JP2019135427A - 超音波式噴霧器 - Google Patents

Abstract

【課題】超音波振動素子の交換を容易に行うことができる超音波式噴霧器を提供すること。【解決手段】超音波式噴霧器１は、液体Ｌが貯留される液体貯留部２と、液体貯留部２内の液体Ｌに超音波振動を付与する超音波振動素子を有し、超音波振動の付与により、液体Ｌを霧化して、霧Ｍを生じさせる加振部３と、霧Ｍを噴出する噴出部４と、超音波振動素子に対して電力を供給する電力供給部５と、を備える。電力供給部５は、ワイヤレス給電により電力を送る送電部５４を有し、加振部３は、送電部５４からの電力を受ける受電部を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、超音波式噴霧器に関する。

例えば住居の居住空間等を加湿するには、加湿器が用いられる。加湿器としては、液体を貯留する液貯留部と、液貯留部内の液体に超音波振動を付与して、液体から霧を生じさせる振動子を有するミスト発生ユニットとを備えるミスト発生器が知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載のミスト発生器は、使用し続けていくと、振動子が経時的に劣化し、振動子の交換を要する場合がある。この場合、例えば、ミスト発生器を裏返して、すなわち、上下反転させて、裏蓋を開け、振動子をミスト発生ユニットから取り出す。そして、この振動子と、新たな振動子とを交換して、再度裏蓋を閉めれば、振動子の交換作業が完了する。

しかしながら、このような振動子の交換作業は、加湿器が大きくなればなるほど行ないづらくなり、使用者にとっては、不便であった。

特開平５−２０８１５１号公報

本発明の目的は、超音波振動素子の交換を容易に行うことができる超音波式噴霧器を提供することにある。

このような目的は、下記（１）〜（７）の本発明により達成される。
（１） 液体が貯留される液体貯留部と、
前記液体貯留部内の前記液体に超音波振動を付与する超音波振動素子を有し、前記超音波振動の付与により、前記液体を霧化して、霧を生じさせる加振部と、
前記霧を噴出する噴出部と、
前記超音波振動素子に対して電力を供給する電力供給部と、を備え、
前記電力供給部は、ワイヤレス給電により前記電力を送る送電部を有し、
前記加振部は、前記送電部からの前記電力を受ける受電部を有することを特徴とする超音波式噴霧器。

（２） 前記ワイヤレス給電は、電磁誘導式または磁界共振式によるものである上記（１）に記載の超音波式噴霧器。

（３） 前記液体貯留部は、着脱自在に装填される第１貯留部と、前記第１貯留部が装填された状態で、前記第１貯留部と連通する第２貯留部とを有し、
前記第２貯留部の底部には、前記加振部が設置される加振部設置部が設けられている上記（１）または（２）に記載の超音波式噴霧器。

（４） 前記加振部は、前記超音波振動素子と前記受電部とがユニット化されており、前記加振部設置部に対して着脱自在に設置される上記（３）に記載の超音波式噴霧器。

（５） 前記加振部は、前記加振部設置部から離脱した状態で、前記超音波振動素子と前記受電部とを分解可能に構成されている上記（４）に記載の超音波式噴霧器。

（６） 前記加振部設置部は、前記第２貯留部の内側に向かって開口した凹部で構成されており、
前記加振部に対する着脱操作は、前記凹部の開口側から行なわれる上記（４）または（５）に記載の超音波式噴霧器。

（７） 前記受電部は、前記送電部に対して、前記超音波振動素子よりも近位に配置されている上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の超音波式噴霧器。

本願発明によれば、超音波振動素子の交換を容易に行うことができる超音波式噴霧器を提供することができる。

図１は、本発明の超音波式噴霧器の使用状態を示す縦断面図である。 図２は、図１に示す超音波式噴霧器の分解状態（第１分解状態）を示す縦断面図である。 図３は、図１に示す超音波式噴霧器の分解状態（第２分解状態）を示す縦断面図である。 図４は、本発明の超音波式噴霧器が備える加振部を示す縦断面図である。 図５は、図４に示す加振部の分解状態を示す縦断面図である。 図６は、図４中の矢印Ａ方向から見た図（平面図）である。

以下、本発明の超音波振動素子を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の超音波式噴霧器の使用状態を示す縦断面図である。図２は、図１に示す超音波式噴霧器の分解状態（第１分解状態）を示す縦断面図である。図３は、図１に示す超音波式噴霧器の分解状態（第２分解状態）を示す縦断面図である。図４は、本発明の超音波式噴霧器が備える加振部を示す縦断面図である。図５は、図４に示す加振部の分解状態を示す縦断面図である。図６は、図４中の矢印Ａ方向から見た図（平面図）である。以下では、説明の都合上、図１〜図５中の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。

図１に示すように、超音波式噴霧器１は、液体Ｌが貯留される液体貯留部２と、超音波振動素子３２での超音波振動の付与により、液体Ｌを霧化して、霧Ｍを生じさせる加振部３と、霧Ｍを噴出する噴出部４と、超音波振動素子３２に対して電力を供給する電力供給部５と、を備えている。また、超音波式噴霧器１は、これら各部を支持または内蔵し、上側本体６１と下側本体６２とに分離可能に構成された噴霧器本体（筐体）６を備えている。

液体貯留部２は、噴霧器本体６に着脱自在に装填される第１貯留部（１次貯留部）２１と、第１貯留部２１が噴霧器本体６に装填された状態で、第１貯留部２１と連通する第２貯留部（２次貯留部）２２とを有している。

なお、液体Ｌとしては、特に限定されないが、本実施形態では、水（真水、水道水等）を含む液体として説明する。これにより、超音波式噴霧器１は、加湿機能を有する加湿器として機能する。

第１貯留部２１は、タンク２３と、タンク２３の口部２３１に着脱自在に装着されるキャップ２４とで構成されている。

タンク２３は、液体Ｌを一時的に貯留することができる。第１貯留部２１は、タンク２３が空の状態になった場合には、噴霧器本体６の装填部６３から離脱させることができる（図２参照）。そして、この離脱状態で、キャップ２４を取り外して、口部２３１から液体Ｌを供給することができる。これにより、タンク２３に液体Ｌを貯留することができる。液体Ｌの供給後、第１貯留部２１は、噴霧器本体６に再度装填される。

なお、タンク２３は、第１貯留部２１が噴霧器本体６に装填された状態では、口部２３１が下方に位置する。また、タンク２３は、第１貯留部２１が噴霧器本体６から離脱して液体Ｌが供給される際には、口部２３１を上方に位置させて、その供給作業が行なわれる。

また、装填部６３は、噴霧器本体６が上側本体６１と下側本体６２とに分離した際には、上下方向の途中で分断される（図３参照）。

キャップ２４は、タンク２３の口部２３１に装着された状態で、口部２３１を開閉する弁２４１を有している。第１貯留部２１が噴霧器本体６に装填された際、弁２４１が開状態となる。これにより、口部２３１を介して、第１貯留部２１から第２貯留部２２に液体Ｌが流入する。また、第１貯留部２１を噴霧器本体６から離脱させた際には、弁２４１が閉状態となる。これにより、口部２３１が封止される。

噴霧器本体６に装填された状態の第１貯留部２１の下方には、第２貯留部２２が配置されている。第２貯留部２２は、噴霧器本体６の下側本体６２に設けられている。この第２貯留部２２には、第１貯留部２１から供給された液体Ｌを一時的に貯留することができる。第２貯留部２２内の液体Ｌの液面には、加振部３（超音波振動素子３２）から付与される超音波振動によって多数の水柱が生じる。そして、この状態が繰り返されることにより、各水柱から微細な液滴が多数飛散して、これが霧Ｍとなる。

また、第２貯留部２２には、液体Ｌの液面の位置を検出する検出部２５が設けられている。検出部２５は、液体Ｌの液面の位置に応じて上下方向に揺動するフロート２５１と、フロート２５１の上下方向の位置を電気信号に変換する変換部２５２とを有している。変換部２５２は、電力供給部５の電源回路基板５１と電気的に接続されている。これにより、例えば、第２貯留部２２内の液体Ｌが空になった際には、その旨を、ＬＥＤ等の報知部（図示せず）により報知することができる。

第２貯留部２２の上方には、霧Ｍを噴出する噴出部４が配置されている。噴出部４は、第２貯留部２２と連通し、管状をなす管状部４１と、管状部４１の管壁に設けられたファン４２とを有している。

管状部４１は、上下方向に延びており、その上部の開口部が、霧Ｍを噴出する噴出口４１１として機能する。

また、管状部４１は、噴霧器本体６が上側本体６１と下側本体６２とに分離した際には、装填部６３と同様に、上下方向の途中で分断される（図３参照）。

ファン４２は、電力供給部５と電気的に接続されており、電力供給部５からの電力供給により回転することができる。これにより、管状部４１の外側から内側に向かって空気が入り込む。そして、この空気により、霧Ｍを管状部４１内で巻き上げて、噴出口４１１から噴出することができる。

第２貯留部２２の底部２２１には、加振部３が設置される加振部設置部２２２が設けられている。これにより、第２貯留部２２内の液体Ｌを下側から万遍なく加振することができ、よって、霧Ｍを安定して生じさせることができる。なお、加振部３（加振部設置部２２２）は、本実施形態のように管状部４１の下方延長線上に位置しているのが好ましいが、この位置に限定されない。

また、図３に示すように、超音波式噴霧器１では、加振部３は、加振部設置部２２２に対して着脱自在に設置されている。

図４、図５に示すように、加振部３は、ハウジング３１と、超音波振動素子３２と、固定用ネジ３３と、パッキン３４と、スプリング電極３５と、駆動回路基板（発振回路基板）３６と、受電部３７とを有している。

ハウジング３１は、内部が第１室３１１と第２室３１２とに上下に仕切られた円筒体で構成されている。第１室３１１には、超音波振動素子３２と、固定用ネジ３３と、パッキン３４と、スプリング電極３５とが配置、収納されている。また、第２室３１２には、駆動回路基板３６と、受電部３７とが配置、収納されている。このようなハウジング３１により、加振部３は、超音波振動素子３２と、固定用ネジ３３と、パッキン３４と、スプリング電極３５と、駆動回路基板３６と、受電部３７とがユニット化された加振ユニットとして構成される。

超音波振動素子３２は、高周波の交流電圧を印加することにより、第２貯留部２２（液体貯留部２）内の液体Ｌに超音波振動を付与することができる。超音波振動素子３２としては、特に限定されず、例えば、板状をなす圧電セラミックスと、圧電セラミックスの両面にそれぞれ設けられた電極とを有するものを用いることができる。

固定用ネジ３３は、円環状をなし、その外周部に雄ネジ３３１が形成されている。この雄ネジ３３１は、ハウジング３１の第１室３１１の内周部に形成された雌ネジ３１３と螺合することができる。これにより、超音波振動素子３２を上側から押し付けて、第１室３１１内で固定することができる。

なお、固定用ネジ３３を締めたり、弛めたりする場合には、固定用ネジ３３の上面に形成された溝３３２（図６参照）に、例えばマイナスドライバ等を係合させて、そのまま回転させることにより、その締結、弛緩作業を行なうことができる。

また、固定用ネジ３３は、導電性を有し、超音波振動素子３２を固定した状態で、超音波振動素子３２（前記圧電セラミックスの両面にそれぞれ設けられた電極のうちの一方の電極）と電気的に接続される。これにより、超音波振動素子３２は、固定用ネジ３３を介して、駆動回路基板３６と電気的に接続されることとなる。

パッキン３４は、超音波振動素子３２の下側、すなわち、固定用ネジ３３と反対側に配置されている。このパッキン３４は、円環状の弾性体で構成されており、超音波振動素子３２と第１室３１１の底部との間で圧縮状態となっている。

スプリング電極３５は、パッキン３４と同様に、超音波振動素子３２の下側に配置されている。また、スプリング電極３５は、パッキン３４の内側に、パッキン３４と同心的に配置されている。このように配置されたスプリング電極３５は、超音波振動素子３２（前記圧電セラミックスの両面にそれぞれ設けられた電極のうちの他方の電極）と電気的に接続される。これにより、超音波振動素子３２は、スプリング電極３５を介して、駆動回路基板３６と電気的に接続されることとなる。

駆動回路基板３６は、超音波振動素子３２を駆動させる制御部である。駆動回路基板３６は、例えば、各種ＩＣチップ等が搭載されている。

前述したように、加振部３は、受電部３７を有している。この受電部３７は、ワイヤレス給電（ワイヤレス電力伝送）により、電力供給部５の送電部５４からの電力を受けることができる。そして、受電部３７を介して電力が供給された駆動回路基板３６は、超音波振動素子３２を駆動させることができる。

また、図１〜図３に示すように、電力供給部５は、電源回路基板５１と、コード５２を介して電源回路基板５１に電気的に接続されたプラグ５３と、ワイヤレス給電により電力を加振部３の受電部３７に送る送電部５４とを有している。

超音波式噴霧器１では、ワイヤレス給電は、磁界結合式、すなわち、電磁誘導式または磁界共振式によるものであるのが好ましい。

ワイヤレス給電が電磁誘導式によるものである場合には、例えば、送電部５４は、交流電圧が印加される１次側コイルを有し、受電部３７は、交流電圧印加状態の１次側コイルに磁束が発生した際に誘導起電力が発生する２次側コイルを有する構成とすることができる。

また、ワイヤレス給電が磁界共振式によるものである場合には、送電部５４と受電部３７とは、ＬＣ共振するコイルを有する構成とすることができる。

また、ワイヤレス給電としては、上記の方式以外にも、例えば、電界結合式、エバネセント波式、マイクロ波式、レーザ式、超音波式等によるものであってもよい。

電源回路基板５１は、例えば、送電部５４に交流電圧を印加したり、ファン４２を駆動させたり、その他、検出部２５からの検出結果に基づいて各種判断を行なう制御部である。電源回路基板５１は、例えば、各種ＩＣチップ等が搭載されている。

プラグ５３は、例えば超音波式噴霧器１を用いている室内のコンセント（図示せず）に挿入することができる。これにより、電源回路基板５１への電力供給がなされる。

ところで、超音波式噴霧器１を使用し続けていくと、超音波式噴霧器１を構成する部品のなかでも特に、超音波振動素子３２が経時的劣化の程度が高い傾向にある。超音波振動素子３２が劣化した場合には、その超音波振動素子３２を新たな超音波振動素子３２に交換するのが好ましい。

前述したように、加振部３は、ハウジング３１によって、超音波振動素子３２と、固定用ネジ３３と、パッキン３４と、スプリング電極３５と、駆動回路基板３６と、受電部３７とがユニット化されている。そして、このユニット化された加振部３は、加振部設置部２２２に対して着脱自在に設置されている。

また、前述したように、超音波式噴霧器１では、送電部５４から受電部３７への給電がワイヤレス給電となっている。

このように加振部３が加振部設置部２２２に対して着脱自在に設置されていることと、給電方式がワイヤレス給電であることとが相まって、超音波振動素子３２を交換する際に、前記ユニット化された加振部３ごと、噴霧器本体６から離脱させれば、配線し直す等の交換作業の煩雑さを省略して、超音波振動素子３２の交換を容易に行うことができる。

なお、加振部３を噴霧器本体６から離脱させるには、まず、図１に示す状態から、図２に示すように、噴霧器本体６から第１貯留部２１を離脱させる。次いで、図３に示すように、噴霧器本体６を上側本体６１と下側本体６２とに分離する、すなわち、上側本体６１を下側本体６２から離脱させる。その後、加振部３を下側本体６２の加振部設置部２２２から離脱させることができる。

また、このようなメンテナンスは、従来の加湿器のように、加湿器自体を裏返して、すなわち、上下反転させて行なうのとは異なっている。これにより、裏返し時に液体Ｌが漏れ出て、周辺を不本意に濡らしてしまうのも防止することができる。

また、図５に示すように、加振部３は、加振部設置部２２２から離脱した状態で、交換対象である超音波振動素子３２と、それ以外の受電部３７等とを分解可能に構成されている。これにより、交換対象である超音波振動素子３２を優先的に取り出すことができ、その後、新たな超音波振動素子３２に交換することができる。

なお、この交換作業を行なうには、まず、固定用ネジ３３を弛めて、ハウジング３１と固定用ネジ３３との螺合を解除する。これにより、固定用ネジ３３をハウジング３１から取り外すことができる。次いで、超音波振動素子３２をハウジング３１の第１室３１１から離脱させる。これにより、受電部３７等をハウジング３１に残したまま、交換対象である超音波振動素子３２だけを取り出すことができる。そして、この取り出された超音波振動素子３２に代えて、新たな超音波振動素子３２をハウジング３１の第１室３１１に収納し、固定用ネジ３３を再度ハウジング３１に締め込めば交換作業が完了する。

図１〜図３に示すように、加振部設置部２２２は、第２貯留部２２の内側に向かって開口した開口部２２３を有する凹部で構成されている。そして、図３に示すように、加振部３に対する着脱操作は、噴霧器本体６を上側本体６１と下側本体６２とに分離させた状態で、この凹部で構成された加振部設置部２２２の開口部２２３（開口）側から行なわれる。

従来の加湿器では、このような離脱作業は、加湿器自体を裏返して行なっており、加湿器が大きくなればなるほど行ないづらくなっていた。

これに対し、超音波式噴霧器１では、裏返さずに、超音波式噴霧器１の使用状態での姿勢のまま、離脱作業を行なうことができる。これにより、超音波式噴霧器１の大きさに関わらず、離脱作業を容易に行なうことができる。

なお、加振部３の外径の大きさと、加振部３が設置される加振部設置部２２２（凹部）の内径の大きさとは、それぞれ、特に限定されないが、加振部３の外径と加振部設置部２２２の内径との差は、できる限り小さいのが好ましい。

また、使用状態にある超音波式噴霧器１では、加振部３の受電部３７は、電力供給部５の送電部５４に対して、超音波振動素子３２よりも近位に配置されているのが好ましい。これにより、送電部５４と受電部３７とができる限り寄せて配置された状態となり、よって、送電部５４から受電部３７への給電効率を高めることができる。

以上、本発明の超音波式噴霧器を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、超音波式噴霧器を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。

また、超音波振動素子の交換作業は、加振部を加振部設置部から離脱させた状態で行なうのに限定されず、例えば、加振部を加振部設置部に設置したままの状態で、固定用ネジを取り外して行なってもよい。

また、液体貯留部に貯留される水には、その他の成分が含まれていてもよい。当該成分としては、例えば、消臭、殺菌、滅菌、消毒機能を有する成分（例えば、次亜塩素酸水）や、香り成分や、着色剤（染料、顔料等）等が含まれていてもよい。

また、液体貯留部に貯留される液体は、有機溶剤を含む液体や、アルコールを含む液体等であってもよい。

また、前記実施形態では、超音波式噴霧器を加湿器に適用した場合について説明したが、本発明ではこれに限定されず、超音波式噴霧器は、映像または画像を投影可能な、いわゆるミストスクリーンにも適用することができる。

１ 超音波式噴霧器
２ 液体貯留部
２１ 第１貯留部（１次貯留部）
２２ 第２貯留部（２次貯留部）
２２１ 底部
２２２ 加振部設置部
２２３ 開口部
２３ タンク
２３１ 口部
２４ キャップ
２４１ 弁
２５ 検出部
２５１ フロート
２５２ 変換部
３ 加振部
３１ ハウジング
３１１ 第１室
３１２ 第２室
３１３ 雌ネジ
３２ 超音波振動素子
３３ 固定用ネジ
３３１ 雄ネジ
３３２ 溝
３４ パッキン
３５ スプリング電極
３６ 駆動回路基板（発振回路基板）
３７ 受電部
４ 噴出部
４１ 管状部
４１１ 噴出口
４２ ファン
５ 電力供給部
５１ 電源回路基板
５２ コード
５３ プラグ
５４ 送電部
６ 噴霧器本体（筐体）
６１ 上側本体
６２ 下側本体
６３ 装填部
Ｌ 液体
Ｍ 霧

Claims (7)

1. 液体が貯留される液体貯留部と、
   前記液体貯留部内の前記液体に超音波振動を付与する超音波振動素子を有し、前記超音波振動の付与により、前記液体を霧化して、霧を生じさせる加振部と、
   前記霧を噴出する噴出部と、
   前記超音波振動素子に対して電力を供給する電力供給部と、を備え、
   前記電力供給部は、ワイヤレス給電により前記電力を送る送電部を有し、
   前記加振部は、前記送電部からの前記電力を受ける受電部を有することを特徴とする超音波式噴霧器。
2. 前記ワイヤレス給電は、電磁誘導式または磁界共振式によるものである請求項１に記載の超音波式噴霧器。
3. 前記液体貯留部は、着脱自在に装填される第１貯留部と、前記第１貯留部が装填された状態で、前記第１貯留部と連通する第２貯留部とを有し、
   前記第２貯留部の底部には、前記加振部が設置される加振部設置部が設けられている請求項１または２に記載の超音波式噴霧器。
4. 前記加振部は、前記超音波振動素子と前記受電部とがユニット化されており、前記加振部設置部に対して着脱自在に設置される請求項３に記載の超音波式噴霧器。
5. 前記加振部は、前記加振部設置部から離脱した状態で、前記超音波振動素子と前記受電部とを分解可能に構成されている請求項４に記載の超音波式噴霧器。
6. 前記加振部設置部は、前記第２貯留部の内側に向かって開口した凹部で構成されており、
   前記加振部に対する着脱操作は、前記凹部の開口側から行なわれる請求項４または５に記載の超音波式噴霧器。
7. 前記受電部は、前記送電部に対して、前記超音波振動素子よりも近位に配置されている請求項１ないし６のいずれか１項に記載の超音波式噴霧器。

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