JPS6216231Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、超音波発生用圧電振動子による超音
波を利用して洗浄を行う超音波洗浄器に関する。

一般に、圧電振動子を用いた超音波洗浄器にあ
つては、洗浄槽に圧電振動子を装着し、その圧電
振動子を駆動して超音波振動を発生し、該超音波
振動を洗浄槽を介して槽内の洗浄液中に放射する
ようになつている。第１図及び第２図は、そのよ
うな超音波洗浄器に用いられる超音波発生用圧電
振動子の１例を示す。これらの図に示す如く、超
音波発生用圧電振動子１は、直径30乃至70mm程度
の円板状圧電磁器２と、これよりやや大きめで同
じ程度の厚みを有する金属円板３とを同心円状に
接着したものであり、その円板状圧電磁器２の両
面には電界を印加するための電極４Ａ，４Ｂが予
め形成されており、電極４Ａに電気的に接続する
金属円板３及び電極４Ｂには夫々電気接続用のリ
ード線５Ａ，５Ｂが接続されている。このような
圧電振動子１は圧電磁器２の径方向運動の周波数
を適当に選べば第３図のようにたわみ振動をす
る。

一般に、第１図及び第２図に示す如く、同程度
の厚さの圧電磁器２と金属円板３とを貼合わせた
圧電振動子１は、等価的に一枚の円板と考えるこ
とができ、次式に示す如く共振周波数_Rは半径
ａの二乗に反比例し厚みｔに比例する自由振動共
振周波数となることが知られている。

（但し、Ｅ：ヤング率、ρ：密度、σ：ポアソ
ン比、β：支持方法により定まる定数） そして、上記の自由振動共振周波数で圧電振動
子１がたわみ振動を行う場合、第４図に示すよう
に金属円板３の直径２ａの約0.6乃至0.7倍の直径
ｂを有する節円ができる。従つて、圧電振動子１
の節円より内側の中心部と外側の周辺部とでは位
相が逆となることが判る。

従来の超音波洗浄器は、第５図に示す如く、洗
浄槽１０に例えば圧電磁器から成る振動子１１を
全面において接着するか、あるいは第６図に示す
如く熱膨張調整板１２に振動子１１を貼合わせた
ものを洗浄槽１０に該熱膨張調整板１２の全面に
て接着する構造となつていた。しかし、通常洗浄
槽１０は薄いステンレス板等で形成されているた
め、第７図に示す如く複雑な高次振動パターンを
生じ効果的な洗浄を得られない欠点があつた。

本考案は、上記の欠点を除去するためになされ
たもので、超音波発生用圧電振動子のたわみ振動
の節円内側部分のみを洗浄槽底面に接着すること
により、槽底面の運動をピストン運動に近づけ、
洗浄効率の向上を図つた超音波洗浄器を提供する
ことを目的とする。

以下、本考案に係る超音波洗浄器の実施例を図
面に従つて説明する。

第８図において、洗浄液１３を満たしたステン
レス板等から成る洗浄槽１０の底面には、第１図
及び第２図に示した如く、ほぼ同一厚みの円板状
圧電磁器２と金属円板３とを接着したたわみ振動
を行う超音波発生用圧電振動子１が該金属円板３
の節円内側部分においてのみ接着部２０によつて
接着固定される。通常の接着部２０の直径ｃは前
記金属円板３の直径２ａの0.5乃至0.8倍程度とな
る。ここで、接着部２０を接着剤のみで構成した
場合、その厚みは20μｍ以上となるのが普通であ
り、また金属円板３の周縁の振動振幅は２乃至４
μｍ程度であるので、金属円板３の周縁が自由に
振動可能な間隔が金属円板３と洗浄槽１０の底面
との間に存在する。なお接着部２０は接着剤のみ
で構成しても良く、予め直径ｃなる他の部材を介
して圧電振動子１を接着するようにしても良い。

上記実施例によれば、円板状圧電磁器２をこれ
より大径の金属円板３に接着して成る超音波発生
用圧電振動子１を、前記金属円板３より大径の洗
浄槽１０に取付けた場合において、圧電振動子１
のたわみ振動の節円内側部分のみが洗浄槽１０の
底面に接着固定され、金属円板３の周辺は自由と
なつているから、槽底面からは常に同位相の振動
パターンが得られ、該槽底面の運動はピストン運
動に近いものとなる。従つて、複雑な高次振動パ
ターンは生じることがなく、洗浄効率の向上を図
ることができ、騒音の発生も防止することができ
る。さらに、従来の如く厚み振動を利用して槽底
面を駆動する場合には、低周波用としてはかなり
厚い振動子を付けるか、または金属ブロツクにて
振動子を挾んだランジユ板型振動子を接着しなけ
ればならず高価なものとなるが、本実施例によれ
ば金属円板３の直径を大きくするだけで簡単に低
周波用のものが実現できる利点もある。

なお金属円板の材質としてはアルミニユウム等
が使用可能であり、さらに金属円板の周縁部に金
属リング等を付加して振動の調整を行うことも可
能である。

叙上のように、本考案によれば、円板状圧電磁
器をこれより大径の金属円板に接着して成る超音
波発生用圧電振動子を、前記金属円板より大径の
洗浄槽に取付けた場合において、前記金属円板の
たわみ振動の節円内側部分のみを、前記金属円板
よりも小径で前記節円内側に略一致する接着部を
介して前記洗浄槽底面に接着し、前記接着部の厚
みによつて前記金属円板周縁部と前記洗浄槽底面
との間に間隙を形成した構成としたので、槽底面
の振動パターンを同位相にして洗浄効果の向上を
可能にした超音波洗浄器を得ることができる。ま
た、洗浄槽は圧電振動子の外形よりも大きくでき
るから、洗浄槽の比較的大きな場合に有効であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は金属円板に円板状圧電磁器を接着した
構成の超音波発生用圧電振動子を示す正面図、第
２図は同底面図、第３図はその超音波発生用圧電
振動子のたわみ振動を示す正面図、第４図はたわ
み振動の節円を示す平面図、第５図及び第６図は
従来の超音波洗浄器を示す断面図、第７図は従来
の超音波洗浄器の振動パターンを説明するための
断面図、第８図は本考案に係る超音波洗浄器の実
施例を示す断面図である。 １……超音波発生用圧電振動子、２……圧電磁
器、３……金属円板、１０……洗浄槽、１３……
洗浄液、２０……接着部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 円板状圧電磁器をこれより大径の金属円板に接
   着して成る超音波発生用圧電振動子を、前記金属
   円板より大径の洗浄槽に取付けた超音波洗浄器に
   おいて、前記金属円板のたわみ振動の節円内側部
   分のみを、前記金属円板よりも小径で前記節円内
   側に略一致する接着部を介して前記洗浄槽底面に
   接着し、前記接着部の厚みによつて前記金属円板
   周縁部と前記洗浄槽底面との間に間隙を形成した
   ことを特徴とする超音波洗浄器。