JP2008073570A - Atomizer, and suction device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、弾性表面波素子を用いて液体を霧化する霧化器と、この霧化器によって霧化された微粒子を吸引するための吸引装置に関する。 The present invention relates to an atomizer that atomizes a liquid using a surface acoustic wave element, and a suction device for sucking fine particles atomized by the atomizer.
近年、薬液や香味液体を微粒子化し(霧化という)吸引するための吸引装置が提案されている。例えば、従来、薬液などの患者への投与は皮下注射等によって行われていたが、その代用として気管を通して吸引する方法が提案されている。また、タバコを燃焼させることなくタバコに似た香味を嗜好するために香味液体を霧化して吸引する擬似喫煙具も提案されている。 In recent years, a suction device has been proposed for sucking a chemical solution or flavor liquid into fine particles (referred to as atomization). For example, conventionally, administration of a drug solution or the like to a patient has been performed by subcutaneous injection or the like, but as an alternative, a method of sucking through a trachea has been proposed. In addition, a pseudo-smoking tool that atomizes and sucks a flavor liquid has been proposed in order to taste a flavor similar to tobacco without burning the tobacco.
これらのような吸引装置や擬似喫煙具は、液体を微粒子化することが求められ、様々な霧化器が開発されている。これら霧化器の代表的なものとして、弾性表面波素子によるもの、インクジェット技術によるものが知られている。 Such suction devices and simulated smoking devices are required to atomize a liquid, and various atomizers have been developed. Typical examples of these atomizers include those using surface acoustic wave elements and those using inkjet technology.
弾性表面波素子を用いるものとしては、IDT電極が形成される圧電基板からなる振動子と、IDT電極に接続され、弾性表面波を発生させる高周波電源部と、前記振動子とギャップを介して振動子の一部に配置されギャップ端にスリットが形成されるカバーと、ギャップに液体を供給する手段とを備える弾性表面波を用いた霧化器というものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 As the surface acoustic wave element, a vibrator composed of a piezoelectric substrate on which an IDT electrode is formed, a high-frequency power supply unit that is connected to the IDT electrode and generates a surface acoustic wave, and vibrates through the gap with the vibrator. There is known an atomizer using a surface acoustic wave provided with a cover that is arranged in a part of a child and in which a slit is formed at the end of the gap, and means for supplying a liquid to the gap (for example, Patent Document 1). reference).
また、液体吐出器としてインクジェットユニットを用い、インクジェットユニットから供給される液滴をさらに微粒子化する弾性表面波素子を用いた霧化器というものも知られている(例えば、特許文献2参照)。 There is also known an atomizer using a surface acoustic wave element that uses an ink jet unit as a liquid ejecting device and further atomizes droplets supplied from the ink jet unit (see, for example, Patent Document 2).
さらに、圧電基板上にIDT電極が形成され、この圧電基板の一部に凹部または金属薄膜からなる加熱反応部を形成し、この加熱反応部に供給された液体を励振させることにより加熱し、液体を霧化する霧化器というものが知られている(例えば、特許文献3参照)。 Further, an IDT electrode is formed on the piezoelectric substrate, and a heating reaction portion made of a concave portion or a metal thin film is formed on a part of the piezoelectric substrate, and the liquid supplied to the heating reaction portion is heated to excite the liquid. An atomizer that atomizes water is known (for example, see Patent Document 3).
また、液体吐出器としてインクジェット装置を用いて液体を微粒子化する霧化器が知られている(例えば、特許文献4参照)。 Further, an atomizer that atomizes a liquid using an ink jet device as a liquid ejector is known (see, for example, Patent Document 4).
また、上述の霧化器を用いた吸引装置として、利用者の口と連通する開口部を有するシリンダー内に、呼吸に対応して移動するピストンと、ピストンの位置を検出する検出手段と、薬液収容容器(カートリッジ)と、薬液を霧化するインクジェット装置と、吸引装置の駆動制御を行う電気制御部と、バッテリとを収納して、霧化された微粒子を銜え口部から吸引する吸引装置というものが知られている(例えば、特許文献4参照)。 Further, as a suction device using the above-described atomizer, a piston that moves in response to breathing in a cylinder having an opening communicating with a user's mouth, a detection means that detects the position of the piston, and a chemical solution A suction container that stores a container (cartridge), an ink jet device that atomizes a chemical, an electric control unit that controls driving of the suction device, and a battery, and sucks atomized fine particles from the mouth portion. Those are known (for example, see Patent Document 4).
上述した特許文献1及び特許文献2では、平板状の圧電基板上に液体を吐出し、吐出された液体は、弾性表面波素子の振動により弾性表面波の伝搬に沿って表面を流動、霧化、あるいは飛翔する。従って、液体は、圧電基板上から圧電基板外に流動するものが存在し、供給量に比べ霧化される量が減少してしまうことがある。
In
また、仮に、この霧化器を吸引装置に搭載した場合、圧電基板外に流動した液体が、制御部や液体供給手段等に付着し、制御部、液体供給手段の機能を損なうことが考えられる。 Also, if this atomizer is mounted on a suction device, the liquid that has flowed out of the piezoelectric substrate may adhere to the control unit, the liquid supply unit, etc., and impair the functions of the control unit and the liquid supply unit. .
また、上述した特許文献1では、振動子とカバーによって形成されるギャップ端の狭いスリットから液体を吐出し、ギャップにより液体を薄い膜として吐出し霧化している。ギャップ内では、液体の表面張力により、振動のON/OFFに伴い液体の供給を促している。しかしながら、ギャップ内においては液体が充填された状態となっているため、実際に霧化している領域(面積)が小さくなることから、霧化効率が低下するという課題を有する。
Further, in
特許文献2では、圧電基板(IDT電極を含む)の上面に親液性の膜を形成しているが、液体の圧電基板外への流出を防止することはできない。 In Patent Document 2, a lyophilic film is formed on the upper surface of a piezoelectric substrate (including IDT electrodes), but it is not possible to prevent the liquid from flowing out of the piezoelectric substrate.
また、特許文献3では、圧電基板の一部に凹部や金属薄膜などの加熱反応部を設けており、加熱反応部において液体を昇温させて霧化している。しかし、弾性表面波が伝搬する領域に凹部やIDT電極とは異なる電極間ピッチを有する金属薄膜を形成することにより、弾性表面波の位相速度が低下することが考えられ、励振効率を低下させ霧化効率が低下することが予測される。さらに、小さな凹部を設けたとしても、液体が圧電基板外に流出することを防止することは困難である。 Moreover, in patent document 3, the heating reaction part, such as a recessed part and a metal thin film, is provided in a part of piezoelectric substrate, and the liquid is heated up and atomized in the heating reaction part. However, it is conceivable that the surface velocity of the surface acoustic wave is reduced by forming a metal thin film having an inter-electrode pitch different from that of the recess and the IDT electrode in the region where the surface acoustic wave propagates. It is predicted that the conversion efficiency will decrease. Furthermore, even if a small recess is provided, it is difficult to prevent the liquid from flowing out of the piezoelectric substrate.
また、特許文献4による吸引装置は、シリンダー内に、ピストンと、ピストンの位置を検出する検出手段と、薬液収容容器(カートリッジ)と、インクジェット装置と、電気制御部と、バッテリとを収納して構成されている。吸引装置としては、薬液の補充や、バッテリの交換や充電などが必要となる。しかしながら、特許文献4による構造では、カートリッジやバッテリの交換が利用者にとって容易にできないという課題を有している。 Further, the suction device according to Patent Document 4 houses a piston, detection means for detecting the position of the piston, a chemical solution container (cartridge), an ink jet device, an electric control unit, and a battery in a cylinder. It is configured. As a suction device, it is necessary to replenish a chemical solution, replace a battery, or charge the battery. However, the structure according to Patent Document 4 has a problem that the user cannot easily replace the cartridge and the battery.
さらに、液体吐出器としてインクジェット装置を用いる場合には、微粒子化するための構造あるいは制御に配慮をしても液体の微粒子の大きさが直径3μm程度であることが記載されており、さらに小さい微粒子の形成には限界があると予測される。 Further, when an ink jet device is used as the liquid ejector, it is described that the size of the liquid fine particles is about 3 μm in diameter even if the structure or control for atomization is taken into consideration. There is a limit to the formation of
本発明の目的は、上述した課題を解決することを要旨とし、圧電基板上に供給された液体を効率よく霧化できる霧化器と、ユーザーが扱い易い吸引装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an atomizer that can efficiently atomize a liquid supplied on a piezoelectric substrate and a suction device that is easy for a user to handle.
本発明の霧化器は、圧電基板と、該圧電基板の主面に形成されるIDT電極と、該IDT電極から離間する位置において前記IDT電極の周囲を取り囲んで形成されるバンクと、を備える弾性表面波素子と、前記IDT電極に接続され、弾性表面波を発生させる高周波電源部と、前記弾性表面波素子の弾性表面波が伝搬する領域に液体を吐出する液体吐出器と、を備えることを特徴とする。 An atomizer of the present invention includes a piezoelectric substrate, an IDT electrode formed on a main surface of the piezoelectric substrate, and a bank formed so as to surround the IDT electrode at a position spaced from the IDT electrode. A surface acoustic wave element; a high-frequency power supply unit that is connected to the IDT electrode and generates a surface acoustic wave; and a liquid ejector that ejects liquid to a region where the surface acoustic wave of the surface acoustic wave element propagates. It is characterized by.
この発明によれば、IDT電極を取り囲んでバンクを形成しているので、液体を圧電基板上に吐出し振動させても、弾性表面波により液体が圧電基板外に流出することがなく、供給された液体を効率よく霧化することができる。このことから、前述した特許文献1〜特許文献3に示された霧化器よりも多量の液体の霧化を実現できる。
また、液体が圧電基板外に流出または飛翔することにより、近傍にある液体吐出器や、制御部に液体が付着し、それらの機能を停止または機能低下することを防止することができる。
According to the present invention, since the bank is formed so as to surround the IDT electrode, even if the liquid is discharged onto the piezoelectric substrate and vibrated, the liquid does not flow out of the piezoelectric substrate due to the surface acoustic wave. The liquid can be atomized efficiently. From this, it is possible to realize atomization of a larger amount of liquid than the atomizer shown in
Further, when the liquid flows out or flies out of the piezoelectric substrate, it is possible to prevent the liquid from adhering to the liquid ejector and the control unit in the vicinity, and stopping or degrading the functions thereof.
また、弾性表面波素子は数MHz〜数十MHzの高周波帯域で振動するため、直径1μm前後の微粒子を生成することが可能で、仮に、薬液の吸引装置に用いた場合などにおいて、微粒子を気管まで、あるいは肺まで、など所望の到達領域に対応することができる。 Further, since the surface acoustic wave element vibrates in a high frequency band of several MHz to several tens of MHz, it is possible to generate fine particles with a diameter of about 1 μm. It is possible to correspond to a desired reaching area such as up to or to the lung.
また、前記バンクの少なくとも前記圧電基板と接合される部位が、前記圧電基板と同じ材質で形成されていることが好ましい。 In addition, it is preferable that at least a portion of the bank to be joined to the piezoelectric substrate is formed of the same material as the piezoelectric substrate.
このようにすれば、圧電基板とバンクの振動特性が同じとなり、バンクを弾性表面波の反射器とすることができる。反射器を設けることにより、IDT電極に励振信号を入力することにより発生する弾性表面波の励振強度を高めることができ、液体の霧化効率を一層高めることができる。 In this way, the vibration characteristics of the piezoelectric substrate and the bank are the same, and the bank can be a surface acoustic wave reflector. By providing the reflector, the excitation intensity of the surface acoustic wave generated by inputting the excitation signal to the IDT electrode can be increased, and the liquid atomization efficiency can be further increased.
また、前記IDT電極が、第1IDT電極と第2IDT電極とからなり、前記第1IDT電極と前記第2IDT電極とが、前記第1IDT電極及び前記第2IDT電極それぞれから発生される弾性表面波が重畳される距離を有して接続されていることが好ましい。 The IDT electrode includes a first IDT electrode and a second IDT electrode, and surface acoustic waves generated from the first IDT electrode and the second IDT electrode are superimposed on the first IDT electrode and the second IDT electrode, respectively. It is preferable that they are connected with a certain distance.
第1IDT電極及び第2IDT電極それぞれから発生される弾性表面波は、第1IDT電極または第2IDT電極の両側方向に伝搬する。そこで、第1IDT電極と第2IDT電極からの弾性表面波を重畳すれば、弾性表面波の励振強度を高めることができる。
なお、反射器となるバンクを設けておけば、第1IDT電極または第2IDT電極から遠ざかる方向に伝搬する弾性表面波をバンクにおいて反射するので、さらに弾性表面波の励振強度を高めることができ、液体の霧化効率をより一層高めることができる。
The surface acoustic wave generated from each of the first IDT electrode and the second IDT electrode propagates in both directions of the first IDT electrode or the second IDT electrode. Therefore, if the surface acoustic waves from the first IDT electrode and the second IDT electrode are superimposed, the excitation strength of the surface acoustic wave can be increased.
If a bank serving as a reflector is provided, the surface acoustic wave propagating in the direction away from the first IDT electrode or the second IDT electrode is reflected by the bank, so that the excitation strength of the surface acoustic wave can be further increased. The atomization efficiency can be further increased.
また、前記第1IDT電極と前記第2IDT電極とが一方向性電極からなり、前記第1IDT電極と前記第2IDT電極から発生される弾性表面波が、それぞれ対向する方向に伝搬するよう形成されていることが好ましい。
ここで、弾性表面波がそれぞれ対向する方向に伝搬するためには、例えば、第1IDT電極と第2IDT電極を、中間線において線対称に形成すればよい。
The first IDT electrode and the second IDT electrode are unidirectional electrodes, and the surface acoustic waves generated from the first IDT electrode and the second IDT electrode are propagated in opposite directions. It is preferable.
Here, in order to propagate the surface acoustic waves in opposite directions, for example, the first IDT electrode and the second IDT electrode may be formed symmetrically with respect to the intermediate line.
IDT電極を一方向性電極とすれば、弾性表面波のほとんどが一方向に伝搬する。従って、第1IDT電極と第2IDT電極それぞれからの弾性表面波の伝搬方向を対向することにより、弾性表面波の大部分が重畳されるので弾性表面波の励振強度を高めることができる。従って、必ずしもバンクを反射器とする必要はなく、バンクの材質が限定されないので製造し易い材料を選択することができる。 If the IDT electrode is a unidirectional electrode, most of the surface acoustic wave propagates in one direction. Therefore, since most of the surface acoustic waves are superimposed by facing the propagation directions of the surface acoustic waves from the first IDT electrode and the second IDT electrode, the excitation intensity of the surface acoustic waves can be increased. Therefore, it is not always necessary to use the bank as a reflector, and the material of the bank is not limited, so that a material that is easy to manufacture can be selected.
また、前記IDT電極の両側に格子状の反射電極がさらに設けられていることが好ましい。 Moreover, it is preferable that a grid-like reflective electrode is further provided on both sides of the IDT electrode.
このようにすれば、前述したように、バンクを反射器としたときと、一方向性電極を用いたときとほぼ同等な励振強度を得ることができる。また、バンクの材質が限定されないという効果がある。 In this way, as described above, it is possible to obtain an excitation intensity substantially equal to that obtained when the bank is a reflector and when the unidirectional electrode is used. In addition, there is an effect that the material of the bank is not limited.
また、前記圧電基板の主面に前記弾性表面波の伝搬方向に対して垂直な直線の溝が前記バンクと前記IDT電極との間に設けられていることが好ましい。 Moreover, it is preferable that a linear groove perpendicular to the propagation direction of the surface acoustic wave is provided between the bank and the IDT electrode on the main surface of the piezoelectric substrate.
弾性表面波の伝搬方向に対して垂直方向に溝を形成した場合、IDT電極側の溝の内側面は反射面となる。従って、この溝を反射器と考えることができ、前述した反射電極が必要なく、また、バンクの材質の制限や、IDT電極が一方向性電極でなくてもよく、弾性表面波素子の構造を簡素化することができる。 When a groove is formed in a direction perpendicular to the propagation direction of the surface acoustic wave, the inner surface of the groove on the IDT electrode side becomes a reflecting surface. Therefore, this groove can be considered as a reflector, and the reflection electrode described above is not necessary, the bank material is limited, and the IDT electrode does not have to be a unidirectional electrode. It can be simplified.
また、前記バンクが、前記圧電基板側が開放された容器状の形態をなし、液体流入口と霧化された液体微粒子の排出口と空気流通孔とを有し、前記IDT電極、または前記IDT電極と前記反射電極とを含んで覆うと共に、前記バンクの周縁部が前記圧電基板の主面に固着されていることが望ましい。 Further, the bank has a container-like shape with the piezoelectric substrate side open, and has a liquid inlet, an atomized liquid particulate outlet and an air circulation hole, and the IDT electrode or the IDT electrode And the reflective electrode, and the peripheral edge of the bank is preferably fixed to the main surface of the piezoelectric substrate.
このようにすれば、仮に、この霧化器を吸引装置に搭載した場合、霧化された液体微粒子がバンク外(つまり、圧電基板外)に発散しないので、効率よく吸引することができる。また、バンクの内外を連通する空気流通孔を有していることから、液体微粒子を吸引する際において、バンク内の内部圧力の変動が小さいので吸引を妨げない。 In this way, if this atomizer is mounted on the suction device, the atomized liquid fine particles do not diverge out of the bank (that is, outside the piezoelectric substrate), and therefore can be efficiently suctioned. In addition, since the air circulation holes communicating between the inside and the outside of the bank are provided, the suction of the fine liquid particles is not hindered because the fluctuation of the internal pressure in the bank is small.
また、少なくとも前記IDT電極の表面に絶縁性保護膜が形成されていることが好ましい。 Moreover, it is preferable that an insulating protective film is formed at least on the surface of the IDT electrode.
液体として導電性液体を使用する場合、液体がIDT電極に付着すればIDT電極がショートしてしまう。従って絶縁性保護膜を形成することによりショートに伴う振動の停止あるいは減衰を防止することができる。 When a conductive liquid is used as the liquid, if the liquid adheres to the IDT electrode, the IDT electrode is short-circuited. Therefore, by forming the insulating protective film, it is possible to prevent the vibration from being stopped or attenuated due to the short circuit.
さらに、液体の材質によっては、IDT電極を腐食させることがあることから、耐腐食性を有する保護膜を形成することによって、腐食によるIDT電極の断線を防止し、腐食に伴い発生する不純物により振動エネルギーが吸収されてしまうことを防止することができる。 Furthermore, depending on the material of the liquid, the IDT electrode may be corroded. Therefore, by forming a protective film having corrosion resistance, the IDT electrode is prevented from being disconnected due to corrosion, and vibration is caused by impurities generated by the corrosion. It is possible to prevent energy from being absorbed.
また、前記絶縁性保護膜が親液性を有するか、または、前記絶縁性保護膜の表面に親液性膜がさらに形成されていることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said insulating protective film has lyophilicity, or the lyophilic film is further formed in the surface of the said insulating protective film.
前述した絶縁性保護膜が親液性を有しているか、さらに親液性膜を形成すれば、液体の圧電基板に対する濡れ性をよくすることができるので、圧電基板上に供給された液体は薄膜となり、弾性表面波による霧化特性を向上させることができる。 If the above-mentioned insulating protective film has lyophilicity or further forms a lyophilic film, the wettability of the liquid to the piezoelectric substrate can be improved, so the liquid supplied onto the piezoelectric substrate It becomes a thin film, and the atomization characteristic by a surface acoustic wave can be improved.
また、親液性を有する前記絶縁性保護膜または前記親液性膜と前記バンクとの間に撥液性膜が形成されていることが望ましい。 Further, it is desirable that a liquid repellent film is formed between the bank having the lyophilic insulating protective film or the lyophilic film.
IDT電極とバンクとの間には、わずかな隙間が存在する。従って、IDT電極が形成される大部分の範囲が親液性を有していたとしても、供給された液体量が多い場合には、バンクとIDT電極との間に液体が流動することが予測され、駆動を継続することにより徐々に残留量が増加することが考えられる。ここで、撥液性膜を設けることにより、IDT電極形成範囲外に流動する液体が撥液され、わずかな弾性表面波によって移動し、親液性を有する範囲まで移動すると瞬時に霧化されるので、液体が圧電基板上に残留することを抑制することができ、振動特性への影響を軽減することができる。 There is a slight gap between the IDT electrode and the bank. Therefore, even if the majority of the area where the IDT electrode is formed is lyophilic, it is predicted that the liquid will flow between the bank and the IDT electrode if the amount of supplied liquid is large. It is conceivable that the residual amount gradually increases by continuing the driving. Here, by providing a lyophobic film, the liquid flowing outside the IDT electrode formation range is lyophobic, moves by a slight surface acoustic wave, and instantly atomizes when it moves to a lyophilic range. Therefore, it is possible to suppress the liquid from remaining on the piezoelectric substrate, and to reduce the influence on the vibration characteristics.
また、本発明の吸引装置は、圧電基板と、該圧電基板の主面に形成されるIDT電極と、前記圧電基板の主面にあって該IDT電極から離間する位置において前記IDT電極の周囲を取り囲んで形成されるバンクと、を備える弾性表面波素子と、前記IDT電極に接続され、弾性表面波を発生させる高周波電源部と、前記弾性表面波素子の弾性表面波が伝搬する領域に液体を吐出する液体吐出器と、を有する霧化器と、液体を収容し前記液体吐出器と連通するカートリッジと、少なくとも前記高周波電源部と、前記液体吐出器の駆動制御を司る制御回路を含む制御部と、前記制御部及び前記霧化器に電力を供給する電源部と、前記霧化器にて霧化された液体微粒子が流通する流路を有する銜え口部と、が備えられていることを特徴とする。 The suction device of the present invention includes a piezoelectric substrate, an IDT electrode formed on the main surface of the piezoelectric substrate, and a periphery of the IDT electrode at a position on the main surface of the piezoelectric substrate and spaced from the IDT electrode. A surface acoustic wave device including a bank formed to surround, a high-frequency power source connected to the IDT electrode and generating a surface acoustic wave, and a liquid in a region where the surface acoustic wave of the surface acoustic wave device propagates A control unit including an atomizer having a liquid discharger for discharging, a cartridge for storing liquid and communicating with the liquid discharger, at least the high-frequency power supply unit, and a control circuit for controlling drive of the liquid discharger And a power supply unit that supplies power to the control unit and the atomizer, and a tail opening that has a flow path through which liquid fine particles atomized by the atomizer flow. Features.
この発明によれば、カートリッジに収容された液体を液体吐出器により弾性表面波素子上に吐出し、前述した霧化器によって液体を効率よく霧化して、銜え口部から吸引することができる。 According to the present invention, the liquid contained in the cartridge can be discharged onto the surface acoustic wave element by the liquid discharger, and the liquid can be efficiently atomized by the above-described atomizer and sucked from the mouth opening.
また、前記銜え口部と、前記霧化器と、前記カートリッジと、前記制御部と、前記電源部と、がそれぞれユニット化され、着脱可能に直列結合されていることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said mouth part, the said atomizer, the said cartridge, the said control part, and the said power supply part are unitized, respectively, and are connected in series so that attachment or detachment is possible.
このようにすれば、銜え口部と、霧化器と、カートリッジと、制御部と、前記電源部とをユニットすることにより組立性がよく、また、それぞれを単独に分解することができるので、メンテナンス性がよいという効果がある。特に、カートリッジや電源部は継続使用において容易に交換することができる。 In this way, it is easy to assemble by uniting the mouth opening, the atomizer, the cartridge, the control unit, and the power supply unit, and each can be disassembled independently. There is an effect that the maintainability is good. In particular, the cartridge and the power supply unit can be easily replaced during continuous use.
また、これら各ユニットは、直列接続しているので、細いパイプ状の形態とすることができ、携帯性のよい吸引装置を提供することができる。 In addition, since these units are connected in series, they can be in the form of thin pipes, and a portable suction device can be provided.
さらに、前記霧化器と、前記カートリッジと、前記制御部と、前記電源部と、がそれぞれユニット化され、各ユニットが直列結合された状態で挿着されるシリンダーをさらに備えていることが望ましい。 Furthermore, it is preferable that the atomizer, the cartridge, the control unit, and the power supply unit are each unitized, and further includes a cylinder that is inserted in a state where the units are connected in series. .
このように各ユニットを接した状態でシリンダー内に挿着することで、接続部の強度的な補助とすることができる他、シリンダーの表面処理、配色、形状など、内部の機能要素に限定されないデザインの吸引装置を提供することができ、嗜好品としても使用可能なデザインに対応できるという効果を有する。 Inserting each unit in contact with the cylinder in this way can be used as a strength aid for the connection, and is not limited to internal functional elements such as cylinder surface treatment, color scheme, and shape. A suction device having a design can be provided, and the design can be used as a luxury product.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明の実施形態1に係る霧化器及び弾性表面波素子を示し、図2は実施形態2、図3は実施形態3、図4は実施形態4、図5は実施形態5、に係る弾性表面波素子、図6は吸引装置の実施例1、図7は実施例2、図8は実施例3を示している。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。また、以下の説明で参照する図は、図示の便宜上、部材ないし部分の縦横の縮尺は実際のものとは異なる模式図である。
(実施形態1)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 shows an atomizer and a surface acoustic wave element according to
Note that the embodiments described below are preferred specific examples of the present invention, and thus various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention is particularly limited in the following description. Unless otherwise stated, the present invention is not limited to these forms. The drawings referred to in the following description are schematic views in which the vertical and horizontal scales of members or parts are different from actual ones for convenience of illustration.
(Embodiment 1)
図1は、本発明の実施形態1に係る霧化器の一部を示し、(a)は概略斜視図、(b)は平面を表す説明図、(c)は(b)のA−A切断面を示す断面図である。図1(a)、(b)、(c)において、本実施形態による霧化器1は、圧電基板20と、圧電基板20の主面(以降、表面と表すことがある)に形成される1対のIDT電極30と、IDT電極30の周囲を取り囲むバンク40と、を含む弾性表面波素子10と、IDT電極30のIN電極33及びGND電極34に接続され、弾性表面波を発生させる高周波電源部120と、圧電基板20の表面の弾性表面波が伝搬する領域に液体を吐出する液体吐出器50(図示は簡略化している)と、から構成されている。
FIG. 1: shows a part of atomizer which concerns on
圧電基板20は、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウム等を採用することができるが、圧電材料であれば特に限定されない。
The
図1(b)を参照してIDT電極30をさらに詳しく説明する。IDT電極30は、第1IDT電極31と第2IDT電極32とが形成されている。第1IDT電極31は、IN電極33とGND電極34それぞれの電極指が間挿されたすだれ状の電極である。また、第2IDT電極32は、IN電極35とGND電極36それぞれの電極指が間挿されたすだれ状の電極であって、先述した第1IDT電極31と同じ電極指の構成としている。
The
そして、第1IDT電極31と第2IDT電極32とは、バスバー37とバスバー38によって接続されている。本実施例では、IN電極33,35側の電極指が4本ずつ、GND電極34,36側の電極指が4本ずつの構成となっているが、この構成は限定されない。ここで、本実施形態では、IN電極及びGND電極それぞれの電極間ピッチを弾性表面波の波長λと一致させている。従って、第1IDT電極31と第2IDT電極32の距離はnλ(nは整数)にすることが好ましい。このように構成されたIDT電極30から離間する位置でIDT電極30の周囲を取り囲んでバンク40が形成されている。
The
バンク40の材質は、圧電基板20の材質と同じであり、図1に示すように、圧電基板20の外周に沿った側壁を有し、バンク40を単体で形成した後、圧電基板20と密着固定されている。なお、圧電基板20の外周部をさらに積層形成し、IDT電極30の形成領域を凹状にした形状であってもよい。また、圧電基板20との接合部を圧電基板20と同材質で形成し、さらに上部に異なる材質のバンクを形成する構造としてもよい。
The material of the
続いて、本実施形態による霧化作用について説明する。IDT電極30に高周波電源部120から励振信号を入力することにより弾性表面波が発生する。弾性表面波は、第1IDT電極31と第2IDT電極32それぞれの電極指に対して垂直方向両側に伝搬する。圧電基板20の表面に液体吐出器50のノズル51から液体が液滴として吐出されると、弾性表面波によって液体が圧電基板20上に流動、または飛翔または霧化される。弾性表面波の周波数が数MHz〜数十MHzの範囲で供給されると、霧化された液体は直径1μm前後の微粒子となり、このサイズの微粒子は大気中に浮遊する。
Then, the atomization effect | action by this embodiment is demonstrated. A surface acoustic wave is generated by inputting an excitation signal to the
ここで、圧電基板20上の液体は、弾性表面波の伝搬方向に沿って大部分が流動し、一部が伝搬方向とは異なる方向に流動する。しかし、バンク40が設けられているので弾性表面波素子10(バンク40)の外部に流動することはなく、また、飛散する量は霧化された微粒子以外に極わずか存在するが、バンク40の高さを調整することで抑制できる。
Here, most of the liquid on the
また、バンク40は、圧電基板20と同じ材質で形成されるとともに、弾性表面波が伝搬する方向に対して垂直な直線を有する壁が反射器としての機能を有する。従って、IDT電極30の両端部外側方向に伝搬する弾性表面波は、バンク40で反射され、励振信号入力による弾性表面波に重畳されて励振強度を高める働きをする。
The
なお、圧電基板20の表面には、絶縁性保護膜70が形成されている。図1(c)において、絶縁性保護膜70はIDT電極30の表面を含めて圧電基板20の表面に形成される。絶縁性保護膜70は、使用する液体の材質に対応して選択され、絶縁性と耐腐食性を有する被膜である。さらに、この絶縁性保護膜70は親液性を有している。なお、絶縁性保護膜70の表面に親液性を有する薄膜(図示せず)を設ける構造としてもよい。
An insulating
絶縁性保護膜70が親液性を有し、または親液性膜を有している場合には、これらの膜は、IDT電極30を覆う範囲とし、バンク40との間に間隙が形成される。この間隙には、撥液性膜80が形成される。この撥液性膜80は、少なくとも主たる弾性表面波の伝搬領域の範囲を取り囲むように設けられる。
When the insulating
圧電基板20上に供給された液体量が多い場合には、バンク40とIDT電極30との間に流動することが予測され、この領域は弾性表面波の振動強度が弱い、または存在しない領域であるために、駆動を継続することにより徐々に残留していくことが考えられる。従って、撥液性膜80は、IDT電極30の形成範囲外に流動する液体が撥液され粒状になることで、弾性表面波の伝搬が弱い範囲であっても移動しやすくし、親液性を有する範囲まで移動する薄い被膜となり、瞬時に霧化することを促進する補助的機能を有する。
When the amount of liquid supplied onto the
なお、親液性を有する絶縁性保護膜70または親液性膜を圧電基板20のバンク40内全面に形成し、前述した領域の範囲に撥液性膜を積層形成する構造としてもよい。
Alternatively, the insulating
従って、前述した実施形態1によれば、IDT電極30を取り囲んでバンク40を形成しているので、液体を圧電基板20上に吐出しても、弾性表面波により液体が圧電基板20外に流出することがなく、供給された液体を効率よく霧化することができる。このことから、前述した特許文献1〜特許文献3に示された霧化器よりも多量の液体の霧化を実現できる。
また、液体が圧電基板20の外部に流出または飛翔することにより、近傍にある液体吐出器50や、高周波電源部120に液体が付着し、それらの機能を停止または機能低下することを防止することができる。
Therefore, according to the first embodiment described above, the
Further, it is possible to prevent the liquid from adhering to the
また、弾性表面波素子は数MHz〜数十MHzの高周波帯域で振動するため、直径1μm前後の微粒子を生成することが可能で、用途に対応して所望の大きさの微粒子を生成できる。 Further, since the surface acoustic wave element vibrates in a high frequency band of several MHz to several tens of MHz, it is possible to generate fine particles having a diameter of about 1 μm, and it is possible to generate fine particles having a desired size corresponding to the application.
また、バンク40が、圧電基板20と同じ材質で形成されていることから、圧電基板20とバンク40の振動特性が同じとなり反射器を形成することができる。反射器を設けることにより、IDT電極30に励振信号を入力することにより発生する弾性表面波の励振強度を高めることができ、液体の霧化効率を一層高めることができる。
Further, since the
また、IDT電極30が、第1IDT電極31と第2IDT電極32とからなり、第1IDT電極31及び第2IDT電極32それぞれが発生させる弾性表面波が重畳される距離を有して接続されている。このことにより、第1IDT電極31と第2IDT電極32それぞれからの弾性表面波を重畳するので、弾性表面波の励振強度を高めることができる。
なお、反射器となるバンク40を設けておけば、弾性表面波をバンク40において反射することから、さらに弾性表面波の励振強度を高めることができ、液体の霧化効率をより一層高めることができる。
(実施形態2)
The
If the
(Embodiment 2)
続いて、本発明の実施形態2に係る弾性表面波素子について図面を参照して説明する。実施形態2は、前述した実施形態1に対してIDT電極の構成が異なることに特徴を有している。従って、IDT電極の構成を主に説明する。
図2は、実施形態2に係る弾性表面波素子を示す平面図である。なお、絶縁性保護膜及び撥液性膜については図示を省略している。図2において、圧電基板20の表面には第1IDT電極131と第2IDT電極132とが接続してなるIDT電極130が形成されている。
Next, a surface acoustic wave element according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the drawings. The second embodiment is characterized in that the configuration of the IDT electrode is different from that of the first embodiment. Therefore, the configuration of the IDT electrode will be mainly described.
FIG. 2 is a plan view showing the surface acoustic wave element according to the second embodiment. The insulating protective film and the liquid repellent film are not shown. In FIG. 2, an
第1IDT電極131は、IN電極133とGND電極134それぞれの電極指が間挿されたすだれ状の電極である。また、第2IDT電極132は、IN電極135とGND電極136それぞれの電極指が間挿されたすだれ状の電極であって、先述した第1IDT電極131と同じ電極指の構成としている。
The
第1IDT電極131を例示して、電極指の構成をさらに詳しく説明する。第1IDT電極131のGND電極134は、基本構成として電極指134a,134b,134cから構成される。また、IN電極133は、基本構成として電極指133a,133bから構成されている。電極指134a,134b,134c,133a,133bが図2に示すように配列間挿されている。
The configuration of the electrode fingers will be described in more detail using the
ここで、弾性表面波の波長をλとしたとき、電極指134aと電極指134cとの電極間ピッチはλである。また、電極指133aと電極指133bとの電極間ピッチもλとしている。そして、電極指134a,134cの電極幅を(3/8)λ、電極指133a、134bの電極幅を(1/8)λとし、電極指134aと電極指133a、電極指133aと電極指134b、電極指134bと電極指134cのそれぞれの電極間ピッチを(1/8)λとしている。
Here, when the wavelength of the surface acoustic wave is λ, the inter-electrode pitch between the
電極指134a,133a,134bの組み合わせを1対としたとき、図2では、第1IDT電極131は、4対の電極指から構成されている。上述したように電極指が構成されているIDT電極を一方向性電極と呼び、弾性表面波は矢印W1方向に伝搬する。
なお、電極指の対数は4つに限定されない。
When the combination of the
Note that the number of pairs of electrode fingers is not limited to four.
第2IDT電極132は、各電極指を第1IDT電極131と同じように構成するが、各電極指が第1IDT電極とは逆の配列としている。このように配列される第2IDT電極から発生する弾性表面波は矢印W2の方向に伝搬する。つまり、第1IDT電極131からの弾性表面波と第2IDT電極からの弾性表面波は、それぞれ対向する方向に伝搬し、交差する位置において重畳される。
In the
第1IDT電極131と第2IDT電極132の距離はnλ(nは整数)にしており、第1IDT電極131と第2IDT電極132とは、バスバー137,138で接続されているため、励振信号を入力すれば、第1IDT電極131と第2IDT電極132領域では、全く同じ励振振動をする。
The distance between the
このように構成されたIDT電極130から離間する位置でIDT電極130の周囲を取り囲んでバンク40が形成されている。従って、第1IDT電極131と第2IDT電極132それぞれからの弾性表面波の伝搬方向が矢印W1,W2とは逆方向の漏れ振動が伝搬された場合においても、バンク40を反射器として機能させることもできる。
A
従って、上述した実施形態2によればIDT電極130を一方向性電極としている。第1IDT電極131と第2IDT電極132それぞれからの弾性表面波の伝搬方向を対向することにより、弾性表面波が重畳されるので弾性表面波の励振強度を高めることができる。また、バンク40を圧電基板20の反射器としてもよいが、一方向性電極を用いれば、必ずしもバンク40を反射器とする必要はなく、材質が限定されないので製造し易い材料を選択することができる。
(実施形態3)
Therefore, according to the second embodiment described above, the
(Embodiment 3)
続いて、本発明の実施形態3に係る弾性表面波素子について図面を参照して説明する。実施形態3は、前述した実施形態1,2に対してIDT電極の構成が異なることに特徴を有している。従って、IDT電極の構成を主に説明する。
図3は、実施形態3に係る弾性表面波素子を示す平面図である。なお、絶縁性保護膜及び撥液性膜については図示を省略している。図3において、圧電基板20の表面にはIDT電極230と、反射電極91,92と、が形成されている。
Next, a surface acoustic wave element according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to the drawings. The third embodiment is characterized in that the configuration of the IDT electrode is different from those of the first and second embodiments. Therefore, the configuration of the IDT electrode will be mainly described.
FIG. 3 is a plan view showing the surface acoustic wave device according to the third embodiment. The insulating protective film and the liquid repellent film are not shown. In FIG. 3, an
IDT電極230は、前述した実施形態1(図1(b)、参照)にて示した第1IDT電極31とほぼ同様な構成であり、詳細な説明を省略する。IDT電極230の両側には1対の反射電極91,92が設けられている。反射電極91,92はそれぞれ格子状の電極指からなる(グレーティングと呼称されることがある)。
The
IDT電極230領域から発生する弾性表面波は、IDT電極230の両側に伝搬するが、反射電極91,92それぞれで反射されて重畳される。
The surface acoustic wave generated from the
このようにすれば、前述した実施形態1で示したようにバンク40を反射器としたときと、実施形態2で示した一方向性電極を用いたときと、ほぼ同等な励振強度を得ることができる。また、バンク40は、反射器としての機能が必要ないため材質が限定されない。
(実施形態4)
In this way, substantially the same excitation intensity can be obtained when the
(Embodiment 4)
続いて、本発明の実施形態4に係る弾性表面波素子について図面を参照して説明する。実施形態4は、前述した実施形態1〜実施形態3に対して圧電基板20に溝を形成していることに特徴を有している。従って、圧電基板20の形態を主に説明する。
図4は、実施形態4に係る弾性表面波素子を示す平面図である。なお、IDT電極は、前述した実施形態1と同じ構成を例示している。図4において、圧電基板20の表面にはIDT電極30が形成されている。IDT電極30は、第1IDT電極31と第2IDT電極32とから構成されているが、図4では、第1IDT電極31側を図示している。
Next, a surface acoustic wave element according to Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to the drawings. The fourth embodiment is characterized in that grooves are formed in the
FIG. 4 is a plan view showing the surface acoustic wave element according to the fourth embodiment. In addition, the IDT electrode has illustrated the same structure as
IDT電極30から離間する位置においてIDT電極30の周囲を取り囲んでバンク40が形成されている。圧電基板20の表面には、バンク40とIDT電極30との間に溝21が穿設されている。溝21に深さは2λである。溝21は、弾性表面波の伝搬方向に対して垂直方向に直線で形成され、少なくとも弾性表面波の伝搬方向の両側に設けられる。
A
IDT電極30の上面には、実施形態1(図1(c)、参照)と同様な絶縁性保護膜70が形成されている。絶縁性保護膜70は親液性を有するか、または絶縁性保護膜70の表面に親液膜が形成されている。ここで、溝21の内部とその周縁部には撥液性膜80が形成されている。親液性膜及び撥液性膜の機能は、実施形態1にて説明している。
On the upper surface of the
溝21のIDT電極30側の内側面21aは、弾性表面波の反射面である。つまり、IDT電極30から伝搬される弾性表面波は、反射面としての内側面21aにおいて反射される。
The
従って、圧電基板20のバンク40とIDT電極30との間に、弾性表面波の伝搬方向に対して垂直な直線の溝21を形成することにより、溝21の内側面21aは反射面となるので、この溝を反射器と考えることができる。このことから前述した反射電極がなくてもよく、また、バンクの材質の制限や、IDT電極が一方向性電極でなくてもよく、弾性表面波素子の構造を簡素化することができる。
(実施形態5)
Therefore, by forming a
(Embodiment 5)
次に、本発明の実施形態5に係る弾性表面波素子について図面を参照して説明する。実施形態5は、前述した実施形態1〜実施形態4にて示したバンクに対してバンクの上部が閉塞された形状であることに特徴を有している。圧電基板及びIDT電極の構成は、前述した実施形態1〜実施形態4を応用できるので説明を省略する。なお、圧電基板及びIDT電極は実施形態1によるものを例示し、同じ機能要素には同じ符号を附している。
図5は、実施形態5に係る弾性表面波素子を示し、(a)は概略構造を示す外観斜視図、(b)は(a)のB切断面を示す断面図、(c)は(a)のC―C切断面を示す断面図である。図5(a)〜(c)において、弾性表面波素子10は、IDT電極30が形成された圧電基板20の上面にバンク45の周端部が密着固定されている。
Next, a surface acoustic wave element according to Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to the drawings. The fifth embodiment is characterized in that the upper part of the bank is closed with respect to the banks shown in the first to fourth embodiments. The configurations of the piezoelectric substrate and the IDT electrode can be applied to the above-described first to fourth embodiments, and thus description thereof is omitted. The piezoelectric substrate and the IDT electrode are those according to
5A and 5B show a surface acoustic wave device according to a fifth embodiment, in which FIG. 5A is an external perspective view showing a schematic structure, FIG. 5B is a cross-sectional view showing a B cut surface of FIG. It is sectional drawing which shows the CC cut surface of (). 5A to 5C, in the surface
バンク45は、外形が蒲鉾型をしており、圧電基板20との間に空間49が形成されている。また、バンク45の長手方向の側面壁45aには液体吐出器50のノズル51を挿入する吐出ノズル孔46が開設され、対向する側面壁45bに霧化された液体微粒子を吸引するための吸引孔47が開設されている。また、ノズル51の先端部近傍上部にはバンク45の内外を連通する空気流通孔48も開設されている。なお、空気流通孔48は複数個設けてもよい。
The
バンク45は、前述した実施形態1と同じIDT電極の場合は、圧電基板20と同じ材質で形成し、実施形態2〜実施形態4のように、反射電極や一方向性電極、反射面を有する溝を形成する場合には材質は限定されない。
In the case of the same IDT electrode as in the first embodiment, the
従って、上述した実施形態5によれば、仮に、この弾性表面波素子10を備える霧化器を吸引装置に搭載した場合、霧化された液体微粒子がバンク45の外部に発散しないので、効率よく吸引することができる。また、バンク45の内外を連通する空気流通孔48を設けていることから、液体微粒子を吸引する際において、バンク内の内部圧力が変動しないので吸引を妨げることがない。
(吸引装置の実施例1)
Therefore, according to the fifth embodiment described above, if the atomizer including the surface
(Example 1 of suction device)
続いて、前述した実施形態1〜実施形態5による弾性表面波素子及び霧化器を搭載した吸引装置について図面を参照して説明する。
図6は、本発明による吸引装置の実施例1の概略構造を示し、(a)は横断面図、(b)は(a)のD−D切断面を示す縦断面図である。図6(a)、(b)において、吸引装置100は、電源としての電池140、制御部121、液体を収容するカートリッジ110、液体吐出器50、霧化器1、銜え口部151を有する第1ケース150が略直線状に配列されて構成されている。なお、霧化器1は、実施形態1にて示されたものを例示しているが、実施形態2〜実施形態4にて示した弾性表面波素子を採用する場合も同じ構造となる。
Next, a suction device equipped with the surface acoustic wave element and the atomizer according to the first to fifth embodiments will be described with reference to the drawings.
6A and 6B show a schematic structure of a suction device according to a first embodiment of the present invention, in which FIG. 6A is a transverse sectional view and FIG. 6B is a longitudinal sectional view showing a DD cut surface of FIG. 6A and 6B, the
ここで、電池140は電池ケース141内に着脱可能に挿着されて電池ユニット200を構成し、制御部121は第5ケース191に装着されて制御部ユニット190を構成し、カートリッジ110は第4ケース181に着脱可能に装着されてカートリッジユニット180を構成している。
Here, the
また、液体吐出器50は第3ケース171に装着されて液体吐出器ユニット170を構成し、弾性表面波素子10は第2ケース161に装着されてSAWユニット160を形成して第1ケース150に嵌着されている。
The
なお、液体吐出器50は、加熱式または圧電式のインクジェット方式や、チューブを圧搾する蠕動式のマクロポンプ等を採用することができ、所望の液体吐出量、吐出する液滴のサイズによって選択使用される。
The
電池ユニット200は、制御部ユニット190と螺着部142で結合され、制御部ユニット190はカートリッジユニット180と嵌着部182にて嵌着結合され、カートリッジユニット180は液体吐出器ユニット170と嵌着部172にて嵌着結合されている。
The
さらに、液体吐出器ユニット170はSAWユニット160と嵌着部164にて嵌着結合され、SAWユニット160は第1ケース150と嵌着部153にて嵌着結合されている。カートリッジ110は、管部材111で液体吐出器50と連通され、液体吐出器ユニット170はSAWユニット160と結合された状態においてノズル51の先端部が弾性表面波素子10の上部に突出される。また、弾性表面波素子10の上部と第2ケース161との間の空間163は、第1ケース150に開通されている流路152と連通している。
Further, the
上述した各ユニット及び第1ケース150は、図6(a)に示すように直線的に結合し一体化されている。各ユニットは、隣接している他のユニットと螺着または嵌着されているので、容易に着脱可能である。特に、消耗品となる電池140とカートリッジ110については、頻繁に交換する機会があるので、上述したようにユニット化することで、着脱操作が特殊な工具等を用いずに行うことができる構造としている。
Each unit and the
次に、吸引装置100の作用について図6を参照して説明する。電池140は制御部121に電力を供給しており、制御部121には、図示しない電源制御回路と、液体吐出器50の駆動制御を行う制御回路と、弾性表面波素子10に励振信号を出力する高周波電源部120(または高周波発振回路部と呼称することがある)と、を含んでいる。従って、制御部121から、液体吐出器50に対して駆動信号が、高周波電源部から励振信号が出力される。
Next, the operation of the
液体吐出器50は、駆動信号に基づきカートリッジ110から所定量の液体を圧電基板20上に液滴として吐出する。液体の吐出に連動して弾性表面波素子10は、励振信号に基づき弾性表面波を発生して液体を霧化する。霧化された液体微粒子は、一旦、空間163内に滞留する。ここで、第1ケース150の先端部の銜え口部151を利用者が銜えて液体微粒子を吸引する。
The
第2ケース161には、空気流通孔162が開設されている。従って、銜え口部151から吸引したときに、空気流通孔162から外部の空気が流入するので、空間163内の圧力が略一定となり継続吸引を容易にしている。
An
なお、弾性表面波素子10がほぼ水平の状態で吸引するために、銜え口部151は、弾性表面波素子10に対して水平方向に扁平にしておくことがより好ましい。また、空気流通孔162が、吸引装置100の姿勢を示す目安とすればなおよい。
(吸引装置の実施例2)
In order to attract the surface
(Example 2 of suction device)
続いて、吸引装置の実施例2について図面を参照して説明する。実施例2は、弾性表面波素子として前述した実施形態5(図5、参照)に示す弾性表面波素子を吸引装置に装着していることに特徴を有する。従って、弾性表面波素子の装着形態について説明する。共通部分には実施例1と同じ符号を附している。
図7は、実施例2に係る吸引装置の一部を示す部分断面図である。図7において、吸引装置100には、実施形態5にて示した弾性表面波素子10が装着されている。
Subsequently, Example 2 of the suction device will be described with reference to the drawings. Example 2 is characterized in that the surface acoustic wave element shown in Embodiment 5 (see FIG. 5) described above as a surface acoustic wave element is attached to a suction device. Therefore, a mounting form of the surface acoustic wave element will be described. Common parts are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment.
FIG. 7 is a partial cross-sectional view illustrating a part of the suction device according to the second embodiment. In FIG. 7, the surface
この弾性表面波素子10は圧電基板20に蒲鉾型のバンク45が固着された状態で、第2ケース161内に装着されている。液体吐出器50のノズル51は、バンク45に開設された吐出ノズル孔46に挿入されている。また、吸引孔47は、第1ケース150に設けられた流路152とほぼ同位置にある。さらに、バンク45に開設された空気流通孔48は、第2ケース161に開設された空気流通孔162と一致し、バンク45の空間49の内外を連通している。
The surface
従って、前述した実施例1,2によれば、カートリッジ110に収容された液体を液体吐出器50により弾性表面波素子10上に吐出し、前述した霧化器によって液体を効率よく霧化して、銜え口部151から吸引することができる。
Therefore, according to the first and second embodiments, the liquid contained in the
また、電池ユニット200、制御部ユニット190、カートリッジユニット180、液体吐出器ユニット170、SAWユニット160、第1ケース150がそれぞれ着脱可能にユニット化しているので、組立性がよく、また、それぞれを単独に分解することができることからメンテナンス性がよいという効果がある。特に、カートリッジ110や電池140は消耗品であるため交換することが求められるが、本実施例の構造によれば容易に交換することができる。
Further, since the
また、各ユニットを着脱可能にしているので、特に、液体が付着するSAWユニット160、口に銜える第1ケース150の洗浄を容易に行うことができる。特に第1ケースを耐熱性及び耐薬品性の優れた材質にすれば、消毒等を単独で行うことができるので衛生面においても優れた吸引装置を実現できる。
Moreover, since each unit is made detachable, in particular, the
また、弾性表面波素子10において霧化された微粒子が、第2ケース161またはバンク45によって液体吐出器50や制御部121に対して遮られているため、液体吐出器50や制御部121に付着することがないので、液体または霧化された微粒子が付着することに起因する駆動異常を防ぐことができる。
Further, since the fine particles atomized in the surface
また、これら各ユニットは、直列に結合しているので、細いパイプ状の形態とすることができ、携帯性のよい吸引装置を提供することができる。
また、実施例2では、霧化された液体微粒子がバンク45の外部に発散しないので、効率よく吸引することができる。
(吸引装置の実施例3)
In addition, since these units are connected in series, they can be in the form of a thin pipe and can provide a portable suction device.
Further, in Example 2, since the atomized liquid fine particles do not diverge outside the
(Example 3 of suction device)
次に、本発明の吸引装置の実施例3について図面を参照して説明する。実施例3は、前述した実施例1,2の吸引装置、つまり、各ユニットを直列に結合して構成した吸引装置100を筒状のシリンダーに挿着しているところに特徴を有している。
図8は、実施例3に係る吸引装置の概略構造を示す断面図である。図8において、吸引装置300は、前述した実施例1の吸引装置100をシリンダー210に挿着して構成されている。なお、実施例2の吸引装置も採用可能である。
Next, Embodiment 3 of the suction device of the present invention will be described with reference to the drawings. The third embodiment is characterized in that the suction device of the first and second embodiments, that is, the
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a schematic structure of the suction device according to the third embodiment. In FIG. 8, the
シリンダー210は薄肉の筒形状をしており、制御部ユニット190、カートリッジユニット180、液体吐出器ユニット170、SAWユニット160のいずれか一つまたは複数と着脱可能に嵌着されている。つまり、緩やかな締まり嵌めの関係とされる。また、シリンダー210は、銜え部151を有する第1ケース150とは遊嵌の関係とし、第1ケース150は、単独にて着脱可能である。
The
また、電池ユニット200を構成する電池ケース141は、シリンダー210とは直接係合せず、単独で着脱可能である。従って、吸引装置100をシリンダー210に挿着した状態で電池交換が可能である。
In addition, the
また、シリンダー210には、SAWユニット160を構成する第2ケース161に設けられる空気流通孔162と同じ位置に空気孔211が開設され、SAWユニット160の内外を連通している。
The
シリンダー210の材質は特に限定しないが、Al合金のような軽量金属にすることが望ましい。Al合金とすれば、吸引装置の軽量化や、表面の着色処理が容易である。
The material of the
従って、上述した実施例3によれば、各ユニットを結合した状態でシリンダー210に挿着することで、各ユニットの結合部の強度的な補強とすることができる他、シリンダー210の表面処理、配色、形状など、内部の機能要素に限定されず、嗜好品としても使用可能なデザインに対応できるという効果を有する。
Therefore, according to the third embodiment described above, it is possible to provide strength reinforcement of the coupling portion of each unit by inserting the unit into the
なお、本発明は前述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前述した吸引装置の実施例1では、各機能要素に対応してユニット化しているが、隣接する機能要素を一つのケースに挿着してユニット化する構造としてもよい。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but includes modifications and improvements as long as the object of the present invention can be achieved.
For example, in the first embodiment of the suction device described above, the unit is formed corresponding to each functional element. However, a structure may be adopted in which adjacent functional elements are inserted into one case and unitized.
また、実施形態1,2によるIDT電極30またはIDT電極130の両側に反射電極をさらに設ける構造としてもよい。
Moreover, it is good also as a structure which further provides a reflective electrode in the both sides of
また、実施形態1及び実施形態2は、第1IDT電極と第2IDT電極とで一対のIDT電極を構成しているが、第1IDT電極または第2IDT電極のどちらか一方を備える構造としてもよい。 In the first and second embodiments, the first IDT electrode and the second IDT electrode constitute a pair of IDT electrodes. However, the first IDT electrode and the second IDT electrode may have either one of the first IDT electrode and the second IDT electrode.
従って、前述した実施形態1〜実施形態5によれば、圧電基板にIDT電極を取り囲むバンクを形成することによって、圧電基板の外部に液体が流出することを防止し、また、反射器を備えることにより供給された液体を効率よく霧化できる霧化器を実現できる。また、上述した霧化器を備え、構成する機能要素をユニット化し、着脱可能に結合する構造とすることで、組立性を向上するとともに、メンテナンス性がよくユーザーが扱い易い吸引装置を提供することができる。 Therefore, according to the first to fifth embodiments described above, by forming the bank surrounding the IDT electrode on the piezoelectric substrate, it is possible to prevent the liquid from flowing out of the piezoelectric substrate, and to include a reflector. The atomizer which can atomize the liquid supplied by efficiently can be realized. In addition, by providing the above-described atomizer and uniting the constituent functional elements into a structure that can be detachably connected, the assembling property is improved, and a suction device that is easy to handle and easy to maintain is provided. Can do.
以上説明した本発明の霧化器は、香味液体、薬液、塗料等、様々な液体を霧化、微粒子化することができる。
また、電子タバコのような環境及び人体に無害な喫煙具、薬液の経口吸引具として使用することができる。
The atomizer of the present invention described above can atomize and atomize various liquids such as flavor liquids, chemicals, and paints.
In addition, it can be used as an smoking device that is harmless to the environment and human body, such as an electronic cigarette, and an oral suction device for chemicals.
1…霧化器、10…弾性表面波素子、20…圧電基板、30…IDT電極、40…バンク、50…液体吐出器、120…高周波電源部。
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記IDT電極に接続され、弾性表面波を発生させる高周波電源部と、
前記弾性表面波素子の弾性表面波が伝搬する領域に液体を吐出する液体吐出器と、
を備えることを特徴とする霧化器。 A surface acoustic wave device comprising: a piezoelectric substrate; an IDT electrode formed on a main surface of the piezoelectric substrate; and a bank formed to surround the IDT electrode at a position spaced from the IDT electrode;
A high-frequency power source connected to the IDT electrode and generating a surface acoustic wave;
A liquid ejector that ejects liquid to a region in which the surface acoustic wave of the surface acoustic wave element propagates;
An atomizer comprising:
前記バンクの少なくとも前記圧電基板と接合される部位が、前記圧電基板と同じ材質で形成されていることを特徴とする霧化器。 The atomizer according to claim 1,
An atomizer characterized in that at least a portion of the bank bonded to the piezoelectric substrate is formed of the same material as the piezoelectric substrate.
前記IDT電極が、第1IDT電極と第2IDT電極とからなり、
前記第1IDT電極と前記第2IDT電極とが、前記第1IDT電極及び前記第2IDT電極それぞれから発生される弾性表面波が重畳される距離を有して接続されていることを特徴とする霧化器。 The atomizer according to claim 1 or 2,
The IDT electrode comprises a first IDT electrode and a second IDT electrode,
The atomizer characterized in that the first IDT electrode and the second IDT electrode are connected to each other with a distance over which surface acoustic waves generated from the first IDT electrode and the second IDT electrode are superimposed. .
前記第1IDT電極と前記第2IDT電極とが一方向性電極からなり、
前記第1IDT電極と前記第2IDT電極から発生される弾性表面波が、それぞれ対向する方向に伝搬するよう形成されていることを特徴とする霧化器。 The atomizer according to claim 3,
The first IDT electrode and the second IDT electrode are unidirectional electrodes,
An atomizer, wherein the surface acoustic waves generated from the first IDT electrode and the second IDT electrode are propagated in opposite directions.
前記IDT電極の両側に格子状の反射電極がさらに設けられていることを特徴とする霧化器。 The atomizer according to claim 1,
An atomizer characterized in that a grid-like reflective electrode is further provided on both sides of the IDT electrode.
前記圧電基板の主面に、前記弾性表面波の伝搬方向に対して垂直な直線の溝が前記バンクと前記IDT電極との間に設けられていることを特徴とする霧化器。 The atomizer according to claim 1,
An atomizer characterized in that a linear groove perpendicular to the propagation direction of the surface acoustic wave is provided between the bank and the IDT electrode on the main surface of the piezoelectric substrate.
前記バンクが、前記圧電基板側が開放された容器状の形態をなし、液体流入口と霧化された液体微粒子の排出口と空気流通孔とを有し、前記IDT電極、または前記IDT電極と前記反射電極とを含んで覆うと共に、前記バンクの周縁部が前記圧電基板の主面に固着されていることを特徴とする霧化器。 The atomizer according to any one of claims 1 to 6,
The bank has a container-like shape in which the piezoelectric substrate side is opened, and has a liquid inflow port, an atomized liquid fine particle discharge port, and an air circulation hole, and the IDT electrode or the IDT electrode and the An atomizer characterized in that it includes a reflective electrode and a peripheral edge of the bank is fixed to the main surface of the piezoelectric substrate.
少なくとも前記IDT電極の表面に絶縁性保護膜が形成されていることを特徴とする霧化器。 The atomizer according to any one of claims 1 to 7,
An atomizer characterized in that an insulating protective film is formed at least on the surface of the IDT electrode.
前記絶縁性保護膜が親液性を有するか、または、前記絶縁性保護膜の表面に親液性膜がさらに形成されていることを特徴とする霧化器。 The atomizer according to claim 8.
The atomizer, wherein the insulating protective film has lyophilicity, or a lyophilic film is further formed on the surface of the insulating protective film.
親液性を有する前記絶縁性保護膜または前記親液性膜と前記バンクとの間に撥液性膜がさらに形成されていることを特徴とする霧化器。 The atomizer according to claim 8 or 9,
An atomizer characterized in that a liquid-repellent film is further formed between the lyophilic insulating protective film or the lyophilic film and the bank.
液体を収容し前記液体吐出器と連通するカートリッジと、
少なくとも前記高周波電源部と、前記液体吐出器の駆動制御を司る制御回路と、を含む制御部と、
前記制御部及び前記霧化器に電力を供給する電源部と、
前記霧化器にて霧化された液体微粒子が流通する流路を有する銜え口部と、
が備えられていることを特徴とする吸引装置。 A surface acoustic wave comprising: a piezoelectric substrate; an IDT electrode formed on a main surface of the piezoelectric substrate; and a bank surrounding the periphery of the IDT electrode at a position spaced apart from the IDT electrode on the main surface of the piezoelectric substrate. An atomizer comprising: an element; a high-frequency power supply unit that is connected to the IDT electrode and generates a surface acoustic wave; and a liquid ejector that ejects liquid to a region in which the surface acoustic wave of the surface acoustic wave element propagates ,
A cartridge containing liquid and communicating with the liquid ejector;
A control unit including at least the high-frequency power source unit and a control circuit that controls driving of the liquid ejector;
A power supply for supplying power to the controller and the atomizer;
A mouth portion having a flow path through which liquid fine particles atomized by the atomizer flow;
A suction device comprising:
前記銜え口部と、前記霧化器と、前記カートリッジと、前記制御部と、前記電源部と、がそれぞれユニット化され、着脱可能に直列結合されていることを特徴とする吸引装置。 The suction device according to claim 11.
The suction device, wherein the tail opening, the atomizer, the cartridge, the controller, and the power supply are unitized and detachably connected in series.
前記霧化器と、前記カートリッジと、前記制御部と、前記電源部と、がそれぞれユニット化され、各ユニットが直列結合された状態で挿着されるシリンダーをさらに備えていることを特徴とする吸引装置。 The suction device according to claim 11.
The atomizer, the cartridge, the control unit, and the power supply unit are each unitized, and further includes a cylinder that is inserted in a state where the units are coupled in series. Suction device.
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