JP2723690B2 - 超音波カラーオルガン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも一部分の鍵
盤が押圧されたとき、それぞれの鍵盤に対応して設けら
れている超音波励振器の弾性振動によって所定の色の液
体を霧として吹き出させる超音波カラーオルガンに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】音を視覚としてとらえる装置には身近な
ものとして噴水や、形状記憶合金製の造花などが挙げら
れ、それらはいずれも音楽演奏に伴って動作する。しか
し、いずれの場合も自らが演奏するメロディに対応して
噴水が吹き出したり造花が動いたりするわけではなく、
それらは予め決められた音楽と、予め決められた動作を
する装置との組合せによる。つまり、音楽演奏と動作す
る装置とは別個の独立したものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】音楽演奏を視覚でとら
える装置は、従来、音楽演奏と視覚でとらえられる動作
とは別個独立したものであって、自らが演奏するメロデ
ィに対応して装置が作動するわけではなかった。

【０００４】本発明の目的は、超音波励振器を用いるこ
とによって自らの演奏に対応して様々な色の霧が噴出す
る超音波カラーオルガンを提供し、難聴の人にも音楽が
楽しめるようにすることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに本発明は次の手段を提供する。

【０００６】少なくとも一部分の鍵盤が押圧されたと
き、該鍵盤について予め定められた色の霧を吹き出すオ
ルガンにおいて、少なくとも一部分の鍵盤にそれぞれ対
応して設けてある複数の超音波励振器と、これら超音波
励振器にそれぞれ液体を供給する複数の手段とを備え、
前記超音波励振器は、多数の穴が設けられた振動板を圧
電振動子に固着してなり、前記液体供給手段は、予め定
められた所定の色の液体を収容する貯液室と該液体を吸
収する保液材とを備え、対応する前記振動板に該保液材
を介して該液体を供給し、前記保液材はスポンジからな
り、前記振動板は前記保液材に接触して該保液材に吸収
されている前記液体を霧化することを特徴とする超音波
カラーオルガン。

【０００７】前記圧電振動子は圧電磁器と、該圧電磁
器の分極軸に垂直な両面に形成されている電極とから成
り、前記振動板は、前記圧電振動子の少なくとも一方の
面上に固着されており、前記圧電振動子の外方に向けて
前記圧電振動子の該面にほぼ平行に突出する振動部を有
し、前記穴は前記振動部に設けられていて、前記穴にお
ける前記振動板の一方の開口面積と他方の開口面積とが
異なることを特徴とする前記に記載の超音波カラーオ
ルガン。

【０００８】前記圧電振動子の共振周波数は前記圧電
振動子と前記振動板との複合体における２つの共振周波
数の中間値にほぼ等しく、前記圧電振動子は長さと幅の
寸法比が１に近くしかも１に等しくない矩形状の板であ
ることを特徴とする前記又はに記載の超音波カラー
オルガン。

【０００９】前記圧電振動子は、分極軸に垂直な両面
をそれぞれ端面とし、前記分極軸に平行に貫通された穴
を有する柱状の圧電磁器と、前記両端面にそれぞれ固着
されている電極とから成り、前記振動板は、前記貫通穴
の開口を覆う位置または該貫通穴の内部に前記端面にほ
ぼ平行に少なくとも１箇所に設けてあり、前記振動板の
周縁は前記圧電振動子に固着されており、前記圧電振動
子に固着されている固着部分に囲まれている部分の振動
板は振動部を成し、前記穴は前記振動部に設けられてい
て、前記穴における前記振動板の一方の開口面積と他方
の開口面積とが異なることを特徴とする前記に記載の
超音波カラーオルガン。

【００１０】前記圧電振動子の共振周波数のうちの一
つは前記圧電振動子と前記振動板との複合体の共振周波
数のうちの一つにほぼ等しく、前記圧電振動子は矩形状
または円環状で、前記圧電振動子の分極軸の方向の長さ
と、前記端面の外縁と内縁との最短距離との比はほぼ１
に等しいことを特徴とする前記又はに記載の超音波
カラーオルガン。

【００１１】

【作用】前記に記載の超音波カラーオルガンの鍵盤が
押圧されると、前記圧電振動子には前記圧電振動子の共
振周波数にほぼ等しい周波数の交流信号が印加され、前
記圧電振動子は励振される。前記圧電振動子の励振は前
記振動板を振動させ、前記振動板に供給された所定の色
の液体は、前記振動板に設けられている穴の効果により
効率的に微細な粒子の霧にされる。前記超音波励振器は
少なくとも一部分の前記鍵盤にそれぞれ対応して複数個
設けられていることから、それぞれの前記超音波励振器
に別々の色の液体を供給することにより、それぞれの鍵
盤を押圧するごとに、音色とともに種々の色の霧を噴出
させることができる。穴の作用による霧化は粒子の微小
性、均一性を促し、しかも霧化効率を増大させることが
できるから、多量の霧化が低消費電力で実現でき、あわ
せて装置の小形化も容易にできる。

【００１２】このに記載の超音波カラーオルガンで
は、さらに、前記振動板に前記保液材の一部が接してお
り、前記貯液室内の液体は前記保液材によって吸い上げ
られた後、前記振動板に接する部分の前記保液材から前
記振動板に順次供給される。本発明によれば、前記貯液
室内の液体の増減や振動による液面の変化などに影響さ
れることなく、常に安定した液体の供給を実現できるの
で、すべての鍵盤において鍵盤を一定時間押すごとに常
に一定量の霧を噴霧させることができる。

【００１３】前記に記載の超音波カラーオルガンで
は、前記圧電振動子が前記圧電磁器と、前記圧電磁器の
分極軸に垂直な両面に形成されている電極とからなる。
交流電圧は該電極を介して前記圧電振動子に印加され、
前記振動子は励振される。このような簡単な構造の圧力
振動子の採用により、超音波カラーオルガンを小形化で
き、しかもこのオルガンでは高い効率で液体を霧化する
ことができる。また、前記振動板が前記圧電振動子の少
なくとも一方の面上に一体的に連なって固着されている
ことにより、前記振動部は、前記固着部を固定端とする
片持ち梁の形で屈曲振動するから、前記振動板に供給さ
れた液体はその弾性振動により霧化され、その振動板の
垂直上方に向けて霧として放散される。前記穴における
前記振動板の一方の開口面積と他方の開口面積とが異な
ることによる作用と前記振動部の振動との相乗効果によ
って液体の霧化作用は促進され、霧の発生量が増加しか
つ粒子の径が均一、微小になるから、前記鍵盤を押すご
とに音色とともに美しい霧を噴出させることができるだ
けでなく、多量の霧を噴出させることもできるし低消費
電力化もさらに促進される。

【００１４】前記に記載の超音波カラーオルガンで
は、前記圧電振動子の共振周波数が、前記圧電振動子と
前記振動板との複合体における２つの共振周波数の中間
値にほぼ等しいから、その共通の共振周波数の電圧を前
記圧電振動子に印加することにより、該振動板は効率的
に励振され霧化効率が促進され、霧の発生量はさらに増
大する。従って、前記鍵盤の押圧による多量霧化が可能
となるだけでなく、低消費電力化も促進される。また、
前記圧電振動子が長さと幅の寸法比が１に近くてしかも
１に等しくない矩形状の板であることにより、前記圧電
振動子と前記振動板との複合体の結合振動が増強され、
霧化効率が促進されるから、前記鍵盤の押圧による多量
霧化や低消費電力化が促進される。

【００１５】前記に記載の超音波カラーオルガンで
は、前記圧電振動子は前記分極軸に平行に貫通された穴
を有する柱状の圧電磁器と、前記両端面にそれぞれ固着
されている電極とから成り、交流電圧は該電極を介して
前記圧電振動子に印加される。前記振動板は、前記貫通
穴の開口を覆う位置または該貫通穴の内部にほぼ平行に
少なくとも１箇所に設けられていることから、前記圧電
振動子の振動エネルギーは効率良く前記振動板に伝搬
し、前記振動板を振動させるので、霧化効率を増大させ
ることができるから、前記鍵盤の押圧による多量霧化や
低消費電力化が促進される。前記圧電振動子に固着され
ている固着部分に囲まれた部分の振動板は振動部を成す
ことにより、該振動部は前記圧電振動子と一体となった
結合振動をするから、前記振動部に供給された液体はそ
の結合振動により霧化され、前記振動板に垂直な上方に
向けて霧として放散される。前記振動部の振動は、液体
の霧化効率を高め霧の発生量を増大させるから、前記鍵
盤の押圧による多量霧化や低消費電力化が促進される。
振動部に設けられている多数の穴の作用により霧の粒子
の微小性、均一性を促すことができる。振動板を複数個
用いることにより、霧の粒子の微小性を向上できる。従
って、前記鍵盤の押圧により美しい霧を発生させること
ができる。前記穴における前記振動板の一方の開口面積
と他方の開口面積とが異なることにより、液体の霧化作
用はさらに促進され、霧の発生量が増加しかつ粒子の径
が均一になるから、前記鍵盤の押圧により、美しい霧の
発生、多量霧化さらには低消費電力化の促進が実現でき
る。従って、このように簡単な構造の前記圧電振動子お
よび振動板の採用により装置を小形化できるばかりでな
く、前記振動部に生ずる結合振動と前記穴における一方
の開口面積と他方の開口面積とが異なることによる作用
との相乗効果によって、液体の霧化作用は促進され霧の
発生量が増加しかつ粒子の径が均一、微小になるから、
前記鍵盤の押圧により、美しい霧の発生、多量霧化さら
には低消費電力化の促進が実現できる。

【００１６】前記に記載の超音波カラーオルガンで
は、前記圧電振動子の共振周波数のうちの一つが前記圧
電振動子と前記振動板との複合体の共振周波数のうちの
一つにほぼ等しくなるときの電圧が前記圧電振動子に印
加されることにより、霧化効率が促進され霧の発生量が
増加するから、前記鍵盤の押圧により、多量霧化や低消
費電力化が促進される。また、前記圧電振動子が矩形状
または円環状で、前記圧電振動子の分極軸の方向の長さ
と、前記端面の外縁と内縁との最短距離との比がほぼ１
に等しい構造を採用することにより、前記圧電振動子と
前記振動板との複合体の結合振動が増強され、霧化効率
がさらに増大する。従って、前記鍵盤の押圧により、多
量霧化や低消費電力化が促進される。

【００１７】

【実施例】図１は本発明の超音波カラーオルガンの一実
施例を示す断面図である。本実施例では銅箔からなる端
子Ｐ，Ｑが取り付けられている圧電振動子１と、振動板
２と、支持板３と、保液材４と、貯液室５と、電源部６
と、スイッチ７と、鍵盤８とが２室に区切られた本体の
内部に設けられている。本体側部には本体フタ９が設け
られている。本体フタ９は貯液室５に液体を供給した
り、霧化後に逆流した霧を排出したりするためのもので
ある。スイッチ７は電源部６の上部に設けられており、
スイッチ７は端子Ｐ，Ｑを介して圧電振動子１に交流電
圧を供給する。ただし本図では、電源部６と端子Ｐ，Ｑ
との間の回路を除いて描いている。

【００１８】図２は図１の超音波カラーオルガンの中の
圧電振動子１、振動板２、保液材４および貯液室５を示
す斜視図である。保液材４の先端は水面上に出ており、
振動板２の下面と接触している。保液材４の末端は貯液
室５に固定されている。貯液室５は所定の色の液体で満
たされている。保液材４はスポンジ製で、貯液室５内の
液体を吸い上げ振動板２に接触することにより振動板２
の下面に液体を供給している。

【００１９】図３は図１の超音波カラーオルガンを上面
方向から見たときの模式的な平面図である。鍵盤８の一
つを押圧すると、貯液室５内の液体が振動板２の上面か
ら霧として噴出する様子を描いている。

【００２０】図４は圧電振動子１と振動板２とからなる
超音波励振器を示す側面図である。圧電振動子１は矩形
板状の圧電磁器２０を有し、圧電磁器２０の材質はＴＤ
Ｋ７２Ａ材（製品名）で、その長さは２２mm、幅は２０
mm、厚さは１mmである。ＴＤＫ７２Ａ材は電気機械結合
係数が大きいことから、ここでの実施例に用いている。
圧電磁器２０の分極軸の方向は厚さ方向に一致してお
り、この厚さ方向に垂直な両面にＡｕ電極２１およびＡ
ｕ電極２２が形成されている。Ａｕ電極２１は圧電磁器
２０の一方の面おおい、Ａｕ電極２２は圧電磁器２０の
もう一方の面をおおっている。Ａｕ電極２１には端子Ｐ
が取り付けられ、Ａｕ電極２２には端子Ｑが取り付けら
れている。端子Ｐおよび端子Ｑは圧電磁器２０の幅方向
に沿う一方の縁部に配置されている。圧電振動子１の一
方の面には、舌片状の振動板２が取り付けられている。

【００２１】図５は前記超音波励振器の平面図である。
振動板２はニッケル製で、細長い板状の固着部３１にお
いて圧電振動子１と一体に連なって固着されており、圧
電振動子１より突出している部分の振動板２が振動部３
０をなしている。固着部３１はＡｕ電極２１を介して圧
電振動子１に接着剤で接着されている。振動板２は長さ
２０mm、幅２０mm、厚さ０．０５mmである。固着部３１
は長さ２０mm、幅３mm、厚さ０．０５mmである。振動部
３０は圧電振動子１の幅方向に沿う縁部から外方に向け
て圧電振動子１の板面に平行に伸び突出している。振動
部３０は長さ１７mm、幅２０mm、厚さ０．０５mmであ
る。

【００２２】図６は図５における振動部３０の部分拡大
平面図、図７は板面に垂直な平面で切断したときに現れ
る振動部３０の断面図である。振動部３０にはその厚さ
方向に貫通する微細な複数の穴４０が設けられている。
穴４０の形状はすり鉢状であって、一方の開口面積が他
方の開口面積より大きいことからここでの実施例で用い
ていて、一方の開口を入口側とし、他方を出口側として
いる。入口側の直径は０．１mm、出口側の直径は０．０
２mmであって、穴４０は等しいピッチで配列されてい
る。

【００２３】図１の超音波カラーオルガンの鍵盤８を押
圧すると、スイッチ７により電源部６が作動し、圧電振
動子１と振動板２との複合体における２つの共振周波数
の中間値にほぼ等しい周波数を有する交流信号が端子Ｐ
および端子Ｑを介して圧電振動子１に印加される。この
とき、その交流信号の周波数は圧電振動子１の共振周波
数にほぼ一致している。圧電振動子１は励振され、振動
板２はその固着部３１を固定端とする片持ち梁の形で振
動される。一方、貯液室５の中の液体は保液材４によっ
て吸い上げられ振動板２の下面に達している。保液材４
はスポンジ製で吸液能力が大きいばかりでなく、圧電振
動子１に比べて音響インピーダンスが低いことからここ
での実施例に用いている。保液材４がスポンジ製である
ことにより、圧電振動子１の励振が保液材４に伝搬する
のが抑制され、振動板２は効率良く振動される。貯液室
５への液体の供給は、本体フタ９を開閉することにより
行なう。振動部３０に生じる振動は屈曲振動であり、振
動部３０の弾性振動が液体の霧化に有効に機能する。振
動部３０の振動に伴い、振動板２の下面に供給された液
体は毛細管現象により各穴４０に導かれる。前記液体が
各穴４０を通過するとき、各穴４０の液体の通過面積は
その入口側から出口側に向けて減少するから、前記液体
は穴４０によって絞り作用を受け振動部３０の上部に流
出する。その結果、前記絞り作用、振動部３０の屈曲振
動により、穴４０から流出した液体は効率良く霧化され
る。

【００２４】本実施例の超音波カラーオルガンによれ
ば、印加電圧が９．８Ｖのときに周波数が１１４．６kH
z で霧化量が最大となり、そのときの消費電力は２９４
mW、電流は３０mAである。また電源を含む装置全体にお
いては消費電力は５８８mW、電流は６０mAである。

【００２５】図８は圧電振動子１と振動板２とから成る
超音波励振器において、振動部３０の長さを変化させて
いったときの振動部３０の長さと霧化量との関係を示す
特性図である。振動部の長さが１７mmのときに霧化量は
最大値２７．５ml/minを示す。また図９は振動部３０の
長さと霧の噴出の高さとの関係を示す特性図である。た
だしこのときの高さは斜方向に噴出したものを鉛直上方
の値に換算したものである。振動部３０の長さが１７mm
のときに霧の高さは１１２cmの最大値に達した。

【００２６】図１０は本実施例の圧電振動子１のインピ
ーダンスの位相と周波数との関係を示す特性図であり、
図１１は圧電振動子１と振動板２との複合体についての
インピーダンスの位相と周波数との関係を示す特性図で
ある。位相が０度のときの周波数の値が共振周波数を示
すので、図１０においては圧電振動子１は４つの共振周
波数を有する。ｆａは４つの共振周波数のうちの２つの
共振周波数の中間値を示す。図１１ではｆａ付近のピー
クが２つに分かれ、共振周波数ｆｂ1 ，ｆｂ2を生じ、
その中間値ｆ0 が霧化量が最大になるときの周波数を示
し、ｆ0 はほぼｆａと一致する。なお、振動部４０の長
さを短くするにつれｆｂ1 ，ｆｂ2 は高周波側に偏移
し、ｆａから遠ざかるので霧化量は減少する。

【００２７】図１２は図１の実施例における支持板３に
取り付けられた前記超音波励振器に代わる圧電振動子５
０と振動板６０（本図には描かれていない）との複合体
の斜視図、図１３は図１２の前記複合体を下面方向から
見たときの平面図である。圧電振動子５０は、分極軸に
垂直な両面をそれぞれ端面とし前記分極軸に平行に貫通
された穴を有する円柱状の圧電磁器５２を有し、圧電磁
器５２の材質はＴＤＫ７２Ａ材（製品名）で、直径２４
ｍｍ、厚さ６ｍｍで、前記貫通穴も円柱状であり、その
直径は１２ｍｍである。ＴＤＫ７２Ａ材は電気機械結合
係数が大きいことからここでの実施例に用いている。前
記両端面にはそれぞれＡｕ電極５３およびＡｕ電極５４
が形成されている。Ａｕ電極５３には端子Ｐが取り付け
られ、Ａｕ電極５４には端子Ｑが取り付けられている。

【００２８】圧電振動子５０の下端面の前記貫通穴の開
口を覆う位置には、円板状の振動板６０が取り付けられ
ている。振動板６０はニッケル製で、輪状の固着部６２
によって圧電振動子５０と一体的に連なって固着されて
おり、固着部６２に囲まれた振動板６０が振動部６１を
なしている。固着部６２はＡｕ電極５４を介して圧電振
動子５０に固着されている。振動板６０の直径は１４ｍ
ｍ、厚さ０．０５ｍｍである。振動部６１の直径は前記
貫通穴の直径と一致しており１２ｍｍであり、厚さは
０．０５ｍｍである。振動部６１にはその厚さ方向に貫
通する微細な複数の穴が設けられていて、その穴の寸法
と形状は図６および図７の穴４０と同一である。なお、
前記複合体は発泡スチロール製の支持台５１に圧接さ
れ、支持台５１の一部は支持板３と圧接している。

【００２９】図１２および図１３に示す前記複合体を図
１の前記超音波励振器のかわりに備えた超音波カラーオ
ルガンの駆動時、前記複合体の共振周波数に等しい周波
数を有する交流信号を端子Ｐおよび端子Ｑを介して圧電
振動子５０に印加する。圧電振動子５０は励振され、固
着部６２に囲まれた振動部６１は圧電振動子５０と一体
となって結合振動する。この振動部６１の結合振動が液
体の霧化に有効に機能する。

【００３０】図１４は３種類の形状の図１２の複合体に
ついての印加電圧と周波数およびそのときの消費電力と
電流との関係を表にして示した特性図である。Ｉ型とＩ
Ｉ型は圧電振動子の下端に振動板が固着されている。Ｉ
ＩＩ型はＩＩ型と同寸法ではあるが、振動板は圧電振動
子の上端面に固着されている。ＩＩ型は図１２及び図１
３に示す圧電振動子５０と振動板６０との複合体であ
る。印加電圧が１０．７Ｖのときには周波数が２９０．
６ｋＨｚで霧化量が最大となり、そのときの消費電力は
３２０ｍＷ，電流は３０ｍＡである。また、電源を含む
オルガン全体においては消費電力は６４２ｍＷ、電流は
６０ｍＡである。なお、ＩＩ型と同構造で上部にも振動
板を設けた場合には、ＩＩ型での特性が保持されたまま
で霧化率は減少するものの、極めて微細な霧の発生に有
効であることが確認された。

【００３１】なお、液体供給手段として本実施例の他
に、液体を振動板２または振動板６０の上に滴下させた
場合、あるいは液体供給チューブを用いて振動板２また
は振動板６０の下面に液体を供給した場合にも、本実施
例と同様な霧化効果が見られた。

【００３２】

【発明の効果】本発明の超音波カラーオルガンによれ
ば、振動板に供給された水、所定の色の液体は振動部に
設けられている穴の効果により効率的に微細な粒子の霧
にされる。穴の作用による霧化は粒子の微小性、均一性
を促し、しかも霧化効率を増大させることができるか
ら、低消費電力での多量霧化が可能で、しかも見た目に
美しい霧を発生させることができ、その上装置の小形、
軽量化も容易に実現できる。

【００３３】液体供給手段が貯液室と、貯液室内の液体
を吸い上げ、振動部に供給するための保液材とを備え、
保液材がスポンジその他の吸液能力の大きい物質からな
ることにより、液体の供給効率を高めるだけでなく、常
に安定した液体の供給が実現できる。従って安定した霧
化と霧化効率の増大を実現できる。

【００３４】圧電振動子として圧電磁器と、圧電磁器の
分極軸に垂直な両面に設けられている電極とから成る簡
単な構造を採用することにより、装置を小形化でき、し
かもこの装置では高い効率で液体を霧化することができ
る。また、振動板を圧電振動子の少なくとも一方の面上
に一体的に連なって固着させる構造の採用により、振動
部は固着部を固定端とする片持ち梁の形で屈曲振動する
から、振動部に供給された強い弾性振動の状態にある液
体は垂直方向上方に向けて霧化される。振動部に設けら
れた穴の一方の開口面積が他方の開口面積より大きい構
造を採用することにより、霧化作用が促進される。この
穴の一方の開口面積が他方の開口面積と異なることによ
る作用と、振動部の屈曲振動との相乗効果により、液体
の霧化作用が促進され、霧の発生量が増加しかつ粒子の
径が均一かつ微小になるから、鍵盤を押圧することによ
り、粒子の径が均一で微小な霧を発生させることができ
るだけでなく、多量の霧化も可能であり低消費電力化も
促進される。さらに、圧電振動子と振動板との複合体に
おける２つの共振周波数の中間値が圧電振動子の共振周
波数にほぼ等しくなるような構造および圧電振動子とし
てその長さと幅の寸法比が１に近くてしかも１に等しく
ない矩形板状構造を採用することにより、圧電振動子と
振動板との複合体の結合振動が増強するから、霧化効率
はさらに促進され、多量霧化および低消費電力化が促進
される。

【００３５】圧電振動子として、分極軸に平行に貫通さ
れた穴を有する柱状の圧電磁器と、分極軸に垂直な両端
面に設けられている電極とから成る構造を採用し、また
振動板を貫通穴の内部やその開口を覆う位置に設けた構
造を採用することにより、圧電振動子の励振は効率良く
振動板を振動させるので、霧化効率を増大できる。従っ
て鍵盤の押圧による多量霧化および低消費電力化が促進
される。その上、装置も小形化できるので携帯に便利で
ある。振動板を複数個用いれば霧の粒子の微小性を向上
できるから見た目にも美しい霧を発生させることができ
る。振動板を圧電振動子の貫通穴の内部やその開口を覆
う位置に一体的に連なって固着させる構造を採用するこ
とにより、振動部は圧電振動子と一体となって結合振動
をするから、この結合振動の状態にある振動部に接触す
る液体は垂直方向上方に向けて霧化される。振動部に設
けられた穴の一方の開口面積が他方の開口面積より大き
い構造を採用することにより、霧化作用が促進される。
この穴の一方の開口面積が他方の開口面積と異なること
による作用と、振動部の振動との相乗効果により、液体
の霧化作用が促進され、霧の発生量が増加しかつ粒子の
径が均一かつ微小になるから、鍵盤の押圧により美しい
霧を多量に低消費電力で発生させることができる。さら
に、圧電振動子と振動板との複合体の共振周波数のうち
の一つが圧電振動子の共振周波数のうちの一つにほぼ等
しくなるような構造、および圧電振動子としてその分極
軸の方向の長さと、端面の外縁と内縁との最短距離との
比がほぼ１に等しい矩形状または円環状構造を採用する
ことにより、圧電振動子と振動板との複合体の結合振動
が増強されるから、霧化効率をさらに増大させることが
できる。従って、鍵盤の押圧による多量霧化および低消
費電力化が促進できる。

【００３６】印加電圧を増加させるとそれにつれて霧化
量も増加するので、目的に応じて電圧を変えれば霧化量
を自由に変えることができる。従って、音色の強弱を電
圧の増減に相関させることにより、音色の強弱を霧化量
で表わすことができる。

【００３７】液体供給手段が貯液室と、貯液室から液体
を導き振動部に供給するための液体供給チューブと振動
板と微少な間隙を隔てて対面する補助板とを備えること
により、液体の供給を無駄なく効率良く行うことができ
るから、霧化効率を増大することができる。従って鍵盤
の押圧による多量霧化および低消費電力化を促進でき
る。

【００３８】液体供給手段が振動部に液体を滴下させる
構造を採用することにより、供給された液体を効率良く
霧化できるから、鍵盤の押圧による多量霧化および低消
費電力化を促進できる。

【００３９】液体供給手段が、振動部の全部または一部
と微少な間隙を隔てて対面する補助板を備え、その補助
板を圧電振動子に圧接させる構造、および圧電振動子と
振動板とから成る超音波励振器を液体収容槽に対して所
定の位置関係に保持するかまたは液体収容槽に浮力によ
って浮かせる構造を採用し、補助板としては圧電振動子
に比べて音響インピーダンスが低い発泡スチロールその
他の物質を採用することにより、圧電振動子の励振は効
率良く振動板に伝搬され、霧化効率が増大する。従って
鍵盤の押圧による多量霧化および低消費電力化を促進で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の超音波カラーオルガンの一実施例を示
す断面図。

【図２】図１の超音波カラーオルガンの中の圧電振動子
１、振動板２、保液材４および貯液室５を示す斜視図。

【図３】図１の超音波カラーオルガンを上面方向から見
たときの模式的な平面図。

【図４】圧電振動子１と振動板２とからなる超音波励振
器を示す側面図。

【図５】図４の超音波励振器の平面図。

【図６】図５の振動部３０の部分拡大平面図。

【図７】板面に垂直な平面で切断したときに現れる振動
部３０の断面図。

【図８】圧電振動子１と振動板２とから成る超音波励振
器において、振動部３０の長さを変化させていったとき
の振動部３０の長さと霧化量との関係を示す特性図。

【図９】振動部３０の長さと霧の噴出の高さとの関係を
示す特性図。

【図１０】本実施例の圧電振動子１のインピーダンスの
位相と周波数との関係を示す特性図。

【図１１】圧電振動子１と振動板２との複合体について
のインピーダンスの位相と周波数との関係を示す特性
図。

【図１２】圧電振動子５０と振動板６０との複合体の斜
視図。

【図１３】図１２の複合体を下面方向から見たときの平
面図。

【図１４】３種類の形状の図１２の複合体についての印
加電圧と周波数およびそのときの消費電力と電流との関
係を表にして示した特性図。

【符号の説明】

１ 圧電振動子 ２ 振動板 ３ 支持板 ４ 保液材 ５ 貯液室 ６ 電源部 ７ スイッチ ８ 鍵盤 ９ 本体フタ ２０ 圧電磁器 ２１ 電極 ２２ 電極 ３０ 振動部 ３１ 固着部 ４０ 穴 ５０ 圧電振動子 ５１ 支持台 ５２ 圧電磁器 ５３ 電極 ５４ 電極 ６０ 振動板 ６１ 振動部 ６２ 固着部

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一部分の鍵盤が押圧されたと
   き、該鍵盤について予め定められた色の霧を吹き出すオ
   ルガンにおいて、 少なくとも一部分の鍵盤にそれぞれ対応して設けてある
   複数の超音波励振器と、これら超音波励振器にそれぞれ
   液体を供給する複数の手段とを備え、 前記超音波励振器は、多数の穴が設けられた振動板を圧
   電振動子に固着してなり、 前記液体供給手段は、予め定められた所定の色の液体を
   収容する貯液室と該液体を吸収する保液材とを備え、対
   応する前記振動板に該保液材を介して該液体を供給し、 前記保液材はスポンジからなり、 前記振動板は前記保液材に接触して該保液材に吸収され
   ている前記液体を霧化することを特徴とする超音波カラ
   ーオルガン。
2. 【請求項２】 前記圧電振動子は圧電磁器と、該圧電磁
   器の分極軸に垂直な両面に形成されている電極とから成
   り、 前記振動板は、前記圧電振動子の少なくとも一方の面上
   に固着されており、前記圧電振動子の外方に向けて前記
   圧電振動子の該面にほぼ平行に突出する振動部を有し、 前記穴は前記振動部に設けられていて、 前記穴における前記振動板の一方の開口面積と他方の開
   口面積とが異なることを特徴とする請求項１に記載の超
   音波カラーオルガン。
3. 【請求項３】 前記圧電振動子の共振周波数は前記圧電
   振動子と前記振動板との複合体における２つの共振周波
   数の中間値にほぼ等しく、 前記圧電振動子は長さと幅の寸法比が１に近くしかも１
   に等しくない矩形状の板であることを特徴とする請求項
   １又は２に記載の超音波カラーオルガン。
4. 【請求項４】 前記圧電振動子は、分極軸に垂直な両面
   をそれぞれ端面とし、前記分極軸に平行に貫通された穴
   を有する柱状の圧電磁器と、前記両端面にそれぞれ固着
   されている電極とから成り、 前記振動板は、前記貫通穴の開口を覆う位置または該貫
   通穴の内部に前記端面にほぼ平行に少なくとも１箇所に
   設けてあり、 前記振動板の周縁は前記圧電振動子に固着されており、 前記圧電振動子に固着されている固着部分に囲まれてい
   る部分の振動板は振動部を成し、 前記穴は前記振動部に設けられていて、 前記穴における前記振動板の一方の開口面積と他方の開
   口面積とが異なることを特徴とする請求項１に記載の超
   音波カラーオルガン。
5. 【請求項５】 前記圧電振動子の共振周波数のうちの一
   つは前記圧電振動子と前記振動板との複合体の共振周波
   数のうちの一つにほぼ等しく、 前記圧電振動子は矩形状または円環状で、前記圧電振動
   子の分極軸の方向の長さと、前記端面の外縁と内縁との
   最短距離との比はほぼ１に等しいことを特徴とする請求
   項１又は４に記載の超音波カラーオルガン。