(57)【要約】  流体搬送装置Ａは、信号発生装置１７０が、プラス電圧方向の立上り波成分２０１、プラス電圧方向の立下り波成分２０２、及び、渦輪創生時間成分Ｔ２０３で創生した片波信号と、プラス電圧方向の１／２以下の電圧によって所定時間駆動する制動波成分２０４と、によって、いずれも一波ずつの波形として前記信号を創生している。
2012176228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体に搬送力を付与するための振動板を有し、この振動板を振動させる駆動装置と、
前記振動板を振動させる信号を発生し、この信号を前記駆動装置に送る信号発生装置と、を備え、
前記信号発生装置は、
プラス電圧方向の立上り波成分、プラス電圧方向の立下り波成分、及び、前記立上り波成分と前記立下り波成分との間に存在する創生時間で創生した片波信号と、
プラス電圧方向の１／２以下の電圧によって所定時間駆動するマイナス電圧の制動波成分と、によって、いずれも一波ずつの波形として前記信号を創生している
流体搬送装置。
【請求項２】
前記駆動装置は、
前記振動板に接続され、電磁石して作用するボイスコイルが巻き付けられたボイスコイルボビンを備え、
前記振動板は、
外周部を半径１０ｍｍ以上の第１弾性部材で保持され、
前記ボイスコイルボビンは、
外周面を半径１０ｍｍ以上の第２弾性部材で保持されている
請求項１に記載の流体搬送装置。
【請求項３】
前記ボイスコイルボビンは、
粘性を有する接着層を介して前記振動板に接続されている
請求項２に記載の流体搬送装置。
【請求項４】
前記駆動装置は、
前記駆動装置を保持するキャビネットに設置したときの音響インピーダンス特性における共振周波数Ｆ０以下の周波数と、その周波数に基づいて算出される時間と、で駆動する
請求項１〜３のいずれか一項に記載の流体搬送装置。
【請求項５】
前記共振周波数Ｆ０における共振の鋭さＱを１以上とする
請求項４に記載の流体搬送装置。
【請求項６】
前記駆動装置を複数搭載し、
前記駆動装置を個々に駆動又は別個に駆動する
請求項１〜５のいずれか一項に記載の流体搬送装置。
【請求項７】
前記駆動装置とは別の、振動板と第１弾性部材とを１つの組として振動部を構成し、
前記振動板加振器は、
前記駆動装置の前面方向の空間に１個又は２個以上が設置され、後面側が前記駆動装置の前面側と音響通路を介して接続される
請求項１〜６のいずれか一項に記載の流体搬送装置。
【請求項８】
前記振動部を２個以上設置したものにおいて、
前記音響経路の経路長をそれぞれ異なる長さに形成している
請求項７に記載の流体搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体（たとえば、気相、極細径の液相、油性材料等）を任意エリア（たとえば、室内、室外等）に対して塊状にして搬送する流体搬送装置に関し、特に、流体の搬送を行う駆動装置、及び、この駆動装置を駆動するための信号発生装置を備えた流体搬送装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、流体を任意エリアに対して放射させる流体搬送手段（たとえば、渦輪搬送装置や空気砲等）は存在している。そのようなものとして、成型箱を強制加振して、成型箱の一部に設けた開口から煙霧などによって得られた気相を離れたエリアに搬送させる手段が公知としてある。このような強制加振を行う手段は、主に人間による、成形箱そのものの構造体を「叩く」という動作により成型箱の強制加振を実現していた。【０００３】
また、同等の効果を有する手段として、ファンによる搬送や、音響信号を放射するための、既存の音響放射用の直接駆動方式スピーカ(スピーカ)をそのまま用いている例もあった（たとえば、特許文献１参照）。さらに、スピーカの動作と似た、ピストン振幅を行うソレノイド（円筒形状部材の側面に金属線をコイル状に巻き付け、その円筒状部材の中心軸に磁石を配置した構造）を搬送手段に用いている場合もあった（たとえば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２３７８０３号公報（第３図）
【特許文献２】特許第３６７５２０３号公報（第２４図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
既存の音響放射用のスピーカを用いて流体を搬送する手段の場合、スピーカの構成部品である振動板や振動板支持部材などの振動や入力信号形態が影響して、振動板や振動板支持部材が不要振動を起こしてしまう。加えて、振動板や振動板支持部材の不要振動の減衰に要する時間が長いために、流体を定量搬送することができないといった問題や、搬送すべき方向とは別の方向に搬送してしまうといった問題を生じていた。そうすると、振動板や振動板支持部材から、搬送には必要のない音（以下、異音と称する）が発生することになるために、使用時には不快感を生じさせる問題を発生していた。【０００６】
また、流体を離れたエリアに搬送させる場合、振動板を大きく振動振幅させる必要があるが、振動板を大きく振動振幅させることで振動板及び振動板を支持する支持材料での不要振動が発生しやすくなってしまう。そのため、所望の量の流体を、正確な方向に搬送させることができず、専用の搬送手段の構造ではないことも影響し、コスト問題も発生していた。なお、ソレノイドを搬送手段に用いている場合も同様の問題を生じている。【０００７】
さらに、特許文献１及び特許文献２に記載されているような技術では、流体を複数方向に一度に又は時間差をつけて搬送することはできず、比較的限られた一方向への一つだけの搬送だけしか行うことができないという問題もあった。【０００８】
本発明は、以上のような問題を解決するためになされたもので、異音を発生することなく、適量の流体を決定された方向に確実に搬送させることが可能な流体搬送装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る流体搬送装置は、流体に搬送力を付与するための振動板を有し、この振動板を振動させる駆動装置と、前記振動板を振動させる信号を発生し、この信号を前記駆動装置に送る信号発生装置と、を備え、前記信号発生装置は、プラス電圧方向の立上り波成分、プラス電圧方向の立下り波成分、及び、前記立上り波成分と前記立下り波成分との間に存在する創生時間で創生した片波信号と、プラス電圧方向の１／２以下の電圧によって所定時間駆動するマイナス電圧の制動波成分と、によって、いずれも一波ずつの波形として前記信号を創生していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る流体搬送装置によれば、異音を発生することなく、適量の流体を決定された方向に確実に搬送させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る流体搬送装置の概略構成を示す概略断面構造図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る流体搬送装置の信号発生装置で生成される駆動装置を駆動させるための駆動信号の一例を説明するための模式図である。
【図３】信号発生装置で生成される概略信号波形での駆動装置の動きを説明するための模式図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る流体搬送装置の駆動装置をキャビネットに装着した状態で測定した音響インピーダンスの特性例を示すグラフである。
【図５】異音対策を行った駆動装置を用いて渦輪搬送させたときの騒音特性例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る流体搬送装置の概略構成を示す概略断面構造図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係る流体搬送装置の概略構成を示す概略断面構造図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係る流体搬送装置の別の概略構成を示す概略断面構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態１に係る流体搬送装置Ａの概略構成を示す概略断面構造図である。図１に基づいて、流体搬送装置Ａについて詳細に説明する。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
【００１３】
流体搬送装置Ａは、流体（たとえば、気相、極細径の液相、油性材料など）を塊状（渦輪（リング状））にして、室内又は室外等の任意エリア（図１に示す流体搬送空間１）に対して搬送するものである。たとえば、搬送される流体としては、水蒸気を含んだ空気等がある。この流体搬送装置Ａは、駆動装置１００と、信号発生装置１７０と、を備えている。駆動装置１００は、振動力生成部と、振動部と、それらを収容するキャビネット３０と、を備えている。
【００１４】
振動部は、振動板１６、フレーム２０、大円弧ダンパ（第２弾性部材）２１、及び、大円弧エッジ（第１弾性部材）２２を少なくとも含んで構成されている。また、振動力生成部は、ヨーク１０、センターポール１１、マグネット１２、プレート１３、ボイスコイル１４、及び、ボイスコイルボビン１５を少なくとも含んで構成されている。ボイスコイルボビン１５と振動板１６とは、接着層１７を介して接続している。なお、振動部と振動力生成部とは、磁気回路部１０３を構成している。
【００１５】
ヨーク１０は、振動力生成部の基台を構成する板状部材である。センターポール１１は、ヨーク１０の中心部に成型された円柱状部材である。マグネット１２は、センターポール１１の外周側に所定の間隙を介して固着されている。つまり、ヨーク１０は、センターポール１１及びマグネット１２を固定するようになっている。なお、ヨーク１０の形状を特に限定するものではないが、たとえば円板形状の板部材等を用いるとよい。また、マグネット１２には、たとえばネオジウムやサマリウムコバルト、フェライト、アルニコ等を使用している。
【００１６】
プレート１３は、マグネット１２の上面に固着されている板状部材である。ボイスコイル１４は、駆動装置１００を駆動させるための信号を入力するものである。ボイスコイルボビン１５は、略円筒形状の部材であり、外周面にボイスコイル１４が巻きつけられるものである。ボイスコイル１４の巻幅（ボイスコイル１４のボイスコイルボビン１５の当接面積）は、限りなくボイスコイルボビン１５の外周面を覆う面積を有している。ボイスコイルボビン１５は、センターポール１１に装着され、ボイスコイル１４に印加する入力信号形態及び入力電圧により、マグネット１２との間で電磁駆動を行い、ボイスコイルボビン１５の全体が振動する（図１に示す左右方向に振動する）。
【００１７】
振動板１６は、ボイスコイルボビン１５の端面（センターポール１１との装着面とは反対側の端面）に接着層１７を介して装着されるものである。振動板１６は、平板型でも、一般的なスピーカであるコーン型やドーム型でもよいが、後述する流体の塊を搬送させる手段としては剛性を高くした樹脂や金属等で構成した平板型が望ましい。また、加圧空間１０６内の流体が高温（１００度以上）のスチームである場合やアロマオイル等の浸食性を有するものである場合があるので、振動板１６は、たとえば耐熱性ポリプロピレン又はＡＢＳ材料等を基材とし、その基材の表面をシリカ等の耐浸食性材料で被膜して構成するとよい。
【００１８】
接着層１７は、振動板１６をボイスコイルボビン１５の定位置に固着させるための粘性を有するものである。フレーム２０は、平面視した際に、略ドーナツ形状をしている部材である。このフレーム２０は、第１固定部２０ａと、第２固定部２０ｂと、第１固定部２０ａと第２固定部２０ｂをつなぐテーパー部２０ｃと、で構成されている。第１固定部２０ａは、固定端１０５に固定されている。第２固定部２０ｂは、プレート１３上面に固定されている。なお、フレーム２０を構成している第１固定部２０ａ、第２固定部２０ｂ、及び、テーパー部２０ｃは、一体形成されていてもよく、それぞれ別体で溶接接合などで接合されていてもよい。
【００１９】
大円弧ダンパ２１は、平面視した際に、略ドーナツ形状をしており、一端がボイスコイルボビン１５の外周面に接続され、他端がプレート１３の上面に接続され、搬送口１１側に向かって湾曲している部材である。この大円弧ダンパ２１は、ボイスコイルボビン１５をプレート１３及びフレーム２０の任意位置に保持する機能を果たすものである。大円弧エッジ２２は、平面視した際に、略ドーナツ形状をしており、一端がフレーム２０の第１固定部２０ａの上面に接続され、他端が振動板１６の外周部上面に接続されている。この大円弧エッジ２２は、振動板１６をフレーム２０の任意位置に保持する機能を果たすものである。
【００２０】
流体の塊を加圧空間（後述する加圧空間１０６に相当）から排出するためには、加圧空間の内部で強力な圧力変動を発生させる必要があり、必要な搬送距離と強力な圧力変動を得るためには、振動板を加圧空間の内部で少なくとも１０ｍｍ以上振動させる必要があるということが実験的検証で分かっている。そこで、駆動装置１００では、大円弧ダンパ２１及び大円弧エッジ２２をそれぞれ半径が１０ｍｍ以上とし、大円弧ダンパ２１及び大円弧エッジ２２の作用により振動板１６及びボイスコイルボビン１５が、それぞれの静止状態と比較して、１０ｍｍ以上の振動を行うことを可能としている。
【００２１】
そのため、大円弧ダンパ２１及び大円弧エッジ２２は、合成ゴム（たとえば、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ））等の弾力性に優れた材料で成形されている。これにより、大円弧ダンパ２１及び大円弧エッジ２２は、適度な弾性を有することになるために振動板１６の振幅量が大きくなっても破断することが抑制される。また、合成ゴムは、耐摩耗性に優れている。さらに、合成ゴムは、耐侵食性（具体的には、耐油性、耐熱性、耐寒性、耐オゾン性、耐候性、耐酸性、耐アルカリ性等）に優れている。したがって、流体が、侵食性を有する成分を持っていても、侵食を抑制できる。
【００２２】
キャビネット３０は、振動板１６を境として形成された、駆動装置１００の磁気回路部１０３が設置可能な後方空間１０７と、渦輪として搬送する流体を溜めておくための加圧空間１０６と、を有する略箱形状の部材である。また、キャビネット３０の内面側壁の対向部において固定端１０５が内部に向かって突出するように形成されている。この固定端１０５の上面に、任意の手段（たとえば、ネジや接着等）によりフレーム２０の第１固定部２０ａが固定される。なお、固定端１０５は、キャビネット３０とは別体の部材を、キャビネット３０の内壁面に嵌合することで構成してもよいし、ネジや接着剤によってキャビネット３０の内壁面に固定することで構成してもよい。
【００２３】
また、加圧空間１０６は、振動板１６の前面側（ボイスコイルボビン１５の接続側ではない方の側）に形成される空間であり、必要な方向に対して搬送したい流体を溜める。加圧空間１０６は、流体を渦輪として搬送するための流体量に応じた所定容積を有している。なお、加圧空間１０６の内壁面には、たとえばアロマオイル等の浸食性のある流体が拡散される場合に備え、シリカ等の耐浸食性材料で皮膜処理をするとよい。
【００２４】
一方、後方空間１０７は、振動板１６の後面側（ボイスコイルボビン１５の接続側）に形成される空間であり、磁気回路部１０３を配置する収容空間として機能する。よって、後方空間１０７は、磁気回路部１０３が設けられる程度の容積を有している。ただし、加圧空間１０６と後方空間１０７とは、連通しておらず、通気性は一切ないものとする。すなわち、加圧空間１０６と後方空間１０７とは、固定端１０５、フレーム２０によって仕切られ、空気のつながりがないものとなっている。
【００２５】
キャビネット３０には、外部と加圧空間１０６とを連通させる任意の開口径を有する搬出口１１０が形成されている。ここでは、搬出口１１０が、振動板１６と対向する位置におけるキャビネット３０の壁面（図１では紙面右側の壁面）に１つ形成されている状態を例に示している。なお、搬出口１１０の個数や形成位置を特に限定するものではない。また、搬出口１１０の開口形状も特に限定するものではないが、振動板１６の平面形状と同形状、たとえば円形等にするとよい。
【００２６】
また、キャビネット３０には、外部と後方空間１０７とを連通させる任意の開口径を有する開口１２０が形成されている。開口１２０を形成することで、外部と磁気回路部１０３とを連通させ、振動板１６の動きを抑制しない構造としている。つまり、開口１２０は、振動板１６から放射される振動のうち後方空間１０７側に伝達される振動をキャビネット３０外部に逃がすために機能する。ここでは、開口１２０が、図１の紙面下型の壁面に形成されている状態を例に示している。なお、開口１２０の開口形状も特に限定するものではないが、たとえば円形等にするとよい。また、後方空間１０７の内壁面には、振動を吸収する振動吸収部材を設けてもよいことは言うまでもない。
【００２７】
信号発生装置１７０は、駆動信号処理部１５０と、アンプ部１６０と、を少なくとも備えている。駆動信号処理部１５０は、ボイスコイル１４を駆動させるための信号を生成する機能を有している。アンプ部１６０は、駆動信号処理部１５０の後段に接続されており、駆動信号処理部１５０で生成された信号を増幅する機能を有している。駆動信号処理部１５０は、後述する図２に示すような信号波形を生成する。生成された信号は、アンプ部１６０を介して、ボイスコイル１４に伝送される。それによって磁気回路部１０３で磁気力が生じ、その磁力により振動板１６が駆動することになる。
【００２８】
ボイスコイル１４は、信号発生装置１７０に信号線（図示省略）を介して接続されており、信号発生装置１７０から伝送されてくる駆動信号に応じた電流が流れるようになっている。このようにして、ボイスコイル１４は、電磁石となり、マグネット１２で発生する磁場と相互作用して得た力（磁気力）により、ボイスコイル１４に巻き付けられているボイスコイルボビン１５が振動し、この振動が接着層１７を介して振動板１６に伝達されるようになっている。このように、流体搬送装置Ａでは、ボイスコイル１４によってボイスコイルボビン１５が振動し、それにより振動板１６が振動して渦輪を形成するようになっている。
【００２９】
ただし、ボイスコイルボビン１５の振動は、様々な周波数成分を有しており、特に、渦輪形成には必要のない高い周波数成分も有している。これが、駆動装置１００そのものの振動に伴う機械的な振動騒音の原因となっていた。
【００３０】
図２は、信号発生装置１７０で生成される駆動装置１００を駆動させるための駆動信号の一例を説明するための模式図である。図２において、２００は概略信号波形を、２０１は立上がり波成分を、２０２は立下り波成分を、２０３は立上がり波成分２０１と立下り波成分２０２の間に存在し、流体の搬送形状に寄与する渦輪創生時間成分Ｔを、２０４は立下り成分後の制動波成分を、２１０は立上がり波成分２０１の最大値を、それぞれ表している。立上がり波成分２０１と立下り波成分２０２とを、プラス電圧の片波成分で構成した場合、制動波成分２０４はマイナス電圧の片波として成形される。マイナス側の電圧はプラス側の電圧の１／２以下の電圧とする。いずれの片波成分も一波ずつとする。
【００３１】
図３は、信号発生装置１７０で生成される概略信号波形２００での駆動装置１００の動きを説明するための模式図である。図２及び図３に基づいて、駆動装置１００の動きについて説明する。
【００３２】
図３に示すように、振動板１６を境にして、駆動していない状態（静止状態＝静止位置）を元の状態として、プラス電圧の供給により振動板１６は磁気回路部１０３とは逆方向（図３の紙面右側）に動く、このことを前面駆動と称する。つまり、立上がり波成分２０１で振動板１６は、後述する駆動時間によって急峻に前面駆動する。このとき、最大値２１０で大円弧ダンパ２１及び大円弧エッジ２２が前面側に１０ｍｍ以上動くことが可能となる。次に、制動波成分２０４で振動板１６は、後述する駆動時間によって振動板１６は静止位置に戻る。
【００３３】
よって、流体搬送装置Ａでは、駆動信号処理部１５０で創生したプラス成分の片波形で振動板１６を動かし、加圧空間１０６に存在する流体を搬出口１１０から塊としてキャビネット３０外に放出することが可能になっている。このときに放出する流体は、搬出口１１０からドーナッツ状の形を成す渦を持った塊（渦輪と略す）として成形されて放出されることになる。
【００３４】
ただし、機械系振動成分は直ぐには減衰しない。そのために、振動板１６は、静止位置よりも磁気回路部１０３側に動く「後面駆動」と、前述の「前面駆動」とを非常に短周期で繰り返す微振動を起こす。この微振動は、搬出口１１０から一旦出た渦輪を再び加圧空間１０６側に戻そうとする負圧として作用する。そのために、搬送途中の渦輪に動作を鈍らせるためのブレーキ的な動作を起こしてしまう。そこで、流体搬送装置Ａでは、このようなブレーキ的な動作を防ぐため、振動板１６を含む駆動装置１００の共振的な振動を抑える目的で制動波成分２０４を形成している。
【００３５】
振動板１６をゆっくり静止位置に戻すのは立下り波成分２０２も一部分的に作用する。これに対し、制動波成分２０４は、強制的に振動板１６を静止位置に戻すとともに、駆動装置１００全体の共振的な不要振動を減衰させることも目的した信号波形である。よって、制動波成分２０４の波形により、振動板１６の動きを抑制することができるだけでなく、搬出口１１０から放出した渦輪に対して作用している不要なブレーキ的な動きも防止することができることになる。
【００３６】
また、図２に示すＢＴは制動波成分２０４の駆動時間を表している。この駆動時間ＢＴは、駆動装置１００をキャビネット３０に設置したときに音響インピーダンス特性のＦｏ以下の周波数成分（たとえば、５０Ｈｚであれば０．０２秒）の時間以下とする（後述する図４参照）。なお、Ｆ０については、後段で説明する。
【００３７】
駆動信号の例について更に説明する。
流体搬送装置Ａでは、駆動装置１００からの異音（装置そのものの振動に伴う機械的な振動騒音）を発生させないために、駆動装置１００を構成する上でボイスコイルボビン１５と振動板１６との間に接着層１７を設置するようにしている。この接着層１７が、ボイスコイル１４で発生する電磁成分の振動を振動板１６に伝えない役割を果たすことで、機械的な振動騒音成分を低減可能にしている。
【００３８】
さらに、流体搬送装置Ａでは、駆動装置１００の振動に伴う異音をより低減するために、駆動信号処理部１５０で創生した概略信号波形２００で駆動装置１００を駆動するようにしている。この概略信号波形２００は、渦輪の寸法や振動板１６の減衰を行ない、更には渦輪の形態そのものの駆動状態を良好のものとする。
【００３９】
図４は、駆動部及び振動力生成部をキャビネット３０に装着した状態で測定した音響インピーダンスの特性例を示すグラフである。図４に示すＦ０（エフゼロと称する）は、駆動装置１００の構成する部材全てが同時に振動(共振状態)したときの周波数に一致するもので、このＦ０の鋭さ（Ｑ（キューと称する））を用いて、駆動装置１００の共振状態を想定することができる。
【００４０】
Ｑが鋭いほど部材の共振が鋭く発生していることになる。共振時間は、共振時間波Ｆｍで表す。このＦｍが長いほど共振状態が長く続いていることになる。また、Ｆ０が低いほど、人間の耳に聞こえない周波数となり、低周波数ほど異音としての認識が小さくなる。さらに、Ｆｍが短いほど異音に対する不快感も生じにくくなる。つまり、Ｆｍが長いほど不快感を長く生じることになる。よって、共振周波数Ｆ０が低く、共振時間波Ｆｍが短いほど、人間の聴感に及ぼす影響を低くすることが可能となる。ただし、Ｆ０が十分に低ければ、Ｆｍが多少長くても聴感的な不快感は少ない。なお、理想的なＦｍを得るためのＱは１以上とする。
【００４１】
以上より、駆動部及び振動力生成部をキャビネット３０に装着した状態で、Ｆｏ及びＦｍを制御する必要がある。Ｆｏは、聴感的な不快感が少ない周波数帯域として、電源周波数である５０Ｈｚ以下の低周波数を使用する。もともと駆動装置１００が低い周波数で駆動していれば問題はないが、駆動装置１００の構成材料や振動板１６の寸法によっては、５０Ｈｚよりも高い周波数で駆動している場合がある。その場合は、駆動信号処理部１５０内で生成する概略信号波形２００の共振時間波Ｆｍを低い周波数帯域内で駆動するだけとする。
【００４２】
下記（式１）は、駆動時間（共振時間波Ｆｍ）を決めるための式である。
（式１）  Ｆｍ＝１／Ｈｚ
たとえば、５０Ｈｚであれば０．０２Ｓの駆動時間となる。
【００４３】
振動板１６の寸法に関わらず、３０Ｈｚで駆動する場合の例を説明する。３０Ｈｚであれば、上記（式１）からＦｍは０．０３Ｓとなる。このときの立上がり波成分２０１の最大値２１０に達する時間を０．００５秒とする。残りの０．０２５秒を立下り波成分２０２として用いる。なお、効率よく「渦輪」として搬出口１１０からキャビネット外部に搬送するためには、狭い搬出口１１０からの放出のために加圧空間１０６内の圧力変動による作用を考慮する必要がある。そのため、広い加圧空間１０６に設けた狭い搬出口１１０から加圧空間１０６に溜まった流体を圧力変動に負けずに加圧空間１０６に残留させず効率よく搬送するためには、以下のように搬出させる必要がある。
【００４４】
また、異音を発生することなく、適量の流体を決定された方向に確実に搬送させるためには以下に示す（ａ）〜（ｅ）にも考慮する必要がある。
（ａ）振動板１６に加速度をつけて、加圧空間１０６内の内容物（流体）を押し出す。
（ｂ）渦輪の径を太くする＝加圧空間１０６の内容物を残さない。
（ｃ）振動板１６を静止位置に戻すときは時間をかける。
（ｄ）振動板１６に制動をかけて不要な振動を起こさせない。
（ｅ）不要な音による不快感や夜間の使用も考慮すると、いずれの動作も無音が望ましい。
【００４５】
よって、（ａ）〜（ｅ）を実現するために、流体搬送装置Ａでは、駆動装置１００の振動板１６を大円弧エッジ２２と大円弧ダンパ２１によって大きく振動させることを可能としている。また、振動板１６に対して立上がり波成分２０１の時間が加速度を提供している。そして、渦輪創生時間成分Ｔ２０３によって、加圧空間１０６の内容物を太い渦輪として異音無く加圧空間１０６からキャビネット３０外に放出することができるようになっている。加えて、制動波成分２０４により、振動板１６の不要な振動を抑え、渦輪への不要な制動動作を防ぎ、更に駆動装置１００全体の不要振動を抑えることで更なるブレーキ的な動きを防ぐことを可能としている。
【００４６】
図２に示した波形のうち渦輪創生時間成分Ｔ２０３は、渦輪の太さを形成するとともに、異音対策として両者の側面を併せ持っている。これは、振動板１６の駆動時間が長いことと一致している。たとえば渦輪創生時間成分Ｔが０．００１Ｓの場合、周波数は１０００Ｈｚとなり、輪を形成している時間が非常に短いとともに、周波数も高い周波数帯域となり、駆動装置の駆動時には不快な異音が発生する。そこで、流体搬送装置Ａでは、５０Ｈｚ以下のＦｏで駆動することにより、異音対策と、決めた方向への確実な渦輪搬送と、の双方が可能としている。
【００４７】
なお、図５は、異音対策を行った駆動装置１００を用いて渦輪搬送させたときの騒音特性例を示しており、実線が対策前を、破線が対策後をそれぞれ示している。図５から、異音対策を行った駆動装置１００を用いた場合、騒音の音圧レベルが、対策前と比較して顕著に低減していることがわかる。
【００４８】
実施の形態２.
図６は、本発明の実施の形態２に係る流体搬送装置Ｂの概略構成を示す概略断面構造図である。図６に基づいて、流体搬送装置Ｂについて詳細に説明する。流体搬送装置Ｂの基本的な構成は、実施の形態１で説明した流体搬送装置Ａと同様であるが、複数の駆動装置１００を設けている点で流体搬送装置Ａと相違している。なお、実施の形態２では実施の形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。
【００４９】
流体搬送装置Ｂは、一つ若しくは二つ以上の方向に流体の塊りを同時に又は時間差をつけて搬送することをできるようにしたものである。図６に示すように、流体搬送装置Ｂは、キャビネット３０内に２個の駆動装置１００が設置されている。隣接する駆動装置１００の間（詳しくは隣接する大円弧エッジ２２の間）に隔壁１０９を設け、２個の駆動装置１００を設置するようにしている。なお、開口１２０は、２つの駆動装置１００で共用としている。また、信号発生装置１７０を図示していないが、駆動装置１００のそれぞれに接続されている。
【００５０】
このような構成によれば、２個の駆動装置１００を利用して、同時に又は時間差をつけて実施の形態１の図２で示したような駆動信号を供給することで２個の渦輪をキャビネット３０の外部に放出することができることになる。たとえば、駆動信号をタイマー制御によってそれぞれ時間差をつけることで、渦輪の放射に時間差をつけてキャビネット３０の外部に渦輪を放射することが可能となる。また、搬出口１１０の開口向きを異なる向きとすることで、二つ以上の方向に流体の塊りを搬送することもできる。なお、図６では、駆動装置１００が２個の場合を例に示しているが、駆動装置１００の設置個数を特に限定するものではない。
【００５１】
実施の形態３．
図７は、本発明の実施の形態３に係る流体搬送装置Ｃの概略構成を示す概略断面構造図である。図８は、本発明の実施の形態３に係る流体搬送装置Ｃの別の概略構成を示す概略断面構造図である。図７及び図８に基づいて、流体搬送装置Ｃについて詳細に説明する。流体搬送装置Ｃの基本的な構成は、実施の形態１で説明した流体搬送装置Ａと同様であるが、１つの駆動装置１００の他に、複数の振動部（以下、振動部５００と称する）を設けている点で流体搬送装置Ａと相違している。なお、実施の形態３では実施の形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。
【００５２】
流体搬送装置Ｃは、実施の形態２に係る流体搬送装置Ｂと同様に、一つ若しくは二つ以上の方向に流体の塊りを同時に又は時間差をつけて搬送することをできるようにしたものである。図７に示すように、流体搬送装置Ｃは、キャビネット３０内に１個の駆動装置１００と、流体の搬送方向（前面方向）に２個の振動部５００が設置されている。駆動装置１００と振動部５００とは、所定の距離を隔てて設置されている。また、駆動装置のフレーム２０は、固定端１０５ではなく支持部１０５ａに支持され、２個の振動部５００の両端側に位置するフレーム２０が固定端１０５に支持されている。
【００５３】
キャビネット３０における空間、つまり駆動装置１００の周囲の空間及び振動部５００の駆動装置１００側の空間を空間５０５と称するものとする。また、振動部５００のフレーム２０の第２固定部２０ｂは、プレート１３に固定されていない。また、フレーム２０の中央開口部を開口６００と称している。つまり、振動部５００の振動板１６の裏面（駆動装置１００側の面）は、開口６００を介して空間５０５と連通するようになっている。
【００５４】
図７に示す振動部５００は、振動板１６、大円弧エッジ２２、フレーム２０で構成されている。つまり、振動部５００は、実施の形態１及び実施の形態２で説明した駆動装置１００に備わっている振動部から大円弧ダンパを除いた部材で構成されている。このような構成とすることにより、実施の形態１及び実施の形態２に係る流体搬送装置よりも更にコスト低減や軽量化を実現することが可能になる。
【００５５】
実施の形態１の図２で示したような駆動信号を供給し、流体搬送装置Ｃを駆動させる。そうすると、駆動装置１００の振動板１６の振動に伴い、空間５０５内の圧力は、フレームの開口６００を通過して、振動部５００の構成部材である振動板１６に伝達される。すなわち、駆動装置１００の振動板１６の振動が、振動部５００の振動板１６を駆動するための圧力波として作用する。これによって、一つ駆動装置１００で発生させた圧力を、キャビネット３０に複数個備えた振動部５００のそれぞれに伝播することが可能になる。なお、振動部５００が一つだけの場合でも、渦輪の搬送が行えることは言うまでもない。
【００５６】
次に、流体搬送装置Ｃを利用して、２個の振動部５００から時間差をつけて渦輪を放出する場合について説明する。図７に示す構成では、駆動装置１００で発生させた振動により、複数個の振動部５００の全てが同時に駆動を行う。これに対し、振動部５００の振動板１６の重量をそれぞれ変化させることで複数個の振動部５００の振動板１６の動きを変化させることができる。たとえば、振動部５００の振動板１６の材質、厚みを変化させて重量の増減を決定するとよい。
【００５７】
また、図８に示すように、経路長の異なる複数の音響通路（第１音響通路５０８ａ、第２音響通路５０８ｂ）をキャビネット３０内に形成して、複数個の振動部５００の振動板１６の動きを変化させるようにしてもよい。音響通路は、キャビネット３０の空間５０５内に設けられた区画部材（たとえば、金属や樹脂）で区画されて形成される駆動装置１００から振動部５００のそれぞれに到達するまでの経路である。図８では、経路長がＬ１の音響通路を第１音響通路５０８ａ、経路長がＬ２の音響通路を第２音響通路５０８ｂ、として図示している。
【００５８】
Ｌ１は、駆動装置１００で発生した圧力変動の開始中心点（図８に示す点Ｘ）から紙面上側の振動部５００の振動板１６に到達するまでの長さを示している。Ｌ２は、駆動装置１００で発生した圧力変動の開始中心点Ｘから紙面下側の振動部５００の振動板１６に到達するまでの長さを示している。そして、図８では、Ｌ１＜Ｌ２としている状態を示している。これにより、振動部５００の振動板１６に到達する圧力変動に時間差を設けることが可能になり、振動部５００をそれぞれに駆動することができる。したがって、流体の塊りを時間差をつけて搬送することができることになる。
【００５９】
このような構成によれば、１個の駆動装置１００を利用して、実施の形態１の図２で示したような駆動信号を供給し、同時に又は時間差をつけて２個の振動部５００に伝達することで渦輪をキャビネット３０の外部に放出することができることになる。なお、搬出口１１０の開口向きを異なる向きとすることで、二つ以上の方向に流体の塊りを搬送することもできる。なお、図７及び図８では、振動部５００が２個の場合を例に示しているが、振動部５００の設置個数を特に限定するものではない。
【００６０】
上記のように、本発明について実施の形態を分けて説明したが、各実施の形態の特徴事項を組み合わせることを否定するものではない。
【符号の説明】
【００６１】
１  流体搬送空間、１０  ヨーク、１１  センターポール、１２  マグネット、１３  プレート、１４  ボイスコイル、１５  ボイスコイルボビン、１６  振動板、１７  接着層、２０  フレーム、２０ａ  第１固定部、２０ｂ  第２固定部、２０ｃ  テーパー部、２１  大円弧ダンパ、２２  大円弧エッジ、３０  キャビネット、１００  駆動装置、１０３  磁気回路部、１０５  固定端、１０５ａ  支持部、１０６  加圧空間、１０７  後方空間、１０９  隔壁、１１０  搬出口、１２０  開口、１５０  駆動信号処理部、１６０  アンプ部、１７０  信号発生装置、２００  概略信号波形、２０１  立上がり波成分、２０２  立下り波成分、２０３  渦輪創生時間成分、２０４  制動波成分、２１０  最大値、５００  振動部、５０５  空間、５０８ａ  第１音響通路、５０８ｂ  第２音響通路、６００  開口、Ａ  流体搬送装置、Ｂ  流体搬送装置、Ｃ  流体搬送装置。
【図１】
2012176228.tif 000003
【図２】
2012176228.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2012176228.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年11月8日(2013.11.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体に搬送力を付与するための振動板を有し、この振動板を振動させる駆動装置と、
前記振動板を振動させる信号を発生し、この信号を前記駆動装置に送る信号発生装置と、を備え、
前記信号発生装置は、
プラス電圧方向の立上り波成分、プラス電圧方向の立下り波成分、及び、前記立上り波成分と前記立下り波成分との間に存在する創生時間で創生した片波信号と、
プラス電圧方向の１／２以下の電圧によって所定時間駆動するマイナス電圧の制動波成分と、によって、いずれも一波ずつの波形として前記信号を創生している
流体搬送装置。
【請求項２】
前記駆動装置は、
前記振動板に接続され、電磁石して作用するボイスコイルが巻き付けられたボイスコイルボビンを備え、
前記振動板は、
外周部を半径１０ｍｍ以上の第１弾性部材で保持され、
前記ボイスコイルボビンは、
外周面を半径１０ｍｍ以上の第２弾性部材で保持されている
請求項１に記載の流体搬送装置。
【請求項３】
前記ボイスコイルボビンは、
粘性を有する接着層を介して前記振動板に接続されている
請求項２に記載の流体搬送装置。
【請求項４】
前記駆動装置は、
前記駆動装置を保持するキャビネットに設置したときの音響インピーダンス特性における共振周波数Ｆ０以下の周波数と、その周波数に基づいて算出される時間と、で駆動する
請求項１〜３のいずれか一項に記載の流体搬送装置。
【請求項５】
前記共振周波数Ｆ０における共振の鋭さＱを１以上とする
請求項４に記載の流体搬送装置。
【請求項６】
前記駆動装置を複数搭載し、
前記駆動装置を個々に駆動又は別個に駆動する
請求項１〜５のいずれか一項に記載の流体搬送装置。
【請求項７】
前記駆動装置とは別の、振動板と第１弾性部材とを１つの組として振動部を構成し、
前記振動部は、
前記駆動装置の前面方向の空間に１個又は２個以上が設置され、後面側が前記駆動装置の前面側と音響通路を介して接続される
請求項１〜６のいずれか一項に記載の流体搬送装置。
【請求項８】
前記振動部を２個以上設置したものにおいて、
前記音響経路の経路長をそれぞれ異なる長さに形成している
請求項７に記載の流体搬送装置。
【請求項９】
前記振動板により搬送力が付与され、搬送される前記流体として、気相、極細径の液相、又は、油性材料を用いている
請求項１〜８のいずれか一項に記載の流体搬送装置。
【請求項１０】
前記油性材料がアロマオイルである
請求項９に記載の流体搬送装置。
【国際調査報告】
2012176228.tif 000011
2012176228.tif 000012