JPH04126767U - 吸水型超音波霧化器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧電素子を締め付けるためにフランジ状凸部
を軸体に一体形成することで、吸水型超音波霧化器の防
水対策を容易とするとともに、組立容易で特性上のばら
つきを少なくする。 【構成】 液体吸い上げ用貫通穴２を形成した軸体１に
円板状圧電素子１５Ａ，１５Ｂを挿通し締め付け一体化
した構造を持ち、前記円板状圧電素子の一方の締め付け
面をなすフランジ状凸部３を前記軸体に一体に形成した
ことを特徴としている。

Description

【考案の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本考案は、吸入器を初めとした各種霧化装置として使用可能な吸水型超音波霧 化器に関する。

【従来の技術】

従来、水等を霧化する超音波霧化装置として、液体吸い上げ用貫通穴を形成し た軸体に円板状圧電素子を挿通し締め付け一体化してなる吸水型超音波霧化器を 使用することは本出願から実開昭６４−２８９８０号で開示されている。 図５は、従来の吸水型超音波霧化器の１例を示す。この図において、１０は金 属製軸体であり、中心部に液体吸い上げ用貫通穴１１を形成しかつ中間部の上下 に雄螺子部１２Ａ，１２Ｂを刻設したものである。該軸体１０に、金属製平ワッ シャ１３Ａ、電極板１４Ａ、中心部に貫通穴を持つ円板状圧電素子１５Ａ、電極 板１４Ｂ、中心部に貫通穴を持つ円板状圧電素子１５Ｂ、電極板１４Ｃ、平ワッ シャ１３Ｂの順で挿通し、それらの各部材を挟む如く軸体１０の両側よりナット １６Ａ，１６Ｂを前記雄螺子部１２Ａ，１２Ｂに螺合して締め付けることにより 、円板状圧電素子１５Ａ，１５Ｂ等は軸体１０に一体化される。すなわち、圧電 素子１５Ａ，１５Ｂと軸体１０との関係はボルト締め振動子とほぼ同様な構造と なっている。ここで、軸体１０は吸水機能のための吸水用ホーン部２１を下部に 持ち、軸体上部は霧化機能のための霧化用ホーン部２２となり、その上端面中心 に前記液体吸い上げ用貫通穴１１は開口している。なお、電極板１４Ａ，１４Ｂ ，１４Ｃ及び圧電素子１５Ａ，１５Ｂの内周部が軸体１０に直接接触して短絡し ないように円筒形絶縁スペーサ１７が軸体１０の中間部外周に配設されている。 また、両端の電極板１４Ａ，１４Ｃは相互に電気接続され、一端の電極板１４Ｃ と中間の電極板１４Ｂとにリード線１８がそれぞれ接続され、該リード線１８を 介して電気的に並列接続された圧電素子１５Ａ，１５Ｂに高周波電力が供給され るようになっている。

【考案が解決しようとする課題】

ところで、吸水型超音波霧化器の実際の使用に際しては、圧電素子部分の防水 のために図５の仮想線の如く防水ケース２５を配し、さらに防水ケース２５と平 ワッシャ１３Ａ，１３Ｂ間の間隙にＯリング２６を設けて水密にシールするが、 霧化動作中において霧化用ホーン部２２の上端から水等の液体粒子が落下したり 、軸体１０を伝わって流れ落ちる際に、液体が軸体１０側の雄螺子１２Ａとナッ ト１６Ａ間や、ナット１６Ａと平ワッシャ１３Ａ間に浸入する嫌いがあり、この 液体浸入の防止対策が面倒であった。また、円板状圧電素子１５Ａ，１５Ｂの締 め付けを上下両方から行うため、組立作業が面倒であって円板状圧電素子１５Ａ ，１５Ｂの締め付け位置及び締め付けトルクにばらつきが発生し易く、霧化特性 上のばらつきも大きくなる問題もあった。 本考案は、上記の点に鑑み、防水対策が容易で、部品点数が少なくて組立容易 であり、特性上のばらつきの少ない吸水型超音波霧化器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】

上記目的を達成するために、本考案は、液体吸い上げ用貫通穴を形成した軸体 に円板状圧電素子を挿通し締め付け一体化した吸水型超音波霧化器において、前 記円板状圧電素子の一方の締め付け面をなすフランジ状凸部を前記軸体に一体に 形成している。

【作用】

本考案の吸水型超音波霧化器においては、円板状圧電素子の一方の締め付け面 をなすフランジ状凸部を軸体に一体に形成してあるから、霧化動作時に軸体を伝 わって円板状圧電素子方向に進行する液体はフランジ状凸部で確実に阻止される ことになり、従来の場合の締め付け用ナットと軸体との間に液体が浸入する不都 合はなくなる。この結果、防水ケースやＯリング等を設けたりする防水対策も簡 単になる。また、円板状圧電素子の一方の締め付け面がフランジ状凸部で予め正 確に規定されるため、円板状圧電素子の軸体に対する位置は正確に定まり、また 締め付け部材による締め付けは一方のみでよいから締め付けトルクを一定に管理 することも容易となり、霧化特性上のばらつきを少なくすることができる。

【実施例】

以下、本考案に係る吸水型超音波霧化器の実施例を図面に従って説明する。 図１は本考案に係る吸水型超音波霧化器の実施例の全体構成を示し、図２は実 施例にて使用する軸体の構造を示す。これらの図において、金属製軸体１の中心 部には液体吸い上げ用貫通穴２が形成され、該金属製軸体１の外周における中間 部上側部分に円板状圧電素子１５Ａ，１５Ｂの一方の締め付け面をなす円形フラ ンジ状凸部３が一体に形成されるとともに中間部下側部分に雄螺子部４が形成さ れている。前記フランジ状凸部３の外形寸法は平ワッシャとナットとを一体化し たものと実質的に同じである。このような軸体１に対し、電極板１４Ａ、中心部 に貫通穴を持つ円板状圧電素子１５Ａ、電極板１４Ｂ、中心部に貫通穴を持つ円 板状圧電素子１５Ｂ、電極板１４Ｃの順で挿通し、円形フランジ付ナット５を雄 螺子部４に螺合して締め付けることにより、円板状圧電素子１５Ａ，１５Ｂは軸 体１に締め付け一体化される。そして、防水対策のために円板状圧電素子１５Ａ ，１５Ｂの周囲を囲むように上側ケース部６Ａ及び下側ケース部６Ｂとからなる 防水ケース６を被せ、フランジ状凸部３のフランジ部分上面及びフランジ付ナッ ト５のフランジ部分下面と防水ケース６との間隙にＯリング７をそれぞれ配置し て水密にシールする。なお、軸体１が吸水用ホーン部２１を下部に、霧化用ホー ン部２２を上部に持ち、円筒形絶縁スペーサ１７が軸体１の中間部外周に配設さ れていることや、円板状圧電素子１５Ａ，１５Ｂに対する高周波電力の供給は従 来の図５の場合と同様である。 上記実施例において、前記円形フランジ状凸部３とフランジ付ナット５のフラ ンジ外径は円板状圧電素子１５Ａ，１５Ｂの外径の１倍乃至１.３倍の範囲内と なっている（但し、フランジ厚みは外径の５〜１０％程度）。この範囲内であれ ば、図３に示すように約７０kＨz前後の基本共振周波数において、吸水型超音波 霧化器のインピーダンス特性及び位相特性ともにスプリアスのないきれいな曲線 を描き、基本共振周波数付近で安定駆動できることがわかる。これに反し、前記 円形フランジ状凸部３とフランジ付ナット５のフランジ外径が過大で円板状圧電 素子１５Ａ，１５Ｂの外径の１.５倍以上であると、それらフランジ部分の屈曲 振動等の影響で、図４の吸水型超音波霧化器のインピーダンス特性及び位相特性 に示すように約７０kＨz前後の基本共振周波数付近に多数のスプリアスが発生し て基本共振周波数付近で安定駆動するのが難しくなる。 上記実施例の吸水型超音波霧化器の吸水用ホーン部２１を水等の液体中に浸し 、円板状圧電素子１５Ａ，１５Ｂに高周波電力を印加して超音波振動を行わせれ ば、吸水用ホーン部２１の超音波振動により液体吸い上げ用貫通穴２を上昇した 液体は、霧化用ホーン部２２の上端面の超音波振動によって霧化され、霧化粒子 となって空気中に噴霧、放出される。霧化動作を継続していくうちに、霧化粒子 の凝集した液滴が軸体１を伝わって流れ落ちること等が発生するが、軸体１に一 体のフランジ状凸部３及Ｏリング７によって防水ケース６の内部（すなわち円板 状圧電素子１５Ａ，１５Ｂ側）への液体の浸入は確実に阻止される。

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の吸水型超音波霧化器によれば、円板状圧電素子 の一方の締め付け面をなすフランジ状凸部を軸体に一体に形成したので、霧化動 作時に軸体を伝わって円板状圧電素子方向に進行する液体はフランジ状凸部で確 実に阻止されることになり、従来の場合の締め付け用ナットやワッシャと軸体と の間に液体が浸入する不都合を解消でき、防水対策も簡単になる。また、円板状 圧電素子の一方の締め付け面がフランジ状凸部で予め正確に規定されるため、円 板状圧電素子の軸体に対する位置は正確に定まり、また締め付け部材による締め 付けは一方のみでよいから締め付けトルクを一定に管理することも容易となり、 霧化特性上のばらつきを少なくすることができる。さらに、部品点数を削減し、 組立作業を容易に実行できる。また、円板状圧電素子の超音波振動を受けるフラ ンジ状凸部が軸体に一体であるので、従来のワッシャやナットの螺合部分での超 音波の損失が無くなり、軸体の端部側のホーン部に効率的に超音波エネルギーを 伝達できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る吸水型超音波霧化器の実施例を示
す正断面図である。

【図２】実施例で用いる軸体の構造を示す正断面図であ
る。

【図３】実施例における円形フランジ状凸部及びフラン
ジ付ナットのフランジ部分の外径が適切な場合の吸水型
超音波霧化器のインピーダンス特性及び位相特性を示す
グラフである。

【図４】円形フランジ状凸部及びフランジ付ナットのフ
ランジ部分の外径が不適切な場合の吸水型超音波霧化器
のインピーダンス特性及び位相特性を示すグラフであ
る。

【図５】従来の吸水型超音波霧化器を示す正断面図であ
る。

【符号の説明】

１，１０ 軸体 ２，１１ 液体吸い上げ用貫通穴 ３ 円形フランジ状凸部 ４，１２Ａ，１２Ｂ 雄螺子部 ５ フランジ付ナット ６ 防水ケース ７，２６ Ｏリング １４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ 電極板 １５Ａ，１５Ｂ 円板状圧電素子

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体吸い上げ用貫通穴を形成した軸体に
   円板状圧電素子を挿通し締め付け一体化した吸水型超音
   波霧化器において、前記円板状圧電素子の一方の締め付
   け面をなすフランジ状凸部を前記軸体に一体に形成した
   ことを特徴とする吸水型超音波霧化器。
2. 【請求項２】 前記円板状圧電素子の他方の締め付け面
   をなすフランジ付ナットを前記軸体側の雄螺子に螺合さ
   せて締め付けた請求項１記載の吸水型超音波霧化器。