JPS63162086A - 超音波洗浄機 - Google Patents
超音波洗浄機Info
- Publication number
- JPS63162086A JPS63162086A JP30883786A JP30883786A JPS63162086A JP S63162086 A JPS63162086 A JP S63162086A JP 30883786 A JP30883786 A JP 30883786A JP 30883786 A JP30883786 A JP 30883786A JP S63162086 A JPS63162086 A JP S63162086A
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- Japan
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- vibrator
- circuit
- impedance
- cleaning
- liquid
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Links
- 238000005406 washing Methods 0.000 title 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 44
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 29
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- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 16
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
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Landscapes
- 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】
（産業上の利用分野）
本発明は洗浄槽における洗浄液の深さの変化にもとづく
、超音波振動子の振動振幅の変化を防いで、はぼ一定の
洗浄能力が得られるようにした超音波洗浄機に関するも
のである。
、超音波振動子の振動振幅の変化を防いで、はぼ一定の
洗浄能力が得られるようにした超音波洗浄機に関するも
のである。
（従来技術とその問題点）
超音波洗浄機は、第１図に示すように洗浄槽（１）と、
その底部に設けられた電歪型或いは磁歪型の振動子（２
）及びここに流れる容量性電流或いは誘導性電流を補償
して、自動周波数追尾により発振周波数を振動子の共振
周波数と一致するように制御される発振器（３）の力率
を改善するための、整合用インピーダンス素子（４）で
あるインダクタやキャパシタと、振動子（２）と発振器
（３）とをインピーダンス整合する結合トランス（５）
などからなる。そして第１図の洗浄槽（１）内の洗浄液
（６）中に、被洗浄物（７）を浸漬して洗浄を行うもの
である。
その底部に設けられた電歪型或いは磁歪型の振動子（２
）及びここに流れる容量性電流或いは誘導性電流を補償
して、自動周波数追尾により発振周波数を振動子の共振
周波数と一致するように制御される発振器（３）の力率
を改善するための、整合用インピーダンス素子（４）で
あるインダクタやキャパシタと、振動子（２）と発振器
（３）とをインピーダンス整合する結合トランス（５）
などからなる。そして第１図の洗浄槽（１）内の洗浄液
（６）中に、被洗浄物（７）を浸漬して洗浄を行うもの
である。
ところでこの超音波洗浄機においては、第１図の洗浄槽
（１）内における洗浄液（６）の深さ■］を、使用され
る振動子（２）の共振周波数（発振周波数）から得られ
る波長λの整数倍、例えば２λ、λ、・・・に相当する
深さに選定する。そしてこれを適切な液深として洗浄槽
（１）に目盛って指定し、この状態において振動子を共
振周波数の近傍において動作させることにより、洗浄液
に大きな振幅の振動が与えられるようにして、高い一定
の洗浄能力が得られるようにしている。
（１）内における洗浄液（６）の深さ■］を、使用され
る振動子（２）の共振周波数（発振周波数）から得られ
る波長λの整数倍、例えば２λ、λ、・・・に相当する
深さに選定する。そしてこれを適切な液深として洗浄槽
（１）に目盛って指定し、この状態において振動子を共
振周波数の近傍において動作させることにより、洗浄液
に大きな振幅の振動が与えられるようにして、高い一定
の洗浄能力が得られるようにしている。
しかし例えば生産ラインにおいて使用されるもののよう
に、洗浄液（６）中に浸漬される被洗浄物（７）の大き
さをほぼ一定化できる場合には、浸漬時の液深が適切に
なるように非浸漬時の液深を定めればよいので、液深の
一定化は容易である。しかし常に被洗浄物（７）の大き
さが大きく変わる場合には、液深を常に適切な一定値に
保持することは難しい。
に、洗浄液（６）中に浸漬される被洗浄物（７）の大き
さをほぼ一定化できる場合には、浸漬時の液深が適切に
なるように非浸漬時の液深を定めればよいので、液深の
一定化は容易である。しかし常に被洗浄物（７）の大き
さが大きく変わる場合には、液深を常に適切な一定値に
保持することは難しい。
このため結合トランス（５）の２次側から見た第２図の
振動子回路（８）、即ち振動子（２）と整合用インピー
ダンス素子（４）とからなる回路と洗浄液を含む回路の
インピーダンスＺが、適切液深時のそれに比して大きく
変化して、振動子（２）の振動輻射面の振動振幅を大き
く変化させ、超音波の所謂“ふき”（振幅）を変化させ
る。例えば第２図（ａｌのように振動子回路（８）が、
電歪振動子（２）とこれと直列接続のインダクタ（４）
とからなる場合には、第３図（ａ）の液深Ｈとインピー
ダンスＺの関係図のように、適切な液深の時即ち波長λ
／２．λ、・・・に相当する液深のときには、洗浄液を
含めた振動子回路（８）のインピーダンスは結合トラン
ス（５）の２次巻線インピーダンスに比べて無視できる
程度に小さい。しかし液深が変化して不適切な液深、即
ち振動子（２）の共振周波数（発振周波数）から得られ
るλ／４の奇数倍に相当する液深、例えば１／４λ、３
／４λ。
振動子回路（８）、即ち振動子（２）と整合用インピー
ダンス素子（４）とからなる回路と洗浄液を含む回路の
インピーダンスＺが、適切液深時のそれに比して大きく
変化して、振動子（２）の振動輻射面の振動振幅を大き
く変化させ、超音波の所謂“ふき”（振幅）を変化させ
る。例えば第２図（ａｌのように振動子回路（８）が、
電歪振動子（２）とこれと直列接続のインダクタ（４）
とからなる場合には、第３図（ａ）の液深Ｈとインピー
ダンスＺの関係図のように、適切な液深の時即ち波長λ
／２．λ、・・・に相当する液深のときには、洗浄液を
含めた振動子回路（８）のインピーダンスは結合トラン
ス（５）の２次巻線インピーダンスに比べて無視できる
程度に小さい。しかし液深が変化して不適切な液深、即
ち振動子（２）の共振周波数（発振周波数）から得られ
るλ／４の奇数倍に相当する液深、例えば１／４λ、３
／４λ。
・・・になると、振動子回路（８）のインピーダンスは
著しく大きくなる。その結果適切な液深時及びその近傍
の成る範囲においては、結合トランス（５）の２次出力
電圧をほぼ一定として、振動子（２）を定電圧駆動でき
る。しかし、振動子回路（８）のインピーダンスが適切
時のそれに比べて著しく大きくなる不適切な液深時には
、結合トランス（５）の２次出力電圧を低下させる。そ
のため振動子の振動輻射面の振動振幅を、第３図（ｂｌ
に示す液深と振動振幅の関係図のように低下させ、これ
に伴い超音波の“ふき”を弱くして洗浄能力を低下させ
る結果となるもので、その理由は次のように考えること
によって、簡単に説明することができる。即ち結合トラ
ンス（５）の２次出力電圧が、振動子回路（８）のイン
ピーダンスの変化によってもほぼ変わらないものとすれ
ば、この状態は電圧が一定な定電流源が接続されたと等
価であると表される。従って、振動子回路（８）のイン
ピーダンスが小さく一定である場合には、一定の大きな
電流が振動子に流れて一定かつ大きな振動振幅が得られ
る。しかしインピーダンスが大きくなると、定電圧駆動
であるため、当然電流が流れにくくなって、振動輻射面
の振動振幅を第３図（ｂ）のように低下させ、これに伴
い洗浄効果を低下させる。
著しく大きくなる。その結果適切な液深時及びその近傍
の成る範囲においては、結合トランス（５）の２次出力
電圧をほぼ一定として、振動子（２）を定電圧駆動でき
る。しかし、振動子回路（８）のインピーダンスが適切
時のそれに比べて著しく大きくなる不適切な液深時には
、結合トランス（５）の２次出力電圧を低下させる。そ
のため振動子の振動輻射面の振動振幅を、第３図（ｂｌ
に示す液深と振動振幅の関係図のように低下させ、これ
に伴い超音波の“ふき”を弱くして洗浄能力を低下させ
る結果となるもので、その理由は次のように考えること
によって、簡単に説明することができる。即ち結合トラ
ンス（５）の２次出力電圧が、振動子回路（８）のイン
ピーダンスの変化によってもほぼ変わらないものとすれ
ば、この状態は電圧が一定な定電流源が接続されたと等
価であると表される。従って、振動子回路（８）のイン
ピーダンスが小さく一定である場合には、一定の大きな
電流が振動子に流れて一定かつ大きな振動振幅が得られ
る。しかしインピーダンスが大きくなると、定電圧駆動
であるため、当然電流が流れにくくなって、振動輻射面
の振動振幅を第３図（ｂ）のように低下させ、これに伴
い洗浄効果を低下させる。
そこで、この欠点を排除するため、例えば超音波を利用
したプラスチソクウエルグにおける定振幅制御を応用す
る試みが提案された。しかしこの方法は発振器の出力側
に設けられている出力増幅器の増幅度を、入力電力の変
化量により制御して振動振幅を一定する方法である。そ
のため本発明が対象とする洗浄機のように、適切液深と
不適切液深との間で洗浄液を含む振動子回路（８）のイ
ンピーダンスが大きく変化する場合には、振動振幅の一
定化を実現できない。即ちインピーダンスが著しく大と
なる不適切液深時においていくら励振電力を増大させて
も、増幅器の特性上出力波形が方形波となって励振入力
電力が飽和するためである。
したプラスチソクウエルグにおける定振幅制御を応用す
る試みが提案された。しかしこの方法は発振器の出力側
に設けられている出力増幅器の増幅度を、入力電力の変
化量により制御して振動振幅を一定する方法である。そ
のため本発明が対象とする洗浄機のように、適切液深と
不適切液深との間で洗浄液を含む振動子回路（８）のイ
ンピーダンスが大きく変化する場合には、振動振幅の一
定化を実現できない。即ちインピーダンスが著しく大と
なる不適切液深時においていくら励振電力を増大させて
も、増幅器の特性上出力波形が方形波となって励振入力
電力が飽和するためである。
（本発明の目的）
本発明は液深の変化にもかかわらず、常に適切液深時の
洗浄効果をほぼ維持できる超音波洗浄機の提供を目的と
してなされたものである。
洗浄効果をほぼ維持できる超音波洗浄機の提供を目的と
してなされたものである。
（問題点を解決するための本発明の手段）本発明は振動
子回路の振動速度（または振動振幅）の変化を検出し、
これを制御量として結合トランスの２次巻線の巻数が大
となるように自動制御して１次側から見たインピーダン
スを小とすることにより、液深の変化にもかかわりなく
定振動振幅が得られるようにしたものである。次に本発
明を実施例によって説明する。
子回路の振動速度（または振動振幅）の変化を検出し、
これを制御量として結合トランスの２次巻線の巻数が大
となるように自動制御して１次側から見たインピーダン
スを小とすることにより、液深の変化にもかかわりなく
定振動振幅が得られるようにしたものである。次に本発
明を実施例によって説明する。
（実施例）
第４図は本発明の一実施例回路図である。図において（
３）は自動周波数追尾制御方式を採用した発振器であっ
て、出力増幅器を備える。（９）はインピ−ダンス結合
用トランス、ａωはその１次巻線、αυは２次巻線であ
って、複数筒の切替タップを０ｍえる。（転）はタップ
切替器、（１２ａ）はその切替子、（８）は前記した振
動子回路、即ち洗浄液と振動子及び整合用インピーダン
ス素子などからなるインピーダンス回路、α旧よタップ
切替制御回路、α船は振動速度（または振動振幅）の検
出回路であって、振動子回路（８）の入力側に設けられ
る（振動子と整合回路間に設けられる場合もある）そし
てその出力により制御回路α濁を介してタップ切替器（
２）の切替子（１２ａ）の位置を制御し、また検出出力
の帰還出力により発振器（３）の周波数を自動追尾制御
して一定にする。
３）は自動周波数追尾制御方式を採用した発振器であっ
て、出力増幅器を備える。（９）はインピ−ダンス結合
用トランス、ａωはその１次巻線、αυは２次巻線であ
って、複数筒の切替タップを０ｍえる。（転）はタップ
切替器、（１２ａ）はその切替子、（８）は前記した振
動子回路、即ち洗浄液と振動子及び整合用インピーダン
ス素子などからなるインピーダンス回路、α旧よタップ
切替制御回路、α船は振動速度（または振動振幅）の検
出回路であって、振動子回路（８）の入力側に設けられ
る（振動子と整合回路間に設けられる場合もある）そし
てその出力により制御回路α濁を介してタップ切替器（
２）の切替子（１２ａ）の位置を制御し、また検出出力
の帰還出力により発振器（３）の周波数を自動追尾制御
して一定にする。
（作用と効果）
前記したように適切な液深時においては共振し易いため
、振動子回路（８）即ち振動子の液を含めたインピーダ
ンスは小さく振動振幅は大きいが、一旦液深が不適切に
なると振動子回路（８）のインピーダンスは著しく大き
くなるため、振動振幅も低下する。
、振動子回路（８）即ち振動子の液を含めたインピーダ
ンスは小さく振動振幅は大きいが、一旦液深が不適切に
なると振動子回路（８）のインピーダンスは著しく大き
くなるため、振動振幅も低下する。
しかし本発明においては振動振幅の低下を検出回路ａυ
により検出し、これを制御量として制御回路Ｑ３）によ
りタップ切替器Ｑ２１の切替子（１２ａ）を、図中矢印
の方向即ち２次巻線αＤの巻数を多くする方向に回転さ
せる。そして結合トランス（９）の１次側から見た、即
ち発振器（３）の出力側から見たインピーダンスを小と
して、発振器（３）からの励振電力の供給量を大にする
ように制御する。
により検出し、これを制御量として制御回路Ｑ３）によ
りタップ切替器Ｑ２１の切替子（１２ａ）を、図中矢印
の方向即ち２次巻線αＤの巻数を多くする方向に回転さ
せる。そして結合トランス（９）の１次側から見た、即
ち発振器（３）の出力側から見たインピーダンスを小と
して、発振器（３）からの励振電力の供給量を大にする
ように制御する。
従って、結合トランス（９）の１次２次巻線比や切替用
タップの数などを予め選定して、不適切な液深時におい
ても、適切な液深時におけると同様な振動振幅を得る励
振電力が供給されるようにすれば、液深の変化にもかか
わりなく洗浄能力をほぼ一定にできる。
タップの数などを予め選定して、不適切な液深時におい
ても、適切な液深時におけると同様な振動振幅を得る励
振電力が供給されるようにすれば、液深の変化にもかか
わりなく洗浄能力をほぼ一定にできる。
第５図は本発明による制御例を示す液深と振動振幅の関
係図であって、図中のＡ曲線によって示すように振動子
への電気人力は、適切な液深から不適切な液深に移るに
伴い増大され、これにより図中の８曲線によって示すよ
うに液深の変化にもかかわらず振動振幅がほぼ一定にな
ることが判る。
係図であって、図中のＡ曲線によって示すように振動子
への電気人力は、適切な液深から不適切な液深に移るに
伴い増大され、これにより図中の８曲線によって示すよ
うに液深の変化にもかかわらず振動振幅がほぼ一定にな
ることが判る。
なお図中のＣ曲線は本発明による制御を適用しない場合
の振動振幅である。
の振動振幅である。
従って本発明によれば、被洗浄物の大きさ、形状などの
変化による洗浄液深の変化にもかかわらず、常にほぼ一
定の振動振幅が得られるので、洗浄液内にほぼ一定のキ
ャビテーションを生じさせて、均一な洗浄を可能とさせ
るすぐれた効果を得ることができる。
変化による洗浄液深の変化にもかかわらず、常にほぼ一
定の振動振幅が得られるので、洗浄液内にほぼ一定のキ
ャビテーションを生じさせて、均一な洗浄を可能とさせ
るすぐれた効果を得ることができる。
（他の実施例）
なお以上においては結合トランスへの負荷状態において
タップ切替を行うようにしたが、これでは高出力時タッ
プ切換器が大型になる。従って実際的には制御回路によ
る制御と連動して、先ず出力増幅器の入力を瞬時切るこ
とにより無負荷状態とし、この間にタップ切替えを行う
ようにするのがよい。また液深の変化が厳しい場合には
、タップ切替えが頻繁に行われるので、これを成る限度
に抑制するためヒステリシス特性のような特性をもつ回
路を制御回路に設けるのもよい。また以上ではタップ切
替によったが、巻線を円環状に巻き、２次巻線上を摺動
子がスライドするようにした単巻変圧器型の結合トラン
スを用いてもよい。
タップ切替を行うようにしたが、これでは高出力時タッ
プ切換器が大型になる。従って実際的には制御回路によ
る制御と連動して、先ず出力増幅器の入力を瞬時切るこ
とにより無負荷状態とし、この間にタップ切替えを行う
ようにするのがよい。また液深の変化が厳しい場合には
、タップ切替えが頻繁に行われるので、これを成る限度
に抑制するためヒステリシス特性のような特性をもつ回
路を制御回路に設けるのもよい。また以上ではタップ切
替によったが、巻線を円環状に巻き、２次巻線上を摺動
子がスライドするようにした単巻変圧器型の結合トラン
スを用いてもよい。
第１図は超音波洗浄機の構成概略図、第２図ｆａ）ｆｂ
） Ｉｃ） （ｄ）はその回路図、第３図（ａ） （ｂ
ｌは液深に対する振動子回路インピーダンス及び振動振
幅の関係図、第４図は本発明の一実施例回路図、第５図
は液深と増幅器出力及び振動振幅の関係図である。 （旧・・洗浄槽、（２）・・・振動子、（３）・・・発
振器、（４）・・・インダクタ、キャパシタなどの整合
用インピーダンス素子、（５）・・・結合トランス、（
６）・・・洗浄液、（７）・・・被洗浄物、（８）・・
・振動子回路、（９）・・・切替タップ付結合トランス
、０ψ・・・その１次巻線、αυ・・・切替タップ付２
次巻線、０３・・・タップ切替器、αト・・タップ切替
制御回路、αａ・・・振動速度（または振動振幅）検出
回路。
） Ｉｃ） （ｄ）はその回路図、第３図（ａ） （ｂ
ｌは液深に対する振動子回路インピーダンス及び振動振
幅の関係図、第４図は本発明の一実施例回路図、第５図
は液深と増幅器出力及び振動振幅の関係図である。 （旧・・洗浄槽、（２）・・・振動子、（３）・・・発
振器、（４）・・・インダクタ、キャパシタなどの整合
用インピーダンス素子、（５）・・・結合トランス、（
６）・・・洗浄液、（７）・・・被洗浄物、（８）・・
・振動子回路、（９）・・・切替タップ付結合トランス
、０ψ・・・その１次巻線、αυ・・・切替タップ付２
次巻線、０３・・・タップ切替器、αト・・タップ切替
制御回路、αａ・・・振動速度（または振動振幅）検出
回路。
Claims (1)
- 発振器と振動子回路とを結合トランスにより接続して励
振電力を供給する超音波洗浄機において、上記トランス
を２次巻線の巻数が可変の結合トランスとすると共に、
振動子回路の入力側に設けられた振動速度（振幅）の検
出回路により駆動されて、上記２次巻線の巻数を洗浄液
を含む振動子回路のインピーダンスの増大に伴い大とす
る制御回路を設けたことを特徴とする超音波洗浄機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30883786A JPS63162086A (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | 超音波洗浄機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30883786A JPS63162086A (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | 超音波洗浄機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63162086A true JPS63162086A (ja) | 1988-07-05 |
Family
ID=17985880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30883786A Pending JPS63162086A (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | 超音波洗浄機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63162086A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02290281A (ja) * | 1989-04-28 | 1990-11-30 | Olympus Optical Co Ltd | 超音波変換器駆動装置 |
| US5151085A (en) * | 1989-04-28 | 1992-09-29 | Olympus Optical Co., Ltd. | Apparatus for generating ultrasonic oscillation |
| US6630768B2 (en) | 2000-09-28 | 2003-10-07 | Kao Corporation | Ultrasonic cleaning apparatus and ultrasonic cleaning method |
| JP2004515091A (ja) * | 2000-07-11 | 2004-05-20 | アメリカン・テクノロジー・コーポレーション | パラメトリックスピーカー用電力アンプ |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5010229B1 (ja) * | 1970-07-07 | 1975-04-19 | ||
| JPS5635261U (ja) * | 1979-08-25 | 1981-04-06 |
-
1986
- 1986-12-26 JP JP30883786A patent/JPS63162086A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5010229B1 (ja) * | 1970-07-07 | 1975-04-19 | ||
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