WO2006057204A1 - 噴霧装置用圧電振動子及びその駆動制御方法 - Google Patents

噴霧装置用圧電振動子及びその駆動制御方法 Download PDF

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Yuki Konno
Shoji Kasuya
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B17/00—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
    • B05B17/04—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
    • B05B17/06—Apparatus 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
    • B05B17/0607—Apparatus 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
    • B05B17/0638—Apparatus 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
    • B05B17/0646—Vibrating plates, i.e. plates being directly subjected to the vibrations, e.g. having a piezoelectric transducer attached thereto
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
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    • B05B17/0607—Apparatus 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
    • B05B17/0653—Details
    • B05B17/0676—Feeding means

Definitions

  • the present invention relates to a spraying device that atomizes a raw material liquid such as a medicine used for hygiene or cosmetics into a mist, and particularly configures a spraying means in such a spraying device.
  • the present invention relates to a piezoelectric vibrator for a spraying apparatus that vibrates and drives a beat plate that performs the driving control method.
  • a spraying device that discharges liquids containing medicinal components for hygiene or cosmetics into the air in the form of a mist supplies droplets to a beat plate (vibration plate) and is joined to the beat plate.
  • the liquid is sprayed by driving the piezoelectric vibrator vibrated at a frequency in the ultrasonic frequency band, for example.
  • the vibration width of the piezoelectric vibrator is increased by matching the frequency of the voltage applied to the piezoelectric vibrator with the resonance frequency of the piezoelectric vibrator. Try to increase the spray amount.
  • a driving method for driving the piezoelectric vibrator two types of driving methods are known, a self-excited driving method and a separately excited driving method.
  • the self-excited drive method uses the self-oscillation characteristic of the piezoelectric vibrator
  • the separately excited drive method uses a self-oscillation characteristic of the piezoelectric vibrator to the piezoelectric vibrator from the outside without using the self-oscillation characteristic. A voltage is applied.
  • Patent Document 1 Japanese Patent No. 3527998
  • the piezoelectric vibrator has the same frequency as its resonance frequency. Even when driven by a number, if the resonance frequency of the piezoelectric vibrator deviates more than a certain value from the resonance frequency of the beat plate, spraying may not occur. In addition, since the piezoelectric vibrator and the beat plate are deteriorated by continuously driving the vibration at the resonance frequency of the piezoelectric vibrator, it is difficult to extend the life of the spraying device.
  • the resonance frequency of the piezoelectric vibrator to be used is measured one by one for each piezoelectric vibrator, and the frequency of the voltage applied to the piezoelectric vibrator is adjusted to the measurement result.
  • a process for adjusting the drive frequency of the circuit was required.
  • sound in the audible range of 20 to 40 times the vibration frequency of the beat plate was sometimes generated.
  • the resonance frequency of piezoelectric elements and beat plates may shift when used for a long period of time.
  • the spraying device had to be discarded.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and the frequency of the voltage applied to the piezoelectric vibrator is set to the resonance frequency of each piezoelectric vibrator while ensuring a predetermined spray amount. It is an object of the present invention to provide a piezoelectric vibrator drive control method and a spraying device that do not require an adjustment step for adjustment to be performed or readjustment.
  • the present invention that achieves the above object includes a beat plate that sprays liquid in the form of a mist, a piezoelectric vibrator that vibrates the beat plate, and a drive unit that drives the piezoelectric vibrator.
  • the drive means provides a piezoelectric vibrator that is driven by sweeping the vibration frequency of the piezoelectric vibrator within a predetermined frequency range.
  • the resonance frequency of the piezoelectric vibrator is included in a predetermined frequency range that is the vibration frequency of the piezoelectric vibrator, and in particular, the center frequency that is the vibration frequency of the piezoelectric vibrator. Is substantially equal to the resonance frequency of the piezoelectric vibrator.
  • the driving means drives the piezoelectric vibrator by successively and sequentially changing a plurality of stages of frequencies set within the predetermined frequency range.
  • the present invention further supplies vibration energy to a beat plate that sprays liquid in the form of a mist.
  • a piezoelectric vibrator drive control method comprising: driving a piezoelectric vibrator by sweeping a vibration frequency of the piezoelectric vibrator within a predetermined frequency range. is there.
  • this drive control method (a) driving the piezoelectric vibrator for a predetermined time at one of a plurality of stages set within the predetermined frequency range; (C) driving the piezoelectric vibrator for a predetermined time at a high frequency sequentially in a plurality of stages, and (c) driving the piezoelectric vibrator at a maximum frequency of the driving frequency for a predetermined time; Each of the step of driving the piezoelectric vibrator for a predetermined time sequentially at a low frequency sequentially in the plurality of stages, and (e) driving the piezoelectric vibrator for a predetermined time at the minimum frequency of the driving frequency. And steps (b) to (e) are repeated.
  • the drive is driven by sweeping the vibration frequency of the piezoelectric vibrator within a predetermined frequency range, so that it is applied to the piezoelectric vibrator.
  • the adjustment process to adjust the frequency of the voltage to be adjusted to the resonance frequency of each piezoelectric vibrator is eliminated.
  • the resonance frequency of the piezoelectric vibrator is included in the frequency range of the predetermined range that is the vibration frequency of the piezoelectric vibrator, and the center frequency that is the vibration frequency of the piezoelectric vibrator is By substantially equaling the resonance frequency of the piezoelectric vibrator, a certain amount of spray was ensured.
  • the piezoelectric vibrator and the beat plate are not continuously driven at the resonance frequency, so that the chatter noise and mechanical vibration of the device caused by the vibration drive are suppressed. It was possible to improve the durability of the device and prolong the life of the device.
  • FIG. 1 shows an example of an electrolyzed water spray apparatus 100 to which the present invention can be applied.
  • the electrolyzed water spray apparatus 100 includes an electrolyzed water spray apparatus main body 102 and the electrolyzed water spray apparatus main body. And a spraying part 104 attached to 102.
  • An electrolytic aqueous solution tank 4 is housed inside the housing 2 of the electrolyzed water spray apparatus main body 102.
  • the electrolyte in the aqueous solution is preferably an alkali metal salt such as sodium chloride sodium, potassium salt potassium or calcium chloride, an alkaline earth salt, or an organic acid such as ascorbic acid.
  • the electrolyte concentration is preferably 0.015-0.9% by mass.
  • a pump 6 is attached below the electrolyte aqueous solution tank 4, and the electrolyte aqueous solution accommodated in the electrolyte aqueous solution tank 4 is supplied to the pump 6 through an electrolyte aqueous solution supply pipe 8.
  • the aqueous electrolyte solution supplied to the pump 6 is then pumped by the pump 6 and supplied to the electrolytic cell 12 through the delivery pipe 10.
  • FIG. 3 is an enlarged view showing the electrolytic cell 12.
  • the electrolytic cell 12 has an anode 16 and a cathode 18 arranged in parallel in a flat electrolytic cell housing 14.
  • Reference numeral 20 denotes an anode terminal connected to the anode 16, and 22 denotes a cathode terminal connected to the cathode 18, which are respectively pulled out to the outside of the lower end force of the electrolytic cell casing 14.
  • the aqueous electrolyte solution supplied from the pump 6 is supplied into the electrolytic cell 12 through an inflow hole 24 formed in the lower part of the electrolytic cell 12, and moves upward in the electrolytic cell 12 while maintaining a laminar flow state. At the same time, it is electrolyzed by the voltage applied between the anode 16 and the cathode 18, and anodic water (acidic water) is generated in the vicinity of the anode 16, and cathodic water (alkaline water) is generated in the vicinity of the cathode 18. .
  • anodic water acidic water
  • cathodic water alkaline water
  • the generated anodic water flows upward along the surface of the positive electrode 16 as indicated by the arrow A, and only the anodic water is electrolyzed.
  • an outflow pipe 26 formed on the upper side of 12 it is supplied to a spraying means 28 described later.
  • the cathode water generated in the electrolytic cell 12 moves upward along the cathode 18 and is connected to the upper side of the electrolytic cell 12 as indicated by an arrow B shown in FIG. 30 to before It is sent to a waste liquid tank 32, which will be described later, installed above the pump 6 and temporarily stored as waste liquid.
  • the waste liquid tank 32 is mounted in the housing 4 at a height approximately equal to the electrolytic cell 12 and the electrolyte aqueous solution tank 4 above the pump 6.
  • a spray section 104 is attached to the electrolyzed water spray apparatus main body 102 in front of the outflow pipe 26 formed on the upper side of the electrolytic cell 12.
  • the spray section 104 is composed of a spray section main body 34 in which the spray means 28 is housed, and a spray section opening / closing cover 36 attached to the top thereof.
  • the spraying means 28 that discharges droplets in the form of a mist in the spraying section 104 includes a beat plate 28a and a piezoelectric vibrator 28b.
  • the beat plate 28a normally has a large number of through holes having a hole diameter of 18 to 24 / ⁇ ⁇ , and ends thereof are fixed to the piezoelectric vibrator 28b.
  • the piezoelectric vibrator 28b vibrates, and accordingly, the beat plate 28a fixed to the vibrator 28b vibrates.
  • the electrolyzed water supplied from the outflow pipe 26 is sprayed to the outside as fine droplets through a large number of through holes formed in the beat plate 28a.
  • the spray part opening / closing cover 36 is attached to the spray part main body 34 so as to be slidable in the vertical direction and covers the spray means 28.
  • Discharge port opening / closing means 38 having flat plate force is suspended from the upper part of the cover 36 to the outflow pipe 26 on the electrolyzed water spray apparatus main body 102 side of the spray section opening / closing cover 36, and the discharge port at the tip of the outflow pipe 26 is provided. Is in contact with the discharge opening / closing means 38. For this reason, the tip of the outflow pipe 26 is blocked, and the electrolyzed water does not leak.
  • a magnet 40 is attached to the upper part of the cover 36, and the position of the cover 36 can be detected in cooperation with the corresponding reed switch 42 attached to the electrolyzed water spraying device main body 102 side.
  • the control unit 44 integrally controls the pump 6, the electrolytic cell 12, the spraying means 28, and the like by inserting a microprocessor 113, which will be described in detail later. Further, the control unit 44 receives a signal from the reed switch 42 and the like.
  • the drive power supply 46 consists of a control unit 44, a pump 6, an electrolytic cell 12 In addition, power of a necessary voltage value is supplied to each of the spraying means 28 and the like.
  • the driving power source 46 not only a primary battery but also a rechargeable secondary battery can be used. Further, power may be supplied by converting the commercial AC power source into AC / DC conversion.
  • the wiring 54 supplies the electric power of the drive power supply 46 to the control unit 44.
  • the wiring 48 also supplies the electrolyzer 12 with controlled power suitable for electrolysis.
  • the signal line 50 connects the reed switch 42 and the control unit, and the wiring 52 supplies controlled electric power from the control unit 44 to the pump 6.
  • the knocks 55 and 56 are made of an elastic body such as rubber interposed between the inner wall of the housing 2 and the electrolytic cell 12 and constitute a waterproof structure.
  • This waterproof structure prevents the anode water from entering the electrolytic water spraying device main body 102.
  • the magnet 40 attached to the cover 36 is also moved upward and separated from the reed switch 42.
  • the control unit 44 that has detected this state supplies the power from the drive power supply 46 to the pump 6, the electrolytic cell 12, and the spraying means 28.
  • the pump 6 is operated, and the electrolyte aqueous solution in the electrolyte aqueous solution tank 4 is the electrolyte aqueous solution supply pipe.
  • 8 electrolytic cells are sent through the pump 6 and the delivery pipe 10, where they are electrolyzed.
  • the anodic water generated on the anode side in the electrolytic cell 12 passes through the outflow pipe 26, and is supplied from the discharge port at the tip thereof as droplets 58 to the vibrating beat plate 28a. It sprays ahead of the beat plate 28a through the fine through-hole formed in 8a.
  • the cathode water is sent to the waste liquid tank 32 through the discharge pipe 30 and temporarily stored therein, and then appropriately discharged outside.
  • a porous sponge or the like can be used without using a force pump that supplies the electrolyte aqueous solution to the beat plate 28a side by the water pressure obtained by the pump 6.
  • the aqueous electrolyte solution may be supplied to the beat plate 28a side by utilizing capillary action of the filter.
  • many of the beat plates 28a have conventionally used platinum or nickel materials.
  • palladium may be used in addition to those materials.
  • the reed switch 42 plays a role of an electrolyzed water spraying switch.
  • the present invention is not limited to this, and a separate power switch is provided, and after opening the cover 36, the electrolyzed water is turned on. You may comprise so that spraying of may start.
  • the electrolyzed water is not sprayed even if the power switch is turned on when the cover 36 is not pulled up. It is possible to reliably prevent erroneous spraying due to erroneous operation.
  • spraying failure of electrolyzed water may occur.
  • the poor spraying of the electrolyzed water occurs due to the clogging of the through hole of the beat plate 28a by the electrolyte that is dried and deposited while the electrolyzed water is attached to the spraying means.
  • the spray failure can be solved by removing the spray unit 104 from the electrolyzed water spray apparatus main body 102 and replacing it with the spray unit 104 that normally sprays.
  • the spraying means 28 that discharges droplets in the form of mist in the spray unit 104 includes the beat plate 28a and the piezoelectric vibrator 28b.
  • the piezoelectric vibrator 28b (FIG. 1) is driven to vibrate by the driving means 110.
  • FIG. 4 shows an example of the overall configuration of the driving means 110 for driving the piezoelectric vibrator 28b to vibrate.
  • the driving means 110 inputs an oscillation circuit 112 including a crystal resonator that outputs a signal having an extremely stable oscillation frequency, and an oscillation signal having a predetermined frequency output from the oscillation circuit 112.
  • the microprocessor 113 and a drive circuit 114 that drives the piezoelectric vibrator 28b by a drive signal output from the microprocessor 113 are configured.
  • the microprocessor 113 creates a drive signal for driving the piezoelectric vibrator 28b by sweeping the vibration frequency within a predetermined frequency range, and outputs the drive signal to the drive circuit 114 side. is there.
  • the time interval for changing the frequency is, for example, every 0.5 to 5 milliseconds.
  • the oscillation frequency of the oscillation circuit 112 such as the driving means of the piezoelectric vibrator in the conventional device is the resonance frequency of the piezoelectric vibrator 28b.
  • No adjustment circuit is required to meet the requirements. Accordingly, in the present invention, an adjustment circuit that adjusts the frequency of the voltage applied to the piezoelectric vibrator to the resonance frequency of each piezoelectric vibrator 28b, and an adjustment step that adjusts the resonance frequency of the piezoelectric vibrator 28b by the adjustment circuit. Is deemed unnecessary.
  • FIG. 5 shows a specific example of the drive circuit 114 shown in FIG.
  • the drive circuit 114 includes an amplifier AMP that receives and amplifies the drive signal output from the microprocessor 113 (FIG. 4), a transistor T that is driven by the amplifier AMP, and a primary circuit thereof. It consists of a transformer Tr, one of which is connected to a predetermined DC voltage V and the other connected to a transistor T, and an inductance L connected to one of the secondary windings of the transformer Tr. The inductance L is connected to the electrode of the piezoelectric vibrator 28b. As a result, the piezoelectric vibrator 28b is driven to oscillate at the frequency of the drive signal output from the microprocessor 113 (FIG. 4).
  • the waveform of the driving voltage applied to the piezoelectric vibrator 28b becomes a sine waveform as shown in FIG.
  • the present spraying device enables the injection of medicine with low noise and low vibration.
  • FIG. 6 shows an example of the waveform of the drive signal output from the microprocessor 113 (FIG. 4).
  • the drive signal output from the microprocessor 113 (FIG. 4) is The piezoelectric vibrator 28b is driven by sweeping within a predetermined frequency range including the resonance frequency of 130 KHz.
  • “sweep” means that the piezoelectric vibrator 28b is driven by successively and sequentially changing a plurality of stages of frequencies set in the frequency range of the predetermined range at predetermined time intervals. means.
  • the frequency of multiple stages (seven stages in the example of Fig. 6) set in the range of 125 to 135KHz around 130KHz at every 1 millisecond (msec) interval.
  • the piezoelectric vibrator 28b is driven by successively changing the values.
  • the resonance frequency of the piezoelectric vibrator 28b used is 125 °. It should be included in the frequency range of up to 135KHz.
  • the center frequency of the predetermined range is substantially equal to the resonance frequency of the piezoelectric vibrator 28b in order to ensure a spray amount of a certain value or more.
  • the frequency of the plurality of steps described above is continuously changed every 1 millisecond.
  • an interval of 0.5 to 5 milliseconds is used. It is recommended to set any time interval.
  • FIG. 7 shows a drive generated by dividing the frequency of the oscillation signal (original oscillation) input to the oscillation circuit 112 (Fig. 4) and the original oscillation signal in the microprocessor 113 (Fig. 4). It describes the correspondence between signal frequencies (drive frequencies). In the example of FIG. 7, it is assumed that the resonance frequency of the piezoelectric vibrator 28b to be used is 130 KHz.
  • microprocessor 113 (Fig. 4), various methods are known and obvious to those skilled in the art to obtain a driving signal having such a multi-stage frequency from a 20 MHz original signal. Although detailed description is omitted here, for example, when “RENESAS, REJ09B0040-0210Z” is used as the microprocessor 113, it is easy to use, for example, the “output compare” function provided therein.
  • the drive signal obtained by dividing the original signal (20MHz) as shown in Fig. 7 is easy.
  • a frequency dividing circuit provided separately from the microprocessor 113 may generate a plurality of stages of driving signals as shown in FIG.
  • FIG. 8 shows a flow chart for explaining the first example of the piezoelectric vibrator drive control method according to the present invention.
  • Fig. 8 when the power switch of the present spraying device is turned on (S10) and the voltage rises, first, within the frequency range of a predetermined range including the resonance frequency of the piezoelectric vibrator 28b to be used.
  • the piezoelectric vibrator 28b is driven for a predetermined time with one of the set frequencies (as shown in FIG. 7) (Sl l).
  • the piezoelectric vibrator is driven for a predetermined time by successively increasing the frequencies of the plurality of stages at a high frequency (S12). This is continued, and the piezoelectric vibrator 28b is driven for a predetermined time at the maximum frequency of the drive frequency (S13). In the example of Fig. 7, the maximum frequency is 134.3 kHz.
  • the piezoelectric vibrator 28b is sequentially driven at a low frequency sequentially for a predetermined time (S14) at a plurality of stages of frequencies (S14). Drive for a predetermined time at the minimum frequency (S15).
  • the minimum frequency is 126.58KHz.
  • FIG. 9 shows a flow chart for explaining a second example of the drive control method of the piezoelectric vibrator according to the present invention.
  • Fig. 9 when the power switch of the spraying device is turned on (S20) and the voltage rises, first, it is set within a predetermined frequency range including the resonance frequency of the piezoelectric vibrator 28b to be used ( The piezoelectric vibrator 28b is driven for a predetermined time at one of a plurality of frequencies (as shown in FIG. 7) (S21).
  • the piezoelectric vibrator is driven for a predetermined time by successively lowering the plural stages of frequencies at a low frequency (S22). This is continued, and the piezoelectric vibrator 28b is driven for a predetermined time at the minimum frequency of the drive frequency (S23).
  • the minimum frequency is 126.58K Hz.
  • the piezoelectric vibrator 28b is sequentially driven at a high frequency sequentially for a predetermined time (S24), and this is continued, and the piezoelectric vibrator 28b is moved to the maximum of the drive frequency.
  • Such a sweep drive is repeated during the spraying operation until the power switch is turned off (S26).
  • the resonance frequency of the piezoelectric vibrator 28b is between the maximum frequency and the minimum frequency described above.
  • the center frequency is preferably substantially equal to the resonance frequency of the piezoelectric vibrator 28b. This makes it possible to secure a spray amount that is greater than or equal to a predetermined level in the present spray device.
  • the present spraying apparatus is! A beat plate that sprays liquid in the form of a mist, a piezoelectric vibrator 28b that vibrates the beat plate 28a, and a drive for the piezoelectric vibrator 28b.
  • the resonance frequency of the piezoelectric vibrator 28b is included in the frequency range of the predetermined range described above.
  • the center frequency which is the vibration frequency of the piezoelectric vibrator 28b is equal to the resonance frequency of the piezoelectric vibrator 28b. By being substantially equal, it was possible to secure a spray amount above a certain level.
  • the piezoelectric vibrator and the beat plate are not continuously driven at the resonance frequency, so that chatter noise and mechanical vibration of the device caused by vibration driving are suppressed. It was possible to improve the durability of the equipment and prolong the life of the equipment.
  • the spray device has been described as an example to which the driving method of the piezoelectric vibrator of the present invention is applied.
  • the present driving device is a device for driving an ultrasonic motor, a medical device using the ultrasonic vibrator, and a measurement.
  • the scope of the present invention extends to these devices and the like within a range that can be easily implemented or understood by those skilled in the art.
  • the present invention relates to a spraying device that releases a raw material liquid such as a medicine used for hygiene or cosmetics into the air in the form of a mist, and in particular, beats that constitute spraying means in such a spraying device.
  • the present invention relates to a piezoelectric vibrator for a spray device that vibrates and drives a plate and a drive control method thereof, and has industrial applicability.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example (electrolyzed water spray device) of a spray device of the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory view showing a spray state of the electrolyzed water spray device shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is an enlarged configuration diagram showing an electrolytic cell of the electrolytic water spray device shown in FIG.
  • FIG. 5 shows a specific example of the drive circuit 114 shown in FIG.
  • FIG. 6 shows an example of a waveform of a drive signal output from the microprocessor 113 (FIG. 4).
  • the oscillation circuit 112 (Fig. 4) input the force of the oscillation signal (original oscillation) and the frequency of the drive signal created by dividing this original oscillation signal. It is the table
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a first example of a drive control method for a piezoelectric vibrator according to the present invention.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a second example of the piezoelectric vibrator drive control method according to the present invention.
  • FIG. 10 shows a waveform of a drive voltage applied to the piezoelectric vibrator 28b in the drive circuit of the present invention.
  • Spraying device electrowetting device

Landscapes

  • Special Spraying Apparatus (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

　所定の噴霧量を確保しつつ、圧電振動子に印加する電圧の周波数を個々の圧電振動子の共振周波数に調整する調整工程や再調整を不要とする噴霧装置用圧電振動子及びその駆動制御方法を提供する。 　液体を霧状に噴霧するビートプレートと、前記ビートプレートを振動させる圧電振動子と、前記圧電振動子を駆動する駆動手段と、を備え、前記駆動手段は、前記圧電振動子の振動周波数を所定範囲の周波数域内でスイープさせて前記圧電振動子を駆動する。ここで、前記圧電振動子の共振周波数は、前記圧電振動子の振動周波数である前記所定範囲の周波数域内に含まれ、特に、前記圧電振動子の振動周波数である前記中心周波数は、前記圧電振動子の共振周波数に略等しい。

Description

明 細 書
噴霧装置用圧電振動子及びその駆動制御方法
技術分野
[0001] 本発明は、例えば衛生用又は化粧用として使用される薬剤等の原料液を霧状にし て空気中に放出する噴霧装置に関し、特に、このような噴霧装置内の噴霧手段を構 成するビートプレートを振動駆動する噴霧装置用圧電振動子及びその駆動制御方 法に関する。
背景技術
[0002] 衛生用又は化粧用としての薬効成分等を含む液体を霧状にして空気中に放出す る噴霧装置は、ビートプレート (振動板）に液滴を供給し、このビートプレートに接合さ れた圧電振動子を例えば超音波周波数帯域の周波数で振動駆動することにより液 体を噴霧する。
[0003] このような噴霧装置にお!、ては、従来から、圧電振動子に印加する電圧の周波数 を圧電振動子の共振周波数と一致させることにより、圧電振動子の振動幅を大きくし て噴霧量の増大を図るようにして 、る。
[0004] ところで、圧電振動子を駆動する駆動方法としては、自励式駆動方法と他励式駆動 方法の 2種類の駆動方法が知られている。自励式駆動方法とは、圧電振動子の自己 発振特性を利用するものであり、他励式駆動方法とは、圧電振動子の自己発振特性 を利用することなぐ外部から圧電振動子に所定の周波数の電圧を印加するもので ある。
[0005] そして、このような他励式駆動方式として、圧電振動子に印加する電圧の周波数を ビートプレートと圧電振動子の複合体の共振振動数に一致させることにより、最大の 噴霧量を得るようにした超音波成膜装置も知られて ヽる (例えば、特許文献 1参照)。 特許文献 1：特許第 3527998号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] しかし、自励式駆動方法においては、圧電振動子をその共振周波数と同一の周波 数で駆動しても、圧電振動子の共振周波数がビートプレートの共振周波数と一定以 上ずれている場合に、噴霧しないことがあった。また、圧電振動子の共振周波数で振 動駆動をし続けることにより圧電振動子やビートプレートを劣化させるので噴霧装置 の寿命を長期化させることが困難であった。
[0007] 一方、他励式駆動方法においては、使用する圧電振動子の共振周波数を、圧電 振動子毎にひとつひとつ測定した上で、当該圧電振動子に印加する電圧の周波数 をその測定結果に合わせる発振回路の駆動周波数を調整する工程を必要としてい た。また、ビートプレートの振動周波数の 20乃至 40分の 1の可聴音領域の音が発生 することがあった。
[0008] さらには、圧電素子やビートプレートは、長期間使用するとその共振周波数がずれ てくることがあり、この場合、発振回路の駆動周波数を再調整するか、再調整できな ければ噴霧能力が著しく低下してしまうことから噴霧装置を廃棄しなければならない 事態も生じていた。
[0009] 本発明は、上記した従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、所定の噴霧量 を確保しつつ、圧電振動子に印加する電圧の周波数を個々の圧電振動子の共振周 波数に調整する調整工程や再調整を不要とする圧電振動子の駆動制御方法及び 噴霧装置を提供することを目的とするものである。
課題を解決するための手段
[0010] 上記目的を達成するべぐ本発明は、液体を霧状に噴霧するビートプレートと、前 記ビートプレートを振動させる圧電振動子と、前記圧電振動子を駆動する駆動手段と 、を備え、前記駆動手段は、前記圧電振動子の振動周波数を所定範囲の周波数域 内でスイープさせて駆動することを特徴とする圧電振動子を提供するものである。
[0011] ここで、前記圧電振動子の共振周波数は、前記圧電振動子の振動周波数である前 記所定範囲の周波数域内に含まれ、特に、前記圧電振動子の振動周波数である前 記中心周波数は、前記圧電振動子の共振周波数に略等しいことを特徴とする。
[0012] そして、前記駆動手段は、前記所定範囲の周波数域内に設定された複数段階の 周波数を連続的に順次変化させて前記圧電振動子を駆動するようにする。
[0013] 本発明は、さらに、液体を霧状に噴霧するビートプレートに振動エネルギーを供給 する圧電振動子の駆動制御方法であって、前記圧電振動子の振動周波数を、所定 範囲の周波数域内でスイープさせて駆動することを特徴とする圧電振動子の駆動制 御方法を提供するものである。
[0014] ここで、本駆動制御方法においては、（a)前記所定範囲の周波数域内に設定され た複数段階の周波数の一つで前記圧電振動子を所定時間駆動するステップと、 (b) 前記複数段階の周波数を順次連続的に高い周波数で前記圧電振動子を所定時間 駆動するステップと、 (c)前記圧電振動子を前記駆動周波数の最大周波数で所定時 間駆動するステップと、（d)前記複数段階の周波数を順次連続的に低い周波数で前 記圧電振動子を所定時間駆動するステップと、 (e)前記圧電振動子を前記駆動周波 数の最小周波数で所定時間駆動するステップとの各ステップを有し、前記ステップ (b )乃至（e)を繰り返すのである。
発明の効果
[0015] このように、本噴霧装置及び圧電振動子の駆動制御方法にお!、ては、圧電振動子 の振動周波数を所定範囲の周波数域内でスイープさせて駆動するので、圧電振動 子に印加する電圧の周波数を個々の圧電振動子の共振周波数に調整する調整ェ 程を不要とした。
[0016] 一方、圧電振動子の共振周波数は、圧電振動子の振動周波数である前記所定範 囲の周波数域内に含まれ、また、前記圧電振動子の振動周波数である前記中心周 波数は、前記圧電振動子の共振周波数に略等しいことにより、一定以上の噴霧量を 確保したのである。
[0017] さらに、本噴霧装置においては、圧電振動子やビートプレートをその共振周波数で 駆動し続けることがないので、振動駆動に伴って生じる装置のビビリ音や機械的振動 の発生を抑制すると共に、装置の耐久性を向上させ、装置の寿命を長期化させること ができたのである。
[0018] そして、本噴霧装置においては圧電振動子に印加する電圧の周波数を個々の圧 電振動子の共振周波数に調整する必要がな 、ことから、圧電振動子やビートプレー トの噴霧部を含めて本装置のユーザー自身によるメンテナンスを可能にしたのである 発明を実施するための最良の形態
[0019] 以下、図面を参照しながら本発明に係る噴霧装置及び圧電振動子の駆動制御方 法を詳しく説明する。
[0020] 図 1は、本発明が適用可能な電解水噴霧装置 100の例を示すものであって、本電 解水噴霧装置 100は、電解水噴霧装置主体 102と、前記電解水噴霧装置主体 102 に取付けられた噴霧部 104とからなる。
[0021] 電解水噴霧装置主体 102の筐体 2の内部には、電解質水溶液タンク 4が収納され ている。水溶液中の電解質としては、塩ィ匕ナトリウム、塩ィ匕カリウム、塩化カルシウム 等のアルカリ金属塩やアルカリ土類塩、ァスコルビン酸等の有機酸が好ましい。電解 質濃度としては、 0. 015-0. 9質量％が好ましい。
[0022] 前記電解質水溶液タンク 4の下方には、ポンプ 6が取付けられており、前記電解質 水溶液タンク 4内に収納されている電解質水溶液は電解質水溶液供給管 8を通して 前記ポンプ 6に供給される。前記ポンプ 6に供給された電解質水溶液は、次いでボン プ 6により圧送されて送出管 10を通って電解槽 12に供給される。
[0023] 図 3は、電解槽 12を示す拡大図である。電解槽 12は、扁平な電解槽筐体 14内に、 平行に配設された陽極 16、及び陰極 18を有する。なお、 20は陽極 16に接続された 陽極端子、 22は陰極 18に接続された陰極端子で、それぞれ前記電解槽筐体 14の 下端力 外部に引出されている。
[0024] 前記ポンプ 6から供給される電解質水溶液は、電解槽 12の下部に形成された流入 孔 24から電解槽 12内に供給され、層流状態を保ちながら電解槽 12内を上方に移 動すると共に、陽極 16、陰極 18間に印加されている電圧により電気分解され、陽極 16の近傍には陽極水 (酸性水）が生成し、陰極 18近傍には陰極水 (アルカリ性水） が生成する。
[0025] 電解槽 12内の電解質水溶液は層流状態で流れているので、生成した陽極水は陽 極 16の表面に沿って矢印 Aで示される様に上方に流れ、陽極水のみが電解槽 12の 上部側に形成された流出管 26を通って、後述する噴霧手段 28に供給される。
[0026] 一方、電解槽 12内で生成した陰極水は、図 3に示す矢印 Bによって示される様に、 陰極 18に沿って上方に移動し、電解槽 12の上部側に連結された排出管 30から前 記ポンプ 6の上方に取付けられた後述する廃液タンク 32に送られ廃液として一時的 に蓄えられる。廃液タンク 32はポンプ 6の上方に略電解槽 12及び電解質水溶液タン ク 4と同等の高さに筐体 4内に取付けてある。
[0027] 図 1において、前記電解槽 12の上部側に形成された流出管 26の前方には、噴霧 部 104が電解水噴霧装置主体 102に取付けられている。
[0028] 噴霧部 104の取付け方法としては、例えばスライドガイドや、係止突起等を用いる 通常の嵌合手段が例示される。
[0029] 図 1に示すように、噴霧部 104は、内部に前記噴霧手段 28を収納した噴霧部本体 34と、その上部に取付けた噴霧部開閉カバー 36とで構成されている。
[0030] 噴霧部 104において液滴を霧状にして放出する噴霧手段 28は、ビートプレート 28 aと圧電振動子 28bとから構成される。ビートプレート 28aは、通常、孔径 18〜24 /ζ πι の貫通孔が多数形成されており、その端部が前記圧電振動子 28bに固定されている 。前記圧電振動子 28bには超音波領域の周波数の電圧を印加されることにより、圧 電振動子 28bが振動し、これに伴い振動子 28bに固定されたビートプレート 28aが振 動する。これにより、後述するように流出管 26から供給される電解水はビートプレート 28aに形成された多数の貫通孔を通して外部に微細液滴として噴霧されることとなる
[0031] 噴霧部開閉カバー 36は、上下方向に摺動自在に前記噴霧部本体 34に取付けら れて前記噴霧手段 28を覆う。前記噴霧部開閉カバー 36の電解水噴霧装置主体 10 2側には、カバー 36上部から流出管 26にかけて、平板力もなる吐出口開閉手段 38 が垂設されており、流出管 26の先端の吐出口は前記吐出口開閉手段 38に当接して いる。このため、流出管 26の先端は閉塞され、電解水は漏出しない。
[0032] 前記カバー 36の上部にはマグネット 40が取付けてあり、対応する電解水噴霧装置 主体 102側に取付けたリードスィッチ 42と協働してカバー 36の位置を検出できるよう になっている。
[0033] 制御部 44は、後に詳しく説明するマイクロプロセッサ 113を^ &み込むことにより、ポ ンプ 6、電解槽 12、噴霧手段 28等を統合的に制御する。また、制御部 44にはリード スィッチ 42等の信号が入力される。駆動電源 46は、制御部 44、ポンプ 6、電解槽 12 、噴霧手段 28等にそれぞれ必要な電圧値の電力を供給する。駆動電源 46としては 、一次電池のみならず、充電可能な二次電池の何れも使用できる。また、商用交流 電源を AC/DC変換にして電力を供給するようにしてもよい。ここで、配線 54は、駆 動電源 46の電力を制御部 44に供給する。また、配線 48は、電気分解に適する制御 された電力を電解槽 12に供給する。そして信号線 50は、リードスィッチ 42と制御部と を接続し、配線 52は、制御部 44からポンプ 6に制御された電力を供給する。
[0034] また、ノ ッキン 55、 56は、筐体 2内壁と電解槽 12との間に介装されたゴム等の弾性 体からなり、これらにより防水構造を構成している。この防水構造により、陽極水が電 解水噴霧装置主体 102内部に侵入することを防 、で 、る。
[0035] 次に、上記電解水噴霧装置を用いて電解水を噴霧する場合につき説明する。
[0036] 図 2に示すように、先ずカバー 36を上方に引上げる。これにより、吐出口開閉手段 38も上方に移動し、流出管 26の吐出口は閉塞状態から、開口状態になる。
[0037] 一方、カバー 36に取付けられたマグネット 40も上方に移動され、リードスィッチ 42 から離れる。この状態を検知した制御部 44は駆動電源 46の電力をポンプ 6、電解槽 12、噴霧手段 28に供給し、これによりポンプ 6が作動し、電解質水溶液タンク 4内の 電解質水溶液は電解質水溶液供給管 8、ポンプ 6、送出管 10を通って電解槽 12〖こ 送られ、ここで電気分解される。
[0038] 電解槽 12内の陽極側で生成した陽極水は流出管 26を通り、その先端の吐出口か ら液滴 58になって振動しているビートプレート 28aに供給され、更にビートプレート 2 8aに形成された微細貫通孔を通ってビートプレート 28aの前方に噴霧される。一方、 陰極水は排出管 30を通って廃液タンク 32に送られ、ここで一時的に貯留された後、 適宜外部に排出される。
[0039] ところで、上に述べた噴霧装置の例では、電解質水溶液をポンプ 6によって得られ る水圧によってビートプレート 28a側に供給するようにしている力 ポンプを使用せず に、多孔性のスポンジやフィルタが有する毛細管現象を利用して、電解質水溶液を ビートプレート 28a側に供給するようにしてもよい。また、本噴霧装置においては、ビ ートプレート 28aの多くは、従来から白金又はニッケルの素材を使用してきた力 本装 置においては、それらの素材に加えて、パラジウムを使用しても良い。 [0040] 電解水の噴霧が終り、噴霧を停止する際には、カバー 36を下方に押下げる。すると 、マグネットがリードスィッチ 42に近づき信号線 50を通して信号が制御部に送られる 。これにより電解槽 12及びポンプ 6に供給される電力が切断され、電解水の噴霧が 停止される。
[0041] 上記例においては、リードスィッチ 42が電解水噴霧動作のスィッチの役割を果して いるが、これに限らず、電源スィッチを別途設け、カバー 36をあけた後電源スィッチ を入れることにより電解水の噴霧が始まるように構成しても良い。この場合は、リードス イッチ 42と電源スィッチのアンド条件で電解水の噴霧が始まるようにすることにより、 カバー 36を上に引上げていないときに、電源スィッチを入れても電解水は噴霧され ず、誤操作による誤噴霧を確実に防止できる。なお、長期間本発明電解水噴霧装置 を使用している内に、電解水の噴霧不良を生じる場合がある。電解水の噴霧不良は 、噴霧手段に電解水が付着したまま乾燥して析出する電解質によりビートプレート 28 aの貫通孔が目詰りする等の原因により起きる。
[0042] 噴霧不良を生じた場合は、噴霧部 104を電解水噴霧装置主体 102から取外し、正 常に噴霧する噴霧部 104と交換する等により噴霧不良を解決できる。
[0043] 次に、本発明の圧電振動子 28b (図 1)を駆動する駆動手段について説明する。
[0044] 上記したように、噴霧部 104 (図 1)において液滴を霧状にして放出する噴霧手段 2 8は、ビートプレート 28aと圧電振動子 28bとから構成される。そして、この圧電振動子 28b (図 1)は、駆動手段 110によって振動駆動されるのである。
[0045] 図 4は、圧電振動子 28bを振動駆動させるための駆動手段 110の全体構成の例を 示す。図 4に示すように、駆動手段 110は、極めて安定した発振周波数の信号を出 力する水晶振動子を含む発振回路 112と、発振回路 112から出力される所定の周波 数の発振信号を入力するマイクロプロセッサ 113と、マイクロプロセッサ 113から出力 される駆動信号によって圧電振動子 28bを駆動する駆動回路 114とから構成される。 ここで、マイクロプロセッサ 113は、後述するように、圧電振動子 28bの振動周波数を 所定範囲の周波数域内でスイープさせて駆動するための駆動信号を作成してこれを 駆動回路 114側に出力するのである。ここで、周波数を変化させる時間間隔は、例え ば、 0. 5乃至 5ミリ秒間隔毎とする。 [0046] 図 4に示した本発明の駆動手段 110の構成において注目すべきは、従来装置にお ける圧電振動子の駆動手段の如ぐ発振回路 112の発振周波数を圧電振動子 28b の共振周波数に合わせるための調整回路を一切必要としないことである。これにより 、本発明では、圧電振動子に印加する電圧の周波数を個々の圧電振動子 28bの共 振周波数に調整する調整回路及びこの調整回路による圧電振動子 28bの共振周波 数に調整する調整工程を不要として ヽるのである。
[0047] 図 5は、図 4に示した駆動回路 114の具体例を示す。図 5に示すように、駆動回路 1 14は、マイクロプロセッサ 113 (図 4)から出力される駆動信号を受けてこれを増幅す る増幅器 AMPと、増幅器 AMPによって駆動するトランジスタ Tと、その 1次卷線の一 方が所定の直流電圧 Vに接続されてその他方がトランジスタ Tに接続されたトランス T rと、トランス Trの 2次卷線の一方に接続されたインダクタンス Lとから構成される。 そして、インダクタンス Lは、圧電振動子 28bの電極に接続されるのである。これにより 、圧電振動子 28bは、マイクロプロセッサ 113 (図 4)から出力される駆動信号の周波 数により発振駆動することとなる。
[0048] ところで、圧電振動子 28bに印加される駆動電圧の波形は、インダクタンス Lを通過 することにより、矩形波駆動波ではなぐ例えば図 10に示すようなサイン波形になる。 これによつて、本噴霧装置は、低騒音且つ低振動の薬剤の噴射を可能としている。
[0049] 図 6は、マイクロプロセッサ 113 (図 4)から出力される駆動信号の波形の例を示す。
図 6に示すように、圧電振動子 28b又は圧電振動子とビートプレート 28aの複合体の 共振周波数が例えば 130KHz近辺にあつたとした場合、マイクロプロセッサ 113 (図 4)から出力される駆動信号は、その共振周波数である 130KHzを含む所定範囲の 周波数域内でスイープさせて圧電振動子 28bを駆動するのである。
[0050] ここで、「スイープ」とは、所定時間間隔毎に前記した所定範囲の周波数域内に設 定された複数段階の周波数を連続的に順次変化させて圧電振動子 28bを駆動する ことを意味する。図 6に示した駆動信号の例では、 1ミリ秒 (msec)間隔毎に、 130KH z近辺を中心に 125乃至 135KHzの範囲内に設定された複数段階（図 6の例では 7 段階)の周波数を連続的に順次変化させて圧電振動子 28bを駆動している。そして、 本発明の駆動方式においては、使用する圧電振動子 28bの共振周波数が、 125乃 至 135KHzの範囲の周波数域内に含まれるようにするのである。望ましくは、一定値 以上の噴霧量を確保するために、前記所定範囲の中心周波数は、圧電振動子 28b の共振周波数に略等 、ことが望ま 、。
[0051] ところで、図 6に示した駆動信号の例では、 1ミリ秒毎に前記した複数段階の周波数 を連続的に順次変化させるようにしているが、例えば、 0. 5乃至 5ミリ秒間隔内の任 意の時間間隔に設定するとよい。
[0052] 図 7は、マイクロプロセッサ 113 (図 4)内において、発振回路 112 (図 4)力 入力さ れる発振信号 (原発振)の周波数と、この原発振信号を分周して作成する駆動信号 の周波数 (駆動周波数)の対応関係を記載したものである。そして、この図 7の例では 、使用する圧電振動子 28bの共振周波数が 130KHzである場合を前提としている。
[0053] 図 7に示すように、発振回路 112から 20MHzの発振信号が供給された場合、マイ クロプロセッサ 113 (図 4)内において、これを 158分周すると 126. 58KHzの駆動信 号力 S得られる。同様に、 157分周/ 127. 39KHz, 156分周/ 128. 21KHz, 155 分周 Z129. 03KHz、 154分周 Z129. 87KHz、 153分周 Z130. 72KHz、 152 分周 Z131. 58KHz、 151分周 Z132. 45KHz、 150分周 Z133. 33KHz及び 1 49分周 Z134. 23KHzの合計 10段階の駆動信号を得ることができる。
[0054] マイクロプロセッサ 113 (図 4)内において、 20MHzの原信号からこのような複数段 階の周波数の駆動信号を得るには、種々の方法が知られており当業者にとって自明 であることから、ここでは詳細な説明を省くが、マイクロプロセッサ 113として、例えば「 RENESAS、 RJJ09B0040— 0210Z」を使用した場合、そこに備えられている「ァゥ トプットコンペァ」の機能を使うと容易に、例えば図 7に示したような原信号（20MHz) の分周により得られる駆動信号の作成は容易である。当然のことながら、マイクロプロ セッサ 113とは別個に設けた分周回路力 図 7に示したような複数段階の駆動信号 を作成してもよい。
[0055] 図 8は、本発明に係る圧電振動子の駆動制御方法の第 1の例を説明するフローチ ヤートを示す。
[0056] 図 8において、本噴霧装置の電源スィッチがオンされて（S 10)、電圧が立ち上がる と、先ず、使用する圧電振動子 28bの共振周波数を含む所定範囲の周波数域内に 設定された（図 7に示したような)複数段階の周波数の一つで圧電振動子 28bを所定 時間駆動する (Sl l)。
[0057] 次に、前記複数段階の周波数を順次連続的に高い周波数で前記圧電振動子を所 定時間駆動する（S12)。これを継続して、圧電振動子 28bを前記駆動周波数の最大 周波数で所定時間駆動する（S13)のである。図 7の例では、最大周波数は、 134. 2 3KHzである。
[0058] 次に、前記複数段階の周波数を順次連続的に低い周波数で圧電振動子 28bを所 定時間駆動して (S 14)、これを継続して、圧電振動子 28bを前記駆動周波数の最小 周波数で所定時間駆動する（S15)。図 7の例では、最小周波数は、 126. 58KHz である。
[0059] そして、このようなスイープ駆動は、電源スィッチがオフされるまで噴霧動作中繰り 返されるのである（S 16)。
[0060] 図 9は、本発明に係る圧電振動子の駆動制御方法の第 2の例を説明するフローチ ヤートを示す。
[0061] 図 9において、本噴霧装置の電源スィッチがオンされて（S 20)、電圧が立ち上がる と、先ず、使用する圧電振動子 28bの共振周波数を含む所定範囲の周波数域内に 設定された（図 7に示したような)複数段階の周波数の一つで圧電振動子 28bを所定 時間駆動する (S21)。
[0062] 次に、前記複数段階の周波数を順次連続的に低い周波数で圧電振動子を所定時 間駆動する（S22)。これを継続して、圧電振動子 28bを前記駆動周波数の最小周波 数で所定時間駆動する（S23)のである。図 7の例では、最小周波数は、 126. 58K Hzである。
[0063] 次に、前記複数段階の周波数を順次連続的に高い周波数で圧電振動子 28bを所 定時間駆動して (S24)、これを継続して、圧電振動子 28bを前記駆動周波数の最大 周波数で所定時間駆動する（S25)。図 7の例では、最大周波数は、 134. 22KHz である。そして、このようなスイープ駆動は、電源スィッチがオフされるまで噴霧動作 中繰り返されるのである（S26)。
[0064] ここで、圧電振動子 28bの共振周波数は、前記した最大周波数と最小周波数の間 に含まれるようにする。そして、この中心周波数は、圧電振動子 28bの共振周波数に 略等しいことが望ましい。これによつて、本噴霧装置において、所定以上の噴霧量を 確保することができるのである。
[0065] 以上詳しく説明したように、本噴霧装置にお!、ては、液体を霧状に噴霧するビート プレートと、ビートプレート 28aを振動させる圧電振動子 28bと、この圧電振動子 28b を駆動する駆動手段と、を備え、駆動手段は、圧電振動子 28bの振動周波数を所定 範囲の周波数域内でスイープさせて駆動するようにしている。これによつて、従来技 術において必要とされた、圧電振動子 28bに印加する電圧の周波数を個々の圧電 振動子 28bの共振周波数に調整する調整工程を不要とすると共に、圧電振動子 28 bの共振周波数は、圧電振動子 28bの振動周波数である前記した所定範囲の周波 数域内に含まれ、望ましくは、圧電振動子 28bの振動周波数である中心周波数は、 圧電振動子 28bの共振周波数に略等しいことにより、一定以上の噴霧量を確保し得 たのである。
[0066] また、本噴霧装置においては、圧電振動子やビートプレートをその共振周波数で 駆動し続けることがないので、振動駆動に伴って生じる装置のビビリ音や機械的振動 の発生を抑制すると共に、装置の耐久性を向上させ、装置の寿命を長期化させること を実現したのである。
[0067] ところで、本発明の圧電振動子の駆動方法が適用される例として噴霧装置につい て記載したが、本駆動装置は、超音波モータの駆動、超音波振動子を用いる医療用 装置、計測器又はセンサ装置等に応用することができ、本発明の範囲は、当業者が 容易に実施又は理解できる範囲においてこれ等の装置等に及ぶものである。
産業上の利用可能性
[0068] 本発明は、衛生用又は化粧用として使用される薬剤等の原料液を霧状にして空気 中に放出する噴霧装置に関し、特に、このような噴霧装置内の噴霧手段を構成する ビートプレートを振動駆動する噴霧装置用圧電振動子及びその駆動制御方法に関 するものであり、産業上の利用可能性を有するものである。
図面の簡単な説明
[0069] [図 1]本発明の噴霧装置の例 (電解水噴霧装置)を示す概略構成図である。 [図 2]図 1に示した電解水噴霧装置の噴霧状態を示す説明図である。
[図 3]図 1に示した電解水噴霧装置の電解槽を示す拡大構成図である。
圆 4]圧電振動子 28bを振動駆動させるための駆動手段 110の全体構成の例を示す
[図 5]図 4に示した駆動回路 114の具体例を示す。
[図 6]マイクロプロセッサ 113 (図 4)から出力される駆動信号の波形の例を示す。
[図 7]マイクロプロセッサ 113 (図 4)内において、発振回路 112 (図 4)力も入力される 発振信号 (原発振)の周波数と、この原発振信号を分周して作成する駆動信号の周 波数 (駆動周波数)の対応関係を記載した表である。
[図 8]本発明に係る圧電振動子の駆動制御方法の第 1の例を説明するフローチヤ一 卜を示す。
[図 9]本発明に係る圧電振動子の駆動制御方法の第 2の例を説明するフローチヤ一 卜を示す。
[図 10]本発明の駆動回路において圧電振動子 28bに印加される駆動電圧の波形を 示す。
符号の説明
2 筐体（ケーシング）
4 電解質水溶液タンク
6 ポンプ
8 電解質水溶液供給管
10 送出管
12 電解槽
14 電解槽筐体
16 陽極
18 陰極
20 陽極端子
22 陰極端子
24 流入孔 流出管
噴霧手段
a ビートプレート
b 圧電振動子
排出管
廃液タンク
噴霧部本体
噴霧部開閉カバー
吐出口開閉手段
マグネット
リードスィッチ
制御部
駆動電源
、 52、 54 配線
信号線
、 56 ノ ッキング
液滴
0 電解水噴霧装置
2 電解水噴霧装置主体
4 噴霧部
0 駆動手段
2 発振回路 (水晶振動を含む）
3 制御装置を構成するマイクロプロセッサ 駆動回路
噴霧装置 (電解質噴霧装置）
2 電解質水溶液タンク
電解質水溶液
6 ポンプ 508 電解槽 510 噴霧部 512 排出管 514 廃液タンク

Claims

請求の範囲
[1] 液体を霧状に噴霧するビートプレートと、
前記ビートプレートを振動させる圧電振動子と、
前記圧電振動子を駆動する駆動手段と、を備え、
前記駆動手段は、前記圧電振動子の振動周波数を所定範囲の周波数域内でスィ ープさせて駆動することを特徴とする圧電振動子。
[2] 前記圧電振動子の共振周波数は、前記圧電振動子の振動周波数である前記所定 範囲の周波数域内に含まれることを特徴とする請求項 1に記載の圧電振動子。
[3] 前記圧電振動子の振動周波数である前記中心周波数は、前記圧電振動子の共振 周波数に略等 ヽことを特徴とする請求項 1に記載の圧電振動子。
[4] 前記駆動手段は、前記所定範囲の周波数域内に設定された複数段階の周波数を 連続的に順次変化させて前記圧電振動子を駆動することを特徴とする請求項 1に記 載の圧電振動子。
[5] 請求項 1乃至 4の何れかの項に記載された圧電振動子を備えた噴霧装置。
[6] 液体を霧状に噴霧するビートプレートに振動エネルギーを供給する圧電振動子の 駆動制御方法であって、
前記圧電振動子の振動周波数を、所定範囲の周波数域内でスイープさせて駆動 することを特徴とする圧電振動子の駆動制御方法。
[7] (a)前記所定範囲の周波数域内に設定された複数段階の周波数の一つで前記圧電 振動子を所定時間駆動するステップと、
(b)前記複数段階の周波数を順次連続的に高い周波数で前記圧電振動子を所定 時間駆動するステップと、
(c)前記圧電振動子を前記駆動周波数の最大周波数で所定時間駆動するステップ と、
(d)前記複数段階の周波数を順次連続的に低い周波数で前記圧電振動子を所定 時間駆動するステップと、
(e)前記圧電振動子を前記駆動周波数の最小周波数で所定時間駆動するステップ と、 (f)前記ステップ (b)乃至 (e)を繰り返すステップと、
の各ステップを有することを特徴とする請求項 6に記載の駆動制御方法。
[8] (a)前記所定範囲の周波数域内に設定された複数段階の周波数の一つで前記圧電 振動子を所定時間駆動するステップと、
(b)前記複数段階の周波数を順次連続的に低い周波数で前記圧電振動子を所定 時間駆動するステップと、
(c)前記圧電振動子を前記駆動周波数の最小周波数で所定時間駆動するステップ と、
(d)前記複数段階の周波数を順次連続的に高い周波数で前記圧電振動子を所定 時間駆動するステップと、
(e)前記圧電振動子を前記駆動周波数の最大周波数で所定時間駆動するステップ と、
(f)前記ステップ (b)乃至 (e)を繰り返すステップと、
の各ステップを有することを特徴とする請求項 6に記載の駆動制御方法。
[9] 前記圧電振動子の共振周波数は、前記最大周波数と前記最小周波数の間に含ま れることを特徴とする請求項 6に記載の駆動制御方法。
[10] 前記圧電振動子のスイープさせる振動周波数の中心値は、前記圧電振動子の共 振周波数に略等しいことを特徴とする請求項 6に記載の駆動制御方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105049024A (zh) * 2015-08-06 2015-11-11 深圳市尚进电子科技有限公司 一种超声波雾化片高精度扫频电路和扫频方法
CN111438026A (zh) * 2020-03-25 2020-07-24 广州厚达电子科技有限公司 一种超声波雾化器的驱动方法及驱动电路
CN112890647A (zh) * 2019-12-04 2021-06-04 深圳市迪万美科技有限公司 超声波洁肤仪的驱动方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5238154B2 (ja) * 2006-10-19 2013-07-17 株式会社ショーシン スピードスプレーヤの薬液噴霧装置
JP5320000B2 (ja) * 2008-05-27 2013-10-16 パナソニック株式会社 機能水霧化装置
JP4628458B2 (ja) * 2008-09-26 2011-02-09 シャープ株式会社 洗濯機および噴霧方法
JP5518437B2 (ja) * 2009-11-11 2014-06-11 パナソニック株式会社 弾性表面波霧化装置
JP5598298B2 (ja) * 2010-12-08 2014-10-01 Ｔｄｋ株式会社 掃引発振回路及び粉体センサ
CN104069978A (zh) * 2013-03-25 2014-10-01 厦门市骏耀光电科技有限公司 一种超声波雾化装置及雾化方法
CN105268589A (zh) * 2014-05-28 2016-01-27 闫冬 微孔雾化器及其雾化量调整方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4011988B1 (ja) * 1961-04-27 1965-06-14
JPS57105261A (en) * 1980-12-19 1982-06-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd Atomizer
JPH03110200U (ja) * 1990-02-26 1991-11-12
WO2003089150A1 (fr) * 2002-04-22 2003-10-30 Mikuni Corporation Dispositif de pulvérisation d'eau électrolytique

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4011988B1 (ja) * 1961-04-27 1965-06-14
JPS57105261A (en) * 1980-12-19 1982-06-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd Atomizer
JPH03110200U (ja) * 1990-02-26 1991-11-12
WO2003089150A1 (fr) * 2002-04-22 2003-10-30 Mikuni Corporation Dispositif de pulvérisation d'eau électrolytique

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105049024A (zh) * 2015-08-06 2015-11-11 深圳市尚进电子科技有限公司 一种超声波雾化片高精度扫频电路和扫频方法
CN112890647A (zh) * 2019-12-04 2021-06-04 深圳市迪万美科技有限公司 超声波洁肤仪的驱动方法
CN111438026A (zh) * 2020-03-25 2020-07-24 广州厚达电子科技有限公司 一种超声波雾化器的驱动方法及驱动电路
CN111438026B (zh) * 2020-03-25 2022-03-11 广州厚达电子科技有限公司 一种超声波雾化器的驱动方法

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