JP3445784B2 - 特に高性能定格の超音波トランスデューサ用の放熱のための装置 - Google Patents

特に高性能定格の超音波トランスデューサ用の放熱のための装置

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JP3445784B2 JP2000564186A JP2000564186A JP3445784B2 JP 3445784 B2 JP3445784 B2 JP 3445784B2 JP 2000564186 A JP2000564186 A JP 2000564186A JP 2000564186 A JP2000564186 A JP 2000564186A JP 3445784 B2 JP3445784 B2 JP 3445784B2
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  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、特に工業用の高性能定格（high
performance rating）を持つ超音波トランスデューサ
（変換器）用の放熱のための装置に関する。
【０００２】圧電素子の内部摩擦により、および電気損
により、電気エネルギの機械エネルギへの変換の結果発
生する熱を放出する目的のために、高容量定格の超音波
トランスデューサを冷却することが一般的に知られてい
る。
【０００３】多くの場合、周知の冷却システムは、超音
波トランスデューサを閉囲するケーシングのみから成
り、そのようなケーシングは、熱が対流によってそこか
ら取り出される開口（ポート）を有する（Ｂａｎｄｅｌ
ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ社の「Ｓｏｎｏｒｅｘ」，
超音波ディスインテグレータ「Ｓｏｎｏｐｕｌｓ ＨＤ
６０」の内容説明書）。この種の冷却は、高性能定格に
は不充分である。
【０００４】ファンによる追加冷却により、塵埃および
湿気がケーシング内に運ばれ、橋絡の形成によって生じ
る短絡の危険性が増大する。
【０００５】超音波トランスデューサに装着されたホー
ンとフランジとケーシングとの接続による熱の取出しも
知られており、ここで放熱は水冷却用の銅冷却板によっ
て行われる（ＴＥＬＳＯＮＩＣ社の「超音波高性能反応
装置、シリーズＳＲＲ」の内容説明書）。この場合に
も、高性能定格および連続運転のための放熱は不充分で
ある。チタンの低い熱伝導率に加え、この装置に関する
場合、振動分離転移を形成するためには、振動の節（零
点）の位置にホーンとの狭い接続を実現することしかで
きない。これでは、熱源から冷却システムへの微小な熱
伝達があるだけであり、それは高性能レベルの連続運転
には充分ではない。冷却システムへの振動の伝達は、容
量が失われ、さらなる熱の増加が生じるので、回避しな
ければならない。
【０００６】さらに多数の様々な冷却が知られており、
たとえばケーシングに空冷または高圧空気が装備され
る。これらのシステムも、短絡の危険性を示している。
ファンや内部から外部への熱交換を備えた閉鎖システム
も知られている。しかし、これらは装備技術的側面から
見ると複雑化で、限定された熱の取出ししかできない。
【０００７】ＤＥ４３ ３９ ７８６ Ａ１には、放熱
のための装置についての記載があり、電子部品の放熱の
目的のために、電子部品のケーシングの表面上に直接置
かれ、冷却目的のためにも役立つ前記ケーシングと表面
接触する、シリコーンポリマから形成された熱伝導性プ
ラスチック成形体が構想されている。
【０００８】ＤＥ３５ ２８ ２９１ Ａ１には、バル
ク材が構成部品から冷却体への熱伝達を引き継ぐ、電子
構造素子の冷却のための装置が記載されている。バルク
材として、特定の粒径を持つ砂またはガラスパールが構
想されている。
【０００９】これらの装置は、冷却体を備えた複雑な冷
却システムをも必要とし、これらに関連付けられる課題
を持つ。
【００１０】全ての周知の解決法における不利益な点
は、特に防爆設計の、または湿潤な周囲環境で使用され
る種類の場合、高性能レベルの超音波トランスデューサ
の連続運転は、大きな支出無しに、かつ／または効率の
悪化無しに、確保することができないという事実であ
る。
【００１１】本発明の課題は、高湿度および／または高
温の周囲環境においても高性能を備えた、防爆設計の超
音波トランスデューサの連続運転を、現在までに知られ
ているより効果的な熱の取出しによって確実に保証す
る、特に高性能定格を備えた超音波トランスデューサ用
の放熱のための装置を開発することである。
【００１２】この課題の解決は、請求項１の特徴から結
果的にもたらされる。超音波トランスデューサを取り囲
む閉鎖冷却システムであって、シリコーン天然ゴムなど
の薄い振動吸収弾性層および石英砂などの放熱層から成
るこの前記冷却システムによって、振動吸収層が振動を
次の層に伝達しないので、熱容量の移行中に機械損が発
生しない状態が達成される。
【００１３】本発明の意義深い発展を、従属請求項に記
載する。本発明を、図面に示す超音波トランスデューサ
の放熱のための装置の実施形態で、さらに詳しく説明す
る。以下の項目が図示されている。 図１： 冷却システムを備えた超音波トランスデューサ
の略断面図である。 図２： 図１による超音波トランスデューサの部分Ａ−
Ａにおける断面図である。
【００１４】ｋＷ範囲の高性能超音波トランスデューサ
の場合、工場で安全かつ信頼できる連続運転を確実にす
るために、放熱は非常に重要である。
【００１５】図１の断面図および図２の詳細図から、超
音波トランスデューサ用の冷却システムの構成が認識で
きる。
【００１６】超音波トランスデューサ１の表面は、たと
えば０．０５ｍｍから０．５ｍｍの層厚さのたとえばシ
リコーン天然ゴムの弾性振動吸収層２で被覆される。
【００１７】この層２は、超音波トランスデューサから
発せられる振動を拾い上げ、層２の表面で振動が発生し
ないような方法で振動を吸収する。
【００１８】熱伝達層３が層２に接触（apply，塗布）
される。この熱伝達層３は、たとえば石英砂で構成する
ことができ、たとえば０．２から２ｍｍの間の厚さを持
つことができる。超音波トランスデューサ１の加熱は、
その表面全体を通して層２へ放出され、かつ、そこから
層３へ放出される。
【００１９】熱伝達層３はさらに、ケーシング４、たと
えばアルミニウムの連続ケーシングと密着して接合さ
れ、ケーシングは冷却フィンおよび外部エンクロージャ
を持つことができる。空気、水、または油、または同様
の物質などの熱伝達媒体を、冷却フィン間に配置するこ
とができる。さらに、通気によって、または任意の他の
周知の冷却システムによって、周知の方法で層３から熱
を取り出すことも可能である。
【００２０】冷却システムでは、密閉されたケーシング
４によって超音波トランスデューサを防爆設計とし、及
び／又は、この超音波トランスデューサの連続運転を湿
気又は、好ましくない周囲環境下においても行うことが
できる。
【００２１】本発明は、ここに記載する実施形態に限定
されない。さらに、本発明の枠組から逸脱することな
く、特徴の組合せによってさらなる実施形態を実現する
ことが可能である。 ［図面の簡単な説明］
【図１】冷却システムを備えた超音波トランスデューサ
の略断面図である。
【図２】図１による超音波トランスデューサの部分Ａ−
Ａにおける断面図である。
【符号の説明】
１ 超音波トランスデューサ ２ 振動吸収層 ３ 放熱層 ４ ケーシング ５ セグメント ６ 冷却フィン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04R 1/02 330 H05K 7/20

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】工業用の特に高性能定格を備えた超音波ト
    ランスデューサ用の放熱のための装置であって、 振動吸収弾性層（２）と、 前記層（２）に直接接触する石英砂を含む放熱層と、 アルミニウムなどの熱導材から成り、空気・水・油など
    の熱輸送媒体が中を通過するセグメント（５）が間に置
    かれている冷却フィン（６）を有するケーシング（４）
    と、 を備え、冷却すべき物体（１）を包囲する冷却システム
    を形成する前記装置。
  2. 【請求項２】前記冷却システムが超音波トランスデュー
    サ（１）を取り囲む、請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】前記超音波トランスデューサ（１）の表面
    に直接接触する状態で前記振動吸収層（２）およびこの
    層（２）の上の前記放熱層（３）が接触され、前記放熱
    層（３）が広い表面から外部への放熱のためにケーシン
    グ（４）に密着して接合された、請求項１又は２に記載
    の装置。
  4. 【請求項４】前記振動吸収弾性層（２）は、シリコン天
    然ゴムを含む、請求項１乃至３のいずれかに記載の装
    置。
JP2000564186A 1998-08-04 1999-08-02 特に高性能定格の超音波トランスデューサ用の放熱のための装置 Expired - Lifetime JP3445784B2 (ja)

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