JPS6034914B2 - 超音波振動子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は例えば吸入器に用いる超音波振動子に関するも
のである。

従来のホーンーと支持臭３′との支持構造は第２図に示
すような構造としていた。

即ち、ホーンーは先端のホーン小径部ｌａと基部のホー
ン大蚤部ｌｂとの円柱状に形成されていて、ホーン大怪
部ｌｂの端面である段部１５に支持具３′の折曲した折
曲板１６の内側面を当接し、この段部１５と折曲板１６
とを溶接していた。また第３図は他の従来例を示すもの
であって、ホーン大怪部ｌｂの外周面の端部に近に部位
に支持穴１８を形成し、この支持穴１８に支持具３′の
外周面より支持ねじ１７を挿入してホーンーと支持具３
′とを固定していた。ところがかかる場合に、１００〜
３００ＫＨＺの高い周波数になると共振波長が短くなり
、この波長に一致させるためのホーンーの長さは１７〜
６肋になる。

また当然の結果としてホーンーの質量も４・さくなり、
ホーンーの支持の方法が悪いと著しく効率を悪くするこ
とになる。すなわち、理想的には支持具３′の支持物体
とホーン１との接触はホーン１の振動の節の位置で点又
は線であれば効率は良くなる。この原理に対して第２図
及び第３図に示したホーンーと支持臭３′との固定方法
は面で接触することになり効率が悪くなる。また高い周
波数で動作させるホーン１は上述のように小型のものに
なり、必然的に寸法精度も高いものが要求されることに
なる。家庭用の電気製品にするためにはこのようなホー
ンーを工業的に安価に大量に生産できる事が要求される
。更に第３図に示したようなホーン１と支持具３′との
固定方法においても、ホーンーの小型化を行なう場合に
支持穴１８の加工がコスト的にも精度的にもネックとな
るという問題があった。本発明は上述の点に鑑みて提供
したものであって、ホーンの振動節点を正確に支持でき
て、またその加工も容易な円周満を設けることによりホ
ーンの共振を阻害することなく効率のよい超音波振動子
を提供するこを目的とするものである。

以下本発明の実施例を図面により詳述する。第４図及び
第５図において１は従釆例と同様なホ−ン小蚤部ｌａと
ホーン大怪部ｌｂとからなる金属製のホーンである。３
はホーンーを支持固定する支持具で、この支持具３は円
筒状であってその端緑内周面には円周方向にフランジ１
９が形成されている。

更にフランジー９にはその中心方向に向う３個の三角形
状の支持板２０が突出形成されていて、支持板２０は先
端部に向う程薄く尖ってエッジ部４を形成している。２
はホーン大怪部ｌｂの段部１５側の外周面全周に亘つて
削設した周面開□の円周溝で、この円周溝２はＶ字形状
に形成され、また後述するように円周溝２の位置はホ−
ンーが振動するその振動節点に設けている。

そしてこの円周溝２に支持具３の支持板２０のエッジ部
４が点接触して鞍着され、ホ−ン１が支持具３に固定さ
れる。円周溝２とエッジ部４との接触は上記の点接触だ
けでなく線接触としてもよい。上述のようにして構成さ
れる超音波振動子を用いた吸入器の例を第１図に示す。
図中５は上面開□した円筒上のタンクで、このタンク５
の下部にはヒータ６が埋設してあり、ヒータ６に接続さ
れている正負のヒータ６の電極としてのコネクタ７がタ
ンク５の下面より突設されている。９は正負のコネクタ
７を絶縁分離する絶縁物である。

コネクタ７にはヒータ電源８が接続され、タンク５内に
貯溜した吸入水１０をヒータ６て温める。１１はタンク
５の上部に螺着されたキャップである。

このキャップ１１を貴挿してタンク５内の吸入水１０を
吸上げる管状の吸水体１２がキャップ１１に取着してあ
る。Ａは超音波振動子本体で、この超音波振動子本体Ａ
は高周波を発生せしめる振動素子１３と、振動素子１３
の高周波にて振動する金属製のホーンーと、ホーンーや
振動素子１３を支持固定する支持具３とから構成されて
いる。１４は超音波振動子本体Ａの励振用の高周波電源
である。

前記吸水体１２の先端をホ−ンーの先端に当接して図示
のように配置してある。かくてタンク５内でヒータ６に
より加熱された吸入水１０を吸水体１２の毛細管現象に
て吸上げ、この吸水体１２の先端よりホーン１の振動に
より吸入水１０が霧粒化してこの霧を口腔内に吸込むも
のである。ところで第７図はステップ形振勤子の振動形
態について示している。

ホーンーのフリー状態での振動モードは第７図ａに示す
ようになり、ホーンーの縦方向の変位は第７図ｂに示す
ようにホ−ンーの先端の方が根元より大きくなり振幅拡
大をしている。ほぼ中央部に節（図中イ点）が存在して
ホ−ン１が振動しないところがある。この節の位置はホ
ーン小律部ｌａ、ホーン大蚤部ｌｂの長さ、径、材質等
により変化するものである。第６図は支持臭３の支持板
２０の他の実施例を示し、支持板２０を断面略Ｓ字形に
曲成し、ホ−ンーの軸方向及び軸方向と直交する方向に
弾性を有する支持板２０でホーンーを支持しており、振
動の効率をより向上させたものである。実施例のような
ステップ形ホーンは軸方向の縦振動を主体とするもので
あるが、軸方向と直交する方向にも僅かな伸縮変形を起
こす。上述した１００〜３００ＫＨＺの高い周波数で作
動させる小型ホーンでではホ−ンーと支持具３の支持板
２０とにおける支持部での拘束を極力小さくすることが
望ましく、軸方向だけでなく鞠方向と直交する方向の振
動拘束も軽減させる方がよく、本実施例のように弾刀性
を有する薄い支持板を用い、軸方向と直交する方向にも
弾力・性を考慮した支持構造はこの点望ましいものであ
る。従って、振動の節とホーン１の支持部との位置が、
ホ−ンーの寸法、材質等のばらつきで多少ずれたとして
も弾力性を有する支持板で支持することにより振動の減
衰を生じさせないものである。上述のように本発明は、
超音波にて振動させる略円柱状のホーンの振動の節に対
応する外周面の部位に周面閉口の円周溝を削設し、ホー
ンを支持固定する支持臭の支持板のエッジ部を前記円周
溝に鉄着支持するようにしたので、支持板のエッジ部と
ホーンとの接触がホーンの振動の節において点又は線に
することができて振動の効率が良くなり小さなパワーで
大きな変位を得ることができ、またホーンの支持構造を
円周溝としているので、ホーンを加工するときホーンの
全体を加工するときと同じ施盤で容易に加工でき、更に
小型のホーンを安価に大量に製造するためには自動施盤
による施削加工が望ましく、略円柱状でその外周面に円
周溝を設ける構造においては施盤加工のみで精度よく簡
単に製造することができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は超音波振動子を用いた吸入器の例を示す構成図
、第２図は従来例のホーンと支持臭との支持構造を示す
縦断面図、第３図ａ，ｂは他の従来例の縦断面図、横断
面図、第４図は本発明の美施例のホーンと支持具との支
持構造を示す縦断面図、第５図は同上の横断面図、第６
図は同上の他の実施例の要部断面図、第７図ａ，ｂは同
上のホーンの振動状態を示す説明図で、１はホーン、２
は円周溝、３は支持臭、４はエッジ部、２川ま支持板で
ある。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 超音波にて振動させる略円柱状のホーンの振動の節
   に対応する外周面の部位に周面開口の円周溝を削設し、
   ホーンを支持固定する支持具の支持板のエツジ部を前記
   円周溝に嵌着支持して成る超音波振動子。 ２ 前記支持板がホーンの軸方向及び軸方向と直交する
   方向に弾性を有することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の超音波振動子。