JPH0632556B2 - 高周波用ランジユバン型振動子 - Google Patents
高周波用ランジユバン型振動子Info
- Publication number
- JPH0632556B2 JPH0632556B2 JP3806186A JP3806186A JPH0632556B2 JP H0632556 B2 JPH0632556 B2 JP H0632556B2 JP 3806186 A JP3806186 A JP 3806186A JP 3806186 A JP3806186 A JP 3806186A JP H0632556 B2 JPH0632556 B2 JP H0632556B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibration
- langevin type
- frequency
- length
- vibrator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、全長を３λ以上にして100ＫHz以上の高周波
で駆動され、長さ方向先端面に、径方向振動を結合しな
い縦方向振動だけを取出せるようにしたランジュバン型
振動子をさらに改良したものであって、例えば合成樹脂
の超音波溶接用、口腔医学用、超音波洗浄用等の器具の
超音波振動発生要素に使用する利用分野をもつ。
で駆動され、長さ方向先端面に、径方向振動を結合しな
い縦方向振動だけを取出せるようにしたランジュバン型
振動子をさらに改良したものであって、例えば合成樹脂
の超音波溶接用、口腔医学用、超音波洗浄用等の器具の
超音波振動発生要素に使用する利用分野をもつ。
（従来の技術） 強力超音波発生用の高周波振動子は、これを合成樹脂の
溶接用に限ってみても60ＫHz以下のものが実用化されて
いる。しかるに合成樹脂以外でも100ＫHz以上の高周波
を印加して発生する超音波を使用した方が溶接その他の
超音波振動発生要素として理論上良質な縦方向振動を取
出せる可能性、並びに騒音問題を解決できる可能性が技
術的に予見できる等などのため、設計の指針も徐々に10
0ＫHz以上にすることに傾いて来た。
溶接用に限ってみても60ＫHz以下のものが実用化されて
いる。しかるに合成樹脂以外でも100ＫHz以上の高周波
を印加して発生する超音波を使用した方が溶接その他の
超音波振動発生要素として理論上良質な縦方向振動を取
出せる可能性、並びに騒音問題を解決できる可能性が技
術的に予見できる等などのため、設計の指針も徐々に10
0ＫHz以上にすることに傾いて来た。
（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、前項に述べた設計の指針に適合する高周波用
ランジュバン型振動子の開発を解決すべきことを問題点
とするものである。
ランジュバン型振動子の開発を解決すべきことを問題点
とするものである。
高周波ランジュバン型振動子の長さ方向の端面に径方向
振動を結合しない縦方向振動だけを取出す目的の下に、
全長を３λ以上の長さにした第９図Ｉ及び第１０図Ｉの
ランジュバン型振動子を試作して、以下に述べる各種の
テストを行った。
振動を結合しない縦方向振動だけを取出す目的の下に、
全長を３λ以上の長さにした第９図Ｉ及び第１０図Ｉの
ランジュバン型振動子を試作して、以下に述べる各種の
テストを行った。
第９図Ｉのランジュバン型振動子は、圧電素子１、１１
の夫々の同じ極面を接合した２個一組のものを二組使用
した選択励振の振動子をなし、圧電素子の各組の間に中
間金属ブロック２１を介入し、両端に金属ブロック２
２、２３を接合し、中空部２５内で締付けボルト２４を
締めて連結を施したもので、直径を40mmとし、各組の圧
電素子の接合面を第９図IIに示す振動速度分布曲線のモ
ードにおいて隣接する０振幅（ノード点）に合致させ、
全長を前記曲線の３λとしたものである。
の夫々の同じ極面を接合した２個一組のものを二組使用
した選択励振の振動子をなし、圧電素子の各組の間に中
間金属ブロック２１を介入し、両端に金属ブロック２
２、２３を接合し、中空部２５内で締付けボルト２４を
締めて連結を施したもので、直径を40mmとし、各組の圧
電素子の接合面を第９図IIに示す振動速度分布曲線のモ
ードにおいて隣接する０振幅（ノード点）に合致させ、
全長を前記曲線の３λとしたものである。
また、第１０図Ｉのランジュバン型振動子は一組の圧電
素子１、１１を接合した構成のもので、圧電素子の接合
面を第１０図IIのノード点に合致させ、全長を第９図Ｉ
の振動子と同じにした。その他は第９図Ｉのランジュバ
ン型振動子と同じであり、作用効果も殆ど変わらないか
ら、以下は第９図Ｉの振動子のみに付いて説明する。
素子１、１１を接合した構成のもので、圧電素子の接合
面を第１０図IIのノード点に合致させ、全長を第９図Ｉ
の振動子と同じにした。その他は第９図Ｉのランジュバ
ン型振動子と同じであり、作用効果も殆ど変わらないか
ら、以下は第９図Ｉの振動子のみに付いて説明する。
第１１図は第９図Ｉの振動子の長さ方向先端側について
施した二軸測定を明らかにする説明図で、前記振動子先
端側の振動速度分布測定テストを直交する任意の矢線に
示したレーザー掃引線上で施した。その結果は第１２図
Ｉ、IIに示す振動子の振動速度分布図の通りであって、
既述のように３λの長さにすると二軸方向共にほぼ平均
化されていることがほぼ予想通りに分かった。しかしそ
の振動速度分布には多少満足ができない点があり、ＦＥ
Ｍという数値的な解析方法が系統立てて展開し易いとい
う思料されたので、本発明者等は第９図Ｉの振動子に10
0ＫHzの高周波を印加し、先端側の１λの長さの斜線部
分について、第５図右側の実線に示した解析図を得た。
この図形によれば全体が蛇行形に振れていること及び径
方向の振動成分Ｘが径方向と非平行をなしいることが明
確に解析された。この解析図形は予想に反するもので、
縦方向振動の成分に径方向振動成分が少し混入し、縦方
向成振動成分のみの分取り出しが必ずしも良好でないと
判断された。このため６図の左側に示すように先端側の
λ長さをテーパー状にして、前記と同じ解析テストを施
した。解析結果は同図右側の実線に示す通りであって、
全体が蛇行して振れており径方向の振動成分Ｘ′が斜行
することがが明確にされた。しかして第５図、第６図の
解析図形は第９図Ｉの振動子の軸方向中央に中空部２５
が先端部まで明いているがためと知見されたが、第６図
のようにテーパーにすることに加えて中空部が先端まで
明いていない構成にすると、縦方向振動の方向性をより
良好にする性能を期待出来ると予見した。
施した二軸測定を明らかにする説明図で、前記振動子先
端側の振動速度分布測定テストを直交する任意の矢線に
示したレーザー掃引線上で施した。その結果は第１２図
Ｉ、IIに示す振動子の振動速度分布図の通りであって、
既述のように３λの長さにすると二軸方向共にほぼ平均
化されていることがほぼ予想通りに分かった。しかしそ
の振動速度分布には多少満足ができない点があり、ＦＥ
Ｍという数値的な解析方法が系統立てて展開し易いとい
う思料されたので、本発明者等は第９図Ｉの振動子に10
0ＫHzの高周波を印加し、先端側の１λの長さの斜線部
分について、第５図右側の実線に示した解析図を得た。
この図形によれば全体が蛇行形に振れていること及び径
方向の振動成分Ｘが径方向と非平行をなしいることが明
確に解析された。この解析図形は予想に反するもので、
縦方向振動の成分に径方向振動成分が少し混入し、縦方
向成振動成分のみの分取り出しが必ずしも良好でないと
判断された。このため６図の左側に示すように先端側の
λ長さをテーパー状にして、前記と同じ解析テストを施
した。解析結果は同図右側の実線に示す通りであって、
全体が蛇行して振れており径方向の振動成分Ｘ′が斜行
することがが明確にされた。しかして第５図、第６図の
解析図形は第９図Ｉの振動子の軸方向中央に中空部２５
が先端部まで明いているがためと知見されたが、第６図
のようにテーパーにすることに加えて中空部が先端まで
明いていない構成にすると、縦方向振動の方向性をより
良好にする性能を期待出来ると予見した。
しかしながら第５図、第６図のように径方向と非平行な
振動成分Ｘ・Ｘ′が解析された以上は中空部２５を持た
せた侭で100ＫHz以上の高周波を印加して超音波振動発
生要素に使用するにはやや不安定であると判定された
為、第７図の左側、及び第８図の左側に図示したように
先端側の長さλをテーパー状にすると共に、第７図のよ
うに中空部２５を先端側の相当の長さに亙って閉じ、或
は第８図のように先端側に中空部を設けない試作品によ
って、第５、６図と同じ解析テストを施し、第７図左側
及び第８図右側の解析図を得た。その解析図形には第
５、６図のような蛇行はなく、第７図においては径方向
振動成分Ｙと縦方向振動成分がほとんど直交し、第８図
においても径方向の振動成分Ｙ′と縦方向の振動成分と
がほとんど直交した図形が得られ、さらに、振動子の先
端のλの長さのみでなく全体をテーパー形にしても解析
図形が変わらないことを確認した。
振動成分Ｘ・Ｘ′が解析された以上は中空部２５を持た
せた侭で100ＫHz以上の高周波を印加して超音波振動発
生要素に使用するにはやや不安定であると判定された
為、第７図の左側、及び第８図の左側に図示したように
先端側の長さλをテーパー状にすると共に、第７図のよ
うに中空部２５を先端側の相当の長さに亙って閉じ、或
は第８図のように先端側に中空部を設けない試作品によ
って、第５、６図と同じ解析テストを施し、第７図左側
及び第８図右側の解析図を得た。その解析図形には第
５、６図のような蛇行はなく、第７図においては径方向
振動成分Ｙと縦方向振動成分がほとんど直交し、第８図
においても径方向の振動成分Ｙ′と縦方向の振動成分と
がほとんど直交した図形が得られ、さらに、振動子の先
端のλの長さのみでなく全体をテーパー形にしても解析
図形が変わらないことを確認した。
しかして径方向振動成分と縦方向振動成分が直交に近づ
くと先端面でも径方向の振動成分が該先端面と平行な平
滑になって径方向振動成分を結合しない縦方向振動を先
端から取り出し得る可能性が増大し、100ＫHz以上の高
周波の印加により駆動するランジュバン型振動子が抱え
る問題点を解決する曙光を見出だした。
くと先端面でも径方向の振動成分が該先端面と平行な平
滑になって径方向振動成分を結合しない縦方向振動を先
端から取り出し得る可能性が増大し、100ＫHz以上の高
周波の印加により駆動するランジュバン型振動子が抱え
る問題点を解決する曙光を見出だした。
（問題点を解決するための手段） 本発明は前項に述べた問題点を解決することを目的とす
るものであって、100ＫHz以上の高周波で駆動され全長
を３λ長さ以上にしたランジュバン型振動子において、
その長さ方向の一部又は全部をテーパー状にしたことを
特徴とするものである。
るものであって、100ＫHz以上の高周波で駆動され全長
を３λ長さ以上にしたランジュバン型振動子において、
その長さ方向の一部又は全部をテーパー状にしたことを
特徴とするものである。
（本発明の作用及び効果） 本発明のランジュバン型振動子の作用、効果について
は、第７図及び第８図によって解明したとおりであっ
て、全体又は一部をテーパー状にすることにより、長さ
方向の平滑前端面に縦方向振動成分がほぼ直交状に現
れ、径方向振動成分は、その平滑前端面に該前端面と平
行に現れるから、径方向振動を結合しない縦方向振動だ
けを、明確な方向性をもたせて取出すことができるもの
で、例えば合成樹脂の超音波溶接装置、口腔用の例えば
歯垢除去器具、超音波洗浄装置等における超音波振動発
生要素に使用できる。
は、第７図及び第８図によって解明したとおりであっ
て、全体又は一部をテーパー状にすることにより、長さ
方向の平滑前端面に縦方向振動成分がほぼ直交状に現
れ、径方向振動成分は、その平滑前端面に該前端面と平
行に現れるから、径方向振動を結合しない縦方向振動だ
けを、明確な方向性をもたせて取出すことができるもの
で、例えば合成樹脂の超音波溶接装置、口腔用の例えば
歯垢除去器具、超音波洗浄装置等における超音波振動発
生要素に使用できる。
（実施例） 第１図Ｉ、第２図Ｉ、第３図Ｉ、及び第４図Ｉは本発明
の実施例を示し、全長を３λ長さ（或はそれ以上）のラ
ンジュバン型振動子３１の中空部２５を先端面側の相当
の長さに亙って設けないもので、金属ブロックク２３に
ついては第１図Ｉ、第２図Ｉのように先端面側でλの長
さのテーパー状２６とし、或るいは第３図Ｉ、第４図Ｉ
の通りに該金属ブロック２３の全長にテーパー状２６ａ
とする。その他の各部は第９図Ｉ、及び第１０図Ｉと同
じであるため、同じ部分に符号を付した。第１図II、第
２図II、第３図II、及び第４図IIは印加する高周波によ
る振動速度の分布図を示したもので、第９図II及び第１
０図IIの速度分布図も同じである。
の実施例を示し、全長を３λ長さ（或はそれ以上）のラ
ンジュバン型振動子３１の中空部２５を先端面側の相当
の長さに亙って設けないもので、金属ブロックク２３に
ついては第１図Ｉ、第２図Ｉのように先端面側でλの長
さのテーパー状２６とし、或るいは第３図Ｉ、第４図Ｉ
の通りに該金属ブロック２３の全長にテーパー状２６ａ
とする。その他の各部は第９図Ｉ、及び第１０図Ｉと同
じであるため、同じ部分に符号を付した。第１図II、第
２図II、第３図II、及び第４図IIは印加する高周波によ
る振動速度の分布図を示したもので、第９図II及び第１
０図IIの速度分布図も同じである。
第１図Ｉ、第２図Ｉ、第３図Ｉ、及び第４図Ｉは本発明
のランジュバン振動子を例示した縦断面図、第１図II、
第２図II、第３図II及び第４図IIは振動速度分布図、第
５図、第６図、第７図、第８図は本発明を完成するまで
に行ったＦＥＭ方式による解析の説明図、第９図Ｉ及び
第１０図Ｉは試作した円筒状のランジュバン型振動子で
あって、何れも貫通した中空部２５をもつ。第９図II及
び第１０図IIは速度分布図、第１１図は説明のための斜
視図、第１２図Ｉ、IIは振動子先端面の振動速度分布図
である。
のランジュバン振動子を例示した縦断面図、第１図II、
第２図II、第３図II及び第４図IIは振動速度分布図、第
５図、第６図、第７図、第８図は本発明を完成するまで
に行ったＦＥＭ方式による解析の説明図、第９図Ｉ及び
第１０図Ｉは試作した円筒状のランジュバン型振動子で
あって、何れも貫通した中空部２５をもつ。第９図II及
び第１０図IIは速度分布図、第１１図は説明のための斜
視図、第１２図Ｉ、IIは振動子先端面の振動速度分布図
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 増田 道幸 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日 本特殊陶業株式会社内 (72)発明者 加藤 保彦 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日 本特殊陶業株式会社内 (72)発明者 瀬尾 修 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日 本特殊陶業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】100ＫHz以上の高周波で駆動され全長を３
λ長さ以上にしたものにおいて、その長さ方向の一部若
しくは全部をテーパー状にしたことを特徴とする高周波
用ランジュバン型振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3806186A JPH0632556B2 (ja) | 1986-02-21 | 1986-02-21 | 高周波用ランジユバン型振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3806186A JPH0632556B2 (ja) | 1986-02-21 | 1986-02-21 | 高周波用ランジユバン型振動子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62196000A JPS62196000A (ja) | 1987-08-29 |
| JPH0632556B2 true JPH0632556B2 (ja) | 1994-04-27 |
Family
ID=12514981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3806186A Expired - Lifetime JPH0632556B2 (ja) | 1986-02-21 | 1986-02-21 | 高周波用ランジユバン型振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0632556B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6434244B1 (en) * | 2000-04-26 | 2002-08-13 | Branson Ultrasonics Corporation | Electroacoustic converter |
| JP4827170B2 (ja) * | 2005-10-31 | 2011-11-30 | Ｎｅｃトーキン株式会社 | ボルト締めランジュバン型振動子 |
| CN108065964B (zh) * | 2018-01-16 | 2021-04-20 | 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 | 一种超声成像方法、装置、设备及超声成像探头 |
-
1986
- 1986-02-21 JP JP3806186A patent/JPH0632556B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62196000A (ja) | 1987-08-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4090799A (en) | Miter joint for hollow plastic frame members | |
| US4315181A (en) | Ultrasonic resonator (horn) with skewed slots | |
| US4651043A (en) | Resonator exhibiting uniform motional output | |
| SV1995000032A (es) | Aparato y metodo para unir giratoriamente, | |
| EP0826435A3 (de) | Ultraschallwandler für den diagnostischen und therapeutischen Einsatz | |
| US4326903A (en) | Method for securing parts together by ultrasonic energy | |
| JPH0632556B2 (ja) | 高周波用ランジユバン型振動子 | |
| IT1077988B (it) | Dispositivo per produrre ultrasuoni in particolar modo nell'industria delle materie termoplastiche | |
| GB2016350A (en) | Ultrasonic cutting tool | |
| JP4191862B2 (ja) | 円筒形高分子圧電膜振動子 | |
| JPS6311147A (ja) | 超音波処置装置 | |
| CA2178972A1 (en) | Ultrasound sealing unit for preventing interference of resonance frequencies of interfering oscillation | |
| JPS5964174A (ja) | 金属材料の接合方法 | |
| JPH0356172B2 (ja) | ||
| JPS58171321U (ja) | 超音波加工装置 | |
| JPS6276399A (ja) | 高周波用ランジユバン型振動子 | |
| ATE149399T1 (de) | Ultraschallschweissgerät | |
| JPH0626250Y2 (ja) | 歯科治療器具 | |
| JPH09216195A (ja) | 超音波カッター用ナイフホルダー | |
| JPH057071B2 (ja) | ||
| KIERNAN et al. | A physical model for the acousto-ultrasonic method(Ph. D. Thesis Final Report) | |
| SU567951A1 (ru) | Ультразвуковой способ измерени толщины | |
| Haeusler | Shock wave shape optimisation in ESWL and PSWL | |
| RU93039571A (ru) | Способ ультразвукового контроля качества сборки соединений с натягом | |
| JPH0346233U (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |