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公開番号2024055757
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-18
出願番号2023114792
出願日2023-07-12
発明の名称超音波発生装置
出願人学校法人日本大学,リンナイ株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H04R 17/00 20060101AFI20240411BHJP(電気通信技術)
要約【課題】全長変更の自由度を向上させ、小型化が可能な超音波発生装置を提供する。
【解決手段】縦振動を発生させる振動子ユニット2と、振動子ユニット2に接続されると共に縦振動から超音波を生成して空中に放射する超音波放射体3とを備え、超音波放射体3が、振動子ユニット2が接続される振動子接続部4と、振動子接続部4を介して伝達される縦振動の少なくとも一部を横振動に変換するコニカルホーン5と、コニカルホーン5に接続されると共に、横振動が伝達されてたわみ振動することで超音波を放射するたわみ振動板6とを有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
縦振動を発生させる振動子ユニットと、
前記振動子ユニットに接続されると共に前記縦振動から超音波を生成して空中に放射する超音波放射体と
を備え、
前記超音波放射体は、
前記振動子ユニットが接続される振動子接続部と、
前記振動子接続部を介して伝達される前記縦振動の少なくとも一部を横振動に変換する横振動生成部と、
前記横振動生成部に接続されると共に、前記横振動が伝達されてたわみ振動することで前記超音波を放射する振動板と
を有する
ことを特徴とする超音波発生装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記横振動生成部は、前記縦振動の進行方向と直交する断面積が、前記振動子ユニットから遠ざかるに連れて減少するホーンであることを特徴とする請求項１記載の超音波発生装置。
【請求項３】
前記ホーンは、
反対方向を向くと共に、前記振動子ユニットから遠ざかるに連れて互いに近づく第１傾斜面及び第２傾斜面を有し、
前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面は、前記縦振動の進行方向に対する傾斜角度が異なる
ことを特徴とする請求項２記載の超音波発生装置。
【請求項４】
前記超音波放射体は、複数の前記振動板を有することを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の超音波発生装置。
【請求項５】
複数の前記振動板は、互いの間に定在波が形成可能な位置に配置されていることを特徴とする請求項４記載の超音波発生装置。
【請求項６】
複数の前記振動板の各々に対して、前記横振動生成部が設けられていることを特徴とする請求項４記載の超音波発生装置。
【請求項７】
単一の前記振動子接続部に対して、単一の前記横振動生成部と、単一の前記振動板とが設けられていることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の超音波発生装置。
【請求項８】
前記横振動生成部は、前記縦振動の進行方向と直交する断面積が、前記振動子ユニットから遠ざかるに連れて減少するホーンであり、
前記ホーンは、
反対方向を向くと共に、前記振動子ユニットから遠ざかるに連れて互いに近づく第１傾斜面及び第２傾斜面を有し、
前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面は、前記縦振動の進行方向に対する傾斜角度が異なり、
前記横振動の振動方向における前記振動子接続部の中心位置に対して近い側に前記第１傾斜面が位置し、前記中心位置に対して遠い側に前記第２傾斜面が位置し、前記第１傾斜面の前記傾斜角度は前記第２傾斜面の前記傾斜角度よりも大きい
ことを特徴とする請求項７記載の超音波発生装置。
【請求項９】
前記振動子接続部は、複数の側面を有する直方体形状に形成され、
前記横振動生成部は、前記縦振動の進行方向と直交する断面積が、前記振動子ユニットから遠ざかるに連れて減少するホーンであり、
前記ホーンは、前記振動子接続部の前記側面と面一の平滑面と、前記平滑面と反対側を向く反対側傾斜面とを有し、
前記振動板の片面は、前記平滑面と面一である
ことを特徴とする請求項７記載の超音波発生装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波発生装置に関するものである。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、超音波音源が開示されている。特許文献１に開示された超音波音源は、振動子と、振幅拡大用ホーンと、共振棒と、振動板とを備えている。振動子は、縦振動を生成する。振動子で生成された縦振動は、振幅拡大用ホーンで振幅が増大され、共振棒を介して振動板に伝達される。振動板は、縦振動が伝達されることでたわむように振動し、超音波を空中に放射する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第５０８３９７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような特許文献１に開示された超音波音源は、振動子と、振幅拡大用ホーンと、共振棒との各々は、縦振動に共振するように、使用周波数（振動子で生成される縦振動の周波数）に基づいて設定されている。例えば、振動子と、振幅拡大用ホーンと、共振棒との各々は、縦振動の波長の半分の長さに形成されている。このように、特許文献１に開示された超音波音源は、全長が使用周波数に依存して決定するため、全長を任意に変更することが難しい。このため、特許文献１に開示された超音波音源は、全長を短くして小型化することが困難であった。
【０００５】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、全長変更の自由度を向上させ、小型化が可能な超音波発生装置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】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。
【０００７】
本発明の第１の態様は、超音波発生装置であって、縦振動を発生させる振動子ユニットと、上記振動子ユニットに接続されると共に上記縦振動から超音波を生成して空中に放射する超音波放射体とを備え、上記超音波放射体が、上記振動子ユニットが接続される振動子接続部と、上記振動子接続部を介して伝達される上記縦振動の少なくとも一部を横振動に変換する横振動生成部と、上記横振動生成部に接続されると共に、上記横振動が伝達されてたわみ振動することで上記超音波を放射する振動板とを有するという構成を採用する。
【０００８】
本発明の第２の態様は、上記第１の態様において、上記横振動生成部が、上記縦振動の進行方向と直交する断面積が、上記振動子ユニットから遠ざかるに連れて減少するホーンであるという構成を採用する。
【０００９】
本発明の第３の態様は、上記第２の態様において、上記ホーンが、反対方向を向くと共に、上記振動子ユニットから遠ざかるに連れて互いに近づく第１傾斜面及び第２傾斜面を有し、上記第１傾斜面及び上記第２傾斜面は、上記縦振動の進行方向に対する傾斜角度が異なるという構成を採用する。
【００１０】
本発明の第４の態様は、上記第１～第３のいずれか一つの態様において、上記超音波放射体が、複数の上記振動板を有するという構成を採用する。
（【００１１】以降は省略されています）

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