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JP7514243B2 - Ultrasonic cleaner - Google Patents
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Description

本発明は、ハンディタイプの超音波洗浄器に関する。本願は、2019年8月22日に、日本に出願された特願2019-152268号に基づき優先権を主張し、その内容をここで援用する。The present invention relates to a handheld ultrasonic cleaner. This application claims priority to Japanese Patent Application No. 2019-152268, filed on August 22, 2019, the contents of which are incorporated herein by reference.

近年、衣類の部分洗いなどに使用でき、超音波振動により汚れを落とすハンディタイプの超音波洗浄器が製品化されている。このような超音波洗浄器は、圧電体などを用いた超音波振動素子に振動部品(例えば超音波ホーン)を取り付けた構成とされており、超音波振動素子を駆動して、振動部品に超音波周波数の振動を与える(例えば、特許文献1)。In recent years, handheld ultrasonic cleaners that can be used for spot washing of clothing and remove dirt by ultrasonic vibration have been commercialized. Such ultrasonic cleaners are configured with a vibration part (e.g., an ultrasonic horn) attached to an ultrasonic vibration element using a piezoelectric material, and the ultrasonic vibration element is driven to apply vibrations at ultrasonic frequencies to the vibration part (e.g., Patent Document 1).

特開2002-11424号公報JP 2002-11424 A

ハンディタイプの超音波洗浄器は、通常、電池(充電池を含む)によって駆動される。このため、連続使用時間を長くするためには、低消費電力での駆動が要求される。消費電力を抑える手段としては、駆動電圧や駆動時間の低減などが考えられる。例えば、超音波振動素子をパルス波形で駆動する場合は、駆動用パルス波形において駆動パルスのデューティ比を小さくしてパルス幅を小さくする。すなわち、フルパワーで駆動する場合の駆動用パルス波形が図9(a)に示す波形(例えば、デューティ比100%)である場合、省電力駆動時の駆動用パルス波形は図9(b)に示す波形(例えば、デューティ比50%)としている。 Handheld ultrasonic cleaners are usually powered by batteries (including rechargeable batteries). For this reason, in order to extend the continuous use time, it is required to operate with low power consumption. Possible means for reducing power consumption include reducing the driving voltage and driving time. For example, when driving an ultrasonic vibration element with a pulse waveform, the duty ratio of the driving pulse in the driving pulse waveform is reduced to reduce the pulse width. In other words, when the driving pulse waveform when driving at full power is the waveform shown in Figure 9 (a) (e.g., duty ratio 100%), the driving pulse waveform during power saving operation is the waveform shown in Figure 9 (b) (e.g., duty ratio 50%).

しかしながら、単に駆動電圧や駆動時間を低減すると、駆動パワーも下がってしまい、洗浄力が低下するといった問題がある。However, simply reducing the driving voltage or driving time also reduces the driving power, resulting in a problem of reduced cleaning power.

本発明の一態様は、上記課題に鑑みてなされたものであり、低消費電力での駆動と洗浄力低下の抑制とを両立することのできる超音波洗浄器を提供することを目的とする。One aspect of the present invention has been made in consideration of the above problems, and aims to provide an ultrasonic cleaner that can achieve both low power consumption operation and prevention of a decrease in cleaning power.

上記の課題を解決するために、本発明の一態様の超音波洗浄器は、駆動用パルス波形の印加によって超音波振動を発生させる振動発生部と、被洗浄物に接触可能であり、前記振動発生部で発生した振動を当該被洗浄物に伝達する振動伝達部と、前記振動発生部に印加する所定の周期の前記駆動用パルス波形を生成する駆動パルス生成部とを備えており、前記駆動用パルス波形においては、前記振動発生部に駆動パルスが印加されるON時間と、駆動パルスが印加されないOFF時間とが交互に発生することを特徴としている。In order to solve the above problems, an ultrasonic cleaner according to one embodiment of the present invention comprises a vibration generating unit which generates ultrasonic vibrations by application of a drive pulse waveform, a vibration transmission unit which is capable of contacting the object to be cleaned and which transmits the vibrations generated by the vibration generating unit to the object to be cleaned, and a drive pulse generating unit which generates the drive pulse waveform of a predetermined period to be applied to the vibration generating unit, and is characterized in that the drive pulse waveform alternates between ON times during which a drive pulse is applied to the vibration generating unit and OFF times during which no drive pulse is applied.

上記の構成によれば、ON時間中はフルパワー駆動並みの駆動パルスを印加することで最大の洗浄力が発揮でき、OFF時間中は振動伝達部の振動を慣性的に維持することでON時間中とほぼ同様の洗浄力が発揮できる。このため、駆動用パルス波形にOFF時間を設けることでOFF時間に応じた電力消費量を削減しながら、洗浄力の低下も抑制できる。 According to the above configuration, maximum cleaning power can be achieved by applying a drive pulse equivalent to full power drive during the ON time, and cleaning power almost the same as during the ON time can be achieved by maintaining the vibration of the vibration transmission part by inertia during the OFF time. Therefore, by providing an OFF time in the drive pulse waveform, it is possible to reduce the amount of power consumption according to the OFF time while also suppressing a decrease in cleaning power.

また、上記超音波洗浄器では、前記OFF時間の長さは、前記ON時間における前記駆動パルスの前記所定の周期の整数倍である構成とすることができる。 In addition, in the above ultrasonic cleaner, the length of the OFF time can be configured to be an integer multiple of the specified period of the drive pulse during the ON time.

上記の構成によれば、繰り返し発生する全てのON時間において同じ位相の駆動パルスを印加することができ、位相のずれによる無駄な消費電力を防止することができる。 According to the above configuration, a drive pulse of the same phase can be applied during all of the repeatedly occurring ON times, thereby preventing unnecessary power consumption due to phase shifts.

また、上記超音波洗浄器では、前記ON時間から前記OFF時間への切り替え、および前記OFF時間から前記ON時間への切り替えは、駆動用パルス波形の電圧極性が入れ替わるタイミングで行われる構成とすることができる。 In addition, in the above ultrasonic cleaner, the switching from the ON time to the OFF time, and the switching from the OFF time to the ON time can be configured to occur at the timing when the voltage polarity of the driving pulse waveform is reversed.

上記の構成によれば、振動伝達部が最大振幅位置(振動中心から最も離れた位置)にあるときに、ON時間からOFF時間およびOFF時間からON時間への切り替えを行うことができ、切り替え時に振動伝達部の振幅が小さくなることを防止できる。 According to the above configuration, when the vibration transmission unit is at the maximum amplitude position (the position farthest from the vibration center), switching from ON time to OFF time and from OFF time to ON time can be performed, and the amplitude of the vibration transmission unit can be prevented from becoming smaller when switching.

また、上記超音波洗浄器は、前記ON時間から前記OFF時間に切り替わる直前の駆動パルスの極性と、前記OFF時間から前記ON時間に切り替わる直後の駆動パルスの極性とが、互いに逆極性である構成とすることができる。 The ultrasonic cleaner can also be configured so that the polarity of the drive pulse immediately before switching from the ON time to the OFF time and the polarity of the drive pulse immediately after switching from the OFF time to the ON time are opposite to each other.

上記の構成によれば、OFF時間からON時間に切り替わるタイミングでのパワー損失を防止することができる。 The above configuration makes it possible to prevent power loss when switching from OFF time to ON time.

また、上記超音波洗浄器は、前記振動伝達部における負荷の有無を検出する負荷検出部を備えており、前記駆動パルス生成部は、負荷がない場合の前記駆動用パルス波形における前記OFF時間を、負荷がある場合の前記駆動用パルス波形における前記OFF時間よりも長くする構成とすることができる。 The ultrasonic cleaner may further include a load detection unit that detects the presence or absence of a load on the vibration transmission unit, and the drive pulse generation unit may be configured to make the OFF time in the drive pulse waveform when there is no load longer than the OFF time in the drive pulse waveform when there is a load.

上記の構成によれば、振動伝達部における負荷がない場合、すなわち超音波洗浄器が洗浄を行っていない場合には、OFF時間を長くすることで消費電力のさらなる削減を図ることができる。 According to the above configuration, when there is no load on the vibration transmission section, i.e., when the ultrasonic cleaner is not performing cleaning, the OFF time can be extended to further reduce power consumption.

本発明の一態様の超音波洗浄器は、駆動用パルス波形にOFF時間を設け、OFF時間中は振動伝達部の振動を慣性的に維持することで、低消費電力での駆動と洗浄力低下の抑制とを両立することができるといった効果を奏する。 One embodiment of the ultrasonic cleaner of the present invention provides an OFF time in the driving pulse waveform, and maintains the vibration of the vibration transmission part inertially during the OFF time, thereby achieving the effect of achieving both low power consumption driving and prevention of a decrease in cleaning power.

実施の形態1に係る超音波洗浄器の外観を示す図であり、(a)は正面図、(b)は側面図、(c)は上面図、(d)は底面図である。1A to 1D are diagrams showing the appearance of an ultrasonic cleaner according to a first embodiment, where FIG. 1A is a front view, FIG. 1B is a side view, FIG. 図1(a)のA-A断面図である。1A is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 超音波洗浄器の回路構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of the ultrasonic cleaner. 電源ON状態とされている超音波洗浄器の駆動用パルス波形を示す波形図である。4 is a waveform diagram showing a driving pulse waveform of an ultrasonic cleaner in a power-on state. FIG. 超音波洗浄器の洗浄力-消費電力特性を示すグラフである。1 is a graph showing the cleaning power-power consumption characteristics of an ultrasonic cleaner. (a)は実施の形態2に係る位相制御の行われた駆動用パルス波形を示す波形図であり、(b)は位相制御の行われていない駆動用パルス波形を示す波形図である。10A is a waveform diagram showing a driving pulse waveform on which phase control has been performed in accordance with the second embodiment, and FIG. 10B is a waveform diagram showing a driving pulse waveform on which phase control has not been performed. (a)は1周期分の駆動用パルス波形を示す波形図であり、(b)は振動している超音波ホーンの位置を模式的に示す図である。FIG. 2A is a waveform diagram showing one period of a driving pulse waveform, and FIG. 2B is a diagram showing a schematic diagram of the position of a vibrating ultrasonic horn. 超音波ホーンにおける振動発生部およびホーン部の振動を模式的に示す図であり、(a)はON時間中の振動、(b)はOFF時間中の振動、(c)はOFF時間からON時間に切り替わった直後の振動を示している。1A and 1B are diagrams showing the vibration of the vibration generating part and the horn part of an ultrasonic horn, in which (a) shows the vibration during ON time, (b) shows the vibration during OFF time, and (c) shows the vibration immediately after switching from OFF time to ON time. 従来の超音波洗浄器の駆動用パルス波形を示す波形図であり、(a)はフルパワーで駆動する場合の駆動用パルス波形、(b)は省電力駆動時の駆動用パルス波形を示している。1A and 1B are waveform diagrams showing driving pulse waveforms of a conventional ultrasonic cleaner, in which (a) shows the driving pulse waveform when driven at full power, and (b) shows the driving pulse waveform when driven in power-saving mode.

〔実施の形態1〕
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。まずは、本実施の形態1に係る超音波洗浄器10(以下、単に洗浄器10と称する)の基本構造を図1および図2を参照して説明する。図1は、洗浄器10の外観を示す図であり、(a)は正面図、(b)は側面図、(c)は上面図、(d)は底面図である。図2は、図1(a)のA-A断面図である。ここでは、説明の便宜上、洗浄器10の長手方向を上下方向とし、先端部12の設けられた側を上方としている。
[First embodiment]
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, a basic structure of an ultrasonic cleaner 10 (hereinafter simply referred to as cleaner 10) according to the first embodiment will be described with reference to Figs. 1 and 2. Fig. 1 shows the appearance of the cleaner 10, with (a) being a front view, (b) being a side view, (c) being a top view, and (d) being a bottom view. Fig. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A in Fig. 1(a). Here, for convenience of explanation, the longitudinal direction of the cleaner 10 is taken as the up-down direction, and the side on which the tip portion 12 is provided is taken as the upper side.

図1に示すように、洗浄器10の外観は、把持部11と先端部12とで構成されている。把持部11は、使用者によって把持される部分であり、長手方向に直交する断面が略矩形形状を有している。把持部11は、アルミニウムなどの金属で構成されている。As shown in Figure 1, the appearance of the cleaner 10 is composed of a grip portion 11 and a tip portion 12. The grip portion 11 is the portion that is held by the user, and has a cross section perpendicular to the longitudinal direction that is substantially rectangular. The grip portion 11 is made of a metal such as aluminum.

先端部12は、把持部11との接続側から先端に向けて先細りする形状とされており、その先端(上端)には、細長い矩形状の開口121が設けられている(図1(c)参照)。開口121からは、平板状のホーン部22が外部に突出するように配置されている。また、先端部12は、洗浄器10の不使用時にはキャップ(図示せず)を被せることでホーン部22を保護できるようになっている。The tip 12 is tapered from the connection side with the grip 11 toward the tip, and a long and narrow rectangular opening 121 is provided at the tip (upper end) (see FIG. 1(c)). A flat horn 22 is arranged to protrude from the opening 121 to the outside. The tip 12 can be protected by covering it with a cap (not shown) when the cleaner 10 is not in use.

洗浄器10の底面には、押しボタンスイッチ13および電源カバー14が設けられている(図1(d)参照)。押しボタンスイッチ13は、使用者による押圧操作を受けるたびに洗浄器10の電源のON/OFFを切り替えるものである。電源カバー14は、その内側にある電源ジャック(図示せず)を覆うように設けられている。洗浄器10は、電源カバー14を外して電源ジャックに電源プラグを差し込むことで、バッテリー30(図2参照)に対して充電が行えるようになっている。尚、洗浄器10は、電源を用いた有接点充電以外に、付属の充電台に洗浄器10を載せることで無接点充電を行うことが可能であってもよい。A push button switch 13 and a power cover 14 are provided on the bottom of the cleaner 10 (see FIG. 1(d)). The push button switch 13 switches the power of the cleaner 10 ON/OFF each time the user presses it. The power cover 14 is provided to cover the power jack (not shown) located inside. The cleaner 10 is designed to charge the battery 30 (see FIG. 2) by removing the power cover 14 and inserting a power plug into the power jack. In addition to contact charging using a power source, the cleaner 10 may also be capable of contactless charging by placing the cleaner 10 on an attached charging stand.

また、図2に示すように、洗浄器10の内部には、超音波ホーン20、バッテリー30、メイン回路基板40、操作回路基板41および昇圧トランス50などが収容されている。メイン回路基板40には、超音波ホーン20、バッテリー30、操作回路基板41および昇圧トランス50の各々が接続され、制御マイコン63(図3参照)により制御されるようになっている。2, the cleaning device 10 contains an ultrasonic horn 20, a battery 30, a main circuit board 40, an operation circuit board 41, a step-up transformer 50, etc. The ultrasonic horn 20, the battery 30, the operation circuit board 41, and the step-up transformer 50 are each connected to the main circuit board 40, which is controlled by a control microcomputer 63 (see FIG. 3).

超音波ホーン20は、洗浄器10の先端側、すなわち先端部12の内側に配置されており、振動発生部21と振動伝達部であるホーン部22とを有している。振動発生部21は、圧電体を有しており、この圧電体に所定の駆動信号が印加されることにより、所定の周波数および振幅の超音波振動が発生するようになっている。本実施の形態1に係る洗浄器10では、振動発生部21が衣類の洗浄に適した30~40kHzの振動を発生するように駆動されている。The ultrasonic horn 20 is disposed on the tip side of the cleaner 10, i.e., inside the tip portion 12, and has a vibration generating unit 21 and a horn portion 22 which is a vibration transmitting unit. The vibration generating unit 21 has a piezoelectric body, and ultrasonic vibrations of a predetermined frequency and amplitude are generated when a predetermined drive signal is applied to this piezoelectric body. In the cleaner 10 according to the first embodiment, the vibration generating unit 21 is driven to generate vibrations of 30 to 40 kHz which are suitable for washing clothes.

ホーン部22は、金属で構成されており、上述したように、その先端が先端部12の開口121から外部に突出している。すなわち、ホーン部22は、洗浄器10の使用時に、その先端を被洗浄物(衣類など)に接触させることで、振動発生部21で発生した振動を被洗浄物に伝達する。また、ホーン部22は共振周波数を有しており、ホーン部22の共振周波数は振動発生部21で発生させる所定の周波数と同一または近似している。これにより、振動発生部21で発生した振動をホーン部22にて増幅する。The horn part 22 is made of metal, and as described above, its tip protrudes outward from the opening 121 of the tip part 12. That is, when the cleaner 10 is in use, the horn part 22 transmits the vibrations generated by the vibration generating part 21 to the object to be cleaned (such as clothes) by contacting its tip with the object to be cleaned. The horn part 22 also has a resonant frequency, which is the same as or close to the predetermined frequency generated by the vibration generating part 21. As a result, the vibrations generated by the vibration generating part 21 are amplified by the horn part 22.

操作回路基板41は、押しボタンスイッチ13による操作を検出し、これをメイン回路基板40に伝達するものである。 The operation circuit board 41 detects operation of the push button switch 13 and transmits this to the main circuit board 40.

続いて、洗浄器10を駆動するための回路構成に関し、図3を参照して説明する。図3は、洗浄器10の回路構成を示すブロック図である。Next, the circuit configuration for driving the cleaner 10 will be described with reference to Figure 3. Figure 3 is a block diagram showing the circuit configuration of the cleaner 10.

バッテリー30は、昇圧回路61および充電制御回路62を間に介して充電端子60と接続されている。充電端子60は、ここでは上述した電源ジャックに相当し、例えばアダプタを介して5Vの電圧が印加される。昇圧回路61は、充電端子60に印加された電圧を昇圧する。充電制御回路62は、昇圧された電源でバッテリー30が適切に充電されるように制御を行う。The battery 30 is connected to the charging terminal 60 via a boost circuit 61 and a charging control circuit 62. The charging terminal 60 corresponds to the power jack described above, and a voltage of 5 V is applied to it via an adapter, for example. The boost circuit 61 boosts the voltage applied to the charging terminal 60. The charging control circuit 62 controls the battery 30 so that it is appropriately charged by the boosted power source.

制御マイコン63は、洗浄器10の駆動を全体的に制御する主制御部である。制御マイコン63には、表示部64、押しボタンスイッチ13、駆動回路(駆動パルス生成部)65、電圧検知部66および電流検知部67が接続されている。尚、制御マイコン63、駆動回路65、電圧検知部66および電流検知部67は、メイン回路基板40に搭載されているものとする。The control microcomputer 63 is a main control unit that controls the overall operation of the cleaner 10. The control microcomputer 63 is connected to a display unit 64, a push button switch 13, a drive circuit (drive pulse generating unit) 65, a voltage detection unit 66, and a current detection unit 67. The control microcomputer 63, the drive circuit 65, the voltage detection unit 66, and the current detection unit 67 are mounted on the main circuit board 40.

表示部64は、詳細は後述するが、洗浄器10の駆動状態などを表示によって使用者に報知する手段である。押しボタンスイッチ13は、使用者の押圧操作によって制御マイコン63を駆動させる。駆動回路65は、制御マイコン63から入力される駆動信号の駆動周波数に基づき、超音波ホーン20の駆動用信号、すなわち駆動用パルス波形を生成する。昇圧トランス50は、バッテリー30、駆動回路65および超音波ホーン20に接続されており、駆動回路65から入力される駆動用パルス波形に基づいてバッテリー30からの電圧を昇圧し、超音波ホーン20(詳細には振動発生部21)に交流電圧を印加する。ここで、超音波ホーン20に印加される交流電圧波形は駆動用パルス波形を反映しているので、昇圧された駆動用パルス波形と見なすことができる。The display unit 64, which will be described in detail later, is a means for notifying the user of the operating state of the cleaner 10 by displaying it. The push button switch 13 is operated by the user to drive the control microcomputer 63. The drive circuit 65 generates a drive signal for the ultrasonic horn 20, i.e., a drive pulse waveform, based on the drive frequency of the drive signal input from the control microcomputer 63. The step-up transformer 50 is connected to the battery 30, the drive circuit 65, and the ultrasonic horn 20, and boosts the voltage from the battery 30 based on the drive pulse waveform input from the drive circuit 65, and applies an AC voltage to the ultrasonic horn 20 (more specifically, the vibration generating unit 21). Here, the AC voltage waveform applied to the ultrasonic horn 20 reflects the drive pulse waveform, so it can be considered as a boosted drive pulse waveform.

電圧検知部66は、バッテリー30の電圧を検知して、その検知電圧を制御マイコン63に入力する。制御マイコン63は、電圧検知部66の検知電圧が一定以下の電圧になると、バッテリー不足を検出して洗浄器10の電源をOFFとする。電流検知部67は、超音波ホーン20の駆動電流(例えば、駆動回路65に生じる駆動電流)を検知し、その検知電流を制御マイコン63に入力する。The voltage detection unit 66 detects the voltage of the battery 30 and inputs the detected voltage to the control microcomputer 63. When the voltage detected by the voltage detection unit 66 falls below a certain voltage, the control microcomputer 63 detects a low battery and turns off the power to the cleaner 10. The current detection unit 67 detects the drive current of the ultrasonic horn 20 (for example, the drive current generated in the drive circuit 65) and inputs the detected current to the control microcomputer 63.

洗浄器10を使用するときには、押しボタンスイッチ13を操作して洗浄器10の電源をON状態とし、振動の生じているホーン部22の先端を被洗浄物の洗浄箇所に押し当てる。このとき、被洗浄物の洗浄箇所は、洗浄媒体(水、または洗剤を含んだ水)を含んだ状態とされている。ホーン部22の振動は洗浄媒体を介して被洗浄物に伝達され、被洗浄物に付着した汚れを浮かせて洗浄媒体に流出させる。これにより、被洗浄物に付着した汚れが除去される。When using the cleaner 10, the push button switch 13 is operated to turn the cleaner 10 on, and the tip of the vibrating horn 22 is pressed against the part of the object to be cleaned. At this time, the part of the object to be cleaned contains a cleaning medium (water, or water containing detergent). The vibration of the horn 22 is transmitted to the object to be cleaned via the cleaning medium, causing dirt adhering to the object to float and flow into the cleaning medium. This removes the dirt adhering to the object to be cleaned.

本実施の形態1に係る洗浄器10は、低消費電力での駆動と洗浄力低下の抑制とを両立することのできる駆動方法に特徴を有するものである。以下、この特徴点について詳細に説明する。The cleaner 10 according to the first embodiment is characterized by a driving method that can achieve both low power consumption and suppression of deterioration of cleaning power. This characteristic is described in detail below.

図4は、電源ON状態とされている洗浄器10の駆動用パルス波形を示す波形図である。図4に示すように、洗浄器10の駆動用パルス波形には、ON時間とOFF時間とが交互に発生する。 Figure 4 is a waveform diagram showing the driving pulse waveform of the cleaner 10 when the power is ON. As shown in Figure 4, the driving pulse waveform of the cleaner 10 alternates between ON time and OFF time.

駆動用パルス波形のON時間中は、各駆動パルスのデューティ比は変化させず、図9(a)に示すフルパワー駆動時と同様の駆動パルス(例えば、デューティ比100%の駆動パルス)が印加される。すなわち、ON時間中の洗浄器10は、最大の洗浄力が発揮できる。一方、駆動用パルス波形のOFF時間中は、駆動パルスが印加されない(デューティ比0%)。但し、このOFF時間中は、ON時間中における超音波ホーン20の振動がホーン部22の共振によって慣性的に維持され、多少の減衰は生じるものの、ON時間中とのほぼ同様の周波数および振幅で超音波ホーン20が振動する。すなわち、OFF時間中の洗浄器10においても、ON時間中とほぼ同様の洗浄力が発揮できる。During the ON time of the driving pulse waveform, the duty ratio of each driving pulse is not changed, and the same driving pulse (for example, a driving pulse with a duty ratio of 100%) as that during full power driving shown in FIG. 9(a) is applied. That is, the cleaner 10 can exert maximum cleaning power during the ON time. On the other hand, during the OFF time of the driving pulse waveform, no driving pulse is applied (duty ratio 0%). However, during this OFF time, the vibration of the ultrasonic horn 20 during the ON time is maintained by inertia due to the resonance of the horn part 22, and although there is some attenuation, the ultrasonic horn 20 vibrates at approximately the same frequency and amplitude as during the ON time. That is, the cleaner 10 during the OFF time can exert approximately the same cleaning power as during the ON time.

このように、本実施の形態1に係る洗浄器10は、電源ON状態の駆動用パルス波形にOFF時間を設けることで、OFF時間に応じた電力消費量を削減できる。また、OFF時間中も超音波ホーン20を慣性的に動作させることで、低消費電力でありながら、洗浄力の低下を抑制することができる。尚、本願発明者による実験では、ONデューティ(全駆動時間(ON時間+OFF時間)に対するON時間の時間比率)が80%までは、ONデューティが100%のフルパワー駆動時と同等の洗浄力を維持できることが確認できた。In this way, the cleaner 10 according to the first embodiment can reduce power consumption according to the OFF time by providing an OFF time in the driving pulse waveform when the power is ON. Also, by operating the ultrasonic horn 20 inertially even during the OFF time, it is possible to suppress a decrease in cleaning power while maintaining low power consumption. In addition, in an experiment conducted by the inventor of the present application, it was confirmed that up to an ON duty (the ratio of ON time to the total driving time (ON time + OFF time)) of 80%, a cleaning power equivalent to that during full power driving with an ON duty of 100% can be maintained.

また、本実施の形態1に係る洗浄器10は、ある程度の洗浄力低下を許容すれば、ONデューティをさらに小さくすることで消費電力をさらに削減することも可能である。ここで、洗浄器10において、ONデューティを変化させて消費電力を低減させた場合の洗浄力の評価結果を以下の図5に示す。尚、図5においては、ONデューティを変化させるに当たって、ON時間を2.7msに固定しながら、OFF時間を変化させた。また、駆動用パルス波形の周波数は約38kHzとしている。 In addition, the cleaner 10 according to the first embodiment can further reduce power consumption by further reducing the ON duty, if a certain degree of reduction in cleaning power is allowed. Here, the evaluation results of cleaning power when the ON duty is changed to reduce power consumption in the cleaner 10 are shown in FIG. 5 below. In FIG. 5, when changing the ON duty, the ON time is fixed at 2.7 ms while the OFF time is changed. The frequency of the driving pulse waveform is set to approximately 38 kHz.

図5に示すように、洗浄器10の洗浄力は、消費電力が小さくなる(消費電力の削減量が大きくなる)に従って低下する。図5の結果に示されるように、洗浄器10における洗浄力低下の許容限界に応じて、消費電力を削減することができる。例えば、洗浄器10における洗浄力が80%まで許容できる場合、ONデューティを小さくすることで、消費電力は30%(消費電力の削減量は70%)に削減することができる。As shown in Figure 5, the cleaning power of the cleaner 10 decreases as power consumption decreases (the amount of power consumption reduction increases). As shown by the results in Figure 5, power consumption can be reduced according to the tolerable limit of the reduction in cleaning power in the cleaner 10. For example, if the cleaning power of the cleaner 10 can be tolerated up to 80%, power consumption can be reduced to 30% (power consumption reduction of 70%) by reducing the ON duty.

さらに、本実施の形態1に係る洗浄器10は、洗浄力を異ならせた複数のパワーレベルを有していてもよい。例えば、図5に示す結果に基づけば、洗浄力が100%(消費電力が約80%となるONデューティ)の場合をパワーレベル“大”、洗浄力が90%(消費電力が約60%となるONデューティ)の場合をパワーレベル“中”、洗浄力が80%(消費電力が約30%となるONデューティ)の場合をパワーレベル“小”とし、使用者が任意のパワーレベルを選択できるようにしてもよい。これにより、洗浄器10の使用時に、被洗浄物の汚れ具合や被洗浄物の布質などに応じて、使用者が洗浄器10のパワーレベルを落とすことも可能となる。また、ユーザの選択したパワーレベルは、表示部64の表示(例えばインジケータ表示)によって通知されることが好ましい。また、洗浄器10は、使用者が選択できるパワーレベルの一つとして、駆動用パルス波形にOFF時間を設けない(ONデューティが100%)のフルパワーレベルを有していてもよい。 Furthermore, the cleaner 10 according to the first embodiment may have a plurality of power levels with different cleaning powers. For example, based on the results shown in FIG. 5, the power level may be set to "large" when the cleaning power is 100% (ON duty with power consumption of about 80%), "medium" when the cleaning power is 90% (ON duty with power consumption of about 60%), and "small" when the cleaning power is 80% (ON duty with power consumption of about 30%), so that the user can select any power level. This allows the user to lower the power level of the cleaner 10 when using the cleaner 10 depending on the degree of dirt on the object to be cleaned and the fabric quality of the object to be cleaned. In addition, it is preferable that the power level selected by the user is notified by a display (e.g., an indicator display) on the display unit 64. In addition, the cleaner 10 may have a full power level with no OFF time in the driving pulse waveform (ON duty is 100%) as one of the power levels that the user can select.

また、上述の駆動方法においては、ON時間およびOFF時間の切替サイクルも適切に設定される必要がある。すなわち、切替サイクルが長ければ、それに応じてON時間およびOFF時間が長くなり、OFF時間中の超音波ホーン20の振動減衰が大きくなって洗浄力の低下に繋がる。このため、超音波ホーン20の振動減衰が大きくなりすぎないように、ON時間を適切な長さに調整する必要がある(OFF時間はON時間を基準に決定される)。但し、適切なON時間は、超音波ホーン20の減衰振動特性に依存するものであって、適切なON時間の許容範囲は、洗浄器10の設計寸法などに応じて適切に設定されるものである。例えば、超音波ホーン20が大きく、減衰振動時間が長い場合には、超音波ホーン20に対する慣性力が大きくなるため、超音波ホーン20が小さい場合に比べてON時間を長くする(切替サイクルを長くする)。 In addition, in the above-mentioned driving method, the switching cycle of the ON time and the OFF time must also be set appropriately. That is, if the switching cycle is long, the ON time and the OFF time will be long accordingly, and the vibration damping of the ultrasonic horn 20 during the OFF time will be large, leading to a decrease in cleaning power. For this reason, it is necessary to adjust the ON time to an appropriate length so that the vibration damping of the ultrasonic horn 20 does not become too large (the OFF time is determined based on the ON time). However, the appropriate ON time depends on the damping vibration characteristics of the ultrasonic horn 20, and the allowable range of the appropriate ON time is appropriately set according to the design dimensions of the cleaner 10, etc. For example, when the ultrasonic horn 20 is large and the damping vibration time is long, the inertial force on the ultrasonic horn 20 is large, so the ON time is made longer (the switching cycle is made longer) compared to when the ultrasonic horn 20 is small.

また、ON時間は駆動用パルス波形が複数個連続して含まれる時間以上であることが好ましく、例えば、10パルス以上含まれる時間とする。これにより、超音波ホーン20が共振するために必要な振動を効率よく与えることができる。また、ON時間は、ON時間とOFF時間との合計からなる周期が、長すぎないようにすることが好ましい。例えば、ON時間とOFF時間との合計からなる周期が20ms以上とならないように、より好ましくは10ms以上とならないようにする。これにより、洗浄器10が低周波振動を起こしてユーザに不快感を与えることを防止できる。 In addition, it is preferable that the ON time is at least the time that includes multiple consecutive driving pulse waveforms, for example, a time that includes 10 pulses or more. This allows the ultrasonic horn 20 to efficiently provide the vibrations necessary to resonate. It is also preferable that the ON time is such that the period consisting of the sum of the ON time and the OFF time is not too long. For example, the period consisting of the sum of the ON time and the OFF time is not more than 20 ms, more preferably not more than 10 ms. This prevents the cleaner 10 from generating low-frequency vibrations that cause discomfort to the user.

〔実施の形態2〕
上記実施の形態1では、洗浄器10の基本的な駆動方法を説明したが、間欠駆動が超音波ホーン20の慣性による振動を阻害してしまうと、超音波ホーン20を効率よく振動させることができず、無駄な消費電力が発生する。この無駄な消費電力を防止するためには、駆動用パルス波形の位相制御を行うことが好ましい。本実施の形態2では、駆動用パルス波形の位相制御について説明する。
[Embodiment 2]
In the above embodiment 1, the basic driving method of the cleaner 10 was described, but if the intermittent driving inhibits the vibration due to the inertia of the ultrasonic horn 20, the ultrasonic horn 20 cannot be vibrated efficiently, resulting in wasteful power consumption. In order to prevent this wasteful power consumption, it is preferable to perform phase control of the driving pulse waveform. In this embodiment 2, the phase control of the driving pulse waveform will be described.

実施の形態1で説明したように、洗浄器10の駆動方法では、駆動用パルス波形においてON時間とOFF時間とを交互に発生させる。このとき、OFF時間からON時間になるタイミングで印加される駆動パルスの位相が、その前のON時間に印加されていた駆動パルスの位相に対してずれていると、超音波ホーン20の慣性による振動を阻害して無駄な消費電力に繋がる。As described in the first embodiment, in the driving method of the cleaner 10, ON and OFF times are alternately generated in the driving pulse waveform. In this case, if the phase of the driving pulse applied when the OFF time changes to the ON time is out of phase with respect to the phase of the driving pulse applied during the previous ON time, it inhibits the vibration due to the inertia of the ultrasonic horn 20, leading to unnecessary power consumption.

このような超音波ホーン20の慣性振動の阻害を防止するために、本実施の形態では、図6(a)に示すように、ON時間中に印加される駆動パルスの位相が、繰り返し発生する全てのON時間において同じ位相となるように制御される。言い換えれば、OFF時間の長さが、ON時間における駆動パルスの1周期の整数倍に設定される。In order to prevent such inhibition of the inertial vibration of the ultrasonic horn 20, in this embodiment, as shown in Fig. 6(a), the phase of the drive pulse applied during the ON time is controlled so that it is the same phase during all the repeatedly occurring ON times. In other words, the length of the OFF time is set to an integer multiple of one period of the drive pulse during the ON time.

図6(b)に示す駆動用パルス波形は比較例であり、位相制御が行われておらず、1回目のON時間と2回目のON時間とで駆動パルスの位相が互いにずれている場合を示している。図6(b)に示す駆動用パルス波形において、1回目のON時間において生じる超音波ホーン20の振動は、その後のOFF時間においても慣性的に持続している。すなわち、OFF時間において生じている超音波ホーン20の振動は、その前のON時間の駆動用パルス波形と同じ位相の仮想パルスが与えられて生じている振動と見なすことができる。このOFF時間から2回目のON時間に切り替わったときに印加される駆動用パルス波形の位相が仮想パルスからずれていれば、OFF時間において生じていた振動を阻害するような作用が生じる。すなわち、OFF時間からON時間に切り替わるタイミングで、超音波ホーン20の振動周波数が変化したり振幅量が低減したりする(すなわち、慣性振動が阻害される)。駆動用パルス波形がこの状態から元の振動に戻すために電力を消費するため、無駄な消費電力が発生する。 The driving pulse waveform shown in FIG. 6(b) is a comparative example, and shows a case where no phase control is performed and the phase of the driving pulse is shifted between the first ON time and the second ON time. In the driving pulse waveform shown in FIG. 6(b), the vibration of the ultrasonic horn 20 generated during the first ON time continues inertially even during the subsequent OFF time. That is, the vibration of the ultrasonic horn 20 generated during the OFF time can be considered to be a vibration generated by a virtual pulse having the same phase as the driving pulse waveform of the previous ON time. If the phase of the driving pulse waveform applied when switching from this OFF time to the second ON time is shifted from the virtual pulse, an action that inhibits the vibration generated during the OFF time occurs. That is, at the timing of switching from the OFF time to the ON time, the vibration frequency of the ultrasonic horn 20 changes or the amplitude is reduced (i.e., the inertial vibration is inhibited). Since the driving pulse waveform consumes power to return from this state to the original vibration, unnecessary power consumption occurs.

一方、図6(a)に示す駆動用パルス波形においては、1回目のON時間において生じる超音波ホーン20の振動は、その後のOFF時間において慣性的に持続する。そして、2回目のON時間において印加される駆動パルスの位相が、1回目のON時間において印加される駆動パルスと同じ位相であり、OFF時間中の仮想パルスと同じ位相である。そのため、OFF時間からON時間に切り替わるときに、OFF時間において生じていた振動が阻害されることがない。その結果、無駄な消費電力を発生させずに、超音波ホーン20の振動をスムーズに持続させることができる。On the other hand, in the drive pulse waveform shown in FIG. 6(a), the vibration of the ultrasonic horn 20 that occurs during the first ON time continues inertially during the subsequent OFF time. The phase of the drive pulse applied during the second ON time is the same as the phase of the drive pulse applied during the first ON time, and is the same as the phase of the virtual pulse during the OFF time. Therefore, when switching from the OFF time to the ON time, the vibration that occurred during the OFF time is not inhibited. As a result, the vibration of the ultrasonic horn 20 can be smoothly maintained without generating unnecessary power consumption.

さらに、本実施の形態2に係る洗浄器10においては、以下の位相制御を行うことがより好ましい。尚、図6(a)に示す駆動用パルス波形は、これらの位相制御も併せて実施するものとなっている。
(1) ON時間からOFF時間への切り替え、およびOFF時間からON時間への切り替えは、電圧極性が入れ替わるタイミング(ゼロクロスのタイミング)で行う。
(2) ON時間からOFF時間に切り替わる直前の駆動パルスの極性と、OFF時間からON時間に切り替わる直後の駆動パルスの極性とが、互いに逆極性となる。
Furthermore, in the cleaner 10 according to the second embodiment, it is more preferable to perform the following phase control. Note that the driving pulse waveform shown in FIG. 6A is adapted to perform these phase controls as well.
(1) The switching from ON time to OFF time, and from OFF time to ON time, occurs at the timing when the voltage polarity is reversed (the timing of the zero crossing).
(2) The polarity of the drive pulse immediately before switching from an ON time to an OFF time and the polarity of the drive pulse immediately after switching from an OFF time to an ON time are opposite to each other.

上記(1)の制御により、超音波ホーン20が最大振幅位置(振動中心から最も離れた位置)にあるときに、ON時間からOFF時間およびOFF時間からON時間への切り替えを行うことができる。これを、図7を参照して具体的に説明する。 By controlling (1) above, when the ultrasonic horn 20 is at the maximum amplitude position (the position farthest from the vibration center), it is possible to switch from ON time to OFF time and from OFF time to ON time. This will be specifically explained with reference to Figure 7.

超音波ホーン20は、図7(a)に示す1周期分の駆動パルスが与えられることで1往復分の振動が生じる。図7(b)は、振動している超音波ホーン20の位置を模式的に示す図であり、20Aは振動中心(基準位置)にある超音波ホーン20を示し、20Bおよび20Cは最大振幅位置にある超音波ホーン20を示している。超音波ホーン20に+極性のパルスが印加されるとき(図7(a)におけるP1~P3の区間)、超音波ホーン20は図7(b)における右方向に移動する(20Bから20Cへの移動)。そして、超音波ホーン20に-極性のパルスが印加されるとき(図7(a)におけるP3~P5の区間)、超音波ホーン20は図7(b)における左方向に移動する(20Cから20Bへの移動)。尚、図7は模式的な図であり、超音波ホーン20の移動方向はこの図に限るものではない。 The ultrasonic horn 20 vibrates for one round trip when a driving pulse for one period shown in FIG. 7(a) is applied. FIG. 7(b) is a diagram showing the position of the vibrating ultrasonic horn 20, where 20A shows the ultrasonic horn 20 at the vibration center (reference position), and 20B and 20C show the ultrasonic horn 20 at the maximum amplitude position. When a pulse of positive polarity is applied to the ultrasonic horn 20 (section P1 to P3 in FIG. 7(a)), the ultrasonic horn 20 moves to the right in FIG. 7(b) (movement from 20B to 20C). And when a pulse of negative polarity is applied to the ultrasonic horn 20 (section P3 to P5 in FIG. 7(a)), the ultrasonic horn 20 moves to the left in FIG. 7(b) (movement from 20C to 20B). Note that FIG. 7 is a schematic diagram, and the direction of movement of the ultrasonic horn 20 is not limited to this figure.

すなわち、超音波ホーン20は、図7(a)におけるP1およびP5のタイミングでは20Bの位置にあり、P3のタイミングでは20Cの位置にあり、P2およびP4のタイミングでは20Aの位置にある。これより、ON時間からOFF時間への切り替え、およびOFF時間からON時間への切り替えを駆動用パルス波形のゼロクロスのタイミング(P1、P3またはP5のタイミング)で行うと、超音波ホーン20が最大振幅位置にあるときに切り替えが行われることになる。7(a) at the timings of P1 and P5, at the timing of 20C, and at the timings of P2 and P4 at the position of 20A. As a result, when switching from ON time to OFF time and switching from OFF time to ON time are performed at the timing of the zero crossing of the drive pulse waveform (timing of P1, P3 or P5), the switching will be performed when the ultrasonic horn 20 is at the maximum amplitude position.

これに対し、駆動用パルス波形がゼロクロスでないタイミング、例えばP2またはP4のタイミングで切り替えを行うと、超音波ホーン20が最大振幅の位置でないときに切り替えが行われる。その結果、この駆動パルス波形による超音波ホーン20の駆動が不十分となり、超音波ホーン20の振幅が小さくなる。In contrast, if the drive pulse waveform is switched at a timing other than the zero crossing, for example, at timing P2 or P4, the switch occurs when the ultrasonic horn 20 is not at the maximum amplitude position. As a result, the drive pulse waveform does not drive the ultrasonic horn 20 sufficiently, and the amplitude of the ultrasonic horn 20 becomes small.

また、上記(2)の制御により、OFF時間からON時間に切り替わるタイミングでのパワー損失を防止することができる。これを、図8を参照して具体的に説明する。尚、図8も模式的な図であり、超音波ホーン20の移動方向はこの図に限るものではない。 In addition, the control in (2) above can prevent power loss when switching from OFF time to ON time. This will be explained in detail with reference to Figure 8. Note that Figure 8 is also a schematic diagram, and the direction of movement of the ultrasonic horn 20 is not limited to that shown in this diagram.

ON時間において超音波ホーン20に駆動パルスが印加されているとき、この駆動パルスは超音波ホーン20の振動発生部21に作用して、振動発生部21に振動を生じさせる。そして、振動発生部21に生じた振動がホーン部22に伝達される。このときの状態を図8(a)に示す。When a drive pulse is applied to the ultrasonic horn 20 during the ON time, this drive pulse acts on the vibration generating unit 21 of the ultrasonic horn 20, causing vibrations in the vibration generating unit 21. The vibrations generated in the vibration generating unit 21 are then transmitted to the horn unit 22. The state at this time is shown in Figure 8 (a).

ON時間からOFF時間に切り替わると、振動発生部21は振動を停止し、ホーン部22のみが慣性的に振動する。このときの状態を図8(b)に示す。このとき、振動発生部21の停止位置は、ON時間からOFF時間に切り替わる直前の駆動パルスの極性に依存する。図8(b)の例では、切り替わる直前の駆動パルスの極性は+極性であり、振動発生部21は+極性のパルス印加時の移動方向(右方向)の終端(右端)で停止している。When switching from ON time to OFF time, the vibration generating unit 21 stops vibrating and only the horn unit 22 vibrates inertially. The state at this time is shown in Figure 8 (b). At this time, the stopping position of the vibration generating unit 21 depends on the polarity of the drive pulse immediately before switching from ON time to OFF time. In the example of Figure 8 (b), the polarity of the drive pulse immediately before switching is positive polarity, and the vibration generating unit 21 stops at the end (right end) of the movement direction (right direction) when the positive polarity pulse is applied.

続いて、OFF時間からON時間に切り替わると、再び駆動パルスが印加されて振動発生部21が振動を開始する。但し、OFF時間からON時間に切り替わる直後の駆動パルスの極性が、ON時間からOFF時間に切り替わる直前の駆動パルスの極性と同じ+極性である場合、振動発生部21は+極性のパルス印加時の移動方向の終端で停止しているため、振動発生部21は駆動パルスの印加直後において、これ以上は移動できずにパワー損失が発生する。 Next, when the time switches from OFF to ON, a drive pulse is applied again and the vibration generating unit 21 starts vibrating. However, if the polarity of the drive pulse immediately after switching from OFF to ON is the same positive polarity as the polarity of the drive pulse immediately before switching from ON to OFF, the vibration generating unit 21 stops at the end of the movement direction when the positive polarity pulse is applied, so the vibration generating unit 21 cannot move any further immediately after the application of the drive pulse, resulting in a power loss.

一方、OFF時間からON時間に切り替わる直後の駆動パルスの極性が、ON時間からOFF時間に切り替わる直前の駆動パルスの極性と逆の極性である場合、振動発生部21は駆動パルスの印加直後から移動可能となるため、パワー損失が発生しない。On the other hand, if the polarity of the drive pulse immediately after switching from OFF time to ON time is opposite to the polarity of the drive pulse immediately before switching from ON time to OFF time, the vibration generating unit 21 becomes movable immediately after the application of the drive pulse, so no power loss occurs.

本実施の形態2で説明した位相制御において、制御マイコン63は、タイマー(図示せず)を用いた時間制御によりON時間およびOFF時間の切り替えタイミングを制御する。このとき、タイマーは、駆動用パルス波形用の発振源(クロック)を用いてカウントする構成とする。これにより、駆動用パルス波形とタイマーとのずれを防止できる。また、制御マイコン63が直接駆動用パルス波形を生成してもよい。In the phase control described in the second embodiment, the control microcomputer 63 controls the timing of switching between the ON time and the OFF time by time control using a timer (not shown). At this time, the timer is configured to count using an oscillation source (clock) for the drive pulse waveform. This makes it possible to prevent misalignment between the drive pulse waveform and the timer. The control microcomputer 63 may also generate the drive pulse waveform directly.

〔実施の形態3〕
本実施の形態3では、洗浄器10におけるさらに好適な駆動制御について説明する。具体的には、洗浄器10の駆動時における負荷(水や被洗浄物との接触)の有無に応じてOFF時間を変化させ、消費電力のさらなる削減を図る方法について説明する。
Third Embodiment
In the third embodiment, a description will be given of more suitable drive control for cleaner 10. Specifically, a description will be given of a method for further reducing power consumption by changing the OFF time depending on the presence or absence of a load (contact with water or an object to be cleaned) when cleaner 10 is driven.

洗浄器10の使用時において、洗浄器10の先端(すなわちホーン部22)は常に水や被洗浄物と接触しているわけではなく、洗浄器10において常に負荷が生じているわけではない。このため、洗浄器10に負荷の有無を検出する負荷検出部を設け、負荷のないときには、負荷のあるときに比べて自動的にOFF時間を長くすることで、消費電力のさらなる削減を図ることができる。また、負荷のない状態が所定時間以上検出された場合には、オートパワーオフにより洗浄器10を停止状態(ONデューティが0%の状態)としてもよい。When the cleaner 10 is in use, the tip of the cleaner 10 (i.e., the horn portion 22) is not always in contact with water or the object being cleaned, and the cleaner 10 is not always under load. For this reason, a load detection unit that detects the presence or absence of a load is provided in the cleaner 10, and when there is no load, the OFF time is automatically lengthened compared to when there is a load, thereby further reducing power consumption. In addition, when a no-load state is detected for a predetermined period of time or longer, the cleaner 10 may be stopped (ON duty is 0%) by auto power off.

洗浄器10において、負荷の有無を検出する方法は特に限定されるものではないが、一例として、超音波ホーン20の駆動電流に基づいて検出を行う方法が挙げられる。この場合、図3に示す電流検知部67が、ON時間中の駆動電流を検知して制御マイコン63に入力する。負荷があるときの駆動電流は、負荷のないときの駆動電流に比べて増加する。このため、制御マイコン63は、電流検知部67から入力される駆動電流を所定の閾値と比較し、駆動電流が閾値以上である場合には負荷があると判定し、駆動電流が閾値未満である場合には負荷がないと判定することができる。この例では、電流検知部67および制御マイコン63が、特許請求の範囲に記載の負荷検出部に相当する。尚、洗浄器10において負荷がなく、OFF時間が長くされているときやオートパワーオフとされたときには、表示部64の表示(例えばインジケータ表示)によってこれを通知することが好ましい。 In the cleaner 10, the method of detecting the presence or absence of a load is not particularly limited, but one example is a method of detecting the presence or absence of a load based on the drive current of the ultrasonic horn 20. In this case, the current detection unit 67 shown in FIG. 3 detects the drive current during the ON time and inputs it to the control microcomputer 63. The drive current when there is a load increases compared to the drive current when there is no load. For this reason, the control microcomputer 63 can compare the drive current input from the current detection unit 67 with a predetermined threshold value, and determine that there is a load when the drive current is equal to or greater than the threshold value, and determine that there is no load when the drive current is less than the threshold value. In this example, the current detection unit 67 and the control microcomputer 63 correspond to the load detection unit described in the claims. In addition, when there is no load in the cleaner 10 and the OFF time is extended or the auto power off is set, it is preferable to notify this by the display (e.g., an indicator display) of the display unit 64.

また、洗浄器10における負荷の有無を検出する他の方法としては、例えば、昇圧トランス50における二次側の電圧と電流との位相差に基づいて判定する方法がある。この方法では、負荷がある場合には電圧と電流との位相が同位相に近づくが、負荷がない場合には電圧と電流との位相が90°ずれる。これにより、洗浄器10における負荷の有無を検出することができる。Another method for detecting the presence or absence of a load on the cleaner 10 is, for example, to determine the load based on the phase difference between the voltage and current on the secondary side of the step-up transformer 50. With this method, when there is a load, the voltage and current are close to the same phase, but when there is no load, the voltage and current are out of phase with each other by 90°. This makes it possible to detect the presence or absence of a load on the cleaner 10.

今回開示した実施形態は全ての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。

The embodiments disclosed herein are illustrative in all respects and are not intended to be limiting. Therefore, the technical scope of the present invention is not interpreted solely by the above-described embodiments, but is defined by the claims. Also, all modifications within the scope and meaning equivalent to the claims are included.

Claims (4)

駆動用パルス波形の印加によって超音波振動を発生させる振動発生部と、
被洗浄物に接触可能であり、前記振動発生部で発生した振動を当該被洗浄物に伝達する振動伝達部と、
前記振動発生部に印加する所定の周期および振幅の前記駆動用パルス波形を生成する駆動パルス生成部とを備えており、
前記駆動用パルス波形においては、前記振動発生部に駆動パルスが印加されるON時間と、駆動パルスが印加されないOFF時間とが交互に発生し、
前記ON時間とは、前記駆動パルスが複数個連続して含まれる時間であり、かつ前記ON時間において、前記駆動パルスのデューティ比が一定であり、
前記OFF時間の長さは、前記ON時間における前記駆動パルスの前記所定の周期の整数倍であることを特徴とする超音波洗浄器。
a vibration generating unit that generates ultrasonic vibrations by applying a driving pulse waveform;
a vibration transmission unit capable of contacting an object to be cleaned and transmitting vibrations generated by the vibration generation unit to the object to be cleaned;
a drive pulse generating unit that generates the drive pulse waveform having a predetermined period and amplitude to be applied to the vibration generating unit,
In the driving pulse waveform, an ON time during which a driving pulse is applied to the vibration generating unit and an OFF time during which a driving pulse is not applied are alternately generated,
The ON time is a time during which a plurality of the drive pulses are consecutively included, and during the ON time, the duty ratio of the drive pulses is constant;
An ultrasonic cleaner according to claim 1, wherein the length of the OFF time is an integer multiple of the predetermined period of the drive pulse during the ON time .
請求項1に記載の超音波洗浄器であって、
前記ON時間から前記OFF時間への切り替え、および前記OFF時間から前記ON時間への切り替えは、駆動用パルス波形の電圧極性が入れ替わるタイミングで行われることを特徴とする超音波洗浄器。
2. The ultrasonic cleaner according to claim 1 ,
The ultrasonic cleaner according to claim 1, wherein the switching from the ON time to the OFF time and the switching from the OFF time to the ON time are performed at a timing when the voltage polarity of a driving pulse waveform is switched.
請求項1または2に記載の超音波洗浄器であって、
前記ON時間から前記OFF時間に切り替わる直前の駆動パルスの極性と、前記OFF時間から前記ON時間に切り替わる直後の駆動パルスの極性とが、互いに逆極性であることを特徴とする超音波洗浄器。
3. The ultrasonic cleaner according to claim 1 ,
An ultrasonic cleaner characterized in that the polarity of the drive pulse immediately before switching from the ON time to the OFF time and the polarity of the drive pulse immediately after switching from the OFF time to the ON time are opposite to each other.
駆動用パルス波形の印加によって超音波振動を発生させる振動発生部と、
被洗浄物に接触可能であり、前記振動発生部で発生した振動を当該被洗浄物に伝達する振動伝達部と、
前記振動発生部に印加する所定の周期の前記駆動用パルス波形を生成する駆動パルス生成部とを備えており、
前記駆動用パルス波形においては、前記振動発生部に駆動パルスが印加されるON時間と、駆動パルスが印加されないOFF時間とが交互に発生し、
前記振動伝達部における負荷の有無を検出する負荷検出部を備えており、
前記駆動パルス生成部は、負荷がない場合の前記駆動用パルス波形における前記OFF時間を、負荷がある場合の前記駆動用パルス波形における前記OFF時間よりも長くすることを特徴とする超音波洗浄器。
a vibration generating unit that generates ultrasonic vibrations by applying a driving pulse waveform;
a vibration transmission unit capable of contacting an object to be cleaned and transmitting vibrations generated by the vibration generation unit to the object to be cleaned;
a drive pulse generating unit that generates the drive pulse waveform having a predetermined period to be applied to the vibration generating unit,
In the driving pulse waveform, an ON time during which a driving pulse is applied to the vibration generating unit and an OFF time during which a driving pulse is not applied are alternately generated,
a load detection unit that detects the presence or absence of a load on the vibration transmission unit,
An ultrasonic cleaner characterized in that the drive pulse generating unit makes the OFF time in the drive pulse waveform when there is no load longer than the OFF time in the drive pulse waveform when there is a load.
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