JPS5830377A - 超音波振動体の支持装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、液体を霧化するための超音波霧化器に使用さ
れる超音波振動体の支持装置に係り、とくに大端面とそ
の軸上に小端面を持つホーンカプラーを用い、その大端
面に圧電振動子を接着し、小端面にホーンカプラーと同
材質の共振板を設げた超音波振動体の支持装置に関する
。

従来、ホーンを用いたこの種の超音波振動体としては、
第１図の如きランシュ板型のものが知られている。この
図において、λ／４（λ：波長）の金Ｆｉｔｌとホーン
２との間に圧電振動子３，４が挾まれており、それらは
締付ボルト５で一体化される構成である。第２図にこの
場合の振動姿態を示し、この第２図から判るように、ノ
ーダルポイントにて支持部材６を介してホーン２を支え
、ノールポイント付近より細穴７を通し作用点８に液体
を供給するようになっている。そして、作用点８は、振
動子３，４のピストン運動が振動子面積と作用点面積と
の比によっ【増幅されたピストン運動を行い、細穴７か
ら供給された液体を霧化する。

しかし、上記の第１図の構成であると、超音波振動体自
体が発生する振動により細穴７内の液体にキャビティ現
象が生じ、液の連続性がそこなわれ、その結果、振動子
の振動周波数に変動が生じ、ひどい場合には振動が停止
してしまう欠点がある。

また、ホーン長は７１”／２である為、外形寸法を小さ
くできない問題点もあった。

それらの欠点を改良するものとして、圧電振動子に曲り
振動をさせ、その振動エネルギーなポーン先端部に伝達
し、その先端部に円板又は方形板をホーンと一体に構成
し、それに曲り振動をさせ、かつ該円板又は方形板の共
振周波数に振動体系を一致させるものがシーメンス社等
によって開示されている。しかし、この場合には前述の
ランシュ板型とは異り、ホーン（カプラー）はノーダル
ポイントを持たず、支持構造によって振動負荷及びイン
ピーダンスが大きく変わりてしまり。また、支持方法に
よっては、振動体と支持体との間で振動による音を発生
してしまう欠点を持っている。

本発明は、上記の点に鑑み、大端面とその軸上に小端面
を持つホーンカプラーを用い、その大端面に圧電振動子
を固着し、小端面にホーンカプラーと同材質の共振板を
設けた超音波振動体を、能率を下げないで効果的に支持
可能な超音波振動体の支持装置を提供しようとするもの
である。

本発明は超音波振動体をその質量重心近傍で支持し、し
かも支持構造に弾性を持たせて超音波振動体の振動動作
を損わないようにした点が特徴である。

以下、本発明に係る超音波振動体の支持装置の実施例を
図面に従って説明する。

第３図は本発明の第１実施例を示す。この図において、
超音波振動体１０は、大端面とその軸上に小端面を持つ
ホーンカプラー１１を用い、大端面に圧電振動子１２を
接着し、小端面にカプラー１１と同材質で円板又は方形
板の共振板１３を一体に形成したものである。ここで、
超音波振動体１０の質量重心なＧとしたとき、カプラー
１１の中心軸に垂直でＧを通る平面がカプラー外周面と
交わる位置近傍に支持溝２０が形成されており、この支
持溝２０に先端が係合する金属固定板２１が円筒状金属
ケース２２に固定される。また、金属固定板２１が支持
溝２０から外れないように弾性をもつ止め輪２３が支持
溝２０に嵌込まれている。すなわち、この場合、弾１イ
Ｌを具備した支持構造体は金属固定板２１と止め輪２３
とで構成されることになり、金属固定板２１の方は弾性
を有していなくともよい。もしも固定板２１とホーンカ
プラー１１とで振動音が発生する場合は、固定板２１と
カプラー１１との間にリング状のグラファイト等の４電
性を持った振動緩衝材を入れればよい。なお、液導入管
２４によって共振板１３０作用点に霧化すべき液体が供
給される。

第４図は第３図の超音波振動体１０を駆動するための駆
動回路の一例を示す。この駆動回路は、トランジスタＱ
、チ田−クコイルＣＨ，帰還用コイルＦＬ、コンデンサ
Ｃｔ、Ｃｔ及びベースバイアス用抵抗器几から成り、圧
電振動子１２は帰還用コイルＦＬの一次巻線Ｎ１　に直
列に挿入され、帰還用コイルの二次巻線Ｎ、とコンデン
サＣ１とで直列共振回路が構成されている。そして、こ
の駆動回路は帰還発振回路として動作し、超音波振動体
１０の共振周波数（前記直列共振回路の共振周波数）に
て発振する。なお、コンデンサＣ２は直流カット用であ
る。

上記構成において、圧電振動子１２に曲り振動をさせれ
ば、その振動エネルギは増幅されてカプラー１１の先端
に伝達され、共振板１３は増幅された曲り振動を行って
液体を霧化する。この場合、その共振板１３０周波数が
系全体の共振周波数となる如く動作する。

上記第１実施例によれば次のような効果を上げることが
できる。

（１）超音波振動体１０のほぼ質量重心を弾性的に支え
る構造であり、振動体の能率を低下させることがなく、
インピーダンス変動も少ない。

（２）圧電振動子１２の一方の電極は、金属のカプラー
１１及び金属固定板２１を介して外部に導出することが
できる。すなわち、金属固定板２１は外部接続用の電極
端子としても機能する。

（３）円筒状金属ケース２２に取付用フランジ３０を形
成するようにしておけば、ケース内に振動体を収納し支
持した霧化ユニットとなり、実装に便利である。

第５図及び第６図は本発明の第２実施例を示す。

これらの図において、超音波振動体１ｏには、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
周面と交わる位置より支持棒４０が放射状に突出して設
けられ、この支持棒４０は円筒状金属ケース２２に固定
された金属固定リング４１の爪４２にて係止保持される
。ここで爪４２は弾性を有しており、超音波振動体１０
を矢印Ｘの如く回転させることによって支持棒４０が嵌
り込むようになっている。すなわち、この場合、弾性を
具備した支持構造体は金属固定リング４１、爪４２及び
支持棒４０とで構成されることになるが、爪４２が弾性
を有していれば金属固定リング４１及び支持棒４０に弾
性がなくともよい。なお、その他の構成は前述の第１実
施例と同様である。

上記第２実施例の場合にも超音波振動体を能率を損わず
に支持でき、しかも金属固定リング４１が電極端子とし
ての役目を果す。また、ユニット構造となっており、実
装に有利である。

第７図は本発明の第３実施例を示す。この図において、
超音波振動体１０には、カプラー１１の中心軸に垂直で
質量重心Ｇを通る平面がカプラー外周面と交わる位置に
支持溝５０が形成され、該支持溝５０に先端が係合する
導電ゴム製支持体５１が円筒状金属ケース２２に固定さ
れる。なお、その他の構成は前述の第１実施例と同じで
ある。

上記第３実施例によっても、導電ゴム製支持体５１が超
音波振動体１０を弾性的に支持し、しかも電極端子とし
て働くから、前述の第１実施例と実質的に同じ効果を上
げることができる。

紙上のように、本発明の超音波振動体の支持装置は、超
音波振動体を能率を下げないで効果的に支持でき、安定
した液体の霧化な行わせることがで住るから、霧化器等
に使用すれば効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のランシュ板壓の超音波振動体を示す側面
図、第２図はその場合の振動姿態を示す説明図、第３図
は本発明に係る超音波振動体の支持装置の第１実施例を
示す側断面図、第４図は超音波振動体を駆動する駆動回
路の一例を示す回路図、第５図は本発明の第２実施例を
示す側断面図、第６図は同正面図、第７図は本発明の第
３実施例を示す側断面図である。 １０・・・超音波振動体、１１・・・カプラー、１２・
・・圧電振動子、１３・・・共振板、２０．５０・・・
支持溝、２１・・・金属固定板、２２・・・円筒状金属
ケース、２３・・・止め輪、２４・・・液導入管、４０
・・・支持棒、４１・・・金属固定リング、４２・・・
爪、５１・・・導電ゴム製支持体。 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 手続補正書（自発） 昭和５６年９月２１日 特許庁長官　　島田春樹　　殿 １、事件の表示 昭和５６年　特「午　　溜筒１２７８４７刊２、発明の
名称　　　　超音波振動体の支持装置３、補１１ミをす
る者 事件との関係　　　特許出願人 住　所　　東京都中央区日杢橋−丁目１３番１号名　称
　　（３０６）東京電気化学工業株式会社代表者　素野
福次部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）大端面とその軸」二に小端面を持っカプラーを用
   い、前記大端面に振動子を固着しかつ前記小端面に共振
   板を設げて超音波振動体を構成し、前記共振板の周波数
   が前記超音波振動体系全体の共振周波数となる如くする
   とともに、前記超音波振動体のほぼＩＸ量重心を弾性を
   具備した支持構造体で支持したことを特徴とする超音波
   振動体の支持装置。
2. （２）前記支持構造体が前記振動子の一方の電極端子と
   なっている特許請求の範囲第１項記載の超音波振動体の
   支持装置。