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技術 ランジュバン型振動子

出願人 株式会社タムラ製作所
発明者 大内努町田昭男
出願日 2001年10月3日 (19年2ヶ月経過) 出願番号 2001-307079
公開日 2003年4月15日 (17年8ヶ月経過) 公開番号 2003-112120
状態 拒絶査定
技術分野 機械的振動の発生装置
主要キーワード バックマス フロントマス ランジュバン型振動子 防水加工 指数関数 ホーン 半波長 交流信号
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2003年4月15日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

課題

小型化を可能にするランジュバン型振動子を提供する。

解決手段

電気信号機械振動に変換する変換部2と、一端面が変換部2の一端面に取り付けられたバックマス1と、基部31が変換部2の他端面に取り付けられたホーン3とを備え、変換部2を挟んでホーン3をバックマス1にボルト締めをすると共に、半波長モードで振動する構造を有する。

概要

背景

従来のランジュバン型振動子を図5に示す。このランジュバン型振動子は、バックマス110、変換部120、フロントマス130およびホーン140を備えている。バックマス110およびホーン140は、ボルト151、152によってフロントマス130にボルト締めをされている。

バックマス110、フロントマス130およびホーン140はアルミニウムで作られ、円筒形に加工されている。変換部120は、圧電素子121、122と電極123、124とで構成されている。電極123と電極124との間に交流電気信号が加えられると、この交流信号を圧電素子121、122が機械振動に変換する。変換部120からの機械振動は、フロントマス130を経て、ホーン140の先端面141から音波として放射される。

概要

小型化を可能にするランジュバン型振動子を提供する。

電気信号を機械振動に変換する変換部2と、一端面が変換部2の一端面に取り付けられたバックマス1と、基部31が変換部2の他端面に取り付けられたホーン3とを備え、変換部2を挟んでホーン3をバックマス1にボルト締めをすると共に、半波長モードで振動する構造を有する。

目的

この発明は、前記の課題を解決し、小型化を可能にするランジュバン型振動子を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
2件

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請求項1

電気信号機械振動に変換する変換部(2)と、一端面が前記変換部(2)の一端面に取り付けられたバックマス(1)と、基部が前記変換部(2)の他端面に取り付けられたホーン(3)とを備え、前記変換部(2)を挟んで前記ホーン(3)を前記バックマス(1)にボルト締めをすると共に、半波長モードで振動する構造を有することを特徴とするランジュバン型振動子

請求項2

前記バックマス(1)から前記変換部(2)までの形状が円筒形であり、前記ホーン(3)の基部から先端面(32A)までの側面が湾曲していることを特徴とする請求項1に記載のランジュバン型振動子。

請求項3

前記ホーン(3)の基部が機械振動の節となっていることを特徴とする請求項1または2に記載のランジュバン型振動子。

技術分野

0001

この発明は、音波による洗浄用等として用いられるランジュバン型振動子に関する。

背景技術

0002

従来のランジュバン型振動子を図5に示す。このランジュバン型振動子は、バックマス110、変換部120、フロントマス130およびホーン140を備えている。バックマス110およびホーン140は、ボルト151、152によってフロントマス130にボルト締めをされている。

0003

バックマス110、フロントマス130およびホーン140はアルミニウムで作られ、円筒形に加工されている。変換部120は、圧電素子121、122と電極123、124とで構成されている。電極123と電極124との間に交流電気信号が加えられると、この交流信号を圧電素子121、122が機械振動に変換する。変換部120からの機械振動は、フロントマス130を経て、ホーン140の先端面141から音波として放射される。

発明が解決しようとする課題

0004

前記のランジュバン型振動子には、次のような問題点がある。図5のランジュバン型振動子によれば、ホーン140の先端面141から音波が放射される。このとき、実線Mで示すように、ランジュバン型振動子の各部位が振動する。つまり、このランジュバン型振動子では、破線Nで示すように、バックマス110の端面111からホーン140の先端面141までの長さ(ランジュバン型振動子の全長)が、全波長モードで駆動されるために、放射する音波の波長λになっている。この結果、実装される機器等の大きさに応じて、ランジュバン型振動子を小型化することができない。

0005

この発明は、前記の課題を解決し、小型化を可能にするランジュバン型振動子を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

前記課題を解決するために、請求項1の発明は、電気信号を機械振動に変換する変換部と、一端面が前記変換部の一端面に取り付けられたバックマスと、基部が前記変換部の他端面に取り付けられたホーンとを備え、前記変換部を挟んで前記ホーンを前記バックマスにボルト締めをすると共に、半波長モードで振動する構造を有することを特徴とするランジュバン型振動子である。

0007

請求項2の発明は、請求項1に記載のランジュバン型振動子において、前記バックマスから前記変換部までの形状が円筒形であり、前記ホーンの基部から先端面までの側面が湾曲していることを特徴とする。

0008

請求項3の発明は、請求項1または2に記載のランジュバン型振動子において、前記ホーンの基部が機械振動の節となっていることを特徴とする。

発明を実施するための最良の形態

0009

つぎに、この発明の実施の形態について、図面を参照して詳しく説明する。この実施の形態によるランジュバン型振動子は、図1の正面図および図2の平面図に示すように、バックマス1と、変換部2と、ホーン3とを備えている。

0010

バックマス1は、アルミニウムで作られ、円筒形に加工されている。バックマス1の端面が変換部2に取り付けられている。

0011

変換部2は電気信号を機械振動に変換するものである。このとき、変換部2は波長λの音波を発生する。変換部2の端面がホーン3に取り付けられている。変換部2は、圧電素子21、22と電極23、電極24とで構成されている。

0012

電極23と電極24とは、交流の電気信号を加えるためのものである。電極23はバックマス1と圧電素子21との間に設けられた、導電性の板である。電極23には、端子部分23Aが設けられている。電極24は圧電素子21と圧電素子22との間に設けられた、導電性の板である。電極24には、端子部分24Aが設けられている。

0013

圧電素子21、22は、電極23と電極24とに加えられた電気信号を機械振動に変換する。圧電素子21、22は、図3に示すように、ボルト4によって、バックマス1とホーン3との間でボルト締めをされている。このとき、ボルト4によって電極23が電極24と電気的に短絡することを、絶縁材5が防いでいる。

0014

ホーン3は音波を放射するものである。ホーン3は基部31と本体部32とを備えている。基部31は、バックマス1に比べて大きな径のアルミニウムの円板である。基部31の端面が変換部2の圧電素子22に取り付けられている。ランジュバン型振動子が組み立てられたときに、基部31によって取り付けが容易に行われる。また、この取り付けに際して、ホーン3から遮蔽して、バックマス1と変換部2とに対する防水加工等をするときにも、基部31が防水加工等を容易にしている。

0015

本体部32は、先端が切り取られている円錐形状のアルミニウム製のものである。本体部32は基部31と一体構造をしている。本体部32は、円錐形状の底面である基端面31Aから先端面32Aまで湾曲した側面をもつ。本体部32の湾曲部分の断面は指数関数的に傾斜している。この形状によって、本体部32は、変換部2からの機械振動を効率的に収束し、収束した機械振動を先端面32Aから音波として放射する。

0016

前記構造のランジュバン型振動子は図4に示すように作られている。このランジュバン型振動子によれば、実線Aで示すように各部位が振動する。破線Bで示すように、バックマス1の端面11からホーン3の先端面32Aまでの長さL(ランジュバン型振動子の全長)は、この長さL方向に伝播する音波の波長λの半分(λ/2)になっている。つまり、波長λと長さLとの関係は、
L=λ/2
になっている。さらに、ホーン3の基部31の部分が、振動子内を伝播する音波の節となり、そこでランジュバン型振動子が保持される。

0017

このように、この実施の形態によるランジュバン型振動子は、半波長モードで振動する構造を持ち、この振動子が放射する音波の半波長で駆動されている。この結果、この実施の形態によれば、ランジュバン型振動子の全長である長さLを、従来のランジュバン型振動子に比べて短くすることができ、ランジュバン型振動子の小型化を可能にする。

0018

以上、この発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。

0019

たとえば、この実施の形態では、バックマス1およびホーン3の材料としてアルミニウムを用いたが、アルミニウムの代わりに、高い剛性を持つ材料、例えばステンレス等をバックマス1およびホーン3として使用可能である。

発明の効果

0020

以上、説明したように、この発明によれば、ホーンとバックマスとの間に変換部を挟んでボルト締めをすると共に、半波長モードで振動する構造にしたので、ランジュバン型振動子の全長を短くすることができる。この結果、ランジュバン型振動子の小型化が可能になる。

図面の簡単な説明

0021

図1この発明の実施の形態によるランジュバン型振動子の一例を示す正面図である。
図2図1のランジュバン型振動子の平面を表す平面図である。
図3図2のI−I断面を表す断面図である。
図4ランジュバン型振動子の全長を説明するための説明図である。
図5従来のランジュバン型振動子を説明するための説明図である。

--

0022

1バックマス
11 端面
2 変換部
21、22圧電素子
23、24電極
23A、24A端子部分
3ホーン
31 基部
31A基端面
32 本体部
32A 先端面
4ボルト
5絶縁材

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