(57)【要約】【課題】部品点数を減らして霧化量を多くした超音波噴霧装置を提供すること。【解決手段】液体を霧化して噴射する噴霧ヘッド２と、この噴霧ヘッド２へ供給する液体を貯留する貯留タンク１２とを有する超音波噴霧装置１であって、噴霧ヘッド２は、液体を霧化して噴射する超音波霧化ユニット３と、この超音波霧化ユニット３が収容されるヘッド本体６とを有し、ヘッド本体６は、その内部に貯留タンク１２から供給される液体を一時貯留して超音波霧化ユニット３へ供給する貯留室６ｂが設けられている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を霧化して噴射する噴霧ヘッドと、この噴霧ヘッドへ供給する液体を貯留する貯留タンクとを有する超音波噴霧装置において、
前記噴霧ヘッドは、液体を霧化して噴射する超音波霧化ユニットと、この超音波霧化ユニットが収容されるヘッド本体とを有し、前記ヘッド本体は、その内部に前記貯留タンクから供給される液体を一時貯留して前記超音波霧化ユニットへ供給する貯留室が設けられていることを特徴とする超音波噴霧装置。
【請求項２】
前記貯留室は、その入口に所定の目開きを有する仕切りメッシュを設けて、前記貯留タンクに連結されていることを特徴とする請求項１に記載の超音波噴霧装置。
【請求項３】
前記超音波霧化ユニットは、複数個の微小孔を有する振動板と、前記振動板を振動させる圧電振動子とを有し、前記圧電振動子は、中心部に所定の大きさの開孔を有し、前記開孔内に前記振動板が装着されていることを特徴とする請求項１に記載の超音波噴霧装置。
【請求項４】
前記ヘッド本体は、前記貯留タンクが連結される方向と反対側に、前記貯留室に連通した凹み穴を設けて、前記凹み穴に前記超音波霧化ユニットが収容されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波噴霧装置。
【請求項５】
前記ヘッド本体は、前記凹み穴内に前記超音波霧化ユニットを弾性部材とともに収容して、前記凹み穴の開口は噴射口を有するカバー体で塞がれていることを特徴とする請求項４に記載の超音波噴霧装置。
【請求項６】
前記噴霧ヘッドは、前記貯留タンクが取外し自在な結合手段により結合されていることを特徴とする請求項１に記載の超音波噴霧装置。
【請求項７】
前記貯留タンクは、前記貯留室の入口に連結され液体を流出させる出口に吐出孔を設け、前記吐出孔の径は液体の表面張力で落ちない孔径に形成されていることを特徴とする請求項１又は６に記載の超音波噴霧装置。
【請求項８】
前記貯留タンクは、前記噴射ヘッドより大型に形成されていることを特徴とする請求項１、６、７のいずれかに記載の超音波噴霧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波噴霧装置に係り、詳しくは、噴射口を有する噴霧ヘッドと所定量の水、薬液などの液体を貯留する貯留タンクとを取外し自在な結合手段で結合して貯留タンクを交換できるようにした超音波噴霧装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水、消臭液、殺虫剤やその他の液体を霧化して、霧化した液体を動物や植物、その他の物体に噴霧する装置として、手動スプレー式のものが多く存在するが、最近では電動の噴霧装置が出まわって来ている。
【０００３】
この種の噴霧装置として、圧電素子と振動板とを組み合せて液体を霧化して噴射させる超音波噴霧装置が開発されている（例えば、下記特許文献１〜３参照）。
【０００４】
図４を参照して、下記特許文献１に開示された超音波噴霧装置を説明する。なお、図４は下記特許文献１に記載された超音波噴霧装置を示し、図４Ａは超音波噴霧装置の斜視図、図４Ｂは超音波噴霧装置の霧化動作を示す側面図である。
【０００５】
この超音波噴霧装置２０は、振動板２１と、この振動板２１を振動させる圧電振動子２２と、振動板２１へ液体を供給する給液部２３とを有している。この給液部２３は、本給液部２４と副給液部２５とからなり、本給液部２４は内径０．７ｍｍ、長さ２０ｍｍのステンレス製パイプを縦８列、横２０列に並べた構成を有し、副給液部２５はアセテート製繊維束で構成されている。この副給液部２５は、本給液部２４の両側面に固着され、その上端部が振動板２１と接触されている。また、本給液部２４は、その上端部が振動板２１と１ｍｍの間隙を隔てて対面されている。これらの本給液部２４及び副給液部２５は、下半分が液体に漬けられている。
【０００６】
圧電振動子２２は、矩形板状の圧電磁器２２ａからなり、この圧電磁器の分極軸の方向が厚さ方向に一致しており、この厚さ方向に垂直な両端面にＡｕ電極２２1、２２2が形成されている。Ａｕ電極２２1は圧電磁器２２ａの一方の面を覆い、Ａｕ電極２２2は圧電磁器２２ａのもう一方の面を覆っている。また、振動板２１は、ニッケル製で、長さ２０ｍｍ、幅１７ｍｍ、厚さ５０μｍであり、多数の貫通穴が設けられて矩形板状体で形成されている。振動板２１の貫通穴は、板面に垂直な方向に設けられ、その形状はすり鉢状であって、一方の板面における開口面積は他方の板面における開口面積より大きく、一方の開口の直径は１００μｍ、他方は１０μｍとなっている。この貫通穴は、１４０μｍの間隔をおいて、等しいピッチで配列されている。振動板２１は、Ａｕ電極２２1を介して圧電振動子２２の一方の端面に、圧電振動子２２と一体的に連なって固着されている。
【０００７】
以下、この超音波噴霧装置の動作を説明する。
【０００８】
本給液部２４及び副給液部２５は、その半分が液体に漬けられている。本副給液部２４、２５の構造から、副給液部２５の液体吸い上げ速度が本給液部２４よりも速くなることから、まず副給液部２５によって吸い上げられた液体が副給液部２５の上端部に到達する。この装置の駆動時、振動板２１に副給液部２５によって供給された液体は、毛細管現象により振動板２１に設けられた貫通穴に導かれる。この液体は微小で且つ均一な粒子となって、貫通穴の出口側に流出し、効率良く霧化される。続いて、本給液部２４は、この副給液部２５の後を追いかけるようにして、本給液部２４から液体が吸い上げられる。本給液部２４から液体が吸い上げられると、この液体は本給液部２４と振動板２１との微小間隙に到達して、振動板２１間の微小間隙に液膜を形成する。この際、本給液部２４による液体吸い上げ容量は副給液部２５よりも大きいことから、微小間隙には霧化効率を維持させるのに十分な容量の液体が常に供給されて、大量の液体が霧化されて噴出される（図４Ｂ参照）。
【０００９】
この超音波噴霧装置は、その給液部を複数本のパイプ及び繊維束で構成されているが、この給液部を保液材で形成して、この保液材の下端を液体が貯留された貯液室に漬けて、先端を振動板の接触させた超音波噴霧装置も知られている（下記特許文献２参照）。また、貯液室に所定長さの液体供給チューブを接続して、チューブの先端から振動板へ液体を滴下して霧化する超音波噴霧装置も知られている（下記特許文献３参照）。
【特許文献１】特許第３１８６３３３号公報（段落〔０００８〕〜〔００１４〕、図１、図６）
【特許文献２】特許第２５９９８４４号公報（段落〔００２７〕、〔００２８〕、図６）
【特許文献３】特許第２６４４６２１号公報（第２頁右欄の図１の説明、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
これまでの超音波噴霧装置は、上記特許文献１〜３の超音波噴霧装置にみられるように、
液体が伝わった液体含侵部材を振動板に接触させた状態にして、振動板を振動させて液体を霧化する構成となっている。この構成によると、霧化される液体は、液体含侵部材を伝わって、毛細管現象によって運ばれた液体が霧化されるので、この液体の量は少量になり、より以上の量を霧化する場合は向かない。また、振動板と圧電素子と液体の供給部とが別々に分離されているので、この装置をコンパクトに纏めるのが難しくなっている。
【００１１】
そこで、本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、部品点数を減らして霧化量を多くした超音波噴霧装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、個々の部品の組み立てが簡単で補修、交換が簡単な超音波噴霧装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の超音波噴霧装置は、液体を霧化して噴射する噴霧ヘッドと、この噴霧ヘッドへ供給する液体を貯留する貯留タンクとを有する超音波噴霧装置において、前記噴霧ヘッドは、液体を霧化して噴射する超音波霧化ユニットと、この超音波霧化ユニットが収容されるヘッド本体とを有し、前記ヘッド本体は、その内部に前記貯留タンクから供給される液体を一時貯留して前記超音波霧化ユニットへ供給する貯留室が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の超音波噴霧装置において、前記貯留室は、その入口に所定の目開きを有する仕切りメッシュを設けて、前記貯留タンクに連結されていることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の超音波噴霧装置において、前記超音波霧化ユニットは、複数個の微小孔を有する振動板と、前記振動板を振動させる圧電振動子とを有し、前記圧電振動子は、中心部に所定の大きさの開孔を有し、前記開孔内に前記振動板が装着されていることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の超音波噴霧装置において、前記ヘッド本体は、前記貯留タンクが連結される方向と反対側に、前記貯留室に連通した凹み穴を設けて、前記凹み穴に前記超音波霧化ユニットが収容されていることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の超音波噴霧装置において、前記ヘッド本体は、前記凹み穴内に前記超音波霧化ユニットを弾性部材とともに収容して、前記凹み穴の開口は噴射口を有するカバー体で塞がれていることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の超音波噴霧装置において、前記噴霧ヘッドは、前記貯留タンクが取外し自在な結合手段により結合されていることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１又は６に記載の超音波噴霧装置において、前記貯留タンクは、前記貯留室の入口に連結され液体を流出させる出口に吐出孔を設け、前記吐出孔の径は液体の表面張力で落ちない孔径に形成されていることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項８に記載の発明は、請求項１、６、７のいずれかに記載の超音波噴霧装置において、前記貯留タンクは、前記噴射ヘッドより大型に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、上記構成を備えることにより、以下の優れた効果を奏する。すなわち、請求項１の発明によれば、噴霧ヘッドのヘッド本体に貯留室を設け、この貯留室に液体を一時貯留して超音波霧化ユニットへ供給するので、超音波霧化ユニットから比較的多くの霧化した液体を噴射させることが可能になる。すなわち、超音波噴霧装置は、従来技術の吸水部材に液体を染込ませて液体を噴霧する装置と比べて、多量の液体を霧化することができる。
【００２２】
また、請求項２の発明によれば、貯留室は、その入口に仕切りメッシュを設けて貯留タンクと連結されるので、貯留タンクから供給された液体は、仕切りメッシュを通過して貯留室に入ると、その液体はその表面張力によって仕切りメッシュの目開きを塞ぎ、貯留タンクへ再び戻ることがなくなる。したがって、仕切りメッシュは、逆止弁の働きをするので、貯留室に貯留タンクから供給される液体を貯留させることができる。
【００２３】
また、請求項３の発明によれば、超音波霧化ユニットをコンパクトに構成できる。
【００２４】
また、請求項４の発明によれば、ヘッド本体に凹み穴を設け、この凹み穴に超音波霧化ユニットを収容することにより、ヘッド本体への超音波霧化ユニットの装着が簡単になる。
【００２５】
また、請求項５の発明によれば、ヘッド本体は、凹み穴内に超音波霧化ユニットを弾性部材とともに収容して、凹み穴の開口は噴射口を有するカバー体弾性を利用して固定できる。さらに、超音波霧化ユニットの取外しが可能になりユニットの補修や交換が可能になる。
【００２６】
また、請求項６の発明によれば、貯留タンクが取外し自在な結合手段により噴霧ヘッドへ結合されているので、貯留タンクの交換が簡単になる。
【００２７】
また、請求項７の発明によれば、貯留タンクからの液体の漏れがなくなる。
【００２８】
また、請求項８の発明によれば、貯留タンクを大型にすることにより、大量の液体をタンクに貯留して使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態を説明する。但し、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための超音波噴霧装置を例示するものであって、本発明をこの超音波噴霧装置に特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものも等しく適応し得るものである。
【実施例】
【００３０】
図１、図２を参照して、本発明の一実施形態に係る超音波噴霧装置を説明する。なお、図１は本発明の一実施形態に係る超音波噴霧装置を示し、図１Ａは超音波噴霧装置の外観斜視図、図１Ｂは図１ＡのＩＢ−ＩＢ線の断面図である。図２は図１Ａの超音波噴霧装置の分解斜視図である。
【００３１】
超音波噴霧装置１は、水などの液体を霧化して噴射する噴霧ヘッド２と、この噴霧ヘッド２へ液体を供給する液体を所定量貯留する貯留タンク１２とを有し、この貯留タンク１２は噴霧ヘッド２に着脱自在な固定手段で連結された構成となっている。
【００３２】
噴霧ヘッド２は、図２に示すように、超音波霧化ユニット３と、この超音波霧化ユニット３が収容されるヘッド本体６と、ヘッド本体６の一端を覆うカバー体７と、ヘッド本体６の後端に装着される仕切りメッシュ１０及びこの仕切りメッシュ１０を固定するともに貯留タンク１２に結合される結合管１１とを有している。超音波霧化ユニット３は、ヘッド本体６内にコイル状バネ体８及び仕切りパッキン９で弾性的に支持されている。
【００３３】
図３を参照して、超音波霧化ユニットを説明する。なお、図３Ａは超音波霧化ユニットの斜視図、図３Ｂは図３Ａを下方から見た振動板の平面図である。
【００３４】
超音波霧化ユニット３は、複数個の微小孔４1が形成された振動板４と、この振動板４を振動させる圧電振動子５とを有している。圧電振動子５は、分極軸に垂直な両面をそれぞれ端面としこの分極軸に平行に貫通された穴を有する円柱状の圧電磁器５ａで構成されている。両端面には、それぞれ電極５1、５2が形成されている。一方の電極５1には端子Ｐ1、他方の電極５2には端子Ｐ2が取り付けられている。圧電振動子５の下端面の貫通穴の開口を覆う位置には、円板状の振動板４が取り付けられている。振動板４はニッケル製で、輪状の固着部４ｂによって圧電振動子５が一体的に連なって固着されており、固着部４ｂに囲まれた振動板４が振動部４ａをなしている。固着部４ｂは電極５2を介して圧電振動子５に固着されている。振動部４ａの直径は貫通穴の直径と一致している。振動部４ａにはその厚さ方向に貫通する複数個の微小孔４1が設けられている。なお、これらの圧電振動子５及び振動板４からなる複合体は発泡支持台５ｂに固定されている。この超音波霧化ユニット３の駆動は、複合体の共振周波数に等しい周波数を有する交流信号を端子Ｐ1、Ｐ2を介して圧電振動子５に印加する。圧電振動子５は励振され振動板４が圧電振動子５と一体となって結合振動する。この振動板４の結合振動が液体の霧化に有効に機能する。
【００３５】
ヘッド本体６は、図１Ｂ及び図２に示すように、先端に超音波霧化ユニット３及びコイル状バネ体８を収容できる大きさの凹み穴６ａ、後端に所定の大きさの空洞６ｂを有し、凹み穴６ａの底部と空洞６ｂの奥部とは貫通孔６1で連通されて、樹脂成型体で形成されている。凹み穴６ａは、超音波霧化ユニット３の直径より若干大きい直径及びコイル状バネ体８を収容できる比較的深めの穴で形成されている。また、空洞６ｂは、入口に所定の大きさの開口６2を有し、この開口６2を仕切りメッシュ１０で覆い、この仕切りメッシュ１０が結合管１１で結合されている。入口の開口６2が仕切りメッシュ１０で覆われた空洞６ｂが貯留タンク１２から供給される液体を一時貯留する貯留室となっている（以下、貯留室という）。また、この仕切りメッシュ１０は、所定の大きさ、例えば２〜３ｍｍの目開きを有し、樹脂性の糸、ステンレス金網或いはガラス繊維などで形成されている。また、仕切りメッシュ１０の目開き、すなわち仕切りメッシュ１０の孔の大きさを２〜３ｍｍにしたので、貯留タンク１２から供給される液体は、仕切りメッシュ１０を通過して貯留室６ｂに入ると、その液体はその表面張力によって仕切りメッシュ１０の目開きを塞ぎ、貯留タンク１２へ再び戻ることがなくなる。したがって、仕切りメッシュ１０は、逆止弁の働きするので、貯留室６ｂに貯留タンク１２から供給される液体を貯留させることができる。さらに、カバー体７には、超音波霧化ユニット３の電極端子に接続されるリード線を挿通させる挿通孔７ａが形成されている。
【００３６】
カバー体７は、先端に所定径の開口７1及び後端にヘッド本体６に嵌入できる大きさの開口７2を有するキャップ状をなし、樹脂成型体で形成されている。先端の開口７1は、噴射口となっている。
【００３７】
このヘッド本体６への超音波霧化ユニット３の装着は、まず、凹み穴６ａの奥へ環状パッキン９を挿入し、続いて、超音波霧化ユニット３及びコイルバネ８を順に挿入する。その後、先端にキャップ状のカバー体７を嵌入することによって、凹み穴６ａ内に超音波霧化ユニット３がコイルバネ８で弾性力によって固定される。
【００３８】
結合管１１は、一端にヘッド本体６の後端の外周囲に嵌入される大きさの開口１１1及び後端に貯留タンク１２の吐出部１２ｂが差込まれる差込口１１2を有し、内部が空洞の管体からなり、樹脂成型体で形成されている。なお、差込口１１2の直径は、例えば１０〜１２ｍｍに形成されている。
【００３９】
貯留タンク１２は、一端に吐出部１２ｂが設けられて内部に比較的大きな空間を有し他端が開口した、所定の直径（例えば１８〜２０ｍｍ）及び長さを有する筒状体と、開口を覆うキャップ１３とからなり、いずれも樹脂成型体で形成されている。吐出部１２ｂは、結合管１１の差込口１１2に差込まれる太さを有している。また、中心部には内部の空間に連通した貫通孔１２0が形成され、この貫通孔１２0の径は、液漏れがしない大きさ（例えば、直径４〜６ｍｍ）に形成されている。
【００４０】
以下、この超音波噴霧装置１の動作を説明する。
【００４１】
超音波霧化ユニット３を装着した噴霧ヘッド２に液体が貯留された貯留タンク１２を結合管１１を介して装着する。この装着により、タンク内の液体は貫通孔１２0及び仕切りメッシュ１０を通過して、貯留室６ｂに入り込む。仕切りメッシュ１０は、例えば２〜３ｍｍの目開きとなっているので、貯留室６ｂに入り込んだ液体は仕切りメッシュ１０で遮られて逆流することはない。なお、メッシュ１０と吐出部１２ｂとの間に若干の隙間を設けるのが好ましい。貯留室６ｂに入り込んだ液体は、超音波霧化ユニット３の振動板４に接触する。この状態で、超音波霧化ユニット３を構成する圧電振動子５に接続された各端子Ｐ1、Ｐ2に所定の電圧が印加されると、圧電振動子５により振動板４が振動して、液体が霧化されてカバー体７の噴射口７1から噴射される。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
この超音波噴霧装置は、噴射ヘッドと貯留タンクとが分離可能でしかも小型にコンパクト化されているので、各種の電気機器、例えばヘアードライヤなどに組み込んで利用することができる。勿論、従来技術に手動スプレー式のものに代えて、この超音波噴霧装置を組み込んで利用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は本発明の一実施形態に係る超音波噴霧装置を示し、図１Ａは超音波噴霧装置の外観斜視図、図１Ｂは図１ＡのＩＢ−ＩＢ線の断面図である。
【図２】図２は図１Ａの超音波噴霧装置の分解斜視図である。
【図３】図３Ａは圧電振動子の斜視図、図３Ｂは図３Ａ下方から見て振動板が見えるようにした平面図である。
【図４】図４は従来技術の超音波噴霧装置を示し、図４Ａは超音波噴霧装置の斜視図、図４Ｂは超音波噴霧装置の霧化動作を示す側面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１    超音波噴霧装置
２    噴霧ヘッド
３    超音波霧化ユニット
４    振動板
５    圧電振動子
６    ヘッド本体
６ａ  凹み穴
６ｂ  空洞、貯留室
６1  貫通孔
７    カバー体
８    バネ体
１０  仕切りメッシュ
１１  結合管
１２  貯留タンク
【図１】
2009274022.tif 000003
【図２】
2009274022.tif 000004
【図３】
2009274022.tif 000005
【図４】
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