JPS58146472A - 音響変換器 - Google Patents
音響変換器Info
- Publication number
- JPS58146472A JPS58146472A JP2119782A JP2119782A JPS58146472A JP S58146472 A JPS58146472 A JP S58146472A JP 2119782 A JP2119782 A JP 2119782A JP 2119782 A JP2119782 A JP 2119782A JP S58146472 A JPS58146472 A JP S58146472A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coupler
- acoustic transducer
- diameter
- face
- disk
- 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.)
- Granted
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- Special Spraying Apparatus (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、灯油バーナーの超音波霧化器等に使用するの
に適した音響変換器に関する。
に適した音響変換器に関する。
超音波を利用して液体の霧化を行う手段としては、従来
より（１）ホーンを使用し先端の振幅を利用して液体を
霧化するもの、（２）液体のキャビティ現象を利用する
ものとがある。前者の手段を用いるものとしては、２８
〜４０ｋＨｚの縦方向（長さ方向）の共振を利用するラ
ンシュ板方式のものが殆どであった。また、後者の手段
を用いるものとしては、１〜２ Ｍ）１２の周波数で主
に円板状の圧電振動子の縦共振を利用して振動子に５〜
１０Ｗ／ｃｍ２の大きな電力を入れキャビティを発生さ
せ霧化するもので家庭用の霧化器等として利用されてい
る。
より（１）ホーンを使用し先端の振幅を利用して液体を
霧化するもの、（２）液体のキャビティ現象を利用する
ものとがある。前者の手段を用いるものとしては、２８
〜４０ｋＨｚの縦方向（長さ方向）の共振を利用するラ
ンシュ板方式のものが殆どであった。また、後者の手段
を用いるものとしては、１〜２ Ｍ）１２の周波数で主
に円板状の圧電振動子の縦共振を利用して振動子に５〜
１０Ｗ／ｃｍ２の大きな電力を入れキャビティを発生さ
せ霧化するもので家庭用の霧化器等として利用されてい
る。
本発明は前者に属するものであるが、ただし音響カプラ
ーの動作がランシュ板方式の縦共振とは異っている。
ーの動作がランシュ板方式の縦共振とは異っている。
第１図は従来のホーンを使用した音響変換器の一例を示
す。この図において、長さ方向に振動（縦共振）するホ
ーン１の先端に円板２が取付けられている。ここで、円
板２の直径を１、中心変位を４１、周縁部の変位をξ２
としたとき寸法拡大比ξ２／（１を大きくするためにホ
ーン１の小端面の断面寸法は波長に比べ小さく設計され
る。このときξ２／ξ１としては１．６４程度のものが
得られている。
す。この図において、長さ方向に振動（縦共振）するホ
ーン１の先端に円板２が取付けられている。ここで、円
板２の直径を１、中心変位を４１、周縁部の変位をξ２
としたとき寸法拡大比ξ２／（１を大きくするためにホ
ーン１の小端面の断面寸法は波長に比べ小さく設計され
る。このときξ２／ξ１としては１．６４程度のものが
得られている。
しかし、第１図の如ト従米の構成であると、ホ−ン１の
縦共振を利用しているため長さ方向の寸法精度が要求さ
れ、ホーン材質による音速のばらつきの影響が大きく特
性劣化につながり、これが量産性を妨げコストアップの
要因となっていた。
縦共振を利用しているため長さ方向の寸法精度が要求さ
れ、ホーン材質による音速のばらつきの影響が大きく特
性劣化につながり、これが量産性を妨げコストアップの
要因となっていた。
一方、本発明の場合は、後述のようにカプラーは縦共振
ではなく曲り振動を行い、カプラーは径方向に体積変化
するから第１図の如くカプラーと円板との取付断面寸法
を小さくするとＱが低く自由インピーダンスＺＩＩｌｏ
ｏも小さくなり、うま（エネルギを伝達で外ない。
ではなく曲り振動を行い、カプラーは径方向に体積変化
するから第１図の如くカプラーと円板との取付断面寸法
を小さくするとＱが低く自由インピーダンスＺＩＩｌｏ
ｏも小さくなり、うま（エネルギを伝達で外ない。
本発明は、上記の点に鑑み、長さ方向に断面積が変化し
一方が大端面、他方力ｌ小端面となった音響カプラーを
用い、該カプラーの大端面に圧電振動子を固着して当該
カプラーを曲り振動させるとともに、カプラーに一体に
設けられた円板の一次共振モードの節の径が前記カプラ
ーとの接続径となるように設定することにより量産性が
良好で効率の優れた音響変換器を提供しようとするもの
である。
一方が大端面、他方力ｌ小端面となった音響カプラーを
用い、該カプラーの大端面に圧電振動子を固着して当該
カプラーを曲り振動させるとともに、カプラーに一体に
設けられた円板の一次共振モードの節の径が前記カプラ
ーとの接続径となるように設定することにより量産性が
良好で効率の優れた音響変換器を提供しようとするもの
である。
以下、本発明に係る音響変換器の実施例を図面に従って
説明する。
説明する。
第２図及び第３図は本発明の音響変換器を用いて灯油バ
ーナーの超音波霧化器を構成した場合の実施例を示す。
ーナーの超音波霧化器を構成した場合の実施例を示す。
これらの図において、音響変換器１０は大端面とその中
心軸上に小端面を持つ円鎌切頭形カプラー１１と該カプ
ラー１１の小端面に３体に設けられる円板１２と大端面
に接着された圧電振動子１３とからなっており、カプラ
ー１１の中心軸に垂直で質量重心を通る平面がカプラー
外周面と交わる位置近傍に円環状に支持溝１４が形成さ
れている。そして、この支持溝１４に先端が嵌合する弾
性金属板等の弾性支持板１５が円筒状金属ケース１６に
ゴムパツキン１７を介して固定される。前記金属ケース
１６には音響変換器１０の周囲を囲む如く送風ガイド１
８が設けられ、さらに金属ケーろ１６の外周には端子部
材１９及び燃料供給口２０が設けられる。前記端子部材
１９の一方のピン２１Ａ：は圧電振動子１３の一方の電
極にリード線２２で接続され、圧電振動子１３の他方の
電極はカプラー１１、゛弾性支持板１５及び該弾性支持
板１５の一部を折曲げたリード片２３を介し他方のビン
２１Ｂに接続されている。前記燃料供給口２０には燃料
バイブ２４が連通する如く接続され、このパイプの先端
は前記円板１２の作用面１２Ａに対向して開口している
。
心軸上に小端面を持つ円鎌切頭形カプラー１１と該カプ
ラー１１の小端面に３体に設けられる円板１２と大端面
に接着された圧電振動子１３とからなっており、カプラ
ー１１の中心軸に垂直で質量重心を通る平面がカプラー
外周面と交わる位置近傍に円環状に支持溝１４が形成さ
れている。そして、この支持溝１４に先端が嵌合する弾
性金属板等の弾性支持板１５が円筒状金属ケース１６に
ゴムパツキン１７を介して固定される。前記金属ケース
１６には音響変換器１０の周囲を囲む如く送風ガイド１
８が設けられ、さらに金属ケーろ１６の外周には端子部
材１９及び燃料供給口２０が設けられる。前記端子部材
１９の一方のピン２１Ａ：は圧電振動子１３の一方の電
極にリード線２２で接続され、圧電振動子１３の他方の
電極はカプラー１１、゛弾性支持板１５及び該弾性支持
板１５の一部を折曲げたリード片２３を介し他方のビン
２１Ｂに接続されている。前記燃料供給口２０には燃料
バイブ２４が連通する如く接続され、このパイプの先端
は前記円板１２の作用面１２Ａに対向して開口している
。
上記実施例の構成において、圧電振動子１３の曲り振動
はカプラー１１の曲り振動によって増幅され円板１２に
伝達され、この円板１２に曲り振動をさせ、かつ円板１
２の共振周波数に振動体系を一致させるようにしている
。そして、円板１２の振動で燃料バイブ２４からの液体
を霧化し、矢印Ｗ方向の強制送風により所定方向に送出
する。
はカプラー１１の曲り振動によって増幅され円板１２に
伝達され、この円板１２に曲り振動をさせ、かつ円板１
２の共振周波数に振動体系を一致させるようにしている
。そして、円板１２の振動で燃料バイブ２４からの液体
を霧化し、矢印Ｗ方向の強制送風により所定方向に送出
する。
ところで上記実施例の問題点は円板１２とカプラー１１
との接続径により周波数ｆ、自由インピーダンスＺＩＩ
１００及びＱが大ぎく変動してしまうことである。
との接続径により周波数ｆ、自由インピーダンスＺＩＩ
１００及びＱが大ぎく変動してしまうことである。
第４図のグラフは第５図の如き音響変換器の接続径φＡ
と周波数「、自由・′ンビーグンスＺ ｍｏｏ及びＱと
の関係を夫々示すものである。但し円板径（φＣ）は１
０ｍｍ、円板の厚み（Ｔ）は１．７ｍｍ、カプラー１１
の全長（Ｄ）は１２齢、寸法（Ｅ）は１ａｕａ、最小径
（φＢ）は５ＩＩＩ１１１に設定した。なお、カプラー
材質はステンレスである。
と周波数「、自由・′ンビーグンスＺ ｍｏｏ及びＱと
の関係を夫々示すものである。但し円板径（φＣ）は１
０ｍｍ、円板の厚み（Ｔ）は１．７ｍｍ、カプラー１１
の全長（Ｄ）は１２齢、寸法（Ｅ）は１ａｕａ、最小径
（φＢ）は５ＩＩＩ１１１に設定した。なお、カプラー
材質はステンレスである。
第６図は第７図に示す如くカプラー１１と円板１２との
接続径がカプラー１１の最小断面に一致する音響変換器
の場合における接続径（φＡ）と周波数ｆ、自由インピ
ーダンスＺ ｒｎｏｏ及びＱとの関係を夫々示す。
接続径がカプラー１１の最小断面に一致する音響変換器
の場合における接続径（φＡ）と周波数ｆ、自由インピ
ーダンスＺ ｒｎｏｏ及びＱとの関係を夫々示す。
上記第４図と第６図とから第５図の如くカプラー１１の
最小断面よりやや天外な断面積となる如く直線的に又は
湾曲して広がった部分で円板１２を接続する方が自由イ
ンピーダンスＺ ｗｏｏ、周波数ｆ及びＱの変動も小さ
くなっている。このカプラー１１と円板１２との音響反
射は第４図の場合の方が少なくエネルギの損失なく曲が
９振動を実行するからであると考えられる。しかしなが
ら、いずれの場合においても接続径（φＡ）が６〜７ｍ
ｍのあたりにＱの最大点があり、効率はこの点で最大値
となる。この接続径（φＡ）が６〜７１Ｉｌｆｆ＋とい
うことは、第一次共振モードの場合円板１２の半径の０
．６８１の点が節となるが、すなわちこの節の径にφＡ
が一致したときが最良となることが判る。
最小断面よりやや天外な断面積となる如く直線的に又は
湾曲して広がった部分で円板１２を接続する方が自由イ
ンピーダンスＺ ｗｏｏ、周波数ｆ及びＱの変動も小さ
くなっている。このカプラー１１と円板１２との音響反
射は第４図の場合の方が少なくエネルギの損失なく曲が
９振動を実行するからであると考えられる。しかしなが
ら、いずれの場合においても接続径（φＡ）が６〜７ｍ
ｍのあたりにＱの最大点があり、効率はこの点で最大値
となる。この接続径（φＡ）が６〜７１Ｉｌｆｆ＋とい
うことは、第一次共振モードの場合円板１２の半径の０
．６８１の点が節となるが、すなわちこの節の径にφＡ
が一致したときが最良となることが判る。
以上説明したように、本発明の音響変換器は、カプラー
の小端面に一体に設けられた円板の第一次共振モードの
節の径をカプラーとの接続径にほぼ一致させるようにし
たので、効率が極めて良好となる。また、カプラーは縦
振動するのではなく曲がり振動を行うため円板の寸法、
径を所定の精度に押えればカプラーの材質や長さ寸法の
ばらつきをあまり考慮することなく比較的容易に希望の
周波数に適合させることができる利点もある。従って、
カプラーの量産性が良好となり、原価低減を図ることが
できる。
の小端面に一体に設けられた円板の第一次共振モードの
節の径をカプラーとの接続径にほぼ一致させるようにし
たので、効率が極めて良好となる。また、カプラーは縦
振動するのではなく曲がり振動を行うため円板の寸法、
径を所定の精度に押えればカプラーの材質や長さ寸法の
ばらつきをあまり考慮することなく比較的容易に希望の
周波数に適合させることができる利点もある。従って、
カプラーの量産性が良好となり、原価低減を図ることが
できる。
第１図は従来の音響変換器の一例を示す側面図、第２図
は本発明に係る音響変換器を用いて超音波霧化器を構成
した場合の実施例の側断面図、第３図は同正面図、第４
図は接続径と周波数ｆ、自由インピーダンスＺＩＩｌｏ
ｏ及びＱとの関係を示すグラフ、第５図は第４図のグラ
フの測定に用いた音響変換器を示す側面図、第６図は接
続径と周波数ｆ５自由インピーダンスＺ ｍｏｏ及びＱ
との関係を示すグラフ、第７図は第６図のグラフの測定
に用いた音響変換器の側面図である６ １０・・・音響変換器、１１・・・カプラー、１２・・
・円板、１３・・・圧電振動子、１４・・・支持溝、１
５・・・弾性支持板、１６・・・円筒状金属ケース、１
７・・・ゴムパツキン、２４・・・燃料バイブ。 特許出願人 東京電気化学工業株式会社 代理人 弁理士 村 井 隆
は本発明に係る音響変換器を用いて超音波霧化器を構成
した場合の実施例の側断面図、第３図は同正面図、第４
図は接続径と周波数ｆ、自由インピーダンスＺＩＩｌｏ
ｏ及びＱとの関係を示すグラフ、第５図は第４図のグラ
フの測定に用いた音響変換器を示す側面図、第６図は接
続径と周波数ｆ５自由インピーダンスＺ ｍｏｏ及びＱ
との関係を示すグラフ、第７図は第６図のグラフの測定
に用いた音響変換器の側面図である６ １０・・・音響変換器、１１・・・カプラー、１２・・
・円板、１３・・・圧電振動子、１４・・・支持溝、１
５・・・弾性支持板、１６・・・円筒状金属ケース、１
７・・・ゴムパツキン、２４・・・燃料バイブ。 特許出願人 東京電気化学工業株式会社 代理人 弁理士 村 井 隆
Claims (1)
- （１）長さ方向に断面積が変化し一方が大端面、他方が
小端面となった音響カプラーを用い、該カプラーの大端
面に圧電振動子を固着しかつ前記小端面に全体の振動系
の共振周波数を決定する曲り振動をする円板を一体に設
けた音響変換器において、前記円板の第一次共振モード
の節の径を前記カプラーとの接続径にほぼ一致させるこ
とを特徴とする音響変換器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2119782A JPS58146472A (ja) | 1982-02-15 | 1982-02-15 | 音響変換器 |
| US06/439,908 US4474326A (en) | 1981-11-24 | 1982-11-08 | Ultrasonic atomizing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2119782A JPS58146472A (ja) | 1982-02-15 | 1982-02-15 | 音響変換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58146472A true JPS58146472A (ja) | 1983-09-01 |
| JPH0317553B2 JPH0317553B2 (ja) | 1991-03-08 |
Family
ID=12048236
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2119782A Granted JPS58146472A (ja) | 1981-11-24 | 1982-02-15 | 音響変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58146472A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62273069A (ja) * | 1986-05-20 | 1987-11-27 | シ−メンス、アクチエンゲゼルシヤフト | 超音波振動子 |
| JP2009530074A (ja) * | 2006-03-15 | 2009-08-27 | エルブイエムエイチ レシェルシェ | 圧電素子を備えているスプレー装置、及び化粧品及び香水で前記スプレー装置を利用する方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5584179U (ja) * | 1979-12-10 | 1980-06-10 |
-
1982
- 1982-02-15 JP JP2119782A patent/JPS58146472A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5584179U (ja) * | 1979-12-10 | 1980-06-10 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62273069A (ja) * | 1986-05-20 | 1987-11-27 | シ−メンス、アクチエンゲゼルシヤフト | 超音波振動子 |
| JP2009530074A (ja) * | 2006-03-15 | 2009-08-27 | エルブイエムエイチ レシェルシェ | 圧電素子を備えているスプレー装置、及び化粧品及び香水で前記スプレー装置を利用する方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0317553B2 (ja) | 1991-03-08 |
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