JPH07100434A - 超音波振動体および超音波洗浄装置 - Google Patents
超音波振動体および超音波洗浄装置Info
- Publication number
- JPH07100434A JPH07100434A JP5251745A JP25174593A JPH07100434A JP H07100434 A JPH07100434 A JP H07100434A JP 5251745 A JP5251745 A JP 5251745A JP 25174593 A JP25174593 A JP 25174593A JP H07100434 A JPH07100434 A JP H07100434A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic
- vibrating body
- cleaning device
- medium liquid
- radiation surface
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
- Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高精度の洗浄効果が得られる超音波洗浄装置
を提供する。 【構成】 各焦点が共通となる複数の凹曲面レンズ群か
らなる超音波振動体１０を、パッキング７１を介して筐
体７０に固定して超音波洗浄装置を構成する。上記焦点
は吐出口７５近傍に設定し、ここから各レンズ群までの
距離を外縁部に向かうほど段階的に長く設定してある。
流入口７３から供給された媒体液７２が筐体７０内に一
時保留された状態で圧電素子１３を駆動すると、超音波
振動子１０が共振して各凹曲面レンズから媒体液７２中
に超音波を音圧の形で伝える。このときレンズ効果によ
り吐出口７５近傍に集束音場が形成され、その下部に置
かれた被洗浄物（図示省略）の接液部位に超音波が作用
して洗浄が行われる。
を提供する。 【構成】 各焦点が共通となる複数の凹曲面レンズ群か
らなる超音波振動体１０を、パッキング７１を介して筐
体７０に固定して超音波洗浄装置を構成する。上記焦点
は吐出口７５近傍に設定し、ここから各レンズ群までの
距離を外縁部に向かうほど段階的に長く設定してある。
流入口７３から供給された媒体液７２が筐体７０内に一
時保留された状態で圧電素子１３を駆動すると、超音波
振動子１０が共振して各凹曲面レンズから媒体液７２中
に超音波を音圧の形で伝える。このときレンズ効果によ
り吐出口７５近傍に集束音場が形成され、その下部に置
かれた被洗浄物（図示省略）の接液部位に超音波が作用
して洗浄が行われる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波洗浄装置に係
り、特に、超音波の輻射面から一定距離だけ離れた部位
に強力な集束音場を形成する超音波振動体の構造に関す
る。
り、特に、超音波の輻射面から一定距離だけ離れた部位
に強力な集束音場を形成する超音波振動体の構造に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】超音波応用の分野において、最近、メガ
ヘルツ帯の超音波を用いた超精密洗浄装置が盛んに利用
されている。この種の超音波洗浄装置のうち、ノズルシ
ャワータイプのものは、超音波発生手段で発生した超音
波振動に共振してその輻射面から超音波を輻射する超音
波振動体と、この超音波を媒体液に印加してノズル口よ
り吐出せしめる筐体とを備えており、吐出した媒体液中
の超音波を被洗浄物の接液部位に有効に作用させること
で超精密洗浄を行っている。
ヘルツ帯の超音波を用いた超精密洗浄装置が盛んに利用
されている。この種の超音波洗浄装置のうち、ノズルシ
ャワータイプのものは、超音波発生手段で発生した超音
波振動に共振してその輻射面から超音波を輻射する超音
波振動体と、この超音波を媒体液に印加してノズル口よ
り吐出せしめる筐体とを備えており、吐出した媒体液中
の超音波を被洗浄物の接液部位に有効に作用させること
で超精密洗浄を行っている。
【０００３】図６は、上記超音波洗浄装置に用いられる
従来の超音波振動体の断面構造図である。図６を参照す
ると、従来の超音波振動体６０は、例えばチタン等から
なる円柱状振動部材の平坦面６１に圧電素子６３を取り
付け、該圧電素子６３で発生する超音波振動に共振する
構造とするとともに、対向する輻射面６２を、その中心
軸線上に焦点Ｏを持つ凹曲面レンズに形成している。こ
のような構造の超音波振動体６０を用いる超音波洗浄装
置では、上記焦点Ｏの位置を上記ノズル口近傍にあわせ
ることで、該位置に強力な集束音場が形成され、被洗浄
物に対してより有効に超音波が作用するので洗浄効果が
格段に高まる。
従来の超音波振動体の断面構造図である。図６を参照す
ると、従来の超音波振動体６０は、例えばチタン等から
なる円柱状振動部材の平坦面６１に圧電素子６３を取り
付け、該圧電素子６３で発生する超音波振動に共振する
構造とするとともに、対向する輻射面６２を、その中心
軸線上に焦点Ｏを持つ凹曲面レンズに形成している。こ
のような構造の超音波振動体６０を用いる超音波洗浄装
置では、上記焦点Ｏの位置を上記ノズル口近傍にあわせ
ることで、該位置に強力な集束音場が形成され、被洗浄
物に対してより有効に超音波が作用するので洗浄効果が
格段に高まる。
【０００４】図７に、上記超音波振動体６０を組み込ん
だノズルシャワータイプの超音波洗浄装置の断面構造を
示す。図７を参照すると、この洗浄装置は、超音波振動
体６０をパッキング７１を介して固定する筐体７０を有
する。筐体７０には、媒体液供給手段（図示省略）から
媒体液７２を流入せしめる流入口７３と、この媒体液７
２を下方に収束させるノズル７４と、このノズル７４に
案内された媒体液７２を被洗浄物（図示省略）に吐出す
るスポット又はスリット状の吐出口７５とが形成されて
いる。
だノズルシャワータイプの超音波洗浄装置の断面構造を
示す。図７を参照すると、この洗浄装置は、超音波振動
体６０をパッキング７１を介して固定する筐体７０を有
する。筐体７０には、媒体液供給手段（図示省略）から
媒体液７２を流入せしめる流入口７３と、この媒体液７
２を下方に収束させるノズル７４と、このノズル７４に
案内された媒体液７２を被洗浄物（図示省略）に吐出す
るスポット又はスリット状の吐出口７５とが形成されて
いる。
【０００５】超音波振動体６０の輻射面は、図示のよう
に吐出口７５を指向しており、その焦点位置は、前述の
ように吐出口７５近傍に設定してある。更に、超音波振
動体６０の背面には圧電素子（超音波振動子）６３が取
り付けられている。流入口７３からは、筐体７０内に一
時保留する流量の媒体液７２が供給される。この状態
で、図示しない高周波発振器から交番電界が印加される
と、圧電素子６３が所定周波数で振動する。超音波振動
子６０はこの振動に共振し、輻射面６２から媒体液７２
中に超音波を音圧の形で伝える。このとき輻射面６２の
凹面レンズ効果により吐出口７５近傍にこの超音波（音
圧）が集束されるので、被洗浄物の接液部位にパーティ
クルを付着させることなく超精密洗浄が行われる。
に吐出口７５を指向しており、その焦点位置は、前述の
ように吐出口７５近傍に設定してある。更に、超音波振
動体６０の背面には圧電素子（超音波振動子）６３が取
り付けられている。流入口７３からは、筐体７０内に一
時保留する流量の媒体液７２が供給される。この状態
で、図示しない高周波発振器から交番電界が印加される
と、圧電素子６３が所定周波数で振動する。超音波振動
子６０はこの振動に共振し、輻射面６２から媒体液７２
中に超音波を音圧の形で伝える。このとき輻射面６２の
凹面レンズ効果により吐出口７５近傍にこの超音波（音
圧）が集束されるので、被洗浄物の接液部位にパーティ
クルを付着させることなく超精密洗浄が行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
超音波洗浄装置においては、超音波振動体６０の輻射面
６２を凹曲面レンズに形成し、そのレンズ効果を利用す
ることで吐出口７５近傍に強力な集束音場を形成してい
る。しかしながら、図６及び図７から明らかなように、
このような構造の超音波振動体６０では、外縁部に近づ
くにつれて厚みが大きくなっている。そのため、超音波
振動体６０自体、ひいては超音波洗浄装置が大型化する
とともに、超音波振動が外縁部に向かうほど吸収され、
所期の分布の音圧が得られない問題があった。
超音波洗浄装置においては、超音波振動体６０の輻射面
６２を凹曲面レンズに形成し、そのレンズ効果を利用す
ることで吐出口７５近傍に強力な集束音場を形成してい
る。しかしながら、図６及び図７から明らかなように、
このような構造の超音波振動体６０では、外縁部に近づ
くにつれて厚みが大きくなっている。そのため、超音波
振動体６０自体、ひいては超音波洗浄装置が大型化する
とともに、超音波振動が外縁部に向かうほど吸収され、
所期の分布の音圧が得られない問題があった。
【０００７】また、上記構造の超音波振動体６０では、
その中心部が最も窪みが大きいので、流入する媒体液７
２中に気泡が含まれている場合は、この気泡が最大窪み
部位に滞留し、超音波の伝搬を妨げ、洗浄効果を悪化さ
せる問題もあった。
その中心部が最も窪みが大きいので、流入する媒体液７
２中に気泡が含まれている場合は、この気泡が最大窪み
部位に滞留し、超音波の伝搬を妨げ、洗浄効果を悪化さ
せる問題もあった。
【０００８】本発明は、上記問題点に鑑みて創案された
ものであり、その目的は、集束音場の形成が可能で、且
つ気泡の滞留を抑制し得る小型軽量の超音波振動体を提
供することにある。本発明の他の目的は、高精度の洗浄
効果が得られる超音波洗浄装置を提供することにある。
ものであり、その目的は、集束音場の形成が可能で、且
つ気泡の滞留を抑制し得る小型軽量の超音波振動体を提
供することにある。本発明の他の目的は、高精度の洗浄
効果が得られる超音波洗浄装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決るための手段】第一の発明に係る超音波振
動体は、超音波を輻射する輻射面を有する超音波振動体
において、前記輻射面を、各焦点位置が共通となる複数
の凹曲面レンズ群で形成し、同一面内における前記凹曲
面レンズ群の各表面から前記焦点位置までの距離を、そ
の中心部から外縁部方向に段階的に長くしたことを特徴
とする。この構成において、同一面内における前記凹曲
面レンズ群の各表面から前記焦点位置までの距離は、使
用する共振周波数に対して順次、１次、３次・・・ｋ次
（ｋは奇数の自然数）のフレネル帯となる距離であるこ
とが好ましい。
動体は、超音波を輻射する輻射面を有する超音波振動体
において、前記輻射面を、各焦点位置が共通となる複数
の凹曲面レンズ群で形成し、同一面内における前記凹曲
面レンズ群の各表面から前記焦点位置までの距離を、そ
の中心部から外縁部方向に段階的に長くしたことを特徴
とする。この構成において、同一面内における前記凹曲
面レンズ群の各表面から前記焦点位置までの距離は、使
用する共振周波数に対して順次、１次、３次・・・ｋ次
（ｋは奇数の自然数）のフレネル帯となる距離であるこ
とが好ましい。
【００１０】また、第二の発明に係る超音波洗浄装置
は、超音波振動を発生させる超音波発生手段と、前記超
音波振動に共振してその輻射面から超音波を輻射する超
音波振動体と、流入する媒体液を一時保留するとともに
この媒体液に前記超音波を印加せしめてノズル口より吐
出する筐体とを備え、前記超音波振動体は、前記筐体の
ノズル口近傍が前記焦点位置となる上記第一の発明に係
る超音波振動体であることを特徴とする。
は、超音波振動を発生させる超音波発生手段と、前記超
音波振動に共振してその輻射面から超音波を輻射する超
音波振動体と、流入する媒体液を一時保留するとともに
この媒体液に前記超音波を印加せしめてノズル口より吐
出する筐体とを備え、前記超音波振動体は、前記筐体の
ノズル口近傍が前記焦点位置となる上記第一の発明に係
る超音波振動体であることを特徴とする。
【００１１】なお、他の構成に係る超音波洗浄装置は、
上記第二の発明に係る超音波洗浄装置の構成に加えて、
更に、前記媒体液が流れる方向で、且つ前記超音波振動
体の輻射面との接合部位の最上部の前記筐体に排気孔を
形成し、前記輻射面に滞留する気泡がこの排気孔から外
部に吐出する構造とする。
上記第二の発明に係る超音波洗浄装置の構成に加えて、
更に、前記媒体液が流れる方向で、且つ前記超音波振動
体の輻射面との接合部位の最上部の前記筐体に排気孔を
形成し、前記輻射面に滞留する気泡がこの排気孔から外
部に吐出する構造とする。
【００１２】
【作用】第一の発明に係る超音波振動体にあっては、複
数の凹曲面レンズ群からそれぞれ超音波が輻射される
が、各凹曲面レンズの焦点位置が共通なので、輻射され
た超音波は当該焦点位置に集束する。従ってこの焦点位
置に強力な音場が形成される。この場合、各凹曲面レン
ズ表面から焦点位置までの距離を、中心部から外縁部に
向かうにつれて段階的に長くしているので、輻射面の背
面からの厚みは、同一焦点距離を持つ従来品に比べて相
対的且つ段階的に薄くなる。なお、上記距離を、使用す
る共振周波数に対して奇数次のフレネル帯を形成する距
離にすると、同一位相の複数の超音波が焦点位置に集束
することになり、より強力な音場が形成される。
数の凹曲面レンズ群からそれぞれ超音波が輻射される
が、各凹曲面レンズの焦点位置が共通なので、輻射され
た超音波は当該焦点位置に集束する。従ってこの焦点位
置に強力な音場が形成される。この場合、各凹曲面レン
ズ表面から焦点位置までの距離を、中心部から外縁部に
向かうにつれて段階的に長くしているので、輻射面の背
面からの厚みは、同一焦点距離を持つ従来品に比べて相
対的且つ段階的に薄くなる。なお、上記距離を、使用す
る共振周波数に対して奇数次のフレネル帯を形成する距
離にすると、同一位相の複数の超音波が焦点位置に集束
することになり、より強力な音場が形成される。
【００１３】第二の発明に係る超音波洗浄装置は、上記
超音波振動体を組み込み、その焦点位置を筐体のノズル
口近傍とするので、ここに強力な音場が形成され、吐出
する媒体液中の音圧レベルが強力になる。また、超音波
振動体は、上述のように外縁部に向かうにつれて厚みが
段階的に薄くなるので、装置全体の形状も小型にするこ
とができる。なお、通常動作時、超音波振動体の輻射面
は垂直下方を指向するが、上述のとおり超音波振動体の
外縁部は相対的に薄くなっているので、媒体液に含まれ
る気泡は輻射面に滞留することなく排気孔から容易に吐
出される。
超音波振動体を組み込み、その焦点位置を筐体のノズル
口近傍とするので、ここに強力な音場が形成され、吐出
する媒体液中の音圧レベルが強力になる。また、超音波
振動体は、上述のように外縁部に向かうにつれて厚みが
段階的に薄くなるので、装置全体の形状も小型にするこ
とができる。なお、通常動作時、超音波振動体の輻射面
は垂直下方を指向するが、上述のとおり超音波振動体の
外縁部は相対的に薄くなっているので、媒体液に含まれ
る気泡は輻射面に滞留することなく排気孔から容易に吐
出される。
【００１４】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。まず、本発明の超音波振動体について説明
する。図１は、その一実施例となる超音波振動体の正面
図、図２は上面図である。これらの図において、１０は
例えばチタンから成る円柱状の超音波振動体、１１は平
坦面、１２は輻射面である。超音波振動体１０の直径
は、使用する超音波の波長の５倍以上、高さは波長の５
倍が好ましいが、本実施例では、共振周波数が１［ＭＨ
ｚ］、波長が６［ｍｍ」の縦波を用いることとし、直径
を種々の検証の結果、５０［ｍｍ］、高さを３０［ｍ
ｍ］に設計した。
に説明する。まず、本発明の超音波振動体について説明
する。図１は、その一実施例となる超音波振動体の正面
図、図２は上面図である。これらの図において、１０は
例えばチタンから成る円柱状の超音波振動体、１１は平
坦面、１２は輻射面である。超音波振動体１０の直径
は、使用する超音波の波長の５倍以上、高さは波長の５
倍が好ましいが、本実施例では、共振周波数が１［ＭＨ
ｚ］、波長が６［ｍｍ」の縦波を用いることとし、直径
を種々の検証の結果、５０［ｍｍ］、高さを３０［ｍ
ｍ］に設計した。
【００１５】輻射面１２は、同心円上の中心部の凹曲面
レンズ１２１と、４つの帯状凹曲面レンズ１２２〜１２
５とで形成される。Ｌ１〜Ｌ５は、各凹曲面レンズ１２
１〜１２５の表面から共通焦点Ｏまでの距離を示す。こ
れは、中心部から外縁部に向かうにつれて段階的に長く
なっており、それぞれ１次、３次、５次、７次、９次の
フレネル帯を形成する距離になっている（フレネルレン
ズ）。なお、各レンズ間の段は、輻射される超音波の障
害にならないように、焦点Ｏと平行に形成してある。
レンズ１２１と、４つの帯状凹曲面レンズ１２２〜１２
５とで形成される。Ｌ１〜Ｌ５は、各凹曲面レンズ１２
１〜１２５の表面から共通焦点Ｏまでの距離を示す。こ
れは、中心部から外縁部に向かうにつれて段階的に長く
なっており、それぞれ１次、３次、５次、７次、９次の
フレネル帯を形成する距離になっている（フレネルレン
ズ）。なお、各レンズ間の段は、輻射される超音波の障
害にならないように、焦点Ｏと平行に形成してある。
【００１６】１３は圧電素子（超音波振動子）で、１
［ＭＨｚ］の共振周波数を得るために、その直径を３０
［ｍｍ］、厚みを２．３［ｍｍ］のものを用いる。この
圧電素子１３は、超音波振動体１０の平坦面１１に固定
され、高周波発振器１からの交番電界を受けて振動す
る。
［ＭＨｚ］の共振周波数を得るために、その直径を３０
［ｍｍ］、厚みを２．３［ｍｍ］のものを用いる。この
圧電素子１３は、超音波振動体１０の平坦面１１に固定
され、高周波発振器１からの交番電界を受けて振動す
る。
【００１７】このような構造の超音波振動体では、図６
に示した従来品と同様の凹面レンズ効果を保有しつつ全
体的な厚みを均一化できると共に、圧電素子１３の振動
に共振して共通焦点Ｏに同一位相の超音波を集束させる
から、より強力な音場が形成される。なお、スポット的
な集束音場を形成する例としては、図２のような円柱状
のほか、正六角柱あるいは八角柱等の多角柱状にするこ
ともできる。
に示した従来品と同様の凹面レンズ効果を保有しつつ全
体的な厚みを均一化できると共に、圧電素子１３の振動
に共振して共通焦点Ｏに同一位相の超音波を集束させる
から、より強力な音場が形成される。なお、スポット的
な集束音場を形成する例としては、図２のような円柱状
のほか、正六角柱あるいは八角柱等の多角柱状にするこ
ともできる。
【００１８】また、上記実施例の応用例として、集束音
場を直線的にすることも可能である。図３は直方体状の
超音波振動体２０の輻射面２２を複数の帯状凹曲面レン
ズ２２１〜２２５にて形成し、各レンズ２２１〜２２５
の焦点を共通とした例である。このようにすれば集束音
場が長手方向に直線的となり、スリットノズルタイプの
洗浄装置に好適な超音波振動体を実現することができ
る。
場を直線的にすることも可能である。図３は直方体状の
超音波振動体２０の輻射面２２を複数の帯状凹曲面レン
ズ２２１〜２２５にて形成し、各レンズ２２１〜２２５
の焦点を共通とした例である。このようにすれば集束音
場が長手方向に直線的となり、スリットノズルタイプの
洗浄装置に好適な超音波振動体を実現することができ
る。
【００１９】次に、上記超音波振動体を用いた超音波洗
浄装置について説明する。図４はノズルシャワータイプ
の洗浄装置の断面構造図であり、従来装置を示した図７
に対応する。なお、図７と同一符号の部品は、従来装置
と同一部品であることを示す。
浄装置について説明する。図４はノズルシャワータイプ
の洗浄装置の断面構造図であり、従来装置を示した図７
に対応する。なお、図７と同一符号の部品は、従来装置
と同一部品であることを示す。
【００２０】この実施例においては、図２に示した構造
の超音波振動体１０をパッキング７１を介して筐体７０
に固定する。その際、輻射面１２は、図示のように吐出
口７５を指向しており、その焦点位置は、吐出口７５近
傍に設定してある。更に、超音波振動体１０の背面には
圧電素子１３が取り付けられている。流入口７３から
は、筐体７０内に一時保留する流量の媒体液７２が供給
される。この状態で、図示しない高周波発振器から交番
電界が印加されると、圧電素子１３が１［ＭＨｚ］で振
動する。超音波振動子１０はこの振動に共振し、輻射面
１２（各凹曲面レンズ表面）から媒体液７２中に超音波
を音圧の形で伝える。このときフレネルの原理により、
輻射面１２から同一位相の超音波（音圧）が吐出口７５
近傍に集束するので、吐出口７５下部に置かれた被洗浄
物（図示省略）の接液部位により有効に超音波が作用
し、精度の高い超精密洗浄が行われる。
の超音波振動体１０をパッキング７１を介して筐体７０
に固定する。その際、輻射面１２は、図示のように吐出
口７５を指向しており、その焦点位置は、吐出口７５近
傍に設定してある。更に、超音波振動体１０の背面には
圧電素子１３が取り付けられている。流入口７３から
は、筐体７０内に一時保留する流量の媒体液７２が供給
される。この状態で、図示しない高周波発振器から交番
電界が印加されると、圧電素子１３が１［ＭＨｚ］で振
動する。超音波振動子１０はこの振動に共振し、輻射面
１２（各凹曲面レンズ表面）から媒体液７２中に超音波
を音圧の形で伝える。このときフレネルの原理により、
輻射面１２から同一位相の超音波（音圧）が吐出口７５
近傍に集束するので、吐出口７５下部に置かれた被洗浄
物（図示省略）の接液部位により有効に超音波が作用
し、精度の高い超精密洗浄が行われる。
【００２１】図５は他の構成に係る超音波洗浄装置の例
を示したものである。図４の構造と比較すると、媒体液
７２が流れる方向で、且つ超音波振動体１０の輻射面１
２との接合部位の最上部の筐体７０に排気孔７６を形成
した点が異なる。このような構造の超音波洗浄装置で
は、上述のように、超音波振動体１０の厚みが全体的に
均一化されていることから、媒体液７２中に含まれる気
泡５０が輻射面１２に滞留することなく排気孔７６から
容易に外部に吐出される。従って、媒体液７２への超音
波の伝搬を妨げる従来の問題が解消される。
を示したものである。図４の構造と比較すると、媒体液
７２が流れる方向で、且つ超音波振動体１０の輻射面１
２との接合部位の最上部の筐体７０に排気孔７６を形成
した点が異なる。このような構造の超音波洗浄装置で
は、上述のように、超音波振動体１０の厚みが全体的に
均一化されていることから、媒体液７２中に含まれる気
泡５０が輻射面１２に滞留することなく排気孔７６から
容易に外部に吐出される。従って、媒体液７２への超音
波の伝搬を妨げる従来の問題が解消される。
【００２２】なお、図４及び図５に示した超音波洗浄装
置は、円柱状の超音波振動体１０を組み込んだ場合の例
であるが、図３のように集束音場が直線的になる超音波
振動体２０を組み込んでも同様の効果が得られるのは勿
論である。この場合は、通常、ノズル７４先端の吐出口
７５をスリット状に形成する。
置は、円柱状の超音波振動体１０を組み込んだ場合の例
であるが、図３のように集束音場が直線的になる超音波
振動体２０を組み込んでも同様の効果が得られるのは勿
論である。この場合は、通常、ノズル７４先端の吐出口
７５をスリット状に形成する。
【００２３】以上、本発明を各実施例を用いて説明した
が、本発明は上記実施例に限定されず、種々の異なる態
様での実施が可能である。例えば、図１乃至図３に示し
た構造の超音波振動体において凹曲面レンズの数は任意
に設計可能であり、また、フレネルレンズ以外の構成に
することもできる。また、複数のレンズ群にて超音波振
動体の輻射面を構成する本発明の応用例として、凹曲面
レンズのほか、複数の凸面レンズ群を組み合わせて輻射
面を形成することもできる。このような構造にすれば音
場が拡散され、均一な音場領域が形成される効果があ
る。これは主として洗浄槽タイプの超音波洗浄装置に好
適な例となる。
が、本発明は上記実施例に限定されず、種々の異なる態
様での実施が可能である。例えば、図１乃至図３に示し
た構造の超音波振動体において凹曲面レンズの数は任意
に設計可能であり、また、フレネルレンズ以外の構成に
することもできる。また、複数のレンズ群にて超音波振
動体の輻射面を構成する本発明の応用例として、凹曲面
レンズのほか、複数の凸面レンズ群を組み合わせて輻射
面を形成することもできる。このような構造にすれば音
場が拡散され、均一な音場領域が形成される効果があ
る。これは主として洗浄槽タイプの超音波洗浄装置に好
適な例となる。
【００２４】
【発明の効果】以上の説明から明かなように、本発明の
超音波振動体の輻射面は、各焦点位置が共通となる複数
の凹曲面レンズ群で形成され、凹曲面レンズ群から焦点
位置までの距離が中心部から外縁部方向に段階的に長く
なる構造なので、外縁部の厚みが相対的に薄くなり、全
体的に平坦化される効果がある。従って、凹レンズ効果
を保有しつつその小型計量化を図ることが可能になる。
なお、上記距離を、使用する共振周波数に対して順次、
１次、３次・・・のフレネル帯となる距離にすること
で、焦点位置に同一位相の超音波が集束し、より強力な
音場が形成される効果がある。
超音波振動体の輻射面は、各焦点位置が共通となる複数
の凹曲面レンズ群で形成され、凹曲面レンズ群から焦点
位置までの距離が中心部から外縁部方向に段階的に長く
なる構造なので、外縁部の厚みが相対的に薄くなり、全
体的に平坦化される効果がある。従って、凹レンズ効果
を保有しつつその小型計量化を図ることが可能になる。
なお、上記距離を、使用する共振周波数に対して順次、
１次、３次・・・のフレネル帯となる距離にすること
で、焦点位置に同一位相の超音波が集束し、より強力な
音場が形成される効果がある。
【００２５】また、本発明の超音波洗浄装置は、上記超
音波振動体を組み込んだので、装置の小型軽量化が図れ
るとともに、より強力な集束音場を容易に形成すること
ができる。さらに、上記超音波振動体の厚みが全体とし
て均一化されることから、媒体液中の気泡が排気孔から
容易に外部に吐出され、超音波の伝搬不良による洗浄効
果の低下が抑制される。これにより高精度の洗浄効果が
得られる超音波洗浄装置を提供することができる。
音波振動体を組み込んだので、装置の小型軽量化が図れ
るとともに、より強力な集束音場を容易に形成すること
ができる。さらに、上記超音波振動体の厚みが全体とし
て均一化されることから、媒体液中の気泡が排気孔から
容易に外部に吐出され、超音波の伝搬不良による洗浄効
果の低下が抑制される。これにより高精度の洗浄効果が
得られる超音波洗浄装置を提供することができる。
【図１】第一発明に係る超音波振動体の一実施例を示す
正面図。
正面図。
【図２】本実施例による円柱状の超音波振動体の上面
図。
図。
【図３】図２の構造の応用に係る直方体状の超音波振動
体の外観斜視図。
体の外観斜視図。
【図４】本実施例の超音波振動体を用いた超音波洗浄装
置の断面構造図。
置の断面構造図。
【図５】図４の構造を一部変形してなる超音波洗浄装置
の断面構造図。
の断面構造図。
【図６】従来の超音波振動体の形状を示す正面図。
【図７】従来の超音波洗浄装置の断面構造図。
１ 高周波発振器 １０，２０，６０ 超音波振動体 １１，６１ 超音波振動体の平坦面 １２，２１，６１ 超音波振動体の輻射面 １２１〜１２５、２２１〜２２５ 凹曲面レンズ １３，６３ 圧電素子（超音波振動子） ７０ 筐体 ７１ パッキング ７２ 媒体液 ７３ 流入口 ７４ ノズル ７５ 吐出口 ７６ 排気孔
Claims (4)
- 【請求項１】 超音波を輻射する輻射面を有する超音波
振動体において、前記輻射面を、各焦点位置が共通とな
る複数の凹曲面レンズ群で形成し、同一面内における前
記凹曲面レンズ群の各表面から前記焦点位置までの距離
を、その中心部から外縁部方向に段階的に長くしたこと
を特徴とする超音波振動体。 - 【請求項２】 請求項１記載の超音波振動体において、
同一面内における前記凹曲面レンズ群の各表面から前記
焦点位置までの距離は、使用する共振周波数に対して順
次、１次、３次・・・ｋ次（ｋは奇数の自然数）のフレ
ネル帯を形成する距離であることを特徴とする超音波振
動体。 - 【請求項３】 超音波振動を発生させる超音波発生手段
と、前記超音波振動に共振してその輻射面から超音波を
輻射する超音波振動体と、流入する媒体液を一時保留す
るとともにこの媒体液に前記超音波を印加せしめてノズ
ル口より吐出する筐体とを備え、前記超音波振動体は、
前記筐体のノズル口近傍が前記焦点位置となる請求項１
又は２記載の超音波振動体であることを特徴とする超音
波洗浄装置。 - 【請求項４】 請求項３記載の超音波洗浄装置におい
て、更に、前記媒体液が流れる方向で、且つ前記超音波
振動体の輻射面との接合部位の最上部の前記筐体に排気
孔を形成し、前記輻射面に滞留する気泡がこの排気孔か
ら外部に吐出する構造としたことを特徴とする超音波洗
浄装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5251745A JPH07100434A (ja) | 1993-10-07 | 1993-10-07 | 超音波振動体および超音波洗浄装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5251745A JPH07100434A (ja) | 1993-10-07 | 1993-10-07 | 超音波振動体および超音波洗浄装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07100434A true JPH07100434A (ja) | 1995-04-18 |
Family
ID=17227301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5251745A Pending JPH07100434A (ja) | 1993-10-07 | 1993-10-07 | 超音波振動体および超音波洗浄装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07100434A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014119210A (ja) * | 2012-12-18 | 2014-06-30 | Takasago Thermal Eng Co Ltd | 過冷却解除装置および製氷装置 |
| JP2020009988A (ja) * | 2018-07-12 | 2020-01-16 | 株式会社ディスコ | 超音波ホーンおよびウェーハの分割方法 |
-
1993
- 1993-10-07 JP JP5251745A patent/JPH07100434A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014119210A (ja) * | 2012-12-18 | 2014-06-30 | Takasago Thermal Eng Co Ltd | 過冷却解除装置および製氷装置 |
| JP2020009988A (ja) * | 2018-07-12 | 2020-01-16 | 株式会社ディスコ | 超音波ホーンおよびウェーハの分割方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20210164464A1 (en) | Blower | |
| US20200156109A1 (en) | Micromachined ultrasonic transducer arrays with multiple harmonic modes | |
| JP2647352B2 (ja) | 半導体ウエハー洗浄装置 | |
| AU2002322636B2 (en) | Apparatus for focussing ultrasonic acoustical energy within a liquid stream | |
| JP5328044B2 (ja) | メガソニック処理装置、メガソニックプロセスシステム、メガソニック洗浄装置、メガソニック処理方法、およびメガソニック処理装置の運転方法 | |
| JP3852949B2 (ja) | 超音波変換器 | |
| JP3256198B2 (ja) | 超音波シャワー洗浄装置 | |
| JPS6451162A (en) | Piezoelectric exciting type resonator | |
| JP2012166189A (ja) | 噴出孔片及びそれを使用する霧化モジュール | |
| US20070176017A1 (en) | Ultrasonic atomizing nozzle and method | |
| JP2011511708A (ja) | 超音波噴霧システム | |
| WO2019123610A1 (ja) | 超音波振動子及び超音波振動子を用いた超音波洗浄装置 | |
| JPH07100434A (ja) | 超音波振動体および超音波洗浄装置 | |
| JP4705509B2 (ja) | 超音波洗浄装置 | |
| JP2004291563A (ja) | インクジェット記録装置 | |
| KR20160136493A (ko) | 횡파 발생 방지가 가능한 압전소자를 가진 초음파 진동자 및 이를 포함하는 초음파 세정 장치 | |
| JP2004080577A (ja) | 超音波振動子 | |
| JP2007029937A (ja) | 超音波洗浄装置 | |
| JP3115852B2 (ja) | 超音波放射装置 | |
| JP2007237157A (ja) | 超音波洗浄装置 | |
| JP3783174B2 (ja) | 流水式超音波洗浄装置 | |
| JPH08117711A (ja) | 洗浄装置 | |
| JP3390497B2 (ja) | 超音波発生装置および超音波洗浄装置 | |
| Gallego-Juárez | High power ultrasonic transducers for use in gases and interphases | |
| JP3338175B2 (ja) | 噴射型超音波洗浄装置 |