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公開番号2025018505
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-06
出願番号2023122251
出願日2023-07-27
発明の名称超音波ホーン
出願人ブランソン・ウルトラソニックス・コーポレーション
代理人弁理士法人川口國際特許事務所
主分類B06B 1/02 20060101AFI20250130BHJP(機械的振動の発生または伝達一般)
要約【課題】溝加工の限界にとらわれることなく大型化された超音波ホーンを提供する。
【解決手段】超音波ホーン1は、相互に直交する3軸X、Y、Zに関し、超音波の印加方向をX方向またはZ方向としたとき、超音波ホーンのXZ断面におけるX方向寸法およびZ方向寸法のそれぞれが、ホーン材質の弾性率、ポアソン比、密度に基づく、共振する最小単位の正方形の整数倍である。
【選択図】図12
特許請求の範囲【請求項１】
相互に直交する３軸Ｘ、Ｙ、Ｚに関し、超音波の印加方向をＸ方向またはＺ方向としたとき、超音波ホーンのＸＺ断面におけるＸ方向寸法およびＺ方向寸法のそれぞれが、ホーン材質の弾性率、ポアソン比、密度に基づく、共振する最小単位の正方形の整数倍である、超音波ホーン。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波ホーンの大型化に関するものである。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
超音波発振器により制御された超音振動子に超音波ホーンを接続し、超音波振動を利用することは従来から行われている。利用態様の一例として、超音波による振動に起因して対象物を非接触状態に浮上または支持し、対象物を所期の位置へと移動させるいわゆる超音波搬送がある。こうした超音波搬送においては、より大型な超音波ホーンが必要とされている。また、このほかにも、超音波ホーンの大型化は、将来、様々な分野・用途への採用が期待されている。
【０００３】
ここで、超音波ホーンを大型化しようとした場合、大型化された超音波ホーンの広範にわたって均一な振動分布を得るために、超音波ホーンに溝を設ける加工を施すことがある。例えば、特許文献１には、超音波ホーンに溝を設ける技術が開示されている。
【０００４】
しかしながら、上述した溝加工は、実際には、溝を形成するためのドリルへの抵抗があり、広範囲への溝加工には限界があり、すなわち、超音波ホーンの大型化には限定があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
米国特許第３１１３２２５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、溝加工の限界にとらわれることなく大型化された超音波ホーンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した目的を達成するための本発明の超音波ホーンは、相互に直交する３軸Ｘ、Ｙ、Ｚに関し、超音波の印加方向をＸ方向またはＺ方向としたとき、超音波ホーンのＸＺ断面におけるＸ方向寸法およびＺ方向寸法のそれぞれが、ホーン材質の弾性率、ポアソン比、密度に基づく、共振する最小単位の正方形の整数倍である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、溝加工の限界にとらわれることなく大型化された超音波ホーンを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
ポアソン比と関連し、共振時、金属材料がどのように変形するかを説明する図である。
静圧力時における立方体の圧縮について説明する図である。
静圧力時の応力分布について説明する図である。
共振時の応力分布について説明する図である。
細棒や薄板における共振振動の変形を模式的に示す図である。
正方形断面における応力分布について説明する図である。
同形状の積層に関し説明する図である。
３種類の音速について説明する図である。
本発明の特徴を説明する図である。
図９の別態様を示す図である。
図９の別態様を示す図である。
本発明の特徴を技術思想的に拡張して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る超音波ホーンの実施の形態について添付図面に基づいて説明する。なお、図中、同一符号は同一又は対応部分を示すものとする。
（【００１１】以降は省略されています）

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