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公開番号2025076246
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-15
出願番号2024048129
出願日2024-03-25
発明の名称超音波発生装置
出願人日本特殊陶業株式会社,国立大学法人東京大学
代理人弁理士法人グランダム特許事務所
主分類H04R 1/34 20060101AFI20250508BHJP(電気通信技術)
要約【課題】第1反射面で発生する横波を利用して導波路に縦波を導入させることが可能な技術を提供する。
【解決手段】超音波発生装置10は、超音波発生源11と、超音波集束部12と、導波路13と、を備える。超音波集束部12は、超音波発生源11で発生した超音波を反射させる第1反射面21と、第1反射面21で反射された超音波を反射させる第2反射面22と、を有する。超音波発生源11は、縦波の超音波を発生させる。超音波発生装置10は、超音波発生源11から発生した縦波の超音波が第1反射面21で反射された後に横波に変換されて焦点Fに向かうように構成される。第2反射面22は、第1反射面21で反射された超音波が焦点Fに向かう経路上に位置する。超音波発生装置10は、第2反射面22で反射された超音波が縦波に変換されて導波路13に向かうように構成される。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
超音波を発生させる超音波発生源と、
前記超音波発生源から発生した前記超音波を集束する超音波集束部と、
前記超音波集束部によって集束された前記超音波を伝送する導波路と、を備え、
前記超音波集束部は、
前記超音波発生源で発生した前記超音波を反射させる第１反射面と、
前記第１反射面で反射された前記超音波を反射させる第２反射面と、を有し、
前記第２反射面で反射された前記超音波が平面波として反射されて前記導波路に導入されるように前記第１反射面と前記第２反射面とが配置されてなる超音波発生装置であって、
前記超音波発生源は、縦波の前記超音波を発生させ、
前記超音波発生装置は、前記超音波発生源から発生した縦波の前記超音波が前記第１反射面で反射された後に横波に変換されて焦点に向かうように構成され、
前記第２反射面は、前記第１反射面で反射された前記超音波が前記焦点に向かう経路上に位置し、
前記超音波発生装置は、前記第２反射面で反射された前記超音波が縦波に変換されて前記導波路に向かうように構成される
超音波発生装置。
続きを表示（約 600 文字）【請求項２】
前記第１反射面は、縦波から横波へのエネルギ変換率が５０％以上となる反射点を含む
請求項１に記載の超音波発生装置。
【請求項３】
前記第２反射面は、横波から縦波へのエネルギ変換率が５０％以上となる反射点を含む
請求項１に記載の超音波発生装置。
【請求項４】
前記第１反射面を構成する部材のポアソン比は、０．１７以上０．３４以下であり、
前記第１反射面は、前記超音波発生源で発生した縦波の入射角が４０°以上８５°以下となる反射点を含み、
前記第２反射面を構成する部材のポアソン比は、０．１７以上０．３４以下であり、
前記第２反射面は、前記第１反射面で発生した横波の入射角が１６°以上２９°以下となる反射点を含む
請求項１に記載の超音波発生装置。
【請求項５】
前記超音波発生源、前記超音波集束部および前記導波路は、前記超音波発生源が前記超音波を発生させる方向と直交する方向のうち特定の方向である第１方向に延びる形状をなす
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の超音波発生装置。
【請求項６】
前記第１反射面から前記導波路の外周面に沿って前記第２反射面側に凹んだ凹部が形成されている
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の超音波発生装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、超音波発生装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、超音波照射器が開示されている。この超音波照射器は、超音波振動子と、超音波振動子からの超音波を伝搬する音響伝播体と、を含む。音響伝播体は、本体と、本体の前面から前方へ伸長した軸体と、を備える。本体の前面は、超音波振動子からの超音波を反射する凹型の一次反射面として機能する。本体は、超音波振動子が接合される平坦な後面を有する。本体は、後面に連なる井戸を有する。井戸の底面は、一次反射面からの一次反射波を反射する凹型の二次反射面として機能する。二次反射面からの二次反射波は、軸体を伝搬して軸体の先端面から前方へ照射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６７７４６９７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の技術では、一次反射面（第１反射面）が超音波振動子からの超音波を反射させるときに、縦波と横波が発生する。しかし、特許文献１では、一次反射面（第１反射面）で発生する横波を利用することについては考慮されていない。
【０００５】
本開示は、第１反射面で発生する横波を利用して導波路に縦波を導入させることが可能な技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の超音波発生装置は、
超音波を発生させる超音波発生源と、
前記超音波発生源から発生した前記超音波を集束する超音波集束部と、
前記超音波集束部によって集束された前記超音波を伝送する導波路と、を備え、
前記超音波集束部は、
前記超音波発生源で発生した前記超音波を反射させる第１反射面と、
前記第１反射面で反射された前記超音波を反射させる第２反射面と、を有し、
前記第２反射面で反射された前記超音波が平面波として反射されて前記導波路に導入されるように前記第１反射面と前記第２反射面とが配置されてなる超音波発生装置であって、
前記超音波発生源は、縦波の前記超音波を発生させ、
前記超音波発生装置は、前記超音波発生源から発生した縦波の前記超音波が前記第１反射面で反射された後に横波に変換されて焦点に向かうように構成され、
前記第２反射面は、前記第１反射面で反射された前記超音波が前記焦点に向かう経路上に位置し、
前記超音波発生装置は、前記第２反射面で反射された前記超音波が縦波に変換されて前記導波路に向かうように構成される。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、第１反射面で発生する横波を利用して導波路に縦波を導入させることが可能な技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、第１実施形態の超音波発生装置の断面図である。
図２は、第１実施形態の超音波発生装置の正面図である。
図３は、入射角と、縦波から横波へのエネルギ変換率との関係を示すグラフである。
図４は、入射角と、横波から縦波へのエネルギ変換率との関係を示すグラフである。
図５は、超音波が伝搬される様子を概念的に示す説明図である。
図６は、第２実施形態の超音波発生装置の斜視図である。
図７は、第３実施形態の超音波発生装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［本開示の実施形態の説明］
以下では、本開示の実施形態が列記されて例示される。
【００１０】
〔１〕超音波を発生させる超音波発生源と、
前記超音波発生源から発生した前記超音波を集束する超音波集束部と、
前記超音波集束部によって集束された前記超音波を伝送する導波路と、を備え、
前記超音波集束部は、
前記超音波発生源で発生した前記超音波を反射させる第１反射面と、
前記第１反射面で反射された前記超音波を反射させる第２反射面と、を有し、
前記第２反射面で反射された前記超音波が平面波として反射されて前記導波路に導入されるように前記第１反射面と前記第２反射面とが配置されてなる超音波発生装置であって、
前記超音波発生源は、縦波の前記超音波を発生させ、
前記超音波発生装置は、前記超音波発生源から発生した縦波の前記超音波が前記第１反射面で反射された後に横波に変換されて焦点に向かうように構成され、
前記第２反射面は、前記第１反射面で反射された前記超音波が前記焦点に向かう経路上に位置し、
前記超音波発生装置は、前記第２反射面で反射された前記超音波が縦波に変換されて前記導波路に向かうように構成される
超音波発生装置。
（【００１１】以降は省略されています）

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