JP2015126866A - 噴霧装置 - Google Patents

Abstract

【課題】霧化させる液体の変更を容易且つ迅速に行うことができ、装置を小型化することも容易な噴霧装置を提供すること。【解決手段】本発明の噴霧装置１は、振動面２１ａを有する圧電体振動子２１、圧電体振動子の駆動回路２２、及び液容器配置部２３を備えた本体２を具備し、液体を収容する収容部と振動面２１ａに当接される液供給部４３とを有する液容器４の液供給部４３から振動面に液体を供給して、該液体を超音波振動により霧化させるようにした噴霧装置であり、液容器配置部２３は、複数の液容器４を、互いに異なる複数の方向から振動面２１ａに向けて挿入可能であり、且つ挿入した複数の液容器４を、それぞれの液供給部４３が振動面２１ａに接触した状態に支持可能である。【選択図】図５

Description

本発明は、液体を霧化し、生じた霧を、周囲の空間に供給する噴霧装置に関する。

液体香料や薬液等の液体に超音波振動を加えて霧化する装置が知られている。
また、複数種類の液体を個々に収容する複数の液体収容部を備え、複数種類の液体を、それぞれ別個に液体吸収部材に吸収させて、超音波振動子に導き超音波振動を加えて霧化させるようにした超音波霧機が提案されている（特許文献１参照）。また、特許文献２には、多孔乃至網状薄板を、圧電振動子の霧化作用面に接するように配置し、霧化作用面で霧化された分と実質的に同量の液体が供給されるようにした吸液手段付き霧化器が記載されている。

特開２０１２−１３０９０３号公報 実開平０５−４９０６７号公報

特許文献１の超音波霧機は、霧化させたい液体の数と同数の液体収容部を並列配置するものであるため、例えば、霧化させる液体の種類を多くしたい場合には、それに伴い装置も大型化する。また、特許文献２の霧化器においては、多孔乃至網状薄板の存在等により、霧化させる液体を別の種類に迅速に切り替えることは困難であった。なお、特許文献２には、吸液部材を備えた供給手段を圧電振動子上に複数同時に配置することは記載されていない。

本発明の課題は、前述した従来技術が有する欠点を解消し得る噴霧装置に関する。

本発明は、振動面を有する圧電体振動子、圧電体振動子の駆動回路、及び液容器配置部を備えた本体を具備し、液体を収容する収容部と前記振動面に当接される液供給部とを有する液容器の該液供給部から前記振動面に液体を供給して、該液体を超音波振動により霧化させるようにした噴霧装置であって、前記液容器配置部は、複数の前記液容器を、前記振動面より上方の、互いに異なる複数の方向から該振動面に向けて挿入可能であり、且つ挿入した複数の前記液容器を、それぞれの前記液供給部が前記振動面に接触した状態に支持可能である、噴霧装置を提供するものである。

また本発明は、振動面を有する圧電体振動子、圧電体振動子の駆動回路、及び液容器配置部を備えた本体を具備し、液体を超音波振動により霧化させるようにした噴霧装置に用いられる液容器であって、内部が液体を収容する収容部となっている筒状の軸部と、該軸部の先端部に前記振動面に当接される液供給部とを有し、ペン型に形成されている液容器を提供するものである。

本発明の噴霧装置は、手軽に液体を霧化できて、霧化させる液体の変更を容易且つ迅速に行うことができ、また、装置を小型化することも容易である。

図１は、本発明の噴霧装置の一実施形態を示す斜視図である。 図２は、図１に示す噴霧装置のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図３は、図１に示す噴霧装置に用いた圧電体振動子の断面図である。 図４（ａ）及び図４（ｂ）は、図１に示す噴霧装置の液容器配置部を上方から見た平面図である。 図５（ａ）及び図５（ｂ）は、図１に示す噴霧装置の液容器配置部に液容器を配置した状態を示す図で、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は正面図である。 図６は、本発明に用いる液容器の一例を示す断面図である。 図７（ａ）は、本発明に用いる液容器の他の一例を示す断面図であり、図７（ｂ）は、図７（ｂ）に示す液容器に用いた流入速度抑制部材を示す図、図７（ｃ）は、図７（ｂ）に示す流入速度抑制部材を構成する円盤を示す図である。 圧電体振動子の振動面の半径方向の振幅の変化の一例を示すグラフである。 図９（ａ）〜図９（ｃ）は、圧電体振動子の駆動回路の好ましい構成の説明図で、図９（ａ）は構成図、図９（ａ）は周波数可変部の動作フロー図、図９（ｃ）は出力部の動作フロー図である。 図１０は、本発明の噴霧装置の他の実施形態における要部（支持ガイド）を示す、（ａ）平面図及び（ｂ）斜視図である。 図１１は、本発明の噴霧装置の更に他の実施形態における要部（支持ガイド）を示す、（ａ）平面図及び（ｂ）斜視図である。 図１２は、本発明の噴霧装置の更に他の実施形態における要部（支持ガイド及びその近傍）を示す斜視図である。 図１３は、図１２に示す支持ガイドの（ａ）平面図及び（ｂ）斜視図である。 図１４は、液容器を挿通した状態における図１３のＡ−Ｂ−Ｃ線断面図である。 図１５は、本発明の噴霧装置の更に他の実施形態を示す正面図である。 図１６（ａ）〜図１６（ｅ）は、図１に示す噴霧装置の更に具体的な形態を示した図であり、図１６（ａ）は正面図、図１６（ｂ）は背面図、図１６（ｃ）は平面図、図１６（ｄ）は底面図、図１６（ｅ）は左側面図、図１６（ｆ）は右側面図、図１６（ｇ）は右斜上方から視た斜視図、図１６（ｈ）はＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図、図１６（ｉ）はＩＶ−ＩＶ線断面図、図１６（ｊ）はＶ−Ｖ線断面図である。

以下に、本発明をその好ましい実施形態に基づいて説明する。
本発明の一実施形態である噴霧装置１は、図１及び図２に示すように、振動面２１ａを有する圧電体振動子２１、圧電体振動子２１の駆動回路２２、及び液容器配置部２３を備えた本体２を具備する。そして、図５に示すように、液容器配置部２３に配置された液容器４の液供給部４３から振動面２１ａに液体を供給して、該液体を、超音波振動により霧化させるように構成されている。

本実施形態の装置１について、より詳細に説明すると、図２に示すように、前記本体２は、下部に、圧電体振動子の駆動回路２２や電源としての充電池２４が収容された下部収容部２５を備え、下部収容部２５の上方に、液容器４の先端部４１が配置される先端部配置空間２７が形成されている。
液容器配置部２３は、液容器４に当接して、該液容器４を倒れないように支持する支持ガイド２６と前述した先端部配置空間２７とを有し、その先端部配置空間２７の底部に、圧電体振動子２１が配置されている。先端部配置空間２７は、円柱状をなし、周方向の一部が、霧化させた液体を放散させる空間に向かって開放されている一方、周方向の他の一部は、支持ガイド２６と下部収容部２５との間に位置する連結部２８の壁面によって囲まれている。
なお、本明細書においては、机や台の水平面上に設置した状態において、鉛直方向を上下方向という。また、上下方向に直交する方向のうち、先端部配置空間が開放されている方向を前方Ｆ、それとは反対側を後方Ｒ、装置やその部分における前記前方側の面を前面（又は正面）、装置やその部分における前記後方側の面を背面ともいう。

連結部２８の内部には、送風手段としての送風ファン５が配されており、送風ファン５の回転によって、連結部２８の背面に開口した空気導入口３２から外部の空気が吸い込まれ、吸い込まれた空気が、先端部配置空間２７の背面に開口した空気導出口３３から吹き出されるようになっている。駆動回路２２は、基板上に設けられた、集積回路、抵抗、スイッチ等の電子部品及び配線等からなり、充電池２４及び圧電体振動子２１に電気的に接続されている。下部収容部２５の前面には、電子部品としてのスイッチを操作可能な操作スイッチ３４が設けられており、操作スイッチ３４の押圧により、装置の電源のオンオフ等を行うことができる。下部収容部２５の背面の下部には、ＡＣアダプターの接続部３５が設けられ、充電池２４に繰り返して充電を行うことが可能となっている。

本実施形態における圧電体振動子２１は、図３に示すように、扁平な圧電体６１、及び該圧電体６１との間に中空部６３を有するように該圧電体６１と結合させた金属板６２を備える。金属板６２は、圧電体６１の周縁部に固定されており、より詳細には、圧電体６１は、その片面における周縁部に金属板６２が接着剤を介して結合している。金属板６２は、プレス成形により、中央部に、中空部６３を形成するための凹部６２ａが形成され、その周囲に、圧電体６１の片面の角部に沿う断面形状の段部６２ｂが形成されている。金属板６２は、圧電体６１の片面のみに設けられている。
圧電体振動子２１は、充電池２４からの電力により動作する駆動回路２２により、配線６４及び電極６５（例えば銀電極）を介して、圧電体６１に周期的に変化する電圧が印可されると、圧電体６１が主として平面方向に振動し、それに対応して、金属板６２からなる振動面２１ａが、主としてその法線方向（圧電体振動子２１の厚み方向）に超音波振動する。図３に示す圧電体振動子２１は平坦な振動面２１ａを有している。

圧電体６１としては、チタン酸・ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ₃）、チタン酸系（ＰＴ）、メタニオブ酸鉛（ＰＮ）などが使用される。金属板６２は、薄くしても機械強度があり、また腐食に対して強度のあるものを好ましく用いることができ、例えば、ステンレス製の板（ＳＵＳ）やチタン製のもの等を用いることができる。圧電体６１としては、例えば（株）タムラ製作所製の圧電体ＴＤＳＥ２０等を用いることができ、また該圧電体を厚み約１ｍｍに研磨し径方向（円周方向）の振動を大きくして使用することも好ましい。

本実施形態における圧電体振動子２１は、圧電体６１、金属板６２及び振動面２１ａが、いずれも平面視において円形であり、また、下部収容部２５における、先端部配置空間２７に臨む上面部に、振動面２１ａが上方を向くように固定されている。圧電体振動子２１は、振動面２１ａが鉛直方向の上方に向けられているため、液容器配置部２３に液容器４を配置する際に振動面２１ａに向かっての液容器の挿入が容易であり、また、液容器配置部２３による液容器４の支持状態が安定化する。なお、圧電体６１と金属板６２との結合は、接着剤のみを用いて行っても良いが、接着剤に代えて、あるいは接着剤とともに、ネジやばね、圧電体６１と周縁部と金属板６２の周縁部とに一体的に嵌合する嵌合部材等の他の結合手段を用いても良い。

本実施形態における支持ガイド２６は、図２及び図４に示すように、概略形状がロート状を有する内壁７１を有しており、液容器４を挿入する内部空間の水平断面積が、上方に向かって開口する上方開口部から下方に向かって減少している。より具体的には、支持ガイド２６は、下方に向かって直径が減少する逆円錐台状の筒状部７０を備え、該筒状部７０の内面が前記内壁７１となっている。
また、支持ガイド２６は、液容器配置部２３に挿入した液容器４を、液容器の軸方向に離間した２か所に当接して倒れないように支持する、上部支持部７３及び下部支持部７６を有している。支持ガイド２６の筒状部７０の内壁７１は、装置１の高さ方向における支持ガイド２６の中央部付近に、傾斜した環状の段部７２を有しており、上部支持部７３は、その段部７２より下方の肉厚部の上端部に形成された水平断面円弧状の凹欠部７４と、凹欠部７４を挟んでその両側に形成された一対の突起７５，７５とからなる。他方、下部支持部７６は、支持ガイド２６の下端部付近に形成されており、筒状部７０の内壁７１に仕切部材７７を固定して形成した貫通孔からなる。

本実施形態における仕切部材７７は、圧電体振動子２１の振動面２１ａの中央部の真上に、中央部を有するとともに、その中央部から支持ガイド２６の内壁７１に向かって延びる３本の延出部分を有しており、下部支持部７６としての貫通孔は、仕切部材７７と、支持ガイド２６の内壁７１における仕切部材７７と対向する部分７８とに囲まれている。３つの上部支持部７３と、仕切部材７７によって形成される下部支持部７６としての３つの貫通孔とは、支持ガイド２６の周方向における同じ位置に形成されている。

本実施形態における液容器配置部２３は、このような構成を有することによって、図４（ｂ）に示すように、複数の液容器４を、振動面２１ａより上方の、互いに異なる複数の方向Ａ〜Ｃから、振動面２１ａに向けて挿入可能であり、また、図５に示すように、挿入した複数の液容器４を、それぞれの先端部４１を形成する液供給部４３が振動面２１ａに接触した状態に支持可能である。より詳細には、液容器配置部２３を、振動面の法線方向から平面視したときに、複数の液容器４を、振動面２１ａの周囲の互いに異なる複数の方向から該振動面２１ａに向けて挿入可能である。また、振動面２１ａの斜め上方から振動面２１ａに向けて挿入可能である。

図６は、上述した本体２と組み合わせて用いる液容器４の好ましい例を示す図である。図６に示す液容器４は、液体を収容する収容部４２ａと、該収容部４２ａ内の液体を含浸可能な多孔質体４４からなる液供給部４３とを有している。液供給部４３は、液容器４の先端部４１に形成されている。
より具体的には、図６に示す液容器４は、内部が液体の収容部４２ａとなっている円筒状の軸部４２を有し、軸部４２の先端部に、収容部４２ａの内外に亘るように円柱状の多孔質体４４が固定され、軸部４２から突出した多孔質体４４によって液供給部４３が形成されている。軸部４２の先端側には、キャップ４５を螺合、嵌合等により着脱自在に装着可能であり、使用しない保管状態においては、キャップ４５を装着しておくことで、液体の蒸発や液体中の成分の揮発等を防止することができる。軸部４２の後端部は、液体が漏れださないように封鎖されている。後端部の封鎖は、栓体４６を、螺合、嵌合等により脱着自在に固定して行っても良いし、栓体４６を脱着不可能に固定したり、後端を封鎖する部分を軸部４２の円筒部と一体成形したりして行うこともできる。また、収容部４２ａには、液体がそのまま収容されていても良いし、収容部４２ａ内に中綿を収容し、該中綿に含浸させた状態として液体が収容されていても良い。中綿を構成する繊維は、天然繊維、再生繊維、合成繊維及びこれらの２以上の組み合わせからなるものとすることができ、また、中綿もしくは中綿を覆う樹脂（ＰＥ、ＰＰ、ＰＥＴなど）を着色して、内部に収容されている液体の種類を示す目印とすることもできる。なお、軸部４２の形状は円筒状に限らず、その断面が三角形や六角形等の多角形の筒状や、楕円形の筒状でもよい。

液供給部を構成する多孔質体としては、収容部４２ａ内の液体を収容部４２ａ外に導出させ４３得る多様なものを用い得るが、毛細管現象によって、液体を収容部４２ａ外に誘導させ得るものが好ましい。このような多孔質体としては、例えば、エステル、ナイロン、アクリルなどの合成樹脂製の原糸を熱成形し、樹脂と溶剤を含浸し乾燥・硬化することで形成されたものが挙げられる。

また、液供給部４３として押出し成形品からなるものを用いることもできる。液供給部４３として用いる押出し成形品としては、収容部４２ａ内の液体を収容部４２ａ外に導出させ得る多様なものを用い得るが、多孔質体と同じく毛細管現象によって、液体を収容部４２ａ外に誘導させ得るものが好ましい。押出し成型機によって、ポリアセタールコポリマーやポリアセタールホモポリマーなどの樹脂を、液体が保持できる空間を維持させつつ連続的に形成することで製造される。

液容器４は、液供給部４３に振動を与えることにより内部の液体が導出され、振動を与えない場合には、実質的に、内部の液体が排出されないものであることが好ましい。
例えば、液容器４は、液供給部４３を下方に向けた状態に軸部４２を支持して３分間放置しても、内部の液体が液供給部４３から滴下しないことが好ましい。この測定は、キャップ４５を外して、２５℃、１気圧下で行う。
このような液容器としては、例えば、前述した液容器の収容部４２ａ内に中綿を収容し、該中綿に含浸させた状態として液体を収容したものや、図７に示すように、収容部４２ａ内への空気流入の速度を抑制する流入速度抑制部材４７を有し、収容部４２ａからの液体の導出速度を制限して収容部４２ａからの液体供給速度を抑制したもの等を挙げることができる。図７に示す液容器４Ａは、液供給部４３の周囲に空気流入部Ｐを有するが、収容部４２ａ内への空気流入の速度を、スリット４８ａを有する多数の円盤４８からなる流入速度制御部材４７により制限して、液供給部４３からの液の導出速度を制限している。図７に示す流入速度抑制部材４７は、ＡＢＳ、ＰＥ、ＰＰ、ナイロン等からなる中央貫通材４９が、多数の円盤４８の中心部を貫通しており、収容部４２ａ内の液体は、中央貫通材４９の端部から液供給部４３へと導かれる。

液容器４は、鉛筆やペンと類似の形態として、取扱い性に優れたものとする観点から、軸部の直径Ｌ１が、好ましくは３ｍｍ以上、より好ましくは７ｍｍ以上であり、また、好ましくは３０ｍｍ以下、より好ましくは２０ｍｍ以下であり、また、好ましくは３ｍｍ以上３０ｍｍ以下、より好ましくは７ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。また、同様の観点から、液容器４は、全長Ｌ２（キャップ４５部分を除いた全長）が、好ましくは５０ｍｍ以上、より好ましくは８０ｍｍ以上であり、また、好ましくは２５０ｍｍ以下、より好ましくは１８０ｍｍ以下であり、また、好ましくは５０ｍｍ以上２５０ｍｍ以下、より好ましくは８０ｍｍ以上１８０ｍｍ以下である。
本発明における液容器は、ペン型の液容器であり、内部に前記収容部４２ａを有する直径３〜３０ｍｍの円筒状の軸部４２を有し、全長が５０〜２５０ｍｍであり、先端部４１に液供給部４１を有することが好ましい。

前述の装置１の動作を説明すると、先ず、液容器配置部２３に、複数の液容器４を配置する。液容器４は、図４（ｂ）に示す方向Ａ〜Ｃのうちから２以上を任意に選択して配置する。そして、駆動回路２２によって圧電体振動子２１を振動させる。振動の周波数は、少なくとも２０ｋＨｚ以上（＝超音波振動）であり、また、芳香成分を含有した霧等を遠くまで拡散させる観点等から、好ましくは５０ｋＨｚ〜３ＭＨｚ、より好ましくは７０ｋＨｚ〜１０００ｋＨｚである。

これにより、複数の液容器４の液供給部４３のそれぞれから供給された液体が、圧電体振動子２１の振動によって霧化される。
また、圧電体振動子２１を振動させるのと共に、送風ファン５を回転させて、先端部配置空間２７に空気を送る。これによって、液体の霧化によって生じた液体の微粒子が、送風ファン５によって発生した空気流に搬送されて、装置１の周囲の空間内に放出される。霧化によって生じた液体の微粒子は空中を浮遊するものの、それ自体の拡散性、特に上昇性は大きくないが、送風ファン５によって発生した空気流に、霧化によって生じた液体の微粒子を搬送させることによって、該微粒子やそれに含まれる芳香成分等の成分を速やかに周囲の空間に拡散させることができる。

本実施形態の噴霧装置１を用いて複数の液容器４から供給した複数の液体を霧化させることには、次の（１）〜（６）のような利点がある。
（１）複数種類の液体を、それぞれ別個に収容した液容器を用意しておくことによって、液容器配置部２３に配置する液容器を交換するだけで、霧化させる液体の種類や組み合わせを容易且つ迅速に切り替えることができる。
それにより、例えば芳香成分を含有する液体（以下、液体香料ともいう）を液容器配置部２３に配置し、その液体を霧化して、周囲の空間に芳香を拡散させる場合における芳香の種類や質、強度等を容易且つ迅速に変更することができる。
例えば、液体として水のみを収容した液容器と、芳香成分を含有する液体（以下、液体香料ともいう）を収容した液容器とを配置して、両液体を霧化した後に、液体香料を収容した液容器のみを別の液体香料を収容した液容器に交換して、最初の芳香とは異なる芳香を拡散させることができる。「水のみ」という場合の「水」としては、水道水、蒸留水、イオン交換水等を用いることができ、カビ防止等のため防腐剤等を含むものであっても良い。
また、異なる液体香料を収容した複数の液容器を配置して、それらの液体を霧化した後に、一又は二以上の液容器を、最初とは別の液体香料を収容した液容器に交換して、最初の芳香とは異なる芳香を拡散させることもできる。
また、液体として水のみを収容した液容器と、液体香料を収容した液容器とを配置して、両液体を霧化した後に、水のみを収容した液容器を、液体香料を収容した液容器と同一の液体香料を収容した液容器と交換することにより、芳香の質や強度を変化させることもできる。
また、液体として水のみを収容した液容器と、芳香成分を含有する液体（以下、液体香料ともいう）を収容した液容器とを配置して、両液体を霧化した後に、水のみを収容した液容器又は液体香料を収容した液容器の何れか一方の本数を増やすことにより、芳香の質や強度を変化させることもできる。

（２）複数種類の液体を、それぞれ別個に収容した液容器を用いることにより、使用前や使用後の保管中に、液体どうしが混ざったり、互いの液体によって汚染されたり劣化が促進されたりすることを防止することができる。
（３）複数種類の液体を、一つの圧電体振動子の共通する振動面から霧化させるので、複数種類の液体が霧化して生じた複数種類の微粒子を混合状態として放出させることもできる。また、例えば、液体として水のみを収容した液容器と、液体香料を収容した液容器とを液容器配置部２３に配置して両液体を霧化させることにより、水の微粒子の周囲に芳香成分の粒子が付着した複合粒子を効率よく生成させることもできる。このような複合粒子は、芳香成分単独の粒子に比べて、薬品のような臭いが抑制され、瑞々しい自然の香りに近い芳香として知覚されやすい傾向がある（特開２０１２−１３０９０３号公報参照）。
（４）液容器配置部２３は、振動面２１ａに対し上方から、複数の液容器を互いに異なる複数の方向から挿入可能となっているため、霧化させたい液体の収容部を並列配置する場合等に比較して、装置１を小型化可能である。
（５）圧電体振動子２１として、圧電体と金属板との間に中空部を備えたものを用いたため、液容器４の液供給部が接触する部分の振幅を大きくできる。そのため、噴霧量を増大させたり、１〜８ｍＰａ・ｓの粘度を有する液体を霧化させることも容易となる。この液体は、例えば香料と香料を薄める溶剤を含む液体である。粘度は、Ｂ型粘度計（東機産業株式会社製ＴＶＢ−１０）を用いて、液温２５℃で、ローターＬアダプターを使用して回転数３０ｒｐｍで測定することができる。
（６）配置箇所が複数あるので、液容器が１本の場合には、配置位置を自由に選べる。
液容器が透明であれば、液容器を上方より挿入して用いるので、内容液の残量が確認しやすく、また、最後まで使い切りをしやすい。

液容器配置部２３は、液容器４を取り出しやすくする観点から、図５（ｂ）に示すように、液容器４を、液供給部４３が超音波振動子の振動面２１ａに接触する適正位置に配置した状態において、支持ガイド２６又は筒状体７０の上端から液容器４が突出する高さＴが、２０ｍｍ以上２００ｍｍ以下、特に４０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下となるように設計されていることが好ましい。

また、圧電体振動子２１の振動面２１ａは、場所によって圧電体振動子２１の厚み方向の振幅の大きさが変化している。図８は、圧電体振動子２１の振動面２１ａの半径方向の振幅の変化の一例を示すグラフであり、横軸は振動面２１ａの中心から半径方向の距離を示し、縦軸は圧電体振動子２１の厚み方向における振動面２１ａの振幅の大きさを示す。圧電体振動子２１の振動面２１ａに、図８に示すように、定常波（定在波）の振幅のピークが、振動面２１ａの中央に形成される第１ピークＰ１から半径方向の外方に向かって同心円状に複数形成される。この場合、液容器配置部２３は、第１ピークＰ１から２つ目の第３ピークＰ３上又は第３ピークＰ３よりも内側に位置する領域内に、複数の液容器４の液供給部４３の先端を同時に配置可能に設計されていることが好ましく、第２ピークＰ２上に、複数の液容器４の液供給部４３の先端を同時に配置可能に設計されていることが一層好ましい。
第３ピークＰ３上又は第３ピークＰ３よりも内側の領域に、液容器４の液供給部４３の先端が配置されることにより、液供給部４３に、充分な振動振幅を与えて、液供給部４３から供給される液を効率的に霧化させることができ、更に、第２ピークＰ２上に配置することにより、液を効率的に霧化させることができる上に、複数の液容器４の先端部どうしの干渉を回避して、破損、意図しない液の混合等の不都合を防止することもできる。

駆動回路２２は、圧電体振動子の共振周波数で動作する固定方式であっても良いが、発振周波数を、中間に共振振動数を含む範囲で繰り返し変動させる発振回路を備えることが好ましい。回路で発振周波数を可変とすることで、液供給部４３の振動面２１ａに対する接触力によって負荷が変動し、それによって金属板２１等の共振周波数の変動があっても、安定的に噴霧可能で、連続的な噴霧に比べ圧電体振動子の加熱を防止することができる。
例えば、振動面２１ａに液供給部４３が接触していない状態の共振振動数が、１３０ｋＨｚの場合（１２５ｋＨｚや１３５ｋＨｚでも同様）、図９（ａ）に示すように、駆動回路２２に、周波数可変部と出力部とを設け、周波数可変部により、図９（ｂ）に示すように、１２０ｋＨｚの周波数を発生させた後、１秒の間に１４０ｋＨｚまで変化させ、更に１秒の間の１２０ｋＨｚまで変化させる１サイクルとして、このサイクルを繰り返し、出力部においては、図９（ｃ）に示すように、周波数可変部で発生させた周波数でＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を動作させ、トランスで増幅させて振動子に印加することが好ましい。
「中間に共振振動数を含む」とは、変動させる周波数の範囲の上限と下限との間に共振振動数が含まれるという意味である。
発振周波数を変動させる周波数の上限と下限との差は、噴霧の安定性の観点から、５０ｋＨｚ以下であることが好ましく、さらに３０ｋＨｚ以下であることが好ましく、また５ｋＨｚ以上であることが好ましい。

次に本発明の他の実施形態について説明する。図１０は、本発明の第２実施形態の噴霧装置における支持ガイド２６Ａを示す図である。図１１は、本発明の第３実施形態の噴霧装置における支持ガイド２６Ｂを示す図である。両実施形態の支持ガイド２６Ａ、２６Ｂは、内側に複数の角部を具備する筒状部７０Ａ、７０Ｂを有している。
詳細には、上述した噴霧装置１における支持ガイド２６は、水平断面が円形状の筒状部７０を有し、下部支持部２６として、支持部材７７によって仕切られて形成された貫通孔を有していたが、第２実施形態における支持ガイド２６Ａは、図１０に示すように、水平断面が正方形状の逆四角錐台状の筒状部７０Ａを有する一方、筒状部７０Ａ内が支持部材７７のような仕切部材等によって仕切られていない。また、第３実施形態における支持ガイド２６Ｂは、図１１に示すように、水平断面が三角形状の逆三角錐台状の筒状部７０Ｂを有する一方、筒状部７０Ｂ内が支持部材７７のような仕切部材等によって仕切られていない。

第２実施形態における支持ガイド２６Ａは、図１０に示すように、筒状部７０Ａの各角部８１の内側に、各角部８１に沿うように液容器４を傾斜させて立て掛けることで、該液容器４を、液供給部４１が超音波振動子の振動面２１ａに接触した状態に保持可能である。第２実施形態の噴霧装置は、筒状部７０Ａの４つの角部８１のうちの任意の２つ若しくは３つの角部又は全部の角部に液容器４を同時に配置して使用することができる。

第３実施形態における支持ガイド２６Ｂは、図１１に示すように、筒状部７０Ｂの各角部８１の内側に、各角部８１に沿うように液容器４を傾斜させて立て掛けることで、該液容器４を、液供給部４１が超音波振動子の振動面２１ａに接触した状態に保持可能である。第３実施形態の噴霧装置は、筒状部７０Ｂの３つの角部８１のうちの任意の２つ又は全部の角部に液容器４を同時に配置して使用することができる。
支持ガイド２６Ａ及び支持ガイド２６Ｂは、液容器４が、筒状部７０Ａの角部８１近傍の内壁に、筒状部７０Ａの高さ方向に連続して接触する構成としても良いし、液容器４が、筒状部７０Ａの角部８１近傍の内壁に、筒状部７０Ａの高さ方向における相互に離間した複数の部位で部分的に接触する構成としても良い。

本発明の何れの実施形態においても、液容器配置部２３は、液容器４を、その軸芯線Ｌ４の鉛直線Ｌに対する傾斜角度θ（図１４参照）が５°以上８０°以下、特に７°以上７０°以下となるように支持可能であることが、液容器４の先端部４１どうしの干渉を避けると共に、液容器４を液容器配置部２３に上方から挿入する構造とし易いため好ましい。第２及び第３実施形態に関し、特に説明しない点は、上述した噴霧装置１と同様である。

第４実施形態における支持ガイド２６Ｄは、図１２及び図１４に示すように、支持ガイド２６Ｄの高さＴ１が、第１実施形態の支持ガイド２６に比較して低くなっており、超音波振動子の振動面２１ａから支持ガイド２６Ｄの上端までの高さＴ２よりも、支持ガイド２６Ｄの上端から液容器４が突出する高さＴが高くなっている。
第４実施形態における支持ガイド２６Ｄは、図１３に示すように、中央部に、液容器４を挿通するための挿通部８１を有し、挿通部８１の上端に、上方に向かって直径の拡がる挿入ガイド部８７が連設されている。挿通部８１は、中央空間及び該中央空間から３方向に拡がる液容器保持空間を有し、３つの液容器保持空間それぞれの直径方向外側の端部に、液容器４の周面に当接する水平断面円弧状の上部支持壁８２を有している。挿通部８１の下部には下部支持板８３が設けられている。下部支持板８３は、挿通部８１の内面に固定された支持部材８４を介して、挿通部８１の下部に固定されている。

第４実施形態の支持ガイド２６Ｄによれば、複数の液容器４を、振動面２１ａより上方の、互いに異なる複数の方向から、振動面２１ａに向けて挿入可能であり、挿入された複数の液容器４のそれぞれに、上部支持壁８２の下端部及び下部支持板８３の周縁部が当接することによって、それぞれの液容器４を、それぞれの液供給部４３の先端部が振動面２１ａに接触した状態に支持可能である。

第４実施形態の噴霧装置によれば、上述した噴霧装置１と同様の効果が奏されるのに加えて、液容器４の挿入及び引き抜きを一層容易に行うことができるという効果が奏される。

なお、図１４に示す液容器４は、液供給部４３の直径が４ｍｍ以下であるとともに、当該液供給部４３の長さＬ３が、液容器４の全長Ｌ２の１０％以上である。これにより、液容器４の先端部どうしの干渉が一層生じにくく、また、筆記具である通常のサインペンや蛍光ペン等を、液容器４と誤って使用することを防止することもできる。同様の観点から、４ｍｍ以下の直径の液供給部４３の長さＬ３は、好ましくは１０ｍｍ以上４０ｍｍ以下であり、より好ましくは１５ｍｍ以上４０ｍｍ以下である。また、液供給部４３の長さＬ３は、その液容器４の全長Ｌ２の１０％以上３０％以下であることがより好ましい。また、液供給部４３は、液不透過性の合成樹脂又は金属、又はガラスからなる被覆管内に、多孔質体を、その先端部のみが突出するように挿入してなるものであっても良く、それにより乾燥を防止したり、折れたりするのを防ぐことができる。また、図１４に示す液容器４は、本発明の各実施形態の噴霧装置に使用することができる。

本発明は、上記の各実施形態に制限されず、種々の変形が可能である。また、各実施形態は、その構成を互いに置換して別の実施形態とすることができる。
例えば、本発明における噴霧装置は、図１５に示す噴霧装置１Ａのように、液容器配置部が、複数の液容器４のそれぞれに対応する複数の支持ガイド２６Ｅを有するものであっても良く、また、支持ガイドは、前述した装置１の上部支持部及び下部支持部のように、液容器の相互に離間した２か所に当接する支持部を有するもの代えて、液容器４の軸方向に、ある程度の長さに亘って連続して当接する支持部を有するものであっても良い。

また、液容器配置部は、３方向から３本の液容器を同時に挿入可能なものに代えて、２方向から２本の液容器のみを同時に挿入可能なものであっても良く、更に４方向から４本以上の液容器を同時に挿入可能なもの等であっても良い。

また、霧化する液体の量や放散させる芳香の強度を、装置の電力や電力印加のインターバルを変更して調整しても良い。

また、本発明における噴霧装置は、タイマー機能を持たせて、電源を入れてから一定時間、動作した後、電源が自動的に切れるようにしたり、設定した時間に電源が自動的に入るようにしたりしても良い。
また、本発明における噴霧装置は、送風ファン等の送風手段を有しないものであっても良い。また、噴霧装置の電源は、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の充電池（２次電池）に代えて、充電不可能な乾電池や、水素電池等であっても良い。また、ＡＣアダプター等により外部から電気を供給するものであっても良い。

図１６（ａ）〜図１６（ｊ）は、本発明の第１実施形態の噴霧装置１について、より具体的な形態を示した図である。

前述した本発明の実施態様に関し、更に以下の付記（噴霧装置等）を開示する。
＜１＞
振動面を有する圧電体振動子、圧電体振動子の駆動回路、及び液容器配置部を備えた本体を具備し、液体を収容する収容部と前記振動面に当接される液供給部とを有する液容器の該液供給部から前記振動面に液体を供給して、該液体を超音波振動により霧化させるようにした噴霧装置であって、
前記液容器配置部は、複数の前記液容器を、前記振動面より上方の、互いに異なる複数の方向から該振動面に向けて挿入可能であり、且つ挿入した複数の前記液容器を、それぞれの前記液供給部が前記振動面に接触した状態に支持可能である、噴霧装置。

＜２＞
前記液容器配置部は、挿入した複数の前記液容器を、それぞれの前記液供給部が同時に前記振動面に接触した状態に支持可能である、前記＜１＞に記載の噴霧装置。
＜３＞
前記圧電体振動子は、扁平な圧電体、及び該圧電体との間に中空部を有するように該圧電体と結合させた金属板を備える、前記＜１＞又は＜２＞に記載の噴霧装置。
＜４＞
前記圧電体は、その片面における周縁部に前記金属板が接着剤を介して結合されており、該金属板は、プレス成形により、中央部に、前記中空部を形成するための凹部が形成され、その周囲に、前記圧電体の片面の角部に沿う断面形状の段部が形成されている、前記＜３＞に記載の噴霧装置。

＜５＞
前記液容器は、ペン型の液容器であり、内部に前記収容部を有する直径３〜３０ｍｍの円筒状の軸部を有し、全長が５０〜２５０ｍｍであり、先端部に前記液供給部を有する、前記＜１＞〜＜４＞の何れか１に記載の噴霧装置。
＜６＞
前記液容器は、前記軸部の先端部に、前記収容部の内外に亘るように円柱状の多孔質体が固定され、前記軸部から突出した多孔質体によって前記液供給部が形成されている、前記＜５＞に記載の噴霧装置。
＜７＞
前記液容器は、前記液供給部を下方に向けた状態に前記軸部を支持して３分間放置しても、内部の液体が前記液供給部から滴下しない、前記＜５＞又は＜６＞に記載の噴霧装置。
＜８＞
複数の前記液容器を備える、前記＜１＞〜＜７＞の何れか１に記載の噴霧装置。
＜９＞
複数の前記液容器の少なくとも一つは、前記液体が、芳香成分を含有する液体である、前記＜８＞に記載の噴霧装置。

＜１０＞
前記駆動回路は、発振周波数を、中間に共振振動数を含む範囲で繰り返し変動させる発振回路を備える、前記＜１＞〜＜９＞の何れか１に記載の噴霧装置。
＜１１＞
前記本体が送風手段を有し、前記液体の霧化によって生じた微粒子が、該送風手段によって発生した空気流に搬送されて周囲の空間に放出されるようにした前記＜１＞〜＜１０＞の何れか１に記載の噴霧装置。
＜１２＞
前記本体は、下部に、圧電体振動子の駆動回路及び充電池が収容された下部収容部を備え、該下部収容部の上方に、液容器の先端部が配置される先端部配置空間が形成されている、前記＜１＞〜＜８＞の何れか１に記載の噴霧装置。
＜１３＞
前記圧電体振動子は、前記下部収容部における、先端部配置空間に臨む上面部に、振動面が上方を向くように固定されている、前記＜１２＞に記載の噴霧装置。
＜１４＞
前記液容器配置部は、前記液容器に当接して該液容器を支持する支持ガイドと、該液容器の先端部が配置される先端部配置空間とを有し、該先端部配置空間の底部に、圧電体振動子が配置されている、前記＜１＞〜＜１３＞の何れか１に記載の噴霧装置。

＜１５＞
前記液容器配置部は、前記液容器に当接して該液容器を支持する支持ガイドを備え、
前記先端部配置空間は、円柱状をなし、周方向の一部が、霧化させた液体を放散させる空間に向かって開放されている一方、周方向の他の一部は、前記支持ガイドと下部収容部との間に位置する連結部の壁面によって囲まれている、前記＜１２＞〜＜１４＞の何れか１に記載の噴霧装置。
＜１６＞
前記支持ガイドは、概略形状がロート状を有する内壁を有しており、前記液容器を挿入する内部空間の水平断面積が、上方に向かって開口する上方開口部から下方に向かって減少している、前記＜１４＞又は＜１５＞に記載の噴霧装置。
＜１７＞
前記支持ガイドは、内側に複数の角部を具備する筒状部を有している、前記＜１４＞に記載の噴霧装置。
＜１８＞
前記支持ガイドは、前記液容器配置部に挿入した前記液容器を、該液容器の軸方向に離間した２か所に当接して支持する、上部支持部及び下部支持部を有し、該上部支持部は、水平断面円弧状の凹欠部と、凹欠部を挟んでその両側に形成された一対の突起とからなり、前記下部支持部は、支持ガイドの下端部付近に、仕切部材を固定して形成した貫通孔からなる、前記＜１４＞〜＜１７＞の何れか１に記載の噴霧装置。
＜１９＞
前記圧電体振動子は平坦な振動面を有している、前記＜１＞〜＜１８＞の何れか１に記載の噴霧装置。

＜２０＞
前記圧電体振動子の振動の周波数は、２０ｋＨｚ以上であり、好ましくは５０ｋＨｚ〜３ＭＨｚ、より好ましくは７０ｋＨｚ〜１０００ｋＨｚである、前記＜１＞〜＜１９＞の何れか１に記載の噴霧装置。
＜２１＞
前記液体は、１〜８ｍＰａ・ｓの粘度を有する、前記＜１＞〜＜２０＞の何れか１に記載の噴霧装置。
＜２２＞
前記発振周波数を変動させる周波数の上限と下限との差は、５０ｋＨｚ以下であることが好ましく、さらに３０ｋＨｚ以下であることが好ましく、また５ｋＨｚ以上であることが好ましい、前記＜１０＞〜＜２１＞の何れか１に記載の噴霧装置。
＜２３＞
前記圧電体振動子の振動面に、定常波（定在波）の振幅のピークが、該振動面の中央に形成される第１ピークＰ１から半径方向の外方に向かって同心円状に複数形成される、前記＜１＞〜＜２２＞の何れか１に記載の噴霧装置。
＜２４＞
前記液容器配置部は、複数の液容器のそれぞれに対応する複数の支持ガイドを有する、前記＜１＞〜＜２３＞の何れか１に記載の噴霧装置。

＜２５＞
前記液容器配置部は、液容器の軸方向に、所定長さに亘って連続して当接する支持部を有する、前記＜１＞〜＜２４＞の何れか１に記載の噴霧装置。
＜２６＞
前記圧電体振動子の駆動回路は、霧化する液体の量又は放散させる芳香の強度を、装置の電力や電力印加のインターバルを変更して調整する、前記＜１＞〜＜２５＞の何れか１に記載の噴霧装置。
＜２７＞
タイマー機能を有し、電源を入れてから一定時間、動作した後、電源が自動的に切れるか、又は設定した時間に電源が自動的に入る、前記＜１＞〜＜２６＞の何れか１に記載の噴霧装置。

＜２８＞
振動面を有する圧電体振動子、圧電体振動子の駆動回路、及び液容器配置部を備えた本体を具備し、液体を超音波振動により霧化させるようにした噴霧装置に用いられる液容器であって、
内部が液体を収容する収容部となっている筒状の軸部と、該軸部の先端部に前記振動面に当接される液供給部とを有し、ペン型に形成されている液容器。
＜２９＞
前記液供給部の長さが、液容器の全長の１０％以上である前記＜２８＞に記載の液容器。

１，１Ａ 噴霧装置
２ 本体
２１ 圧電体振動子
２１ａ 振動面
２２ 駆動回路
２３ 液容器配置部
２４ 充電池（電源）
２５ 下部収容部
２６，２６Ａ 支持ガイド
２７ 先端部配置空間
４ 液容器
４２ａ 収容部
４３ 液供給部
４４ 多孔質体
５ 送風ファン（送風手段）

Claims (10)

1. 振動面を有する圧電体振動子、圧電体振動子の駆動回路、及び液容器配置部を備えた本体を具備し、液体を収容する収容部と前記振動面に当接される液供給部とを有する液容器の該液供給部から前記振動面に液体を供給して、該液体を超音波振動により霧化させるようにした噴霧装置であって、
   前記液容器配置部は、複数の前記液容器を、前記振動面より上方の、互いに異なる複数の方向から該振動面に向けて挿入可能であり、且つ挿入した複数の前記液容器を、それぞれの前記液供給部が前記振動面に接触した状態に支持可能である、噴霧装置。
2. 前記液容器配置部は、挿入した複数の前記液容器を、それぞれの前記液供給部が同時に前記振動面に接触した状態に支持可能である、請求項１に記載の噴霧装置。
3. 前記圧電体振動子は、扁平な圧電体、及び該圧電体との間に中空部を有するように該圧電体と結合させた金属板を備える、請求項１又は２に記載の噴霧装置。
4. 前記液容器は、ペン型の液容器であり、内部に前記収容部を有する直径３〜３０ｍｍの円筒状の軸部を有し、全長が５０〜２５０ｍｍであり、先端部に前記液供給部を有する、請求項１〜３の何れか１項に記載の噴霧装置。
5. 複数の前記液容器を備える、請求項１〜４の何れか１項に記載の噴霧装置。
6. 複数の前記液容器の少なくとも一つは、前記液体が、芳香成分を含有する液体である、請求項５に記載の噴霧装置。
7. 前記駆動回路は、発振周波数を、中間に共振振動数を含む範囲で繰り返し変動させる発振回路を備える、請求項１〜６の何れか１項に記載の噴霧装置。
8. 前記本体が送風手段を有し、前記液体の霧化によって生じた微粒子が、該送風手段によって発生した空気流に搬送されて周囲の空間に放出されるようにした請求項１〜７の何れか１項に記載の噴霧装置。
9. 振動面を有する圧電体振動子、圧電体振動子の駆動回路、及び液容器配置部を備えた本体を具備し、液体を超音波振動により霧化させるようにした噴霧装置に用いられる液容器であって、
   内部が液体を収容する収容部となっている筒状の軸部と、該軸部の先端部に前記振動面に当接される液供給部とを有し、ペン型に形成されている液容器。
10. 前記液供給部の長さが、液容器の全長の１０％以上である請求項９に記載の液容器。

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