CN1750783A - 超声波洗涤装置 - Google Patents

Abstract

一种超声波洗涤装置，在从喷嘴的顶端向被洗涤物或被洗涤处喷射洗涤液进行洗涤，为了能够高效地向洗涤液传播由超声波振子产生的超声波振动，使结合了超声波振子的超声波传送体的一部分向填充洗涤液的喷嘴的空腔部突出。此外，其截面积向着超声波传送体的顶端部逐渐变小，使超声波振动会聚到超声波传送体的端面。另外，使超声波振子和超声波传送体的长度等于超声波驻波振动的半波长长度的整数倍，将对洗涤液辐射超声波的超声波传送体的端面配置在成为振幅最大的超声波驻波振动的腹的位置上。

Description

超声波洗涤装置

技术领域

本发明涉及利用了超声波振动的洗涤装置，特别是涉及通过从喷嘴喷射传播了超声波振动能量的洗涤液(washing)来洗涤被洗涤物或被洗涤处的超声波洗涤装置(ultrasonic washer)。

背景技术

例如，在特开平6-218337号公报中提出了如图37所示的、从喷嘴喷射给予了超声波振动的能量的洗涤液，来洗涤被洗涤物或被洗涤处的超声波洗涤装置520。

现有的超声波洗涤装置520由驱动电路521、由驱动电路521驱动的超声波振子522、用于传送由超声波振子522产生的超声波振动的超声波传送体523、与超声波传送体523连接的圆锥体(cone)524、与圆锥体524连接，且具有通过超声波传送体523和圆锥体524传送超声波的辐射体(horn)的喷嘴525、用于向喷嘴525内部供给洗涤液的供水管526等。在喷嘴525的内部，向着其前端的开口形成有多条流路，当洗涤液通过喷嘴525的流路时，传播到喷嘴525的超声波振动进一步向洗涤液传播。然后，从喷嘴525的前端开口喷射被传播了超声波振动的洗涤液。由于该超声波洗涤装置520是非接触式，因此，在表面凹凸大的被洗涤处也能够进行洗涤。

但是，在现有的超声波洗涤装置520中，通过超声波传送体523和圆锥体524向喷嘴525传送由超声波振子522产生的超声波振动，当洗涤液进一步通过喷嘴525的流路时，从喷嘴525的各流路的侧壁向洗涤液传播。因此，由于超声波振动的传送效率低，所以，若超声波振子522的输出小，在从喷嘴525喷射的洗涤液中就不产生充足的气泡，就有可能得不到利用气蚀作用的充足的洗涤力。另一方面，若超声波振子522的输出过高，就象超声波加湿器那样，洗涤液就变为了雾状，得不到充足的洗涤力的可能性高。

另外，现有的超声波洗涤装置520如上述公报所述，是例如洗涤建筑物的侧壁的大型的超声波洗涤装置，是驱动电路521与主体分别设置的等、不适于用户手持使用的结构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超声波洗涤装置，在向被洗涤物或被洗涤处喷射洗涤液进行洗涤的超声波洗涤装置中，能够高效地向洗涤液传播由超声波振子产生的超声波振动，最优化超声波振子的输出，根据被洗涤物或被洗涤处的性质和污垢状况得到充足的洗涤力，能高效地洗涤被洗涤物或被洗涤处。

此外，本发明的另外的目的在于提供一种在例如剥下涂敷在指甲上的指甲油(manicure)或去除附着在牙齿上的牙垢时，用户能够手持简便地使用的超声波洗涤装置。

为了达到上述目的，本发明的一个实施方式涉及的超声波洗涤装置具有：外壳，具有主体和喷嘴部；供水管，用于向上述喷嘴部的空腔供给洗涤液；超声波振子，被收容在上述外壳主体的内部，产生超声波振动；驱动电路，被收容在上述外壳主体的内部，驱动上述超声波振子；超声波传送体，分别突出地设置在上述主体的内部和上述喷嘴部的空腔，在上述主体侧的部分上固定上述超声波振子，对从上述喷嘴部侧的端面供给到上述喷嘴部的空腔的洗涤液直接传播由超声波振子产生的超声波振动。

根据这样的结构，由于仅通过超声波传送体向洗涤液传播由超声波振子产生的超声波振动，因此，能量损耗减少，超声波振动的传导效率增高。因此，与现有的超声波洗涤装置相比，即使减小超声波振子的输出，也能得到充足的洗涤力。因此，通过根据被洗涤物或被洗涤处的性质或污垢状况最佳地调节超声波振子的输出，洗涤液就不雾化，能够高效地洗涤被洗涤物或被洗涤处。此外，由于将驱动电路收容在外壳的主体部中，故不受电线妨碍而操作性提高，因此，用户能够简便地手持使用。

附图说明

图1是示出本发明的第一实施方式涉及的超声波洗涤装置的一个结构例的剖面图。

图2A～图2F是分别示出喷射洗涤液的超声波洗涤装置的用途例的图。

图3是示出第一实施方式涉及的超声波洗涤装置的其他结构例的剖面图。

图4是示出本发明的第二实施方式涉及的超声波洗涤装置的一个结构例的剖面图。

图5是模式地示出第二实施方式中的接合了超声波振子和超声波传送体的长度与超声波驻波振动的波长之间的关系的图。

图6是模式地示出在第二实施方式中利用超声波振子的厚度方向的振动使超声波传送体振动的状态的图。

图7A是示出第二实施方式中的组装超声波振子和超声波传送体前的状态的图，图7B和图7C分别是示出组装了超声波振子和超声波传送体的状态的剖面图和外观图。

图8A和图8B是分别示出超声波振子和超声波传送体的螺栓紧固朗之万型振子(ボルト締めランジユバン型振動子：bolt clamped Langevin typetransducers)的安装结构的图。

图9A是示出螺栓紧固朗之万型振子的进一步的具体结构的侧视图，图9B是其分解立体图。

图10A和图10B分别是示出超声波振子的接线例的图。

图11是示出第二实施方式涉及的超声波洗涤装置的其他结构例的剖面图。

图12A和图12B是分别示出连续驱动了泵的情况和间歇驱动泵的情况中的洗涤液的喷射状态的图。

图13是示出第二实施方式涉及的超声波洗涤装置的另外的其他结构例的图。

图14是示出第二实施方式涉及的超声波洗涤装置的另外的其他结构例的图。

图15A和图15B分别是示出在超声波洗涤装置的喷嘴的前端装上了延长管的变形例。

图16是示出第二实施方式涉及的超声波洗涤装置的另外的其他结构例的图。

图17是示出第二实施方式涉及的超声波洗涤装置的另外的其他结构例的图。

图18A、图18B和图18C分别是示出在超声波洗涤装置的喷嘴的前端装上了尖端弯曲的延长管和毛刷的变形例。

图19A是示出在壳体中能从主体拆卸喷嘴部的变形例，图19B示出能够进一步将超声波传送体与超声波振子分离的变形例。

图20是示出第二实施方式涉及的超声波洗涤装置的另外的其他结构例的图。

图21是示出本发明的第三实施方式涉及的超声波洗涤装置的一个结构例的剖面图。

图22是示出第三实施方式涉及的超声波洗涤装置的其他的结构例的剖面图。

图23是示出第三实施方式涉及的超声波洗涤装置的另外的其他结构例的剖面图。

图24是示出第三实施方式涉及的超声波洗涤装置的另外的其他结构例的剖面图。

图25是示出第三实施方式涉及的超声波洗涤装置的另外的其他结构例的剖面图。

图26A、图26B和图26C分别是示出在本发明的第四实施方式涉及的超声波洗涤装置中使用的由超声波振子和超声波传送体构成的振子的结构的图。

图27是示出第四实施方式涉及的超声波洗涤装置的一个结构例的剖面图。

图28是示出第四实施方式涉及的超声波洗涤装置的其他的结构例的剖面图。

图29是示出第四实施方式涉及的超声波洗涤装置的另外的其他结构例的剖面图。

图30是示出图29中示出的超声波洗涤装置的用途例的图。

图31是示出将图29中示出的超声波洗涤装置中的超声波传送体的超声波辐射面相对于正交于超声波振子与超声波传送体的接合面的方向的倾斜角设为θ的图。

图32是示出第四实施方式涉及的超声波洗涤装置的另外的其他结构例的剖面图。

图33是示出在图32中示出的超声波洗涤装置中，在超声波传送体内部传播的超声波振动集中在超声波辐射面的凹部的状态的剖面图。

图34是示出在图32中示出的超声波洗涤装置中使用的超声波传送体的其他结构的剖面图。

图35是示出在图32中示出的超声波洗涤装置中使用的超声波传送体的另外的其他结构的剖面图。

图36是示出在图32中示出的超声波洗涤装置中使用的超声波传送体的另外的其他结构的剖面图。

图37是示出现有的超声波洗涤装置的结构的图。

具体实施方式

第一实施方式

图1中示出本发明的第一实施方式涉及的超声波洗涤装置10的结构。超声波洗涤装置10具有由绝缘性合成树脂等形成的外壳12。在外壳12的内部设置有超声波振子14、接合了超声波振子14的超声波传送体16和驱动超声波振子14的驱动电路18等。

外壳12由大致筒形的主体(main body)22和与主体22的一端连结的喷嘴部(nozzle unit)24等构成。在喷嘴部24上连接有供水管20，从无图示的洗涤液罐向喷嘴部24的内部空腔(cavity)26供给洗涤液。喷嘴部24例如具有圆锥台形状，形成得越接近外壳12的顶端其截面积越小。此外，喷嘴部24的顶端开口，具有作为洗涤液的喷射口28的功能。

超声波传送体16分别突出设置在主体22的内部和喷嘴部24的空腔26中。因此，从超声波传送体16对喷嘴部24的空腔26中填充的洗涤液直接传播由超声波振子14产生的超声波。再有，喷嘴部24由固定在主体22中的内侧部件30和可以对内侧部件30装卸的外侧部件32构成，以进行例如空腔26的洗涤等。或者，也可以一体地形成喷嘴部24的内侧部件30和外侧部件32，能对于主体22进行拆卸。

由于外壳12的喷嘴部24具有其截面积从底部的超声波传送体16向着喷射口28逐渐变窄的圆锥台形状(frustum shape)，因此，从超声波传送体16传送的超声波振动就会聚在中央部，向喷射口28集中。其结果，就能够对从喷射口28喷射的洗涤液高效地传播超声波振动的能量。这样地，由于接合超声波振子14，使用于传送由超声波振子14产生的超声波振动的超声波传送体16直接与洗涤液接触，使超声波振动向洗涤液传播，因此，与上述现有的超声波洗涤装置相比，超声波振动的传导效率非常高。因此，通过最优化超声波振子14的输出，就能与被洗涤物或被洗涤处的性质或污垢状况相应地得到充足的洗涤力，能够高效地洗涤被洗涤物或被洗涤处。

超声波振子14使用由例如钛酸铅等的陶瓷材料或水晶等形成的压电振子，利用压电振子的厚度方向的变形使其产生振动。超声波传送体16由金属材料形成为碗形(bowl shape)，在其内底面34上固定着超声波振子14。在超声波传送体16的开口侧端部附近形成有从构成碗形的侧壁向外突出的凸缘状的支撑部36，将外底面38向着喷射口28侧安装在外壳12的内侧。作为其结果，由超声波传送体16和支撑部36构成了喷嘴部24的底壁的一部分。作为超声波传送体16的材料，可以使用铝等轻金属、铝合金或钛合金等轻金属。从防锈等的观点出发，这些材料最好对表面施加氧化铝膜处理或离子镀处理等防锈处理。

驱动电路18是在印刷电路板上安装了构成振荡电路等的电子部件的电路，利用无图示的蓄电池或工业电源进行驱动。驱动电路18按照用户的开关操作，调节超声波振子14的振荡频率或驱动电压等。供水管20与无图示的洗涤液罐或水管的龙头等连接，按照规定的每单位时间的供给量，向喷嘴部24的空腔26供给水或肥皂水等洗涤液。再有，通过控制设置在罐与供水管20间的泵的功率或水管龙头的开口量等，就能调节洗涤液的供给量。

下面关于超声波洗涤装置10的工作进行说明。若按照一定的每单位时间的供给量，通过供水管20向喷嘴部24的空腔26供给洗涤液，就在空腔26中充满洗涤液后，按一定的压力从喷射口28喷射洗涤液1。这时，通过驱动驱动电路18，由超声波振子14产生规定频率的超声波振动。由超声波振子14产生的超声波振动，通过超声波传送体16，传播给填充在喷嘴部24的空腔26中的洗涤液1。然后，洗涤液1接受由超声波振动产生的能量后从喷射口28喷射。该洗涤液1包含许多由超声波振动所产生的微小气泡，向被洗涤物或被洗涤处喷射洗涤液1，洗涤液中的微小气泡就破裂，随之产生局部的冲击波(气蚀)。利用该冲击波，附着在被洗涤物或被洗涤处上的顽固污垢(greasy dirt)就被强行剥下去除。因此，得到比只喷射洗涤液的情况高的洗涤效果。

驱动电路18具有超声波振子14的振荡频率控制功能。通过将超声波振子14的振荡频率设定为低到例如几kHz～几百kHz，来喷射传播了低频率的超声波振动的洗涤液。该情况下产生比较大的气泡，该气泡破裂时产生的冲击波也大。因此，适于去除附着力强的顽固污垢。另一方面，通过将超声波振子14的振荡频率设定为高到例如几MHz～几百kHz左右，来喷射传播了高频率的超声波振动的洗涤液。该情况下，由于产生的气泡小，所以气泡破裂时产生的冲击波也小，虽然给予被洗涤物或被洗涤处的损害小，但是适于去除附着力弱的轻的污垢。这样地，通过调节超声波振子14的振荡频率，就能够与被洗涤物或被洗涤处的特性和污垢状况等相应地得到最佳的洗涤力。

此外，驱动电路18具有超声波振子14的超声波输出控制功能。具体地说，通过使供给到超声波振子14的驱动电压变化，来调节超声波振子14的超声波输出。若增大超声波振子14的超声波输出，就向洗涤液传播振幅大的超声波振动。除了如上所述的利用气泡的气蚀之外，洗涤液自身的振动、搅动、脱泡、乳化等的作用也有助于超声波洗涤。该情况下，通过向洗涤液传播振幅大的超声波振动，洗涤液自身的振动的振幅就变大，洗涤力就变高。因此，适于去除附着力强的顽固的污垢。另一方面，若减小超声波振子14的超声波输出，传播到洗涤液的超声波振动的振幅就变小，洗涤力就降低。因此，适于去除附着力弱的轻的污垢。

另外，驱动电路18在能够间歇地驱动超声波振子14的同时，具有用于调节间歇驱动的频率的间歇驱动功能。具体地说，通过使向超声波振子14供给驱动电力的期间和不供给驱动电力的期间变化，来调节间歇驱动的频率。在间歇驱动的频率低的情况下，从喷射口28喷射的洗涤液的冲击力就相对变强，洗涤力增高。另一方面，在间歇驱动的频率高的情况下，从喷射口28喷射的洗涤液的冲击力相对地减弱，洗涤力就降低。另外，通过调节超声波振子14的间歇驱动的频率，能够控制传播了超声波振动的洗涤液所喷射的被洗涤物或被洗涤处的发热。特别是在被洗涤物或被洗涤处是生物体的情况下，洗涤液所喷射的地方附近的体温就上升。因此，通过在间歇驱动超声波振子14的同时适当调整其频率，就能够进行与被洗涤处的部位和用户的身体状况等相适应的最佳洗涤。

这样地，由于驱动电路18能够按照用户的开关操作最优化超声波振子14的输出，因此，不需要将超声波振子14的输出增大到必要以上，就能得到与被洗涤物或被洗涤处的性质和污垢状况相应的充足的洗涤力。特别是在被洗涤物或被洗涤处是生物体的一部分的情况下，由于不需要超声波振子14的极大的输出，因此，能够提供一种例如剥下指甲上涂覆的指甲油或去除附着在牙齿上的牙垢的能手持使用的超声波洗涤装置。

图2A～图2F中示出超声波洗涤装置10的用途。图2A示出将超声波洗涤装置10安装在卫生间的坐便器盖上作为坐洗器(bidet)使用，冲洗肛门附近的例子。图2B示出使用超声波洗涤装置10作为美容器具，去除附着在指甲表面上的指甲油等的例子。图2C示出使用超声波洗涤装置10作为口腔洗涤器具去除牙垢的例子。图2D～图2F分别示出洗涤牙刷、奶瓶的奶嘴、剃胡刀等需要保持卫生状态的物品(日用品)的例子。像这样的，由于超声波洗涤装置10在非接触的状态下向被洗涤物或被洗涤处进行喷射，因此，也能够洗涤表面凹凸大的被洗涤处。再有，也可以分别将洗涤液的喷射量或超声波振子的功率等与各用途相应地设定为最优值。

下面，图3中示出第一实施方式的变形例。在图3中示出的超声波洗涤装置10中，超声波传送体16是大致圆柱状，向喷嘴部24的空腔26内突出很大。由于将喷嘴部24的形状形成为越接近喷射口28其截面积越窄的大致锥台状，因此，从超声波传送体16传送的超声波振动被集中到喷射口28，能够对于从喷射口28喷射的洗涤液高效地传播超声波振动的能量。利用这样的结构也得到与上述同样的效果。

第二实施方式

下面，图4中示出本发明的第二实施方式涉及的超声波洗涤装置10的结构。再有，关于上述第一实施方式和与第二实施方式实质上相同的部分省略其说明，仅说明不同点。

如图4所示，在第二实施方式涉及的超声波洗涤装置10中，超声波传送体16是大致圆锥台状，至少将向喷嘴部24的空腔26突出的部分形成得越接近喷嘴侧的端部、即超声波辐射面16A，平行于与超声波振子14的接合面的方向的截面积就逐渐变小。此外，将喷嘴部24的形状形成为越接近喷射口28其截面积越窄的大致锥台状。因此，由超声波振子14产生的超声波振动就被大致锥台状的超声波传送体16会聚到中央部，被高效地传播到空腔26中的洗涤液中。另外，从超声波传送体16传导来的超声波振动被集中到喷射口28，能够对于从喷射口28喷射的洗涤液高效地传播超声波振动。

下面，关于超声波振子14和超声波传送体1 6进行说明。如图5所示，将接合了超声波振子14和超声波传送体16的接合体的长度L设定为超声波驻波(standing wave)振动的波长的1/2即半波(half-wave length)的长度的整数倍。图5中，从上面开始依次示出了L＝1/2波长、L＝1波长、L＝3/2波长...L＝N/2波长的情况的振动的节和腹的位置。这样地，通过将接合了超声波振子14和超声波传送体16的接合体的长度L设为超声波驻波振动的半波长的长度的整数倍，超声波传送体16的端面即超声波辐射面16A就位于成为振幅最大的腹的部分，因此，就能够高效地向洗涤液传播超声波振动。

图6模式地示出利用超声波振子14的厚度方向的振动使超声波传送体16振动的状态。这样地，通过利用超声波振子14的厚度方向的伸缩使其产生超声波振动，来向垂直于超声波传送体16的超声波辐射面16A的方向传导超声波振动。因此，就能够从超声波传送体16的超声波辐射面16A对喷嘴部24的空腔26中的洗涤液高效地传播超声波振动。

下面，关于超声波振子14和超声波传送体16的具体结构进行说明。图7A示出组装超声波振子14和超声波传送体16前的状态，图7B和图7C示出组装后的状态。从各图可知，超声波振子14和超声波传送体16构成螺栓紧固朗之万型振子。超声波振子14构成为用2个波长调整部件110和112夹住叠加了例如压电陶瓷等后形成的2个振子106和108，利用螺栓104固定在超声波传送体16上。

波长调整部件110和112用于调整超声波振子14的共振频率，例如用铝等轻金属或铝合金等轻金属形成。然后，如图7B和图7C所示地组装后，实际上一边使超声波振子14振动，一边削掉波长调整部件110和/或112的一部分，调整超声波振子14的共振频率。再有，从防锈等的观点出发，最好对波长调整部件110和112的表面施行防锈处理等。

图8A和图8B中示出超声波振子14和超声波传送体16的螺栓紧固朗之万型振子的安装结构。在它们的安装结构中，分别在成为超声波驻波振动的节的位置上，将超声波传送体16固定在外壳12上。在图8A中示出的例子中，在外壳12的内周面形成向内侧突出的支撑部36，此外，在超声波传送体16的大致圆锥台状的外周面中的、成为超声波驻波振动的节的位置上形成凹部116。然后，通过使支撑部36与凹部116配合，将超声波振子14和超声波传送体16的螺栓紧固朗之万型振子安装在外壳12上。在图8B中示出的例子中，使支撑部118从超声波传送体16的大致圆锥台状的外周面中的成为超声波驻波振动的节的位置上突出，与形成在外壳12的内周面上的凹部120配合。

这样地，通过在成为超声波驻波振动的节的位置上固定超声波振子14和超声波传送体16的螺栓紧固朗之万型振子，就能够减小安装结构对超声波振子14和超声波传送体16的超声波振动的影响，既能减小能量损耗，又能对洗涤液高效地传播超声波振动。再有，由于在成为超声波驻波振动的节的位置中也残留有若干振动，因此，也可以在图8A中的支撑部36与凹部116之间和图8B中的支撑部118与凹部120之间具有弹性体。此外，它们的安装结构不限定于螺栓紧固朗之万型振子，也可以适应于具有其他结构的振子。

图9A、图9B和图10A、图10B中示出螺栓紧固朗之万型振子的另外的具体结构。图9A是螺栓紧固朗之万型振子的分解侧视图，图9B是其分解立体图。此外，图10A和图10B是示出其接线的图。再有，在这些图中，省略了用于将超声波振子14固定在超声波传送体16上的螺栓。

在该结构例中，在2个振子106和108之间、振子106和波长调整部件110之间及振子108和波长调整部件112之间分别配置金属等的导电性片126、128和130。如图10A所示，将中央的导电性片126与正电位接线，将两端的导电性片128和130与负电位接线，防止超声波传送体16等上带电。此外，如图10B所示，若将超声波传送体16与负电位接线，也可以省略振子108和波长调整部件112之间的导电性片130。

通过用例如镍或铍等具有高导电率的电极夹住振子106和108，电极上的电压降就变少，就能够对振子106和108施加高电压，因此，就能够高效地使压电元件振子106和108振动。此外，通过将作为驱动源的2个振子106和108的边界部配置在超声波驻波振动中的成为节的位置上，就能够高效地向超声波传送体16传送振子106和108的振动。

下面，图11中示出与图4中示出的超声波洗涤装置10的供水管20连接了洗涤液罐48和泵46的结构例。利用例如驱动电路18，与超声波振子14的驱动同步地驱动泵46。可以连续驱动泵46后，如图12A所示，使洗涤液1连续地从喷射口28喷射，或者也可以间歇地驱动泵46后，如图12B所示，使洗涤液1脉动地从喷射口28喷射。这样地，通过转换洗涤液的喷射模式，就能够根据用户喜好，或者根据被洗涤物或被洗涤处的污垢状况，选择最佳的洗涤液的喷射模式。此外，例如通过调节泵46的驱动电压，就能够调节泵46的吸引力、即从喷射口28喷射的洗涤液的每单位时间的流量。

再有，不一定需要利用驱动电路18来驱动泵46，也可以构成为利用另外设置的驱动电路进行驱动。例如如图2A所示，在固定超声波洗涤装置10进行使用的情况下，最好根据来自驱动电路用户手头的遥控器装置(无图示)的控制信号，分别利用驱动电路18来驱动超声波振子14，利用泵驱动电路来驱动泵46。此外，如图2B和图2C所示，在手持超声波洗涤装置10进行使用的情况下，最好在超声波洗涤装置10的外壳12上设置开关，根据用户的开关操作，利用驱动电路18控制超声波振子14和泵46。

图13中示出超声波洗涤装置10的另外的变形例。在超声波洗涤装置10中，在喷嘴部24的内侧部件30的内周面与超声波传送体16的外周面之间设置密封部件52，防止供给到空腔26中的洗涤液向超声波传送体16的倾斜的侧面部件回流。换言之，利用密封部件52来减小喷嘴部24的空腔26的容积。

作为密封部件52，也可以利用例如橡胶等弹性材料成形为盘状，使喷嘴部24的内侧部件30的内周面和超声波传送体16的侧面分别贴紧。该情况下，在从主体22卸下喷嘴部24进行清洗时，能够将各部件各自分解进行清扫。或者，也可以与内侧部件30一体地成形密封部件52。

通过这样设置密封部件52，虽然结构变复杂，或部件个数增加，但是能够降低从超声波传送体16的侧面向洗涤液传播的超声波振动能量的损耗。

另外，图14中示出了在图4中示出的超声波洗涤装置10的喷嘴部24的顶端装上了延长管54的变形例。这样，通过装延长管54，就能够将洗涤液更准确地喷射在被洗涤处。延长管54可以是如图15A所示的直管状，也可以如图15B所示的顶端弯曲的管。另外，延长管54可相对于喷嘴部24进行拆卸，也可以与喷嘴部24的外侧部件32一体形成。特别是在将延长管54设置为拆卸式的情况下，如图2C所示，在洗涤口腔内时，可以使用图15A中示出的直管状的延长管54高效地洗涤口腔的里面，使用图15B中示出的顶端弯曲的延长管54高效地洗涤牙齿的里侧。另外，在是图15B中示出的顶端弯曲的延长管54的情况下，通过使延长管54能对喷嘴部24旋转，就能够任意改变洗涤液的喷射方向，提高用户洗涤时的操作性。

另外，图16中示出了在图13中示出的超声波洗涤装置10上装上了延长管54的变形例。另外，如图17所示，也可以在延长管54的外侧装上用例如橡胶等具有柔软性的材料形成的保护罩56。一般地，延长管54虽然用树脂或金属等比较坚硬的材料形成，但是被施以了使表面光滑并且将角弯成曲面等的处理，以不弄伤用户。但是，若用户慌忙使用，就有可能弄伤例如口腔内的牙龈和面颊的内侧等。因此，通过使用这样的具有柔软性的保护罩56，就能够更安全且舒适地进行生物体的洗涤。

图18A示出在延长管54上进一步安装了顶端弯曲的连接件58的变形例。作为连接件58的材料，通过使用具有柔软性且具有一定刚性的橡胶等，就能够不弄伤生物体，更安全且舒适地进行生物体的洗涤。

图18B和图18C示出分别在延长管54上安装了毛刷60的变形例。毛刷60由基部62和植设在基部的植毛64及安装部66等构成，所述基部62上设置了用于通过洗涤液的许多孔。在图18C中，延长安装部66，另外，使毛刷60的植毛的方向在大致正交于安装部66的纵向的方向上弯曲。这样，通过在超声波洗涤装置10的喷嘴部24的顶端安装毛刷60，就能够在利用毛刷进行洗涤的同时，进行利用超声波洗涤的洗涤。

图19A示出可从主体22拆卸外壳12中的喷嘴部24的变形例。这样，若能拆卸喷嘴部24，就能够根据需要洗涤喷嘴部24的内部和超声波传送体16的外周部等。另外，图19B示出能够进一步将超声波传送体16与超声波振子14分离的变形例。这样，若能将超声波振子14保持在外壳12内且能拆卸超声波传送体16，就能够根据超声波洗涤装置10的用途或被洗涤物或被洗涤处的特性等，交换为如图3所示的不同形状的超声波传送体，能够扩大超声波洗涤装置的通用性。

在图20中示出的变形例中，在超声波洗涤装置10中，外壳12包括喷嘴部24的全体形状是大致圆筒状，在喷嘴部24的内部设置超声波传送体16和容器(vessel)44。超声波传送体16形成为其截面积越远离超声波振子14越变窄的大致圆锥台状，其顶端部构成容器44的内底面。与容器44连接有供水管20，向其空腔26供给洗涤液。利用这样的结构也能得到与上述同样的效果。

再有，在此叙述的各变形例能够应用于上述各实施方式和以下叙述的其他实施方式所涉及的超声波洗涤装置，当然也能得到同样的功能和效果。

第三实施方式

下面，关于本发明的第三实施方式涉及的超声波洗涤装置10的结构进行说明。在第三实施方式中，将超声波洗涤装置10设为电池式装置。再有，关于与上述各实施方式实质上相同的部分，省略其说明，仅说明不同点。

在图21中示出的超声波洗涤装置10中，在外壳12的主体22的内部设置着充电式的蓄电池19和泵46，另外，在主体22的后部，可装卸地安装着用于贮存洗涤液的洗涤液罐48。这样地，通过在超声波洗涤装置10自身中设置洗涤液罐48构成电池式装置，就能够提供一种便携性和操作性优良的超声波洗涤装置。

图22示出具有进一步回收从被洗涤物或被洗涤处2弹回来的已使用完的洗涤液1的废液回收功能的变形例。超声波洗涤装置10进一步具有：设置在其顶端部附近的吸引喷嘴50；设置在主体22的内部的废液吸引泵47；设置在洗涤液罐48的下部的废液罐49；从吸引罐50经过废液吸引罐47到废液罐49的吸水管21。这样，通过具有回收喷射在被洗涤物或被洗涤处2上的一部分洗涤液的功能，就能够减少飞散到被洗涤物或被洗涤处2周围的洗涤液的量，能够容易地进行洗涤后的后处理。

图23示出在洗涤液罐48上进一步设置了药剂投入部51的变形例。若向药剂投入部51投入例如固体的消毒剂或洗涤剂等药剂3，就从洗涤液罐48吸引例如水等洗涤液，当通过药剂投入部51时，药剂3溶解在洗涤液中，从超声波洗涤装置10向着被洗涤物或被洗涤处喷射包含了药剂成分的洗涤液。其结果，能够提高被洗涤物或被洗涤处的洗涤效果。或者，进行洗涤同时对被洗涤物或被洗涤处进行杀菌处理。另外，由于用户不需要准备消毒液或洗涤剂液，只要补给水作为洗涤液就行，因此，超声波洗涤装置10的使用变得容易。再有，当然也可以用具有耐药性的材料来形成超声波洗涤装置10中的直接暴露给洗涤液的部分。

图24示出在洗涤液罐48的内部设置了发热体70和温度传感器71的变形例。作为发热体70，可以使用电阻元件和珀耳帖元件等。驱动电路18具有发热体70的控制功能，基于来自温度传感器71的输出信号，控制对发热体70的电力供给的接通/关断、电流值、电流方向等，将洗涤液罐48内的洗涤液的温度维持在一定的范围。此外，利用用户的开关操作，能够任意调节洗涤液罐48内的洗涤液的温度、即从超声波洗涤装置10向被洗涤物或被洗涤处喷射的洗涤液的温度。这样，就能够根据被洗涤物或被洗涤处的性质和种类、污垢状况、气温、用户的喜好和身体状况等，用最佳温度的洗涤液进行洗涤。

图25示出在延长管54上设置了发热体70和温度传感器71的变形例。驱动电路18的功能与上述情况相同。通过将该变形例应用于上述各实施方式，在不具有洗涤液罐48，例如从水管的龙头等通过供水管20供给洗涤液的情况下，也能够将洗涤液加热到规定的温度后进行喷射。

另外，也可以不使用发热体70，而利用超声波洗涤装置的特性来加热洗涤液。具体地说，通过变更超声波振子14和超声波传送体16的电—声转换效率，利用超声波传送体16的发热量变化的性质，来加热喷嘴部24的空腔26中的洗涤液。可以通过变更驱动电路18的LC常数来调节该超声波振子14和超声波传送体16的电—声转换效率。此外，也可以通过使超声波振子14的振荡频率在窄范围内进行变化，来调节超声波传送体16的发热量。另外，也可以通过对超声波传送体16加以机械性的力抑制其振动，来调节超声波传送体16的发热量。

第四实施方式

下面，关于本发明的第四实施方式涉及的超声波洗涤装置10的结构进行说明。在上述第二和第三实施方式中将超声波传送体16设置为大致圆锥台形状，但在第四实施方式中，将超声波传送体16设置为其他形状。再有，关于与上述各实施方式实质上相同的部分，省略其说明，仅说明不同点。

在图26A中示出的结构例中，增大超声波传送体16中固定超声波振子14的一侧附近的成为超声波驻波振动的节的部分16B的截面积，并且形成得一样，比它减小超声波辐射面16A侧的部分16C的截面积，并且形成为大致一样的大致圆筒状。

在图26B中示出的结构例中，增大超声波传送体16的与超声波振子14固定的一侧附近的成为超声波驻波振动的节的部分16B的截面积，并且形成得一样，比它逐渐减小超声波辐射面16A侧的部分16C的截面积，形成为大致圆锥台状。

在图26C中示出的结构例中，增大超声波传送体16的与超声波振子14固定的一侧附近的成为超声波驻波振动的节的部分16B的截面积，并且形成得一样，比它逐渐减小超声波辐射面16A侧的部分16C的截面积，形成为投影了侧面的形状是大致指数函数状、双曲线状和傅立叶级数状的轴对称形状。

图27中示出使用了图26A中示出的超声波传送体16的超声波洗涤装置的结构。此外，图28中示出使用了图26B中示出的超声波传送体1 6的超声波洗涤装置的结构。这些超声波洗涤装置除了超声波传送体16的形状以外，基本上具有与先前说明的超声波洗涤装置相同的结构，得到同样的效果。

图29示出了使用了图26C中示出的超声波传送体16的超声波洗涤装置。但是，超声波传送体16的超声波辐射面16A对于超声波振子14与超声波传送体16的接合面倾斜。此外，与超声波传送体16的超声波辐射面16A相对应倾斜地安装喷嘴部24的外侧部件32。

将结合了超声波振子14和超声波传送体16的振子中、通过超声波辐射面16A的中央、垂直于超声波振子14和超声波传送体16的接合面的方向的长度设定为超声波驻波振动中的半波长的整数倍。此外，将结合了超声波振子14和超声波传送体16的振子在超声波驻波振动中成为节的部分中固定在外壳12上。由超声波振子14产生的超声波振动，通过超声波传送体16，从超声波辐射面16A向喷嘴部24的空腔26中的洗涤液传播，从喷嘴部24的外侧部件32的顶端的喷射口28向着被洗涤物或被洗涤处喷射。因此，如图30所示，也能够对口腔内等难以洗涤的地方容易地喷射洗涤液进行洗涤。

如图31所示，若将超声波传送体16的超声波辐射面16A对于正交于超声波振子14与超声波传送体16的接合面的倾斜角设为θ，则从倾斜的超声波辐射面16A辐射的超声波的振幅就成为从平行于超声波振子的振动面的超声波辐射面辐射的超声波的sinθ倍，振幅减少。因此，最好将超声波辐射面16A的倾斜角θ设定在45度以上(不足90度)。

图32示出了使用了图26C中示出的超声波传送体16的超声波洗涤装置的变形例。超声波传送体16的超声波辐射面16A相对于超声波振子14与超声波传送体16的接合面平行，但在超声波辐射面16A上设置了多个半球状的凹部134。

这样，若在超声波传送体16的超声波辐射面16A上设置凹部134，就如图33所示，在超声波传送体16的内部传播的超声波振动就在超声波辐射面16A凹部集中。因此，虽然超声波传送体16的加工变得复杂，但是能够将超声波集中在凹部134的前方，能提高利用气蚀作用的洗涤力。

再有，也可以如图34所示，减小凹部134的形状，使其均等地分散在超声波辐射面16A，也可以如图35或图36所示，将凹部134形成为大致圆锥状。另外，也可以如图35所示，仅在超声波辐射面16A的中央设置一处凹部134。另外，凹部134的形状不限定于上述半球状和圆锥状，只要是能够将超声波振动集中在凹部134的前方的形状就行。另外，当然也可以将凹部134设置在上述任一超声波传送体16的超声波辐射面16A上。

本申请基于日本专利申请2003-48024和2003-342586，应该通过参照上述专利申请的说明书和附图，将其内容与本申请的发明合为一体。

此外，本发明虽然利用参照了附图的实施方式详尽地进行了记载，但也可以进行各种各样的变更和变形，这是具有该领域常识的人都知道的。因此，这样的变更和变形不脱离本发明的范围，都应该包含在本发明的范围中。

工业上的可利用性

如以上说明所述，由于本发明的超声波洗涤装置能够手持进行使用，因此，能够简便地洗涤生物体的一部分或日用品等。此外，由于超声波振动的传导效率高，因此，即使减小超声波振子的输出也能得到充足的洗涤力。从而，能够用蓄电池进行驱动，也能将超声波洗涤装置电池式化。

Claims (20)

1.一种超声波洗涤装置，其特征在于，具有：

外壳，具有主体和喷嘴部；

供水管，用于给上述喷嘴部的空腔供给洗涤液；

超声波振子，被收容在上述外壳的主体内部，产生超声波振动；

驱动电路，被收容在上述外壳的主体内部，驱动上述超声波振子；

超声波传送体，分别突出设置在上述主体内部和上述喷嘴部的空腔，上述超声波振子与上述主体侧部分接合，对从上述喷嘴部侧端面供给到上述喷嘴部的空腔的洗涤液直接传播由超声波振子产生的超声波振动。

2.如权利要求1所述的超声波洗涤装置，其特征在于，将上述超声波传送体形成为在上述喷嘴侧的端部附近的与上述超声波振子的接合面平行的方向的截面积小于与上述超声波振子的接合面的面积。

3.如权利要求2所述的超声波洗涤装置，其特征在于，上述超声波传送体向上述喷嘴的空腔突出的部分被形成为大致圆筒状。

4.如权利要求1所述的超声波洗涤装置，其特征在于，上述超声波传送体向上述喷嘴的空腔突出的部分被形成为越接近上述喷嘴侧的端部，与上述超声波振子的接合面平行的方向的截面积就逐渐变小。

5.如权利要求4所述的超声波洗涤装置，其特征在于，上述超声波传送体向上述喷嘴的空腔突出的部分被形成为大致圆锥台形状、侧面投影形状为大致指数函数状、双曲线状或傅立叶级数状的旋转对称形状中的任意一种。

6.如权利要求1所述的超声波洗涤装置，其特征在于，上述超声波传送体的上述喷嘴侧端面相对于上述超声波振子与上述超声波传送体的接合面倾斜。

7.如权利要求6所述的超声波洗涤装置，其特征在于，上述喷嘴部具有相对于倾斜的上述超声波传送体的上述喷嘴侧端面大致平行地开口的喷射口。

8.如权利要求1所述的超声波洗涤装置，其特征在于，在上述超声波传送体的上述喷嘴侧端面上至少形成有1个凹部。

9.如权利要求1所述的超声波洗涤装置，其特征在于，上述超声波振子与上述超声波传送体的接合体进行超声波驻波振动。

10.如权利要求9所述的超声波洗涤装置，其特征在于，正交于上述超声波振子与上述超声波传送体的接合面的方向的上述超声波振子与上述超声波传送体的接合体的长度大致等于超声波驻波振动中的半波长长度的整数倍。

11.如权利要求10所述的超声波洗涤装置，其特征在于，在上述超声波驻波振动中成为节的位置上，将上述超声波振子和上述超声波传送体的接合体固定在上述外壳上。

12.如权利要求1所述的超声波洗涤装置，其特征在于，上述超声波振子与上述超声波传送体的接合体构成螺栓紧固朗之万型振子。

13.如权利要求1所述的超声波洗涤装置，其特征在于，上述超声波振子利用其厚度方向的伸缩产生超声波振动。

14.如权利要求1所述的超声波洗涤装置，其特征在于，上述喷嘴部相对于上述主体能够装卸。

15.如权利要求14所述的超声波洗涤装置，其特征在于，上述超声波传送体相对于上述超声波振子能够装卸。

16.如权利要求1所述的超声波洗涤装置，其特征在于，在上述喷嘴部的内周面与上述超声波传送体的外周面之间设置有密封部件。

17.如权利要求1所述的超声波洗涤装置，其特征在于，上述驱动电路可调整地控制上述超声波振子的振荡频率和超声波输出中的至少一个。

18.如权利要求1所述的超声波洗涤装置，其特征在于，上述驱动电路间歇地驱动上述超声波振子，同时，能够调节间歇驱动的频率。

19.如权利要求1所述的超声波洗涤装置，其特征在于，上述供水管通过泵与洗涤液罐连接，上述驱动电路进一步驱动控制上述泵。

20.如权利要求19所述的超声波洗涤装置，其特征在于，上述洗涤液罐可装卸地安装在上述主体上，将上述泵设置在上述主体上。

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