专利名称：超音波换能器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种换能器，特别是涉及一种振动功率较佳的超音波换能器。
背景技术：
超音波换能器是一种应用超音波(约为20kHz以上的频率)弹性振动方 式来获得驱动力的动力提供装置， 一般是利用交流电压通电予压电陶瓷 (Piezoelectric Ceramic),而产生超音波的交替伸缩现象。虽然其伸缩的 大小仅达数微米(Mm)，但是因为每秒伸缩达数十万次，所以每秒可移动达 数厘米(cm),相当符合现今产业界以及相关科技产品的需求。
请参阅图1所示，是一现有的超音波清洗机的使用状态示意图，说明 安装多数个超音波换能器的超音波清洗机。该一种安装多数个超音波换能 器1的超音波清洗机20，是以发振电路21产生频率信号，经电力增幅器 22增幅后，借由超音波换能器1的压电陶瓷11其中一侧的导电片12与该 电力增幅器22形成电连接，以使压电陶瓷11因逆压电效应而产生高频的 超音波振动效果，并且因为超音波换能器1是接合于一容器25的底面，因 此，超音波换能器1所产生的超音波振动会经由该容器25而传播至容器25 内的水液24。当多个清洗物23浸泡于水液24中时，每一清洗物23的表面
会受到超音波的振动，而使物体表面的脏污杂质掉落清除。
然而，该超音波清洗机20在实际使用时，却存在有以下的缺点
(1) 、振动功率较差
由于该每一压电陶瓷11是借由其一侧的导电片12电连接电力增幅器 22,另一侧的导电片13则接地，因此，压电陶瓷11只能承受单一侧交流电 压，而另一侧1更无交流电压输入，以致于4吏得压电陶瓷11只会产生一侧的 逆压电效应。
请配合参阅图2所示，是一波形工作示意图，说明一般超音波换能器 的工作情况。当压电陶资11通予交流电压时，其电压对时间的波形是呈正 弦波，然而由于压电陶瓷11另一侧的导电片13是呈接地，所以只有正电 压(如图中斜线区域)会使该压电陶瓷11实质产生振动，倘若负电压(如图 中空白区域)则会使该压电陶资11停止振动，致使该压电陶资11会时停时 动，使得其振动功率显得较差。
(2) 、接触到该容器25，容易产生触电现象
由于该容器25 —般是由金属材质所制成，并且超音波换能器1顶部的 接触座也是由金属材质所制成，所以上侧导电片12的电量便会经由接触座
传导至容器25上，以致于容器25本身也会带电，当使用者接触到该容器 25时，便容易产生触电现象。
(3) 、清洗过后的清洗物23容易吸引杂质吸附，不容易保持清洁 根据前段所述，容器25本身就带有一定的电量，以致于其内部所储存
的水液24以及清洗物23皆会随之带有一定的电量，并且清洗物23在该容 器25内清洗时间愈久，其积蓄的电量便愈来愈高，当清洗物23从该容器 25内取出时，便容易吸附相反电性的杂质，致使其表面容易产生脏污而不 容易保持清洁。
(4) 、该容器25长期使用时，容易产生生锈现象
当该容器25与内部水液24均带有一定电量时，该容器25的内壁面也 容易产生金属电子游离现象，致使其内壁面会逐渐损耗而产生生锈的问题。
由此可见，上述现有的超音波换能器在结构与使用上，显然仍存在有 不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂 商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展
完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业 者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的超音波换能器，实属 当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。
有鉴于上述现有的超音波换能器存在的缺陷，本发明人基于从事此类 产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极 加以研究创新，以期创设一种新型结构的超音波换能器，使其更具有实用 性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确 具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的超音波换能器存在的缺陷，而提供一种 新的振动功率较佳的超音波换能器，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据 本发明提出的一种超音波换能器，安装设于一内部储存有震动介质的容器 上，其中该超音波换能器包含一薄片状第一导电片，以及两个分别设置于 该第一导电片两侧的振动单元，每一振动单元具有一贴设于该第一导电片 上的振动件、 一叠设于该振动件上的第二导电片、 一叠设于该第二导电片 上的绝缘片，及一叠设于该绝缘片上的盖体，且其中一盖体是固定于该容 器的外缘面上。实现。
前述的超音波换能器，其中所述的每 一 振动件为压电陶瓷。
前述的超音波换能器，其中所述的超音波换能器还包含一穿伸过该第 一导电片与两振动单元的轴杆。
前述的超音波换能器，其中所述的超音波换能器还包含一绝缘套筒，该 轴杆的材质为金属，该绝缘套筒是套设于该轴杆上，所述的第一导电片、振 动件、第二导电片三者与轴杆之间皆被该绝缘套筒所阻隔。
前述的超音波换能器，其中所述的轴杆的两端分别形成设有螺紋，以使 其两端分别穿伸螺合于该二振动单元的盖体。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方
案，本发明超音波换能器至少具有下列优点及有益效果
1、 本发明借由该第一、第二导电片可分别通予不同的正负交流电，使 得振动件的两侧皆会产生逆压电效应，而可以提高其振动效率。
2、 再者，本发明还可借由绝缘片的设置，使得所述盖体不容易导电，在 使用上显得较为安全。
综上所述，本发明提供了一种新的振动功率较佳的超音波换能器，其具 有上述诸多优点及实用价值，不论在产品结构或功能上皆有较大改进，在技 术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的超音波换能 器具有增进的突出功效，从而更加适于实用，并具有产业广泛利用价值，诚 为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的 技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和 其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附 图，详细iJt明如下。
图1是一现有的超音波清洗机使用状态示意图，说明安装多数个超音波
换能器的超音波清洗机。
图2是一波形工作示意图，说明一般超音波换能器的工作情况。
图3是一使用状态示意图，说明本发明超音波换能器的较佳实施例，安
装于一容器上。
图4是一分解立体示意图，说明本发明该较佳实施例的分解结构态样。 图5是一组合结构剖视图，辅助说明图4所示本发明较佳实施例的组合
结构剖视态样。
图6是一波形工作示意图，说明该较佳实施例的工作情况。
具体实施例方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功 效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的超音波换能器其具体 实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
请参阅图3所示，是说明本发明超音波换能器的较佳实施例安装于一容 器上的使用状态示意图。本发明较佳实施例的超音波换能器3,安装设置于 一内部储存有震动介质41的容器40上，并且该容器40的周缘可以安装设 有多数个超音波换能器3,并且借由外部交流电源42与每一个超音波换能 器3形成电连接。
请参阅图4、图5所示，图4是本发明该较佳实施例的结构分解立体示 意图，图5是该较佳实施例的组合结构剖视图。该超音波换能器3，包含一薄 片状的第一导电片31、两个分别设置于该第一导电片31两侧的振动单元 32、 一穿伸过该第一导电片31与两个振动单元32且其材质为金属的轴杆 33，以及一套^:于该轴杆33上的绝缘套筒34。
该每一振动单元32具有一贴设于该第一导电片31上的振动件321、 一 叠设于该振动件321上的第二导电片3:22、一叠设于该第二导电片322上的 绝缘片323，及一叠设于该绝缘片323上且皆是由金属材质所制成的盖体 324,且其中一盖体324是固定于该容器40的外缘面上，每一振动件321则 为压电陶瓷，其材质可以是钛酸铅锆(PZT)，也可以是钛酸钡(BaTi03)。
该轴杆33的两端分别形成有螺紋，以使其两端分别穿伸螺合于该二振 动单元32的盖体324;该绝缘套筒34是套设于该轴杆33上，所述第一导 电片31、振动件321、第二导电片322三者与轴杆33之间皆被该绝缘套筒 34所阻隔。
借由上述结构设计，当启动该超音波换能器3时，该第一、第二导电 片31、 322可以分别通予高频率的正负交流电，使得超音波换能器3的每 一振动件321两侧皆会因逆压电效应而产生高频的超音波振动效果，如图6 所示，是说明该较佳实施例的工作情况的波形工作示意图，无论输入正电 压或负电压，皆会产生斜线区域所示的振动效果，故其振动状况可以为连 续，振动效率较佳；相较于现有技术中一般超音波换能器31的压电陶瓷11 只有其中一侧产生逆压电效应，致使该压电陶瓷11会时停时动，自然其振 动功率就会显得较差，两相比较之下，本发明超音波换能器3确实可以大 幅提高振动效率，依据本发明所制成的实际产品，大约可以提升30°/。的振动 效率。
请继续参阅图4、图5所示，当一清洗物42浸入该容器40所盛装的震 动介质41内时(一般而言是利用水液作为震动介质41)，便可借由超音波换 能器3高速振动，传动至容器40的内壁面，而使震动介质41产生流体振
动作用，进而令该清洗物42表面的附着脏污物予以振动掉落。
再者，该二振动单元32的盖体324也会因为绝缘片323的阻隔，而不 会与第二导电片322形成电连接，所以能够确保该二盖体324不会形成带 电状态，连带的与上方盖体324互相接触的容器40本身自然也不易带电，借 此可以有效的避免使用者接触该容器4()时产生触电现象。
由上述可知，由于该容器40本身不带电，其内部所储存的震动介质41 自然也不会带有电性，该容器40的内壁面就不会产生金属电子游离现象而 逐渐损耗，借此就可以确保该容器40获得良好的防锈效果。
此外，当该清洗物42浸入震动介质41内进行清洗时，由于震动介质 41维持电中性，不会令该清洗物42带有正电或负电，当取出该清洗物42 时，该清洗物42就不容易吸附大气中的正负电性的灰尘杂质，而能够确保 表面维持清洁。
再者，当该超音波换能器3在使用中发生掉落的意外状况时，此时，该 第一、第二导电片31、 322仍有交流电通过，但是由于位于最外侧的两盖 体324与第一、第二导电片31、 322之间皆有绝缘片323阻隔，所以即使 两盖体324碰触地面或其他金属物体时，也不容易产生火花或短路现象，因 此，该超音波换能器3在使用上具有相当的安全性。
归纳上述，本发明超音波换能器3.,借由该第一、第二导电片31、 322 可分别通予不同的正负交流电，以使振动件321的两侧皆会产生逆压电效 应，而可提高其振动效率；再者，也可以借由绝缘片323的设置，以使所述 盖体324不容易导电，在使用上具有相当的安全性，而且该容器40本身及 内部的震动介质41、清洗物42皆不会形成带电状态，故使用者接触该容器 40时也不容易产生触电现象，同时从该容器40内取出清洗物42时，清洗 物42也不容易吸附大气中的正负电杂质灰尘而能够长久维持洁净效果，所 以确实能够达到本发明的目的及功效。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式 上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发 明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利 用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但 凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例 所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围 内。
权利要求
1. 一种超音波换能器，安装于一内部储存有震动介质的容器上，其特征在于该超音波换能器包含一薄片状第一导电片，以及两个分别设置于该第一导电片两侧的振动单元，每一振动单元具有一贴设于该第一导电片上的振动件、一叠设于该振动件上的第二导电片、一叠设于该第二导电片上的绝缘片，及一叠设于该绝缘片上的盖体，且其中一盖体是固定于该容器的外缘面上。
2、 如权利要求1所述的超音波换能器，其特征在于其中所述的每一振 动件为压电陶瓷。
3、 如权利要求2所述的超音波换能器，其特征在于其中所述的超音波 换能器还包含一穿伸过该第一导电片与两振动单元的轴杆。
4、 如权利要求3所述的超音波换能器，其特征在于其中所述的超音波 换能器还包含一绝缘套筒，该轴杆的材质为金属，该绝缘套筒是套设于该 轴杆上，所述的第一导电片、振动件、第二导电片三者与轴杆之间皆被该 绝缘套筒所阻隔。
5、 如权利要求4所述的超音波换能器，其特征在于其中所述的轴杆的 两端分别形成设有螺紋，以使其两端分别穿伸螺合于该二振动单元的盖体。
全文摘要
本发明是有关于一种超音波换能器，安装于一内部储存有震动介质的容器上，该超音波换能器包含一薄片状第一导电片，以及两个分别设置于该第一导电片两侧的振动单元，每一振动单元具有一贴设于该第一导电片上的振动件、一叠设于该振动件上的第二导电片、一叠设于该第二导电片上的绝缘片，及一叠设于该绝缘片上的盖体，且其中一盖体是固定于该容器的外缘面上。本发明借由该第一、第二导电片可以分别通予不同的正负交流电，以使振动件的两侧皆会产生逆压电效应，而可提高其振动效率；再者，也可以借由绝缘片的设置，使得所述盖体不容易导电，在使用上显得较为安全。
文档编号B06B1/02GK101204698SQ200610167879
公开日2008年6月25日 申请日期2006年12月20日 优先权日2006年12月20日
发明者陈汉光 申请人:先宁电子科技股份有限公司;先宁国际股份有限公司