JP5365690B2 - 霧化ユニット及びそれを備えた霧化器 - Google Patents

Description

本発明は、霧化ユニットに関し、詳細には、液体を霧化させる振動膜と、その振動膜へ給液を行う液体供給部とを備える霧化ユニット及びそれを備える霧化器に関する。

従来、例えば下記の特許文献１などにおいて、圧電振動子を用いた霧化器が種々提案されている。特許文献１に記載されている霧化器の一部分の略図的断面図を図９に示す。

図９に示すように、霧化器１００は、圧電振動子１０１に一端部が固定されており、図示しない複数の貫通孔が形成されている振動板１０２を備えている。また、霧化器１００には、この振動板１０２に液体を供給する手段として、給液構造１０３が設けられている。給液構造１０３は、液体を振動板１０２の近傍まで吸い上げるガラス管１０４と、ガラス管１０４の振動板１０２側の端部を被覆する親水性樹脂膜１０５とを有する。霧化器１００では、この親水性樹脂膜１０５が設けられていることにより、ガラス管１０４によって振動板１０２の近傍まで吸い上げられた液体が振動板１０２に接触する。このため、振動板１０２に対して液体を効率的に供給できると共に、高い液体供給能力を長期間にわたって維持することができる。

特開平５−３２９４１１号公報

しかしながら、霧化器１００では、親水性樹脂膜１０５が設けられているといえども、ガラス管１０４の先端部が振動板１０２の極近傍の正確な位置するように、ガラス管１０４を固定する必要があった。詳細には、ガラス管１０４の先端から振動板１０２までのギャップが大きすぎると給液が十分に行われなくなり、一方、ガラス管１０４の先端から振動板１０２までのギャップが小さすぎるとガラス管１０４の先端が振動板１０２に接触するおそれがあった。ガラス管１０４が振動板１０２に接触すると、ガラス管１０４や振動板１０２が損傷するおそれがある。従って、ガラス管１０４を高い位置精度で霧化器１００に組み付ける必要があった。

さらに、ガラス管１０４と振動板１０２との相対的位置関係が経時的にずれないように圧電振動子１０１やガラス管１０４を強固に組み付ける必要もあった。従って、霧化器１００の製造が困難であるという問題があった。

本発明の目的は、液体を霧化させる振動膜と、その振動膜への給液を行う液体供給部とを備え、製造が容易な霧化ユニット及びそれを備える霧化器を提供することにある。

本発明によれば、中央部の霧化領域に貫通孔が形成されている振動膜と、前記振動膜が取り付けられており、前記振動膜を振動させる圧電体とを有する圧電振動子と、前記霧化領域に対向するように配置されており、前記圧電振動子に直接または間接的に固定されている弾性膜と、前記振動膜の前記霧化領域とギャップを介して対向するように前記弾性膜により支持されており、前記霧化領域に液体を供給する第１の液体供給部とを有する霧化ユニットと、前記霧化ユニットが取り付けられており、かつ、前記液体が貯留される貯留部が形成されている霧化器本体と、前記貯留部に貯留されている液体を前記第１の液体供給部に供給する第２の液体供給部とを備え、前記弾性膜は、前記圧電振動子が取り付けられている部分の外側に位置する取り付け部を有し、前記霧化ユニットは、前記取り付け部において前記霧化器本体に取り付けられており、前記弾性膜の前記取り付け部の前記圧電振動子が取り付けられている部分側の端部には、開口が形成されている、霧化器が提供される。

本発明に係る霧化器のある特定の局面では、第１の液体供給部は、毛細管現象により液体を供給する部材である。

本発明に係る霧化器の他の特定の局面では、圧電体は、円筒状に形成されており、振動膜は、圧電体の軸方向における一方側の端部に取り付けられている。この構成によれば、振動膜の振動効率を高めることができるため、消費電力を低くし得る。

本発明に係る霧化器の別の特定の局面では、圧電体は、第１及び第２の主面を有し、中央部に開口が形成されている円板状に形成されており、圧電振動子は、圧電体の第１の主面に設けられている第１の電極と、圧電体の第２の主面に設けられている第２の電極とを有し、振動膜は、霧化領域が圧電体の開口に対応して位置するように圧電振動子の第１の電極の上に取り付けられている。

本発明に係る霧化器の別の特定の局面では、弾性膜に形成されている開口は、弾性膜の圧電振動子が取り付けられている部分に沿った細長形状を有する。この構成によれば、圧電振動子が霧化器本体により、さらに拘束されにくくなるため、霧化器本体に取り付けられることによる圧電振動子の振動効率の劣化をさらに効果的に抑制することができる。

本発明に係る霧化器のさらに他の特定の局面では、弾性膜に形成されている開口が、相互に間隔をあけて複数形成されており、隣り合う開口の間に、弾性膜の圧電振動子が取り付けられている部分と取り付け部とを接続する架橋部が形成されている。この構成によれば、圧電振動子が霧化器本体により、よりさらに拘束されにくくなるため、霧化器本体に取り付けられることによる圧電振動子の振動効率の劣化をよりさらに効果的に抑制することができる。

本発明では、第１の液体供給部と振動膜との両方が弾性膜により支持されているため、振動膜に対する第１の液体供給部の高精度な位置決めが容易であり、よって、本発明の霧化ユニットは製造が容易である。

また、弾性膜の弾性により、第１の液体供給部が変位可能であるため、振動膜と第１の液体供給部との接触が抑制される。さらに、振動膜と第１の液体供給部との接触が抑制されることにより、第１の液体供給部により振動膜の振動が阻害されることを抑制することができる。従って、高い霧化効率を実現することができる。

図１は、第１の実施形態の霧化器の略図的分解斜視図である。 図２は、第１の実施形態の霧化器の略図的断面図である。 図３は、弾性板及び圧電振動子の略図的平面図である。 図４は、振動膜の一部分を拡大して示す略図的断面図である。 図５は、圧電振動子の円筒呼吸振動の態様を説明するための模式図である。 図６は、第２の実施形態の霧化器の略図的断面図である。 図７は、第３の実施形態の霧化器の略図的断面図である。 図８は、第３の実施形態における振動膜の一部分を拡大して示す略図的断面図である。 図９は、特許文献１に記載されている霧化器の一部分の略図的断面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態の一例を説明することにより、本発明を明らかにする。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の霧化器の略図的分解斜視図である。図２は、本実施形態の霧化器の略図的断面図である。図１及び図２に示すように、霧化器１は、霧化部材３０と、霧化器本体１０と、液体供給部２０とを備えている。なお、本実施形態では、霧化部材３０は、後述する第１の液体供給部２０ａと共に霧化ユニット２９を構成している。

霧化器本体１０は、例えば、合成樹脂、金属、セラミック、ガラス、紙などにより形成することができる。図２に示すように、霧化器本体１０の内部には、貯留部１１が形成されている。貯留部１１には、霧化対象となる液体１２が貯留される。なお、液体１２は、特に限定されない。液体１２の具体例としては、例えば、水、水溶液、アルコールや石油類などの有機溶媒などが挙げられる。液体１２は、例えば、芳香剤、消臭剤、殺虫剤、防虫剤、香水、化粧水などであってもよい。

霧化器本体１０の上には、弾性膜１５を介して霧化ユニット２９が取り付けられている。もっとも、霧化ユニット２９は、霧化器本体１０に直接取り付けられていてもよい。

図１及び図２に示すように、霧化部材３０は、円筒状の圧電振動子３１と、振動膜４０とを備えている。図２に示すように、圧電振動子３１は、円筒状の圧電体３２を備えている。圧電体３２は、圧電材料からなるものである。圧電体３２を形成するための圧電材料は特に限定されない。圧電材料の具体例としては、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系セラミックなどが挙げられる。なお、圧電体３２の寸法は特に限定されない。圧電体３２の寸法は、例えば、内径：１０ｍｍ、外径：１２ｍｍ、高さ:３．５ｍｍとすることができる。

圧電体３２の内周面には、第１の電極３３が形成されている。一方、圧電体３２の外周面には、第２の電極３４が形成されている。そして、圧電体３２は、例えば、３ｋＶ／ｍｍ程度の電圧を第１及び第２の電極３３，３４間に印加することにより、圧電体３２の半径方向に分極されている。このため、圧電振動子３１は、第１及び第２の電極３３，３４間に交流電圧が印加されると、圧電体３２の径方向に振動（以下、「円筒呼吸振動」と称呼する。）する。この円筒呼吸振動は、ｄ３１モード及びｄ３３モードの少なくとも一方によるものであり、具体的には、図５に示すような態様の振動である。すなわち、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、電圧が印加されると、圧電効果により、円筒状の圧電体３２が拡径と縮径とを繰り返す。これに伴い、振動膜４０が上下方向ｚに振動する。

なお、図５に示す円筒呼吸振動の態様は、一例である。円筒呼吸振動の態様は、円筒呼吸振動の周波数によって変化することがある。具体的には、図５に示す態様では、圧電振動子３１の振動膜４０とは反対側の部分が縮径したときに振動膜４０が凹状に変位する例が示されている。しかしながら、周波数によっては、圧電振動子３１の振動膜４０とは反対側の部分が縮径したときに振動膜４０が凸状に変位する場合もある。すなわち、円筒呼吸振動の周波数によって振動膜４０の振動の位相が１８０°ずれることがある。

このように、本実施形態では、円筒状の圧電体３２の円筒呼吸振動によって振動膜４０の膜振動が励起される。このため、例えば、円板状の圧電体の横効果により振動膜の膜振動を励起させる場合と比較して、高い効率で振動膜４０の膜振動を励起させることができる。従って、高い霧化効率を実現することができる。その結果、霧化器１の消費電力を低くすることができる。換言すれば、同じ消費電力で、振動をより大きくすることができる。この振動の増大によって霧化可能な貫通孔４３の配置面積が大きくなり、貫通孔４３の数量を多くできるため、より多くの噴霧量を得ることができる。さらに、霧滴をより遠くまで飛ばすことができる。

具体的には、例えば、横効果で振動する圧電体を用いた霧化器では、霧化電圧が２０Ｖｐｐ程度であるのに対して、本実施形態の円筒呼吸振動する圧電体３２を用いた霧化器１では、霧化電圧を例えば１０Ｖｐｐ程度にまで低くし得る。また、横効果で振動する圧電体を用いた霧化器では、消費電力が１０ｍＷ程度であったのに対して、円筒呼吸振動する圧電体３２を用いた霧化器１では、消費電力を１ｍＷ以下にまで小さくし得る。この結果からも、上述のように、円筒呼吸振動する弾性体を用いることで、高い霧化効率及び低い消費電力を実現できることがわかる。

また、本実施形態では、液体供給部２０は、振動膜４０の圧電振動子３１が設けられている側の面に対して液体１２を供給する。換言すれば、振動膜４０の霧が発散する側とは反対側の面に液体供給部２０が配置されている。従って、霧の発散が圧電振動子３１によって阻害されないため、霧の発散角度を大きくすることができ、より広い領域に噴霧することができる。

なお、圧電体３２の振動は、自励振であってもよいし、他励振であってもよい。但し、他励振の場合は、圧電振動子３１の表面に液体が付着すると共振周波数が変動するため、周波数を追従させるための補償回路が必要となる。従って、圧電体３２の振動は、自励振であることが好ましい。

また、圧電体３２に印加する電圧の波形は、例えば、サイン波、ノコギリ波、方形波などであってもよい。中でも、圧電体３２に印加する電圧の波形は、方形波であることが好ましい。方形波を圧電体３２に印加することにより、より高い霧化効率を得ることができるからである。また、霧化のオン/オフの制御は、圧電体３２に印加する電圧をオン/オフすることにより行うが、圧電体３２に印加する電圧の波形をＡＭ変調やＦＭ変調するようにしてもよい。

第１及び第２の電極３３，３４は、圧電体３２に電圧を印加可能であれば特に限定されない。第１及び第２の電極３３，３４は、例えば、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｓｎなどの金属やＣｒ／Ｎｉ合金、Ｃｕ／Ｎｉ合金などの合金により形成することができる。

なお、第１及び第２の電極３３，３４の耐水性が低い場合は、第１及び第２の電極３３，３４の表面に保護膜を形成してもよい。特に、第２の電極３４の表面には、保護膜を設けておくことが好ましい。第２の電極３４の表面に霧が付着した場合のキャビテーションエロージョンに起因する第２の電極３４の劣化を抑制できるためである。保護膜は、第１及び第２の電極３３，３４よりも耐水性の高いものであれば特に限定されない。保護膜は、例えば、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂などの弾性樹脂などにより形成することができる。

第１及び第２の電極３３，３４の形成方法としては、例えば、スパッタ法や蒸着法などの薄膜形成方法や、導電性ペーストを用いた方法などが挙げられる。

図１及び図２に示すように、圧電体３２の軸方向Ａにおける一方側の開口部３２ａには、開口部３２ａを覆うように振動膜４０が取り付けられている。詳細には、本実施形態では、振動膜４０は、圧電体３２の軸方向Ａにおける一方側の端面３２ｂに取り付けられている。但し、振動膜４０は、圧電体３２の外部に設けられている必要は必ずしもない。振動膜４０は、圧電体３２の内部、すなわち円筒状の圧電体３２の中空部に設けられていてもよい。すなわち、振動膜４０は、圧電体３２の内周面に対して取り付けられていてもよい。なお、振動膜４０の厚さは、特に限定されないが、例えば、０．５ｍｍ程度とすることができる。

振動膜４０は、圧電体３２が振動することにより、上下方向ｚに振動する膜である。振動膜４０は、上下方向ｚに振動可能な膜である限りにおいて特に限定されないが、圧電振動子３１の振動に伴って１次モード（基本モード）で主として振動する膜であることが好ましい。この場合、振動膜４０の変位量を大きくすることができる。よって、振動膜４０の霧化可能領域を大きくすることができる。従って、後述する貫通孔４３の数量を広い領域にわたって多くすることができ、霧化効率及び霧化可能量を高めることができる。

なお、振動膜４０の材質は特に限定されないが、振動膜４０は、例えば、樹脂、セラミック、金属などの材料により形成することができる。なかでも、振動膜４０は、セラミックにより形成されていることが好ましい。これによれば、振動膜４０を厚くし得るので、振動膜４０の支配的な振動モードを１次モードにすることが容易となる。

具体的には、本実施形態では、振動膜４０は、圧電振動子３１の端部に取り付けられている膜本体４１と、膜本体４１とは別体の貫通孔被形成部材４２とによって構成されている。膜本体４１の中央部には、開口４１ａが形成されており、貫通孔被形成部材４２は、その開口４１ａに取り付けられている。

貫通孔被形成部材４２の形状は特に限定されないが、例えば、直径：４．９ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ程度とすることができる。なお、本実施形態では、膜本体４１に形成されている開口４１ａは、貫通孔被形成部材４２の直径よりも小さく形成されており、その開口４１ａに貫通孔被形成部材４２が押し込まれることにより貫通孔被形成部材４２が膜本体４１に固定されている。もっとも、貫通孔被形成部材４２の膜本体４１への固定方法は特に限定されず、例えば、金属製の貫通孔被形成部材４２と、セラミック製の膜本体４１との固定は、例えば、ろう付けや半田付けなどにより行うことができる。この場合、ろう付けや半田付けの前に、膜本体４１にメッキ処理を施してもよい。また、貫通孔被形成部材４２が剛性の低い樹脂フィルムなどにより形成されている場合は、接着剤などにより貫通孔被形成部材４２を膜本体４１に接着したり、溶着したりしてもよい。

貫通孔被形成部材４２には、貫通孔被形成部材４２を厚み方向に貫通する複数の貫通孔（ノズル孔）４３が形成されている。この貫通孔４３は、液体１２から霧を発生させるためのものである。図４に示すように、貫通孔４３は、ザグリ穴部４３ａと、接続部４３ｂと、拡径部４３ｃとを有する。ザグリ穴部４３ａは、貫通孔被形成部材４２の下面４２ａに開口している。ザグリ穴部４３ａは、下面４２ａ側から上面４２ｂ側に向かって先細る形状に形成されている。ザグリ穴部４３ａの下端部は、接続部４３ｂに接続されている。接続部４３ｂは、略円柱状であり、ザグリ穴部４３ａの下端部と略同一の直径を有する。接続部４３ｂの直径は、霧化対象となる液体１２の粘度などに応じて適宜設定することができる。接続部４３ｂの直径は、例えば、５〜２０μｍ程度とすることができる。接続部４３ｂの下端部は、拡径部４３ｃに接続されている。拡径部４３ｃは、直径が接続部４３ｂよりも大きな円柱状に形成されている。なお、図２や、後述する図６においては、描画の便宜上、貫通孔４３は、簡略的に円柱状に記載している。

上述の通り、本実施形態では、貫通孔４３が、ザグリ穴部４３ａと、接続部４３ｂと、拡径部４３ｃとにより構成されている例について説明した。但し、貫通孔４３の形状は、上記した本実施形態の形状に限定されず、例えば、テーパ状であってもよいし、円柱状などであってもよい。

膜本体４１及び貫通孔被形成部材４２は、同じ材料により形成されていてもよいし、異なる材料により形成されていてもよい。特に、貫通孔被形成部材４２は、樹脂製であることが好ましい。貫通孔被形成部材４２が樹脂製である場合、例えば、貫通孔被形成部材４２がセラミック製である場合などと比較して、貫通孔４３の形成が容易となるからである。

なお、貫通孔４３の形成方法は、貫通孔４３の寸法、貫通孔被形成部材４２の材質などに応じて適宜選択することができる。貫通孔被形成部材４２がセラミック製である場合は、貫通孔４３は、例えばエレクトロフォーミング工法により形成することができる。また、貫通孔被形成部材４２が樹脂製である場合は、貫通孔４３は、例えば、グリーン−ＹＡＧレーザー、ＵＶ−ＹＡＧレーザー、エキシマレーザーなどの各種レーザーを用いて形成する方法、ケミカルエッチングにより形成する方法、プレス加工により形成する方法などにより形成することができる。

図１及び図２に示すように、圧電振動子３１は、おさえプレート３５によって霧化器本体１０に取り付けられている弾性膜１５に固定されている。弾性膜１５は、振動膜４０の下方において、振動膜４０の貫通孔４３が形成されている霧化領域４０ａを構成する貫通孔被形成部材４２に対向するように配置されている。

なお、弾性膜１５の材質は特に限定されない。弾性膜１５は、例えば、ポリイミド樹脂やＰＥＴ樹脂などの樹脂により形成することができる。

図１及び図３に示すように、弾性膜１５は、円板状に形成されている。図２に示すように、弾性膜１５の中央部１５ｃには、第１の液体供給部２０ａが支持されている。第１の液体供給部２０ａは、弾性膜１５の中央部１５ｃに形成されている開口１６を介して、後述する第２の液体供給部２０ｂに接続されている。第１の液体供給部２０ａは、振動膜４０の霧化領域４０ａとギャップ１３を介して対向している。ギャップ１３の距離は、ギャップ１３に液体が充満されるように、液体の粘性などに応じて適宜設定することができる。ギャップ１３の距離は、例えば、０．０５ｍｍ〜０．８ｍｍ程度に設定することができる。

第１の液体供給部２０ａは、後述する第２の液体供給部２０ｂによって供給された液体１２をギャップ１３を介して振動膜４０に供給する機能を有している。第１の液体供給部２０ａ及び第２の液体供給部２０ｂは、例えば、毛細管現象により液体１２を供給する部材であってもよい。具体的には、第１及び第２の液体供給部２０ａ、２０ｂは、例えば、毛細管現象を生じさせる繊維状の束、若しくは複数の板状の構造物などにより構成することができる。繊維状の束は、微細な隙間を有していてもよい。毛細管現象を生じさせる繊維状の束の具体例としては、例えば、フェルト、不織布、不織紙、キャピラリなどが挙げられる。第１及び第２の液体供給部２０ａ、２０ｂをフェルトや不織布、不織紙などの柔らかい部材により構成することにより、第１及び第２の液体供給部２０ａ、２０ｂと振動膜４０との接触による振動膜４０の振動阻害（霧化阻害）を低減することができ、さらには、第１及び第２の液体供給部２０ａ、２０ｂと振動膜４０との接触による振動膜４０の損傷が抑制される。

図１及び図３に示すように、圧電振動子３１は、弾性膜１５の第１の液体供給部２０ａが取り付けられている中央部１５ｃの外側において固定されている。この弾性膜１５の圧電振動子３１が取り付けられている内側部１５ａの外側には、取り付け部１５ｂが設けられている。霧化ユニット２９は、この弾性膜１５の取り付け部１５ｂにおいて霧化器本体１０に取り付けられている。

図３に示すように、取り付け部１５ｂの内側部１５ａ側の端部には、内側部１５ａに沿った弓形状の複数の開口１７が周方向に沿って相互に間隔を開けて形成されている。これら複数の開口１７によって、内側部１５ａと取り付け部１５ｂとを接続する複数の架橋部１８が形成されている。

図２に示すように、霧化器本体１０には、第２の液体供給部２０ｂが開口１０ａに挿入されることにより支持されている。第２の液体供給部２０ｂの下端部は、貯留部１１の下部にまで達している。一方、第２の液体供給部２０ｂの上端は、弾性膜１５の下端面に接している。この第２の液体供給部２０ｂによって、上記の第１の液体供給部２０ａに、貯留部１１内の液体１２が供給される。本実施形態では、この第２の液体供給部２０ｂと、上記の第１の液体供給部２０ａとによって、貯留部１１内の液体１２を振動膜４０の下面側に供給する液体供給部２０が構成されている。

振動膜４０に供給された液体は、圧電振動子３１の円筒呼吸振動に伴う振動膜４０の振動により、貫通孔４３を通過して霧となって発散する。

以上説明したように、本実施形態では、第１の液体供給部２０ａと振動膜４０との両方が弾性膜１５により支持されている。このため、振動膜４０に対する第１の液体供給部２０ａの高精度な位置決めが容易である。従って、本実施形態の霧化器１は製造が容易である。

また、例えば、振動膜４０が第１の液体供給部２０ａ側に変形した場合であっても、第１の液体供給部２０ａが弾性を有する弾性膜１５により支持されているため、振動膜４０の変形と共に、第１の液体供給部２０ａも振動膜４０の変形方向と同じ方向に変位する。従って、振動膜４０と第１の液体供給部２０ａとの接触が効果的に抑制される。従って、振動膜４０や第１の液体供給部２０ａの損傷を効果的に防止することができる。振動膜４０の損傷をより効果的に抑制する観点からは、第１の液体供給部２０ａは、やわらかいフェルト、不織布、不織紙などにより構成されていることが好ましい。

また、振動膜４０と第１の液体供給部２０ａとの接触が抑制されることにより、第１の液体供給部２０ａにより振動膜４０の振動が阻害されることを抑制することができる。従って、高い霧化効率を実現することができる。

また、弾性膜１５の固有振動数は、例えば１ｋＨｚ程度であり、通常、圧電体３２の駆動可能な振動数（圧電体３２の固有振動数（例えば１００ｋＨｚ程度）及びその近傍）と較べて小さい。従って、本実施形態のように、圧電振動子３１が弾性膜１５によって支持されている場合であっても、圧電振動子３１の振動は、弾性膜１５に実質的に伝搬しない。このため、弾性膜１５により支持されている第１の液体供給部２０ａが励振されることを抑制することができる。従って、第１の液体供給部２０ａにおける霧の発生を抑制することができる。よって、振動膜４０に液体１２が高効率に供給され、霧の噴霧量を増大させることができる。

また、圧電振動子３１の振動が弾性膜１５に伝達されないことから、圧電振動子３１の振動は、霧化器本体１０にも伝搬しない。また、圧電振動子３１の振動は、霧化器本体１０によって拘束されない。このため、霧化器本体１０に取り付けられることによる圧電振動子３１の振動効率の劣化を抑制することができる。従って、高い霧化効率を実現することができる。また、霧化器１の消費電力を低くすることができる。

また、本実施形態では、内側部１５ａと取り付け部１５ｂとの間に開口１７が形成されている。このため、圧電振動子３１が霧化器本体１０により、より拘束されにくくなる。よって、霧化器本体１０に取り付けられることによる圧電振動子３１の振動効率の劣化をより効果的に抑制することができる。なお、開口１７を形成する替わりに、断面二次モーメントが異なる開口以外の構造を形成してもよいし、音響インピーダンスが異なる支持部材により圧電振動子３１を支持してもよい。その場合であっても、開口１７を形成する場合と同様に、圧電振動子３１の振動を効果的に閉じ込めることができる。

さらに、本実施形態では、開口１７が弾性膜１５の圧電振動子３１が取り付けられている内側部１５ａに沿った細長形状に形成されている。従って、圧電振動子３１が霧化器本体１０により、さらに拘束されにくくなる。よって、霧化器本体１０に取り付けられることによる圧電振動子３１の振動効率の劣化をさらに効果的に抑制することができる。

また、本実施形態では、隣り合う開口１７の間の架橋部１８によって内側部１５ａが取り付け部１５ｂに接続されている。従って、圧電振動子３１が霧化器本体１０により、よりさらに拘束されにくくなる。よって、霧化器本体１０に取り付けられることによる圧電振動子３１の振動効率の劣化を、よりさらに効果的に抑制することができる。

以下、本発明を実施した好ましい形態の他の例について説明する。なお、以下の説明において、上記の第１の実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。

（第２の実施形態）
上記第１の実施形態では、円筒呼吸振動する圧電振動子３１を用いる例について説明した。但し、本発明において、圧電振動子３１は、振動膜４０を振動させ得るものである限り特に限定されない。例えば、圧電振動子は、横効果で振動する円板状ものであってもよい。本実施形態では、横効果で振動する円板状の圧電振動子を有する霧化器の一例について、図６を参照しつつ説明する。

図６に示すように、本実施形態の霧化器１ａは、上記の第１の実施形態の霧化器１と圧電振動子３１の構成のみにおいて相違している。本実施形態では、圧電体３２は、円板状に形成されている。圧電体３２の中央部には、円形状の開口３２ｅが形成されている。第１の電極３３は、圧電体３２の第１の主面３２ｃの上に形成されている。一方、第２の電極３４は、圧電体３２の第２の主面３２ｄの上に形成されている。振動膜４０は、霧化領域４０ａが圧電体３２の開口３２ｅに対応して位置するように圧電振動子３１の第１の電極３３の上に取り付けられている。

本実施形態では、第１及び第２の電極３３，３４の間に交流電圧が印加されることにより、圧電体３２が横効果で振動する。その結果、振動膜４０が上下に振動し、霧化が行われる。

本実施形態の場合、圧電体３２が円板状であるため、弾性膜１５と振動膜４０との間の距離を小さくし得る。従って、霧化器を小型化し得ると共に、振動膜４０への液体１２の供給効率を高めることができる。

（第３の実施形態）
図７は、第３の実施形態に係る霧化器の略図的断面図である。上記第１の実施形態では、振動膜４０に対して、霧化器本体１０側に圧電振動子３１が配置されている例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば、図７に示すように、圧電振動子３１を、振動膜４０に対して、霧化器本体１０とは反対側に配置してもよい。本実施形態では、圧電振動子３１と弾性膜１５とは、スペーサ３６を介して間接的に取り付けられている。これにより、圧電振動子３１と弾性膜１５との間の距離が一定に保持されている。なお、スペーサ３６の材質は、特に限定されない。スペーサ３６は、例えば、金属や樹脂、セラミックなどにより形成することができる。

このように、圧電振動子３１と弾性膜１５とがスペーサ３６を介して間接的に取り付けられている場合、スペーサ３６の寸法を変更することにより、振動膜４０の振幅や、弾性膜１５の特性などに応じて、圧電振動子３１と弾性膜１５との間の距離を自由に変更することができる。例えば、圧電振動子３１と弾性膜１５との間の距離を、圧電体３２の長さ寸法よりも短くすることも可能となる。

図８は、振動膜の一部分を拡大して示す略図的断面図である。本実施形態では、図８に示すように、貫通孔４３は、下面４２ａから上面４２ｂに向かって半径が小さくなる略テーパ状に形成されている。そして、図７に示すように、貫通孔被形成部材４２は、膜本体４１に形成されているザグリ穴に接合されている。このように、ザグリ穴に貫通孔被形成部材４２を接合することにより、貫通孔被形成部材４２を膜本体４１に対して強固に接合することができる。

また、本実施形態では、第１及び第２の電極３３，３４が接続されている引き出し電極５０が設けられている。この引き出し電極５０により、第１及び第２の電極３３，３４が外部に引き出されている。

１，１ａ…霧化器
１０…霧化器本体
１０ａ…開口
１１…貯留部
１２…液体
１３…ギャップ
１５…弾性膜
１５ａ…内側部
１５ｂ…取り付け部
１５ｃ…中央部
１６…開口
１７…開口
１８…架橋部
２０…液体供給部
２０ａ…第１の液体供給部
２０ｂ…第２の液体供給部
２９…霧化ユニット
３０…霧化部材
３１…圧電振動子
３２…圧電体
３２ａ…開口部
３２ｂ…端面
３２ｃ…第１の主面
３２ｄ…第２の主面
３２ｅ…開口
３３…第１の電極
３４…第２の電極
３５…おさえプレート
３６…スペーサ
４０…振動膜
４０ａ…霧化領域
４１…膜本体
４１ａ…開口
４２…貫通孔被形成部材
４２ａ…下面
４２ｂ…上面
４３…貫通孔
４３ａ…ザグリ穴部
４３ｂ…接続部
４３ｃ…拡径部
５０…引き出し電極

Claims (6)

1. 中央部の霧化領域に貫通孔が形成されている振動膜と、前記振動膜が取り付けられており、前記振動膜を振動させる圧電体とを有する圧電振動子と、
   前記霧化領域に対向するように配置されており、前記圧電振動子に直接または間接的に固定されている弾性膜と、
   前記振動膜の前記霧化領域とギャップを介して対向するように前記弾性膜により支持されており、前記霧化領域に液体を供給する第１の液体供給部とを有する霧化ユニットと、
   前記霧化ユニットが取り付けられており、かつ、前記液体が貯留される貯留部が形成されている霧化器本体と、
   前記貯留部に貯留されている液体を前記第１の液体供給部に供給する第２の液体供給部とを備え、
   前記弾性膜は、前記圧電振動子が取り付けられている部分の外側に位置する取り付け部を有し、前記霧化ユニットは、前記取り付け部において前記霧化器本体に取り付けられており、
   前記弾性膜の前記取り付け部の前記圧電振動子が取り付けられている部分側の端部には、開口が形成されている、霧化器。
2. 前記第１の液体供給部は、毛細管現象により前記液体を供給する部材である、請求項１に記載の霧化器。
3. 前記圧電体は、円筒状に形成されており、前記振動膜は、前記圧電体の軸方向における一方側の端部に取り付けられている、請求項１または２に記載の霧化器。
4. 前記圧電体は、第１及び第２の主面を有し、中央部に開口が形成されている円板状に形成されており、前記圧電振動子は、前記圧電体の前記第１の主面に設けられている第１の電極と、前記圧電体の前記第２の主面に設けられている第２の電極とを有し、前記振動膜は、前記霧化領域が前記圧電体の開口に対応して位置するように前記圧電振動子の前記第１の電極の上に取り付けられている、請求項１または２に記載の霧化器。
5. 前記弾性膜に形成されている開口は、前記弾性膜の前記圧電振動子が取り付けられている部分に沿った細長形状を有する、請求項１に記載の霧化器。
6. 前記弾性膜に形成されている開口が、相互に間隔をあけて複数形成されており、隣り合う前記開口の間に、前記弾性膜の前記圧電振動子が取り付けられている部分と前記取り付け部とを接続する架橋部が形成されている、請求項５に記載の霧化器。

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