(57)【要約】【課題】メッシュ機能を持った構成要素単独での交換を可能にするとともに、低電力で駆動でき、小型且つ安価に構成可能な霧化装置を提供する。【解決手段】霧化装置１は、平坦な円環形状の外形形状をしていて、超音波周波数で径方向Ｒに伸縮振動する径方向振動子２０と、実質的に板状であって、径方向振動子の円環部分で囲まれた孔を塞ぐように径方向振動子に取り付けられ、径方向振動子の振動に伴って径方向振動子の振動方向に対して垂直である縦方向Ｚに振動する縦方向振動要素２５と、実質的に板状の外形形状をしていて、縦方向振動要素に対向して離間配置されるメッシュ要素３０と、を備え、メッシュ要素は、縦方向に沿って貫通する貫通孔３１を複数個有し、縦方向振動要素とメッシュ要素との間に存在する液体８が、縦方向振動要素の振動に伴って、貫通孔を通過することによって霧化する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平坦な円環形状の外形形状をしていて、超音波周波数で径方向に伸縮振動する径方向振動子と、
実質的に板状であって、前記径方向振動子の円環部分で囲まれた孔を塞ぐように前記径方向振動子に取り付けられ、前記径方向振動子の振動に伴って前記径方向振動子の振動方向に対して垂直である縦方向に振動する縦方向振動要素と、
実質的に板状の外形形状をしていて、前記縦方向振動要素に対向して離間配置されるメッシュ要素と、を備える、超音波によって液体を霧化する霧化装置であって、
前記メッシュ要素は、前記縦方向に沿って貫通する貫通孔を複数個有し、
前記縦方向振動要素と前記メッシュ要素との間に存在する液体が、前記縦方向振動要素の振動に伴って、前記貫通孔を通過することによって霧化する、霧化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の霧化装置において、
前記縦方向振動要素が、円板形状をしている、霧化装置。
【請求項３】
請求項２に記載の霧化装置において、
前記縦方向振動要素は、前記径方向振動子に対して略同心で重なって配置され、
前記縦方向振動要素が前記径方向振動子に重なった領域のうち、前記縦方向振動要素の外周縁部が前記径方向振動子に対して固着されている、霧化装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つに記載の霧化装置において、
前記縦方向振動要素が、金属材料、樹脂材料又はガラス材料から構成されている、霧化装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１つに記載の霧化装置において、
前記メッシュ要素が、金属材料、樹脂材料又はガラス材料から構成されている、霧化装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１つに記載の霧化装置において、
前記縦方向振動要素と前記メッシュ要素との間の離間距離が、０．０１ｍｍ乃至５ｍｍである、霧化装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１つに記載の霧化装置において、
前記液体が薬液である、霧化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、超音波を利用して薬液や水等の液体を霧化する霧化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、超音波を利用して薬液や水等の液体を霧化する霧化装置として、例えば、特許文献１に示されるように、複数個の微小孔を有する振動板が振動して液体を霧化する構成が知られている。すなわち、特許文献１に開示された超音波噴霧装置は、複数個の微小孔を有する振動板と、該振動板を振動させる圧電振動板と、を有し、圧電振動板の中心部に形成された開孔を覆う位置に振動板が一体的に取り付けられた超音波霧化ユニットを備えている。
【０００３】
また、特許文献２には、超音波ホーンを介して振動子の振動を増幅し、増幅された振動を吸液性の緩衝体に伝え、振動子とは別体であってメッシュ構造を有する多孔板を通じて、液体を霧化するタイプの霧化装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２７４０２２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１４２７３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された超音波噴霧装置では、振動板に形成されている微小孔メッシュの開口径が非常に小さいために、長時間にわたる使用により、振動板に形成された微小孔が目詰まりを起こすことがある。また、使用する薬液の種類に応じて、微小孔の最適な開口径が異なるために、振動板の交換が必要になる場合もある。このような場合、特許文献１の超音波噴霧装置では、振動板が圧電振動板に対して一体的に取り付けられているため、振動板及び圧電振動板をセットで交換しなければならず、交換作業が煩雑であり、交換費用が高価になるという問題がある。
【０００６】
また、特許文献２のように、メッシュ構造を有する多孔板と振動子との間に超音波ホーンを備える構成では、装置が大型化し且つ高価になるという問題がある。なお、特許文献２において超音波ホーンを単に省略すると、振動子の振動が増幅されない。このため、霧化を生じさせるためには、振動子を大きな電力（例えば、１２Ｖで数百ｍＡ）で駆動しなければならず、非効率的である。
【０００７】
そこで、この発明の課題は、メッシュ機能を持った構成要素単独での交換を可能にするとともに、低電力で駆動でき、小型且つ安価に構成可能な霧化装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、この発明の霧化装置は、平坦な円環形状の外形形状をしていて、超音波周波数で径方向に伸縮振動する径方向振動子と、実質的に板状であって、前記径方向振動子の円環部分で囲まれた孔を塞ぐように前記径方向振動子に取り付けられ、前記径方向振動子の振動に伴って前記径方向振動子の振動方向に対して垂直である縦方向に振動する縦方向振動要素と、実質的に板状の外形形状をしていて、前記縦方向振動要素に対向して離間配置されるメッシュ要素と、を備える、超音波によって液体を霧化する霧化装置であって、前記メッシュ要素は、前記縦方向に沿って貫通する貫通孔を複数個有し、前記縦方向振動要素と前記メッシュ要素との間に存在する液体が、前記縦方向振動要素の振動に伴って、前記貫通孔を通過することによって霧化することを特徴とする。
【０００９】
この発明の霧化装置では、径方向振動子による径方向の振動が、縦方向振動要素における縦方向の振動に変換されて、縦方向の振動が液体に伝えられる。これにより、径方向振動子の振動エネルギが、液体に対して効率良く与えられて、低電力で効率良く霧化を生じさせることができる。
【００１０】
この発明の霧化装置では、メッシュ要素が、縦方向振動要素に対して別体で単独に構成されているので、メッシュ要素単独での交換が可能である。したがって、この発明の霧化装置は、径方向振動子と縦方向振動要素とメッシュ要素との三者をセットで交換する必要が無くなり、交換作業が容易になり、交換費用が安価になる。さらに、メッシュ要素を洗浄して再利用する場合、メッシュ要素だけを縦方向振動要素（及び径方向振動子）から分離して、メッシュ要素のみを洗浄でき、洗浄作業が容易である。
【００１１】
また、メッシュ構造を有する多孔板と振動子との間に超音波ホーンを有する従来技術の霧化装置と比較して、この発明の霧化装置では、メッシュ要素と縦方向振動要素（及び径方向振動子）との間に実質的に液体のみが存在する配置が可能になる。したがって、この霧化装置が小型に構成される。また、超音波ホーンが省略されているので、この霧化装置が安価に構成される。
【００１２】
一実施形態の霧化装置では、前記縦方向振動要素が、円板形状をしていることを特徴とする。
【００１３】
この一実施形態の霧化装置では、縦方向振動要素の振動モードが均一化されるので、縦方向振動要素の振動エネルギを効率良く液体に伝えることができる。
【００１４】
一実施形態の霧化装置では、前記縦方向振動要素は、前記径方向振動子に対して略同心で重なって配置され、前記縦方向振動要素が前記径方向振動子に重なった領域のうち、前記縦方向振動要素の外周縁部が前記径方向振動子に対して固着されていることを特徴とする。
【００１５】
この一実施形態の霧化装置では、縦方向振動要素においてできるだけ広い振動領域を確保することができるとともに縦方向振動要素においてより大きな振幅量を確保することができるので、霧化の効率を高めることができる。また、霧化装置の小型化に寄与することができる。
【００１６】
一実施形態の霧化装置では、縦方向振動要素が、金属材料、樹脂材料又はガラス材料から構成されていることを特徴とする。
【００１７】
この一実施形態の霧化装置では、縦方向振動要素を幅広い選択肢の中から選択できるので、低コスト化を図ることができる。
【００１８】
一実施形態の霧化装置では、前記メッシュ要素が、金属材料、樹脂材料又はガラス材料から構成されていることを特徴とする。
【００１９】
この一実施形態の霧化装置では、メッシュ要素を幅広い選択肢の中から選択できるので、低コスト化を図ることができる。
【００２０】
一実施形態の霧化装置では、前記縦方向振動要素と前記メッシュ要素との間の離間距離が、０．０１ｍｍ乃至５ｍｍであることを特徴とする。
【００２１】
この一実施形態の霧化装置では、縦方向振動要素の振動が高い効率で液体に伝えられるので、液体の霧化効率が向上する。
【００２２】
一実施形態の霧化装置では、前記液体が薬液であることを特徴とする。
【００２３】
この一実施形態の霧化装置では、薬液の特性や薬液を使用する患者の状態に合わせて、メッシュ要素の交換を容易に且つ低コストで行うことができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上より明らかなように、この発明の霧化装置は、径方向振動子と縦方向振動要素とメッシュ要素とをセットで交換する必要が無くなり、交換作業が容易になり、交換費用が安価になる。しかも、この発明の霧化装置は、低電力で駆動され、小型且つ安価に構成される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明の一実施形態に係る霧化装置を側面から見た概略構成図である。
【図２】この発明の霧化装置の機能ブロック図である。
【図３】この発明の霧化装置における霧化作用を説明する図である。
【図４】この発明の第１変形例に係る霧化装置を側面から見た概略構成図である。
【図５】この発明の霧化装置の第２変形例を説明する図である。
【図６】この発明の霧化装置の第３変形例を説明する図である。
【図７】この発明の霧化装置の第４変形例を説明する図である。
【図８】この発明の霧化装置の第５変形例を説明する図である。
【図９】この発明の霧化装置の第６変形例を説明する図である。
【図１０】この発明の霧化装置の第７変形例を説明する図である。（Ａ）は模式的断面図であり、（Ｂ）は平面図である。
【図１１】この発明の霧化装置の第８変形例を説明する図である。（Ａ）は模式的断面図であり、（Ｂ）は平面図である。
【図１２】この発明の霧化装置の第９変形例を説明する図である。（Ａ）は模式的断面図であり、（Ｂ）は平面図である。
【図１３】この発明の霧化装置の第１０変形例を説明する図である。（Ａ）は模式的断面図であり、（Ｂ）は平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、この発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２７】
図１は、この発明の一実施形態における霧化装置１を側面から見た概略構成図である。図１に基づいて、霧化装置１の構成について説明する。霧化装置１は、霧化部５によって超音波を発生することにより、水や薬剤等の液体８を霧化させるものである。
【００２８】
図１に示すように、霧化装置１は、筐体３と、台座４と、蓋６とが、順に積層された構成をしている。この霧化装置１は、超音波によって霧化した微粒子（以下、霧化粒子３８といい、図３に示す。）を、蓋６に取り付けられたメッシュ要素３０の霧噴出面３０ｂ（図３に図示）から噴出させるものである。つまり、霧化装置１の霧化部５は、径方向振動子２０と、径方向振動子２０に取り付けられた縦方向振動要素２５と、縦方向振動要素２５に対して離間して対向配置されたメッシュ要素３０と、から構成されて、複数個の貫通孔３１（図２及び３に図示）を有するメッシュ要素３０を通じて、微小な霧化粒子３８（例えば粒子径が２μｍ乃至１０μｍ）を噴出するように構成されている。
【００２９】
筐体３の内部には、径方向振動子２０を振動させるための制御部１１及び発振回路１２等（図２に図示）を備える制御基板１０と、駆動電源としての電池１８と、が取り付けられている。台座４は、筐体３の一方の側（図１の上部分）に着脱可能に取り付けられている。台座４は、側壁部４ｃに対して直交し且つ中心部に向けて延びる底壁支持部４ａを有し、底壁支持部４ａから中心部にかけて、凹部４ｂが形成されている。凹部４ｂを囲むように径方向振動子２０の外周縁部が底壁支持部４ａの上面の内周縁部に重ねられて、径方向振動子２０の外周縁部が底壁支持部４ａの内周縁部に対して例えば接着剤を用いた接着あるいは半田付けを用いた溶着によって固着されている。その結果、径方向振動子２０が台座４の底壁支持部４ａに対して液密に固着されている。
【００３０】
蓋６は、台座４の側壁部４ｃの上端部４ｄに対して、蓋６の外周部６ａに形成された凹部６ｂが液密で嵌合するとともに、蓋６が台座４に対して着脱可能に取り付けられるように構成されている。蓋６は、外周部６ａから中央に向けて下向きに延びるメッシュ支持部６ｃを有する。メッシュ支持部６ｃの中央部分には凹部６ｄが形成されていて、メッシュ要素３０の外周縁部３０ｃが蓋６の凹部６ｄで支持されている。そして、メッシュ要素３０が蓋６に対して液密であり且つ着脱可能に取り付けられている。縦方向振動要素２５の上面２５ｃとメッシュ要素３０の液接触面３０ａとは、図３に示すように、或る離間距離ｄで離間するように構成されている。
【００３１】
台座４の底壁支持部４ａ（図１に図示）の上面及び側壁部４ｃ（図１に図示）の内側面と、台座４に取り付けられた径方向振動子２０（図１に図示）の上面及び縦方向振動要素２５の上面２５ｃ（図３に図示）と、蓋６のメッシュ支持部６ｃ（図１に図示）の下面と、蓋６に取り付けられたメッシュ要素３０の液接触面３０ａ（図３に図示）とは、水や薬剤等の液体８を液密で貯蔵するための空間、すなわち貯液部７（図１に図示）を構成している。
【００３２】
図２に示すように、霧化部５の径方向振動子２０は、制御基板１０から延びるリード線１６，１７を介して、制御基板１０の発振回路１２に接続されている。制御基板１０は、電源スイッチ１４に加えて、電源回路１３、制御部１１及び発振回路１２を含む。
【００３３】
図２において、電源回路１３は、図１で示した電池１８（例えば、ＤＣ３Ｖの充放電可能な二次電池）を含み、制御基板１０の各部に電力を供給する。制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit；中央演算処理装置）及びその補助回路を含み、制御基板１０の各部を制御する。発振回路１２は、制御部１１からの制御信号に基づいて、交流駆動電圧を霧化部５の径方向振動子２０に印加する。交流駆動電圧は、たとえば、電源スイッチ１４が押下されてから或る出力時間にわたって出力される。出力時間の計測は、図示しないタイマによって行なうこともできる。
【００３４】
径方向振動子２０は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛からなる圧電素子であり、平面視で円環形状をしている。図３に示すように、径方向振動子２０の円環部分２０ａの中央には貫通した孔２３が形成されている。図３において、径方向振動子２０の円環形状の中心をＣとしている。径方向振動子２０の厚さ方向で対面する平坦な上面及び下面のそれぞれには、第１電極２１及び第２電極２２が形成されている。第１電極２１及び第２電極２２は、半田や金のような導電性材料からなり、径方向振動子２０の円環部分２０ａの外形形状よりも若干小さめの円環形状に形成されている。図１に示すように、第１電極２１にはリード線１７が接続され、第２電極２２に対してリード線１６が接続されている。
【００３５】
発振回路１２からの交流駆動電圧が第１電極２１及び第２電極２２に印加されると、径方向振動子２０は、図３に示すように、径方向Ｒの伸縮振動（すなわち、図３に示す左右の円環部分２０ａ，２０ａが、互いに径方向Ｒに離れる拡張と、互いに径方向Ｒに接近する収縮と、を繰り返す振動）を行う。例えば、所定の超音波周波数（例えば１００ｋＨｚ乃至２００ｋＨｚ）の交流駆動電圧が径方向振動子２０に印加されることによって、径方向振動子２０は、超音波を発生する超音波振動子として働く。なお、この実施形態では１つの径方向振動子２０を備える霧化装置１を例示しているが、複数の径方向振動子２０が重ね合わされたバイモルフ構造を霧化装置１に設けるようにしてもよい。径方向振動子２０をバイモルフ構造とすることで、径方向振動子２０に対してさらに強力な発振を行わせることが可能になる。
【００３６】
縦方向振動要素２５は、平面視で円形状の薄板ダイアフラムである。図３において、縦方向振動要素２５の円形状の中心をＣ’としている。縦方向振動要素２５は、例えばニッケル合金やステンレス等の金属材料、ポリサルフォン樹脂やポリカーボネート樹脂等の樹脂材料、ガラスやシリコン等のセラミック材料等からなる弾性を持った板状体である。縦方向振動要素２５は、径方向振動子２０の円環部分２０ａで囲まれた孔２３を塞ぐとともに径方向振動子２０と略同心である（径方向振動子２０のＣと縦方向振動要素２５のＣ’とが、径方向Ｒに略一致する）ように、縦方向振動要素２５の外周縁部２５ａの下面を径方向振動子２０の内周縁部の上面に重ねて径方向振動子２０に固着される。つまり、縦方向振動要素２５の下面２５ｂは、例えば接着剤を用いた接着あるいは半田付けを用いた溶着等の固着層２６を介して、径方向振動子２０の上面に固着されている。このように、縦方向振動要素２５において径方向Ｒの最も外側に位置する外周縁部２５ａを縦方向振動要素２５の側の固着部とすることにより、縦方向振動要素２５においてできるだけ広い振動領域を確保することができるとともに縦方向振動要素２５においてより大きな振幅量を確保することができるので、霧化の効率を高めることができる。霧化装置１の小型化に寄与することができる。
【００３７】
図３に示すように、径方向振動子２０が径方向Ｒに振動すると、縦方向振動要素２５が縦方向Ｚに振動（たわみ変形）する。したがって、径方向振動子２０で支持された縦方向振動要素２５は、径方向振動子２０の径方向Ｒの伸縮振動を縦方向振動要素２５の縦方向Ｚの振動（たわみ変形）に変換する。そして、縦方向振動要素２５が縦方向振動要素２５の縦方向Ｚに振動（たわみ変形）することによって、縦方向振動要素２５とメッシュ要素３０との間に存在する液体８が、メッシュ要素３０の貫通孔３１を通過することで霧化される。なお、図２及び３では、貯液部７に貯蔵された液体８のうち、縦方向振動要素２５とメッシュ要素３０との間に存在する液体８が、部分的に取り出されて、誇張して図示されている。
【００３８】
メッシュ要素３０が、縦方向振動要素２５に対して離間して対向配置されている。メッシュ要素３０は、例えば、平面視で円形状又は矩形形状の外形形状をした薄い板状体あるいはフィルム状体である。縦方向振動要素２５が径方向振動子２０で支持されているために、縦方向振動要素２５における有効振動領域が縦方向振動要素２５の外形寸法よりも小さくなっている。そこで、メッシュ要素３０の外形寸法は、少なくとも縦方向振動要素２５の有効振動領域がメッシュ要素３０の外形形状と重なるように構成されている。また、メッシュ要素３０は、例えばニッケル合金やステンレス等の金属材料、ポリサルフォン樹脂やポリカーボネート樹脂等の樹脂材料、ガラスやシリコン等のセラミック材料等からなる。なお、メッシュ要素３０は、微細な貫通孔３１の加工のしやすさの面、あるいは耐食性や耐薬品性の面から、樹脂材料からなることが好ましい。
【００３９】
メッシュ要素３０と縦方向振動要素２５との間の離間距離ｄは、液体８の粘度等に応じて設定され、例えば、０．０１ｍｍ乃至５ｍｍである。離間距離ｄを当該数値範囲に設定することで、縦方向振動要素２５の縦方向Ｚに振動する縦方向振動要素２５がメッシュ要素３０と干渉することが防止されるとともに、縦方向振動要素２５の縦方向Ｚの振動が高い効率で液体８に伝えられるので、液体８の霧化効率が向上する。メッシュ要素３０には、メッシュ要素３０の縦方向Ｚに沿って貫通する微細な貫通孔３１が複数個（多数個）形成されている。これらの貫通孔３１は、霧噴出面３０ｂの側の開口径が、縦方向振動要素２５の上面２５ｃに対向する液接触面３０ａの側の開口径より小さい、断面が先細であるテーパー形状になっている。なお、図１では貫通孔３１の図示が省略されているとともに、図２及び３では貫通孔３１のサイズが誇張して図示されている。例えば、メッシュ要素３０の厚さは、３０μｍ乃至１００μｍである。例えば、貫通孔３１において、霧噴出面３０ｂの側の開口径が２μｍ乃至１０μｍであり、液接触面３０ａの側の開口径が２０μｍ乃至１００μｍである。
【００４０】
厚みの薄いメッシュ要素３０は、貫通孔３１の加工性が良好であるものの、剛性が不足するためにメッシュ要素３０の支持が難しくなる。したがって、メッシュ要素３０の剛性をアップさせるために、メッシュ要素３０の外周縁部３０ｃを別部材の円環形状補強部材に固着して補強部材で支持する構成とすることができる。あるいは、メッシュ要素３０を別部材の格子状補強部材で支持する構成とすることもできる。また、メッシュ要素３０の貫通孔３１は、同じ穴径のものを略全面にわたって形成した態様、大きな穴径のものを横方向に単列で配置するとともに小さな穴径のものを横方向と直交する方向に複数列配置した態様、あるいは、大きな穴径のものを中心部分に配置するとともに小さな穴径のものを周囲部分に配置した態様等で形成することができる。
【００４１】
交流駆動電圧を径方向振動子２０に印加することにより、径方向振動子２０が径方向Ｒに振動して、当該径方向振動子２０の振動に伴って縦方向振動要素２５が縦方向Ｚに振動する（たわみ変形する）。縦方向振動要素２５の縦方向Ｚの振動により、貯液部７に貯えられた液体８のうち、縦方向振動要素２５とメッシュ要素３０との間に存在する液体８が、貫通孔３１の液接触面３０ａの側から貫通孔３１の中に入る。そして、貫通孔３１の中に入った液体８が、貫通孔３１を通過して貫通孔３１の霧噴出面３０ｂの側から出て行く際に、液体８が微小な霧化粒子３８になって霧化される。その結果、霧化粒子３８がメッシュ要素３０の霧噴出面３０ｂから噴出される。特に、この例では、縦方向振動要素２５の振動モードが均一化されるので、縦方向振動要素２５の振動エネルギを効率良く液体８に伝えることができる。また、縦方向振動要素２５において、できるだけ広い振動領域を確保して、より大きな振幅量を確保しているので、さらに霧化の効率を高めることができる。この結果、低電力（例えば、３Ｖで数十ｍＡ）での駆動が可能になる。なお、霧化粒子３８を作り出すために使用された液体８に相当する量の液体８が、霧化部５の周囲に存在する液体８から順次補給されるので、液体８の霧化が継続される。
【００４２】
メッシュ要素３０に形成されている貫通孔３１の開口径が上述したように非常に小さいため、長時間にわたる使用の間に、メッシュ要素３０の貫通孔３１において目詰まりを起こすことがある。また、使用する薬液の種類によって粘性や表面張力が異なり、薬液が貫通孔３１を通過するのに最適な開口径が異なるために、メッシュ要素３０の交換が必要になることもある。また、霧化装置１を使用する使用者に応じて、必要とされる霧化粒子３８の粒子径や噴出量が異なるために、適切なメッシュ要素３０への交換が必要になることもある。メッシュ要素３０だけを洗浄して再利用する場合もある。これらの場合、この霧化装置１では、蓋６からメッシュ要素３０だけを交換したり、メッシュ要素３０と一緒に蓋６を交換したりすることができる。したがって、この霧化装置１は、径方向振動子２０と縦方向振動要素２５とメッシュ要素３０とをセットで交換する必要が無くなり、交換作業が容易になり、交換費用が安価になる。なお、霧化装置１の事業者は、交換部品としてメッシュ要素３０の単独の態様で、あるいは、使用する薬液の入ったアンプルと当該薬液に適したメッシュ要素３０とをセットにした態様で、メッシュ要素３０を使用者に供給することができる。
【００４３】
このように、この実施形態の霧化装置１では、貫通孔３１を介して液体８を霧化させるメッシュ要素３０が、径方向振動子２０の振動で振動する縦方向振動要素２５とは別体で単独に構成されているので、交換作業が容易になり、交換費用が安価になるという効果を奏する。また、この霧化装置１は、従来技術で説明したような超音波ホーンを使用しない構成であるので、小型且つ安価に構成されるという効果を奏する。
【００４４】
次に、図４を参照しながら、図１に示した霧化装置１の第１変形例について説明する。当該第１変形例に係る霧化装置１の基本的な構成は、図１に示した霧化装置１と同じであるので、図１に示した霧化装置１との相違点を中心にして以下に説明する。
【００４５】
図４に示すように、第１変形例の霧化装置１では、筐体３に内蔵された制御基板１０に電力を供給する電源として働くＡＣアダプタ１９が、筐体３に対して外付けされている。図４に示した霧化装置１は、ＡＣアダプタ１９を設置場所の周りに設置されたコンセントに差し込むことで、必要且つ十分な電力が制御基板１０に供給されるので、霧化装置１を長時間にわたって使用する場合に適している。
【００４６】
さらに、図５及び６を参照しながら、霧化装置１の第２及び第３変形例について説明する。当該第２及び第３変形例に係る霧化装置１の基本的な構成は、図１に示した霧化装置１と同じであるので、図１に示した霧化装置１との相違点を中心にして以下に説明する。
【００４７】
図５に示すように、第２変形例の霧化装置１では、縦方向振動要素２５は、凹部２５ｄが縦方向振動要素２５の上面２５ｃに形成された実質的に板状体である。縦方向振動要素２５の凹部２５ｄは、液体８が溜まる液溜まりとして働く。したがって、第２変形例の霧化装置１は、僅かに残った液体８でも使い切ることを可能にして、液体８の有効利用を可能にするという効果を奏する。
【００４８】
また、図６に示すように、第３変形例の霧化装置１では、縦方向振動要素２５は、縦方向振動要素２５の上面２５ｃからメッシュ要素３０の液接触面３０ａに向けて突出する凸部２５ｅが、縦方向振動要素２５の上面２５ｃに形成された実質的に板状体である。縦方向振動要素２５の凸部２５ｅは、メッシュ要素３０と縦方向振動要素２５との間の離間距離ｄ’を小さくして、毛細管現象による液体８の吸い上げ作用を生じさせ易くなる。したがって、第３変形例の霧化装置１は、縦方向振動要素２５の凸部２５ｅを設けたことによる毛細管現象が加えられることで、液体８の供給がさらに容易になるという効果を奏する。
【００４９】
さらに、図７乃至９を参照しながら、霧化装置１の第４乃至第６変形例について説明する。当該第４乃至第６変形例に係る霧化装置１の基本的な構成は、図１に示した霧化装置１と同じであるので、図１に示した霧化装置１との相違点を中心にして以下に説明する。
【００５０】
図７に示すように、第４変形例の霧化装置１では、縦方向振動要素２５の上面２５ｃに対して第２の縦方向振動要素４０が固着されていて、第２の縦方向振動要素４０の縦方向の振動によって第２の縦方向振動要素４０とメッシュ要素３０との間に存在する液体８を霧化するとともに、第２の縦方向振動要素４０の外周領域にシール構造が配設されていることを特徴としている。
【００５１】
第２の縦方向振動要素４０は、例えばニッケル合金やステンレス等の金属材料、ポリサルフォン樹脂やポリカーボネート樹脂等の樹脂材料、ガラスやシリコン等のセラミック材料等からなる弾性を持った平面視で円形状の薄板ダイアフラムである。第２の縦方向振動要素４０は、縦方向振動要素２５と略同心であるように、第２の縦方向振動要素４０の中央部分の下面を縦方向振動要素２５の上面２５ｃに重ねて縦方向振動要素２５に固着される。つまり、第２の縦方向振動要素４０の下面２５ｂは、例えば接着剤を用いた接着あるいは半田付けを用いた溶着等の固着層（図示しない）を介して、縦方向振動要素２５の上面２５ｃに固着されている。その結果、第２の縦方向振動要素４０と縦方向振動要素２５とは、径方向振動子２０の径方向の振動に伴って、一体的に縦方向に振動する。
【００５２】
第２の縦方向振動要素４０の外形サイズは、縦方向振動要素２５の外形サイズよりも大きく、且つ、さらに径方向振動子２０の外形サイズよりも大きいように構成されている。径方向振動子２０の上面及び下面のそれぞれに形成された電極（図示しない）に対して電気的に接続されたリード線１７，１６が下方に延びており、リード線１７，１６と上側のパッキン部材４１及び下側のパッキン部材４２とが干渉しないように寸法構成されている。
【００５３】
台座４は、側壁部４ｃと、底壁支持部４ａという別体の２部品から構成されている。そして、底壁支持部４ａは、側壁部４ｃの底面部側から側壁部４ｃに対して着脱可能に構成されている。側壁部４ｃは、蓋６が着脱可能に取り付けられる上端部４ｄと、平面視で円環形状をしていて中心に向けて横方向（左右方向）に突出する側方突出部４ｅと、を有する。底壁支持部４ａは、平面視で円環形状をしていて上向きに突出する上方突出部４ｆを有する。
【００５４】
第２の縦方向振動要素４０の外周領域が、平面視で円環形状をした上側のパッキン部材４１及び下側のパッキン部材４２でシールされている。すなわち、上側のパッキン部材４１が、側方突出部４ｅの下面と第２の縦方向振動要素４０の上面との間に介在配置されている。また、下側のパッキン部材４２が、上方突出部４ｆの上面と第２の縦方向振動要素４０の下面との間に介在配置されている。上側のパッキン部材４１及び下側のパッキン部材４２は、実質的に同じサイズであり、例えば、ゴムやポリウレタンのような弾性的に変形可能な材料からなる。第２の縦方向振動要素４０は、押し潰されて圧縮状態にある上側のパッキン部材４１及び下側のパッキン部材４２を介して、側方突出部４ｅ及び上方突出部４ｆでそれぞれ支持されている。上側のパッキン部材４１及び下側のパッキン部材４２は、上下方向に重なるように並列配置されている。なお、上側のパッキン部材４１及び下側のパッキン部材４２の着座を安定させるために、上方突出部４ｆの上面及び側方突出部４ｅの下面において、上側のパッキン部材４１及び下側のパッキン部材４２の一部分を受け入れる凹部を設けることができる。
【００５５】
当該構成によれば、図７に示すように、台座４の側壁部４ｃの内側面と、蓋６のメッシュ支持部６ｃの下面と、第２の縦方向振動要素４０の上面と、蓋６に取り付けられたメッシュ要素３０の液接触面（図２，３において３０ａとして図示）と、上側のパッキン部材４１とは、液体８を液密で貯蔵するための空間、すなわち貯液部７を構成している。したがって、第２の縦方向振動要素４０の上面が液体８と接触するものの、少なくとも上側のパッキン部材４１によって液体８の浸み出しが防止されるので、リード線１７，１６が液体８と接触することがブロックされる。その結果、液体８に対するリード線１７，１６の防滴性が確保されるという効果を奏する。
【００５６】
図８に示すように、第５変形例の霧化装置１では、縦方向振動要素２５の外形サイズが、径方向振動子２０の外形サイズよりも大きく構成されるとともに、縦方向振動要素２５の外周領域にシール構造が配設されていることを特徴としている。
【００５７】
図８において、縦方向振動要素２５の外形サイズは、径方向振動子２０の外形サイズよりも大きく構成されている。径方向振動子２０の下面に形成された電極（図示しない）に対して電気的に接続されたリード線１６が下方に延びている。例えば導電性接着剤や半田のような電気的接続固着部（図示しない）によって、径方向振動子２０の上面に形成された電極（図示しない）に対して、縦方向振動要素２５の下面に形成された電極（図示しない）が、電気的に接続されているとともに、縦方向振動要素２５が径方向振動子２０に固着されている。そして、縦方向振動要素２５の下面であって径方向振動子２０の外側部分に形成された電極（図示しない）に対して電気的に接続されたリード線１７が下方に延びている。
【００５８】
台座４は、側壁部４ｃと、底壁支持部４ａという別体の２部品から構成されている。そして、底壁支持部４ａは、側壁部４ｃの底面部側から側壁部４ｃに対して着脱可能に構成されている。側壁部４ｃは、蓋６が着脱可能に取り付けられる上端部４ｄと、平面視で円環形状をしていて中心に向けて横方向（左右方向）に突出する側方突出部４ｅと、を有する。底壁支持部４ａは、平面視で円環形状をしていて上向きに突出する上方突出部４ｆを有する。
【００５９】
縦方向振動要素２５の外周領域が、平面視で円環形状をした上側のパッキン部材４１及び下側のパッキン部材４２でシールされている。すなわち、上側のパッキン部材４１が、側方突出部４ｅの下面と縦方向振動要素２５の上面２５ｃとの間に介在配置されている。また、下側のパッキン部材４２が、上方突出部４ｆの上面と縦方向振動要素２５の下面２５ｂとの間に介在配置されている。上側のパッキン部材４１及び下側のパッキン部材４２は、実質的に同じサイズであり、例えば、ゴムやポリウレタンのような弾性的に変形可能な材料からなる。縦方向振動要素２５は、押し潰されて圧縮状態にある上側のパッキン部材４１及び下側のパッキン部材４２を介して、側方突出部４ｅ及び上方突出部４ｆでそれぞれ支持されている。上側のパッキン部材４１及び下側のパッキン部材４２は、上下方向に重なるように並列配置されている。なお、上側のパッキン部材４１及び下側のパッキン部材４２の着座を安定させるために、上方突出部４ｆの上面及び側方突出部４ｅの下面において、上側のパッキン部材４１及び下側のパッキン部材４２の一部分を受け入れる凹部を設けることができる。
【００６０】
当該構成によれば、図８に示すように、台座４の側壁部４ｃの内側面と、蓋６のメッシュ支持部６ｃの下面と、縦方向振動要素２５の上面２５ｃと、蓋６に取り付けられたメッシュ要素３０の液接触面（図２，３において３０ａとして図示）と、上側のパッキン部材４１と、は、液体８を液密で貯蔵するための空間、すなわち貯液部７を構成している。したがって、縦方向振動要素２５の上面２５ｃが液体８と接触するものの、少なくとも上側のパッキン部材４１によって液体８の浸み出しが防止されるので、リード線１７，１６が液体８と接触することがブロックされる。その結果、液体８に対するリード線１７，１６の防滴性が確保されるという効果を奏する。
【００６１】
図９に示すように、第６変形例の霧化装置１では、縦方向振動要素２５の外形サイズが、径方向振動子２０の外形サイズよりも小さく構成されているとともに、縦方向振動要素２５の外周領域にシール構造が配設されていることを特徴としている。
【００６２】
図９において、縦方向振動要素２５の外形サイズは、径方向振動子２０の外形サイズよりも小さく構成されている。径方向振動子２０の下面の外周領域に形成された電極（図示しない）に対して電気的に接続されたリード線１６が下方に延びている。そして、径方向振動子２０の上面の外周領域に形成された電極（図示しない）に対して電気的に接続されたリード線１７が下方に延びている。
【００６３】
台座４は、側壁部４ｃと、底壁支持部４ａという別体の２部品から構成されている。そして、底壁支持部４ａは、側壁部４ｃの底面部側から側壁部４ｃに対して着脱可能に構成されている。側壁部４ｃは、蓋６が着脱可能に取り付けられる上端部４ｄと、平面視で円環形状をしていて中心に向けて横方向（左右方向）に突出する側方突出部４ｅと、を有する。底壁支持部４ａは、平面視で円環形状をしていて上向きに突出する上方突出部４ｆを有する。
【００６４】
縦方向振動要素２５の上面２５ｃの外周領域及び径方向振動子２０の下面の外寄り部分が、平面視で円環形状をした上側のパッキン部材４１及び下側のパッキン部材４２でそれぞれシールされている。すなわち、上側のパッキン部材４１が、側方突出部４ｅの下面と縦方向振動要素２５の上面２５ｃとの間に介在配置されている。また、下側のパッキン部材４２が、上方突出部４ｆの上面と径方向振動子２０の下面との間に介在配置されている。上側のパッキン部材４１及び下側のパッキン部材４２は、実質的に同じサイズであり、例えば、ゴムやポリウレタンのような弾性的に変形可能な材料からなる。縦方向振動要素２５及び径方向振動子２０は、押し潰されて圧縮状態にある上側のパッキン部材４１及び下側のパッキン部材４２を介して、側方突出部４ｅ及び上方突出部４ｆでそれぞれ支持されている。上側のパッキン部材４１及び下側のパッキン部材４２は、上下方向に重なるように並列配置されている。なお、上側のパッキン部材４１及び下側のパッキン部材４２の着座を安定させるために、上方突出部４ｆの上面及び側方突出部４ｅの下面において、上側のパッキン部材４１及び下側のパッキン部材４２の一部分を受け入れる凹部を設けることができる。
【００６５】
当該構成によれば、図９に示すように、台座４の側壁部４ｃの内側面と、蓋６のメッシュ支持部６ｃの下面と、縦方向振動要素２５の上面２５ｃと、蓋６に取り付けられたメッシュ要素３０の液接触面（図２，３において３０ａとして図示）と、上側のパッキン部材４１と、は、液体８を液密で貯蔵するための空間、すなわち貯液部７を構成している。したがって、縦方向振動要素２５の上面２５ｃが液体８と接触するものの、少なくとも上側のパッキン部材４１によって液体８の浸み出しが防止されるので、リード線１７，１６が液体８と接触することがブロックされる。その結果、液体８に対するリード線１７，１６の防滴性が確保されるという効果を奏する。
【００６６】
さらに、図１０乃至１３を参照しながら、霧化装置１の第７乃至第１０変形例について説明する。当該第７乃至第１０変形例に係る霧化装置１の基本的な構成は、図１に示した霧化装置１と同じであるので、図１に示した霧化装置１との相違点を中心にして以下に説明する。
【００６７】
図１０に示す第７変形例の霧化装置１では、縦方向振動要素２５の上面２５ｃと、メッシュ要素３０の液接触面３０ａとの間に、左右一対の円柱状のリブ５０を配設していることを特徴としている。
【００６８】
リブ５０は、図１０（Ａ）の断面図に示すように縦方向振動要素２５の縦方向Ｚに延びる左右一対の円柱状の部材から構成されており、メッシュ要素３０の液接触面３０ａの外側領域近傍に配置されている。リブ５０は、縦方向振動要素２５の上面２５ｃ及び／又はメッシュ要素３０の液接触面３０ａに対して、例えば接着剤を用いた接着あるいは半田付けを用いた溶着等によって固着されている。このようなリブ５０は、メッシュ要素３０を支持する支持部材として働くとともに、メッシュ要素３０と縦方向振動要素２５との間の離間距離ｄを一定に保つスペーサとして働く。液体８は、互いに離間したリブ５０，５０の間を通して、側方からメッシュ要素３０と縦方向振動要素２５との間に供給される。
【００６９】
縦方向振動要素２５とメッシュ要素３０との間にリブ５０を設けることにより、メッシュ要素３０がリブ５０で支持されるので、メッシュ要素３０と縦方向振動要素２５との間の離間距離ｄが安定的に維持され、液体８の霧化が安定的に行われる。なお、図１０に示した円柱状のリブ５０は、角柱状にすることもできる。また、リブ５０の数は３個以上にしてもよい。
【００７０】
図１１に示す第８変形例の霧化装置１では、縦方向振動要素２５の上面２５ｃと、メッシュ要素３０の液接触面３０ａとの間に、縦方向振動要素２５及びメッシュ要素３０の面方向に延びる左右一対の角棒状のリブ５０を配設していることを特徴としている。
【００７１】
図１１（Ｂ）の平面図に示すように、左右一対のリブ５０は、上下方向に略平行に延びており、左右方向に離間配置されている。リブ５０は、縦方向振動要素２５の上面２５ｃ及び／又はメッシュ要素３０の液接触面３０ａに対して、例えば接着剤を用いた接着あるいは半田付けを用いた溶着等によって固着されている。このようなリブ５０は、メッシュ要素３０を支持する支持部材として働くとともに、メッシュ要素３０と縦方向振動要素２５との間の離間距離ｄを一定に保つスペーサとして働く。液体８は、互いに離間したリブ５０，５０の間を通して、側方からメッシュ要素３０と縦方向振動要素２５との間に供給される。
【００７２】
縦方向振動要素２５とメッシュ要素３０との間にリブ５０を設けることにより、メッシュ要素３０がリブ５０で支持されるので、メッシュ要素３０と縦方向振動要素２５との間の離間距離ｄが安定的に維持され、液体８の霧化が安定的に行われる。なお、図１１（Ａ）において角棒状に示したリブ５０は、丸棒状にすることもできる。
【００７３】
図１２に示す第９変形例の霧化装置１では、縦方向振動要素２５の上面２５ｃと、メッシュ要素３０の液接触面３０ａとの間に、４個の円弧状断面を有する柱状のリブ５０を配設していることを特徴としている。
【００７４】
図１２（Ｂ）の平面図に示すように、４個の円弧状のリブ５０は、周方向に９０度の角度ピッチで略均等に離間するように配置されている。リブ５０は、縦方向振動要素２５の上面２５ｃ及び／又はメッシュ要素３０の液接触面３０ａに対して、例えば接着剤を用いた接着あるいは半田付けを用いた溶着等によって固着されている。このようなリブ５０は、メッシュ要素３０を支持する支持部材として働くとともに、メッシュ要素３０と縦方向振動要素２５との間の離間距離ｄを一定に保つスペーサとして働く。液体８は、互いに離間した隣り合うリブ５０，５０の間を通して、側方からメッシュ要素３０と縦方向振動要素２５との間に供給される。
【００７５】
縦方向振動要素２５とメッシュ要素３０との間にリブ５０を設けることにより、メッシュ要素３０がリブ５０で支持されるので、メッシュ要素３０と縦方向振動要素２５との間の離間距離ｄが安定的に維持され、液体８の霧化が安定的に行われる。なお、図１２（Ｂ）において平面視で円弧状の断面を持つ柱状のリブ５０のそれぞれは、細長い矩形の断面を持つこともできる。また、リブ５０の数は、２個、３個又は５個以上にしてもよい。
【００７６】
図１３に示す第１０変形例の霧化装置１では、縦方向振動要素２５の上面２５ｃと、メッシュ要素３０の液接触面３０ａとの間に、４個の半球状のリブ５０を配設していることを特徴としている。
【００７７】
図１３（Ｂ）の平面図に示すように、４個の半球状のリブ５０は、周方向に９０度の角度ピッチで略均等に離間するように配置されている。リブ５０は、この例では下向きに凸2になるように、メッシュ要素３０の液接触面３０ａに対して、例えば接着剤を用いた接着あるいは半田付けを用いた溶着等によって固着されている。このようなリブ５０は、メッシュ要素３０を支持する支持部材として働くとともに、メッシュ要素３０と縦方向振動要素２５との間の離間距離ｄを一定に保つスペーサとして働く。液体８は、互いに離間した隣り合うリブ５０，５０の間を通して、側方からメッシュ要素３０と縦方向振動要素２５との間に供給される。
【００７８】
縦方向振動要素２５とメッシュ要素３０との間にリブ５０を設けることにより、メッシュ要素３０がリブ５０で支持されるので、メッシュ要素３０と縦方向振動要素２５との間の離間距離ｄが安定的に維持され、液体８の霧化が安定的に行われる。なお、図１３（Ａ）において半球状のリブ５０のそれぞれは、球状にすることもできる。また、リブ５０の数は、２個、３個又は５個以上にしてもよい。
【００７９】
なお、この霧化装置１は、薬剤や消毒液を霧化する医療用途（例えば、薬剤を経口吸入するためのネブライザ（吸入器））、あるいは、水分を霧化して室内や庫内における空気を加湿する空調用途等に用いられる。
【００８０】
また、霧化装置１は、図２に示さない表示部、外部機器接続部、及び、記憶部をさらに備えることができる。すなわち、霧化装置１は、薬液に関する情報（薬液の種類）や霧化に関する情報（メッシュ要素３０の開口径、噴霧量、噴霧時間等）を表示する表示部と、外部機器とのデータのやりとりを行う外部機器接続部と、薬液や霧化に関するデータや制御プログラムを記憶する記憶部と、をさらに備えて、外部の医療機関とのデータのやりとりを行うことができるように構成してもよい。この場合、有線又は無線で外部との通信を可能にする外部機器接続部を介して、霧化装置１を外部の医療機関サーバにネットワーク接続して、霧化装置１と医療機関サーバとの間で薬液の霧化動作を遠隔で制御する霧化システムを構築することができる。当該霧化システムにより、霧化データのやりとりや霧化の遠隔制御が可能になるので、高度な在宅医療や遠隔医療を提供することができる。
【００８１】
上記実施の形態においては、径方向振動子２０及び縦方向振動要素２５が、平面視で、それぞれ円環形状及び円形状となっているが、当該形状に限定されるものではなく、円環形状及び円形状に近似されうる多角形状（例えば、正多角形や楕円形状）であってもよい。
【００８２】
径方向径方向振動子２０や縦方向振動要素２５やメッシュ要素３０やリード線１７において、水や薬剤等の液体８に接触する部分に対しては、耐食性や耐薬品性のある保護材料（例えば、ポリテトラフルオロエチレン）をコーティングすることが好ましい。
【００８３】
上述した実施形態及びその変形例は、この発明の理解を容易にするための例示であり、限定的に解釈するべきではない。この発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって画定されるべきである。
【符号の説明】
【００８４】
１  霧化装置
３  筐体
４  台座
５  霧化部
６  蓋
８  液体
１０  制御基板
１８  電池
２０  径方向振動子
２５  縦方向振動要素
３０  メッシュ要素
３１  貫通孔
３８  霧化粒子
４０  第２の縦方向振動要素
【図１】
2014121688.tif 000003
【図２】
2014121688.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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