JP3025323B2 - 液中へ超音波エネルギを放射するための装置 - Google Patents

液中へ超音波エネルギを放射するための装置

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    • B06B3/00—Methods or apparatus specially adapted for transmitting mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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  • Surgical Instruments (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、波長の１／２又はその
整数倍である長さを備えた棒状（管状）の音波放射部材
によって液体内へ超音波エネルギを放射するための装置
であって、音波放射部材の端面が縦波振動を行う音波変
成器に結合されている形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】上記の形式の装置は、特に超音波洗浄装
置にて使用されている。この場合には、当該装置は液体
貯槽の壁に、音波放射部材が液体内に位置するように固
定されている。音波変成器への結合によって音波放射部
材に伝達される縦波振動は部分的に横波振動に変換さ
れ、超音波エネルギは共振器の長手方向にも半径方向に
も放射されるようになる。もちろん一般的には半径方向
の放射だけが望まれる。すなわち、長手方向に、つまり
棒状（管状）の音波放射部材の端面からの放射は通常は
利用できない。長手方向に供給された振動を音波放射部
材から発せられる半径方向の振動に充分に変換するため
には、音波放射部材（共振器）を最大縦波振動の位置に
おいて音波変成器の端面に接続し、共振器の全長を音波
変成器によって共振器に供給された縦波振動の半波長
（λ／２）の整数倍に一致せしめることがすでに提案さ
れている（ＥＰ−Ｂ−４４８００号明細書）。音波変成
器の最大振動位置において共振器を結合することによ
り、音波変成器の全出力が共振器に伝達され、共振器は
その長さが音波変成器の波長に適合させられていること
により、最大の放射成績を発揮することができる。もち
ろんそれでもこの公知の装置においては不都合な縦方向
の放射損失が発生する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、当該
装置を改良して、この縦方向の放射損失を可能な限り回
避すること、つまり音波変成器から音波放射部材に供給
された縦波振動が効果的に、半径方向の横波振動に変換
されるようにすることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明では、音波放射部
材の自由端面に、第１の音波変成器に対し同期的に縦波
振動を行う別の音波変成器が結合されていることによ
り、上記課題を解決することができた。
【０００５】
【発明の効果】音波放射部材は、不都合な縦波振動を放
射するこれまでのような自由端面側の端部をもはや持た
ず、これまで自由であった端部には、本発明に基づき、
同一振動の同一形式の別の音波変成器が取付けられるか
もしくは結合され、この音波変成器が音波放射部材の長
手方向の放射を阻止するだけではなく、付加的に超音波
エネルギを音波放射部材に供給するようになった。した
がって、このような装置は、同一の幾何学的寸法で、縦
波振動による損失なしで、２倍の超音波エネルギを半径
方向で液体内に放射することができる。この場合には、
当該装置が音波放射部材の中央の横断面の両側で同じく
構成され、それぞれ供給された超音波エネルギ、ひいて
は放射された超音波エネルギが同じで、しかもそれぞれ
の最大値と等しくなっていると放射は最大になる。この
場合、音波放射部材は内実材料から構成するか又は中空
体として構成することができる。内実材料の使用には寿
命が長いという利点がある。それは中空体の場合のよう
にはキャビテーション孔浸蝕が破壊的に発生することが
ないからである。これに対し、中空体は振動振幅の有効
性がいくらか高いという点ですぐれている。
【０００６】音波変成器は同相でも逆相（プッシュプ
ル）でも振動することができる。このために重要である
のは、音波放射部材の長さであり、この長さは半波長
（λ／２）の偶数整数倍又は奇数整数倍であることがで
きる。これによって当該装置の長さを、そのつど選ばれ
た貯槽の大きさに最高に適合せしめることができる。
【０００７】さらに音波変成器の電流の供給が音波放射
部材を貫通して行われることにより、別の音波変成器に
対する個別の電流供給は回避される。
【０００８】
【実施例】本発明の実施例を図面に示し、次にこれを説
明する。
【０００９】内実材料から成っている音波放射部材の両
端面側には、それぞれ同形式の、同期して振動している
音波変成器が配置されている。音波変成器は完全にカプ
セルに入れられているため、装置全体を液体内に沈める
ことができる。一方で装置は、これを貯槽の壁部に固定
することができる。音波変成器のカプセル化により、そ
の釣合錘による縦波振動が周囲の液体に伝播されること
が阻止される。
【００１０】この装置の運転の際、両音波変成器５，６
は同期して振動し、同相で振動する。これにより音波放
射部材には縦波振動が伝達され、該縦波振動は公知の形
式で半径方向に放射される横方向の振動に変換される。
音波放射部材の長さはこの場合には波長の１／２もしく
はその整数倍である。
【００１１】図２には、ほぼ同じく組み立てられている
が、しかし管状である音波放射部材１１を備えた装置が
図示されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】内実材料から成る音波放射部材を備えた本発明
の装置を示した図である。
【図２】管状の音波放射部材を備えた本発明の装置を示
した図である。
【符号の説明】
１ 音波放射部材 ５，６ 音波変成器 １１ 管状の音波放射部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−72655（ＪＰ，Ａ) 米国特許4016436（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04R 1/44 330 B08B 3/12

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 波長の１／２又はその整数倍である長さ
    を備えた棒状（管状）の音波放射部材によって液体内へ
    超音波エネルギを放射するための装置であって、音波放
    射部材の端面が縦波振動を行う音波変成器に結合されて
    いる形式のものにおいて、音波放射部材（１）の自由端
    面に、第１の音波変成器（５）に対し同期的な縦波振動
    を行う別の音波変成器（６）が結合されており、前記別
    の音波変成器（６）に対する電流の供給が、音波放射部
    材（１）を貫通して行われていることを特徴とする、液
    中へ超音波エネルギを放射するための装置。
  2. 【請求項２】 音波放射部材（１）の中央横断面の両側
    で、当該装置がそれぞれ同じように構成されている、請
    求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】 音波放射部材（１）が中空体である、請
    求項１又は２記載の装置。
  4. 【請求項４】 音波放射部材が内実材料から成ってい
    る、請求項１又は２記載の装置。
  5. 【請求項５】 音波変成器（５，６）に対する音波放射
    部材の結合がそれぞれ変換部材を介して行われている、
    請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
  6. 【請求項６】 音波放射部材（１）の直径が音波変成器
    （５，６）の結合面の直径よりも大きい、請求項５記載
    の装置。
  7. 【請求項７】 音波放射部材（１）の直径が音波変成器
    （５，６）の結合面の直径よりも小さい、請求項５記載
    の装置。
  8. 【請求項８】 音波変成器（５，６）が同相で振動す
    る、請求項１記載の装置。
  9. 【請求項９】 音波変成器（５，６）が逆相で振動す
    る、請求項１記載の装置。
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