JP7261432B1 - 超音波放射ユニット - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本発明を超音波洗浄装置に具体化した第1実施形態を図1~図9に基づき詳細に説明する。
第2の評価試験では、上記実施例と比較例2とを設定し、後面側共振部材53、54の金属材料を変えた場合の振動モードを解析して比較した。なお実施例は、端部配置共振子51aを構成する後面側共振部材53がステンレスからなり、中間配置共振子51bを構成する後面側共振部材54がアルミニウム合金からなるものとした。比較例2は、基本的に実施例と同じ構成であるが、全ての後面側共振部材53、54がアルミニウム合金からなるものとした。そして、振動板12の放射面13側を水負荷状態とし、駆動条件を駆動周波数25.8kHz、出力250Wとした場合について、有限要素法解析によりユニット各部の変形量を解析した。
(2)請求項1等において、前記振動子前面板及び前記前面側共振部材は、接着剤を介して前記振動板の前記非放射面に接合されていること。
(3)請求項1等において、前記前面側共振部材が、前記非放射面におけるボルト突設領域に接して配置される一方、前記の超音波振動子が、前記非放射面において前記ボルト突設領域に隣接するボルト非突設領域に接して配置されており、前記結合子を介して互いに連結された前記前面側共振部材及び前記振動子前面板が、前記振動子前面板及び前記前面側共振部材と前記振動板の前記非放射面との間に介された接着剤の接着力と、前記ボルトに対する前記後面側共振部材の締付固定力とにより、前記振動板の前記非放射面に対して接合固定されていること。
(4)請求項1等において、前記振動子前面板と前記前面側共振部材と前記結合子とが一体形成されていること。
(5)請求項1等において、前記超音波振動子は、縦振動モードで振動する縦振動型の振動子であり、前記共振子は、前記超音波振動子と同じ周波数及び縦振動モードで共振する共振子であること。
(6)超音波を放射する放射面、及び、前記放射面の反対側に位置する非放射面を有し、前記非放射面にボルトが突設された振動板と、前記非放射面に振動子前面板が接合されたボルト締めランジュバン型の超音波振動子と、前記振動子前面板の側面同士を連結する結合子として機能する幅広板状の部分(連結板)であり、前記非放射面に接合され、前記ボルトが挿通されるボルト挿通孔が設けられた前面側共振部材と、前記ボルトの先端部に設けられ、前記前面側共振部材を前記振動板との間に挟み込んだ状態で締付固定される後面側共振部材とを備え、前記振動子前面は平面視矩形状をなし、前記結合子を兼ねる前記前面側共振部材と、前記後面側共振部材とによって、共振子が構成されていることを特徴とする超音波放射ユニット。
13…放射面
14…非放射面
15…ボルトとしてのスタッドボルト
18…接着剤
21、121…超音波放射ユニット
22、22A、141、151、161…振動子ユニット
31…超音波振動子
32…振動子前面板
51…共振子
51a…共振子としての端部配置共振子
51b……共振子としての中間配置共振子
52、61a…前面側共振部材
53、54…後面側共振部材
54…ボルト挿通孔
61…結合子
D1…共振子の高さ方向の長さ
D3…後面側共振部材の高さ方向の長さ
Claims (4)
- 超音波を放射する放射面、及び、前記放射面の反対側に位置する非放射面を有し、前記非放射面にボルトが突設された振動板と、
前記非放射面に振動子前面板が接合されたボルト締めランジュバン型の超音波振動子と、
前記非放射面に接合され、前記ボルトが挿通されるボルト挿通孔が設けられた前面側共振部材と、
前記ボルトの先端部にて前面側共振部材と別体で設けられ、前記前面側共振部材を前記振動板との間に挟み込んだ状態で前記ボルトに締付固定される後面側共振部材と
を備え、
前記前面側共振部材及び前記後面側共振部材は、一体振動可能な複数の共振子を構成し、
前記振動子前面板の側面と前記前面側共振部材の側面とが、前記超音波振動子の振動を前記共振子に伝達する結合子を介して連結されており、
複数の前記共振子は、複数の前記超音波振動子とともに列状に配置され、かつ、列の端部に位置する端部配置共振子と、列の中間に位置する中間配置共振子とからなり、
前記端部配置共振子を構成する前記後面側共振部材及び前記中間配置共振子を構成する前記後面側共振部材のうち、少なくとも前記端部配置共振子を構成する前記後面側共振部材は、前記前面側共振部材よりも曲げ剛性が大きい金属材料を用いて形成されている
ことを特徴とする超音波放射ユニット。 - 前記端部配置共振子を構成する前記後面側共振部材は、ヤング率が100GPa以上の金属材料を用いて形成されていることを特徴とする請求項1に記載の超音波放射ユニット。
- 前記端部配置共振子を構成する前記後面側共振部材は、ヤング率が100GPa以上の金属材料を用いて形成され、
前記前面側共振部材、前記振動子前面板及び前記結合子は、前記端部配置共振子を構成する前記後面側共振部材より密度が小さく、かつ熱伝導率が大きい金属材料を用いて形成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の超音波放射ユニット。 - 前記後面側共振部材の高さ方向の長さは、前記共振子の高さ方向の長さの1/4以上であり、
前記後面側共振部材の前面と、前記前面側共振部材の後面とは面接触している
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の超音波放射ユニット。
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DE102013211606A1 (de) * | 2013-06-20 | 2014-12-24 | Robert Bosch Gmbh | Umfeldsensiereinrichtung mit Ultraschallwandler, und Kraftfahrzeug mit einer derartigen Umfeldsensiereinrichtung |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2019058883A (ja) * | 2017-09-28 | 2019-04-18 | 本多電子株式会社 | 超音波発生装置、振動板ユニット |
JP7171117B1 (ja) * | 2022-04-08 | 2022-11-15 | 本多電子株式会社 | 超音波放射ユニット |
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