JP2003112120A - ランジュバン型振動子 - Google Patents
ランジュバン型振動子Info
- Publication number
- JP2003112120A JP2003112120A JP2001307079A JP2001307079A JP2003112120A JP 2003112120 A JP2003112120 A JP 2003112120A JP 2001307079 A JP2001307079 A JP 2001307079A JP 2001307079 A JP2001307079 A JP 2001307079A JP 2003112120 A JP2003112120 A JP 2003112120A
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- Japan
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- horn
- type vibrator
- langevin
- langevin type
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- Pending
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- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型化を可能にするランジュバン型振動子を
提供する。 【解決手段】 電気信号を機械振動に変換する変換部２
と、一端面が変換部２の一端面に取り付けられたバック
マス１と、基部３１が変換部２の他端面に取り付けられ
たホーン３とを備え、変換部２を挟んでホーン３をバッ
クマス１にボルト締めをすると共に、半波長モードで振
動する構造を有する。
提供する。 【解決手段】 電気信号を機械振動に変換する変換部２
と、一端面が変換部２の一端面に取り付けられたバック
マス１と、基部３１が変換部２の他端面に取り付けられ
たホーン３とを備え、変換部２を挟んでホーン３をバッ
クマス１にボルト締めをすると共に、半波長モードで振
動する構造を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、音波による洗浄
用等として用いられるランジュバン型振動子に関する。
用等として用いられるランジュバン型振動子に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のランジュバン型振動子を図５に示
す。このランジュバン型振動子は、バックマス１１０、
変換部１２０、フロントマス１３０およびホーン１４０
を備えている。バックマス１１０およびホーン１４０
は、ボルト１５１、１５２によってフロントマス１３０
にボルト締めをされている。
す。このランジュバン型振動子は、バックマス１１０、
変換部１２０、フロントマス１３０およびホーン１４０
を備えている。バックマス１１０およびホーン１４０
は、ボルト１５１、１５２によってフロントマス１３０
にボルト締めをされている。
【０００３】バックマス１１０、フロントマス１３０お
よびホーン１４０はアルミニウムで作られ、円筒形に加
工されている。変換部１２０は、圧電素子１２１、１２
２と電極１２３、１２４とで構成されている。電極１２
３と電極１２４との間に交流の電気信号が加えられる
と、この交流信号を圧電素子１２１、１２２が機械振動
に変換する。変換部１２０からの機械振動は、フロント
マス１３０を経て、ホーン１４０の先端面１４１から音
波として放射される。
よびホーン１４０はアルミニウムで作られ、円筒形に加
工されている。変換部１２０は、圧電素子１２１、１２
２と電極１２３、１２４とで構成されている。電極１２
３と電極１２４との間に交流の電気信号が加えられる
と、この交流信号を圧電素子１２１、１２２が機械振動
に変換する。変換部１２０からの機械振動は、フロント
マス１３０を経て、ホーン１４０の先端面１４１から音
波として放射される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記のランジュバン型
振動子には、次のような問題点がある。図５のランジュ
バン型振動子によれば、ホーン１４０の先端面１４１か
ら音波が放射される。このとき、実線Ｍで示すように、
ランジュバン型振動子の各部位が振動する。つまり、こ
のランジュバン型振動子では、破線Ｎで示すように、バ
ックマス１１０の端面１１１からホーン１４０の先端面
１４１までの長さ（ランジュバン型振動子の全長）が、
全波長モードで駆動されるために、放射する音波の波長
λになっている。この結果、実装される機器等の大きさ
に応じて、ランジュバン型振動子を小型化することがで
きない。
振動子には、次のような問題点がある。図５のランジュ
バン型振動子によれば、ホーン１４０の先端面１４１か
ら音波が放射される。このとき、実線Ｍで示すように、
ランジュバン型振動子の各部位が振動する。つまり、こ
のランジュバン型振動子では、破線Ｎで示すように、バ
ックマス１１０の端面１１１からホーン１４０の先端面
１４１までの長さ（ランジュバン型振動子の全長）が、
全波長モードで駆動されるために、放射する音波の波長
λになっている。この結果、実装される機器等の大きさ
に応じて、ランジュバン型振動子を小型化することがで
きない。
【０００５】この発明は、前記の課題を解決し、小型化
を可能にするランジュバン型振動子を提供することを目
的とする。
を可能にするランジュバン型振動子を提供することを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、電気信号を機械振動に変換する
変換部と、一端面が前記変換部の一端面に取り付けられ
たバックマスと、基部が前記変換部の他端面に取り付け
られたホーンとを備え、前記変換部を挟んで前記ホーン
を前記バックマスにボルト締めをすると共に、半波長モ
ードで振動する構造を有することを特徴とするランジュ
バン型振動子である。
に、請求項１の発明は、電気信号を機械振動に変換する
変換部と、一端面が前記変換部の一端面に取り付けられ
たバックマスと、基部が前記変換部の他端面に取り付け
られたホーンとを備え、前記変換部を挟んで前記ホーン
を前記バックマスにボルト締めをすると共に、半波長モ
ードで振動する構造を有することを特徴とするランジュ
バン型振動子である。
【０００７】請求項２の発明は、請求項１に記載のラン
ジュバン型振動子において、前記バックマスから前記変
換部までの形状が円筒形であり、前記ホーンの基部から
先端面までの側面が湾曲していることを特徴とする。
ジュバン型振動子において、前記バックマスから前記変
換部までの形状が円筒形であり、前記ホーンの基部から
先端面までの側面が湾曲していることを特徴とする。
【０００８】請求項３の発明は、請求項１または２に記
載のランジュバン型振動子において、前記ホーンの基部
が機械振動の節となっていることを特徴とする。
載のランジュバン型振動子において、前記ホーンの基部
が機械振動の節となっていることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態に
ついて、図面を参照して詳しく説明する。この実施の形
態によるランジュバン型振動子は、図１の正面図および
図２の平面図に示すように、バックマス１と、変換部２
と、ホーン３とを備えている。
ついて、図面を参照して詳しく説明する。この実施の形
態によるランジュバン型振動子は、図１の正面図および
図２の平面図に示すように、バックマス１と、変換部２
と、ホーン３とを備えている。
【００１０】バックマス１は、アルミニウムで作られ、
円筒形に加工されている。バックマス１の端面が変換部
２に取り付けられている。
円筒形に加工されている。バックマス１の端面が変換部
２に取り付けられている。
【００１１】変換部２は電気信号を機械振動に変換する
ものである。このとき、変換部２は波長λの音波を発生
する。変換部２の端面がホーン３に取り付けられてい
る。変換部２は、圧電素子２１、２２と電極２３、電極
２４とで構成されている。
ものである。このとき、変換部２は波長λの音波を発生
する。変換部２の端面がホーン３に取り付けられてい
る。変換部２は、圧電素子２１、２２と電極２３、電極
２４とで構成されている。
【００１２】電極２３と電極２４とは、交流の電気信号
を加えるためのものである。電極２３はバックマス１と
圧電素子２１との間に設けられた、導電性の板である。
電極２３には、端子部分２３Ａが設けられている。電極
２４は圧電素子２１と圧電素子２２との間に設けられ
た、導電性の板である。電極２４には、端子部分２４Ａ
が設けられている。
を加えるためのものである。電極２３はバックマス１と
圧電素子２１との間に設けられた、導電性の板である。
電極２３には、端子部分２３Ａが設けられている。電極
２４は圧電素子２１と圧電素子２２との間に設けられ
た、導電性の板である。電極２４には、端子部分２４Ａ
が設けられている。
【００１３】圧電素子２１、２２は、電極２３と電極２
４とに加えられた電気信号を機械振動に変換する。圧電
素子２１、２２は、図３に示すように、ボルト４によっ
て、バックマス１とホーン３との間でボルト締めをされ
ている。このとき、ボルト４によって電極２３が電極２
４と電気的に短絡することを、絶縁材５が防いでいる。
４とに加えられた電気信号を機械振動に変換する。圧電
素子２１、２２は、図３に示すように、ボルト４によっ
て、バックマス１とホーン３との間でボルト締めをされ
ている。このとき、ボルト４によって電極２３が電極２
４と電気的に短絡することを、絶縁材５が防いでいる。
【００１４】ホーン３は音波を放射するものである。ホ
ーン３は基部３１と本体部３２とを備えている。基部３
１は、バックマス１に比べて大きな径のアルミニウムの
円板である。基部３１の端面が変換部２の圧電素子２２
に取り付けられている。ランジュバン型振動子が組み立
てられたときに、基部３１によって取り付けが容易に行
われる。また、この取り付けに際して、ホーン３から遮
蔽して、バックマス１と変換部２とに対する防水加工等
をするときにも、基部３１が防水加工等を容易にしてい
る。
ーン３は基部３１と本体部３２とを備えている。基部３
１は、バックマス１に比べて大きな径のアルミニウムの
円板である。基部３１の端面が変換部２の圧電素子２２
に取り付けられている。ランジュバン型振動子が組み立
てられたときに、基部３１によって取り付けが容易に行
われる。また、この取り付けに際して、ホーン３から遮
蔽して、バックマス１と変換部２とに対する防水加工等
をするときにも、基部３１が防水加工等を容易にしてい
る。
【００１５】本体部３２は、先端が切り取られている円
錐形状のアルミニウム製のものである。本体部３２は基
部３１と一体構造をしている。本体部３２は、円錐形状
の底面である基端面３１Ａから先端面３２Ａまで湾曲し
た側面をもつ。本体部３２の湾曲部分の断面は指数関数
的に傾斜している。この形状によって、本体部３２は、
変換部２からの機械振動を効率的に収束し、収束した機
械振動を先端面３２Ａから音波として放射する。
錐形状のアルミニウム製のものである。本体部３２は基
部３１と一体構造をしている。本体部３２は、円錐形状
の底面である基端面３１Ａから先端面３２Ａまで湾曲し
た側面をもつ。本体部３２の湾曲部分の断面は指数関数
的に傾斜している。この形状によって、本体部３２は、
変換部２からの機械振動を効率的に収束し、収束した機
械振動を先端面３２Ａから音波として放射する。
【００１６】前記構造のランジュバン型振動子は図４に
示すように作られている。このランジュバン型振動子に
よれば、実線Ａで示すように各部位が振動する。破線Ｂ
で示すように、バックマス１の端面１１からホーン３の
先端面３２Ａまでの長さＬ（ランジュバン型振動子の全
長）は、この長さＬ方向に伝播する音波の波長λの半分
（λ／２）になっている。つまり、波長λと長さＬとの
関係は、 Ｌ＝λ／２ になっている。さらに、ホーン３の基部３１の部分が、
振動子内を伝播する音波の節となり、そこでランジュバ
ン型振動子が保持される。
示すように作られている。このランジュバン型振動子に
よれば、実線Ａで示すように各部位が振動する。破線Ｂ
で示すように、バックマス１の端面１１からホーン３の
先端面３２Ａまでの長さＬ（ランジュバン型振動子の全
長）は、この長さＬ方向に伝播する音波の波長λの半分
（λ／２）になっている。つまり、波長λと長さＬとの
関係は、 Ｌ＝λ／２ になっている。さらに、ホーン３の基部３１の部分が、
振動子内を伝播する音波の節となり、そこでランジュバ
ン型振動子が保持される。
【００１７】このように、この実施の形態によるランジ
ュバン型振動子は、半波長モードで振動する構造を持
ち、この振動子が放射する音波の半波長で駆動されてい
る。この結果、この実施の形態によれば、ランジュバン
型振動子の全長である長さＬを、従来のランジュバン型
振動子に比べて短くすることができ、ランジュバン型振
動子の小型化を可能にする。
ュバン型振動子は、半波長モードで振動する構造を持
ち、この振動子が放射する音波の半波長で駆動されてい
る。この結果、この実施の形態によれば、ランジュバン
型振動子の全長である長さＬを、従来のランジュバン型
振動子に比べて短くすることができ、ランジュバン型振
動子の小型化を可能にする。
【００１８】以上、この発明の実施の形態を詳述してき
たが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるもので
はなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更
等があっても、この発明に含まれる。
たが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるもので
はなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更
等があっても、この発明に含まれる。
【００１９】たとえば、この実施の形態では、バックマ
ス１およびホーン３の材料としてアルミニウムを用いた
が、アルミニウムの代わりに、高い剛性を持つ材料、例
えばステンレス等をバックマス１およびホーン３として
使用可能である。
ス１およびホーン３の材料としてアルミニウムを用いた
が、アルミニウムの代わりに、高い剛性を持つ材料、例
えばステンレス等をバックマス１およびホーン３として
使用可能である。
【００２０】
【発明の効果】以上、説明したように、この発明によれ
ば、ホーンとバックマスとの間に変換部を挟んでボルト
締めをすると共に、半波長モードで振動する構造にした
ので、ランジュバン型振動子の全長を短くすることがで
きる。この結果、ランジュバン型振動子の小型化が可能
になる。
ば、ホーンとバックマスとの間に変換部を挟んでボルト
締めをすると共に、半波長モードで振動する構造にした
ので、ランジュバン型振動子の全長を短くすることがで
きる。この結果、ランジュバン型振動子の小型化が可能
になる。
【図１】この発明の実施の形態によるランジュバン型振
動子の一例を示す正面図である。
動子の一例を示す正面図である。
【図２】図１のランジュバン型振動子の平面を表す平面
図である。
図である。
【図３】図２のＩ−Ｉ断面を表す断面図である。
【図４】ランジュバン型振動子の全長を説明するための
説明図である。
説明図である。
【図５】従来のランジュバン型振動子を説明するための
説明図である。
説明図である。
１ バックマス
１１ 端面
２ 変換部
２１、２２ 圧電素子
２３、２４ 電極
２３Ａ、２４Ａ 端子部分
３ ホーン
３１ 基部
３１Ａ 基端面
３２ 本体部
３２Ａ 先端面
４ ボルト
５ 絶縁材
Claims (3)
- 【請求項１】 電気信号を機械振動に変換する変換部
（２）と、 一端面が前記変換部（２）の一端面に取り付けられたバ
ックマス（１）と、 基部が前記変換部（２）の他端面に取り付けられたホー
ン（３）とを備え、 前記変換部（２）を挟んで前記ホーン（３）を前記バッ
クマス（１）にボルト締めをすると共に、半波長モード
で振動する構造を有することを特徴とするランジュバン
型振動子。 - 【請求項２】 前記バックマス（１）から前記変換部
（２）までの形状が円筒形であり、前記ホーン（３）の
基部から先端面（３２Ａ）までの側面が湾曲しているこ
とを特徴とする請求項１に記載のランジュバン型振動
子。 - 【請求項３】 前記ホーン（３）の基部が機械振動の節
となっていることを特徴とする請求項１または２に記載
のランジュバン型振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001307079A JP2003112120A (ja) | 2001-10-03 | 2001-10-03 | ランジュバン型振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001307079A JP2003112120A (ja) | 2001-10-03 | 2001-10-03 | ランジュバン型振動子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003112120A true JP2003112120A (ja) | 2003-04-15 |
Family
ID=19126606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001307079A Pending JP2003112120A (ja) | 2001-10-03 | 2001-10-03 | ランジュバン型振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003112120A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7913561B2 (en) | 2008-02-05 | 2011-03-29 | Olympus Medical Systems Corp. | Ultrasonic wave vibrating apparatus |
| JP2012210575A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-01 | Honda Electronic Co Ltd | 超音波振動子 |
| JP2012210578A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-01 | Honda Electronic Co Ltd | 超音波振動子 |
-
2001
- 2001-10-03 JP JP2001307079A patent/JP2003112120A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7913561B2 (en) | 2008-02-05 | 2011-03-29 | Olympus Medical Systems Corp. | Ultrasonic wave vibrating apparatus |
| JP2012210575A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-01 | Honda Electronic Co Ltd | 超音波振動子 |
| JP2012210578A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-01 | Honda Electronic Co Ltd | 超音波振動子 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040928 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060407 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060524 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061003 |