JPH10309546A - プレート型超音波振動子、及び超音波洗浄装置 - Google Patents

プレート型超音波振動子、及び超音波洗浄装置

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JPH10309546A
JPH10309546A JP13775397A JP13775397A JPH10309546A JP H10309546 A JPH10309546 A JP H10309546A JP 13775397 A JP13775397 A JP 13775397A JP 13775397 A JP13775397 A JP 13775397A JP H10309546 A JPH10309546 A JP H10309546A
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JP
Japan
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plate
piezoelectric element
cleaning tank
ultrasonic
hole
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JP13775397A
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English (en)
Inventor
Tetsuo Tanaka
哲郎 田中
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Daishinku Corp
Original Assignee
Daishinku Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 洗浄槽への取り付け位置制御が容易に行え、
位置ずれのない信頼性を向上させたプレート型超音波振
動子、並びに超音波洗浄装置を提供する。 【解決手段】 圧電素子に駆動電極が形成されたプレー
ト型超音波振動子であって、前記圧電素子には、孔部、
又は切り欠き部が形成された事を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電セラミックス
素子を用いたプレート型超音波振動子に関し、特に超音
波洗浄装置等に使用されるプレート型超音波振動子に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】プレート型超音波振動子が用いられた超
音波洗浄装置は、数MHzまでの周波数を利用した精密
洗浄装置がある。周波数の違いは被洗浄物や洗浄の対象
となる固体性の汚れの大きさによって決まり、小さな洗
浄物や微細な汚れに対しては周波数の高い(すなわち波
長の短い)超音波を使用することになる。そして、洗浄
槽の底面あるいは側面に振動子を接合材等で貼着すると
とともに、発振器に接続され、この発振器により同期さ
せた出力信号を入力して所定の周波数の超音波を放射す
ることにより使用されている。そして、洗浄槽内に被洗
浄物と洗浄液を入れ、これらに超音波を放射して、この
衝撃力により被洗浄物に付着している汚れを取り除いて
洗浄を行っていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、洗浄槽
にプレート型超音波振動子を貼り付ける際、位置ずれし
て貼付の位置制御が困難であった。また、厚み共振を利
用する場合、低周波(例えば100KHz以下)向けの
用途に使用されるプレート型超音波振動子は、厚みが厚
くなり焼成が困難なため、薄い圧電素子を張り合わせた
積層圧電素子を用いることで代用することができる。し
かし、この圧電素子同士を張り合わせる時に、お互いに
位置ずれしてしまい、超音波放射面の有効面積を低下さ
せるという問題点があった。
【0004】本発明は、洗浄槽に取り付けられるプレー
ト型超音波振動子において、洗浄槽への取り付け位置制
御が容易に行え、位置ずれのない信頼性を向上させたプ
レート型超音波振動子、並びに超音波洗浄装置を提供す
ることを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】そこで本発明は、圧電素
子に駆動電極が形成されたプレート型超音波振動子であ
って、前記圧電素子には、孔部、又は切り欠き部が形成
された事を特徴とする。
【0006】この構成により、プレート型超音波振動子
の洗浄槽への貼着作業が前記孔部、又は切り欠き部を介
して位置決めすることができる。
【0007】また、圧電素子に駆動電極が形成されたプ
レート型超音波振動子を、洗浄槽に接合材を用いて貼着
されてなる超音波洗浄装置であって、前記圧電素子に
は、孔部、又は切り欠き部が形成されているとともに、
前記洗浄槽のうち前記圧電素子の孔部、又は切り欠きに
対応した位置には、前記孔部、又は切り欠きと嵌合する
位置決め部材が形成されている事を特徴とする。
【0008】この構成により、プレート型超音波振動子
の洗浄槽への貼着作業が前記位置決め部材を介して位置
決めされた後に洗浄槽へ貼着されるため位置ずれするこ
となく、確実に取り付けることができる。
【0009】また、圧電素子に駆動電極が形成されたプ
レート型超音波振動子を複数枚用いて、お互いに接合材
により貼り合わせ、かつ、洗浄槽に接合材を用いて貼着
されてなる超音波洗浄装置であって、前記各圧電素子に
は、孔部、又は切り欠き部が形成されているとともに、
前記洗浄槽のうち前記各圧電素子の孔部、又は切り欠き
に対応した位置には、前記孔部、又は切り欠きと嵌合す
る位置決め部材が形成されている事を特徴とする。
【0010】この構成により、プレート型超音波振動子
の洗浄槽への貼着作業が前記位置決め部材を介して位置
決めされた後に洗浄槽へ貼着されるため位置ずれするこ
となく、確実に取り付けることができるとともに、複数
の素子の貼着作業も前記位置決め部材を介して位置決め
された後に各圧電素子が貼着されるため位置ずれするこ
となく、確実に取り付けることができ、各圧電素子のズ
レによる超音波放射面の有効面積を低下させることがな
い。そして、これらの貼着作業(洗浄槽への貼付と素子
同士の貼付)が同時に行えるため極めて効率よく製造で
きる。
【0011】また、前記孔部、又は切り欠きと嵌合する
位置決め部材が螺合部材よりなる事を特徴とする特許請
求項2,3記載の超音波洗浄装置。
【0012】この構成により、前記螺合部材を締め付け
れば、プレート型超音波振動子と洗浄槽に介在する接合
材、並びに前記圧電素子間の接合材を加圧してこれらの
密着性を高め接合強度を向上させるとともに、接合材に
混入する気泡等を前記孔部、又は切り欠きから取り除
き、超音波の伝達を低下させることがない。そして、接
合材の硬化後、前記螺合部材を取り外せば、省スペース
化が図れる。
【0013】
【実施例】次に、第1の実施例につき図面を参照しなが
ら詳述する。図1は第1の実施例を示す超音波洗浄装置
の分解断面図であり、図2は図1を組み立てた状態の断
面図である。図3は図2の接合材硬化後の正面図であ
る。
【0014】洗浄槽1はステンレス等の金属材料からな
り、その底部の所定の位置に超音波振動子取り付け用の
雄ねじ部11,12が設けられている。洗浄槽に取り付
けられる超音波振動子はプレート型超音波振動子であ
り、矩形状の圧電素子2の表裏面に駆動電極21,22
が構成されている。前記圧電素子はPZT(チタンジル
コン酸鉛)等の圧電セラミックスが用いられ、駆動電極
は銀ペースト等により形成されている。そして、前記圧
電素子の長手方向両端部付近で、かつ前記雄ねじ部1
1,12に対応した位置に貫通孔23,24が設けられ
ている。この貫通孔は研削、プレスなどにより形成する
ことができる。
【0015】このような圧電素子2の超音波放射面25
に接合材S(例えばエポキシ系樹脂)を塗布し、前記貫
通孔23,24に前記雄ねじ部11,12を貫通させて
位置決めした後、洗浄槽1の底部に圧電素子を押さえつ
けて接着する。そして、前記雄ねじ部11,12に対応
した位置に貫通孔31,32が同様に形成された加圧治
具としての押し板3を同様に前記雄ねじ部11,12を
貫通させ、雌ねじ具51,52を前記押し板上部から締
め付けて固定する。そして、前記接合材の硬化後、前記
雌ねじ具51,52、並びに押し板3をを取り外して、
超音波振動子の取付が完了する。尚、図示していない
が、前記超音波振動子には電極を引き出すためのリード
線などが取り付けられている。
【0016】次に、第2の実施例につき図面を参照しな
がら詳述する。図4は第2の実施例を示す超音波洗浄装
置の分解断面図であり、図5は図4を組み立てた状態の
断面図である。図6は図5の接合材硬化後の正面図であ
る。尚、第1の実施例と同様の部分については同番号を
付した。
【0017】洗浄槽1はステンレス等の金属材料からな
り、その底部の所定の位置に超音波振動子取り付け用の
雄ねじ部11,12が設けられている。洗浄槽に取り付
けられる超音波振動子はプレート型の積層超音波振動子
であり、矩形状の圧電素子41,42の2枚からなり、
各圧電素子の表裏面に駆動電極411,412,42
1,422が構成されている。前記圧電素子はPZT
(チタンジルコン酸鉛)等の圧電セラミックスが用いら
れ、駆動電極は銀ペースト等により形成されている。そ
して、前記各圧電素子の長手方向両端部で、かつ前記雄
ねじ部11,12に対応した位置に切り欠き413,4
14,423,424が設けられている。この切り欠き
は研削、プレスなどにより形成することができる。
【0018】このような圧電素子41,42の超音波放
射面415,425(分極方向を同一方向として電気的
に直列に接続する必要がある)に接合材S(例えばエポ
キシ系樹脂)を塗布し、前記切り欠き413,414,
423,424に前記雄ねじ部11,12を貫通させて
位置決めした後、洗浄槽1の底部に圧電素子41を押さ
えつけ、圧電素子41の裏面に圧電素子42を押さえつ
けて接着する。そして、前記雄ねじ部11,12に対応
した位置に貫通孔31,32が同様に形成された加圧治
具としての押し板3を同様に前記雄ねじ部11,12を
貫通させ、雌ねじ具51,52を前記押し板上部から締
め付けて固定する。そして、前記接合材の硬化後、前記
雌ねじ具51,52、並びに押し板3をを取り外して、
超音波振動子の取付が完了する。尚、図示していない
が、前記超音波振動子には電極を引き出すためのリード
線などが取り付けられている。
【0019】次に、第3の実施例につき図面を参照しな
がら詳述する。図7は第3の実施例を示す超音波洗浄装
置の分解断面図であり、図8は図7を組み立てた状態の
断面図である。図9は図8の接合材硬化後の正面図であ
る。尚、第1の実施例、第2の実施例と同様の部分につ
いては同番号を付した。
【0020】洗浄槽1Aはステンレス等の金属材料から
なり、その底部の所定の位置に超音波振動子取り付け用
の雌ねじ部13,14が形成されている。洗浄槽に取り
付けられる超音波振動子はプレート型の積層超音波振動
子であり、矩形状の圧電素子41,42の2枚からな
り、各圧電素子の表裏面に駆動電極411,412,4
21,422が構成されている。前記圧電素子はPZT
(チタンジルコン酸鉛)等の圧電セラミックスが用いら
れ、駆動電極は銀ペースト等により形成されている。そ
して、前記各圧電素子の長手方向両端部で、かつ前記雌
ねじ部13,14に対応した位置に切り欠き413,4
23と、貫通孔415,425が設けられている。これ
らの切り欠き、貫通孔は研削、プレスなどにより形成す
ることができる。
【0021】また、前記雌ねじ部13,14に対応した
位置に貫通孔31,32が同様に形成された加圧治具と
しての押し板3に雄ねじ具53,54を貫通させる。そ
の後、前記圧電素子41,42の超音波放射面415,
425(分極方向を同一方向として電気的に直列に接続
する必要がある)に接合材S(例えばエポキシ系樹脂)
を塗布し、前記押し板3から突出した雄ねじ具53,5
4を前記各圧電素子の切り欠き413,423、貫通孔
415,425貫通させて位置合わせを行い、さらに、
前記圧電素子から突出した雄ねじ具と、前記雌ねじ部の
位置合わせを行い、雄ねじ具53,54を前記押し板上
部から締め付けて固定する。この結果、洗浄槽1Aの底
部に圧電素子41を押さえつけ、圧電素子41の裏面に
圧電素子42を押さえつけて接着することができる。そ
して、前記接合材の硬化後、前記雄ねじ具53,54、
並びに押し板3をを取り外して、超音波振動子の取付が
完了する。尚、図示していないが、前記超音波振動子に
は電極を引き出すためのリード線などが取り付けられて
いる。
【0022】尚、前記実施例では圧電素子を直接洗浄槽
に貼着した構成を示したが、図10に示すように、ガラ
スエポキシ系の基板6を圧電素子2と洗浄槽1間に介在
させた構成であってもよい。この場合、前記ガラスエポ
キシ系の基板にも雄ねじ部、あるいは雌ねじ部に対応し
た位置に貫通孔、並びに切り欠きを形成する必要があ
る。また、前記実施例では、雄ねじ部、又は雌ねじ部の
いずれか一方を洗浄槽底部に形成したが、これら両方を
組み合わせて形成しても特に問題はない。
【0023】
【発明の効果】特許請求項1によれば、プレート型超音
波振動子の洗浄槽への貼着作業が前記孔部、又は切り欠
き部を介して位置決めすることができる。このため、洗
浄槽への取り付け位置制御が容易に行え、製造の簡素化
が図れる信頼性の高いプレート型超音波振動子を得るこ
とができる。
【0024】特許請求項2によれば、プレート型超音波
振動子の洗浄槽への貼着作業が前記位置決め部材を介し
て位置決めされた後に洗浄槽へ貼着されるため位置ずれ
することなく、確実に取り付けることができる。このた
め、洗浄槽への取り付け位置制御が容易に行え、製造の
簡素化が図れる信頼性の高い超音波洗浄装置を得ること
ができる。
【0025】請求項3の発明によれば、プレート型超音
波振動子の洗浄槽への貼着作業が前記位置決め部材を介
して位置決めされた後に洗浄槽へ貼着されるため位置ず
れすることなく、確実に取り付けることができるととも
に、複数の素子の貼着作業も前記位置決め部材を介して
位置決めされた後に各圧電素子が貼着されるため位置ず
れすることなく、確実に取り付けることができ、各圧電
素子のズレによる超音波放射面の有効面積を低下させる
ことがない。そして、これらの貼着作業(洗浄槽への貼
付と素子同士の貼付)が同時に行えるため極めて効率よ
く製造できる。このため、洗浄槽への取り付け位置制
御、並びに素子同士の張り合わせ位置制御が容易に行
え、製造の簡素化が図れる信頼性の高い超音波洗浄装置
を得ることができる。
【0026】請求項4の発明によれば、前記螺合部材を
締め付ければ、プレート型超音波振動子と洗浄槽に介在
する接合材、並びに前記圧電素子間の接合材を加圧して
これらの密着性を高め接合強度を向上させるとともに、
接合材に混入する気泡等を前記孔部、又は切り欠きから
取り除き、超音波の伝達を低下させることがない。そし
て、接合材の硬化後、前記螺合部材を取り外せば、省ス
ペース化が図れる。このため、洗浄槽への接合する点、
並びに素子同士を接合する点で信頼性の高い超音波洗浄
装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す超音波洗浄装置の
分解断面図である。
【図2】図1を組み立てた断面図である。
【図3】図2の接合材硬化後の正面図である。
【図4】本発明の第2の実施例を示す超音波洗浄装置の
分解断面図である。
【図5】図4を組み立てた断面図である。
【図6】図5の接合材硬化後の正面図である。
【図7】本発明の第3の実施例を示す超音波洗浄装置の
分解断面図である。
【図8】図7を組み立てた断面図である。
【図9】図8の接合材硬化後の正面図である。
【図10】本発明の第4の実施例を示す超音波洗浄装置
の正面図である。
【符号の説明】
1・・・洗浄槽 11,12・・・雄ねじ部 13,14・・・雌ねじ部 2,41,42・・・圧電素子 3・・・押し板 51,52,53,54・・・ねじ具

Claims (4)

    、 【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧電素子に駆動電極が形成されたプレー
    ト型超音波振動子であって、前記圧電素子には、孔部、
    又は切り欠き部が形成された事を特徴とするプレート型
    超音波振動子。
  2. 【請求項2】 圧電素子に駆動電極が形成されたプレー
    ト型超音波振動子を、洗浄槽に接合材を用いて貼着され
    てなる超音波洗浄装置であって、前記圧電素子には、孔
    部、又は切り欠き部が形成されているとともに、前記洗
    浄槽のうち前記圧電素子の孔部、又は切り欠きに対応し
    た位置には、前記孔部、又は切り欠きと嵌合する位置決
    め部材が形成されている事を特徴とする超音波洗浄装
    置。
  3. 【請求項3】 圧電素子に駆動電極が形成されたプレー
    ト型超音波振動子を複数枚用いて、お互いに接合材によ
    り貼り合わせ、かつ、洗浄槽に接合材を用いて貼着され
    てなる超音波洗浄装置であって、前記各圧電素子には、
    孔部、又は切り欠き部が形成されているとともに、前記
    洗浄槽のうち前記各圧電素子の孔部、又は切り欠きに対
    応した位置には、前記孔部、又は切り欠きと嵌合する位
    置決め部材が形成されている事を特徴とする超音波洗浄
    装置。
  4. 【請求項4】 前記孔部、又は切り欠きと嵌合する位置
    決め部材が螺合部材よりなる事を特徴とする特許請求項
    2,3記載の超音波洗浄装置。
JP13775397A 1997-05-12 1997-05-12 プレート型超音波振動子、及び超音波洗浄装置 Pending JPH10309546A (ja)

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Cited By (6)

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