(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
振動部の芯材と接触した部分に両面を貫通する微細孔が形成されており、押圧体における振動部の芯材と接触した部分と対向する部分を除く部分が該振動部の他方面に接触している請求項1又は2のいずれかに記載の液体噴霧装置。
振動部の幅方向中央部に芯材が接触しており、押圧体の幅方向中央部が振動部の幅方向中央部と対向しており、押圧体における幅方向中央部を除く両側部が該振動部の他方面に接触している請求項1乃至3のいずれかに記載の液体噴霧装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところが、前記特許文献1に開示された液体噴霧装置においては、振動子が極薄板状であって僅かな外力によって簡単に歪でしまうことから、振動子毎に芯材との接触面積に違いが生じ、これにより、同一条件下で使用しても液体噴霧装置毎に噴霧液の消費量にばらつきが発生していた。
【0006】
そこで、本発明者は、同一条件下で使用した場合において、例え振動子が歪んでいたとしても噴霧液の消費量にばらつきを軽減させることができる液体噴霧装置を得ることを技術的課題として、その具現化をはかるべく、試行錯誤的に試作・実験を重ねた結果、貯留タンクに貯留された噴霧液を該貯留タンク外へ吸い上げる芯材と該芯材に接触して噴霧液を霧化させる振動板を支持する支持体とを備えた液体噴霧装置において、振動板の元端側を支持体に支持し、振動板の支持体から突出する振動部の一方面に芯材を接触させると共に他方面に押圧体を接触させ、押圧体によって振動部の芯材と接触した部分よりも先端側に位置する部分を芯材側へ押さえ付ければ、振動板が歪んでいたとしても噴霧液の消費量にばらつきが生じ難くすることができるという刮目すべき知見を得、前記技術的課題を達成したものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記技術的課題は、次の通りの本発明によって解決できる。
【0008】
すなわち、本発明に係る液体噴霧装置は、貯留タンクに貯留された噴霧液を該貯留タンク外へ吸い上げる芯材と該芯材に接触して噴霧液を霧化させる振動板を支持する支持体とを備えた液体噴霧装置であって、振動板の元端側が支持体に支持されており、振動板の支持体から突出する振動部の一方面に芯材が接触していると共に他方面に押圧体が接触しており、押圧体が振動部の芯材と接触した部分よりも先端側に位置する部分を芯材側へ押さえ付けるものである。
【0009】
また、本発明は、前記液体噴霧装置において、押圧体が支持体に設置されており、押圧体が支持体の重量を利用して該振動部を芯材側へ押さえ付けるものである。
【0010】
また、本発明は、前記いずれかの液体噴霧装置において、振動部の芯材と接触した部分に両面を貫通する微細孔が形成されており、押圧体における振動部の芯材と接触した部分と対向する部分を除く部分が該振動部の他方面に接触しているものである。
【0011】
また、本発明は、前記いずれかの液体噴霧装置において、振動部の幅方向中央部に芯材が接触しており、押圧体の幅方向中央部が振動部の幅方向中央部と対向しており、押圧体における幅方向中央部を除く両側部が該振動部の他方面に接触しているものである。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、振動板の元端側を支持体に支持し、振動板の支持体から突出する振動部の一方面に芯材を接触させると共に他方面に押圧体を接触させ、押圧体によって振動部の芯材と接触した部分よりも先端側に位置する部分を芯材側へ押さえ付ける構成を採用したので、振動板が弓形状に反った状態で芯材に接触することによって該振動板の歪みが強制され、これにより、振動板の芯材に対する接触面積が均一化されて噴霧液の消費量のばらつきが均一化される。また、振動板が張った状態に保たれるため、振動板の振動が強くなってより遠くまで霧化した噴霧液を飛ばすことができる一方、霧化した噴霧液の飛散時に生じる音が低減する。また、振動板の振動が強くなるため、振動板に対する電圧の印加量を減らしても従来の液体噴霧装置と同量の噴霧液を霧化することができ、消費電力を抑えることができる。さらに、ケースに対して回転可能に取り付けられた支持体に押圧体を設置し、ケースに対して回転自由にした状態の支持体に取り付けられた振動板の振動部を芯材の先端部前側に対して他方面側(前面側)を前方上方に向けた状態で接触し、支持体の重量を利用して振動部の先端側を押圧体によって押さえ付けることによって振動部を撓ませることにより、振動部先端側の芯材前面に対する傾斜角度が小さくなり、これにより、振動部先端側に噴霧液が溜まり難くなって該噴霧液の付着を防止することができる。
【0013】
従って、本発明の産業上利用性は非常に高いといえる。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【0017】
本実施の形態に係る液体噴霧装置1は、
図1に示すように、前面側を構成する蓋部材2と、後面側を構成する本体部材3とからなるケース4を備えており、ケース4の内部には、
図2に示すように、噴霧液を貯留する噴霧液貯留ユニット5と、噴霧液貯留ユニット5に貯留された噴霧液を霧化する振動板ユニット6と、振動板ユニット6に電力を供給する電源ユニット7とが収納されている。
【0018】
蓋部材2は、
図2、
図3及び
図4に示すように、略中央に霧化された噴霧液を排出する噴霧口8が設けられた前面9から後方に向かって左・右側面10,11及び上・下面12,13が立ち上がるように伸びており、左・右側面10,11及び下面13は、上面12よりも長尺状に伸びている。そして、左・右側面10,11の内側には、後方上端部に本体部材3と連結するための嵌合軸14が対向状に突出しており、また、噴霧口8よりも上方に当たる位置に振動板ユニット6を支持するための支持板15が対向状に設けられている。なお、両支持板15には、
図4に示すように、連結穴16が形成されており、連結穴16は、円形穴17と該円形穴17から点対称に伸びる一対の扇形穴18とから構成されている(
図4に示された連結孔16の拡大図参照)。また、下面13には、一対のロック穴19が設けられている。
【0019】
本体部材3は、
図2及び
図5に示すように、蓋部材2の両側面10,11に挟まれるように配置される後面20から前方に向かって左・右側面21,22及び上面23が立ち上がるように伸びている。そして、左・右側面10,11の後方上端部には、蓋部材2の嵌合軸14が嵌り込む嵌合穴24が形成されている。よって、蓋部材2は、本体部材3の嵌合穴24に嵌り込んだ嵌合軸14を回転軸として本体部材3に対して回動可能に連結される。なお、ケース4の上面は、短尺状に形成された蓋部材2の上面12と本体部材3の上面
23とによって形成されるようになっている。
【0020】
また、本体部材3の後面20内側には、上部に電源ユニット7が収納されるボックス25が固定されていると共に、下部に噴霧液貯留ユニット5が設置される支持棚26が固定されている。さらに、本体部材3の下端には、横向きU字状の弾性板27が上側に位置する先端のみを後面20に固定して前方に突出しており、弾性板27の下側に位置する先端から下方に向かって突出したロックピン28が弾性板27の撓みによって上下方向に移動可能になっている。これにより、本体部材3に対して蓋部材2を閉じた際に、本体部材3のロックピン28が蓋部材2のロック穴19に嵌り込んで本体部材3に対する蓋部材2の開閉がロックされる。なお、本体部材3の後面20内側に対して支持棚26を上下方向に可動又は付替えできるようにすれば、異なる大きさの噴霧液貯留ユニット5でも設置することができる。
【0021】
噴霧液貯留ユニット5は、
図2及び
図5に示すように、噴霧液を貯留する貯留タンク29と、貯留タンク29から噴霧液を吸い上げる芯材35が固定された吸液ホルダー30とから構成されている。
【0022】
貯留タンク29は、吸液ホルダー30を差し込むための開口部31を上面前側に有している。そして、開口部31は、貯留タンク29の上面から突出するように形成されており、外周面の先端側及び元端側が大径に形成されており、これにより、先端側と元端側との間に段溝部32が形成されている。
【0023】
吸液ホルダー30は、貯留タンク29の開口部31に嵌り込んで固定される外筒部33と、外筒部33の中空に通されて貯留タンク29の内部から外部へと伸びる内筒部34とを備えており、内筒部34の中空に貯留タンク29内の噴霧液を毛細管現象によって吸い上げる円柱状の芯材35が固定されている。なお、外筒部33と内筒部34とは、両筒部33,34間に形成される隙間の一部を残して連結橋36が架け渡されており、これにより、貯留タンク29の内圧と外圧とが同一に保たれるため、気温の上昇による内圧の上昇に伴って貯留タンク29内の噴霧液が噴出すことを防止することができる。また、内筒部34の貯留タンク29の外部へと伸びる先端側は、芯材35の貯留タンク29から突出する先端側を被覆すように形成されており、芯材35の先端部37前側のみが露出するように開口窓38が形成されている。また、外筒部34には、外周を周回するようにシール体39が固定されている。
【0024】
なお、貯留タンク29の開口部31に形成された段溝部32にキャップ(図示せず)を嵌め込むことによって貯留タンク29から噴霧液が蒸発することを防止することができる。
【0025】
また、芯材35は、円柱状に形成されている。芯材35の素材としては、フェルト、天然パルプからなる不織布、ポリプロピレンやポロエチレン等の繊維を撚糸したものを使用すればよい。
【0026】
電源ユニット7は、
図2及び
図5に示すように、電池や制御基板などから構成されており、ボックス25内に収納される。そして、ボックス25の下面には、下方に伸びる一対の垂下片40,40に支持される後側挟持板41と、一対の垂下片40,40の間からボックス25の下方に伸びる支持片42とが備えられている。後側挟持板41は、前方に向かって開口するU字状に形成されており、支持棚26に設置された貯留タンク29の段溝部32に嵌り込む形状に形成されている。なお、ボックス25の後側挟持板41に貯留タンク29の段溝部32が嵌り込んだ状態において、貯留タンク29の開口部31から突出する内筒部34の後側が支持片42によって支持される。また、蓋部材2の内側には、
図3及び
図4に示すように、後側挟持板41と対向するように位置付けられる前側挟持板43が突出している。
【0027】
電源ユニット7の電源電圧は、液体噴霧装置1によって噴霧液を噴霧する空間の広さに対応させて大きく設定すればよく、例えば、DC4.5V、6.0V、7.5Vの電池を使用すればよく、電圧の大きさを切り替えることができるようにしてもよい。また、電源ユニット7の電源としては、コンセントなどから供給されるACを変換器によってDCへ変換して使用すればよく、電池と変換器とを両方搭載して適宜切り替えて使用できるようにしてもよい。
【0028】
振動板ユニット6は、
図2、
図3及び
図4に示すように、凹状の支持体44と、支持体44の横棒部45中央から突出するように固定される薄板状の振動板46とから構成されており、横棒部45には、振動板46の両側に平行に位置付けられる一対の保護片47が設けられている。また、支持体44の縦棒部48,48の先端には、外方へ向かって突出する連結軸49が設けられており、連結軸49は、円形軸50と該円形軸50から点対称に伸びる規制軸51とを備えている(
図4に示された連結軸49の拡大図参照)。そして、支持体44は、両連結軸49を蓋部材2の内側に設けられた支持板15の連結穴16に嵌め込むことにより、蓋部材2の両支持板15に対して回転可能に架け渡された状態となる。但し、支持体44の回転は、連結軸49の規制軸51と連結穴16の扇形穴18との干渉によって規制される。
【0029】
振動板46は、
図6に示すように、元端側がブロック体52に固定されており、ブロック体52を支持体44の両保護片47間に形成された凹部53に嵌め込むことにより、振動部54を支持体44の両保護片47間から突出させた状態になっている。また、振動板46の振動部54における一方面側には、芯材35が位置付けられており、振動板46の振動部54における他方面側には、両保護片47間に架け渡された円柱状の押圧棒55(押圧体)が位置付けられている。これにより、押圧棒55は、振動部54の支持体44に対する突出方向に対して横切るように配置される(
図8参照)。なお、振動板46の振動部54には、幅方向中央部に該振動部54の両面へ貫通する微細孔(図示せず)が複数形成されている。また、振動板46は、弾力を有している。
【0030】
次に、本実施の形態に係る液体噴霧装置1の組み立て方法を説明する。
【0031】
先ず、本体部材3のボックス25に電源ユニット7を収納する。また、蓋部材2の両支持板15に形成された連結穴16に支持体44の連結軸49を嵌め込んで該蓋部材2の両側面10,11に支持体44を架け渡す。続いて、蓋部材2の両嵌合軸14を本体部材3の両嵌合穴24に差し込んで本体部材3に対して蓋部材2を回動可能に連結する。この後、電源ユニット7から伸びる電線(図示せず)を振動板ユニット6の振動板46に連結させる。続いて、貯留タンク29の開口部31に吸液ホルダー30を差し込んでなる噴霧液貯留ユニット5を本体部材3の支持棚26に設置し、噴霧液貯留ユニット5の段溝部32を後側挟持板41に嵌め込む。最後に、本体部材3に対して蓋部材2を閉じ、本体部材3のロックピン28を蓋部材2のロック穴19に嵌め込むことにより、本体部材3に対する蓋部材2の開閉をロックする。なお、この時、蓋部材2の前側挟持片43が噴霧
液貯留ユニット5の段溝部32に嵌り込み、噴霧
液貯留ユニット5が前・後側挟持片43,41によって挟まれた状態で固定される。
【0032】
そして、蓋部材2の噴霧口8から振動板46と該振動板46が接触した芯材35の先端部37とが覗いた状態となり、電源ユニット7から電力を供給して振動板46を振動させると、振動板46の振動によって芯材35に保持された噴霧液がミスト化して噴霧口8から前方上方に向かってケース4の外部へと飛散される。なお、振動板46と接触する芯体35の先端部37は、開口窓38から覗く前側以外の部分が吸液ホルダー30によって被覆されているため、振動板46よって霧化(ミスト化)された噴霧液がケース4の内部へと発散することが防止されると共に、芯材35から無駄に噴霧液が蒸発することを防止できる。
【0033】
なお、噴霧液貯留ユニット5を取り替える際には、蓋部材2のロック穴19にピン(図示せず)を差し込んでロックピン28を内方へ押すことによって本体部材3に対する蓋部材2のロックを解除し、本体部材3に対して蓋部材2を前方へ回動させる。次に、支持棚26から古い噴霧液貯留ユニット5を取り外し、当該後側挟持板41に新しい噴霧液貯留ユニット5を設置する。最後に、本体部材3に対して蓋部材2を閉じてロックすればよい。
【0034】
次に、本実施の形態に係る液体噴霧装置1の本体部材3に対して蓋部材2を開閉した際における支持体44と芯材35との位置関係を
図6〜
図9に基づいて説明する。なお、
図9においては、ケース4の下部、ボックス25及び電源ユニット7が省略されており、支持体44の連結軸
49と支持板15の連結穴16との関係を示す拡大図が示されている。
【0035】
先ず、本体部材3に対して蓋部材2を完全に閉じると、噴霧液貯留ユニット5が前・後側挟持板43,41によって挟まれた状態となってケース4内に固定される。また、
図6〜
図8及び
図9の(a)に示すように、支持体44が連結軸49(回転軸)を基点として前方下方へ傾斜した状態で、振動板46の振動部54における一方面(後面)が吸液ホルダー30の開口窓38から覗く芯材35の先端部37前側の角部56に接触すると共に、振動板46の振動部54における他方面(前面)が支持体44の両保護片47間に架け渡された押圧棒55に接触する。なお、押圧棒55は、振動板46の振動部54における芯材35と接触している位置よりも先端側に位置する部分に接触する。この時、振動板46の振動部54における他方面が前方に向いた状態で噴霧口8と対向する。
【0036】
また、この状態において、支持体44の連結軸49の規制軸51が連結穴16の扇形穴18に干渉しないため、支持体44は、上下方向への回転が規制されず、回転自由な状態となり、さらに、支持体44が連結軸49(回転軸)を基点として前方下方へ傾斜した状態になっていることから、支持体44の重心が支持体44の回転軸に対して前方側に位置付けられるため、支持体44に対して常に下方へ回転する力が働く。これにより、振動板46の振動部54における芯材35と接触した位置よりも先端側に位置する部分が支持体44の重量を利用して押圧棒55によって芯材35側(後方側)へ押さえ付けられると共に、振動板46の振動部54における芯材35と接触した位置が芯材35の角部56によって押圧棒55側(前方側)へ押し出された状態となり、これにより、薄板状の振動板46の振動部54は、弓形状に湾曲した状態で芯材35の角部56に対して押圧状態で接触する。
【0037】
次に、本体部材3に対して蓋部材2を完全に開くと、
図9の(b)に示すように、支持体44の連結軸49の規制軸51が連結穴16の扇形穴18に干渉した状態となり、支持体44の後方への回動が規制され、支持体44は、蓋部材2と共に持ち上げられる。これにより、振動板46の振動部54における一方面が芯材35の角部56から離れると共に、振動板46の振動部54に対する押圧棒55の押さえ付けが解除され、振動板46の振動部54は、弾力によって湾曲状態から平坦状態へ戻る。
【0038】
次に、本体部材3に対して蓋部材2をある程度閉じると、
図6及び
図9の(c)に示すように、振動板46の振動部54における一方面下端が芯材35の角部56に接触した状態となる。
【0039】
最後に、本体部材3に対して蓋部材2を完全に閉じると、
図9の(a)に示す状態となる。
【0040】
なお、本体部材3に対して蓋部材2を閉じた状態において、振動板46の振動部54が側面視弓形状に湾曲した状態で芯材35に接触するため、振動板46の振動部54の歪みが強制され、これにより、振動板46の振動部54の芯材35に対する接触面積が均一化されて液体噴霧装置1毎の噴霧液の消費量のばらつきが改善さ
れる。また、押圧棒55を振動板46の振動部54における芯材35と接触する位置よりも先端側の位置に接触させることにより、支持体44の自重による下方へ回転する力を効率良く振動部54に伝えることができ、これにより、振動板
46の振動部54が芯材35に対して強い力で押し付けられた状態となり、振動板
46の振動部54が弓形状に張った状態となることから、振動部54の振動の力が増して霧化した噴霧液をより遠くまで飛散させることができる一方、霧化した噴霧液の飛散時に生じる音が低減する。また、振動板
46の振動部54が弓形状に撓んだ状態になることにより、振動板
46の振動部54先端側の芯材35前面に対する傾斜角度が小さくなるため、振動部54の他方面上に噴霧液が溜まり難くなって固着し難くなる。
【0041】
また、蓋部材2の噴霧口8は、蓋部材2における振動板46の芯材35と接触する位置の前面と対面する部分が開口するように形成されており、振動板46の前方に噴霧口8から伸びる筒状の通路が形成されている。これにより、振動板46によって霧化された噴霧液が的確にケース4の外部へと飛散する。
【0042】
また、本実施の形態に係る芯材35は、周面が円形状に形成されており、さらに、振動子が芯材の先端部前側に対して支持アームの回動によって振動子ユニットの自重で押圧されて接触しているため、振動板46の後面と芯材35の先端部とを容易・的確に接触させることができる。
【0044】
本実施の形態は前記実施の形態1における押圧棒の変形例であり、
図10において、
図1〜
図9に示す符号と同一符号は、同一又は相当部分を示している。
【0045】
本実施の形態における押圧棒57(押圧体)は、
図8に示すように、四角柱状に形成されている。そして、押圧棒57は、振動板46の振動部54に形成された微細孔と対向する幅方向中央部が切り欠かれて振動部54に対して非接触状態になっており、幅方向中央部の両側部が振動部54に対して接触状態になっている。
【0046】
本実施の形態においては、振動部に対して押圧棒が微細孔を避けるように接触しているため、押圧棒が微細孔による噴霧液の霧化の妨げにならない。
【0047】
本発明における芯材は、前記実施の形態に示した形状のものに限定されず、少なくとも先端部の噴霧口と対向する前側に振動板の振動部における一方面と接触する突出した部分を有する形状のものであればよく、先端部の前側以外の形状については、噴霧液を吸い上げることができれば特に限定されない。
【0048】
本発明における噴霧液としては、芳香剤、消臭剤又は殺菌剤などがあるが、これに限定されることなく、振動板の超音波振動によって噴霧化できる薬剤であれば、他のものであってもよい。
【0049】
前記実施の形態1においては、芯材に対して支持体に固定された振動板を押圧状態で接触させる際に、支持体の回動軸に対する重心を該回動軸よりも前方に位置付けることにより、支持体に対して後方へ回動する力を働かせる手段を採用しているが、当該手段に限定されることなく、例えば、支持体と蓋部材の支持板との連結部分にバネなどの弾性体を配置して支持体が常に後方下方へ押圧された状態に保つ手段も採用することができる。
【0050】
前記各実施の形態においては、押圧体として棒状のものを使用しているが、振動板の振動部を押さえ付けることができるものであれば、形状は限定されない。但し、押圧体の振動部に対する接触面積が広くなると、振動部で霧化された噴霧液の飛散が阻害されるため、押圧体の振動部に対する接触面積は小さい方が好ましい。また、同様の理由により、押圧体自体の大きさも小さい方が好ましい。
【0051】
前記各実施の形態においては、押圧体を支持体に設置しているが、これに限定されることなく、例えば、押圧体を蓋部材の両側面に掛け渡すように取り付け、又は、押圧体を蓋部材の前面から内方へ突出するように取り付け、ケースの蓋部材を閉じた際に、当該押圧体が支持体に取り付けられた振動板の振動部先端側を押さえ付けるように配置してもよい。
【0052】
本発明においては、芯材に対して振動板の振動部の一方面が芯材に対して接触し、かつ、振動板の振動部先端側が他方面側から押圧体に押さえ付けられることにより、振動板の芯材と接触した部分を基点として振動部先端側が芯材側へ撓んだ状態になればよい。
【0054】
同一会社で製造された同一型番の振動板を取り付けた同一形態の液体噴霧装置を16台用意し、8台の液体噴霧装置には、押圧棒を取り付けず、残りの8台の液体噴霧装置には、押圧棒を取り付けた。そして、全ての液体噴霧装置の振動板に対して4.5Vの電圧を0.65秒間印加する作業を5分間隔で11日間繰り返し、所定日数経過毎に噴霧液の消費量を測定した。その結果を表1及び表2に示すと共に、各表の数値をプロットしたグラフを
図11に示す。なお、
図11中、実施例1〜8を実線にて示し、比較例1〜8を点線にて示す。
【0056】
表1及び2及び
図11を参照して実施例1〜8及び比較例1〜8のそれぞれの11日経過時点における噴霧液の消費量に関する標準偏差を計算したところ、実施例1〜8の11日経過時点における噴霧液の消費量の標準偏差は2.79であるのに対して、比較例1〜8の11日経過時点における噴霧液の消費量の標準偏差は4.00であり、実施例1〜8の方が比較例1〜4よりも噴霧液の消費量のばらつきが少ないことが分かる。なお、実施例1〜8の方が比較例1〜8よりも全体的に11日経過時点における噴霧液の消費量が多くなっている。これは、押圧棒の存在によって振動板の振動が強くなったためと考えられる。これにより、本発明によれば、振動板に対する電圧の印加量を減らしても従来の液体噴霧装置と同量の噴霧液を霧化させることができ、消費電力を抑えることができる。