(57)【要約】      （修正有）【課題】霧粒が多く、粒径の小さい霧化装置において駆動回路の放熱が十分にできない点と、霧化する液体や長時間使用により透過膜が剥離するまたはゆるんだり、たるみを生じたりすることや、透過膜を収容部に溶着した場合超音波溶着や熱溶着等があるが、溶着時透過膜に穴があくことを防ぐ。【解決手段】吸引された外気が超音波伝達液を満たした伝達部と超音波振動子と駆動回路の放熱部材を冷却し、その後霧粒発生部に導かれ、発生した霧粒の気化熱で冷却され、霧粒と共にノズル部を通って噴出口から外部へ出ることにより熱の処理を行う。また、超音波伝達液を満たした伝達部と霧粒にする液体を入れる収容部の間にある透過膜を収容部下部に装着する方法として接着や溶着ではなく、張力のかかった状態で複数の部材の間に挟み込む方法で装着する。以上のような構造を持った携帯用超音波霧化装置。【選択図】図１
2006142119.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水、薬液など霧粒になる霧化用液体を収容する収容部と、前記霧化用液体に超音波振動を伝達する伝達部と、前記伝達部内の超音波伝達液を超音波振動させる超音波振動子と、超音波振動子を駆動する駆動回路と、駆動回路より発生する熱を放熱する放熱部材と、前記収容部の液体が霧化する霧粒発生部と、霧粒発生部で発生した霧粒を噴出口から放出させるファンと、からなる超音波霧化装置において、前記ファンは外気を吸引し、霧粒発生部に導入する吸気路内に配置し、前記伝達部および前記超音波振動子および前記放熱部材は前記ファンで吸引された外気によって冷却されるように前記吸気路内に収容した事を特徴とする携帯用超音波霧化装置。
【請求項２】
前記収容部の下部に有る超音波を透過させる透過膜を、複数の部材の間に挟み込んで、
配置した事を特徴とする請求項１に記載の携帯用超音波霧化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波を用い液体を霧化する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来技術例としては、外気を導入し、収容部を冷却することにより熱せられた外気を霧粒発生部に導入して、霧粒発生部で霧粒の気化熱によって冷却し，噴出口から霧粒と噴出させることにより、熱せられた外気を放出させない方法がある。特許文献１参照。
この場合、透過膜を取り付けるにあたって接着または溶着を考えている。特許文献１参照。
【０００３】
上記のような従来技術があるが、従来技術では、駆動回路の発熱は、考慮されておらず、また透過膜を収容部に接着した場合、霧化する液体や長時間使用により透過膜が剥離するまたはゆるんだり、たるみを生じたりすることや、透過膜を収容部に溶着した場合超音波溶着や熱溶着等があるが、溶着時透過膜に穴があく場合がある。
【特許文献１】特許文献１  特願２００３−３４６６５０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、従来技術に記載した技術があるが，駆動回路の放熱が十分にできない点、霧化する液体や長時間使用により透過膜が剥離するまたはゆるんだり、たるみを生じたりすることや、透過膜を収容部に溶着する場合超音波溶着や熱溶着等の方法があるが、透過膜に穴があく場合があるという溶着時の欠陥を回避することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、吸引された外気が超音波伝達液を満たした伝達部と超音波振動子と駆動回路の放熱部材を冷却し、その後霧粒発生部に導かれ、発生した霧粒の気化熱で冷却され、霧粒と共にノズル部を通って噴出口から外部へ出ることにより熱の処理を行う。
【０００６】
また、超音波伝達液を満たした伝達部と霧粒にする液体を入れる収容部の間にある透過膜を収容部下部に装着する方法として接着や溶着ではなく、張力のかかった状態で複数の部材の間に挟み込む方法で装着する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は以上に説明したような構成にしたことにより次のような効果がある。
伝達部と超音波振動子と駆動回路の放熱部材に多くの発熱があるにもかかわらず噴出口から外部に出る霧粒の温度は外気温とあまり差はない。
また、いろいろな薬液を用いても、透過膜がはがれず、製造工程で透過膜が破れることがなくなる。
【０００８】
上記の方法で、小型軽量で電池で動作し旅行や職場などで携帯しうる携帯用超音波霧化装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
空気吸入口から噴出口に至る空気の流れを次のようにする。
空気吸入口から取り入れた空気を伝達部周囲と、伝達部の周囲に置いた駆動回路の放熱部材と、超音波振動子下部に分けて導き、伝達部周囲と超音波振動子下部を冷却させる。このとき放熱部材に適度の穴をあけ、かつ伝達部周囲と超音波振動子下部の流路を狭くすることにより空気の流速を高め冷却効果を高めている。そして前記空気をファンを通過させ、霧粒発生部へ流入させる。霧粒発生部から発生した霧粒とともにノズル部内部を通り噴出口から噴出させる。
【実施例１】
【００１０】
図1は本発明装置全体の断面図である。
図２は本発明の透過膜取り付け部の断面図である。
本装置１は、超音波を発生させる超音波振動子３と、超音波振動子３を保持し、反射した超音波を吸収する超音波吸収体１４と、押さえ１８と、超音波を収容部５に伝える超音波伝達液１９を満たした伝達部４と、透過膜１５と、霧粒になる液体２０を収容する収容部５と、外部の空気を取り入れる空気吸入口１２と、空気の流れを作るファン１３と、吸気通路１１と、装置を倒した時、霧粒にする液体が、外部やファンのほうに到達しないようにする液溜め８と、霧粒発生部１０の周りを囲む突出部７と、霧粒を空気とともに噴出口９へ導くノズル部６と、霧粒と空気を噴出する噴出口９と、電気回路１７と、電池１６と、透過膜１５を固定するためのリング状の圧入リング２２と、弾力性を持ったオーリング２１をそなえる。
【００１１】
超音波振動子３は直径が２０ｍｍで共振周波数が２．３ＭＨｚから２．５ＭＨｚであり、発生させる霧粒の大きさは約3μｍである。超音波振動子３は超音波吸収体１４で保持され、押さえ１８は超音波吸収体１４を保持している。また超音波振動子３は下部の中央に直径１０ｍｍの電極があり、上部は全面が電極であり上部の電極は超音波振動子３の周囲と、下部の周囲から３ｍｍを電極とし上部の電極と接続してある。また、超音波振動子３の表面は約２５μｍのステンレスの箔を接着してある。駆動電圧は超音波振動子３の下部中央の電極と、下部周囲の電極間に印加する。この素子を使用することによって、霧粒の量が水の場合１分間当たり２ｇが確保できた。
【００１２】
伝達部４は、本実施例の超音波振動子３を採用した場合、超音波振動子３の上表面と霧粒になる液体の液面の距離が３０ｍｍから４５ｍｍであるときに霧粒の量が十分確保できる。収容部５の液が完全になくなるまで十分な霧粒の量を確保できるようにするため、超音波振動子３と、透過膜１５との距離は３０ｍｍから４０ｍｍにしている。また伝達部４は細菌の繁殖を抑えるため無菌状態にしかつ密閉してある。
【００１３】
透過膜１５は直径１０ｍｍのポリフェニレンサルファイドの薄い膜で、この例では２５μｍのものを使用している。ポリフェニレンサルファイドの採用の理由は毒性がなく、耐熱温度が高く、２次転移点も９２℃と高く、通常の使用では劣化が起こらないためである。また透過膜１５が厚いと超音波は収容部５の液体に十分伝わらず、霧粒の量は極端に少なくなる。一方薄くすると透過膜１５の強度が低下する。また、透過膜１５は張力を持った状態で取り付けてある。透過膜１５にゆるみやたるみがあると霧粒の量が少なくなる。
オーリング２１は弾力性のあるもので、オーリング２１は収容部５の下部の外側に彫った溝に入れてありオーリング２１の内径は収容部５下部の溝内側の内径より若干小さめにしてある。また樹脂製リング２２は内側に溝が彫ってあり、溝にオーリングがはまり込ませてある。樹脂製リング２２の内径は収容部５下部の溝内側の内径より若干小さめにしてあり、弾力性のある樹脂を使用している。
【００１４】
収容部５は霧粒発生部１０と同じ空間にあり、装置全体を傾けたときでも霧粒が十分発生するように収容部５より霧粒発生部１０の径を大きくした。
【００１５】
収容部５と、突出部７と、ノズル部６の材質はポリテトラフロロエチレンにした。これにより装置使用後水滴が壁面に付着しにくく、洗浄時においても水道水で洗浄後、清潔な布やティッシュペーパー等で拭くだけで水滴を除去でき、菌の繁殖を防ぐことができる。また、収容部５と、突出部７およびノズル部６を取り外せる構造にすることにより洗浄が簡単にできるようにしてある。
【００１６】
超音波振動子３の下部と、伝達部４の周囲の冷却と、霧粒を空気とともにノズル部６を通し、噴出口９から噴出させる空気の経路を以下にしめす。
【００１７】
ファン１３によって吸引された空気は、空気吸入口１２から入り、吸気通路１１を通り、２つの流路に分けられる。二つの流路とは、超音波振動子３の下部と、伝達部４の周囲である。ここで温められた空気は、ファン１３を通り、吸気通路１１を通り、霧粒発生部１０で霧粒の気化熱によって冷却され、突出部７の下から、ノズル部６の中を通り、噴出口９から噴出する。
【００１８】
超音波吸収体１４の穴は、直径１０ｍｍであり、透過膜１５は超音波振動子３に対し３から１０度傾けて配置してある。超音波振動子３から発生した超音波は、超音波振動子３の上部の中央部に集中する性質を持っているため、収容部５の内部の液体がなくなった時、透過膜１５と空気の間で起こる超音波の反射は、透過膜１５の中心付近で起こり、下の方に帰ってきた超音波を超音波吸収体１４に当たるようにすることで、超音波振動子３に与えられる超音波の反射波による機械的なストレスを回避する構造となっている。なお超音波吸収体１４の材質はゴムである。
【００１９】
電池１６は、二次電池で、エネルギー密度が最も大きいリチウムイオン電池を使用する。
【００２０】
収容部５に接続される交換式のカートリッジを設置することにより、霧粒になる液体２０を供給することもできる。
【００２１】
サイホンの原理を用いた水位を一定に保つ装置を収容部５に接続することにより、長時間連続的に使用することも可能である。
【００２２】
霧粒になる液体２０を一定量連続的に供給できるポンプ等を用いた装置を接続することにより、長時間連続的に使用することも可能である。
【００２３】
霧粒になる液体２０を間欠的に送るタイマを用いた装置を接続することにより、長時間連続的に使用することも可能である。
【００２４】
霧粒と共に排出する空気は他の気体とする事も可能である。
【００２５】
電気回路１７の中にマイナスイオン発生回路を内蔵することにより、霧粒にマイナスイオンを加えて肌への吸収効果を高め、霧粒になった液体の還元電位を下げる効果もある。
【００２６】
ノズル部６の噴出口９の形状を折り返し構造とし、装置が転倒した場合にも収容部５の霧粒になる液体２０が漏れ出さない様な機能を有することも可能である。
【００２７】
なお、超音波吸収体１４の穴は必ずしも１０ｍｍとする必要はなく、反射波があたる部分のみとしてもよい。
【００２８】
また、超音波振動子３の下部に設けられた冷却用の吸気通路にも、流速を早めて冷却効果を高めるための凸部を設けることもできる。
【００２９】
また、電気回路１７のなかの超音波振動子駆動回路を超音波振動子３の下部に設け、回路の発熱も同時に冷却することも可能である。
【００３０】
伝達部４内の超音波伝達液１９の温度を計測し、計測した温度が予め設定された温度以上になった場合、超音波振動子３に対する電力の供給を止める回路と、超音波振動子３に対する電力の供給を止めた状態になった時、温度が下がっても自動復帰しない回路と、再起動するためには、一度電源を切断しなければならない機能を設けることも可能である。
【００３１】
伝達部４内の超音波伝達液１９の温度を計測し、計測した温度が予め設定された温度以上になった場合、発振を停止させる回路を電気回路１７の中の超音波振動子駆動回路に有することもできる。
【００３２】
超音波振動子３の発振を停止させた状態になったとき、温度が下がっても自動復帰しない回路を電気回路１７の中の超音波振動子駆動回路に有し、再起動するためには、一度電源を切断しなければならない機能を有することもできる。
【００３３】
電気回路１７の中の超音波振動子駆動回路を超音波振動子３の下部に近接して設置することで、超音波振動子３への配線を短くし超音波発振によるノイズを低減する事も可能である。
【００３４】
超音波振動子３と電気回路１７の中の超音波振動子駆動回路との接続に、低融点合金等の金属で、線材をロウ付けし、その線材をばねでひっぱっておき、超音波振動子３が温度上昇したとき低融点合金等の金属が溶けて、超音波振動子３に対する電力の供給を止めることによって、温度上昇を食い止め、装置全体の過熱を防止する機能を有することもできる。
【００３５】
超音波振動子３または、伝達部４に接触させる状態で温度ヒューズを取り付け、超音波振動子３と電気回路１７の中の超音波振動子駆動回路との接続に該温度ヒューズを介して接続し、超音波振動子３が温度上昇したとき該温度ヒューズが切れて、超音波振動子３に対する電力の供給を止めることによって、温度上昇を食い止め、装置全体の過熱を防止する機能を有することもできる。
【００３６】
装置の電源をＡＣアダプタのみとし、電池１６を内蔵しないことで、より小型軽量化しコストを抑え連続使用できるようにすることも可能である。また電池を着脱式にすることで同様の効果を得ることもできる。
【００３７】
以上の各機能を組み合わせることによって携帯用超音波霧化装置１を実施することができた。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明によって、霧粒が小さく肌に噴霧した時直接肌丘の間に入り込み、吸収されるため、水を用いて肌の保湿の用途だけではなく薬液等を使用することにより金属イオンや、薬効成分を直接肌または皮膚等に吸収させることができるため、医用の利用の可能性もある。
【００３９】
また、携帯用であるため、屋内はもちろん、外出先等でも、芳香剤や消臭剤や殺虫剤を有効に散布させる用途も考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】携帯用超音波霧化装置全体の断面図。
【図２】携帯用超音波霧化装置の収容部下部の透過膜取り付けの詳細断面図
【００４１】
ノズル部６には水滴と霧粒を分離する機能をもった突出部７が装備される。
【００４２】
ノズル部６の噴出口９の形状が、転倒した時に霧粒になる液体２０をケース２の外へ排出しない機能を有する。
【符号の説明】
【００４３】
１．携帯用超音波霧化装置
２．ケース
３．超音波振動子
４．伝達部
５．収容部
６．ノズル部
７．突出部
８．液ため
９．噴出口
１０．霧粒発生部
１１．吸気通路
１２．空気吸入口
１３．ファン
１４．超音波吸収体
１５．透過膜
１６．電池
１７．電気回路
１８．押さえ
１９．超音波伝達液
２０．霧粒になる液体
２１．オーリング
２２．樹脂製リング
【図１】
2006142119.tif 000003
【図２】
2006142119.tif 000004