JPH0312363Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、とくに電荷を帯びた物体に超音波振
動を印加する場合、電荷によつて生ずる絶縁破壊
を防止し、安全に作業できるように耐電圧処置を
施した超音波振動子に関するものである。

電荷を帯びた物体を超音波加工、例えば孔明け
するため超音波振動を印加する場合、従来は、超
音波駆動源として用いる磁歪振動子と駆動捲線間
の絶縁だけによつて、磁歪振動子を駆動する発振
器に対して電荷の影響が及ばないようにすると共
に、取扱者の身体への危険を防止していた。

しかしこの方法では電荷の値が高くなり、実用
上は1KV程度で絶縁破壊を生ずるので、使用上
の制約があり、更に一層の高電荷の条件において
も安全に使用できることが望ましい。

本考案はかゝる点に鑑みてなされたもので、そ
れぞれの共振周波数が同一になるように設計され
た「振動子」と「コーン」と「ホーン」を直列に
組合せて振動系が構成された通常用いられている
形式の超音波振動子において、共振周波数を変え
ることなくコーンの一部をセラミツクに置き換え
たものであり、以下に実施例を参照して詳細に説
明する。

第１図Ａは、帯電荷被振動物体１に超音波振動
を印加しているときの状態を示すもので、超音波
振動子は、ステンレスなどの金属からなるホーン
２と、同様の金属のコーン３、絶縁用セラミツク
４及び磁歪材料よりなる振動子５とで一体に構成
されている。上記コーン３は振動子５の端面の振
動を拡大してホーン２に伝達するためのものであ
り、この振幅比はコーン３の太端面（傾斜部）と
細端面の略面積比に比例する。また、前記セラミ
ツク４の両面は、それぞれコーン３と振動子５に
接着材で接着されている。

こゝでセラミツク材としては、抗張力が高く振
動応力に耐えるアルミナ、窒化珪素などを用い、
厚さ１は荷電圧の値を勘案して決める。すなわ
ち、所定の絶縁耐圧に必要な幅（距離１）を有す
る絶縁セラミツク４がコーン３の共振長の一部を
形成するようにする。したがつて、絶縁セラミツ
ク４が組み込まれた状態でのコーン３の共振周波
数は、ホーン２及び振動子５の共振周波数と一致
するように、物理定数を基にして両者の寸法が決
めてある。

本考案と直接関係はないが６はコーンの振動の
節位置に設けた固定フランジ、７は絶縁ケース、
８は振動子５の駆動用捲線のリード線、９はコネ
クタであり、このコネクタに発振器（図示せず）
の出力コードが結ばれて超音波振動子が駆動され
ると、ホーン２の先端が矢印の如く振動し、この
振動が帯電荷被振動物体１に印加される。また１
０は放電機構であり、荷電物体からホーン先端が
離れた際に、ホーン及びコーンに帯電された電荷
を放電するものである。

第１図Ｂは第１図Ａに対応して作動時における
各部の振動速度分布の状態を示したものである。

以上の通りであるから本考案は、振動系の一部
であるコーン３に所定の絶縁耐圧に必要な距離を
有する絶縁セラミツク４を一体に設けたのでホー
ン２及び振動子５の共振周波数を変えることがな
い。また、本考案はホーン２と振動子５の間にコ
ーン３を介在するようにしたので振動子の端面の
振動を拡大してホーン２に伝達することができ
る。しかもコーン３と振動子５は絶縁体を介して
離れているから、従来とは異なり耐電圧効果を得
ることができる。この実用試験の結果では０〜
50KV程度の範囲で使用可能であることが確かめ
られた。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは実施例の構成を示し、第１図Ｂは各
部に対応する振動速度分布を示す図面である。 １……帯電荷被振動物体、２……ホーン、３…
…コーン、４……セラミツク、５……振動子、６
……固定フランジ、７……絶縁ケース、８……リ
ード線、９……コネクタ、１０……放電機構。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ホーンとコーン及び振動子の三者が直列状に一
   体に結合された型式の超音波振動子であつて、前
   記コーンと振動子の間には絶縁セラミツクが介在
   され、前記ホーンと振動子それぞれの共振周波数
   及びコーンと絶縁セラミツクを含んだ部分の共振
   周波数が三者ともに同一になつていることを特徴
   とする絶縁型超音波振動子。