面成形工程の前に、前記減面成形金型を用いて前記減面成形金型と前記素材との摩擦により前記素材を加熱する加熱工程をさらに具備する、ことを特徴とする。   In a second embodiment of the present invention, the method for manufacturing an ultrasonic probe for an ultrasonic treatment apparatus includes the surface-reduction molding using the surface-reduction molding die after the preparation step and before the surface reduction molding step. It further comprises a heating step of heating the material by friction between the mold and the material.

本発明の第3実施態様では、超音波処置装置用超音波プローブの製造方法は、前記減面成形工程では、前記素材を冷間ロータリースエージング用減面成形金型を用いて冷間ロータリースエージングにより減面成形する、ことを特徴とする。   In a third embodiment of the present invention, an ultrasonic probe manufacturing method for an ultrasonic treatment apparatus includes a cold rotary swaging method using a surface molding die for cold rotary swaging in the surface reduction molding step. It is characterized by surface reduction molding by aging.

本発明の第4実施態様では、超音波処置装置用超音波プローブの製造方法は、前記準備工程の後、前記減面成形工程の前に、前記冷間ロータリースエージング用減面成形金型を用いて前記冷間ロータリースエージング用減面成形金型と前記素材との摩擦により前記素材を加熱する加熱工程をさらに具備する、ことを特徴とする。   In a fourth embodiment of the present invention, an ultrasonic probe manufacturing method for an ultrasonic treatment apparatus includes: the cold rotary swaging surface-reduction mold after the preparation step and before the surface-reduction molding step. It further comprises a heating step of heating the material by friction between the cold rotary swaging surface-reduction mold and the material.

本発明の第5実施態様では、超音波処置装置用超音波プローブの製造方法は、前記減面成形工程の後、前記素材の一端部を冷間プレス用ベンディング成形金型を用いて冷間プレスによりベンディング成形するベンディング成形工程をさらに具備する、ことを特徴とする。   In the fifth embodiment of the present invention, in the method of manufacturing an ultrasonic probe for an ultrasonic treatment apparatus, after the surface-reduction molding step, one end of the material is cold pressed using a cold pressing bending mold. The method further comprises a bending molding step of bending molding according to the above.

本発明の第6実施態様では、超音波処置装置用超音波プローブの製造方法は、前記冷間プレス用ベンディング成形金型は、閉塞金型である、ことを特徴とする。   In a sixth embodiment of the present invention, the method of manufacturing an ultrasonic probe for an ultrasonic treatment apparatus is characterized in that the cold pressing bending mold is a closed mold.

本発明の第7実施態様では、超音波処置装置用超音波プローブの製造方法は、前記減面成形工程の後、前記素材の一端部を冷間プレス用多角柱成形金型を用いて冷間プレスにより多角柱状に成形する多角柱成形工程をさらに具備する、ことを特徴とする。   In the seventh embodiment of the present invention, the method of manufacturing an ultrasonic probe for an ultrasonic treatment apparatus is such that, after the surface-reduction molding step, one end of the material is cold using a polygonal column forming die for cold pressing. The method further includes a polygonal column forming step of forming into a polygonal column shape by pressing.

本発明の第8実施態様では、超音波処置装置用超音波プローブの製造方法は、前記冷間プレス用多角柱成形金型は一対の金型から形成されており、プレス成形において前記一対の金型間に素材を逃がす隙間が形成される、ことを特徴とする。   In an eighth embodiment of the present invention, in the method of manufacturing an ultrasonic probe for an ultrasonic treatment device, the polygonal column forming mold for cold pressing is formed from a pair of molds, and the pair of molds in press forming A gap for releasing the material is formed between the molds.

本発明の第9実施態様では、超音波処置装置用超音波プローブの製造方法は、前記減面成形工程の後に、前記素材の少なくとも一端側において、溝成形金型を用いて減面成形により溝を成形する溝成形工程をさらに具備する、ことを特徴とする。   In a ninth embodiment of the present invention, the method of manufacturing an ultrasonic probe for an ultrasonic treatment device is characterized in that, after the surface reduction molding step, at least one end side of the material is grooved by surface reduction using a groove molding die. The method further comprises a groove forming step of forming the material.

本発明の第10実施態様では、超音波処置装置用超音波プローブは、チタン材で形成されている棒状の超音波処置装置用超音波プローブであって、一端側の細径部と他端側の太径部とを具備し、前記細径部の表面硬さの値は前記太径部の表面硬さの値よりも大きい、ことを特徴とする。   In the tenth embodiment of the present invention, the ultrasonic probe for an ultrasonic treatment apparatus is a rod-shaped ultrasonic probe for an ultrasonic treatment apparatus formed of a titanium material, and has a small diameter portion on one end side and the other end side. The surface hardness value of the said small diameter part is larger than the value of the surface hardness of the said large diameter part, It is characterized by the above-mentioned.

本発明の第11実施態様では、超音波処置装置用超音波プローブは、前記細径部は、前記太径部側に形成されている直線状のストレート部を有し、前記ストレート部は、超音波振動の節位置となる位置に全周にわたって形成されている溝部を有し、前記溝部の表面硬さの値は前記ストレート部の表面硬さの値よりも大きい、ことを特徴とする。   In an eleventh embodiment of the present invention, in the ultrasonic probe for an ultrasonic treatment apparatus, the small diameter portion has a straight straight portion formed on the large diameter portion side, and the straight portion is It has a groove part formed over the entire circumference at a position that becomes a node position of the sonic vibration, and the surface hardness value of the groove part is larger than the surface hardness value of the straight part.

本発明の第12実施態様では、超音波処置装置は、筒状のシースと、前記シースに挿通されチタン材で形成されている超音波プローブと、を具備し、前記超音波プローブは、一端側の細径部と、他端側の太径部と、を有し、前記細径部は、前記太径部側に形成されている直線状のストレート部を有し、前記ストレート部は、超音波振動の節位置となる位置に全周にわたって形成されている溝部を有し、前記ストレート部の表面硬さの値は前記太径部の表面硬さの値よりも大きく、前記溝部の表面硬さの値は前記ストレート部の表面硬さの値よりも大きい、ことを特徴とする。   In a twelfth embodiment of the present invention, an ultrasonic treatment apparatus includes a cylindrical sheath and an ultrasonic probe that is inserted through the sheath and formed of a titanium material, and the ultrasonic probe is on one end side. A thin-diameter portion and a large-diameter portion on the other end side, the thin-diameter portion has a straight straight portion formed on the large-diameter portion side, and the straight portion is super A groove portion formed over the entire circumference at a position to be a node position of the sonic vibration, and the surface hardness value of the straight portion is larger than the surface hardness value of the large diameter portion, and the surface hardness of the groove portion is The value of the height is larger than the value of the surface hardness of the straight part.

本発明の第1実施態様の超音波処置装置用超音波プローブの製造方法では、材料歩留まりを高く、生産性を高く、不良率を低くし、さらに、超音波プローブの表面硬さを増大することが可能となっており、超音波処置装置用超音波プローブをチタン材の素材から形成するのに好適な製造方法が実現されている。   In the method of manufacturing an ultrasonic probe for an ultrasonic treatment apparatus according to the first embodiment of the present invention, the material yield is high, the productivity is high, the defect rate is low, and the surface hardness of the ultrasonic probe is increased. Therefore, a manufacturing method suitable for forming an ultrasonic probe for an ultrasonic treatment apparatus from a titanium material has been realized.

本発明の第2実施態様の超音波処置装置用超音波プローブの製造方法では、金型と素材との摩擦により素材を加熱しているため、素材に好ましくない変性を招来することなく短時間で素材の加熱を完了することができ、また、減面成形金型を用いて加熱を行うことで、加熱工程と減面成形工程とを連続して行うことができ、工程を簡単化し、製造時間を短縮することが可能となっている。   In the method for manufacturing an ultrasonic probe for an ultrasonic treatment apparatus according to the second embodiment of the present invention, since the material is heated by friction between the mold and the material, the material is not undesirably modified in a short time. The heating of the material can be completed, and the heating process and the surface-reduction molding process can be performed continuously by heating using the surface-reduction molding die, simplifying the process and manufacturing time. Can be shortened.

本発明の第3実施態様の超音波処置装置用超音波プローブの製造方法では、冷間ロータリースエージングにより減面成形を行っており、材料歩留まりの上昇、生産性の上昇、不良率の低下、表面硬さの増大の効果が顕著に発揮される。   In the method of manufacturing an ultrasonic probe for an ultrasonic treatment apparatus according to the third embodiment of the present invention, surface reduction molding is performed by cold rotary swaging, and the material yield increases, the productivity increases, the defect rate decreases, The effect of increasing the surface hardness is remarkably exhibited.

本発明の第4実施態様の超音波処置装置用超音波プローブの製造方法では、金型と素材との摩擦により素材を加熱しているため、素材に好ましくない変性を招来することなく短時間で素材の加熱を完了することができ、また、冷間ロータリースエージング用減面成形金型を用いて加熱を行うことで、加熱工程と冷間ロータリースエージングによる減面成形工程とを連続して行うことができ、工程を簡単化し、製造時間を短縮することが可能となっている。   In the method of manufacturing an ultrasonic probe for an ultrasonic treatment apparatus according to the fourth embodiment of the present invention, since the material is heated by friction between the mold and the material, the material is not detrimentally modified in a short time. The heating of the material can be completed, and the heating process and the area reduction molding process by cold rotary swaging are continuously performed by using the area reduction molding die for cold rotary swaging. This can be done, simplifying the process and shortening the manufacturing time.

本発明の第5実施態様の超音波処置装置用超音波プローブの製造方法では、冷間プレスを用いることで、超音波プローブの一端部の湾曲形状を短時間で精密に形成することが可能となっている。   In the method for manufacturing an ultrasonic probe for an ultrasonic treatment apparatus according to the fifth embodiment of the present invention, it is possible to accurately form a curved shape at one end of an ultrasonic probe in a short time by using a cold press. It has become.

本発明の第6実施態様の超音波処置装置用超音波プローブの製造方法では、閉塞金型を用いることにより、超音波プローブの一端部において稜線部分を滑らかに仕上げることができ、面取り等の後工程が不要となり、生産性をさらに向上することが可能となっている。   In the method of manufacturing an ultrasonic probe for an ultrasonic treatment apparatus according to the sixth embodiment of the present invention, the ridge line portion can be smoothly finished at one end of the ultrasonic probe by using a closing mold, and after chamfering or the like. A process is unnecessary, and it is possible to further improve productivity.

本発明の第7実施態様の超音波処置装置用超音波プローブの製造方法では、冷間プレスを用いることで、超音波プローブの一端部の多角柱形状を短時間かつ精密に形成することが可能となっている。   In the method of manufacturing an ultrasonic probe for an ultrasonic treatment apparatus according to the seventh embodiment of the present invention, it is possible to form a polygonal column shape at one end of the ultrasonic probe in a short time and accurately by using a cold press. It has become.

本発明の第8実施態様の超音波処置装置用超音波プローブの製造方法では、多角柱形状を形成するための素材の体積を本来必要な体積よりも多めに設定することで、冷間プレス加工において素材によって金型内を確実に満たして、多角柱状部分の稜線部分を明瞭にすることが可能となっていると共に、一対の金型間に素材を逃がす隙間が形成されるようになっているため、冷間プレス加工において素材にひび割れが生じることが防止される。   In the method of manufacturing an ultrasonic probe for an ultrasonic treatment apparatus according to the eighth embodiment of the present invention, the cold pressing is performed by setting the volume of the material for forming the polygonal column shape to be larger than the originally required volume. It is possible to fill the inside of the mold reliably with the material in order to clarify the ridge line part of the polygonal columnar part, and to form a gap for releasing the material between the pair of molds Therefore, it is possible to prevent the material from being cracked in the cold press working.

本発明の第9実施態様の超音波処置装置用超音波プローブの製造方法では、減面成形によって溝部を形成しているため、溝部の表面硬さを増大することが可能となっている。   In the method for manufacturing an ultrasonic probe for an ultrasonic treatment apparatus according to the ninth embodiment of the present invention, since the groove is formed by surface reduction molding, the surface hardness of the groove can be increased.

本発明の第10実施態様の超音波処置装置用超音波プローブは、本発明の第1実施態様の超音波処置装置用超音波プローブの製造方法によって製造するのに好適である。   The ultrasonic probe for an ultrasonic treatment apparatus according to the tenth embodiment of the present invention is suitable for manufacturing by the method for manufacturing an ultrasonic probe for an ultrasonic treatment apparatus according to the first embodiment of the present invention.

本発明の第11実施態様の超音波処置装置用超音波プローブは、本発明の第9実施態様の超音波処置装置用超音波プローブの製造方法によって製造するのに好適である。   The ultrasonic probe for an ultrasonic treatment apparatus according to the eleventh embodiment of the present invention is suitable for manufacturing by the method for manufacturing an ultrasonic probe for an ultrasonic treatment apparatus according to the ninth embodiment of the present invention.

本発明の第12実施態様の超音波処置装置では、超音波プローブにおいて、他端側の太径部よりも一端側の細径部において表面硬さの値が大きく、硬度が高くなっており、細径部においては、外径が小さい溝部ほど表面硬さの値が大きく、硬度が高くなっているため、長尺な超音波プローブであっても超音波プローブの軸方向に沿って曲がりが発生しにくく、筒状のシース内への超音波プローブの挿通性が良好な超音波処置装置を提供できる。   In the ultrasonic treatment apparatus of the twelfth embodiment of the present invention, in the ultrasonic probe, the value of the surface hardness is larger in the narrow diameter portion on one end side than the thick diameter portion on the other end side, and the hardness is high. In the small-diameter part, the groove part with a smaller outer diameter has a higher surface hardness value and higher hardness, so that even a long ultrasonic probe bends along the axial direction of the ultrasonic probe. Therefore, it is possible to provide an ultrasonic treatment apparatus that is easy to insert and has good penetrability of the ultrasonic probe into the cylindrical sheath.

以下、本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1を参照して、本実施形態の超音波処置装置としての超音波処置具について説明する。   With reference to FIG. 1, the ultrasonic treatment tool as the ultrasonic treatment apparatus of this embodiment is demonstrated.

超音波処置具では、プローブユニット20、操作ユニット22、振動子ユニット24が先端側から基端側へと相互に着脱自在に連結されている。また、超音波処置具では、例えば全長略450mmの長尺で棒状の超音波プローブ26が用いられる。超音波プローブ26は、プローブユニット20及び操作ユニット22に挿通されている。振動子ユニット24には超音波振動子28が内蔵されており、超音波振動子28に超音波プローブ26の基端部が螺着されている。プローブユニット20では、体腔内に挿入される長尺な筒状のシース30内に超音波プローブ26が挿通されている。シース30内では、超音波プローブ26に、超音波振動の節位置において、環状のゴムライニングが外挿されており、超音波プローブ26はゴムライニングを介してシース30の内面によって支持されている。シース30の先端部から、超音波プローブ26の先端部26aが突出している。また、シース30の先端部には、超音波プローブ26の先端部26aと並列して、ジョー32が配設されている。ジョー32は、操作ユニット22のハンドル34を開閉操作することにより、プローブ26の先端部26aに対して開閉作動される。プローブ26の先端部26aとジョー32とによって生体組織を挟持し、超音波振動子28で発生された超音波振動をプローブ26の基端部から先端部へと伝達して、プローブ26の先端部26aを超音波振動させることにより、生体組織に凝固、切開等の処置が行われる。   In the ultrasonic treatment instrument, the probe unit 20, the operation unit 22, and the transducer unit 24 are detachably connected to each other from the distal end side to the proximal end side. In the ultrasonic treatment instrument, for example, a long and rod-shaped ultrasonic probe 26 having a total length of about 450 mm is used. The ultrasonic probe 26 is inserted through the probe unit 20 and the operation unit 22. An ultrasonic transducer 28 is built in the transducer unit 24, and the base end portion of the ultrasonic probe 26 is screwed to the ultrasonic transducer 28. In the probe unit 20, an ultrasonic probe 26 is inserted into a long cylindrical sheath 30 that is inserted into a body cavity. In the sheath 30, an annular rubber lining is extrapolated to the ultrasonic probe 26 at the ultrasonic vibration node position, and the ultrasonic probe 26 is supported by the inner surface of the sheath 30 via the rubber lining. A distal end portion 26 a of the ultrasonic probe 26 protrudes from the distal end portion of the sheath 30. Further, a jaw 32 is disposed at the distal end portion of the sheath 30 in parallel with the distal end portion 26 a of the ultrasonic probe 26. The jaw 32 is opened and closed with respect to the distal end portion 26 a of the probe 26 by opening and closing the handle 34 of the operation unit 22. The living tissue is sandwiched between the distal end portion 26 a of the probe 26 and the jaw 32, and the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic transducer 28 is transmitted from the proximal end portion of the probe 26 to the distal end portion. By ultrasonically vibrating 26a, treatments such as coagulation and incision are performed on the living tissue.

図2を参照して、超音波プローブ26について詳細に説明する。   The ultrasonic probe 26 will be described in detail with reference to FIG.

超音波プローブ26は、音響効果が高く、生体適合性を有し、ヤング率が低く破壊歪み及び破壊強度が高く保たれるチタン材によって形成されている。チタン材には純チタン及びチタン合金がふくまれ、チタン材として、好ましくはα+βチタン合金、特に好ましくはJIS60種のAl6%、V4%、残部Tiのチタン合金が用いられる。   The ultrasonic probe 26 is formed of a titanium material having a high acoustic effect, biocompatibility, low Young's modulus, and high fracture strain and fracture strength. The titanium material includes pure titanium and a titanium alloy. As the titanium material, an α + β titanium alloy is preferable, and a titanium alloy of JIS 60 Al 6%, V4% and the balance Ti is preferably used.

超音波プローブ26では、基端部に太径部36が形成されている。太径部36の基端部には、超音波振動子28に螺着されるねじ部38が形成されている。太径部36よりも先端側にはテーパ部40が形成されており、テーパ部40の外径は基端側から先端側へと減少している。テーパ部40の先端側には細径部42が形成されている。細径部42では、基端側部分に直線状のストレート部44が形成されており、先端部に緩やかに湾曲するベンディング部46が形成されている。以下では、ストレート部44の長手方向を超音波プローブ26の長手方向、ベンディング部46の中心線を含む平面に直交する方向を超音波プローブ26の厚さ方向、当該長手方向及び厚さ方向に直交する方向を超音波プローブ26の幅方向と称する。また、ストレート部44では、超音波振動の節位置となる位置に、ゴムライニングが外挿される複数のライニング溝48が全周にわたって延設されている。   In the ultrasonic probe 26, a large-diameter portion 36 is formed at the proximal end portion. A screw portion 38 to be screwed to the ultrasonic transducer 28 is formed at the base end portion of the large diameter portion 36. A tapered portion 40 is formed on the distal end side of the large diameter portion 36, and the outer diameter of the tapered portion 40 decreases from the proximal end side to the distal end side. A small diameter portion 42 is formed on the tip side of the taper portion 40. In the small diameter portion 42, a straight straight portion 44 is formed at the proximal end portion, and a bending portion 46 that is gently curved is formed at the distal end portion. Hereinafter, the longitudinal direction of the straight portion 44 is perpendicular to the longitudinal direction of the ultrasonic probe 26, the direction perpendicular to the plane including the center line of the bending portion 46 is perpendicular to the thickness direction of the ultrasonic probe 26, and the longitudinal direction and the thickness direction. This direction is referred to as the width direction of the ultrasonic probe 26. Further, in the straight portion 44, a plurality of lining grooves 48 into which rubber linings are extrapolated are extended over the entire circumference at positions serving as node positions of ultrasonic vibration.

ここで、太径部36の表面硬さの値よりも、細径部42のストレート部44の表面硬さの値が大きくなっている。そして、細径部42のストレート部44の表面硬さの値よりも、ライニング溝48の表面硬さの値が大きくなっている。例えば、ビッカーズ硬度で、太径部36の表面硬さが300〜310HV、細径部42のストレート部44の表面硬さが330〜340HV、ライニング溝48の表面硬さが355〜360HVとなる。   Here, the value of the surface hardness of the straight portion 44 of the small diameter portion 42 is larger than the value of the surface hardness of the large diameter portion 36. The value of the surface hardness of the lining groove 48 is larger than the value of the surface hardness of the straight portion 44 of the small diameter portion 42. For example, in terms of Vickers hardness, the surface hardness of the large diameter portion 36 is 300 to 310 HV, the surface hardness of the straight portion 44 of the small diameter portion 42 is 330 to 340 HV, and the surface hardness of the lining groove 48 is 355 to 360 HV.

図3から図10を参照し、超音波プローブ26の製造方法について説明する。   A method for manufacturing the ultrasonic probe 26 will be described with reference to FIGS.

図3を参照し、超音波プローブ26の製造方法に用いられる冷間ロータリースエージング装置について説明する。   With reference to FIG. 3, the cold rotary swaging apparatus used for the manufacturing method of the ultrasonic probe 26 is demonstrated.

冷間ロータリースエージング装置には、所定の回転軸Oを中心として回転されるヘッダ50が配設されている。ヘッダ50には、ヘッダ50の回転軸Oから径方向外向きに、減面成形金型52、スペーサ54、ハンマーとして機能するバッカー53が順に配設されている。減面成形金型52、スペーサ54、バッカー53は、ヘッダ50によって径方向に移動可能に支持されており、ヘッダ50と一体的に回転可能である。本実施形態では、ヘッダ50に、回転軸Oに対して互いに回転対称な4組の減面成形金型52、スペーサ54、バッカー53が周方向に等間隔に配設されている。4つの減面成形金型52の径方向内側には、回転軸Oに沿って、挿通孔55が形成されている。冷間ロータリースエージング装置は、素材としての棒状のブランク材を挿通孔55に共軸に配置し、ブランク材を軸方向に移動可能とする図示しない移動機構を有する。一方、バッカー53の径方向外側には、多数の円柱状のローラー56が配設されている。多数のローラー56は、回転軸Oに平行に延び、周方向に並設されており、各ローラー56の中心軸を中心として回転自在である。ヘッダ50と一体的に減面成形金型52、スペーサ54、バッカー53が回転される場合には、減面成形金型52、スペーサ54、バッカー53は、ローラー56によってバッカー53の径方向外端部が打撃されることによる径方向内向きへの移動と、遠心力による径方向外向きへの移動とを繰り返す。ブランク材を挿通孔55に挿入した後、ヘッダ50を回転させて減面成形金型52を径方向に繰り返し往復させて、減面成形金型52によりブランク材に径方向内向きへの力を繰り返し付与しつつ、ブランク材を軸方向に移動させることで、ブランク材の外径寸法を減少させて、ブランク材の断面積を減少させる減面成形を行うことが可能である。   The cold rotary swaging apparatus is provided with a header 50 that is rotated about a predetermined rotation axis O. In the header 50, a surface-reducing mold 52, a spacer 54, and a backer 53 that functions as a hammer are disposed in order from the rotation axis O of the header 50 in the radial direction. The surface-reduction molding die 52, the spacer 54, and the backer 53 are supported by the header 50 so as to be movable in the radial direction, and can be rotated integrally with the header 50. In the present embodiment, four sets of surface-reduction molding dies 52, spacers 54, and backers 53 that are rotationally symmetric with respect to the rotation axis O are arranged on the header 50 at equal intervals in the circumferential direction. An insertion hole 55 is formed along the rotation axis O on the radially inner side of the four reduced surface molding dies 52. The cold rotary swaging device has a rod-shaped blank material as a material arranged coaxially in the insertion hole 55 and has a movement mechanism (not shown) that allows the blank material to move in the axial direction. On the other hand, a large number of cylindrical rollers 56 are arranged on the outer side of the backer 53 in the radial direction. The many rollers 56 extend in parallel to the rotation axis O and are arranged in parallel in the circumferential direction, and are rotatable about the central axis of each roller 56. When the surface-reducing mold 52, the spacer 54, and the backer 53 are rotated integrally with the header 50, the surface-reducing mold 52, the spacer 54, and the backer 53 are moved by the rollers 56 to the radially outer end of the backer 53. The movement inward in the radial direction by hitting the part and the outward movement in the radial direction by centrifugal force are repeated. After the blank material is inserted into the insertion hole 55, the header 50 is rotated to repeatedly reciprocate the reduced surface mold 52 in the radial direction, and the reduced surface mold 52 applies a force inward in the radial direction to the blank material. By repeatedly moving the blank material in the axial direction while repeatedly applying, it is possible to reduce the outer diameter of the blank material and reduce the surface area to reduce the cross-sectional area of the blank material.

また、ヘッダ50には、減面成形金型52、スペーサ54、バッカー53の径方向内側への移動を規制するストッパが配設されている。移動機構によってブランク材を挿通孔55に挿入した後、減面成形金型52をブランク材の外周面に押し付けた状態で、ストッパにより減面成形金型52、スペーサ54、バッカー53の径方向内側への移動を規制し、ヘッダ50の回転により減面成形金型52を回転させることで、ブランク材と減面成形金型52との摩擦により、ブランク材を加熱することが可能である。   The header 50 is provided with a stopper for restricting the movement of the surface-reducing mold 52, the spacer 54, and the backer 53 inward in the radial direction. After the blank material is inserted into the insertion hole 55 by the moving mechanism, the inner surface in the radial direction of the reduced surface mold 52, the spacer 54, and the backer 53 by the stopper in a state where the reduced surface mold 52 is pressed against the outer peripheral surface of the blank material. The blank material can be heated by the friction between the blank material and the surface-reduction molding die 52 by rotating the surface-reduction molding die 52 by rotating the header 50.

図4から図10を参照し、超音波プローブ26の製造方法の各工程について説明する。   Each process of the manufacturing method of the ultrasonic probe 26 is demonstrated with reference to FIGS.

準備工程(図4参照)
チタン材から形成されている棒状のブランク材58を準備する。ブランク材58の体積は製品の体積に対して+3%程度の余裕をもつように設定されている。このように余裕を僅か+3%程度に設定できるのは、後述するように、ブランク材58を冷間ロータリースエージング加工によって減面成形し、ブランク材58の全長を引き伸ばすようにしているため、切削屑の発生が極めて少なくなるからである。なお、切削加工によって超音波プローブを製造する場合には、ブランク材の体積として、製品の体積の10倍程度の体積が必要となる。切削加工では、少なくとも、完成品である超音波プローブ26の太径部36の外径寸法に対応する外径寸法を有するブランク材が必要となるからである。設定されたブランク材58の体積に基づいて、ブランク材58の寸法を適宜設定する。例えば、外径8mm、全長170mmのブランク材が用いられる。
ブランク材58の基端部は、超音波プローブ26の太径部36を形成する太径部準備部36jをなしている。
Preparation process (see Fig. 4)
A rod-shaped blank material 58 formed from a titanium material is prepared. The volume of the blank material 58 is set so as to have a margin of about + 3% with respect to the volume of the product. The margin can be set to only about + 3% in this way because, as will be described later, the blank 58 is reduced in surface by cold rotary swaging so that the entire length of the blank 58 is extended. This is because the generation of waste is extremely reduced. In addition, when manufacturing an ultrasonic probe by cutting, the volume of about 10 times the volume of a product is required as a volume of a blank material. This is because the cutting process requires at least a blank material having an outer diameter corresponding to the outer diameter of the large-diameter portion 36 of the ultrasonic probe 26 that is a finished product. Based on the set volume of the blank material 58, the dimensions of the blank material 58 are set as appropriate. For example, a blank material having an outer diameter of 8 mm and a total length of 170 mm is used.
The base end portion of the blank material 58 forms a large-diameter portion preparation portion 36j that forms the large-diameter portion 36 of the ultrasonic probe 26.

加熱工程(図5参照)
ブランク材58の先端側の外周面に冷間ロータリースエージング装置の減面成形金型52を押し付けて回転させ、ブランク材58と減面成形金型52との摩擦による摩擦熱によって、ブランク材58を加熱して軟化させる。例えば、5〜10秒程度の押し付け回転により、ブランク材58を500〜600℃に加熱する。ここで、バーナー等によりブランク材58を加熱する場合には、ブランク材58にこげ等の好ましくない変性が生じる可能性があるが、摩擦による加熱ではこのような変性が防止される。また、炉等によりブランク材58を加熱する場合には、次工程である冷間ロータリースエージングによる減面成形工程への移行が面倒なものとなる。これに対して、冷間ロータリースエージング装置の減面成形金型52によりブランク材58を加熱する場合には、ストッパによる減面成形金型52、スペーサ54、バッカー53の径方向内向きへの移動の規制を解除するだけで、次工程である冷間ロータリースエージングによる減面成形工程を連続して行うことが可能である。
Heating process (see Fig. 5)
The blank material 58 is pressed against the outer peripheral surface on the front end side of the blank material 58 by rotating the reduced surface molding die 52 of the cold rotary swaging device and rotated, and the blank material 58 is caused by frictional heat generated by friction between the blank material 58 and the reduced surface molding die 52. Is heated and softened. For example, the blank material 58 is heated to 500 to 600 ° C. by pressing and rotating for about 5 to 10 seconds. Here, when the blank material 58 is heated by a burner or the like, undesired modification such as burning may occur in the blank material 58, but such modification is prevented by heating by friction. Further, when the blank material 58 is heated by a furnace or the like, it is troublesome to shift to a surface reduction molding process by cold rotary swaging as the next process. On the other hand, when the blank material 58 is heated by the surface-reducing mold 52 of the cold rotary swaging device, the surface-reducing mold 52, the spacer 54, and the backer 53 by the stopper are radially inward. It is possible to continuously perform the surface reduction forming process by cold rotary swaging, which is the next process, simply by releasing the restriction of movement.

減面成形工程(図6Aから図6C参照)
ブランク材58の一端側を冷間ロータリースエージングによって減面成形して引き伸ばし、超音波プローブ26のテーパ部40及び細径部42となるテーパ部準備部40j及び細径部準備部42jを形成する。減面率は、20〜70%である。減面成形は一回で行ってもいいし、クラックが発生するおそれがある場合には複数回に分割して行ってもよく、複数回に分割して行う場合には、中間焼きなましを行ってもよい。例えば、外径8mm、全長170mmのブランク材58について、先端側の100mmの部分を外径2.5mmまで減面成形し、ブランク材58の全長を450mmまで引き伸ばす。
冷間ロータリースエージングによる減面成形により、加工硬化が生じ、細径部準備部42jの表面硬さは、ブランク材58の表面硬さである太径部準備部36jの表面硬さよりも硬くなる。例えば、ブランク材58即ち太径部準備部36jの表面硬さが300〜310HVであるのに対して、細径部準備部42jの表面硬さは330〜340HVとなる。また、金属組織は、ブランク材58即ち太径部準備部36jがα+球状βであるのに対して、細径部準備部42jはα+粒状βに変化する。
このような加工を切削加工により行う場合には、細径部準備部42jに曲がりが生じやすくなるが、冷間ロータリースエージングによる減面成形では、表面硬さの値が大きくなって硬度が高くなることで、軸方向に沿う曲がりがほとんど生じない。また、切削加工では数十分の加工時間が必要であるが、冷間ロータリースエージングによる減面成形では成形時間は数秒〜十数秒ですむ。
Surface reduction molding process (see FIGS. 6A to 6C)
One end side of the blank material 58 is reduced by cold rotary swaging and stretched to form a tapered portion preparing portion 40j and a small diameter portion preparing portion 42j that become the tapered portion 40 and the small diameter portion 42 of the ultrasonic probe 26. . The area reduction rate is 20 to 70%. The surface-reduction molding may be performed once, or if there is a risk of cracking, it may be divided into multiple times, and if it is divided into multiple times, intermediate annealing is performed. Also good. For example, with respect to the blank material 58 having an outer diameter of 8 mm and a total length of 170 mm, a 100 mm portion on the tip side is subjected to surface reduction molding to an outer diameter of 2.5 mm, and the total length of the blank material 58 is extended to 450 mm.
The surface hardening by cold rotary swaging causes work hardening, and the surface hardness of the small-diameter portion preparation portion 42j is harder than the surface hardness of the large-diameter portion preparation portion 36j, which is the surface hardness of the blank material 58. . For example, the surface hardness of the blank material 58, that is, the large-diameter portion preparation portion 36j is 300 to 310 HV, whereas the surface hardness of the small-diameter portion preparation portion 42j is 330 to 340HV. Further, the metal structure of the blank material 58, that is, the large diameter portion preparation portion 36j is α + spherical β, whereas the small diameter portion preparation portion 42j is changed to α + granular β.
When such processing is performed by cutting, bending is likely to occur in the small-diameter portion preparing portion 42j. However, in the surface reduction molding by cold rotary swaging, the value of the surface hardness increases and the hardness increases. As a result, bending along the axial direction hardly occurs. In addition, cutting requires several tens of minutes of processing time, but surface reduction by cold rotary swaging requires only a few seconds to a few dozen seconds.

溝成形工程(図7参照)
溝成形工程では、溝成形金型60を有する冷間ロータリースエージング装置が用いられる。4つの溝成形金型60では、各溝成形金型60の径方向内側面において、径方向内向きに突出している突起部59が回転の接線方向に延設されている。当該溝成形金型60を用いて、細径部準備部42jの一部分を冷間ロータリースエージングによって減面成形し、ライニング溝48となるライニング溝準備部48jを全周にわたって形成する。細径部準備部42jにおいて、複数のライニング溝準備部48jが、細径部準備部42jの軸方向に、超音波振動の半波長に対応する所定のピッチで形成される。
ライニング溝準備部48jの表面硬さの値は、細径部準備部42jの表面硬さの値よりも大きくなる。例えば、細径部準備部42jの表面硬さが330〜340HVであるのに対して、ライニング溝準備部48jの表面硬さは355〜360HVとなる。ライニング溝準備部48jでは、細径部準備部42jよりも外径が小さくなるが、表面硬さの値が大きく、硬度が高いため、強度が高くなり、ライニング溝準備部48jにおいて曲がりが生じにくくなる。
Groove forming process (see Fig. 7)
In the groove forming step, a cold rotary swaging apparatus having a groove forming mold 60 is used. In the four groove forming dies 60, on the radially inner side surface of each groove forming die 60, a protruding portion 59 protruding inward in the radial direction is extended in the tangential direction of rotation. Using the groove forming mold 60, a part of the small diameter portion preparing portion 42j is surface-reduced by cold rotary swaging to form a lining groove preparing portion 48j that becomes the lining groove 48 over the entire circumference. In the small diameter part preparing part 42j, a plurality of lining groove preparing parts 48j are formed in the axial direction of the small diameter part preparing part 42j at a predetermined pitch corresponding to the half wavelength of the ultrasonic vibration.
The value of the surface hardness of the lining groove preparation part 48j is larger than the value of the surface hardness of the small diameter part preparation part 42j. For example, the surface hardness of the thin part preparing portion 42j is 330 to 340 HV, whereas the surface hardness of the lining groove preparing portion 48j is 355 to 360 HV. In the lining groove preparation portion 48j, the outer diameter is smaller than that of the small diameter portion preparation portion 42j, but the surface hardness value is large and the hardness is high, so that the strength is increased, and the lining groove preparation portion 48j is not easily bent. Become.

多角柱成形工程(図8Aから図8C参照)
多角柱成形工程では、例えば、八角柱成形金型61u,61dを有する冷間プレス機が用いられる。八角柱成形金型61u,61dでは、上金型61u及び下金型61dの押圧方向側の各成形面に成形溝68が延設されており、成形溝68の横断面は、頂辺及び底辺が押圧方向に直交し底辺が押圧方向側に配置される台形形状をなしている。八角柱成形金型61u,61dの閉塞時には、八角柱成形金型61u,61dの成形空間は完全には閉塞されず、上金型61uの成形面と下金型61dの成形面との間に材料が逃げる隙間62が形成される。冷間プレス機では、細径部準備部42jは、細径部準備部42jの先端部が両八角柱成形金型61u,61d間に配置され、超音波プローブ26の幅方向及び長手方向となる方向が夫々八角柱成形金型61u,61dの押圧方向及び成形溝68の延設方向に一致するように配置される。
多角柱成形工程では、八角柱成形金型61u,61dによる冷間プレスにより、細径部準備部42jの先端部を八角柱状に成形する。ここで、ブランク材58の体積は製品の体積よりも余裕をもって設定されているため、プレスの際には八角柱成形金型61u,61dの成形溝68内は材料によって充分に満たされ、八角柱状部分63の稜線部分65が明瞭に形成されることになる。一方で、両八角柱成形金型61u,61dの各成形面間には材料が逃げる隙間62が形成されているため、八角柱成形金型61u,61d内の圧力が過度に上昇して八角柱状部分63にひび割れが生じることが回避される。両八角柱成形金型61u,61dの各成形面間の隙間62へと流動された余肉により、八角柱状部分63には側方に張り出すばり66が形成される。当該ばり66は打ち抜き等により適宜除去され、八角柱状部分63の2つの側面が形成される。
Polygonal column forming process (see FIG. 8A to FIG. 8C)
In the polygonal column forming step, for example, a cold press machine having octagonal column forming dies 61u and 61d is used. In the octagonal column forming dies 61u and 61d, a forming groove 68 is extended on each forming surface on the pressing direction side of the upper die 61u and the lower die 61d, and the cross section of the forming groove 68 has a top side and a bottom side. Has a trapezoidal shape in which the base is orthogonal to the pressing direction and the base is disposed on the pressing direction side. When the octagonal column forming dies 61u and 61d are closed, the forming space of the octagonal column forming dies 61u and 61d is not completely closed, and the space between the forming surface of the upper die 61u and the forming surface of the lower die 61d is not closed. A gap 62 through which the material escapes is formed. In the cold press machine, the narrow diameter portion preparing portion 42j has the tip portion of the small diameter portion preparing portion 42j disposed between the two octagonal column forming dies 61u and 61d, and is in the width direction and the longitudinal direction of the ultrasonic probe 26. The directions are arranged so as to coincide with the pressing direction of the octagonal column forming dies 61u and 61d and the extending direction of the forming groove 68, respectively.
In the polygonal column forming step, the tip of the small diameter portion preparing portion 42j is formed into an octagonal column shape by cold pressing with the octagonal column forming dies 61u and 61d. Here, since the volume of the blank material 58 is set with a margin more than the volume of the product, the inside of the forming grooves 68 of the octagonal column forming dies 61u and 61d is sufficiently filled with the material at the time of pressing. The ridge line portion 65 of the portion 63 is clearly formed. On the other hand, since gaps 62 through which material escapes are formed between the molding surfaces of both octagonal column forming dies 61u and 61d, the pressure in the octagonal column forming dies 61u and 61d rises excessively, resulting in an octagonal prism shape. It is avoided that the portion 63 is cracked. A flash 66 projecting laterally is formed in the octagonal columnar portion 63 by the surplus material that has flowed into the gaps 62 between the molding surfaces of the two octagonal column molding dies 61u and 61d. The flash 66 is appropriately removed by punching or the like, and two side surfaces of the octagonal columnar portion 63 are formed.

ベンディング成形工程(図9Aから図9C)
ベンディング成形工程では、ベンディング成形金型64u,64dを有する冷間プレス機が用いられる。ベンディング成形金型64u,64dでは各成形面に成形溝69が延設されており、成形溝69の横断面は、頂辺及び底辺が押圧方向に直交し底辺が押圧方向側に配置される台形形状をなしている。また、各成形面は、各成形溝69が成形溝69の一端側から他端側へと上金型64uの押圧方向に緩やかに湾曲するように形成されている。そして、ベンディング成形金型64u,64dは、プレスの下死点で成形空間が隙間なく閉塞される閉塞金型である。冷間プレス機では、ベンディング部準備部46jとなる八角柱状部分63が両ベンディング成形金型64u,64d間に配置され、超音波プローブ26の幅方向及びベンディング部46の中心線方向となる方向が夫々ベンディング成形金型64u,64dの押圧方向及び成形溝69の一端側から他端側への延設方向に一致する。
ベンディング成形工程では、細径部準備部42jの先端部をベンディング成形し、ベンディング部46となるベンディング部準備部46jを形成する。ここで、ベンディング部準備部46jのスプリングバックを抑制するために、プレスの下死点で所定時間ベンディング成形金型64u,64dを停留させる。また、ベンディング成形金型64u,64dは閉塞金型であり、ベンディング成形においてベンディング部準備部46jの稜線部分65が滑らかに仕上げられる。このため、ベンディング部準備部46jの稜線部分65の面取りが不要となる。
Bending molding process (Figs. 9A to 9C)
In the bending molding process, a cold press having bending molding dies 64u and 64d is used. In the bending molds 64u and 64d, a molding groove 69 is extended on each molding surface, and the cross section of the molding groove 69 is a trapezoid in which the top and bottom are orthogonal to the pressing direction and the bottom is arranged on the pressing direction. It has a shape. Further, each molding surface is formed such that each molding groove 69 is gently curved in the pressing direction of the upper mold 64u from one end side to the other end side of the molding groove 69. The bending molds 64u and 64d are closed molds in which the molding space is closed without a gap at the bottom dead center of the press. In the cold press machine, an octagonal columnar portion 63 serving as a bending portion preparation portion 46j is disposed between both bending molding dies 64u and 64d, and the width direction of the ultrasonic probe 26 and the direction of the center line direction of the bending portion 46 are set. The bending direction corresponds to the pressing direction of the bending molds 64u and 64d and the extending direction from one end side to the other end side of the forming groove 69, respectively.
In the bending forming step, the leading end portion of the small-diameter portion preparing portion 42j is bent to form a bending portion preparing portion 46j that becomes the bending portion 46. Here, in order to suppress the spring back of the bending part preparation part 46j, the bending molds 64u and 64d are stopped for a predetermined time at the bottom dead center of the press. Further, the bending molds 64u and 64d are closed molds, and the ridge line portion 65 of the bending part preparation part 46j is smoothly finished in the bending process. For this reason, it is not necessary to chamfer the ridge line portion 65 of the bending portion preparation unit 46j.

切削工程(図10)
切削加工機による切削加工により、太径部準備部36jの基端部に、ねじ部38となるねじ部準備部38jを形成する。
以上の工程により、棒状のブランク材58から、超音波プローブ26の完成品と同形状の超音波プローブ26の半製品が得られる。
Cutting process (Fig. 10)
By a cutting process by a cutting machine, a threaded portion preparing portion 38j to be the threaded portion 38 is formed at the base end portion of the large diameter portion preparing portion 36j.
Through the above steps, a semi-finished product of the ultrasonic probe 26 having the same shape as the completed product of the ultrasonic probe 26 is obtained from the rod-shaped blank material 58.

熱処理工程
超音波プローブ26の半製品を熱処理炉内に投入して焼きなまし処理を行い、その後、半製品を炉内に保持したまま徐々に温度を下げて常温まで冷却し、炉から取り出す。取り出された完成品の超音波プローブ26では、成形、加工により生じた残留応力が除去されている。また、細径部42において、金属組織は、α+粒状βからα+球状βに改質され、引っ張り強さ、ヤング率が増大されている。なお、製品表面が黒色、茶褐色になっている場合には、酸洗い、ブラストショット等によって、製品表面に金属光沢を回復させてもよい。
Heat treatment step The semi-finished product of the ultrasonic probe 26 is put into a heat treatment furnace for annealing, and then the temperature of the semi-finished product is gradually lowered while being held in the furnace to cool to room temperature and taken out from the furnace. In the completed ultrasonic probe 26 taken out, residual stress generated by molding and processing is removed. In the small diameter portion 42, the metal structure is modified from α + granular β to α + spherical β, and tensile strength and Young's modulus are increased. When the product surface is black or brown, the metallic luster may be recovered on the product surface by pickling, blast shot or the like.

以上述べたように、本実施形態の超音波プローブ26の製造方法では、冷間ロータリースエージングによる減面成形によって、超音波プローブ26の細径部42及びライニング溝48を形成しているため、材料歩留まりを高く、生産性を高く、不良率を低くすることが可能となっている。また、細径部42、さらに細径部42のライニング溝48の表面硬さを増大することが可能となっている。   As described above, in the method of manufacturing the ultrasonic probe 26 according to the present embodiment, the small-diameter portion 42 and the lining groove 48 of the ultrasonic probe 26 are formed by surface reduction molding by cold rotary swaging. It is possible to increase the material yield, increase the productivity, and reduce the defect rate. Further, it is possible to increase the surface hardness of the small diameter portion 42 and the lining groove 48 of the small diameter portion 42.

また、加熱工程では、減面成形金型52とブランク材58との摩擦によりブランク材58を加熱しているため、ブランク材58に好ましくない変性を招来することなく短時間でブランク材58の加熱を完了することができ、また、冷間ロータリースエージング装置の減面成形金型52を用いて加熱を行うことで、加熱工程と冷間ロータリースエージングによる減面成形工程とを連続して行うことができ、工程を簡単化し、製造時間を短縮することが可能となっている。   Further, in the heating process, since the blank material 58 is heated by friction between the surface-reducing mold 52 and the blank material 58, the blank material 58 can be heated in a short time without causing undesirable modification to the blank material 58. In addition, heating is performed using the surface-reducing mold 52 of the cold rotary swaging device, so that the heating step and the surface-reforming step by cold rotary swaging are continuously performed. It is possible to simplify the process and shorten the manufacturing time.

さらに、冷間プレスを用いて多角柱成形工程及びベンディング成形工程を行うことで、超音波プローブ26のベンディング部46を短時間で精密に形成することが可能となっている。多角柱成形工程に用いられる八角柱成形金型61u,61dでは、八角柱状部分63を形成するためのブランク材58の体積を本来必要な体積よりも多めに設定して、八角柱状部分63の稜線部分65を明瞭に形成することが可能となっていると共に、上金型61uと下金型61dとの間の隙間62に材料を逃がすことで、八角柱状部分63にひび割れが生じるのを防止することが可能となっている。また、ベンディング成形に用いられるベンディング成形金型64u,64dは、成形品にバリを発生させないような成形空間以外に隙間のない閉塞金型であり、ベンディング部準備部46jの稜線部分65を滑らかに仕上げることができるため、稜線部分65の面取りが不要となり、生産性をさらに向上することが可能となっている。   Further, by performing the polygonal column forming process and the bending forming process using a cold press, the bending portion 46 of the ultrasonic probe 26 can be precisely formed in a short time. In the octagonal column forming molds 61u and 61d used in the polygonal column forming step, the volume of the blank material 58 for forming the octagonal columnar portion 63 is set to be larger than the originally required volume, and the ridgeline of the octagonal columnar portion 63 is set. The portion 65 can be clearly formed, and cracks are prevented from occurring in the octagonal columnar portion 63 by letting the material escape to the gap 62 between the upper die 61u and the lower die 61d. It is possible. Further, the bending molds 64u and 64d used for bending molding are closed molds having no gap other than a molding space that does not generate burrs in the molded product, and the ridge line part 65 of the bending part preparation part 46j is smoothly smoothed. Since it can be finished, chamfering of the ridge line portion 65 is not necessary, and productivity can be further improved.

上述した実施形態では、冷間ロータリースエージングによって減面成形を行っているが、へら絞り、前方押出等によって減面成形を行うようにしてもよい。   In the embodiment described above, the surface reduction molding is performed by cold rotary swaging, but the surface reduction molding may be performed by spatula drawing, forward extrusion, or the like.

また、上述した実施形態の超音波プローブ26では、テーパ部40とベンディング部46との間で、ストレート部44の外径寸法はその軸方向の全長にわたって一定となっており、ストレート部44はライニング溝48以外に段差のない形状となっている。しかしながら、ストレート部44の外径寸法は、テーパ部40の最小外径寸法と最先端のライニング溝48の外径寸法との間で、軸方向に対して適宜変更するようにして、ストレート部44をライニング溝48以外に段差を持つ形状としてもよい。   In the ultrasonic probe 26 of the above-described embodiment, the outer diameter of the straight portion 44 is constant over the entire length in the axial direction between the tapered portion 40 and the bending portion 46, and the straight portion 44 is a lining. The shape has no step other than the groove 48. However, the outer diameter dimension of the straight portion 44 is appropriately changed with respect to the axial direction between the minimum outer diameter dimension of the tapered portion 40 and the outer diameter dimension of the most advanced lining groove 48, so that the straight portion 44. It is good also as a shape with a level | step difference other than the lining groove | channel 48. FIG.

また、多角柱成形工程では、細径部準備部42jの先端部を八角柱状に成形したが、例えば、十角柱状等の他の多角柱状に成形してもよい。   In the polygonal column forming step, the tip portion of the small diameter portion preparing portion 42j is formed in an octagonal column shape, but may be formed in another polygonal column shape such as a decagonal column shape.

本発明の一実施形態の超音波処置具を示す側面図。The side view which shows the ultrasonic treatment tool of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の超音波プローブを示す上面図。1 is a top view showing an ultrasonic probe according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態の製造方法で用いられる冷間ロータリースエージング装置を示す模式図。The schematic diagram which shows the cold rotary swaging apparatus used with the manufacturing method of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の準備工程を示す側面図。The side view which shows the preparatory process of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の加熱工程を示す横断面図。The cross-sectional view which shows the heating process of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の減面成形工程を示す部分縦断面側面図。The fragmentary longitudinal cross-section side view which shows the surface-reduction molding process of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の減面成形工程を開始時において示す横断面図。The cross-sectional view which shows the area-reduction molding process of one Embodiment of this invention at the time of a start. 本発明の一実施形態の減面成形工程を成形途中において示す横断面図。The cross-sectional view which shows the surface-reduction molding process of one Embodiment of this invention in the middle of shaping | molding. 本発明の一実施形態の溝成形工程を示す部分縦断面側面図。The fragmentary longitudinal cross-section side view which shows the groove forming process of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の多角柱成形工程を示す部分縦断面側面図。The fragmentary longitudinal cross-section side view which shows the polygonal column shaping | molding process of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の多角柱成形工程を開始時において示す横断面図。The cross-sectional view which shows the polygonal-column molding process of one Embodiment of this invention at the time of a start. 本発明の一実施形態の多角柱成形工程を終了時において示す横断面図。The cross-sectional view which shows the polygonal-pillar formation process of one Embodiment of this invention at the time of completion | finish. 本発明の一実施形態のベンディング成形工程を示す部分縦断面側面図。The fragmentary longitudinal cross-section side view which shows the bending molding process of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態のベンディング成形工程を開始時において示す横断面図。The cross-sectional view which shows the bending molding process of one Embodiment of this invention at the time of a start. 本発明の一実施形態のベンディング成形工程を終了時において示す横断面図。The cross-sectional view which shows the bending molding process of one Embodiment of this invention at the time of completion | finish. 本発明の一実施形態の切削工程を示す側面図。The side view which shows the cutting process of one Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

36…太径部、42…細径部、48…溝部(ライジング溝)、52…冷間ロータリースエージング用減面成形金型、58…素材(ブランク材)、60…溝成形金型、61u,61d…冷間プレス用多角柱成形金型、62…隙間、64u,64d…冷間プレス用ベンディング成形金型。   36 ... large diameter portion, 42 ... small diameter portion, 48 ... groove portion (rising groove), 52 ... reduction surface mold for cold rotary swaging, 58 ... material (blank material), 60 ... groove molding die, 61u , 61d ... Cold pressing polygonal column forming mold, 62 ... Gap, 64u, 64d ... Cold pressing bending molding die.

Claims (7)

チタン材で形成されている棒状の素材を準備する準備工程と、
前記素材の少なくとも一端側を減面成形金型を用いて減面成形する減面成形工程と
前記準備工程の後、前記減面成形工程の前に、前記減面成形金型を用いて前記減面成形金型と前記素材との摩擦により前記素材を加熱する加熱工程と、
を具備する、ことを特徴とする超音波処置装置用超音波プローブの製造方法。
A preparation step of preparing a rod-shaped material formed of titanium material;
A surface-reduction molding step of performing area-reduction using at least one end side of the material using a surface-reduction molding die; and
After the preparation step, before the surface reduction molding step, a heating step of heating the material by friction between the surface reduction molding die and the material using the surface reduction molding die,
Comprising the ultrasonic treatment device and method of manufacturing the ultrasonic probe you wherein a.
チタン材で形成されている棒状の素材を準備する準備工程と、
前記素材の少なくとも一端側を冷間ロータリースエージング用減面成形金型を用いて冷間ロータリースエージングにより減面成形する減面成形工程と、
前記準備工程の後、前記減面成形工程の前に、前記冷間ロータリースエージング用減面成形金型を用いて前記冷間ロータリースエージング用減面成形金型と前記素材との摩擦により前記素材を加熱する加熱工程と、
を具備する、ことを特徴とする超音波処置装置用超音波プローブの製造方法。
A preparation step of preparing a rod-shaped material formed of titanium material;
A surface-reduction molding step in which at least one end side of the material is surface-reformed by cold rotary swaging using a surface reduction molding die for cold rotary swaging,
After the preparatory step and before the surface-reduction molding step, the cold rotary swaging surface-reduction molding die is used to cause friction between the cold rotary swaging surface-reduction molding die and the material. A heating process for heating the material ;
Comprising the ultrasonic treatment device and method of manufacturing the ultrasonic probe you wherein a.
前記減面成形工程の後、前記素材の一端部を冷間プレス用ベンディング成形金型を用いて冷間プレスによりベンディング成形するベンディング成形工程をさらに具備する、
ことを特徴とする請求項1もしくは請求項2に記載の超音波処置装置用超音波プローブの製造方法。
After the surface reduction molding step, further comprising a bending molding step of bending one end portion of the material by cold pressing using a cold pressing bending molding die.
The manufacturing method of the ultrasonic probe for ultrasonic treatment apparatuses of Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned.
前記冷間プレス用ベンディング成形金型は、閉塞金型である、
ことを特徴とする請求項3に記載の超音波処置装置用超音波プローブの製造方法。
The cold pressing bending molding die is a closing die,
The manufacturing method of the ultrasonic probe for ultrasonic treatment apparatuses of Claim 3 characterized by the above-mentioned.
前記減面成形工程の後、前記素材の一端部を冷間プレス用多角柱成形金型を用いて冷間プレスにより多角柱状に成形する多角柱成形工程をさらに具備する、
ことを特徴とする請求項1もしくは請求項2に記載の超音波処置装置用超音波プローブの製造方法。
After the surface-reduction molding step, further comprising a polygonal column forming step of forming one end portion of the material into a polygonal column shape by cold pressing using a polygonal column forming die for cold pressing,
The manufacturing method of the ultrasonic probe for ultrasonic treatment apparatuses of Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned.
前記冷間プレス用多角柱成形金型は一対の金型から形成されており、プレス成形において前記一対の金型間に素材を逃がす隙間が形成される、
ことを特徴とする請求項5に記載の超音波処置装置用超音波プローブの製造方法。
The cold pressing polygonal column molding die is formed from a pair of dies, and a gap is formed between the pair of dies to release the material in the press molding.
The manufacturing method of the ultrasonic probe for ultrasonic treatment apparatuses of Claim 5 characterized by the above-mentioned.
前記減面成形工程の後に、前記素材の少なくとも一端側において、溝成形金型を用いて減面成形により溝を成形する溝成形工程をさらに具備する、
ことを特徴とする請求項1もしくは請求項2に記載の超音波処置装置用超音波プローブの製造方法。
After the surface-reduction molding step, at least one end side of the material further comprises a groove forming step of forming a groove by surface-reduction molding using a groove molding die.
The manufacturing method of the ultrasonic probe for ultrasonic treatment apparatuses of Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned.
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