JP2983513B2 - 超音波振動子の異常検出装置 - Google Patents
超音波振動子の異常検出装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波振動子の異
常検出装置に関し、詳しくは複数個の超音波振動子を並
列使用する場合に、異常が生じた超音波振動子を検出で
きるようにした超音波振動子の異常検出装置に関するも
のである。
常検出装置に関し、詳しくは複数個の超音波振動子を並
列使用する場合に、異常が生じた超音波振動子を検出で
きるようにした超音波振動子の異常検出装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】超音波振動子には、１個当たりの許容入
力が存在し、洗浄機等の使用するＢＬＴでは大きいもの
でも５０Ｗ程度である。従って、ウエハ処理の工程で用
いられる洗浄機のような大型洗浄機では、通常、複数個
の超音波振動子を並列接続して同時に使用している。ま
た、塑性加工の分野では、加工動力が数十ｋＷ以上とい
う場合も多い。この分野で、超音波のパワーを動力的に
利用して効果を発揮させるためには、強力な超音波のパ
ワーを必要としているが、現在、１個の超音波振動子で
このようなパワーを持つものは存在せず、複数個の超音
波振動子を使用して個々の出力を効率よく集積させるよ
うにしている。
力が存在し、洗浄機等の使用するＢＬＴでは大きいもの
でも５０Ｗ程度である。従って、ウエハ処理の工程で用
いられる洗浄機のような大型洗浄機では、通常、複数個
の超音波振動子を並列接続して同時に使用している。ま
た、塑性加工の分野では、加工動力が数十ｋＷ以上とい
う場合も多い。この分野で、超音波のパワーを動力的に
利用して効果を発揮させるためには、強力な超音波のパ
ワーを必要としているが、現在、１個の超音波振動子で
このようなパワーを持つものは存在せず、複数個の超音
波振動子を使用して個々の出力を効率よく集積させるよ
うにしている。
【０００３】例えば、図２に示すように、超音波振動子
１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）を並列接続にして、発振
回路２、電圧増幅回路３、電力増幅回路４、インピーダ
ンス整合回路５等を備えた超音波駆動装置によって同時
に駆動させるようにしている。
１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）を並列接続にして、発振
回路２、電圧増幅回路３、電力増幅回路４、インピーダ
ンス整合回路５等を備えた超音波駆動装置によって同時
に駆動させるようにしている。
【０００４】ところで、超音波振動子にも、当然なこと
として故障ということが考えられる。例えば、超音波振
動子に過負荷を加えたときに、発熱による熱応力破壊
（主にセラミックの割れ）、無負荷に近いときは励振過
大によるボルトや金属ブロックの破壊、その他自然故障
等が存在する。
として故障ということが考えられる。例えば、超音波振
動子に過負荷を加えたときに、発熱による熱応力破壊
（主にセラミックの割れ）、無負荷に近いときは励振過
大によるボルトや金属ブロックの破壊、その他自然故障
等が存在する。
【０００５】複数個の超音波振動子を並列的に同時使用
していたときに、そのうちの例えば１個の超音波振動子
が故障した場合であっても、そのまま使用を継続するわ
けにはいかない。使用を継続すると、所期の目的を達成
することができないばかりか、過電流により他の故障を
誘発する場合がないとはいえない。
していたときに、そのうちの例えば１個の超音波振動子
が故障した場合であっても、そのまま使用を継続するわ
けにはいかない。使用を継続すると、所期の目的を達成
することができないばかりか、過電流により他の故障を
誘発する場合がないとはいえない。
【０００６】そこで、従来、図２に示すように、これら
超音波振動子に高周波電力を供給する駆動配線の主配線
６に流れる電流値を検出するためのセンサ（変流器）７
を配置して、主配線６に流れる電流を検出し、比較回路
８に送る。比較回路８には、全ての超音波振動子１が正
常に動作しているときに流れる電流値の合計を予め基準
値として入力しておく。比較回路８では、センサ７から
の電流値を示すアナログ信号と、基準値として入力され
たアナログ値と比較して、その値の差をＡＤ変換しＣＰ
Ｕ９に送る。ＣＰＵ９では、入力された数値が予め設定
されている範囲に入るか否かを判別し、範囲外であれば
警報装置１０に信号出力を行う。警報装置１０では、Ｃ
ＰＵ９からの信号を受けると、超音波振動子に異常が発
生した旨の警報表示を行い、かつ超音波振動子を使用し
ている装置全体を停止させるように指令したりする。
超音波振動子に高周波電力を供給する駆動配線の主配線
６に流れる電流値を検出するためのセンサ（変流器）７
を配置して、主配線６に流れる電流を検出し、比較回路
８に送る。比較回路８には、全ての超音波振動子１が正
常に動作しているときに流れる電流値の合計を予め基準
値として入力しておく。比較回路８では、センサ７から
の電流値を示すアナログ信号と、基準値として入力され
たアナログ値と比較して、その値の差をＡＤ変換しＣＰ
Ｕ９に送る。ＣＰＵ９では、入力された数値が予め設定
されている範囲に入るか否かを判別し、範囲外であれば
警報装置１０に信号出力を行う。警報装置１０では、Ｃ
ＰＵ９からの信号を受けると、超音波振動子に異常が発
生した旨の警報表示を行い、かつ超音波振動子を使用し
ている装置全体を停止させるように指令したりする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の超音
波振動子の異常を検出する方法の場合、超音波振動子の
どれかに異常が発生したことは分かるが、どの超音波振
動子に異常を生じたのかが不明である。このため、例え
ば洗浄機の場合に、洗浄物がどの部分で洗浄不良であっ
たか判別できず、また修理に際し、複数個ある超音波振
動子を１個１個調べる必要があり、修理を完了するまで
に時間がかかるという問題がある
波振動子の異常を検出する方法の場合、超音波振動子の
どれかに異常が発生したことは分かるが、どの超音波振
動子に異常を生じたのかが不明である。このため、例え
ば洗浄機の場合に、洗浄物がどの部分で洗浄不良であっ
たか判別できず、また修理に際し、複数個ある超音波振
動子を１個１個調べる必要があり、修理を完了するまで
に時間がかかるという問題がある
【０００８】本発明は、並列接続で使用されている超音
波振動子の、どの超音波振動子に異常が発生したかを判
別できる超音波振動子の異常検出装置の提供を、その目
的としている。
波振動子の、どの超音波振動子に異常が発生したかを判
別できる超音波振動子の異常検出装置の提供を、その目
的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上述課題を解決するため
に、本発明は、次のような手段を採用した。すなわち、
請求項１に記載の超音波振動子の異常検出装置は、並列
使用する複数個の超音波振動子の駆動電流値を個々に検
出する手段と、これら検出手段で検出された電流値と当
該超音波振動子の正常電流値とそれぞれ比較する手段
と、比較した結果の数値差が予め設定された所定範囲内
か否かを判別し、範囲外のものがあれば該当する超音波
振動子に対応した信号を出力する演算手段と、該演算手
段の信号出力を受けて該当する超音波振動子のナンバー
あるいは位置をディスプレイ上に警報表示するととも
に、これらの超音波振動子を用いている装置の駆動を停
止させる警報装置とを備えたことを特徴ととを備えたこ
とを特徴としている。
に、本発明は、次のような手段を採用した。すなわち、
請求項１に記載の超音波振動子の異常検出装置は、並列
使用する複数個の超音波振動子の駆動電流値を個々に検
出する手段と、これら検出手段で検出された電流値と当
該超音波振動子の正常電流値とそれぞれ比較する手段
と、比較した結果の数値差が予め設定された所定範囲内
か否かを判別し、範囲外のものがあれば該当する超音波
振動子に対応した信号を出力する演算手段と、該演算手
段の信号出力を受けて該当する超音波振動子のナンバー
あるいは位置をディスプレイ上に警報表示するととも
に、これらの超音波振動子を用いている装置の駆動を停
止させる警報装置とを備えたことを特徴ととを備えたこ
とを特徴としている。
【００１０】このように構成すると、各超音波振動子の
電流はそれぞれ常時検出されていて、当該超音波振動子
が正常に駆動されているときの電流値（基準値）と比較
されている。検出された電流値と基準値との差が演算手
段に予め設定されている所定範囲外となると、演算手段
は異常の生じた超音波振動子に対応する信号、例えばパ
ルス数の差によって識別できるような信号を出力する。
この信号を利用することで、異常が生じた超音波振動子
の判別が可能となる。
電流はそれぞれ常時検出されていて、当該超音波振動子
が正常に駆動されているときの電流値（基準値）と比較
されている。検出された電流値と基準値との差が演算手
段に予め設定されている所定範囲外となると、演算手段
は異常の生じた超音波振動子に対応する信号、例えばパ
ルス数の差によって識別できるような信号を出力する。
この信号を利用することで、異常が生じた超音波振動子
の判別が可能となる。
【００１１】また、このように構成すると、異常が生じ
た超音波振動子のナンバーあるいは位置がディスプレイ
上に表示されるので、例えば洗浄機である場合に、洗浄
物がどの部分で洗浄不良であったかを判別できる。
た超音波振動子のナンバーあるいは位置がディスプレイ
上に表示されるので、例えば洗浄機である場合に、洗浄
物がどの部分で洗浄不良であったかを判別できる。
【００１２】また、故障修理を迅速に行うことができ、
さらに超音波振動子を用いている装置の駆動停止が行わ
れるので、後から問題の生じる処理を続けるおそれはな
くなる。
さらに超音波振動子を用いている装置の駆動停止が行わ
れるので、後から問題の生じる処理を続けるおそれはな
くなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
係る超音波振動子の異常検出装置の実施の形態について
説明する。なお、従来の技術の項で説明した部材と同一
あるいは相当するものには同一符号を付す。
係る超音波振動子の異常検出装置の実施の形態について
説明する。なお、従来の技術の項で説明した部材と同一
あるいは相当するものには同一符号を付す。
【００１４】図１は、本発明に係る超音波振動子の異常
検出装置の一実施形態をブロック図で示したものであ
る。図に示すように、超音波振動子１（１ａ、１ｂ、１
ｃ、１ｄ）は並列に接続されている。これら超音波振動
子１に高周波電力を供給するための超音波駆動装置は、
発振回路２、電圧増幅回路３、電力増幅回路４、インピ
ーダンス整合回路５等を備えており、インピーダンス整
合回路５から各超音波振動子１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１
ｄ）への配線は主配線６を経由して分岐配線１１（１１
ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）により行われている。す
なわち、１台の超音波駆動装置によって複数個の超音波
振動子１が並列で駆動されている。
検出装置の一実施形態をブロック図で示したものであ
る。図に示すように、超音波振動子１（１ａ、１ｂ、１
ｃ、１ｄ）は並列に接続されている。これら超音波振動
子１に高周波電力を供給するための超音波駆動装置は、
発振回路２、電圧増幅回路３、電力増幅回路４、インピ
ーダンス整合回路５等を備えており、インピーダンス整
合回路５から各超音波振動子１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１
ｄ）への配線は主配線６を経由して分岐配線１１（１１
ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）により行われている。す
なわち、１台の超音波駆動装置によって複数個の超音波
振動子１が並列で駆動されている。
【００１５】各超音波振動子１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１
ｄ）の端子電流（駆動電流）がそれぞれ流れる各分岐配
線１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）には、それ
ぞれ流れる電流値を検出するための変流器構造のセンサ
７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）が配置されており、分岐
配線１１を流れる電流値に比例した値の信号を比較回路
８（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）に送る。対応する比較回
路８には、それぞれの超音波振動子１が正常に動作して
いるときに流れる電流値を予め基準値ａ，ｂ，ｃ，ｄと
して入力しておく。なお、例えば基準値ａとは、超音波
振動子１ａが正常に動作しているときに、分岐配線１１
ａに流れる電流値をセンサ７ａで検出して比較回路８に
入力する数値と同一な値である。基準値ｂ、基準値ｃ、
基準値ｄも同様である。超音波振動子を並列接続して使
用する場合でも、各超音波振動子のパワーは同一とは限
らないので、それぞれの超音波振動子に合わせた基準値
を入力するようにしたものである。
ｄ）の端子電流（駆動電流）がそれぞれ流れる各分岐配
線１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）には、それ
ぞれ流れる電流値を検出するための変流器構造のセンサ
７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）が配置されており、分岐
配線１１を流れる電流値に比例した値の信号を比較回路
８（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）に送る。対応する比較回
路８には、それぞれの超音波振動子１が正常に動作して
いるときに流れる電流値を予め基準値ａ，ｂ，ｃ，ｄと
して入力しておく。なお、例えば基準値ａとは、超音波
振動子１ａが正常に動作しているときに、分岐配線１１
ａに流れる電流値をセンサ７ａで検出して比較回路８に
入力する数値と同一な値である。基準値ｂ、基準値ｃ、
基準値ｄも同様である。超音波振動子を並列接続して使
用する場合でも、各超音波振動子のパワーは同一とは限
らないので、それぞれの超音波振動子に合わせた基準値
を入力するようにしたものである。
【００１６】比較回路８では、分岐配線１１に流れる電
流値に対応する各センサ７からのアナログ信号と、基準
値として入力されたアナログ値と比較して、その値の差
をＡＤ変換しＣＰＵ９に送る。ＣＰＵ９では、入力され
た数値がそれぞれ予め設定されている所定の範囲に入る
か否かを個々に判別する。ここで所定の範囲とは、例え
ば一律に基準値の±１０％以内とか、あるいはそれぞれ
の超音波振動子に対応させて別個に設定してもよい。所
定の範囲外であれば警報装置１０に、異常の生じた超音
波振動子１に対応する信号、例えばパルス数の差によっ
て識別できるような信号を出力する。警報装置１０で
は、ＣＰＵ９からの信号を受けると、異常が発生した超
音波振動子のナンバーあるいは位置をディスプレイに警
報表示を行い、かつ超音波振動子を使用している装置全
体を停止させるように指令して、装置を停止させる。
流値に対応する各センサ７からのアナログ信号と、基準
値として入力されたアナログ値と比較して、その値の差
をＡＤ変換しＣＰＵ９に送る。ＣＰＵ９では、入力され
た数値がそれぞれ予め設定されている所定の範囲に入る
か否かを個々に判別する。ここで所定の範囲とは、例え
ば一律に基準値の±１０％以内とか、あるいはそれぞれ
の超音波振動子に対応させて別個に設定してもよい。所
定の範囲外であれば警報装置１０に、異常の生じた超音
波振動子１に対応する信号、例えばパルス数の差によっ
て識別できるような信号を出力する。警報装置１０で
は、ＣＰＵ９からの信号を受けると、異常が発生した超
音波振動子のナンバーあるいは位置をディスプレイに警
報表示を行い、かつ超音波振動子を使用している装置全
体を停止させるように指令して、装置を停止させる。
【００１７】このように、異常が生じた超音波振動子が
表示されるので、例えば超音波振動子を並列使用してい
る洗浄機の場合には、洗浄物がどの部分で洗浄不良であ
ったかを判別でき、また故障修理を迅速に行うことがで
き、さらに超音波振動子を用いている装置の駆動停止が
行われるので、後から問題の生じる処理を続けるおそれ
はなくなる。
表示されるので、例えば超音波振動子を並列使用してい
る洗浄機の場合には、洗浄物がどの部分で洗浄不良であ
ったかを判別でき、また故障修理を迅速に行うことがで
き、さらに超音波振動子を用いている装置の駆動停止が
行われるので、後から問題の生じる処理を続けるおそれ
はなくなる。
【００１８】なお、上記実施の形態中のセンサ７（７
ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）は、本発明にいう超音波振動子
の駆動電流値を個々に検出する手段に相当し、比較回路
８（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）は、本発明にいう検出手
段で検出された電流値と当該超音波振動子の正常電流値
とそれぞれ比較する手段に相当し、またＣＰＵ９は、本
発明にいう演算手段に相当し、さらに警報装置１０は、
本発明にいう警報手段に相当するものである。
ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）は、本発明にいう超音波振動子
の駆動電流値を個々に検出する手段に相当し、比較回路
８（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）は、本発明にいう検出手
段で検出された電流値と当該超音波振動子の正常電流値
とそれぞれ比較する手段に相当し、またＣＰＵ９は、本
発明にいう演算手段に相当し、さらに警報装置１０は、
本発明にいう警報手段に相当するものである。
【００１９】なおまた、上記実施の形態では、超音波振
動子１を４個並列接続しているが、２個以上であれば、
多数の並列接続の場合でも対応することができることは
明らかである。また、電流検出用のセンサ７として変流
器形式を用いているが、電流値を検出できるものであれ
ばこの形式のものに限るものではない。この超音波振動
子の異常検出装置では、超音波振動子１を駆動していな
いときには、ＣＰＵ９は作動しないように構成されてい
るので、基準値との比較差があっても警報装置１０は動
作しないようになっている。
動子１を４個並列接続しているが、２個以上であれば、
多数の並列接続の場合でも対応することができることは
明らかである。また、電流検出用のセンサ７として変流
器形式を用いているが、電流値を検出できるものであれ
ばこの形式のものに限るものではない。この超音波振動
子の異常検出装置では、超音波振動子１を駆動していな
いときには、ＣＰＵ９は作動しないように構成されてい
るので、基準値との比較差があっても警報装置１０は動
作しないようになっている。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によると、並列使用する複数個の超音波振動子の駆
動電流値を個々に検出して当該超音波振動子の正常電流
値とそれぞれ比較し、その数値差が予め設定された所定
範囲外のものがあれば該当する超音波振動子に対応した
信号を出力するようにしたので、異常が生じた超音波振
動子の判別が可能となる。
発明によると、並列使用する複数個の超音波振動子の駆
動電流値を個々に検出して当該超音波振動子の正常電流
値とそれぞれ比較し、その数値差が予め設定された所定
範囲外のものがあれば該当する超音波振動子に対応した
信号を出力するようにしたので、異常が生じた超音波振
動子の判別が可能となる。
【００２１】また、この発明によると、異常が生じた超
音波振動子が表示されるので、処理対象物がどの部分で
処理不良であったかを判別でき、また故障修理を迅速に
行うことができ、さらに超音波振動子を用いている装置
の駆動停止が行われるので、問題の生じる処理を続ける
おそれはなくなる。
音波振動子が表示されるので、処理対象物がどの部分で
処理不良であったかを判別でき、また故障修理を迅速に
行うことができ、さらに超音波振動子を用いている装置
の駆動停止が行われるので、問題の生じる処理を続ける
おそれはなくなる。
【図１】本発明に係る超音波振動子の異常検出装置の一
実施形態をブロック図で示したものである。
実施形態をブロック図で示したものである。
【図２】従来から使用されている超音波振動子の異常検
出装置をブロック図で示したものである。
出装置をブロック図で示したものである。
１ 超音波振動子 ２ 発振回路 ３ 電圧増幅回路 ４ 電力増幅回路 ５ インピーダンス整合回路 ６ 主幹配線 ７ センサ ８ 比較回路 ９ ＣＰＵ １０ 警報装置 １１ 分岐配線
Claims (1)
- 【請求項１】 並列使用する複数個の超音波振動子の駆
動電流値を個々に検出する手段と、これら検出手段で検
出された電流値と当該超音波振動子の正常電流値とそれ
ぞれ比較する手段と、比較した結果の数値差が予め設定
された所定範囲内か否かを判別し、範囲外のものがあれ
ば該当する超音波振動子に対応した信号を出力する演算
手段と、該演算手段の信号出力を受けて該当する超音波
振動子のナンバーあるいは位置をディスプレイ上に警報
表示するとともに、これらの超音波振動子を用いている
装置の駆動を停止させる警報装置とを備えたことを特徴
とする超音波振動子の異常検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10075047A JP2983513B2 (ja) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | 超音波振動子の異常検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10075047A JP2983513B2 (ja) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | 超音波振動子の異常検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11253879A JPH11253879A (ja) | 1999-09-21 |
| JP2983513B2 true JP2983513B2 (ja) | 1999-11-29 |
Family
ID=13564911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10075047A Expired - Fee Related JP2983513B2 (ja) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | 超音波振動子の異常検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2983513B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100746477B1 (ko) | 2006-03-07 | 2007-08-03 | 유수엽 | 초음파 진동자 구동 회로 |
| US9475099B2 (en) * | 2009-10-12 | 2016-10-25 | Ultrasonic Power Corporation | Ultrasonic cleaning system with transducer failure indicator |
| WO2011136349A1 (ja) * | 2010-04-28 | 2011-11-03 | Nakatani Akiko | 車輌用の警報音発生装置 |
-
1998
- 1998-03-10 JP JP10075047A patent/JP2983513B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11253879A (ja) | 1999-09-21 |
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Legal Events
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