JP2013230429A - 超音波霧化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】噴霧液体の拡散性を高めることが可能な超音波霧化装置を提供する。
【解決手段】超音波霧化装置１は、薬液容器２０から薬液を吸液する吸液芯２２と、厚さ方向に貫通した多数の微細孔３６を有し、通電により超音波振動を生じる圧電振動子３１の振動によって、吸液芯２２を介して供給された薬液を霧化噴霧する振動板３２とを備え、振動板３２は、吸液芯２２を介して薬液が供給される、円錐台状の凸状部３７を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、水、薬液等の液体を超音波振動によって霧化する超音波霧化装置に関する。

有効成分を含有した薬液等の液体を室内又は屋外の空間に噴霧する手段として、超音波霧化装置が知られている。超音波霧化装置は、通電により超音波振動を生じる圧電振動子と、この圧電振動子に固着され、多数の微細孔を有する振動板とを有しており、微細孔に液体を供給し、圧電振動子の振動によって振動板に超音波振動を生じさせることで液体を霧化するように構成されている。

特許文献１の霧化装置は、液体を充填する加圧室と、加圧室に臨む複数個のノズルを設けたノズル板と、ノズル板を付勢し、たわみ振動を励起する電気的振動子とを備え、ノズル板に突起部を設け、その突起部に微細孔を設けている。微細孔は、液体が直接接するとともに、横方向（重力方向に対して垂直な方向）を向いている。これにより、特許文献１の霧化装置は、液体を横方向に噴霧する。

特許文献２の噴霧器は、液体を噴霧するための振動可能な膜と、膜を振動させる振動部とを備える。膜は、第１湾曲部と、第１湾曲部とは異なる曲率の第２湾曲部とを備え、振動部によって振動させられることで、膜に接する液体を噴霧する。特許文献２の噴霧器は、液体を下方（重力方向）に噴霧する。

特許文献３の超音波霧化装置は、圧電振動子と振動体とからなる複合体を駆動させることで圧電振動子を振動させ、その振動が振動体に伝播する。保液剤と接触する振動体の下面に供給される液体は、振動体の振動に伴い、振動体に形成された穴を通して霧化される。

特開昭５８−２１６７５３号公報（１９８３年１２月１６日公開） 米国特許第７４７２７０１号公報（２００９年 １月 ６日登録） 特開平 ６− ７７２１号公報（１９９４年 １月１８日公開）

しかしながら、特許文献１〜３の技術には次のような問題がある。

すなわち、特許文献１の霧化装置および特許文献２の噴霧器は、液体が振動板に直接接するため、仮に噴霧口を上向きにすると、液体は、残存量が減少するほどに振動板から離れ、装置外部に噴霧されなくなる。また、液体の残存量が減少すると、振動板と液体面との間に気泡が溜まり、装置外部に液体が噴霧されなくなる。

さらに、特許文献１の霧化装置は、噴霧口が横向きであるため、残存量が減少するほどに液面が低下する。したがって、特許文献１の噴霧装置では、液面がノズルよりも下位になると装置の外部に液体が噴霧されなくなる。

さらに、特許文献２の噴霧器は、液体を下方に向かって噴霧するため、液体を全量噴霧させることは可能であるものの、液重量によって振動板に負荷がかかるため、振動板の劣化が早まるという問題がある。

このように、特許文献１の霧化装置および特許文献２の噴霧器はいずれも、液体を安定的かつ持続的に装置の外部に噴霧することがそもそも困難である。

特許文献３の超音波霧化装置は、保液剤に浸透させた液体を、保液剤と接触する振動体を介して上向き（重力と反対方向）に噴霧する。しかしながら、特許文献３の超音波霧化装置は、振動体の中央部が湾曲していることから、十分な噴霧高さを得ることが困難である。このため、噴霧される液体の拡散性を十分に得ることができないため、液体を噴霧することで得られる効果（殺菌、殺虫など）を広範囲に行き渡らせることが困難である。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、噴霧する液体の拡散性を高めることが可能な超音波霧化装置を提供することにある。

本発明に係る超音波霧化装置は、上記の課題を解決するために、液体を霧化噴霧する超音波霧化装置であって、液体貯留容器から液体を吸液する吸液芯と、厚さ方向に貫通した多数の微細孔を有し、通電により超音波振動を生じる圧電振動子の振動によって上記液体を霧化噴霧する振動板とを備え、上記振動板は、上記吸液芯を介して上記液体が供給される、錐台状の凸状部を有することを特徴としている。

上記の構成によれば、本発明に係る超音波霧化装置は、液体貯留容器から液体を吸液する吸液芯を備えている。そのため、吸液芯の一端を液体貯留容器内の液体に浸漬させ、吸液芯の他端を上向き（重力と反対方向）に方向付けすることで、振動板の振動によって液体を上向きに霧化噴霧することを可能とする。

そして、本発明に係る超音波霧化装置では、振動板が、吸液芯を介して液体が供給される錐台状の凸状部を有する。これにより、本発明に係る超音波霧化装置は、従来のドーム型等の振動板を用いた液体噴霧と比べて、液体の噴霧高さを高くすることができる。したがって、本発明に係る超音波霧化装置は、自装置周辺への液体の拡散性を高めることができ、例えば液体が殺虫剤である場合などに、殺虫効果を広範囲に行き渡らせることができる。

さらに、本発明に係る超音波霧化装置は、振動板が錐台状の凸状部を有することで、従来の振動板よりも耐久性を高めることができる。したがって、本発明に係る超音波霧化装置は、振動板の交換という手間、および交換費用など、ユーザへの負担を軽減することができる。

また、本発明に係る超音波霧化装置では、上記振動板は、上記微細孔が上記凸状部の上底にのみ形成されている構成であってもよい。

上記の構成によれば、本発明に係る超音波霧化装置は、さらに、液体の噴霧高さを高くし、かつ、振動板の耐久性を高めることができる。

また、本発明に係る超音波霧化装置では、上記振動板は、当該振動板の全体に上記微細孔が形成されている構成であってもよい。

上記の構成によれば、本発明に係る超音波霧化装置は、ドーム型等の振動板を用いる従来の超音波霧化装置よりも、液体の噴霧高さを上げることができ、かつ、振動板の耐久性を高めることができる。

また、本発明に係る超音波霧化装置では、上記振動板は、上記凸状部が円錐台状であってもよい。

また、本発明に係る超音波霧化装置では、上記振動板は、上記凸状部が角錐台状であってもよい。

本発明に係る超音波霧化装置では、上記振動板は、上記凸状部が円錐台状または角錐台状であってもよい。

したがって、装置ごとに、装置のレイアウトや吸液芯の形状に適合するように、振動板の凸状部の形状を円錐台状または角錐台状に変更することができ、装置設計を柔軟に変更することができる。

また、本発明に係る超音波霧化装置は、上記液体貯留容器は、上記超音波霧化装置に着脱自在に収容され、上記吸液芯が吸液した上記液体を上記振動板に供給する吸収体を備え、上記吸収体は、上記液体貯留容器が上記超音波霧化装置に着脱されるときに、上記液体貯留容器とともに上記超音波霧化装置に着脱される構成であってもよい。

上記の構成によれば、超音波霧化装置から液体貯留容器を取り出すとき、吸収体は、液体貯留容器とともに装置の外部に取り出されるため、超音波霧化装置側に残ることはない。このため、液体貯留容器中に液体がなくなり吸収体が乾燥したとき、液体貯留容器を交換する際には吸収体ごと交換されるため、超音波霧化装置を再稼動したときに吸収体に由来する繊維等によって振動板の微細孔が閉塞することを抑制できる。この効果は、特に、振動板が装置本体側に固定されているときに発揮される。

これにより、本発明に係る超音波霧化装置は、上記閉塞が理由で、液体の噴霧量を不安定にさせることも、また、高いコストを要する振動板の交換をユーザに強いることも軽減される。

このように、本発明に係る超音波霧化装置は、上記の構成を備えることで、コスト面においてユーザ負担を軽減することができ、かつ、振動板の微細孔を閉塞させることを抑制することで、超音波霧化装置の噴霧安定性を向上させることができる。

本発明に係る超音波霧化装置は、上記の課題を解決するために、液体を霧化噴霧する超音波霧化装置であって、霧化すべき液体を吸液する吸液芯と、平面視リング状であって、通電により径方向に超音波振動を生じる圧電振動子と、この圧電振動子の中央開口を塞ぐように上記圧電振動子に固着された振動板とを備え、上記振動板は、上記圧電振動子の中央開口の中心と中心が略一致し、噴霧方向に突出した円錐台状の凸状部を有するとともに、少なくとも上記凸状部の上底には、厚さ方向に貫通した多数の微細孔を有し、
上記吸液芯を介して上記振動板に上記液体を供給することを特徴としている。

上記の構成によれば、本発明に係る超音波霧化装置は、振動板が、吸液芯を介して液体が供給される円錐台状の凸状部を有する。これにより、本発明に係る超音波霧化装置は、従来のドーム型等の振動板を用いた液体噴霧と比べて、液体の噴霧高さを高くすることができる。したがって、本発明に係る超音波霧化装置は、自装置周辺への液体の拡散性を高めることができ、例えば液体が殺虫剤である場合などに、殺虫効果を広範囲に行き渡らせることができる。

さらに、本発明に係る超音波霧化装置は、振動板が円錐台状の凸状部を有することで、従来の振動板よりも耐久性を高めることができる。したがって、本発明に係る超音波霧化装置は、振動板の交換という手間、および交換費用など、ユーザへの負担を軽減することができる。

また、本発明に係る超音波霧化装置は、上記凸状部の立ち上がり部は、上記圧電振動子の内周面直近に設けられている構成であってもよい。

本発明に係る超音波霧化装置は、以上のように、液体貯留容器から液体を吸液する吸液芯と、厚さ方向に貫通した多数の微細孔を有し、通電により超音波振動を生じる圧電振動子の振動によって上記液体を霧化噴霧する振動板とを備え、上記振動板は、上記吸液芯を介して上記液体が供給される、錐台状の凸状部を有する構成である。

また、本発明に係る超音波霧化装置は、以上のように、霧化すべき液体を吸液する吸液芯と、平面視リング状であって、通電により径方向に超音波振動を生じる圧電振動子と、この圧電振動子の中央開口を塞ぐように上記圧電振動子に固着された振動板とを備え、上記振動板は、上記圧電振動子の中央開口の中心と略中心が一致し、噴霧方向に突出した円錐台状の凸状部を有するとともに、少なくとも上記凸状部の上底には、厚さ方向に貫通した多数の微細孔を有し、上記吸液芯を介して上記振動板に上記液体を供給する構成である。

それゆえ、本発明に係る超音波霧化装置は、噴霧液体の拡散性を高めることができる。

本実施の形態に係る振動板の概略図であり、（ａ）は上面図を、（ｂ）は断面図を示す。 本実施の形態に係る超音波霧化装置の概略図である。 本実施の形態に係る超音波霧化装置の霧化部の拡大図である。 本実施の形態にかかる超音波霧化装置の変形例である。 本実施の形態に係る他の振動板の概略図であり、（ａ）は上面図を、（ｂ）は断面図を示す。 本実施の形態に係るさらに他の振動板の概略図であり、（ａ）は上面図を、（ｂ）は断面図を示す。 本実施の形態に係る超音波霧化装置の他の霧化部の拡大図である。

まず、本実施の形態に係る超音波霧化装置１について図２等を参照しながら説明する。図２は、超音波霧化装置１の概略図である。図３は、超音波霧化装置１の霧化部３０の拡大図である。
（超音波霧化装置１について）
超音波霧化装置１は、水や薬液等の液体を超音波振動によって霧化する装置であって、霧化部３０を有する装置本体１０と、装置本体１０に収容される薬液容器（液体貯留容器）２０とを備える。なお、以下の説明では、液体は、水または殺虫剤、殺菌剤、香料等の薬液であるものとして説明する。

（装置本体１０）
装置本体１０は、薬液容器２０を収容するとともに、霧化部３０を備える。薬液容器２０は、装置本体１０に着脱自在に収容されてよい。霧化部３０は、図３に示すように、通電によって超音波振動を生じる圧電振動子３１と、圧電振動子３１の振動によって薬液を霧化する振動板３２と、圧電振動子３１の上面及び振動板３２の下面にそれぞれに添わせた円環状の弾性部材としての一対の弾性リング３３と、この一対の弾性リング３３を介して圧電振動子３１及び振動板３２を弾性的に挟み込んで保持するケーシング３４とを備える。

圧電振動子３１は、中央部に開口部３５が形成された円形薄板状の圧電セラミックスによって構成されている。この圧電振動子３１は、厚さ方向に分極されており、両面に形成された電極（図示せず）に高周波電圧を印加することにより、径方向への超音波振動を生じる。圧電振動子３１は、例えば、厚さが０．１ｍｍ〜４．０ｍｍ、外径が６ｍｍ〜６０ｍｍであり、発振周波数が３０ｋＨｚ〜５００ｋＨｚである圧電振動子であればよい。

振動板３２は、例えばニッケル、ニッケル合金、又は鉄合金からなる円形の薄板である。振動板３２は、圧電振動子３１の開口部３５を覆った状態で、図２において圧電振動子３１の下面に対して圧電振動子３１と同心に接合（固着）されている。この振動板３２は、例えば、厚さが０．０２ｍｍ〜２．０ｍｍ、外径が６ｍｍ〜６０ｍｍである。振動板３２の外径は、圧電振動子３１の開口部３５の内径寸法より大きくなるように、圧電振動子３１の大きさに応じて適宜選択される。

振動板３２における圧電振動子３１の開口部３５に臨む部分には、厚さ方向に貫通した多数の微細孔３６が形成されている。微細孔３６の孔径は、直径３μｍ〜１５０μｍであるのが好ましい。振動板については、図１等を参照して後述する。

なお、図２、図３、および後述の図４では、振動板３２の凸状部３７の上底にのみ微細孔３６が形成されている。しかしながら、本実施の形態に係る振動板は、振動板の全面に微細孔３６が形成されていてもよい。

超音波霧化装置１では、吸液芯２２（後述）を介して微細孔３６に薬液が供給され、通電により圧電振動子３１が超音波振動を生じ、その圧電振動子の振動によって振動板３２に生じた超音波振動により薬液が霧化される。

弾性リング３３は一対設けられている。かかる一対の弾性リング３３は、ケーシング３４と圧電振動子３１の上面との間、及びケーシング３４と振動板３２の下面との間で弾性変形した状態で、それぞれ圧電振動子３１及び振動板３２と同心状に、上記上面及び下面に対して接触している。

この弾性リング３３としては、線径０．５ｍｍ〜３ｍｍのＯリングが好適に用いられる。また、弾性リング３３の硬さは２０ＩＲＨＤ〜９０ＩＲＨＤであるのが好ましい。これにより、圧電振動子３１及び振動板３２を適度な弾力で保持して、圧電振動子３１の振動を拘束することなく、圧電振動子３１をケーシング３４内の所定位置に保持することができる。このため、薬液をより安定的に霧化させることができる。

なお、圧電振動子３１の上面に接触させた弾性リング３３と、振動板３２の下面に接触させた弾性リング３３とは、平均径[（内径＋外径）／２]、線径、硬さ等が同一のものが好ましく、特に平均径については同じものがよい。

弾性リング３３の素材としては、ニトリルゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、アクリルゴム、水素化ニトリルゴム等が挙げられる。

弾性リング３３は、上記Ｏリングに代えて、断面形状が楕円、四角形、三角形あるいは菱形等のリングであってもよく、また、Ｄ字型、Ｘ字型、Ｔ字型等のリングであってもよい。また、この弾性リング３３は、周方向に完全につながって連続している必要はなく、周方向に一箇所切れ目が入っていてもよく、周方向に数箇所間欠的に切れ目が入っていてもよい。

また、円形薄板状の振動板３２が圧電振動子３１の開口部３５を完全に覆うものを例示したが、矩形薄板状の振動板を用い、この振動板を圧電振動子３１の開口部３５を跨ぐように掛け渡し、振動板の両端部を圧電振動子３１の一方の面に固着するようにしてもよい。

なお、霧化部３０は、上記の構造のものの他に、公知のピエゾ噴霧部を用いてもよく、適宜選択されうる。

（薬液容器２０）
薬液容器２０は、容器本体２１と、吸液芯２２とを備え、装置本体１０に着脱自在に収容される。

容器本体２１は、例えば、上部に開口部２４を有する有底円筒状の容器から構成されている。容器本体２１には薬液が入れられている。容器本体２１の素材としては、ガラスや合成樹脂等が挙げられる。

吸液芯２２は、例えば不織布からなる直径が２ｍｍ〜６ｍｍの円柱状のものである。吸液芯２２の下部側は、容器本体２１内の薬液に浸漬されており、薬液を毛細管現象によって吸液芯２２の上部側に供給することができる。

吸液芯２２は、円柱状のみならず、角柱状であってもよく、その形状は任意である。また、吸液芯２２の太さは、圧電振動子３１の開口部３５、もしくは、振動板３２の凸状部３７の内部に挿入できる太さであればよい。

吸液芯２２の材質としては、連通孔を有する多孔質体、連続気泡を有する樹脂体又は樹脂繊維の集合体が好ましいものとして例示できる。具体的には、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリビニルホルマール、ポリスチレン等からなる連続気泡を有する樹脂体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン等の樹脂微粒子を主成分として打錠焼結させた多孔質体、ポリフッ化エチレン等からなる多孔質体、ポリエステル、ポリプロピレン、ナイロン、アクリル、レーヨン、ウール等からなるフェルト部材、あるいはポリオレフィン繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維、アクリル繊維、ビニロン繊維、ポリフラール繊維、アラミド繊維等からなる不織布等の樹脂繊維の集合体、セラミック等の無機粉体を主成分として打錠焼結した多孔質の無機粉焼結体が例示できるが、何らこれらに限定されるものではない。また、これらに界面活性剤を処理したものでもよい。

装置本体１０への薬液容器２０の収容方式は、薬液容器２０が装置本体１０内に着脱自在に収容され、装置本体１０内に薬液容器２０を収容した状態で吸液芯２２と振動板３２の凸状部３７（後述）とが近接または接触するような方式であれば特に限定されない。例えば、薬液容器２０を横方向から水平に移行させて嵌合させる方式や薬液容器２０を横方向からわずかな回転角度をともなって嵌合させる方式などがある。

また、振動板３２への薬液の供給は、次のように行われてもよく、このことを図４により説明する。図４は、本実施の形態にかかる超音波霧化装置の変形例である。なお、図２等を用いて説明した事項については、その説明を省略する。

図４に示すように、薬液容器２０は、容器本体２１と、吸液芯２２と、吸収体２３とを備え、装置本体１０に着脱自在に収容される。

吸液芯２２は、例えば不織布からなる直径が２ｍｍ〜６ｍｍの円柱状のものである。吸液芯２２の下部側は、容器本体２１内の薬液に浸漬されており、薬液を毛細管現象によって吸液芯２２の上部側に供給することができる。その吸液芯２２の上部側には吸収体２３が付設されている。

吸収体２３は、吸液芯２２の上部側において吸液芯２２と一体に設けられている。つまり、吸収体２３は、薬液容器２０が超音波霧化装置１に着脱されるときに、薬液容器２０とともに超音波霧化装置１に着脱される。吸収体２３は、振動板３２の凸状部３７に近接又は接触しており、その凸状部３７に、吸液芯２２が吸液した薬液を供給する。吸収体２３の材質は、吸液芯２２と同様の材質を用いることができる。

なお、本実施の形態では、「一体」は、同一の構造のようになっていること、あるいは、一つにまとまっている状態を含む表現として用いる。

吸液芯２２および吸収体２３は、容器本体２１に固定され、かつ、薬液容器２０（または、容器本体２１）から着脱可能に取り付けられる。

上記の構成によれば、超音波霧化装置１から薬液容器２０を取り出すとき、吸収体２３は、薬液容器２０とともに超音波霧化装置１の外部に取り出され、超音波霧化装置１側には残らない。このため、薬液容器２０中に液体がなくなり吸収体２３が乾燥したとき、薬液容器２０を交換する際には吸収体２３ごと交換されるため、超音波霧化装置１を再稼動したときに吸収体２３に由来する繊維等によって振動板３２の微細孔が閉塞することを抑制できる。この効果は、特に、振動板３２が超音波霧化装置１側に固定されているときに発揮される。

これにより、超音波霧化装置１は、上記閉塞が理由で、液体の噴霧量を不安定にさせることも、また、高いコストを要する振動板の交換をユーザに強いることも少なくなる。

但し、吸液芯２２および／または吸収体２３は、超音波霧化装置１側に固定される構造で実現されてもよい。

（振動板について）
次に、振動板３２の詳細を図１により説明する。図１は、振動板３２の概略図であり、図１（ａ）は上面図を、図１（ｂ）は断面図を示す。

上述したように、振動板３２は、例えばニッケルからなる円形の薄板からなり、圧電振動子３１の下面に対して圧電振動子３１と同心に接合（固着）されている。さらに、振動板３２は円錐台状の凸状部３７を有し、その凸状部３７は、その円錐台の中心が圧電振動子３１に略同心に形成されている。そして、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、凸状部３７の上底にのみ、複数の微細孔３６が形成されている。

次に、本実施の形態に係る振動板の変形例を図５に示す。図５は、振動板４０の概略図であり、図５（ａ）は上面図を、図５（ｂ）は断面図を示す。

振動板４０は、振動板３２と次の点で相違する。つまり、振動板３２は、振動板３２の凸状部３７の上底にのみ微細孔３６が形成されているのに対して、振動板４０では、振動板４０の全体に微細孔３６が形成されている。そして、本実施の形態では、振動板３２に加え、振動板４０を用いることもできる。

なお、振動板３２および振動板４０による効果は、後述の効果確認試験で説明する。

次に、本実施の形態に係る振動板の変形例を図６に示す。図６は、振動板４５の概略図であり、図６（ａ）は上面図を、図６（ｂ）は断面図を示す。

振動板４５は、振動板３２と次の点で相違する。つまり、振動板３２は、その凸状部３７が円錐台状であるのに対して、振動板４５では、凸状部３７は、８角錐台状で形成されている。そして、本実施の形態では、振動板３２等に加え、振動板４５を用いることもできる。

ここで、図６では、振動板４５の凸状部３７の上底にのみ形成されている。しかしながら、振動板４５は、上記構成のほかに、上底に加え、凸状部３７の側面部、または当該側面部を含む振動板４５の全体に複数の微細孔３６が形成されていてよい。さらに、上記の説明では、振動板４５は８角錐台状であるものとして説明した。しかしながら、振動板４５は、４角錐台、１６角錐台等のｎ角錐台状で形成されていてもよい。

ここで、振動板３２、振動板４０、および振動板４５は、薬液の噴霧方向の断面がいずれも台形であり、また、薬液の噴霧口となる面が平面である点が共通である。ただし、錐台状の振動板３２、振動板４０、および振動板４５の上底および側面は、正確に平らな形状でなくとも、多少の曲率を有する面で形成されていてもよい。

また、図３に示す霧化部３０においては、振動板３２に形成された円錐台状の凸状部３７の立ち上がり部が中心方向に寄ったものを例示したが、例えば、図７に示すように、円錐台状の凸状部３７の立ち上がり部が圧電振動子３１の内周面の直近に設けられた振動板５０が用いられてもよい。

（効果確認試験）
次に、以下の実施例により本実施の形態に係る超音波霧化噴霧装置をさらに詳しく説明する。ただし、本実施の形態に係る超音波霧化噴霧装置は、これらに限定されるものではない。

（超音波霧化装置の作製）
以下の仕様の超音波霧化装置を作製した。
（１）圧電振動子３１：外径１５ｍｍ、内径５ｍｍ、厚さ０．４ｍｍの圧電セラミックス
（２）印加電圧：３０Ｖｐ−ｐ
（３）圧電振動子３１（超音波励振機）の周波数：１１０ｋＨｚ
（実施例）
実施例として、ニッケルからなる振動板３２および振動板４０を用いた。振動板３２は上底にのみ微細孔３６が形成されており、振動板４０は振動板の全体に微細孔３６が形成されている。振動板３２および４０は、微細孔直径が６．０μｍのものを使用し、振動板３２および４０の寸法は、凸状部上底直径２．５ｍｍ、凸状部下底直径５．０ｍｍ、凸状部高さ０．２ｍｍのものを使用した。なお、本試験に用いられる薬液はエタノール（粘度１．１７ｍＰａ・ｓ（２０℃））である。これは、以下の比較例においても同様である。

（比較例）
比較例として、ニッケルからなるドーム状の振動板Ａおよび振動板Ｂを用いた。ここで、ドーム状とは、凸状部が薬液の噴霧方向へＲ状に膨出した形状をいう。ここで、振動板Ａは、ドームを形成する表面にのみ微細孔が形成されている。また、振動板Ｂは、振動板Ｂの全体に微細孔が形成されている。振動板ＡおよびＢは、微細孔直径が６μｍのものを使用し、振動板ＡおよびＢの寸法は、凸状部の基端部の直径３ｍｍ、凸状部高さ０．２ｍｍのものを使用した。

上記の条件のもと、実施例および比較例において薬液を噴霧し、噴霧口から観測できるミストの最高到達点までの高さを目視にて測定した。なお、測定値は１０回の測定結果の平均を採用した。

その結果、（実施例）におけるミストの最高到達点は、振動板３２では４１．３ｃｍ、振動板４０では３３．１ｃｍであった。一方、（比較例）におけるミストの最高到達点は、振動板Ａでは２４．３ｃｍ、振動板Ｂでは２３．８ｃｍであった。

つまり、ミストの最高到達点は、実施例にかかる円錐台状タイプの振動板３２および振動板４０の方が、比較例におけるドーム状の振動板Ａおよび振動板Ｂよりも高いことが示された。数値で比較すると、振動板３２は振動板Ａおよび振動板Ｂの約１．７倍、振動板４０は振動板Ａおよび振動板Ｂの約１．４倍の薬液噴霧高さを実現できることが示された。

このことから、上記の実施例は、比較例に比べて、噴霧高さを高めることで薬液の拡散性を改善することが可能になること、その結果、薬液の効果（加湿効果、芳香効果、殺虫殺菌効果等）が広範囲に行き渡り、即効性を出すことができることが実証された。したがって、上記の実施例は、即効性が要求される殺虫剤等の目的に使用される場合に特に有効である。

さらに、本願発明者らは、本実施例によって、振動板の耐久性が高まることを見出した。

以下、具体的に説明する。上記の（実施例）および（比較例）で用いた振動板を用い、かつ、装置の駆動条件を、２秒ＯＮ−８秒ＯＦＦ、２０時間連続で空駆動したときの、振動板の劣化率をそれぞれ比較した。ここで、振動板の劣化とは、試験前後で噴霧量が５０％以上低下した場合をいう。

この試験の結果、実施例において、振動板３２は、９回の実験において劣化したものは０であった。つまり、劣化率は０％であった。また、振動板４０は、９回の実験において劣化したものは２であった。つまり、劣化率は２／９＝２２％であった。

一方、比較例において、振動板Ａおよび振動板Ｂともに、５回の実験において劣化したものは３であった。つまり、劣化率は、いずれも６０％であった。

この結果より、振動板の劣化率は、本実施例に係る円錐台状の振動板が、比較例に係るドーム状の振動板よりも低いことが示された。特に、上底にのみ微細孔３６が形成された振動板３２は劣化率が０％であるのに対して、比較例では劣化率が６０％であったことから、振動板３２の耐久性の高さが際立っている。

振動板３２の円錐台状の凸状部３７や振動板Ａ（Ｂ）のドーム部は、いずれも微細孔が形成された平板状の振動版にプレス加工を施すことで形成される。振動板Ａ（Ｂ）は、ドーム部全体、特にドーム部の頂部にプレス時の加工ひずみが大きく発生する。これに対して、振動板３２（４０）の円錐台状の凸状部３７では、上底にはプレス時の加工ひずみは殆ど発生しないため、円錐台状の凸状部３７の上底よりもドーム部の頂部の方が、駆動時の振動により亀裂が発生し易く、振動板の劣化率が高くなるものと考えられる。

薬液容器を設置していない状態でユーザが気付かない内に電源をＯＮにしてしまうことや、装置使用時に薬液がなくなる（薬液容器が空になる）ことは十分にありえることであり、そのときに振動板の劣化を抑制することができれば、装置の寿命を伸ばすことができる。つまり、装置の耐久性を高めることで、コスト面においてもユーザ負担を軽減することが可能になる。

このように、実施例にかかる振動板は、比較例にかかる振動板よりも、ミストの最高到達点を高くすることができ、これにより、薬液の拡散性を高めることができる。そして、薬液の効果（加湿効果、芳香効果、殺虫殺菌効果等）が広範囲に行き渡ることで、高い即効性が期待できる。

加えて、実施例に係る振動板は、比較例に係る振動板よりも、振動板の劣化率を著しく低下させることができる。これにより、同一の材料を使用するのであれば、実施例に係る振動板を用いることで装置寿命を延ばすことができ、装置の交換頻度を低下させて、コスト面でのユーザ負担を軽減することができる。

以上、本実施の形態に係る超音波霧化装置の種々の形態を説明した。これらの形態は、本実施の形態の一例を示すものであって、ここで説明した形態を組み合わせることも当然に可能である。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、加湿、芳香、差中殺菌のために用いられる超音波霧化装置に好適に適用される。

１ 超音波霧化装置
１０ 本体
２０ 薬液容器（液体貯留容器）
２１ 容器本体
２２ 吸液芯
２３ 吸収体
２４ 開口部
３０ 霧化部
３１ 圧電振動子
３２、４０、４５、５０ 振動板
３３ 弾性リング
３４ ケーシング
３５ 開口部
３６ 微細孔
３７ 凸状部

Claims (8)

1. 液体を霧化噴霧する超音波霧化装置であって、
   液体貯留容器から液体を吸液する吸液芯と、
   厚さ方向に貫通した多数の微細孔を有し、通電により超音波振動を生じる圧電振動子の振動によって上記液体を霧化噴霧する振動板とを備え、
   上記振動板は、上記吸液芯を介して上記液体が供給される、錐台状の凸状部を有することを特徴とする超音波霧化装置。
2. 上記振動板は、上記微細孔が上記凸状部の上底にのみ形成されていることを特徴とする請求項１に記載の超音波霧化装置。
3. 上記振動板は、当該振動板の全体に上記微細孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の超音波霧化装置。
4. 上記振動板は、上記凸状部が円錐台状であることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の超音波霧化装置。
5. 上記振動板は、上記凸状部が角錐台状であることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の超音波霧化装置。
6. 上記液体貯留容器は、上記超音波霧化装置に着脱自在に収容され、
   上記吸液芯が吸液した上記液体を上記振動板に供給する吸収体を備え、
   上記吸収体は、上記液体貯留容器が上記超音波霧化装置に着脱されるときに、上記液体貯留容器とともに上記超音波霧化装置に着脱されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の超音波霧化装置。
7. 液体を霧化噴霧する超音波霧化装置であって、
   霧化すべき液体を吸液する吸液芯と、
   平面視リング状であって、通電により径方向に超音波振動を生じる圧電振動子と、
   この圧電振動子の中央開口を塞ぐように上記圧電振動子に固着された振動板とを備え、
   上記振動板は、上記圧電振動子の中央開口の中心と中心が略一致し、噴霧方向に突出した円錐台状の凸状部を有するとともに、少なくとも上記凸状部の上底には、厚さ方向に貫通した多数の微細孔を有し、
   上記吸液芯を介して上記振動板に上記液体を供給することを特徴とする超音波霧化装置。
8. 上記凸状部の立ち上がり部は、上記圧電振動子の内周面直近に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の超音波霧化装置。

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