專利名稱：超聲波振動裝置和美容裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉M聲波振動裝置和美容裝置。
背景技術：
圖1示出了 2007年10月11日公開的日本專利申請公報No. 2007-260363中描述的超聲波振動裝置(超聲波振動基體)。該超聲波振 動裝置由超聲波振動器15和變幅器(基體)IO形成。超聲波振動器15 被固定到變幅器10。變幅器(horn) 10由氧化鋁制成。該超聲波振動 裝置安裝在超聲波探測器中并且用于美容裝置。
圖2示出了無負栽狀態(tài)下超聲波振動裝置中的豎向振動的理想阻抗 與頻率的特征曲線。在圖2中，"振蕩范圍"是具有高超聲波產(chǎn)生效率 的頻率范圍，"fr"和"fa"分別是諧振頻率和反諧振頻率。在本文中， 負載狀態(tài)下對應于"振蕩范圍"的阻抗范圍比無負栽狀態(tài)下的窄。因此， 在阻抗特征曲線中，無負載狀態(tài)下的超聲波振動裝置能夠以相對較低的 輸出來驅動，而負載狀態(tài)下的超聲波振動裝置能夠以相對較高的輸出驅 動。
在圖1的超聲波振動裝置中，變幅器10 —體地形成有錐形實心體 11和圓柱形實心體12,實心體12的厚度大于實心體11的厚度。因此， 該裝置的阻抗特征曲線可能包括如圖3所示的由實心體12處產(chǎn)生的橫 向振動(具體而言是大幅諧振)對變幅器10處產(chǎn)生的豎向振動的影響 所引起的亂真。在這種情況下，如果該裝置在頻率"fdl"處被驅動， 那么無負載狀態(tài)與負栽狀態(tài)之間的阻抗差值就會變小，從而減小無負載 狀態(tài)與負載狀態(tài)之間的輸出差值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是防止變幅器處產(chǎn)生的豎向振動的阻抗和頻率的特 征曲線中的諧振頻率與反諧振頻率之間發(fā)生亂真。
本發(fā)明的超聲波振動裝置包括用于產(chǎn)生超聲波振動的超聲波振動器和具有前表面和后表面的變幅器。變幅器構造為從前表面發(fā)出超聲波
能量。該超聲波能量從超聲波振動器獲取。變幅器的后表面與超聲波振 動器連接。變幅器一體地形成有第一實心體和第二實心體。第一實心體 具有所述前表面而且構形為從該笫一實心體的后端向前端變窄。第二實 心體的每個寬度都不同于第一實心體的除后端以外的任一寬度。在本發(fā) 明的一個方面，第一實心體的厚度等于或大于第二實心體的厚度。
在這種構造(下文中稱為"第一構造，，)中，第一實心體處產(chǎn)生的 橫向振動在第一實心體的厚度方向的各個位置處具有不同的頻率，因此
能夠減小第一實心體處產(chǎn)生的橫向振動的影響。而且，由于第一實心體 的厚度等于或大于第二實心體的厚度，所以也能夠減小第二實心體處產(chǎn) 生的橫向振動的影響。因而，可以防止變幅器處產(chǎn)生的豎向振動的阻抗 和頻率的特征曲線中的諧振頻率與反諧振頻率之間發(fā)生亂真。
在一種實施方式中，第一實心體具有錐形側面。第二實心體是直徑 與第一實心體后端的直徑相同的圓柱形。在這種實施方式中，由于第一 實心體具有錐形側面，所以能夠有效地減小第一實心體處產(chǎn)生的橫向振 動的影響。
在一種實施方式中，所述前表面的邊緣是圓角邊緣。在這種實施方 式中，由于第一實心體具有圓角邊緣和錐形側面，可以使變幅器的前表 面平滑地接觸人體皮膚。因此，能夠減小對皮膚的阻力。
在一種實施方式中，第一實心體是截頭錐體形。下文中將這種構造 稱為"第二構造"。
在笫二構造中，笫二實心體具有所述后表面。
在第二構造中，變幅器還包括第三實心體.第三實心體的每個直徑 可不同于第一實心體和第二實心體的任一直徑。第三實心體的厚度可等 于或小于第一實心體的厚度。在這種構造(下文中稱為"第三構造") 中，第三實心體可以閂鎖到美容裝置中的頭革的開口的內(nèi)部邊緣側，從 而能夠防止變幅器脫離開口處。而且，由于第三實心體的每個直徑都不 同于第一實心體和第二實心體的任一直徑，所以第三實心體處產(chǎn)生的橫 向振動的頻率不同于第一實心體和第二實心體處產(chǎn)生的橫向振動的頻 率。因而，即使笫二實心體和第三實心體的厚度大于第一實心體的厚度，也能夠避免變幅器的直徑方向上發(fā)生大幅諧振。
在第三構造中，第三實心體可以是直徑大于第一實心體和第二實心 體的圓柱形。下文中將這種構造稱為"第四構造"。
在第四構造中，第三實心體可具有所述后表面而且與第二實心體的 后端相結合。
在第四構造中，變幅器還包括第四實心體。第四實心體是直徑小于 第二實心體和第三實心體的圓柱形。第四實心體可與第二實心體的后端
相結合。第三實心體可具有所述后表面而且還與第四實心體的后端相結 合。在這種構造中，第四實心體在第二實心體和第三實心體之間形成周
向凹槽，因此將諸如o形密封團等橡膠構件裝入周向凹槽中。因而，可
以防止發(fā)膠等從美容裝置的頭革的開口處進入其內(nèi)部。而且，由于笫四 實心體的直徑小于第二實心體和第三實心體的直徑，所以第四實心體處 產(chǎn)生的橫向振動的頻率不同于第二實心體和第三實心體處產(chǎn)生的每個 橫向振動的頻率。因而，即使第二至笫四實心體的厚度大于笫一實心體 的厚度，也能夠避免變幅器的直徑方向上發(fā)生大幅諧振。
在第一構造中，第二實心體可具有所述后表面。第一實心體和第二 實心體形成具有錐形側面的截頭錐體。在這種構造中，能夠大幅度減小 變幅器中產(chǎn)生的橫向振動的影響。
本發(fā)明的美容裝置包括超聲波振動裝置。


下面將更詳細地描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。結合下文的詳細描述
和附圖，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將變得更容易理解，其中
圖l是日本專利申"^公報No. 2007-260363中描述的超聲波振動裝 置的示意圖2示出了無負載狀態(tài)下超聲波裝置中的豎向振動的理想阻抗與頻 率的特征；
圖3示出了包括亂真的阻抗特征；
圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的超聲波振動裝置的示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的超聲波振動裝置的示意圖； 圖6是根據(jù)本發(fā)明第三實施方式的超聲波振動裝置的示意圖； 圖7是根據(jù)本發(fā)明第四實施方式的超聲波振動裝置的示意圖； 圖8是根據(jù)本發(fā)明第五實施方式的超聲波振動裝置的示意圖； 圖9是根據(jù)本發(fā)明第六實施方式的美容裝置的示意圖； 圖IO是該美容裝置的分解立體圖； 圖11是該美容裝置的頭部體的示意圖； 圖12是該頭部體的截面圖； 圖13是該頭部體的分解立體圖。
具體實施例方式
第一實施方式
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的超聲波振動裝置1。超聲波 振動裝置1具有用于產(chǎn)生超聲波振動的超聲波振動器15(例如壓電振動 器)以及具有前表面100和后表面101的扁平狀(具體而言是盤狀)變 幅器10。在圖4的示例中，前表面100和后表面101中的每個都是平面。 后表面101與超聲波振動器15相連接。也就是說，超聲波振動器15安 裝在變幅器10的后表面101上。變幅器10構造為從前表面100處發(fā)出 超聲波能量。該超聲波能量來自超聲波振動器15。
在第一實施方式中，變幅器10由諸如鋁等金屬制成，并且其一體 地形成有實心體11和12 (第一實心體和第二實心體)。具有前表面100 的實心體11構形為從其后端向前端變窄。
在圖4的示例中，實心體ll是截頭錐體形并且具有錐形側面111. 圓錐角"oc"優(yōu)選等于或小于40°，例如但不限于38、前表面100的周 邊是平滑接合錐形側面111的圓角邊緣110。如果超聲波振動裝置1用 于美容裝置，而超聲波振動裝置1具有圓角邊緣110和錐形側面111， 則因此可以使變幅器10的前表面100平滑接觸人體皮膚。因而，能夠減小對皮膚的阻力。如圖1所示，橫向振動波在變幅器10沿直徑方向
的兩端處都具有波腹，因而第一實施方式的實心體11處產(chǎn)生的橫向振 動在實心體11的厚度方向的各位置處具有不同的頻率。因此，能夠減 小實心體11處產(chǎn)生的橫向振動的影響。
實心體12的每個寬度(直徑)都不同于實心體11的除后端以外的 任一寬度。在圖4的示例中，實心體12是直徑"D1"與實心體ll的后 端直徑相等的圓柱形，而且實心體12具有后表面101。具體而言，實心 體12的直徑比前表面100的直徑大至少4毫米。因此，由于變幅器IO 具有圓柱形的實心體12，所以變幅器10能夠無縫隙地配合到美容裝置 的頭罩的開口內(nèi)。
在第一實施方式的一個方面中，實心體11的厚度等于或大于實心體 12的厚度。由于橫向振動波在變幅器10沿直徑方向的兩端處都具有波 腹，所以實心體12處產(chǎn)生的橫向振動沿實心體12的厚度方向具有固定 不變的頻率。在第一實施方式中，由于實心體11的厚度等于或大于實 心體12的厚度，所以實心體12處產(chǎn)生的橫向振動的影響相對于圖l的 傳統(tǒng)結構而言能夠被減小。在圖4的示例中，實心體11的厚度大于實 心體12的厚度，因此實心體12處產(chǎn)生的橫向振動的影響能夠被大幅度 減小。因而，可以防止變幅器10處產(chǎn)生的豎向振動的阻抗和頻率的特 征曲線中的諧振頻率與反諧振頻率之間發(fā)生亂真。
第二實施方式
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的超聲波振動裝置1。為了清 楚起見，同類元件采用與第一實施方式中示出的附圖標記相同的附圖標 記來標示'
笫二實施方式的變幅器10由諸如鋁等金屬制成，而且其一體地形 成有實心體ll、 12和13(笫一實心體、第二實心體和笫三實心體)。也 就是說，變幅器10還具有實心體13。笫二實施方式的實心體11和12 分別以與第一實施方式相同的方式形成。然而，實心體13具有變幅器 10的后表面101而且接合至實心體12的后端。
實心體13的每個寬度(直徑)都不同于實心體11和12的任一寬度。 在圖5的示例中，實心體13是直徑"D2"大于實心體11及12的直徑
8的圓柱形。如果第二實施方式的超聲波振動裝置l用于美容裝置，那么
實心體13能夠閂鎖到美容裝置中的頭軍的開口的內(nèi)邊緣側，從而防止 變幅器IO脫離開口處。
同樣，在第二實施方式中，第三實心體13的厚度等于或小于實心 體11的厚度。在圖5的示例中，第三實心體13厚度小于實心體11的 厚度。因此，能夠減小實心體13處產(chǎn)生的橫向振動的影響。而且，由 于實心體13是直徑"D2"大于實心體11及12的直徑的圓柱形，所以 實心體13處產(chǎn)生的橫向振動的頻率不同于實心體12處產(chǎn)生的橫向振動 的頻率。因而，即使實心體12和實心體13的厚度大于實心體11的厚 度，也能夠避免變幅器10的直徑方向上發(fā)生大幅諧振。
第三實施方式
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明第三實施方式的超聲波振動裝置1。為了清 楚起見，同類元件采用與第一實施方式中所示附圖標記相同的附圖標記 來標示'
第三實施方式的變幅器10由諸如鋁等金屬制成，而且其一體地形 成有實心體ll、 12、 13和14(第一實心體、第二實心體、第三實心體 和第四實心體)。也就是說，變幅器10還具有實心體14。第三實施方式 的實心體ll、 12和13分別以與第二實施方式相同的方式形成。然而， 實心體13接合至實心體14的后端。
實心體14的每個寬度(直徑)都不同于實心體12和13的任一寬 度。在圖6的示例中，實心體14是直徑"D3"小于實心體12和13的 直徑的圓柱形，并且實心體14接合至實心體12的后端。也就是說，實 心體14在實心體12和實心體13之間形成周向凹槽。如果第三實施方 式的超聲波振動裝置1用于美容裝置，那么可將諸如O形密封團等橡膠 構件裝入周向凹槽中。因而，可以防止發(fā)膠等從美容裝置的頭軍的開口 處進入其內(nèi)部。
在第三實施方式中，第三實心體14的厚度等于或小于實心體11的 厚度。在圖6的示例中，第三實心體14的厚度小于實心體11的厚度。 因此，能夠減小實心體14處產(chǎn)生的橫向振動的影響。而且，由于實心 體14是直徑"D3"小于實心體12和13的直徑的圓柱形，所以實心體14處產(chǎn)生的橫向振動的頻率不同于實心體12和13處產(chǎn)生的每個橫向振 動的頻率。因而，即使實心體12-14的厚度大于實心體11的厚度，也 能夠避免變幅器10直徑方向上發(fā)生大幅諧振。
第四實施方式
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明第四實施方式的超聲波振動裝置1。為了清 楚起見，同類元件采用與第一實施方式中所示的附圖標記相同的附圖標 記來標示。
第四實施方式的變幅器10由諸如鋁等金屬制成，而且其一體地形 成有像第一實施方式中一樣的實心體11和12 (第一實心體和第二實心 體)。然而，實心體ll具有凹坡部112。
第五實施方式
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明第五實施方式的超聲波振動裝置1。為了清 楚起見，同類元件采用與第一實施方式中所示的附圖標記相同的附圖標 記來標示。
第五實施方式的變幅器10由諸如鋁等金屬制成，而且其一體地形 成有第 一實心體和第二實心體，所述第 一實心體和笫二實心體形成具有 錐形側面102的截頭錐體。在圖8的示例中，變幅器10的上部對應于 第一實心體，變幅器10的下部對應于第二實心體。第一實心體的厚度 等于或大于第二實心體的厚度。在第五實施方式中，能夠大幅度減小變 幅器10中產(chǎn)生的橫向振動的影響。
在一種經(jīng)過改型的示例中，盤狀超聲波振動器15安裝在變幅器10 的后表面101上，使得超聲波振動器15的軸線偏離盤狀變幅器10的軸 線。在該示例中，能夠避免變幅器10的直徑方向上發(fā)生大幅諧振。
第六實施方式
圖9和10示出了根據(jù)本發(fā)明第六實施方式的美容裝置2。美容裝置 2由頭部體3和4、支撐體5和把手體6形成。
頭部體3和4中的每個裝備有第一至第五實施方式中任一個的超聲 波振動裝置1。頭部體3裝備有例如但局限于圖6的超聲波振動裝置1。
10如圖11-13所示，頭部體3具有超聲波振動裝置1、頭革30、 O形 密封團32和33以及端子34和35。
在超聲波振動裝置1中，超聲波振動器15具有分別形成在前部150 和后部151上的前電極和后電極。變幅器10具有形成在實心體13的后 端上的多個(例如3個)凹部130。在圖13的示例中，超聲波振動器 15的前部150和后部151中的每個都是平面的。
頭軍30是圓筒形的，而且具有前部開口 300、后部開口 301和形成 在內(nèi)周上的凹口 302。
頭部基座31形成為封閉頭革30的后部開口 301，而且頭部基座31 具有中心孔310、周向凹槽311、多個(例如3個)鉤形部312和多個 (例如3個)鎖定柱313。周向凹槽311形成在頭部基座31的外周側。 鉤形部312分別與頭罩30的凹口 302接合，從而使頭罩30固定到頭部 基座31'
在這種情況下，變幅器10的實心體13閂鎖至頭罩30的前部開口 300的內(nèi)部邊緣側，使得實心體11從前部開口 300伸出。O形密封團 32裝入變幅器10的周向凹槽(實心體14)，并在變幅器10與頭罩30 的前部開口 300之間進行密封。O形密封圏33裝入頭部基座31的周向 凹槽311中，并在變幅器10與頭革30的后部開口 301之間進行密封。 頭部基座31的鎖定柱313分別裝入變幅器10的凹部130中，從而防止 變幅器IO旋轉.
端子34與超聲波振動器15的后電極接觸，而且還與插入頭部基座 31的中心孔310的導線連接。端子35與變幅器10的后表面101接觸并 通過變幅器10與超聲波振動器15的前電極連接，而且還與插入頭部基 座31的中心孔310的導線連接.從而，電力可以通過導線供給超聲波 振動器15。
頭部體4像頭部體3—樣形成。然而，頭部體4中的超聲波振動器 15具有用于護理鼻子的變幅器10，該變幅器的前表面101小于頭部體3 中的超聲波振動裝置1的變幅器的前表面。
支撐體5由頭部連接件51和52、頭部基座53以及一對半殼體54 形成。頭部連接件51和52固定到頭部基座53。半殼體54固定到頭部
ii基座53并同時覆蓋頭部基座53。頭部體3和4由頭部基座53分別通過 頭部連接件51和52支撐。頭部體3能夠通過頭部連接件51浮動和滑 動，但是頭部體4是不能滑動的。
把手體6由入口環(huán)61、外殼62、蓋63、控制電路(印刷電路組件) 64、充電電池(蓄電池)65和操作開關66形成。支撐體5由把手體6 通過入口環(huán)61支撐。外殼62是圓筒形的，其底部開口由蓋63封閉. 控制電路64和充電電池65都放置在外殼62中，而且頭部體3和4的 每個超聲波振動器15都通過導線電連接至控制電路64。操作開關66 由開關橡膠件661、開關擠壓件662、開關軸663和開關按鈕664形成。 充電電池65和操作開關66都通過導線電連接至控制電路64。
如果通過操作開關66啟動美容裝置2，則控制電路64向頭部體3 和4中的一個或兩個供應電振動。從而，頭部體中的一個或兩個將電振 動轉變?yōu)闄C械振動以產(chǎn)生超聲波振動。機械振動傳遞至變幅器2中的一 個或兩個。因而，用戶能夠在握持把手體6的同時通過使變幅器10的 前表面IOO接觸皮膚而將超聲波振動傳遞至皮膚或生物體。因而，獲得 所希望的美容效果。
在第六實施方式中，由于頭部體3包括圖6的超聲波振動裝置1， 所以可以像第三實施方式一樣避免變幅器10的直徑方向上發(fā)生大幅諧 振.因此，可以防止變幅器10處產(chǎn)生的豎向振動的阻抗和頻率的特征 曲線中的諧振頻率與反諧振頻率之間發(fā)生亂真。
由于頭部體3和4的每個變幅器10是扁平狀的，所以每個變幅器 10能夠容易地形成，并且可以實現(xiàn)尺寸小型化和降低成本。變幅器10 還具有圓角邊緣110和錐形側面111，因此可以使頭部體3和4的前表 面100平滑接觸人體皮膚。進一步地，可以防止發(fā)膠等從頭軍30的前 部開口 300處進入美容裝置2的內(nèi)部。還能夠防止變幅器IO脫離頭軍 30的前部開口 300。
然而，不局限于美容裝置2，本發(fā)明的超聲波振動裝置能夠應用到 用于進行諸如診斷、加工、接合、清潔、經(jīng)皮滲透加速器、擴散、散布、 乳化、霧化等超聲波處理的裝置。
盡管已經(jīng)參照特定的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明進行了描述，但是本領域普通技術人員能夠在不背離本發(fā)明的本質精神和范圍的情況下進行 各種改型和變型。
權利要求
1、一種超聲波振動裝置(1)，包括超聲波振動器(15)，其用于產(chǎn)生超聲波振動；和變幅器(10)，其具有前表面(100)和后表面(101)，所述后表面(101)與所述超聲波振動器(15)連接，所述變幅器(10)構造為從所述前表面(100)發(fā)出超聲波能量，所述超聲波能量從所述超聲波振動器(15)獲取，其中，所述變幅器(10)包括一體形成的第一實心體(11)和第二實心體(12)，所述第一實心體(11)具有所述前表面(100)，所述第一實心體(11)構形為從所述第一實心體(11)的后端向前端變窄，所述第二實心體(12)的每個寬度都不同于所述第一實心體(11)的除其后端以外的任一寬度，其特征在于，所述第一實心體(11)的厚度等于或大于所述第二實心體(12)的厚度。
2、 如權利要求l所述的超聲波振動裝置(1)，其中 所述第一實心體(11)具有錐形側面(111或112 );并且 所述第二實心體(12)是直徑與所述第一實心體(11)的后端直徑相等的圓柱形。
3、 如權利要求2所述的超聲波振動裝置，其中，所述前表面(100) 的邊緣是圓角邊緣(110)。
4、 如權利要求3所述的超聲波振動裝置，其中，所述第一實心體(11) 是截頭錐體形。
5、 如權利要求4所述的超聲波振動裝置，其中，所述第二實心體(12) 具有所述后表面(101)。
6、 如權利要求4所述的超聲波振動裝置，其中，所述變幅器(IO) 還包括第三實心體(13)，所述第三實心體(13)的每個直徑都不同于所述第一實心體(11)和所述第二實心體(12)的任一直徑，所述第三實心體(13)的厚度等于或小于所述第一實心體(11)的 厚度。
7、 如權利要求6所述的超聲波振動裝置，其中，所述第三實心體 (13)是直徑大于所述第一實心體(11)和所述第二實心體(12)的直徑的圓柱形。
8、 如權利要求7所述的超聲波振動裝置，其中，所述第三實心體 (13)具有所述后表面(101)并且與所述第二實心體(12)的后端相結合。
9、 如權利要求7所述的超聲波振動裝置，其中，所述變幅器(10)還包括第四實心體(14)， 所述第四實心體(14)是直徑小于所述第二實心體(12)和所述第三實心體(13)的直徑的圓柱形，所述第四實心體(14)與所述第二實心體(12)的后端相結合， 其中，所述第三實心體(13)具有所述后表面(101)并且與所述第四實心體(14)的后端相結合。
10、 如權利要求l所述的超聲波振動裝置， 其中，所述第二實心體具有所述后表面(101)， 并且所述第一實心體和所述第二實心體形成具有錐形側面(102 )的截頭錐體。
11、 一種包括如權利要求l-9中任一項所述的超聲波振動裝置的美 容裝置(2 )。
全文摘要
本發(fā)明的超聲波振動裝置包括超聲波振動器和變幅器。變幅器具有前表面和后表面并構造為從前表面發(fā)出超聲波能量。該超聲波能量從超聲波振動器獲取。變幅器一體地形成有第一實心體和第二實心體。第一實心體具有所述前表面而且構形為從該第一實心體的后端向前端變窄。第一實心體的厚度等于或大于第二實心體的厚度。第二實心體的每個寬度都不同于第一實心體的除后端以外的任一寬度。
文檔編號B06B1/02GK101480645SQ20091000305
公開日2009年7月15日 申請日期2009年1月9日 優(yōu)先權日2008年1月10日
發(fā)明者松坂建志, 齊田至 申請人:松下電工株式會社