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JP2008036450A - Spray device and drive control method of piezoelectric vibrator - Google Patents

Spray device and drive control method of piezoelectric vibrator Download PDF

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JP2008036450A
JP2008036450A JP2004338500A JP2004338500A JP2008036450A JP 2008036450 A JP2008036450 A JP 2008036450A JP 2004338500 A JP2004338500 A JP 2004338500A JP 2004338500 A JP2004338500 A JP 2004338500A JP 2008036450 A JP2008036450 A JP 2008036450A
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JP
Japan
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frequency
piezoelectric vibrator
driving
predetermined time
predetermined
Prior art date
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Pending
Application number
JP2004338500A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuki Konno
祐樹 紺野
Masashi Kasuya
昌司 粕谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mikuni Corp
Original Assignee
Mikuni Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Mikuni Corp filed Critical Mikuni Corp
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Priority to PCT/JP2005/021278 priority patent/WO2006057204A1/en
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Abstract

【課題】所定の噴霧量を確保しつつ、圧電振動子に印加する電圧の周波数を個々の圧電振動子の共振周波数に調整する調整工程や再調整を不要とする圧電振動子の駆動制御方法及び噴霧装置を提供する。
【課題手段】
液体を霧状に噴霧するビートプレートと、前記ビートプレートを振動させる圧電振動子と、前記圧電振動子を駆動する駆動手段と、を備え、前記駆動手段は、前記圧電振動子の振動周波数を所定範囲の周波数域内でスイープさせて前記圧電振動子を駆動する。ここで、前記圧電振動子の共振周波数は、前記圧電振動子の振動周波数である前記所定範囲の周波数域内に含まれ、特に、前記圧電振動子の振動周波数である前記中心周波数は、前記圧電振動子の共振周波数に略等しい。
【選択図】 図6
A piezoelectric vibrator drive control method that does not require an adjustment process or readjustment for adjusting the frequency of a voltage applied to a piezoelectric vibrator to the resonance frequency of each piezoelectric vibrator while securing a predetermined spray amount, and A spraying device is provided.
[Problem means]
A beat plate for spraying liquid in a mist, a piezoelectric vibrator for vibrating the beat plate, and a driving means for driving the piezoelectric vibrator, wherein the driving means sets a vibration frequency of the piezoelectric vibrator to a predetermined value. The piezoelectric vibrator is driven by sweeping within a frequency range. Here, the resonance frequency of the piezoelectric vibrator is included in the frequency range of the predetermined range that is the vibration frequency of the piezoelectric vibrator, and in particular, the center frequency that is the vibration frequency of the piezoelectric vibrator is the piezoelectric vibration. It is approximately equal to the resonance frequency of the child.
[Selection] Figure 6

Description

本発明は、例えば衛生用又は化粧用として使用される薬剤等の原料液を霧状にして空気中に放出する噴霧装置に関し、特に、このような噴霧装置内の噴霧手段を構成するビートプレートを振動駆動する圧電振動子の駆動制御装置及び方法に関する。   The present invention relates to a spraying device that releases a raw material liquid such as a medicine used for hygiene or cosmetics in the form of a mist, and in particular, a beat plate constituting spraying means in such a spraying device. The present invention relates to a drive control apparatus and method for a piezoelectric vibrator that is driven to vibrate.

衛生用又は化粧用としての薬効成分等を含む液体を霧状にして空気中に放出する噴霧装置は、ビートプレート(振動板)に液滴を供給し、このビートプレートに接合された圧電振動子を例えば超音波周波数帯域の周波数で振動駆動することにより液体を噴霧する。   A spraying device that discharges a liquid containing medicinal components for hygiene or cosmetic use in the form of a mist into the air, supplies droplets to a beat plate (vibrating plate), and a piezoelectric vibrator joined to the beat plate For example, the liquid is sprayed by being driven to vibrate at a frequency in the ultrasonic frequency band.

このような噴霧装置においては、従来から、圧電振動子に印加する電圧の周波数を圧電振動子の共振周波数と一致されることにより、圧電振動子の振動幅を大きくして噴霧量の増大を図るようにしている。   In such a spraying device, conventionally, the frequency of the voltage applied to the piezoelectric vibrator is matched with the resonance frequency of the piezoelectric vibrator, thereby increasing the vibration width of the piezoelectric vibrator and increasing the amount of spraying. I am doing so.

ところで、圧電振動子を駆動する駆動方法としては、自励式駆動方法と他励式駆動方法の2種類の駆動方法が知られている。自励式駆動方法とは、圧電振動子の自己発振特性を利用するものであり、他励式駆動方法とは、圧電振動子の自己発振特性を利用することなく、外部から圧電振動子に所定の周波数の電圧を印加するものである。   By the way, as a driving method for driving the piezoelectric vibrator, two types of driving methods, a self-excited driving method and a separately excited driving method, are known. The self-excited driving method uses the self-oscillation characteristic of the piezoelectric vibrator, and the separately excited driving method uses a predetermined frequency from the outside to the piezoelectric vibrator without using the self-oscillation characteristic of the piezoelectric vibrator. This voltage is applied.

そして、このような他励式駆動方式として、圧電振動子に印加する電圧の周波数をビートプレートと圧電振動子の複合体の共振振動数に一致させることにより、最大の噴霧量を得るようにした超音波成膜装置も知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許第3527998号公報
As such a separately excited drive system, the frequency of the voltage applied to the piezoelectric vibrator is matched with the resonance frequency of the composite of the beat plate and the piezoelectric vibrator, so that the maximum spray amount can be obtained. An acoustic film forming apparatus is also known (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Patent No. 3527998

しかし、自励式駆動方法においては、圧電振動子をその共振周波数と同一の周波数で駆動しても、圧電振動子の共振周波数がビートプレートの共振周波数と一定以上ずれている場合に、噴霧しないことがあった。また、圧電振動子の共振周波数で振動駆動をし続けることにより圧電振動子やビートプレートを劣化させるので噴霧装置の寿命を長期化させることが困難であった。   However, in the self-excited drive method, even if the piezoelectric vibrator is driven at the same frequency as the resonance frequency, if the resonance frequency of the piezoelectric vibrator deviates more than a certain value from the resonance frequency of the beat plate, do not spray. was there. Further, since the piezoelectric vibrator and the beat plate are deteriorated by continuing to drive the vibration at the resonance frequency of the piezoelectric vibrator, it is difficult to extend the life of the spraying device.

一方、他励式駆動方法においては、使用する圧電振動子の共振周波数を、圧電振動子毎にひとつひとつ測定した上で、当該圧電振動子に印加する電圧の周波数をその測定結果に合わせる発振回路の駆動周波数を調整する工程を必要としていた。また、ビートプレートの振動周波数の20乃至40分の1の可聴音領域の音が発生することがあった。   On the other hand, in the separately excited drive method, the resonance frequency of the piezoelectric vibrator to be used is measured one by one for each piezoelectric vibrator, and the frequency of the voltage applied to the piezoelectric vibrator is driven to match the measurement result. A process for adjusting the frequency was required. In addition, a sound in the audible sound region of 20 to 40 times the vibration frequency of the beat plate may be generated.

さらには、圧電素子やビートプレートは、長期間使用するとその共振周波数がずれてくることがあり、この場合、発振回路の駆動周波数を再調整するか、再調整できなければ噴霧能力が著しく低下してしまうことから噴霧装置を廃棄しなければならない事態も生じていた。   Furthermore, the resonance frequency of piezoelectric elements and beat plates may shift when used for a long period of time. In this case, if the drive frequency of the oscillation circuit is readjusted or cannot be readjusted, the spraying ability will be significantly reduced. As a result, there has been a situation in which the spray device has to be discarded.

本発明は、上記した従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、所定の噴霧量を確保しつつ、圧電振動子に印加する電圧の周波数を個々の圧電振動子の共振周波数に調整する調整工程や再調整を不要とする圧電振動子の駆動制御方法及び噴霧装置を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and adjusts the frequency of the voltage applied to the piezoelectric vibrator to the resonance frequency of each piezoelectric vibrator while ensuring a predetermined spray amount. An object of the present invention is to provide a piezoelectric vibrator drive control method and a spray device that do not require processes and readjustment.

上記目的を達成するべく、本発明は、液体を霧状に噴霧するビートプレートと、前記ビートプレートを振動させる圧電振動子と、前記圧電振動子を駆動する駆動手段と、を備え、前記駆動手段は、前記圧電振動子の振動周波数を所定範囲の周波数域内でスイープさせて前記圧電振動子を駆動することを特徴とする噴霧装置を提供するものである。   In order to achieve the above object, the present invention comprises a beat plate that sprays liquid in a mist, a piezoelectric vibrator that vibrates the beat plate, and a drive means that drives the piezoelectric vibrator, and the drive means. Provides a spraying device characterized in that the piezoelectric vibrator is driven by sweeping the vibration frequency of the piezoelectric vibrator within a predetermined frequency range.

ここで、前記振動周波数は超音波周波数であって、前記スイープさせる周波数域は、所定の中心周波数±5kHzの範囲であることを特徴とする。そして、前記圧電振動子の共振周波数は、前記圧電振動子の振動周波数である前記所定範囲の周波数域内に含まれ、特に、前記圧電振動子の振動周波数である前記中心周波数は、前記圧電振動子の共振周波数に略等しいことを特徴とする。   Here, the vibration frequency is an ultrasonic frequency, and the frequency range to be swept is a predetermined center frequency ± 5 kHz. The resonance frequency of the piezoelectric vibrator is included in the predetermined frequency range that is the vibration frequency of the piezoelectric vibrator. In particular, the center frequency that is the vibration frequency of the piezoelectric vibrator is the piezoelectric vibrator. It is characterized by substantially equal to the resonance frequency.

そして、前記駆動手段は、0.5乃至5ミリ秒間隔毎に前記所定範囲の周波数域内に設定された複数段階の周波数を連続的に1段階ずつ順次変化させて前記圧電振動子を駆動するようにする。   The driving means drives the piezoelectric vibrator by sequentially changing a plurality of stages of frequencies set within the predetermined frequency range every 0.5 to 5 milliseconds, one by one successively. To.

本発明は、さらに、液体を霧状に噴霧するビートプレートに振動エネルギーを供給する圧電振動子の駆動制御方法であって、前記圧電振動子の振動周波数を、所定範囲の周波数域内でスイープさせて駆動することを特徴とする圧電振動子の駆動制御方法を提供するものである。   The present invention further relates to a drive control method for a piezoelectric vibrator that supplies vibration energy to a beat plate that sprays liquid in the form of a mist, wherein the vibration frequency of the piezoelectric vibrator is swept within a predetermined frequency range. The present invention provides a drive control method for a piezoelectric vibrator characterized by being driven.

ここで、本駆動制御方法においては、(a)前記所定範囲の周波数域内に設定された複数段階の周波数の一つで前記圧電振動子を所定時間駆動するステップと、(b)前記複数段階の周波数を順次連続的に1段階高い周波数で前記圧電振動子を所定時間駆動するステップと、(c)前記圧電振動子を前記駆動周波数の最大周波数で所定時間駆動するステップと、(d)前記複数段階の周波数を順次連続的に1段階低い周波数で前記圧電振動子を所定時間駆動するステップと、(e)前記圧電振動子を前記駆動周波数の最小周波数で所定時間駆動するステップとの各スッテプを有し、前記ステップ(b)乃至(e)を繰り返すのである。   Here, in this drive control method, (a) driving the piezoelectric vibrator for a predetermined time at one of a plurality of stages set within the predetermined frequency range; and (b) the plurality of stages. (C) driving the piezoelectric vibrator for a predetermined time at a maximum frequency of the driving frequency; and (d) driving the plurality of piezoelectric vibrators for a predetermined time at a frequency successively higher by one step. Steps of sequentially driving the piezoelectric vibrators for a predetermined time at a frequency that is one step lower in sequence and (e) driving the piezoelectric vibrator at a minimum frequency of the driving frequency for a predetermined time. The steps (b) to (e) are repeated.

このように、本噴霧装置及び圧電振動子の駆動制御方法においては、圧電振動子の振動周波数を所定範囲の周波数域内でスイープさせて駆動するので、圧電振動子に印加する電圧の周波数を個々の圧電振動子の共振周波数に調整する調整工程を不要とした。   Thus, in the spray device and the drive control method of the piezoelectric vibrator, the vibration frequency of the piezoelectric vibrator is swept within a predetermined frequency range and driven, so that the frequency of the voltage applied to the piezoelectric vibrator can be set individually. An adjustment process for adjusting to the resonance frequency of the piezoelectric vibrator is not required.

一方、圧電振動子の共振周波数は、圧電振動子の振動周波数である前記所定範囲の周波数域内に含まれ、また、前記圧電振動子の振動周波数である前記中心周波数は、前記圧電振動子の共振周波数に略等しいことにより、一定以上の噴霧量を確保したのである。   On the other hand, the resonance frequency of the piezoelectric vibrator is included in the predetermined frequency range that is the vibration frequency of the piezoelectric vibrator, and the center frequency that is the vibration frequency of the piezoelectric vibrator is the resonance frequency of the piezoelectric vibrator. By substantially equaling the frequency, a certain amount or more of spraying was ensured.

さらに、本噴霧装置においては、圧電振動子やビートプレートをその共振周波数で駆動し続けることがないので、振動駆動に伴って生じる装置のビビリ音や機械的振動の発生を抑制すると共に、装置の耐久性を向上させ、装置の寿命を長期化させることができたのである。   Furthermore, in this spraying device, since the piezoelectric vibrator and the beat plate are not continuously driven at the resonance frequency, it is possible to suppress the chatter noise and mechanical vibration generated by the vibration driving, Durability was improved and the life of the device could be extended.

そして、本噴霧装置においては圧電振動子に印加する電圧の周波数を個々の圧電振動子の共振周波数に調整する必要がないことから、圧電振動子やビートプレートの噴霧部を含めて本装置のユーザー自身によるメンテナンスを可能にしたのである。   In this spraying device, it is not necessary to adjust the frequency of the voltage applied to the piezoelectric vibrator to the resonance frequency of each piezoelectric vibrator. It enabled maintenance by itself.

以下、図面を参照しながら本発明に係る噴霧装置及び圧電振動子の駆動制御方法を詳しく説明する。   Hereinafter, the spray device and the piezoelectric vibrator drive control method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明が適用可能な電解水噴霧装置100の例を示すものであって、本電解水噴霧装置100は、電解水噴霧装置主体102と、前記電解水噴霧装置主体102に取付けられた噴霧部104とからなる。   FIG. 1 shows an example of an electrolyzed water spray apparatus 100 to which the present invention can be applied. The electrolyzed water spray apparatus 100 is attached to the electrolyzed water spray apparatus main body 102 and the electrolyzed water spray apparatus main body 102. And the spraying part 104.

電解水噴霧装置主体102の筐体2の内部には、電解質水溶液タンク4が収納されている。水溶液中の電解質としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム等のアルカリ金属塩やアルカリ土類塩、アスコルビン酸等の有機酸が好ましい。電解質濃度としては、0.015〜0.9質量%が好ましい。   An electrolyte aqueous solution tank 4 is housed inside the housing 2 of the electrolyzed water spray apparatus main body 102. The electrolyte in the aqueous solution is preferably an alkali metal salt such as sodium chloride, potassium chloride or calcium chloride, an alkaline earth salt, or an organic acid such as ascorbic acid. As electrolyte concentration, 0.015-0.9 mass% is preferable.

前記電解質水溶液タンク4の下方には、ポンプ6が取付けられており、前記電解質水溶液タンク4内に収納されている電解質水溶液は電解質水溶液供給管8を通して前記ポンプ6に供給される。前記ポンプ6に供給された電解質水溶液は、次いでポンプ6により圧送されて送出管10を通って電解槽12に供給される。   A pump 6 is attached below the electrolyte aqueous solution tank 4, and the electrolyte aqueous solution accommodated in the electrolyte aqueous solution tank 4 is supplied to the pump 6 through an electrolyte aqueous solution supply pipe 8. The aqueous electrolyte solution supplied to the pump 6 is then pumped by the pump 6 and supplied to the electrolytic cell 12 through the delivery pipe 10.

図3は、電解槽12を示す拡大図である。電解槽12は、扁平な電解槽筐体14内に、平行に配設された陽極16、及び陰極18を有する。なお、20は陽極16に接続された陽極端子、22は陰極18に接続された陰極端子で、それぞれ前記電解槽筐体14の下端から外部に引出されている。   FIG. 3 is an enlarged view showing the electrolytic cell 12. The electrolytic cell 12 has an anode 16 and a cathode 18 arranged in parallel in a flat electrolytic cell housing 14. Reference numeral 20 denotes an anode terminal connected to the anode 16, and 22 denotes a cathode terminal connected to the cathode 18, which are respectively drawn out from the lower end of the electrolytic cell housing 14.

前記ポンプ6から供給される電解質水溶液は、電解槽12の下部に形成された流入孔24から電解槽12内に供給され、層流状態を保ちながら電解槽12内を上方に移動すると共に、陽極16、陰極18間に印加されている電圧により電気分解され、陽極16の近傍には陽極水(酸性水)が生成し、陰極18近傍には陰極水(アルカリ性水)が生成する。   The aqueous electrolyte solution supplied from the pump 6 is supplied into the electrolytic cell 12 through an inflow hole 24 formed in the lower part of the electrolytic cell 12 and moves upward in the electrolytic cell 12 while maintaining a laminar flow state. 16, electrolysis is performed by the voltage applied between the cathode 18 and anode water (acidic water) is generated near the anode 16, and cathode water (alkaline water) is generated near the cathode 18.

電解槽12内の電解質水溶液は層流状態で流れているので、生成した陽極水は陽極16の表面に沿って矢印Aで示される様に上方に流れ、陽極水のみが電解槽12の上部側に形成された流出管26を通って、後述する噴霧手段28に供給される。   Since the aqueous electrolyte solution in the electrolytic cell 12 flows in a laminar flow state, the generated anodic water flows upward along the surface of the anode 16 as indicated by the arrow A, and only the anodic water is on the upper side of the electrolytic cell 12. And is supplied to a spraying means 28 which will be described later.

一方、電解槽12内で生成した陰極水は、図3に示す矢印Bによって示される様に、陰極18に沿って上方に移動し、電解槽12の上部側に連結された排出管30から前記ポンプ6の上方に取付けられた後述する廃液タンク32に送られ廃液として一時的に蓄えられる。廃液タンク32はポンプ6の上方に略電解槽12及び電解質水溶液タンク4と同等の高さに筐体4内に取付けてある。   On the other hand, the cathode water generated in the electrolytic cell 12 moves upward along the cathode 18 as shown by the arrow B shown in FIG. 3 and is discharged from the discharge pipe 30 connected to the upper side of the electrolytic cell 12. It is sent to a later-described waste liquid tank 32 attached above the pump 6 and temporarily stored as waste liquid. The waste liquid tank 32 is mounted in the housing 4 at a height substantially equal to the electrolytic cell 12 and the aqueous electrolyte solution tank 4 above the pump 6.

図1において、前記電解槽12の上部側に形成された流出管26の前方には、噴霧部104が電解水噴霧装置主体102に取付けられている。   In FIG. 1, a spray portion 104 is attached to the electrolyzed water spray device main body 102 in front of the outflow pipe 26 formed on the upper side of the electrolytic cell 12.

噴霧部104の取付け方法としては、例えばスライドガイドや、係止突起等を用いる通常の嵌合手段が例示される。   As a method for attaching the spray unit 104, for example, a normal fitting means using a slide guide, a locking projection, or the like is exemplified.

図1に示すように、噴霧部104は、内部に前記噴霧手段28を収納した噴霧部本体34と、その上部に取付けた噴霧部開閉カバー36とで構成されている。   As shown in FIG. 1, the spray unit 104 includes a spray unit main body 34 in which the spray means 28 is housed, and a spray unit opening / closing cover 36 attached to the upper part.

噴霧部104において液滴を霧状にして放出する噴霧手段28は、ビートプレート28aと圧電振動子28bとから構成される。ビートプレート28aは、通常、孔径18〜24μmの貫通孔が多数形成されており、その端部が前記圧電振動子28bに固定されている。前記圧電振動子28bには超音波領域の周波数の電圧を印加されることにより、圧電振動子28bが振動し、これに伴い振動子28bに固定されたビートプレート28aが振動する。これにより、後述するように流出管26から供給される電解水はビートプレート28aに形成された多数の貫通孔を通して外部に微細液滴として噴霧されることとなる。   The spraying means 28 that discharges the droplets in the form of a mist in the spray unit 104 includes a beat plate 28a and a piezoelectric vibrator 28b. The beat plate 28a usually has a large number of through holes having a hole diameter of 18 to 24 μm, and its end is fixed to the piezoelectric vibrator 28b. When a voltage having an ultrasonic frequency is applied to the piezoelectric vibrator 28b, the piezoelectric vibrator 28b vibrates, and accordingly, the beat plate 28a fixed to the vibrator 28b vibrates. As a result, as will be described later, the electrolyzed water supplied from the outflow pipe 26 is sprayed to the outside as a fine droplet through a large number of through holes formed in the beat plate 28a.

噴霧部開閉カバー36は、上下方向に摺動自在に前記噴霧部本体34に取付けられて前記噴霧手段28を覆う。前記噴霧部開閉カバー36の電解水噴霧装置主体102側には、カバー36上部から流出管26にかけて、平板からなる吐出口開閉手段38が垂設されており、流出管26の先端の吐出口は前記吐出口開閉手段38に当接している。このため、流出管26の先端は閉塞され、電解水は漏出しない。   The spray part opening / closing cover 36 is attached to the spray part main body 34 so as to be slidable in the vertical direction and covers the spray means 28. On the side of the electrolyzed water spraying device main body 102 of the spray part opening / closing cover 36, a discharge port opening / closing means 38 made of a flat plate is suspended from the upper part of the cover 36 to the outflow pipe 26. It is in contact with the discharge opening / closing means 38. For this reason, the front-end | tip of the outflow tube 26 is obstruct | occluded, and electrolyzed water does not leak out.

前記カバー36の上部にはマグネット40が取付けてあり、対応する電解水噴霧装置主体102側に取付けたリードスイッチ42と協働してカバー36の位置を検出できるようになっている。   A magnet 40 is attached to the upper part of the cover 36, and the position of the cover 36 can be detected in cooperation with a reed switch 42 attached to the corresponding electrolyzed water spraying device main body 102 side.

制御部44は、後に詳しく説明するマイクロプロセッサ112を組み込むことにより、ポンプ6、電解槽12、噴霧手段28等を統合的に制御する。また、制御部44にはリードスイッチ42等の信号が入力される。駆動電源46は、制御部44、ポンプ6、電解槽12、噴霧手段28等にそれぞれ必要な電圧値の電力を供給する。駆動電源46としては、一次電池のみならず、充電可能な二次電池の何れも使用できる。また、商用交流電源をAC/DC変換にして電力を供給するようにしてもよい。ここで、配線54は、駆動電源46の電力を制御44部に供給する。また、配線48は、電気分解に適する制御された電力を電解槽12に供給する。そして信号線50は、リードスイッチ42と制御部とを接続し、配線52は、制御部44からポンプ6に制御された電力を供給する。   The control unit 44 integrally controls the pump 6, the electrolytic cell 12, the spraying means 28, and the like by incorporating a microprocessor 112 that will be described in detail later. In addition, a signal from the reed switch 42 and the like is input to the control unit 44. The drive power supply 46 supplies electric power having a necessary voltage value to the control unit 44, the pump 6, the electrolytic cell 12, the spraying means 28, and the like. As the driving power source 46, not only a primary battery but also a rechargeable secondary battery can be used. Moreover, you may make it supply electric power by making a commercial alternating current power supply into AC / DC conversion. Here, the wiring 54 supplies the power of the drive power supply 46 to the control 44 unit. In addition, the wiring 48 supplies the electrolytic cell 12 with controlled electric power suitable for electrolysis. The signal line 50 connects the reed switch 42 and the control unit, and the wiring 52 supplies controlled power from the control unit 44 to the pump 6.

また、パッキン55、56は、筐体2内壁と電解槽12との間に介装されたゴム等の弾性体からなり、これらにより防水構造を構成している。この防水構造により、陽極水が電解水噴霧装置主体102内部に侵入することを防いでいる。   Further, the packings 55 and 56 are made of an elastic body such as rubber interposed between the inner wall of the casing 2 and the electrolytic cell 12, and constitute a waterproof structure. This waterproof structure prevents the anode water from entering the electrolytic water spraying device main body 102.

次に、上記電解水噴霧装置を用いて電解水を噴霧する場合につき説明する。   Next, the case where the electrolyzed water is sprayed using the electrolyzed water spray device will be described.

図2に示すように、先ずカバー36を上方に引上げる。これにより、吐出口開閉手段38も上方に移動し、流出管26の吐出口は閉塞状態から、開口状態になる。   As shown in FIG. 2, the cover 36 is first pulled upward. Thereby, the discharge port opening / closing means 38 is also moved upward, and the discharge port of the outflow pipe 26 is changed from the closed state to the open state.

一方、カバー36に取付けられたマグネット40も上方に移動され、リードスイッチ42から離れる。この状態を検知した制御部44は駆動電源46の電力をポンプ6、電解槽12、噴霧手段28に供給し、これによりポンプ6が作動し、電解質水溶液タンク4内の電解質水溶液は電解質水溶液供給管8、ポンプ6、送出管10を通って電解槽12に送られ、ここで電気分解される。   On the other hand, the magnet 40 attached to the cover 36 is also moved upward and separated from the reed switch 42. The control unit 44 that has detected this state supplies the power of the drive power supply 46 to the pump 6, the electrolytic cell 12, and the spraying means 28, whereby the pump 6 is operated, and the electrolyte aqueous solution in the electrolyte aqueous solution tank 4 is the electrolyte aqueous solution supply pipe. 8. It is sent to the electrolytic cell 12 through the pump 6 and the delivery pipe 10, where it is electrolyzed.

電解槽12内の陽極側で生成した陽極水は流出管26を通り、その先端の吐出口から液滴58になって振動しているビートプレート28aに供給され、更にビートプレート28aに形成された微細貫通孔を通ってビートプレート28aの前方に噴霧される。一方、陰極水は排出管30を通って廃液タンク32に送られ、ここで一時的に貯留された後、適宜外部に排出される。   The anodized water generated on the anode side in the electrolytic cell 12 passes through the outflow pipe 26, is supplied as a droplet 58 from the discharge port at the tip thereof, and is supplied to the vibrating beat plate 28a, and further formed on the beat plate 28a. It sprays ahead of the beat plate 28a through the fine through hole. On the other hand, the cathode water is sent to the waste liquid tank 32 through the discharge pipe 30 and temporarily stored therein, and then appropriately discharged outside.

ところで、上に述べた噴霧装置の例では、電解質水溶液をポンプ6によって得られる水圧によってビートプレート28a側に供給するようにしているが、ポンプを使用せずに、多孔性のスポンジュやフィルタが有する毛細管現象を利用して、電解質水溶液をビートプレート28a側に供給するようにしてもよい。また、本噴霧装置においては、ビートプレート28aの多くは、従来から白金又はニッケルの素材を使用してきたが、本装置においては、それらの素材に加えて、パラジウムを使用しても良い。   By the way, in the example of the spraying apparatus described above, the electrolyte aqueous solution is supplied to the beat plate 28a side by the water pressure obtained by the pump 6, but a porous sponge or filter has no pump. The aqueous electrolyte solution may be supplied to the beat plate 28a side by utilizing capillary action. In this spraying apparatus, most of the beat plates 28a have conventionally used platinum or nickel materials, but in this apparatus, palladium may be used in addition to these materials.

電解水の噴霧が終り、噴霧を停止する際には、カバー36を下方に押下げる。すると、マグネットがリードスイッチ42に近づき信号線50を通して信号が制御部に送られる。これにより電解槽12及びポンプ6に供給される電力が切断され、電解水の噴霧が停止される。   When the spraying of the electrolyzed water is finished and the spraying is stopped, the cover 36 is pushed downward. Then, the magnet approaches the reed switch 42 and a signal is sent to the control unit through the signal line 50. Thereby, the electric power supplied to the electrolytic cell 12 and the pump 6 is cut off, and the spraying of electrolytic water is stopped.

上記例においては、リードスイッチ42が電解水噴霧動作のスイッチの役割を果しているが、これに限られず、電源スイッチを別途設け、カバー36をあけた後電源スイッチを入れることにより電解水の噴霧が始まるように構成しても良い。この場合は、リードスイッチ42と電源スイッチのアンド条件で電解水の噴霧が始まるようにすることにより、カバー36を上に引上げていないときに、電源スイッチを入れても電解水は噴霧されず、誤操作による誤噴霧を確実に防止できる。なお、長期間本発明電解水噴霧装置を使用している内に、電解水の噴霧不良を生じる場合がある。電解水の噴霧不良は、噴霧手段に電解水が付着したまま乾燥して析出する電解質によりビートプレート28aの貫通孔が目詰りする等の原因により起きる。   In the above example, the reed switch 42 serves as a switch for the electrolyzed water spraying operation. However, the present invention is not limited to this. The power switch is separately provided, and the cover 36 is opened, and then the power switch is turned on to spray the electrolyzed water. It may be configured to start. In this case, by spraying the electrolyzed water under the AND condition of the reed switch 42 and the power switch, the electrolyzed water is not sprayed even when the power switch is turned on when the cover 36 is not pulled up, It is possible to reliably prevent erroneous spraying due to erroneous operation. In addition, while using the electrolyzed water spray device of the present invention for a long time, spraying failure of electrolyzed water may occur. The poor spraying of the electrolyzed water occurs due to the clogging of the through hole of the beat plate 28a due to the electrolyte that is dried and deposited while the electrolyzed water is attached to the spraying means.

噴霧不良を生じた場合は、噴霧部104を電解水噴霧装置主体102から取外し、正常に噴霧する噴霧部104と交換する等により噴霧不良を解決できる。   When a spray failure occurs, the spray failure can be solved by removing the spray unit 104 from the electrolyzed water spray apparatus main body 102 and replacing it with the spray unit 104 that normally sprays.

次に、本発明の圧電振動子28b(図1)を駆動する駆動手段について説明する。   Next, driving means for driving the piezoelectric vibrator 28b (FIG. 1) of the present invention will be described.

上記したように、噴霧部104(図1)において液滴を霧状にして放出する噴霧手段28は、ビートプレート28aと圧電振動子28bとから構成される。そして、この圧電振動子28b(図1)は、駆動手段110によって振動駆動されるのである。   As described above, the spray means 28 that discharges droplets in the form of mist in the spray unit 104 (FIG. 1) includes the beat plate 28a and the piezoelectric vibrator 28b. The piezoelectric vibrator 28b (FIG. 1) is driven to vibrate by the driving means 110.

図4は、圧電振動子28bを振動駆動させるための駆動手段110の全体構成の例を示す。図4に示すように、駆動手段110は、極めて安定した発振周波数の信号を出力する水晶振動子を含む発振回路112と、発振回路112から出力される所定の周波数の発振信号を入力するマイクロプロセッサ113と、マイクロプロセッサ113から出力される駆動信号によって圧電振動子28bを駆動する駆動回路114とから構成される。ここで、マイクロプロセッサ113は、後述するように、圧電振動子28bの振動周波数を所定範囲の周波数域内でスイープさせて駆動するための駆動信号を作成してこれを駆動回路113側に出力するのである。   FIG. 4 shows an example of the overall configuration of the driving means 110 for driving the piezoelectric vibrator 28b to vibrate. As shown in FIG. 4, the driving means 110 includes an oscillation circuit 112 including a crystal resonator that outputs a signal with an extremely stable oscillation frequency, and a microprocessor that inputs an oscillation signal with a predetermined frequency output from the oscillation circuit 112. 113 and a drive circuit 114 for driving the piezoelectric vibrator 28b by a drive signal output from the microprocessor 113. Here, as will be described later, the microprocessor 113 creates a drive signal for driving by driving the vibration frequency of the piezoelectric vibrator 28b within a predetermined frequency range, and outputs the drive signal to the drive circuit 113 side. is there.

図4に示した本発明の駆動手段110の構成において注目すべきは、従来装置における圧電振動子の駆動手段の如く、発振回路111の発振周波数を圧電振動子28bの共振周波数に合わせるための調整回路を一切必要としないことである。これにより、本発明では、圧電振動子に印加する電圧の周波数を個々の圧電振動子28bの共振周波数に調整する調整回路及びこの調整回路による圧電振動子28bの共振周波数に調整する調整工程を不要としているのである。   It should be noted in the configuration of the driving means 110 of the present invention shown in FIG. 4 that the adjustment for adjusting the oscillation frequency of the oscillation circuit 111 to the resonance frequency of the piezoelectric vibrator 28b, like the driving means of the piezoelectric vibrator in the conventional apparatus. No circuit is required. Accordingly, the present invention does not require an adjustment circuit for adjusting the frequency of the voltage applied to the piezoelectric vibrator to the resonance frequency of each piezoelectric vibrator 28b and an adjustment step for adjusting the resonance frequency of the piezoelectric vibrator 28b by this adjustment circuit. It is.

図5は、図4に示した駆動回路113の具体例を示す。図5に示すように、駆動回路113は、マイクロプロセッサ113(図4)から出力される駆動信号を受けてこれを増幅する増幅器AMPと、増幅器AMPによって駆動するトランジスタTと、その1次巻線の一方が所定の直流電圧Vに接続されてその他方がトランジスタTに接続されたトランスTrと、トランスTrの2次巻線の一方に接続されたインダクタンスLとから構成される。
そして、インダクタンスLは、圧電振動子28bの電極に接続されるのである。これにより、圧電振動子28bは、マイクロプロセッサ113(図4)から出力される駆動信号の周波数により発振駆動することとなる。
FIG. 5 shows a specific example of the drive circuit 113 shown in FIG. As shown in FIG. 5, the driving circuit 113 receives the driving signal output from the microprocessor 113 (FIG. 4), amplifies the amplifier, the transistor T driven by the amplifier AMP, and its primary winding. One is connected to a predetermined DC voltage V and the other is connected to the transistor T, and an inductance L is connected to one of the secondary windings of the transformer Tr.
The inductance L is connected to the electrode of the piezoelectric vibrator 28b. Thereby, the piezoelectric vibrator 28b is driven to oscillate at the frequency of the drive signal output from the microprocessor 113 (FIG. 4).

ところで、圧電振動子28bに印加される駆動電圧の波形は、インダクタンスLを通過することにより、矩形波駆動波ではなく、例えば図10に示すようなサイン波形になる。これによって、本噴霧装置は、低騒音且つ低振動の薬剤の噴射を可能としている。   By the way, the waveform of the driving voltage applied to the piezoelectric vibrator 28b becomes a sine waveform as shown in FIG. Thereby, the present spraying device enables the injection of medicine with low noise and low vibration.

図6は、マイクロプロセッサ113(図4)から出力される駆動信号の波形の例を示す。図6に示すように、圧電振動子28b又は圧電振動子とビートプレート28aの複合体の共振周波数が例えば130KHz近辺にあったとした場合、マイクロプロセッサ113(図4)から出力される駆動信号は、その共振周波数である130KHzを含む所定範囲の周波数域内でスイープさせて圧電振動子28bを駆動するのである。   FIG. 6 shows an example of the waveform of the drive signal output from the microprocessor 113 (FIG. 4). As shown in FIG. 6, when the resonance frequency of the piezoelectric vibrator 28b or the composite of the piezoelectric vibrator and the beat plate 28a is, for example, around 130 KHz, the drive signal output from the microprocessor 113 (FIG. 4) is The piezoelectric vibrator 28b is driven by sweeping within a predetermined frequency range including the resonance frequency of 130 KHz.

ここで、「スイープ」とは、所定時間間隔毎に前記した所定範囲の周波数域内に設定された複数段階の周波数を連続的に1段階ずつ順次変化させて圧電振動子28bを駆動することを意味する。図6に示した駆動信号の例では、1ミリ秒(msec)間隔毎に、130KHz近辺を中心に125乃至135KHzの範囲内に設定された複数段階(図6の例では7段階)の周波数を連続的に1段階ずつ順次変化させて圧電振動子28bを駆動している。そして、本発明の駆動方式においては、使用する圧電振動子28bの共振周波数が、125乃至135KHzの範囲の周波数域内に含まれるようにするのである。望ましくは、一定値以上の噴霧量を確保するために、前記所定範囲の中心周波数は、圧電振動子28bの共振周波数に略等しいことが望ましい。   Here, “sweep” means that the piezoelectric vibrator 28b is driven by successively changing a plurality of stages of frequencies set within the predetermined frequency range at a predetermined time interval one by one successively. To do. In the example of the drive signal shown in FIG. 6, the frequency of a plurality of stages (seven stages in the example of FIG. 6) set in the range of 125 to 135 KHz around 130 KHz is set every 1 millisecond (msec) interval. The piezoelectric vibrator 28b is driven by sequentially changing it step by step. In the driving method of the present invention, the resonance frequency of the piezoelectric vibrator 28b to be used is included in the frequency range of 125 to 135 KHz. Desirably, the center frequency of the predetermined range is substantially equal to the resonance frequency of the piezoelectric vibrator 28b in order to ensure a spray amount of a certain value or more.

ところで、図6に示した駆動信号の例では、1ミリ秒毎に前記した複数段階の周波数を連続的に1段階ずつ順次変化させるようにしているが、0.5乃至5ミリ秒間隔内の任意の時間間隔に設定するとよい。   By the way, in the example of the drive signal shown in FIG. 6, the frequency of the plurality of stages described above is successively changed one by one successively every 1 millisecond, but within 0.5 to 5 millisecond intervals. An arbitrary time interval may be set.

図7は、マイクロプロセッサ113(図4)内において、発振回路112(図4)から入力される発振信号(原発振)の周波数と、この原発振信号を分周して作成する駆動信号の周波数(駆動周波数)の対応関係を記載したものである。そして、この図7の例では、使用する圧電振動子28bの共振周波数が130KHzである場合を前提としている。   FIG. 7 shows the frequency of the oscillation signal (original oscillation) input from the oscillation circuit 112 (FIG. 4) and the frequency of the drive signal created by dividing the original oscillation signal in the microprocessor 113 (FIG. 4). The correspondence relationship of (driving frequency) is described. In the example of FIG. 7, it is assumed that the resonance frequency of the piezoelectric vibrator 28b to be used is 130 KHz.

図7に示すように、発振回路112から20MHzの発振信号が供給された場合、マイクロプロセッサ113(図4)内において、これを158分周すると126.58KHzの駆動信号が得られる。同様に、157分周/127.39Kz、156分周/128.21Kz、155分周/129.03Kz、154分周/129.87Kz、153分周/130.72Kz、152分周/131.58Kz、151分周/132.45Kz、150分周/133.33Kz及び149分周/134.23Kzの合計10段階の駆動信号を得ることができる。   As shown in FIG. 7, when an oscillation signal of 20 MHz is supplied from the oscillation circuit 112, a drive signal of 126.58 KHz is obtained by dividing the frequency by 158 in the microprocessor 113 (FIG. 4). Similarly, divide by 157 / 127.39 Kz, 156 divide / 128.21 Kz, 155 divide / 129.03 Kz, 154 divide / 129.87 Kz, 153 divide / 130.72 Kz, 152 divide / 131.58 Kz , 151 division / 132.45 Kz, 150 division / 133.33 Kz, and 149 division / 134.23 Kz, a total of 10 drive signals.

マイクロプロセッサ113(図4)内において、20MHzの原信号からこのような複数段階の周波数の駆動信号を得るには、種々の方法が知られており当業者にとって自明であることから、ここでは詳細な説明を省くが、マイクロプロセッサ113として、例えば「RENESAS、RJJ09B0040−0210Z」を使用した場合、そこに備えられている「アウトプットコンペア」の機能を使うと容易に、例えば図7に示したような原信号(20MHz)の分周により得られる駆動信号の作成は容易である。当然のことながら、マイクロプロセッサ113とは別個に設けた分周回路から図7に示したような複数段階の駆動信号を作成してもよい。   In the microprocessor 113 (FIG. 4), various methods are known to obtain such a multi-stage frequency drive signal from the 20 MHz original signal. For example, when “RENESAS, RJJ09B0040-0210Z” is used as the microprocessor 113, it is easy to use the “output compare” function provided therein, for example, as shown in FIG. It is easy to create a drive signal obtained by dividing the original signal (20 MHz). As a matter of course, a plurality of stages of drive signals as shown in FIG. 7 may be created from a frequency dividing circuit provided separately from the microprocessor 113.

図8は、本発明に係る圧電振動子の駆動制御方法の第1の例を説明するフローチャートを示す。   FIG. 8 is a flowchart for explaining a first example of the drive control method of the piezoelectric vibrator according to the present invention.

図8において、本噴霧装置の電源スイッチがオンされて(S10)、電圧が立ち上がると、先ず、使用する圧電振動子28bの共振周波数を含む所定範囲の周波数域内に設定された(図7に示したような)複数段階の周波数の一つで圧電振動子28bを所定時間駆動する(S11)。   In FIG. 8, when the power switch of the spray device is turned on (S10) and the voltage rises, first, it is set within a predetermined frequency range including the resonance frequency of the piezoelectric vibrator 28b to be used (shown in FIG. 7). The piezoelectric vibrator 28b is driven for a predetermined time at one of a plurality of frequencies (S11).

次に、前記複数段階の周波数を順次連続的に1段階高い周波数で前記圧電振動子を所定時間駆動する(S12)。これを継続して、圧電振動子28bを前記駆動周波数の最大周波数で所定時間駆動する(S13)のである。図7の例では、最大周波数は、134.23KHzである。   Next, the piezoelectric vibrator is driven for a predetermined time by successively increasing the frequency of the plurality of steps by one step higher (S12). This is continued, and the piezoelectric vibrator 28b is driven for a predetermined time at the maximum frequency of the drive frequency (S13). In the example of FIG. 7, the maximum frequency is 134.23 KHz.

次に、前記複数段階の周波数を順次連続的に1段階低い周波数で圧電振動子28bを所定時間駆動して(S14)、これを継続して、圧電振動子28bを前記駆動周波数の最小周波数で所定時間駆動する(S15)。図7の例では、最小周波数は、126.58KHzである。   Next, the piezoelectric vibrator 28b is driven for a predetermined time by successively lowering the plurality of stages of frequencies one step lower (S14), and this is continued, so that the piezoelectric vibrator 28b is driven at the minimum drive frequency. Drive for a predetermined time (S15). In the example of FIG. 7, the minimum frequency is 126.58 KHz.

そして、このようなスイープ駆動は、電源スイッチがオフされるまで噴霧動作中繰り返されるのである(S16)。   Such sweep driving is repeated during the spraying operation until the power switch is turned off (S16).

図9は、本発明に係る圧電振動子の駆動制御方法の第2の例を説明するフローチャートを示す。   FIG. 9 is a flowchart for explaining a second example of the drive control method of the piezoelectric vibrator according to the present invention.

図9において、本噴霧装置の電源スイッチがオンされて(S20)、電圧が立ち上がると、先ず、使用する圧電振動子28bの共振周波数を含む所定範囲の周波数域内に設定された(図7に示したような)複数段階の周波数の一つで圧電振動子28bを所定時間駆動する(S21)。   In FIG. 9, when the power switch of the spraying device is turned on (S20) and the voltage rises, first, it is set within a predetermined frequency range including the resonance frequency of the piezoelectric vibrator 28b to be used (shown in FIG. 7). The piezoelectric vibrator 28b is driven for a predetermined time at one of a plurality of frequencies (S21).

次に、前記複数段階の周波数を順次連続的に1段階低い周波数で圧電振動子を所定時間駆動する(S22)。これを継続して、圧電振動子28bを前記駆動周波数の最小周波数で所定時間駆動する(S23)のである。図7の例では、最小周波数は、126.58KHzである。   Next, the piezoelectric vibrator is driven for a predetermined time by successively lowering the plural stages of frequencies one step lower (S22). This is continued, and the piezoelectric vibrator 28b is driven at a minimum frequency of the drive frequency for a predetermined time (S23). In the example of FIG. 7, the minimum frequency is 126.58 KHz.

次に、前記複数段階の周波数を順次連続的に1段階高い周波数で圧電振動子28bを所定時間駆動して(S24)、これを継続して、圧電振動子28bを前記駆動周波数の最大周波数で所定時間駆動する(S25)。図7の例では、最大周波数は、134.22KHzである。そして、このようなスイープ駆動は、電源スイッチがオフされるまで噴霧動作中繰り返されるのである(S26)。   Next, the piezoelectric vibrator 28b is driven for a predetermined time by successively increasing the frequency of the plurality of stages by one step higher (S24), and this is continued, and the piezoelectric vibrator 28b is driven at the maximum driving frequency. Drive for a predetermined time (S25). In the example of FIG. 7, the maximum frequency is 134.22 KHz. Such sweep driving is repeated during the spraying operation until the power switch is turned off (S26).

ここで、前記した各段階の周波数の駆動期間は、多くの場合0.5乃至5ミリ秒間に設定される。そして、駆動信号の最大周波数は中心周波数の+5kHzであり、最小周波数は中心周波数の−5kHzとする。ところで、圧電振動子28bの共振周波数は、前記した最大周波数と最小周波数の間に含まれるようにする。そして、この中心周波数は、圧電振動子28bの共振周波数に略等しいことが望ましい。これによって、本噴霧装置において、所定以上の噴霧量を確保することができるのである。   Here, in many cases, the driving period of the frequency at each stage described above is set to 0.5 to 5 milliseconds. The maximum frequency of the drive signal is +5 kHz of the center frequency, and the minimum frequency is −5 kHz of the center frequency. By the way, the resonance frequency of the piezoelectric vibrator 28b is included between the maximum frequency and the minimum frequency. The center frequency is preferably substantially equal to the resonance frequency of the piezoelectric vibrator 28b. Thereby, in the present spraying device, a spray amount greater than a predetermined value can be ensured.

以上詳しく説明したように、本噴霧装置においては、液体を霧状に噴霧するビートプレートと、ビートプレート28aを振動させる圧電振動子28bと、この圧電振動子28bを駆動する駆動手段と、を備え、駆動手段は、圧電振動子28bの振動周波数を所定範囲の周波数域内でスイープさせて駆動するようにしている。これによって、従来技術において必要とされた、圧電振動子28bに印加する電圧の周波数を個々の圧電振動子28bの共振周波数に調整する調整工程を不要とすると共に、圧電振動子28bの共振周波数は、圧電振動子28bの振動周波数である前記した所定範囲の周波数域内に含まれ、望ましくは、圧電振動子28bの振動周波数である中心周波数は、圧電振動子28bの共振周波数に略等しいことにより、一定以上の噴霧量を確保し得たのである。   As described above in detail, the spray device includes a beat plate that sprays liquid in the form of a mist, a piezoelectric vibrator 28b that vibrates the beat plate 28a, and a drive unit that drives the piezoelectric vibrator 28b. The driving means sweeps and drives the vibration frequency of the piezoelectric vibrator 28b within a predetermined frequency range. This eliminates the need for an adjustment step for adjusting the frequency of the voltage applied to the piezoelectric vibrator 28b to the resonance frequency of each piezoelectric vibrator 28b, which is required in the prior art, and the resonance frequency of the piezoelectric vibrator 28b is The center frequency, which is included in the frequency range of the predetermined range, which is the vibration frequency of the piezoelectric vibrator 28b, and preferably the vibration frequency of the piezoelectric vibrator 28b, is approximately equal to the resonance frequency of the piezoelectric vibrator 28b. It was possible to secure a spray amount above a certain level.

また、本噴霧装置においては、圧電振動子やビートプレートをその共振周波数で駆動し続けることがないので、振動駆動に伴って生じる装置のビビリ音や機械的振動の発生を抑制すると共に、装置の耐久性を向上させ、装置の寿命を長期化させることを実現したのである。   Further, in this spraying device, since the piezoelectric vibrator and the beat plate are not continuously driven at the resonance frequency, the chatter noise and mechanical vibration of the device caused by the vibration drive are suppressed, and the device It has improved durability and extended the life of the device.

ところで、本発明の圧電振動子の駆動方法が適用される例として噴霧装置について記載したが、本駆動装置は、超音波モータの駆動、超音波振動子を用いる医療用装置、計測器又はセンサ装置等に応用することができ、本発明の範囲は、当業者が容易に実施又は理解できる範囲においてこれ等の装置等に及ぶものである。   By the way, although the spraying device has been described as an example to which the driving method of the piezoelectric vibrator of the present invention is applied, the driving device is a medical device, a measuring instrument, or a sensor device that drives an ultrasonic motor and uses the ultrasonic vibrator. The scope of the present invention extends to these devices and the like as long as those skilled in the art can easily implement or understand.

本発明は、衛生用又は化粧用として使用される薬剤等の原料液を霧状にして空気中に放出する噴霧装置に関し、特に、このような噴霧装置内の噴霧手段を構成するビートプレートを振動駆動する圧電振動子の駆動制御装置及び方法に関するものであり、産業上の利用可能性を有するものである。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a spraying device that releases a raw material liquid such as a medicine used for hygiene or cosmetics in the form of a mist, and in particular, vibrates a beat plate that constitutes a spraying means in such a spraying device. The present invention relates to a drive control apparatus and method for a piezoelectric vibrator to be driven, and has industrial applicability.

本発明の噴霧装置の例(電解水噴霧装置)を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the example (electrolyzed water spraying apparatus) of the spraying apparatus of this invention. 図1に示した電解水噴霧装置の噴霧状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the spraying state of the electrolyzed water spraying apparatus shown in FIG. 図1に示した電解水噴霧装置の電解槽を示す拡大構成図である。It is an enlarged block diagram which shows the electrolytic vessel of the electrolyzed water spray apparatus shown in FIG. 圧電振動子28bを振動駆動させるための駆動手段110の全体構成の例を示す。The example of the whole structure of the drive means 110 for carrying out the vibration drive of the piezoelectric vibrator 28b is shown. 図4に示した駆動回路113の具体例を示す。A specific example of the drive circuit 113 illustrated in FIG. 4 will be described. マイクロプロセッサ113(図4)から出力される駆動信号の波形の例を示す。The example of the waveform of the drive signal output from the microprocessor 113 (FIG. 4) is shown. マイクロプロセッサ113(図4)内において、発振回路112(図4)から入力される発振信号(原発振)の周波数と、この原発振信号を分周して作成する駆動信号の周波数(駆動周波数)の対応関係を記載した表である。In the microprocessor 113 (FIG. 4), the frequency of the oscillation signal (original oscillation) input from the oscillation circuit 112 (FIG. 4) and the frequency of the drive signal (drive frequency) created by dividing the original oscillation signal It is the table | surface which described the corresponding | compatible relationship. 本発明に係る圧電振動子の駆動制御方法の第1の例を説明するフローチャートを示す。5 shows a flowchart for explaining a first example of a drive control method of a piezoelectric vibrator according to the present invention. 本発明に係る圧電振動子の駆動制御方法の第2の例を説明するフローチャートを示す。6 shows a flowchart for explaining a second example of the piezoelectric vibrator drive control method according to the present invention. 本発明の駆動回路において圧電振動子28bに印加される駆動電圧の波形を示す。The waveform of the drive voltage applied to the piezoelectric vibrator 28b in the drive circuit of this invention is shown.

符号の説明Explanation of symbols

2 筐体(ケーシング)
4 電解質水溶液タンク
6 ポンプ
8 電解質水溶液供給管
10 送出管
12 電解槽
14 電解槽筐体
16 陽極
18 陰極
20 陽極端子
22 陰極端子
24 流入孔
26 流出管
28 噴霧手段
28a ビートプレート
28b 圧電振動子
30 排出管
32 廃液タンク
34 噴霧部本体
36 噴霧部開閉カバー
38 吐出口開閉手段
40 マグネット
42 リードスイッチ
44 制御部
46 駆動電源
48、52、54 配線
50 信号線
55、56 パッキング
58 液滴
100 電解水噴霧装置
102 電解水噴霧装置主体
104 噴霧部
110 駆動手段
112 発振回路(水晶振動を含む)
113 制御装置を構成するマイクロプロセッサ
114 駆動回路
500 噴霧装置(電解質噴霧装置)
502 電解質水溶液タンク
504 電解質水溶液
506 ポンプ
508 電解槽
510 噴霧部
512 排出管
514 廃液タンク
2 Housing (casing)
4 Electrolyte aqueous solution tank 6 Pump 8 Electrolyte aqueous solution supply pipe 10 Delivery pipe 12 Electrolytic tank 14 Electrolytic tank housing 16 Anode 18 Cathode 20 Anode terminal 22 Cathode terminal 24 Inflow hole 26 Outflow pipe 28 Spraying means 28 a Beat plate 28 b Piezoelectric vibrator 30 Discharge Pipe 32 Waste liquid tank 34 Spray section main body 36 Spray section opening / closing cover 38 Discharge port opening / closing means 40 Magnet 42 Reed switch 44 Control section 46 Drive power supply 48, 52, 54 Wiring 50 Signal line 55, 56 Packing 58 Droplet 100 Electrolyzed water spray device DESCRIPTION OF SYMBOLS 102 Electrolyzed water spray apparatus main body 104 Spray part 110 Driving means 112 Oscillation circuit (including crystal vibration)
113 Microprocessor constituting control device 114 Drive circuit 500 Spraying device (electrolyte spraying device)
502 Electrolyte aqueous solution tank 504 Electrolyte aqueous solution 506 Pump 508 Electrolytic tank 510 Spraying part 512 Discharge pipe 514 Waste liquid tank

Claims (12)

液体を霧状に噴霧するビートプレートと、
前記ビートプレートを振動させる圧電振動子と、
前記圧電振動子を駆動する駆動手段と、を備え、
前記駆動手段は、前記圧電振動子の振動周波数を所定範囲の周波数域内でスイープさせて前記圧電振動子を駆動することを特徴とする噴霧装置。
A beet plate that sprays liquid in a mist,
A piezoelectric vibrator for vibrating the beat plate;
Driving means for driving the piezoelectric vibrator,
The spraying device characterized in that the driving means drives the piezoelectric vibrator by sweeping a vibration frequency of the piezoelectric vibrator within a predetermined frequency range.
前記振動周波数は超音波周波数であって、前記スイープさせる周波数域は、所定の中心周波数±5kHzの範囲であることを特徴とする請求項1に記載の噴霧装置。   2. The spray device according to claim 1, wherein the vibration frequency is an ultrasonic frequency, and the frequency range to be swept is in a range of a predetermined center frequency ± 5 kHz. 前記圧電振動子の共振周波数は、前記圧電振動子の振動周波数である前記所定範囲の周波数域内に含まれることを特徴とする請求項2に記載の噴霧装置。   The spraying device according to claim 2, wherein the resonance frequency of the piezoelectric vibrator is included in a frequency range of the predetermined range that is a vibration frequency of the piezoelectric vibrator. 前記圧電振動子の振動周波数である前記中心周波数は、前記圧電振動子の共振周波数に略等しいことを特徴とする請求項3に記載の噴霧装置。   The spraying device according to claim 3, wherein the center frequency which is a vibration frequency of the piezoelectric vibrator is substantially equal to a resonance frequency of the piezoelectric vibrator. 前記駆動手段は、0.5乃至5ミリ秒間隔毎に前記所定範囲の周波数域内に設定された複数段階の周波数を連続的に1段階ずつ順次変化させて前記圧電振動子を駆動することを特徴とする請求項1に記載の噴霧装置。   The driving means drives the piezoelectric vibrator by successively changing a plurality of stages of frequencies set within the predetermined frequency range at intervals of 0.5 to 5 milliseconds one by one successively. The spraying device according to claim 1. 液体を霧状に噴霧するビートプレートに振動エネルギーを供給する圧電振動子の駆動制御方法であって、
前記圧電振動子の振動周波数を、所定範囲の周波数域内でスイープさせて駆動することを特徴とする圧電振動子の駆動制御方法。
A drive control method for a piezoelectric vibrator that supplies vibration energy to a beat plate that sprays liquid in the form of a mist,
A drive control method for a piezoelectric vibrator, wherein the drive is performed by sweeping a vibration frequency of the piezoelectric vibrator within a predetermined frequency range.
(a)前記所定範囲の周波数域内に設定された複数段階の周波数の一つで前記圧電振動子を所定時間駆動するステップと、
(b)前記複数段階の周波数を順次連続的に1段階高い周波数で前記圧電振動子を所定時間駆動するステップと、
(c)前記圧電振動子を前記駆動周波数の最大周波数で所定時間駆動するステップと、
(d)前記複数段階の周波数を順次連続的に1段階低い周波数で前記圧電振動子を所定時間駆動するステップと、
(e)前記圧電振動子を前記駆動周波数の最小周波数で所定時間駆動するステップと、
(f)前記ステップ(b)乃至(e)を繰り返すステップと、
の各ステップを有することを特徴とする請求項6に記載の駆動制御方法。
(A) driving the piezoelectric vibrator for a predetermined time at one of a plurality of stages of frequencies set within the predetermined frequency range;
(B) driving the piezoelectric vibrator for a predetermined time at a frequency one step higher than the plurality of phases in succession;
(C) driving the piezoelectric vibrator at a maximum frequency of the driving frequency for a predetermined time;
(D) driving the piezoelectric vibrator for a predetermined time at a frequency one step lower than the plurality of stages in succession;
(E) driving the piezoelectric vibrator at a minimum frequency of the driving frequency for a predetermined time;
(F) repeating the steps (b) to (e);
The drive control method according to claim 6, comprising the steps of:
(a)前記所定範囲の周波数域内に設定された複数段階の周波数の一つで前記圧電振動子を所定時間駆動するステップと、
(b)前記複数段階の周波数を順次連続的に1段階低い周波数で前記圧電振動子を所定時間駆動するステップと、
(c)前記圧電振動子を前記駆動周波数の最小周波数で所定時間駆動するステップと、
(d)前記複数段階の周波数を順次連続的に1段階高い周波数で前記圧電振動子を所定時間駆動するステップと、
(e)前記圧電振動子を前記駆動周波数の最大周波数で所定時間駆動するステップと、
(f)前記ステップ(b)乃至(e)を繰り返すステップと、
の各ステップを有することを特徴とする請求項6に記載の駆動制御方法。
(A) driving the piezoelectric vibrator for a predetermined time at one of a plurality of stages of frequencies set within the predetermined frequency range;
(B) driving the piezoelectric vibrator for a predetermined time at a frequency one step lower than the plurality of stages in succession;
(C) driving the piezoelectric vibrator at a minimum frequency of the driving frequency for a predetermined time;
(D) driving the piezoelectric vibrator for a predetermined time at a frequency one step higher than the plurality of phases in succession;
(E) driving the piezoelectric vibrator at a maximum frequency of the driving frequency for a predetermined time;
(F) repeating the steps (b) to (e);
The drive control method according to claim 6, comprising the steps of:
前記所定時間は、0.5乃至5ミリ秒間に設定されることを特徴とする請求項7又は8に記載の駆動制御方法。   The drive control method according to claim 7 or 8, wherein the predetermined time is set to 0.5 to 5 milliseconds. 前記最大周波数は中心周波数の+5kHzであり、前記最小周波数は中心周波数の−5kHzであることを特徴とする請求項9に記載の駆動制御方法。   The drive control method according to claim 9, wherein the maximum frequency is a central frequency of +5 kHz, and the minimum frequency is a central frequency of −5 kHz. 前記圧電振動子の共振周波数は、前記最大周波数と前記最小周波数の間に含まれることを特徴とする請求項10に記載の駆動制御方法。   The drive control method according to claim 10, wherein a resonance frequency of the piezoelectric vibrator is included between the maximum frequency and the minimum frequency. 前記中心周波数は、前記圧電振動子の共振周波数に略等しいことを特徴とする請求項10に記載の駆動制御方法。   The drive control method according to claim 10, wherein the center frequency is substantially equal to a resonance frequency of the piezoelectric vibrator.
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