JP2016101572A - 超音波振動子の保持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】超音波振動子を、その振動を妨げることなく安定に保持しながら、超音波振動子の振動に伴う擦れ音の発生を抑制することができる超音波振動子の保持構造を提供すること。【解決手段】本発明の超音波振動子の保持構造は、超音波振動子３が霧化装置の振動子配置部５に保持されており、超音波振動子３は、扁平な圧電体３１及び該圧電体の片面に固定された金属カバー３２を備え、金属カバー３２と圧電体３１との間に中空部を有し、金属カバー３２が、超音波振動子の厚み方向に振動する振動面３ａを形成しており、振動子配置部５は、超音波振動子を圧電体側から支持する下側支持部５１と、超音波振動子を金属カバー側から押える上側支持部５３とを有しており、記上側支持部５３側に位置する上側電極６と、金属カバー３２における中空部より外側に位置する周辺部３２ｃとの間に導電性緩衝材７が介在している。【選択図】図２

Description

本発明は、香料の芳香器や加湿器等の霧化装置に用いられる超音波振動子の保持構造に関する。

香料の芳香器や加湿器等の霧化装置として、液体香料や水等の液体に圧電体を用いた振動子により超音波振動を加えて該液体を霧化させるものが知られている。
例えば、出願人は、先に、液体収容部と、液体を吸収する液体吸収部材と、液体吸収部材と当接して設けられ液体吸収部材を超音波振動させて液体を霧化させる超音波振動子とを有する超音波霧化機を提案しており、その超音波霧化機に用いる超音波振動子として、圧電体、及び該圧電体との間に中空部が生じるように該圧電体に固定された金属カバー（ホーン）を備え、扁平な形状を有し、金属カバー（ホーン）が、該超音波振動子の厚み方向に振動する振動面を形成するものも開示している（特許文献１参照）。

また、圧電体の支持方法として、特許文献２には、圧電体又は圧電体に固着された板状体を、第１の支持部材の面部と第２の支持部材の面部との間に挟んで保持するとともに、それらの面部のうちの何れか少なくとも一方の面部に切欠き部を形成することによって、振動に伴う異音の発生を低減することを提案している。
また、特許文献３には、圧電体（圧電アクチュエータ）と該圧電体に固着された板状体（オリフィス板）とを有する圧電体振動子をスプリング（コイル圧縮ばね）とワイヤ（支持ワイヤ）との間に挟んで支持することが記載されている。

特開２０１２−１３０９０３号公報 国際公開ＷＯ２００８／１２９６２７ 特表２００６−５０７１１８号公報

ところで、超音波振動子を霧化装置に固定する際には、超音波振動子の振動が妨げられないよう固定する必要がある。
特許文献１には、超音波振動子の固定方法として、超音波振動子における金属カバーの圧電体から延出するフランジ部分を霧化装置の傾斜面に設けた保持部に嵌め込んで固定することが記載されている。しかし、本発明者らは、金属カバーのフランジ部分を、例えば合成樹脂からなる保持部に嵌め込んで固定した場合には、金属カバーが、圧電体の面内方向（圧電体の厚み方向に直交する方向）に伸縮することによって、保持部を構成する合成樹脂が擦られて擦れ音が発生し易く、特に合成樹脂の摩耗が進むと擦れ音が一層大きくなり易いことを知見した。

特許文献２に記載の技術においては、圧電体に固着された板状体が、圧電体に対して圧電体との間に隙間を設けず固着されており、また圧電体をＭＨｚ帯の高い帯域の周波数で振動させているため、切欠きを形成することで異音の発生を抑制できる。しかし、その一方、本発明で用いる超音波振動子のように、圧電体との間に中空部が生じるように圧電体に固定された金属カバーを備え、該金属カバーが厚み方向に振動する振動面を形成する超音波振動子は、振動の周波数の帯域が低く振動が大きいため、特許文献２の技術で、擦れ音を抑制することは困難である。

特許文献３においては、圧電体に配線を直接固定することができるが、本発明で用いる超音波振動子は、圧電体に中空部を有する金属カバーが固定されていて圧電体に直接電極を固定しにくく、またこの金属カバーは大きく振動するため、配線を半田等により、金属カバーに直接電極を固定した場合には、振動の影響により半田等による接続部が取れやすい等の問題を生じる。
なお、超音波振動を発生させる他の形態の超音波振動子として、ボルト締めランジュバン素子がある。ボルト締めランジュバン素子は、振動が抑制された部分にフランジを有しており、該フランジを固定することで擦れ音の発生を抑えることができるが、薄型化が困難である等の欠点がある。

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超音波振動子の保持構造に関する。

本発明は、超音波振動子が霧化装置の振動子配置部に保持されてなる、超音波振動子の保持構造であって、前記超音波振動子は、扁平な圧電体及び該圧電体の片面に固定された金属カバーを備え、該金属カバーと該圧電体との間に中空部を有し、該金属カバーが、該超音波振動子の厚み方向に振動する振動面を形成しており、前記振動子配置部は、前記超音波振動子を前記圧電体側から支持する下側支持部と、該超音波振動子を前記金属カバー側から押える上側支持部とを有しており、前記上側支持部側に位置する上側電極と、前記金属カバーにおける前記中空部より外側に位置する周辺部との間に、導電性緩衝材が介在している、超音波振動子の保持構造を提供するものである。

本発明の超音波振動子の保持構造によれば、超音波振動子を、その振動を妨げることなく安定に保持しながら、超音波振動子の振動に伴う擦れ音の発生を抑制することができる。

図１は、本発明の超音波振動子の保持構造を設ける霧化装置の一例を示す斜視図である。 図２は、本発明の超音波振動子の保持構造の一実施形態を示す図であり、図２（ａ）は、図２（ｂ）のＡ−Ａ線断面図であり、図２（ｂ）は、保持構造を振動子配置部の開口部側〔図２（ａ）の上側〕から視た平面図である。 図３は、図２に示す保持構造に用いた超音波振動子を示す断面図である。 図４（ａ）及び図４（ｂ）は、図１に示す霧化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５は、本発明の超音波振動子の保持構造の他の実施形態を示す模式断面図である。 図６は、本発明の超音波振動子の保持構造の更に他の実施形態を示す模式断面図である。 図７は、液容器の一例を示す断面図である。 図８（ａ）は、液容器の他の一例を示す断面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）に示す液容器に用いた流入速度抑制部材を示す図、図８（ｃ）は、図８（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。

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。
図１は、本発明の超音波振動子の保持構造を設ける霧化装置の一例を示す斜視図である。図１に示す霧化装置１は、香料の芳香器であり、合成樹脂からなる本体２に設けられた振動子配置部５に、超音波振動子３が図２に示す態様で保持されている。

より詳細に説明すると、図１に示す霧化装置１は、振動子配置部５及び液容器配置部２３を備えた合成樹脂製の本体２と、超音波振動子３の駆動回路（図示せず）とを具備しており、図４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、超音波振動子３の振動面３ａ（図２参照）に、液体香料等の液体を供給して、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。
液容器配置部２３は、液容器４に当接して、液容器４を倒れないように支持する支持ガイド２６と、液容器４の先端部４１が配置される先端部配置空間２７とを有している。超音波振動子３を保持する振動子配置部５は、本体２における、先端部配置空間２７の直下に形成されている。

図３に示す超音波振動子３は、本発明に用いられる超音波振動子の一例であり、図３に示すように、扁平な圧電体３１と、該圧電体３１の片面３１ａに配され固定された金属カバー３２とを備え、金属カバー３２と圧電体３１との間に中空部を有している。このように、金属カバー３２は、圧電体３１との間に中空部３３を生じるように該圧電体３１に固定されており、金属カバー３２は、超音波振動子３の厚み方向Ｚに振動する振動面３ａを形成するものである。
より詳細には、金属カバー３２には、金属板をプレス成形して形成されたものであり、中央部に、中空部３３を形成するための凹部３２ａが形成され、その凹部３２ａの周囲に、圧電体３１の片面３１ａの角部に沿う断面形状の屈曲部３２ｂが形成されている。屈曲部３２ｂは、圧電体３１の片面３１ａに沿う部分及び圧電体３１の周面に沿う部分を有し、それら両部分のうちの一方又は両方が、圧電体３１に対して接着剤により結合されており、好ましくは、屈曲部３２ｂにおける圧電体３１の片面３１ａに沿う部分が少なくとも結合されている。金属カバー３２を圧電体３１に結合する接着剤としては、各種公知の接着剤を用いることができ、例えば熱硬化性接着剤が用いられる。

金属カバー３２における中空部３３を介して圧電体３１と対向する部位は、圧電体３１がその面内方向（厚み方向に直交する方向）に振動するのに伴い、主として圧電体３１の厚み方向に振動し、その部位の中央部が、超音波振動子３の厚み方向Ｚに振動して、前述した液容器４等から供給される液体に対して振動を与える振動面３ａとなっている。
また、金属カバー３２には、圧電体３１の周縁部から外方に延出するフランジ部３２ｃを有している。フランジ部３２ｃは、圧電体３１の面内方向（厚み方向に直交する方向）と略平行に延出している。

図３に示す超音波振動子３は、圧電体３１、金属カバー３２及び振動面３ａが、いずれも平面視において円形であり、金属カバー３２は、圧電体３１の片面３１ａのみに設けられている。また、振動面３ａは平板状であり、その周囲に傾斜面を有している。
なお、圧電体３１と金属カバー３２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３１と周縁部と金属カバー３２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。

圧電体３１としては、例えば、チタン酸・ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）、チタン酸系（ＰＴ）、メタニオブ酸鉛（ＰＮ）等からなるものが使用される。圧電体３１は、扁平であり、その厚みｔに対して厚みに直交する方向の寸法が大きい。例えば、厚みｔ（図３参照）に対する直径Ｌ（平面視円形でない場合は「最大長さ」）の比（Ｌ／ｔ）が、好ましくは２以上、より好ましくは５以上であり、また好ましくは４０以下、より好ましくは３０以下である。また、厚みｔは、好ましくは０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下、より好ましくは０．７ｍｍ以上３ｍｍ以下である。「最大長さ」とは、圧電体３１をその厚み方向に沿う方向から平面視したときに該圧電体の輪郭の内側に引くことのできる最長の直線の長さである。圧電体３１が扁平である理由は、金属カバー３２と組み合わせて振動面３ａを形成することによって、振幅が大きいながらも薄型で取扱い性に優れた超音波振動子３を得るためである。
圧電体３１としては、例えば（株）タムラ製作所製の圧電体ＴＤＳＥ２０等の市販品を用いることもでき、またその市販の圧電体を、厚み約１ｍｍに研磨し、面内方向（直径方向）の振動を大きくして使用することも好ましい。

金属カバー３２は、導電性の金属からなるものであり、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。板状の金属を、鍛造などで、圧電体との間に中空部を生じる立体形状に形成することもできる。
また、金属カバー３２は、切削又は鋳造により、図３に示すような立体形状に形成したものを用いることもできる。金属カバー３２は、振動面３ａを形成する部分の厚み（中空部等を含まない肉厚）が、好ましくは０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下、より好ましくは０．１５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。

超音波振動子３は、図３に示すように、全体としても扁平な形状を有しており、例えば、厚みＴ（図３参照）に対する圧電体３１の直径Ｌ（平面視円形でない場合は「最大長さ」）の比（Ｌ／Ｔ）が、好ましくは２以上、より好ましくは４以上であり、また好ましくは１０以下、より好ましくは７以下である。また、厚みＴは、好ましくは１ｍｍ以上１０ｍｍ以下、より好ましくは２ｍｍ以上５ｍｍ以下である。「最大長さ」とは、超音波振動子３をその厚み方向に沿う方向から平面視したときに該超音波振動子の輪郭の内側に引くことのできる最長の直線の長さである。
超音波振動子３が扁平な形状を有すると、振動子配置部５の深さを比較的浅くすることができ、霧化装置１に組み込み易くなる。

本発明の一実施形態である超音波振動子の保持構造は、前述した霧化装置１における振動子配置部５に、前述した超音波振動子３が保持されてなる。
本実施形態において、超音波振動子３が保持される振動子配置部５は、図２（ａ）に示すように、超音波振動子３を圧電体３１側から支持する下側支持部５１と、超音波振動子３を金属カバー３２側から押える上側支持部５３とを有している。超音波振動子３は、下側支持部５１と上側支持部５３との間に挟まれた状態で、振動子配置部５内に保持されている。
振動子配置部５は、底部５１及び周面部５２を有する凹状に形成され、その底部５１が前述した下側支持部５１として機能する。振動子配置部５は、底部５１と対向する上面部の中央部に、先端部配置空間２７に向かって開口する開口部５４を有している。振動子配置部５は、開口部５４の周囲に、周面部５２から開口部５４の中央方向に向かって突出する張り出し部５３を有しており、その張り出し部５３が前述した上側支持部５３として機能する。張り出し部５３（上側支持部）は、開口部５４の周囲に環状に形成されていることが好ましい。

振動子配置部５は、例えば、図２（ａ）に示すように、先端部配置空間２７の下方に配する部材２１の上面に、底部５１を有する凹部を形成するとともに、該凹部の開口周縁部に設けた嵌合用切欠き部２１ａに、上側支持部形成部材２２を嵌め込むことによって形成される。上側支持部形成部材２２は、平面視において環状であり、前述した張り出し部５３（上側支持部）を形成する相対的に薄肉の内周側部分２２ａと、内周側部分２２ａより厚みが大きい外周側部分２２ｂとを有している。上側支持部形成部材２２は、超音波振動子３、導電性緩衝材７、上側電極６等を配置した後に、部材２１上に固定されている。上側支持部形成部材２２は、接着剤や融着により脱着不可能に固定されていても良いし、嵌合、螺合等により脱着可能に固定されていても良い。

本実施形態の保持構造における超音波振動子３は、図２（ａ）に示すように、圧電体３１側を下側支持部５１によって下方から支持されるとともに、金属カバー３２側を、上側支持部５３に押えられることによって、振動子配置部５内に安定に保持されている。
超音波振動子３が、そのように保持されている状態において、上側支持部５３と、金属カバー３２における中空部３３より外側に位置するフランジ部３２ｃ（周辺部）との間には、上側電極６及び導電性緩衝材７がこの順に介在している。「この順に」とは、上側電極６が上側支持部５３側に位置し、導電性緩衝材７が金属カバー３２の周辺部側に位置することを意味する。なお、本実施形態の保持構造において、金属カバー３２の周辺部は、平面視において中空部３３よりも外側に位置する部分であり、好ましくは本実施形態におけるように圧電体３１の周縁部より外方に延出するフランジ部３２ｃである。

同様に、下側支持部５１と超音波振動子３の圧電体３１との間には、下側電極６Ａ及び下側導電性緩衝材７Ａがこの順に介在している。「この順に」とは、下側電極６Ａが下側支持部５１側に位置し、下側導電性緩衝材７Ａが圧電体３１側に位置することを意味する。

本実施形態における上側電極６、導電性緩衝材７及びフランジ部３２ｃは、何れも環状に形成されている。導電性緩衝材７は、フランジ部３２ｃの全周に亘ってフランジ部３２ｃと重なっていることが好ましい。上側電極６も、フランジ部３２ｃの全周に亘ってフランジ部３２ｃと重なっていることが好ましい。導電性緩衝材７は、上側電極６とフランジ部３２ｃとが重なる領域の全体に配されていることが好ましい。
また、本実施形態における上側電極６及び導電性緩衝材７は、何れも、扁平な形状を有するシート状又は板状体であり、内周縁６ａ，７ａ及び外周縁６ｂ，７ｂの形状が円形である。なお、シート状又は板状の上側電極６は、中空部３３を囲む複数個所に分割されて配されていても良い。
また、本実施形態における金属カバー３２は、扁平な形状を有し、それにより、扁平な超音波振動子３の形成が容易である。また、本実施形態における下側電極６Ａ及び下側導電性緩衝材７Ａも、扁平な形状を有するシート又は板状体であり、外周縁の形状が円形である。

本実施形態における上側電極６及び下側電極６Ａは、それぞれ、銅や真鍮等の導電性を有する金属製の、シート状又は板状体からなる。上側電極６及び下側電極６Ａは、合成樹脂製シート等の補強シートに固定されて補強されていても良い。
上側支持部５３側の上側電極６は、図２に示すように、環状に形成され、平面視において中空部３３の周囲を囲んでいる。下側電極６Ａは、平面視円形状であり、下側電極６Ａの下側支持部５１側の面の全域と重なっている。
上側電極６及び下側電極６Ａには、超音波振動子３の駆動回路と接続するための配線６１，６３が半田（ハンダ）を用いて固定されている。より具体的には、上側電極６には、その外周部の周方向における一部に、外方に向かって突出する配線接続用凸部６２が形成されており、その凸部６２に配線６１が半田で固定されている。下側電極６Ａには、下側支持部５１側の面に、配線６３が半田で固定されている。下側電極６Ａについても、その外周部に配線接続用凸部を設け、該凸部に配線６３を半田で固定することもできる。
振動子配置部５は、その内周面５２における周方向の一部に、配線用の窪み５２ｃ〔図２（ｂ）参照〕を有している。窪み５２ｃは、振動子配置部５の深さ方向に延在しており、その下端部に、超音波振動子の駆動回路の配置部へと繋がる貫通孔（図示せず）を有している。配線６３及び後述する配線６３は、何れも、その貫通孔を通して駆動回路に接続されている。

本実施形態における導電性緩衝材７及び下側導電性緩衝材７Ａは、それぞれ、導電性の不織布からなる。導電性緩衝材７は、図２に示すように、環状に形成され、平面視において中空部３３の周囲を囲んでいる。また、導電性緩衝材７は、上側電極６と金属カバー３１とが重なる領域の全域において、上側電極６と金属カバー３１との間に介在している。他方、下側導電性緩衝材７Ａは、平面視円形状であり、圧電体３１の下側支持部５１側の面の全域と重なっている。

導電性緩衝材７及び下側導電性緩衝材７Ａとしては、導電性を有し厚み方向にクッション性を有するものを特に制限なく用いることができ、導電性の不織布の他に、導電性のゴム状弾性体等を用いることもできる。
導電性の不織布としては、ポリエステル繊維に銅＋ニッケルをコーティングして不織布にしたもの、例えばＫＢセーレン株式会社製の導電性不織布（Ｓｕｉ−８０−７５ＥＳ）等を用いることができ、また、ウレタンフォームに導電性不織布をサンドイッチして導電性を付与したもの等を用いることもできる。
導電性のゴム状弾性体としては、例えば、シリコーンにカーボンなどの導電性材料を配合し導電性を付与したもの、例えば信越化学工業株式会社製の導電シリコーンゴム等を用いることができ、また、ゴムに金属粉を配合して導電性を付与したもの等を用いることもできる。

導電性緩衝材７及び下側導電性緩衝材７Ａは、本実施形態の保持構造に組み込まれた状態において、それぞれ、自然状態の厚みの５０％以上９９％以下の厚みとなるように圧縮されていることが好ましく、自然状態の厚みの８０％以上９８％以下の厚みとなるように圧縮されていることが一層好ましくい。また、導電性緩衝材７及び下側導電性緩衝材７Ａは、それぞれ単独状態における厚みが、０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．１５ｍｍ以上３ｍｍ以下である。

本実施形態においては、上側電極６、導電性緩衝材７、金属カバー３２、下側電極６Ａ及び導電性緩衝材７Ａは、それぞれ平面視円形状の輪郭を有する圧電体３１及びフランジ部３２ｃの形状に対応させて、平面視円形状の輪郭を有するものであったが、圧電体３１又はフランジ部３２ｃの形状を、楕円状や矩形状等の他の形状とし、それに対応させて、上側電極６、導電性緩衝材７、金属カバー３２、下側電極６Ａ又は下側導電性緩衝材７Ａの形状を、当該他の形状の輪郭を有するものとすることもできる。

前述した霧化装置１は、振動子配置部５に保持された状態とされて組み込まれた超音波振動子３に対して、超音波振動子の駆動回路（図示せず）により、圧電体３１の共振周波数で極性が交互に変わる交番電圧を印加可能に形成されている。交番電圧には、交流電圧も含まれる。交番電圧（交流電圧）を、配線６１が接続された上側電極６及び該上側電極６に接する導電性緩衝材７と、配線６３が接続された下側電極６Ａ及び該電極６Ａに接する下側導電性緩衝材７Ａとにより、超音波振動子３に印加すると、圧電体３１が主として面内方向（圧電体の厚み方向に直交する方向）に振動し、それに対応して、金属カバー３２からなる振動面３ａが、主として超音波振動子３の厚み方向Ｚに超音波振動する。
超音波振動子３の圧電体３１は、共振周波数が５０ｋＨｚ〜５００ｋＨｚであることが、超音波振動子３の振動面３ａに供給された液体を効率よく霧化させる観点から好ましい。図１中、符号２８は、超音波振動子の駆動回路を作動させるためのスイッチである。

また、超音波振動子３を振動させるのと共に、送風ファン等の送風手段（図示せず）によって、先端部配置空間２７に空気を送ることも好ましい。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、送風ファン等の送風手段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。

本実施形態の超音波振動子３の保持構造によれば、上側電極６と、超音波振動子３の金属カバー３２のフランジ部３２ｃ（周辺部）との間に導電性緩衝材７が介在しているため、超音波振動子３の振動を妨げることなく安定に保持しながら、金属カバー３２が上側支持部５３に擦れることによる擦れ音の発生を抑制することができる。導電性緩衝材７の介在により、超音波振動子３は、霧化装置の通常の使用状態では、振動子配置部５から脱離されずに保持されている。また、上側電極６に、半田等により配線６１を直接接続した場合であっても、上側電極６と金属カバー３２との間に導電性緩衝材７が介在して、金属カバー３２の振動が上側電極６に伝わりにくくなるため、配線６１が上側電極６から外れにくい。

また、本実施形態の超音波振動子３の保持構造によれば、下側電極６Ａと、超音波振動子３の圧電体３１との間に下側導電性緩衝材７Ａが介在しているため、圧電体３１の上下の両方からによる緩衝効果を有する。そのため、金属カバー３２が上側支持部５３に擦れることによる擦れ音の発生を一層顕著に抑制することができる。
また、下側電極６Ａに、半田等により配線６３を直接接続した場合であっても、下側電極６Ａと圧電体３１との間に下側導電性緩衝材７Ａが介在して、超音波振動子３の振動が下側電極６Ａに伝わりにくくなるため、配線６３が下側電極６Ａから外れにくくなる。
配線６１の上側電極６への接続方法は、半田による接続に限られず、電気的に接続し得る任意の方法を採用することができる。配線６１の端部に設けた端子等を上側電極６に接触させることで結合することなく接続することもできる。
配線６３の下側電極６Ａへの接続方法も同様であり、半田による接続に限られず、電気的に接続し得る任意の方法を採用することができる。配線６３の端部に設けた端子等を下側電極６Ａに接触させることで結合することなく接続することもできる。

また本実施形態において、上側支持部５３と上側電極６との間、上側電極６と導電性緩衝材７との間、及び導電性緩衝材７と金属カバー３２のフランジ部３２ｃとの間は、それぞれ、接合されていない。また、圧電体３１と下側導電性緩衝材７Ａとの間及び下側導電性緩衝材７Ａと下側支持部５１との間も接合されていない。上側支持部５３と下側支持部５１との間に挟まれていることによって、各部材は適正位置に保持される。
また、上側電極６及び導電性緩衝材７が、それぞれ、平面視において中空部３３の周囲を囲んでいるため、上側支持部５３と上側電極６との間や、導電性緩衝材７と金属カバー３２との間を接合しなくても、上側電極６や導電性緩衝材７が、適正位置から外れることが防止することができる。

上側支持部５３と上側電極６との間、上側電極６と導電性緩衝材７との間、導電性緩衝材７とフランジ部３２ｃとの間、圧電体３１と下側導電性緩衝材７Ａとの間、及び下側導電性緩衝材７Ａと下側支持部５１との間は、何れか１以上が接合されていても良く、全ての部材間が接合されていても良い。
また、導電性緩衝材７とフランジ部３２ｃとの間又は下側導電性緩衝材７Ａと圧電体３１との間が接合されていても、緩衝材による緩衝効果が発揮されるため、擦れ音を低減できるが、接合する場合には、導電性を損なわないようにする必要がある。

また、本実施形態の超音波振動子３の保持構造は、更に弾性部を備えている。弾性部としては、スポンジ状弾性体、スプリング又は板バネ等が挙げられる。本実施形態の超音波振動子３の保持構造においては、図２に示すように、下側支持部５１が、スポンジ状の弾性体５５を備えており、下側支持部５１は、スポンジ状の弾性体５５を介して超音波振動子３の圧電体３１側を支持している。
下側支持部５１が、超音波振動子の圧電体３１側を、スポンジ状の弾性体５５によって支持していると、超音波振動子３の振動を妨げにくくなる、また電極との接触状態が安定するといった利点がある。

斯かる効果がより確実に奏されるようにする観点から、スポンジ状の弾性体５５は、厚みが０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１ｍｍ以上４ｍｍ以下である。また、スポンジ状の弾性体５５は、弾性樹脂からなるものが好ましく、弾性樹脂としては、ウレタン、ポリエチレン、ゴムスポンジ、エラストマー等が挙げられる。スポンジ状の弾性体５５としては、例えば、イノアック製の弾性体スポンジＮＬ−１（密度７４．６ｋｇ／ｍ^３）等の市販品を用いることもできる。
また、スポンジ状の弾性体５５は、下側支持部５１上に接着剤等の任意の接合手段により固定されていることが好ましいが、下側支持部５１上に接合されることなく載置されているだけであっても良い。

図５及び図６は、本発明の超音波振動子の保持構造の他の実施形態を示す図である。図５に示す実施形態における下側支持部５１は、弾性部として、スポンジ状の弾性体５５に代えてスプリング５６を備えており、そのスプリング５６を介して超音波振動子３の圧電体３１側を支持する。また、図６に示す実施形態における下側支持部５１は、弾性部として、スポンジ状の弾性体５５に代えて板バネ５７を備えており、その板バネ５７を介して超音波振動子３の圧電体３１側を支持する。

下側支持部に設ける弾性部であるスポンジ状の弾性体５５、スプリング５６及び板バネ５７については、それぞれ導電性は要求されない。スプリング５６及び板バネ５７としては、ステンレス鋼、ばね鋼、黄銅等の金属製のものの他、合成樹脂等からなるものを用いることもできる。図６に示す板バネ５７は、例えば、矩形状のばね用ステンレス鋼からなり、複数の屈曲部ｂ１、ｂ２を備えている。板バネ５７は、底部５１に接している部分の全体又は一部が、接着剤等の公知の接合手段により底部５１に固定されている。
スポンジ状の弾性体５５に代えて、スプリング５６や板バネ５７を備える場合においても、スポンジ状の弾性体５５を備える場合と同様の効果が奏される。

図７は、上述した霧化装置１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７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７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、楕円形の筒状等でもよい。

液供給部４３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（より好ましくは２〜３日間）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８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８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からなる流入速度抑制部材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８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、４Ａ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４３を有することが好ましい。

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。
例えば、本発明における振動子配置部は、複数の部材を、接着、融着、螺合、ボルト等により一体化させて構成されるものであることが、振動子配置部内への超音波振動子等の収容が容易であるため好ましい。また、下側支持部５１は、スポンジ状の弾性体５５等を有さず、合成樹脂からなる振動子配置部の底面上に直接、下側電極６Ａが載置されていても良い。またスポンジ状の弾性体５５を有する一方、下側導電性緩衝材７Ａを有さず、下側電極６Ａが直接圧電体３１に接触しているものであっても良い。また、導電性緩衝材７は、上側電極６と金属カバー３２との間の全域に配されていなくても良く、環状の上側電極６の周方向に、間欠的に複数配置されていても良い。また、下側導電性緩衝材７Ａも、圧電体３１と重なる領域の全域に配されていなくても良く、例えば、中央部に開口部を有し、圧電体３１の中央部を除く部分と重なっていても良い。また、金属カバー３２は、圧電体３１の周囲から延出するフランジ部３２ｃを有する一方、屈曲部３２ｂを有しないものであっても良い。
また、上側支持部５３は、超音波振動子３の周囲における複数個所を押えるものであっても良い。

また、霧化装置に所望により設ける液容器配置部は、複数の液容器を同時に挿入可能に代えて、１本のみを支持可能なものであっても良い。また霧化装置は、超音波振動子の振動面に、超音波振動子の振動面に、液容器によらずに液を滴下することによって供給するものであっても良い。
また、霧化装置は、水を霧化する加湿器であっても良い。また、霧化する液体の量や放散させる香料の強度を、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、本発明における霧化装置は、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、本発明における霧化装置は、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、霧化装置の電源は、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。

１ 霧化装置
２ 合成樹脂からなる本体
２３ 液容器配置部
２６ 支持ガイド
２７ 先端部配置空間
３ 超音波振動子
３ａ 振動面
３１ 圧電体
３１ａ 圧電体の片面
３２ 金属カバー
３２ｃ 金属カバーのフランジ部（周辺部）
３３ 中空部
４，４Ａ 液容器
５ 振動子配置部
５１ 底部(下側支持部)
５３ 張り出し部（上側支持部）
５５ スポンジ状弾性体（弾性部）
５６ スプリング（弾性部）
５７ 板バネ（弾性部）
６ 上側電極
６Ａ 下側電極
７ 導電性緩衝材
７Ａ 下側導電性緩衝材
６１，６３ 配線

Claims (6)

1. 超音波振動子が霧化装置の振動子配置部に保持されてなる、超音波振動子の保持構造であって、
   前記超音波振動子は、扁平な圧電体及び該圧電体の片面に固定された金属カバーを備え、該金属カバーと該圧電体との間に中空部を有し、該金属カバーが、該超音波振動子の厚み方向に振動する振動面を形成しており、
   前記振動子配置部は、前記超音波振動子を前記圧電体側から支持する下側支持部と、該超音波振動子を前記金属カバー側から押える上側支持部とを有しており、
   前記上側支持部側に位置する上側電極と、前記金属カバーにおける前記中空部より外側に位置する周辺部との間に、導電性緩衝材が介在している、超音波振動子の保持構造。
2. 前記上側電極及び前記導電性緩衝材は、それぞれ、平面視において前記中空部の周囲を囲んでいる、請求項１に記載の超音波振動子の保持構造。
3. 前記下側支持部側に位置する下側電極と前記圧電体との間に、下側導電性緩衝材が介在している、請求項１又は２に記載の超音波振動子の保持構造。
4. 前記超音波振動子の圧電体は、共振周波数が５０ｋＨｚ〜５００ｋＨｚである、請求項１〜３の何れか１項に記載の超音波振動子の保持構造。
5. 前記下側支持部は、弾性部を更に備える、請求項１〜４の何れか１項に記載の超音波振動子の保持構造。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載の噴超音波振動子の保持構造を備える霧化装置。

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