JP6802290B2 - 超音波振動子及び超音波振動子を用いた超音波洗浄装置 - Google Patents
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Description
最初に、洗浄液等の液体に超音波振動を印加する超音波振動子について図1乃至図3を用いて説明する。
図1は、本発明による超音波振動子の外観を示す図であり、図1(a)は超音波振動子を上方から見た斜視図、図1(b)は超音波振動子を下方から見た斜視図、図2(a)は本発明による超音波振動子の正面図、図2(b)は超音波振動子の平面図、図2(c)は超音波振動子の底面図、図3は、図2(a)に示すA−A線断面図である。
圧電素子3は、板状の圧電部材と圧電部材の両面に設けられた電極とを有している。圧電素子の圧電部材は、多種の酸化物を圧縮成形して、高温で焼結したセラミックスからなる。セラミックスは、電極に直流電界を加えて分極処理されて圧電性を有する圧電セラミックスで形成されている。
以下に、超音波振動子1における振動部材について図1乃至図3を用いて説明する。振動部材15は、圧電素子3の径方向振動の振動方向と直交する方向の振動に変換して、洗浄液等の液体に超音波振動を印加するものである。
次に、超音波振動子の振動部材の振動形態について図6を用いて説明する。図6は、超音波振動子の振動部材の振動変位形態について説明する図であり、図6(a)は、圧電素子が径方向に縮むときの振動部材の変形状態を示す図、図6(b)は、超音波振動子の振動部材が正常形状に復帰した状態を示す図、図6(c)は、圧電素子が径方向に延びるときの振動部材の変形状態を示す図である。尚、図6において圧電素子表面の電極は記載を省略している。
次に、超音波振動子を用いた洗浄装置の第1の実施形態としてのスポットシャワー型超音波洗浄装置について図7乃至図9を用いて説明する。
次に、超音波振動子を用いた洗浄装置の第2の実施形態としての洗浄槽型超音波洗浄装置について図10乃至図13を用いて説明する。
図12及び図13に示すように、振動子取付平板63の主面には、中央部に開口部64(図13に示す)が設けられており、振動子取付平板63の一方の面には、スタットボルト68が設けられている。振動子取付平板63の他方の面は、洗浄槽側に位置し、洗浄液と接することとなる。また、振動子取付平板63の一方の面には、パッキン66を介在して超音波振動子1が取り付けられている。
3 圧電素子
4 圧電セラミックス
5 主面
5a 一方の主面
5b 他方の主面
6 側面
7 第1の電極
8 第2の電極
9 孔部
15 振動部材
16 振動伝達部
17 振動面
17a 振動面の端部
19 下端部
21 圧電素子収納部
23 鍔部
30 スポットシャワー型超音波洗浄装置
32 筐体(ケース)
32a 筐体内部の上部
33 受け部
34 給液口
35 ノズル
36 吐出孔
40、66、93 パッキン
42 押さえリング体
42a 押さえリング体の側面
60、80 洗浄槽型超音波洗浄装置
61、81 洗浄槽
62、82 超音波振動部
63、83 振動子取付平板
64、84 開口部
68、88 スタットボルト
69、89 押さえ板
70、90 突起部
71、91 開口部
74 ワッシャー
75 スプリングワッシャー
76 ナット
100 洗浄液
Claims (10)
- 液体に振動周波数200kHz以下の超音波振動を印加して洗浄、分散又は乳化するための超音波振動子であって、
主面の一方と他方とで分極されて、拡がり振動モードを有する板状の圧電素子と、
当該圧電素子の前記主面から離間し、かつ、当該主面と平行に配置され、前記液体と接触する振動面と、前記圧電素子の側面に接して当該圧電素子を固定する圧電素子収納部と、前記振動面と前記圧電素子収納部とを接続する振動伝達部とから構成され、前記振動面と前記圧電素子収納部と前記振動伝達部とによって、前記主面を囲繞する空間を形成する振動部材と、を備え、
前記振動面は、前記圧電素子収納部と前記振動伝達部によって前記圧電素子の振動が伝達されて、拡がり振動モードの振動方向と直交する方向に振動される
ことを特徴とする超音波振動子。 - 前記拡がり振動モードは、横効果の振動であって、長さ振動、面積振動又は径方向振動である
ことを特徴とする請求項1に記載の超音波振動子。 - 前記圧電素子は、円板状に構成され、前記振動部材は、前記振動面を先端とする円錐台状又は円柱状に構成されていることを特徴とする請求項1に記載の超音波振動子。
- 前記圧電素子は、凸多角形状に構成され、前記振動部材は、前記振動面を先端とする前記凸多角形状の形状に対応する角錐台状又は角柱状に構成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の超音波振動子。 - 前記圧電素子収納部に連設され、前記拡がり振動モードの振動方向に延伸する鍔部が設けられる
ことを特徴とする請求項1に記載の超音波振動子。 - 前記圧電素子には、前記主面を貫通する孔部が設けられている
ことを特徴とする請求項1に記載の超音波振動子。 - 前記孔部は前記主面の略中央部に設けられている
ことを特徴とする請求項6に記載の超音波振動子。 - 前記圧電素子は、前記振動部材に嵌合又は接着剤を介して固定される
ことを特徴とする請求項1に記載の超音波振動子。 - 洗浄液をシャワー状に噴出するスポットシャワー型の超音波洗浄装置であって、
当該超音波洗浄装置内に配された請求項1に記載の前記超音波振動子により前記洗浄液に超音波振動を印加する
ことを特徴とする超音波洗浄装置。 - 洗浄槽内に洗浄液を貯留し、被洗浄物を浸漬して洗浄を行う超音波洗浄装置であって、
前記洗浄槽内に配された請求項1に記載の前記超音波振動子により前記洗浄液に超音波振動を印加する
ことを特徴とする超音波洗浄装置。
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