JPS607823Y2 - 超音波振動子 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は主として百ＫＨ２〜数百ＫＨｚの強力な超音波
振動を発生する超音波振動子に関するものである。

従来、この種の超音波振動子はチタン酸ジルコン酸鉛系
磁器から戒り、両面に銀電極を付与した板状の圧電素子
を振動放射体の片面に接着剤により 粘着していたが、使用中に圧電素子が放射体から剥がれ
たり、甚しい時には磁器割れを起こし、またリード線の
接着部に於て銀電極が剥離することが屡々あった。

そこで、振動放射体の片面に必要に応じて接着剤を介し
て配した電歪素子の外端面に金属の押え板を当て、電歪
素子の外側において振動放射体に植設し、絶縁套を嵌着
したボルト、ナツトによって締着した超音波振動子が現
出したが、この振動子の押え板は振動放射体と同様厚み
寸法をλ／２の整数倍に設定して共振させるため、振動
が押え板の外周部分に位置するボルトに伝達されて複雑
な副振動を生じ振動効率を低下させるという難点がある
。

この難点を解決する方策として、押え板の電歪素子と当
接する面上において該電歪素子の外周部分に環状の溝を
設けることによって有害な副振動を抑制する手段がある
が、これでは副振動を完全に防ぐことができない上に、
環状溝の機械加工にも余分の手間を要するので、満足で
きるまでには、到っていない。

本考案の考案者は上記のような従来技術の難点を解消す
るため、さきに、板状電歪素子を金属からなる振動放射
体の一方の端面に配し、上記振動放射体と係合するボル
トによって押え板を絶縁的に締着して前記電歪素子を振
動放射体に圧接する超音波振動子において、電歪素子と
押え板の間に該電歪素子と当接する金属支持板と共に非
共振部材を介挿してなる超音波振動子を考案した（実開
昭５０−４６０７６号参照）。

この超音波振動子は、電歪素子の振動は非共振部材によ
り遮断されて押え板に伝達されず、また非共振部材の弾
性により電歪素子に均一に圧力を加えるので、従来品に
比し振動効率を高めることができるが、リード線の取出
し方に問題点のあることが判明した。

即ち、電歪素子と押え板の間に電歪素子に接触する金属
支持板と非共振部材を介在させ、金属支持板から一方の
リード線を取出しているため、金属支持板ど電歪素子と
の間で発熱し、駆動インピーダンスが高くなって、その
分だけ振動効率が低下する一方、電歪素子に円板状のも
のを使用してそれを厚み振動させた場合、中心部はよく
振動するが周辺部はあまり振動せず、振動分布が不均一
になるので通常であるから、金属支持板を電歪素子の中
心部に圧接することは該電歪素子の振動を抑制すること
にもなって、好ましくない。

本考案は上記のような諸々の従来技術の問題点を解決し
、強力な超音波振動を発生することのできる超音波振動
子を提供することを目的としてなされたもので、その構
成は、板状でその両面に電極を設けた電歪素子を金属か
らなる振動放射体の一方の端面に配し、前記振動放射体
と係合するボルトにより押え板を電気絶縁的に締着して
、前記電歪素子を振動放射体に圧接する超音波振動子に
おいて、電歪素子と押え板の間に、導電性弾性材からな
りその周方向に適宜数の弾性の起片を設けると共にそれ
ら起片に接点を設けた非共振性の支持板を、その起片を
電歪素子に向けて押え板に取附けると共に起片の接点を
電歪素子に圧接させたことを特徴とするものである。

次に本考案の実施の一例を図に拠り説明する。

１はチタン酸ジルコン酸系磁器からなり、両面に銀電極
１ａ、ｌｂを設は厚み方向に分極した円板状の電歪素子
、２は金属からなり、厚み寸法を、前記電歪素子１の振
動の１波長を入とした場合、入Ｉ２の整数倍の長さとし
た振動放射体で、その一方の端面２ａに接着剤３を介し
て電歪素子１の銀電極１ａ面を接着しである。

４は剛性の電気絶縁性材料からなる押え板、５は電歪素
子１と同大又は略同大の環状の導電性弾性板からなり、
その周方向に定間隔で適宜数の切起片５１を設けると共
に該切起片５１に接点５２を突出形威し且つ取附孔５３
を適宜数設けた非共振性の支持板、６は振動放射体２の
ねじ孔６ａに螺合、植設したボルト、７は絶縁筒で、押
え板４に支持板５を、その接点５２側を下にして取附孔
５３からビス８により定着し、該押え板４をそれに設け
た小孔４１をボルト６に嵌合しナツト９により締つけて
、支持板５の接点５２を電歪素子１の銀電極１ｂ面に圧
接させることにより電歪素子１を支持するようになって
いる。

而してリード線のとり方は通常、一方のリード線りを振
動放射体２を介してボルト６から、他方のリード線Ｌ′
は支持板５を介してビス８からそれぞれとるようにする
。

尚、上記に於ては電歪素子１を円板状とし、支持板５を
電歪素子１と同大又は略同大の環状としたが、それらは
他の形状でもよく、また支持板５に切起片５１を設けて
該切起片５１に接点５２を設けたが、支持板５に舌片状
弾性起片を取附けて該起片に接点を設けてもよい。

更に、押え板４に剛性で電気絶縁性のものを用いたが、
この押え板は導電性のものを用いてよい。

但し、その場合は支持板とボルトに電気絶縁的に取附け
るものとする。

上記のように構成される本考案超音波振動子は、板状の
電歪素子１の一方の電極面１ａを金属からなる振動放射
体２の一方の端面に配し、導電性弾性材からなりその周
方向に適宜数の弾性の起片（切起片５１）を設けると共
にそれら起片に接点５２を設けた非共振性の支持板を、
その起し片を電歪素子１に向けて剛性で電気絶縁性の押
え板４に取附け、前記振動放射体２と係合するボルト６
により押え板４を締着して、起片の接点５２を電歪素子
１の他方の電極面１ｂに圧接させるようにしたから、電
歪素子１の振動は非共振性の支持板５により完全に遮断
されて押え板４に伝達されず、また支持板５の起片の弾
性による接点５２の電歪素子１への圧接によって、電歪
素子１がよく支持されるばかりでなく、前記接点５２は
電歪素子１の振動の小さい周辺の数個所に点接触により
接触するのみであり、リード線り、Ｌ’はボルト６とビ
ス８からとれるので、電歪素子１の発熱は極めて少な（
、従って駆動インピーダンスは低くなり、振動効率は著
しく向上する。

尚、上記実施例は振動放射体の一方の端面に植設し電歪
素子の外周を囲繞する複数のボルトによって、電歪素子
、支持板及び押え板を振動放射体に締着、固定した外周
締め振動子について説明したが、環状の電歪素子、支持
板を使用し、これらの内径面を挿通する１本のボルトに
より一体に締着するようにした内締め振動子についても
上記と同一の効果がある。

また、振動放射体と電歪素子の当接面は接着剤による貼
着が望ましいが、これを省略してもよい。

而して接着剤を省略した場合には、支持板の接点を電歪
素子に強圧する必要があるため若干のロスを生ずるが、
上記当接面を精密研磨して鏡面仕上を行うことにより、
上記圧力を減じてロスを最少限に止めることができる。

【図面の簡単な説明】

図は本考案超音波振動子の実施の一例を示すもので、第
１図は左半を断面とした正面図、第２図は支持板の斜視
図である。 １・・・・・・電歪素子、２・・・・・・振動放射体、
４・・・・・・押え板、５・・・・・・非共振性支持板
、５１・・・・・・切起片、５２・・・・・・接点、６
・・・・・・ボルト、訃・・・・・ビス、Ｌ。 Ｌ′・・・・・・リード線。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 板状でその両面に電極を設けた電歪素子を金属からなる
   振動放射体の一方の端面に配し、前記振動放射体と係合
   するボルトにより押え板を電気絶縁的に締着して、前記
   電歪素子を振動放射体に圧接する超音波振動子において
   、電歪素子と押え板の間に、導電性弾性材からなりその
   周方向に適宜数の弾性の起片を設けると共にそれら起片
   に接点を設けた非共振性の支持板を、その起片を電歪素
   子に向けて押え板に取附けると共に起片の接点を電歪素
   子に圧接させたことを特徴とする超音波振動子。