JPH05291227A - Piezoelectrically driven ultrasonic cleaning apparatus - Google Patents

Piezoelectrically driven ultrasonic cleaning apparatus

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JPH05291227A
JPH05291227A JP2338192A JP2338192A JPH05291227A JP H05291227 A JPH05291227 A JP H05291227A JP 2338192 A JP2338192 A JP 2338192A JP 2338192 A JP2338192 A JP 2338192A JP H05291227 A JPH05291227 A JP H05291227A
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JP
Japan
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piezoelectric
vibrators
cleaning
impedance
ultrasonic
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JP2338192A
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Japanese (ja)
Inventor
Sadao Kanai
貞夫 金井
Hajime Hatano
甫 羽田野
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Kokusai Electric Corp
Original Assignee
Kokusai Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPH05291227A publication Critical patent/JPH05291227A/en
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Abstract

PURPOSE:To reduce the tarnsmission loss of supply electric power by means of a coaxial cable connected to a cleaning tank from an oscillator for a piezoelectricallydriven ultrasonic cleaning apparatus due to a high frequency near 1MHz. CONSTITUTION:A plurality of piezoelectric oscillators 4 which have been fixed and bonded to the bottom face 11 of a cleaning tank 1 are formed as one set while two piezoelectric elements which have been polarized in such a way that their polarity is opposite to each other are connected in series, or half of all piezoelectric elements which have been polarized to be of positive polarity out of all the piezoelectric elements are connected in parallel so as to form one block and the remaining half of the piezoelectric elements which have been polarized to be of negative polarity are connected in parallel so as to form one block. The two blocks are connected in series so as to form one set; a plurality of sets of the piezoelectric oscillators 4 or two piezoelectric element groups constituted of the blocks are connected by means of wires 10 from the secondary side of a transformer 5 arranged inside an oscillator cover 6.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は超音波洗浄装置に関する
ものであり、特に、圧電振動子を超音波の振動源とした
圧電駆動形超音波洗浄装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic cleaning device, and more particularly to a piezoelectric drive type ultrasonic cleaning device using a piezoelectric vibrator as an ultrasonic vibration source.

【0002】[0002]

【従来の技術】超音波洗浄装置には、20kHz〜10
0kHzの周波数を利用した通常の洗浄装置と、1MH
z付近の周波数を利用した超精密洗浄装置とがある。ま
た、超音波振動源として磁歪振動子を利用したものと圧
電振動子を利用したものとがある。本発明は圧電振動子
を利用した超音波洗浄装置についての改良であるので、
圧電振動子を利用した圧電駆動形超音波洗浄装置の従来
の技術を以下に説明する。
2. Description of the Related Art An ultrasonic cleaning device has a frequency of 20 kHz to 10 kHz.
Ordinary cleaning equipment using 0 kHz frequency and 1 MH
There is an ultra-precision cleaning device that uses a frequency around z. Further, there are a type that uses a magnetostrictive oscillator and a type that uses a piezoelectric oscillator as an ultrasonic vibration source. Since the present invention is an improvement on an ultrasonic cleaning device using a piezoelectric vibrator,
A conventional technique of a piezoelectric drive type ultrasonic cleaning device using a piezoelectric vibrator will be described below.

【0003】(1)超精密超音波洗浄装置について。 この超精密洗浄装置は、半導体製造工程における半導体
ウエーハ,ガラスマスク,液晶用のガラス基板等の超精
密洗浄を行うために用いられる。0.1μm程度の微細
な粒子(異物)を除去する必要があるため、波長が短
く、またキャビテーションによる損傷を生じさせないた
め、1MHz付近の超音波周波数が利用され、超音波振
動子の素子として板状の圧電振動子が用いられている。
1MHz付近の圧電(電歪)振動子の材質としてはチタ
ン酸鉛ジルコン酸鉛系磁器が使用され、振動モードは厚
さ方向である。寸法は種々の制約上100×40×2
(mm)程度のものが多い。このような圧電振動子は厚
み振動で半波長共振を得るため素子の厚さは薄く誘導体
としての静電容量(制動インピーダンスに対応する)が
大きい。そのため駆動周波数におけるインピーダンスが
小さく超音波発振器からの駆動条件は大電流,低電圧と
なっている。
(1) Ultra-precision ultrasonic cleaning device. This ultra-precision cleaning device is used to perform ultra-precision cleaning of semiconductor wafers, glass masks, glass substrates for liquid crystals, etc. in the semiconductor manufacturing process. Since it is necessary to remove fine particles (foreign substances) of about 0.1 μm, the wavelength is short, and since damage due to cavitation does not occur, an ultrasonic frequency of around 1 MHz is used, and a plate is used as an element of the ultrasonic transducer. Piezoelectric vibrators are used.
Lead titanate zirconate lead-based porcelain is used as the material of the piezoelectric (electrostrictive) oscillator near 1 MHz, and the vibration mode is in the thickness direction. The size is 100 × 40 × 2 due to various restrictions.
Most of them are about (mm). Since such a piezoelectric vibrator obtains half-wavelength resonance by thickness vibration, the thickness of the element is thin and the capacitance (corresponding to the damping impedance) as a dielectric is large. Therefore, the impedance at the drive frequency is small and the drive conditions from the ultrasonic oscillator are large current and low voltage.

【0004】更に超音波発振器と超音波振動子を接続す
るケーブルは、高周波電力を伝送する際の損失を極力小
さくするために同軸ケーブルが使用されている。この同
軸ケーブルの特性インピーダンスは通常75Ωまたは5
0Ωであり、50Ωのものを使用した場合は振動子のイ
ンピーダンスは50Ωの抵抗性であることが望ましい。
従来使用されている条件は、前述の振動子を4個から8
個程度を1ユニットとして振動板に並べて取付けて超音
波有効面積を90×160mmから180×160mm
程度とし、超音波発振器から500W〜600W程度の
電力を供給する場合が多い。この条件において振動子1
個の静電容量(制動インピーダンスに対応する)は例え
ば24nFであり4個並列の場合は96nFとなる。従
って1MHzにおけるインピーダンスZは、Z=1/
(2πfc)=1/(2×3.14×106 ×96×1
-9)=1.66Ωである。8個を並列にした場合の静
電容量は192nFとなり、1MHzにおけるインピー
ダンスは0.84Ωとなる。
Further, as a cable connecting the ultrasonic oscillator and the ultrasonic vibrator, a coaxial cable is used in order to minimize loss when transmitting high frequency power. The characteristic impedance of this coaxial cable is usually 75Ω or 5
The impedance of the oscillator is 0Ω, and when the oscillator of 50Ω is used, it is desirable that the impedance of the vibrator is 50Ω.
Conventionally used conditions are 4 to 8 of the above-mentioned vibrators.
The ultrasonic effective area is 90x160mm to 180x160mm, which is installed side by side on the diaphragm as one unit.
In many cases, electric power of about 500 W to 600 W is supplied from the ultrasonic oscillator. Under this condition, vibrator 1
The capacitance of each piece (corresponding to the braking impedance) is, for example, 24 nF, and when four pieces are connected in parallel, the capacitance is 96 nF. Therefore, the impedance Z at 1 MHz is Z = 1 /
(2πfc) = 1 / (2 × 3.14 × 10 6 × 96 × 1
0 -9 ) = 1.66Ω. When 8 pieces are arranged in parallel, the electrostatic capacity is 192 nF and the impedance at 1 MHz is 0.84Ω.

【0005】更に、電歪振動子の制動インピーダンス
は、図4(A)に示すように誘電体による容量性であ
り、発振器の負荷インピーダンスは抵抗性であることが
駆動条件としては有利であるためにこの容量性のインピ
ーダンスを見掛け上なくす目的で、インピーダンスの絶
対値が等しい誘導性インピーダンスの素子(チョークコ
イル)を直列に接続(直列共振)し、振動子のインピー
ダンスを動インピーダンス(振動子の全インピーダンス
から制動インピーダンス分を取り除いたもの)のみとし
て全インピーダンスの1/10程度に小さくし素子を4
個並列にして0.1Ω〜0.2Ω程度、8個並列にして
0.1Ω以下となっている。
Further, the damping impedance of the electrostrictive oscillator is capacitive as shown in FIG. 4 (A), and the load impedance of the oscillator is resistive, which is advantageous as a driving condition. In order to eliminate this capacitive impedance apparently, the elements of the inductive impedance (choke coil) with the same absolute value of impedance are connected in series (series resonance), and the impedance of the oscillator is changed to the dynamic impedance ( (Excluding the braking impedance from the impedance), and reducing the impedance to about 1/10 of the total impedance
It is about 0.1Ω to 0.2Ω in parallel, and 8 in parallel is 0.1Ω or less.

【0006】(2)通常の超音波洗浄装置について。 超精密洗浄以外の通常の超音波洗浄装置では、洗浄効果
を向上させるため高温の洗浄液を使用しており、また装
置の耐久性を高めるため、電歪振動子をランジュバン形
とし、ねじで振動板に取付ける構造が採用されている。
20kHz〜100kHz程度の比較的低い周波数を利
用した超音波洗浄装置に用いられている電歪振動子には
ランジュバン形振動子が用いられる。電歪振動素子には
円形,四辺形,多角形等種々の形状があり、板厚は2〜
5mm程度である。この場合の厚さ方向の振動モードは
固有振動数が数100kHzとなり、20kHz〜10
0kHz用としては使用できない。そこで板状の素子の
両面に金属端子棒を取付けて1体とし、棒の縦振動モー
ドにして周波数を下げる。これはランジュバン形と呼ば
れている。このようなランジュバン形振動子を複数個振
動板に取り付けている。
(2) Regarding a normal ultrasonic cleaning device. Normal ultrasonic cleaning equipment other than ultra-precision cleaning uses a high-temperature cleaning liquid to improve the cleaning effect, and in order to improve the durability of the equipment, the electrostrictive vibrator is made into a Langevin type and the diaphragm is screwed. The structure to be attached to is adopted.
A Langevin type oscillator is used as an electrostrictive oscillator used in an ultrasonic cleaning apparatus that uses a relatively low frequency of about 20 kHz to 100 kHz. Electrostrictive vibration elements have various shapes such as circle, quadrangle, polygon, etc.
It is about 5 mm. In this case, the vibration mode in the thickness direction has a natural frequency of several 100 kHz, which is 20 kHz to 10 kHz.
It cannot be used for 0 kHz. Therefore, metal terminal rods are attached to both sides of the plate-shaped element to form one body, and the longitudinal vibration mode of the rod is set to lower the frequency. This is called the Langevin shape. A plurality of such Langevin type vibrators are attached to the diaphragm.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】このように上述の超精
密洗浄装置の場合、振動子のインピーダンスは同軸ケー
ブルのインピーダンスに比して1/50程度と小さく、
大電流駆動になり同軸ケーブルの導体による発熱が大き
く、更に同軸ケーブルとしてのインピーダンスは抵抗性
ではなくなり誘導性となって、発振器の出力条件として
は大きな皮相電力を供給するために出力段の制御素子と
して使用しているFET(電界効果型トランジスタ)等
の電力損失が大きいという欠点がある。また、上述の通
常の洗浄装置の場合、振動子を取り付ける振動板はステ
ンレス等の金属であり、振動子の片側の電極を同電位と
した並列接続となるため、その振動子の素子の数だけイ
ンピーダンスが小さくなる。このため動インピーダンス
としては並列共振条件として、インピーダンスを大きく
してその反共振周波数(インピーダンスが最大)で駆動
することになり、能率の低下をきたしているという欠点
がある。本発明の目的は、超精密超音波洗浄装置の場合
の発振器と振動子のインピーダンス不整合による電力損
失を軽減し、通常の超音波洗浄装置の振動子の駆動能率
を改善した圧電駆動形超音波洗浄装置を提供することに
ある。
As described above, in the case of the above-described ultra-precision cleaning device, the impedance of the vibrator is as small as about 1/50 of the impedance of the coaxial cable,
Since it is driven by a large current, the heat generated by the conductor of the coaxial cable is large, and the impedance of the coaxial cable is not resistive but inductive, so that the output condition of the oscillator is to supply a large apparent power. There is a drawback that the power loss of the FET (field effect transistor) used as is large. In addition, in the case of the above-mentioned ordinary cleaning device, the vibration plate to which the vibrator is attached is made of metal such as stainless steel, and the electrodes on one side of the vibrator are connected in parallel with each other so that the number of elements of the vibrator is the same. Impedance decreases. Therefore, as the dynamic impedance, the parallel resonance condition causes the impedance to be increased and the anti-resonance frequency (impedance is maximum) to be driven, resulting in a decrease in efficiency. An object of the present invention is to reduce the power loss due to impedance mismatch between an oscillator and a vibrator in the case of an ultraprecision ultrasonic cleaning device, and to improve the driving efficiency of a vibrator of a normal ultrasonic cleaning device. It is to provide a cleaning device.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

(1)超精密洗浄装置の場合。 振動子のインピーダンスが小さく大電流駆動となり、同
軸ケーブルのインピーダンス整合が良好でないという欠
点を改善するには、複数個の振動子を直列接続にすれば
よいが電極の片側が同一の振動板(通常はステンレス等
の金属板)に接着剤によって取付けられているために並
列接続しか許されないという不都合がある。この不都合
を改善するために、2個の振動子を一組とするかあるい
は全体の半数ずつを並列に接続して2個のブロックと
し、互いに分極方向を逆にして直列接続し、2個の振動
子を一組とした場合はそれを複数組並列接続することに
よって総合インピーダンスを上げる。例えば、全数が8
個の振動子の場合、全数を並列接続する場合の4倍のイ
ンピーダンスにすることができる。
(1) In the case of ultra-precision cleaning equipment. To improve the disadvantage that the impedance of the oscillator is small and it is driven by a large current and the impedance matching of the coaxial cable is not good, multiple oscillators can be connected in series, but one side of the electrode (usually a diaphragm) Is attached to a metal plate such as stainless steel) by an adhesive, so that only parallel connection is allowed. In order to improve this inconvenience, two oscillators are set as a set, or half of the whole are connected in parallel to form two blocks, which are connected in series with their polarization directions reversed. When a set of oscillators is used, the total impedance is increased by connecting multiple sets in parallel. For example, the total number is 8
In the case of one oscillator, the impedance can be four times as large as that in the case of connecting all in parallel.

【0009】次に、この振動子の総合インピーダンスを
更に大きくするために、振動子の可能な限り近傍にトラ
ンスを設け、振動子側に巻線数の少い方(n)を接続し
電力供給側に巻線数の多い方(N)を接続することによ
って(N/n)2 だけ振動子の見かけ上のインピーダン
スを大きくすることができる。N/n=10に設定した
場合、トランスによるインピーダンス上昇は100倍に
なり、更に前述の2個(あるいは2ブロック)直列駆動
方法とを合せて採用することによって400倍となるた
め、同軸ケーブルの送電端の負荷インピーダンスを、制
動インピーダンスを打ち消した動インピーダンスのみで
も、概略50Ω程度まで大きくすることができる。この
結果超音波発振器から見た負荷インピーダンスは抵抗性
の50Ωとなり、出力損失を最小にした電力供給が可能
となる。
Next, in order to further increase the total impedance of the vibrator, a transformer is provided as close to the vibrator as possible, and the one with a small number of turns (n) is connected to the vibrator side to supply power. The apparent impedance of the vibrator can be increased by (N / n) 2 by connecting the side with the larger number of windings (N). When N / n = 10 is set, the impedance increase due to the transformer is 100 times, and when it is adopted in combination with the two (or two blocks) series driving method described above, it is 400 times. The load impedance at the power transmission end can be increased to about 50Ω only by the dynamic impedance obtained by canceling the braking impedance. As a result, the load impedance viewed from the ultrasonic oscillator becomes 50Ω which is resistive, and it is possible to supply power with minimum output loss.

【0010】(2)通常の洗浄装置の場合。 20kHz〜100kHzの比較的低い周波数の電歪振
動子では、互いに逆極性で分極した2個のランジュバン
形振動子を直列接続すること、または、正極性で分極さ
れた全体の半数のランジュバン形振動子を並列に接続し
1ブロックとし、残りの半数の負極性の振動子を並列に
接続し1ブロックとし、この2ブロックを直列接続する
ことによって、全ての振動子を並列接続にした場合の4
倍のインピーダンスにし得るため、動インピーダンスと
しては直列共振条件としてその共振周波数で駆動できる
ため、インピーダンスは最小で効率の良い振動が得られ
る。
(2) In the case of a normal cleaning device. In the electrostrictive oscillator having a relatively low frequency of 20 kHz to 100 kHz, two Langevin type oscillators polarized in opposite polarities are connected in series, or half of the Langevin type oscillators polarized in positive polarity are connected. Are connected in parallel to form one block, the remaining half of the negative-polarity vibrators are connected in parallel to form one block, and these two blocks are connected in series to make all the vibrators connected in parallel.
Since the impedance can be doubled, the dynamic impedance can be driven at the resonance frequency under the serial resonance condition, and thus the impedance is minimum and efficient vibration can be obtained.

【0011】[0011]

【実施例】図1(A)は本発明の第1の実施例を示す縦
断面図である。(B)は(A)の振動子部分の底面図で
あり、本発明の要部を示す説明図である。図において、
1は洗浄槽、2は洗浄液、3は超音波発振器、4は洗浄
槽1の底面に接着取付けられた圧電振動子、5はトラン
ス、6はカバー、7は同軸ケーブル、8はコネクタ、9
はトランス5の1次側配線、10はトランス5の2次側
配線である。また、(B)の41〜44は圧電振動子4
の各素子を示す。図では素子の数は4個であるが、必要
に応じて数を増やして取付けられる。また同軸ケーブル
7は図では短く画いてあるが実際は長尺である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1A is a vertical sectional view showing a first embodiment of the present invention. (B) is a bottom view of the vibrator portion of (A), and is an explanatory view showing a main part of the present invention. In the figure,
1 is a cleaning tank, 2 is a cleaning liquid, 3 is an ultrasonic oscillator, 4 is a piezoelectric vibrator adhesively attached to the bottom surface of the cleaning tank 1, 5 is a transformer, 6 is a cover, 7 is a coaxial cable, 8 is a connector, and 9 is a connector.
Is the primary wiring of the transformer 5, and 10 is the secondary wiring of the transformer 5. Further, (B) 41 to 44 are piezoelectric vibrators 4.
Each element of is shown. In the figure, the number of elements is four, but the number can be increased and mounted as necessary. Although the coaxial cable 7 is drawn short in the figure, it is actually long.

【0012】図1(A)の洗浄槽1の底面11に固着さ
れた複数の圧電振動子4は、同図(B)に示すように互
い逆方向に分極された素子が2つづつ直列に接続され、
それぞれトランス5の2次側に配線10で接続されてい
る。(B)の11′は金属製洗浄槽1の底面11で電気
的に接続されているのを更に導通を確かなものにするた
めの接続線である。すなわち、圧電素子41と42及び
43と44はそれぞれ分極方向が逆で直列接続され、ト
ランス5の2次側からそれぞれ配線10を介して駆動電
力が供給される。
The plurality of piezoelectric vibrators 4 fixed to the bottom surface 11 of the cleaning tank 1 shown in FIG. 1A are serially arranged with two elements polarized in opposite directions as shown in FIG. 1B. Connected,
Each is connected to the secondary side of the transformer 5 by a wiring 10. Reference numeral 11 'in (B) is a connection line for further electrically connecting the bottom surface 11 of the metal cleaning tank 1 to ensure electrical continuity. That is, the piezoelectric elements 41 and 42 and 43 and 44 are connected in series with their polarization directions reversed, and drive power is supplied from the secondary side of the transformer 5 via the wiring 10.

【0013】図2(A)は本発明のさらに詳細を示す斜
視図であり、図1(B)の圧電素子41と42が近接し
て配置されている様子を表すものである。この圧電素子
41と42は、圧電磁器片13,16の両面に電極12
と14,15と17が設けられており、その一方の電極
12と15はそれぞれ一方の側面から他方の面の縁部分
まで連続した構造となっている。図2(B)は他の電極
構造の圧電素子を示す斜視図であり、圧電素子の両面が
それぞれ全面電極の場合を示すものである。この場合の
分極方向の表示は、例えば分極の(+)側に赤または青
の点表示をすることによって分極方向が識別される。図
2(A)に比べて電極構造が簡単になり、圧電素子の価
格が安くなる。
FIG. 2A is a perspective view showing further details of the present invention, and shows a state in which the piezoelectric elements 41 and 42 of FIG. 1B are arranged close to each other. The piezoelectric elements 41 and 42 have electrodes 12 on both surfaces of the piezoelectric ceramic pieces 13 and 16.
14, 15 and 17 are provided, and one of the electrodes 12 and 15 is continuous from one side surface to the edge portion of the other surface. FIG. 2B is a perspective view showing a piezoelectric element having another electrode structure, and shows a case where both surfaces of the piezoelectric element are full electrodes. In the display of the polarization direction in this case, for example, the polarization direction is identified by displaying a red or blue dot on the (+) side of the polarization. The electrode structure is simpler and the price of the piezoelectric element is lower than that of FIG. 2A.

【0014】図1に戻って、この第1の実施例は約1M
Hzの駆動周波数の場合であり、配線のシールドが必要
となる。従って、発振器3から洗浄槽1までは長い同軸
ケーブル7が用いられてコネクタ8に接続され、シール
ド用のカバー6内にトランス5が配置されて、コネクタ
8とトランス5の1次側との配線9及びトランス5の2
次側と2個1組とする複数組の圧電素子4との配線は通
常の絶縁皮膜導線10が用いられる。トランス5の1次
側巻線と2次側巻線の巻数比はN:nとし、N>nとな
るようにしてインピーダンス上昇分の調整をする。
Returning to FIG. 1, this first embodiment is about 1M.
This is the case with a drive frequency of Hz, and the wiring needs to be shielded. Therefore, a long coaxial cable 7 is used from the oscillator 3 to the cleaning tank 1 and is connected to the connector 8, the transformer 5 is arranged in the shield cover 6, and wiring between the connector 8 and the primary side of the transformer 5 is performed. 9 and 2 of transformer 5
A normal insulating film conductor 10 is used for wiring between the second side and a plurality of sets of piezoelectric elements 4, one set of two. The winding ratio of the primary winding and the secondary winding of the transformer 5 is N: n, and the impedance increase is adjusted so that N> n.

【0015】次に、本発明を20kHz〜100kHz
の通常の洗浄装置に適用する場合の第2の実施例につい
て説明する。図3は本発明の第2の実施例を示す縦断面
図及び部分斜視図である。図3において、1,2,3,
6,11は図1の場合と同じである。31〜34はラン
ジュバン形振動子、30はコネクタ35から2個1組の
振動子への配線、36は発振器3との配線である。図3
(B)は1組の振動子31,32が洗浄槽1の底面11
に取り付けられた倒立斜視図であり、1組の振動子3
1,32は互いに分極方向が逆になるように底面11に
接着固定され、配線30は2つの振動子31,32が直
列接続となるように設けられている。
Next, the present invention will be described with reference to 20 kHz to 100 kHz.
A second embodiment in the case of being applied to the ordinary cleaning apparatus of will be described. FIG. 3 is a vertical sectional view and a partial perspective view showing a second embodiment of the present invention. In FIG. 3, 1, 2, 3,
6 and 11 are the same as in the case of FIG. 31 to 34 are Langevin type vibrators, 30 is wiring from the connector 35 to a set of two vibrators, and 36 is wiring with the oscillator 3. Figure 3
In (B), one set of vibrators 31 and 32 is the bottom surface 11 of the cleaning tank 1.
FIG. 3 is an inverted perspective view attached to a pair of vibrators 3
1, 32 are bonded and fixed to the bottom surface 11 so that the polarization directions are opposite to each other, and the wiring 30 is provided so that the two vibrators 31, 32 are connected in series.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明を実
施することにより、超精密超音波清浄装置の場合、振動
子のインピーダンスを大きくすることにより、大電流駆
動によるケーブルの導体としての損失を低減し、高周波
を利用した超精密超音波洗浄装置では、同軸ケーブルの
特性インピーダンスに整合させることができるため、ケ
ーブルを含めた負荷の力率改善ができ、発振器から供給
する皮相電力を低減することができる。また、低周波領
域(20kHz〜100kHz程度)を利用した通常の
超音波洗浄装置では、振動子のインピーダンスを大きく
することによって、動インピーダンスの駆動条件を図4
(A)に示す反共振(並列共振)から図4(B)に示す
共振(直列共振)に改めることができ振動効率が向上す
る。
As described in detail above, by implementing the present invention, in the case of an ultra-precision ultrasonic cleaning device, by increasing the impedance of the vibrator, loss as a conductor of a cable due to large current drive In the ultra-precision ultrasonic cleaning device using high frequency, it is possible to match the characteristic impedance of the coaxial cable, so the power factor of the load including the cable can be improved and the apparent power supplied from the oscillator can be reduced. be able to. Moreover, in a normal ultrasonic cleaning apparatus using a low frequency region (about 20 kHz to 100 kHz), the driving condition of the dynamic impedance is set by increasing the impedance of the vibrator.
The antiresonance (parallel resonance) shown in (A) can be changed to the resonance (series resonance) shown in FIG. 4B, and the vibration efficiency is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例を示す縦断面図と部分説
明図である。
FIG. 1 is a vertical sectional view and a partial explanatory view showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例の要部の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a main part of the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2の実施例を示す縦断面図と部分斜
視図である。
FIG. 3 is a vertical sectional view and a partial perspective view showing a second embodiment of the present invention.

【図4】圧電振動子の等価回路である。FIG. 4 is an equivalent circuit of a piezoelectric vibrator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 洗浄槽 2 洗浄液 3 超音波発振器 4,41,42,43,44 圧電振動子 5 トランス 6 カバー 7 同軸ケーブル 8 コネクタ 9 1次側配線 10 2次側配線 11 洗浄槽の底面 11′ 接続線 12,14,15,17 電極 13,16 圧電磁器片 30,36 配線 31,32,33,34 ランジュバン形振動子 35 コネクタ 1 Cleaning Tank 2 Cleaning Liquid 3 Ultrasonic Oscillator 4, 41, 42, 43, 44 Piezoelectric Vibrator 5 Transformer 6 Cover 7 Coaxial Cable 8 Connector 9 Primary Wiring 10 Secondary Wiring 11 Bottom of Cleaning Tank 11 'Connection Wire 12 , 14, 15, 17 Electrodes 13, 16 Piezoelectric ceramic pieces 30, 36 Wiring 31, 32, 33, 34 Langevin type vibrator 35 Connector

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 洗浄槽の底面に取り付けられた複数個の
圧電振動子に超音波発振器から同軸ケーブルによって高
周波電力が供給され、該圧電振動子の厚み振動によって
発生する超音波振動により前記洗浄槽内の洗浄液中の被
洗浄物を洗浄するための圧電駆動形超音波洗浄装置にお
いて、 前記複数個の圧電振動子は、圧電振動子2個を1組と
し、あるいは全体の半数ずつを並列に接続し2個のブロ
ックとし、それぞれ互いに分極の極性が逆になるように
前記洗浄槽の底面に取り付けられ電気的に直列接続され
て配置され、 前記複数個の圧電振動子の近傍に、前記同軸ケーブルが
接続される1次巻線と前記複数組の圧電振動子を並列接
続する2次巻線の巻線比がN対n(N>n)のトランス
が設けられたことを特徴とする圧電駆動形超音波洗浄装
置。
1. A high frequency power is supplied from an ultrasonic oscillator to a plurality of piezoelectric vibrators attached to the bottom surface of the cleaning tank by a coaxial cable, and ultrasonic vibration generated by thickness vibration of the piezoelectric vibrator causes the cleaning tank. In a piezoelectric drive type ultrasonic cleaning apparatus for cleaning an object to be cleaned in a cleaning liquid therein, the plurality of piezoelectric vibrators are two piezoelectric vibrators as one set, or half of the entire piezoelectric vibrators are connected in parallel. 2 blocks, each of which is attached to the bottom surface of the cleaning tank and electrically connected in series so that the polarities of the polarizations are opposite to each other, and the coaxial cable is provided in the vicinity of the plurality of piezoelectric vibrators. A piezoelectric drive characterized in that a transformer having a winding ratio of N to n (N> n) of a primary winding to which is connected and a plurality of sets of piezoelectric vibrators connected in parallel is provided. Type ultrasonic cleaning equipment .
【請求項2】 洗浄槽の底面に取り付けられた複数個の
ランジュバン形振動子に超音波発振器から駆動電力が供
給され、該ランジュバン形振動子によって発生する超音
波振動により前記洗浄槽内の洗浄液中の被洗浄物を洗浄
するための圧電駆動形超音波洗浄装置において、 前記複数個のランジュバン形振動子は、振動子2個を1
組としあるいは全体の半数ずつを並列に接続し2個のブ
ロックとし、それぞれ互いに分極の極性が逆になるよう
に前記洗浄槽の底面に取り付けられ電気的に直列接続さ
れて配置され、前記超音波発振器からの駆動電力が複数
組の振動子に並列供給されるようにしたことを特徴とす
る圧電駆動形超音波洗浄装置。
2. Driving power is supplied from an ultrasonic oscillator to a plurality of Langevin-type vibrators attached to the bottom of the cleaning tank, and ultrasonic vibrations generated by the Langevin-type vibrators cause the cleaning liquid in the cleaning tank to flow. In the piezoelectric drive type ultrasonic cleaning device for cleaning the object to be cleaned, the plurality of Langevin-type vibrators include two vibrators.
A pair or half of the whole is connected in parallel to form two blocks, each of which is attached to the bottom of the cleaning tank and electrically connected in series so that the polarities of the polarizations are opposite to each other. A piezoelectric drive type ultrasonic cleaning device characterized in that drive power from an oscillator is supplied in parallel to a plurality of sets of vibrators.
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