JPS5959278A - Ultrasonic washing machine - Google Patents

Ultrasonic washing machine

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Publication number
JPS5959278A
JPS5959278A JP16832482A JP16832482A JPS5959278A JP S5959278 A JPS5959278 A JP S5959278A JP 16832482 A JP16832482 A JP 16832482A JP 16832482 A JP16832482 A JP 16832482A JP S5959278 A JPS5959278 A JP S5959278A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
frequency
vibrating
circuit
vibrating part
Prior art date
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Pending
Application number
JP16832482A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
立川 肇
小畑 征夫
一男 金子
均 小笠原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP16832482A priority Critical patent/JPS5959278A/en
Publication of JPS5959278A publication Critical patent/JPS5959278A/en
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  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
  • Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は洗浄槽内の水量などの条件に対し自動的に整合
をとって、洗浄エネルギー最大となる周波数で洗浄する
ようにした超音波洗浄機に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an ultrasonic cleaner that automatically adjusts to conditions such as the amount of water in a cleaning tank and cleans at a frequency that maximizes cleaning energy.

第1図は従来の超音波洗浄機の一構成例を示す。図中、
1は洗浄槽、2は水、3は複数の電歪振動子からなる振
動部、4は高周波発振器、5は電力増幅器、6は変圧器
である。使用者が洗浄4′1i1内の洗浄水中に食器な
どを入れ、雷、源(図示せず)を投入すると高周波発振
器4が発振し、高周波を電力増幅器5へ送る。電力増幅
器5は入力高周波を電力増幅し、変圧器6を介して振動
部3へ送る。振動部3は高周波電力によって駆動され、
超音波エネルギーを洗浄槽1内に供給する。水2は超音
波エネルギーによりキャビテーションを生じ1食器など
水中に浸したものを洗浄する。
FIG. 1 shows an example of the configuration of a conventional ultrasonic cleaning machine. In the figure,
1 is a cleaning tank, 2 is water, 3 is a vibrating section consisting of a plurality of electrostrictive vibrators, 4 is a high frequency oscillator, 5 is a power amplifier, and 6 is a transformer. When the user puts dishes and the like into the washing water in the washing 4'1i1 and turns on a lightning source (not shown), the high frequency oscillator 4 oscillates and sends high frequency waves to the power amplifier 5. The power amplifier 5 amplifies the power of the input high frequency wave and sends it to the vibrating section 3 via the transformer 6. The vibrating part 3 is driven by high frequency power,
Ultrasonic energy is supplied into the cleaning tank 1. Water 2 causes cavitation due to ultrasonic energy and washes items immersed in water, such as tableware.

第2図は振動部3の共振周波数の説明図で、横軸に周波
数、縦軸に振動部乙のアドミッタンスをとシ、振動部3
の基本共振周波数24&Hz、水位(振動部上面から水
面までの高さ)135mmの場合の、周波数とアドミッ
タンスの対応を示す。アドミッタンス極大値に対応する
周波数が共振周波数で、○印と・印の2つの共振周波数
があるが、0印の方がアドミッタンスが高く、よシ良い
整合が得られている。またO印、・印のいずれも前記基
本共振周波数からずれているが、これは、洗浄槽1の形
状、水量、水温、振動部の取付は法などに起因し、被洗
浄物が浸されれば、その材質、形状、位置などによって
更に影響される。
Figure 2 is an explanatory diagram of the resonant frequency of the vibrating part 3, where the horizontal axis represents the frequency and the vertical axis represents the admittance of the vibrating part B.
The correspondence between frequency and admittance is shown when the fundamental resonance frequency is 24Hz and the water level (height from the top surface of the vibrating part to the water surface) is 135 mm. The frequency corresponding to the maximum admittance value is the resonant frequency, and there are two resonant frequencies, marked with ○ and marked with . However, the one marked with 0 has a higher admittance and better matching is obtained. In addition, both the O mark and the - mark deviate from the basic resonance frequency, but this is due to the shape of the cleaning tank 1, water volume, water temperature, and installation of the vibrating part due to the law, etc. For example, it is further influenced by its material, shape, location, etc.

第3図は横軸に水位、縦軸に共振周波数をとって両者の
対応を示し、O印はt42図の場合同様、アドミッタン
スが最大となった点、・印はO印以外の共振点(アドミ
ッタンス極大値対応周波数)である0図かられかるよう
に、水位が変化すると共振点の位置(周波数)と数が変
化し、かつ○印共振点の位置が変化する。
Figure 3 shows the correspondence between the water level on the horizontal axis and the resonance frequency on the vertical axis. The O mark is the point where the admittance is maximum, as in the t42 diagram, and the * mark is the resonance point other than the O mark ( As can be seen from Figure 0, which is the frequency corresponding to the maximum admittance value, when the water level changes, the position (frequency) and number of resonance points change, and the position of the resonance point marked with a circle changes.

従って、第1図に示した従来例の様に、固定した単一周
波数で振動部を駆動すると、適正な整合をとることがで
きず能率が悪いものとなる。
Therefore, if the vibrating section is driven at a fixed single frequency as in the conventional example shown in FIG. 1, proper matching cannot be achieved and efficiency is poor.

この対策として従来も、手動で高周波発振器の周波数を
変更する例もあったが、使い勝手が悪すという欠点があ
った。撮動部3を高周波発振器の一部とする自励発振方
式にすると、引込み現象によって安定な発振ができず、
場合によっては発振が停止してし寸うという欠点がある
Conventionally, as a countermeasure to this problem, there have been examples of manually changing the frequency of the high-frequency oscillator, but this had the disadvantage of being inconvenient to use. If the imaging unit 3 is a self-oscillation method in which it is part of a high-frequency oscillator, stable oscillation cannot be achieved due to the pull-in phenomenon.
The disadvantage is that in some cases, oscillation almost stops.

オた振動部乙に検出部を設けて共振周波数の変化を検出
し、位相補正を行なって高周波発振部に帰還をかける自
動追尾方式は、共振周波数で安定し2て振動部を駆動で
きるが、第2,3図に示した様に、複数の共振点がある
ので、@適共振周波数の首部が大きく変化する超音波洗
浄機では効果不十分であった。すなわち、ある一つの共
振周波数を選択して動作を開始すると、その共振点(周
波数)の変化に追従はするが、この選択された周波藪は
、極大アドミッタンスを与えても、必ずしも最大アドミ
ッタンスを与えるものではないからである。
The automatic tracking method, in which a detection part is installed in the vibrating part B, detects changes in the resonant frequency, performs phase correction, and sends feedback to the high-frequency oscillation part can drive the vibrating part stably at the resonant frequency. As shown in FIGS. 2 and 3, since there are multiple resonance points, an ultrasonic cleaner in which the neck of the appropriate resonance frequency varies greatly was not sufficiently effective. In other words, if you select a certain resonance frequency and start operation, it will follow the change in the resonance point (frequency), but this selected frequency range will not necessarily give the maximum admittance even if it gives the maximum admittance. This is because it is not a thing.

次に第4図は第1図中の撮動部3の自由アドミッタンス
図形を示す。図中、太き1円は洗浄槽1内に水がない(
空気のみ)場合、小さい円は洗浄槽1に水2を満した場
合である。図示の如く、洗浄槽内が無水の場合はアドミ
ッタンスが非常に大きく、この状態で振動部3を駆動す
ると大電流が流れて振動部6が破損してしまう。
Next, FIG. 4 shows a free admittance diagram of the imaging section 3 in FIG. 1. In the diagram, a thick circle indicates that there is no water in the cleaning tank 1 (
(air only), the small circle is the case when the cleaning tank 1 is filled with water 2. As shown in the figure, when there is no water in the cleaning tank, the admittance is very large, and if the vibrating section 3 is driven in this state, a large current will flow and the vibrating section 6 will be damaged.

この対策として、フロートスイッチを設けたり。As a countermeasure to this, we installed a float switch.

電源に限流遮断器を挿入したシすることなども行なわれ
ていたが、形が大きくなったシ1価格が高くなるなどの
問題があった。
Some attempts were made to insert a current limiting circuit breaker into the power supply, but there were problems such as an increase in size and price.

本発明の目的は、上記種々の問題のない、自動的に常に
最適な整合状態となる周波数で振動部を駆動し、かつ洗
浄槽に洗浄液がない無負荷状態を検出した場合には、振
動部の駆動を停止して破損を防止するようにした超音波
洗浄機を提供することにある。
An object of the present invention is to drive the vibrating section at a frequency that automatically always brings the optimum matching state without the various problems mentioned above, and to drive the vibrating section at a frequency that automatically always brings the optimum matching state, and to An object of the present invention is to provide an ultrasonic cleaner that prevents damage by stopping the drive of the ultrasonic cleaner.

上記目的を達成するために本発明においては。In order to achieve the above object, the present invention provides.

振動部を駆動する周波数を掃引して、洗浄液中に被洗浄
物を浸した負荷を収納する洗浄槽に最大量の超音波エネ
ルギーを供給できる最適周波数を検出、記憶し、この記
憶した周波数であらかじめ設定した時間だけ振動部を駆
動する機構を設けて自動的に常に最大の洗浄力が得られ
るようにし、一方、駆動周波数掃引に伴い、振動部に流
れる電流が、あらかじめ設定した大きな値に達したこと
を検出した場合は無負荷と判定して振動部の駆動を停止
する機構を設けて破損を防止するようにした。第4図に
示した様に、負荷時と無負荷時のアドミッタンスの差は
全く桁違いであるから、無負荷判定は容易である。
By sweeping the frequency that drives the vibrating part, the optimal frequency that can supply the maximum amount of ultrasonic energy to the cleaning tank that houses the load containing the object to be cleaned in the cleaning liquid is detected and stored, and the frequency that drives the vibrating part is detected and stored in advance. A mechanism is installed to drive the vibrating part for a set period of time to automatically always obtain the maximum cleaning power.On the other hand, as the drive frequency is swept, the current flowing through the vibrating part reaches a preset large value. If this is detected, a mechanism is installed that determines that there is no load and stops the drive of the vibrating section to prevent damage. As shown in FIG. 4, the difference in admittance under load and under no load is on a completely different order of magnitude, so it is easy to determine no load.

以下、本発明を図面により更に詳しく説明する。第5図
は本発明一実施例の構成図である。
Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to the drawings. FIG. 5 is a block diagram of one embodiment of the present invention.

図中、第1図の場合と同じ符号は同じ物を指す。In the figure, the same reference numerals as in FIG. 1 refer to the same things.

13はそのリセット入力部RESへの入力が低レベルの
とき三角波電圧VF1を発生する三角波発生回路、14
は電圧”Flの立下り部分で立下りクロックVcにを発
生するクロック発生回路で、これら両回路は、具体的に
は、スイッチを有する定電流回路と、この回路の出力電
流によυ充電されるコンデンサと、このコンデンサの充
mW圧をアノードに印加され、ゲートに基準電圧を印加
されたPUT (プログラマブル・ユニジャンクション
・トランジスタ)を含む回路よりなる。
13 is a triangular wave generating circuit that generates a triangular wave voltage VF1 when the input to its reset input section RES is at a low level; 14;
is a clock generation circuit that generates a falling clock Vc at the falling portion of the voltage "Fl." Specifically, both of these circuits include a constant current circuit having a switch, and a constant current circuit that is charged by the output current of this circuit. It consists of a circuit including a capacitor and a PUT (programmable unijunction transistor) to which the charge mW voltage of this capacitor is applied to the anode and a reference voltage is applied to the gate.

16はクロックVCKにより動作し、電圧VSrを出力
するワンショットマルチ(タイマ)回路、15はリセッ
ト入力部RESの入力が低レベルで、かつセット入力部
SETの入力が高レベルの時に電圧VF1を記憶するサ
ンプル(ピーク)ホールド回路で、記憶電圧VF2を出
力する。11はセット入力部SETの入力が低レベルの
ときVFlを、高レベルのときVR2を選択して、電圧
V、として出力するマルチプレクサである。7はリセッ
ト入力部RESの入力が低レベルの時に、電圧V、に応
じた周波数frで発振するVCO(電圧制御発振器)で
ある。8は変圧器6の二次側電圧に応じた電圧vBを帰
還電圧入力部FBに入力さ°れることによシミ力増幅器
5の出力電圧voを制御するAGC(自動利得制御回路
)で、周波数fvの電圧を電力増幅器5に供給し、この
増幅器から周波数fy、電圧vo、 i!流11)の電
力を変圧器6へ出力させ、変圧器6は引圧して電力を振
動部乙に供給し超音波エネルギーを発生させる。9は電
流、LOを検知する電流検知部で、10は電流検知部9
の出力を整流し、直流増幅する増幅器で、電流toに応
じた直流電圧V、を出力する。12はリセット入力部R
ESの入力が低レベルの時に電圧V、の最大値を検出!
2、検出時に出力電圧VSTを高レベルにしてサンプル
(ピーク)ホールド回路15のセット入力部SETに出
力するピークディテクタ回路である。18は一定電圧V
Rを出力する基準電圧発生回路で、17は電圧V、とV
Rを比較して電圧VCPをVCO7のリセット入力部R
ESに出力する比較器で、Vtt>Vrの時はVCPを
低レベルにし、VI≧V、の時はVc、を高レベルに上
げて保持する。すなわち比較器17は自己保持形で、電
源が遮断されるまで高レベルに保持する。なお、ワンシ
ョットマルチ(タイマ)回路16の出力VsrFiクロ
ックVCKが入力されるまで低レベル状態にあシ、VC
Kが入力されると、あらかじめ設定された時間だけ高レ
ベルになるもので、三角波発生回路13のリセット入力
部RAS、マルチプレクサ11のセット入力部SET、
サンプル(ピーク)ホールド回路15のリセット入力部
RES、  ピークディテクタ回路12のリセット入力
部RESに供給される電圧である。
16 is a one-shot multi (timer) circuit operated by the clock VCK and outputs the voltage VSr; 15 is a one-shot multi (timer) circuit that stores the voltage VF1 when the input of the reset input section RES is at a low level and the input of the set input section SET is at a high level; A sample (peak) hold circuit outputs a storage voltage VF2. Reference numeral 11 denotes a multiplexer which selects VFl when the input of the set input section SET is at a low level, and selects VR2 when the input is at a high level, and outputs the selected voltage as a voltage V. Reference numeral 7 denotes a VCO (voltage controlled oscillator) that oscillates at a frequency fr depending on the voltage V when the input to the reset input section RES is at a low level. 8 is an AGC (automatic gain control circuit) that controls the output voltage vo of the stain force amplifier 5 by inputting the voltage vB corresponding to the secondary side voltage of the transformer 6 to the feedback voltage input section FB; A voltage of fv is supplied to a power amplifier 5, and from this amplifier, frequency fy, voltage vo, i! The power of stream 11) is outputted to the transformer 6, and the transformer 6 draws pressure and supplies the power to the vibrating part B to generate ultrasonic energy. 9 is a current detection unit that detects current and LO; 10 is a current detection unit 9
An amplifier that rectifies the output of and amplifies the DC voltage V, which outputs a DC voltage V corresponding to the current to. 12 is the reset input section R
Detects the maximum value of voltage V when the ES input is low level!
2. A peak detector circuit which sets the output voltage VST to a high level during detection and outputs it to the set input section SET of the sample (peak) hold circuit 15. 18 is a constant voltage V
17 is a reference voltage generation circuit that outputs voltage V, and V
R and compare the voltage VCP to the reset input R of VCO7.
A comparator that outputs to ES sets VCP to a low level when Vtt>Vr, and raises and holds Vc to a high level when VI≧V. That is, the comparator 17 is of a self-holding type and maintains a high level until the power is cut off. Note that the output VsrFi of the one-shot multi (timer) circuit 16 remains in a low level state until the clock VCK is input.
When K is input, it becomes high level for a preset time, and the reset input section RAS of the triangular wave generation circuit 13, the set input section SET of the multiplexer 11,
This is the voltage supplied to the reset input RES of the sample (peak) hold circuit 15 and the reset input RES of the peak detector circuit 12.

第6図は第5図に示した実施例各部動作のタイムチャー
トである。今、使用者が洗浄槽1に水2を入れ更に食器
など被洗浄物を浸して、洗浄機電源を投入すると、三角
波発生回路13の電圧VF1は上昇して行く。この時に
はクロック発生回路14の出力電圧VCKは高レベル状
態にあるため、ワンショットマルチ(タイマ)回路16
の出力電圧VSm−は低レベル状態にある。従ってマル
チプレクサ11は三角波発生回路1ろの出力電圧VF1
を選択し、この電圧を出力電圧77、としてVCO7に
送る。VCO7は電圧V、、すなわちVFlによって定
咬る周波数fVで発振し、このfvの周波数の電圧をA
GC8に送る。なお、frは第6図(8)に示すように
、”Fl(第6図(り)の上昇に対し、21 kH2か
ら27kEzへと次第に傾きを大きくしながら上昇する
。AGC8は変圧器6から電圧νBの帰還を受けながら
、周波数f、の電圧を電力増幅器5に供給し、その出力
電圧U□を制御する。電力増幅器5はAα゛8によって
制御されながら、周波数frの電圧Uo、電流toヲ変
圧器6に出力し、変圧器6は二次側電圧に応じた電圧U
BをAGCsに送ると共に、電圧voを昇圧して振動部
3に送る。振動部3は変圧器6からの高周波電力(電圧
)によって駆動され、超音波エネルギーを洗浄槽1中に
供給する。水2は超音波エネルギーによって振動し、食
器などの被洗浄物を洗浄する。一方、電流増幅器5の出
力電流L□を電流検知部9が検知し、増幅器10に信号
を送る。増幅器10は電流検知部9の出力を整流し、直
流増幅して出力電圧V、をピークディテクタ回路12に
送る。ここで電圧V、は、三角波電圧VF1が上昇して
いる間に、すなわち周波数fvが上昇している間に、例
えば第6図(4)K示すように変化する。
FIG. 6 is a time chart of the operation of each part of the embodiment shown in FIG. Now, when the user fills water 2 into the washing tank 1, submerges dishes or other objects to be washed, and turns on the washing machine, the voltage VF1 of the triangular wave generation circuit 13 increases. At this time, since the output voltage VCK of the clock generation circuit 14 is at a high level, the one-shot multi (timer) circuit 16
The output voltage VSm- of is in a low level state. Therefore, the multiplexer 11 outputs the output voltage VF1 of the triangular wave generating circuit 1.
is selected and this voltage is sent to the VCO 7 as an output voltage 77. The VCO7 oscillates at a constant frequency fV due to the voltage V, that is, VFl, and the voltage at the frequency of this fv is
Send to GC8. In addition, as shown in FIG. 6 (8), fr increases with a gradually increasing slope from 21 kHz to 27 kHz in contrast to the rise in FIG. While receiving the feedback of the voltage νB, a voltage with a frequency f is supplied to the power amplifier 5, and its output voltage U□ is controlled.The power amplifier 5, while being controlled by Aα゛8, supplies a voltage Uo with a frequency fr and a current to The transformer 6 outputs the voltage U according to the secondary voltage.
B is sent to the AGCs, and the voltage vo is boosted and sent to the vibrating section 3. The vibrating section 3 is driven by high frequency power (voltage) from the transformer 6 and supplies ultrasonic energy into the cleaning tank 1 . The water 2 is vibrated by ultrasonic energy and washes objects such as tableware. On the other hand, the current detection section 9 detects the output current L□ of the current amplifier 5 and sends a signal to the amplifier 10. The amplifier 10 rectifies the output of the current detection section 9, amplifies the direct current, and sends the output voltage V to the peak detector circuit 12. Here, the voltage V changes, for example, as shown in FIG. 6(4)K while the triangular wave voltage VF1 is rising, that is, while the frequency fv is rising.

この電圧UIの変化は振動部3のアドミッタンスの変化
と同様なものなので、その最大値が整合をとる場合の最
適共振点となる。ピークディテクタ回路12は第6図(
6)に示すように、リセット入力部RASに入力される
電圧V!;Wが低レベルなので、電圧V、が上昇する時
に出力電圧VsTを高レベルにしてサンプル(ピーク)
ホールド回路15のセット入力部SETに出力する。図
示の場合、tキロからt4−1でと、tキt1からt6
までが高レベルになる。サンプル(ピーク)ホールド回
路15はリセット入力部RESの入力電圧VSFが低レ
ベルなので、セット入力部SETの入力電圧VSTが高
レベルになっている時に、電圧VF1を記憶する。従っ
て第6図(6)では最後の時間tキt、の時のVFl、
すなわちrシ2を記憶する。この時のVCO7の周波数
frは第6図(8)のfr6となる。なお増幅器10の
出力電圧V、は比較器17の一方の入力に送られ、比較
器17は基準電圧発生回路18の出力電圧VRとV、と
を比較するわけであるが、V。
Since this change in voltage UI is similar to the change in admittance of the vibrating section 3, its maximum value becomes the optimal resonance point when matching is achieved. The peak detector circuit 12 is shown in FIG.
6), the voltage V! input to the reset input section RAS! ; Since W is at a low level, when voltage V increases, output voltage VsT is set at high level and sampled (peak)
It is output to the set input section SET of the hold circuit 15. In the illustrated case, from t km to t4-1 and from t km t1 to t6
reaches a high level. Since the input voltage VSF of the reset input section RES is at a low level, the sample (peak) hold circuit 15 stores the voltage VF1 when the input voltage VST of the set input section SET is at a high level. Therefore, in FIG. 6 (6), VFl at the last time t,
That is, rshi2 is stored. The frequency fr of the VCO 7 at this time becomes fr6 in FIG. 6(8). Note that the output voltage V of the amplifier 10 is sent to one input of a comparator 17, and the comparator 17 compares the output voltage VR of the reference voltage generation circuit 18 with V.

の最大値VIMがVRより低いので出力電圧VCPを低
レベルに保つ。このためVCU 7は上記動作を行うこ
とになる。やがて時間tかt、[々ると、三角波発生回
路13の出力電圧VF1け立下り、クロック発生回路1
4がクロック”cr tワンショットマルチ(タイマ)
回路16に送り、この回路は出力電圧VSII’を高レ
ベルに上げる。この結果、マルチプレクサ11はサンプ
ル(ピーク)ホールド回路15の出力電圧VF2を選択
する。この時のVFlは上記V;2であって整合をとる
場合の最適共振点(周波数)を与える電圧である。この
り=V!2の電圧はVCO7に送られ、VCU 7は周
波数fr6で発振する。この結果、振動部3は整合の良
くとれた共振周波数fr6で、駆動され、食器など被洗
浄物は大きい超音波エネルギー人力によシ能率良く洗浄
される。なお、この際ワンショットマルチ(タイマ)回
路16の出力電圧VSIFは高レベルにあるので、三角
波発生回路13とピークディテクタ回路12は、その出
力電圧V/1及びrSrを低レベルに保持している。更
に時間1゜からあらかじめ設定した時間経過するとワン
ショットマルチ(タイマ)回路16は出力VsFを低レ
ベルにする。このため、三角波電圧VF1は再度上昇を
開始する。ガお電圧Vsrの立下り時点t、と2回目の
VFlの上昇開始時点t、の間には若干のずれがアシ、
サンプル(ピーク)ホールド回路15はこの時間1.−
1.の間に記憶した電圧V!2を低レベルにする0以上
の如くして振動部に加える周波数fVを掃引し、最適周
波数h6を検知して、とのfy6を記憶(実際にはVC
O7に加える電圧VF2を記憶する)L、fy6であら
かじめ設定した時間、すなわちt:tlからtt4での
時間だけ振動部3を駆動することができ、この結果、最
適な整合をとった状態で洗浄を行うことができる。なお
掃引に要する時間は、上記あらかじめ設定した時間に対
し十分短くすることが好ましく、本実施例ではt=0か
らt、が0,6秒。
Since the maximum value VIM is lower than VR, the output voltage VCP is kept at a low level. Therefore, the VCU 7 performs the above operation. Eventually, at time t or t, the output voltage VF of the triangular wave generation circuit 13 falls by 1, and the clock generation circuit 1
4 is the clock "cr t one shot multi (timer)
to circuit 16, which raises the output voltage VSII' to a high level. As a result, the multiplexer 11 selects the output voltage VF2 of the sample (peak) hold circuit 15. VFl at this time is the above-mentioned V;2, which is a voltage that provides the optimum resonance point (frequency) when matching is achieved. Konori=V! The voltage of 2 is sent to the VCO 7, and the VCU 7 oscillates at a frequency fr6. As a result, the vibrating section 3 is driven at a well-matched resonant frequency fr6, and the objects to be cleaned, such as tableware, are efficiently cleaned using large amounts of ultrasonic energy manually. Note that at this time, since the output voltage VSIF of the one-shot multi (timer) circuit 16 is at a high level, the triangular wave generation circuit 13 and the peak detector circuit 12 maintain their output voltages V/1 and rSr at a low level. . Further, when a preset time has elapsed from time 1°, the one-shot multi (timer) circuit 16 lowers the output VsF to a low level. Therefore, the triangular wave voltage VF1 starts rising again. There is a slight difference between the time t when the voltage Vsr falls and the time t when VFl starts rising for the second time.
The sample (peak) hold circuit 15 uses this time 1. −
1. The voltage memorized between V! Sweep the frequency fV applied to the vibrating part such that 0 or higher makes 2 a low level, detect the optimum frequency h6, and memorize fy6 (actually, VC
It is possible to drive the vibrating unit 3 for the time preset with L and fy6 (memorize the voltage VF2 applied to O7), that is, the time from t:tl to tt4, and as a result, cleaning is performed with optimal matching. It can be performed. It is preferable that the time required for the sweep is sufficiently shorter than the preset time, and in this embodiment, the period from t=0 to t is 0.6 seconds.

1=1.からt、に10秒を割付けた。1=1. We assigned 10 seconds from t to t.

次に洗浄槽の中に、洗浄液などが入っていな込無負荷状
態で電源を投入した場合の動作を、第7図に示したタイ
ムチャートによって説明する。今、無負荷状態で使用者
が洗浄機電源を投入したとすると、三角波発生回路13
の出力電圧VF1、クロック発生回路14の出力電圧V
cJC、ワンショットマルチ(タイマ)回路16の出力
電圧VSFは、第7図(1)〜(3)に示す如く第6図
fl) −f、91の場合と同様である。またマルチプ
レクサ11の出力電圧V、も同様に電圧VF1とVFl
の切換えを行い、基準電圧発生回路18の出力電圧VR
も同様でおる。しかし電圧VF1が上昇して振動部3の
振動数が基本共振周波数に近付くにつれて、増幅器10
の出力電圧V、は、指数間v的に上昇して行く。やがて
、時間tBにおいてVR≦V、となると、比較器17の
出力電圧VCPは低レベルから高レベルに変化し、高レ
ベルを自己保持する。このためVCU 7のリセット入
力部RESの入力が高レベルとなって発振を停止し、f
y=oBz となる。従って電力増幅器5の出力電流L
oは流れなくなり、増幅器10の出力電圧V、も低レベ
ルになる。もし発振を停止させずに基本共振周波数にま
でVCO7の発振周波数fyを上昇させたとすると(比
較器17を取去るか、VCo 7へのリセット入力を遮
断するなどして)、第゛4図に示した様に振動部3の自
由アドミッタンスの円は非常に大きく、電流toの値は
非常に犬きくなシ、振動部3を破損させてしまう。第7
図Qカの破線で示したV′IはVCO7の発振を停止さ
せなかった場合を想定して描いたものである。この様に
本発明ではt□に応じて変化するV、の値があらかじめ
設定した基準電圧値VRに達した場合には無負荷である
と判定してVCO7の発振を停止せしめるから振動部3
の破損は防止される6なおioの代シに振動部3に流れ
る電流を直接その回路に直列に挿入した抵抗の両端間電
圧で検出するなどしても勿論差支えない。
Next, the operation when the power is turned on in a no-load state with no cleaning liquid or the like in the cleaning tank will be explained with reference to the time chart shown in FIG. Now, if the user turns on the power to the washing machine in a no-load state, the triangular wave generation circuit 13
The output voltage VF1 of the clock generation circuit 14, the output voltage VF1 of the clock generation circuit 14
cJC, the output voltage VSF of the one-shot multi (timer) circuit 16 is the same as in the case of FIG. 6 fl) -f, 91, as shown in FIGS. 7 (1) to (3). Similarly, the output voltage V of the multiplexer 11 is also the voltage VF1 and VF1.
The output voltage VR of the reference voltage generation circuit 18 is
The same is true. However, as the voltage VF1 rises and the frequency of the vibrating section 3 approaches the fundamental resonant frequency, the amplifier 10
The output voltage V increases exponentially. Eventually, when VR≦V at time tB, the output voltage VCP of the comparator 17 changes from a low level to a high level and self-holds at the high level. Therefore, the input of the reset input section RES of VCU 7 becomes high level, stopping oscillation, and f
y=oBz. Therefore, the output current L of the power amplifier 5
o stops flowing, and the output voltage V of the amplifier 10 also becomes low level. If the oscillation frequency fy of the VCO 7 is increased to the fundamental resonance frequency without stopping the oscillation (by removing the comparator 17 or cutting off the reset input to the VCO 7, etc.), Fig. As shown, the circle of free admittance of the vibrating section 3 is very large, and the value of the current to is extremely large, which may damage the vibrating section 3. 7th
V'I shown by the broken line in Figure Q is drawn assuming that the oscillation of the VCO 7 is not stopped. In this way, in the present invention, when the value of V, which changes according to t□, reaches the preset reference voltage value VR, it is determined that there is no load and the oscillation of the VCO 7 is stopped.
However, instead of io, the current flowing through the vibrating section 3 may be directly detected by the voltage across a resistor inserted in series with the circuit.

以上説明したよう本発明によれば、自動的に負荷に最適
な振動数を選択して常に能率良く洗浄を行なえるので、
洗浄むら低域のために水位を変動させたシ、被洗浄物の
形状や置き方を変えても問題なく、更に、万一洗浄液を
入れずに無負荷状態で電源を投入しても破損にいたらな
い。
As explained above, according to the present invention, it is possible to automatically select the optimum vibration frequency for the load and perform cleaning efficiently at all times.
There is no problem even if you change the water level or change the shape or placement of the object to be cleaned due to the low level of uneven cleaning.Furthermore, even if you turn on the power with no load without adding cleaning liquid, it will not be damaged. I don't need it.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の超音波洗浄機の描成例図、第2図は同側
における振動部のアドミッタンスと周波数の対応を示す
特性図、第3図は同側における共振周波数と水位の対応
を示す特性図、第4図は振動部の自由アドミッタンスを
、負荷として水を入れた場合と対比して示す図、第5図
は本発明一実施例の構成図、第6図は同実施例の正常動
作に対するタイムチャート、第7図は同実施例で無負荷
で電源を投入した場合のタイムチャートである。 5・・・振!jb部 7・・・VCU (を圧制御発振器) 8・・・AGC(自動利得制御回路) 9・・・電流検知部    10・・・増幅器11・・
・マルチプレクサ 12・・・ピーフチイブフタ回路 15・・・三角波発生回路  14・・・クロック発生
回路15・・・サンプル(ピーク)ホールド回路16・
・・ワンシロツ)・マルチ(タイマ)回路17・・・比
較器 18・・・基準電圧発生回路 第1図 糖2図
Figure 1 is an example diagram of a conventional ultrasonic cleaning machine, Figure 2 is a characteristic diagram showing the correspondence between admittance and frequency of the vibrating part on the same side, and Figure 3 is a diagram showing the correspondence between resonance frequency and water level on the same side. Fig. 4 is a diagram showing the free admittance of the vibrating part in comparison with the case where water is added as a load, Fig. 5 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention, and Fig. 6 is a diagram of the same embodiment. FIG. 7 is a time chart for normal operation when the power is turned on with no load in the same embodiment. 5... Shake! jb section 7...VCU (pressure controlled oscillator) 8...AGC (automatic gain control circuit) 9...current detection section 10...amplifier 11...
・Multiplexer 12...Peach lid circuit 15...Triangular wave generation circuit 14...Clock generation circuit 15...Sample (peak) hold circuit 16・
・・Multi (timer) circuit 17 ・Comparator 18 ・Reference voltage generation circuit Fig. 1 Fig. 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】 +11  洗浄液に被洗浄物を浸した負荷を収納した洗
浄槽に振動部が発生する超音波エネルギーを供給して被
洗浄物を洗浄するようにした超音波洗浄機において、前
記振動部に加える周波数を掃引し、電力整合に対する最
適周波数を検出して記憶し、この記憶した周波数であら
かじめ設定した時間だけ前記振動部を駆動する機構を設
けたことを特徴とする超音波洗浄機。 (2)  洗浄液に被洗浄物を浸した負荷を収納する洗
浄槽に振動部が発生する超音波エネルギーを供給して被
洗浄物を洗浄するようにした超音波洗浄機において、前
記振動部に加える周波数を掃引し、振動部忙流れる電流
値があらかじめ設定t7た値に達しまたことを検出した
ときは、無9荷と判定して振動部の駆動を停止する機構
を設けたことを特徴とする超音波洗浄機。
[Scope of Claims] +11 In an ultrasonic cleaning machine that cleans an object by supplying ultrasonic energy generated by a vibrating part to a cleaning tank containing a load in which an object to be cleaned is immersed in a cleaning liquid, An ultrasonic cleaning machine comprising a mechanism that sweeps the frequency applied to the vibrating part, detects and stores the optimal frequency for power matching, and drives the vibrating part for a preset time using the stored frequency. . (2) In an ultrasonic cleaning machine that cleans the object by supplying ultrasonic energy generated by a vibrating section to a cleaning tank containing a load in which the object to be cleaned is immersed in a cleaning liquid, the ultrasonic energy is applied to the vibrating section. The present invention is characterized by having a mechanism that sweeps the frequency and, when it is detected that the current value flowing through the vibrating part reaches a preset value t7, determines that there is no load and stops the driving of the vibrating part. Ultrasonic cleaning machine.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009106851A (en) * 2007-10-30 2009-05-21 Honda Electronic Co Ltd Ultrasonic cleaning device incorporating characteristic detector for ultrasonic vibrator
JP2009165947A (en) * 2008-01-15 2009-07-30 Sansha Electric Mfg Co Ltd Ultrasonic washing device
JP2011083699A (en) * 2009-10-15 2011-04-28 Hitachi Kokusai Denki Engineering:Kk Ultrasonic generator

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