本發(fā)明涉及從超聲波振子放射超聲波的超聲波放射單元。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有技術(shù)中，通過在清洗液中照射超聲波，具備進(jìn)行被清洗物的清洗(超聲波清洗)的超聲波放射單元的超聲波清洗裝置已被實(shí)用化。超聲波清洗，是通過超聲波的物理作用和清洗液的化學(xué)作用的組合，作用到形成有復(fù)雜形狀的被清洗物的細(xì)部，能夠高效地進(jìn)行清洗，因此，其在精密機(jī)械零部件、光學(xué)部件、液晶顯示器、半導(dǎo)體等的制造中不可缺少。

2、圖15所示的現(xiàn)有的超聲波清洗裝置200，具備也稱為放射板的振動(dòng)板201。振動(dòng)板201通常兼作清洗槽202的底部，由厚度為幾毫米的不銹鋼板形成。在構(gòu)成超聲波放射單元的振動(dòng)板201的非放射面203上，接合有多根螺栓緊固朗之萬型的超聲波振子204。在振動(dòng)板201中位于非放射面203的相反側(cè)的面，成為超聲波的放射面205。并且，例如在使用產(chǎn)生數(shù)10khz的超聲波的超聲波放射單元的情況下，就能夠構(gòu)成通過清洗液206中的超聲波引起的空泡的強(qiáng)沖擊波來清洗被清洗物207的超聲波清洗裝置200。

3、專利文獻(xiàn)1：日本特開2019-058883號(hào)公報(bào)(圖1等)

4、但是，當(dāng)超聲波清洗裝置200的清洗區(qū)域變寬時(shí)，振動(dòng)板201的放射面也隨之變大。因此，在構(gòu)成超聲波放射單元時(shí)，本來優(yōu)選在放射面大的振動(dòng)板201上設(shè)置多個(gè)超聲波振子204。然而，如果使用多個(gè)超聲波振子204來構(gòu)成超聲波放射單元，則裝置的制造成本增大。另一方面，如果沒有設(shè)置與振動(dòng)板201的大小相稱數(shù)量的超聲波振子204，則在相鄰的振子之間就會(huì)產(chǎn)生間隙(沒有振子的區(qū)域)。其結(jié)果，存在因空泡而在振動(dòng)板201上產(chǎn)生侵蝕208的問題。另外，也存在由于振動(dòng)板201的振動(dòng)位移分布的不均勻性(即聲壓分布的偏差)而產(chǎn)生清洗不均勻的問題。

5、因此，本申請(qǐng)發(fā)明人已經(jīng)提出了在多個(gè)超聲波振子之間配置有棒狀的共振子的結(jié)構(gòu)的超聲波放射單元(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠減少在非放射面上沒有振子或共振子的區(qū)域。但是，即使是這樣的結(jié)構(gòu)，在振子和共振子之間還存在間隙，不一定能夠充分地實(shí)現(xiàn)侵蝕的降低和振動(dòng)位移分布的均勻化。

6、進(jìn)而，本申請(qǐng)發(fā)明人等正在研究在多個(gè)超聲波振子之間配置有棒狀的共振子的上述結(jié)構(gòu)的超聲波放射單元中使用連結(jié)板。即，正在研究使用機(jī)械地結(jié)合超聲波振子和共振子的連結(jié)板，通過該連結(jié)板將超聲波振子和共振子設(shè)置在振動(dòng)板的非放射面上，從而將超聲波振子的振動(dòng)傳遞給共振子。但是，即使是這樣的結(jié)構(gòu)，也不容易充分密集地配置超聲波振子或共振子。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明是鑒于上述課題而完成的，其目的在于，以低成本實(shí)現(xiàn)耐侵蝕性優(yōu)異(因而壽命長(zhǎng))且振動(dòng)位移分布的均勻性優(yōu)異(因而清洗不均較少)的超聲波放射單元。

2、為了解決上述課題，本發(fā)明提供的第一種超聲波放射單元，其具備振動(dòng)板和多個(gè)振動(dòng)體單元，所述振動(dòng)板，其具有放射超聲波的放射面、位于所述放射面的相反側(cè)的非放射面、以及在所述非放射面上突出設(shè)置的多個(gè)螺栓；多個(gè)所述振動(dòng)體單元，其以包含多個(gè)超聲波振子、配置在多個(gè)所述超聲波振子間的共振子和將多個(gè)所述超聲波振子及所述共振子機(jī)械結(jié)合而將多個(gè)所述超聲波振子的振動(dòng)傳遞給所述共振子的連結(jié)板的形式構(gòu)成；所述連結(jié)板，通過在兩側(cè)緣具有山部及谷部而交替地形成有多個(gè)寬幅部和窄幅部，且在多個(gè)所述寬幅部中心部分別透設(shè)有多個(gè)所述螺栓能夠插通的多個(gè)螺栓插通孔；鄰接的所述連結(jié)板彼此以成為所述山部進(jìn)入所述谷部的狀態(tài)的方式相互交錯(cuò)地接近配置；通過將多個(gè)所述超聲波振子及所述共振子緊固固定在經(jīng)由所述連結(jié)板的多個(gè)所述螺栓插通孔突出的多個(gè)所述螺栓上，多個(gè)所述振動(dòng)體單元被設(shè)置在所述非放射面?zhèn)取?/p>

3、因此，根據(jù)第一種超聲波放射單元，由于使用將多個(gè)超聲波振子和共振子經(jīng)由連結(jié)板機(jī)械地結(jié)合而成的多個(gè)振動(dòng)體單元，所以通過伴隨超聲波振子的振動(dòng)的共振現(xiàn)象，振子被激振。此時(shí)，由于連接板作為由多個(gè)超聲波振子及共振子構(gòu)成的振動(dòng)體的放射板發(fā)揮功能，所以能夠在比較寬的放射面上得到均勻的縱向振動(dòng)。而且，相鄰的連結(jié)板彼此以成為山部進(jìn)入谷部的狀態(tài)的方式相互交錯(cuò)地接近配置，因此能夠充分緊密地配置超聲波振子或共振子。其結(jié)果，在振動(dòng)體單元之間的間隙產(chǎn)生的彎曲振動(dòng)被抑制，振動(dòng)板中的侵蝕的產(chǎn)生變少，并且容易得到均勻的振動(dòng)位移分布。

4、另外，由于共振子是比由多種部件構(gòu)成的超聲波振子簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，所以可以比較便宜地制造。由于連接板也具有比較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，因此能夠通過沖壓加工或激光加工等鈑金加工以比較便宜的價(jià)格制造。因此，例如在具備需要寬的清洗區(qū)域的振動(dòng)板的超聲波放射單元中，代替配置多個(gè)超聲波振子，通過使用廉價(jià)的共振子和連結(jié)板，能夠以低成本實(shí)現(xiàn)耐侵蝕性和振動(dòng)位移分布的均勻性優(yōu)異的裝置。

5、本發(fā)明提供的第二種超聲波放射單元，是在第一種超聲波放射單元中，多個(gè)所述超聲波振子及所述共振子均沿所述振動(dòng)體單元的寬度方向呈鋸齒狀配置。

6、本發(fā)明提供的第三種超聲波放射單元，是在第二種超聲波放射單元中，在將特定所述振動(dòng)體單元作為基準(zhǔn)單元、將與特定的所述振動(dòng)體單元鄰接的所述振動(dòng)體單元作為鄰接單元的情況下，在設(shè)想與屬于所述基準(zhǔn)單元的多個(gè)所述超聲波振子外接的線段時(shí)，屬于所述鄰接單元的所述超聲波振子及所述共振子的外周相對(duì)于該線段交叉。

7、本發(fā)明提供的第四種超聲波放射單元，是在第三種超聲波放射單元中，所述山部及所述谷部以等間距規(guī)則地形成。

8、本發(fā)明提供的第五種超聲波放射單元，是在第一種至第四種超聲波放射單元的任一種中，所述連接板具有將多個(gè)正六邊形板沿平面方向排列并連接一體化的結(jié)構(gòu)。

9、本發(fā)明提供的第六種超聲波放射單元，是在第一種至第四種超聲波放射單元的任一種中，相鄰的所述連結(jié)板彼此隔著0.1mm以上且縱向振動(dòng)波長(zhǎng)的1/8以下的間隙接近配置。

10、本發(fā)明提供的第七種超聲波放射單元，是在第一種至第四種超聲波放射單元的任一種中，所述連結(jié)板的厚度為縱向振動(dòng)波長(zhǎng)的1/200以上且1/10以下。

11、如上所述，根據(jù)第一種至第七種超聲波放射單元，能夠以低成本實(shí)現(xiàn)耐侵蝕性優(yōu)異(因而壽命長(zhǎng))且振動(dòng)位移分布的均勻性優(yōu)異(因而清洗不均較少)的超聲波放射單元。

技術(shù)特征：

1.一種超聲波放射單元，其特征在于，具備振動(dòng)板和多個(gè)振動(dòng)體單元，

2.如權(quán)利要求1所述的超聲波放射單元，其特征在于，

3.如權(quán)利要求2所述的超聲波放射單元，其特征在于，

4.如權(quán)利要求3所述的超聲波放射單元，其特征在于，

5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的超聲波放射單元，其特征在于，

6.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的超聲波放射單元，其特征在于，

7.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的超聲波放射單元，其特征在于，

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種超聲波放射單元21，其具有振動(dòng)板12和多個(gè)振動(dòng)體單元U1。振動(dòng)體單元U1包括多個(gè)超聲波振子31、共振子51、以及將超聲波振子31的振動(dòng)傳遞到共振子51的連結(jié)板61，連結(jié)板61通過在兩側(cè)緣具有山部62及谷部63而交替形成寬幅部64和窄幅部65，在寬幅部64的中心部透設(shè)有螺栓插通孔67，鄰接的連結(jié)板61彼此在山部62進(jìn)入谷部63的狀態(tài)下相互接近配置，多個(gè)超聲波振子31和共振子51緊固固定在經(jīng)由連結(jié)板61的多個(gè)螺栓插通孔67突出的多個(gè)螺栓15上。采用本發(fā)明，能夠以低成本實(shí)現(xiàn)耐侵蝕性優(yōu)異(壽命長(zhǎng))，且振動(dòng)位移分布的均勻性優(yōu)異(清洗不均少)的超聲波放射單元。

技術(shù)研發(fā)人員：澀谷信長(zhǎng),青木祥博
受保護(hù)的技術(shù)使用者：本多電子株式會(huì)社
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19