JPS5962382A - 交互多周波式超音波洗浄機の励振方法 - Google Patents
交互多周波式超音波洗浄機の励振方法Info
- Publication number
- JPS5962382A JPS5962382A JP12063382A JP12063382A JPS5962382A JP S5962382 A JPS5962382 A JP S5962382A JP 12063382 A JP12063382 A JP 12063382A JP 12063382 A JP12063382 A JP 12063382A JP S5962382 A JPS5962382 A JP S5962382A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- ultrasonic
- power supply
- cleaning
- phase
- 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
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- Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は共振周波数の異なる複数個の振動子を備えた、
交互多周波式超音波洗浄機の励振方法の改良に関するも
のである。
交互多周波式超音波洗浄機の励振方法の改良に関するも
のである。
超音波洗浄槽にそれぞれ共振周波数の異なる複数の超音
波振動子を取付け、その超音波振動を互に干渉なく動作
させるときは、それぞれの振動系は共振条件を満足し効
率良く動作するので、効率を減することなく定在波の影
響による洗浄むらを避けることができ、また低めの周波
数の超音波では指向性が広いため照射面の裏側も洗浄可
能であり、高めの周波数の超音波では波長が短いために
小さな間隙内でも洗浄できるなど、それぞれの周波数に
応じた複合洗浄効果が得られることはよく知られている
。しかし従来は周波数の異なる超音波を、干渉すること
なく簡単な方法で発生させるには、商用電源周波数のそ
れぞれ半サイクルの時間だけ超音波を発生させているが
、１組の周波数の振動子群の動作している時間は他の周
波数の振動子群は休止しているため、装置の稼動率が％
とと低く、装置を構成する部品の利用率が悪くなるはか
りでなく、多数の振動子を必要とするため洗浄槽として
も大きな構造にな・ってしまい、単位面積当りの超音波
強度を大きくすることができず、やＸ弱めの超音波洗浄
機となる傾向があった。すなわち多周波式超音波洗浄機
としての効果を得るには、各周波数波の干渉をなくすこ
とが必要で、商用電源周波数の半サイクルづつそれぞれ
の周波数の振動子を動作させる方法では、１組の振動子
群が動作している時間には他の組の振動子群は休［ｌ−
状態にある°から、時間的に通算して単位の超音波エネ
ルギーを得るのに２倍の面積を要する。すなわち単位面
積当りの超音波強度が％となるので強力な超音波洗浄機
としての要求には不満であることが多かった。本発明は
これらの欠点を取除くために行ったもので、す、下詳細
に説明する。
波振動子を取付け、その超音波振動を互に干渉なく動作
させるときは、それぞれの振動系は共振条件を満足し効
率良く動作するので、効率を減することなく定在波の影
響による洗浄むらを避けることができ、また低めの周波
数の超音波では指向性が広いため照射面の裏側も洗浄可
能であり、高めの周波数の超音波では波長が短いために
小さな間隙内でも洗浄できるなど、それぞれの周波数に
応じた複合洗浄効果が得られることはよく知られている
。しかし従来は周波数の異なる超音波を、干渉すること
なく簡単な方法で発生させるには、商用電源周波数のそ
れぞれ半サイクルの時間だけ超音波を発生させているが
、１組の周波数の振動子群の動作している時間は他の周
波数の振動子群は休止しているため、装置の稼動率が％
とと低く、装置を構成する部品の利用率が悪くなるはか
りでなく、多数の振動子を必要とするため洗浄槽として
も大きな構造にな・ってしまい、単位面積当りの超音波
強度を大きくすることができず、やＸ弱めの超音波洗浄
機となる傾向があった。すなわち多周波式超音波洗浄機
としての効果を得るには、各周波数波の干渉をなくすこ
とが必要で、商用電源周波数の半サイクルづつそれぞれ
の周波数の振動子を動作させる方法では、１組の振動子
群が動作している時間には他の組の振動子群は休［ｌ−
状態にある°から、時間的に通算して単位の超音波エネ
ルギーを得るのに２倍の面積を要する。すなわち単位面
積当りの超音波強度が％となるので強力な超音波洗浄機
としての要求には不満であることが多かった。本発明は
これらの欠点を取除くために行ったもので、す、下詳細
に説明する。
第１図は本発明を実施する超音波洗浄機の構成例図で、
商用３相電源１の２相にそれぞれ接続され、少くともそ
の出力が電源の波形によって変化するそれぞれ異なる周
波数ｆ０およびｆ２の超音波発振器２および３から、超
音波洗浄槽４の底辺または側壁に取付けたそれぞれ共振
周波数がｆｏおよびｆ２の超音波振動子６および７を駆
動する場合を示している。なお５は洗浄液である。
商用３相電源１の２相にそれぞれ接続され、少くともそ
の出力が電源の波形によって変化するそれぞれ異なる周
波数ｆ０およびｆ２の超音波発振器２および３から、超
音波洗浄槽４の底辺または側壁に取付けたそれぞれ共振
周波数がｆｏおよびｆ２の超音波振動子６および７を駆
動する場合を示している。なお５は洗浄液である。
また第２図は共振周波数ｆ□の振動子６の振動波形図、
第３図は共振周波数ｆ２の振動子７の振動波形図、第４
図は第２図および第３図の包絡線の重畳波形図で、図中
の８は振動子６の振動振幅、９は振動子７の振動振幅、
１０は振幅８の包絡線、１１は振幅９の包絡線、１２は
１０．１１の包絡線の重畳した線である。図示のように
ｆｏの振幅変化はｆ２の振幅変化より１２０進み（電源
周波数が５０ ）−Ｊ Ｚの場合は６．６ｍ５）各振動
子群の振幅の最大、最小の出現する時間は同期せず干渉
が少いといえる。
第３図は共振周波数ｆ２の振動子７の振動波形図、第４
図は第２図および第３図の包絡線の重畳波形図で、図中
の８は振動子６の振動振幅、９は振動子７の振動振幅、
１０は振幅８の包絡線、１１は振幅９の包絡線、１２は
１０．１１の包絡線の重畳した線である。図示のように
ｆｏの振幅変化はｆ２の振幅変化より１２０進み（電源
周波数が５０ ）−Ｊ Ｚの場合は６．６ｍ５）各振動
子群の振幅の最大、最小の出現する時間は同期せず干渉
が少いといえる。
またそれぞれの組の振動子群は商用電源周波数の全サイ
クルに亘って動作し、それぞれがＪＪ目えられる電源電
圧の正弦波的変化によって振幅が減少する時間には他の
絹の振動子群の振幅が増加するので、互の超音波成分は
干渉がごく低く 抑えられ、多周波式超音波洗浄機とし
てのパワー密度が得られる。従ってこの装置は２または
３組の異なる共振周波数を有する振動子群を３相交流電
源を用いて振幅変調を行い、その最大振幅時をずらせて
駆動させる超音波洗浄機ともいえる。
クルに亘って動作し、それぞれがＪＪ目えられる電源電
圧の正弦波的変化によって振幅が減少する時間には他の
絹の振動子群の振幅が増加するので、互の超音波成分は
干渉がごく低く 抑えられ、多周波式超音波洗浄機とし
てのパワー密度が得られる。従ってこの装置は２または
３組の異なる共振周波数を有する振動子群を３相交流電
源を用いて振幅変調を行い、その最大振幅時をずらせて
駆動させる超音波洗浄機ともいえる。
さらに上記の励振方法においてそれぞれの組の振動子群
の励振周波数を商用電源周波数の半サイの４種類の周波
数の超音波作用が得られ、この４周波は振幅の最大値と
最小値の出現する時間が互にずれて発生し、洗浄物と照
射面との距離が多様な場合でもいずれかの波長が適合し
効率の良い共振条件を構成して全体として均一で強力な
洗浄効果が得られている。第５図はこの場合の交互多周
波超音波洗＃機の構成例図で、２組の超音波発振器の発
振周波数をそれぞれ中心値から△ｆだけ正１６はｆ２＋
△ｆ２の発振回路で、これらの発振回路の出力は例えば
一定に保っておく。Ｓ□、Ｓ２はそれぞれ１３と１４．
１５と１６の切換器（実際はフリップフロップ等を用い
た電子スイッチ）で、３相電源の各相の半サイクル毎に
切替え、その出力は電源印加電圧によって出力が変化す
る１７および１８の電力増幅回路で増幅し、それぞれ６
および７の振動子群に供給する。
の励振周波数を商用電源周波数の半サイの４種類の周波
数の超音波作用が得られ、この４周波は振幅の最大値と
最小値の出現する時間が互にずれて発生し、洗浄物と照
射面との距離が多様な場合でもいずれかの波長が適合し
効率の良い共振条件を構成して全体として均一で強力な
洗浄効果が得られている。第５図はこの場合の交互多周
波超音波洗＃機の構成例図で、２組の超音波発振器の発
振周波数をそれぞれ中心値から△ｆだけ正１６はｆ２＋
△ｆ２の発振回路で、これらの発振回路の出力は例えば
一定に保っておく。Ｓ□、Ｓ２はそれぞれ１３と１４．
１５と１６の切換器（実際はフリップフロップ等を用い
た電子スイッチ）で、３相電源の各相の半サイクル毎に
切替え、その出力は電源印加電圧によって出力が変化す
る１７および１８の電力増幅回路で増幅し、それぞれ６
および７の振動子群に供給する。
第６図は増幅器１７の出力波形図で、周波数ｆニー△ｆ
□ の波形１９、周波数ｆ□十△ｆ０の波形２０゜１９
と２０の包絡線１０が示しである。また第７図は増幅器
１８の出力波形図で、周波数ｆ２−△ｆ２の波形２１、
周波数ｆ２＋Δｆ２の波形２２．２１と２２の包絡線１
１が示しである。これらの波形から各相の半波毎に周波
数が切替えられていることが知られる。
□ の波形１９、周波数ｆ□十△ｆ０の波形２０゜１９
と２０の包絡線１０が示しである。また第７図は増幅器
１８の出力波形図で、周波数ｆ２−△ｆ２の波形２１、
周波数ｆ２＋Δｆ２の波形２２．２１と２２の包絡線１
１が示しである。これらの波形から各相の半波毎に周波
数が切替えられていることが知られる。
さて第５図の洗浄機は上記のように周波数が交互に切替
わる多周波式超音波洗浄機と１．ての良好な洗浄効果を
発揮するか、更に時間的効率が良くかつ安価であること
を実測例によって以１丁に示すことにする。
わる多周波式超音波洗浄機と１．ての良好な洗浄効果を
発揮するか、更に時間的効率が良くかつ安価であること
を実測例によって以１丁に示すことにする。
照射面積が１個当り２ＣｍＸ４ＣＴＬ−８ｉのフェライ
ト振動子の入力は従来の交互２周波駆動方式洗浄機では
実用状態において１０Ｗ程度であったが本発明による洗
浄機では約１５Ｗにすることができた。６００Ｗの超音
波出力（振動子の電気変換効率を考慮しない電気的表示
を用いた）を得るに必要な振動子の照射面積は従来の交
互２周波駆動方式では３０ｍＸ ２５ｃｒｎ＝７５０ｃ
ｙｄを要し、単位面積当りの超音波強度は０．８ Ｗ／
ｉであったが、本発明の４周波方式によるものでは必要
な照射面積は２７ｃｍ×２２ｃｒｎ−６００ｄでよく超
音波強度はＩＷ／、１程度が得られる。
ト振動子の入力は従来の交互２周波駆動方式洗浄機では
実用状態において１０Ｗ程度であったが本発明による洗
浄機では約１５Ｗにすることができた。６００Ｗの超音
波出力（振動子の電気変換効率を考慮しない電気的表示
を用いた）を得るに必要な振動子の照射面積は従来の交
互２周波駆動方式では３０ｍＸ ２５ｃｒｎ＝７５０ｃ
ｙｄを要し、単位面積当りの超音波強度は０．８ Ｗ／
ｉであったが、本発明の４周波方式によるものでは必要
な照射面積は２７ｃｍ×２２ｃｒｎ−６００ｄでよく超
音波強度はＩＷ／、１程度が得られる。
次に洗浄効果について述べる。４−×４α×１６αの鋼
鉄ブロックに水溶性の塗料を塗って１０日間放置し、２
０１の容積を有する洗浄槽に斜めにワイヤで吊し、洗浄
時間を１０秒としてそれぞれ洗浄条件を次のようにして
（超音波強度としては実用値より若干弱めにして）洗浄
した。
鉄ブロックに水溶性の塗料を塗って１０日間放置し、２
０１の容積を有する洗浄槽に斜めにワイヤで吊し、洗浄
時間を１０秒としてそれぞれ洗浄条件を次のようにして
（超音波強度としては実用値より若干弱めにして）洗浄
した。
（１）通常の１周波方式で０．６Ｗ／ｆｆｌ、（２）従
来の交互２周波方式で０．４．Ｗ／ｉ、（３）本発明方
式のｆ□−△ｆ□ ｆ、十△ｆ□、ｆ２−△ｆ２ｆ２＋
△ｆ２が順次発生する４周波式で０．６Ｗ／ｉ。
来の交互２周波方式で０．４．Ｗ／ｉ、（３）本発明方
式のｆ□−△ｆ□ ｆ、十△ｆ□、ｆ２−△ｆ２ｆ２＋
△ｆ２が順次発生する４周波式で０．６Ｗ／ｉ。
上記洗浄の結果は（１）の場合は洗浄されている部分の
洗浄は良好であるが、しま模様に塗料が残った。（２）
の場合は洗浄は均一に行われたが、全体に塗料が僅かな
がら残っていた。（３）の場合には洗浄は均一で塗料は
全く認められなかった。これから本発明の励振方法を用
いる洗浄機の洗浄効力が従来の方式のものに比較して著
しく優れていることがわかる。
洗浄は良好であるが、しま模様に塗料が残った。（２）
の場合は洗浄は均一に行われたが、全体に塗料が僅かな
がら残っていた。（３）の場合には洗浄は均一で塗料は
全く認められなかった。これから本発明の励振方法を用
いる洗浄機の洗浄効力が従来の方式のものに比較して著
しく優れていることがわかる。
第１図は本発明を実施する交互多周波式超音波洗浄機の
構成図、第２図は第１図中の振動子６の振動波形図、第
３図は振動子７の振動波形図、第４図は第２図および第
３図の包絡線の重畳波形図、第５図は本発明を実施する
多周波超音波洗浄機の構成例図、第６図および第７図は
それぞれ第５図中の増幅器１７および１８の出力波形図
である。 １・・・・３相交流電源、 ２３・・・・超音波発振器、 ４・・・・超音波洗浄槽、 ５・・・・ｌ先浄液、 ６．７・・・・超音波振動子、 ８．９・・・・振動波形、 １０．１１・・・・８．９の最大値の包絡線、］２・・
・・１０．１１の包絡線の重畳した線、１３〜１６・・
・・発振回路、 １７．１８・・・・電力増幅回路。 −；
構成図、第２図は第１図中の振動子６の振動波形図、第
３図は振動子７の振動波形図、第４図は第２図および第
３図の包絡線の重畳波形図、第５図は本発明を実施する
多周波超音波洗浄機の構成例図、第６図および第７図は
それぞれ第５図中の増幅器１７および１８の出力波形図
である。 １・・・・３相交流電源、 ２３・・・・超音波発振器、 ４・・・・超音波洗浄槽、 ５・・・・ｌ先浄液、 ６．７・・・・超音波振動子、 ８．９・・・・振動波形、 １０．１１・・・・８．９の最大値の包絡線、］２・・
・・１０．１１の包絡線の重畳した線、１３〜１６・・
・・発振回路、 １７．１８・・・・電力増幅回路。 −；
Claims (2)
- （１）洗浄機に取付けられたそれぞれ共振周波数を異に
する複数の振動子を、交流３相電源の２相または３相の
中の割当てられた相の波形によって振幅変調されたそれ
ぞれの発振波によって励振することを特徴とする交互多
周波式超音波洗浄機の励振方法。 - （２）洗ａ子機に取付けられたそれぞれ共振周波数を異
にする複数の振動子を、交流３相電源の２相または３相
の中の割当てられた相の波形によって振幅変調された電
源の半波毎に、発振周波数が変化するそれぞれの発振波
によって励振することを特徴とする交互多周波式超音波
洗浄機の励振方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12063382A JPS5962382A (ja) | 1982-07-13 | 1982-07-13 | 交互多周波式超音波洗浄機の励振方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12063382A JPS5962382A (ja) | 1982-07-13 | 1982-07-13 | 交互多周波式超音波洗浄機の励振方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5962382A true JPS5962382A (ja) | 1984-04-09 |
Family
ID=14791048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12063382A Pending JPS5962382A (ja) | 1982-07-13 | 1982-07-13 | 交互多周波式超音波洗浄機の励振方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5962382A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02157078A (ja) * | 1988-12-09 | 1990-06-15 | Honda Electron Co Ltd | キャビテーションを利用した洗浄方法 |
| JPH02214581A (ja) * | 1989-02-16 | 1990-08-27 | Honda Electron Co Ltd | キャビテーションを利用した洗浄方法 |
| JP2019058883A (ja) * | 2017-09-28 | 2019-04-18 | 本多電子株式会社 | 超音波発生装置、振動板ユニット |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54103264A (en) * | 1978-02-01 | 1979-08-14 | Kokusai Electronics | Ultrasonic cleaning device |
-
1982
- 1982-07-13 JP JP12063382A patent/JPS5962382A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54103264A (en) * | 1978-02-01 | 1979-08-14 | Kokusai Electronics | Ultrasonic cleaning device |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02157078A (ja) * | 1988-12-09 | 1990-06-15 | Honda Electron Co Ltd | キャビテーションを利用した洗浄方法 |
| JPH02214581A (ja) * | 1989-02-16 | 1990-08-27 | Honda Electron Co Ltd | キャビテーションを利用した洗浄方法 |
| JP2019058883A (ja) * | 2017-09-28 | 2019-04-18 | 本多電子株式会社 | 超音波発生装置、振動板ユニット |
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