JPS6323834B2 - - Google Patents

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け
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図の如きランジユ板型のものが知ら
れている。この図において、λ／４（λ：波長）
の金属１とホーン２との間に圧電振動子３，４が
挟まれており、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
ーダ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つている。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つて増幅されたピスト
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
にキヤビテイ現象が生じ、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nλ／２である為、外形
寸法を小さくできない問題点もあつた。

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をホー
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つて開
示されている。しかし、この場合には前述のラン
ジユ板型とは異り、ホーン（カプラー）はノーダ
ルポイントを持たず、支持構造によつて振動負荷
及びインピーダンスが大きく変わつてしまう。ま
た、支持方法によつては、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つてい
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
実施例を図面に従つて説明する。

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の質量重心を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、弾性を具備した支持構
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ア
イト等の導電性を持つた振動緩衝材を入れればよ
い。なお、液導入管２４によつて共振板１３の作
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、チヨークコイルCH、帰還用コ
イルFL、コンデンサC₁，C₂及びベースバイアス
用抵抗器Ｒ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N₂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は直流カツ
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
れた曲り振動を行つて液体を霧化する。この場
合、その共振板１３の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２
１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ツトとなり、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１０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４
０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つて支持棒４０
が嵌り込むようになつている。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、ユニツト
構造となつており、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５
１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実施例によつても、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。

叙上のように、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を行わせることが
できるから、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図は従来のランジユ板型の超音波振動体を
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、１
２……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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 大端面とその軸上に小端面を持つカプラーを
   用い、前記大端面に振動子を固着しかつ前記小端
   面に共振板を設け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
   体のほぼ質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 前記支持構造体が前記振動子の一方の電極端
   子となつ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。