JPH09225400A

JPH09225400A - 超音波放射装置

Info

Publication number: JPH09225400A
Application number: JP6369396A
Authority: JP
Inventors: Yoshiki Hashimoto; 芳樹橋本; Kimio Wakatsuki; 公雄若月
Original assignee: Kaijo Corp
Current assignee: Kaijo Corp
Priority date: 1996-02-26
Filing date: 1996-02-26
Publication date: 1997-09-02

Abstract

(57)【要約】【課題】ビール等を容器に充填する際に発生する泡を
超音波を用いて消去せしめる作業等について、作業能率
をより向上させ、且つ、省エネルギー化を図り易い超音
波放射装置を提供すること。【解決手段】振動板７の表側から発せられる振動エネ
ルギーは勿論のこと、裏側から発せられる振動エネルギ
ーを方向変更して放射対象Ｂ、４５に放射することと
し、以て上記の効果を得ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば泡消去装置
として用いて好適な超音波放射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】泡消去装置は、ビール、果汁、牛乳等を
扱う飲料メーカーにおいて、これらの飲料を容器に充填
して栓をする際、容器のヘッドスペースに発生している
泡を速やかに消去するために用いられている。この泡
は、詳しくは、容器に飲料を入れたときに生じるもの
で、これが容器の口から溢れることの不都合や衛生上の
観点から、消去工程が組み込まれている。

【０００３】かかる泡消去装置の従来例を図７に示す。
この装置は、特開平６−１９１５９５号公報において開
示されているものである。

【０００４】図示のように、当該泡消去装置は、発振器
１０１、ホーン１０２及び振動板１０３によって構成さ
れており、該発振器１０１の作動によって振動板１０３
が高周波にて励振せしめられる。具体的には、図８にお
いて符号Ｗで示すように撓み振動を行う。

【０００５】振動板１０３が振動すると、その下をコン
ベア１０５によって搬送される容器１０７中の泡Ｂは、
超音波によって上方から順次消去される。

【０００６】次いで、第２の従来例としての泡消去装置
を図９に基づいて説明する。該泡消去装置も、特開平６
−１９１５９５号公報において開示されている。

【０００７】図示のように、この泡消去装置では、振動
板１０３から発せられる音波を反射する反射板１０９が
設けられている。この反射板１０９は曲面状に形成され
ており、振動板１０３が発する音波を、一箇所、すなわ
ち泡Ｂに向けて集中させるように反射する。図におい
て、反射波の進行方向を軸線１１０ａ乃至１１０ｃにて
示している。

【０００８】このように音波を集中させることによっ
て、振動エネルギーの利用効率が高まり、泡Ｂの消滅が
早まる。

【０００９】なお、図７に示した泡消去装置では、長時
間稼働させると、振動板１０３やこれを締結しているね
じ１１２が金属疲労のために破損して、容器１０７の中
に入ってしまう懸念があるが、図９に示す泡消去装置の
場合、装置自体が容器１０７の直上には位置しないか
ら、このような恐れはない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の泡消去装置
によっても、操業はある程度効率的に進めることができ
るが、近時、作業能率をより向上することが望まれ、ま
たその反面で省エネルギー対策等が求められている。

【００１１】本発明はこれら要望される事項に鑑みてな
されたものであり、これを達成する泡消去装置、すなわ
ち超音波放射装置を提供することを主目的とする。

【００１２】また、本発明は、上記の効果のみならず、
更に他の効果をも併せ奏し得る超音波放射装置を提供す
ることも目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記主目的達成のため
に、本発明では下記の構成を採用している。まず、本発
明に係る第１の超音波放射装置は、振動板と、該振動板
を励振する超音波励振手段と、該振動板の全方向の音波
の方向を変更する方向変更手段とを備えている。また、
本発明に係る第２の超音波放射装置では、振動板と、該
振動板を励振する超音波励振手段と、該振動板から該超
音波励振手段の方向に発せられる音波の少なくとも一部
を方向変更する方向変更手段とを備えている。

【００１４】上記第１及び第２の超音波放射装置におい
ては、振動板の裏側、すなわち上記超音波励振手段が位
置する側から発せられる振動エネルギーも泡等の放射対
象に対して有効に作用し、振動板の表側から発せられる
振動エネルギーと相まって、総エネルギーが無駄なく作
用する。

【００１５】

【発明の実施の形態】続いて、本発明の実施例を、添付
図面を参照しつつ説明する。

【００１６】まず、本発明の第１実施例としての超音波
放射装置を、図１及び図２に基づいて説明する。当該超
音波放射装置１は、本例の場合、ビール等を充填した容
器３のヘッドスペースに溢れる泡Ｂを消滅させる泡消去
装置として使用される。

【００１７】図示のように、当該超音波放射装置１は、
コンベア５によって各容器３が搬送されるべき方向に延
在する長手矩形板状の振動板７を有している。この振動
板７は、その素材として金属、例えばジュラルミン等が
選定される。

【００１８】なお、コンベア５は、泡Ｂがヘッドスペー
スに充満した容器３を当該超音波放射装置１による消泡
作業に供すべく搬送するものであり、駆動ローラ１１及
び従動ローラ１２と、該各ローラに掛け回されたベルト
１４と、該ベルト１４を駆送すべく駆動ローラ１１を回
転駆動する駆動手段（図示せず）とを有している。容器
３はこのベルト１４上に順次装填され、搬送されること
によって超音波放射装置１の下方を通過する。

【００１９】上記超音波放射装置１において、上記振動
板７には超音波振動発生部１７（図２参照）が結合され
ている。この超音波振動発生部１７は、振動板７を励振
するためのもので、図２に示すように、ランジュバン
（Ｌａｎｇｅｖｉｎ）タイプの振動子１９と、該振動子
１９と振動板７との間に介装されたホーン２０とを有し
ている。振動板７は、その主たる面、すなわち振動面の
中央部にて、このホーン２０の先端部にボルト２２によ
って締結されている。

【００２０】図２に示すように、上記振動子１９には発
振器２４が接続されており、該発振器２４より印加され
る高周波の電圧によって駆動されて超音波振動を発す
る。該発振器２４と、超音波振動発生部１７とを、超音
波励振手段と総称する。図２において矢印Ｕで示すよう
に、上記振動子１９が発する振動は縦振動である。ホー
ン２０は、この振動子１９からの振動を機械的に増幅す
る作用をなす。但し、該ホーン２０はコニカル部２０ａ
とストレート部２０ｂとを有し、振動の増幅作用は該コ
ニカル部２０ａにてなされる。

【００２１】上記ホーン２０のコニカル部２０ａと振動
子１９を囲繞するケース２６が設けられており、該ケー
ス２６はケース本体２６ａと、該ケース本体２６ａにボ
ルト２６ｂにより締結された蓋２６ｃとを有している。
ホーン２０のコニカル部２０ａにはノーダルポイントに
フランジ２０ｄが形成されており、該ホーン２０は該フ
ランジ２０ｄにて、ケース２６の蓋２６ｃに対してパッ
キン２８を介して装着されている。

【００２２】上記構成の超音波放射装置１においては、
上記ホーン２０を通じて伝達される縦振動に基づき、振
動板７がその長さ方向及び幅方向で撓み振動をする。す
なわち、平面的には縞状の振動モードとなる。この振動
により、振動板７の表裏両側から超音波が発せられる。

【００２３】当該超音波放射装置１は、振動板７から発
せられる音波の方向を変更する方向変更手段を備えてい
る。この方向変更手段は、それぞれ矩形板状に形成され
て振動板７の表側及び裏側に各々対応して配設された第
１の反射部材３１及び３２と、同じく矩形板状にしてこ
れら第１の反射部材３１、３２に夫々対応して設けられ
た第２の反射部材３３及び３４とからなる。これら合計
４枚の反射部材は、長さ及び幅寸法が互いに略等しく設
定され、且つ、振動板７よりも若干長く形成されてい
る。そして、隣接するもの同士が溶接等により結合さ
れ、また、各長手方向の両端部にて、側面カバー３６を
介して一体的に結合されている。但し、２枚の第２の反
射部材３３及び３４は元々一体であり、反射機能に関し
ての境界を図１で一点鎖線３８にて示している。

【００２４】また、上記第１の反射部材３１、３２、第
２の反射部材３３、３４及び側面カバー３６は、上記振
動板７及びホーン２０に対して非接触となされている。
故にに、上記ホーン２０が貫く状態となる第１の反射部
材３２については、該ホーン２０が隙間を以て挿通され
る挿通孔３２ａが形成されている。

【００２５】上記各反射部材３１、３２、３３、及び３
４の材質は、超音波を吸収することなく有効に反射する
ものが選定され、本実施例の場合、振動板７と同じく、
ジュラルミン等が使用されている。側面カバー３６の材
質については適宜のものが選定される。

【００２６】図２に示すように、上記第１の反射部材３
１及び３２は、振動板７に対して共に４５°の角度をな
すように位置せしめられる。そして、一方の第２の反射
部材３３は該第１の反射部材３１に対して９０°をなす
ように、又、他方の第２の反射部材３４は第１の反射部
材３２と平行となされる。

【００２７】かかる構成においては、振動板７の表側、
すなわち上側から矢印ａ₁ （図２参照）にて示すように
発せられる音波は、矢印ａ₂ 及びａ₃ にて示すように、
第１の反射部材３１及び第２の反射部材３３によって反
射されて方向を変更され、下方へ向う。

【００２８】また、超音波振動発生部１７を含む超音波
励振手段が配設された振動板７の裏側、すなわち下側よ
り矢印ｂ₁ で示すように発せられる音波は、第１の反射
部材３２及び第２の反射部材３４により矢印ｂ₂ 及びｂ
₃ で示すように反射されて方向変更され、同じく下方へ
向う。

【００２９】振動板７の表裏両側からの超音波が方向変
更されて向う下方に、前述の容器３がコンベア５によっ
て持ち来される。よって、この容器３のヘッドスペース
に発生して溢れんとしている泡Ｂは、極めて迅速に消滅
せしめられる。

【００３０】上述したように、当該超音波放射装置１に
おいては、振動板７の全方向の音波の方向を変更する方
向変更手段が設けられている。従って、振動板７の裏
側、すなわち上記超音波励振手段が位置する側から発せ
られる振動エネルギーも泡Ｂに対して有効に作用し、振
動板７の表側から発せられる振動エネルギーと併せて、
総エネルギーが無駄なく利用される。

【００３１】よって、泡Ｂの消去に関する作業能率が高
まると共に、エネルギーを浪費することもなく消費電力
が低く抑えられてコストの低減が達成されている。

【００３２】なお、当該超音波放射装置では、振動板７
を含む超音波振動発生部１７が上記容器３の上方ではな
く側方に位置するから、仮に、該振動板７及びこれを締
結するためのボルト２２などが金属疲労等によって破損
してその欠けた部分が落下しても、容器３に入り込む恐
れがない。加えて、本装置では、上記第１の反射部材３
２の下縁部近傍に、万一の落下物に備えて仕切り板４１
が設けられており、安心である。

【００３３】また、本実施例では、振動板７から発せら
れる音波の方向を変更する方向変更手段として、上記各
反射部材が使用されているが、このように単に板状部材
を設けて音波を反射させて方向変更する構成は極めて簡
単かつ低コストである。

【００３４】

【実施例】上述した第１実施例のものと同じく、振動板
７の全方向の音波の方向を変更する方向変更手段を具備
し、以て、該第１実施例のものと同様の効果を奏し得る
第２実施例としての超音波放射装置の要部を、図３に示
す。但し、この第２実施例の超音波放射装置は、以下に
説明する部分以外は上記第１実施例としての超音波放射
装置と同様に構成されており、装置全体としての構成の
説明は重複する故に省略する。

【００３５】また、以下の説明及び図３において、上記
第１実施例の超音波放射装置の構成部分と同一又は対応
する構成部分については、同じ参照符合を付して示して
いる。

【００３６】なお、これらのことは、後述する第３実施
例以降の説明に関しても同様である。

【００３７】図３に示すように、この第２実施例の超音
波放射装置では、振動板７の上下に設けられた第１の反
射部材３１及び３２が、該振動板７からある程度大きく
離間せしめられている。

【００３８】また、上側の第１の反射部材３１に対応す
る第２の反射部材３３も、該第１の反射部材３１から離
間して位置する。そして、振動板７の下側に位置する第
１の反射部材３２に対応する第２の反射部材３４は、こ
の第１の反射部材３２と９０°の角度をなすように、且
つ、離間して配置されている。

【００３９】この構成の超音波放射装置は、図示のよう
に、振動板７の側方に音波放射対象４５を位置させて用
いる。

【００４０】すなわち、振動板７の表側から矢印ａ₁ に
て示すように発せられる音波は、矢印ａ₂ 、ａ₃ で示す
ように、第１の反射部材３１及び第２の反射部材３３を
経て、下方に向けて放射される。

【００４１】一方、振動板７の裏側から矢印ｂ₁ で示す
ように発せられる音波は、矢印ｂ₂及びｂ₄ にて示すよ
うに、第１の反射部材３２及び第２の反射部材３４によ
って反射されて方向を変更され、上方へ向う。

【００４２】よって、振動板７の表裏両側から発せられ
た全振動エネルギーは、振動板７の側方にある放射対象
４５に達する。

【００４３】図４に、本発明の第３実施例としての超音
波放射装置の要部を示す。

【００４４】図示のように、当該超音波放射装置におい
ては、振動板７の裏側、すなわち下側のみに第１の反射
部材３２が設けられ、この第１の反射部材３２に近接し
て、且つ９０°の角度をなすように第２の反射部材３４
が配置されている。そして、この第２の反射部材３４の
上方に離間して第３の反射部材４８が配置されている。
この第３の反射部材４８は、該第２の反射部材３４と角
度９０°をなす。

【００４５】この構成の超音波放射装置に対しては、音
波放射対象４５は振動板７の上方に持ち来される。

【００４６】すなわち、振動板７の表側から矢印ａ₁ に
て示すように発せられる音波はそのまま放射対象４５に
至り、又、振動板７の裏側から矢印ｂ₁ で示すように発
せられる音波は、矢印ｂ₂ 、ｂ₄ 及びｂ₅ にて示すよう
に第１の反射部材３２、第２の反射部材３４及び第３の
反射部材４８によって順次反射され、放射対象４５に達
する。

【００４７】ここで明らかなように、この第３実施例の
超音波放射装置においては、前述した第１実施例及び第
２実施例の超音波放射装置とは異なり、振動板７の裏
側、すなわち、ホーン２０を含む超音波励振手段が配置
されている方向に発せられる音波のみが方向変換され、
振動板７の表側、すなわち上側より発せられる音波につ
いては方向変更されることなくそのまま放射対象４５に
浴びせられる。

【００４８】この構成でも、上記第１実施例及び第２実
施例のものと同様、振動板７の表裏両側から発せられる
総エネルギーが全て有効に活用される。

【００４９】図５は、本発明の第４実施例としての超音
波放射装置の要部を示すものである。この超音波放射装
置も、前述の第４実施例と同様、振動板７の裏側からの
音波のみを方向変更し、表側からの音波に関しては方向
を変更することなくそのまま放射する。

【００５０】図５に示すように、第２の反射部材３４が
第１の反射部材３２に対して、鈍角、例えば８０°をな
して設けられている。よって、矢印ｂ₆ にて示すよう
に、この第２の反射部材３４からの反射音波は斜め上方
に進み、振動板７の上方に位置する放射対象４５に達す
る。

【００５１】図６に、本発明の第５実施例としての超音
波放射装置の要部を示す。この装置も、振動板７の片
側、本例では裏側からの音波のみを方向変更する。

【００５２】図示のように、振動板７と４５°の角度を
なす下側の第１の反射部材３２のみが設けられている。

【００５３】なお、前述した第１乃至第４実施例のもの
では、複数の反射板が対応して設けられ、以て、振動板
７から発せられた音波が順次異なる方向に反射せしめら
れる。これらの構成では、音波の反射方向を自在に設定
することができ、それ故に、音波放射対象４５（第１実
施例においては泡Ｂが放射対象）がどのような位置にあ
ろうとも対処し得る。

【００５４】図６に示す構成では、振動板７の表側から
発せられる音波は矢印ａ₁ で示すようにそのまま上方に
向い、振動板７の裏側から矢印ｂ₁ で示す如く発せられ
る音波は第１の反射部材３２にて反射して矢印ｂ₂ で示
すように側方へと向う。

【００５５】すなわち、振動板７の上方及び側方に音波
放射対象４５が別々に存在する場合に有効である。

【００５６】なお、これまで説明した各実施例につい
て、夫々設けられている反射部材は、その全面にて音波
を反射しても勿論よいし、あるいは、必要に応じて面の
一部のみが反射するようにしてもよい。

【００５７】また、各実施例において、振動板７と各反
射部材のなす角度、又、反射部材同士がなす角度は適宜
変えられ、、変えることにより、例えば、音波放射対象
の存在する範囲、すなわち音波放射の範囲を広げたり狭
めたりすることが可能である。

【００５８】また、上記各実施例においては、設けられ
る各反射部材は平板状のものであるが、図９に示した如
き曲面状の反射部材を適用することにより、音波の集中
放射がなされ、より有効である。

【００５９】更に、上記各実施例においては、音波の放
射対象が泡Ｂであるが、超音波の放射によって効果が上
がる対象物であれば、どのようなものにも適用可能であ
る。

【００６０】また、本発明は、前述した各実施例の構成
に限定するものではなく、各実施例の構成をその少なく
とも一部分ずつでも互いに適宜組み合わせたり、相互に
応用し合わせることなどにより、多岐に亘る構成を実現
できるものである。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による超音
波放射装置においては、振動板の裏側、すなわち超音波
励振手段が位置する側から発せられる振動エネルギーも
泡等の放射対象に対して有効に作用し、振動板の表側か
ら発せられる振動エネルギーと併せて、総エネルギーが
無駄なく利用される。従って、泡の消去等、作業能率が
高まり、又、消費電力が抑えられてコストの低減が達成
されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１実施例としての超音波放
射装置と、音波放射対象の搬送をなすコンベアとを示
す、一部断面を含む斜視図である。

【図２】図２は、図１に示した超音波放射装置及びコン
ベアの縦断面図である。

【図３】図３は、本発明の第２実施例としての超音波放
射装置の要部の縦断面図である。

【図４】図４は、本発明の第３実施例としての超音波放
射装置の要部の縦断面図である。

【図５】図５は、本発明の第４実施例としての超音波放
射装置の要部の縦断面図である。

【図６】図６は、本発明の第５実施例としての超音波放
射装置の要部の縦断面図である。

【図７】図７は、第１の従来例としての泡消去装置の正
面図である。

【図８】図８は、図７に示した泡消去装置が具備する振
動板の振動態様を示す図である。

【図９】図９は、第２の従来例としての泡消去装置の側
面図である。

【符合の説明】

１超音波放射装置３容器５コンベア７振動板１７超音波振動発生部１９振動子２０ホーン２４発振器３１、３２第１の反射部材３３、３４第２の反射部材４５音波放射対象４８第３の反射部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】振動板と、該振動板を励振する超音波励振手段と、前記振動板の全方向の音波の方向を変更する方向変更手
段とを備えたことを特徴とする超音波放射装置。
【請求項２】振動板と、該振動板を励振する超音波励振手段と、前記振動板から該超音波励振手段の方向に発せられる音
波の少なくとも一部を方向変更する方向変更手段とを備
えたことを特徴とする超音波放射装置。
【請求項３】前記方向変更手段は、前記音波を反射す
る反射部材からなることを特徴とする請求項１又は請求
項２記載の超音波放射装置。
【請求項４】前記反射部材は、前記振動板から発せら
れた音波を順次に異なる方向に反射すべく、複数が対応
して設けられていることを特徴とする請求項３記載の超
音波放射装置。