JPH0160311B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、超音波洗浄器の改良に関するもので
ある。

〔発明の背景〕

従来、超音波洗浄器は、その洗浄タンクに振動
子を、いわゆるべた付け的に接着した構成が一般
的であつた。従つて、振動子を取り付けるタンク
などの底部の固有振動数を、振動子の振動数と関
係づけて共振させて効率的な音波の振幅を得てい
た。従つて、プレス成形によつて造られる洗浄タ
ンクの振動部位の固有振動数をばらつきなく生産
する必要があり、超高度の品質管理が必要で、一
般的には著しくプレス成形後の歩止まりが悪かつ
た。特に、音波を集中させるために、曲率を合わ
せるのに量産としては不可能に近いので、一般的
には平面が採用されている。従つて、音波は振動
子を取り付けたタンク面と直角に発生し、洗浄液
中の振動エネルギーはほぼ一様であつたから、更
に強いエネルギーで瞬間的に洗浄したい場合、例
えば、歯科医療の場合に使われる虫歯の治療器具
で、エメリーの微細な凹穴に入つた血液や細胞組
織の洗い落としは、数倍の出力を有する大容量の
超音波洗浄器を設備する必要があつた。

そこで特公昭48−16839号公報および特公昭54
−1678号公報に示されるような複数の超音波発振
子を備えて、出力を増大させることが考えられる
が、被洗浄物が大出力に耐えられないような、機
械的強度の弱いものや、接着物であると、出力を
調整する必要がある。

しかしながら従来の超音波洗浄器の出力調整は
電力により制御していたので、細かな調整が難し
く、コスト的にも不都合が多いものである。

本発明は上記の状況に鑑みなされたものであ
り、小容量で、汚れの取りにくい被波洗物を短時
間に効率よく波洗ができ、しかも必要に応じた出
力を簡単な操作で容易に調整可能とした超音波洗
浄器を提供することを目的としたものである。

本発明の超音波洗浄器は、洗浄用タンク内に振
動子が取り付けられてなり、底面が複数個の底部
に分割された上記タンクと、それぞれの上記底部
に取り付けられ皿状に形成され発振される超音波
が上記タンク内の洗浄液の上層部の交叉点に収斂
されるように形成された振動子と、該各振動子を
駆動する高周波発生装置とを設けるとともに、上
記各振動子に位相可変手段を設け、振動子の合成
振幅が調整可能に形成したものである。そして各
振動子の振幅の位相を変化することで合成振幅の
大きさを零から極大まで変化させることができる
ようにしたものである。

〔実施例〕

以下本発明の超音波洗浄器の一実施例を第１図
ないし第３図により説明する。第１図は平面図、
第２図は第１図のＡ−Ｏ−Ｂ矢視部断面図、第３
図は動作説明図である。第１図、第２図におい
て、１は洗浄用の円筒形のタンクで、底面は三角
錐に類似した平面状底部２，３，４に形成され、
各底部２，３，４の放射状位置の境界は断面半円
形状のリブ５により形成され各底部が振動的に独
立するように形成されている。各底部２，３，４
には上方に向けて凹状の二次曲面６を有する同形
状の皿板状の電歪形振動子７ａ，７ｂ，７ｃが配
設され、振動子７ａ，７ｂ，７ｃはそれぞれ振動
の節となる部分の近傍を弾性支持体８ａ，８ｂ，
８ｃに支承されている。そして、それぞれ底部
２，３，４に水封的に取り付けられ、かつ、その
中心軸線９ａ，９ｂ，９ｃは洗浄液１０の上端部
に位置する点１１を通過するように形成されてい
る。１２，１３は振動子７ａ，７ｂ，７ｃを電気
的に付勢するための電極で弾性支持体８ａ，８
ｂ，８ｃの内部に挿入形成され洗浄液１０と完全
に絶縁され、点線で示す組立前の位置を折り曲げ
て抜け止め用の抑えも兼ねるように形成されてい
る。

１４は電源で絶縁トランス１５を介して高周波
発生装置１６を付勢するようになつている。そし
て高周波電圧を電歪形の各振動子７ａ，７ｂ，７
ｃに印加するが振動子７ａに対し、振動７ｂ，７
ｃはそれぞれ位相的に遅れまたは進むように、そ
れぞれリアクタンス１７とキヤパシタンス１８と
を介し電気的に接続され、それぞれ同時に増減す
るように摘み１９により操作するようになつてい
る。尚、皿状振動子二次曲面６は、この二次曲面
６から発生した音波が交叉点１１で収斂されるよ
うに曲面が形成されている。

そして、被洗浄物として、例えば、歯科医療の
場合に治療用の回転ヘツド２０に取り付けたエメ
リー２１と、義歯２２とについて説明する。エメ
リー２１の場合、表面に狭く深い凹部が密集形成
されており、虫歯等を削ると、有機的、無機物の
微細粒が詰まる。そして、治療が次の患者に代わ
るときは、この微細粒を全部除去し、かつ、消毒
せねばならなく、しかも、短時間に完全に行われ
ねばならない。このとき、従来は微細粒の完全除
去が甚だ困難なため、かなり大形の超音波洗浄器
が設置されていた。ところで本実施例において
は、交叉点１１に各音波が収斂するようになつて
いる。従つて、その振幅ｖは、縦軸に振幅ｖをと
り横軸に時間ｔをとつて示した第３図ハに示すよ
うに、振動子７ｂ，７ｃの振動子７ａに対する位
相差θ_b、θ_cをそれぞれ零とすると、振動子７ａ，
７ｂ，７ｃの位相が一致し交叉点１１の温音波振
動子７ａ，７ｂ，７ｃの最大振幅の重畳で極大振
幅２３となる。従つて、小出力の振動子でエメリ
ー２１の場合と同様に除去が困難視されていた汚
れが簡単に洗浄できる。

一方、義歯２２の如き比較的軟質の合成樹脂で
形成されているものの場合は、例えば、狭小部２
４，２５に技工の際に介入した汚れを落とすには
かなり柔軟な作用を必要とする。このときは、振
動子７ａ，７ｂ，７ｃの重畳部の交叉点１１付近
を避れた洗浄部２６で洗浄する。しかし、一般に
は、第３図ロの如く、振動子７ｂ，７ｃの振幅を
振動子７ａの振幅に対し位相差を付けて振幅２７
のようにして交叉点１１で洗浄する。更に、位相
差をつけると、第３図イのように形成され、この
場合、音波の合成振幅は交叉点１１で振幅２８の
如く零となり、即ち、摘み１９の調整から極大ま
で無段階に調整ができる。

次に、一般に、振動子振幅で、特に効率のよい
液中音波を得るには、振動子の自由振動を妨げぬ
ことが最も重要である。本実施例においては、皿
板状の振動子の振動の節付近を弾性支持したので
自由振動にはほとんど妨げを生じることがない。
また、タンク底面は境界を断面半円状のリブ５に
より形成したので、それぞれ独立的に振動子の振
幅に対応できる。

このように本実施例の超音波洗浄器は構成され
ており、複数個の振動子の振幅の位相を変化する
ことで、合成振幅の大きさを零から極大まで変化
させることができ、極大振幅を洗浄対象物の最も
汚れの取りにくいものの汚れ落としに合せておく
と、他のものの洗浄は摘みを調整するだけで十分
に洗浄を行うことができ接着物など機械的強度の
弱いものにも使用可能である。この際、複数個の
振動子は誠に単純で、小形の標準品でよいし、高
周波発生装置も一般的なものを使用できる。そし
て、振動子の中心軸線を、洗浄水の上層部で交叉
させたので音波の最大振幅の重畳が効果的にで
き、小さな被波洗物の短時間洗浄を小容量の出力
の振動子で十分に行うことができる。また、振動
子の節付近を、弾性支持体で支持したので、イン
ピーダンスの極めて少ない構成となり、更に、タ
ンク底部との共振をさける必要がないので、小容
量で、小形で歩止まりのより構成が得られる。し
かも、振動子の節付近を弾性支持し、この弾性体
に、電極のタンク内との絶縁、電極相互の絶縁、
タンク底面の水封機能を持たせたので作業が確実
で耐久性に富み、性能を向上できる。また、振動
子を上方に向けて凹状の二次曲面とし、その振幅
の節付近を支承したので、洗浄液中での効率的音
波の生成と、収斂とが、無理なく行われ、生産
性、品質の均一性、使用上の耐久性などにすぐ
れ、性能を向上できる。そして、タンクの振動子
取付面を、その振動子の使用個数に合わせて断面
半円状のリブにより仕切つたので、振動子を含め
た振動系の独立した特性が得られ品質の安定性を
向上する。

〔作用効果〕

以上記述した如く本発明の超音波洗浄器は、小
容量で、汚れの取りにくい被洗浄物を短時間に効
率よく洗浄ができ、また出力の調整操作が簡単、
容易であるため接着物等の機械的強度の弱いもの
から、汚れの取れにくいものまで広範囲に適用で
きる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の超音波洗浄器の実施例の平面
図、第２図は第１図のＡ−Ｏ−Ｂ矢視断面図、第
３図イ，ロ，ハはそれぞれ第１図の超音波洗浄器
の振幅説明図である。 １……タンク、２，３，４……底部、７ａ，７
ｂ，７ｃ……振動子、１０……洗浄液、１１……
交叉点、１６……高周波発生装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 洗浄用のタンク内に振動子が取り付けられた
   超音波洗浄器において、底面が複数個の底部に分
   割された上記タンクと、それぞれの上記底部に取
   り付けられ皿状に形成され発振される超音波が上
   記タンク内の洗浄液の上層部の交叉点に収斂され
   るように形成された振動子と、該各振動子を駆動
   する高周波発生装置とを設けるとともに、上記各
   振動子に位相可変手段を設け、振動子の合成振幅
   が調整可能に形成されていることを特徴とする超
   音波洗浄器。 ２ 上記振動子が振動の節付近を弾性支持体を介
   し上記底部に固定されている特許請求の範囲第１
   項記載の超音波洗浄器。 ３ 上記弾性支持体が、上記振動子の電気的付勢
   用の電極を包蔵形成する電気的絶縁材と、上記部
   に対する水封材とを兼ねるように形成されている
   特許請求の範囲第１項記載の超音波洗浄器。 ４ 上記各底部の相互の境界に断面半円形のリブ
   が形成されている特許請求の範囲第１項記載の超
   音波洗浄器。