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JP2016010748A - Ultrasonic vibration unit - Google Patents
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic vibration unit which has a vibration structure suitable for storing a piezoelectric vibrator in a housing.SOLUTION: An ultrasonic vibration unit 10 comprises: a piezoelectric vibrator 12; and a plate 14 to be vibrated which extends in the expansion/contraction direction at the time of electric conduction of the piezoelectric vibrator 12, and in which one part thereof is jointed to the piezoelectric vibrator 12 and a non-junction part 14B not jointed to the piezoelectric vibrator 12 vibrates in its thickness direction due to flexural vibration generated in a junction part 14A with the piezoelectric vibrator 12 on the basis of the expansion/contraction of the piezoelectric vibrator 12.

Description

本発明は、超音波振動ユニットに関する。   The present invention relates to an ultrasonic vibration unit.

平板状の圧電振動子の一端辺の側に被振動板を部分的に重ねて固着した超音波振動ユニットが開示されている(特許文献1参照)。   An ultrasonic vibration unit in which a vibration plate is partially overlapped and fixed to one end side of a flat plate piezoelectric vibrator is disclosed (see Patent Document 1).

特開2006−61785号公報JP 2006-61785 A

しかしながら、上記した従来例においては、圧電振動子を収容する筐体については、特に考慮されておらず、超音波振動ユニットは、美観性や圧電振動子への液体の付着を防止する観点から、圧電振動子を筐体内に収容することが望ましい。   However, in the above-described conventional example, the housing that accommodates the piezoelectric vibrator is not particularly considered, and the ultrasonic vibration unit is from the viewpoint of preventing aesthetics and adhesion of liquid to the piezoelectric vibrator. It is desirable to accommodate the piezoelectric vibrator in the housing.

本発明は、上記実情を考慮して案出されたものであり、圧電振動子を筐体内に収容するのに好適な、従来にはない新たな振動構造の超音波振動ユニットを提供することを目的とする。   The present invention has been devised in view of the above circumstances, and provides an ultrasonic vibration unit having a new vibration structure that is suitable for housing a piezoelectric vibrator in a housing and has a new vibration structure. Objective.

請求項1に係る超音波振動ユニットは、圧電振動子と、前記圧電振動子の通電時の伸縮方向に延在し、その一部が前記圧電振動子に接合され、前記圧電振動子の伸縮に基づき、前記圧電振動子との接合部に生じるたわみ振動により、前記圧電振動子に接合されない非接合部がその厚さ方向に振動する被振動板と、を有している。   The ultrasonic vibration unit according to claim 1 extends in the expansion / contraction direction when the piezoelectric vibrator and the piezoelectric vibrator are energized, and a part of the piezoelectric vibrator unit is joined to the piezoelectric vibrator to extend and contract the piezoelectric vibrator. The non-joint portion that is not joined to the piezoelectric vibrator vibrates in the thickness direction due to flexural vibration generated at the joint portion with the piezoelectric vibrator.

この超音波振動ユニットでは、圧電振動子と被振動板との接合部に生じるたわみ振動により、非接合部をその厚さ方向に振動させることができるため、従来にはない新たな振動構造の超音波振動ユニットを提供することができる。
In this ultrasonic vibration unit, the non-bonded portion can be vibrated in the thickness direction due to the flexural vibration generated at the bonded portion between the piezoelectric vibrator and the vibration plate. A sonic vibration unit can be provided.

請求項2の発明は、請求項1に記載の超音波振動ユニットにおいて、前記被振動板の振動時における振動の節となる位置を保持する保持部を備えている。   According to a second aspect of the present invention, in the ultrasonic vibration unit according to the first aspect of the present invention, the ultrasonic vibration unit includes a holding portion that holds a position that becomes a vibration node during vibration of the vibration plate.

この超音波振動ユニットでは、保持部が、被振動板における振動の節の位置を保持しているので、被振動板の振動効率の低下を抑制することができる。   In this ultrasonic vibration unit, since the holding unit holds the position of the vibration node on the vibration plate, it is possible to suppress a decrease in vibration efficiency of the vibration plate.

請求項3の発明は、請求項2に記載の超音波振動ユニットにおいて、前記圧電振動子を収容する筐体を有し、前記被振動板は、前記保持部に対して前記圧電振動子の反対側の部分が前記筐体から露出している。   According to a third aspect of the present invention, in the ultrasonic vibration unit according to the second aspect of the present invention, the ultrasonic vibration unit includes a housing that houses the piezoelectric vibrator, and the vibration plate is opposite to the piezoelectric vibrator with respect to the holding portion. The side portion is exposed from the housing.

この超音波振動ユニットでは、圧電振動子が筐体に収容されており、被振動板のうち保持部に対して圧電振動子の反対側の部分が筐体から露出している。つまり、圧電振動子が外部に露出していない。このため、超音波振動ユニットの美観性を向上させることができる。   In this ultrasonic vibration unit, the piezoelectric vibrator is accommodated in the casing, and a portion of the vibrating plate opposite to the piezoelectric vibrator with respect to the holding portion is exposed from the casing. That is, the piezoelectric vibrator is not exposed to the outside. For this reason, the aesthetics of an ultrasonic vibration unit can be improved.

請求項4の発明は、請求項2又は請求項3に記載の超音波振動ユニットにおいて、前記被振動板が、前記圧電振動子に接合されると共に前記保持部に保持される支持部材と、前記支持部材に接合され前記圧電振動子の振動により霧化対象を霧化する微細孔領域を有する多孔板とを有している。   According to a fourth aspect of the present invention, in the ultrasonic vibration unit according to the second or third aspect, the vibration plate is bonded to the piezoelectric vibrator and supported by the holding portion; And a perforated plate having a microporous region that is bonded to a support member and atomizes an atomization target by vibration of the piezoelectric vibrator.

この超音波振動ユニットでは、被振動板が支持部材と多孔板とを有しているので、支持部材の大きさや厚みをたわみ振動等を考慮のうえ、自由に設計することができる。また、被振動板において、支持部材が保持部に保持されているので、多孔板が保持部に保持されることはない。このため、多孔板の長寿命化が図れる。さらに、多孔板を構成する材料を可及的に少なくすることができるので、コスト面でも有利である。   In this ultrasonic vibration unit, since the vibration plate has the support member and the porous plate, the size and thickness of the support member can be freely designed in consideration of flexural vibration and the like. Further, in the vibration plate, since the support member is held by the holding portion, the porous plate is not held by the holding portion. For this reason, the lifetime of a perforated panel can be extended. Furthermore, since the material constituting the perforated plate can be reduced as much as possible, it is advantageous in terms of cost.

請求項5の発明は、請求項2〜請求項4のいずれか1項に記載の超音波振動ユニットにおいて、前記保持部をシール部材としている。
この超音波振動ユニットでは、保持部がシール部材であるため、圧電振動子側への霧化対象の浸入を防止できる。このため、圧電振動子を霧化対象から保護することができ、圧電振動子をコーティング等により保護しなくてもよい。
According to a fifth aspect of the present invention, in the ultrasonic vibration unit according to any one of the second to fourth aspects, the holding portion is a seal member.
In this ultrasonic vibration unit, since the holding portion is a seal member, it is possible to prevent the atomization target from entering the piezoelectric vibrator side. For this reason, the piezoelectric vibrator can be protected from the atomization target, and the piezoelectric vibrator need not be protected by coating or the like.

以上説明したように、請求項1に記載の超音波振動ユニットによれば、従来にはない新たな振動構造の超音波振動ユニットを提供することができる。   As described above, according to the ultrasonic vibration unit of the first aspect, it is possible to provide an ultrasonic vibration unit having a new vibration structure that is not conventionally provided.

請求項2に記載の超音波振動ユニットによれば、被振動板の振動効率を維持することができる、という優れた効果が得られる。   According to the ultrasonic vibration unit of the second aspect, it is possible to obtain an excellent effect that the vibration efficiency of the vibration plate can be maintained.

請求項3に記載の超音波振動ユニットによれば、超音波振動ユニットの美観性を向上させることができる、という優れた効果が得られる。   According to the ultrasonic vibration unit of the third aspect, an excellent effect that the aesthetics of the ultrasonic vibration unit can be improved is obtained.

請求項4に記載の超音波振動ユニットによれば、被振動板において、支持部材の設計の自由度を高めつつ、多孔板の長寿命化が図れるとともに、コスト面でも有利である、という優れた効果が得られる。   According to the ultrasonic vibration unit of the fourth aspect, in the vibration plate, it is possible to extend the life of the perforated plate while increasing the degree of freedom in designing the support member, and it is advantageous in terms of cost. An effect is obtained.

請求項5に記載の超音波振動ユニットによれば、保持部がシール部材であるため、圧電振動子側への霧化対象の浸入を防止でき、圧電振動子を霧化対象から保護することができる、という優れた効果が得られる。   According to the ultrasonic vibration unit of the fifth aspect, since the holding portion is a seal member, the intrusion of the atomization target to the piezoelectric vibrator side can be prevented, and the piezoelectric vibrator can be protected from the atomization target. The excellent effect of being able to be obtained is obtained.

本実施形態に係る超音波振動ユニットを示す模式的な断面図である。It is typical sectional drawing which shows the ultrasonic vibration unit which concerns on this embodiment. (A)圧電振動子が伸縮していない状態を示す模式的な断面図である。(B)圧電振動子が伸びることにより、被振動板との接合部にたわみ振動(たわみ変形)が生じている状態を示す模式的な断面図である。(A) It is a typical sectional view showing the state where the piezoelectric vibrator is not expanded and contracted. (B) It is typical sectional drawing which shows the state which the bending vibration (flexure deformation | transformation) has arisen in the junction part with a to-be-vibrated board by extending a piezoelectric vibrator. 第2実施形態に係る超音波振動ユニットを示す模式的な断面図である。It is typical sectional drawing which shows the ultrasonic vibration unit which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態の変形例に係る超音波振動ユニットを示す模式的な断面図である。It is typical sectional drawing which shows the ultrasonic vibration unit which concerns on the modification of 2nd Embodiment. 第3実施形態に係る超音波振動ユニットを示す模式的な断面図である。It is typical sectional drawing which shows the ultrasonic vibration unit which concerns on 3rd Embodiment. 第4実施形態に係る超音波振動ユニットを示す模式的な断面図である。It is typical sectional drawing which shows the ultrasonic vibration unit which concerns on 4th Embodiment.

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

[第1実施形態]
図1において、本実施形態に係る超音波振動ユニット10は、霧化対象の一例たる液体を霧化する霧化装置に用いられるものであり、圧電振動子12と、被振動板14と、筐体16と、保持部18と、を有している。
[First Embodiment]
In FIG. 1, an ultrasonic vibration unit 10 according to the present embodiment is used in an atomization device that atomizes a liquid as an example of an atomization target, and includes a piezoelectric vibrator 12, a vibration plate 14, a housing. It has a body 16 and a holding part 18.

圧電振動子12は、高周波電圧を印加することにより振動する、例えば円環板状に形成されたセラミック製の超音波振動子である。圧電振動子12には、一対のリード線(図示せず)が取り付けられる。一方のリード線はホット側の電線であり、圧電振動子12の厚さ方向の一方の面に薄膜状の電極(図示せず)を介して接続される。他方のリード線はアース側の電線であり、圧電振動子12の厚さ方向の他方の面に薄膜状の電極(図示せず)を介して接続される。   The piezoelectric vibrator 12 is a ceramic ultrasonic vibrator that is vibrated by applying a high-frequency voltage, for example, formed in an annular plate shape. A pair of lead wires (not shown) is attached to the piezoelectric vibrator 12. One lead wire is a hot-side electric wire and is connected to one surface in the thickness direction of the piezoelectric vibrator 12 via a thin film electrode (not shown). The other lead wire is an earth-side wire, and is connected to the other surface in the thickness direction of the piezoelectric vibrator 12 via a thin film electrode (not shown).

被振動板14は、圧電振動子12の通電時の伸縮方向に延在し、その一部が圧電振動子12に接合されている。この被振動板14は、圧電振動子12の伸縮に基づき、圧電振動子12との接合部14Aに生じるたわみ振動により、圧電振動子12に接合されていない非接合部14Bがその厚さ方向に振動するようになっている。   The vibration plate 14 extends in the expansion / contraction direction when the piezoelectric vibrator 12 is energized, and a part thereof is joined to the piezoelectric vibrator 12. The vibration plate 14 has a non-joined portion 14B that is not joined to the piezoelectric vibrator 12 in the thickness direction due to flexural vibration generated in the joined portion 14A with the piezoelectric vibrator 12 based on expansion and contraction of the piezoelectric vibrator 12. It comes to vibrate.

被振動板14は、支持部材34と、多孔板36とを有している。支持部材34は、圧電振動子12に接合される、例えば円盤状に形成された金属板であり、圧電振動子12の厚さ方向の一方の面に固定されている。被振動板14の厚さは、圧電振動子12の通電時の伸縮により、圧電振動子12との接合部14Aがたわみ振動するような厚さに設定されている。また、被振動板14は、圧電振動子12の下面全体に接合されており、接合部14Aの面積は該下面の面積と同等となっている。従って、図1に示されるように、被振動板14の接合部14Aの径方向の長さは、被振動板が圧電振動子の下面のごく一部に接合される従来構造(図示せず)と比較して、より長く確保されている。支持部材34の中心には、例えば円形の貫通孔34Bが形成されている。被振動板14において、後述する保持部18に保持されるのは、この支持部材34である。
なお、被振動板14は、圧電振動子12の下面全体に接合されている必要はなく、圧電振動子12との接合部14Aがたわみ振動できる範囲で接合されていればよい。
The vibration plate 14 includes a support member 34 and a porous plate 36. The support member 34 is a metal plate that is bonded to the piezoelectric vibrator 12 and formed in a disk shape, for example, and is fixed to one surface of the piezoelectric vibrator 12 in the thickness direction. The thickness of the vibrating plate 14 is set such that the joint 14A with the piezoelectric vibrator 12 is flexibly vibrated by expansion and contraction when the piezoelectric vibrator 12 is energized. Further, the vibration plate 14 is bonded to the entire lower surface of the piezoelectric vibrator 12, and the area of the bonded portion 14A is equal to the area of the lower surface. Therefore, as shown in FIG. 1, the length in the radial direction of the joining portion 14A of the vibration plate 14 is the conventional structure (not shown) in which the vibration plate is bonded to a small part of the lower surface of the piezoelectric vibrator. Compared to, it is secured longer. At the center of the support member 34, for example, a circular through hole 34B is formed. In the vibration plate 14, it is this support member 34 that is held by a holding portion 18 described later.
Note that the vibration plate 14 does not need to be bonded to the entire lower surface of the piezoelectric vibrator 12, and may be bonded within a range in which the joint portion 14 </ b> A with the piezoelectric vibrator 12 can be flexibly vibrated.

多孔板36は、支持部材34に接合される部材である。この多孔板36は、例えば円盤状に形成され、支持部材34の貫通孔34Bを跨いで、該貫通孔34Bの周縁に接合されている。多孔板36は、圧電振動子12の振動により液体を霧化する微細孔領域24を有している。この微細孔領域24には、多数の微細な貫通孔(図示せず)が形成されている。貫通孔の大きさは用途によって異なり、2〜80μm程度である。なお、貫通孔の大きさは、この範囲に限定されるものではない。微細孔領域24は、圧電振動子12の作動による被振動板14の振動時に、該微細孔領域24に直接又は給液手段を介して供給される液体(図示せず)を通過させて霧化することが可能となっている。   The perforated plate 36 is a member joined to the support member 34. The perforated plate 36 is formed, for example, in a disk shape, and is joined to the periphery of the through hole 34B across the through hole 34B of the support member 34. The perforated plate 36 has a micropore region 24 that atomizes a liquid by the vibration of the piezoelectric vibrator 12. A large number of fine through holes (not shown) are formed in the fine hole region 24. The size of the through hole varies depending on the application and is about 2 to 80 μm. Note that the size of the through hole is not limited to this range. When the vibration plate 14 is vibrated by the operation of the piezoelectric vibrator 12, the micropore region 24 is atomized by passing a liquid (not shown) supplied directly or via liquid supply means to the micropore region 24. It is possible to do.

多孔板36の中央には、その厚さ方向の一方、例えば上方(液体の霧化方向)にドーム状に隆起した凸部36Aが形成されている。この凸部36Aは、支持部材34の貫通孔34Bの例えば上方に位置している。微細孔領域24は、この凸部36Aに設けられている。   At the center of the perforated plate 36, a convex portion 36A is formed that protrudes in a dome shape in one of its thickness directions, for example, upward (in the direction of liquid atomization). The convex portion 36A is located, for example, above the through hole 34B of the support member 34. The micropore region 24 is provided in the convex portion 36A.

筐体16は、圧電振動子12を収容する部材であり、例えば樹脂を用いて構成されている。この筐体16は、被振動板14の厚さ方向の一方側に位置する基部26と、該厚さ方向の他方側に位置する蓋部28とを有している。基部26の中央には、液体(図示せず)を通すための貫通部26Aが形成されている。基部26及び蓋部28は、圧電振動子12とは接触していない。   The casing 16 is a member that accommodates the piezoelectric vibrator 12, and is configured using, for example, resin. The housing 16 has a base portion 26 located on one side in the thickness direction of the vibration plate 14 and a lid portion 28 located on the other side in the thickness direction. In the center of the base portion 26, a through portion 26A for passing a liquid (not shown) is formed. The base portion 26 and the lid portion 28 are not in contact with the piezoelectric vibrator 12.

蓋部28の中央には、被振動板14の例えば微細孔領域24を露出させるための貫通部28Aが形成されている。貫通部26A,28Aは、同等の内径を有し、かつ同軸上に配置されている。蓋部28における貫通部28Aの周囲は、環状の厚肉部28Bとなっている。厚肉部28Bは、その周囲の一般部28Cと比較して厚く形成された部位である。この厚肉部28Bは、圧電振動子12の内周面よりも径方向内側において、被振動板14側(基部26の内面側)に突出している。蓋部28の外面では、厚肉部28Bと一般部28Cは面一であり、境目はない。基部26にも同様に、厚肉部26Bと一般部26Cが設けられている。   In the center of the lid portion 28, a through portion 28A for exposing, for example, the fine hole region 24 of the vibration plate 14 is formed. The through portions 26A and 28A have the same inner diameter and are arranged coaxially. The periphery of the through portion 28A in the lid portion 28 is an annular thick portion 28B. The thick part 28B is a part formed thicker than the surrounding general part 28C. The thick portion 28B protrudes toward the vibration plate 14 (inner surface side of the base portion 26) on the radially inner side from the inner peripheral surface of the piezoelectric vibrator 12. On the outer surface of the lid portion 28, the thick portion 28B and the general portion 28C are flush with each other and have no boundary. Similarly, the base portion 26 is provided with a thick portion 26B and a general portion 26C.

保持部18は、被振動板14の振動時における振動の節Nとなる位置を保持する部材である。この保持部18は、筐体16と被振動板14との間に設けられ、圧電振動子12から離れた位置で被振動板14を保持すると共に、被振動板14の露出側と圧電振動子12側との間を区画している。換言すれば、被振動板14は、保持部18に対して、圧電振動子12と反対側の部分、具体的には多孔板36が位置する中央部が筐体16から露出している。具体的には、保持部18は、例えばリング状のシール部材であり、基部26の厚肉部26Bと被振動板14との間、及び蓋部28の厚肉部28Bと被振動板14との間に夫々設けられている。保持部18が振動の節Nを保持することを模式的に示すため、図面では保持部18が断面三角形のエッジ状に描かれている。保持部18をエッジ状とすると、保持部18が被振動板14に当接する領域を狭くして、被振動板14の振動効率の低下を抑制することができる。保持部18としてOリングを使用する場合には、保持部18の断面は略円形となる。振動の節Nは、振動時の振幅がほぼ0の部位である。節Nの位置は、被振動板14を実際に振動させる等して、容易に求めることができる。   The holding portion 18 is a member that holds a position that becomes a vibration node N when the vibration plate 14 vibrates. The holding portion 18 is provided between the housing 16 and the vibration plate 14, holds the vibration plate 14 at a position away from the piezoelectric vibrator 12, and the exposed side of the vibration plate 14 and the piezoelectric vibrator. It is divided between the 12 side. In other words, the vibrating plate 14 is exposed from the housing 16 at a portion opposite to the piezoelectric vibrator 12 with respect to the holding portion 18, specifically, a central portion where the porous plate 36 is located. Specifically, the holding portion 18 is, for example, a ring-shaped seal member, and is provided between the thick portion 26B of the base portion 26 and the vibration plate 14 and between the thick portion 28B and the vibration plate 14 of the lid portion 28. Are provided respectively. In order to schematically show that the holding portion 18 holds the vibration node N, the holding portion 18 is drawn in an edge shape having a triangular cross section in the drawing. When the holding portion 18 has an edge shape, a region where the holding portion 18 abuts on the vibration plate 14 can be narrowed, and a decrease in vibration efficiency of the vibration plate 14 can be suppressed. When an O-ring is used as the holding unit 18, the cross section of the holding unit 18 is substantially circular. The vibration node N is a portion where the amplitude during vibration is substantially zero. The position of the node N can be easily obtained by actually vibrating the vibrating plate 14 or the like.

超音波振動ユニット10は、圧電振動子12の伸縮に基づいて被振動板14をたわみ振動させるようになっている。本実施形態では、圧電振動子12は、その径方向に伸縮し、被振動板14は、その厚さ方向にたわみ振動するようになっている。   The ultrasonic vibration unit 10 is configured to flexibly vibrate the vibration plate 14 based on expansion and contraction of the piezoelectric vibrator 12. In the present embodiment, the piezoelectric vibrator 12 expands and contracts in the radial direction, and the vibration plate 14 flexes and vibrates in the thickness direction.

(作用)
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。まず、図2において、圧電振動子12による被振動板14のたわみ振動(たわみ変形)について説明する。図2(A)及び(B)では、簡単のため、被振動板14は、圧電振動子12の下面の全面に接合され、圧電振動子12と被振動板14の長さは互いに等しく描かれている。なお、図2(A)は、圧電振動子12が伸縮していない状態を示している。
図2(B)に示されるように、圧電振動子12が伸びると、圧電振動子12は、接合部14Aを介して被振動板14と一体となっているため、圧電振動子12と被振動板14は、一体となってたわみ変形(湾曲)する。
また、圧電振動子12が縮むと、圧電振動子12と被振動板14は、一体となって上記伸びの時とは反対方向にたわみ変形(湾曲)する。
(Function)
This embodiment is configured as described above, and the operation thereof will be described below. First, referring to FIG. 2, the flexural vibration (deflection deformation) of the vibration plate 14 by the piezoelectric vibrator 12 will be described. 2A and 2B, for simplicity, the vibration plate 14 is bonded to the entire lower surface of the piezoelectric vibrator 12, and the lengths of the piezoelectric vibrator 12 and the vibration plate 14 are drawn to be equal to each other. ing. 2A shows a state where the piezoelectric vibrator 12 is not expanded or contracted.
As shown in FIG. 2B, when the piezoelectric vibrator 12 is extended, the piezoelectric vibrator 12 is integrated with the vibration plate 14 via the joint 14A. The plate 14 is bent and deformed (curved) integrally.
When the piezoelectric vibrator 12 is contracted, the piezoelectric vibrator 12 and the vibration plate 14 are integrally deformed (curved) in a direction opposite to that when the piezoelectric vibrator 12 is extended.

このように、圧電振動子12が伸縮したとき、被振動板14の接合部14Aが圧電振動子12と一体となってたわみ変形するため、通電時の圧電振動子12の伸縮により、被振動板14の接合部14Aが圧電振動子12と一体となってたわみ振動する。図1に示されるように、このたわみ振動により、被振動板14のうち圧電振動子12に接合されない非接合部14Bがその厚さ方向に振動する。被振動板14における多孔板36は、振動の腹(振幅が最も大きくなる位置)に位置している。多孔板36に供給される液体(図示せず)は、多孔板36の振動により微細孔領域24を通過する際に霧化される。微細孔領域24は、多孔板36においてドーム状に隆起した凸部36Aに形成されているので、液体を霧化する場合の霧化効率を向上させることができる。   Thus, when the piezoelectric vibrator 12 expands and contracts, the joint 14A of the vibration plate 14 is bent and deformed integrally with the piezoelectric vibrator 12, so that the vibration plate is expanded by the expansion and contraction of the piezoelectric vibrator 12 when energized. The 14 joining portions 14 </ b> A are flexibly vibrated integrally with the piezoelectric vibrator 12. As shown in FIG. 1, the flexural vibration causes the non-bonded portion 14 </ b> B of the vibrating plate 14 that is not bonded to the piezoelectric vibrator 12 to vibrate in the thickness direction. The perforated plate 36 in the vibration plate 14 is located at the antinode (position where the amplitude is the largest) of vibration. A liquid (not shown) supplied to the perforated plate 36 is atomized when passing through the micropore region 24 due to the vibration of the perforated plate 36. Since the micropore region 24 is formed on the convex portion 36A that is raised in a dome shape in the porous plate 36, the atomization efficiency in the case of atomizing the liquid can be improved.

この超音波振動ユニット10では、圧電振動子12が筐体16に収容されており、被振動板14のうち保持部18に対して圧電振動子12の反対側の部分が筐体16から露出している。つまり、圧電振動子12が外部に露出していない。つまり、保持部18が、被振動板14の露出側と圧電振動子12側との間を区画している。このため、超音波振動ユニット10の美観性を向上させることができる。   In this ultrasonic vibration unit 10, the piezoelectric vibrator 12 is accommodated in the housing 16, and a portion of the vibration plate 14 opposite to the piezoelectric vibrator 12 with respect to the holding portion 18 is exposed from the housing 16. ing. That is, the piezoelectric vibrator 12 is not exposed to the outside. That is, the holding portion 18 partitions the exposed side of the vibration plate 14 and the piezoelectric vibrator 12 side. For this reason, the aesthetics of the ultrasonic vibration unit 10 can be improved.

また、超音波振動ユニット10では、被振動板14が支持部材34と多孔板36とを有しているので、支持部材34の大きさや厚みをたわみ振動等を考慮のうえ、自由に設計することができる。また、被振動板14において、支持部材34が保持部18に保持されているので、多孔板36が保持部18に保持されることはない。このため、被振動板14において、支持部材34の設計の自由度を高めつつ、多孔板36の長寿命化を図ることができる。また、多孔板36を構成する材料を可及的に少なくすることができるので、コスト面でも有利である。   In the ultrasonic vibration unit 10, the vibration plate 14 includes the support member 34 and the porous plate 36. Therefore, the size and thickness of the support member 34 can be freely designed in consideration of flexural vibration and the like. Can do. Further, since the support member 34 is held by the holding portion 18 in the vibration plate 14, the porous plate 36 is not held by the holding portion 18. For this reason, in the vibration plate 14, the life of the porous plate 36 can be extended while increasing the degree of freedom in designing the support member 34. Moreover, since the material which comprises the perforated panel 36 can be reduced as much as possible, it is advantageous also in terms of cost.

本実施形態では、保持部18が、被振動板14における振動の節Nの位置を保持しているので、保持部18が被振動板14の振動の妨げとなることをできる限り抑制することができる。このため、該被振動板14の振動効率の低下を抑制することができる。   In the present embodiment, since the holding unit 18 holds the position of the vibration node N in the vibration plate 14, it is possible to suppress the holding unit 18 from interfering with the vibration of the vibration plate 14 as much as possible. it can. For this reason, it is possible to suppress a decrease in vibration efficiency of the vibration plate 14.

更に、超音波振動ユニット10では、保持部18がシール部材であるため、該超音波振動ユニット10により液体を霧化する場合において、被振動板14の露出側から非露出側、即ち圧電振動子12側への液体の浸入が防止できる。圧電振動子12を液体から保護することができるため、該圧電振動子12をコーティング等により保護しなくてもよい。   Further, in the ultrasonic vibration unit 10, since the holding portion 18 is a sealing member, when the liquid is atomized by the ultrasonic vibration unit 10, the exposed side of the vibration plate 14 is not exposed, that is, the piezoelectric vibrator. Intrusion of liquid into the 12 side can be prevented. Since the piezoelectric vibrator 12 can be protected from the liquid, the piezoelectric vibrator 12 need not be protected by a coating or the like.

[第2実施形態]
図3において、本実施形態に係る超音波振動ユニット20では、被振動板14における支持部材34の中央に、その厚さ方向の一方、例えば上方(液体の霧化方向)に隆起した凸部34Aが形成されている。多孔板36は、この凸部34Aに接合されている。
[Second Embodiment]
In FIG. 3, in the ultrasonic vibration unit 20 according to the present embodiment, a convex portion 34 </ b> A that protrudes at the center of the support member 34 in the vibration plate 14 in one of the thickness directions, for example, upward (in the direction of liquid atomization). Is formed. The perforated plate 36 is joined to the convex portion 34A.

本実施形態では、支持部材34において凸部34Aの曲げ剛性が比較的高いため、支持部材34がたわみ振動したときに、凸部34Aの曲げ変形を抑制しつつ、該凸部34Aを振動させることができる。多孔板36は、該凸部34Aに接合されているので、多孔板36の曲げ変形も抑制される。このため、多孔板36の耐久性を向上させることができる。   In the present embodiment, since the flexural rigidity of the convex portion 34A in the support member 34 is relatively high, when the support member 34 undergoes flexural vibration, the convex portion 34A is vibrated while suppressing the bending deformation of the convex portion 34A. Can do. Since the porous plate 36 is joined to the convex portion 34A, bending deformation of the porous plate 36 is also suppressed. For this reason, the durability of the porous plate 36 can be improved.

他の部分については、第1実施形態と同様であるので、同一の部分には図面に同一の符号を付し、説明を省略する。   Since other parts are the same as those in the first embodiment, the same parts are denoted by the same reference numerals in the drawings, and the description thereof is omitted.

[第2実施形態の変形例]
図4において、本実施形態に係る超音波振動ユニット20Aでは、多孔板36は、上述したドーム状に隆起した凸部36Aがない平坦状であり、支持部材34の中央に形成された貫通孔34Bの上方が微細孔領域24となっている。
他の部分については、第2実施形態と同様であるので、同一の部分には図面に同一の符号を付し、説明を省略する。
[Modification of Second Embodiment]
In FIG. 4, in the ultrasonic vibration unit 20 </ b> A according to the present embodiment, the perforated plate 36 has a flat shape without the convex portion 36 </ b> A protruding in the above-described dome shape, and a through hole 34 </ b> B formed in the center of the support member 34. A fine pore region 24 is located above.
Since other parts are the same as those of the second embodiment, the same parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

[第3実施形態]
図5において、本実施形態に係る超音波振動ユニット30では、被振動板14が例えば平面視が矩形に構成され、例えば平面視が略矩形の圧電振動子12が該被振動板14の長手方向の一端に接合されている。被振動板14が矩形であることから、圧電振動子12に近い側と遠い側に保持部18が設けられている。2箇所の保持部18の間には、基部26の貫通部26A及び蓋部28の貫通部28Aが位置している。保持部18は、被振動板14における振動の節Nとなる位置に設けられている。
[Third Embodiment]
In FIG. 5, in the ultrasonic vibration unit 30 according to the present embodiment, the vibration plate 14 has a rectangular shape in plan view, for example, and the piezoelectric vibrator 12 having a substantially rectangular shape in plan view has a longitudinal direction of the vibration plate 14. It is joined to one end. Since the vibration plate 14 is rectangular, the holding portions 18 are provided on the side closer to and far from the piezoelectric vibrator 12. Between the two holding parts 18, the penetration part 26A of the base part 26 and the penetration part 28A of the cover part 28 are located. The holding portion 18 is provided at a position where the vibration plate 14 becomes a vibration node N.

超音波振動ユニット30では、圧電振動子12が被振動板14の長手方向の一端に接合されているが、圧電振動子12は外部に露出していない。また、保持部18は、被振動板14における振動の節Nとなる位置に設けられているので、該保持部18が被振動板14の振動の妨げとなることをできる限り抑制することができる。このため、被振動板14の振動効率を維持しつつ、超音波振動ユニット30の美観性を向上させることができる。   In the ultrasonic vibration unit 30, the piezoelectric vibrator 12 is bonded to one end in the longitudinal direction of the vibration plate 14, but the piezoelectric vibrator 12 is not exposed to the outside. Moreover, since the holding part 18 is provided in the position used as the vibration node N in the vibrating plate 14, it can suppress as much as possible that this holding part 18 becomes the obstruction of the vibration of the vibrating plate 14. FIG. . For this reason, the aesthetics of the ultrasonic vibration unit 30 can be improved while maintaining the vibration efficiency of the vibration plate 14.

他の部分については、第1実施形態と同様であるので、同一の部分には図面に同一の符号を付し、説明を省略する。   Since other parts are the same as those in the first embodiment, the same parts are denoted by the same reference numerals in the drawings, and the description thereof is omitted.

[第4実施形態]
図6において、本実施形態に係る超音波振動ユニット40では、被振動板14が例えば円盤状の金属板で構成されている。被振動板14の中央には、その厚さ方向の一方、例えば上方(液体の霧化方向)にドーム状に隆起した凸部14Cが形成されている。微細孔領域24は、この凸部14Cに設けられている。
[Fourth Embodiment]
In FIG. 6, in the ultrasonic vibration unit 40 according to the present embodiment, the vibration plate 14 is made of, for example, a disk-shaped metal plate. At the center of the vibrating plate 14, a convex portion 14 </ b> C is formed that protrudes in a dome shape in one of the thickness directions, for example, upward (in the direction of liquid atomization). The micropore region 24 is provided in the convex portion 14C.

本実施形態では、被振動板14にドーム状の凸部14Cが形成されており、該凸部14Cの下面側の凹部で液体を拘束し易い。液体を霧化するための微細孔領域24は、該凸部14Cに設けられているので、超音波振動ユニット40により液体を霧化する場合の霧化効率を向上させることができる。   In the present embodiment, a dome-like convex portion 14C is formed on the vibration plate 14, and the liquid is easily constrained by the concave portion on the lower surface side of the convex portion 14C. Since the fine hole region 24 for atomizing the liquid is provided in the convex portion 14C, the atomization efficiency when the liquid is atomized by the ultrasonic vibration unit 40 can be improved.

他の部分については、第1実施形態と同様であるので、同一の部分には図面に同一の符号を付し、説明を省略する。   Since other parts are the same as those in the first embodiment, the same parts are denoted by the same reference numerals in the drawings, and the description thereof is omitted.

[他の実施形態]
以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明の実施形態は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
[Other Embodiments]
As mentioned above, although an example of embodiment of this invention was demonstrated, embodiment of this invention is not limited above, In addition to the above, in a range which does not deviate from the main point, it can implement variously. Of course there is.

例えば、被振動板14の構成は、各実施形態に記載したものに限られない。被振動板14は、平坦な支持部材34(図1)に、図4に示すような平坦状の多孔板を接合したものでもよい。また、図6に示される被振動板14から凸部14Cを除いて、該被振動板14を平坦に形成してもよい。被振動板14は、微細孔領域24を有していなくてもよい。   For example, the configuration of the vibration plate 14 is not limited to that described in each embodiment. The vibration plate 14 may be obtained by bonding a flat perforated plate as shown in FIG. 4 to a flat support member 34 (FIG. 1). Further, the vibration plate 14 may be formed flat by removing the convex portion 14C from the vibration plate 14 shown in FIG. The vibration plate 14 does not need to have the fine hole region 24.

保持部18が、被振動板14における振動の節Nとなる位置を保持するものとしたが、これに限られず、被振動板14の振動効率への影響が少なければ、保持部18が振動の節N以外の位置に設定されていてもよい。
また、上述したいずれの実施形態においても、圧電振動子12の端部と被振動板14の端部とが面一のものを例示したが、被振動板14の端部が圧電振動子12の端部よりも僅かに突き出ていてもよい。
さらに、上述したいずれの実施形態においても、超音波振動ユニットをメッシュ型の霧化装置に適用したものを例示したが、本発明に係る超音波振動ユニットの適用範囲は任意である。また、霧化対象の一例として、液体を挙げたが、霧化対象は液体に限られるものではなく、粉体、粘性体等であってもよい。
The holding unit 18 holds the position where the vibration plate 14 becomes the vibration node N. However, the holding unit 18 is not limited to this, and if the influence on the vibration efficiency of the vibration plate 14 is small, the holding unit 18 may vibrate. It may be set at a position other than the node N.
Further, in any of the above-described embodiments, the end of the piezoelectric vibrator 12 and the end of the vibration plate 14 are exemplified, but the end of the vibration plate 14 is the same as that of the piezoelectric vibrator 12. It may protrude slightly from the end.
Furthermore, in any of the above-described embodiments, the ultrasonic vibration unit is applied to a mesh atomizer, but the application range of the ultrasonic vibration unit according to the present invention is arbitrary. Moreover, although the liquid was mentioned as an example of the atomization object, the atomization object is not restricted to a liquid, A powder, a viscous body, etc. may be sufficient.

10 超音波振動ユニット
12 圧電振動子
14 被振動板
14A 接合部
14B 非接合部
16 筐体
18 保持部
20 超音波振動ユニット
20A 超音波振動ユニット
24 微細孔領域
30 超音波振動ユニット
34 支持部材
36 多孔板
40 超音波振動ユニット
N 節
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Ultrasonic vibration unit 12 Piezoelectric vibrator 14 Vibrating plate 14A Joining part 14B Non-joining part 16 Case 18 Holding part 20 Ultrasonic vibration unit 20A Ultrasonic vibration unit 24 Micropore area 30 Ultrasonic vibration unit 34 Support member 36 Porous Plate 40 Ultrasonic Vibration Unit N Section

Claims (5)

圧電振動子と、
前記圧電振動子の通電時の伸縮方向に延在し、その一部が前記圧電振動子に接合され、前記圧電振動子の伸縮に基づき、前記圧電振動子との接合部に生じるたわみ振動により、前記圧電振動子に接合されない非接合部がその厚さ方向に振動する被振動板と、
を有する超音波振動ユニット。
A piezoelectric vibrator;
Extending in the expansion and contraction direction when the piezoelectric vibrator is energized, a part of which is joined to the piezoelectric vibrator, and based on the expansion and contraction of the piezoelectric vibrator, the flexural vibration generated at the joint with the piezoelectric vibrator, A vibration plate in which a non-bonded portion that is not bonded to the piezoelectric vibrator vibrates in the thickness direction;
An ultrasonic vibration unit.
前記被振動板の振動時における振動の節となる位置を保持する保持部を備えた請求項1に記載の超音波振動ユニット。   The ultrasonic vibration unit according to claim 1, further comprising a holding portion that holds a position that becomes a vibration node when the vibration plate is vibrated. 前記圧電振動子を収容する筐体を有し、
前記被振動板は、前記保持部に対して前記圧電振動子と反対側の部分が前記筐体から露出している請求項2に記載の超音波振動ユニット。
A housing for housing the piezoelectric vibrator;
The ultrasonic vibration unit according to claim 2, wherein a portion of the vibration plate opposite to the piezoelectric vibrator with respect to the holding portion is exposed from the housing.
前記被振動板は、前記圧電振動子に接合されると共に前記保持部に保持される支持部材と、前記支持部材に接合され前記圧電振動子の振動により霧化対象を霧化する微細孔領域を有する多孔板とを有する請求項2又は請求項3に記載の超音波振動ユニット。   The vibration plate has a support member that is bonded to the piezoelectric vibrator and held by the holding portion, and a micropore region that is bonded to the support member and atomizes the atomization target by vibration of the piezoelectric vibrator. The ultrasonic vibration unit according to claim 2, further comprising a perforated plate. 前記保持部がシール部材である請求項2〜請求項4のいずれか1項に記載の超音波振動ユニット。   The ultrasonic vibration unit according to claim 2, wherein the holding portion is a seal member.
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