JPH053270Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は圧電素子を用いた超音波振動子とこの
超音波振動子を駆動させるための駆動用増幅器と
の間に挿入される整合回路に関するものである。

一般に、超音波を利用した機器として、超音波
洗浄器などが知られている。従来からこれらの超
音波機器に使用されている周波数は18KHz〜50K
Hz程度であり、超音波洗浄器を例に取れば、微細
な汚れを取ることが難しかつた。したがつて、最
近、約100KHz〜1MHzの周波数を使用する超音波
洗浄器が用いられてきたところである。

ところが、超音波振動子の出力を増加させよう
とする場合、超音波振動子とこの超音波振動子を
振動させるための発振器の間に配置されている駆
動用増幅器の出力を増加させなければならないた
め、この駆動用増幅器が大型化、又は複雑となつ
て、高価となる問題点があつた。

したがつて、本考案の目的は駆動用増幅器の出
力を増加させることなく、超音波振動子の出力を
増加することのできる整合回路を提供することで
ある。

本考案によれば、圧電素子を用いた超音波振動
子と該超音波振動子を駆動させるための駆動用増
幅器との間に挿入される整合回路であつて、該整
合回路は入力端と出力端とを備え、該入力端間に
コンデンサとインダクターとトランスの一次巻線
とが直列に接続され、前記出力端間に前記トラン
スの二次巻線が接続されている超音波振動子と駆
動用増幅器との整合回路が得られる。

以下本考案について図面を参照して説明する。

第１図を参照すると、図示のように、本考案に
係る整合回路は１対の入力端子１と１対の出力端
子２とを備えている。図中上方の入力端子１には
コンデンサ４、インダクタ５が直列に接続され、
直列回路を構成している。そして、この直列回路
の端子３には巻線比１：ｎのトランスの一次巻線
が結合され、トランスのに二次巻線の出力端子２
には圧電素子を用いた超音波振動子７が接続され
ている。なお、入力端子１には上述した駆動用増
幅器（図示せず）が接続される。

考案者の実験によれば、超音波振動子７は駆動
増幅器の周波数が18KHz〜50KHzにおいては、第
２図ａで示すような等価回路となる。即ちインダ
クタタンス７１と抵抗７２が直列に接続され、こ
れにキヤパシタンス７３が並列に接続された回路
となる。また、駆動用増幅器の周波数が100KHz
〜1MHzとなると、超音波振動子７の等価回路は
第２図ｂで示すように、第２図ａで示す等価回路
にインダクタンス７４が直列に接続された回路と
なることが判明した。

したがつて、第１図に示したように整合回路を
構成したことによつて、駆動用増幅器の周波数を
100KHz〜1MHzとした場合、コンデンサ４のキヤ
パシタンス（C_M）がインダクタンス７４（L_d）
を打ち消し、インダクタ５のインダクタンス
（L_M）及びトランス６のインダクタンス（T_M）に
よつてキヤパシタンス７３（C_d）を打ち消し、
整合回路のトランス６によつて超音波振動子と本
考案による整合回路とを結合している。

ここで、C_M＝9100pF，L_M＝11.7μH，トランス
の巻線比８：４として、整合回路、及び直径40
mm、高さ３mmの円柱状圧電材料16個を２枚の金属
板間に挟持し、C_d＝85μFの超音波振動子を用い
て、駆動増幅器の周波数を450KHzとして実験を
行つたところ、上記整合回路を用いた場合と、用
いない場合を比較したところ、15〜20dB利得が
増加した。

以上説明したように、本考案による整合回路を
用いれば、超音波振動子の利得が増加するため、
同一の利得を得ようとすれば、駆動増幅器の出力
を小さくでき、小型化することができる。また、
本考案による整合回路は、素子数が少ないため安
価である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による整合回路を示す回路図、
第２図ａ及びｂは超音波振動子をそれぞれ異なつ
た周波数で使用した場合の等価回路を示す回路図
である。 １……入力端子、２……出力端子、３……端
子、４……コンデンサ、５……インダクタ、６…
…トランス、７……超音波振動子。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 圧電素子を用いた超音波振動子と該超音波振動
   子を駆動周波数100KHz乃至1MHzで駆動させるた
   めの駆動用増幅器との間に挿入される整合回路で
   あつて、入力端と出力端とを備え、該入力端間に
   コンデンサとインダクタとトランスの一次巻線と
   が直列に接続され、前記出力端間に前記トランス
   の二次巻線が接続されている超音波振動子と駆動
   用増幅器との整合回路。