JP2592110Y2 - 超音波洗浄器用振動子 - Google Patents
超音波洗浄器用振動子Info
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- JP2592110Y2 JP2592110Y2 JP1992091106U JP9110692U JP2592110Y2 JP 2592110 Y2 JP2592110 Y2 JP 2592110Y2 JP 1992091106 U JP1992091106 U JP 1992091106U JP 9110692 U JP9110692 U JP 9110692U JP 2592110 Y2 JP2592110 Y2 JP 2592110Y2
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- ultrasonic
- vibrator
- tank
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- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は超音波洗浄器用振動子の
改良に関する。
改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的な超音波洗浄器は、図５に示すよ
うに、ステンレス製の洗浄用タンク（以下単にタンクと
略称する）１の外底面に、エポキシ樹脂からなる絶縁板
３を介して円板型の超音波振動子５を貼付け、この超音
波振動子５に駆動回路７を接続した構成となっていた。
このような超音波洗浄器では、駆動回路７から超音波振
動子５の径方向振動の共振周波数に近い駆動信号を超音
波振動子５に印加して屈曲振動を起こし、この振動をタ
ンク１へ伝達してこれを超音波振動させるものであり、
タンク１内に満たした洗浄液９内に被洗浄物（図示せ
ず）を入れれば、洗浄液９の振動によって被洗浄物を洗
浄できる。
うに、ステンレス製の洗浄用タンク（以下単にタンクと
略称する）１の外底面に、エポキシ樹脂からなる絶縁板
３を介して円板型の超音波振動子５を貼付け、この超音
波振動子５に駆動回路７を接続した構成となっていた。
このような超音波洗浄器では、駆動回路７から超音波振
動子５の径方向振動の共振周波数に近い駆動信号を超音
波振動子５に印加して屈曲振動を起こし、この振動をタ
ンク１へ伝達してこれを超音波振動させるものであり、
タンク１内に満たした洗浄液９内に被洗浄物（図示せ
ず）を入れれば、洗浄液９の振動によって被洗浄物を洗
浄できる。
【０００３】従来、このような超音波洗浄器に用いる超
音波振動子５は、図６に示すように、円板状の圧電磁器
板５ａの両面に銀電極５ｂ、５ｃを形成し、一方の銀電
極５ｂに電極引出用の金属薄板（例えばＦｅ−Ｎｉ系合
金、ＳＵＳ又は銅で厚み０．１ｍｍ〜０．２ｍｍの板）
５ｄを接着剤（図示せず）で密着固定して形成され、金
属薄板５ｄと銀電極５ｃに駆動回路７を接続していた。
また、別の超音波振動子５としては、図７のように一方
の銀電極５ｂを反対側まで引廻し、片側面で駆動回路７
に接続可能にしたものも提案されている。
音波振動子５は、図６に示すように、円板状の圧電磁器
板５ａの両面に銀電極５ｂ、５ｃを形成し、一方の銀電
極５ｂに電極引出用の金属薄板（例えばＦｅ−Ｎｉ系合
金、ＳＵＳ又は銅で厚み０．１ｍｍ〜０．２ｍｍの板）
５ｄを接着剤（図示せず）で密着固定して形成され、金
属薄板５ｄと銀電極５ｃに駆動回路７を接続していた。
また、別の超音波振動子５としては、図７のように一方
の銀電極５ｂを反対側まで引廻し、片側面で駆動回路７
に接続可能にしたものも提案されている。
【０００４】
【考案が解決しようとする課題】このような超音波洗浄
器用振動子においては、駆動回路７から印加した駆動電
力で効率良くタンク１等を超音波振動させることが必要
であり、振動子の効率向上を図るべく各製造メーカが開
発を競っている。本考案者らは、超音波振動子５自体の
形状に着目し、種々の形状について実験検討を行なった
結果、従来あまり適当でないと考えられていた円環状振
動子において実用上支障のない程度の電気機械結合係数
が得られるうえ、屈曲振動効率の高い条件の存在するこ
とを突止め、本考案を完成させた。本考案はこのような
状況の下になされたもので、高い振動効率が得られ、洗
浄能力を高めることができる超音波洗浄器用振動子の提
供を目的とする。
器用振動子においては、駆動回路７から印加した駆動電
力で効率良くタンク１等を超音波振動させることが必要
であり、振動子の効率向上を図るべく各製造メーカが開
発を競っている。本考案者らは、超音波振動子５自体の
形状に着目し、種々の形状について実験検討を行なった
結果、従来あまり適当でないと考えられていた円環状振
動子において実用上支障のない程度の電気機械結合係数
が得られるうえ、屈曲振動効率の高い条件の存在するこ
とを突止め、本考案を完成させた。本考案はこのような
状況の下になされたもので、高い振動効率が得られ、洗
浄能力を高めることができる超音波洗浄器用振動子の提
供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本考案は、屈曲振動モードによって発生させた
超音波振動によってタンクを超音波振動させる超音波洗
浄器用振動子において、そのタンクに直接又は間接的に
貼付けられた圧電磁器板を円環形に形成するとともに、
その内径ｄ１と外径ｄ２の比（ｄ１／ｄ２）を０．０５
≦ｄ１／ｄ２≦０．３の範囲に選定したものである。
るために本考案は、屈曲振動モードによって発生させた
超音波振動によってタンクを超音波振動させる超音波洗
浄器用振動子において、そのタンクに直接又は間接的に
貼付けられた圧電磁器板を円環形に形成するとともに、
その内径ｄ１と外径ｄ２の比（ｄ１／ｄ２）を０．０５
≦ｄ１／ｄ２≦０．３の範囲に選定したものである。
【０００６】
【作用】このような手段を備えた本考案では、タンクに
貼付けた円環形の圧電磁器板の内径ｄ１と外径ｄ２の比
（ｄ１／ｄ２）を０．０５≦ｄ１／ｄ２≦０．３の範囲
に選定したから、単なる円板状の超音波振動子に比べ
て、その中心部の負荷が軽くかつ振動時の中心部への応
力集中の影響も受け難くなり、超音波振動子の屈曲振動
がタンクへ高能率で伝達される。
貼付けた円環形の圧電磁器板の内径ｄ１と外径ｄ２の比
（ｄ１／ｄ２）を０．０５≦ｄ１／ｄ２≦０．３の範囲
に選定したから、単なる円板状の超音波振動子に比べ
て、その中心部の負荷が軽くかつ振動時の中心部への応
力集中の影響も受け難くなり、超音波振動子の屈曲振動
がタンクへ高能率で伝達される。
【０００７】
【実施例】以下、本考案の実施例を図面を参照して説明
する。従来例と共通する部分には同一の符号を付す。図
１は本考案に係る超音波振動子の一実施例を超音波洗浄
器とともに示す断面図である。図１において、超音波洗
浄器は上述した図５の構成と同様であり、例えばステン
レス製のカップ状のタンク１には適宜洗浄液９が満たさ
れている。タンク１の外底面にはガラスエポキシ樹脂か
らなる絶縁板３を介して超音波振動子１１が貼付けられ
ており、本考案はこの超音波振動子１１に特徴がある。
する。従来例と共通する部分には同一の符号を付す。図
１は本考案に係る超音波振動子の一実施例を超音波洗浄
器とともに示す断面図である。図１において、超音波洗
浄器は上述した図５の構成と同様であり、例えばステン
レス製のカップ状のタンク１には適宜洗浄液９が満たさ
れている。タンク１の外底面にはガラスエポキシ樹脂か
らなる絶縁板３を介して超音波振動子１１が貼付けられ
ており、本考案はこの超音波振動子１１に特徴がある。
【０００８】この超音波振動子１１は、上述した図６の
構成に類似しており、円板状の圧電磁器板１１ａの両面
に銀電極１１ｂ、１１ｃを形成し、一方の銀電極１１ｂ
に上述した金属薄板５ｄと同様な電極引出用の金属薄板
１１ｄを接着剤（図示せず）で密着固定して構成され、
金属薄板１１ｄと銀電極１１ｃに駆動回路７が接続され
る。しかも、超音波振動子１１は、屈曲振動モードによ
って超音波を発生させるものであり、図２に示すよう
に、貫通する孔１３が形成されており、孔１３の内径ｄ
１と圧電磁器板１１ａの外径ｄ２の比（ｄ１／ｄ２）が
０．０５≦ｄ１／ｄ２≦０．３の範囲に選定されてい
る。本考案者らは、概略直径５０ｍｍ、厚さ２．５ｍｍ
の円板状圧電磁器１１ａの中央に孔１３を設けて円環状
に形成し、片方の銀電極１１ｂに直径５２ｍｍ、厚さ
０．１ｍｍのＦｅ−Ｎｉ系合金板からなる円板形の金属
薄板１１ｄをエポキシ系接着剤で密着固定して超音波振
動子１１を作り、その特性を調べた。
構成に類似しており、円板状の圧電磁器板１１ａの両面
に銀電極１１ｂ、１１ｃを形成し、一方の銀電極１１ｂ
に上述した金属薄板５ｄと同様な電極引出用の金属薄板
１１ｄを接着剤（図示せず）で密着固定して構成され、
金属薄板１１ｄと銀電極１１ｃに駆動回路７が接続され
る。しかも、超音波振動子１１は、屈曲振動モードによ
って超音波を発生させるものであり、図２に示すよう
に、貫通する孔１３が形成されており、孔１３の内径ｄ
１と圧電磁器板１１ａの外径ｄ２の比（ｄ１／ｄ２）が
０．０５≦ｄ１／ｄ２≦０．３の範囲に選定されてい
る。本考案者らは、概略直径５０ｍｍ、厚さ２．５ｍｍ
の円板状圧電磁器１１ａの中央に孔１３を設けて円環状
に形成し、片方の銀電極１１ｂに直径５２ｍｍ、厚さ
０．１ｍｍのＦｅ−Ｎｉ系合金板からなる円板形の金属
薄板１１ｄをエポキシ系接着剤で密着固定して超音波振
動子１１を作り、その特性を調べた。
【０００９】すると、超音波振動子１１の電気機械結合
係数は、図３のように、孔１３の内径ｄ１を大きくして
いくと低下するが、１５ｍｍの範囲までは実用上支障は
ないと思われる。この傾向は金属薄板１１ｄの有無に拘
らず同様である。そして、超音波振動子１１を、直径５
４ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのガラスエポキシ円板を介して
約直径１００ｍｍ、高さ６０ｍｍ、厚さ０．８ｍｍのス
テンレス製タンク１の外底部中央に接着固定し、２０Ｗ
で４０〜５０ＫＨｚの高周波信号を加えて、その超音波
振動子１１の孔１３の内径ｄ１を変えて洗浄力を測定し
た。洗浄力の測定は、５０×５０ｍｍ、厚さ１５μｍの
アルミフォイルをタンク１内の洗浄液９中へ入れて３分
間稼働したときのアルミフォイルの重量の減少を測定す
る方法を用い、図４の結果を得た。図４の洗浄力は円板
型（孔なし）を用いた時のアルミフォイルの重量の減少
を１．０として比較換算した。
係数は、図３のように、孔１３の内径ｄ１を大きくして
いくと低下するが、１５ｍｍの範囲までは実用上支障は
ないと思われる。この傾向は金属薄板１１ｄの有無に拘
らず同様である。そして、超音波振動子１１を、直径５
４ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのガラスエポキシ円板を介して
約直径１００ｍｍ、高さ６０ｍｍ、厚さ０．８ｍｍのス
テンレス製タンク１の外底部中央に接着固定し、２０Ｗ
で４０〜５０ＫＨｚの高周波信号を加えて、その超音波
振動子１１の孔１３の内径ｄ１を変えて洗浄力を測定し
た。洗浄力の測定は、５０×５０ｍｍ、厚さ１５μｍの
アルミフォイルをタンク１内の洗浄液９中へ入れて３分
間稼働したときのアルミフォイルの重量の減少を測定す
る方法を用い、図４の結果を得た。図４の洗浄力は円板
型（孔なし）を用いた時のアルミフォイルの重量の減少
を１．０として比較換算した。
【００１０】これによると、孔１３を有しないすなわち
内径０ｍｍの超音波振動子に比較して、内径２．５〜１
５ｍｍの超音波振動子１１の方が洗浄力が高いことが確
かめられた。これは、屈曲振動モードによって超音波振
動を発生させる場合、超音波振動子１１の中心部に小さ
な孔１３がある方が、中心部の負荷が軽減されるととも
に振動時の中心部への応力集中の影響も受けくく、これ
が振動力を高めて洗浄力を向上させるためである。もっ
とも、内径が１５ｍｍを越えると、図３に示したように
超音波振動子１１自体の電気機械結合係数が大巾に下が
ってくるため、効果が充分得られない。
内径０ｍｍの超音波振動子に比較して、内径２．５〜１
５ｍｍの超音波振動子１１の方が洗浄力が高いことが確
かめられた。これは、屈曲振動モードによって超音波振
動を発生させる場合、超音波振動子１１の中心部に小さ
な孔１３がある方が、中心部の負荷が軽減されるととも
に振動時の中心部への応力集中の影響も受けくく、これ
が振動力を高めて洗浄力を向上させるためである。もっ
とも、内径が１５ｍｍを越えると、図３に示したように
超音波振動子１１自体の電気機械結合係数が大巾に下が
ってくるため、効果が充分得られない。
【００１１】ところで、上述した超音波振動子１１をガ
ラスエポキシ樹脂製の絶縁板３を介さずに直接タンク１
の外底部中央に接着固定した場合も、上述した構成と同
等の洗浄力を示した。また、超音波振動子１１の外径ｄ
２を変化させても孔１３の内径ｄ１を同様な範囲に設定
すれば、同等の洗浄力を示した。このように、超音波洗
浄器用振動子としては、圧電磁器板自体が円環形であっ
てその内径（ｄ１）と外径（ｄ２）の比を０．０５≦ｄ
１／ｄ２≦０．３の範囲に選定すると良い。
ラスエポキシ樹脂製の絶縁板３を介さずに直接タンク１
の外底部中央に接着固定した場合も、上述した構成と同
等の洗浄力を示した。また、超音波振動子１１の外径ｄ
２を変化させても孔１３の内径ｄ１を同様な範囲に設定
すれば、同等の洗浄力を示した。このように、超音波洗
浄器用振動子としては、圧電磁器板自体が円環形であっ
てその内径（ｄ１）と外径（ｄ２）の比を０．０５≦ｄ
１／ｄ２≦０．３の範囲に選定すると良い。
【００１２】
【考案の効果】以上説明したように本考案の超音波洗浄
器用振動子では、屈曲振動モードによ って超音波を発生
させる円板状の圧電磁器板に貫通する孔を形成するとと
もに、その孔の内径（ｄ１）と圧電磁器板の外径（ｄ
２）の比を０．０５≦ｄ１／ｄ２≦０．３の範囲に選定
したから、電気機械結合係数の多少の低下はあるもの
の、これを補う高い振動効率が得られ、洗浄能力を高め
ることができる。
器用振動子では、屈曲振動モードによ って超音波を発生
させる円板状の圧電磁器板に貫通する孔を形成するとと
もに、その孔の内径（ｄ１）と圧電磁器板の外径（ｄ
２）の比を０．０５≦ｄ１／ｄ２≦０．３の範囲に選定
したから、電気機械結合係数の多少の低下はあるもの
の、これを補う高い振動効率が得られ、洗浄能力を高め
ることができる。
【図１】本考案の超音波振動子の一実施例を超音波洗浄
器とともに示す断面図である。
器とともに示す断面図である。
【図２】図１の超音波振動子を示す平面図である。
【図３】本考案の超音波振動子について内径を変化させ
たときの電気機械結合係数の変化を測定した特性図であ
る。
たときの電気機械結合係数の変化を測定した特性図であ
る。
【図４】本考案の超音波振動子について内径を変化させ
たときの洗浄力の変化を測定した特性図である。
たときの洗浄力の変化を測定した特性図である。
【図５】従来の超音波振動子を超音波洗浄器とともに示
す断面図である。
す断面図である。
【図６】従来の超音波振動子を示す断面図である。
【図７】従来の別の超音波振動子を示す断面図である。
１ タンク ３ 絶縁板 ５、１１ 超音波振動子 ５ａ、１１ａ 圧電磁器板 ５ｂ、５ｃ、１１ｂ、１１ｃ 銀電極 ５ｄ、１１ｄ 金属薄板 ７ 駆動回路 ９ 洗浄液 １３ 孔
Claims (1)
- 【請求項１】 洗浄用タンクに直接又は間接的に貼付け
られた圧電磁器板からなる超音波振動子であって、その
超音波振動によって前記洗浄用タンクを超音波振動させ
る超音波洗浄器用振動子において、 前記超音波振動子は円環形に形成されるとともに屈曲振
動モードによって超音波を発生させるものであり、その
内径ｄ１と外径ｄ２の比（ｄ１／ｄ２）が０．０５≦ｄ
１／ｄ２≦０．３の範囲に選定されてなることを特徴と
する超音波洗浄器用振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1992091106U JP2592110Y2 (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 超音波洗浄器用振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1992091106U JP2592110Y2 (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 超音波洗浄器用振動子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0648862U JPH0648862U (ja) | 1994-07-05 |
| JP2592110Y2 true JP2592110Y2 (ja) | 1999-03-17 |
Family
ID=14017280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1992091106U Expired - Fee Related JP2592110Y2 (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 超音波洗浄器用振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2592110Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102725825B (zh) * | 2010-05-31 | 2015-11-25 | 韩国机械研究院 | 超声精密清洁装置 |
-
1992
- 1992-12-15 JP JP1992091106U patent/JP2592110Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0648862U (ja) | 1994-07-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |