JPH0136176Y2

JPH0136176Y2 -

Info

Publication number: JPH0136176Y2
Application number: JP1984103984U
Authority: JP
Priority date: 1984-07-09
Filing date: 1984-07-09
Publication date: 1989-11-02
Also published as: JPS6119216U

Description

【考案の詳細な説明】産業上の利用分野本考案は、主として、コンタクトレンズ洗浄用
として好適な超音波洗浄装置に関する。

従来技術とその問題点コンタクトレンズを洗浄する場合、従来は洗浄
液に浸すかまたは手で水洗いしていた。しかしな
がら、コンタクトレンズには、蛋白質等の有機物
の汚れのみならず、大腸菌等の細菌も付着してい
るため、従来の洗浄方法では充分な洗浄効果を得
ることができなかつた。また、装着感をよくする
ために、酸素を通すミクロンオーダの多数の通気
孔を設けた多孔質のレンズが使用されている。と
ころが、このレンズを使用した場合、通気孔内に
有機質汚染物質や細菌等が入つてしまうため、従
来の洗浄方法では充分な洗浄効果を得ることが到
底不可能であつた。しかもコンタクトレンズは５
mmφ程度と非常に小さく、取扱いにくいため、洗
浄作業が非常に面倒であり、また洗浄の途中で水
に流してしまう等の事故も生じ易かつた。

上記した従来の問題点を解決する手段として、
圧電振動子による超音波洗浄装置が提案されてい
る。第６図はこの種の超音波洗浄装置の構成を概
略的に示す図で、洗浄槽１の底面１０１の外面
に、チタン酸バリウム系或いはPZT等で成る円
板状の圧電振動子２を接合した構造となつてい
る。圧電振動子２は、第７図に示すように、円板
状の素体２０１を厚み方向に分極すると共に、分
極方向Ｐと一致する厚み方向の両面に電極２０２
及び２０３をそれぞれ形成してある。従つて、分
極方向Ｐと電界方向Ｅが一致し、厚み方向の応力
Ｔ及び歪Ｓによつて厚み振動が発生し、この厚み
振動によつて洗浄槽１の底面１０１が励振され
る。

しかし、分極方向Ｐ及び電界方向Ｅと一致する
方向の厚み振動を利用する構成では、次のような
欠点を生じてしまう。

(イ) チタン酸バリウム系或いはPZT等で成る圧
電振動子においては、周波数定数が、一般的
に、2000KHz一mm程度であることから、厚み振
動モードで使用する場合、素体２０１の厚みt₁
が200KHzで約10mm、100KHzでは約20mm前後の
厚さとなる。しかも、低インピーダンスで動作
させようとすれば、電極２０２，２０３の面積
も大きくしなければならない。このため、素体
２０１の重量が大きくなると同時に大径化し、
コンタクトレンズ洗浄等に好適な軽量、小型の
超音波洗浄装置を得ることができなかつた。

(ロ) また、駆動周波数が100KHz前後の超音波洗
浄装置では、前述の如く、素体２０１の厚みt₁
が20mm程度にもなるため、駆動印加電圧も相当
に高いものが必要になる。このため、電池駆動
方式等、低電圧駆動方式の超音波洗浄装置を実
現することが困難であつた。

(ハ) 素体２０１の厚みt₁を薄くすれば、駆動電圧
を下げることができるが、この場合には、素体
２０１の厚みt₁が洗浄槽１の底面１０１の肉厚
t₂に近づくため、ベンデイングモードによる振
動となり、第８図に示す如く、洗浄槽１の底面
１０１及び側壁１０２より成る槽壁に低周波成
分Lfが混在するようになり、槽壁ばかりが振
動する非能率的な超音波洗浄装置となつてしま
う。

上記欠点の解決策として、第９図及び第１０図
に示すように、２枚の円板状圧電振動子２，２を
重ね合わせ、その両面側から億属ブロツク４，５
でサンドイツチし、圧電振動子２，２の厚み振動
モードを利用して縦振動を得るランジエ板タイプ
のものが提案されている。この方式のものは、性
能的に優れているが、重量が大きく、しかも非常
に高価という欠点がある。

本考案の目的そこで本考案は、上述する従来の問題点を解決
し、インピーダンスが低く、低電圧駆動が可能で
あり、しかも縦振動モードにより高能率で励振す
ることの可能な小型、軽量、かつ、低コストの超
音波洗浄装置を提供することを目的とする。

本考案の構成上記目的を達成するため、本考案に係る超音波
洗浄装置は、分極方向と一致する厚み方向の両面
に電極を形成した圧電振動子を備え、前記圧電振
動子の前記厚み方向の両面と直交する側端面を、
洗浄槽の底面に接合し、分極方向と直交する方向
の振動モードにより、前記洗浄槽の底面を励振す
ることを特徴とする。

実施例第１図は本考案に係る超音波洗浄装置の正面断
面図である。図において、１は洗浄槽、２は圧電
振動子、３は洗浄液である。

この実施例では、前記圧電振動子２は、第２図
にも示すように、チタン酸バリウム系或いは
PZT等で成る円筒状の素体２０１を、厚み方向
となる外周面一内周面の方向に分極し、内周面及
び外周面のそれぞれに対となる電極２０２及び電
極２０３を被着形成した構造になつている。この
円筒状の圧電振動子２は、その軸方向の一端を、
洗浄槽１の底面１０１の外面に接着材等を用いて
接合している。

上記圧電振動子２は軸方向の長さｌを1/2波長
の整数倍とする励振周波数によつて励振する。従
つて、駆動周波数は圧電振動子２の軸方向の長さ
ｌによつて決定できる。また駆動インピーダンス
は素体２０１の厚みt₁と平均径Ｒによつつて決定
できる。このため、低インピーダンス化及びそれ
による低電圧駆動が可能になる。

また、圧電振動子２の分極方向Ｐ及び電極２０
２−２０３間の電界Ｅの方向と直交する方向の縦
振動するモードＶが得られ、この縦振動モードＶ
によるピストン運動によつて、洗浄槽１の底面１
０１及び内部の洗浄液３に対して超音波励振が与
えられる。このため、非常に高性能の超音波洗浄
装置を実現することができる。

しかも、圧電振動子２の厚みt₁を薄くして低イ
ンピーダンス化を図り、低電圧駆動を可能にする
一方、圧電振動子２の軸方向の長さｌを大きくし
て、洗浄槽１の底面１０１の厚みt₂との差を大き
くし、ベンデイングモードを排除できるから、低
電圧駆動が可能で、しかも高能率の超音波洗浄装
置を実現できる。

上述の如く、本考案に係る超音波洗浄装置は、
分極方向Ｐ及び電界方向Ｅに直交する方向に発生
する縦振動モードＶによつて超音波励振を行なう
ことが基本であり、この基本原則に則り、種々の
態様を取り得る。例えば第３図に示すように、圧
電振動子２として、厚み方向に分極Ｐした平板矩
形状の素体２０１の厚み方向の両面に、電極２０
２，２０３を形成したものを使用し、第４図に示
すように、圧電振動子２の側端面２０４を洗浄槽
１の底面１０１に接合する。この実施例の場合に
も、分極方向Ｐ及び電界方向Ｅと直交する方向に
発生する縦振動モードを利用して、超音波励振を
行なうことができる。なお、第３図に示した圧電
振動子２は、第１図及び第２図に示した圧電振動
子を平板状に展開したものに該当する。

第５図は更に別の実施例における断面図であ
る。この実施例の特徴は、第３図に示した平板矩
形状の圧電振動子２を複数個備え、これらを例え
ば平行に並べて、分極方向Ｐ及び電界方向Ｅと直
交する方向の側端面を洗浄槽１の底面１０１に接
合したことで、第４図の実施例より大きな励振力
が得られる。なお、圧電振動子２の各々は積層し
て用いてもよい。

本考案の効果以上述べたように、本考案に係る超音波洗浄装
置は、分極方向と一致する厚み方向の両面に電極
を形成した圧電振動子を備え、前記圧電振動子の
前記厚み方向の両面と直交する側端面を、洗浄槽
の底面に接合し、分極方向と直交する方向の振動
モードにより、前記洗浄槽の底面を励振するよう
にしたから、インピーダンスが低く、低電圧駆動
が可能であり、しかも縦振動モードにより高能率
で励振することの可能な小型、軽量、かつ、低コ
ストの超音波洗浄装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る超音波洗浄装置の構成を
概略的に示す断面図、第２図は同じくその圧電振
動子の斜視図、第３図は本考案に係る超音波洗浄
装置に使用され得る圧電振動子の別の実施例にお
ける斜視図、第４図は第３図に示した圧電振動子
を使用した超音波洗浄装置の断面図、第５図は同
じく更に別の実施例における断面図、第６図は従
来の超音波洗浄装置の構成を概略的に示す図、第
７図は従来の超音波洗浄装置に使用されていた圧
電振動子の斜視図、第８図は同じく洗浄槽を展開
してその欠点を説明する図、第９図は圧電振動子
の別の実施例における斜視図、第１０図は第９図
に示した圧電振動子を使用した超音波洗浄装置の
断面図である。１……洗浄槽、２……圧電振動子、１０１……
底面、２０１……素体、２０２，２０３……電
極、Ｐ……分極方向、Ｅ……電界方向。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】 (1) 分極方向と一致する厚み方向の両面に電極を
形成した圧電振動子を備え、前記圧電振動子の
前記厚み方向の両面と直交する側端面を、洗浄
槽の底面に接合し、分極方向と直交する方向の
振動モードにより、前記洗浄槽の底面を励振す
ることを特徴とするコンタクトレンズ洗浄用の
超音波洗浄装置。 (2) 前記圧電振動子は、内周面及び外周面にそれ
ぞれ電極を有する円筒状であり、その軸方向の
一端面を、前記洗浄槽の前記底面に接合したこ
とを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項
に記載の超音波洗浄装置。 (3) 前記圧電振動子は、厚み方向の両面に電極を
形成した平板状であり、その側端面を前記洗浄
槽の底面に接合したことを特徴とする実用新案
登録請求の範囲第１項に記載の超音波洗浄装
置。 (4) 前記圧電振動子は複数個備えられることを特
徴とする実用新案登録請求の範囲第３項に記載
の超音波洗浄装置。