超声波发生装置及超声波美容装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能稳定地以目标驱动频率发生超声波的超声波发生装置及使用该超声波发生装置的超声波美容装置。本发明专利技术的超声波发生装置（１），包括生成电振荡的驱动部（１１）、将驱动部（１１）生成的电振荡转换成超声波的机械振荡的超声波振子（１２）、一个面接合超声波振子（１２），将超声波振子（１２）转换成的超声波机械振荡传输到另一个面上的放射面的喇叭（１３）、测定超声波振子（１２）的阻抗的测定部（１４）、基于有负载时的超声波振子（１２）的阻抗频率特性和无负载时的超声波振子（１２）的阻抗频率特性的交点上的阻抗以及测定部（１４）测定的阻抗，计算应驱动超声波振子（１２）的目标驱动频率，控制驱动部（１１），使得超声波振子（１２）以计算出的该目标驱动频率振荡的控制部（１５）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及能稳定地以目标驱动频率发生超声波的超声波发生装置及使用该超声波发生装置的超声波美容装置。
技术介绍
近年来，超声波由于其具有的性质，被应用于促进药剂浸透、美容、雾化、乳化、分散、搅拌、清洗、接合、加工等多种领域，并开发出了发生超声波的超声波发生装置。图10及图11是表示
技术介绍
涉及的超声波发生装置的结构的图。图10是将振子接合到喇叭上的超声波发生装置；图11是使用螺栓将振子固定到喇叭上的超声波发生装置。图10及图11中，(A)表示整体结构，(B)是喇叭部分的放大图。图10及图11中，
技术介绍
涉及的超声波发生装置500A、500B结构包括，生成电振荡的驱动部511A、511B；将驱动部511A、511B生成的电振荡转换成超声波的机械振荡的超声波振子512A、512B；在其中一个接合面513-1A、513-1B上接合超声波振子512A、512B，将来自超声波振子512A、512B的超声波的机械振荡传输到另一个放射面513-2A、513-2B的一种传输构件的喇叭513A、513B。超声波振子512A、512B和喇叭513A、513B的接合类型大体上可分别为两类。第1种接合类型，如图10(B)所示，超声波振子512A通过粘接剂514A被粘接到喇叭513A的接合面512-1A上的粘接型。第2种接合类型，如图11(B)所示，由重叠的2个振子512-1B构成的超声波振子512B通过螺栓514B被紧固到喇叭513B的接合面513-1B上的螺栓紧固型。螺栓紧固型中，在螺栓514B和超声波振子512B之间、振子512-1B之间、超声波振子512B和喇叭513B之间，夹紧有导电性薄板512-2B。粘接型主要用于数百kHz以上的高频率型；螺栓紧固型主要用于100kHz以下低频率型。图12及图13是介绍超声波振荡块特性的图。图14是介绍超声波振荡块的振荡模式的图。图12是将振子粘接到喇叭上的超声波发生装置；图13是使用螺栓将振子固定到喇叭上的超声波发生装置。图12(A)、图13(A)及图14(B)是表示超声波振荡块和超声波振荡的振幅位相位置之间关系的图；图12(B)、图13(B)及图14(A)是表示超声波振荡块的阻抗频率特性的图，其横轴为频率f，纵轴为显示常用对数的阻抗Z。而且，超声波是纵波，但图12(A)、图13(A)及图14(B)中，出于方便，图示为横波。另外，由于(波长λ)＝(音速v)/(频率f)，所以，超声波的波长λ会因传播媒质的音速不同而出现变化。由超声波振子512A、512B、喇叭513A、513B和接合构件构成的超声波振荡块501A、501B的尺寸，如图12(A)及图13(A)所示，设计为喇叭513A、513B的接合面513-1A、513-1B至放射面513-2A、513-2B之间的厚度L1、L3(图10(B)、图11(A))及超声波振荡块501A、501B的整体长度L2、L4(图10(A)、图11(A))，以便驻波的波腹位于超声波振荡块501A、501B的两端面501-1A、501-2A(513-2A)、501-1B、501-2B(513-2B)。而且，接合到喇叭513A、513B状态下的超声波振子512A、512B，如图12(B)及图13(B)所示，具有针对频率f的变化，阻抗Z发生变化的固有阻抗频率特性CA、CB。该阻抗频率特性CA、CB，是一种随着频率f升高，阻抗Z变小，在频率frA、frB下，变成极小ZrA、ZrB，之后，阻抗变大，在频率faA、faB下，变成极大ZaA、ZaB，然后再变小的规范。该规范如图14(A)所示，每次振荡模式时都会重复。该阻抗Z变成极小ZrA、ZrB时的点为谐振点，阻抗Z变成极大ZaA、ZaB的点为反谐振点。在谐振点，由于阻抗Z变成极小ZrA、ZrB，因此，流入超声波振子512A、512B的电流会增加；相反，在反谐振点，由于阻抗Z变成极大ZaA、ZaB，因此，流入超声波振子512A、512B的电流减小。如图14(B)所示，粘接型超声波振荡块501A中的超声波，设计为驻波的波腹位于其两端面501-1A、501-2A(513-2A)，所以，变为半波长λ/2的整数倍的驻波。振荡模式表示超声波振荡块501A中生成的驻波的差异。比如，超声波振荡块501A中生成的驻波为半波长的1倍时的振荡模式为基本模式，超声波振荡块501A中生成的驻波为半波长的3倍时的振荡模式为3倍模式，再有，超声波振荡块501A中生成的驻波为半波长的5倍时的振荡模式为5倍模式。此外，图14通过粘接型超声波振荡块501A介绍了振荡模式。对于螺栓紧固型超声波振荡块501B，其振荡模式也相同。这里，超声波振荡块501A的接合构件为粘接剂514A层，超声波振荡块501B的接合构件为螺栓514B。另外，超声波振荡块501A的一个端面501-1A是与超声波振子512A上的喇叭513A接合的面相对的面(不与喇叭513A接合的面)，另一端面501-2A是喇叭513A的放射面513-2A。位于超声波振荡块501B的一个端面501-1B是与螺栓514B上的超声波振子512B相接面相对的一面(不与超声波振子512B相接)，另一端面501-2B是喇叭513B的放射面513-2B。以上结构的超声波发生装置500A、500B中，驱动部511A、511B生成的电振荡EV被施加到超声波振子512A、512B上，通过超声波振子512A、512B被转换成超声波的机械振荡，然后被从接合面513-1A、513-1B传输到喇叭513A、513B；然后，从喇叭513A、513B的放射面513-2A、513-2B上发射出超声波的机械振荡。上述药剂渗透促进及美容等施以超声波处理的对象O直接或通过水、胶滞体等超声波传播媒介接触喇叭513A、513B的放射面513-2A、513-2B；放射面513-2A、513-2B放射出的超声波被传输到对象物O，用于超声波处理。然后，如图12(B)及图13(B)所示，超声波振荡块501A、501B以谐振点至反谐振点之间的振荡范围RRA、RRB中某一频率f，如驱动频率fdA、fdB控制超声波发生装置500A、500B，使其进行超声波振荡。该超声波发生装置500A、500B的控制方法有，自激振荡方式和他激振荡方式。自激振荡方式，是指通过将超声波振子512A、512B的频率f反馈到驱动部511A、511B，以目标驱动频率fdA、fdB对驱动部511A、511B生成的电振荡EV进行调整，使超声波振子512A、512B振动的方式。他激振荡方式，是指预先对驱动部511A、511B进行设定，使得超声波振子512A、512B生成以目标驱动频率fdA、fdB振荡的电振荡EV的方式。所述自激振荡方式及他激振荡方式，在如特开2002-249153号公报(专利文献1)及特开1999-114000号公报(专利文献2)中已有说明。但是，由于在自激振荡方式下，通过检测超声波振子的阻抗Z来检测超声波振子的频率f，因此，在与含有目标驱动频率fd的振荡模式不同的振荡模式下，可能会对驱动部的电振荡EV作出调整，因此，自激振荡方式中，可能会存在超声波振子以不同于目标驱动频率fd的频率f(错误的频率f)进行振荡的情况。另外，由于是自激振荡，因此，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波发生装置，其特征在于，包括，生成电振荡的驱动部；将上述驱动部生成的上述电振荡转换成超声波的机械振荡的超声波振子；一个面上接合上述超声波振子，将上述超声波振子转换的上述超声波的机械振荡传输到另一个面上的放射面上的传输构件；测定上述超声波振子的阻抗的测定部；基于应传输上述超声波的机械振荡的对象物接触上述传输构件的有负载时上述超声波振子的阻抗频率特性和应传输上述超声波的机械振荡的对象物不接触上述传输构件的无负载时上述超声波振子的阻抗频率特性的交点上的阻抗以及上述测定部测定的阻抗，计算应驱动上述超声波振子的目标驱动频率，控制上述驱动部，使得上述超声波振子以算出的该目标驱动频率振荡的控制部。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：齐田至，布村真人，
申请(专利权)人：松下电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]