JPS6012618Y2 - 超音波機器の発振装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は超音波振動子の入力電流を調節して霧化量を可
変する超音波機器の発振装置に関するもので、その目的
は発振回路内の発振用トランジスタのバイアス電流を調
節することにより超音波振動子の入力電流を調節する方
式とした場合でも、安定した発振作用が得られると共に
、発振用トランジスタの電流増巾率のばらつきに左右さ
れない霧化量が得られる超音波機器の発振装置を提供す
る。

にある。以下、本考案の一実施例について第１図乃至第
４図を参照して説明する。

１はダイオード２による全波整流回路によって構成した
直流電源で、その交流入力端子間には差込みプラグ３及
びヒユーズ４を介して単相交流電源が与えられるように
なし、且つその正及び負極に対応する部分に夫々第一の
直流出力端子５及び第二の直流出力端子６を接続し、こ
れら両直流出力端子５．６間に高周波を通すバイパスコ
ンデンサ７を接続する。

そして第一の直流出力端子５には一方の直流電源線８を
接続し、第二の直流出力端子６には高周波を遮断して直
流電流を通すチョークコイル９を介して他方の直流電源
線１０を接続する。

１１はコレクタコモン形の圧発振回路で、その帰還電流
増巾要素としてパワトランジスタを用いた発振用トラン
ジスタ１２のコレクタを直接、一方の直流電源線８即ち
第一の直流出力端子５に接続することにより、直流電源
１と発振用トランジスタ１２のコレクタが共通接続とな
る所謂コレクタコモン構成となし、その発振用トランジ
スタ１２のエミッタを抵抗１３と高周波電流を通すコン
デンサ１４との並列回路を介して他方の直流電源線１０
に接続する。

前記直流電源線８，１０間には第一の発振用コンデンサ
１５を接続すると共に、高周波出カドランス１６の一次
巻線１７ａと第二の発振用コンデンサ１８との直列回路
を接続し、高周波出カドランス１６の二次巻線１７ｂの
両端間に霧化用の超音波振動子１９を接続する。

前記−次巻線１７ａと第二の発振用コンデンサ１８との
共通接続点を帰還量制限コンデンサ２０を介して発振用
トランジスタ１２のベースに接続する。

２１及び２２は夫々発振用トランジスタ１２のバイアス
回路を構成するための低抗形のポテンショメータ及びバ
イアス用抵抗である。

これらの内のポテンショメータ２１の一端は発振用トラ
ンジスタ１２のベースに接続し、他端は前記抵抗１３を
介してエミッタに接続する。

また、バイアス用抵抗２２の一端を発振用トランジスタ
１２のコレクタに接続し、他端を前記ポテンショメータ
２１の摺動子２１ａに接続する。

尚、超音波振動子１９は加湿器の水槽底部に配設され、
その振動によって水を霧化するようになっている。

次に上記構成の作用につき説明する。

即ち、第１図の回路はこれから直流電源１、バイパスコ
ンデンサ７、抵抗１３、コンデンサ１４ 、帰還量制限
コンデンサ２０、ポテンショメータ２１及びバイアス用
抵抗２２を除去すると第２図に示すような等価回路にな
る。

ここで、高周波出カドランス１６は一次側自己インダク
タンス２３、二次側自己インダクタンス２４及び−次と
二次との間の相互インダクタンス２５に置換され、また
超音波振動子１９は内部抵抗２６、自己インダクタンス
２７、自己リアクタンス２８及び電極間容量２９に置換
される。

ここでチョークコイル９は発振用トランジスタ１２の負
荷としてのみ作用しているので省略し、また高周波出カ
ドランス１６の相互インダクタンス２５は超音波振動子
１９の駆動時には周波数に対してインピーダンスが極め
て大きいので省略し、且つ、超音波振動子１９は発振に
直接関係する自己インダクタンス２７のみに注目して第
２図を更に省略すると、第３図のような等価回路が得ら
れ、ここで、３０は一次側自己インダクタンス２３及び
二次側自己インダクタンス２４を等価的に表わした等価
インダクタンスである。

この第３図の等価回路から明らかなように、第１図の圧
発振回路１１はコレクタコモン型のコルピッツ発振器に
相当し、直流電源線８及び１０間に電源が与えられると
、発振用トランジスタ１２は発振を開始し、このとき発
振用トランジスタ１２のベースには帰還量制限コンデン
サ２０を介して高周波出カドランス１６の発振に寄与す
るコイル戒分を介して正帰還がかけられる。

そして発振周波数は高周波出カドランス１６の等価イン
ダクタンス３０、超音波振動子１９の自己インダクタン
ス２７並びに第−及び第二の発振用コンデンサ１５．１
８によって決定される。

尚、この場合、超音波振動子１９は所謂Ｑ（ωＬ／Ｒ）
が比較的低くそれ自身では発振が起ににくいが、超音波
振動子１９を発振部を結合している高周波出カドランス
１６の一次巻線１７ａ及び二次巻線１７ｂの巻数を調整
して超音波振動子１９の自己インダクタンス２７を高め
てＱを高くすれば発振を容易に行ない得るようになる。

以上のようにして超音波振動子１９が駆動されると、水
槽内の水が霧化され、これが室内に放出されることによ
り加湿が行なわれるものであるが、超音波振動子１９の
入力電流の波形は第４図のようになる。

第４図中点線で示した包絡線３１は直流電源線８及び１
０間の直流電源電圧のリップル波形に起因したものであ
り、バイパスコンデンサ７の容量をあまり大きくできな
いので普通第４図のように零点を有する波形となる。

さて、霧化量を調節するために、ポテンショメータ２１
の摺動子２１ａをベースから離れる方向（図示下方）に
移動させると、ベース及びコレクタ間抵抗が増大してベ
ース電位が相対的に低下するため、ベース電流（バイア
ス電流）が減少し、従って超音波振動子１９の入力電流
が減少し、霧化量が減少される。

これに対して摺動子２１ａをベース方向（図示上方）に
移動させると上記とは逆にバイアス電流が増加して霧化
量が増大される。

また、積極的な霧化量の調節を行なわない場合において
、もし、発振用トランジスタ１２の電流増巾率のばらつ
きにより、予定の霧化量に達しない場合は、上述のよう
なポテンショメータ２１の摺動子２１ａの調節によって
必要な霧化量を確保できる。

勿論この逆も可能である。ところで、発振用トランジス
タのバイアス電流を調節することによって超音波振動子
の入力電流を調節する方法として従来、第５図に示すよ
うな回路が考えられていた。

この第５図には第１図と同一部分に同一符号を示した。

第５図に示す方式のものは、発振用トランジスタ１２の
ベース及びコレクタ間に固定抵抗器３２を接続し、ベー
スとエミッタ間に可変抵抗３３を接続する方式である。

この方式によれば、霧化量を減少させるべく、発振用ト
ランジスタ１２のバイアス電流を小さくする方向に可変
抵抗３３を調節してこれの端子間抵抗値を小さくすると
、本来、ベースに流入すべき発振用の帰還電流は抵抗値
が小さくなった可変抵抗３３にも分流してしまい、バイ
アス電流の減少と共に帰還量も減少すると云う欠点があ
り、このように帰還量が減少すると、第６図のように、
直流電源電圧のすツプルの極小値付近で超音波振動子１
９が無人力となる区間Ａを生じ、発振動作が不安定にな
ると云う欠点がある。

これに対して本考案による前述の構成によれば、発振用
トランジスタ１２のベース及びエミッタ間にポテンショ
メータ２１の両端を接続し、その摺動子２１ａとコレク
タとの間にバイアス用抵抗２２を接続する構成であるか
ら、摺動子２１ａをどのように調節してもポテンショメ
ータ２１の両端間抵抗値は一定であり、換言すれば、ベ
ースからポテンショメータ２１に分流する帰還電流に対
する抵抗値が一定であるから、帰還量が種々変化するこ
とはなく安定した発振作用が得られるのである。

本考案は以上述べたように、発振用トランジスタのバイ
アス電流を調節して霧化量を調節する方式のものにおい
て、安定した発振作用が得られると共に、該トランジス
タの電流増巾率のばらつきに左右されない霧化量が得ら
れる超音波機器の発振装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す結線図、第２図及び第
３図は第１図の夫々異なる条件をもって示した等価回路
図、第４図は振動子入力電流の波形図、第５図は従来方
式を示す結線図、第６図は従来方式における振動子入力
電流の波形図である。 図中、１は直流電源、７はバイパスコンデンサ、９はチ
ョークコイル、１１は圧発振回路、１２は発振用トラン
ジスタ、１５は第一の発振用コンデンサ、１６は高周波
出カドランス、１７ａは一次巻線、１７ｂは二次巻線、
１８は第二の発振用コンデンサ、１９は超音波振動子、
２ｏは帰還量制限コンデンサ、２１はポテンショメータ
、２１ａは摺動子、２２はバイアス用抵抗である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 霧化用の超音波振動子と、発振用トランジスタを帰還電
   流の増巾要素として前記超音波振動子を駆動する圧発振
   回路とを備えたものにおいて、前記発振用トランジスタ
   のベース及びエミッタ間にバイアス用のポテンショメー
   タの両端を接続し、このポテンショメータの摺動子とコ
   レクタとの間にバイアス用抵抗を接続したことを特徴と
   する超音波機器の発振装置。