液体霧化装置
【課題】ホーンの振動にホーン以外の部材の影響を受け難くしてホーンの液体霧化部を所定の振幅で振動させ易い液体霧化装置を提供すること。
【解決手段】 超音波発振子１０，１１と、この超音波発振子１０，１１から発振された振動を増幅するホーン７とを有する振動体１と、ホーン７に備えられ、液体に対し超音波振動を与えることで液体を霧化する液体霧化部３と、ホーン７内に配設され液体霧化部３に液体を供給するホーン内液体供給手段１９と、ホーン７外に配設されホーン内液体供給手段１９に液体を供給するホーン外液体供給手段４８と、振動体１を保持する振動体保持手段２とを備える液体霧化装置１００において、ホーン外液体供給手段４８は、振動体１に対して非固定であること。
【解決手段】 超音波発振子１０，１１と、この超音波発振子１０，１１から発振された振動を増幅するホーン７とを有する振動体１と、ホーン７に備えられ、液体に対し超音波振動を与えることで液体を霧化する液体霧化部３と、ホーン７内に配設され液体霧化部３に液体を供給するホーン内液体供給手段１９と、ホーン７外に配設されホーン内液体供給手段１９に液体を供給するホーン外液体供給手段４８と、振動体１を保持する振動体保持手段２とを備える液体霧化装置１００において、ホーン外液体供給手段４８は、振動体１に対して非固定であること。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体霧化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波発振子から発振された超音波振動を増幅するホーンの先端部となる液体霧化部に液体を供給し、この液体に超音波振動を与えることで液体を霧化する、いわゆる超音波液体霧化装置が、特許文献１，２等において開示されている。ホーンの液体霧化部における液体の霧化効率は、液体霧化部における振幅に依存し、該振幅を所定の振幅に設定することで、液体の霧化効率を所望の値に設定することができる。例えば、ホーンの先端部に位置する液体霧化部が、ホーンの振幅の最大位置となる振幅の腹部となるように液体霧化装置を構成することで、液体霧化部における液体の霧化効率を最大にすることができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２１５０２２号公報
【特許文献２】ＵＳ２００３／０１６１９３７Ａ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１，２に開示される液体霧化装置においては、液体霧化部に液体を供給する液体供給管がホーンに取り付けられている。このように、ホーンに液体霧化装置の他の部材が取り付けられている場合には、ホーン自体を液体霧化部が腹部となるように構成しても、ホーンに取り付けられる液体供給管等の影響を受けて、液体霧化部に腹部を位置させることができない場合があるという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、ホーンの振動にホーン以外の部材の影響を受け難くしてホーンの液体霧化部を所定の振幅で振動させ易い液体霧化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の課題を解決するため、超音波発振子と、この超音波発振子から発振された振動を増幅するホーンとを有する振動体と、ホーンに備えられ、液体に対し超音波振動を与えることで液体を霧化する液体霧化部と、ホーン内に配設され液体霧化部に液体を供給するホーン内液体供給手段と、ホーン外に配設されホーン内液体供給手段に液体を供給するホーン外液体供給手段と、振動体を保持する振動体保持手段とを備える液体霧化装置において、ホーン外液体供給手段は、振動体に対して非固定であることとする。
【０００７】
液体霧化装置をこのように構成した場合には、ホーン外液体供給手段が振動体に対して非固定であるので、ホーンの振動にホーン以外の部材が影響し難く、液体霧化部を所定の振幅で振動させ易くなる。
【０００８】
また、他の発明は、上述の発明に加え、ホーン内液体供給手段の少なくとも一部は振動体に対して非固定の管体であり管体の液体流出部はホーン内に挿入されていることとする。
【０００９】
液体霧化装置をこのように構成した場合には、ホーン外液体供給手段から供給される液体を確実に液体霧化部に供給することができる。
【００１０】
また、他の発明は、上述の発明に加え、ホーン外液体供給手段と管体とは継手により接続され、継手と振動体保持手段とは互いにねじ結合するねじ結合部を有することとする。
【００１１】
液体霧化装置をこのように構成した場合には、ホーン外液体供給手段と管体とが継手を介して一体となり、継手と振動体保持手段とに互いにねじ結合するねじ結合部を有することで、ホーン外液体供給手段および管体を継手の部分で振動体支持手段に対し着脱可能とすることができる。
【００１２】
また、他の発明は、上述の発明に加え、継手は、振動体保持手段に対するねじ結合のねじ結合量を規制する規制手段を有していることとする。
【００１３】
液体霧化装置をこのように構成した場合には、ねじ結合量を規制することで管体のホーン内への挿入量を正確に規制できる。そのため、管体の液体流出部と液体霧化部との位置決めを正確に行うことができる。
【００１４】
また、他の発明は、上述の発明に加え、規制手段は、継手にねじ結合量を規制する方向に変位可能にねじ結合していることとする。
【００１５】
液体霧化装置をこのように構成した場合には、規制手段が継手にねじ結合することで、規制手段を変位させることができ、継手の振動体保持手段に対するねじ結合のねじ結合量を調整することができる。そのため、管体の液体流出部の液体霧化部に対する位置を変化させることができ、液体の粘度等に応じて、管体の液体流出部と液体霧化部との位置を適切に設定することができる。
【００１６】
また、他の発明は、上述の発明に加え、管体は継手内に挿入され、管体の液体流入部は、継手の端部より突出していることとする。
【００１７】
液体霧化装置をこのように構成した場合には、液体流入部を継手の端面より突出させることで、突出部の周囲に液溜まりが出来、この液溜まりに塵が集まり、管体に塵が流れ込み難くなる。
【００１８】
また、他の発明は、上述の発明に加え、管体と継手とは、継手の端面から管体の液体流入部側の端部が突出する部分において液密に封止されていることとする。
【００１９】
液体霧化装置をこのように構成した場合には、管体が挿通される継手の内部に液体が侵入し、振動体側に液体が漏れることを防止することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ホーンの振動にホーン以外の部材が影響し難く、液体霧化部を所定の振幅で振動させ易くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態に係る液体霧化装置１００について図１を参照しながら説明する。図１は、液体霧化装置１００の中心線Ｘを含む面における液体霧化装置１００の断面図である。すなわち、液体霧化装置１００を側方から見たとき側方断面図となっている。なお、図１において、矢印Ｄの方向を下方（下側）、矢印Ｕの方向を上方（上側）として説明することとする。また、図１は断面図であるが、図面を判り易くするため断面部分のハッチングについては省略している。液体霧化装置１００と後述する液体霧化装置１００の変形例に係る液体霧化装置２００〜５００とは、各変形例における液体霧化装置１００に対する変形部分を除いて同様の構成となっている。つまり、液体霧化装置１００の断面形状は、各変形例の該変更部分以外の部分については、図２〜図５に示す液体霧化装置２００〜５００の断面形状と同様な形状となっている。
【００２２】
（全体構成）
液体霧化装置１００は、超音波振動で振動する振動体１と、この振動体１を保持する振動体保持手段としてのハウジング２と、振動体１の先端部（下端部）に設けられる液体霧化部３に液体を供給する液体供給機構４と、図示外のエアコンプレッサから送られる空気を液体霧化部３に導く導風機構５等を有する。
【００２３】
（振動体１の構成）
振動体１は、超音波振動を発振する発振部６と、この発振部６から発振された超音波振動の振幅を増幅するホーン７等を有する。この振動体１は、いわゆるＢＬＴ（Ｂｏｌｔ−Ｃｌａｍｐｅｄ Ｌａｎｇｅｖｉｎ Ｔｙｐｅ Ｔｒａｎｓｅｄｕｃｅｒ）式の超音波振動装置として構成され、後述するように、ホーン７を構成する下側ホーン８と上側ホーン９とが互いにねじ結合され、下側ホーン８と上側ホーン９との間に発振部６が挟み込まれる構成となっている。
【００２４】
発振部６は、超音波発振子としての２つの電歪素子１０，１１と、２つの電極板１２，１３を有し、下方から順に、電歪素子１０、電極板１２、電歪素子１１そして電極板１３の順で積層されている。電歪素子１０，１１はいわゆるピエゾ素子とも称され、チタン酸ジルコン酸鉛等の強誘電体から形成され交流電圧の印加により上下方向に伸縮する特性を有する。したがって、電極板１２，１３から電歪素子１０，１１に交流電圧を印加することにより電歪素子１０，１１は超音波振動を行う。
【００２５】
発振部６は、後述するように、発振部６の上下に配設される下側ホーン８と上側ホーン９との間にこれら２つのホーン８，９により上下方向から押圧された状態で挟み込まれている。そして、電歪素子１０，１１が超音波振動するとこの振動は下側ホーン８と上側ホーン９に伝播し、この伝播した振動が下側ホーン８と上側ホーンとにおいて増幅されるように下側ホーン８と上側ホーン９の長さ等が構成されている。
【００２６】
ホーン７は、下側ホーン８と上側ホーン９の２ブロックにより構成され、各ホーン８，９とも、例えばチタン鋼のブロック体から切削加工により一体形成されている。下側ホーン８は、ハウジング２の支持を受ける被支持部１４と、この被支持部１４の下側に設けられるノズル部１５とを有し、さらに、被支持部１４の上方に順に、発振部６を保持する発振部保持部１６と、上側ホーン９との結合部となる雄ねじ部１７と、被支持部１４と共にハウジング２の支持を受ける被支持部１８とを有する。また、下側ホーン８には、液体供給機構４の管体１９が挿入される管体挿通孔２０が、ノズル部１５の先端（下端）から被支持部１８の上端に亘って上下方向に下側ホーン８を貫通するように形成されている。
【００２７】
ノズル部１５は、被支持部１４との接続部から下方に向かって徐々に直径が小さくなる中心線Ｘを中心とする細長い円錐形を呈している。また、発振部保持部１６と、雄ねじ部１７と、被支持部１８は、それぞれ中心線Ｘを中心とする円筒形を呈し、発振部保持部１６、雄ねじ部１７および被支持部１８の外周の直径は、発振部保持部１６、雄ねじ部１７、被支持部１８の順で段階的に小さくなっている。
【００２８】
被支持部１４は、中心線Ｘを中心とする円盤状を呈し、その外周の直径は、ノズル部１５、発振部保持部１６、雄ねじ部１７および被支持部１８の中で一番大きく、被支持部１４は、下側ホーン８にフランジ状に形成されている。また、被支持部１４の上方部の外周には、下方に段部２１を向けたフランジ部２２が形成されている。
【００２９】
上側ホーン９は、上下方向に貫通する中空部２３を有し、中心線Ｘを中心とする略円筒形を呈し、中空部２３には、下側ホーン８の雄ねじ部１７の全体と、発振部保持部１６の上端側の一部と、被支持部１８の下端側の約半分の部分が挿入されている。中空部２３の下側ホーン８の雄ねじ部１７が挿入される部分の内周面には、雄ねじ部１７がねじ結合する雌ねじ部２４が形成されている。そして、中空部２３の雌ねじ部２４の上方の部分は雌ねじ部２４の直径より小さな直径の孔部２５が形成され、この孔部２５には被支持部１８が挿入されている。また、雌ねじ部２４の下方の部分は雌ねじ部２４の直径より大きな直径の孔部２６が形成され、発振部保持部１６の上端側の一部が挿入されている。なお、上側ホーン９は、被支持部１８に対向する部分となる上段部分２７と、雄ねじ部１７に対向する部分を含む下段部分２８とを有している。下段部分２８の外周の直径は、下側ホーン８の被支持部１４の外周の直径（フランジ部２２を除いた被支持部１４の直径）と同一であり、また、上段部分２７の外周の直径は下段部分２８の外周の直径よりやや小さくされている。
【００３０】
電歪素子１０，１１と電極板１２，１３は、それぞれ孔部１０Ａ，１１Ａ，１２Ａ，１３Ａを有する中心線Ｘを中心とする円環状を呈し、外周の直径は、被支持部１４の外周の直径および上側ホーン９の下段部分２８の直径と同一の大きさとなっている。電歪素子１０，１１と電極板１２，１３は、それぞれ孔部１０Ａ，１１Ａ，１２Ａ，１３Ａに発振部保持部１６が挿入され、下側から電歪素子１０、電極板１２、電歪素子１１そして電極板１３の順で下側ホーン８に装着されている。孔部１０Ａ，１１Ａ，１２Ａ，１３Ａの直径は、電歪素子１０，１１と電極板１２，１３を発振部保持部１６に対してがた無くほぼ丁度に挿入できる大きさとなっている。発振部保持部１６の上下方向の長さは、電歪素子１０，１１と電極板１２，１３の合計の厚さよりも長いものとなっていて、電歪素子１０，１１と電極板１２，１３は発振部保持部１６により保持されている。
【００３１】
下側ホーン８の被支持部１４、雄ねじ部１７および発振部保持部１６が上側ホーン９の中空部２３に挿入され、発振部６が発振部保持部１６により保持されている状態で、雄ねじ部１７と雌ねじ部２４とがねじ結合により相互に締め込まれることで、下側ホーン８、上側ホーン９および発振部６は一体化されている。発振部６は、雄ねじ部１７と雌ねじ部２４の締め込み力で、被支持部１４の上端面１４Ａと上側ホーン９の下端面９Ａとの間に上下両方向から押圧力が作用した状態で挟み込まれている。
【００３２】
下側ホーン８の被支持部１４のフランジ部２２を含めた外周の直径は発振部６の外周の直径より大きく、また上側ホーン９の下段部分２８の外周の直径は、発振部６の外周の直径と同一に構成されている。したがって、発振部６の上下の面、すなわち、電歪素子１０の下面は被支持部１４の上端面１４Ａに全面に亘って接触し、また電極板１３の上面も上側ホーン９の下端面９Ａに全面に亘って接触している。そのため、発振部６に作用する雄ねじ部１７と雌ねじ部２４の締め付け力による押圧力が発振部６の上面と下面の各面の全面に均等に作用した状態で、発振部６は下側ホーン８と上側ホーン９との間に保持されている。したがって、発振部６が発振した際に、その振動が下側ホーン８と上側ホーン９に効率よく伝達される。
【００３３】
なお、被支持部１８は、上側ホーン９と下側ホーン８とが発振部６を保持し、雄ねじ部１７と雌ねじ部２４のねじ結合により一体となっている状態で、上側ホーン９の上端面９Ｂより上方に中空部２３から突出部１８Ａとして突出する長さに構成されている。
【００３４】
上述のように発振部６と上側ホーン９と下側ホーン８とが、発振部６を挟んで一体構成された振動体１は、電極板１２，１３を介して電歪素子１０，１１に交流電圧を印加すると、電歪素子１０，１１が印加された交流電圧の周波数（例えば６０kＨｚ）で振動する。すなわち超音波振動する。そして、この超音波振動はホーン７（下側ホーン８，上側ホーン９）に伝播し、ホーン７が上下方向に縦波の振動を行う。振動体１は、ホーン７の上下方向の長さや上側ホーン９や下側ホーン８の形状、あるいは材質等を適宜に設定することで、伝播した超音波振動の振幅が最大となる腹部および振幅が最小となる節部の位置を調整することができる。本実施の形態においては、下側ホーン８の下端部である液体霧化部３において超音波振動の振幅が最大となる腹部が位置するように、上側ホーン９および下側ホーン８の形状や材質等が適切に設定されている。
【００３５】
（ハウジング２の構成）
ハウジング２は、下側ハウジング３０と中間ハウジング３１と上側ハウジング３２の３部材から構成され、各部材とも、例えばステンレスのブロック体から、切削加工により一体形成されている。
【００３６】
下側ハウジング３０は、上下方向に開口部３０Ａと開口部３０Ｂを有し、中心線Ｘを中心とした略円筒形を呈し、内周側には中空部３０Ｃが形成されている。
【００３７】
中間ハウジング３１は、中心線Ｘを中心とした略円環形を呈し、内周側には中空部３１Ａが形成されている。また、内周の下端側には、孔部３１Ｂを囲むフランジ部３３が形成されている。
【００３８】
上側ハウジング３２は、ホーン保持部３４と液体供給機構４を保持する液体供給機構保持部３５とを有する。ホーン保持部３４は、下方が開口部３４Ａとして開口し、上方が上壁部３４Ｂにより閉鎖されている中心線Ｘを中心とする略円筒形を呈し、内周側には中空部３４Ｃが形成されている。液体供給機構保持部３５は、上壁部３４Ｂから上方に突出するように形成され、上端からホーン保持部３４の中空部３４Ｃに貫通する中空部３５Ａを有し、中心線Ｘを中心とした略円筒形を呈している。なお、中空部３５Ａは、その内周の直径は、被支持部１８の外周の直径より大きく構成されている。
【００３９】
中間ハウジング３１の上端部の内周部には雌ねじ部３６が形成され、上側ハウジング３２の下端部の外周部には中間ハウジング３１側の雌ねじ部３６にねじ結合可能な雄ねじ部３７が形成されている。そして、中間ハウジング３１と上側ハウジング３２は、雌ねじ部３６と雄ねじ部３７とをねじ結合させることで一体化されている。振動体１は、下側ホーン８のノズル部１５を中間ハウジング３１の孔部３１Ｂから下方に突出させた状態で、雌ねじ部３６と雄ねじ部３７とのねじ結合により一体化された中間ハウジング３１と上側ハウジング３２とに保持されている。
【００４０】
すなわち、被支持部１４が中間ハウジング３１に、被支持部１８が上側ハウジング３２に、それぞれ支持されることで、振動体１は中間ハウジング３１と上側ハウジング３２とに保持されている。
【００４１】
中間ハウジング３１の孔部３１Ｂの内周の縁部３８には下方から上方に向かって孔部３１Ｂの開口の直径が徐々に大きくなるようにすり鉢状に、中心線Ｘを中心とした線対称の傾斜面３９が形成されている。傾斜面３９の下端位置おける孔部３１Ｂの直径は、被支持部１４の外周の直径よりやや大きく、フランジ部２２の外周の直径より小さく設定されている。そのため、ノズル部１５の側から孔部３１Ｂに通された振動体１は、被支持部１４のフランジ部２２と傾斜面３９との当接により下方への移動が規制される。
【００４２】
傾斜面３９と被支持部１４との間には、被支持部１４の外周に沿って配設されるＯリング４０が備えられている。Ｏリング４０は、ゴム、ウレタン等の弾性部材から形成されている。つまり、被支持部１４のフランジ部２２と傾斜面３９との間にはＯリング４０が配置され、振動体１は、Ｏリング４０を介して傾斜面３９によって下方について支持される。また、被支持部１４の外周面１４Ｂと傾斜面３９との間にもＯリング４０が配置されることになり、振動体１は、Ｏリング４０を介して傾斜面３９によって中心線Ｘと直交する方向について支持される。すなわち、振動体１は、Ｏリング４０を介して下方向側と中心線Ｘに直交する方向の両方向について中間ハウジング３１に支持されている。
【００４３】
上述のように振動体１が中間ハウジング３１に被支持部１４が支持された状態で、上側ホーン９の上端面９Ｂから突出した被支持部１８の突出部１８Ａが、中空部３５Ａ内に挿入され、また、上側ホーン９の上端面９Ｂが、上側ハウジング３２の上壁部３４Ｂとの間に間隙４１を有して対向するように、振動体１と中間ハウジング３１および上側ハウジング３２は構成されている。中空部３５Ａの内周の直径は、被支持部１８の外周の直径より大きく設定されているので、中空部３５Ａに挿入された突出部１８Ａと中空部３５Ａの内周面との間には間隙４２が形成される。
【００４４】
中空部３５Ａの中空部３４Ｃへの開口部である開口部３５Ｂの周縁には、開口部３５Ｂの直径が広がるように下方から上方に凹む凹部４３が形成されている。この凹部４３には、Ｏリング４４が備えられ、このＯリング４４の内周には突出部１８Ａが挿通されている。つまり、Ｏリング４４は、凹部４３の下方に向いた上側面４３Ａと上側ホーン９の上端面９Ｂとの間、および凹部４３の中心線Ｘに沿う内周面４３Ｂと突出部１８Ａの外周面との間に配設される。Ｏリング４４は、Ｏリング４０と同様にゴム、ウレタン等の弾性部材から形成されている。そして、Ｏリング４４は、Ｏリング４４を介して突出部１８Ａが中心線Ｘに直交する方向に凹部４３の内周面４３Ｂにがた無く支持されるように、また、中間ハウジング３１と凹部４３の上側面４３Ａとの間に、振動体１をがた無く支持するように、かつ、上側ホーン９の上端面９Ｂと上側ハウジング３２の上壁部３４Ｂとの間に間隙４１が形成されるように、Ｏリング４４の太さＭが設定されている。
【００４５】
上述のように、振動体１は、被支持部１４の側がＯリング４０を介して中間ハウジング３１に支持され、また被支持部１８の側がＯリング４４を介して上側ハウジング３２に支持されている。そして、Ｏリング４０，４４が弾性体から形成されているため、振動体１は中間ハウジング３１と上側ハウジング３２に支持された状態で振動することができる。
【００４６】
ところで、被支持部１４の中間ハウジング３１による支持は、Ｏリング４０を介して傾斜面３９に対して行われている。この傾斜面３９は、上述したように、上方から下方に向かって孔部３１Ｂの直径が徐々に小さくなるすり鉢状を呈し、中心線Ｘを中心とした線対称に形成されている。したがって、Ｏリング４０は、その直径方向が中心線Ｘと直交する状態では、Ｏリング４０は全周に亘って傾斜面３９に均等に当接し、この状態のときがＯリング４０は最も安定して傾斜面３９に当接している状態となる。つまり、Ｏリング４０を傾斜面３９に載置する際に、Ｏリング４０の直径方向が中心線Ｘに対して直交した状態になるように容易に載置することができる。
【００４７】
このようにＯリング４０を全周に亘って傾斜面３９に均等に当接させ、このＯリング４０を介して被支持部１４を中間ハウジング３１に支持することで、振動体１は、中心軸Ｘと直交する方向にがたつくこと無く中間ハウジング３１に支持される。また、Ｏリング４０がフランジ部２２で下方に押圧される際、振動体１が傾くと押圧力が不均一になり均一化させるようにＯリング４０の弾性力が作用する。このため、振動体１の中心が、傾斜面３９の線対称の中心、すなわち、中心線Ｘと一致する姿勢となる。
【００４８】
なお、電極板１２，１３への電力の供給は、図示外のコントローラに接続されるリード線４５により行われる。上側ハウジング３２の上壁部３４Ｂに液体供給機構保持部３５を挟んで２箇所に上下方向に貫通する孔部４６が形成され、リード線４５はこの孔部４６を通ってコントローラと電極板１２，１３とを接続する。
【００４９】
（液体供給機構４の構成）
液体供給機構４は、ニードル状の細い管体１９と、この管体１９と図示外の液体貯留部（液体タンク）に接続される液体移送用パイプ４７と、この液体移送用パイプ４７と管体１９とを接続するニップル状の継手４８等を有する。管体１９は、下側ホーン８の管体挿通孔２０の直径より細い直径となっている。継手４８は、継手４８に固定されたナット部４９を有し、このナット部４９より上方は、液体移送用パイプ４７が接続されるパイプ接続部５０として構成され、ナット部４９より下方は、上側ハウジング３２への固定部となるハウジング接続部５１として構成されている。
【００５０】
パイプ接続部５０は、液体移送用パイプ４７の内部に挿入されるパイプ挿入部５２と、このパイプ挿入部５２が挿入された液体移送用パイプ４７がパイプ挿入部５２から抜けないように抜け止めする抜止ナット５３とを有する。抜止ナット５３は、略円筒体を呈し、上方の開口部に液体移送用パイプ４７が通され、内周に形成される雌ねじ部５３Ａを継手４８のナット部４９の上側に形成される雄ねじ部５０Ａにねじ結合可能に構成されている。そして、抜止ナット５３の液体移送用パイプ４７が通される上方の開口部には内周側に全周に亘って突出する突出部５３Ｂが設けられ、この突出部５３Ｂは液体移送用パイプ４７に軽く食い込むように構成されている。したがって、抜止ナット５３の雌ねじ部５３Ａを雄ねじ部５０Ａに締め込むことで、液体移送用パイプ４７は、突出部５３Ｂの食い込み部により下方に押され、パイプ挿入部５２からの抜け止めが行われる。
【００５１】
ハウジング接続部５１は、外周に雄ねじ部５１Ａが形成されている。液体供給機構保持部３５の中空部３４Ｃの内周面には、雄ねじ部５１Ａとねじ結合可能な雌ねじ部３５Ｃが形成されている。そして、継手４８のハウジング接続部５１が液体供給機構保持部３５の中空部３５Ａに挿入され、雄ねじ部５１Ａと雌ねじ部３５Ｃがねじ結合することで、液体供給機構４は上側ハウジング３２に固定されている。すなわち、雄ねじ部５１Ａと雌ねじ部３５Ｃは、継手４８と上側ハウジング３２とを互いに結合する結合部となっている。
【００５２】
上側ハウジング３２に液体供給機構４が固定されている状態で、管体１９は下側ホーン８の管体挿通孔２０に挿通されている。そして、ナット部４９が液体供給機構保持部３５の上端面３５Ｄに当接するまでハウジング接続部５１を中空部３５Ａに挿入した状態で、管体１９の先端部（下端部）の開口部１９Ａが、下側ホーン８のノズル部１５の下端部である液体霧化部３より僅かに上方に位置するように、継手４８から下方に突出している部分の管体１９の長さや、雄ねじ部５１Ａと雌ねじ部３５Ｃのねじ結合の量等が設定されている。
【００５３】
すなわち、ナット部４９は、雄ねじ部５１Ａと雌ねじ部３５Ｃのねじ結合の量を規制する規制手段として機能し、雄ねじ部５１Ａと雌ねじ部３５Ｃのねじ結合の量がナット部４９で規制されることで、ハウジング接続部５１の中空部３５Ａへの挿入量が規制され、管体１９の開口部１９Ａの液体霧化部３に対する位置決めを確実に行うことができる。
【００５４】
管体１９は、継手４８を上下方向に貫通し、管体１９の上端部はパイプ挿入部５２の上端面５２Ａより上方に突出する突出部１９Ｂとして構成されている。つまり、管体１９に液体が流入する液体流入部となる開口部１９Ｃは上端面５２Ａより上方に位置している。そのため、突出部１９Ｂの周囲、すなわち、上端面５２Ａと開口部１９Ｃとの間は液溜まり５４となる。したがって、液体移送用パイプ４７内を流れる液体にゴミや液体の凝固物等が混在している場合には、この液溜まり５４にゴミ等が溜まり、管体１９へ流れ込むことを防ぐことができる。
【００５５】
また、パイプ挿入部５２の上端面５２Ａの管体１９との境目５５は、溶接により液密に管体１９と上端面５２Ａとが固定されている。そのため、継手４８への管体１９の挿入部分に液体が染み込むことを防ぐことができる。また、管体１９を上端面５２Ａより上方へ突出させることで溶接は管体１９の開口部１９Ｃより下方の部分で行われる。溶接時には、溶接部が加熱・冷却することで管体１９に応力が作用することがある。しかしながら、溶接部を開口部１９Ｃより下方とすることで開口部１９Ｃに作用する応力を小さくすることができる。つまり、溶接により開口部１９Ｃが変形し、液体の流入がスムーズに行われなくなってしまうことを防止できる。
【００５６】
上述したように液体供給機構４を構成することにより、図示外の液体貯留部内の液体が液体移送用パイプ４７に流れると、管体１９の上端の開口部１９Ｃから管体１９内に液体が流れ込む。そして管体１９の下端の開口部１９Ａから流れ出る。すなわち開口部１９Ａは液体流出部となっている。流れ出た液体は、その表面張力によりノズル部１５の液体霧化部３に付着する。管体１９の開口部１９Ａがノズル部１５の先端部の液体霧化部３より僅かに上方に位置しているため、開口部１９Ａから流れ出た液体は、表面張力によりノズル部１５の液体霧化部３に付着する。そして、液体霧化部３に液体が付着した状態で、電歪素子１０，１１に交流電圧を印加し振動体１を超音波振動させると、液体霧化部３に付着している液体が振動で霧化する。そして、この霧化した液体に対して、以下に説明する導風機構５により液体霧化部３に導かれた空気により送風を行うと、霧化した液体が送風方向に噴霧される。
【００５７】
（導風機構５の構成）
導風機構５は中間ハウジング３１の下方に備えられ、下側ハウジング３０と、空気流路形成体５６とを有する。下側ハウジング３０は、中心線Ｘを中心とする円筒形を呈し、内周側に中空部３０Ｃを有し、上端部の内周面に雌ねじ部３０Ｄが形成されている。また、中間ハウジング３１の下端部の外周面には雄ねじ部３１Ｃが形成されている。雌ねじ部３０Ｄと雄ねじ部３１Ｃは互いにねじ結合可能に構成され、下側ハウジング３０は、雌ねじ部３０Ｄを中間ハウジング３１の雄ねじ部３１Ｃにねじ結合することで、中間ハウジング３１に取り付けられている。空気流路形成体５６は、空気流路形成部５８とカバー部５９とを備え、例えば、ポリアセタール等のブロック体から切削加工により一体的に形成されている。
【００５８】
空気流路形成部５８は、中心線Ｘを中心とする略円筒状を呈し、内周側に中空部５８Ａを有している。カバー部５９は、空気流路形成部５８の下方に設けられ、中心線Ｘを中心とし、上方から下方に向かって直径が細くなる略円錐状を呈している。空気流路形成部５８を形成する周壁部６０は、下端部の外周面に雄ねじ部６０Ａが形成されている。一方、下側ハウジング３０の下端部の内周面には周壁部６０に形成されている雄ねじ部６０Ａにねじ結合可能な雌ねじ部３０Ｅが形成されている。空気流路形成体５６は、周壁部６０が下側ハウジング３０の中空部３０Ｃに挿入され、雄ねじ部６０Ａを下側ハウジング３０の雌ねじ部３０Ｅにねじ結合されることで、下側ハウジング３０に取り付けられている。
【００５９】
周壁部６０の雄ねじ部６０Ａの上方には、内側（中心線Ｘの側）に凹む凹部６１が形成され、周壁部６０の上端部は凹部６１よりもやや外側に突出する突出部６２が形成されている。凹部６１は周壁部６０の全周に亘って形成され、また突出部６２も周壁部６０の全周に亘って形成されている。突出部６２の外周の直径は、下側ハウジング３０の内周面に対して間隙６３が形成される直径となっている。
【００６０】
空気流路形成部５８の下側に設けられているカバー部５９の上端部の直径は、周壁部６０の雄ねじ部６０Ａが形成される部分の直径よりも大きく、カバー部５９の上端部は周壁部６０より外側に突出したフランジ部６４に形成されている。そのため、空気流路形成体５６を下側ハウジング３０に雌ねじ部３０Ｅと雄ねじ部６０Ａとのねじ結合により取り付けたときに、カバー部５９のフランジ部６４が下側ハウジング３０の下端縁３０Ｆに当接することで、空気流路形成体５６の下側ハウジング３０に対する上下方向の取り付け位置を規制することができる。
【００６１】
本実施の形態においては、雌ねじ部３０Ｅと雄ねじ部６０Ａとをねじ結合させ、フランジ部６４が下側ハウジング３０の下端縁３０Ｆに当接するまで空気流路形成体５６を下側ハウジング３０に挿入したときに、空気流路形成体５６の上端縁５６Ａと中間ハウジング３１の下端縁３１Ｄとの間に間隙６５が形成されるように、周壁部６０のフランジ部６４の上端面６４Ａから空気流路形成体５６の上端面５６Ａまでの長さが設定されている。したがって、凹部６１と下側ハウジング３０の内周面との間に形成される空間６６と周壁部６０の内周側に形成される中空部５８Ａとは、間隙６５を介して繋がっている。
【００６２】
カバー部５９には先端部（下端部）から中空部５８Ａに貫通するノズル挿通孔６７が形成され、空気流路形成体５６は、このノズル挿通孔６７に振動体１のノズル部１５を挿入した状態で下側ハウジング３０に取り付けられている。ノズル挿通孔６７の直径は、ノズル部１５の外周の直径より大きく構成され、ノズル部１５の外周面とノズル挿通孔６７との間には、間隙６８が形成されている。したがって、空間６６は、間隙６３と間隙６５を介して中空部５８Ａに、そして間隙６８を通ってノズル部１５の下端部の外部の空間に繋がっている。
【００６３】
下側ハウジング３０の側部には、図示外のエアコンプレッサに繋がり、コンプレッサから送られる空気を空間６６に送り込む送風管６９が接続されている。この送風管６９から空間６６に送り込まれた空気は、周壁部６０に沿って周壁部６０全周の空間６６に流れ、突出部６２の周囲の間隙６３と突出部６２の上方に形成される間隙６５を通って中空部５８Ａに流れる。そして、中空部５８Ａに流れた空気は間隙６８から外部に送出される。したがって、液体霧化部３で霧化された液体ミストに間隙６８から送風することで、液体ミストが下方に向かって噴霧される。
【００６４】
空間６６の上方には上述したように突出部６２が設けられている。このように突出部６２を設けることで、送風管６９から空間６６に送りこまれた空気が中空部５８Ａ側に流れ難くなっている。そのため、送風管６９から空間６６に送りこまれた空気を空間６６全体に、すなわち周壁部６０の全周の空間６６に均一に行き亘らせることができ、中心線Ｘの全周の間隙６５から均一な量で空気を中空部５８Ａに流れ込ませることができる。この結果、間隙６８を流れる空気はノズル部１５の外周部分において均一なものとなる。
【００６５】
これに対し、突出部６２が形成されない場合には、空間６６に流れ込む空気は、送風管６９に近い偏った位置の間隙６５から中空部５８Ａに入り易くなり、中空部５８Ａから間隙６８を通って外部に送出される空気が中心線Ｘに対して偏った位置に送出され易くなる。突出部６２を設けることで、中心線Ｘの全周の間隙６５から中空部５８Ａに中心線Ｘの周りに均一な量で空気を流れ込ませることができ、間隙６８から送出される空気も中心線Ｘの回りに均一の量とすることができる。そのため、液体霧化部３で霧化された液体ミストに対し、中心線Ｘの周囲に均一な量の空気で送風することができ、中心線Ｘに周りに均一な量で液体ミストを噴射することができる。
【００６６】
また、突出部６２の凹部６１側の面は、下方から上方に向かって外周側に向かう傾斜の傾斜面７０となっている。そのため、空間６６に流れた空気がスムーズに間隙６３および間隙６５側に流れることができる。例えば、傾斜面３９を図中点線で示すように段部７１としたときには、空間６６から間隙６３へ、そして間隙６５に流れる空気の流れに段部７１で渦流等の乱れが生じ易くなり、間隙６８から送出される空気にも乱れが生じ均一な液体ミストを噴射できない虞がある。しかしながら、傾斜面７０を形成することで、空間６６に流れた空気がスムーズに間隙６３と間隙６５を介して中空部５８Ａに流れることができ、間隙６８から送出される空気も乱れの少ないものとすることができ、均一な液体ミストを噴射することができる。
【００６７】
また、周壁部６０の内周面７２も上端縁５６Ａから下方に向かって内周に向かう傾斜面７２Ａを有し、さらに内周面７２の面の方向が変る部分である稜部７２Ｂと稜部７２Ｃは、曲面に形成されている。このように中空部５８Ａを囲む内周面７２を形成することで、中空部５８Ａ内を流れる空気の流れをスムーズなものとすることができ、間隙６８から送出される空気も乱れの少ないものとすることができるため均一な液体ミストを噴射することができる。
【００６８】
なお、本実施の形態においては、送風管６９は、空気の送り込み方向を中心線Ｘと直交する方向に設定されている。しかしながら、中心線Ｘに対して斜め方向としたり、中心線Ｘと交差しない方向に空気を送り込むようにしてもよい。
【００６９】
ところで、振動体１は、上述したように、下側ホーン８および上側ホーン９の長さや形状あるいは材質等を適切に設定することにより、下側ホーン８の下端部に位置する液体霧化部３に、振動の振幅が最大となる腹部を位置させることで、液体霧化部３に付着した液体を効率的に霧化させることができる。そして、振動体１をできるだけ上側ハウジング３２や下側ハウジング３０その他の構成部材から独立して振動できるように構成することで、振動体１の振動に振動体１以外の部材が影響し難くなり、液体霧化部３を所定の振幅で振動させ易くなる。また、振動体１の設計を行う際に、振動体１の振動の腹部を液体霧化部３に位置させる設計を行い易くなる。
【００７０】
本実施の形態の液体供給機構４においては、管体１９の管体挿通孔２０に挿入されている部分と、管体１９の開口部１９Ａから液体霧化部３までの管体挿通孔２０とは、下側ホーン８内に配設され、液体を液体霧化部３に供給するホーン内液体供給手段として構成されている。また、管体１９の管体挿通孔２０に挿入されていない部分を含めて、管体挿通孔２０より上方の液体供給機構４の部分は、下側ホーン８内に配設されていないホーン外液体供給手段として構成されている。そして、管体１９の管体挿通孔２０に挿入されている部分と管体挿通孔２０より上方の液体供給機構４の部分は、振動体１に対して非固定となっている。
【００７１】
すなわち、振動体１は、Ｏリング４０，４４のみを介してハウジング２に支持され、振動体１にはＯリング４０，４４のみが接している。このため、振動体１の振動に振動体１以外の部材が影響し難く、液体霧化部３を所定の振幅で振動させ易くなる。
【００７２】
また、下側ホーン８および上側ホーン９の長さや形状あるいは材質等を適切に設定するという振動体１の設計を行う際に、振動の腹部を液体霧化部３に位置させる構成とすることが容易となる。また、振動体１の振動の腹部を液体霧化部３に位置させることができる振動体１の設計を容易に行うことができる結果、下側ホーン８および上側ホーン９等の形状や構成をシンプルにすることが可能となり、また、下側ホーン８および上側ホーン９を形成する材質等についても選択の幅が広がることで振動の特性を安定させることが可能となる。また、振動体１はＯリング４０，４４のみを介してハウジング２に支持されているため、振動体１の振動が他の部材に伝わり難く、電歪素子１０，１１に印加される交流電圧の電力量から振動体１の振動への変換効率の向上を図ることができる。
【００７３】
なお、液体霧化装置１００においては、継手４８は上側ハウジング３２の液体供給機構保持部３５にねじ結合されている。そして、管体１９は管体挿通孔２０の直径より細い直径であり、管体１９は、非接触または非接触に近い状態で管体挿通孔２０に挿入されている。つまり、液体供給機構４を振動体１に対して非固定とする構成であり、振動体１が上側ハウジング３２や下側ハウジング３０その他の構成部材から独立して振動できる構成に近い構成となっている。
【００７４】
また、管体１９を管体挿通孔２０に挿入することで、液体供給機構４を振動体１に非固定の構成としながら、液体移送用パイプ４７から供給される液体を液体霧化部３に確実に供給することができる。
【００７５】
液体霧化装置１００においては、液体供給機構４と振動体１とが独立した別の部材として構成されている。そのため、例えば、液体供給機構４と振動体１のいずれかが故障した場合に、故障した側の交換を簡単に行うことができる。特に、液体供給機構４の継手４８が上側ハウジング３２に対して雄ねじ５１Ａと雌ねじ３５Ｃによりねじ結合しているため、液体供給機構４の上側ハウジング３２との着脱は雄ねじ５１Ａと雌ねじ３５Ｃのねじ結合を解除するのみで簡単に行うことができる。
【００７６】
（変形例１）
図２に上述した実施の形態に係る液体霧化装置１００の変形例である液体霧化装置２００を示す。図２は、液体霧化装置２００を側方から見たとき側方断面図であり、上述の液体霧化装置１００と同様の部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００７７】
液体霧化装置１００における管体１９は、その下端部の開口部１９Ａを液体霧化部３の近傍に位置するように、上側ホーン９の管体挿通孔２０のほぼ全長に亘って管体１９が挿入されている。これに対し、液体霧化装置２００は、管体挿通部２０の上端部分のみに管体１９を挿入するようにしている。
【００７８】
この液体霧化装置２００は、管体１９の管体挿通孔２０に挿入された部分と、管体１９が挿入されている部分より下側の管体挿通孔２０がホーン内液体供給手段として構成されている。このため、管体１９から流出した液体は、管体挿通孔２０内を落下（流れ）し液体霧化部３に流れる。管体挿通孔２０の液体霧化部３の近傍には内周の直径が狭い細径部２０１が形成されている。そのため管体１９から流れ出た液体は細径部２０１において管体挿通孔２０に接触し液体霧化部３に流れ易くなるように構成されている。
【００７９】
（変形例２）
図３に上述した実施の形態に係る液体霧化装置１００の変形例である液体霧化装置３００を示す。図３は、液体霧化装置３００を側方から見たとき側方断面図であり、上述の液体霧化装置１００と同様の部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８０】
液体霧化装置１００における管体１９は、その下端部の開口部１９Ａを液体霧化部３の近傍に位置するように、上側ホーン９の管体挿通孔２０のほぼ全長に亘って管体１９が挿入されている。これに対し、液体霧化装置３００においては、管体１９は管体挿通孔２０に挿入されていない。また、下側ホーン８には、管体挿通孔２０に換えて、管体１９から流れ出た液体が直接ながれる液体流路３０１が形成され、この液体流路３０１がホーン内液体供給手段として構成されている。
【００８１】
液体流路３０１は、管体１９と同じ太さの直径となっている。管体１９から流れ出た液体は、被支持部１８の上端面に開口する液体流路３０１の開口部３０２から液体流路３０１内に入り、液体流路３０１を流れて液体霧化部３に流れる。開口部３０２は、上方に向かって開口径が大きくなるロート状を呈している。下側ホーン８の被支持部１８の突出部１８Ａと液体供給機構保持部３５の内周面との間には、シール部材３０３が備えられ管体１９から流れ出て液体流路３０１に入りきらなかった液体が中空部３４Ｃ側に流れ落ちないように構成されている。なお、管体１９の液体流出部となる開口部１９Ａをできるだけ液体流路３０１の上端の開口部３０２に近づけることで、管体１９から流れ出る液体を確実に液体流路３０１に流入させ易くなる。
【００８２】
（変形例３）
図４に上述した実施の形態に係る液体霧化装置１００の変形例である液体霧化装置４００を示す。図４は、液体霧化装置４００を側方から見たとき側方断面図であり、上述の液体霧化装置１００と同様の部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８３】
液体霧化装置１００は、図示外の液体貯留部内の液体を液体移送用パイプ４により管体１９側に導くように構成されている。これに対し、液体霧化装置４００は、液体移送用パイプ４７を介すことなく、継手４８を直接、液体貯留部４０１に接続する構成としたものである。
【００８４】
（変形例４）
図５に上述した実施の形態に係る液体霧化装置１００の変形例である液体霧化装置５００を示す。図５は、液体霧化装置５００を側方から見たとき側方断面図であり、上述の液体霧化装置１００と同様の部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８５】
上述した実施の形態およびその変形例１から３で説明した液体霧化装置１００から４００においては、ナット部４９は継手４８に固定されている。しかしながら、図５に示すように継手４８に、抜止ナット５３の雌ねじ部５３Ａにねじ結合するとともに、液体供給機構保持部３５の雌ねじ部３５Ｃにもねじ結合する雄ねじ部５０１を上下方向に連続して設け、そして、ナット部４９の内周に、雄ねじ部５０１にねじ結合する雌ねじ部５０２を形成し、ナット部４９を継手４８にねじ結合してもよい。
【００８６】
このように構成することによりナット部４９を雄ねじ部５０１と雌ねじ部５０２のリードにしたがって、ナット部４９を上下に変位させることができる。つまり、ナット部４９の位置を変えることにより、ハウジング接続部５１の中空部３５Ａへの挿入量を所望に規制できる。そのため、管体１９の開口部１９Ａと下側ホーン８の液体霧化部３との間隔を、液体の粘度等に応じて、開口部１９Ａから流れ出た液体が液体霧化部３に流れ易くなるように適切に設定することできる。なお、この図５に示すナット部４９の構成は、液体霧化装置１００から４００についても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の実施の形態に係る液体霧化装置の断面図である。
【図２】図１に示す液体霧化装置の第１の変形例を示す図である。
【図３】図１に示す液体霧化装置の第２の変形例を示す図である。
【図４】図１に示す液体霧化装置の第３の変形例を示す図である。
【図５】図１に示す液体霧化装置の第４の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００８８】
１００，２００，３００，４００，５００ ・・・ 液体霧化装置
１ ・・・ 振動体
２ ・・・ ハウジング（振動体保持手段）
３ ・・・ 液体霧化部
７ ・・・ ホーン
１０，１１ ・・・ 電歪素子（超音波発振子）
１９ ・・・ 管体
１９Ａ ・・・ 開口部（液体流出部）
１９Ｃ ・・・ 開口部（液体流入部）
３５Ｃ ・・・ 結合部（雌ねじ部）
４８ ・・・ 継手
４９ ・・・ ナット部（規制手段）
５１Ａ ・・・ 結合部（雄ねじ部）
５２Ａ ・・・ 端面（上端面）
３０１ ・・・ 液体流路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体霧化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波発振子から発振された超音波振動を増幅するホーンの先端部となる液体霧化部に液体を供給し、この液体に超音波振動を与えることで液体を霧化する、いわゆる超音波液体霧化装置が、特許文献１，２等において開示されている。ホーンの液体霧化部における液体の霧化効率は、液体霧化部における振幅に依存し、該振幅を所定の振幅に設定することで、液体の霧化効率を所望の値に設定することができる。例えば、ホーンの先端部に位置する液体霧化部が、ホーンの振幅の最大位置となる振幅の腹部となるように液体霧化装置を構成することで、液体霧化部における液体の霧化効率を最大にすることができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２１５０２２号公報
【特許文献２】ＵＳ２００３／０１６１９３７Ａ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１，２に開示される液体霧化装置においては、液体霧化部に液体を供給する液体供給管がホーンに取り付けられている。このように、ホーンに液体霧化装置の他の部材が取り付けられている場合には、ホーン自体を液体霧化部が腹部となるように構成しても、ホーンに取り付けられる液体供給管等の影響を受けて、液体霧化部に腹部を位置させることができない場合があるという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、ホーンの振動にホーン以外の部材の影響を受け難くしてホーンの液体霧化部を所定の振幅で振動させ易い液体霧化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の課題を解決するため、超音波発振子と、この超音波発振子から発振された振動を増幅するホーンとを有する振動体と、ホーンに備えられ、液体に対し超音波振動を与えることで液体を霧化する液体霧化部と、ホーン内に配設され液体霧化部に液体を供給するホーン内液体供給手段と、ホーン外に配設されホーン内液体供給手段に液体を供給するホーン外液体供給手段と、振動体を保持する振動体保持手段とを備える液体霧化装置において、ホーン外液体供給手段は、振動体に対して非固定であることとする。
【０００７】
液体霧化装置をこのように構成した場合には、ホーン外液体供給手段が振動体に対して非固定であるので、ホーンの振動にホーン以外の部材が影響し難く、液体霧化部を所定の振幅で振動させ易くなる。
【０００８】
また、他の発明は、上述の発明に加え、ホーン内液体供給手段の少なくとも一部は振動体に対して非固定の管体であり管体の液体流出部はホーン内に挿入されていることとする。
【０００９】
液体霧化装置をこのように構成した場合には、ホーン外液体供給手段から供給される液体を確実に液体霧化部に供給することができる。
【００１０】
また、他の発明は、上述の発明に加え、ホーン外液体供給手段と管体とは継手により接続され、継手と振動体保持手段とは互いにねじ結合するねじ結合部を有することとする。
【００１１】
液体霧化装置をこのように構成した場合には、ホーン外液体供給手段と管体とが継手を介して一体となり、継手と振動体保持手段とに互いにねじ結合するねじ結合部を有することで、ホーン外液体供給手段および管体を継手の部分で振動体支持手段に対し着脱可能とすることができる。
【００１２】
また、他の発明は、上述の発明に加え、継手は、振動体保持手段に対するねじ結合のねじ結合量を規制する規制手段を有していることとする。
【００１３】
液体霧化装置をこのように構成した場合には、ねじ結合量を規制することで管体のホーン内への挿入量を正確に規制できる。そのため、管体の液体流出部と液体霧化部との位置決めを正確に行うことができる。
【００１４】
また、他の発明は、上述の発明に加え、規制手段は、継手にねじ結合量を規制する方向に変位可能にねじ結合していることとする。
【００１５】
液体霧化装置をこのように構成した場合には、規制手段が継手にねじ結合することで、規制手段を変位させることができ、継手の振動体保持手段に対するねじ結合のねじ結合量を調整することができる。そのため、管体の液体流出部の液体霧化部に対する位置を変化させることができ、液体の粘度等に応じて、管体の液体流出部と液体霧化部との位置を適切に設定することができる。
【００１６】
また、他の発明は、上述の発明に加え、管体は継手内に挿入され、管体の液体流入部は、継手の端部より突出していることとする。
【００１７】
液体霧化装置をこのように構成した場合には、液体流入部を継手の端面より突出させることで、突出部の周囲に液溜まりが出来、この液溜まりに塵が集まり、管体に塵が流れ込み難くなる。
【００１８】
また、他の発明は、上述の発明に加え、管体と継手とは、継手の端面から管体の液体流入部側の端部が突出する部分において液密に封止されていることとする。
【００１９】
液体霧化装置をこのように構成した場合には、管体が挿通される継手の内部に液体が侵入し、振動体側に液体が漏れることを防止することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ホーンの振動にホーン以外の部材が影響し難く、液体霧化部を所定の振幅で振動させ易くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態に係る液体霧化装置１００について図１を参照しながら説明する。図１は、液体霧化装置１００の中心線Ｘを含む面における液体霧化装置１００の断面図である。すなわち、液体霧化装置１００を側方から見たとき側方断面図となっている。なお、図１において、矢印Ｄの方向を下方（下側）、矢印Ｕの方向を上方（上側）として説明することとする。また、図１は断面図であるが、図面を判り易くするため断面部分のハッチングについては省略している。液体霧化装置１００と後述する液体霧化装置１００の変形例に係る液体霧化装置２００〜５００とは、各変形例における液体霧化装置１００に対する変形部分を除いて同様の構成となっている。つまり、液体霧化装置１００の断面形状は、各変形例の該変更部分以外の部分については、図２〜図５に示す液体霧化装置２００〜５００の断面形状と同様な形状となっている。
【００２２】
（全体構成）
液体霧化装置１００は、超音波振動で振動する振動体１と、この振動体１を保持する振動体保持手段としてのハウジング２と、振動体１の先端部（下端部）に設けられる液体霧化部３に液体を供給する液体供給機構４と、図示外のエアコンプレッサから送られる空気を液体霧化部３に導く導風機構５等を有する。
【００２３】
（振動体１の構成）
振動体１は、超音波振動を発振する発振部６と、この発振部６から発振された超音波振動の振幅を増幅するホーン７等を有する。この振動体１は、いわゆるＢＬＴ（Ｂｏｌｔ−Ｃｌａｍｐｅｄ Ｌａｎｇｅｖｉｎ Ｔｙｐｅ Ｔｒａｎｓｅｄｕｃｅｒ）式の超音波振動装置として構成され、後述するように、ホーン７を構成する下側ホーン８と上側ホーン９とが互いにねじ結合され、下側ホーン８と上側ホーン９との間に発振部６が挟み込まれる構成となっている。
【００２４】
発振部６は、超音波発振子としての２つの電歪素子１０，１１と、２つの電極板１２，１３を有し、下方から順に、電歪素子１０、電極板１２、電歪素子１１そして電極板１３の順で積層されている。電歪素子１０，１１はいわゆるピエゾ素子とも称され、チタン酸ジルコン酸鉛等の強誘電体から形成され交流電圧の印加により上下方向に伸縮する特性を有する。したがって、電極板１２，１３から電歪素子１０，１１に交流電圧を印加することにより電歪素子１０，１１は超音波振動を行う。
【００２５】
発振部６は、後述するように、発振部６の上下に配設される下側ホーン８と上側ホーン９との間にこれら２つのホーン８，９により上下方向から押圧された状態で挟み込まれている。そして、電歪素子１０，１１が超音波振動するとこの振動は下側ホーン８と上側ホーン９に伝播し、この伝播した振動が下側ホーン８と上側ホーンとにおいて増幅されるように下側ホーン８と上側ホーン９の長さ等が構成されている。
【００２６】
ホーン７は、下側ホーン８と上側ホーン９の２ブロックにより構成され、各ホーン８，９とも、例えばチタン鋼のブロック体から切削加工により一体形成されている。下側ホーン８は、ハウジング２の支持を受ける被支持部１４と、この被支持部１４の下側に設けられるノズル部１５とを有し、さらに、被支持部１４の上方に順に、発振部６を保持する発振部保持部１６と、上側ホーン９との結合部となる雄ねじ部１７と、被支持部１４と共にハウジング２の支持を受ける被支持部１８とを有する。また、下側ホーン８には、液体供給機構４の管体１９が挿入される管体挿通孔２０が、ノズル部１５の先端（下端）から被支持部１８の上端に亘って上下方向に下側ホーン８を貫通するように形成されている。
【００２７】
ノズル部１５は、被支持部１４との接続部から下方に向かって徐々に直径が小さくなる中心線Ｘを中心とする細長い円錐形を呈している。また、発振部保持部１６と、雄ねじ部１７と、被支持部１８は、それぞれ中心線Ｘを中心とする円筒形を呈し、発振部保持部１６、雄ねじ部１７および被支持部１８の外周の直径は、発振部保持部１６、雄ねじ部１７、被支持部１８の順で段階的に小さくなっている。
【００２８】
被支持部１４は、中心線Ｘを中心とする円盤状を呈し、その外周の直径は、ノズル部１５、発振部保持部１６、雄ねじ部１７および被支持部１８の中で一番大きく、被支持部１４は、下側ホーン８にフランジ状に形成されている。また、被支持部１４の上方部の外周には、下方に段部２１を向けたフランジ部２２が形成されている。
【００２９】
上側ホーン９は、上下方向に貫通する中空部２３を有し、中心線Ｘを中心とする略円筒形を呈し、中空部２３には、下側ホーン８の雄ねじ部１７の全体と、発振部保持部１６の上端側の一部と、被支持部１８の下端側の約半分の部分が挿入されている。中空部２３の下側ホーン８の雄ねじ部１７が挿入される部分の内周面には、雄ねじ部１７がねじ結合する雌ねじ部２４が形成されている。そして、中空部２３の雌ねじ部２４の上方の部分は雌ねじ部２４の直径より小さな直径の孔部２５が形成され、この孔部２５には被支持部１８が挿入されている。また、雌ねじ部２４の下方の部分は雌ねじ部２４の直径より大きな直径の孔部２６が形成され、発振部保持部１６の上端側の一部が挿入されている。なお、上側ホーン９は、被支持部１８に対向する部分となる上段部分２７と、雄ねじ部１７に対向する部分を含む下段部分２８とを有している。下段部分２８の外周の直径は、下側ホーン８の被支持部１４の外周の直径（フランジ部２２を除いた被支持部１４の直径）と同一であり、また、上段部分２７の外周の直径は下段部分２８の外周の直径よりやや小さくされている。
【００３０】
電歪素子１０，１１と電極板１２，１３は、それぞれ孔部１０Ａ，１１Ａ，１２Ａ，１３Ａを有する中心線Ｘを中心とする円環状を呈し、外周の直径は、被支持部１４の外周の直径および上側ホーン９の下段部分２８の直径と同一の大きさとなっている。電歪素子１０，１１と電極板１２，１３は、それぞれ孔部１０Ａ，１１Ａ，１２Ａ，１３Ａに発振部保持部１６が挿入され、下側から電歪素子１０、電極板１２、電歪素子１１そして電極板１３の順で下側ホーン８に装着されている。孔部１０Ａ，１１Ａ，１２Ａ，１３Ａの直径は、電歪素子１０，１１と電極板１２，１３を発振部保持部１６に対してがた無くほぼ丁度に挿入できる大きさとなっている。発振部保持部１６の上下方向の長さは、電歪素子１０，１１と電極板１２，１３の合計の厚さよりも長いものとなっていて、電歪素子１０，１１と電極板１２，１３は発振部保持部１６により保持されている。
【００３１】
下側ホーン８の被支持部１４、雄ねじ部１７および発振部保持部１６が上側ホーン９の中空部２３に挿入され、発振部６が発振部保持部１６により保持されている状態で、雄ねじ部１７と雌ねじ部２４とがねじ結合により相互に締め込まれることで、下側ホーン８、上側ホーン９および発振部６は一体化されている。発振部６は、雄ねじ部１７と雌ねじ部２４の締め込み力で、被支持部１４の上端面１４Ａと上側ホーン９の下端面９Ａとの間に上下両方向から押圧力が作用した状態で挟み込まれている。
【００３２】
下側ホーン８の被支持部１４のフランジ部２２を含めた外周の直径は発振部６の外周の直径より大きく、また上側ホーン９の下段部分２８の外周の直径は、発振部６の外周の直径と同一に構成されている。したがって、発振部６の上下の面、すなわち、電歪素子１０の下面は被支持部１４の上端面１４Ａに全面に亘って接触し、また電極板１３の上面も上側ホーン９の下端面９Ａに全面に亘って接触している。そのため、発振部６に作用する雄ねじ部１７と雌ねじ部２４の締め付け力による押圧力が発振部６の上面と下面の各面の全面に均等に作用した状態で、発振部６は下側ホーン８と上側ホーン９との間に保持されている。したがって、発振部６が発振した際に、その振動が下側ホーン８と上側ホーン９に効率よく伝達される。
【００３３】
なお、被支持部１８は、上側ホーン９と下側ホーン８とが発振部６を保持し、雄ねじ部１７と雌ねじ部２４のねじ結合により一体となっている状態で、上側ホーン９の上端面９Ｂより上方に中空部２３から突出部１８Ａとして突出する長さに構成されている。
【００３４】
上述のように発振部６と上側ホーン９と下側ホーン８とが、発振部６を挟んで一体構成された振動体１は、電極板１２，１３を介して電歪素子１０，１１に交流電圧を印加すると、電歪素子１０，１１が印加された交流電圧の周波数（例えば６０kＨｚ）で振動する。すなわち超音波振動する。そして、この超音波振動はホーン７（下側ホーン８，上側ホーン９）に伝播し、ホーン７が上下方向に縦波の振動を行う。振動体１は、ホーン７の上下方向の長さや上側ホーン９や下側ホーン８の形状、あるいは材質等を適宜に設定することで、伝播した超音波振動の振幅が最大となる腹部および振幅が最小となる節部の位置を調整することができる。本実施の形態においては、下側ホーン８の下端部である液体霧化部３において超音波振動の振幅が最大となる腹部が位置するように、上側ホーン９および下側ホーン８の形状や材質等が適切に設定されている。
【００３５】
（ハウジング２の構成）
ハウジング２は、下側ハウジング３０と中間ハウジング３１と上側ハウジング３２の３部材から構成され、各部材とも、例えばステンレスのブロック体から、切削加工により一体形成されている。
【００３６】
下側ハウジング３０は、上下方向に開口部３０Ａと開口部３０Ｂを有し、中心線Ｘを中心とした略円筒形を呈し、内周側には中空部３０Ｃが形成されている。
【００３７】
中間ハウジング３１は、中心線Ｘを中心とした略円環形を呈し、内周側には中空部３１Ａが形成されている。また、内周の下端側には、孔部３１Ｂを囲むフランジ部３３が形成されている。
【００３８】
上側ハウジング３２は、ホーン保持部３４と液体供給機構４を保持する液体供給機構保持部３５とを有する。ホーン保持部３４は、下方が開口部３４Ａとして開口し、上方が上壁部３４Ｂにより閉鎖されている中心線Ｘを中心とする略円筒形を呈し、内周側には中空部３４Ｃが形成されている。液体供給機構保持部３５は、上壁部３４Ｂから上方に突出するように形成され、上端からホーン保持部３４の中空部３４Ｃに貫通する中空部３５Ａを有し、中心線Ｘを中心とした略円筒形を呈している。なお、中空部３５Ａは、その内周の直径は、被支持部１８の外周の直径より大きく構成されている。
【００３９】
中間ハウジング３１の上端部の内周部には雌ねじ部３６が形成され、上側ハウジング３２の下端部の外周部には中間ハウジング３１側の雌ねじ部３６にねじ結合可能な雄ねじ部３７が形成されている。そして、中間ハウジング３１と上側ハウジング３２は、雌ねじ部３６と雄ねじ部３７とをねじ結合させることで一体化されている。振動体１は、下側ホーン８のノズル部１５を中間ハウジング３１の孔部３１Ｂから下方に突出させた状態で、雌ねじ部３６と雄ねじ部３７とのねじ結合により一体化された中間ハウジング３１と上側ハウジング３２とに保持されている。
【００４０】
すなわち、被支持部１４が中間ハウジング３１に、被支持部１８が上側ハウジング３２に、それぞれ支持されることで、振動体１は中間ハウジング３１と上側ハウジング３２とに保持されている。
【００４１】
中間ハウジング３１の孔部３１Ｂの内周の縁部３８には下方から上方に向かって孔部３１Ｂの開口の直径が徐々に大きくなるようにすり鉢状に、中心線Ｘを中心とした線対称の傾斜面３９が形成されている。傾斜面３９の下端位置おける孔部３１Ｂの直径は、被支持部１４の外周の直径よりやや大きく、フランジ部２２の外周の直径より小さく設定されている。そのため、ノズル部１５の側から孔部３１Ｂに通された振動体１は、被支持部１４のフランジ部２２と傾斜面３９との当接により下方への移動が規制される。
【００４２】
傾斜面３９と被支持部１４との間には、被支持部１４の外周に沿って配設されるＯリング４０が備えられている。Ｏリング４０は、ゴム、ウレタン等の弾性部材から形成されている。つまり、被支持部１４のフランジ部２２と傾斜面３９との間にはＯリング４０が配置され、振動体１は、Ｏリング４０を介して傾斜面３９によって下方について支持される。また、被支持部１４の外周面１４Ｂと傾斜面３９との間にもＯリング４０が配置されることになり、振動体１は、Ｏリング４０を介して傾斜面３９によって中心線Ｘと直交する方向について支持される。すなわち、振動体１は、Ｏリング４０を介して下方向側と中心線Ｘに直交する方向の両方向について中間ハウジング３１に支持されている。
【００４３】
上述のように振動体１が中間ハウジング３１に被支持部１４が支持された状態で、上側ホーン９の上端面９Ｂから突出した被支持部１８の突出部１８Ａが、中空部３５Ａ内に挿入され、また、上側ホーン９の上端面９Ｂが、上側ハウジング３２の上壁部３４Ｂとの間に間隙４１を有して対向するように、振動体１と中間ハウジング３１および上側ハウジング３２は構成されている。中空部３５Ａの内周の直径は、被支持部１８の外周の直径より大きく設定されているので、中空部３５Ａに挿入された突出部１８Ａと中空部３５Ａの内周面との間には間隙４２が形成される。
【００４４】
中空部３５Ａの中空部３４Ｃへの開口部である開口部３５Ｂの周縁には、開口部３５Ｂの直径が広がるように下方から上方に凹む凹部４３が形成されている。この凹部４３には、Ｏリング４４が備えられ、このＯリング４４の内周には突出部１８Ａが挿通されている。つまり、Ｏリング４４は、凹部４３の下方に向いた上側面４３Ａと上側ホーン９の上端面９Ｂとの間、および凹部４３の中心線Ｘに沿う内周面４３Ｂと突出部１８Ａの外周面との間に配設される。Ｏリング４４は、Ｏリング４０と同様にゴム、ウレタン等の弾性部材から形成されている。そして、Ｏリング４４は、Ｏリング４４を介して突出部１８Ａが中心線Ｘに直交する方向に凹部４３の内周面４３Ｂにがた無く支持されるように、また、中間ハウジング３１と凹部４３の上側面４３Ａとの間に、振動体１をがた無く支持するように、かつ、上側ホーン９の上端面９Ｂと上側ハウジング３２の上壁部３４Ｂとの間に間隙４１が形成されるように、Ｏリング４４の太さＭが設定されている。
【００４５】
上述のように、振動体１は、被支持部１４の側がＯリング４０を介して中間ハウジング３１に支持され、また被支持部１８の側がＯリング４４を介して上側ハウジング３２に支持されている。そして、Ｏリング４０，４４が弾性体から形成されているため、振動体１は中間ハウジング３１と上側ハウジング３２に支持された状態で振動することができる。
【００４６】
ところで、被支持部１４の中間ハウジング３１による支持は、Ｏリング４０を介して傾斜面３９に対して行われている。この傾斜面３９は、上述したように、上方から下方に向かって孔部３１Ｂの直径が徐々に小さくなるすり鉢状を呈し、中心線Ｘを中心とした線対称に形成されている。したがって、Ｏリング４０は、その直径方向が中心線Ｘと直交する状態では、Ｏリング４０は全周に亘って傾斜面３９に均等に当接し、この状態のときがＯリング４０は最も安定して傾斜面３９に当接している状態となる。つまり、Ｏリング４０を傾斜面３９に載置する際に、Ｏリング４０の直径方向が中心線Ｘに対して直交した状態になるように容易に載置することができる。
【００４７】
このようにＯリング４０を全周に亘って傾斜面３９に均等に当接させ、このＯリング４０を介して被支持部１４を中間ハウジング３１に支持することで、振動体１は、中心軸Ｘと直交する方向にがたつくこと無く中間ハウジング３１に支持される。また、Ｏリング４０がフランジ部２２で下方に押圧される際、振動体１が傾くと押圧力が不均一になり均一化させるようにＯリング４０の弾性力が作用する。このため、振動体１の中心が、傾斜面３９の線対称の中心、すなわち、中心線Ｘと一致する姿勢となる。
【００４８】
なお、電極板１２，１３への電力の供給は、図示外のコントローラに接続されるリード線４５により行われる。上側ハウジング３２の上壁部３４Ｂに液体供給機構保持部３５を挟んで２箇所に上下方向に貫通する孔部４６が形成され、リード線４５はこの孔部４６を通ってコントローラと電極板１２，１３とを接続する。
【００４９】
（液体供給機構４の構成）
液体供給機構４は、ニードル状の細い管体１９と、この管体１９と図示外の液体貯留部（液体タンク）に接続される液体移送用パイプ４７と、この液体移送用パイプ４７と管体１９とを接続するニップル状の継手４８等を有する。管体１９は、下側ホーン８の管体挿通孔２０の直径より細い直径となっている。継手４８は、継手４８に固定されたナット部４９を有し、このナット部４９より上方は、液体移送用パイプ４７が接続されるパイプ接続部５０として構成され、ナット部４９より下方は、上側ハウジング３２への固定部となるハウジング接続部５１として構成されている。
【００５０】
パイプ接続部５０は、液体移送用パイプ４７の内部に挿入されるパイプ挿入部５２と、このパイプ挿入部５２が挿入された液体移送用パイプ４７がパイプ挿入部５２から抜けないように抜け止めする抜止ナット５３とを有する。抜止ナット５３は、略円筒体を呈し、上方の開口部に液体移送用パイプ４７が通され、内周に形成される雌ねじ部５３Ａを継手４８のナット部４９の上側に形成される雄ねじ部５０Ａにねじ結合可能に構成されている。そして、抜止ナット５３の液体移送用パイプ４７が通される上方の開口部には内周側に全周に亘って突出する突出部５３Ｂが設けられ、この突出部５３Ｂは液体移送用パイプ４７に軽く食い込むように構成されている。したがって、抜止ナット５３の雌ねじ部５３Ａを雄ねじ部５０Ａに締め込むことで、液体移送用パイプ４７は、突出部５３Ｂの食い込み部により下方に押され、パイプ挿入部５２からの抜け止めが行われる。
【００５１】
ハウジング接続部５１は、外周に雄ねじ部５１Ａが形成されている。液体供給機構保持部３５の中空部３４Ｃの内周面には、雄ねじ部５１Ａとねじ結合可能な雌ねじ部３５Ｃが形成されている。そして、継手４８のハウジング接続部５１が液体供給機構保持部３５の中空部３５Ａに挿入され、雄ねじ部５１Ａと雌ねじ部３５Ｃがねじ結合することで、液体供給機構４は上側ハウジング３２に固定されている。すなわち、雄ねじ部５１Ａと雌ねじ部３５Ｃは、継手４８と上側ハウジング３２とを互いに結合する結合部となっている。
【００５２】
上側ハウジング３２に液体供給機構４が固定されている状態で、管体１９は下側ホーン８の管体挿通孔２０に挿通されている。そして、ナット部４９が液体供給機構保持部３５の上端面３５Ｄに当接するまでハウジング接続部５１を中空部３５Ａに挿入した状態で、管体１９の先端部（下端部）の開口部１９Ａが、下側ホーン８のノズル部１５の下端部である液体霧化部３より僅かに上方に位置するように、継手４８から下方に突出している部分の管体１９の長さや、雄ねじ部５１Ａと雌ねじ部３５Ｃのねじ結合の量等が設定されている。
【００５３】
すなわち、ナット部４９は、雄ねじ部５１Ａと雌ねじ部３５Ｃのねじ結合の量を規制する規制手段として機能し、雄ねじ部５１Ａと雌ねじ部３５Ｃのねじ結合の量がナット部４９で規制されることで、ハウジング接続部５１の中空部３５Ａへの挿入量が規制され、管体１９の開口部１９Ａの液体霧化部３に対する位置決めを確実に行うことができる。
【００５４】
管体１９は、継手４８を上下方向に貫通し、管体１９の上端部はパイプ挿入部５２の上端面５２Ａより上方に突出する突出部１９Ｂとして構成されている。つまり、管体１９に液体が流入する液体流入部となる開口部１９Ｃは上端面５２Ａより上方に位置している。そのため、突出部１９Ｂの周囲、すなわち、上端面５２Ａと開口部１９Ｃとの間は液溜まり５４となる。したがって、液体移送用パイプ４７内を流れる液体にゴミや液体の凝固物等が混在している場合には、この液溜まり５４にゴミ等が溜まり、管体１９へ流れ込むことを防ぐことができる。
【００５５】
また、パイプ挿入部５２の上端面５２Ａの管体１９との境目５５は、溶接により液密に管体１９と上端面５２Ａとが固定されている。そのため、継手４８への管体１９の挿入部分に液体が染み込むことを防ぐことができる。また、管体１９を上端面５２Ａより上方へ突出させることで溶接は管体１９の開口部１９Ｃより下方の部分で行われる。溶接時には、溶接部が加熱・冷却することで管体１９に応力が作用することがある。しかしながら、溶接部を開口部１９Ｃより下方とすることで開口部１９Ｃに作用する応力を小さくすることができる。つまり、溶接により開口部１９Ｃが変形し、液体の流入がスムーズに行われなくなってしまうことを防止できる。
【００５６】
上述したように液体供給機構４を構成することにより、図示外の液体貯留部内の液体が液体移送用パイプ４７に流れると、管体１９の上端の開口部１９Ｃから管体１９内に液体が流れ込む。そして管体１９の下端の開口部１９Ａから流れ出る。すなわち開口部１９Ａは液体流出部となっている。流れ出た液体は、その表面張力によりノズル部１５の液体霧化部３に付着する。管体１９の開口部１９Ａがノズル部１５の先端部の液体霧化部３より僅かに上方に位置しているため、開口部１９Ａから流れ出た液体は、表面張力によりノズル部１５の液体霧化部３に付着する。そして、液体霧化部３に液体が付着した状態で、電歪素子１０，１１に交流電圧を印加し振動体１を超音波振動させると、液体霧化部３に付着している液体が振動で霧化する。そして、この霧化した液体に対して、以下に説明する導風機構５により液体霧化部３に導かれた空気により送風を行うと、霧化した液体が送風方向に噴霧される。
【００５７】
（導風機構５の構成）
導風機構５は中間ハウジング３１の下方に備えられ、下側ハウジング３０と、空気流路形成体５６とを有する。下側ハウジング３０は、中心線Ｘを中心とする円筒形を呈し、内周側に中空部３０Ｃを有し、上端部の内周面に雌ねじ部３０Ｄが形成されている。また、中間ハウジング３１の下端部の外周面には雄ねじ部３１Ｃが形成されている。雌ねじ部３０Ｄと雄ねじ部３１Ｃは互いにねじ結合可能に構成され、下側ハウジング３０は、雌ねじ部３０Ｄを中間ハウジング３１の雄ねじ部３１Ｃにねじ結合することで、中間ハウジング３１に取り付けられている。空気流路形成体５６は、空気流路形成部５８とカバー部５９とを備え、例えば、ポリアセタール等のブロック体から切削加工により一体的に形成されている。
【００５８】
空気流路形成部５８は、中心線Ｘを中心とする略円筒状を呈し、内周側に中空部５８Ａを有している。カバー部５９は、空気流路形成部５８の下方に設けられ、中心線Ｘを中心とし、上方から下方に向かって直径が細くなる略円錐状を呈している。空気流路形成部５８を形成する周壁部６０は、下端部の外周面に雄ねじ部６０Ａが形成されている。一方、下側ハウジング３０の下端部の内周面には周壁部６０に形成されている雄ねじ部６０Ａにねじ結合可能な雌ねじ部３０Ｅが形成されている。空気流路形成体５６は、周壁部６０が下側ハウジング３０の中空部３０Ｃに挿入され、雄ねじ部６０Ａを下側ハウジング３０の雌ねじ部３０Ｅにねじ結合されることで、下側ハウジング３０に取り付けられている。
【００５９】
周壁部６０の雄ねじ部６０Ａの上方には、内側（中心線Ｘの側）に凹む凹部６１が形成され、周壁部６０の上端部は凹部６１よりもやや外側に突出する突出部６２が形成されている。凹部６１は周壁部６０の全周に亘って形成され、また突出部６２も周壁部６０の全周に亘って形成されている。突出部６２の外周の直径は、下側ハウジング３０の内周面に対して間隙６３が形成される直径となっている。
【００６０】
空気流路形成部５８の下側に設けられているカバー部５９の上端部の直径は、周壁部６０の雄ねじ部６０Ａが形成される部分の直径よりも大きく、カバー部５９の上端部は周壁部６０より外側に突出したフランジ部６４に形成されている。そのため、空気流路形成体５６を下側ハウジング３０に雌ねじ部３０Ｅと雄ねじ部６０Ａとのねじ結合により取り付けたときに、カバー部５９のフランジ部６４が下側ハウジング３０の下端縁３０Ｆに当接することで、空気流路形成体５６の下側ハウジング３０に対する上下方向の取り付け位置を規制することができる。
【００６１】
本実施の形態においては、雌ねじ部３０Ｅと雄ねじ部６０Ａとをねじ結合させ、フランジ部６４が下側ハウジング３０の下端縁３０Ｆに当接するまで空気流路形成体５６を下側ハウジング３０に挿入したときに、空気流路形成体５６の上端縁５６Ａと中間ハウジング３１の下端縁３１Ｄとの間に間隙６５が形成されるように、周壁部６０のフランジ部６４の上端面６４Ａから空気流路形成体５６の上端面５６Ａまでの長さが設定されている。したがって、凹部６１と下側ハウジング３０の内周面との間に形成される空間６６と周壁部６０の内周側に形成される中空部５８Ａとは、間隙６５を介して繋がっている。
【００６２】
カバー部５９には先端部（下端部）から中空部５８Ａに貫通するノズル挿通孔６７が形成され、空気流路形成体５６は、このノズル挿通孔６７に振動体１のノズル部１５を挿入した状態で下側ハウジング３０に取り付けられている。ノズル挿通孔６７の直径は、ノズル部１５の外周の直径より大きく構成され、ノズル部１５の外周面とノズル挿通孔６７との間には、間隙６８が形成されている。したがって、空間６６は、間隙６３と間隙６５を介して中空部５８Ａに、そして間隙６８を通ってノズル部１５の下端部の外部の空間に繋がっている。
【００６３】
下側ハウジング３０の側部には、図示外のエアコンプレッサに繋がり、コンプレッサから送られる空気を空間６６に送り込む送風管６９が接続されている。この送風管６９から空間６６に送り込まれた空気は、周壁部６０に沿って周壁部６０全周の空間６６に流れ、突出部６２の周囲の間隙６３と突出部６２の上方に形成される間隙６５を通って中空部５８Ａに流れる。そして、中空部５８Ａに流れた空気は間隙６８から外部に送出される。したがって、液体霧化部３で霧化された液体ミストに間隙６８から送風することで、液体ミストが下方に向かって噴霧される。
【００６４】
空間６６の上方には上述したように突出部６２が設けられている。このように突出部６２を設けることで、送風管６９から空間６６に送りこまれた空気が中空部５８Ａ側に流れ難くなっている。そのため、送風管６９から空間６６に送りこまれた空気を空間６６全体に、すなわち周壁部６０の全周の空間６６に均一に行き亘らせることができ、中心線Ｘの全周の間隙６５から均一な量で空気を中空部５８Ａに流れ込ませることができる。この結果、間隙６８を流れる空気はノズル部１５の外周部分において均一なものとなる。
【００６５】
これに対し、突出部６２が形成されない場合には、空間６６に流れ込む空気は、送風管６９に近い偏った位置の間隙６５から中空部５８Ａに入り易くなり、中空部５８Ａから間隙６８を通って外部に送出される空気が中心線Ｘに対して偏った位置に送出され易くなる。突出部６２を設けることで、中心線Ｘの全周の間隙６５から中空部５８Ａに中心線Ｘの周りに均一な量で空気を流れ込ませることができ、間隙６８から送出される空気も中心線Ｘの回りに均一の量とすることができる。そのため、液体霧化部３で霧化された液体ミストに対し、中心線Ｘの周囲に均一な量の空気で送風することができ、中心線Ｘに周りに均一な量で液体ミストを噴射することができる。
【００６６】
また、突出部６２の凹部６１側の面は、下方から上方に向かって外周側に向かう傾斜の傾斜面７０となっている。そのため、空間６６に流れた空気がスムーズに間隙６３および間隙６５側に流れることができる。例えば、傾斜面３９を図中点線で示すように段部７１としたときには、空間６６から間隙６３へ、そして間隙６５に流れる空気の流れに段部７１で渦流等の乱れが生じ易くなり、間隙６８から送出される空気にも乱れが生じ均一な液体ミストを噴射できない虞がある。しかしながら、傾斜面７０を形成することで、空間６６に流れた空気がスムーズに間隙６３と間隙６５を介して中空部５８Ａに流れることができ、間隙６８から送出される空気も乱れの少ないものとすることができ、均一な液体ミストを噴射することができる。
【００６７】
また、周壁部６０の内周面７２も上端縁５６Ａから下方に向かって内周に向かう傾斜面７２Ａを有し、さらに内周面７２の面の方向が変る部分である稜部７２Ｂと稜部７２Ｃは、曲面に形成されている。このように中空部５８Ａを囲む内周面７２を形成することで、中空部５８Ａ内を流れる空気の流れをスムーズなものとすることができ、間隙６８から送出される空気も乱れの少ないものとすることができるため均一な液体ミストを噴射することができる。
【００６８】
なお、本実施の形態においては、送風管６９は、空気の送り込み方向を中心線Ｘと直交する方向に設定されている。しかしながら、中心線Ｘに対して斜め方向としたり、中心線Ｘと交差しない方向に空気を送り込むようにしてもよい。
【００６９】
ところで、振動体１は、上述したように、下側ホーン８および上側ホーン９の長さや形状あるいは材質等を適切に設定することにより、下側ホーン８の下端部に位置する液体霧化部３に、振動の振幅が最大となる腹部を位置させることで、液体霧化部３に付着した液体を効率的に霧化させることができる。そして、振動体１をできるだけ上側ハウジング３２や下側ハウジング３０その他の構成部材から独立して振動できるように構成することで、振動体１の振動に振動体１以外の部材が影響し難くなり、液体霧化部３を所定の振幅で振動させ易くなる。また、振動体１の設計を行う際に、振動体１の振動の腹部を液体霧化部３に位置させる設計を行い易くなる。
【００７０】
本実施の形態の液体供給機構４においては、管体１９の管体挿通孔２０に挿入されている部分と、管体１９の開口部１９Ａから液体霧化部３までの管体挿通孔２０とは、下側ホーン８内に配設され、液体を液体霧化部３に供給するホーン内液体供給手段として構成されている。また、管体１９の管体挿通孔２０に挿入されていない部分を含めて、管体挿通孔２０より上方の液体供給機構４の部分は、下側ホーン８内に配設されていないホーン外液体供給手段として構成されている。そして、管体１９の管体挿通孔２０に挿入されている部分と管体挿通孔２０より上方の液体供給機構４の部分は、振動体１に対して非固定となっている。
【００７１】
すなわち、振動体１は、Ｏリング４０，４４のみを介してハウジング２に支持され、振動体１にはＯリング４０，４４のみが接している。このため、振動体１の振動に振動体１以外の部材が影響し難く、液体霧化部３を所定の振幅で振動させ易くなる。
【００７２】
また、下側ホーン８および上側ホーン９の長さや形状あるいは材質等を適切に設定するという振動体１の設計を行う際に、振動の腹部を液体霧化部３に位置させる構成とすることが容易となる。また、振動体１の振動の腹部を液体霧化部３に位置させることができる振動体１の設計を容易に行うことができる結果、下側ホーン８および上側ホーン９等の形状や構成をシンプルにすることが可能となり、また、下側ホーン８および上側ホーン９を形成する材質等についても選択の幅が広がることで振動の特性を安定させることが可能となる。また、振動体１はＯリング４０，４４のみを介してハウジング２に支持されているため、振動体１の振動が他の部材に伝わり難く、電歪素子１０，１１に印加される交流電圧の電力量から振動体１の振動への変換効率の向上を図ることができる。
【００７３】
なお、液体霧化装置１００においては、継手４８は上側ハウジング３２の液体供給機構保持部３５にねじ結合されている。そして、管体１９は管体挿通孔２０の直径より細い直径であり、管体１９は、非接触または非接触に近い状態で管体挿通孔２０に挿入されている。つまり、液体供給機構４を振動体１に対して非固定とする構成であり、振動体１が上側ハウジング３２や下側ハウジング３０その他の構成部材から独立して振動できる構成に近い構成となっている。
【００７４】
また、管体１９を管体挿通孔２０に挿入することで、液体供給機構４を振動体１に非固定の構成としながら、液体移送用パイプ４７から供給される液体を液体霧化部３に確実に供給することができる。
【００７５】
液体霧化装置１００においては、液体供給機構４と振動体１とが独立した別の部材として構成されている。そのため、例えば、液体供給機構４と振動体１のいずれかが故障した場合に、故障した側の交換を簡単に行うことができる。特に、液体供給機構４の継手４８が上側ハウジング３２に対して雄ねじ５１Ａと雌ねじ３５Ｃによりねじ結合しているため、液体供給機構４の上側ハウジング３２との着脱は雄ねじ５１Ａと雌ねじ３５Ｃのねじ結合を解除するのみで簡単に行うことができる。
【００７６】
（変形例１）
図２に上述した実施の形態に係る液体霧化装置１００の変形例である液体霧化装置２００を示す。図２は、液体霧化装置２００を側方から見たとき側方断面図であり、上述の液体霧化装置１００と同様の部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００７７】
液体霧化装置１００における管体１９は、その下端部の開口部１９Ａを液体霧化部３の近傍に位置するように、上側ホーン９の管体挿通孔２０のほぼ全長に亘って管体１９が挿入されている。これに対し、液体霧化装置２００は、管体挿通部２０の上端部分のみに管体１９を挿入するようにしている。
【００７８】
この液体霧化装置２００は、管体１９の管体挿通孔２０に挿入された部分と、管体１９が挿入されている部分より下側の管体挿通孔２０がホーン内液体供給手段として構成されている。このため、管体１９から流出した液体は、管体挿通孔２０内を落下（流れ）し液体霧化部３に流れる。管体挿通孔２０の液体霧化部３の近傍には内周の直径が狭い細径部２０１が形成されている。そのため管体１９から流れ出た液体は細径部２０１において管体挿通孔２０に接触し液体霧化部３に流れ易くなるように構成されている。
【００７９】
（変形例２）
図３に上述した実施の形態に係る液体霧化装置１００の変形例である液体霧化装置３００を示す。図３は、液体霧化装置３００を側方から見たとき側方断面図であり、上述の液体霧化装置１００と同様の部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８０】
液体霧化装置１００における管体１９は、その下端部の開口部１９Ａを液体霧化部３の近傍に位置するように、上側ホーン９の管体挿通孔２０のほぼ全長に亘って管体１９が挿入されている。これに対し、液体霧化装置３００においては、管体１９は管体挿通孔２０に挿入されていない。また、下側ホーン８には、管体挿通孔２０に換えて、管体１９から流れ出た液体が直接ながれる液体流路３０１が形成され、この液体流路３０１がホーン内液体供給手段として構成されている。
【００８１】
液体流路３０１は、管体１９と同じ太さの直径となっている。管体１９から流れ出た液体は、被支持部１８の上端面に開口する液体流路３０１の開口部３０２から液体流路３０１内に入り、液体流路３０１を流れて液体霧化部３に流れる。開口部３０２は、上方に向かって開口径が大きくなるロート状を呈している。下側ホーン８の被支持部１８の突出部１８Ａと液体供給機構保持部３５の内周面との間には、シール部材３０３が備えられ管体１９から流れ出て液体流路３０１に入りきらなかった液体が中空部３４Ｃ側に流れ落ちないように構成されている。なお、管体１９の液体流出部となる開口部１９Ａをできるだけ液体流路３０１の上端の開口部３０２に近づけることで、管体１９から流れ出る液体を確実に液体流路３０１に流入させ易くなる。
【００８２】
（変形例３）
図４に上述した実施の形態に係る液体霧化装置１００の変形例である液体霧化装置４００を示す。図４は、液体霧化装置４００を側方から見たとき側方断面図であり、上述の液体霧化装置１００と同様の部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８３】
液体霧化装置１００は、図示外の液体貯留部内の液体を液体移送用パイプ４により管体１９側に導くように構成されている。これに対し、液体霧化装置４００は、液体移送用パイプ４７を介すことなく、継手４８を直接、液体貯留部４０１に接続する構成としたものである。
【００８４】
（変形例４）
図５に上述した実施の形態に係る液体霧化装置１００の変形例である液体霧化装置５００を示す。図５は、液体霧化装置５００を側方から見たとき側方断面図であり、上述の液体霧化装置１００と同様の部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８５】
上述した実施の形態およびその変形例１から３で説明した液体霧化装置１００から４００においては、ナット部４９は継手４８に固定されている。しかしながら、図５に示すように継手４８に、抜止ナット５３の雌ねじ部５３Ａにねじ結合するとともに、液体供給機構保持部３５の雌ねじ部３５Ｃにもねじ結合する雄ねじ部５０１を上下方向に連続して設け、そして、ナット部４９の内周に、雄ねじ部５０１にねじ結合する雌ねじ部５０２を形成し、ナット部４９を継手４８にねじ結合してもよい。
【００８６】
このように構成することによりナット部４９を雄ねじ部５０１と雌ねじ部５０２のリードにしたがって、ナット部４９を上下に変位させることができる。つまり、ナット部４９の位置を変えることにより、ハウジング接続部５１の中空部３５Ａへの挿入量を所望に規制できる。そのため、管体１９の開口部１９Ａと下側ホーン８の液体霧化部３との間隔を、液体の粘度等に応じて、開口部１９Ａから流れ出た液体が液体霧化部３に流れ易くなるように適切に設定することできる。なお、この図５に示すナット部４９の構成は、液体霧化装置１００から４００についても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の実施の形態に係る液体霧化装置の断面図である。
【図２】図１に示す液体霧化装置の第１の変形例を示す図である。
【図３】図１に示す液体霧化装置の第２の変形例を示す図である。
【図４】図１に示す液体霧化装置の第３の変形例を示す図である。
【図５】図１に示す液体霧化装置の第４の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００８８】
１００，２００，３００，４００，５００ ・・・ 液体霧化装置
１ ・・・ 振動体
２ ・・・ ハウジング（振動体保持手段）
３ ・・・ 液体霧化部
７ ・・・ ホーン
１０，１１ ・・・ 電歪素子（超音波発振子）
１９ ・・・ 管体
１９Ａ ・・・ 開口部（液体流出部）
１９Ｃ ・・・ 開口部（液体流入部）
３５Ｃ ・・・ 結合部（雌ねじ部）
４８ ・・・ 継手
４９ ・・・ ナット部（規制手段）
５１Ａ ・・・ 結合部（雄ねじ部）
５２Ａ ・・・ 端面（上端面）
３０１ ・・・ 液体流路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波発振子と、この超音波発振子から発振された振動を増幅するホーンとを有する振動体と、
上記ホーンに備えられ、液体に対し超音波振動を与えることで液体を霧化する液体霧化部と、
上記ホーン内に配設され上記液体霧化部に上記液体を供給するホーン内液体供給手段と、
上記ホーン外に配設され上記ホーン内液体供給手段に上記液体を供給するホーン外液体供給手段と、
上記振動体を保持する振動体保持手段と、
を備える液体霧化装置において、
上記ホーン外液体供給手段は、上記振動体に対して非固定である、
ことを特徴とする液体霧化装置。
【請求項２】
前記ホーン内液体供給手段の少なくとも一部は前記振動体に対して非固定の管体であり上記管体の液体流出部は前記ホーン内に挿入されていることを特徴とする請求項１に記載の液体霧化装置。
【請求項３】
前記ホーン外液体供給手段と前記管体とは継手により接続され、上記継手と前記振動体保持手段とは互いにねじ結合するねじ結合部を有することを特徴とする請求項２に記載の液体霧化装置。
【請求項４】
前記継手は、前記振動体保持手段に対するねじ結合のねじ結合量を規制する規制手段を有していることを特徴とする請求項３に記載の液体霧化装置。
【請求項５】
前記規制手段は、前記継手に前記ねじ結合量を規制する方向に変位可能にねじ結合していることを特長とする請求項４に記載の液体霧化装置。
【請求項６】
前記管体は前記継手内に挿入され、前記管体の液体流入部は、前記継手の端面より突出していることを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の液体霧化装置。
【請求項７】
前記管体と前記継手とは、前記継手の端面から前記管体の液体流入部側の端部が突出する部分において液密に封止されていることを特徴とする請求項６に記載の液体霧化装置。
【請求項１】
超音波発振子と、この超音波発振子から発振された振動を増幅するホーンとを有する振動体と、
上記ホーンに備えられ、液体に対し超音波振動を与えることで液体を霧化する液体霧化部と、
上記ホーン内に配設され上記液体霧化部に上記液体を供給するホーン内液体供給手段と、
上記ホーン外に配設され上記ホーン内液体供給手段に上記液体を供給するホーン外液体供給手段と、
上記振動体を保持する振動体保持手段と、
を備える液体霧化装置において、
上記ホーン外液体供給手段は、上記振動体に対して非固定である、
ことを特徴とする液体霧化装置。
【請求項２】
前記ホーン内液体供給手段の少なくとも一部は前記振動体に対して非固定の管体であり上記管体の液体流出部は前記ホーン内に挿入されていることを特徴とする請求項１に記載の液体霧化装置。
【請求項３】
前記ホーン外液体供給手段と前記管体とは継手により接続され、上記継手と前記振動体保持手段とは互いにねじ結合するねじ結合部を有することを特徴とする請求項２に記載の液体霧化装置。
【請求項４】
前記継手は、前記振動体保持手段に対するねじ結合のねじ結合量を規制する規制手段を有していることを特徴とする請求項３に記載の液体霧化装置。
【請求項５】
前記規制手段は、前記継手に前記ねじ結合量を規制する方向に変位可能にねじ結合していることを特長とする請求項４に記載の液体霧化装置。
【請求項６】
前記管体は前記継手内に挿入され、前記管体の液体流入部は、前記継手の端面より突出していることを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の液体霧化装置。
【請求項７】
前記管体と前記継手とは、前記継手の端面から前記管体の液体流入部側の端部が突出する部分において液密に封止されていることを特徴とする請求項６に記載の液体霧化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−１２５７１３（Ｐ２００９−１２５７１３Ａ）
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３０６２４６（Ｐ２００７−３０６２４６）
【出願日】平成１９年１１月２７日（２００７．１１．２７）
【出願人】（５０５２２７０４３）野村ユニソン株式会社 (25)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月２７日（２００７．１１．２７）
【出願人】（５０５２２７０４３）野村ユニソン株式会社 (25)
【Ｆターム（参考）】
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