JP3083902B2 - 超音波霧化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波励振器により発
生させた弾性振動により液体を霧化する超音波霧化装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の超音波霧化装置としては、ボルト
締ランジュバン型振動子を応用した超音波霧化装置およ
びネブライザーが挙げられる。ボルト締ランジュバン型
振動子による霧化装置は数１０kHzという周波数の超音
波を利用したもので、多量の霧を発生しうるという長所
を有するが、構造が複雑で装置が大がかりであるという
短所をあわせもつ。一方、ネブライザーは、MHz領域の
超音波を利用したもので、粒子が微小で均一性に優れる
という長所を有するものの、霧化効率が悪く低電力で多
量の霧を発生させるのが難しいという短所をもつ。つま
り、従来の超音波霧化装置では、霧化効率、多量霧化、
粒子の微小性または駆動電源コストのいずれかにおいて
難点があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、霧化
効率、多量霧化、粒子の微小性かつ均一性、装置が小型
かつ軽量であること、構造が簡単であることおよび駆動
電源コストのどの面からみても満足のできる超音波霧化
装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の超音波
霧化装置は、圧電振動子に振動板を固着してなる超音波
励振器により発生させた弾性振動により液体を霧化する
超音波霧化装置において、前記圧電振動子は圧電磁器
と、該圧電磁器の厚さ方向に垂直な両端面に形成されて
いる電極とから成り、前記振動板は、前記圧電振動子の
電極を有する少なくとも一つの端面上に一体的に連なっ
て固着された固着部と、前記圧電振動子の外方に向けて
前記圧電振動子の前記端面にほぼ平行に突出する振動部
とを有し、前記振動部には多数の穴が設けてあり、前記
振動部へ前記液体を供給する手段は、前記超音波励振器
を支持する支持具と、前記液体を収容する貯液室と、ス
ポンジその他の吸液能力の大きい物質から成り前記液体
を吸収する保液材とを備え、前記支持具は前記超音波励
振器を固定物に対し所定位置に保持し、前記支持具のう
ち少なくとも前記超音波励振器に接触する部分は前記圧
電振動子に比べて音響インピーダンスが低い発泡スチロ
ールその他の物質から成り、前記振動部は前記保液材と
接触して、前記保液材に吸収されている前記液体を霧化
することを特徴とする。また、請求項２に記載の超音波
霧化装置は、圧電振動子に振動板を固着してなる超音波
励振器により発生させた弾性振動により液体を霧化する
超音波霧化装置において、前記圧電振動子は圧電磁器
と、該圧電磁器の厚さ方向に垂直な両端面に形成されて
いる電極とから成り、前記振動板は、前記圧電振動子の
電極を有する少なくとも一つの端面上に一体的に連なっ
て固着された固着部と、前記圧電振動子の外方に向けて
前記圧電振動子の前記端面にほぼ平行に突出する振動部
とを有し、前記振動部には多数の穴が設けてあり、前記
振動部へ前記液体を供給する手段は、前記超音波励振器
を支持する支持具と、前記液体を収容する貯液室と、ス
ポンジその他の吸液能力の大きい物質から成り前記液体
を吸収する保液材とを備え、前記支持具は浮力により前
記超音波励振器を前記液体中に浮かせ、前記支持具のう
ち少なくとも前記超音波励振器に接触する部分は前記圧
電振動子に比べて音響インピーダンスが低い発泡スチロ
ールその他の物質から成り、前記振動部は前記保液材と
接触して、前記保液材に吸収されている前記液体を霧化
することを特徴とする。

【０００５】請求項３に記載の超音波霧化装置は、前記
穴における前記振動板の一方の開口面積と他方の開口面
積とが異なることを特徴とする。

【０００６】請求項４に記載の超音波霧化装置は、前記
両端面のうちで少なくとも一方の端面に形成されている
前記電極は、互いに絶縁された２つの部分に分割されて
いることを特徴とする。

【０００７】請求項５に記載の超音波霧化装置は、前記
圧電振動子の共振周波数が、該圧電振動子と前記振動板
との複合体における共振周波数にほぼ等しいことを特徴
とする。

【０００８】請求項６に記載の超音波霧化装置は、前記
圧電振動子が、厚さと幅の寸法比が１に近くしかも１に
等しくない矩形状の角柱であることを特徴とする。

【０００９】請求項７に記載の超音波霧化装置は、前記
圧電振動子の共振周波数が、該圧電振動子と前記振動板
との複合体における２つの共振周波数の中間値にほぼ等
しいことを特徴とする。

【００１０】請求項８に記載の超音波霧化装置は、前記
圧電振動子が、長さと幅の寸法比が１に近くしかも１に
等しくない矩形状の板であることを特徴とする。

【００１１】請求項１及び請求項２に記載の超音波霧化
装置の使用時、前記圧電振動子には前記圧電振動子と前
記振動板との複合体の共振周波数にほぼ等しい周波数を
有する交流信号が印加され、前記圧電振動子は励振され
る。前記圧電振動子の励振は前記振動板を振動させる。
前記振動板には前記保液材の一部が接しており、前記貯
液室内の液体は前記保液材によって吸い上げられた後、
前記振動板に接する部分の前記保液材から前記振動板に
順次供給される。前記振動板に供給された液体は、前記
振動板に設けられている穴を通して霧化される。穴を通
しての霧化は粒子の微小性、均一性を促し、しかも霧化
効率を増大させることができる。また、霧化効率が高い
ことから多量の霧化が低消費電力で実現でき、あわせて
装置の小型化も容易にできる。自励式駆動も可能で、電
池での駆動も容易なことから、環境変化に対応し得る形
で低消費電力での駆動が可能となる。さらに本発明によ
れば、前記保液材の使用により、前記貯液室内の液体の
増減や振動による液面の変化などに影響されることな
く、常に安定した液体の供給を実現できるだけでなく、
液体の供給を無駄なく効率良く行うことができるから、
霧化効率を増大することができる。

【００１２】前記圧電振動子は圧電磁器と、前記圧電磁
器の厚さ方向に垂直な両端面に形成されている電極とか
ら成る。交流電圧は該電極を介して前記圧電振動子に印
加され、前記圧電振動子は励振される。このような簡単
な構造の圧電振動子の採用により超音波霧化装置を小型
化でき、しかもこの装置では高い効率で液体を霧化する
ことができる。

【００１３】前記振動板が前記圧電振動子の少なくとも
一方の端面上に一体的に連なって固着されていることに
より、前記振動部は前記固着部を固定端とする片持ち梁
の形で屈曲振動するから、前記振動板に供給された液体
はその弾性振動により霧化され、その振動板に垂直な上
方に向けて霧として放散される。

【００１４】前記支持具は前記超音波励振器を固定物に
対し所定位置に保持するか（請求項１）、または浮力に
より前記超音波励振器を前記液体中に浮かせている（請
求項２）。この際、前記支持具のうち少なくとも前記超
音波励振器に接触する部分として発泡スチロール等のよ
うな圧電振動子に比べて音響インピーダンスが低い物質
を採用することにより、圧電振動子の励振が支持具自身
や、前記固定物または前記液体中に伝搬し散失されるの
を抑制でき、効率良く振動板を振動させることができる
ので、霧化効率を増大させることができる。前記超音波
励振器を浮力によって液体中に浮かべる請求項２の構造
を採用するこにより、前記貯液室に収容せれている液体
の量の増減に影響されることなく、常時、前記振動板に
は適量の液体が供給されることになるので効率のよい霧
化が実現でき、従って多量の霧化が低消費電力で実現で
き、あわせて装置の小型化も容易に実現できる。また、
前記支持具によって前記超音波励振器を固定物に対し所
定の位置に保持した上で前記振動部に適量の液体を供給
する請求項１の構成によっても効率のよい霧化が実現で
きる。

【００１５】請求項３に記載の超音波霧化装置では、前
記穴における前記振動板の一方の開口面積が他方の開口
面積より大きいことから、その一方の開口を入口側とし
他方を出口側とすることにより、前記穴の液体の通過面
積が入口側から出口側に向けて減少するから、前記液体
が前記穴を通過するときに前記液体は前記穴によって絞
り作用を受ける。その結果、前記絞り作用と前記振動部
の振動との相乗効果によって液体の霧化作用が促進さ
れ、霧の発生量が増加しかつ粒子の径が均一になる。

【００１６】請求項４に記載の超音波霧化装置では、前
記両端面のうちで少なくとも一方の端面に形成されてい
る前記電極が、互いに絶縁された２つの部分に分割され
ていることから、一方の前記部分に設けられている電極
を自励式電源のための電極として用いることができる。
従って、本発明の超音波霧化装置では温度などの環境の
変化に対応し得る形で低消費電力での駆動が可能とな
る。

【００１７】請求項５に記載の超音波霧化装置では、前
記電圧振動子の共振周波数は、該圧電振動子と前記振動
板との複合体における共振周波数にほぼ等しくなるとき
の電圧が前記圧電振動子に印加されることにより、前記
振動板は効率的に励振され、霧化効率が促進され、霧の
発生量はさらに増加する。

【００１８】請求項６に記載の超音波霧化装置では、請
求項５に記載の前記圧電振動子が、厚さと幅の寸法比が
１に近くしかも１に等しくない矩形状の角柱であること
により、前記圧電振動子と前記振動板との複合体の結合
振動が増強され、霧化効率が促進される。

【００１９】請求項７に記載の超音波霧化装置では、前
記圧電振動子の共振周波数が、該圧電振動子と前記振動
板との複合体における２つの共振周波数の中間値にほぼ
等しくなるときの電圧が前記圧電振動子に印加されるこ
とにより、前記振動板は効率的に励振され、霧化効率が
促進され、霧化の発生量はさらに増大する。

【００２０】請求項８に記載の超音波霧化装置では、請
求項７に記載の前記圧電振動子が、長さと幅の寸法比が
１に近くしかも１に等しくない矩形状の板であることに
より、前記圧電振動子と前記振動板との複合体の結合振
動が増強され、霧化効率が促進される。

【００２１】

【実施例】図１は本発明の超音波霧化装置の第１の実施
例を示す断面図である。本実施例は圧電振動子１と、振
動板２と、圧電振動子３と、振動板４と、貯液室５と、
貯液室６と、液体供給チューブ７と、液体供給チューブ
８と、バルブ９と、バルブ１０と、ヒーター１１と、ヒ
ーター１２と、保液材１３と、保液材１４と、支持具１
５とから成り、それらが本体の内部に納められている。
圧電振動子１には銅箔から成る端子Ｐ、Ｑが取り付けら
れている。圧電振動子２にも同様にして端子Ｐが取り付
けられているが、端子Ｑは圧電振動子１と共有してい
て、端子Ｑは圧電振動子１と圧電振動子２との間に挟ま
れている。圧電振動子１には振動板２が、圧電振動子３
には振動板４が設けられていて、圧電振動子１と圧電振
動子３は支持具１５によって圧接されている。電源室に
は、圧電振動子１および圧電振動子３に端子Ｐ、Ｑを介
して交流電圧を供給する電源部が設けられていて、圧電
振動子１と圧電振動子３との間にはスイッチが設けられ
ていて、該スイッチの切り替えにより圧電振動子１また
は圧電振動子３に交流電圧を供給する。但し、図１では
圧電振動子１および圧電振動子３に交流電圧を供給する
電源回路、前記スイッチおよび端子Ｐ、Ｑが省いて描か
れていて、使用時には、貯液室５および貯液室６は適量
の液体で満たしておく。端子Ｐ、Ｑは圧電振動子１およ
び圧電振動子３にそれぞれ導電性接着剤で固着されてい
る。保液材１３は液体供給チューブ７の先端に設けられ
ていて、保液材１３は振動板２の下面と接触している。
保液材１４は液体供給チューブ８の先端に設けられてい
て、保液材１４は振動板４の下面と接触している。

【００２２】図２は本発明の超音波霧化装置の第２の実
施例を示す断面図である。本実施例は圧電振動子１と、
振動板２と、振動板２０と、保液材２１と、保液材２２
と、本体貯液室２３と、本体貯液室２４と、支持具２５
と、支持具２６とから成る。電源室には、圧電振動子１
に端子Ｐ、Ｑを介して交流電圧を供給する電源部が設け
られている。但し、図２では圧電振動子１に交流電圧を
供給する電源回路および端子Ｐ、Ｑが省いて描かれてい
て、使用時には、本体貯液室２３または本体貯液室２４
は適量の液体で満たしておく。圧電振動子１には振動板
２と振動板２０とが設けられていて、圧電振動子１は支
持具２５によって支持されている。保液材２１は柱状
で、保液材２１の下部は本体貯液室２３の液体中に漬け
られていて、保液材２１の上部は支持具２６により振動
板２０の下面と接触させたり離したりさせることができ
るようになっている。同様にして、保液材２２も柱状
で、保液材２２の下部は本体貯液室２４の液体中に漬け
られていて、保液材２２の上部は支持具２６により振動
板２の下面と接触させたり離したりさせることができる
ようになっている。スイッチの切り替えにより支持具２
６を作動させ、保液材２１または保液材２２をそれぞれ
相応する振動板２０または振動板２に接触させることが
できる。

【００２３】図３は本発明の超音波霧化装置の第３の実
施例を示す断面図である。本実施例は圧電振動子１と、
２つの振動板３０と、本体貯液室３１と、保液材３２
と、支持具３３とから成る。電源室には、圧電振動子１
に端子Ｐ、Ｑを介して交流電圧を供給する電源部が設け
られている。但し、図３では圧電振動子１に交流電圧を
供給する電源回路および端子Ｐ、Ｑが省いて描かれてい
て、使用時には、本体貯液室３１は適量の液体で満たし
ておく。圧電振動子１には２つの振動板３０が設けられ
ていて、圧電振動子１は支持具３３の一部によって支持
され、支持具３３は本体貯液室３１からの取り外しが可
能である。保液材３２は柱状で、保液材３２の下部は本
体貯液室３１の液体中に漬けられていて、保液材３２の
上部は支持具３３によりどちらか一方の振動板３０の下
面と接触させることができるようになっている。

【００２４】図４は本発明の超音波霧化装置の第４の実
施例を示す断面図である。本実施例は圧電振動子１と、
２つの振動板３０と、支持具３３と、貯液室４０と、保
液材４１とから成り、図３の第３の実施例における支持
具３３によって支持された圧電振動子１および振動板３
０とから成る超音波励振器を、液体で満たされた貯液室
４０に浮かべている。電源室には、圧電振動子１に端子
Ｐ、Ｑを介して交流電圧を供給する電源部が設けられて
いる。但し、図４では圧電振動子１に交流電圧を供給す
る電源回路および端子Ｐ、Ｑが省いて描かれている。保
液材４１の下部は貯液室４０の液体中に漬けられてい
て、保液材４１の上部は支持具３３によりどちらか一方
の振動板３０の下面と接触させることができるようにな
っている。

【００２５】図５は図１の第１の実施例における圧電振
動子１と振動板２とから成る超音波励振器の側面図、図
６は図５の超音波励振器の平面図である。圧電振動子１
は矩形板状の圧電磁器５０を有し、圧電磁器５０の材質
はＴＤＫ７２Ａ材（製品名）で、その長さは２２mm、幅
は２０mm、厚さは１mmである。ＴＤＫ７２Ａ材は電気機
械結合係数が大きいことから、ここでの実施例に用いて
いる。圧電磁器５０の分極軸の方向は厚さ方向に一致し
ており、この厚さ方向に垂直な両端面にＡｕ電極５１お
よびＡｕ電極５２が形成されている。Ａｕ電極５１は圧
電磁器５０の一方の端面を覆い、Ａｕ電極５２は圧電磁
器５０のもう一方の端面をおおっている。Ａｕ電極５１
には端子Ｐが取り付けられ、Ａｕ電極５２には端子Ｑが
取り付けられている。端子Ｐおよび端子Ｑは圧電磁器５
０の幅方向に沿う一方の縁部に配置されている。圧電振
動子１の一方の端面には、舌片状の振動板２が取り付け
られている。振動板２はニッケル製で、細長い板状の固
着部５３において圧電振動子１と一体的に連なって固着
されており、圧電振動子１より突出している部分の振動
板２が振動部５４をなしている。固着部５３はＡｕ電極
５１を介して圧電振動子１に接着剤で接着されている。
振動板２は長さ２０mm、幅２０mm、厚さ０．０５mmであ
る。固着部５３は長さ３mm、幅２０mm、厚さ０．０５mm
である。振動部５４は圧電振動子１の幅方向に沿う縁部
から外方に向けて圧電振動子１の板面に平行に伸び突出
している。振動部５４は長さ１７mm、幅２０mm、厚さ
０．０５mmである。

【００２６】図７は板面に垂直な平面で切断したときに
現れる振動部５４の断面を示す図である。振動部５４に
はその厚さ方向に貫通する微細な多数の穴６０が設けら
れている。図７では穴６０の縦断面形状および寸法が示
されている。穴６０の形状はすり鉢状であって、一方の
開口面積が他方の開口面積より大きいものをここでの実
施例で用いていて、一方の開口を入口側とし、他方を出
口側としている。入口側の直径は０．１mm、出口側の直
径は０．０２mmであって、穴６０は等しいピッチで配列
されている。

【００２７】図８は振動部５４の部分拡大平面図であ
る。図８では図６と同方向から見たときの穴６０の形状
および配列ならびに寸法が示されている。

【００２８】なお、図１の第１の実施例における圧電振
動子３と振動板４とから成る超音波励振器では、圧電振
動子３は圧電振動子１と同様な一対の電極と、圧電振動
子１と同一の材質を有する圧電磁器とから成り、該圧電
磁器の長さは２２mm、幅は２０mm、厚さは２mmである。
振動板４は長さ３０mm、幅２０mm、厚さ０．０５mmであ
る。振動板４は振動板２と同一の材質から成り、振動板
２と同様にして圧電振動子３に固着されている。振動板
４にも図７および図８に示すような振動板２と同様な形
状の微細な多数の穴が設けられているが、その寸法は振
動板２とは異なり、入口側の直径は０．２mm、出口側の
直径は０．０５mmである。

【００２９】図９は図２の第２の実施例における圧電振
動子１と、振動板２と、振動板２０とから成る超音波励
振器の平面図である。振動板２０は振動板２と同寸法で
あって、振動板２０は振動板２と同寸法の固着部７０お
よび振動部７１から成る。振動板２０には振動板４と同
様な形状と寸法の微細な多数の穴が設けられている。振
動板２０は圧電振動子１の振動板２が固着されている方
の端面上において、振動板２と対面する縁部に固着され
ている。圧電振動子１の両端面にはそれぞれ端子Ｐおよ
びＱが設けられていて、端子Ｐおよび端子Ｑは圧電振動
子１の長さ方向に沿う一方の縁部に配置されている。但
し、図９では端子Ｐ、Ｑが省いて描かれている。

【００３０】図１０は図３の第３の実施例および図４の
第４の実施例における圧電振動子１と２つの振動板３０
とから成る超音波励振器の平面図である。振動板３０は
長さ２０mm、幅９．５mm、厚さ０．０５mmである。振動
板３０は固着部７２と振動部７３とから成る。固着部７
２は長さ３mm、幅９．５mm、厚さ０．０５mmであり、振
動部７３は長さ１７mm、幅９．５mm、厚さ０．０５mmで
ある。一方の振動板３０には振動板２と同様な形状と寸
法の微細な多数の穴が設けられ、もう一方の振動板３０
には振動板４と同様な形状と寸法の微細な多数の穴が設
けられている。２つの振動板３０は互いに１mmの間隔を
隔てて、圧電振動子１の一方の端面上に固着されてい
る。圧電振動子１の両端面にはそれぞれ端子ＰおよびＱ
が設けられていて、端子Ｐおよび端子Ｑは、図５および
図６の超音波励振器と同様にして圧電振動子１の幅方向
に沿う一方の縁部に配置されている。但し、図１０では
端子Ｐ、Ｑが省いて描かれている。

【００３１】図１の超音波霧化装置の駆動時、圧電振動
子１と振動板２との複合体の共振周波数にほぼ等しい周
波数を有する交流信号を、端子Ｐおよび端子Ｑを介して
圧電振動子１に印加すると、圧電振動子１は励振され
る。このとき、その交流信号の周波数は圧電振動子１の
共振周波数のうちの１つにほぼ一致している。振動板２
を圧電振動子１の少なくとも一方の面上に一体的に連な
って固着させる構造を採用していることから、圧電振動
子１の励振に伴って、振動板２はその固着部５３を固定
端とする片持ち梁の形で振動される。振動部５４に生じ
る振動は屈曲振動であり、振動部５４の弾性振動が液体
の霧化に有効に機能する。同様にして、圧電振動子３と
振動板４との複合体においても、その複合体の共振周波
数にほぼ等しい周波数を有する交流信号を、端子Ｐおよ
び端子Ｑを介して圧電振動子３に印加すると、圧電振動
子３は励振され、圧電振動子３の励振に伴って振動板４
が振動し、振動板４の振動部の弾性振動が液体の霧化に
有効に機能する。圧電振動子１と圧電振動子３とは、そ
れぞれ振動板２または振動板４が固着されていない方の
端面をあわせた形で支持具１５によって圧接されている
と同時に、圧電振動子１および圧電振動子３を一体構造
物として本体に固定させている。支持具１５の圧電振動
子１および圧電振動子３との接触部は発泡スチロール製
で成り、圧電振動子１および圧電振動子３に比べて音響
インピーダンスが低いことからここでの実施例に用いて
いる。支持具１５の圧電振動子との接触部が発泡スチロ
ール製であることにより、圧電振動子１および圧電振動
子３からの超音波が支持具１５自身に伝搬し散失される
のが抑制され、振動板２または振動板４は効率良く振動
される。一方、貯液室５の中の液体は液体供給チューブ
７を通過するときにバルブ９によって液量を調整され保
液材１３に供給され、保液材１３と接触している振動板
２の下面に達している。保液材１３はスポンジ製で吸液
能力が大きいばかりでなく、圧電振動子１に比べて音響
インピーダンスが低いことからここでの実施例に用いて
いる。保液材１３がスポンジ製であることにより、圧電
振動子１からの超音波が保液材１３を介して液体中に伝
搬し散失するのが抑制され、振動板２は効率良く振動さ
れる。同様にして、貯液室６の中の液体は液体供給チュ
ーブ８を通過するときにバルブ１０によって液量を調整
され保液材１４に供給され、保液材１４と接触している
振動板３の下面に達する。保液材１４はスポンジ製で吸
液能力が大きいばかりでなく、圧電振動子３に比べて音
響インピーダンスが低いことからここでの実施例に用い
ている。保液材１４がスポンジ製であることにより、圧
電振動子３からの超音波が保液材１４を介して液体中に
伝搬し散失するのが抑制され、振動板４は効率良く振動
される。

【００３２】図１の超音波霧化装置では、圧電振動子１
と振動板２とから成る超音波励振器を作動させるとき、
振動部５４の振動に伴い貯液室５からバルブ９によって
液量を調整され液体供給チューブ７を通って保液材１３
に達した液体は、毛細管現象により各穴６０に導かれ
る。前記液体が各穴６０を通過するとき、各穴６０の液
体の通過面積はその入口側から出口側に向けて減少する
から、前記液体は穴６０によって絞り作用を受け、微小
でかつ均一な粒子となって振動部５４の上部に流出す
る。その結果、前記絞り作用、振動部５４の弾性振動、
および振動板２へのバルブ９による液量制御作用によ
り、穴６０から流出した液体は効率良く霧化される。本
実施例では印加電圧が９．８Vのときに周波数が１１
４．６kHzで霧化量が最大となり、そのときの消費電力
は２９４mW、電流は３０mAである。また電源を含む装置
全体においては消費電力は５８８mW、電流は６０mAであ
る。このようにして、圧電振動子としてその長さと幅の
寸法比が１に近くてしかも１に等しくない矩形板状構造
を採用することにより、圧電振動子と振動板との複合体
の結合振動が増強するから、霧の発生量が増加する。ま
た、スイッチの切り替えにより圧電振動子３と振動板４
とから成る超音波励振器を作動させたときには、貯液室
６からバルブ１０によって液量を調整され液体供給チュ
ーブ８を通って保液材１４に達した液体は、毛細管現象
により振動板４に設けられている微細な多数の穴に導か
れ、霧化される。その穴の大きさが穴６０とは異なるの
で、穴６０を通して霧化される霧の粒子の大きさとは異
なった大きさの粒子を有する霧を発生させることができ
る。このようにして、スイッチの切り替えにより異なっ
た大きさの粒子を発生させることができるばかりでな
く、貯液室５と貯液室６の中に別々の種類の液体を入れ
ておくことにより別々の種類のしかも異なった大きさの
粒子を有する霧を発生させることができる。さらに、貯
液室５に設けられているヒーター１１、および貯液室６
に設けられているヒーター１２を作動させることによ
り、貯液室５または貯液室６の中の液体の温度を用途に
応じて設定できる。なお、印加電圧を増加させるとそれ
につれて霧化量も増加するので、目的に応じて電圧を変
えれば霧化量を自由に変えることができる。

【００３３】図１１は図５および図６の示す超音波励振
器において、振動部５４の長さを変化させていったとき
の振動部５４の長さと霧化量との関係を示す特性図であ
る。振動部の長さが１７mmのときに霧化量は最大値２
７．５ml/minを示す。また図１２は図５および図６の示
す振動部５４の長さと霧の噴出の高さとの関係を示す特
性図である。ただしこのときの高さは斜方向に噴出した
ものを鉛直上方の値に換算したものである。振動部５４
の長さが１７mmのときに霧の高さは１１２cmの最大値に
達した。

【００３４】図１３は図５および図６の示す圧電振動子
１のインピーダンスの位相と周波数との関係を示す特性
図であり、図１４は図５および図６の示す圧電振動子１
と振動板２との複合体についてのインピーダンスの位相
と周波数との関係を示す特性図である。位相が０度のと
きの周波数の値が共振周波数を示すので、図１３におい
ては圧電振動子１は４つの共振周波数を有する。ｆａは
４つの共振周波数のうちの２つの共振周波数の中間値を
示す。図１４ではｆａ付近のピークが２つに分かれ、共
振周波数ｆｂ1 ，ｆｂ2 を生じ、その中間値ｆｏが霧化
量が最大になるときの周波数を示し、ｆｏはほぼｆａと
一致する。このように、圧電振動子と振動板との複合体
における２つの共振周波数の中間値が圧電振動子単体の
共振周波数にほぼ等しくなるような構造を採用すること
により、圧電振動子と振動板との複合体の結合振動が増
強するから、霧の発生量はさらに増加する。なお、振動
部５４の長さを短くするにつれｆｂ1 ，ｆｂ2 は高周波
側に偏移し、ｆａから遠ざかるので霧化量は減少する。

【００３５】図１５は図１の第１の実施例における圧電
振動子１、振動板２、圧電振動子３および振動板４とか
ら成る複合体に代えて示す圧電振動子１と振動板３０と
から成る複合体の一実施例を示す斜視図である。本実施
例は２つの圧電振動子１と２つの振動板３０とから成
る。振動板３０は圧電振動子１の一方の端面上の、圧電
振動子１の幅方向に沿う縁部の隅に固着されている。２
つの圧電振動子１は互いに振動板３０の固着されていな
い方の端面を介して圧接されている。２つの振動板３０
は圧電振動子１の厚さ方向から見たとき、互いに重なり
あわないように配置されている。一方の振動板３０には
振動板２と同様な形状と寸法の微細な多数の穴が設けら
れ、もう一方の振動板３０には振動板４と同様な形状と
寸法の微細な多数の穴が設けられている。圧電振動子１
の幅方向に沿う一方の縁部には２つの端子Ｐと、端子Ｑ
とが配置されている。端子Ｐは圧電振動子１の振動板３
０を有する端面上にそれぞれ設けられていて、端子Ｑは
２つの圧電振動子１の間に設けられている。一方の端子
Ｐおよび端子Ｑを介して交流電圧を供給することによ
り、その端子Ｐが設けられている圧電振動子１を駆動さ
せることができる。このようにして、どちらかの圧電振
動子１を駆動させることができる。本実施例を用いるこ
とによっても、図１の第１の実施例における圧電振動子
１、振動板２、圧電振動子３および振動板４とから成る
複合体を用いたときと同様な霧化効果が見られた。

【００３６】図１６は図５および図６の例に代えて示す
長さ２０mm、幅５mm、厚さ６mmの圧電振動子８０と、長
さ１０．５mm、幅５mm、厚さ０．０４mmの振動部８６と
長さ１．５mm、幅５mm、厚さ０．０４mmの固着部８７を
有する振動板８５とを備えた超音波励振器の一実施例を
示す斜視図である。振動板８５には振動板２と同様な形
状の微細な多数の穴が設けられていて、その入口側の直
径は０．０８mmで出口側の直径は０．００７mmである。
本実施例では、圧電磁器８１の分極軸に垂直な両端面に
電極８２、８３、８４が形成されている。電極８２およ
び８３は同一面上に設けられていて互いに絶縁状態にあ
る。電極８２は圧電磁器の長さ方向の先端から１５mmの
部位を覆い、圧電振動子８０に交流電圧を印加するため
の電極として用いられる。電極８３は電極８２から１mm
離れた残りの部分を覆い、自励式電源のための電極とし
て用いられる。電極８４はグランド電極として用いられ
る。本実施例を用いれば、周波数が約１００kHzで霧化
量が最大となり、霧の粒子もさらに微小かつ均一になる
ことが確認された。このようにして、圧電振動子として
その厚さと幅の寸法比が１に近くてしかも１に等しくな
い矩形状の角柱構造を採用することにより、圧電振動子
と振動板との複合体の結合振動が増強するから、霧の発
生量はさらに増加する。また、圧電磁器の分極軸に垂直
な一方の端面上に互いに絶縁状態にある２つの電極を設
けることにより一方の電極を自励式電源のための電極と
して用いることができるから、安定で効率がよく低消費
電力駆動が可能な霧化装置を提供できる。

【００３７】図１７は図１６の例に代えて示す長さ１０
mm、幅５mm、厚さ６mmの圧電振動子９０と、長さ１１m
m、幅５mm、厚さ０．０４mmの振動板９５とを備えた超
音波励振器の一実施例を示す斜視図である。圧電振動子
９０は圧電磁器９１と電極９２と電極９３と電極９４と
から成る。電極９２は圧電磁器９１の長さ方向の先端か
ら４．５mmの部位を覆い、圧電振動子９０に交流電圧を
印加するための電極として用いられる。電極９３は電極
９２から１mm離れた残りの部分を覆っていて、電極９３
は自励式電源のための電極として用いられる。電極９４
はグランド電極として用いられる。振動板９５は振動部
９６と固着部９７とから成り、振動板９５は圧電振動子
９０の下側に設けられている。振動部９６は長さ５．５
mm、幅５mm、厚さ０．０４mmであって、固着部９７は長
さ１．５mm、幅５mm、厚さ０．０４mmである。振動板９
５には振動板８５と同様な形状と寸法の微細な多数の穴
が設けられている。本実施例においても図１６と同様に
安定で効率がよく低消費電力駆動が可能な霧化装置を提
供できる。

【００３８】図１８は図１７に示す超音波励振器につい
てのインピーダンスの位相と周波数との関係を示す特性
図である。図１８における点線は圧電振動子９０単体の
特性を示し、実線は圧電振動子９０と振動板９５との複
合体の特性を示す。ｆｏは該複合体が本発明の霧化装置
に用いられた場合に、霧化量が最大になるときの周波数
を示す。ｆｏは２４５．７kHzであり、圧電振動子９０
単体の共振周波数とほぼ一致している。このように、圧
電振動子と振動板との複合体における共振周波数が圧電
振動子単体の共振周波数にほぼ等しくなるような構造を
採用することにより、圧電振動子と振動板との複合体の
結合振動が増強するから、霧の発生量はさらに増加す
る。

【００３９】図１９は図１７に示す超音波励振器におい
て、振動部９６の長さを変化させていったときの振動部
９６の長さと霧化量との関係を示す特性図である。振動
部の長さが５．５mmのときに霧化量は最大値７２ml/hを
示し、そのときの消費電力は１Wである。

【００４０】図２の超音波霧化装置の駆動時、圧電振動
子１と振動板２と振動板２０との複合体の共振周波数に
ほぼ等しい周波数を有する交流信号を、端子Ｐおよび端
子Ｑを介して圧電振動子１に印加すると、圧電振動子１
は励振される。このとき、その交流信号の周波数は圧電
振動子１の共振周波数のうちの１つにほぼ一致してい
る。振動板２および振動板２０を圧電振動子１の少なく
とも一方の面上に一体的に連なって固着させる構造を採
用していることから、圧電振動子１の励振に伴って、振
動板２および振動板２０はそれぞれの固着部５３および
固着部７０を固定端とする片持ち梁の形で振動される。
振動部５４および振動部７１に生じる振動は屈曲振動で
あり、振動部５４および振動部７１の弾性振動が液体の
霧化に有効に機能する。圧電振動子１を支持しかつ本体
に固定させている支持具２５の圧電振動子１との接触部
分は発泡スチロール製で、圧電振動子１に比べて音響イ
ンピーダンスが低いことからここでの実施例に用いてい
る。支持具２５の圧電振動子１との接触部分が発泡スチ
ロール製であることにより、圧電振動子１からの超音波
が支持具２５自身に伝搬し散失されるのが抑制され、振
動板２および振動板２０は効率良く振動される。一方、
本体貯液室２３の中の液体は保液材２１によって吸い上
げられ、保液材２１の上部に達している。また、本体貯
液室２４の中の液体は保液材２２によって吸い上げら
れ、保液材２２の上部に達している。スイッチの切り替
えにより支持具２６を作動させ保液材２１の上部を振動
板２０の下面に接触させたり、また、保液材２２の上部
を振動板２の下面に接触させることができる。保液材２
１および保液材２２はスポンジ製で吸液能力が大きいば
かりでなく、圧電振動子１に比べて音響インピーダンス
が低いことからここでの実施例に用いている。保液材２
１および保液材２２がスポンジ製であることにより、圧
電振動子１からの超音波が保液材２１または保液材２２
を介して液体中に伝搬し散失するのが抑制され、振動板
２または振動板２０は効率良く振動される。

【００４１】図２の超音波霧化装置では、保液材２２が
振動板２と接触し、保液材２１が振動板２０と接触して
いないときには、振動部５４および振動部７１の振動に
伴い本体貯液室２４から保液材２２によって吸収され振
動板２の下面に達した液体は、毛細管現象により各穴６
０に導かれる。前記液体が各穴６０を通過するとき、各
穴６０の液体の通過面積はその入口側から出口側に向け
て減少するから、前記液体は穴６０によって絞り作用を
受け、微小でかつ均一な粒子となって振動部５４の上部
に流出する。その結果、前記絞り作用、振動部５４の弾
性振動により、穴６０から流出した液体は効率良く霧化
される。また、保液材２１が振動板２０と接触し、保液
材２２が振動板２と接触していないときには、本体貯液
室２３から保液材２１を介して振動板２０の下面に達し
た液体は、毛細管現象により振動板２０に設けられてい
る微細な多数の穴に導かれ、霧化される。その穴の大き
さが穴６０とは異なるので、穴６０を通して霧化される
霧の粒子の大きさとは異なった大きさの粒子を有する霧
を発生させることができる。このようにして、スイッチ
の切り替えにより支持具２６を作動させ、異なった大き
さの粒子の霧を発生させることができる。そのうえ、本
体貯液室２３と本体貯液室２４の中に別々の種類の液体
を入れておくことにより、別々の種類のしかも異なった
大きさの粒子を有する霧を発生させることができる。こ
のようにして本実施例においても、図１の第１の実施例
と同様な霧化効果が見られた。なお、本実施例では図９
に示される超音波励振器が用いられたが、図９の超音波
励振器の振動板２０を圧電振動子１のもう一方の端面上
に、振動板２と対面しないような形で設けた超音波励振
器を用いた場合にも、図９の超音波励振器を用いた場合
と同様な霧化効果が見られた。

【００４２】図３の超音波霧化装置の駆動時、圧電振動
子１と２つの振動板３０との複合体の共振周波数にほぼ
等しい周波数を有する交流信号を、端子Ｐおよび端子Ｑ
を介して圧電振動子１に印加すると、圧電振動子１は励
振される。このとき、その交流信号の周波数は圧電振動
子１の共振周波数のうちの１つにほぼ一致している。２
つの振動板３０を圧電振動子１の少なくとも一方の面上
に一体的に連なって固着させる構造を採用していること
から、圧電振動子１の励振に伴って、２つの振動板３０
はそれぞれの固着部７２を固定端とする片持ち梁の形で
振動される。２つの振動部７３に生じる振動は屈曲振動
であり、振動部７３の弾性振動が液体の霧化に有効に機
能する。圧電振動子１を支持しかつ本体に固定させてい
る支持具３３は発泡スチロール製で、圧電振動子１に比
べて音響インピーダンスが低いことからここでの実施例
に用いている。支持具３３が発泡スチロール製であるこ
とにより、圧電振動子１からの超音波が支持具３３自身
に伝搬し散失されるのが抑制され、２つの振動板３０は
効率良く振動される。一方、本体貯液室３１の中の液体
は保液材３２によって吸い上げられ、保液材３２の上部
に達している。保液材３２の上部は支持具３３によりど
ちらか一方の振動板３０の下面と接触させることができ
るようになっている。保液材３２はスポンジ製で吸液能
力が大きいばかりでなく、圧電振動子１に比べて音響イ
ンピーダンスが低いことからここでの実施例に用いてい
る。保液材３２がスポンジ製であることにより、圧電振
動子１からの超音波が保液材３２を介して液体中に伝搬
し散失するのが抑制され、振動板３０は効率良く振動さ
れる。

【００４３】図３の超音波霧化装置では、振動部７３の
振動に伴い本体貯液室３１から保液材３２によって吸収
され振動板３０の下面に達した液体は、毛細管現象によ
り振動板３０に設けられている微細な多数の穴に導かれ
る。前記液体が各前記穴を通過するとき、各前記穴の液
体の通過面積はその入口側から出口側に向けて減少する
から、前記液体は前記穴によって絞り作用を受け、微小
でかつ均一な粒子となって振動部７３の上部に流出す
る。その結果、前記絞り作用、振動部７３の弾性振動に
より、前記穴から流出した液体は効率良く霧化される。
また、２つの振動板３０に設けられている穴の大きさが
異なるので、保液材３２をどちらの振動板３０に接触さ
せるかで、大きさが異なる粒子の霧を発生させることが
できる。このようにして、支持具３３により保液材３２
をどちらの振動板３０に接触させるかによって、異なっ
た大きさの粒子の霧を発生させることができる。このよ
うにして本実施例においても、図１の第１の実施例と同
様な霧化効果が見られた。なお、本実施例では図１０に
示される超音波励振器が用いられたが、図１０の超音波
励振器における２つの振動板３０を圧電振動子１の２つ
の端面上に、図１５における２つの振動板３０と同じよ
うな配置に設けた超音波励振器を用いた場合にも、図１
０の超音波励振器を用いた場合と同様な霧化効果が見ら
れた。

【００４４】図４の超音波霧化装置の駆動時、圧電振動
子１と２つの振動板３０との複合体の共振周波数にほぼ
等しい周波数を有する交流信号を、端子Ｐおよび端子Ｑ
を介して圧電振動子１に印加すると、圧電振動子１は励
振される。このとき、その交流信号の周波数は圧電振動
子１の共振周波数のうちの１つにほぼ一致している。２
つの振動板３０を圧電振動子１の少なくとも一方の面上
に一体的に連なって固着させる構造を採用していること
から、圧電振動子１の励振に伴って、２つの振動板３０
はそれぞれの固着部７２を固定端とする片持ち梁の形で
振動される。２つの振動部７３に生じる振動は屈曲振動
であり、振動部７３の弾性振動が液体の霧化に有効に機
能する。圧電振動子１を支持しかつ本体に固定させてい
る支持具３３は発泡スチロール製で、圧電振動子１に比
べて音響インピーダンスが低いことからここでの実施例
に用いている。支持具３３が発泡スチロール製であるこ
とにより、圧電振動子１からの超音波が支持具３３自身
に伝搬し散失されるのが抑制され、２つの振動板３０は
効率良く振動される。一方、貯液室４０の中の液体は保
液材４１によって吸い上げられ、保液材４１の上部に達
している。保液材４１の上部は支持具３３によりどちら
か一方の振動板３０の下面と接触させることができるよ
うになっている。保液材４１はスポンジ製で吸液能力が
大きいばかりでなく、圧電振動子１に比べて音響インピ
ーダンスが低いことからここでの実施例に用いている。
保液材４１がスポンジ製であることにより、圧電振動子
１からの超音波が保液材４１を介して液体中に伝搬し散
失するのが抑制され、振動板３０は効率良く振動され
る。支持具３３によって支持された圧電振動子１および
振動板３０とから成る超音波励振器を、浮力により液体
で満たされた貯液室４０に浮かべることにより、液体の
供給効率を高めるだけでなく、貯液室４０内の液体の増
減や振動による液面の変化などに影響されることなく、
常に安定した液体の供給を実現できる。

【００４５】図４の超音波霧化装置では、振動部７３の
振動に伴い貯液室４０から保液材４１によって吸収され
振動板３０の下面に達した液体は、毛細管現象により振
動板３０に設けられている微細な多数の穴に導かれる。
前記液体が各前記穴を通過するとき、各前記穴の液体の
通過面積はその入口側から出口側に向けて減少するか
ら、前記液体は前記穴によって絞り作用を受け、微小で
かつ均一な粒子となって振動部７３の上部に流出する。
その結果、前記絞り作用、振動部７３の弾性振動によ
り、前記穴から流出した液体は効率良く霧化される。ま
た、２つの振動板３０に設けられている穴の大きさが異
なるので、支持具３３により保液材４１をどちらの振動
板３０に接触させるかで、大きさが異なる粒子の霧を発
生させることができる。このようにして本実施例におい
ても、図１の第１の実施例と同様な霧化効果が見られ
た。なお、本実施例では図１０に示される超音波励振器
が用いられたが、図１０の超音波励振器における２つの
振動板３０を圧電振動子１の２つの端面上に、図１５に
おける２つの振動板３０と同じような配置に設けた超音
波励振器を用いた場合にも、図１０の超音波励振器を用
いた場合と同様な霧化効果が見られた。

【００４６】

【発明の効果】以上に詳しく説明したように、本発明の
超音波霧化装置によれば振動部に設けられた穴を通過し
ながら液体が霧化されるので、霧の粒子の微小性、均一
性を促すことができる。さらに、液体供給手段が超音波
励振器を支持する支持具と、貯液室と、貯液室内の液体
を吸い上げ振動部に供給するための保液材とを備え、保
液材としてスポンジその他の吸液能力が大きくしかも音
響インピーダンスが圧電振動子よりも低い物質を採用す
ることにより、液体の供給を無駄なく効率良く行うこと
ができるばかりでなく、圧電振動子からの超音波の液中
への伝搬が遮断され、圧電振動子の励振の保液材自身へ
の伝搬も抑制されるので、圧電振動子の励振は効率よく
振動板を振動させることができる。従って液体の霧化効
率を高め、しかも低消費電力での液体の多量霧化を可能
にし、あわせて装置の小型化も容易に実現できる。

【００４７】支持具が超音波励振器を固定物に対し所定
位置に保持する構造、または浮力により超音波励振器を
液体中に浮かべる構造を採用することにより、貯液室内
の液体の増減や振動による液面の変化などに影響される
ことなく、常に安定した液体の供給を実現できるので、
均一な霧化量を生ずる霧化装置を提供できる。その上、
支持具のうち少なくとも超音波励振器に接触する部分と
して圧電振動子に比べて音響インピーダンスが低い発泡
スチロールその他の物質を採用することにより、圧電振
動子からの超音波の液中への伝搬が遮断されるだけでな
く、圧電振動子の励振の支持具自身への伝搬も抑制され
るので、圧電振動子の励振は効率よく振動板を振動させ
ることができる。従って霧化効率を増大させることがで
きる。

【００４８】圧電振動子として圧電磁器と、その圧電磁
器の厚さ方向に垂直な両端面に形成されている電極とか
ら成る簡単な構造を採用することにより、装置を小型化
でき、しかも高い効率で液体を霧化することができ、低
消費電力での駆動が可能となる。

【００４９】振動板を圧電振動子の少なくとも一方の端
面上に一体的に連なって固着させる構造を採用すること
により、振動部は固着部を固定端とする片持ち梁の形で
屈曲振動するから、強い弾性振動の状態にある振動部に
供給された液体は垂直上方に向けて霧化される。また、
振動部に設けられている穴の一方の開口面積が他方の開
口面積より大きいことから、その一方の開口を入口側と
し、他方の開口を出口側とする構造の採用により、液体
の通過面積がその穴の入口側から出口側に向けて減少す
るから、液体が穴を通過するときに液体は穴によって絞
り作用を受ける。その結果、絞り作用と振動部の振動と
の相乗効果によって液体の霧化作用が促進され、霧の発
生量が増加しかつ粒子の径が均一になる。

【００５０】印加電圧を増加させるとそれにつれて霧化
量も増加するので、目的に応じて電圧を変えれば霧化量
を自由に変えることができる。

【００５１】圧電磁器の厚さ方向に垂直な一方の端面上
に互いに絶縁状態にある２つの電極を設けることにより
一方の電極を自励式電源のための電極として用いること
ができるから、安定で効率がよく低消費電力駆動が可能
な霧化装置を提供できる。

【００５２】圧電振動子と振動板との複合体における共
振周波数が圧電振動子単体の共振周波数にほぼ等しくな
るような構造を採用することにより、圧電振動子と振動
板との複合体の結合振動が増強するから、霧の発生量は
さらに増加する。

【００５３】圧電振動子としてその厚さと幅の寸法比が
１に近くてしかも１に等しくない矩形状の角柱構造を採
用することにより、圧電振動子と振動板との複合体の結
合振動が増強するから、霧の発生量はさらに増加する。

【００５４】圧電振動子と振動板との複合体における２
つの共振周波数の中間値が圧電振動子単体の共振周波数
にほぼ等しくなるような構造を採用することにより、圧
電振動子と振動板との複合体の結合振動が増強するか
ら、霧の発生量はさらに増加する。

【００５５】圧電振動子としてその長さと幅の寸法比が
１に近くてしかも１に等しくない矩形板状構造を採用す
ることにより、圧電振動子と振動板との複合体の結合振
動が増強するから、霧の発生量はさらに増加する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の超音波霧化装置の第１の実施例を示す
断面図。

【図２】本発明の超音波霧化装置の第２の実施例を示す
断面図。

【図３】本発明の超音波霧化装置の第３の実施例を示す
断面図。

【図４】本発明の超音波霧化装置の第４の実施例を示す
断面図。

【図５】図１の第１の実施例における圧電振動子１と振
動板２とから成る超音波励振器の側面図。

【図６】図５の超音波励振器の平面図。

【図７】板面に垂直な平面で切断したときに現れる振動
部５４の断面図。

【図８】振動部５４の部分拡大平面図。

【図９】図２の第２の実施例における圧電振動子１と、
振動板２と、振動板２０とから成る超音波励振器の平面
図。

【図１０】図３の第３の実施例および図４の第４の実施
例における圧電振動子１と２つの振動板３０とから成る
超音波励振器の平面図。

【図１１】図５および図６の示す超音波励振器におい
て、振動部５４の長さを変化させていったときの振動部
５４の長さと霧化量との関係を示す特性図。

【図１２】図５および図６の示す振動部５４の長さと霧
の噴出の高さとの関係を示す特性図。

【図１３】図５および図６の示す圧電振動子１のインピ
ーダンスの位相と周波数との関係を示す特性図。

【図１４】図５および図６の示す圧電振動子１と振動板
２との複合体についてのインピーダンスの位相と周波数
との関係を示す特性図。

【図１５】図１の第１の実施例における圧電振動子１、
振動板２、圧電振動子３および振動板４とから成る複合
体に代えて示す圧電振動子１と振動板３０とから成る複
合体の一実施例を示す斜視図。

【図１６】図５および図６の例に代えて示す圧電振動子
８０と、振動部８６および固着部８７を有する振動板８
５とを備えた超音波励振器の一実施例を示す斜視図。

【図１７】図１６の例に代えて示す圧電振動子９０と、
振動板９５とを備えた超音波励振器の一実施例を示す斜
視図。

【図１８】図１７に示す超音波励振器についてのインピ
ーダンスの位相と周波数との関係を示す特性図。

【図１９】図１７に示す超音波励振器において、振動部
９６の長さを変化させていったときの振動部９６の長さ
と霧化量との関係を示す特性図。

【符号の説明】

１ 圧電振動子 ２ 振動板 ３ 圧電振動子 ４ 振動板 ５ 貯液室 ６ 貯液室 ７ 液体供給チューブ ８ 液体供給チューブ ９ バルブ １０ バルブ １１ ヒーター １２ ヒーター １３ 保液材 １４ 保液材 １５ 支持具 ２０ 振動板 ２１ 保液材 ２３ 本体貯液室 ２４ 本体貯液室 ２５ 支持具 ２６ 支持具 ３０ 振動板 ３１ 本体貯液室 ３２ 保液材 ３３ 支持具 ４０ 貯液室 ４１ 保液材 ５０ 圧電磁器 ５１ 電極 ５２ 電極 ５３ 固着部 ５４ 振動部 ６０ 穴 ７０ 固着部 ７１ 振動部 ７２ 固着部 ７３ 振動部 ８０ 圧電振動子 ８１ 圧電磁器 ８２ 電極 ８３ 電極 ８４ 電極 ８５ 振動板 ８６ 振動部 ８７ 固着部 ９０ 圧電振動子 ９１ 圧電磁器 ９２ 電極 ９３ 電極 ９４ 電極 ９５ 振動板 ９６ 振動部 ９７ 固着部

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電振動子に振動板を固着してなる超音
   波励振器により発生させた弾性振動により液体を霧化す
   る超音波霧化装置において、 前記圧電振動子は圧電磁器と、該圧電磁器の厚さ方向に
   垂直な両端面に形成されている電極とから成り、 前記振動板は、前記圧電振動子の電極を有する少なくと
   も一つの端面上に一体的に連なって固着された固着部
   と、前記圧電振動子の外方に向けて前記圧電振動子の前
   記端面にほぼ平行に突出する振動部とを有し、 前記振動部には多数の穴が設けてあり、 前記振動部へ前記液体を供給する手段は、前記超音波励
   振器を支持する支持具と、前記液体を収容する貯液室
   と、スポンジその他の吸液能力の大きい物質から成り前
   記液体を吸収する保液材とを備え、 前記支持具は前記超音波励振器を固定物に対し所定位置
   に保持し、 前記支持具のうち少なくとも前記超音波励振器に接触す
   る部分は前記圧電振動子に比べて音響インピーダンスが
   低い発泡スチロールその他の物質から成り、 前記振動部は前記保液材と接触して、前記保液材に吸収
   されている前記液体を霧化することを特徴とする超音波
   霧化装置。
2. 【請求項２】 圧電振動子に振動板を固着してなる超音
   波励振器により発生させた弾性振動により液体を霧化す
   る超音波霧化装置において、 前記圧電振動子は圧電磁器と、該圧電磁器の厚さ方向に
   垂直な両端面に形成されている電極とから成り、 前記振動板は、前記圧電振動子の電極を有する少なくと
   も一つの端面上に一体的に連なって固着された固着部
   と、前記圧電振動子の外方に向けて前記圧電振動子の前
   記端面にほぼ平行に突出する振動部とを有し、 前記振動部には多数の穴が設けてあり、 前記振動部へ前記液体を供給する手段は、前記超音波励
   振器を支持する支持具と、前記液体を収容する貯液室
   と、スポンジその他の吸液能力の大きい物質から成り前
   記液体を吸収する保液材とを備え、 前記支持具は浮力により前記超音波励振器を前記液体中
   に浮かせ、 前記支持具のうち少なくとも前記超音波励振器に接触す
   る部分は前記圧電振動子に比べて音響インピーダンスが
   低い発泡スチロールその他の物質から成り、 前記振動部は前記保液材と接触して、前記保液材に吸収
   されている前記液体を霧化することを特徴とする超音波
   霧化装置。
3. 【請求項３】 前記穴における前記振動板の一方の開口
   面積と他方の開口面積とが異なることを特徴とする請求
   項１又は２に記載の超音波霧化装置。
4. 【請求項４】 前記両端面のうちで少なくとも一方の端
   面に形成されている前記電極は、互いに絶縁された２つ
   の部分に分割されていることを特徴とする請求項１乃至
   ３に記載の超音波霧化装置。
5. 【請求項５】 前記圧電振動子の共振周波数は、該圧電
   振動子と前記振動板との複合体における共振周波数にほ
   ぼ等しいことを特徴とする請求項１乃至４に記載の超音
   波霧化装置。
6. 【請求項６】 前記圧電振動子は、厚さと幅の寸法比が
   １に近くしかも１に等しくない矩形状の角柱であること
   を特徴とする請求項５に記載の超音波霧化装置。
7. 【請求項７】 前記圧電振動子の共振周波数は、該圧電
   振動子と前記振動板との複合体における２つの共振周波
   数の中間値にほぼ等しいことを特徴とる請求項１乃至４
   に記載の超音波霧化装置。
8. 【請求項８】 前記圧電振動子は、長さと幅の寸法比が
   １に近くしかも１に等しくない矩形状の板であることを
   特徴とする請求項７に記載の超音波霧化装置。