JP2001524702A - 音響共鳴器のパワー供給 - Google Patents

音響共鳴器のパワー供給

Info

Publication number
JP2001524702A
JP2001524702A JP2000522668A JP2000522668A JP2001524702A JP 2001524702 A JP2001524702 A JP 2001524702A JP 2000522668 A JP2000522668 A JP 2000522668A JP 2000522668 A JP2000522668 A JP 2000522668A JP 2001524702 A JP2001524702 A JP 2001524702A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
resonator
acoustic
movable mass
acoustic resonator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000522668A
Other languages
English (en)
Inventor
クリストファー シー． ローレンソン
ドレン トーマス ダブリュー． ヴァン
エフ． ジョセフ ケイス
ティモシー エス． ルーカス
Original Assignee
マクロソニックス コーポレーション
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by マクロソニックス コーポレーション filed Critical マクロソニックス コーポレーション
Publication of JP2001524702A publication Critical patent/JP2001524702A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K33/00—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system
    • H02K33/12—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with armatures moving in alternate directions by alternate energisation of two coil systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F31/00—Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms
    • B01F31/80—Mixing by means of high-frequency vibrations above one kHz, e.g. ultrasonic vibrations
    • B01F31/86—Mixing by means of high-frequency vibrations above one kHz, e.g. ultrasonic vibrations with vibration of the receptacle or part of it
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/10—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing sonic or ultrasonic vibrations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/12—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
    • B01J19/122—Incoherent waves
    • B01J19/126—Microwaves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/04—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with electromagnetism
    • B06B1/045—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with electromagnetism using vibrating magnet, armature or coil system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B5/00—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat
    • F26B5/02—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat by using ultrasonic vibrations
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
    • G10K11/26—Sound-focusing or directing, e.g. scanning
    • G10K11/32—Sound-focusing or directing, e.g. scanning characterised by the shape of the source
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K33/00—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system
    • H02K33/02—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with armatures moved one way by energisation of a single coil system and returned by mechanical force, e.g. by springs

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Abstract

(57)【要約】 振動音響ユニットは、動的力モータ（２８）と、一端が動的力モータ（２９）に接続され、他端が、流体が満たされた音響共鳴器（３８）に取り付けられたパワー・テーク・オフばね（３４）とを備える。モータ（２８）は、音響共鳴器（３８）の共鳴モードを励起するように音響共鳴器（３８）全体を振動させる。音響共鳴器（３８）にパワーを供給する方法は、共鳴器（３８）にモータ（２８）を弾性的にかつ排他的に接続すること、およびモータ（２８）を駆動し、音響共鳴器（３８）の共鳴モードを励起するように音響共鳴器（３８）全体を振動させることを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 発明の背景 発明の分野 本発明は、共鳴器全体を振動させ共鳴モードを励起することによって機械的パ
ワーを音響パワーに変換する、任意の音響共鳴器形状に適用できるパワー供給シ
ステムに関する。
【０００２】 関連技術の記載 定在音波にパワーを供給する多くの異なる方法が音響分野において知られてい
る。米国特許第５３１９９３８号および第５５１５６８４号に記載された共鳴器
全体を駆動する方法は、共鳴器全体を前後に振動させ、共鳴器の内面積をパワー
供給表面として使用することに依存する。この手法では、共鳴器を振動させる動
的力を供給するモータが必要である。
【０００３】 参照として本明細書に組み入れられた米国特許第５３１９９３８号、第５２３
１３３７号、および第５５１５６８４号に示されたように、共鳴器全体を駆動す
るために使用されるモータは通常、２つの可動モータ構成要素を備える。図１は
先行技術の装置を示し、この場合、モータ構成要素４は、流体が満たされた音響
共鳴器２に剛性的に接続され、モータ構成要素６は、ばね８によってモータ構成
要素４に弾性的に取りつけられる。これら２つのモータ構成要素の間で動的力が
生成されると、構成要素は互いに逆方向に動的に移動し、したがって、共鳴器全
体が振動し、流体にパワーが供給される。ヒーバ（heaver）モータ構成要素６は
、グラウンドに弾性接続することができる。
【０００４】 図２は、図１の先行技術の装置の集中要素図を示す。共鳴器内の流体は、ばね
１４および質量１２としてモデル化されている。各ばねにダンパが結合される。
モータ質量４ａと共鳴器質量２ａは剛性に接続されるので、システムの単一の移
動質量を構成する。
【０００５】 定在波には１／（２ω）ＦＡｓｉｎθに従ってパワーが供給される。この場合
、ω＝２πｆであり、ｆは駆動周波数であり、Ｆはモータ質量４ａの面１０に加
えられる力の大きさであり、Ａはモータ質量４ａおよび共鳴器質量２ａの加速度
の大きさであり、θはＦとＡの間の（時間的な）位相角である。モータは、音響
負荷にパワーを供給するのに必要な力だけでなく、直接、モータ質量４ａおよび
共鳴器質量２ａを前後に振動させるのに必要な力も供給する。質量２ａおよび４
ａを振動させるのに必要な力は音響負荷には供給されない。しかし、この質量駆
動力を生成すると、モータの変換効率のためにエネルギー損失が起こり、したが
って、パワー供給システムの全体的な効率が低下する。
【０００６】 図１および図２に示す先行技術のシステムが非効率的になる他の原因は、パワ
ー係数ｓｉｎθの制御が制限されることである。θ＝９０°である場合、パワー
係数ｓｉｎθ＝１になる。θが漸次９０度よりも小さくなるか、あるいは大きく
なる値をとる場合、必要なモータ力が増大し、したがって、パワー供給システム
のエネルギー効率が最小限に抑えられる。 共鳴器質量２ａおよびモータ質量４ ａを調整することによってパワー係数を１に調整することができるが、共鳴器の
構造的剛性要件および圧力定格要件とモータの設計要件とによって、そのような
調整を行う際の自由度が制限される。
【０００７】 振動モータの分野では、図２のばね８ａの剛性を調整することによって機械的
共鳴が音響共鳴に近くなるように調整すると、所与のパワー供給に対する必要な
モータ力が低減されることがよく知られている。しかし、この場合、可動構成要
素同士の間の変位が大幅に増幅され、過度のノイズが発生し、ばね応力が高まる
恐れがある。加熱およびその他の効果による音速変化によって音響共鳴周波数が
動作中にドリフトするので、一般に、音響共鳴にロックされた駆動周波数を維持
する制御が必要である。機械的共鳴が音響共鳴に近くなるように調整する場合、
共鳴周波数ドリフトのために２つの共鳴ピークが過度に近くなった場合に、共鳴
反発現象によって重大な制御問題が起こる可能性がある。
【０００８】 発明の概要 本発明の目的は、パワー・テーク・オフ（ＰＴＯ）ばねを、動的力モータと共
鳴音響負荷との間に設けることであって、このパワー・テーク・オフばねは、所
与の音響パワー供給について、必要なモータ力を低減し、モータ寸法要件を低減
させ、機械的パワー係数のより有効な制御を可能にし、必要な力を低減させるこ
とによってモータ・エネルギー発散損を低下させ、したがって、システム効率を
改善し、すべての振動質量構成要素のすべての相対変位および相対位相を調整で
きるようにし、全体的なモータ形状の設計の融通性を向上させる。本発明のこれ
らおよびその他の目的および利点は、添付の明細および図面から明らかになると
思われる。明細書および図面では、その全体にわたって同じ参照符号は同じ部品
を指す。
【０００９】 本発明は、動的力モータと、一端が動的力モータに接続され、他端が、流体が
満たされた音響共鳴器に取り付けられたパワー・テーク・オフばねとを備え、音
響共鳴器全体が、音響共鳴器の共鳴モードを励起するように振動される振動音響
ユニットと特徴付けることができる。
【００１０】 本発明は、共鳴器にモータを弾性的かつ排他的に接続する段階と、モータを駆
動し、音響共鳴器の共鳴モードを励起するように音響共鳴器全体を振動させる段
階とを含む、音響共鳴器にパワーを供給する方法と特徴付けることができる。
【００１１】 本発明はさらに、弾性接続を使用して共鳴器にモータを接続する段階と、モー
タを駆動し、音響共鳴器の共鳴モードを励起するように音響共鳴器全体を振動さ
せる段階とを含み、モータが、弾性接続を介して共鳴モードを励起する、音響共
鳴器を駆動する方法として特徴付けることができる。
【００１２】 好ましい態様の詳細な説明 図３は、図１の先行技術の装置の可動モータ質量１８と共鳴器２２との間にパ
ワー・テーク・オフ（ＰＴＯ）ばね２０が付加された本発明の態様を示す。動作
時には、モータ質量１４とモータ質量１８との間に周波数ｆの動的力が生成され
、それによって、モータ質量１４とモータ質量１８は互いに逆方向に周波数ｆで
振動する。モータ質量１８が周期的に変位することによって、動的力がばね２０
を通って共鳴器２２に伝達され、それによって共鳴器２２が周波数ｆで周期的に
変位する。周波数ｆが、共鳴器の動きによって励起することのできる共鳴器の定
在波モード周波数と等しい場合、共鳴器２２の周期的変位によってこのモードに
エネルギーが伝達される。
【００１３】 図４は、図３の態様の集中要素図を示し、この態様は、モータ質量１４ａ、モ
ータ質量１８ａ、モータばね１６ａ、ＰＴＯばね２０ａ、共鳴器質量２２ａ、流
体ばね２４、および流体質量２６を備える。共鳴器２２のあるモードを駆動する
際、すべての質量１４ａ、１８ａ、２２ａ、および２６の変位の間の位相は、そ
れぞれの質量値と、モータばね１６ａ、ＰＴＯばね２０ａ、および流体ばね２４
のそれぞれの剛性値および減衰値とによって決定される。
【００１４】 図４のＰＴＯばね２０ａの剛性を調整することにより、モータが共鳴器にパワ
ーを供給する際の（質量１４ａおよび１８ａで表される）モータに対する機械的
パワー係数を調整し、したがって、負荷への所与のパワー供給に必要なモータ力
を低減させる手段が実現される。ＰＴＯばね２０ａはまた、共鳴器質量２２ａが
モータ質量１８ａと剛性的に結合されるのも防止し、それによって、負荷への所
与のパワー供給に必要なモータ力を低減させる設計が可能になる。必要なモータ
力を低減させると、モータの変換効率によるエネルギー損失が低下し、したがっ
てパワー供給システムの全体的な効率が向上する。必要なモータ力を低減させる
と、モータの必要な寸法も小さくなり、したがって、負荷への所与のパワー供給
に必要なモータ材料の量も低減される。
【００１５】 図４のＰＴＯばね２０ａは、ばね１６ａおよび２０ａに関連する機械的共鳴が
、駆動される音響共鳴に近くなるように調整する必要なしに、パワー係数を１に
漸近させることを可能にする。したがって、構成要素の変位が最小限に抑えられ
、ノイズが低下し、過度のばね応力が回避される。音響共鳴周波数と機械的共鳴
周波数を交差させるおそれなしに高いパワー係数を与えると、共鳴反発現象によ
って起こる重大な制御問題が解消される。
【００１６】 各機械的ばねの剛性としては、（ｉ）モータばね２０ａの最大変位が起こる機
械的共鳴周波数が音響共鳴周波数よりも高く、（ｉｉ）ばね１６ａの最大変位が
起こる機械的共鳴周波数が音響共鳴周波数よりも低くなるような剛性を選択する
ことができる。この設計は、２つの好ましい動作特性を実現する。第１に、流体
加熱によって、動作中に音響共鳴周波数を高くすることができ、かつこの設計で
は、音響共鳴周波数が、ばね１６ａの最大変位に関連する機械的共鳴周波数に交
差することはなくなる。第２に、機械的共鳴周波数と音響共鳴周波数が動作中に
重なり合うことがないように、ばね２０ａの最大変位に関連する機械的共鳴周波
数を音響共鳴周波数よりも十分に高くする場合、ある利点を得ることができる。
音響共鳴周波数が高くなるにつれて、加速度も高めることができ、それによって
、同じモータ力で負荷により大きなパワーが伝達される。構成要素の質量および
ばねの剛性を適切に選択することにより、音響共鳴周波数が高くなるにつれて、
エア・ギャップで測定されるパワー係数を向上させることもできる。
【００１７】 一般に、ＰＴＯばね２０ａを付加すると、各機械的要素の特性がより独立した
ものになるので、システム設計の融通性を高めることができる。ＰＴＯばね２０
ａは、すべての相対構成要素変位、相対変位位相、および構成要素質量の調整を
可能にする。
【００１８】 システムの各構成要素が振動するので、パワー供給ユニットはグラウンドに弾
性に取り付けるべきである。所与の設計では、質量の特定の加速度は、各構成要
素の質量と各ばねの剛性および減衰とに依存する。最低加速度を有する質量は、
グラウンドへの良好な弾性取付け点を形成する。
【００１９】 図５は、本発明に係る２質量動的力モータとして使用される可変リラクタンス
・モータの断面図を示す。可変リラクタンス・モータは、単一ユニットを形成す
るように互いに剛性的に接合された平坦な「Ｅ」字形積層のスタックで形成され
た第１のモータ質量２８と、単一ユニットを形成するように互いに剛性的に接合
された平坦な「Ｉ」字形積層のスタックで形成された第２のモータ質量３０と、
Ｅ字形スタックの中央レグの周りに巻かれた導電コイル３２と、第１のモータ質
量２８と第２のモータ質量３０をキャリッジ３５および３７を介して弾性的に接
合するレベル３４ａおよび３４ｂを有する板ばね３４と、第２のモータ質量３０
を共鳴器３８に弾性的に接続するＰＴＯ板ばね３６とから成る。第２のモータ質
量３０は、キャリッジ３５に剛性的に接続され、第１のモータ質量２８はキャリ
ッジ３７に剛性的に接続される。キャリッジ３５および３７は互いに前後に摺動
する。モータ積層は、通常は変圧器で使用されるシリコン・スチール積層で構成
することができる。キャリッジ３５の質量は第２の可動質量の一部とみなすこと
ができ、キャリッジ３７の質量は第１の可動質量の一部とみなすことができる。
Ｅ字形積層の３つのレグとＩ字形積層との間の空間はエア・ギャップ４０を含む
。板ばね３４の２つのレベル、すなわちレベル３４ａおよび３４ｂによって、第
２のモータ質量３０および第１のモータ質量２８は、瞬時エア・ギャップ４０が
あらゆる場所で一様になるように平坦に相対的に運動することができる。各構成
要素を平坦に運動させる単一レベルばね、または他の任意のばね形状を使用する
こともできる。
【００２０】 動作時には、コイル３２に交流電流が確立されると、エア・ギャップ４０内に
時変磁束が生成され、この磁束には静的磁力と、第１のモータ質量２８と第２の
モータ質量３０との間の時変磁力が伴う。モータ質量２８および３０は、互いに
逆方向に振動することによってこの時変力に反応する。板ばね３４は、磁力が、
モータ質量２８および３０を振動させながらこれらの質量を引き付けるのを防止
するバイアス力を生成する。モータ質量３０が周期的に振動すると、ＰＴＯばね
３６を介して共鳴器３８に動的力が加えられ、したがって共鳴器３８はその円筒
軸に沿って振動する。共鳴器３８の振動周波数が、共鳴器の運動によって励起す
ることのできる定在波モード周波数のうちの１つに等しい場合、共鳴器２２の周
期的変位によってそのモードにエネルギーが伝達される。通常の音響共鳴器のよ
うに小さな変位および大きな力が必要であるとき、可変リラクタンス・モータの
エネルギー効率は高くなる。
【００２１】 図６は、本発明に係る２質量動的力モータとして使用される可変リラクタンス
・モータを示し、このモータは、非方向性磁束のために生じる総磁気損失部分を
低減させる。この可変リラクタンス・モータは、テープ巻き積層で形成され単一
のユニットを形成するように互いに接合された第１のモータ質量４０と、テープ
巻き積層で形成され単一のユニットを形成するように互いに接合された第２のモ
ータ質量４２と、第１のモータ質量の中央レグの周りに巻かれた導電コイル４４
と、第１のモータ質量４０と第２のモータ質量４２をキャリッジ４７および４９
を介して弾性的に接合する板ばね４６と、第２のモータ質量４２を共鳴器５０に
弾性的に接続するＰＴＯ板ばね４８とから成る。キャリッジ４７の質量は第２の
可動質量の一部とみなすことができ、キャリッジ４９の質量は第１の可動質量の
一部とみなすことができる。動作時には、図６のモータは図５のモータと同様に
動作する。
【００２２】 図７は、可変リラクタンス・モータ用の代替磁気構造を示し、このモータは、
２つのテープ巻き積層で形成された第１のモータ質量５２と、単一のテープ巻き
積層で形成された第２のモータ質量５４とを有する。第２のモータ質量５４は非
方向性磁界を防止しないが、ばね、キャリッジ、またはその他のハードウェア用
の好都合な接続点を形成する端部５６および５８を有する単純で非常に剛性の構
造を実現する。所与の設計要件に基づいてテープ巻き積層構成要素と積重ね平坦
積層構成要素の多数の組合せを得ることができ、当業者にはこれらの組合せが容
易に構想されよう。
【００２３】 本発明のＰＴＯばねは、任意の種類の動的力モータと組み合わせて使用するこ
とができる。すべてのモータは、大きさにかかわらず、ある部材にある移動を生
じさせる動的力を供給するものとみなすことができる。したがって、本明細書に
記載するすべてのモータを含め、すべてのモータは動的力モータである。
【００２４】 図８は、他の種類の動的力モータを表わす。図８は、一端が屈曲可能動的力モ
ータ６０に接続され他端が共鳴器６６に接続されたＰＴＯばね６４を有する本発
明の態様を示す。反応質量６２は好ましくは、その端部６１で屈曲可能動的モー
タ６０に剛性的に接続される。反応質量６２は、端部６１で屈曲可能動的モータ
６０に弾性的に接続することもでき、この場合、弾性接続はＰＴＯばね６４のば
ね定数または剛性と比べて比較的剛性にすることが好ましい。屈曲可能動的モー
タ６０は、圧電素子、磁気ひずみ素子、または周期的に屈曲するか、あるいはそ
の全体的な寸法を変化させることによって動的力を生成する他の素子でよい。
【００２５】 動作時には、図８のモータ６０は寸法が周期的に変化し、したがって周波数ｆ
の動的力を生成し、この力がＰＴＯばね６４を介して共鳴器６６に伝達される。
動的力モータ６０が反応質量６２よりも小さな質量を有する態様では、モータ６
０の力が反応質量６２およびＰＴＯばね６４によって共鳴器６６に効果的に伝達
され、共鳴器６６が周波数ｆで周期的に変位する。反応質量６２は、モータ６０
の反応質量端部６１が過度に加速されるのを防止し、ＰＴＯばね６４に加えられ
るモータ６０の力を最大にする。周波数ｆが、共鳴器の運動によって励起できる
共鳴器の定在波モード周波数と等しい場合、共鳴器６６の周期的変位によってこ
のモードにエネルギーが伝達される。図８の態様は、モータ６０を共鳴器６６に
剛性的に接続することによってＰＴＯばね６４なしで使用することができる。し
かし、この場合、前述の利点がなくなる。
【００２６】 本発明の態様がＰＴＯばねを排他的機構として使用してモータの能動力構成要
素を共鳴器に結合することが理解されると思われる。したがって、共鳴器を振動
させるうえで有効なモータの可動要素は、弾性結合機構、すなわちＰＴＯばねに
よって共鳴器から分離される。これに対して、先行技術の装置は、剛性接続によ
ってモータを共鳴器に結合するが、モータから共鳴器への一次力経路としてＰＴ
Ｏばねを使用することはない。
【００２７】 上記したことは、本発明の多数の態様を含むが、これらの態様は、本発明の範
囲に対する制限として解釈すべきではなく、本発明の好ましい態様の一例として
解釈すべきである。当業者によって行われるその他の態様は、本発明の範囲内で
ある。たとえば、非同心回転モータ、電動モータ、電磁モータなど、動的力を生
成する任意のモータを使用することができる。可変リラクタンス・モータは、積
層のみを使用する必要はなく、軸外磁気損失を回避するように多方向性を有する
圧縮成形された材料で形成することができる。ばねは、コイルばね、板ばね、ベ
ルビルばね、磁気ばね、ガスばね、または弾性結合を可能にするその他の装置な
ど、特定の設計に対処する任意のばねタイプを含むことができる。本発明の共鳴
器内の流体は、液体でも気体でもよい。円筒共振器、または参照として本明細書
に組み入れられる米国特許第５５１５６８４号、第５３１９９３８号、および第
５１７４１３０号に記載されたような任意の形状の共鳴マクロソニック合成（Ｒ
ＭＳ）共鳴器を含め、任意の種類の音響共鳴器を使用することができる。
【００２８】 さらに、共鳴器の励起される共鳴モードは一般に、全パワーまたは近全パワー
、２分の１パワー点、４分の１パワー点など、共鳴応答曲線上の任意の場所に生
じることができることを理解されたい。したがって、共鳴モードはある周波数範
囲にわたって励起することができる。
【００２９】 本発明の範囲は、パワーが供給される音響共鳴器の特定の応用例には限らない
。たとえば、本発明は空気圧縮、冷凍、快適な空気調和、有害流体、超純流体、
天然ガス、市販のガス用のオイルレス音響圧縮機およびポンプ用の音響共鳴器、
プロセス制御用の音響共鳴器、薬品業界および薬学業界用のプロセス・リアクタ
として使用される音響共鳴器、圧力スイング吸着を含むガスの分離を行う音響共
鳴器、ならびに凝着、浮揚、混合、粉砕用の音響共鳴器などに適用することがで
きる。このような応用例にはＲＭＳ共鳴器を含めても含めなくてもよい。図を明
確にするために省略されているが、本発明のこのような応用例は、米国特許第５
３１９９３８号の図１３および米国特許第５５１５６８４号の図１６に示すよう
に入口／出口弁および熱交換装置を含むことができる。
【００３０】 本発明の範囲は、例示した態様ではなく、添付の特許請求の範囲およびその同
等物によって決定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 先行技術の音響パワー供給装置を示す図である。
【図２】 図１の先行技術の装置の集中要素図である。
【図３】 ２質量動的力モータを有する本発明の態様を示す図である。
【図４】 図３の態様の集中要素図である。
【図５】 平坦積層可変リラクタンスＥＩモータを含む２質量動的モータを有する本発明
の態様を示す図である。
【図６】 テープ巻き積層可変リラクタンスＥＩモータを含む２質量動的モータを有する
本発明の態様を示す図である。
【図７】 可変リラクタンス２質量動的モータ用の代替磁気構造を示す図である。
【図８】 圧電素子または磁気ひずみ素子を含むことのできる、単一質量屈曲可能モータ を有する本発明の態様を示す図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１１年９月２３日（１９９９．９．２３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＤ ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，Ｍ Ｇ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ， ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，Ｖ Ｎ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 ケイス エフ． ジョセフ アメリカ合衆国 ヴァージニア州 リッチ モンド サウスベイ ドライブ 2612 (72)発明者 ルーカス ティモシー エス． アメリカ合衆国 ヴァージニア州 リッチ モンド ブレマートン ドライブ 3708

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 モータと、 一端が該モータに接続され、他端が、流体が満たされた音響共鳴器に取り付け
    られたパワー・テーク・オフばねとを備え、音響共鳴器全体が、該音響共鳴器の
    共鳴モードを励起するように振動される、振動音響ユニット。
  2. 【請求項２】 モータが、間で交番力が励起される第１の可動質量および第
    ２の可動質量と、一端が該第１の可動質量に固着され他端が該第２の可動質量に
    固着されたモータばねと、一端が、該第２の可動質量に取り付けられたパワー・
    テーク・オフばねとを備える、請求項１記載の振動音響ユニット。
  3. 【請求項３】 パワー・テーク・オフばねの剛性によって、周波数が該音響
    共鳴器の励起される共鳴モード周波数よりも高い共鳴が、共鳴器と第２の可動質
    量との間で生じる、請求項２記載の振動音響ユニット。
  4. 【請求項４】 モータばねの剛性によって、周波数が音響共鳴器の励起され
    る共鳴周波数よりも低い共鳴が、第１の可動質量と第２の可動質量との間で生じ
    る、請求項３記載の振動音響ユニット。
  5. 【請求項５】 モータばねの剛性によって、周波数が音響共鳴器の励起され
    る共鳴周波数よりも低い共鳴が、第１の可動質量と第２の可動質量との間で生じ
    る、請求項２記載の振動音響ユニット。
  6. 【請求項６】 第１の可動質量および第２の可動質量が、可変リラクタンス
    ・モータを備える、請求項２記載の振動音響ユニット。
  7. 【請求項７】 第１の可動質量がＥ字形積層のスタックを備え、第２の可動
    質量がＩ字形積層のスタックを備える、請求項６記載の振動音響ユニット。
  8. 【請求項８】 第１の可動質量がテープ巻き積層を備え、第２の可動質量が
    テープ巻き積層を備える、請求項６記載の振動音響ユニット。
  9. 【請求項９】 モータが非同心回転モータを備える、請求項１記載の振動音
    響ユニット。
  10. 【請求項１０】 モータが圧電モータを備える、請求項１記載の振動音響ユ
    ニット。
  11. 【請求項１１】 モータが磁気ひずみモータを備える、請求項１記載の振動
    音響ユニット。
  12. 【請求項１２】 第１の可動質量および第２の可動質量が電動モータを備え
    る、請求項２記載の振動音響ユニット。
  13. 【請求項１３】 第１の可動質量および第２の可動質量が電磁モータを備え
    る、請求項２記載の振動音響ユニット。
  14. 【請求項１４】 流体が満たされた音響共鳴器がプロセス・リアクタを備え
    る、請求項１記載の振動音響ユニット。
  15. 【請求項１５】 流体が満たされた音響共鳴器が、圧力スイング吸着用のチ
    ャンバを備える、請求項１記載の振動音響ユニット。
  16. 【請求項１６】 流体が満たされた音響共鳴器が、音響圧縮機用のチャンバ
    を備える、請求項１記載の振動音響ユニット。
  17. 【請求項１７】 流体が満たされた音響共鳴器がＲＭＳ共鳴器を備える、請
    求項１記載の振動音響ユニット。
  18. 【請求項１８】 音響共鳴器を駆動する方法であって、 弾性接続を使用して該共鳴器にモータを接続する段階、および 該モータを駆動し、該音響共鳴器の共鳴モードを励起するように音響共鳴器全
    体を振動させる段階を含み、該モータが、該弾性接続を介して該共鳴モードを励
    起する方法。
  19. 【請求項１９】 音響共鳴器を駆動する方法であって、 弾性接続を使用して該共鳴器にモータを接続する段階、および 該モータを駆動し、該音響共鳴器の共鳴モードを励起するように音響共鳴器全
    体を振動させる段階を含み、該モータが、該弾性接続を介して該共鳴モードを排
    他的に励起する方法。
  20. 【請求項２０】 下記の段階を含む、音響共鳴器にパワーを供給する方法： パワー・テーク・オフばねを唯一の機構として使用して該共鳴器にモータを接
    続し、該モータの移動を該共鳴器に結合する段階、および 該モータを駆動し、該音響共鳴器の共鳴モードを励起するように音響共鳴器全
    体を振動させる段階。
  21. 【請求項２１】 下記の段階を含む、音響共鳴器にパワーを供給する方法： 該共鳴器にモータを弾性的にかつ排他的に接続する段階、および 該モータを駆動し、該音響共鳴器の共鳴モードを励起するように音響共鳴器全
    体を振動させる段階。
JP2000522668A 1997-11-26 1998-11-24 音響共鳴器のパワー供給 Pending JP2001524702A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/979,931 US5994854A (en) 1997-11-26 1997-11-26 Acoustic resonator power delivery
US08/979,931 1997-11-26
PCT/US1998/024931 WO1999027636A1 (en) 1997-11-26 1998-11-24 Acoustic resonator power delivery

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001524702A true JP2001524702A (ja) 2001-12-04

Family

ID=25527233

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000522668A Pending JP2001524702A (ja) 1997-11-26 1998-11-24 音響共鳴器のパワー供給

Country Status (10)

Country Link
US (1) US5994854A (ja)
EP (1) EP1034610A1 (ja)
JP (1) JP2001524702A (ja)
AR (1) AR014041A1 (ja)
AU (1) AU1533299A (ja)
BR (1) BR9815318A (ja)
CA (1) CA2311637A1 (ja)
TW (1) TW451046B (ja)
WO (1) WO1999027636A1 (ja)
ZA (1) ZA9810761B (ja)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6230420B1 (en) * 1997-11-26 2001-05-15 Macrosonix Corporation RMS process tool
DE19810996A1 (de) * 1998-03-13 1999-09-16 Krauss Maffei Ag Impulsentkoppelter Direktantrieb
US6388417B1 (en) * 1999-12-06 2002-05-14 Macrosonix Corporation High stability dynamic force motor
US6367263B1 (en) 2000-05-31 2002-04-09 Intel Corporation Integrated circuit refrigeration device
US6514047B2 (en) 2001-05-04 2003-02-04 Macrosonix Corporation Linear resonance pump and methods for compressing fluid
US6574963B1 (en) 2001-11-16 2003-06-10 Intel Corporation Electrical energy-generating heat sink system and method of using same to recharge an energy storage device
US7411337B2 (en) * 2001-11-16 2008-08-12 Intel Corporation Electrical energy-generating system and devices and methods related thereto
US7086648B1 (en) 2003-08-22 2006-08-08 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Acoustic seal
JP4584655B2 (ja) * 2004-09-10 2010-11-24 アネスト岩田株式会社 温度勾配を小とした音響流体機械
KR100661647B1 (ko) * 2004-12-24 2006-12-26 삼성전자주식회사 송풍장치
NO325266B1 (no) * 2006-03-09 2008-03-17 Resonator As Elektrisk maskin
CN107347242B (zh) * 2016-05-05 2019-08-20 华为技术有限公司 一种散热装置及通信设备

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3958450A (en) * 1975-05-19 1976-05-25 Claus Kleesattel Resonant sensing devices and methods for determining surface properties of test pieces
US4490654A (en) * 1983-06-10 1984-12-25 The Arthur G. Russell Company, Incorporated Control circuit for vibratory devices
US4621221A (en) * 1985-06-26 1986-11-04 Eastman Kodak Company Reversible vibratory motor
US5023526A (en) * 1988-10-31 1991-06-11 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Vibratory motor
US5174130A (en) * 1990-03-14 1992-12-29 Sonic Compressor Systems, Inc. Refrigeration system having standing wave compressor
US5231337A (en) * 1992-01-03 1993-07-27 Harman International Industries, Inc. Vibratory acoustic compressor
US5319938A (en) * 1992-05-11 1994-06-14 Macrosonix Corp. Acoustic resonator having mode-alignment-canceled harmonics
US5515684A (en) * 1994-09-27 1996-05-14 Macrosonix Corporation Resonant macrosonic synthesis

Also Published As

Publication number Publication date
AR014041A1 (es) 2001-01-31
ZA9810761B (en) 2000-10-10
AU1533299A (en) 1999-06-15
BR9815318A (pt) 2000-11-07
TW451046B (en) 2001-08-21
CA2311637A1 (en) 1999-06-03
US5994854A (en) 1999-11-30
EP1034610A1 (en) 2000-09-13
WO1999027636A1 (en) 1999-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6307287B1 (en) High-efficiency moving-magnet loudspeaker
US8272851B2 (en) Fluidic energy transfer devices
JP2001524702A (ja) 音響共鳴器のパワー供給
US5231337A (en) Vibratory acoustic compressor
US20110014069A1 (en) Piezoelectric fan device and air-cooling apparatus using the piezoelectric fan device
JP2009529119A5 (ja)
WO1998001675A1 (fr) Compresseur lineaire
US5953921A (en) Torsionally resonant toroidal thermoacoustic refrigerator
JP2000317399A (ja) 動的荷重発生装置
JP3730467B2 (ja) 超音波振動子及び複合振動発生超音波振動子
JPH0217877A (ja) 振動子及び該振動子を用いた超音波モータ
US20020079748A1 (en) Oscillating reluctance motor and reciprocating gas compressor using the same
MXPA00005248A (en) Acoustic resonator power delivery
JP2000325884A (ja) 共鳴装置
JP2019146277A (ja) リニアモータおよびリニアモータを搭載した圧縮機
RU2055442C1 (ru) Реверсивный вибродвигатель
WO2000054550A2 (en) High-efficiency moving-magnet loudspeaker
JPH0360670A (ja) 人工心臓
JP2874174B2 (ja) 超音波振動子及び超音波モータ
JPS63167083A (ja) モーターコンプレッサユニット
JPH03253778A (ja) 冷凍機の往復動圧縮機用防振装置
JPH03261385A (ja) 超音波モータ
JPH0345173A (ja) 超音波モータ
JP2596129B2 (ja) 超音波モータ
JPH01259764A (ja) 圧電駆動ユニット

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20050510