JPWO2008129627A1 - 圧電振動子ユニット圧電振動子ユニットのケース部材 - Google Patents

Abstract

【課題】圧電振動子を安定して保持するとともに、異音の発生を抑止可能な圧電振動子ユニット及びその圧電振動子ユニットのケース部材を提供する。【解決手段】圧電振動子１と、前記圧電振動子１と厚さ方向で対向する面部４ａを備えた第１の支持部材４と、前記第１の支持部材４に固定され、導電性板状体２と厚さ方向で対向する面部６ａを備えた第２の支持部材６と、前記第１の支持部材４の面部４ａと前記第２の支持部材６の面部６ａとで前記圧電振動子１と導電性板状体２を厚さ方向に挟み込んで保持する圧電振動子ユニットＵにおいて、前記第１の支持部材４の面部４ａに切欠き部７を形成し、前記切欠き部７の領域において、前記圧電振動子１と前記面部４ａとが非接触状態となる部位を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、貯留水や貯留薬液などを超音波で霧化する霧化装置に用いられる圧電振動子ユニット及びそのユニットのケース部材に関する。

例えば超音波加湿器などの霧化装置は、図９に示すように、水や薬液などを貯留した貯留槽Ｔの内底面に圧電振動子ユニットＵが備えられ、図示しない励振回路（駆動回路）と接続された第１の接続用電極体Ｅ１と第２の接続用電極体Ｅ２を圧電振動子１のそれぞれの電極に接触させて圧電振動子１を振動させて貯留槽Ｔ内の水や薬液を霧化させていた。

圧電振動子ユニットＵは、セラミックスなどからなる圧電振動子１と、該圧電振動子１を厚さ方向（上下方向）で挟み込んで保持する第１の支持部材４及び第２の支持部材６からなるケース部材Ｃと、前記第１の支持部材４の底面４ｂに挿通され、導電性板状体２と接触する第１の接続用電極体Ｅ１と、圧電振動子１と接触する第２の接続用電極体Ｅ２とで構成されている。

ここで圧電振動子ユニットＵの具体的な一構成例について図９に基いて説明する。
圧電振動子１には、圧電振動子１よりも大径で、円板状に形成された導電性板状体（金属製ベース部材）２が同心に配設され、固着等によって一体化されている。
第１の支持部材４は、合成樹脂材で構成されており、前記圧電振動子１と厚さ方向で対向し、圧電振動子１を接触状体で支持する環状の面部４ａを内周に備え、さらに、底面４ｂを備えた円筒状（上面のみ開放）に形成されている。
第２の支持部材６は、ゴムなどの弾性体で構成されており、前記第１の支持部材４に嵌め合わされて固定され、前記導電性板状体２と厚さ方向で対向する環状の面部６ａを備えた上下開放状の円環状に形成されている。図中、６ｂは第１の支持部材４の上端寄りの内周に設けた係合溝４ｄに係合する周方向に連続した第１係合突部、６ｃは第１の支持部材４に設けた位置決め用の係合溝４ｅに係合される位置決め用の第２係合突部である。
また、第１の支持部材４は、外周の相対向する位置にそれぞれ固定片５，５を水平方向に突出させて備え、かつ、前記第２の支持部材６の外周面が嵌り合う領域Ａ１を有し、かつ、前記第１係合突部６ｂが係合される係合溝４ｄ及び前記第２の係合突部６ｃが係合される位置決め用の係合溝４ｅを設けている。
図示形態では、面部４ａには圧電振動子１が載置されて接触し、導電性板状体２はその面部４ａよりも上段位置で大径状に段差をもって周方向に連続して形成されている第２面部４ｃに広い領域をもって円周方向に接触している。
このように構成することで、前記第１の支持部材４の面部４ａと前記第２の支持部材６の面部６ａとで前記圧電振動子１及び前記導電性板状体２を厚さ方向に挟み込んで保持している。
なお、このような先行技術を開示した技術文献として特許文献１が知られている。

図９及び特許文献１に開示の圧電振動子ユニットＵの第１の支持部材４の環状の面部４ａは、圧電振動子１を貯留槽Ｔの水面Ｗに対し、傾斜させて保持するように傾斜状に設けている。よって、第２の支持部材６の環状の面部（底面部）６ａは、前記第１の支持部材４の面部４ａの傾斜と同一傾斜に形成されて圧電振動子１及び導電性板状体２を厚さ方向で挟み込む際の密着度を向上させている。
このように圧電振動子１を水面Ｗに対して傾斜させて配設するのは、霧化効率の向上のためである。

従来のこの種の圧電振動子ユニットＵでは、次のような課題が残されていた。
例えば、圧電振動子１には、製造後において反りなどが生じていることがある。
しかし、先行技術において、圧電振動子ユニットＵの第１の支持部材４の面部４ａが、このように円周方向に連続した環状に形成されており、その上面が圧電振動子１と全周にわたって接触する構成としているため、上述のような面部４ａと接触する圧電振動子１に反りなどが生じていると、保持の安定性に欠け、かつ、異音が発生する要因にもなっていた。
実開昭６２−１４３１３１号公報

本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みなされたもので、その課題とするところは、圧電振動子を安定して保持するとともに、異音の発生を抑止可能な圧電振動子ユニット及びその圧電振動子ユニットのケース部材を提供することにある。

上記課題を達成するために本発明がなした技術的手段は、圧電振動子と、前記圧電振動子と厚さ方向で対向する面部を備えた第１の支持部材と、前記第１の支持部材に固定され、前記圧電振動子と厚さ方向で対向する面部を備えた第２の支持部材と、前記第１の支持部材の面部と前記第２の支持部材の面部とで前記圧電振動子を厚さ方向に直接又は他の部材を介して挟み込んで保持する圧電振動子ユニットにおいて、前記第１の支持部材の面部と前記第２の支持部材の面部との少なくともいずれか一方の面部に切欠き部を形成し、前記切欠き部の領域において、前記圧電振動子又は前記他の部材と前記面部とが非接触状態となる部位を有することを特徴とする圧電振動子ユニットとしたことである。

第２の発明は、圧電振動子と、前記圧電振動子に固着された板状体と、前記板状体と厚さ方向で対向する面部を備えた第１の支持部材と、前記第１の支持部材に固定され、前記板状体と厚さ方向で対向する面部を備えた第２の支持部材と、前記第１の支持部材の面部と前記第２の支持部材の面部とで前記板状体を厚さ方向に挟み込んで保持する圧電振動子ユニットにおいて、前記第１の支持部材の面部と前記第２の支持部材の面部との少なくともいずれか一方の面部に切欠き部を形成し、前記切欠き部の領域において、前記板状体と前記面部とが非接触状態となる部位を有することを特徴とする圧電振動子ユニットとしたことである。

第３の発明は、圧電振動子と厚さ方向で対向する面部を備えた第１の支持部材と、前記第１の支持部材に固定され、前記第１の支持部材の面部と対向する面部を備えた第２の支持部材とを含み、前記第１の支持部材の面部と前記第２の支持部材の面部とで前記圧電振動子を厚さ方向に直接又は他の部材を介して挟み込んで保持する圧電振動子ユニットのケース部材において、前記第１の支持部材の面部と前記第２の支持部材の面部との少なくともいずれか一方の面部に切欠き部を形成し、前記切欠き部の領域において、前記圧電振動子又は前記他の部材と前記面部とが非接触状態となる部位を有することを特徴とする圧電振動子ユニットのケース部材としたことである。

第４の発明は、圧電振動子に固着された板状体と厚さ方向で対向する面部を備えた第１の支持部材と、前記第１の支持部材に固定され、前記第１の支持部材の面部と対向する面部を備えた第２の支持部材とを含み、前記第１の支持部材の面部と前記第２の支持部材の面部とで前記板状体を厚さ方向に挟み込んで保持する圧電振動子ユニットのケース部材において、前記第１の支持部材の面部と前記第２の支持部材の面部との少なくともいずれか一方の面部に切欠き部を形成し、前記切欠き部の領域において、前記板状体と前記面部とが非接触状態となる部位を有することを特徴とする圧電振動子ユニットのケース部材としたことである。

本発明によれば、圧電振動子を安定して保持するとともに、異音の発生を抑止可能な圧電振動子ユニット及びその圧電振動子ユニットのケース部材を提供することができる。

以下、本発明圧電振動子ユニットを適用してなる霧化装置の一実施形態について説明する。図１乃至図４は実施の形態１、図５乃至図８は実施の形態２を示す。なお、本実施形態は、本発明の一実施形態にすぎず、なんらこれに限定解釈されるものではなく、本発明の範囲内で設計変更可能である。また、本発明の圧電振動子ユニットを適用する霧化装置も図示形態になんら限定解釈されるものではなく、本発明が適用可能な装置全般が対象で、例えば加湿器に限らず、ネブラーゼなどの装置も対象である。
本発明は、圧電振動子を厚さ方向に直接又は他の部材を介して挟み込んで保持する圧電振動子ユニットのケース部材の改良、特に圧電振動子又は圧電振動子に固着された板状体と接触する第１の支持部材の面部と第２の支持部材の面部の少なくともいずれか一方にその特徴を有するものであるため、以下、その特徴点について詳細に説明し、その他の構成については先行技術と同様であるため、同一箇所に同一符号を付してその説明は省略する。

実施の形態１

図１乃至図４は本発明の圧電振動子ユニットＵの実施の形態１を示し、この圧電振動子ユニットＵは、図９に示す貯留槽Ｔの内底面に取り付け固定して備えられている。
第１の支持部材４の面部４ａは、円周方向に複数個、例えば本実施の形態では４個、所定間隔を空けて底面部から突出して備えられ、間欠的に形成されているもので、その面部４ａ以外、すなわち円周方向で面部４ａ間が切欠かれて断面視矩形状の切欠き部７が形成されている。
すなわち、本実施の形態の切欠き部７は、図９で示す円周方向で連続する従来の第１の支持部材４の面部４ａを円周方向で所定領域切欠いて形成したもので、その残った領域が面部４ａであって、その面部４ａは傾斜状である。
従って、本実施の形態の面部４ａを円周方向で見た場合、それぞれの面部４ａは所定の仮想円を構成して圧電振動子１と間欠的に接触し、圧電振動子１を傾斜状に支持している。前記切欠き部７の領域では圧電振動子１と非接触状態となる部位を有することとなる。
本実施の形態において圧電振動子１には、図９で説明した圧電振動子１と同様に、圧電振動子１よりも大径の導電性板状体２が同心状に固着されている。
また、実質的には図９に示す先行技術形態と同様であるが、本実施の形態において、第１の接続用電極体Ｅ１は、面部４ａ，４ａ間の切欠き部７（図２において左側の切欠き部７）位置に設けられた取付孔部Ｈ１に挿通して備えられ、第２の接続用電極体Ｅ２は、第１の支持部材４の底面４ｂにおける前記取付孔部Ｈ１の延長線上に設けられた取付孔部Ｈ２に挿通して備えられている。なお、それぞれの電極体Ｅ１，Ｅ２の取付位置は本実施の形態に限定されず、本発明の範囲内で設計変更可能である。

したがって、本実施の形態によれば、第１支持部材４の面部４ａ上に圧電振動子１を接触させて載せる。そして上方（圧電振動子１の厚さ方向）から第２の支持部材６を嵌め合わせ、その面部６ａで、導電性板状体２の上面を押圧し、この面部６ａと前記面部４ａとによって挟み込んだ状態で圧電振動子１及び導電性板状体２を保持する。
このとき、本実施の形態のケース部材Ｃ（第１の支持部材４と第２の支持部材６）による圧電振動子１の保持状態において、切欠き部７の領域では圧電振動子１は面部４ａと非接触状態となる。よって、この非接触状態となる領域（前記切欠き部７領域）を有することにより、たとえ圧電振動子１に反りや歪みなどが発生していたとしても、その反りや歪みを前記非接触状態となる領域で吸収する。これにより、圧電振動子１は安定して保持されるとともに、異音の発生が抑止される。

切欠き部７の切欠き形状は特に限定されず、断面視円弧形状に切欠いても良いし、断面視矩形状以外の多角形状に切欠いても良く、その切欠き形状は本発明の範囲内で設計変更可能である。また、切欠き部７の配設数量も限定解釈されず本発明の範囲内で設計変更可能である。さらに、本実施の形態では面部４ａ間をすべて切欠いて切欠き部７を形成しているがこれに限定されず、厚さ方向や水平方向に所定領域面部４ａを残して切欠き部７を形成するものであってもよい。

本実施の形態では、第１の支持部材４の面部４ａのみ切欠き部７を形成しているが、第２の支持部材６の面部６ａに同様に切欠き部７を形成してもよい。また、面部４ａと面部６ａの双方に切欠き部７を形成してもよく、また、その形成される位置も限定されず、厚さ方向で相対向する位置であってもよく、円周方向でずれた位置であってもよい。

実施の形態２

図５乃至図８は、実施の形態２を示す。
本実施の形態は、図９に示すように第１の支持部材４の面部４ａが円周方向に傾斜状に形成されている場合において、その所定領域を所定厚さ方向深さ及び所定水平方向幅をもって断面視矩形状に切欠いて切欠き部７を３箇所形成しているものである。
この結果、円弧状の３つの面部４ａ，４ａ，４ａが周方向に間欠的に形成されており、隣り合う面部４ａ，４ａに、切欠き部７が形成されている。
切欠き部７の切欠き形状は特に限定されず、断面視円弧形状に切欠いても良いし、断面視矩形状以外の多角形状に切欠いても良く、その切欠き形状は本発明の範囲内で設計変更可能である。また、切欠き部７の配設数量も限定解釈されず本発明の範囲内で設計変更可能である。
その他の構成及び作用効果は実施の形態１と同様であるため同一箇所に同一符号を付してその説明は省略する。
上記の実施の形態１及び２においては、圧電振動子１の直径よりも導電性板状体２の直径が大きいものを例示し、第１の支持部材４の面部４ａと第２の支持部材６の面部６ａとで、導電性板状体２を介して厚さ方向で挟み込んで圧電振動子１が保持される形態を説明したが、圧電振動子１の直径よりも導電性板状体２の直径を小さく構成し、圧電振動子１を直接、第１の支持部材４の面部４ａと第２の支持部材６の面部６ａとによって挟み込んだ状態で、圧電振動子１を保持する構成としてもよい。
また、圧電振動子１の直径よりも導電性板状体２の直径を大きく構成し、導電性板状体２を直接、第１の支持部材４の面部４ａと第２の支持部材６の面部６ａとによって挟み込んだ状態で、圧電振動子１を保持する構成としてもよい。
また、円板状の圧電振動子１に円板状の導電性板状体２を固着したものを例示したが、これに限定されるものではなく、例えば、図示は省略するが、圧電振動子をリング状に形成し、このリング形状の中央に設けられる開口部を覆うように、メッシュ型の被振動板を配置し、この被振動板の振動によって液体を霧化する構成であってもよい。

本発明の圧電振動子ユニットの実施の形態１の概略分解斜視図である。 第１の支持部材の平面概略図である。 図２のII−II線概略断面図である。 図３の断面図状態で、圧電振動子及び導電性板状体を第２の支持部材とともに挟み込んで保持している状態である。 本発明の圧電振動子ユニットの実施の形態２の概略分解斜視図である。 第１の支持部材の平面概略図である。 図６のVI−VI線概略断面図である。 図６の断面図状態で、圧電振動子及び導電性板状体を第２の支持部材とともに挟み込んで保持している状態である。 従来の圧電振動子ユニットを貯留槽に組み込んだ霧化装置の一例を示す概略断面図である。

符号の説明

Ｕ 圧電振動子ユニット
１ 圧電振動子
２ 導電性板状体
４ 第１の支持部材
４ａ 面部
６ 第２の支持部材
６ａ 面部
７ 切欠き部

Claims (4)

1. 圧電振動子と、
   前記圧電振動子と厚さ方向で対向する面部を備えた第１の支持部材と、
   前記第１の支持部材に固定され、前記圧電振動子と厚さ方向で対向する面部を備えた第２の支持部材と、
   前記第１の支持部材の面部と前記第２の支持部材の面部とで前記圧電振動子を厚さ方向に直接又は他の部材を介して挟み込んで保持する圧電振動子ユニットにおいて、
   前記第１の支持部材の面部と前記第２の支持部材の面部との少なくともいずれか一方の面部に切欠き部を形成し、
   前記切欠き部の領域において、前記圧電振動子又は前記他の部材と前記面部とが非接触状態となる部位を有することを特徴とする圧電振動子ユニット。
2. 圧電振動子と、
   前記圧電振動子に固着された板状体と、
   前記板状体と厚さ方向で対向する面部を備えた第１の支持部材と、
   前記第１の支持部材に固定され、前記板状体と厚さ方向で対向する面部を備えた第２の支持部材と、
   前記第１の支持部材の面部と前記第２の支持部材の面部とで前記板状体を厚さ方向に挟み込んで保持する圧電振動子ユニットにおいて、
   前記第１の支持部材の面部と前記第２の支持部材の面部との少なくともいずれか一方の面部に切欠き部を形成し、
   前記切欠き部の領域において、前記板状体と前記面部とが非接触状態となる部位を有することを特徴とする圧電振動子ユニット。
3. 圧電振動子と厚さ方向で対向する面部を備えた第１の支持部材と、
   前記第１の支持部材に固定され、前記第１の支持部材の面部と対向する面部を備えた第２の支持部材とを含み、
   前記第１の支持部材の面部と前記第２の支持部材の面部とで前記圧電振動子を厚さ方向に直接又は他の部材を介して挟み込んで保持する圧電振動子ユニットのケース部材において、
   前記第１の支持部材の面部と前記第２の支持部材の面部との少なくともいずれか一方の面部に切欠き部を形成し、
   前記切欠き部の領域において、前記圧電振動子又は前記他の部材と前記面部とが非接触状態となる部位を有することを特徴とする圧電振動子ユニットのケース部材。
4. 圧電振動子に固着された板状体と厚さ方向で対向する面部を備えた第１の支持部材と、
   前記第１の支持部材に固定され、前記第１の支持部材の面部と対向する面部を備えた第２の支持部材とを含み、
   前記第１の支持部材の面部と前記第２の支持部材の面部とで前記板状体を厚さ方向に挟み込んで保持する圧電振動子ユニットのケース部材において、
   前記第１の支持部材の面部と前記第２の支持部材の面部との少なくともいずれか一方の面部に切欠き部を形成し、
   前記切欠き部の領域において、前記板状体と前記面部とが非接触状態となる部位を有することを特徴とする圧電振動子ユニットのケース部材。
   
   

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