JP2003275684A - Ultrasonic generator and ultrasonic beauty instrument using the same - Google Patents
Ultrasonic generator and ultrasonic beauty instrument using the sameInfo
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Landscapes
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波領域での振
動エネルギーを発生させる超音波発生装置、及びこの超
音波発生装置を利用して生体肌表面もしくは生体内の目
的箇所を美容またはマッサージする超音波美容器に関す
る発明である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic wave generator for generating vibrational energy in an ultrasonic wave region, and using this ultrasonic wave generator, beauty treatment or massage of a skin surface of a living body or a target portion in a living body. It is an invention relating to an ultrasonic beauty device.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、超音波発生装置には、図17
に示すように、超音波振動子1に電気振動を供給する駆
動回路2と、上記電気振動を受けて機械振動である超音
波振動を発生させる超音波振動子1と、この超音波振動
子1で発生した超音波振動を増幅して装置外へ放射する
ホーン3とで構成されるようなものがある。そして、こ
の超音波発生装置は、基端部に把持部16を有したプロ
ーブ11の先端部に内装し、有底筒状のホーン3の筒底
面3a外側を超音波放射面9とすると共にこの超音波放
射面9をプローブ11の先端方向に向けるようにして、
超音波美容器に用いられる。この超音波美容器は、プロ
ーブ11の把持部16を持ってホーン3の超音波放射面
9を生体肌等の被美容処理部Cに近づけ、このホーン3
の超音波放射面9から超音波振動を生体肌である被美容
処理部Cに伝達させるようにして使用する。なお、この
例では、生体肌である被美容処理部Cとホーン3の超音
波放射面9との間にジェル等の超音波伝達用媒体18を
介在させ、この超音波伝達用媒体18にてホーン3の超
音波放射面9からの超音波振動を被美容処理部Cに効率
よく伝達させるようにしている。2. Description of the Related Art Conventionally, an ultrasonic wave generator has been shown in FIG.
As shown in FIG. 1, a drive circuit 2 that supplies electric vibration to the ultrasonic vibrator 1, an ultrasonic vibrator 1 that generates ultrasonic vibration that is mechanical vibration upon receiving the electric vibration, and the ultrasonic vibrator 1 And a horn 3 that amplifies the ultrasonic vibration generated in 1 and radiates it outside the device. Then, this ultrasonic wave generator is installed inside the tip of the probe 11 having the grip 16 at the base end, and the outside of the bottom 3a of the bottomed cylindrical horn 3 is used as the ultrasonic radiation surface 9. The ultrasonic wave emitting surface 9 is directed toward the tip of the probe 11,
Used in ultrasonic beauty devices. In this ultrasonic beauty device, the ultrasonic wave emitting surface 9 of the horn 3 is brought close to the cosmetic treatment portion C such as a living body skin by holding the grip portion 16 of the probe 11, and the horn 3
The ultrasonic vibration is transmitted from the ultrasonic wave radiating surface 9 to the cosmetic treatment portion C which is a living body skin. In this example, an ultrasonic wave transmission medium 18 such as a gel is interposed between the cosmetic treatment portion C which is a living body skin and the ultrasonic wave emission surface 9 of the horn 3, and the ultrasonic wave transmission medium 18 is used. The ultrasonic vibrations from the ultrasonic wave emitting surface 9 of the horn 3 are efficiently transmitted to the cosmetic processing section C.
【0003】ところで、上記ホーン3は、図18,19
に示すように、超音波振動子1が貼着されるホーン3の
筒底面3a部分を超音波放射面9と設定し、主にこの超
音波放射面9から超音波振動をホーン3外に放射するよ
うにしたものであるが、実際には、ホーン3の全体部位
で超音波振動が内外に伝播し、該超音波振動による定在
波を発生して振動している(図19)。このように超音
波放射面9以外に伝播する超音波振動は、ときに不要な
寄生振動を発生させ(図18中E部分)、超音波放射面
9からホーン3外に放射する超音波振動の安定放射を阻
害する原因になるものであった。By the way, the horn 3 shown in FIGS.
As shown in FIG. 2, the cylinder bottom surface 3a of the horn 3 to which the ultrasonic transducer 1 is attached is set as the ultrasonic wave emitting surface 9, and the ultrasonic wave emitting surface 9 mainly emits ultrasonic vibration to the outside of the horn 3. However, in reality, ultrasonic vibration propagates inward and outward in the entire region of the horn 3, and a standing wave due to the ultrasonic vibration is generated and vibrates (FIG. 19). In this way, the ultrasonic vibration propagating to other than the ultrasonic wave emitting surface 9 sometimes causes unnecessary parasitic vibration (E portion in FIG. 18), and the ultrasonic vibration of the ultrasonic wave emitted from the ultrasonic wave emitting surface 9 to the outside of the horn 3 is generated. It was a cause of obstructing stable radiation.
【0004】図20には、超音波発生装置のインピーダ
ンス周波数特性を示す。ここで、横軸には駆動回路2の
発振周波数を示し、縦軸には超音波発生装置のインピー
ダンスを示す。この超音波発生装置のインピーダンス周
波数特性は、上記不要な寄生振動が無い場合には、図6
に示すようにインピーダンスが最小となる共振点やイン
ピーダンスが最大となる反共振点を有した特性を備える
ものであるが、上記不要な寄生振動が生じた場合には、
共振点や反共振点やに加えてサブ共振点なるものも有し
た特性を備えることとなる。この不要な寄生振動を生じ
させる超音波発生装置において、たとえば駆動回路2を
自励発振回路で構成したときには、共振点に加えてサブ
共振点で発振してしまう可能性があり、このため、ホー
ン3から肌表面に伝播される超音波振動が安定しない場
合があった。この現象は超音波振動子1に供給する駆動
回路2の電気振動の周波数が高いほど、超音波振動子1
で生ずる超音波振動の波長は短いものとなるため顕著に
現れてしまう。FIG. 20 shows the impedance frequency characteristic of the ultrasonic generator. Here, the horizontal axis represents the oscillation frequency of the drive circuit 2, and the vertical axis represents the impedance of the ultrasonic generator. The impedance frequency characteristic of this ultrasonic generator is as shown in FIG.
As shown in, it has a characteristic having a resonance point where the impedance is minimum and an anti-resonance point where the impedance is maximum, but when the above-mentioned unnecessary parasitic vibration occurs,
In addition to the resonance point and the anti-resonance point, the characteristics having the sub-resonance point are provided. In the ultrasonic wave generator that causes this unnecessary parasitic vibration, for example, when the drive circuit 2 is configured by a self-excited oscillation circuit, oscillation may occur at the sub-resonance point in addition to the resonance point. In some cases, the ultrasonic vibration propagated from No. 3 to the skin surface was not stable. This phenomenon occurs because the higher the frequency of electric vibration of the drive circuit 2 supplied to the ultrasonic vibrator 1, the higher the ultrasonic vibrator 1
Since the wavelength of the ultrasonic vibration generated in 1 becomes short, it appears remarkably.
【0005】ところで近年の超音波美容器では、1MH
zを越える超音波振動を発振させる器具に主流が移りつ
つあり、このような高周波の超音波美容器では上述した
不要な寄生振動の悪影響も無視できないものとなってい
る。By the way, in recent ultrasonic beauty devices, 1 MH
The mainstream is shifting to instruments that oscillate ultrasonic vibrations exceeding z, and the adverse effects of the above-mentioned unnecessary parasitic vibrations cannot be ignored in such high-frequency ultrasonic beauty devices.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかして、不要な寄生
振動の発生を抑えるために、図21に示すように、たと
えばホーン3の幅寸法を小さくして(L2<L1)超音波
作用面積を小さくすることが考えられた。これによる
と、不要な寄生振動の発生を抑えるのに一定の効果を得
ることはできるが、不充分であり、また、超音波を作用
させ得る被美容処理部Cの範囲を狭めることになるの
で、超音波美容器に適用できるものではなかった。However, in order to suppress the generation of unnecessary parasitic vibration, for example, as shown in FIG. 21, the width dimension of the horn 3 is reduced (L 2 <L 1 ) so that the ultrasonic action is generated. It was considered to reduce the area. According to this, although a certain effect can be obtained to suppress the generation of unnecessary parasitic vibration, it is insufficient, and the range of the treated portion C to which the ultrasonic wave can be applied is narrowed. , Was not applicable to ultrasonic beauty devices.
【0007】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、任意の作用面積を維持しながらも、不要な寄生運
動を大幅に抑制または発生させない超音波発生装置、及
びこの超音波発生装置を利用した超音波美容器を提供す
ることを課題とするものである。The present invention has been made in view of the above points, and an ultrasonic generator which does not significantly suppress or generate unnecessary parasitic motion while maintaining an arbitrary working area, and this ultrasonic generator. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic beauty device using the.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係る超音波発生装置は、超音波振動を発生す
る超音波振動子1と、この超音波振動子1を駆動させる
駆動回路2と、この超音波振動子1を接合すると共に超
音波振動子1で生じた超音波振動を外方に放射するホー
ン3とを有し、ホーン3全ての面における超音波振動を
同一形態にする構造にしたことを特徴とする。これによ
ると、ホーン3全体が同時に同じ振動をするため、ホー
ン3での不要な寄生運動の発生を抑えてホーン3内を伝
播する超音波波形の乱れを防止でき、ホーン3からの超
音波振動の安定放射を図ることができる。In order to solve the above-mentioned problems, an ultrasonic generator according to the present invention comprises an ultrasonic vibrator 1 for generating ultrasonic vibration, and a drive circuit for driving the ultrasonic vibrator 1. 2 and a horn 3 that joins the ultrasonic vibrator 1 and radiates the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibrator 1 outward, and makes the ultrasonic vibrations on all surfaces of the horn 3 the same. It is characterized by the structure. According to this, since the entire horn 3 vibrates at the same time at the same time, it is possible to suppress the generation of unnecessary parasitic motion in the horn 3 and prevent the disturbance of the ultrasonic waveform propagating in the horn 3, and the ultrasonic vibration from the horn 3 is generated. The stable radiation of can be achieved.
【0009】また、ホーン3全面の肉厚を均一にしたこ
とも好ましい。これによると、ホーン3全面の肉厚を均
一にするといった簡単な構造で、ホーン3の不要な寄生
運動の発生を抑えてホーン3内で形成される定在波の波
形の乱れをホーン3全体で無くすることができ、ホーン
3からの超音波振動の安定放射を図ることができる。す
なわち、超音波振動の安定放射を図るためにはホーン3
全体で肉厚を均一にすればよいものであるから、ホーン
3を任意の形状・大きさに形成することができる。It is also preferable that the entire thickness of the horn 3 be uniform. According to this, with a simple structure such that the thickness of the entire surface of the horn 3 is uniform, the occurrence of unnecessary parasitic motion of the horn 3 is suppressed, and the disturbance of the waveform of the standing wave formed in the horn 3 is prevented. Therefore, stable radiation of ultrasonic vibration from the horn 3 can be achieved. That is, the horn 3 is used for stable radiation of ultrasonic vibration.
Since it suffices that the wall thickness is made uniform as a whole, the horn 3 can be formed in any shape and size.
【0010】また、ホーン3の肉厚を超音波振動の半波
長の整数倍にしたことも好ましい。これによると、超音
波振動子1で発生した超音波振動がホーン3内を伝播し
たときにホーン3内で形成される定在波を超音波振動の
周波数に合致したものとでき、したがって、ホーン3内
での超音波振動のロスを少なくできて超音波振動の放射
効率を向上させることができる。It is also preferable that the thickness of the horn 3 be an integral multiple of a half wavelength of ultrasonic vibration. According to this, the standing wave formed in the horn 3 when the ultrasonic vibration generated in the ultrasonic vibrator 1 propagates in the horn 3 can be made to match the frequency of the ultrasonic vibration, and therefore the horn It is possible to reduce the loss of the ultrasonic vibration within 3, and to improve the radiation efficiency of the ultrasonic vibration.
【0011】また、接合した超音波振動子1とホーン3
との合計肉厚を超音波振動の半波長の整数倍にしたこと
も好ましい。これによると、超音波振動子1で発生して
ホーン3で共振する超音波振動は超音波振動子1及びホ
ーン3内で定在波を形成するのであるが、この定在波を
超音波振動の周波数に合致したものとでき、したがっ
て、超音波振動子1及びホーン3内での超音波振動のロ
スを少なくできて超音波振動の放射効率を向上させるこ
とができる。Further, the ultrasonic transducer 1 and the horn 3 which are joined together
It is also preferable that the total wall thickness of and is set to an integral multiple of the half wavelength of ultrasonic vibration. According to this, the ultrasonic vibration generated in the ultrasonic vibrator 1 and resonating in the horn 3 forms a standing wave in the ultrasonic vibrator 1 and the horn 3. Therefore, the loss of ultrasonic vibration in the ultrasonic transducer 1 and the horn 3 can be reduced, and the radiation efficiency of ultrasonic vibration can be improved.
【0012】また、駆動回路2が超音波振動子1に電気
振動を供給するものとし、超音波振動子1が上記電気振
動を受けて機械振動である超音波振動を発生するものと
し、超音波振動子1がその厚み方向に縦振動するように
駆動回路2の電気振動の周波数を設定したことも好まし
い。これによると、超音波振動子1で発生した超音波振
動の振動エネルギーをホーン3の外面と略垂直にホーン
3から外方に放射させることができ、超音波振動の放射
効率を向上させることができる。Further, it is assumed that the drive circuit 2 supplies electric vibration to the ultrasonic vibrator 1, and the ultrasonic vibrator 1 receives the electric vibration to generate ultrasonic vibration which is mechanical vibration. It is also preferable to set the frequency of electric vibration of the drive circuit 2 so that the vibrator 1 vertically vibrates in the thickness direction. According to this, the vibration energy of the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibrator 1 can be radiated outward from the horn 3 substantially perpendicular to the outer surface of the horn 3, and the radiation efficiency of the ultrasonic vibration can be improved. it can.
【0013】また、超音波振動子1とホーン3との接合
面が超音波振動による定在波の腹平面Aに略一致するよ
うにしたことも好ましい。超音波振動による定在波は腹
平面Aでの応力が極小になる性質を有しているので、上
述したように腹平面Aで超音波振動子1とホーン3とを
接合させると、接合した超音波振動子1とホーン3とが
剥離してしまう恐れを低減することができる。It is also preferable that the joint surface between the ultrasonic transducer 1 and the horn 3 is substantially aligned with the antinode plane A of the standing wave due to ultrasonic vibration. Since the standing wave due to ultrasonic vibration has a property that the stress on the antinode plane A is minimized, when the ultrasonic transducer 1 and the horn 3 are joined on the antinode plane A as described above, they are joined. It is possible to reduce the risk that the ultrasonic transducer 1 and the horn 3 are separated.
【0014】また、超音波振動子1のホーン3との接合
面1aと、この接合面1aと反対側の開放面1bとにそ
れぞれ電極4,5を設け、上記接合面1aに設けた一方
の電極4に超音波振動子1の外周縁1cを経由して上記
開放面1bに至る折り返し部6を設け、駆動回路2に接
続されたリード線7を上記開放面1bに設けた他方の電
極5と一方の電極4の折り返し部6とにそれぞれ接続し
たことも好ましい。これによると、超音波振動子1の厚
み方向の一端面を接合面1aとしてホーン3に接合した
状態で超音波振動子1の厚み方向に電界を印加させる場
合に、接合面1aに設けた一方の電極4に超音波振動子
1の外周縁1cを経由して開放面1bに至る折り返し部
6を設けると共にこの折り返し部6にリード線7を接続
することで、超音波振動子1の両電極4,5へのリード
線7の接続が超音波振動子1の開放面1bのみで行うこ
とができ、つまり配線スペースの確保が難しい超音波振
動子1の接合面1aにリード線7を配線しないで済む構
造にできて超音波発生装置の構造の簡略化を図ることが
できる。Further, electrodes 4 and 5 are provided on a joint surface 1a of the ultrasonic transducer 1 with the horn 3 and an open surface 1b opposite to the joint surface 1a, and one of the electrodes is provided on the joint surface 1a. The electrode 4 is provided with a folded-back portion 6 reaching the open surface 1b via the outer peripheral edge 1c of the ultrasonic transducer 1, and the lead wire 7 connected to the drive circuit 2 is provided on the open surface 1b. It is also preferable to connect to the folded-back portion 6 of one of the electrodes 4, respectively. According to this, when the electric field is applied in the thickness direction of the ultrasonic transducer 1 in a state where one end surface in the thickness direction of the ultrasonic transducer 1 is joined to the horn 3 as the joining surface 1a, one provided on the joining surface 1a. By providing the electrode 4 with a folded-back portion 6 reaching the open surface 1b via the outer peripheral edge 1c of the ultrasonic transducer 1, and connecting the lead wire 7 to the folded-back portion 6, both electrodes of the ultrasonic transducer 1 are formed. The lead wires 7 can be connected to the wires 4 and 5 only on the open surface 1b of the ultrasonic vibrator 1, that is, the lead wire 7 is not wired on the bonding surface 1a of the ultrasonic vibrator 1 where it is difficult to secure a wiring space. Therefore, the structure of the ultrasonic generator can be simplified.
【0015】また、導電性を備えたホーン3を一方の電
極4とし、このホーン3に接合した超音波振動子1の接
合面1aと反対側の開放面1bに他方の電極5を設け、
駆動回路2に接続したリード線7を上記各電極4,5に
接続したことも好ましい。これによると、超音波振動子
1の厚み方向の一端面を接合面1aとしてホーン3に接
合した状態で超音波振動子1の厚み方向に電界を印加さ
せる場合に、ホーン3自体に導電性を持たせて電極4と
することで、超音波振動子1へのリード線7の接続が開
放面1bにある電極5のみで済み、配線スペースの確保
が難しい超音波振動子1の接合面1aにリード線7を配
線しないで済む構造にできて超音波発生装置の構造の簡
略化を図ることができる。Further, the horn 3 having conductivity is used as one electrode 4, and the other electrode 5 is provided on the open surface 1b opposite to the bonding surface 1a of the ultrasonic transducer 1 bonded to this horn 3,
It is also preferable that the lead wire 7 connected to the drive circuit 2 is connected to each of the electrodes 4 and 5. According to this, when an electric field is applied in the thickness direction of the ultrasonic vibrator 1 in a state where one end face in the thickness direction of the ultrasonic vibrator 1 is bonded to the horn 3 as the bonding surface 1a, conductivity is applied to the horn 3 itself. Since the electrode 4 is provided, the connection of the lead wire 7 to the ultrasonic transducer 1 is limited to the electrode 5 on the open surface 1b, and it is difficult to secure a wiring space on the bonding surface 1a of the ultrasonic transducer 1. The lead wire 7 need not be wired, and the structure of the ultrasonic wave generator can be simplified.
【0016】また、リード線7と超音波振動子1に備え
た電極4,5との接続部を超音波振動子1の外周部近傍
に位置したことも好ましい。これによると、超音波振動
子1の外周部は中央部分に比べて振動しない部分であ
り、この超音波振動子1の外周部近傍でリード線7と超
音波振動子1に備えた電極4,5との接続をしたこと
で、超音波振動子1の振動によるリード線7と電極4,
5との接続部への影響を小さくできてリード線7と電極
4,5との接続、ひいては超音波発生装置の耐久強度の
向上を図ることができる。It is also preferable that the connection between the lead wire 7 and the electrodes 4 and 5 provided on the ultrasonic oscillator 1 is located near the outer peripheral portion of the ultrasonic oscillator 1. According to this, the outer peripheral portion of the ultrasonic transducer 1 is a portion that does not vibrate as compared with the central portion, and the lead wire 7 and the electrodes 4 provided on the ultrasonic transducer 1 near the outer peripheral portion of the ultrasonic transducer 1. The connection with the lead wire 7 and the electrode 4 due to the vibration of the ultrasonic vibrator 1
It is possible to reduce the influence on the connection portion with 5, and to improve the connection between the lead wire 7 and the electrodes 4 and 5, and consequently the durability strength of the ultrasonic generator.
【0017】また、超音波振動子1をホーン3に向って
押圧固定する支持部材8を備えたことも好ましい。これ
によると、超音波振動子1で発生した超音波振動をホー
ン3側に集中して作用させることができ、超音波発生装
置の効率を向上させることができる。It is also preferable to provide a support member 8 for pressing and fixing the ultrasonic transducer 1 toward the horn 3. According to this, the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibrator 1 can be concentrated and acted on the horn 3 side, and the efficiency of the ultrasonic generator can be improved.
【0018】また、ホーン3を有底筒形状に形成し、超
音波振動の放射部位である超音波放射面9をホーン3の
筒底面に設けると共に、この超音波放射面9を平板状に
形成したことも好ましい。これによると、有底筒状のホ
ーン3における開口縁部分はハウジング等で保持し易い
形状であるから超音波発生装置を各種機器に容易に内装
させることができ、また、ホーン3の筒底面3aの超音
波放射面9は見た目にも位置が分かり易く超音波発生装
置の使い勝手の向上を図ることができ、更に、この超音
波放射面9は平面状であるからホーン3外に放射される
超音波振動の均一性を高めることができるのである。Further, the horn 3 is formed in a cylindrical shape with a bottom, and an ultrasonic wave emitting surface 9 which is a portion for radiating ultrasonic vibration is provided on the cylinder bottom surface of the horn 3, and the ultrasonic wave emitting surface 9 is formed in a flat plate shape. It is also preferable that According to this, since the opening edge portion of the bottomed tubular horn 3 has a shape that can be easily held by a housing or the like, the ultrasonic generator can be easily incorporated in various devices, and the bottom surface 3a of the horn 3 can be easily incorporated. The position of the ultrasonic wave emitting surface 9 is easy to see and the usability of the ultrasonic wave generating device can be improved. Furthermore, since the ultrasonic wave emitting surface 9 is flat, it is emitted to the outside of the horn 3. The uniformity of sound wave vibration can be improved.
【0019】また、超音波振動子1をホーン3の筒底面
3aに接合すると共に、超音波振動子1の振動中心Bと
ホーン3の超音波放射面9の中心位置とを略一致させた
ことも好ましい。これによると、超音波振動子1の最大
振動点である振動中心Bをホーン3の超音波放射面9の
中心位置に位置できて、ホーン3から超音波振動の放射
を効率よく行わせることができる。The ultrasonic oscillator 1 is joined to the bottom surface 3a of the horn 3, and the vibration center B of the ultrasonic oscillator 1 and the center position of the ultrasonic wave emitting surface 9 of the horn 3 are substantially aligned with each other. Is also preferable. According to this, the vibration center B, which is the maximum vibration point of the ultrasonic transducer 1, can be located at the center position of the ultrasonic radiation surface 9 of the horn 3, and the ultrasonic vibration can be efficiently emitted from the horn 3. it can.
【0020】また、有底筒状のホーン3の筒内空間に、
ホーン3及び超音波振動子1の材質と異なる音響インピ
ーダンスを有する吸音体10が充填されたことも好まし
い。これによると、超音波振動子1で発生した超音波振
動の指向性を規制することができ、つまり不要な方向へ
の超音波振動の伝播を吸音体10によって消すことがで
き、超音波発生装置の機能向上を図ることができる。Further, in the space inside the cylinder of the bottomed cylindrical horn 3,
It is also preferable that the sound absorber 10 having an acoustic impedance different from that of the material of the horn 3 and the ultrasonic transducer 1 is filled. According to this, the directivity of the ultrasonic vibration generated in the ultrasonic transducer 1 can be regulated, that is, the propagation of the ultrasonic vibration in an unnecessary direction can be extinguished by the sound absorbing body 10, and the ultrasonic generator The function of can be improved.
【0021】また、吸音体10をゴムで構成したことも
好ましい。これによると、入手や形成・加工が容易で且
つ安価であるゴムを吸音体10に用いたことで、超音波
発生装置のコストの低減化を図ることができる。It is also preferable that the sound absorber 10 is made of rubber. According to this, the cost of the ultrasonic wave generation device can be reduced by using rubber for the sound absorber 10 that is easy to obtain, form and process and is inexpensive.
【0022】また、ホーン3が軽金属または軽合金から
構成されたことも好ましい。これによると、外力負荷に
対するホーン3の強度向上が図られ、ひいては超音波発
生装置の強度向上を図ることができる。It is also preferable that the horn 3 is made of light metal or light alloy. According to this, the strength of the horn 3 with respect to an external force load can be improved, and thus the strength of the ultrasonic generator can be improved.
【0023】また、軽金属または軽合金で構成したホー
ン3の外側面に光沢表面処理を施したことも好ましい。
これによると、ホーン3、ひいては超音波発生装置の外
観の向上を図ることができるのである。It is also preferable that the outer surface of the horn 3 made of light metal or light alloy is subjected to a glossy surface treatment.
According to this, it is possible to improve the appearance of the horn 3, and by extension, the ultrasonic generator.
【0024】また、上述した超音波発生装置をプローブ
11の先端部分に備えて超音波美容器を構成したことも
好ましい。これによると、超音波振動の安定発生を確保
した超音波美容器を提供することができる。It is also preferable that the ultrasonic wave generator is provided with the above-mentioned ultrasonic wave generator at the tip portion of the probe 11. According to this, it is possible to provide an ultrasonic beauty device in which stable generation of ultrasonic vibration is ensured.
【0025】[0025]
【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に示す実
施形態に基づいて説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below based on the embodiments shown in the accompanying drawings.
【0026】超音波発生装置は、図1に示すように、超
音波振動子1に電気振動を供給する駆動回路2と、この
電気振動を受けて機械振動である超音波振動を発生する
超音波振動子1と、この超音波振動子1を接合すると共
に超音波振動子1で生じた超音波振動を外方に放射する
ホーン3とで構成されたものである(なお、図1(a)
では、超音波発生装置を用いた超音波美容器を示してい
る)。超音波振動子1は電極としての機能を備える伝導
性金属シートの間に圧電素子または磁歪素子を組み込ん
で円盤状に形成され、駆動回路2は超音波振動子1の電
極4,5に電気振動を供給する電気回路から構成されて
いる。そして、超音波振動子1は圧電素子または磁歪素
子を駆動源として駆動回路2の供給する電気振動を機械
振動に変換して超音波振動を発生させる。また、ホーン
3は有底筒状のキャップ形状に形成されたもので、その
筒底面3a内側に超音波振動子1を貼着接合し、筒底面
3a外側を超音波放射面9としている。ここで、超音波
放射面9とは超音波振動をホーン3から目標に向けて放
射する部位である。このホーン3は、図2に示すよう
に、超音波振動子1で発生した超音波振動に共振し、こ
の超音波振動を増幅させ、超音波放射面9からホーン3
外方に超音波振動を放射させる。つまり、図2(a)の
矢印に示すように、超音波振動子1で発生してホーン3
で共振する超音波振動は超音波振動子1の厚み方向に縦
振動をすると、微視的に見て、図2(b)のように超音
波振動子及びホーンが収縮したり、図2(c)のように
超音波振動子及びホーンが膨張したりする。また、図面
では振動の振幅を便宜のために本来の縦波を横波に変換
して示していると共に、振動の伝播方向を矢印の方向で
示している。As shown in FIG. 1, the ultrasonic wave generator includes a drive circuit 2 for supplying electric vibrations to an ultrasonic vibrator 1 and ultrasonic waves for receiving the electric vibrations and generating ultrasonic vibrations which are mechanical vibrations. The vibrator 1 and the horn 3 that joins the ultrasonic vibrator 1 and radiates the ultrasonic vibration generated in the ultrasonic vibrator 1 to the outside (refer to FIG. 1A).
Then, the ultrasonic beauty device using the ultrasonic generator is shown). The ultrasonic oscillator 1 is formed into a disk shape by incorporating a piezoelectric element or a magnetostrictive element between conductive metal sheets having a function as electrodes, and the drive circuit 2 causes the electrodes 4 and 5 of the ultrasonic oscillator 1 to electrically vibrate. It is composed of an electric circuit for supplying. Then, the ultrasonic vibrator 1 converts the electric vibrations supplied from the driving circuit 2 into mechanical vibrations by using the piezoelectric element or the magnetostrictive element as a driving source to generate ultrasonic vibrations. Further, the horn 3 is formed in the shape of a cap with a bottomed cylindrical shape, and the ultrasonic transducer 1 is attached and bonded inside the cylindrical bottom surface 3a, and the outside of the cylindrical bottom surface 3a serves as the ultrasonic wave emitting surface 9. Here, the ultrasonic wave emitting surface 9 is a portion for emitting ultrasonic vibration from the horn 3 toward the target. As shown in FIG. 2, the horn 3 resonates with the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibrator 1, amplifies the ultrasonic vibration, and the ultrasonic wave emitting surface 9 causes the horn 3 to move.
Ultrasonic vibration is radiated outward. That is, as shown by the arrow in FIG. 2A, the horn 3 is generated by the ultrasonic transducer 1.
When the ultrasonic vibration resonating with is longitudinally vibrated in the thickness direction of the ultrasonic vibrator 1, microscopically, the ultrasonic vibrator and the horn contract as shown in FIG. The ultrasonic transducer and the horn expand as in c). Further, in the drawings, the amplitude of the vibration is shown by converting the original longitudinal wave into the transverse wave for convenience, and the propagation direction of the vibration is shown by the direction of the arrow.
【0027】上述した構成を有する本例の超音波発生装
置では、まず、ホーン3の形状に特徴を有している。つ
まり、ホーン3全面の肉厚を均一にしている[図1
(c)中T]。超音波振動子1で発生した超音波振動
は、ホーン3内を厚み方向に伝播してホーン3外に放射
されるが、このときホーン3内には定在波が生じる。上
述したようにホーン3全面の肉厚を均一にすると、図3
に示すように、ホーン3内で形成される定在波の波形を
ホーン3全面で一定にすることができるのである。すな
わち、全面の肉厚を均一にしたホーン3は、そのホーン
3内での不要な寄生運動の発生を抑えたものであり、ホ
ーン3内で形成される定在波の波形の乱れが無くなり、
ホーン3の超音波放射面9からの超音波振動の安定放射
が図られているのである。このように、超音波振動の安
定放射を図るためにはホーン3全面で肉厚を均一にすれ
ばよいものであって、したがって、ホーン3を任意の形
状・大きさに形成することができる。たとえばホーン3
の超音波放射面9を大きく形成すると、超音波振動を広
範囲に安定放射させ得る超音波発生装置が得られるので
ある。The ultrasonic wave generator of this example having the above-mentioned structure is characterized by the shape of the horn 3. That is, the thickness of the entire surface of the horn 3 is made uniform [Fig. 1
(C) Medium T]. The ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibrator 1 propagates in the horn 3 in the thickness direction and is radiated to the outside of the horn 3. At this time, a standing wave is generated in the horn 3. When the wall thickness of the entire surface of the horn 3 is made uniform as described above,
As shown in FIG. 4, the waveform of the standing wave formed in the horn 3 can be made constant over the entire surface of the horn 3. That is, the horn 3 having a uniform thickness on the entire surface suppresses the generation of unnecessary parasitic movement in the horn 3, and the disturbance of the waveform of the standing wave formed in the horn 3 is eliminated.
Stable radiation of ultrasonic vibrations is achieved from the ultrasonic radiation surface 9 of the horn 3. As described above, in order to achieve stable radiation of ultrasonic vibrations, it is sufficient to make the thickness of the entire surface of the horn 3 uniform. Therefore, the horn 3 can be formed in any shape and size. For example, horn 3
By forming the ultrasonic wave emitting surface 9 of (1) to be large, an ultrasonic wave generating device capable of stably emitting ultrasonic vibration in a wide range is obtained.
【0028】このように本例の超音波発生装置では、ホ
ーン3全体の肉厚を均一にし、ホーン3の不要な寄生運
動の発生が抑えられているので、超音波発生装置のイン
ピーダンス周波数特性は図6のようになる。つまり、超
音波発生装置のインピーダンス周波数特性のインピーダ
ンスが最小となる共振点とインピーダンスが最大となる
反共振点との間には、ホーン3の不要な寄生運動が原因
のサブ共振点が生じないのである。しかして、駆動回路
2を自励発振回路で構成したときにも、従来問題であっ
たサブ共振点で駆動回路2が発振してしまうようなこと
はなく、駆動回路2の安定化を図ることができ、つまり
ホーン3から放射される超音波振動の安定性を向上させ
ることができるのである。As described above, in the ultrasonic wave generator of the present embodiment, since the thickness of the entire horn 3 is made uniform and the generation of unnecessary parasitic movement of the horn 3 is suppressed, the impedance frequency characteristic of the ultrasonic wave generator is It becomes like FIG. That is, a sub-resonance point due to unnecessary parasitic movement of the horn 3 does not occur between the resonance point where the impedance of the impedance frequency characteristic of the ultrasonic wave generator is the minimum and the anti-resonance point where the impedance is the maximum. is there. Therefore, even when the drive circuit 2 is configured by a self-excited oscillation circuit, the drive circuit 2 does not oscillate at the sub-resonance point, which is a conventional problem, and the drive circuit 2 is stabilized. That is, the stability of ultrasonic vibrations emitted from the horn 3 can be improved.
【0029】なお、本例の超音波発生装置では、図3に
示すように、ホーン3全体の均一な肉厚を超音波振動の
半波長の整数倍になるように形成している。このように
することで、ホーン3内で形成される定在波が超音波振
動の周波数に合致したものとでき、ホーン3内での超音
波振動のロスを少なくして超音波振動の放射効率の向上
が図られている。In the ultrasonic generator of this example, as shown in FIG. 3, the uniform thickness of the entire horn 3 is formed so as to be an integral multiple of a half wavelength of ultrasonic vibration. By doing so, the standing wave formed in the horn 3 can be made to match the frequency of the ultrasonic vibration, the loss of the ultrasonic vibration in the horn 3 can be reduced, and the radiation efficiency of the ultrasonic vibration can be reduced. Is being improved.
【0030】また、本例の超音波発生装置では、超音波
振動子1とホーン3との接合部分の構造にも特徴を有し
ている。つまり、ホーン3に接合した超音波振動子1と
ホーン3との合計肉厚を超音波振動の半波長の整数倍に
している(図4)。ホーン3と超音波振動子1とが積層
して接合した部分では、ホーン3内のみならず超音波振
動子1にも連続した定在波が生じるのであるが、上述し
たようにホーン3と超音波振動子1との合計肉厚を超音
波振動の半波長の整数倍にしたことで、超音波振動子1
及びホーン3内で形成される定在波が超音波振動の周波
数に合致したものとでき、超音波振動子1及びホーン3
内での超音波振動のロスを少なくして超音波振動の放射
効率の向上が図られている。図4では、例として、ホー
ン3と超音波振動子1との合計肉厚が超音波振動の半波
長の1倍及び5倍の場合を示している。なお、このとき
には、図5,6に示すように、超音波振動子1とホーン
3の接合面1aが超音波振動による定在波の腹平面Aに
略一致させることが好ましい。定在波の腹部(図6)は
応力が極小になる部位である。この腹平面Aで超音波振
動子1とホーン3とを接合させることで、接合した超音
波振動子1とホーン3とが剥離する恐れを低減させるこ
とができ、超音波発生装置の耐久性能の向上を図ること
ができるのである。In addition, the ultrasonic wave generator of this embodiment is also characterized by the structure of the joint portion between the ultrasonic vibrator 1 and the horn 3. That is, the total thickness of the ultrasonic transducer 1 and the horn 3 joined to the horn 3 is an integral multiple of a half wavelength of ultrasonic vibration (FIG. 4). At the portion where the horn 3 and the ultrasonic transducer 1 are laminated and joined, a continuous standing wave is generated not only inside the horn 3 but also in the ultrasonic transducer 1. The total thickness of the ultrasonic transducer 1 and the ultrasonic transducer 1 is set to be an integral multiple of a half wavelength of the ultrasonic vibration.
The standing wave formed in the horn 3 and the horn 3 can match the frequency of the ultrasonic vibration.
The radiation efficiency of ultrasonic vibration is improved by reducing the loss of ultrasonic vibration in the inside. In FIG. 4, as an example, the case where the total thickness of the horn 3 and the ultrasonic transducer 1 is 1 and 5 times the half wavelength of ultrasonic vibration is shown. At this time, as shown in FIGS. 5 and 6, it is preferable that the joint surface 1a between the ultrasonic transducer 1 and the horn 3 is substantially aligned with the antinode plane A of the standing wave due to ultrasonic vibration. The abdomen of the standing wave (FIG. 6) is the site where the stress is minimal. By joining the ultrasonic transducer 1 and the horn 3 on the belly plane A, it is possible to reduce the risk that the joined ultrasonic transducer 1 and the horn 3 are separated from each other, and to improve the durability of the ultrasonic generator. It is possible to improve.
【0031】なお、超音波振動子1とホーン3とを接合
した状態では、超音波振動子1の振動中心Bとホーン3
の超音波放射面9の中心位置とが略一致にされている。
これにより、超音波振動子1の最大振動点である振動中
心Bがホーン3の超音波放射面9の中心位置に位置し、
超音波振動の放射効率の向上が図られているのである。When the ultrasonic vibrator 1 and the horn 3 are joined together, the vibration center B of the ultrasonic vibrator 1 and the horn 3 are joined together.
The center position of the ultrasonic wave emitting surface 9 of is substantially matched.
As a result, the vibration center B, which is the maximum vibration point of the ultrasonic transducer 1, is located at the center position of the ultrasonic wave emitting surface 9 of the horn 3,
The radiation efficiency of ultrasonic vibration is improved.
【0032】また、本例の超音波発生装置では、超音波
振動子1に設ける電極4,5にも特徴を有している。図
7乃至図9には超音波振動子1の電極4,5の例を示
す。駆動回路2に接続されたリード線7を接続する超音
波振動子1の電極4,5は、円盤状の超音波振動子1に
おける厚み方向の両端面にそれぞれ備えられている。こ
こで、この厚み方向の両端面のうち一方の面はホーン3
との接合面1aを構成するが、この接合面1aと反対側
の超音波振動子1の面は開放面1bと称する。接合面1
aにある一方の電極4には、超音波振動子1の外周縁1
cを経由すると共に超音波振動子1の開放面1bに至る
折り返し部6が設けられ、一方、開放面1bにある他方
の電極5には上記折り返し部6を接触させないようにす
る切欠部12が形成されている。図7の例では、折り返
し部6は一方の電極4の外周縁の一部分から延出されて
おり、切欠部12は他方の電極5の外周縁の一部に形成
されている。また、図8の例では、折り返し部6は一方
の電極4の外周縁の90°ずつずらした位置である4箇
所から延出されており、切欠部12は他方の電極5の外
周縁の上記折り返し部6に対応する位置の4箇所に形成
されている。また、図9の例では、折り返し部6は一方
の電極4の外周縁の全部分から延出されており、切欠部
12は他方の電極5の外径を小さくするようにその外周
縁の全周に亙って形成されている。Further, the ultrasonic wave generator of this embodiment is also characterized by the electrodes 4 and 5 provided on the ultrasonic vibrator 1. 7 to 9 show examples of the electrodes 4 and 5 of the ultrasonic transducer 1. The electrodes 4 and 5 of the ultrasonic transducer 1 for connecting the lead wire 7 connected to the drive circuit 2 are provided on both end faces in the thickness direction of the disc-shaped ultrasonic transducer 1. Here, one of the both end faces in the thickness direction is the horn 3
The surface of the ultrasonic transducer 1 on the opposite side of the joint surface 1a is referred to as an open surface 1b. Bonding surface 1
The outer peripheral edge 1 of the ultrasonic transducer 1 is attached to the one electrode 4 located at a.
The folded-back portion 6 is provided so as to reach the open surface 1b of the ultrasonic transducer 1 via c, while the notch 12 for preventing the folded-back portion 6 from contacting the other electrode 5 on the open surface 1b. Has been formed. In the example of FIG. 7, the folded portion 6 extends from a part of the outer peripheral edge of the one electrode 4, and the notch 12 is formed in a part of the outer peripheral edge of the other electrode 5. Further, in the example of FIG. 8, the folded-back portion 6 extends from four positions which are shifted by 90 ° from the outer peripheral edge of the one electrode 4, and the cutout portion 12 has the above-described outer peripheral edge of the other electrode 5. It is formed at four positions corresponding to the folded-back portion 6. In addition, in the example of FIG. 9, the folded-back portion 6 extends from the entire outer peripheral edge of the one electrode 4, and the cutout portion 12 reduces the outer diameter of the other electrode 5 to the entire outer peripheral edge. It is formed over.
【0033】上述した折り返し部6の先端部分は他方の
電極5と共に超音波振動子1の開放面1b上に位置する
のであるが、この折り返し部6の先端部分及び他方の電
極5にはそれぞれ駆動回路2から延出したリード線7が
接続される。つまり、リード線7は超音波振動子1の開
放面1bにおいて両電極4,5と接続するが、超音波振
動子1の厚み方向に電界を印加させることができるので
ある。このように超音波振動子1の両電極4,5へのリ
ード線7の接続が超音波振動子1の開放面1bのみで行
われることで、配線スペースの確保が難しい超音波振動
子1の接合面1aにリード線7を配線しないで済む構造
になり、超音波発生装置の構造の簡略化が図られている
のである。なお、図8,9の例の超音波振動子1では、
円盤中心が最大振動点である振動中心Bを構成するの
で、超音波振動子1の振動中心Bとホーン3の超音波放
射面9の中心位置とを一致させ易いといった利点も有し
ている。The tip portion of the folded portion 6 described above is located on the open surface 1b of the ultrasonic transducer 1 together with the other electrode 5, and the tip portion of the folded portion 6 and the other electrode 5 are respectively driven. The lead wire 7 extending from the circuit 2 is connected. That is, although the lead wire 7 is connected to both electrodes 4 and 5 on the open surface 1b of the ultrasonic vibrator 1, an electric field can be applied in the thickness direction of the ultrasonic vibrator 1. In this way, since the lead wires 7 are connected to both electrodes 4 and 5 of the ultrasonic vibrator 1 only at the open surface 1b of the ultrasonic vibrator 1, it is difficult to secure a wiring space. The structure does not require wiring of the lead wire 7 on the joint surface 1a, which simplifies the structure of the ultrasonic wave generator. In addition, in the ultrasonic transducer 1 of the examples of FIGS.
Since the center of the disk constitutes the vibration center B which is the maximum vibration point, there is also an advantage that the vibration center B of the ultrasonic transducer 1 and the center position of the ultrasonic radiation surface 9 of the horn 3 can be easily matched.
【0034】また、図10及び図11には、超音波振動
子1の電極4,5の他例を示す。この例は、ホーン3と
超音波振動子1との接触部分を超音波振動子1の接合面
1aのみにし、このホーン3に導電性を備えさせると共
にリード線7を接続して、このホーン3を一方の電極4
として利用するようにした例である。なお、超音波振動
子1の開放面1bには他方の電極5が備えられており、
この他方の電極5にもリード線7が接続される。一方の
電極4とされるホーン3は超音波振動子1の接合面1a
で接合されており、上述したように超音波振動子1の開
放面1bには他方の電極5が備えられているので、超音
波振動子1の厚み方向に電界を印加させることができ
る。この例にあっても、配線スペースの確保が難しい超
音波振動子1の接合面1aにリード線7を配線しないで
済む構造にでき、超音波発生装置の構造の簡略化を図る
ことができる。なお、図10にはリード線7のホーン3
への接続が半田付け等により為されたものを示し、図1
1にはリード線7のホーン3への接続が接続具17を介
して行われ、組立て性や接続強度が高められたものを示
す。なお、図10,11の例のように、ホーン3が一方
の電極4として機能すると共に、超音波振動子1の開放
面1bに他方の電極5を備えたものにあっては、超音波
振動子1の円盤中心が最大振動点である振動中心Bを構
成するので、超音波振動子1の振動中心Bとホーン3の
超音波放射面9の中心位置とを一致させ易いといった利
点も有している。10 and 11 show another example of the electrodes 4 and 5 of the ultrasonic transducer 1. In this example, the contact portion between the horn 3 and the ultrasonic oscillator 1 is only the joint surface 1a of the ultrasonic oscillator 1, the horn 3 is provided with conductivity, and the lead wire 7 is connected to the horn 3. One electrode 4
This is an example of using as. The open surface 1b of the ultrasonic transducer 1 is provided with the other electrode 5,
The lead wire 7 is also connected to the other electrode 5. The horn 3 serving as one of the electrodes 4 is a joint surface 1 a of the ultrasonic transducer 1.
Since the open surface 1b of the ultrasonic vibrator 1 is provided with the other electrode 5 as described above, an electric field can be applied in the thickness direction of the ultrasonic vibrator 1. Even in this example, it is possible to provide a structure in which the lead wire 7 does not have to be provided on the joint surface 1a of the ultrasonic transducer 1 in which it is difficult to secure a wiring space, and the structure of the ultrasonic generator can be simplified. In FIG. 10, the horn 3 of the lead wire 7 is shown.
Fig. 1 shows that the connection to the
Reference numeral 1 shows a lead wire 7 connected to the horn 3 through a connecting tool 17 to enhance the assembling property and the connection strength. In the case where the horn 3 functions as the one electrode 4 and the open surface 1b of the ultrasonic transducer 1 is provided with the other electrode 5 as in the examples of FIGS. Since the disk center of the child 1 constitutes the vibration center B which is the maximum vibration point, there is also an advantage that the vibration center B of the ultrasonic transducer 1 and the center position of the ultrasonic radiation surface 9 of the horn 3 can be easily matched. ing.
【0035】なお、上述した超音波振動子1に備えた電
極4,5とリード線7との接続にあっては、この電極
4,5とリード線7との接続部分が超音波振動子1の外
周部近傍に位置することが好ましい。これは超音波振動
子1の外周部は中央部分に比べて振動が少ない部分であ
るから、超音波振動子1の超音波振動によるリード線7
と電極4,5との接続部分への影響を小さくできるので
あって、したがってリード線7と電極4,5との接続の
耐久強度の向上を図ることができる。In the connection between the electrodes 4 and 5 and the lead wire 7 provided in the ultrasonic vibrator 1 described above, the connecting portion between the electrodes 4 and 5 and the lead wire 7 is the ultrasonic vibrator 1. It is preferable to be located in the vicinity of the outer peripheral portion. This is because the outer peripheral portion of the ultrasonic transducer 1 is a portion where the vibration is less than the central portion, so that the lead wire 7 due to the ultrasonic vibration of the ultrasonic transducer 1 is used.
Since it is possible to reduce the influence on the connection portion between the electrodes 4 and 5, the durability strength of the connection between the lead wire 7 and the electrodes 4 and 5 can be improved.
【0036】また、本例の超音波発生装置では、超音波
振動子1のホーン3への接合構造にも特徴を有してい
る。図12には、ホーン3の筒底面3a内側に対向する
部位とホーン3の筒底面3a内側との間に支持部材8を
架設し、超音波振動子1がホーン3の筒底面3a内側に
向って押圧されて固定された例を示す。このように超音
波振動子1がホーン3に押圧固定されたことで、超音波
振動子1で発生した超音波振動をホーン3側に集中して
作用させることができ、超音波発生装置の効率の向上が
図られているのである。The ultrasonic generator of this example is also characterized by the structure of joining the ultrasonic vibrator 1 to the horn 3. In FIG. 12, a support member 8 is installed between a portion of the horn 3 that faces the inside of the bottom surface 3 a of the horn and the inside of the bottom surface 3 a of the horn 3, and the ultrasonic transducer 1 faces the inside of the bottom surface 3 a of the horn 3. An example of being pressed and fixed is shown. Since the ultrasonic oscillator 1 is pressed and fixed to the horn 3 in this way, the ultrasonic vibration generated in the ultrasonic oscillator 1 can be concentrated and acted on the horn 3 side, and the efficiency of the ultrasonic generator is improved. Is being improved.
【0037】また、図13に示すように、ホーン3及び
超音波振動子1の材質と異なる音響インピーダンスを有
する吸音体10を、有底筒状のホーン3の筒内空間に充
填することも好ましい。ここで、上記筒内空間とは、筒
底面3aと、この筒底面3aの外端部から立ち上がる筒
側面3bとで囲まれる空間である。これによると、吸音
体10によって超音波振動子1で発生した超音波振動の
指向性を規制することができ、つまり不要な方向への超
音波振動の伝播を吸音体10によって消すことができる
ことから超音波発生装置の機能向上を図ることができる
のである。なお、この吸音体10はゴムで構成すること
が好ましい。ゴムは入手や形成・加工が容易で且つ安価
であり、超音波発生装置のコストの低減化を図ることが
できるのである。Further, as shown in FIG. 13, it is also preferable to fill the in-cylinder space of the bottomed cylindrical horn 3 with a sound absorber 10 having an acoustic impedance different from the material of the horn 3 and the ultrasonic transducer 1. . Here, the in-cylinder space is a space surrounded by a cylinder bottom surface 3a and a cylinder side surface 3b rising from an outer end portion of the cylinder bottom surface 3a. According to this, since the sound absorbing body 10 can regulate the directivity of the ultrasonic vibration generated in the ultrasonic transducer 1, that is, the sound absorbing body 10 can eliminate the propagation of the ultrasonic vibration in an unnecessary direction. The function of the ultrasonic generator can be improved. The sound absorbing body 10 is preferably made of rubber. Rubber is easy to obtain, is easy to form and process, and is inexpensive, so that the cost of the ultrasonic generator can be reduced.
【0038】なお、本例の超音波発生装置のホーン3は
有底筒状に形成されているが、これによるとホーン3の
開口縁部分がハウジング等で保持し易い形状になること
から、超音波発生装置を各種機器に容易に装着させ得る
ようされている。また、有底筒状のホーン3の筒底面3
a外側を平面状にして超音波放射面9としているが、こ
れによると、見た目にも超音波放射面9の位置が分かり
易くなって超音波発生装置の使い勝手の向上が図られる
と共に、平面状の超音波放射面9で放射される超音波振
動は均一性が高められることから、超音波振動の安定放
射が図られているのである。ここで、上記ホーン3は、
アルミニウムやアルミニウム合金、チタン合金等の軽金
属または軽合金から構成されると共に、その外側面に光
沢表面処理を施して形成されている。これによると、外
力負荷に対するホーン3、ひいては超音波発生装置の強
度向上が図られ、また、防錆効果の向上も図られている
のである。また、ホーン3の外側面に光沢表面処理を施
したことで、ホーン3、ひいては超音波発生装置の外観
の向上も図られている。ここで、この光沢表面処理をク
ロムメッキ等のメッキ処理で行うことでも防錆効果の向
上を図ることができる。なお、図中15が光沢表面処理
層である。Although the horn 3 of the ultrasonic wave generator of this example is formed in a cylindrical shape with a bottom, this makes it easier to hold the opening edge portion of the horn 3 with a housing or the like. The sound wave generator can be easily attached to various devices. In addition, the bottom surface 3 of the bottomed cylindrical horn 3
a The outer surface of the ultrasonic wave emitting surface 9 is made flat, but this makes it easier to visually recognize the position of the ultrasonic wave emitting surface 9 and improves the usability of the ultrasonic wave generator. The uniformity of the ultrasonic vibrations radiated from the ultrasonic wave radiating surface 9 is enhanced, so that the stable ultrasonic vibrations are radiated. Here, the horn 3 is
It is composed of a light metal or a light alloy such as aluminum, an aluminum alloy, or a titanium alloy, and is formed by subjecting its outer surface to a glossy surface treatment. According to this, the strength of the horn 3 against the load of the external force, and hence the strength of the ultrasonic wave generator, is improved, and the rust prevention effect is also improved. Further, the outer surface of the horn 3 is subjected to a glossy surface treatment, so that the appearance of the horn 3, and thus the ultrasonic generator, is improved. Here, the rust prevention effect can also be improved by performing this glossy surface treatment by plating treatment such as chrome plating. In the figure, numeral 15 is a glossy surface treatment layer.
【0039】このような構成を有する超音波発生装置
は、たとえば、図1(a),14,15に示すように超
音波美容器に用いられる。超音波美容器は、超音波発生
装置で発生する超音波振動の振動エネルギーを利用して
生体肌表面や生体内等の被美容処理部C(図17参照)
に美容やマッサージを施すようにした機器であり、超音
波発生装置を先端に装着したプローブ11を有して構成
されている。詳述すると、プローブ11のハウジング1
1aに取付開口13を設け、この取付開口13に超音波
発生装置のホーン3を挿入し、この取付開口13でホー
ン3の開口縁部分を外方から保持し、ハウジング11a
の取付開口13に超音波放射面9を突出させてホーン3
を配置している。なお、本例のプローブ11ではハウジ
ング11aの取付開口13に弾性耐14を取り付けてあ
り、この弾性材14によってホーン3の振動をプローブ
11の把持部16に伝播させないようにすると共にプロ
ーブ11とホーン3との固定に密着性を備えることが図
られている。この超音波美容器は、プローブ11の基端
部分に設けた把持部16を持って、超音波発生装置のホ
ーン3の超音波放射面9を被美容処理部Cに近づけ、超
音波放射面9から放射する超音波振動を被美容処理部C
に伝達させるようにして使用するのであるが、上述した
ように、超音波放射面9の位置が見た目にも分かり易い
ために、超音波美容器の使い勝手が向上しているのであ
る。The ultrasonic wave generator having such a structure is used in an ultrasonic beauty device as shown in FIGS. 1 (a), 14 and 15, for example. The ultrasonic beauty device utilizes the vibration energy of the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic generator to generate a cosmetic treatment portion C on the surface of the living body skin or inside the living body (see FIG. 17).
It is a device for performing beauty treatment and massage, and is configured to have a probe 11 having an ultrasonic wave generation device attached to its tip. More specifically, the housing 1 of the probe 11
1a is provided with a mounting opening 13, the horn 3 of the ultrasonic generator is inserted into the mounting opening 13, and the mounting opening 13 holds the opening edge portion of the horn 3 from the outside.
The ultrasonic wave emitting surface 9 is projected into the mounting opening 13 of the horn 3
Are arranged. In the probe 11 of this example, an elastic proof 14 is attached to the attachment opening 13 of the housing 11a, and this elastic material 14 prevents the vibration of the horn 3 from propagating to the gripping portion 16 of the probe 11 and the probe 11 and the horn. It is intended that the fixing to the 3 has a close contact property. This ultrasonic beauty device has a gripping portion 16 provided at a base end portion of a probe 11 to bring an ultrasonic wave emitting surface 9 of a horn 3 of an ultrasonic wave generating device close to a treatment target portion C, and the ultrasonic wave emitting surface 9 The ultrasonic vibration radiated from the cosmetic processing part C
The ultrasonic beauty device is improved in usability because the position of the ultrasonic wave emitting surface 9 is visually recognizable as described above.
【0040】ここで、超音波美容器で使用される超音波
発生装置は、超音波放射面9から超音波振動を略垂直に
放射させて超音波振動を被美容処理部Cに効率よく伝達
させるようにするため、超音波振動子1で発生する超音
波振動が超音波振動子1やホーン3の厚み方向への縦振
動を行うように設定したものが用いられる。ここで、超
音波振動子1にあっては、その形状や大きさ、構造の違
いによって個々のインピーダンス周波数特性があり、駆
動回路2の電気振動の周波数を変化させることで超音波
振動子1は縦振動、横振動、ねじれ振動等の様々な振動
を行い、これによって種々の超音波振動が発生するよう
になっている(図16)。したがって、超音波振動子1
がその厚み方向に縦振動するように駆動回路2の電気振
動の周波数を設定するには、あらかじめ超音波振動子1
に縦振動をさせるための駆動回路2の電気振動の周波数
を実験的に調べておき、超音波振動子1が厚み方向の縦
振動をするのに適当な電気振動の周波数を超音波振動子
1に供給するように駆動回路2の設定を行うのである
(図中D部分)。このようにすることで、高周波、高出
力の超音波美容器を得ることができるのである。Here, in the ultrasonic generator used in the ultrasonic beauty device, ultrasonic vibrations are radiated from the ultrasonic radiation surface 9 substantially vertically to efficiently transmit the ultrasonic vibrations to the treatment target portion C. In order to do so, the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibrator 1 is set so as to perform longitudinal vibration in the thickness direction of the ultrasonic vibrator 1 and the horn 3. Here, the ultrasonic vibrator 1 has individual impedance frequency characteristics depending on the shape, size, and structure of the ultrasonic vibrator 1. By changing the frequency of electric vibration of the drive circuit 2, the ultrasonic vibrator 1 is Various vibrations such as longitudinal vibration, lateral vibration, and torsional vibration are performed, and various ultrasonic vibrations are generated by this (FIG. 16). Therefore, the ultrasonic transducer 1
In order to set the frequency of the electric vibration of the drive circuit 2 so that the vibrator vibrates longitudinally in the thickness direction, the ultrasonic vibrator 1
The frequency of the electric vibration of the drive circuit 2 for causing the longitudinal vibration is experimentally investigated, and the frequency of the electric vibration suitable for the ultrasonic vibrator 1 to make the longitudinal vibration in the thickness direction is determined. The drive circuit 2 is set so as to be supplied to (D portion in the figure). By doing so, a high-frequency, high-power ultrasonic beauty device can be obtained.
【0041】[0041]
【発明の効果】上記のように本発明の請求項1記載の発
明にあっては、超音波振動を発生する超音波振動子と、
この超音波振動子を駆動させる駆動回路と、この超音波
振動子を接合すると共に超音波振動子で生じた超音波振
動を外方に放射するホーンとを有し、ホーン全ての面に
おける超音波振動を同一形態にする構造にしたので、ホ
ーンでの不要な寄生運動の発生を抑え、ホーン内を伝播
する超音波波形の乱れを防止でき、ホーンからの超音波
振動の安定放射を図ることができる。As described above, in the invention according to claim 1 of the present invention, an ultrasonic vibrator for generating ultrasonic vibration,
The ultrasonic transducer includes a drive circuit for driving the ultrasonic transducer, and a horn that joins the ultrasonic transducer and radiates outward the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic transducer. Since the vibrations have the same structure, it is possible to suppress the generation of unnecessary parasitic motion in the horn, prevent the disturbance of the ultrasonic waveform propagating in the horn, and achieve stable radiation of ultrasonic vibrations from the horn. it can.
【0042】また、請求項2記載の発明にあっては、請
求項1の効果に加えて、ホーン全面の肉厚を均一にした
ので、ホーン全面の肉厚を均一にするといった簡単な構
造で、ホーンの不要な寄生運動の発生を抑えてホーン内
で形成される定在波の波形の乱れを無くし、ホーンから
の超音波振動の安定放射を図ることができるのであり、
すなわち、超音波振動の安定放射を図るためには、ホー
ン全体で肉厚を均一にすればよく、したがってホーンの
形状や大きさは任意のものとでき、ホーン形成における
自由度を向上させることができるのである。According to the invention of claim 2, in addition to the effect of claim 1, since the thickness of the entire surface of the horn is made uniform, the thickness of the entire surface of the horn is made uniform. , It is possible to suppress the generation of unnecessary parasitic motion of the horn, eliminate the disturbance of the waveform of the standing wave formed in the horn, and achieve stable radiation of ultrasonic vibrations from the horn.
That is, in order to achieve stable radiation of ultrasonic vibration, it is sufficient to make the wall thickness uniform throughout the horn. Therefore, the shape and size of the horn can be arbitrary, and the degree of freedom in forming the horn can be improved. You can do it.
【0043】また、請求項3記載の発明にあっては、請
求項2の効果に加えて、ホーンの肉厚を超音波振動の半
波長の整数倍にしたので、超音波振動がホーン内を伝播
したときにホーン内で形成される定在波を超音波振動の
周波数に合致したものとでき、したがって、ホーン内で
の超音波振動のロスを少なくでき、超音波振動の放射効
率を向上させることができる。According to the invention of claim 3, in addition to the effect of claim 2, since the wall thickness of the horn is set to an integral multiple of a half wavelength of the ultrasonic vibration, the ultrasonic vibration is generated in the horn. The standing wave formed in the horn when propagating can be made to match the frequency of ultrasonic vibration, and therefore the loss of ultrasonic vibration in the horn can be reduced and the radiation efficiency of ultrasonic vibration can be improved. be able to.
【0044】また、請求項4記載の発明にあっては、請
求項1乃至3のいずれかの効果に加えて、接合した超音
波振動子とホーンとの合計肉厚を超音波振動の半波長の
整数倍にしたので、重なり合う超音波振動子及びホーン
には超音波振動による定在波が形成されるが、接合した
超音波振動子とホーンとの合計肉厚を超音波振動の半波
長の整数倍にしたことで上記定在波を超音波振動の周波
数に合致したものとでき、したがって、超音波振動子及
びホーン内での超音波振動のロスを少なくでき、超音波
振動の放射効率を向上させることができる。According to the invention of claim 4, in addition to the effect of any one of claims 1 to 3, the total thickness of the bonded ultrasonic transducer and the horn is defined as a half wavelength of the ultrasonic vibration. Since it is an integral multiple of, a standing wave due to ultrasonic vibration is formed in the overlapping ultrasonic vibrator and horn, but the total thickness of the bonded ultrasonic vibrator and horn is the half wavelength of ultrasonic vibration. By making it an integral multiple, the standing wave can be made to match the frequency of ultrasonic vibration, therefore, the loss of ultrasonic vibration in the ultrasonic vibrator and horn can be reduced, and the radiation efficiency of ultrasonic vibration can be reduced. Can be improved.
【0045】また、請求項5記載の発明にあっては、請
求項1の効果に加えて、駆動回路が超音波振動子に電気
振動を供給するものとし、超音波振動子が上記電気振動
を受けて機械振動である超音波振動を発生するものと
し、超音波振動子がその厚み方向に縦振動するように駆
動回路の電気振動の周波数を設定したので、超音波振動
の振動エネルギーをホーンの外面から略垂直方向に放射
させることができ、超音波振動の放射効率を向上させる
ことができる。According to the invention of claim 5, in addition to the effect of claim 1, the drive circuit supplies electric vibration to the ultrasonic vibrator, and the ultrasonic vibrator generates the electric vibration. The ultrasonic vibration, which is a mechanical vibration, is received and the frequency of the electric vibration of the drive circuit is set so that the ultrasonic vibrator vertically vibrates in its thickness direction. Radiation can be performed from the outer surface in a substantially vertical direction, and the radiation efficiency of ultrasonic vibration can be improved.
【0046】また、請求項6記載の発明にあっては、請
求項1の効果に加えて、超音波振動子とホーンとの接合
面が超音波振動による定在波の腹平面に略一致するよう
にしたので、超音波振動による定在波における応力が極
小になる性質のある腹平面で超音波振動子とホーンとを
接合させることとなり、したがって、超音波振動子とホ
ーンとが剥離する恐れを低減できて装置の耐久強度を向
上させることができる。In addition to the effect of the first aspect, the joint surface between the ultrasonic transducer and the horn is substantially coincident with the antinode plane of the standing wave due to the ultrasonic vibration. Therefore, the ultrasonic transducer and the horn are bonded to each other on an antinode plane which has a property that the stress in the standing wave due to the ultrasonic vibration is minimized. Therefore, the ultrasonic transducer and the horn may be separated from each other. Can be reduced and the durability strength of the device can be improved.
【0047】また、請求項7記載の発明にあっては、請
求項1の効果に加えて、超音波振動子のホーンとの接合
面と、この接合面と反対側の開放面とにそれぞれ電極を
設け、上記接合面に設けた一方の電極に超音波振動子の
外周縁を経由して上記開放面に至る折り返し部を設け、
駆動回路に接続されたリード線を上記開放面に設けた他
方の電極と一方の電極の折り返し部とにそれぞれ接続し
たので、超音波振動子の両電極へのリード線の接続が超
音波振動子の開放面のみで行うことができ、つまり配線
スペースの確保が難しい超音波振動子の接合面にリード
線を配線しないで済み、超音波発生装置の構造の簡略化
を図ることができる。According to the invention of claim 7, in addition to the effect of claim 1, electrodes are respectively provided on the joint surface of the ultrasonic transducer with the horn and on the open surface opposite to the joint surface. And a folded-back portion reaching the open surface via the outer peripheral edge of the ultrasonic transducer on one electrode provided on the joint surface,
Since the lead wire connected to the drive circuit is connected to the other electrode provided on the open surface and the folded portion of the one electrode, the lead wire is connected to both electrodes of the ultrasonic vibrator. Can be performed only on the open surface, that is, it is not necessary to wire a lead wire to the bonding surface of the ultrasonic transducer where it is difficult to secure a wiring space, and the structure of the ultrasonic generator can be simplified.
【0048】また、請求項8記載の発明にあっては、請
求項1の効果に加えて、導電性を備えたホーンを一方の
電極とし、このホーンに接合した超音波振動子の接合面
と反対側の開放面に他方の電極を設け、駆動回路に接続
したリード線を上記各電極に接続したので、配線スペー
スの確保が難しい超音波振動子の接合面にリード線を配
線しないで済む構造にできて超音波発生装置の構造の簡
略化を図ることができる。In addition to the effect of claim 1, in the invention of claim 8, a horn having conductivity is used as one electrode, and a bonding surface of the ultrasonic transducer bonded to this horn is used. Since the other electrode is provided on the open surface on the opposite side and the lead wire connected to the drive circuit is connected to each of the above electrodes, it is difficult to secure a wiring space. Therefore, the structure of the ultrasonic generator can be simplified.
【0049】また、請求項9記載の発明にあっては、請
求項7または8の効果に加えて、リード線と超音波振動
子に備えた電極との接続部を超音波振動子の外周部近傍
に位置したので、つまり超音波振動子の外周部は中央部
分に比べて振動しない部分であって、この超音波振動子
の外周部近傍でリード線と超音波振動子に設けた電極と
の接続をしたことから、超音波振動子の振動によるリー
ド線と電極との接続部への影響を小さくでき、リード線
と電極との接続、ひいては超音波発生装置の耐久強度の
向上を図ることができる。Further, in the invention described in claim 9, in addition to the effect of claim 7 or 8, the connecting portion between the lead wire and the electrode provided on the ultrasonic vibrator is provided at the outer peripheral portion of the ultrasonic vibrator. Since the ultrasonic transducer is located in the vicinity, that is, the outer peripheral portion of the ultrasonic transducer is a portion that does not vibrate as compared with the central portion, and the lead wire and the electrode provided on the ultrasonic transducer are disposed near the outer peripheral portion of the ultrasonic transducer. Since the connection is made, the influence of the vibration of the ultrasonic transducer on the connection between the lead wire and the electrode can be reduced, and the connection between the lead wire and the electrode, and by extension, the durability strength of the ultrasonic generator can be improved. it can.
【0050】また、請求項10記載の発明にあっては、
請求項1の効果に加えて、超音波振動子をホーンに向っ
て押圧固定する支持部材を備えたので、超音波振動子で
発生した超音波振動をホーン側に集中して作用させるこ
とができ、超音波発生装置の効率を向上させることがで
きる。According to the tenth aspect of the invention,
In addition to the effect of claim 1, since the supporting member for pressing and fixing the ultrasonic vibrator toward the horn is provided, the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibrator can be concentrated and acted on the horn side. The efficiency of the ultrasonic generator can be improved.
【0051】また、請求項11記載の発明にあっては、
請求項1の効果に加えて、ホーンを有底筒形状に形成
し、超音波振動の放射部位である超音波放射面をホーン
の筒底面に設けると共に、この超音波放射面を平板状に
形成したので、有底筒状のホーンにおける開口縁部分は
ハウジング等で保持し易い形状であるから超音波発生装
置を各種機器に簡単に内装させることができ、また、ホ
ーンの筒底面の超音波放射面は見た目にも位置が分かり
易く超音波発生装置の使い勝手の向上を図ることがで
き、更に、この超音波放射面は平面状であるからホーン
外に放射される超音波振動の均一性を高めることができ
るのである。According to the invention of claim 11,
In addition to the effect of claim 1, the horn is formed in a bottomed cylindrical shape, and an ultrasonic wave emitting surface, which is an ultrasonic vibration radiating portion, is provided on the cylindrical bottom surface of the horn, and the ultrasonic wave emitting surface is formed in a flat plate shape. Therefore, since the opening edge of the bottomed cylindrical horn is shaped to be easily held by the housing, etc., the ultrasonic generator can be easily installed in various equipment, and the ultrasonic radiation on the bottom of the horn cylinder The surface is visually recognizable and the usability of the ultrasonic generator can be improved. Furthermore, since this ultrasonic wave emitting surface is flat, the uniformity of ultrasonic vibrations emitted outside the horn is improved. It is possible.
【0052】また、請求項12記載の発明にあっては、
請求項11の効果に加えて、超音波振動子をホーンの筒
底面に接合すると共に、超音波振動子の振動中心とホー
ンの超音波放射面の中心位置とを略一致させたので、超
音波振動子の最大振動点である振動中心をホーンの超音
波放射面の中心位置に位置できて、超音波振動の放射効
率の向上を図ることができる。According to the twelfth aspect of the invention,
In addition to the effect of claim 11, since the ultrasonic vibrator is joined to the bottom surface of the cylinder of the horn and the vibration center of the ultrasonic vibrator and the center position of the ultrasonic radiation surface of the horn are substantially aligned, The vibration center, which is the maximum vibration point of the vibrator, can be located at the center position of the ultrasonic radiation surface of the horn, and the radiation efficiency of ultrasonic vibration can be improved.
【0053】また、請求項13記載の発明にあっては、
請求項11の効果に加えて、有底筒状のホーンの筒内空
間に、ホーン及び超音波振動子の材質と異なる音響イン
ピーダンスを有する吸音体が充填されたので、超音波振
動子で発生した超音波振動の指向性を規制することがで
き、つまり不要な方向への超音波振動の伝播を吸音体に
よって消すことができ、超音波発生装置の機能向上を図
ることができる。Further, in the invention of claim 13,
In addition to the effect of claim 11, since the sound absorbing body having an acoustic impedance different from that of the material of the horn and the ultrasonic vibrator is filled in the in-cylinder space of the bottomed cylindrical horn, the ultrasonic vibrator generates the sound. The directivity of the ultrasonic vibration can be regulated, that is, the propagation of the ultrasonic vibration in an unnecessary direction can be extinguished by the sound absorber, and the function of the ultrasonic generator can be improved.
【0054】また、請求項14記載の発明にあっては、
請求項13の効果に加えて、吸音体をゴムで構成したの
で、入手や形成・加工が容易で且つ安価であるゴムを吸
音体に用いることができ、超音波発生装置のコストの低
減化を図ることができる。According to the invention of claim 14,
In addition to the effect of claim 13, since the sound absorbing body is made of rubber, it is possible to use rubber that is easy to obtain, form and process and is inexpensive, as the sound absorbing body, and to reduce the cost of the ultrasonic generator. Can be planned.
【0055】また、請求項15記載の発明にあっては、
請求項1の効果に加えて、ホーンが軽金属または軽合金
から構成されたので、外力負荷に対するホーンの強度向
上が図られ、ひいては超音波発生装置の強度向上を図る
ことができる。According to the fifteenth aspect of the invention,
In addition to the effect of claim 1, since the horn is made of a light metal or a light alloy, the strength of the horn against an external force load can be improved, and thus the strength of the ultrasonic generator can be improved.
【0056】また、請求項16記載の発明にあっては、
請求項15の効果に加えて、軽金属または軽合金で構成
したホーンの外側面に光沢表面処理を施したので、ホー
ン、ひいては超音波発生装置の外観の向上を図ることが
できる。According to the sixteenth aspect of the invention,
In addition to the effect of the fifteenth aspect, since the outer surface of the horn made of light metal or light alloy is subjected to the glossy surface treatment, it is possible to improve the appearance of the horn, and thus the ultrasonic generator.
【0057】また、請求項17記載の発明にあっては、
請求項1乃至16の超音波発生装置を先端部分に備えた
プローブを有してなる超音波美容器であり、この超音波
美容器は、超音波振動の安定発生が確保された超音波発
生装置を用いたことから、超音波振動が安定的に発生す
る超音波美容器を得ることができる。Further, in the invention of claim 17,
An ultrasonic wave cosmetic device comprising a probe having the ultrasonic wave generating device according to any one of claims 1 to 16 at a tip portion thereof, the ultrasonic wave cosmetic device ensuring stable generation of ultrasonic vibrations. By using, it is possible to obtain an ultrasonic beauty device in which ultrasonic vibration is stably generated.
【図1】本発明の実施の形態の例を示すもので、(a)
は超音波美容器の概略側面図であり、(b)は超音波発
生装置の上面図であり、(c)は超音波発生装置の側面
断面図である。FIG. 1 shows an example of an embodiment of the present invention, in which (a)
[Fig. 3] is a schematic side view of the ultrasonic beauty device, (b) is a top view of the ultrasonic generator, and (c) is a side sectional view of the ultrasonic generator.
【図2】同上の超音波発生装置の超音波振動について説
明したものであり、(a)は超音波振動子とホーンとの
接合面部分の一部側面断面図を示し、(b)は超音波振
動子及びホーンが収縮した状態を示す説明図であり、
(c)は超音波振動子及びホーンが膨張した状態を示す
説明図である。2A and 2B are diagrams for explaining ultrasonic vibration of the ultrasonic generator, wherein FIG. 2A is a partial side sectional view of a joint surface portion between the ultrasonic vibrator and the horn, and FIG. It is an explanatory view showing a state in which the sonic oscillator and the horn are contracted,
(C) is an explanatory view showing a state where the ultrasonic transducer and the horn are expanded.
【図3】同上のホーン内で生じる定在波を説明するもの
であって、(a)は上面図であり、(b)は側面断面図
である。3A and 3B are explanatory views of a standing wave generated in the horn of the above, wherein FIG. 3A is a top view and FIG. 3B is a side sectional view.
【図4】同上のホーン及び超音波振動子内で生じる定在
波を説明するものであって、(a)は上面図であり、
(b)は側面断面図である。FIG. 4 is a view for explaining a standing wave generated in the horn and the ultrasonic transducer of the above, (a) is a top view,
(B) is a side sectional view.
【図5】同上のホーンと超音波振動子との接合面を定在
波の腹平面と一致させた状態を説明するものであり、
(a)は一部側面断面図であり、(b)は定在波を説明
する説明図である。FIG. 5 is a view for explaining a state in which the joint surface between the horn and the ultrasonic transducer in the same as above is aligned with the antinode plane of the standing wave;
(A) is a partial side sectional view, and (b) is an explanatory view for explaining a standing wave.
【図6】同上の超音波発生装置のインピーダンス周波数
特性を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing an impedance frequency characteristic of the ultrasonic generator of the above.
【図7】同上の超音波振動子の電極の例を示すものであ
って、(a)は上面図であり、(b)は側面断面図であ
る。7A and 7B show examples of the electrodes of the ultrasonic transducer, wherein FIG. 7A is a top view and FIG. 7B is a side sectional view.
【図8】同上の超音波振動子の電極の例を示すものであ
って、(a)は上面図であり、(b)は側面断面図であ
る。FIG. 8 is a view showing an example of electrodes of the ultrasonic transducer, in which (a) is a top view and (b) is a side sectional view.
【図9】同上の超音波振動子の電極の例を示すものであ
って、(a)は上面図であり、(b)は側面断面図であ
る。FIG. 9 is a view showing an example of electrodes of the ultrasonic transducer, in which (a) is a top view and (b) is a side sectional view.
【図10】同上の超音波振動子の電極の他例を示すもの
であって、(a)は上面図であり、(b)は側面断面図
である。10A and 10B show another example of the electrodes of the ultrasonic transducer, wherein FIG. 10A is a top view and FIG. 10B is a side sectional view.
【図11】同上の超音波振動子の電極の他例を示すもの
であって、(a)は上面図であり、(b)は側面断面図
である。11A and 11B show another example of the electrodes of the ultrasonic transducer, wherein FIG. 11A is a top view and FIG. 11B is a side sectional view.
【図12】同上の超音波振動子のホーンへの接合構造の
例を示すものであって、(a)は上面図であり、(b)
は側面断面図である。FIG. 12 is a view showing an example of a bonding structure of the ultrasonic transducer to a horn, in which (a) is a top view and (b) is a top view.
FIG. 4 is a side sectional view.
【図13】同上の超音波振動子のホーンへの接合構造の
例を示す側面断面図である。FIG. 13 is a side sectional view showing an example of a bonding structure of the ultrasonic transducer to the horn of the above.
【図14】同上の超音波発生装置を用いた超音波美容器
を示すものであり、(a)はプローブの側面断面図であ
り、(b)はプローブに装着した超音波発生装置の側面
断面図である。14A and 14B show an ultrasonic beauty device using the same ultrasonic generator, wherein FIG. 14A is a side sectional view of the probe, and FIG. 14B is a side sectional view of the ultrasonic generator attached to the probe. It is a figure.
【図15】同上の超音波発生装置を用いた超音波美容器
を示すものであり、(a)はプローブの側面断面図であ
り、(b)はプローブに装着した超音波発生装置の側面
断面図である。15A and 15B show an ultrasonic beauty device using the same ultrasonic generator, wherein FIG. 15A is a side sectional view of the probe, and FIG. 15B is a side sectional view of the ultrasonic generator attached to the probe. It is a figure.
【図16】同上の超音波発生装置のインピーダンス周波
数特性の例を示すグラフである。FIG. 16 is a graph showing an example of impedance frequency characteristics of the ultrasonic generator of the above.
【図17】従来技術の超音波美容器を示すものであり、
(a)は概略側面図であり、(b)はプローブの側面断
面図である。FIG. 17 shows a conventional ultrasonic beauty device,
(A) is a schematic side view and (b) is a side sectional view of the probe.
【図18】同上の超音波発生装置の不要な寄生振動を説
明するものであり、(a)は上面図であり、(b)は側
面断面図である。FIG. 18 is a view for explaining unnecessary parasitic vibrations of the ultrasonic wave generating device of the same as above, (a) is a top view, and (b) is a side sectional view.
【図19】同上の超音波発生装置の側面断面図である。FIG. 19 is a side sectional view of the ultrasonic generator of the above.
【図20】同上の超音波発生装置のインピーダンス周波
数特性を示すグラフである。FIG. 20 is a graph showing impedance frequency characteristics of the ultrasonic wave generating device of the above.
【図21】従来技術の他例の超音波発生装置の側面断面
図である。FIG. 21 is a side sectional view of an ultrasonic wave generator of another example of the prior art.
1 超音波振動子 1a 接合面 1b 開放面 2 駆動回路 3 ホーン 4 電極 5 電極 9 超音波放射面 11 プローブ 1 Ultrasonic transducer 1a Bonding surface 1b open surface 2 drive circuit 3 horns 4 electrodes 5 electrodes 9 Ultrasonic radiation surface 11 probes
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大羽 隆文 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 林 正之 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 金子 誠司 東京都練馬区大泉学園町6−27−25 Fターム(参考) 4C074 AA03 AA04 AA05 BB01 BB05 CC03 DD05 EE02 GG01 HH09 5D107 AA16 BB11 CC01 CC07 CC12 DD11 DE02 FF01 FF03 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Takafumi Ooba 1048, Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Works Co., Ltd. Inside the company (72) Inventor Masayuki Hayashi 1048, Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Works Co., Ltd. Inside the company (72) Inventor Seiji Kaneko 6-27-25 Oizumi Gakuencho, Nerima-ku, Tokyo F-term (reference) 4C074 AA03 AA04 AA05 BB01 BB05 CC03 DD05 EE02 GG01 HH09 5D107 AA16 BB11 CC01 CC07 CC12 DD11 DE02 FF01 FF03
Claims (17)
この超音波振動子を駆動させる駆動回路と、この超音波
振動子を接合すると共に超音波振動子で生じた超音波振
動を外方に放射するホーンとを有し、ホーン全ての面に
おける超音波振動を同一形態にする構造にしたことを特
徴とする超音波発生装置。1. An ultrasonic transducer for generating ultrasonic vibration,
The ultrasonic transducer includes a drive circuit for driving the ultrasonic transducer, and a horn that joins the ultrasonic transducer and radiates outward the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic transducer. An ultrasonic wave generator having a structure in which vibrations have the same form.
徴とする請求項1に記載の超音波発生装置。2. The ultrasonic wave generator according to claim 1, wherein the thickness of the entire surface of the horn is uniform.
数倍にしたことを特徴とする請求項2に記載の超音波発
生装置。3. The ultrasonic generator according to claim 2, wherein the thickness of the horn is an integral multiple of a half wavelength of ultrasonic vibration.
肉厚を超音波振動の半波長の整数倍にしたことを特徴と
する請求項1乃至3に記載の超音波発生装置。4. The ultrasonic wave generator according to claim 1, wherein the total thickness of the bonded ultrasonic vibrator and the horn is set to an integral multiple of a half wavelength of the ultrasonic vibration.
給するものとし、超音波振動子が上記電気振動を受けて
機械振動である超音波振動を発生するものとし、超音波
振動子がその厚み方向に縦振動するように駆動回路の電
気振動の周波数を設定したことを特徴とする請求項1に
記載の超音波発生装置。5. The drive circuit supplies electric vibrations to the ultrasonic vibrator, and the ultrasonic vibrator receives the electric vibrations to generate ultrasonic vibrations which are mechanical vibrations. The ultrasonic generator according to claim 1, wherein the frequency of electric vibration of the drive circuit is set so as to vertically vibrate in the thickness direction.
波振動による定在波の腹平面に略一致するようにしたこ
とを特徴とする請求項1に記載の超音波発生装置。6. The ultrasonic generator according to claim 1, wherein a joint surface between the ultrasonic transducer and the horn is made to substantially coincide with an antinode plane of a standing wave generated by the ultrasonic vibration.
の接合面と反対側の開放面とにそれぞれ電極を設け、上
記接合面に設けた一方の電極に超音波振動子の外周縁を
経由して上記開放面に至る折り返し部を設け、駆動回路
に接続されたリード線を上記開放面に設けた他方の電極
と一方の電極の折り返し部とにそれぞれ接続したことを
特徴とする請求項1に記載の超音波発生装置。7. An ultrasonic transducer is provided with electrodes on a joint surface with a horn and an open surface opposite to the joint surface, and one electrode provided on the joint surface has an outer peripheral edge of the ultrasonic transducer. And a lead wire connected to the drive circuit is connected to the other electrode provided on the open surface and the folded portion of the one electrode, respectively. Item 2. The ultrasonic generator according to item 1.
し、このホーンに接合した超音波振動子の接合面と反対
側の開放面に他方の電極を設け、駆動回路に接続したリ
ード線を上記各電極に接続したことを特徴とする請求項
1に記載の超音波発生装置。8. A conductive horn is used as one electrode, the other electrode is provided on the open surface opposite to the bonding surface of the ultrasonic transducer bonded to this horn, and a lead wire connected to a drive circuit is provided. The ultrasonic generator according to claim 1, wherein the ultrasonic generator is connected to each of the electrodes.
の接続部を超音波振動子の外周部近傍に位置させたこと
を特徴とする請求項7または8に記載の超音波発生装
置。9. The ultrasonic generator according to claim 7, wherein a connecting portion between the lead wire and an electrode provided on the ultrasonic transducer is located near an outer peripheral portion of the ultrasonic transducer. .
定する支持部材を備えたことを特徴とする請求項1に記
載の超音波発生装置。10. The ultrasonic wave generator according to claim 1, further comprising a support member for pressing and fixing the ultrasonic vibrator toward the horn.
振動の放射部位である超音波放射面をホーンの筒底面に
設けると共に、この超音波放射面を平板状に形成したこ
とを特徴とする請求項1に記載の超音波発生装置。11. The horn is formed in a cylindrical shape with a bottom, an ultrasonic wave emitting surface, which is an ultrasonic vibration radiating portion, is provided on the cylindrical bottom surface of the horn, and the ultrasonic wave emitting surface is formed in a flat plate shape. The ultrasonic generator according to claim 1.
すると共に、超音波振動子の振動中心とホーンの超音波
放射面の中心位置とを略一致させたことを特徴とする請
求項11に記載の超音波発生装置。12. The ultrasonic transducer is bonded to the bottom surface of the horn, and the vibration center of the ultrasonic transducer and the center position of the ultrasonic radiation surface of the horn are substantially aligned with each other. The ultrasonic generator according to.
ン及び超音波振動子の材質と異なる音響インピーダンス
を有する吸音体が充填されたことを特徴とする請求項1
1に記載の超音波発生装置。13. A sound absorbing body having an acoustic impedance different from that of the material of the horn and the ultrasonic transducer is filled in the in-cylinder space of the bottomed cylindrical horn.
The ultrasonic generator according to 1.
する請求項13に記載の超音波発生装置。14. The ultrasonic generator according to claim 13, wherein the sound absorber is made of rubber.
されたことを特徴とする請求項1に記載の超音波発生装
置。15. The ultrasonic generator according to claim 1, wherein the horn is made of a light metal or a light alloy.
の外側面に光沢表面処理を施したことを特徴とする請求
項15に記載の超音波発生装置。16. The ultrasonic generator according to claim 15, wherein the horn made of a light metal or a light alloy is subjected to a glossy surface treatment on its outer surface.
先端部分に備えたプローブを有してなる超音波美容器。17. An ultrasonic wave cosmetic device comprising a probe having the ultrasonic wave generating device according to claim 1 at a tip portion thereof.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008504724A (en) * | 2004-06-29 | 2008-02-14 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | Diaphragm pot for ultrasonic converter |
| WO2025152115A1 (en) * | 2024-01-18 | 2025-07-24 | 上海爱申科技发展股份有限公司 | Ultrasonic therapy system and use thereof |
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2002
- 2002-03-26 JP JP2002087090A patent/JP2003275684A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008504724A (en) * | 2004-06-29 | 2008-02-14 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | Diaphragm pot for ultrasonic converter |
| US7570544B2 (en) | 2004-06-29 | 2009-08-04 | Robert Bosch Gmbh | Diaphragm cup for an ultrasonic transducer |
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