JPS6276399A - 高周波用ランジユバン型振動子 - Google Patents
高周波用ランジユバン型振動子Info
- Publication number
- JPS6276399A JPS6276399A JP21580185A JP21580185A JPS6276399A JP S6276399 A JPS6276399 A JP S6276399A JP 21580185 A JP21580185 A JP 21580185A JP 21580185 A JP21580185 A JP 21580185A JP S6276399 A JPS6276399 A JP S6276399A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibration
- vibrator
- langevin type
- frequency
- block
- 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.)
- Granted
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- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (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】
（産業上の利用分野）
本発明は１００ＫＨｚ以上の高周波で駆動されるランジ
ュバン型振動子に係り、長さ方向の端面に径方向振動を
結合しない、すなおな縦方向震動だけを取出せるように
したものである。
ュバン型振動子に係り、長さ方向の端面に径方向振動を
結合しない、すなおな縦方向震動だけを取出せるように
したものである。
（従来の技術）
強力ｆｆｉ音波用などの高周波振動子としてすなおな縦
振動だけを取出し、径方向の結合振動を少しでも抑制す
るため、圧電素子ａを挾んで連結した金属部材ｂ（以下
ブロック部すと言う）に第１０図に示すように縦ノｊ向
のスリ７）Ｓを入れる提案が報告されているが、その報
告資料は少なく、１肖記のスリ７）Ｓを入れることによ
る効果に不明の点が多い。
振動だけを取出し、径方向の結合振動を少しでも抑制す
るため、圧電素子ａを挾んで連結した金属部材ｂ（以下
ブロック部すと言う）に第１０図に示すように縦ノｊ向
のスリ７）Ｓを入れる提案が報告されているが、その報
告資料は少なく、１肖記のスリ７）Ｓを入れることによ
る効果に不明の点が多い。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明は記述のように１００ＫＨｚ以上の高周波で駆動
されるランジュバン型振動子のブロック部の端面に径方
向振動を結合しない縦方向振動を取出して、例えば合成
樹脂の溶接等に使用しようとするものである。０「記の
ようにブロック部に紬ノｊ向のスリットを入れることに
より、その長さ方向端面に目的とする縦振動のみを取出
せるとの報告はあるが、その効果を具体的に明示した文
献がないので、第１０図に示す構成の第１のランジュバ
ン型振動子を作成し、スリ７）Ｓの長さ、選択励振の効
果を調べるため、アドミッタンスの周波数特性及び振動
振幅の測定を行った。しかし後記するように１００ＫＩ
（２以上の周波数に適応する測定結果は得られなかった
。だが、スリ７）Ｓを形成することより、むしろ振動子
の長さを１００ＫＨｚ以上の使用周波数に合わせて選定
した方が良好であるとのある程度の指針が得られたので
、結１１図に示すように、圧電素子ａ四枚を公知のよう
に重ねてその両面にブロック部すを接合した非選択励振
の第２のランジュバン型振動子を作成し、第１の振動子
と同様な測定を施したが、これも亦所期の成績を上げ得
なかったので、第１図■に示すランジュバン型振動子を
試作した。
されるランジュバン型振動子のブロック部の端面に径方
向振動を結合しない縦方向振動を取出して、例えば合成
樹脂の溶接等に使用しようとするものである。０「記の
ようにブロック部に紬ノｊ向のスリットを入れることに
より、その長さ方向端面に目的とする縦振動のみを取出
せるとの報告はあるが、その効果を具体的に明示した文
献がないので、第１０図に示す構成の第１のランジュバ
ン型振動子を作成し、スリ７）Ｓの長さ、選択励振の効
果を調べるため、アドミッタンスの周波数特性及び振動
振幅の測定を行った。しかし後記するように１００ＫＩ
（２以上の周波数に適応する測定結果は得られなかった
。だが、スリ７）Ｓを形成することより、むしろ振動子
の長さを１００ＫＨｚ以上の使用周波数に合わせて選定
した方が良好であるとのある程度の指針が得られたので
、結１１図に示すように、圧電素子ａ四枚を公知のよう
に重ねてその両面にブロック部すを接合した非選択励振
の第２のランジュバン型振動子を作成し、第１の振動子
と同様な測定を施したが、これも亦所期の成績を上げ得
なかったので、第１図■に示すランジュバン型振動子を
試作した。
第」図■のランジュバン型振動子は、圧電素子（１）（
１１）のそれぞれの同じ極面を公知のように接合したも
のを二組使用した選択励振の振動子をなすもので、その
各組の間に中間金属ブロック（２１）を介入し、両端に
金属ブロック（２２）、（２３）を接合しで締め付はポ
ル） （２４）により連結を施したもので、各組の圧電
素子（１）、（１１）の接合面を第１図■に示す振動速
度分布曲線のモードにおいて隣接する０振幅点（ノード
点）に合致させ、さらにその全長を前記曲線の２人、２
．５λ、３λの三種類とした。
１１）のそれぞれの同じ極面を公知のように接合したも
のを二組使用した選択励振の振動子をなすもので、その
各組の間に中間金属ブロック（２１）を介入し、両端に
金属ブロック（２２）、（２３）を接合しで締め付はポ
ル） （２４）により連結を施したもので、各組の圧電
素子（１）、（１１）の接合面を第１図■に示す振動速
度分布曲線のモードにおいて隣接する０振幅点（ノード
点）に合致させ、さらにその全長を前記曲線の２人、２
．５λ、３λの三種類とした。
この三種の試作振動子は
■ 金属ブロック（２２）、（２３）の長さによる径方
向振動の抑制効果 ■ １１（Ｉ記良さの振動速度分布曲線モードに与える
影響 等を判定して最良の長さを選別するものである。
向振動の抑制効果 ■ １１（Ｉ記良さの振動速度分布曲線モードに与える
影響 等を判定して最良の長さを選別するものである。
第１０図、第１１図及び第１図Ｉの振動子の総てについ
て統一した振動速度分布を測定するため、それらの直径
を４０ｍｍ、良さを３λ形に形成し、本発明の駆動範囲
の周波数１００ＫＨｚを印加し、軸方向の振動速度分布
を測定した結果、何ずれについても第１図■に示す測定
成績を得た。
て統一した振動速度分布を測定するため、それらの直径
を４０ｍｍ、良さを３λ形に形成し、本発明の駆動範囲
の周波数１００ＫＨｚを印加し、軸方向の振動速度分布
を測定した結果、何ずれについても第１図■に示す測定
成績を得た。
ついで第１図Ｉの！戊の振動子で、その長さを３人、２
．５λ、２人としたもの、及び第１１図振動子で、その
良さを３λとしたもの（以下３λ形、２．５人形、２人
形と称する）について、アドミッタンス周波数特性を測
定した。その結果は第４．５．６図及び第１３図に示す
通りで、第１図１６１成のものでは３人形、２．５形、
２人形の選択励振の効果が１１０ＫＨｚ付近で大きくで
ているが、第１１図６１成の３λ形のものは、第１２図
のように９７Ｋ Ｈｚ付近において大きく出ている。こ
の測定と同時に第１０図のスリ７）Ｓを有する選択励振
の３λ形、２．５λ形、２人形の振動子についてアドミ
ッタンス周波数特性を測定した結果、１００ＫＨｚ以下
では径方向振動が抑制されているが、前記駆動範囲の周
波数１００ＫＨｚ以上では共振の乱れが多く、後記のよ
うに本発明の目的とする周波数に適応し得ないことが明
確になった。
．５λ、２人としたもの、及び第１１図振動子で、その
良さを３λとしたもの（以下３λ形、２．５人形、２人
形と称する）について、アドミッタンス周波数特性を測
定した。その結果は第４．５．６図及び第１３図に示す
通りで、第１図１６１成のものでは３人形、２．５形、
２人形の選択励振の効果が１１０ＫＨｚ付近で大きくで
ているが、第１１図６１成の３λ形のものは、第１２図
のように９７Ｋ Ｈｚ付近において大きく出ている。こ
の測定と同時に第１０図のスリ７）Ｓを有する選択励振
の３λ形、２．５λ形、２人形の振動子についてアドミ
ッタンス周波数特性を測定した結果、１００ＫＨｚ以下
では径方向振動が抑制されているが、前記駆動範囲の周
波数１００ＫＨｚ以上では共振の乱れが多く、後記のよ
うに本発明の目的とする周波数に適応し得ないことが明
確になった。
第１図Ｔの３λ形、２．５λ形、２人形の振動子三種に
つき、代表的な１００ＫＨｚの高周波により駆動して振
動を生じさせ、軸方向の各部について側面振動幅分布測
定を施し、３人形についてｐｌＳ７図■、２．５λ形に
ついて第８図■、２人形について第９図Ｉに示す結果を
得た。この測定によれば、３人形が最もよい成績を示し
ていることが判明した。
つき、代表的な１００ＫＨｚの高周波により駆動して振
動を生じさせ、軸方向の各部について側面振動幅分布測
定を施し、３人形についてｐｌＳ７図■、２．５λ形に
ついて第８図■、２人形について第９図Ｉに示す結果を
得た。この測定によれば、３人形が最もよい成績を示し
ていることが判明した。
第３図は第１図Ｉの振動子の長さ方向端面（放射面）ニ
ついて施した２紬測定を明らかにする説明用の斜視図で
ある。この測定は３λ形、２．５人形、２人形について
、久方電圧をＩＶとする光ヘテロゲイン法により、振動
子端面の振励速度分布測定を第３図の直交する任意の矢
線上で行った。
ついて施した２紬測定を明らかにする説明用の斜視図で
ある。この測定は３λ形、２．５人形、２人形について
、久方電圧をＩＶとする光ヘテロゲイン法により、振動
子端面の振励速度分布測定を第３図の直交する任意の矢
線上で行った。
その結果は第７図■、第８図■、第９図■に夫々を示し
ている通りであって３人形振動子の振動分布が二軸方向
共に平均化されている。第１３図は第１０図のスリ７）
Ｓを有する振動子について参考までに前記と同じ測定を
一方向で施したものを図示しているもので、振動速度分
布は不良である。
ている通りであって３人形振動子の振動分布が二軸方向
共に平均化されている。第１３図は第１０図のスリ７）
Ｓを有する振動子について参考までに前記と同じ測定を
一方向で施したものを図示しているもので、振動速度分
布は不良である。
なお、＋”＋ｆｆ記各図の中央部が空白であるのは、各
振動子の中心に軸方向の孔が透設され、そこに締付はポ
ル） （２４）が入っていることによる。
振動子の中心に軸方向の孔が透設され、そこに締付はポ
ル） （２４）が入っていることによる。
以上の通りの研究成果に基き第１図Ｉの３λ形ランジユ
バン型振動子が本発明の目的に最も適うものであること
を突止め、さらに、第２図■の通りに圧電素子（１）、
（１１）の組を一組使用するランジュバン型振動子を試
作し、ｉＭｊ記と同一の各種の測定を施したが、振動速
度分布は第２図■の通り第１図■と同一であり、端面（
、放射面）の振動速度分布も第７図■と変化が無いと認
められた。
バン型振動子が本発明の目的に最も適うものであること
を突止め、さらに、第２図■の通りに圧電素子（１）、
（１１）の組を一組使用するランジュバン型振動子を試
作し、ｉＭｊ記と同一の各種の測定を施したが、振動速
度分布は第２図■の通り第１図■と同一であり、端面（
、放射面）の振動速度分布も第７図■と変化が無いと認
められた。
（問題点を解決するための手段）
本発明はランジュバン型振動子を１００ＫＨｚ以上の高
周波で駆動し、ブロック部の長さ方向端面（放射面）に
径方向振動を結合しない素直な縦方向振動だけを取出す
こと並にその端面の振動が全面一様であることを追及す
ることを研究の出発点としているもので、上記の研究努
力の結果、全長を３λ以上にすることで目的を達した。
周波で駆動し、ブロック部の長さ方向端面（放射面）に
径方向振動を結合しない素直な縦方向振動だけを取出す
こと並にその端面の振動が全面一様であることを追及す
ることを研究の出発点としているもので、上記の研究努
力の結果、全長を３λ以上にすることで目的を達した。
よって本発明はこの研究成果に基いて問題点を解決する
ための手段としたらので、１００ＫＨｚ以上の高周波で
駆動されるランジュバン型振動子において、全長を振動
速度波長の６７２以上、即ち３λ以上とすること特徴と
したものである。
ための手段としたらので、１００ＫＨｚ以上の高周波で
駆動されるランジュバン型振動子において、全長を振動
速度波長の６７２以上、即ち３λ以上とすること特徴と
したものである。
（作用）
本発明の作用は第１図１１第２図Ｉについて既に解説し
た通りであって、全長を３λ以上にすることにより径方
向振動を結合しない縦方向振動を取出せる。
た通りであって、全長を３λ以上にすることにより径方
向振動を結合しない縦方向振動を取出せる。
（本発明の効果）
本発明は上記の構成と作用をもち、特に使用上重要な振
動子端面の振動速度分布をほとんど一様にするものであ
るから、例えば合成樹脂の超音波溶接、超音波洗浄その
他の用途に適応させ得る効果を持つ。
動子端面の振動速度分布をほとんど一様にするものであ
るから、例えば合成樹脂の超音波溶接、超音波洗浄その
他の用途に適応させ得る効果を持つ。
第１図■、第２図Ｉは本発明のランジュバン型振動子の
ｍａ面図、爾１図■、第２図■は振動速度分布図、ｔｊ
Ｓ３図は説明のだめの斜視図、第４．５．６図及び第１
２図は７ドミツタンス周波数特性の測定図、ＰＩＳ７図
１．第８図Ｉ、第９図１は側面の振動速度分布図、第７
図■、第８図■、第９図■及び第１３図は端面の振動速
度分布図、第１０図はスリ７）Ｓを有する振動子の縦断
面図、第１１図は非選択振動子の断面図示である。
ｍａ面図、爾１図■、第２図■は振動速度分布図、ｔｊ
Ｓ３図は説明のだめの斜視図、第４．５．６図及び第１
２図は７ドミツタンス周波数特性の測定図、ＰＩＳ７図
１．第８図Ｉ、第９図１は側面の振動速度分布図、第７
図■、第８図■、第９図■及び第１３図は端面の振動速
度分布図、第１０図はスリ７）Ｓを有する振動子の縦断
面図、第１１図は非選択振動子の断面図示である。
Claims (1)
- １００ＫＨｚ以上の高周波で駆動されるランジュバン型
振動子において、全長を３λ長さ以上にしたことを特徴
とする高周波用ランジュバン型振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21580185A JPS6276399A (ja) | 1985-09-28 | 1985-09-28 | 高周波用ランジユバン型振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21580185A JPS6276399A (ja) | 1985-09-28 | 1985-09-28 | 高周波用ランジユバン型振動子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6276399A true JPS6276399A (ja) | 1987-04-08 |
| JPH0511715B2 JPH0511715B2 (ja) | 1993-02-16 |
Family
ID=16678474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21580185A Granted JPS6276399A (ja) | 1985-09-28 | 1985-09-28 | 高周波用ランジユバン型振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6276399A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4975614A (en) * | 1987-03-18 | 1990-12-04 | Honda Electric Co., Ltd. | Ultrasonic driving device |
| US6002195A (en) * | 1996-08-05 | 1999-12-14 | Puskas; William L. | Apparatus and methods for cleaning and/or processing delicate parts |
| US6313565B1 (en) | 2000-02-15 | 2001-11-06 | William L. Puskas | Multiple frequency cleaning system |
| JP2007117934A (ja) * | 2005-10-31 | 2007-05-17 | Nec Tokin Corp | ボルト締めランジュバン型振動子 |
-
1985
- 1985-09-28 JP JP21580185A patent/JPS6276399A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4975614A (en) * | 1987-03-18 | 1990-12-04 | Honda Electric Co., Ltd. | Ultrasonic driving device |
| US6002195A (en) * | 1996-08-05 | 1999-12-14 | Puskas; William L. | Apparatus and methods for cleaning and/or processing delicate parts |
| US6538360B2 (en) | 1996-08-05 | 2003-03-25 | William L. Puskas | Multiple frequency cleaning system |
| US6313565B1 (en) | 2000-02-15 | 2001-11-06 | William L. Puskas | Multiple frequency cleaning system |
| JP2007117934A (ja) * | 2005-10-31 | 2007-05-17 | Nec Tokin Corp | ボルト締めランジュバン型振動子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0511715B2 (ja) | 1993-02-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |