JP6931416B1 - 霧化装置及び霧噴射玩具 - Google Patents

Abstract

【課題】ピエゾ素子への気泡の付着を減少させることができる霧化装置及び霧噴射玩具を提供すること。【手段】給水タンクと、振動面に多孔噴出部分を持つピエゾ素子が横向きとなるように配置され水平方向に噴出させる霧化ユニットとを備え、前記給水タンクと前記霧化ユニットとが横方向に並んで配置され、前記給水タンクにおける貯水部の前記霧化ユニット側の壁には、前記ピエゾ素子に水を供給するための第１の壁孔が形成され、前記壁の内面には、下端が前記第１の壁孔に繋がる気泡排出溝が形成されている。【選択図】図５

Description

本発明は、霧化装置及び霧噴射玩具に関する。

従来、霧化装置として、液体を蓄える液タンクと、前記液タンクと連通する液流路及び液出口部と、前記出口部からの液体を噴射する霧化機構と、を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１記載の霧化装置では、ピエゾ素子の振動によって多孔噴霧プレート（多孔噴出部分）を動作させることにより液体を霧化させている。

特開２００７−２９７７２号公報

しかしながら、ピエゾ素子が横向きとなるように配置されたものでは、液体は多孔噴霧プレートの孔で霧化されて空中に噴出されるが、反対に、空中から多孔噴霧プレートの孔を通して霧化ユニットの内部に空気が入り込む。これによりピエゾ素子の内側に気泡が生成され、液流路に気泡がどんどん溜まっていく。そして、この気泡によって水と多孔噴霧プレートとの接触が妨げられるという問題があった。
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、ピエゾ素子への気泡の付着を減少させることができる霧化装置及び霧噴射玩具を提供することを目的とする。

第１の手段は、
給水タンクと、振動面に多孔噴出部分を持つピエゾ素子が横向きとなるように配置され水平方向に噴出させる霧化ユニットとを備え、
前記給水タンクと前記霧化ユニットとが横方向に並んで配置され、
前記給水タンクにおける貯水部の前記霧化ユニット側の壁には、前記ピエゾ素子に水を供給するための第１の壁孔が形成され、
前記壁の内面には、下端が前記第１の壁孔に繋がる気泡排出溝が形成されていることを特徴とする霧化装置である。

第２の手段は、第１の手段において、前記壁には前記壁孔に連通し前記霧化ユニットに差し込まれ前記霧化ユニットへ水を供給する水供給用筒状通路が付設されていることを特徴とする。

第３の手段は、第１又は第２の手段において、前記壁には、前記霧化ユニット側に向けて突出し下端が前記水供給用筒状通路に繋がる嵌合凸部が形成されるとともに、前記嵌合凸部に対応する部分に前記気泡排出溝が形成され、前記霧化ユニットにおける前記防水タンク側の壁の一部には、前記嵌合凸部に嵌合する嵌合凹部が形成されていることを特徴とする。

第４の手段は、第１〜第３の手段のいずれかにおいて、前記第１の壁孔を含む水路の天井は前記給水タンク側に向けて上り勾配を有することを特徴とする。

第５の手段は、第１〜第４の手段のいずれかにおいて、前記第１の壁孔は、前記貯水部の最深部に形成されていることを特徴とする。

第６の手段は、第１〜第５の手段のいずれかにおいて、前記貯水部の最深部の床面は、前記ピエゾ素子の中心よりも高い位置にあることを特徴とする。

第７の手段は、第１〜第６の手段のいずれかにおいて、前記霧化ユニットの出口側の壁には、第２の壁孔が形成されるとともに、前記第２の壁孔を囲繞し噴出先に向けて突出する霧噴出用筒状通路が付設され、前記霧噴出用筒状通路の床は噴射先に向けて下り勾配を有していることを特徴とする。

第８の手段は、第７の手段において、前記霧噴出用筒状通路の床は前記壁孔と段差を有していることを特徴とする。

第９の手段は、第７の手段又は第８の手段において、前記霧噴出用筒状通路の噴射先には、噴射した霧を上方に向かわせる変向板が設けられていることと特徴とする。

第１０の手段は、第１〜第９の手段のいずれかの霧化装置を備えたことを特徴とする霧噴射玩具である。

第１の手段によれば、気泡排出溝が設けられているので、溝の分だけ気泡排出部とピエゾ素子とを近付けることができ、早期に気泡が排出されることになる。

第２の手段によれば、水供給用筒状通路に溜まる気泡が気泡排出溝から早期に排出されることになる。

第３の手段によれば、嵌合凸部と嵌合凹部との嵌合によって給水タンクと霧化ユニットとは位置決めされた状態で並設される。嵌合凸部に嵌合する嵌合凹部は、壁の一部に形成されるだけので、当該壁のその他の部分は必要な壁厚としたままで、気泡排出溝をピエゾ素子に近付けることができる。これにより、ピエゾ素子への気泡の付着を減少させることができる。

第４の手段によれば、第１の壁孔を含む水路の天井は給水タンク側に向けて上り勾配を有するので、効果的に気泡を気泡排出溝まで導くことができる。

第５の手段によれば、第１の壁孔は、貯水部の最深部に形成されているので、給水タンクの水を無駄少なく効率よく使用することができる。

第６の手段によれば、貯水部の最深部の床面は、ピエゾ素子の中心よりも高い位置にあるので、ピエゾ素子の中心よりも水位が下がって霧化効率が悪くなるときには、貯水部には水が残らないので、給水タンクの水を無駄少なく効率よく使用することができる。

第７の手段によれば、霧噴出用筒状通路の床は噴射先に向けて下り勾配を有しているので、ピエゾ素子の噴射面近くに水滴が留まりにくくなり、水滴により霧化が妨げられるのを防止することができる。

第８の手段によれば、霧噴出用筒状通路の床は壁孔と段差を有しているので、第７の手段に比べてさらに、ピエゾ素子の噴射面近くに水滴が留まりにくくなる。

第９の手段によれば、ユニットから噴出された霧は変向板によって上方に向きを変えるので、応用範囲を広げることができる。

第１０の手段によれば、霧化装置を用いた演出を行えることになり、興趣性の高い玩具が実現できる。

バーベキューコンロ玩具を前方右斜め上方から見た斜視図である。 バーベキューコンロ玩具を後方左斜め下方から見た斜視図である。 コンロケースに組み付けられたコンロ構成部品を後方右斜め上方から見た斜視図である。 コンロ構成部品を後方右斜め下方から見た斜視図である。 給水タンクを前方右斜め上方から見た斜視図である。 給水タンクを後方右斜め上方から見た斜視図である。 霧化ユニットを前方右斜め上方から見た斜視図である。 霧化ユニットを後方右斜め上方から見た斜視図である。 霧化ユニットの分解斜視図である。 スピーカの防水構造の断面図である。 スピーカの防水構造の防水効果を説明するための断面図である。 バーベキューコンロ玩具の備品の斜視図である。 バーベキューコンロ玩具の制御構成を示したブロック図である。

〈概要〉
図１は、バーベキューコンロ玩具（以下「コンロ玩具」と称す）１００を前方右斜め上方から見た斜視図、図２は、そのコンロ玩具１００を後方左斜め下方から見た斜視図である。
コンロ玩具１００は、人形遊びに使用されるもので、テーブル１０を備えている。このテーブル１０は、平面視で長方形であり、その中央にはコンロ１１が組み付けられている。コンロ１１の上には格子状の焼き網１２が着脱可能に設けられている。焼き網１２は、テーブル１０の中央の矩形開口部に嵌め込まれることでコンロ１１に装着され、左右のＬ字状の突起１２ａ，１２ａに爪を掛けて引っ張ることでコンロ１１から取り外すことができる。
焼き網１２には前端部幅方向中央に半月形の注水口１３が設けられ、この注水口１３からスポイト（図示せず）等を用いて水が注入される。
コンロ１１の下側には電源スイッチ１４が設けられている。注水口１３から水が注入された後に、電源スイッチ１４をＯＮすると、焼き網１２からは煙状の霧が上方に放出されるとともに、コンロ１１内では赤色の光が明滅して炭が燃焼しているかの状態が表現される。また、コンロ１１の下側から焼き音が出力される。

〈コンロ１１の構造〉
図３は、コンロケース１６に組み付けられたコンロ構成部品を後方右斜め上方から見た斜視図、図４は、そのコンロ構成部品を後方右斜め下方から見た斜視図である。
テーブル１０の中央の矩形開口部は凹部となっており、当該凹部はコンロケース１６によって区画形成されている。
コンロケース１６内には炭受け皿１７が設置されている。炭受け皿１７は浅底矩形箱状に形成されている。炭受け皿１７の床板１７１はコンロケース１６に対して高床で乳白色に形成されている。床板１７１は、炭受け皿１７の左壁、後壁及び右壁に沿った一連の所定幅部分が残りの部分（以下、段上部分１７１ｂと称す）よりも一段低く形成されている。この一段低い部分によって、炭受け皿１７内には平面視コ字状の溝１７１ａが形成されている。

段上部分１７１ｂの左右には半球状の膨出部１７１ｃが1つずつ設けられ、各膨出部１７１ｃの下（床下）にはＬＥＤ（発光ダイオード）３７が１つ設置されている。また、段上部分１７１ｂの幅方向中央には排水路１７１ｄが形成され、この排水路１７１ｄは、炭受け皿１７の前壁から後方に向けて下り坂となっているとともに平面視でラッパ状に末広がりとなっている。排水路１７１ｄは後端が段差をもって溝１７１ａに繋がっている。
また、段上部分１７１ｂの後方に位置する溝１７１ａの底にはスリット状の排水口１７１ｅが左右方向に等間隔に３つ形成されている。

さらに、炭受け皿１７の前壁下端には、前方に張り出す矩形の載置板１８が付設されている。載置板１８の左右には起立壁１８ａ，１８ａが付設されている。また、炭受け皿１７の前壁外面には霧化ユニット２０が固定して設けられている。

〈給水タンク１９〉
図５は、給水タンク１９を前方右斜め上方から見た斜視図、図６は、給水タンク１９を後方右斜め上方から見た斜視図である。
給水タンク１９は、コンロケース１６の前方から抜き差し可能に構成されている。給水タンク１９は、コンロケース１６に差し込まれた際には、左右の起立壁１８ａ，１８ａに挟まれた状態で載置板１８の上に乗り、霧化ユニット２０に結合される。
給水タンク１９の平面視中央には貯水部１９ａが形成されている。貯水部１９ａは上方に開口し、開口は左右方向に長尺な長方形となっている。
貯水部１９ａの床板１９０は、後方に向けて下り勾配を有する傾斜部１９０ａと、傾斜部１９０ａの下端に段差をもって繋がる溝部１９０ｂとから構成されている。貯水部１９ａを区画する後壁１９１の下端部には、幅方向中央に円形の壁孔１９１ａが形成されている。

また、後壁１９１の外面（霧化ユニット２０側の面）には、図６に示すように、壁孔１９１ａからの水を霧化ユニット２０へ供給するための円筒状の水供給用筒状通路１９２が設けられている。さらに、後壁１９１の外面には、霧化ユニット２０側に向けて突出し下端が水供給用筒状通路１９２に繋がる嵌合凸部１９３が形成される一方、後壁１９１の内面における嵌合凸部１９３に対応する部分には、下端が水供給用筒状通路１９２の入口に繋がる気泡排出溝１９４が形成されている。気泡排出溝１９４は後壁１９１の上端まで延在している。また、気泡排出溝１９４は上方に向けて徐々に拡開している。
さらに、給水タンク１９の後部には、後方及び下方に開放された凹部１９５が形成されている。そして、凹部１９５には、給水タンク１９がコンロケース１６に差し込まれた際には、霧化ユニット２０が嵌合するとともに、凹部１９５上の上壁１９６が霧化ユニット２０の上方を被覆する。

〈霧化ユニット２０〉
図７は、霧化ユニット２０を前方右斜め上方から見た斜視図、図８は、霧化ユニット２０を後方右斜め上方から見た斜視図である。図９は、霧化ユニット２０の分解斜視図である。
霧化ユニット２０は全体として矩形平箱状に構成されている。霧化ユニット２０は第１ケース片２０ａと第２ケース片２０ｂとを備え、第１ケース片２０ａと第２ケース片２０ｂとによって区画される空間内にピエゾ素子２１及び水位センサ２２等が支持部材２３に支持された状態で設置されている。ピエゾ素子２１は中心部に多孔噴出部２１ａを有している。また、水位センサ２２は電極２２ａ，２２ａを有し、この電極２２ａ，２２ａ間が水を介して導通されたか否かで水位を検知する。図９において、符号２４ａ〜２４ｆはパッキンを指示し、符号２５及び２６はピエゾ素子２１を押さえるためのリング状のスポンジを指示している。

ここで、パッキン２４ａは、互いに螺着される第１ケース片２０ａと第２ケース片２０ｂとの間に配置され、外から霧化ユニット２０内への浸水を防止する。パッキン２４ｂ及びパッキン２４ｃは、水位センサ２２を挟む位置にあり、水位センサ２２の電極全体への浸水を防止するとともに、電極を押さえる働きをする。パッキン２４ｄは、第２のケース片２０ｂと支持部材２３との間に配置され、ピエゾ素子２１からの浸水を防止する働きをする。さらに、パッキン２４ｅは、霧化ユニット２０と炭受け皿１７との結合部の隙間からの浸水を防止するとともに、霧噴射口からの逆浸水を防止する働きをする。さらに、パッキン２４ｆは、配線導入部からの浸水を防止する働きをする。

第１ケース片２０ａには入口側の壁に壁孔２００が形成されている。壁孔２００は霧化ユニット２０の内方に向けて錐状に狭窄している。また、第１ケース片２０ａの壁孔２００の上には、上記した嵌合凸部１９３に嵌合する嵌合凹部２０１が形成されている。この嵌合凹部２０１は、第１ケース片２０ａと第２ケース片２０ｂとのビス止め箇所以外に設けられている。そして、嵌合凸部１９３が嵌合凹部２０１に嵌合するとき、水供給用筒状通路１９２が壁孔２００に嵌合する。
第２ケース片２０ｂには出口側の壁に壁孔２０２が形成されている。壁孔２０２は円形でピエゾ素子２１と致心している。第２ケース片２０ｂには出口側の壁の外面に壁孔２０２を囲繞する霧噴出用筒状通路２０３が形成されている。この霧噴出用筒状通路２０３の断面は上下方向に長尺の楕円筒状となっている。そして、霧噴出用筒状通路２０３の床は付け根部分が壁孔２０２よりも一段低く、噴出先に向けて下り勾配を有している。このように構成することで、ピエゾ素子２１の噴射面近くに水滴が留まりにくくなり、水滴や水滴の成長により生じる水によって霧化が妨げられるのを防止することができる。

〈排水タンク３０〉
図３に戻り、排水タンク３０は、後方からコンロケース１６に抜き差し可能に構成されている。排水タンク３０は、コンロケース１６に差し込まれた際には、排水タンク３０の貯水部３０ａは上記排水口１７１ｅの下方に配置される。

〈床下構造〉
図４に示すように、炭受け皿１７の床下には、電池３３と、電源スイッチ３４と、スピーカ３５と、基板３６とが設置されている。基板３６上には、２つのＬＥＤ３７，３７と、駆動装置４０を構成する各種電気・電子部品とが設けられている。電池３３は、コンロケース１６の下側から着脱できるように、コンロケース１６の底壁１６０には電池蓋１６１が設けられている。また、電源スイッチ３４の操作部はコンロケース１６の底壁１６０から下方に突出している。

〈スピーカ３５の防水構造〉
図１０は、スピーカ３５の防水構造の断面図である。
スピーカ３５は、ウーハ３５１がコンロケース１６の底壁１６０の上面に対向するように配置されている。コンロケース１６の底壁１６０には、ウーハ３５１の対向部分に放音孔１６２が形成されている。また、底壁１６０の下面には、放音孔１６２を囲繞するような放音筒１６３が立設されている。そして、放音筒１６３には、当該放音筒１６３を下から覆うようにドーム状のカバー１６４が取り付けられている。カバー１６４には、図１０（Ａ）に示すように、中心を挟んで対向する２つの箇所に座繰り通し孔付きの張り出し部１６６が形成され、一方、底壁１６０には雌ネジ付きのボス１６７が形成されている。そして、張り出し部１６６の座繰り通し孔をボス１６７の雌ネジに合致させビスを、張り出し部１６６を通して、雌ネジに螺合させることで、カバー１６４を底壁１６０に螺着する。螺着されたカバー１６４と底壁１６０の下面との間に一部隙間が形成される。
また、カバー１６４の放音筒１６３の半径方向外側の湾曲部分には円周方向に沿って多数の放音孔１６８が設けられている。

この防水構造によれば、図１１（Ａ）に示すように、コンロ玩具１００が逆さになり水か上からかかったときでも、カバー１６４の外面は湾曲しているため、水はカバー１６４の外面に沿って流れ、放音孔１６８には水が入り難い。また、仮に放音孔１６８に水が入っても、放音孔１６８は放音筒１６３の外側に相当する部分にあるため、放音筒１６３には水が入らない。したがって、スピーカ３５が水に濡れるのを防止することができる。
また、図１１（Ｂ）に示すように、コンロ玩具１００が横になり水が上からかかったときでも、放音筒１６３があるため、放音筒１６３の外周に沿って流れ、放音孔１６８には水が入り難い。また、カバー１６４に当たった水は、放音孔１６８が湾曲部分に形成されていることから、水が入りにくい。したがって、スピーカ３５が水に濡れるのを防止することができる。

〈備品〉
図１２は、コンロ玩具１００の備品を示す斜視図である。
コンロ玩具１００は、備品として、炭模型５０と、バーべキュー串等の食品模型５１とが用意されている。炭模型５０の幅方向中央には板状の起立壁５００が形成されている。また、炭模型５０は全面が薄肉で左右の炭部分には多数の孔が形成されている。
この炭模型５０は、コンロ玩具１００の使用時には、炭受け皿１７の床板１７１の上に設置される。そして、左右のＬＥＤ３７，３７が点灯すると、炭部分の孔から光が漏れて恰も炭が燃えているようなイメージが醸し出される。また、霧化ユニット２０から噴射される霧は起立壁５００に当たり、霧が上方に流れる。
また、食品模型５１は、コンロ玩具１００の使用時には、焼き網１２の上に乗せられる。

〈制御構成〉
図１３は、コンロ玩具１００の制御構成を示すブロック図である。
駆動装置４０は、制御部、記憶部等を備えて構成されている。この駆動装置４０は、ピエゾ素子２１、水位センサ２２、スピーカ３５及びＬＥＤ３７に接続されている。
駆動装置４０は、記憶部に記憶されているプログラムに従って動作する。例えば、駆動装置４０は、水位センサ２２により検出された水位がピエゾ素子２１の中心よりも高い場合にはピエゾ素子２１を断続的に振動させ、スピーカ３５からは焼き音を出力する。また、駆動装置４０は、左右のＬＥＤ３７，３７を交互に点灯させる。
そして、駆動装置４０は、水位センサ２２により検出された水位がピエゾ素子２１の中心よりも低くなった場合には、水が触れていない状態（空の状態）でピエゾ素子が振動することとなりピエゾ素子の損傷に繋がるので、スピーカ３５から水補給を促す報知音を出力し、水が補充されない場合には、ピエゾ素子２１の断続的な振動を停止させ、スピーカ３５の焼き音の出力も停止させる。また、駆動装置４０は、左右のＬＥＤ３７，３７の点灯を停止させる。

〈発明の変形例〉
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々の変形が可能であることは言うまでもない。
例えば、水供給用筒状通路１９２は、天井部分が水供給用筒状通路１９２の出口側から入口側に向けて上り勾配を有していることが好ましい。このようにすれば，水供給用筒状通路１９２の出口側から入口側に向けて動きやすく、気泡がより排出し易くなる。
また、給水タンク１９の貯留部１９ａの最深部の床がピエゾ素子２１の中心よりも高くなるように設定することもできる。このようにすれば、水位センサ２２がピエゾ素子２１の中心よりも水位が低いことを検知したときには、給水タンク１９の貯留部１９ａには水が貯水されていない状態となり、給水タンク１９の水をより効率よく使用することができる。

１０ テーブル
１１ コンロ
１９ 給水タンク
１９ａ 貯水部
２０ 霧化ユニット
２１ ピエゾ素子
２２ 水位センサ
３０ 排水タンク
１００ コンロ玩具
１６０ 底壁
１６１ 電池蓋
１９２ 水供給用筒状通路
１９３ 嵌合凸部
１９４ 気泡排出溝
２０１ 嵌合凹部
２０２ 壁孔
２０３ 霧噴出用筒状通路

Claims (10)

1. 給水タンクと、振動面に多孔噴出部分を持つピエゾ素子が横向きとなるように配置され水平方向に噴出させる霧化ユニットとを備え、
   前記給水タンクと前記霧化ユニットとが横方向に並んで配置され、
   前記給水タンクにおける貯水部の前記霧化ユニット側の壁には、前記ピエゾ素子に水を供給するための第１の壁孔が形成され、
   前記壁の内面には、下端が前記第１の壁孔に繋がる気泡排出溝が形成されていることを特徴とする霧化装置。
2. 前記壁には前記壁孔に連通し前記霧化ユニットに差し込まれ前記霧化ユニットへ水を供給する水供給用筒状通路が付設されていることを特徴とする請求項１に記載の霧化装置。
3. 前記壁には、前記霧化ユニット側に向けて突出し下端が前記水供給用筒状通路に繋がる嵌合凸部が形成されるとともに、前記嵌合凸部に対応する部分に前記気泡排出溝が形成され、前記霧化ユニットにおける前記防水タンク側の壁の一部には、前記嵌合凸部に嵌合する嵌合凹部が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の霧化装置。
4. 前記第１の壁孔を含む水路の天井は前記給水タンク側に向けて上り勾配を有することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の霧化装置。
5. 前記第１の壁孔は、前記貯水部の最深部に形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の霧化装置。
6. 前記貯水部の最深部の床面は、前記ピエゾ素子の中心よりも高い位置にあることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の霧化装置。
7. 霧化ユニットの出口側の壁には、第２の壁孔が形成されるとともに、前記第２の壁孔を囲繞し噴出先に向けて突出する霧噴出用筒状通路が付設され、前記霧噴出用筒状通路の床は噴射先に向けて下り勾配を有していることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の霧化装置。
8. 前記霧噴出用筒状通路の床は前記壁孔と段差を有していることを特徴とする請求項７に記載の霧化装置。
9. 前記霧噴出用筒状通路の噴射先には、噴射した霧を上方に向かわせる変向板が設けられていることと特徴とする請求項７又は請求項８に記載の霧化装置。
10. 請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の霧化装置を備えたことを特徴とする霧噴射玩具。

Images