JPH0317553B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0317553B2 JPH0317553B2 JP57021197A JP2119782A JPH0317553B2 JP H0317553 B2 JPH0317553 B2 JP H0317553B2 JP 57021197 A JP57021197 A JP 57021197A JP 2119782 A JP2119782 A JP 2119782A JP H0317553 B2 JPH0317553 B2 JP H0317553B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coupler
- disk
- acoustic transducer
- face
- diameter
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Special Spraying Apparatus (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
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。
用するの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)液体のキヤビテイ現
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ジユ板方式のものが殆どで
あつた。また、後者の手段を用いるものとして
は、１〜２ｍHz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
きな電力を入れキヤビテイ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。
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)液体のキヤビテイ現
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ジユ板方式のものが殆どで
あつた。また、後者の手段を用いるものとして
は、１〜２ｍHz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
きな電力を入れキヤビテイ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ジユ板方式の縦共振とは
異つている。
響カプラーの動作がランジユ板方式の縦共振とは
異つている。
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ｌ、中心変
位をξ1、周縁部の変位をξ2としたとき寸法拡大比
ξ2／ξ1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。
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ｌ、中心変
位をξ1、周縁部の変位をξ2としたとき寸法拡大比
ξ2／ξ1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図の如き従来の構成であると、ホ
ーン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ツプの要因となつていた。
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Znppも小さくなり、うまくエネル
ギを伝達できない。
ーン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ツプの要因となつていた。
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Znppも小さくなり、うまくエネル
ギを伝達できない。
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、他方が小端面となつた音
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。
が変化し一方が大端面、他方が小端面となつた音
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
に従つて説明する。
に従つて説明する。
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。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錐
切頭形カプラー１１と該カプラー１１の小端面に
一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とからなつており、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１
０の周囲を囲む如く送風ガイド１８が設けられ、
さらに金属ケース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１
９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２
３を介し他方のピン２１Ｂに接続されている。前
記燃料供給口２０には燃料パイプ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。
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。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錐
切頭形カプラー１１と該カプラー１１の小端面に
一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とからなつており、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１
０の周囲を囲む如く送風ガイド１８が設けられ、
さらに金属ケース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１
９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２
３を介し他方のピン２１Ｂに接続されている。前
記燃料供給口２０には燃料パイプ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の曲り振動によつて増幅
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１２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
の振動で燃料パイプ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。
曲り振動はカプラー１１の曲り振動によつて増幅
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１２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
の振動で燃料パイプ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Znpp及びＱが大きく変動してしまうこと
である。
ラー１１との接続径により周波数ｆ、自由インピ
ーダンスZnpp及びＱが大き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ｆ、自由インピーダンスZnpp及
びＱとの関係を夫々示すものである。但し円板径
（φC）は10mm、円板の厚み（Ｔ）は1.7mm、カプ
ラー１１の全長(D)は12mm、寸法(E)は１mm、最小径
（φB）は５mmに設定した。なお、カプラー材質は
ステンレスである。
続径φAと周波数ｆ、自由インピーダンスZnpp及
びＱとの関係を夫々示すものである。但し円板径
（φC）は10mm、円板の厚み（Ｔ）は1.7mm、カプ
ラー１１の全長(D)は12mm、寸法(E)は１mm、最小径
（φB）は５mm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Znpp及びＱとの関
係を夫々示す。
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Znpp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大きな断面積となる如
く直線的に又は湾曲して広がつた部分で円板１２
を接続する方が自由インピーダンスZnpp、周波数
ｆ及びＱの変動も小さくなつている。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り振動を実行
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６〜７mm
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６〜７mm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。
ー１１の最小断面よりやや大きな断面積となる如
く直線的に又は湾曲して広がつた部分で円板１２
を接続する方が自由インピーダンスZnpp、周波数
ｆ及びＱの変動も小さくなつている。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り振動を実行
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６〜７mm
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６〜７mm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
つて、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。また、カプラー中心軸に垂
直で質量重心を通る平面がカプラー外周面と交わ
る位置近傍に支持溝を形成し、該支持溝を利用し
て弾性的に支持することによつて支持に伴う損失
を最小限にすることができる。
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
つて、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。また、カプラー中心軸に垂
直で質量重心を通る平面がカプラー外周面と交わ
る位置近傍に支持溝を形成し、該支持溝を利用し
て弾性的に支持することによつて支持に伴う損失
を最小限にすることができる。
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Znpp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
ｆ、自由インピーダンスZnpp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。 １０……音響変換器、１１……カプラー、１２
……円板、１３……圧電振動子、１４……支持
溝、１５……弾性支持板、１６……円筒状金属ケ
ース、１７……ゴムパツキン、２４……燃料パイ
プ。
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Znpp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
ｆ、自由インピーダンスZnpp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。 １０……音響変換器、１１……カプラー、１２
……円板、１３……圧電振動子、１４……支持
溝、１５……弾性支持板、１６……円筒状金属ケ
ース、１７……ゴムパツキン、２４……燃料パイ
プ。
Claims (1)
- １ 長さ方向に断面積が変化し一方が大端面、他
方が小端面となつ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とともに、
カプラー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支持溝を形成
し、該支持溝にて弾性的に支持されたことを特徴
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 JPS58146472A (ja) | 1983-09-01 |
| JPH0317553B2 true 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) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3616713A1 (de) * | 1986-05-20 | 1987-11-26 | Siemens Ag | Ultraschall-mhz-schwinger, insbesondere zur fluessigkeitszerstaeubung |
| FR2898468B1 (fr) * | 2006-03-15 | 2008-06-06 | Lvmh Rech | Dispositif de pulverisation a element piezoelectrique, et son utilisation en cosmetologie et en parfumerie. |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5830625Y2 (ja) * | 1979-12-10 | 1983-07-06 | シ−メンス、アクチエンゲゼルシヤフト | 圧電形振動装置 |
-
1982
- 1982-02-15 JP JP2119782A patent/JPS58146472A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58146472A (ja) | 1983-09-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3400892A (en) | Resonant vibratory apparatus | |
| JP2543493B2 (ja) | 圧電励起式共振器 | |
| US4190784A (en) | Piezoelectric electroacoustic transducers of the bi-laminar flexural vibrating type | |
| JPS62273069A (ja) | 超音波振動子 | |
| JPS58146472A (ja) | 音響変換器 | |
| JP2718567B2 (ja) | 超音波霧化装置 | |
| JPH0344311Y2 (ja) | ||
| JP2599844B2 (ja) | 超音波発生素子 | |
| CN212365486U (zh) | 空气声换能器组件 | |
| JPS6340148B2 (ja) | ||
| CN110934341B (zh) | 一种超声波雾化片及雾化器 | |
| JPS6338951Y2 (ja) | ||
| JPS6341091Y2 (ja) | ||
| JP2672397B2 (ja) | 超音波霧化装置 | |
| JP6832564B2 (ja) | 集束音場形成装置 | |
| JPH0352130Y2 (ja) | ||
| JPS6246226B2 (ja) | ||
| JPS6034914B2 (ja) | 超音波振動子 | |
| JPS6338950Y2 (ja) | ||
| JPS62793Y2 (ja) | ||
| JPH08281165A (ja) | 超音波霧化装置 | |
| JPS646936Y2 (ja) | ||
| SU835516A1 (ru) | Вибрационный распылитель жидкости | |
| SU929242A1 (ru) | Вибрационный распылитель жидкости | |
| KR830002177B1 (ko) | 초음파 연료 분무기 |