JPH04236962A - Ultrasonic inhalator device - Google Patents

Ultrasonic inhalator device

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JPH04236962A
JPH04236962A JP1829291A JP1829291A JPH04236962A JP H04236962 A JPH04236962 A JP H04236962A JP 1829291 A JP1829291 A JP 1829291A JP 1829291 A JP1829291 A JP 1829291A JP H04236962 A JPH04236962 A JP H04236962A
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JP
Japan
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piezoelectric vibrator
diaphragm
ultrasonic
liquid
piezoelectric
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JP1829291A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Toda
耕司 戸田
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Individual
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B17/00Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
    • B05B17/04Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
    • B05B17/06Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
    • B05B17/0607Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers
    • B05B17/0638Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers spray being produced by discharging the liquid or other fluent material through a plate comprising a plurality of orifices
    • B05B17/0646Vibrating plates, i.e. plates being directly subjected to the vibrations, e.g. having a piezoelectric transducer attached thereto
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B17/00Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
    • B05B17/04Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
    • B05B17/06Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
    • B05B17/0607Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers
    • B05B17/0653Details
    • B05B17/0676Feeding means

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Abstract

PURPOSE:To improve the minute property, uniformity and generating efficiency of a particle to be inhaled in an ultrasonic inhalor device utilizing the elastic vibration generated by an ultrasonic exciter. CONSTITUTION:When an AC signal having a frequency almost equal to the resonance frequency of a piezoelectric oscillator 1 is applied to the piezoelectric oscillator 1, the piezoelectric oscillator 1 is excited. This excitation is propagated to a vibrating plate 2, and the vibrating plate 2 is vibrated in a cantilever form. On the other hand, a liquid received in a liquid storing chamber 7 is regulated in flow rate by a flow rate regulating valve 6 and controlled to a determined temperature through a liquid supply tube 5, and then arrives in a fine gap between the vibrating plate 2 and an auxiliary plate 3. In accordance with the vibration of the oscillating plate 2, the liquid is atomized through a number of holes provided on the vibrating plate 2. A flexible hose is attached to a mist discharge hole 12, and the mist discharged through its top end is inhaled. The fineness and uniformity of the inhaled particle is excellent, and its generating efficiency is also good. Thus, the device can be minimized and is convenient for carrying with a low consumed power, and its using method is also simple.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】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水、薬液その他の液体を霧化し
てその液体の霧を鼻または口から吸入する超音波吸入装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic inhaler that atomizes water, medicinal solution, or other liquid by means of elastic vibrations generated by an ultrasonic exciter, and inhales the liquid mist through the nose or mouth.

【0002】0002

【従来の技術】従来の吸入装置は水を加熱して水蒸気と
しその水蒸気を吸入する形式のもの、前記水蒸気に薬液
の蒸気を混入させてその混合蒸気を吸入する形式のもの
、スプレーにより液体を霧化してその霧を吸入する形式
のもの、超音波振動により液体の液面から発生させた液
体粒子を吸入する形式のものが挙げられる。水を加熱し
て発生させた水蒸気を吸入し、または水蒸気と薬液の蒸
気との混合蒸気を吸入する形式の吸入装置では、蒸気を
得るためには液体の温度を上昇させる必要があり、吸入
するには温度が上昇するまで待たなければならない。 また、スプレーにより液体を霧化してその霧を吸入する
形式の吸入装置では、スプレーを操作する際に一定の圧
力を要しそれにより霧が勢い良く放出されるし、またそ
の霧の粒子が大きく粒子の大きさも均一でないから、そ
の霧を鼻から吸入する場合には、生理的苦痛を伴う。超
音波振動により液体の液面から発生させた液体粒子を吸
入する形式の吸入装置では、粒子の微小化および均一化
が難しく、また、粒子を効率よく発生させることも難し
く、装置の小形化が困難であった。
[Prior Art] Conventional inhalation devices include those that heat water to turn it into water vapor and inhale the vapor, those that mix vapor from a medicinal solution with the water vapor and inhale the mixed vapor, and those that inhale liquid by spraying. Examples include those that atomize and inhale the mist, and those that inhale liquid particles generated from the surface of the liquid by ultrasonic vibration. With inhalation devices that inhale steam generated by heating water or a mixture of steam and chemical vapor, it is necessary to increase the temperature of the liquid in order to obtain the steam. must wait until the temperature rises. In addition, with inhalers that atomize liquid and inhale the mist, a certain amount of pressure is required to operate the spray, which causes the mist to be ejected forcefully, and the particles of the mist are large. Since the particles are not uniform in size, inhaling the mist through the nose causes physiological pain. With inhalation devices that inhale liquid particles generated from the liquid surface using ultrasonic vibrations, it is difficult to miniaturize and homogenize the particles, and it is also difficult to generate particles efficiently, making it difficult to miniaturize the device. It was difficult.

【0003】0003

【発明が解決しようとする課題】従来の吸入装置では、
使用する時に温度上昇を要すること、吸入する際に生理
的苦痛を伴うこと、吸入する粒子の微小性、均一性がと
ぼしいこと、粒子の生成効率が悪いことなどの難点があ
った。
[Problem to be solved by the invention] In the conventional inhaler,
There are disadvantages such as the need to raise the temperature during use, physiological pain when inhaled, the smallness and uniformity of the inhaled particles, and poor particle generation efficiency.

【0004】本発明の目的は、使用方法が簡便で温度上
昇などの手段を必要とせず、吸入する際に生理的苦痛を
伴うことがなく、吸入する粒子の微小性、均一性にすぐ
れ、粒子の生成効率が良く、しかも装置の小形化、駆動
電源コストの面からみても満足のできる超音波吸入装置
を提供することにある。
The objects of the present invention are that it is easy to use, does not require any means such as increasing the temperature, does not cause physiological pain when inhaled, has excellent fineness and uniformity of particles to be inhaled, and An object of the present invention is to provide an ultrasonic suction device that has good production efficiency and is satisfactory from the viewpoints of miniaturization of the device and cost of driving power source.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の超音波
吸入装置は、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水、薬液その他
の液体を霧化してその液体の霧を鼻または口から吸入さ
せる超音波吸入装置において、前記超音波励振器に前記
液体を供給する手段が備えてあり、前記振動板には少な
くとも特定の範囲内に多数の穴が設けてあることを特徴
とする。
[Means for Solving the Problems] The ultrasonic inhaler according to claim 1 is capable of injecting water, medicinal solutions, or other liquids by means of elastic vibrations generated by an ultrasonic exciter including a diaphragm fixed to a piezoelectric vibrator. In an ultrasonic inhaler that atomizes and inhales a mist of the liquid through the nose or mouth, the ultrasonic exciter is provided with means for supplying the liquid, and the diaphragm is provided with a plurality of inhalers disposed within at least a specific range. It is characterized by having holes.

【0006】請求項2に記載の超音波吸入装置は、前記
液体供給手段が前記超音波励振器に供給する前記液体の
温度を体温または他の所定の温度に制御する手段を含む
ことを特徴とする。
[0006] The ultrasonic inhaler according to claim 2 is characterized in that the liquid supply means includes means for controlling the temperature of the liquid supplied to the ultrasonic exciter to body temperature or another predetermined temperature. do.

【0007】請求項3に記載の超音波吸入装置は、前記
圧電振動子が圧電磁器と、該圧電磁器の分極軸に垂直な
両面に形成されている電極とから成り、前記振動板は、
前記圧電振動子の少なくとも一方の面上に固着されてお
り、前記圧電振動子の外方に向けて前記圧電振動子の該
面にほぼ平行に突出する振動部を有し、前記穴は前記振
動部に設けられていて、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。
[0007] In the ultrasonic inhalation device according to claim 3, the piezoelectric vibrator comprises a piezoelectric ceramic and electrodes formed on both surfaces of the piezoelectric ceramic perpendicular to the polarization axis, and the diaphragm comprises:
A vibrating portion is fixed on at least one surface of the piezoelectric vibrator and protrudes outward from the piezoelectric vibrator substantially parallel to the surface of the piezoelectric vibrator, and the hole is configured to accommodate the vibration. The diaphragm is provided in a portion of the diaphragm, and an opening area of one side of the diaphragm in the hole is different from an opening area of the other side of the diaphragm.

【0008】請求項4に記載の超音波吸入装置は、前記
圧電振動子の共振周波数が前記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、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1から3までに記載の超音波吸入装置。
[0008] In the ultrasonic inhaler according to claim 4, the resonant frequency of the piezoelectric vibrator is approximately equal to an intermediate value of two resonant frequencies in a composite body of the piezoelectric vibrator and the diaphragm, and the piezoelectric vibrator 4. The ultrasonic suction device according to claim 1, wherein the child is a rectangular plate having a length-to-width ratio close to 1 but not equal to 1.

【0009】請求項5に記載の超音波吸入装置は、前記
圧電振動子が、分極軸に垂直な両面をそれぞれ端面とし
、前記分極軸に平行に貫通された穴を有する柱状の圧電
磁器と、前記両端面にそれぞれ固着されている電極とか
ら成り、前記振動板は、前記貫通穴の開口を覆う位置ま
たは該貫通穴の内部に前記端面にほぼ平行に少なくとも
1箇所に設けてあり、前記振動板の周縁は前記圧電振動
子に固着されており、前記圧電振動子に固着されている
固着部分に囲まれている部分の振動板は振動部を成し、
前記穴は前記振動部に設けられていて、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。
[0009] The ultrasonic inhaler according to claim 5, wherein the piezoelectric vibrator includes a columnar piezoelectric ceramic having end faces on both sides perpendicular to the polarization axis and having a hole extending parallel to the polarization axis; and electrodes fixed to each of the end faces, and the diaphragm is provided at least at one location substantially parallel to the end face at a position covering the opening of the through hole or inside the through hole, and the vibration plate A peripheral edge of the plate is fixed to the piezoelectric vibrator, and a portion of the diaphragm surrounded by a fixed part fixed to the piezoelectric vibrator forms a vibrating part,
The hole is provided in the vibrating section, and the opening area of one side of the diaphragm in the hole is different from the opening area of the other side.

【0010】請求項6に記載の超音波吸入装置は、前記
圧電振動子の共振周波数のうちの一つが前記圧電振動子
と前記振動板との複合体の共振周波数のうちの一つにほ
ぼ等しく、前記圧電振動子は矩形状または円環状で、前
記圧電振動子の分極軸の方向の長さと、前記端面の外縁
と内縁との最短距離との比はほぼ1に等しいことを特徴
とする。
In the ultrasonic suction device according to claim 6, one of the resonant frequencies of the piezoelectric vibrator is approximately equal to one of the resonant frequencies of a composite of the piezoelectric vibrator and the diaphragm. , the piezoelectric vibrator is rectangular or annular, and the ratio of the length of the piezoelectric vibrator in the direction of the polarization axis to the shortest distance between the outer edge and the inner edge of the end face is approximately equal to 1.

【0011】[0011]

【作用】請求項1に記載の超音波吸入装置の使用時、前
記圧電振動子には前記圧電振動子の共振周波数にほぼ等
しい周波数の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、前記振動板に供給された水、薬液その他の液体は、
前記振動板に設けられている穴の効果により効率的に微
細な粒子の霧にされる。穴の作用による霧化は粒子の微
小性、均一性を促し、しかも霧化効率を増大させること
ができるから、本装置を用いれば生理的苦痛を伴うこと
なく効率の良い吸入が実現できる。その上、霧化効率が
高いから多量の霧化が低消費電力で実現でき、あわせて
装置の小形化も容易にできる。
When the ultrasonic inhaler according to the first aspect is used, an alternating current signal having a frequency substantially equal to the resonance frequency of the piezoelectric vibrator is applied to the piezoelectric vibrator, and the piezoelectric vibrator is excited. The excitation of the piezoelectric vibrator causes the diaphragm to vibrate, and the water, chemical solution, or other liquid supplied to the diaphragm causes
Due to the effect of the holes provided in the diaphragm, it is efficiently turned into a mist of fine particles. Atomization by the action of the holes can promote fineness and uniformity of particles and increase atomization efficiency, so using this device allows efficient inhalation without physiological pain. Furthermore, since the atomization efficiency is high, a large amount of atomization can be achieved with low power consumption, and the device can also be easily miniaturized.

【0012】請求項2に記載の超音波吸入装置は、前記
液体供給手段が前記超音波励振器に供給する前記液体の
温度を体温または他の所定の温度に制御する手段を含む
ので、前記液体の体温または他の所定の温度の霧を発生
させることができる。従って病人の治療目的にも安心し
て使用できる。
[0012] In the ultrasonic inhaler according to claim 2, the liquid supply means includes means for controlling the temperature of the liquid supplied to the ultrasonic exciter to body temperature or another predetermined temperature. body temperature or other predetermined temperature. Therefore, it can be safely used for the purpose of treating patients.

【0013】請求項3に記載の超音波吸入装置では、前
記圧電振動子が前記圧電磁器と、前記圧電磁器の分極軸
に垂直な両面に形成されている電極とからなる。交流電
圧は該電極を介して前記圧電振動子に印加され、前記振
動子は励振される。このような簡単な構造の圧力振動子
の採用により、超音波吸入装置を小形化でき、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ので
、吸入の効率を高めることができる。また、前記振動板
が前記圧電振動子の少なくとも一方の面上に一体的に連
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超音波により霧化
され、その振動板の垂直上方に向けて霧として放散され
る。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による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は促進され、霧
の発生量が増加しかつ粒子の径が均一、微小になるから
、吸入の効果をさらに高めることができる。
[0013] In the ultrasonic suction device according to the third aspect, the piezoelectric vibrator includes the piezoelectric ceramic and electrodes formed on both surfaces of the piezoelectric ceramic perpendicular to the polarization axis. An alternating current voltage is applied to the piezoelectric vibrator through the electrode, and the vibrator is excited. By employing a pressure vibrator with such a simple structure, the ultrasonic suction device can be made smaller, and since this device can atomize liquid with high efficiency, the efficiency of suction can be increased. Further, since the diaphragm is integrally fixed on at least one surface of the piezoelectric vibrator, the vibrating section can bend and vibrate in the form of a cantilever with the fixed section as a fixed end. Therefore, the liquid supplied to the diaphragm is atomized by the ultrasonic waves and is dispersed as mist vertically above the diaphragm. The atomization of the liquid is promoted by the synergistic effect of the difference between the opening area of one side of the diaphragm and the opening area of the other side of the diaphragm in the hole and the vibration of the vibrating part, and the amount of mist generated increases. Since the particle size is uniform and small, the effect of inhalation can be further enhanced.

【0014】請求項4に記載の超音波吸入装置では、前
記圧電振動子の共振周波数が、前記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
ぼ等しいから、その共通の共振周波数の電圧を前記圧電
振動子に印加することにより、該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大する
。従って、吸入の効果を増大させることができる。また
、前記圧電振動子が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から、吸入の効果もいっそう高
まる。
In the ultrasonic inhaler according to claim 4, the resonance frequency of the piezoelectric vibrator is approximately equal to the intermediate value of two resonance frequencies in the composite of the piezoelectric vibrator and the diaphragm. By applying a voltage with a common resonant frequency to the piezoelectric vibrator, the diaphragm is efficiently excited, promoting atomization efficiency and further increasing the amount of mist generated. Therefore, the effect of inhalation can be increased. Further, since the piezoelectric vibrator is a rectangular plate with a length-to-width dimension ratio close to 1 but not equal to 1, the coupled vibration of the composite body of the piezoelectric vibrator and the diaphragm is enhanced. Since the atomization efficiency is promoted, the effectiveness of inhalation is further enhanced.

【0015】請求項5に記載の超音波吸入装置では、前
記圧電振動子は前記分極軸に平行に貫通された穴を有す
る柱状の圧電磁器と、前記両端面にそれぞれ固着されて
いる電極とから成り、交流電圧は該電極を介して前記圧
電振動子に印加される。前記振動板は、前記貫通穴の開
口を覆う位置または該貫通穴の内部にほぼ平行に少なく
とも1箇所に設けられていることから、前記圧電振動子
の振動エネルギーは効率良く前記振動板に伝搬し、前記
振動板を振動させるので、霧化効率を増大させることが
できるから、吸入の効率も良くなる。前記圧電振動子に
固着されている固着部分に囲まれた部分の振動板は振動
部を成すことにより、該振動部は前記圧電振動子と一体
となった結合振動をするから、前記振動部に供給された
液体はその結合振動により霧化され、前記振動板に垂直
な上方に向けて霧として放散される。前記振動部の振動
は、液体の霧化効率を高め霧の発生量を増大させるから
、吸入の効率を増大することができる。振動部に設けら
れている多数の穴の作用により霧の粒子の微小性、均一
性を促すことができる。振動板を複数個用いることによ
り、霧の粒子の微小性を向上できる。従って、吸入の効
果をいっそう高めることができる。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
とにより、液体の霧化作用はさらに促進され、霧の発生
量が増加しかつ粒子の径が均一になるから、吸入の効果
を増大させることができる。従って、このように簡単な
構造の前記圧電振動子および振動板の採用により装置を
小形化できるばかりでなく、前記振動部に生ずる結合振
動と前記穴における一方の開口面積と他方の開口面積と
が異なることによる作用との相乗効果によって、液体の
霧化作用は促進され霧の発生量が増加しかつ粒子の径が
均一、微小になるから、吸入の効果をさらに高めること
ができる。
In the ultrasonic inhalation device according to claim 5, the piezoelectric vibrator includes a columnar piezoelectric ceramic having a hole extending parallel to the polarization axis, and electrodes fixed to each of the end faces. Thus, an alternating current voltage is applied to the piezoelectric vibrator via the electrode. Since the diaphragm is provided at least at one location covering the opening of the through hole or substantially parallel to the inside of the through hole, the vibration energy of the piezoelectric vibrator is efficiently propagated to the diaphragm. Since the diaphragm is vibrated, the atomization efficiency can be increased, and the inhalation efficiency can also be improved. The portion of the diaphragm surrounded by the fixed portion fixed to the piezoelectric vibrator constitutes a vibrating portion, and the vibrating portion vibrates in combination with the piezoelectric vibrator. The supplied liquid is atomized by the combined vibration and is dispersed as a mist upward perpendicular to the diaphragm. The vibration of the vibrating section increases the atomization efficiency of the liquid and increases the amount of mist generated, so that the efficiency of inhalation can be increased. The fineness and uniformity of the mist particles can be promoted by the action of the large number of holes provided in the vibrating part. By using a plurality of diaphragms, the fineness of the fog particles can be improved. Therefore, the effect of inhalation can be further enhanced. Since the opening area of one side of the diaphragm and the opening area of the other side of the diaphragm in the hole are different, the atomization effect of the liquid is further promoted, the amount of mist generated increases, and the diameter of the particles becomes uniform, making it easier to inhale. can increase the effect of Therefore, by employing the piezoelectric vibrator and diaphragm having such a simple structure, not only can the device be made smaller, but also the combined vibration generated in the vibrating section and the opening area of one of the holes and the opening area of the other can be reduced. Due to the synergistic effect of the different effects, the atomization effect of the liquid is promoted, the amount of mist generated increases, and the diameter of the particles becomes uniform and fine, so that the effect of inhalation can be further enhanced.

【0016】請求項6に記載の超音波吸入装置では、前
記圧電振動子の共振周波数のうちの一つが前記圧電振動
子と前記振動板との複合体の共振周波数のうちの一つに
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、霧化効率が促進され霧の発生量が増加す
るから、吸入の効率が良くなる。また、前記圧電振動子
が矩形状または円環状で、前記圧電振動子の分極軸の方
向の長さと、前記端面の外縁と内縁との最短距離との比
がほぼ1に等しい構造を採用することにより、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、
霧化効率がさらに増大する。従って、吸入の効率はさら
に良くなる。
In the ultrasonic inhaler according to claim 6, one of the resonant frequencies of the piezoelectric vibrator is approximately equal to one of the resonant frequencies of the composite of the piezoelectric vibrator and the diaphragm. By applying a voltage to the piezoelectric vibrator at the time when the amount of inhalation increases, the atomization efficiency is promoted and the amount of mist generated increases, which improves the efficiency of inhalation. Further, the piezoelectric vibrator has a rectangular or annular shape, and the ratio of the length of the piezoelectric vibrator in the direction of the polarization axis to the shortest distance between the outer edge and the inner edge of the end face is approximately equal to 1. As a result, the coupled vibration of the composite body of the piezoelectric vibrator and the diaphragm is enhanced,
Atomization efficiency is further increased. Therefore, the efficiency of inhalation becomes even better.

【0017】[0017]

【実施例】図1は本発明の超音波吸入装置の一実施例を
示す断面図である。本実施例では銅箔からなる端子P,
Qが取り付けられている圧電振動子1と、振動板2と、
補助板3と、支持台4と、液体供給チューブ5と、流速
調整バルブ6と、貯液室7と、注入口キャップ8と、電
源部9とが三室に区切られた本体の内部に設けられてい
る。本体上部には本体フタ10が設けられ、霧吐出口1
2下方の本体側面には排液用フタ11が設けられている
。霧吐出口12は円筒状をなしており、その先端にはス
クリュー状の突部が設けられている。液体供給チューブ
5の外壁にはヒーターが装着されており、液体供給チュ
ーブ5内の液体の温度は電源部9によって所定の温度に
制御される。電源部9はまた端子P,Qを介して圧電振
動子1に交流電圧を供給する。ただし本図では、電源部
9とヒーターおよび電源部9と端子P,Qとの間の回路
を除いて描いている。液体供給チューブ5は補助板3を
貫通している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the ultrasonic suction device of the present invention. In this embodiment, terminals P made of copper foil,
A piezoelectric vibrator 1 to which Q is attached, a diaphragm 2,
An auxiliary plate 3, a support base 4, a liquid supply tube 5, a flow rate adjustment valve 6, a liquid storage chamber 7, an inlet cap 8, and a power supply part 9 are provided inside the main body divided into three chambers. ing. A main body lid 10 is provided at the top of the main body, and a mist outlet 1 is provided.
A drainage lid 11 is provided on the side surface of the main body below 2. The mist discharge port 12 has a cylindrical shape, and a screw-shaped protrusion is provided at the tip thereof. A heater is attached to the outer wall of the liquid supply tube 5, and the temperature of the liquid inside the liquid supply tube 5 is controlled to a predetermined temperature by the power supply section 9. The power supply section 9 also supplies an alternating current voltage to the piezoelectric vibrator 1 via terminals P and Q. However, in this figure, the circuits between the power supply section 9 and the heater and between the power supply section 9 and the terminals P and Q are excluded. The liquid supply tube 5 passes through the auxiliary plate 3.

【0018】図2は霧吐出口12に取り付けるフレキシ
ブルホース20と、それに取り付ける口用吸入口22お
よび鼻用吸入口23とを示す斜視図である。フレキシブ
ルホース20は自由に折れ曲がることが可能なホースで
、本体取付部21の内側にはスクリュー状の溝が設けら
れている。フレキシブルホース20を回転しながら霧吐
出口12の突部を本体取付部21の溝部にはめ込むこと
により、フレキシブルホース20と図1の本体とを一体
とすることができる。フレキシブルホース20の先端に
はスクリュー状溝部が設けられている。口用吸入口22
の一方の開口と、鼻用吸入口23の一方の開口にはスク
リュー状突部が設けられている。フレキシブルホース2
0の先端の溝部を口用吸入口22の突部に押し込めば両
者を一体構造物とすることができ、口からの吸入が可能
となる。また、フレキシブルホース20の先端の溝部を
鼻用吸入口23の突部に押し込み両者を一体とすれば、
鼻からの吸入が可能となる。
FIG. 2 is a perspective view showing the flexible hose 20 attached to the mist outlet 12, and the mouth inlet 22 and nasal inlet 23 attached thereto. The flexible hose 20 is a hose that can be bent freely, and a screw-shaped groove is provided inside the main body attachment part 21. The flexible hose 20 and the main body shown in FIG. 1 can be integrated by fitting the protrusion of the mist outlet 12 into the groove of the main body attachment part 21 while rotating the flexible hose 20. A screw-shaped groove is provided at the tip of the flexible hose 20. Mouth intake port 22
A screw-like protrusion is provided at one opening of the nose inlet 23 and one opening of the nasal inlet 23 . flexible hose 2
By pushing the groove at the tip of the 0 into the protrusion of the oral suction port 22, the two can be made into an integrated structure, making it possible to inhale from the mouth. Also, if the groove at the tip of the flexible hose 20 is pushed into the protrusion of the nasal inlet 23 and the two are integrated,
Inhalation through the nose is possible.

【0019】図3は圧電振動子1と振動板2とからなる
超音波励振器を示す側面図である。圧電振動子1は矩形
板状の圧電磁器30を有し、圧電磁器30の材質はTD
K72A材(製品名)で、その長さは22mm、幅は2
0mm、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30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面にAu電極31およびAu
電極32が形成されている。Au電極31は圧電磁器3
0の一方の面おおい、Au電極32は圧電磁器30のも
う一方の面をおおっている。Au電極31には端子Pが
取り付けられ、Au電極32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30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
の面には、舌片状の振動板2が取り付けられている。
FIG. 3 is a side view showing an ultrasonic exciter consisting of a piezoelectric vibrator 1 and a diaphragm 2. As shown in FIG. The piezoelectric vibrator 1 has a rectangular plate-shaped piezoelectric ceramic 30, and the material of the piezoelectric ceramic 30 is TD.
Made of K72A material (product name), its length is 22mm and its width is 2.
0 mm, and the thickness is 1 mm. TDK72A material has a large electromechanical coupling coefficient and is therefore used in this example. The direction of the polarization axis of the piezoelectric ceramic 30 coincides with the thickness direction, and Au electrodes 31 and Au
An electrode 32 is formed. The Au electrode 31 is a piezoelectric ceramic 3
The Au electrode 32 covers the other surface of the piezoelectric ceramic 30. A terminal P is attached to the Au electrode 31, and a terminal Q is attached to the Au electrode 32. The terminal P and the terminal Q are arranged at one edge of the piezoelectric ceramic 30 along the width direction. A tongue-shaped diaphragm 2 is attached to one surface of the piezoelectric vibrator 1.

【0020】図4は前記超音波励振器の平面図である。 振動板2はニッケル製で、細長い板状の固着部41にお
いて圧電振動子1と一体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4
0をなしている。固着部41はAu電極31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41は長さ20mm、幅3mm、厚さ0.05mmで
ある。振動部40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40は長さ17mm、幅20mm、厚さ
0.05mmである。
FIG. 4 is a plan view of the ultrasonic exciter. The diaphragm 2 is made of nickel and is fixed integrally with the piezoelectric vibrator 1 at an elongated plate-shaped fixing part 41, and the part of the diaphragm 2 that protrudes from the piezoelectric vibrator 1 is attached to the vibrating part 4.
It is 0. The fixed portion 41 is bonded to the piezoelectric vibrator 1 with an adhesive via the Au electrode 31. The diaphragm 2 has a length of 20 mm, a width of 20 mm, and a thickness of 0.05 mm. The fixed portion 41 has a length of 20 mm, a width of 3 mm, and a thickness of 0.05 mm. The vibrating portion 40 extends and projects outward from the edge of the piezoelectric vibrator 1 along the width direction in parallel to the plate surface of the piezoelectric vibrator 1 . The vibrating section 40 has a length of 17 mm, a width of 20 mm, and a thickness of 0.05 mm.

【0021】図5は図4における振動部40の部分拡大
平面図、図6は板面に垂直な平面で切断したときに現れ
る振動部40の断面図である。振動部40にはその厚さ
方向に貫通する微細な複数の穴50が設けられている。 穴50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ことから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50は等しいピッチで配列されて
いる。
FIG. 5 is a partially enlarged plan view of the vibrating section 40 in FIG. 4, and FIG. 6 is a cross-sectional view of the vibrating section 40 that appears when cut along a plane perpendicular to the plate surface. The vibrating section 40 is provided with a plurality of fine holes 50 penetrating through its thickness. The hole 50 has a mortar-like shape, and is used in this embodiment because one opening area is larger than the other opening area, and one opening is used as an inlet side and the other as an outlet side. The diameter on the inlet side is 0.1 mm, and the diameter on the outlet side is 0.1 mm.
02 mm, and the holes 50 are arranged at equal pitches.

【0022】図7は支持台4の斜視図、図8は支持台4
の側面図である。支持台4は圧接部70と支持部71と
からなる。支持台4はステンレススチール製で、圧接部
70が弾力により圧電振動子1と補助板3とを圧接させ
ている。これは圧電振動子1の励振を振動板2に効率良
く伝搬させるためである。また、支持部71により前記
超音波励振器は水平面に対し30度の角度を保つように
本体に固定されている。これは振動板2と補助板3との
微少間隙内への液体の供給速度を増加させ、効率良く霧
化を行い吸入効果を高めるためである。
FIG. 7 is a perspective view of the support stand 4, and FIG. 8 is a perspective view of the support stand 4.
FIG. The support base 4 includes a pressure contact part 70 and a support part 71. The support base 4 is made of stainless steel, and the pressure contact portion 70 brings the piezoelectric vibrator 1 and the auxiliary plate 3 into pressure contact with each other by elasticity. This is to efficiently propagate the excitation of the piezoelectric vibrator 1 to the diaphragm 2. Further, the ultrasonic exciter is fixed to the main body by the support portion 71 so as to maintain an angle of 30 degrees with respect to the horizontal plane. This is to increase the rate of supply of liquid into the minute gap between the diaphragm 2 and the auxiliary plate 3, to efficiently atomize the liquid and to enhance the suction effect.

【0023】図1の超音波吸入装置の駆動時、圧電振動
子1と振動板2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。このとき
、その交流信号の周波数は圧電振動子1の共振周波数に
ほぼ一致している。圧電振動子1は励振され、振動板2
はその固着部41を固定端とする片持ち梁の形で振動さ
れる。一方、貯液室7の中の液体は流速調整バルブ6に
よって流速を調整され、液体供給チューブ5を通って所
定の温度に制御された後、振動板2と補助板3との微少
間隙内に至る。補助板3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。補助板3が発泡スチロール製
であることにより、圧電振動子1の励振が補助板3に伝
搬するのが抑制され、振動板2は効率良く振動される。 貯液室7への液体の供給は、本体フタ10を開けた後、
注入口キャップ8を取りはずして注入する。振動部40
に生じる振動は屈曲振動であり、振動部40の弾性振動
が液体の霧化に有効に機能する。振動部40の振動に伴
い、前記微少間隙内に供給された液体は毛細管現象によ
り各穴50に導かれる。前記液体が各穴50を通過する
とき、各穴50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50によって絞
り作用を受け振動部40の上部に流出する。その結果、
前記絞り作用、振動部40の屈曲振動、超音波励振器が
水平面より角度をなすことによる液体供給速度の増加作
用、および前記微少間隙内への流速調整バルブ6による
液量制御作用により、穴50から流出した液体は効率良
く霧化される。霧化された霧は霧吐出口12に取り付け
られたフレキシブルホース20の中を通過する。口から
吸入するときには口用吸入口22をフレキシブルホース
20に取り付け、鼻から吸入するときには鼻用吸入口2
3とフレキシブルホース20に取り付けると、口用吸入
口22または鼻用吸入口23の先端から霧が噴出するの
で、口から吸入するときには口用吸入口22の先端を口
に含み、鼻から吸入するときには鼻用吸入口23の先端
を鼻の穴に装着すれば効率良く吸入することができる。 なお、使用時に排液用フタ11を開けておけば、内部の
圧力が上がることもないので生理的苦痛を伴うことなく
楽に吸入ができるばかりでなく、吸入に使われずに逆流
した霧を排出することができる。
When the ultrasonic inhalation device shown in FIG. is applied to the piezoelectric vibrator 1. At this time, the frequency of the AC signal almost matches the resonance frequency of the piezoelectric vibrator 1. The piezoelectric vibrator 1 is excited, and the diaphragm 2
is vibrated in the form of a cantilever beam with the fixed portion 41 as the fixed end. On the other hand, the flow rate of the liquid in the liquid storage chamber 7 is adjusted by the flow rate adjustment valve 6, and after passing through the liquid supply tube 5 and being controlled to a predetermined temperature, it flows into the minute gap between the diaphragm 2 and the auxiliary plate 3. reach. The auxiliary plate 3 is made of polystyrene foam, and is used in this embodiment because it has a lower acoustic impedance than the piezoelectric vibrator 1. Since the auxiliary plate 3 is made of polystyrene foam, propagation of the excitation of the piezoelectric vibrator 1 to the auxiliary plate 3 is suppressed, and the diaphragm 2 is efficiently vibrated. To supply liquid to the liquid storage chamber 7, after opening the main body lid 10,
Remove the injection port cap 8 and inject. Vibrating part 40
The vibration that occurs is a bending vibration, and the elastic vibration of the vibrating portion 40 effectively functions to atomize the liquid. As the vibration section 40 vibrates, the liquid supplied into the minute gap is guided to each hole 50 by capillary action. When the liquid passes through each hole 50, the area through which the liquid passes through each hole 50 decreases from the inlet side to the outlet side, so the liquid is subjected to a throttling action by the holes 50 and flows out to the upper part of the vibrating section 40. do. the result,
The hole 50 is reduced by the throttling action, the bending vibration of the vibrating part 40, the action of increasing the liquid supply rate due to the ultrasonic exciter being at an angle with respect to the horizontal plane, and the action of controlling the amount of liquid by the flow rate adjustment valve 6 into the minute gap. The liquid flowing out is efficiently atomized. The atomized mist passes through a flexible hose 20 attached to the mist outlet 12. When inhaling through the mouth, the oral inlet 22 is attached to the flexible hose 20, and when inhaling through the nose, the nasal inlet 2 is attached.
3 and attached to the flexible hose 20, mist will be ejected from the tip of the oral suction port 22 or nasal suction port 23, so when inhaling through the mouth, hold the tip of the oral suction port 22 in the mouth and inhale through the nose. Sometimes, by attaching the tip of the nasal suction port 23 to the nostrils, inhalation can be carried out efficiently. Note that if the drain lid 11 is opened during use, the internal pressure will not increase, which will not only allow for easy inhalation without physiological pain, but will also allow the mist that is not used for inhalation to flow back out to be discharged. be able to.

【0024】本実施例の超音波吸入装置によれば、印加
電圧が9.8Vのときに周波数が114.6kHz 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。
According to the ultrasonic inhaler of this embodiment, the amount of atomization reaches its maximum at a frequency of 114.6 kHz when the applied voltage is 9.8 V, and the power consumption at that time is 294 mW.
, the current is 30mA. Furthermore, the power consumption of the entire device including the power supply is 588 mW, and the current is 60 mA.

【0025】図9は圧電振動子1と振動板2とから成る
超音波励振器において、振動部40の長さを変化させて
いったときの振動部40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27.5ml/minを示す。また図10は振
動部40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40の長さが17
mmのときに霧の高さは112cmの最大値に達した。
FIG. 9 shows the relationship between the length of the vibrating part 40 and the amount of atomization when the length of the vibrating part 40 is changed in an ultrasonic exciter consisting of a piezoelectric vibrator 1 and a diaphragm 2. FIG. When the length of the vibrating part is 17 mm, the atomization amount shows a maximum value of 27.5 ml/min. Further, FIG. 10 is a characteristic diagram showing the relationship between the length of the vibrating section 40 and the height of the mist jet. However, the height at this time is the value of the eruption in the diagonal direction converted to the value vertically upward. The length of the vibrating part 40 is 17
The fog height reached a maximum value of 112 cm when mm.

【0026】図11は本実施例の圧電振動子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12は圧電振動子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11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12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f0 が霧化量が最大になるときの周波
数を示し、f0 はほぼfaと一致する。なお、振動部
40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
FIG. 11 is a characteristic diagram showing the relationship between the impedance phase and frequency of the piezoelectric vibrator 1 of this embodiment.
FIG. 12 is a characteristic diagram showing the relationship between impedance phase and frequency for a composite body of piezoelectric vibrator 1 and diaphragm 2. In FIG. Since the frequency value when the phase is 0 degrees indicates the resonant frequency, the piezoelectric vibrator 1 in FIG. 11 has four resonant frequencies. fa indicates the intermediate value of two of the four resonance frequencies. In FIG. 12, the peak near fa is divided into two, producing resonance frequencies fb1 and fb2, and the intermediate value f0 indicates the frequency at which the amount of atomization becomes maximum, and f0 almost coincides with fa. Note that as the length of the vibrating section 40 is shortened, fb1 and fb2 shift toward the high frequency side and move away from fa, so that the amount of atomization decreases.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明の超音波吸入装置によれば、振動
板に供給された水、薬液その他の液体は振動部に設けら
れている穴の効果により効率的に微細な粒子の霧にされ
る。穴の作用による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から、本装
置を用いれば生理的苦痛を伴うことなく吸入の効率を上
げることができる。しかも霧化効率が高いので低消費電
力での多量霧化が可能で、装置の小型、軽量化も容易に
実現できる。
[Effects of the Invention] According to the ultrasonic inhaler of the present invention, water, medicine, and other liquids supplied to the vibrating plate are efficiently turned into a mist of fine particles by the effect of the holes provided in the vibrating part. Ru. Atomization by the action of the holes can promote fineness and uniformity of particles and increase the atomization efficiency, so using this device can increase the efficiency of inhalation without causing physiological pain. Moreover, since the atomization efficiency is high, it is possible to atomize a large amount with low power consumption, and the device can be easily made smaller and lighter.

【0028】振動板に供給する液体の温度を体温または
他の所定の温度に制御する構造を採用することにより、
発生させる霧の温度を体温または他の所定の温度に制御
することができるから、病人の症状に応じて吸入する霧
の温度を制御でき、吸入の効果を高めることができる。
[0028] By adopting a structure that controls the temperature of the liquid supplied to the diaphragm to body temperature or another predetermined temperature,
Since the temperature of the mist to be generated can be controlled to body temperature or another predetermined temperature, the temperature of the mist to be inhaled can be controlled according to the symptoms of the patient, and the effectiveness of inhalation can be enhanced.

【0029】圧電振動子として圧電磁器と、圧電磁器の
分極軸に垂直な両面に設けら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、装置を小形化でき、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
るから、吸入の効率を促進することができる。また、振
動板を圧電振動子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の採用により、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、振動部
に供給された強い弾性振動の状態にある液体は垂直方向
上方に向けて霧化される。振動部に設けられた穴の一方
の開口面積が他方の開口面積より大きい構造を採用する
ことにより、霧化作用が促進される。この穴の一方の開
口面積が他方の開口面積と異なることによる作用と、振
動部の屈曲振動との相乗効果により、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
るから、吸入の効果を増強できる。さらに、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
が圧電振動子の共振周波数にほぼ等しくなるような構造
および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、霧化効率はさらに促進され、吸入の効率が
高まる。
By adopting a simple structure consisting of a piezoelectric ceramic and electrodes provided on both sides perpendicular to the polarization axis of the piezoelectric vibrator as the piezoelectric vibrator, the device can be made compact, and moreover, this device can achieve high efficiency. can atomize the liquid, which can promote the efficiency of inhalation. In addition, by adopting a structure in which the diaphragm is integrally fixed to at least one surface of the piezoelectric vibrator, the vibrating section bends and vibrates in the form of a cantilever beam with the fixed end as the fixed end. The liquid in the state of strong elastic vibration is atomized vertically upward. By employing a structure in which the opening area of one of the holes provided in the vibrating section is larger than the opening area of the other, the atomization effect is promoted. The synergistic effect of the opening area of one of the holes being different from the opening area of the other and the bending vibration of the vibrating part promotes the atomization of the liquid, increases the amount of mist generated, and increases the particle diameter. The effect of inhalation can be enhanced because the amount of inhalation becomes uniform. Furthermore, the piezoelectric vibrator has a structure in which the intermediate value of the two resonance frequencies in the composite of the piezoelectric vibrator and the diaphragm is approximately equal to the resonance frequency of the piezoelectric vibrator, and the dimension ratio of the length and width of the piezoelectric vibrator is close to 1. Moreover, by adopting a rectangular plate-like structure which is not equal to 1, the combined vibration of the piezoelectric vibrator-diaphragm composite is enhanced, so that the atomization efficiency is further promoted and the inhalation efficiency is increased.

【0030】圧電振動子として、分極軸に平行に垂直さ
れた穴を有する柱状の圧電磁器と、分極軸に垂直な両端
面に設けられている電極とから成る構造を採用し、また
振動板を貫通穴の内部やその開口を覆う位置に設けた構
造を採用することにより、圧電振動子の励振は効率良く
振動板を振動させるので、霧化効率を増大できる。従っ
て吸入の効率を高めることができる。その上、装置も小
形化できるので携帯に便利である。振動板を複数個用い
れば霧の粒子の微小性を向上できるから吸入効果をさら
に増強できる。振動板を圧電振動子の貫通穴の内部やそ
の開口を覆う位置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、振動部は圧電振動子と一体となっ
て結合振動をするから、この結合振動の状態にある振動
部に接触する液体は垂直方向上方に向けて霧化される。 振動部に設けられた穴の一方の開口面積が他方の開口面
積より大きい構造を採用することにより、霧化作用が促
進される。この穴の一方の開口面積が他方の開口面積と
異なることによる作用と、振動部の振動との相乗効果に
より、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から、吸入の効果を向上でき
る。さらに、圧電振動子と振動板との複合体の共振周波
数のうちの一つが圧電振動子の共振周波数のうちの一つ
にほぼ等しくなるような構造、および圧電振動子として
その分極軸の方向の長さと、端面の外縁と内縁との最短
距離との比がほぼ1に等しい矩形状または円環状構造を
採用することにより、圧電振動子と振動板との複合体の
結合振動が増強されるから、霧化効率をさらに増大させ
ることができる。従って、吸入の効率を高めることがで
きる。
The piezoelectric vibrator employs a structure consisting of a columnar piezoelectric ceramic having a hole vertically parallel to the polarization axis, and electrodes provided on both end faces perpendicular to the polarization axis. By adopting a structure provided inside the through hole or at a position covering the opening thereof, the excitation of the piezoelectric vibrator efficiently vibrates the diaphragm, so that the atomization efficiency can be increased. Therefore, the efficiency of inhalation can be increased. Moreover, the device can be made smaller, making it convenient to carry. By using a plurality of diaphragms, the fineness of the mist particles can be improved, thereby further enhancing the inhalation effect. By adopting a structure in which the diaphragm is integrally fixed to the inside of the through hole of the piezoelectric vibrator or at a position covering the opening thereof, the vibrating part is integrated with the piezoelectric vibrator and performs coupled vibration. The liquid that comes into contact with the vibrating part that is in a state of coupled vibration is atomized vertically upward. By employing a structure in which the opening area of one of the holes provided in the vibrating section is larger than the opening area of the other, the atomization effect is promoted. The synergistic effect of the opening area of one of the holes being different from the opening area of the other and the vibration of the vibrating part promotes the atomization of the liquid, increasing the amount of mist generated and reducing the particle diameter. Since it becomes uniform, the effect of inhalation can be improved. Furthermore, a structure in which one of the resonant frequencies of the piezoelectric vibrator-diaphragm composite is approximately equal to one of the resonant frequencies of the piezoelectric vibrator, and a structure in which the piezoelectric vibrator has a direction of its polarization axis. By adopting a rectangular or annular structure in which the ratio of the length to the shortest distance between the outer edge and the inner edge of the end face is approximately equal to 1, the coupled vibration of the piezoelectric vibrator-diaphragm composite is enhanced. , the atomization efficiency can be further increased. Therefore, the efficiency of inhalation can be increased.

【0031】印加電圧を増加させるとそれについて霧化
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。従って、目的に応じた効
果的な吸入ができる。
As the applied voltage increases, the amount of atomization also increases, so the amount of atomization can be freely changed by changing the voltage depending on the purpose. Therefore, effective inhalation can be performed depending on the purpose.

【0032】液体供給手段が貯液室と、貯液室から液体
を導き振動部に供給するための液体供給チューブと振動
板と微少な間隙を隔てて対面する補助板とを備えること
により、液体の供給を無駄なく効率良く行うことができ
るから、霧化効率を増大することができる。従って吸入
効果を向上できる。
The liquid supply means includes a liquid storage chamber, a liquid supply tube for guiding liquid from the liquid storage chamber and supplying it to the vibrating section, and an auxiliary plate facing the vibrating plate with a small gap therebetween. The atomization efficiency can be increased because the supply can be carried out efficiently without waste. Therefore, the inhalation effect can be improved.

【0033】液体供給手段が振動部に液体を滴下させる
構造を採用することにより、供給された液体を効率良く
霧化できるから、吸入の効率を高めることができる。
[0033] By employing a structure in which the liquid supply means drops the liquid onto the vibrating part, the supplied liquid can be efficiently atomized, thereby increasing the efficiency of suction.

【0034】液体供給手段が、振動部の全部または一部
と微少な間隙を隔てて対面する補助板を備え、その補助
板を圧電振動子に圧接させる構造、および圧電振動子と
振動板とから成る超音波励振器を液体収容槽に対して所
定の位置関係に保持するかまたは液体収容槽に浮力によ
って浮かせる構造を採用し、補助板としては圧電振動子
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、圧電振動子の励振は効
率良く振動板に伝搬され、霧化効率が増大する。従って
吸入の効率が向上する。
[0034] The liquid supply means includes an auxiliary plate that faces all or part of the vibrating section with a small gap therebetween, and has a structure in which the auxiliary plate is brought into pressure contact with the piezoelectric vibrator, and a structure in which the piezoelectric vibrator and the vibrating plate are separated from each other. The ultrasonic exciter is held in a predetermined positional relationship with respect to the liquid storage tank, or is floated on the liquid storage tank by buoyancy, and the auxiliary plate is made of foamed polystyrene or other material with lower acoustic impedance than the piezoelectric vibrator. By employing the material, the excitation of the piezoelectric vibrator is efficiently propagated to the diaphragm, increasing the atomization efficiency. Therefore, the efficiency of inhalation is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の超音波吸入装置の一実施例を示す断面
図。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of an ultrasonic inhalation device of the present invention.

【図2】吐出出口12に取り付けるフレキシブルホース
20と、口用吸入口22および鼻用吸入口23とを示す
斜視図。
FIG. 2 is a perspective view showing a flexible hose 20 attached to a discharge outlet 12, a mouth suction port 22, and a nasal suction port 23.

【図3】圧電振動子1と振動板2とからなる超音波励振
器を示す側面図。
FIG. 3 is a side view showing an ultrasonic exciter including a piezoelectric vibrator 1 and a diaphragm 2.

【図4】図3の超音波励振器の平面図。FIG. 4 is a plan view of the ultrasonic exciter of FIG. 3.

【図5】図4の振動部40の部分拡大平面図。5 is a partially enlarged plan view of the vibrating section 40 in FIG. 4. FIG.

【図6】板面に垂直な平面で切断したときに現れる振動
部40の断面図。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the vibrating portion 40 that appears when cut along a plane perpendicular to the plate surface.

【図7】支持台4の斜視図。FIG. 7 is a perspective view of the support base 4.

【図8】支持台4の側面図。FIG. 8 is a side view of the support base 4.

【図9】圧電振動子1と振動板2とから成る超音波励振
器において、振動部40の長さを変化させていったとき
の振動部40の長さと霧化量との関係を示す特性図。
FIG. 9: Characteristics showing the relationship between the length of the vibrating part 40 and the amount of atomization when the length of the vibrating part 40 is changed in an ultrasonic exciter consisting of a piezoelectric vibrator 1 and a diaphragm 2. figure.

【図10】振動部40の長さと霧の噴出の高さとの関係
を示す特性図。
FIG. 10 is a characteristic diagram showing the relationship between the length of the vibrating section 40 and the height of mist jetting.

【図11】本実施例の圧電振動子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。
FIG. 11 is a characteristic diagram showing the relationship between the impedance phase and frequency of the piezoelectric vibrator 1 of this example.

【図12】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
FIG. 12 is a characteristic diagram showing the relationship between impedance phase and frequency for a composite body of piezoelectric vibrator 1 and diaphragm 2.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1    圧電振動子 2    振動板 3    補助板 4    支持台 5    液体供給チューブ 6    流速調整バルブ 7    貯液室 8    注入口キャップ 9    電源部 10    本体フタ 11    排液用フタ 12    霧吐出口 20    フレキシブルホース 21    本体取付部 22    口用吸入口 23    鼻用吸入口 30    圧電磁器 31    電極 32    電極 40    振動部 41    固着部 50    穴 70    圧接部 71    支持部 1 Piezoelectric vibrator 2 Diaphragm 3 Auxiliary board 4 Support stand 5 Liquid supply tube 6 Flow rate adjustment valve 7 Liquid storage chamber 8 Inlet cap 9 Power supply section 10   Body lid 11 Drainage lid 12 Mist outlet 20 Flexible hose 21   Body mounting part 22 Mouth inlet 23 Nasal inlet 30 Piezoelectric ceramic 31 Electrode 32 Electrode 40 Vibration part 41 Fixed part 50 holes 70 Pressure welding part 71 Support part

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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水、薬液そ
の他の液体を霧化してその液体の霧を鼻または口から吸
入させる超音波吸入装置において、前記超音波励振器に
前記液体を供給する手段が備えてあり、前記振動板には
少なくとも特定の範囲内に多数の穴が設けてあることを
特徴とする超音波吸入装置。
Claim 1: Ultrasonic waves that atomize water, medicinal solutions, or other liquids using elastic vibrations generated by an ultrasonic exciter made of a piezoelectric vibrator with a diaphragm fixed to them, and inhale the liquid mist through the nose or mouth. An ultrasonic inhaler characterized in that the ultrasonic inhaler is provided with means for supplying the liquid to the ultrasonic exciter, and the vibrating plate is provided with a large number of holes at least within a specific range.
【請求項2】  前記液体供給手段は前記超音波励振器
に供給する前記液体の温度を体温または他の所定の温度
に制御する手段を含むことを特徴とする請求項1に記載
の超音波吸入装置。
2. The ultrasonic inhaler according to claim 1, wherein the liquid supply means includes means for controlling the temperature of the liquid supplied to the ultrasonic exciter to body temperature or another predetermined temperature. Device.
【請求項3】  前記圧電振動子は圧電磁器と、該圧電
磁器の分極軸に垂直な両面に形成されている電極とから
成り、前記振動板は、前記圧電振動子の少なくとも一方
の面上に固着されており、前記圧電振動子の外方に向け
て前記圧電振動子の該面にほぼ平行に突出する振動部を
有し、前記穴は前記振動部に設けられていて、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または2に記載の超
音波吸入装置。
3. The piezoelectric vibrator includes a piezoelectric ceramic and electrodes formed on both surfaces of the piezoelectric ceramic perpendicular to the polarization axis, and the diaphragm is formed on at least one surface of the piezoelectric vibrator. is fixed to the piezoelectric vibrator, and has a vibrating part that protrudes outward from the piezoelectric vibrator substantially parallel to the surface of the piezoelectric vibrator, and the hole is provided in the vibrating part, and the The ultrasonic suction device according to claim 1 or 2, wherein the opening area of one side of the diaphragm is different from the area of the opening of the other side.
【請求項4】  前記圧電振動子の共振周波数は前記圧
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、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1から3までに記載の超音
波吸入装置。
4. A resonant frequency of the piezoelectric vibrator is approximately equal to an intermediate value of two resonant frequencies in a composite body of the piezoelectric vibrator and the diaphragm, and the piezoelectric vibrator has a length-to-width dimension ratio of 1. 4. The ultrasonic inhaler according to claim 1, wherein the ultrasonic inhaler is a rectangular plate close to and not equal to 1.
【請求項5】  前記圧電振動子は、分極軸に垂直な両
面をそれぞれ端面とし、前記分極軸に平行に貫通された
穴を有する柱状の圧電磁器と、前記両端面にそれぞれ固
着されている電極とから成り、前記振動板は、前記貫通
穴の開口を覆う位置または該貫通穴の内部に前記端面に
ほぼ平行に少なくとも1箇所に設けてあり、前記振動板
の周縁は前記圧電振動子に固着されており、前記圧電振
動子に固着されている固着部分に囲まれている部分の振
動板は振動部を成し、前記穴は前記振動部に設けられて
いて、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また
は2に記載の超音波吸入装置。
5. The piezoelectric vibrator includes a columnar piezoelectric ceramic whose end faces are on both sides perpendicular to the polarization axis, and a columnar piezoelectric ceramic having a hole extending parallel to the polarization axis, and an electrode fixed to each of the end faces. The diaphragm is provided in at least one location covering the opening of the through hole or inside the through hole substantially parallel to the end surface, and the periphery of the diaphragm is fixed to the piezoelectric vibrator. A part of the diaphragm surrounded by a fixed part fixed to the piezoelectric vibrator constitutes a vibrating part, and the hole is provided in the vibrating part, and the part of the diaphragm in the hole is The ultrasonic inhaler according to claim 1 or 2, wherein the opening area of one opening is different from the opening area of the other opening.
【請求項6】  前記圧電振動子の共振周波数のうちの
一つは前記圧電振動子と前記振動板との複合体の共振周
波数のうちの一つにほぼ等しく、前記圧電振動子は矩形
状または円環状で、前記圧電振動子の分極軸の方向の長
さと、前記端面の外縁と内縁との最短距離との比はほぼ
1に等しいことを特徴とする請求項1,2または5に記
載の超音波吸入装置。
6. One of the resonant frequencies of the piezoelectric vibrator is approximately equal to one of the resonant frequencies of a composite body of the piezoelectric vibrator and the diaphragm, and the piezoelectric vibrator has a rectangular shape or 6. The piezoelectric vibrator has an annular shape, and the ratio of the length of the piezoelectric vibrator in the direction of the polarization axis to the shortest distance between the outer edge and the inner edge of the end surface is approximately equal to 1. Ultrasonic inhaler.
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