专利名称：雾化构件及具备该雾化构件的雾化器的制作方法
技术领域：
本发明涉及雾化构件，详细而言涉及使用了压电振动件的超声波雾化构件及具备该超声波雾化构件的雾化器。
背景技术：
以往，在例如下述的专利文献1等中提出有使用压电振动件的各种雾化器。在图 9中示出在专利文献1中记载的雾化器的剖视图。如图9所示，雾化器100具备在内部形成有加压室102的基体101，该加压室102 中填充有雾化的液体。在基体101上以闭塞加压室102的上部开口 10 的方式固定有喷射板103。在喷射板103的中央部形成有多个喷射孔。在喷射板103上安装有在中央部形成有开口 10 的圆板状的压电振动件104。压电振动件104具备圆板状的压电体105、第一及第二电极106、107。第一及第二电极106、107设置在压电体105的上表面10 及下表面10 上，压电振动件104构成为以横向效应振动。即，压电振动件104在径向上振动。在雾化器100中，如图10及图11所示，通过压电振动件104以横向效应振动，从而喷射板103在与压电振动件104的板面方向垂直的方向ζ上弯曲振动。其结果是，填充在加压室102内的液体从形成在喷射板103上的喷射孔被喷出。专利文献1 日本特公昭63-11063号公报在上述的专利文献1中，记载有以下内容，即，通过使用以横向效应振动的压电振动件104，能够提供结构简单、紧凑且雾化性能优良、消耗电力低的雾化器100提供。然而，在如专利文献1所记载那样使用以横向效应振动的压电振动件时，充分提高雾化效率困难，因此，存在充分降低消耗电力困难的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种雾化构件及具备该雾化构件的雾化器，该雾化构件使用了压电振动件，能够使雾化效率高且消耗电力低。本发明所涉及的雾化构件具备压电振动件、振动膜。压电振动件具有圆筒状的压电体、第一电极和第二电极。第一电极形成在压电体的内周面。第二电极形成在压电体的外周面。压电振动件进行圆筒呼吸振动。振动膜以覆盖压电体的轴向上的一端侧的开口部的方式设置于压电体的轴向上的一端侧的开口部。在振动膜的中央部形成有贯通孔。在本发明所涉及的雾化构件的某一特定的方案中，压电体和振动膜一体形成。根据该结构，不仅压电振动件的制作变得容易，而且能够提高压电振动件的振动效率。在本发明所涉及的雾化构件的另一特定的方案中，压电振动件具有凸缘部，该凸缘部与压电体的轴向上的一端侧的部分连接且从该一端侧的部分朝向径向外侧延伸。在该结构中，由于能够在凸缘部安装雾化构件，因此雾化构件的安装变得容易。此外，凸缘部由于与振动的变位量少的、压电体的轴向上的一端侧的部分连接，因此在凸缘部安装有雾化构件的情况下，也难以阻碍压电体的振动。由此，能够抑制雾化构件向其他构件安装所伴随的振动效率的下降。在本发明所涉及的雾化构件的另一特定的方案中，凸缘部与压电体一体形成。根据该结构，不仅能够容易地制作具有凸缘部的压电振动件，而且能够提高压电振动件的振动效率。在本发明所涉及的雾化构件的再一特定的方案中，凸缘部的与压电体连接的连接部的振动传递特性与凸缘部的其他部分的振动传递特性不同。在该结构中，压电体的振动在凸缘部的与压电体连接的连接部反射。由此，压电体的振动不会向凸缘部的比连接部靠外侧的部分传递。由此，能够抑制设置凸缘部所导致的振动效率的下降及将凸缘部固定到其他构件上所导致的振动效率的下降。此外，能够提高凸缘部的设计自由度。本发明所涉及的雾化构件的另外的特定的方案，在凸缘部的与压电体连接的连接部形成有槽。在该结构中，压电体的振动在形成有槽的连接部分离。由此，压电体的振动不会向凸缘部的比连接部靠外侧的部分传递。由此，能够抑制设置凸缘部所导致的振动效率的下降及将凸缘部固定到其他构件上所导致的振动效率的下降。此外，能够提高凸缘部的设计自由度。在本发明所涉及的雾化构件的其他的特定的方案中，压电振动件还具有与第一电极连接的第一电极焊盘和与第二电极连接的第二电极焊盘，第一及第二电极焊盘形成在凸缘部的、压电体的轴向上的另一端侧的表面上。根据该结构，例如，在将成为雾化对象的液体从压电体侧向振动膜供给时，雾不易附着在第一及第二电极焊盘。由此，能够抑制穴蚀引起的第一及第二电极焊盘的劣化。在本发明所涉及的雾化构件的其他的特定的方案中，振动膜的形成有贯通孔的中央部由与振动膜的其他部分不同体的贯通孔被形成构件构成。根据该结构，能够将贯通孔被形成构件与振动膜的其他部分分开制作，因此振动膜的制作变得容易。此外，能够使贯通孔被形成构件与振动膜的其他部分的材质不同。由此，容易提高贯通孔被形成构件及振动膜的其他部分的设计自由度，使贯通孔被形成构件及振动膜的其他部分更加符合各构件的要求特性。在本发明所涉及的雾化构件的其他的特定的方案中，贯通孔被形成构件为金属制。在该结构中，例如，与构成振动膜的形成有贯通孔的中央部的构件为陶瓷制的情况相比，能够容易地形成贯通孔。由此，能够容易地制作振动膜。此外，作为贯通孔被形成构件的形成材料还可以使用容易加工的树脂。在本发明所涉及的雾化构件的其他的特定的方案中，贯通孔被形成构件由与振动膜的除所述贯通孔被形成构件以外的部分相同的材料形成。本发明所涉及的雾化器具备上述本发明所涉及的雾化构件、雾化器主体和液体供给部。在雾化器主体上安装有压电振动件。在雾化器主体上形成有积存液体的积存部。液体供给部将积存在积存部中的液体向振动膜的形成有贯通孔的部分供给。本发明所涉及的雾化器的某一特定的方案中，液体供给部从压电体的轴向上的所述另一端侧对振动膜供给液体。根据该结构，能够增大在振动膜产生的扩散角。在本发明所涉及的雾化器的另一特定的方案中，压电振动件具有凸缘部，该凸缘部与压电体的轴向上的一端侧的部分连接，从该一端侧的部分朝向径向外侧延伸，且径向上的外缘部由雾化器主体支承，在凸缘部上，通过形成有沿着周向延伸的多个贯通孔，从而形成将外缘部与振动膜连接的至少两个的架桥部，所述至少两个架桥部的各自的沿着半径方向的长度在振动膜的半径的30 % 50 %、70 % 90 %或115 % 120 %的范围内。在该结构中，能够有效地抑制与振动膜的共振频率相近的频率的共振。由此，能够抑制不需要的振动的产生，因此能够实现良好的雾化特性。在本发明所涉及的雾化器的又一特定的方案中，在振动膜的与架桥部连接的部分的周向上的两侧部分形成有切口部，该切口部到达所述压电体的厚度方向上的中央部，架桥部的在周向上位于切口部之间的部分与压电体未连接。在此，压电体的厚度方向上的中央部成为波节。因此，根据该结构，能够在波节支承。由此，能够得到更良好的雾化特性。在本发明所涉及的雾化器的再一特定的方案中，压电体在铅垂方向上配置在振动膜的下侧。在该结构中，在压电体的自重的作用下，振动膜位于比外缘部靠下方的位置。因此，架桥部与压电体分离。由此，能够抑制架桥部与压电体的接触。由此，能够抑制架桥部的磨损。其结果是，能够延长雾化器的寿命。发明效果在本发明中，由于通过圆筒状的压电体的圆筒呼吸振动驱动振动膜，因此振动膜的振动效率提高，由此，能够提高雾化效率，并且能够降低消耗电力。
图1是第一实施方式的雾化器的简要的分解立体图。图2是第一实施方式的雾化器的简要的剖视图。图3是弹性板及压电振动件的简要的俯视图。图4是将振动膜的一部分扩大后的简要的剖视图。图5是用于说明压电振动件的圆筒呼吸振动的方式的模式图。图6是第二实施方式的雾化器的简要的剖视图。图7是第二实施方式中的雾化构件的简要的立体图。图8是变形例中的雾化构件的简要的立体图。图9是专利文献1所记载的雾化器的剖视图。图10是用于说明专利文献1所记载的雾化器的压电振动件及喷射板的动作的剖视图。详细而言，是压电振动件沿横向伸长后的状态的压电振动件及喷射板的剖视图。图11是用于说明专利文献1所记载的雾化器的压电振动件及喷射板的动作的剖视图。详细而言，是压电振动件沿横向收缩后状态的压电振动件及喷射板的剖视图。图12是第二变形例的雾化器的简要的剖视图。图13是第三变形例的雾化器的简要的剖视图。图14是第三实施方式的雾化器的简要的分解立体图。图15是第三实施方式的雾化器的简要的剖视图。图16是表示架桥部的沿着半径方向的长度(L)相对于振动膜的半径(r)的比(L/ r)为80%时的雾化构件的阻抗特性的图。图17是表示架桥部的沿着半径方向的长度(L)相对于振动膜的半径(r)的比(L/ r)为100%时的雾化构件的阻抗特性的图。
图18是表示架桥部的沿着半径方向的长度(L)相对于振动膜的半径(r)的比(L/ r)与乱真信号响应的有无的关系的图。图19是第四变形例中的雾化构件的简要的俯视图。图20是第四变形例中的雾化器的一部分的简要的剖视图。
具体实施例方式以下，通过参照附图对本发明的具体的实施方式的一例进行说明来明确本发明。(第一实施方式)图1是本实施方式的雾化器的简要的分解立体图。图2是本实施方式的雾化器的简要的剖视图。如图1及图2所示，雾化器1具备雾化构件30、雾化器主体10、液体供给部 20。雾化器1还可以具备例如驱动雾化构件30的电路。驱动雾化构件30的电路例如具有振荡电路、振荡电路的控制电路、向各电路供给电力的电源电路等。雾化器主体10可以由例如合成树脂、金属、玻璃、陶瓷、纸等形成。如图2所示，在雾化器主体10的内部形成有积存部11。在积存部11中积存有成为雾化对象的液体12。需要说明的是，液体12没有特别的限定。作为液体12的具体例可以举出例如水、水溶液、乙醇或石油类等有机溶剂等。液体12也可以为例如芳香剂、除臭剂、杀虫剂、防虫剂、香水类、 化妆水、洗涤剂。在雾化器主体10上隔着弹性膜15安装有雾化构件30。但是，雾化构件30也可以直接安装在雾化器主体10上。如图1及图2所示，雾化构件30具备圆筒状的压电振动件31和振动膜40。如图 2所示，压电振动件31具备圆筒状的压电体32。压电体32由压电材料构成。用于形成压电体32的压电材料没有特别的限定。作为压电材料的具体例可以举出锆钛酸铅(PZT)系陶瓷等。需要说明的是，压电体32的尺寸没有特别的限定。压电体32的尺寸可以为例如内径10_，外径12_，高度3. 5_。在压电体32的内周面形成有第一电极33。另一方面，在压电体32的外周面形成有第二电极；34。并且，通过在第一及第二电极33、34间施加例如3kV/mm左右的电压，从而压电体32在压电体32的半径方向上被极化。因此，压电振动件31在第一及第二电极33、 34间施加有交流电压时在压电体32的径向上振动(以下，称为“圆筒呼吸振动”。)。该圆筒呼吸振动基于d31模式及d33模式的至少一方，具体而言，为图5所示那样的方式的振动。即，如图5(a) (c)所示，若施加电压，则在压电效应下，圆筒状的压电体32反复进行扩径和缩径。伴随于此，振动膜40在上下方向ζ上振动。需要说明的是，压电体32的振动可以是自激振动也可以是他激振动。但是，在他激振动的情况下，由于在液体附着在压电振动件31的表面时共振频率变动，因此需要用于使频率不变动的控制电路。因此，压电体32的振动优选为自激振动。此外，对压电体32施加的电压的波形可以是例如正弦波、锯齿形波、方波等。其中，施加在压电体32上的电压的波形优选为方波。这是因为，通过向压电体32施加方波能够得到更高的雾化效率。需要说明的是，雾化的开始/停止控制通过对施加到压电体32上的电压进行开始 /停止控制而进行，但也可以对施加到压电体32上的电压的波形进行AM调制或FM调制。
第一及第二电极33、34只要能够向压电体32施加电压则没有特别的限定。第一及第二电极33、34例如可以由Ag、Cu、Au、Pt、Ni、Sn等金属或Cr/Ni合金、Ni/Cu合金等合金形成。需要说明的是，在第一及第二电极33、34的耐水性低时，也可以在第一及第二电极33、34的表面形成保护膜。尤其是，优选至少在第一电极33的表面设置保护膜。这是因为能够抑制在雾附着于第一电极33的表面上时的穴蚀所引起的第一电极33的劣化。保护膜只要比第一及第二电极33、34耐水性高则没有特别的限定。保护膜例如可以由硅酮树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂等弹性树脂形成。作为第一及第二电极33、34的形成方法例如可以举出溅射法、蒸镀法、镀敷等薄膜形成方法或者使用导电性糊剂的方法等。如图1及图2所示，在压电体32的轴向A上的一方侧的开口部32a以覆盖开口部 32a的方式安装有振动膜40。详细而言，在本实施方式中，振动膜40安装在压电体32的轴向A上的一方侧的端面32b。但是，振动膜40并非必须设置在压电体32的外部。振动膜 40也可以设置在压电体32的内部、即圆筒状的压电体32的中空部。需要说明的是，振动膜 40的厚度没有特别的限定，例如可以为0. 5mm左右。振动膜40是通过压电体32振动而在上下方向ζ上振动的膜。振动膜40只要是能够在上下方向ζ上振动的膜则没有特别的限定，但优选为随着压电振动件31的振动而以一次模式(基本模式)为主进行振动的膜。此时，能够增大振动膜40的变位量。由此，能够扩大振动膜40的可雾化区域。由此，能够在广阔的区域内增多后述的贯通孔43的数量， 能够提高雾化效率及可雾化量。需要说明的是，振动膜40的材质没有特别的限定，振动膜40例如可以由树脂、陶瓷、金属等材料形成。其中，振动膜40优选由陶瓷形成。由此，能够加厚振动膜40，因此容易使振动膜40的支配性的振动模式为一次模式。此外，振动膜40在由42合金、磷青铜、锌白铜等金属材料形成时，振动膜40能够容易加工因而优选。此时，由于振动膜40具有导电性，因此通过使振动膜40的一部分电绝缘，从而能够成为与压电体的电连接机构的一部分。具体而言，在本实施方式中，振动膜40包括安装在压电振动件31的端部的膜主体 41和与膜主体41不同体的贯通孔被形成构件42。在膜主体41的中央部形成有开口 41a， 贯通孔被形成构件42安装于该开口 41a。贯通孔被形成构件42的材质没有特别的限定。贯通孔被形成构件42可以例如由与膜主体41相同的材料形成。贯通孔被形成构件42的形状没有特别的限定，但例如可以为直径4. 9mm，厚度 0. 05mm 左右。需要说明的是，在本实施方式中，形成在膜主体41上的开口 41a形成得比贯通孔被形成构件42的直径小，通过向该开口 41a压入贯通孔被形成构件42，从而贯通孔被形成构件42固定在膜主体41上。但是，贯通孔被形成构件42的向膜主体41的固定方法没有特别的限定，例如在贯通孔被形成构件42由刚性低的树脂膜等形成时，也可以通过粘接剂等将贯通孔被形成构件42与膜主体41粘接。此外，在贯通孔被形成构件42为金属制时， 可以通过与陶瓷制的膜主体41粘接来固定，也可以通过在陶瓷制的膜主体41上实施镀敷处理并进行焊接、硬钎焊、软钎焊来固定。在贯通孔被形成构件42上形成有在厚度方向上贯通贯通孔被形成构件42的多个贯通孔(喷射孔)43。该贯通孔43用于从液体12产生雾。如图4所示，贯通孔43具有沉孔部43a、连接部43b、扩径部43c。沉孔部43a在贯通孔被形成构件42的下表面4 开口。 沉孔部43a形成为从下表面4 侧朝向上表面42b侧前端变细的形状。沉孔部43a的下端部与连接部4 连接。连接部4 为大致圆柱状，具有与沉孔部43a的下端部大致相同的直径。连接部43b的直径可以根据成为雾化对象的液体12的粘度等而适当设定。连接部 43b的直径例如可以为5 20 μ m左右。连接部43b的下端部与扩径部43c连接。扩径部 43c形成为直径比连接部43b的直径大的圆柱状。需要说明的是，在图2、后述的图6中，为了描绘的方便，贯通孔43示意地记载成圆柱状。如上所述，在本实施方式中，对贯通孔43由沉孔部43a、连接部43b、扩径部43c构成的示例进行了说明。但是，贯通孔43的形状不局限于上述的本实施方式的形状，例如即可以为锥形状，也可以为圆柱状。膜主体41及贯通孔被形成构件42可以由相同材料形成，也可以由不同的材料形成。尤其是，贯通孔被形成构件42优选为金属制。这是因为，在贯通孔被形成构件42为金属制的情况下，与例如贯通孔被形成构件42为陶瓷制的情况等相比，贯通孔43的形成便得
各易ο需要说明的是，贯通孔43的形成方法可以根据贯通孔43的尺寸、贯通孔被形成构件42的材质等而适当选择。在贯通孔被形成构件42为金属制时，贯通孔43可以通过例如电铸工法、激光加工而形成。此外，在贯通孔被形成构件42为树脂制时，贯通孔43可以由通过例如使用绿色YAG激光、UV-YAG激光、受激准分子激光等各种激光而形成的方法，通过化学蚀刻而形成的方法，通过冲压加工而形成的方法等形成。如图1及图2所示，雾化构件30由弹性膜15支承。弹性膜15通过环状压紧件35 安装在雾化器主体10上。弹性膜15的材质没有特别的限定。弹性膜15例如可以由聚酰亚胺树脂或PET树脂等树脂形成。此外，弹性膜15可以由例如金属制的板簧构成。需要说明的是，弹性膜15的固有振动频率例如为IkHz以下，通常比压电体32的可驱动的振动频率(压电体32的固有振动频率(例如为IOOkHz左右)及其附近)小。由此，在雾化构件30由弹性膜15支承的情况下，雾化构件30的振动实质上不向弹性膜15传递。由此，能够抑制振动能向弹性膜15泄漏，能够抑制支承雾化构件30而导致的能量效率的劣化。如图1及图3所示，弹性膜15形成为圆板状。如图2所示，在弹性膜15的中央部形成有连接第一液体供给部20a与第二液体供给部20b的开口 16。此外，如图1及图3所示，在比弹性膜15的开口 16靠外侧的位置，沿周向彼此隔开间隔地形成有沿着开口 16的内周面的弓形状的多个开口 17。通过所述多个开口 17，弹性膜15被划分成位于比开口 17 靠内侧的位置的内侧部分15a、位于比开口 17靠外侧的位置的外侧部分15b。内侧部分1 通过形成在相邻的开口 17之间的多个架桥部18而与外侧部分1 连接。如图1及图2所示，在雾化器1上设置有液体供给部20，通过该液体供给部20，积存在积存部11内的液体12向振动膜40的下表面侧供给。
具体而言，在本实施方式中，液体供给部20由第一及第二液体供给部20a、20b构成。如图2所示，第二液体供给部20b通过插入雾化器主体10的开口 IOa而被支承。第二液体供给部20b的下端部到达积存部11的下部。另一方面，第二液体供给部20b的上端与弹性膜15的下端面相接。第一液体供给部20a设置在弹性膜15上。第一液体供给部20a 的上端位于紧靠振动膜40的下方。在压电振动件31未被驱动的状态下，第一液体供给部 20a的上端与振动膜40不相接，在第一液体供给部20a的上端与振动膜40之间形成有间隙 13。间隙13的距离可以根据液体的粘性等适当设定，以使在间隙13中充满液体。间隙13 的距离被设定在例如0. 05 Imm左右。第一及第二液体供给部20a、20b具有通过毛细管现象吸上液体12的功能。因此， 积存在积存部11内的液体12通过第二液体供给部20b被吸上，向第一液体供给部20a供给。被供给到第一液体供给部20a的液体12通过第一液体供给部20a被吸上到间隙13。 并且，由于在间隙13上存在振动膜40，因此通过第一液体供给部20a被吸上的液体12积存在间隙13。由此，向振动膜40供给液体12。需要说明的是，在本实施方式中，第一及第二液体供给部20a、20b只要能够产生毛细管现象则没有特别的限定。第一及第二液体供给部20a、20b例如可以由毛毡、无纺布、 无纺纸、多孔体树脂等构成。但是，在本发明中，向振动膜的液体供给部不局限于产生毛细管现象的构件。例如如图12、13所示，液体供给部20也可以由泵20d、鼓风机20e等供液机构和用于将来自供液机构的液体向振动膜40供给的管20c构成。此时，管20c的端部与振动膜40之间的距离优选为在振动膜40振动时管20c的端部与振动膜40不干涉的程度，更优选在从管20c的端部到由液体的表面张力所产生的最大鼓起点的距离以下。在本实施方式的雾化器1中，在第一及第二电极33、34之间施加有电压时，压电振动件31进行如图5所示那样的圆筒呼吸振动。随着该压电振动件31的圆筒呼吸振动，振动膜40振动，反复进行上下方向ζ的变位。由此，通过液体供给部20向间隙13的液体12 通过贯通孔43成为雾而发散。需要说明的是，图5所示的圆筒呼吸振动的方式为一例。圆筒呼吸振动的方式存在根据圆筒呼吸振动的频率而变化的情况。具体而言，在图5所示的方式中，示出了在压电振动件31的振动膜40相反侧的部分缩径时振动膜40变位成凹状的示例。然而，根据频率的不同，还存在当压电振动件31的振动膜40相反侧的部分缩径时振动膜40变位成凸状的情况。即，因圆筒呼吸振动的频率的不同存在振动膜40的振动的相位偏移180°的情况。如此，在本实施方式中，通过圆筒状的压电体32的圆筒呼吸振动激励振动膜40的膜振动。因此，与例如通过圆板状的压电体的横向效应激励振动膜的膜振动的情况相比，能够以高效率激励振动膜40的膜振动。由此，能够实现高雾化效率。其结果是，能够降低雾化器1的消耗电力。此外，能够以相同的消耗电力增大振动膜40的振动能。因此，可雾化的贯通孔的最大数量增多。由此，能够增多贯通孔43的数量。其结果是，能够以同样的消耗电力得到更多的喷雾量。此外，通过利用圆筒呼吸振动，能够得到大的振动振幅，因此能够使雾滴飞得更远。
此外，在圆筒状的压电体32的圆筒呼吸振动的情况下，压电体32的沿着轴向的端部的外周部成为波节。即，压电体32振动的状态下的压电体32的轴向上的端部的外周部的变位量少。由此，压电振动件31的支承变得容易。此外，如本实施方式那样，通过支承压电振动件31的轴向上的端部，不会因支承体即弹性膜15阻碍压电振动件31的振动。此外， 压电振动件31的振动难以向弹性膜15传递。由此，能够抑制振动的衰减，并且能够抑制因支承导致的压电振动件31的振动效率的下降。其结果是，能够实现更高的雾化效率及更低的消耗电力。具体而言，例如，在专利文献1所记载的那样的使用以横向效应振动的压电体的雾化器中，雾化电压为20Vpp左右，相对于此，在本实施方式的使用了圆筒呼吸振动的压电体32的雾化器1中，能够将雾化电压降低到例如IOVpp左右。此外，在现有的使用以横向效应振动的压电体的雾化器中，消耗电力为数百mW左右，相对于此，在使用了圆筒呼吸振动的压电体32的雾化器1中，能够将消耗电力减小到数十mW以下。从这样的结果也可知， 如上所述，通过使用圆筒呼吸振动的弹性体，能够实现高雾化效率及低消耗电力。此外，在本实施方式中，振动膜40的形成有贯通孔43的中央部分由不同体的贯通孔被形成构件42构成。因此，振动膜40的制作容易。此外，可以使贯通孔被形成构件42 的材质与膜主体41的材质不同。由此，能够提高膜主体41及贯通孔被形成构件42的设计自由度，使膜主体41及贯通孔被形成构件42更加符合各自的要求特性。即，能够使膜主体 41更适于振动，且能够使贯通孔被形成构件42更适于雾化。此外，在本实施方式中，液体供给部20对振动膜40的设置有压电振动件31的一侧的面供给液体12。换言之，在振动膜40的与雾发散的一侧相反的一侧的一面配置液体供给部20。由此，能够增大雾的发散角度，能够向更广阔的区域喷雾。以下，对其他的实施方式及变形例进行说明。需要说明的是，在以下的其他实施方式及变形例的说明中，对于与上述第一实施方式实质上具有相同功能的构件参照同一符号并省略说明。(第二实施方式)图6是本实施方式的雾化器的简要的剖视图。图7是本实施方式的雾化构件的简要的剖视图。本实施方式的雾化器Ia除了雾化构件30的形态和雾化构件30的支承方式以外具有与上述第一实施方式的雾化器1实质上相同的结构。在本实施方式中，雾化构件30中除了第一及第二电极33、34以外的部分由陶瓷一体形成。具体而言，在本实施方式中，振动膜40、压电体32、后述的凸缘部45由压电陶瓷一体形成。因此，无需将各构件彼此粘接等， 能够容易地制作雾化构件30。此外，通过一体地形成振动膜40、压电体32和凸缘部45，能够提高振动效率。由此，能够实现更高的雾化效率及更低的消耗电力。但是，振动膜40、压电体32、凸缘部45也可以分别不同体地构成。此外，如图6及图7所示，在本实施方式中，在压电振动件31上设置有环状的凸缘部45。凸缘部45与压电体32的上端部分连接，从压电体32朝向外侧向与压电体32的上端面大致平行的方向延伸。并且，压电振动件31在该凸缘部45安装于雾化器主体10上。 这样，通过设置凸缘部45，压电振动件31向雾化器主体10的安装变得容易。此外，凸缘部45与振动时的变位量少的压电体32的轴向A上的端部的外周部连接。因此，在固定有凸缘部45的情况下，压电体32的振动也不易被阻碍。由此，能够抑制伴随压电振动件31的固定的振动效率的劣化。此外，在本实施方式中，凸缘部45形成为圆环状。由此，压电体32的振动更难以被阻碍。进而，在本实施方式中，在凸缘部45的与压电体32连接的连接部4 形成有环状的槽45a。因此，连接部45b的形成有槽45a的部分的厚度比凸缘部45的其他部分的厚度薄。由此，压电体32的振动更加难以被阻碍，能够更有效地抑制振动效率的劣化。此外，通过设置槽45a，压电体32的振动被反射，能够有效地将振动封闭在压电体32内。由此，能够进一步提高压电体32的振动向振动膜40的传递效率。需要说明的是，在本实施方式中，槽4 在压电体32的周围整体形成为环状。但是，槽4 也可以仅形成在压电体32的周围的一部分。此外，在本实施方式中，槽4 形成在凸缘部45的下表面45c。但是，槽也可以形成在凸缘部45的上表面45d，也可以在上表面45d及下表面45c这双方上形成。进而，槽还可以在压电体32的径向上的不同部位形成有多个。此外，也可以取代槽而在凸缘部45上形成开口。需要说明的是，在槽45a的深度过深时，存在凸缘部45的耐久性变低的倾向。因此，形成有槽45a的部分的凸缘部45的厚度的最小值优选为凸缘部45的未形成槽的部分的厚度的0.2倍 0.5倍左右。此外，通过设置凸缘部45，能够抑制产生的雾附着在第一及第二电极33、34的表面。由此，在压电振动件31以高频率振动的情况下，也能够有效地抑制因穴蚀导致的第一及第二电极33、34的劣化。如图7所示，第一及第二电极33、；34分别通过第一及第二配线46、47与第一及第二电极焊盘48、49连接。第一及第二电极焊盘48、49均形成在凸缘部45的下表面45c。因此，在本实施方式中，也能够有效地抑制因第一及第二电极焊盘48、49的穴蚀而引起的劣化。需要说明的是，第二电极34形成在压电体32的外周面的除去周向的一部分的部分上。并且，连接第一电极33和第一电极焊盘48的第一配线46形成在该压电体32的外周面的未形成有第二电极34的部分。(变形例)在上述第二实施方式中，以凸缘部45为圆环状为例进行了说明。但是，在本发明中，凸缘部的形状没有特别的限定。例如，如图8所示，也可以将凸缘部45形成为大致矩形状。在上述第二实施方式中，对通过在凸缘部45的与压电体32连接的连接部4 形成环状槽45a，从而压电体32的振动不会向凸缘部45传递的示例进行了说明。但是，使压电体32的振动不向凸缘部45传递的方法不局限于形成环状槽4 这一方法。可以通过使连接部4 的振动传递特性与凸缘部45的连接部45b以外的部分的振动传递特性不同，由此抑制压电体32的振动向凸缘部45传递。作为使连接部45b的振动传递特性与凸缘部 45的连接部45b以外的部分的振动传递特性不同的方法，除了如上述那样在连接部4 形成槽的方法以外，还可以举出形成突起(环状或局部切口的环状的突起)的方法、在连接部 4 上安装其他构件的方法、形成孔(环状或局部切口的环状的孔)的方法等。
(第三实施方式)图14是第三实施方式的雾化器的简要的分解立体图。图15是第三实施方式的雾化器的简要的剖视图。本实施方式的雾化器Ib与第二实施方式的雾化器Ia在不设置弹性膜15而一体形成液体供给部20这一点和在雾化构件30的结构上不同。在此，参照图14及图15对本实施方式中的雾化构件30的结构进行说明。在本实施方式中，在雾化构件30上形成有沿着周向延伸且沿着周向排列的多个贯通孔45e。通过所述多个贯通孔45e，在凸缘部45上形成将凸缘部45的由雾化器主体10 支承的部分即外缘部45g与振动膜40连接的至少两个架桥部45f (参照图14)。至少两个架桥部45f沿着周向等间隔设置。在本实施方式中，具体而言，架桥部45f设置有两个。但是，在本发明中，架桥部的个数没有特别的限定。架桥部例如可以设置有2 4个。图14所示的架桥部45f的宽度(W)没有特别的限定。架桥部45f的宽度(W)例如可以为图15所示的架桥部45f的沿着半径方向的长度(L)的0.05倍 0.7倍左右。在本实施方式中，架桥部45f的沿着半径方向的长度(L)为振动膜40的半径(r) 的30 % 50 %、70 % 90 %或115 % 120 %的范围内。因此，能够有效地抑制产生与振动膜40的共振频率接近频率的共振。由此，在本实施方式的雾化器Ib中，能够抑制不需要的振动的产生，因此能够实现良好的雾化特性。以下，对其效果进一步详细地说明。图16是表示架桥部的沿着半径方向的长度(L)相对于振动膜的半径(r)的比(L/ r)为80%时的雾化构件的阻抗特性的图。图17是表示架桥部的沿着半径方向的长度(L) 相对于振动膜的半径(r)的比(L/r)为100%时的雾化构件的阻抗特性的图。如图16所示，在比(L/r)为80%时，在图16中由A所示的一次模式的振动与由B 所示的二次模式的振动之间未观察到不需要的振动所引起的乱真信号响应(spurious)。相对于此，如图17所示，在比(L/r)为100%时，在由A所示的一次模式的振动与由B所示的二次模式的振动之间观察到了由C表示的不需要的振动所引起的乱真信号响应。接下来，使架桥部45f的宽度(W)变化，对架桥部的沿着半径方向的长度(L)相对于振动膜的半径(r)的比(L/r)与乱真信号响应的有无的关系进行了研究。图18是表示架桥部的沿着半径方向的长度(L)相对于振动膜的半径(r)的比(L/ r)与乱真信号响应的有无的关系的图。如图18所示的结果可知的那样，发现无论架桥部45f的宽度(W)大小如何，在架桥部45f的沿着半径方向的长度(L)在振动膜40的半径(r)的30% 50%、70% 90% 或115% 120%的范围内时不会产生不需要的振动所引起的乱真信号响应。根据以上的结果可知，通过使架桥部45f的沿着半径方向的长度(L)在振动膜40的半径(r)的30% 50 %、70 % 90%或115 % 120 %的范围内，能够抑制不需要的振动的产生，能够实现良好的雾化特性。(第四变形例)图19是第四变形例中的雾化构件的简要的俯视图。图20是第四变形例中的雾化器的一部分的简要的剖视图。本变形例是上述第三实施方式的变形例。本变形例的雾化器的与上述第三实施方式的雾化器Ib的不同点在于振动膜40和架桥部45f的结构。如图19所示，在振动膜40的与架桥部45f连接的部分的周向上的两侧部分形成有到达压电体32的厚度方向上的中央部的切口部45h。架桥部45f的在周向上位于切口部4 之间的部分45fl与压电体32未连接。压电体32的厚度方向上的中央部成为波节。 因此，在本变形例中，能够在波节处支承振动膜40。由此，能够得到更加良好的雾化特性。此外，在本变形例中，如图20所示，压电体32在铅垂方向上与振动膜40的下侧连接。因此，在压电体32的自重的作用下，振动膜40比外缘部45g靠下方。由此，架桥部45f 的在周向上位于切口部4 之间的部分45fl与压电体32分离。由此，能够抑制部分45Π 与压电体32的接触。由此，能够抑制部分45fl的磨损。其结果是，在本变形例中，能够延长雾化器的寿命。需要说明的是，振动膜40与外缘部45g可以在同一平面内。符号说明1、la、lb···雾化器10…雾化器主体IOa …开口1L···积存部12…液体13…间隙15…弹性膜1 …内侧部分1 …外侧部分16 …开口17 …开口18…架桥部20…液体供给部20a…第一液体供给部20b…第二液体供给部20c …管20d …泵20e…鼓风机30···雾化构件31…压电振动件32…压电体32a …开口部3 …端面33…第一电极34…第二电极40…振动膜41…膜主体
41a …开口42…贯通孔被形成构件4 …贯通孔被形成构件的下表面42b…贯通孔被形成构件的上表面43…贯通孔43a…沉孔部43b…连接部43c…扩径部45…凸缘部45a...环状槽45b…连接部45c…凸缘部的下表面45d…凸缘部的上表面4 …贯通孔45f…架桥部45fL···架桥部45f的在周向上位于切口部4 之间的部分45g…外缘部45h …切口部46…第一配线47…第二配线48…第一电极焊盘49…第二电极焊盘
权利要求
1.一种雾化构件，其具备压电振动件，其具有圆筒状的压电体、形成在所述压电体的内周面上的第一电极、形成在所述压电体的外周面上的第二电极，且进行圆筒呼吸振动；振动膜，其以覆盖所述压电体的轴向上的一端侧的开口部方式设置于所述开口部，且在中央部形成有贯通孔。
2.根据权利要求1所述的雾化构件，其中， 所述压电体与所述振动膜一体形成。
3.根据权利要求1或2所述的雾化构件，其中，所述压电振动件具有凸缘部，该凸缘部与所述压电体的轴向上的一端侧的部分连接且从该一端侧的部分朝向径向外侧延伸。
4.根据权利要求3所述的雾化构件，其中， 所述凸缘部与所述压电体一体形成。
5.根据权利要求3或4所述的雾化构件，其中，所述凸缘部的与所述压电体连接的连接部的振动传递特性和所述凸缘部的其他部分的振动传递特性不同。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的雾化构件，其中， 在所述凸缘部的与所述压电体连接的连接部形成有槽。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的雾化构件，其中，所述压电振动件还具有与所述第一电极连接的第一电极焊盘和与所述第二电极连接的第二电极焊盘，所述第一及第二电极焊盘形成在所述凸缘部的、所述压电体的轴向上的另一端侧的表面上。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的雾化构件，其中，所述振动膜的形成有所述贯通孔的中央部由与所述振动膜的其他的部分不同体的贯通孔被形成构件构成。
9.根据权利要求8所述的雾化构件，其中， 所述贯通孔被形成构件为金属制。
10.根据权利要求8或9所述的雾化构件，其中，所述贯通孔被形成构件由与所述振动膜的除所述贯通孔被形成构件以外的部分相同的材料形成。
11.一种雾化器，其具备权利要求1至10中任一项所述的雾化构件； 安装有所述压电振动件且形成有积存液体的积存部的雾化器主体； 将积存在所述积存部中的液体向所述振动膜的形成有所述贯通孔的部分供给所述液体的液体供给部。
12.根据权利要求11所述的雾化器，其中，所述液体供给部从所述压电体的轴向上的所述另一端侧对所述振动膜供给所述液体。
13.根据权利要求11或12所述的雾化器，其中，所述压电振动件具有凸缘部，该凸缘部与压电体的轴向上的一端侧的部分连接，从该一端侧的部分朝向径向外侧延伸，且径向上的外缘部由雾化器主体支承，在所述凸缘部上，通过形成有沿着周向延伸的多个贯通孔，从而形成将所述外缘部与振动膜连接的至少两个架桥部，所述至少两个架桥部的各自沿着半径方向的长度在所述振动膜的半径的30 % 50%、70% 90%或115% 120%的范围内。
14.根据权利要求13所述的雾化器，其中，在所述振动膜的与所述架桥部连接的部分的周向上的两侧部分形成有切口部，该切口部到达所述压电体的厚度方向上的中央部，所述架桥部的在周向上位于所述切口部之间的部分与所述压电体未连接。
15.根据权利要求14所述的雾化器，其中， 所述压电体在铅垂方向上配置在所述振动膜的下侧。
全文摘要
本发明提供一种雾化构件及具备该雾化构件的雾化器，该雾化构件使用了压电振动件，能够使雾化效率高且消耗电力低。雾化构件(30)具备压电振动件(31)和振动膜(40)。压电振动件(31)具有圆筒状的压电体(32)、形成在压电体(32)的内周面的第一电极(33)、形成在压电体(32)的外周面的第二电极(34)。压电振动件(31)进行圆筒呼吸振动。振动膜(40)以覆盖压电体(32)的轴向上的一端侧的开口部的方式设置于开口部。在振动膜(40)的中央部形成有贯通孔(43)。
文档编号A01M1/20GK102307674SQ201080007110
公开日2012年1月4日 申请日期2010年2月2日 优先权日2009年2月9日
发明者上林嗣治, 中村大佐, 开田弘明, 藤本克己 申请人:株式会社村田制作所