JPH0593573U - 超音波式霧化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 振動損失、疲れ強度等について所望の特性を
満足するとともに、加工性がよくコストも低いホーンを
備えた、量産に敵した超音波式霧化装置を提供する。 【構成】 振動子１と、振動子１に連結され振動子１の
振動を拡大して出力するホーン４とを備え、ホーン４の
出力部に供給された液体を霧化する超音波式霧化装置に
おいて、ホーン４の材料をアルミニウム又はアルミニウ
ム合金とし、その表面に防錆処理を施した超音波式霧化
装置。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ホーンの高周波振動により液体を霧化する超音波式霧化装置に関し 、とくにそのホーンの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

例えば、消毒用の液剤を霧化して手指に散布する消毒装置等に使用される超音 波式霧化装置が知られている（例えば特開平３−２１７２６５号公報）。この種 の超音波式霧化装置では、高周波信号を印加することによって振動を発生する振 動子にホーンが連結され、ホーンによって振幅が拡大され、そのホーンの出力振 動によって供給液体が霧化される。

【０００３】 従来、上記のような超音波式霧化装置におけるホーン用材料としては、チタン やステンレスが一般的に使用されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、チタンは、ホーン用材料として、振動損失が少ない、疲れ強度が高い 等の優れた特性を備えている反面、材料自体のコストが高い、加工性が悪い等の 欠点があり、量産用製品には不向きである。一方ステンレスは、疲れ強度は比較 的高くコストも量産向きであるが、振動損失が大きく大振幅を必要とする機器、 例えば前述の消毒装置等には望ましくない。

【０００５】 本考案は、このような問題点、とくにホーンの材質に伴う問題点に着目し、振 動損失、疲れ強度等について所望の特性を満足するとともに、加工性が良くコス トも低いホーンを備えた、量産に適した超音波式霧化装置を提供することを目的 とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】 この目的に沿う本考案の超音波式霧化装置は、高周波信号を印加することによ って振動を発生する振動子と、該振動子に一端が連結され他端から振動子で発生 した振動の振幅を拡大して振動を出力するホーンとを備え、該ホーンの出力部に 供給された液体をホーンの出力振動によって霧化する超音波式霧化装置において 、ホーンの材料をアルミニウム又はアルミニウム合金として、その表面に防錆処 理を施したものから成る。

【０００７】 防錆処理には、各種公知の方法、例えば塗装を適用することができる。

【０００８】

【作用】

このような超音波式霧化装置においては、ホーンの材料として、従来とは異な りアルミニウム又はアルミニウム合金が使用される。アルミニウム又はアルミニ ウム合金は、チタンと同程度に振動損失が小さく、かつ材料費はチタンに比べは るかに安価である。しかも加工が容易で、加工速度、加工精度ともに上げること が可能である。

【０００９】 しかしアルミニウム又はアルミニウム合金からなるホーンをそのまま使用した 場合、アルミニウム又はアルミニウム合金はチタンやステンレスよりも疲れ強度 に劣るため、長期間使用中に強度的に問題を生じるおそれがある。本考案では、 表面に防錆処理が施されるので、応力腐食割れ等が防止され、ホーンの耐久性が 大幅に向上される。その結果、ホーンの寿命についても実用上問題がなくなる。

【００１０】

【実施例】

以下に、本考案の望ましい実施例を図面を参照して説明する。 図１は、本考案の一実施例に係る超音波式霧化装置を示している。図において 、１は、高周波信号を印加することによって振動が発生する、例えばランジュバ ン型の振動子を示している。振動子１には、振動子１に所定の高周波振動を生じ させるため高周波信号を発する発振回路２が接続されている。発振回路２は、家 庭用交流電源等からなる電源３より供給される電力によって駆動されるようにな っている。

【００１１】 振動子１には、ホーン４が機械的に連結されている。ホーン４は、上端部が振 動子１と同径に、上端部に続く部分が小径に、小径部に続く部分は小径部よりも 大径に、該大径部に続く部分は再び小径に形成されており、この小径部が下端ま で延びている。ホーン４の下端部は、略円錐状の振動出力部４ａに形成されてい る。ホーン４の上端部が振動子１に連結され、ホーン４に伝達された振動の振幅 が拡大（増幅）されて、振動出力部４ａからホーン４の出力振動として出力され るようになっている。

【００１２】 ホーンの振動出力部４ａに向けて、霧化されるべき液体が吐出パイプ５を通し て供給される。該液体は、タンク６に貯留され、吸入パイプ７を介してポンプ８ により、吸入され、ポンプ８から吐出されてパイプ５を介して振動出力部４ａに 供給されるようになっている。

【００１３】 ９は制御装置を示しており、制御装置９は、メインスイッチによって電源が投 入され、発振回路２、ポンプ８に必要な駆動信号を送る。この駆動信号発信のタ イミングは、超音波式霧化装置の用途に応じて決めればよい。例えば用途に応じ て、霧化液体を供給する必要が生じたことを検出するセンサ１１を設け、センサ １１の信号に基づいて制御装置９をコントロールするようにすればよい。

【００１４】 ホーン４の材料は、アルミニウム又はアルミニウム合金とされる。そして、そ の表面に、防錆処理が施されている。防錆処理は、公知の各種方法によって施す ことが可能である。本実施例では、塗装によって防錆処理が施されており、振動 子１との接合部を除く全面に、防錆処理としてカチオン電着塗装が施されている 。

【００１５】 上記の如き超音波式霧化装置は、液体の霧化が要求される各種用途に使用でき る。例えば、消毒用の液剤を霧化して手指に散布する消毒装置に適用できる。そ の一例を図２に示す。

【００１６】 図２において、２１は、消毒装置本体の外殻を形成するケーシングを示してお り、ケーシング２１の前面に手指２２を挿入する開口部２１ａが形成されている 。ケーシング２１内上部に、振動子１およびホーン４が取り付けられ、液留ホル ダ２３内に供給された液剤が、ホーン４の振動出力部４ａによって霧化され、霧 化された液剤２４が手指２２に向けて散布されるようになっている。

【００１７】 液剤は、タンク６からストレーナ２５、吸入パイプ７を介してポンプ８によっ て吸入され、ポンプ８から吐出された液剤が吐出パイプ５を介して液留ホルダ２ ３内に供給されるようになっている。

【００１８】 ２６は、制御装置９が収納された制御ボックス、１０は制御装置９に電源を投 入するためのメインスイッチ、１１は手指の挿入を感知するセンサをそれぞれ示 しており、図１と対応している。また、２７は手元を照明するためのランプ、２ ８は装置作動を表示するランプを示している。２９は使用済みの液剤のための受 皿、３０は廃液タンクである。

【００１９】 さて、図１に示した超音波式霧化装置にあっては、ホーン４の材質をアルミニ ウム又はアルミニウム合金とすることにより、ホーン４の振動損失は極めて小さ く抑えられる。また、アルミニウムアルミニウム合金の加工性は、従来のチタン 等に比べはるかに優れている。

【００２０】 ただし、ホーン４の材質をアルミニウム、アルミニウム合金とするだけでは、 その機械的強度（疲れ強度）に不安が残る。本実施例では、ホーン４の表面に防 錆処理、具体的にはカチオン電着塗装を施すことによってこの不安を解消した。

【００２１】 この防錆処理の効果を確認するために、図２に示した消毒装置を用いて、ホー ンにカチオン電着塗装を施した場合と、施さない場合とについて、比較試験を行 なった。その結果、塗装を行なわない場合、３秒オン、３秒オフをくり返す寿命 試験において、２万回程度で、図３に示すようにホーン４０（塗装なしのホーン ）の下側の段付部付近にクラック４１が発生した。ただしこの時のホーン先端の 振動出力部４０ａの振幅は約２０μｍであった。

【００２２】 このホーン４０のクラック４１発生の原因は、消毒液等によるホーン４０の表 面の腐食と振動による応力とが重なった応力腐食割れと推定される。

【００２３】 同じ条件で、カチオン電飾塗装を施したホーン４について試験したところ、寿 命が約１０倍以上になった。つまり、塗装により応力腐食割れが防止され、実用 上全く問題のないレベルにまで寿命が延長された。

【００２４】 なお、上記実施例では防錆処理としてカチオン電着塗装を施したが、これに限 定されることはなく、次の条件が満足されれば他の防錆処理の適用も可能である 。 ホーン単体の共振周波数をそれほど変化させないこと。 ホーンの振動損失をそれほど増加させないこと。 振動や液の衝突作用で処理膜がはがれ落ちないこと。

【００２５】 また、上記実施例では防錆処理を振動子との接合面を除く全ての面について行 なったが、応力腐食割れのおそれのある部分について部分的に行なっても同様な 効果が得られる。

【００２６】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の超音波式霧化装置によるときは、ホーン材質を アルミニウム又はアルミニウム合金とし、その表面に防錆処理を施して応力腐食 割れ等が極めて発生しにくいようにしたので、振動損失の少ない優れた特性、良 好な加工性、安価なコストを確保しつつ、耐久性に優れた装置とすることができ る。したがって、量産に適した超音波式霧化装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る超音波式霧化装置の概
略構成図である。

【図２】図１の装置を用いた消毒装置の縦断面図であ
る。

【図３】防錆処理を施さない場合の試験結果を示すホー
ンの側面図である。

【符号の説明】

１ 振動子 ２ 発振回路 ４ ホーン ６ タンク ８ ポンプ ９ 制御装置

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 高周波信号を印加することによって振動
   を発生する振動子と、該振動子に一端が連結され他端か
   ら振動子で発生した振動の振幅を拡大して振動を出力す
   るホーンとを備え、該ホーンの出力部に供給された液体
   をホーンの出力振動によって霧化する超音波式霧化装置
   において、ホーンの材料をアルミニウム又はアルミニウ
   ム合金として、その表面に防錆処理を施したことを特徴
   とする超音波式霧化装置。
2. 【請求項２】 塗装により前記防錆処理が施されている
   請求項１の超音波式霧化装置。