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公開番号2025012386
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2023115181
出願日2023-07-13
発明の名称超音波振動装置及び超音波洗浄装置
出願人シャープ株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類B06B 1/02 20060101AFI20250117BHJP(機械的振動の発生または伝達一般)
要約【課題】消費電力を低く抑える。
【解決手段】超音波振動装置100は、超音波振動子11Aと、駆動部12とを備える。超音波振動子11Aは、所定の発振周波数fcを有する発振信号S1を受けると、発振周波数fcで超音波振動する。駆動部12は、発振信号S1を出力し、超音波振動子11Aを駆動させる。駆動部12及び超音波振動子11Aは、キャパシタ成分C0、C1とインダクタンス成分L1と、キャパシタ成分C0、C1とインダクタンス成分L1との関係に基づいて共振周波数faと反共振周波数fbとを有するインピーダンス特性とを含む。発振周波数fcは、共振周波数faと反共振周波数fbとの間であって、共振周波数fa及び反共振周波数fbの中間の周波数より反共振周波数fb側に設定される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
所定の発振周波数を有する発振信号を受けると、前記発振周波数で超音波振動する超音波振動子と、
前記発振信号を出力し、前記超音波振動子を駆動させる駆動部と
を備え、
前記駆動部及び前記超音波振動子は、
キャパシタ成分及びインダクタンス成分と、
前記キャパシタ成分と前記インダクタンス成分との関係に基づいて共振周波数と反共振周波数とを有するインピーダンス特性と、
を含み、
前記発振周波数は、前記共振周波数と前記反共振周波数との間であって、前記共振周波数及び前記反共振周波数の中間の周波数より前記反共振周波数側に設定される、超音波振動装置。
続きを表示（約 390 文字）【請求項２】
前記インピーダンス特性は、温度増加に伴って前記共振周波数及び前記反共振周波数が低下する特性を有しており、
前記発振周波数は、前記反共振周波数よりも、所定の周波数以上低い値に設定される、請求項１に記載の超音波振動装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の超音波振動装置と、
前記超音波振動子の前記超音波振動を外部に伝達する伝達部と、
を備える、超音波洗浄装置。
【請求項４】
前記外部の温度を測定する温度測定部を更に備え、
前記駆動部は、前記温度測定部によって測定された前記外部の前記温度に基づいて、前記発振周波数を調整する、請求項３に記載の超音波洗浄装置。
【請求項５】
前記駆動部は、前記温度が高いほど前記発振周波数を低く設定する、請求項３に記載の超音波洗浄装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波振動装置及び超音波洗浄装置に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１の超音波処置装置は、超音波振動子及びこの超音波振動子で発生する超音波を伝達する超音波伝達体を有する装置本体と、この装置本体の共振時におけるインピーダンスあるいはＱ値を検知する検知手段と、この検知手段からの信号で上記超音波振動子に供給する電力を制御する制御手段とを具備する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特願昭６３－２１２３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の超音波処置装置等に用いられる超音波振動子は、共振周波数において最も共振しやすい。このため、一般的に、超音波振動子の発振周波数は、共振周波数に基づいて設定されることが多い。一方で、超音波振動子の発振周波数を共振周波数に基づいて設定すると、超音波処置装置に流れる電流が大きくなり、超音波処置装置における消費電力が大きくなってしまう。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、消費電力を低く抑えることが可能な超音波振動装置及び超音波洗浄装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る超音波振動装置は、超音波振動子と、駆動部とを備える。前記超音波振動子は、所定の発振周波数を有する発振信号を受けると、前記発振周波数で超音波振動する。前記駆動部は、前記発振信号を出力し、前記超音波振動子を駆動させる。前記駆動部及び前記超音波振動子は、キャパシタ成分及びインダクタンス成分と、前記キャパシタ成分と前記インダクタンス成分との関係に基づいて共振周波数と反共振周波数とを有するインピーダンス特性とを含む。前記発振周波数は、前記共振周波数と前記反共振周波数との間であって、共振周波数及び反共振周波数の中間の周波数より反共振周波数側に設定される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、消費電力を低く抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本実施形態に係る超音波洗浄器の外観図である。
本実施形態に係る超音波洗浄器の機能ブロック図である。
本実施形態に係る超音波振動装置の等価回路を示す図である。
本実施形態に係る超音波振動装置におけるインピーダンスの周波数特性を示す図である。
超音波振動装置における発振周波数の設定方法を示すフローチャートである。
超音波振動子に流れる電流の経時変化を示すグラフである。
図４に示すインピーダンスの周波数特性のうち、反共振周波数付近の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。
【００１０】
図１及び図２を参照して、本実施形態に係る超音波洗浄器１の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る超音波洗浄器１の外観図である。図２は、本実施形態に係る超音波洗浄器１の機能ブロック図である。
（【００１１】以降は省略されています）

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