(57)【要約】【課題】液体を含浸する含浸体に振動子を当接して霧化する霧化器において、タンク内の液体の残量によらず、霧化量を一定にする。【解決手段】含浸体２８は細長形状をなし、液体を含浸する含浸部２８ｂと、含浸部２８ｂを被覆し液体を透過しない被覆部２８ｃとを含む。含浸部２８ｂは含浸体２８の長手方向両端部においてのみ露出し、含浸体２８の一方の端部で含浸部２８ｂの露出する部分に振動子１２が当接し、かつ他方の端部で含浸部２８ｂの露出する部分がタンク１４内の液体（液溜まり２６）に浸される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を貯留するタンクと、
前記タンクに貯留される液体を含浸する含浸体と、
前記含浸体に当接して振動することにより含浸される液体を霧化する振動子と、
を備える霧化器であって、
前記含浸体は細長形状をなし、液体を含浸する含浸部と、含浸部を被覆し液体を透過しない被覆部とを含み、
含浸部は含浸体の長手方向両端部においてのみ露出し、
含浸体の一方の端部で含浸部の露出する部分に振動子が当接し、かつ他方の端部で含浸部の露出する部分がタンク内の液体に浸されることを特徴とする霧化器。
【請求項２】
前記振動子の端部の周縁部が含浸部に当接することを特徴とする請求項１に記載の霧化器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動子によって液体を振動させて霧化する霧化器に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波振動子等の振動子を用いた霧化器には、液体を含浸させた含浸体に振動子を当接して振動させることにより、含浸体に含浸される液体を霧化するものがある。この種の従来の技術として、例えば特許文献１に開示されるものが知られている。この種の霧化器では、タンク内に貯留された液体に含浸体の一部が浸され、含浸体で生じる毛管現象によって振動子と含浸体との当接部まで液体を運ぶものがある。
【０００３】
【特許文献１】特公平５−１０１４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この種の霧化器では、タンク内の液体の残量が減ると、残量が多いときに比べて含浸体が液体に浸される部分の表面積が小さくなるため、含浸体に吸入される液体の量が減り、霧化量が減ってしまうという問題があった。また、含浸体の表面が空気と接触する部分から液体が蒸発し、所望の霧化量が得られなかったり、タンクから比較的早期に液体が無くなったりするという問題もあった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明にかかる霧化器は、液体を貯留するタンクと、上記タンクに貯留される液体を含浸する含浸体と、上記含浸体に当接して振動することにより含浸される液体を霧化する振動子と、を備える霧化器であって、上記含浸体は細長形状をなし、液体を含浸する含浸部と、含浸部を被覆し液体を透過しない被覆部とを含み、含浸部は含浸体の長手方向両端部においてのみ露出し、含浸体の一方の端部で含浸部の露出する部分に振動子が当接し、かつ他方の端部で含浸部の露出する部分がタンク内の液体に浸される。
【０００６】
また、上記本発明にかかる霧化器では、上記振動子の端部の周縁部が含浸部に当接するのが好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態にかかる霧化器１０の一例を示す縦断面図、図２は、図１の霧化器１０の斜視図である。
【０００８】
図１に例示する霧化器１０は、薬剤等の液体を貯留するタンク１４、タンク１４のキャップとして機能するとともに振動子１２を支持する基体部１６、および基体部１６を被覆して当該基体部１６とともに振動子１２を収納する収納室２０を形成するカバー体１８、を含む。そして、この例では、カバー体１８および基体部１６の一部に噴出通路２４が形成されている。噴出通路２４は、収納室２０と外部空間２２とを連通し、霧化された液体の通路となる。噴出通路２４の出口が霧噴出口２４ａである。
【０００９】
タンク１４内には霧化する液体の液溜まり２６が形成されており、この液溜まり２６に含浸体２８の少なくとも一部が浸漬されている。含浸体２８は、毛管現象によって液溜まり２６から含浸体２８の振動子１２との当接面２８ａに液体を供給する。この例では、含浸体２８の下端はタンク１４内の底部近傍に、また上端は基体部１６の上方側の噴出通路２４内に配置され、基体部１６に設けられた貫通穴３０を円柱状の含浸体２８が貫通している。なお、この例では、貫通穴３０の内径を含浸体２８の外径に合った適切な径や形状とし、含浸体２８を貫通穴３０に嵌挿して把持する構成としているが、これ以外の構成によって把持するようにしてもよい。また円柱状ではない他の形状の含浸体２８を用いてもよい。
【００１０】
図３は、含浸体２８の断面の一例を示す図（図１のＡ−Ａ断面図）である。含浸体２８は、液体を含浸する含浸部２８ｂ（破線の円内の領域）と、含浸部２８ｂを被覆し液体を透過しない被覆部２８ｃとを含む。図３の例では、含浸部２８ｂおよび被覆部２８ｃは一体成形されており、例えば、液体を透過しない樹脂（例えばフッ素樹脂、ポリアセタール樹脂等）を押し出し成形して作ることができる。素材としては、例えば、使用する液体に対して膨潤や劣化することなく、また化学反応等を起こさないものが選択される。含浸部２８ｂには、例えば微小幅（例えば２５〜５０μｍ程度）で肋骨状の断面を有する通路２８ｄが設けられており、液体は毛管現象によってこの通路２８ｄ内を移動する。この含浸体２８は、下端から上端まで同じ断面形状（例えば図３に示す断面形状）を有するように構成するのが好適である。なお、含浸部２８ｂと被覆部２８ｃとを別部材としても構わない。その場合には、例えば、押し出し成形した芯あるいは繊維束の周囲を、液体を透過しないシート状の部材で被覆するなどして構成することができる。
【００１１】
含浸部２８ｂは、タンク１４内の液溜まり２６に浸される一方の端部（図１の例では下端）と、振動子１２に当接する側の他方の端部（図１の例では上端）でのみ露出しており、それ以外の領域では、被覆部２８ｃによって被覆されている。被覆部２８ｃが無いと、タンク１４内の液体の残量によって、含浸部２８ｂが液体に浸される部分、すなわち含浸部２８ｂ内へ液体の吸入口となる部分の表面積が変化し、含浸部２８ｂを流れる液体の流量が変化する。これに対し、本実施形態のように被覆部２８ｃを設け、液体に浸される部分を下端の露出部のみとすれば、タンク１４内の液体の残量によらず、含浸部２８ｂを流れる液体の流量の変化を小さくすることができる。このとき、さらに、液体に浸される下端の端面が略水平面となるようにするのが好適である。また、被覆部２８ｃを設けることにより、当接部に到達する前に含浸体２８から液体が蒸発することが無くなるというメリットもある。さらに、含浸体２８を基体部１６に固定するための加工を、液体の通路２８ｄを妨げることなく被覆部２８ｃに施すことができるというメリットもある。
【００１２】
図４は、含浸体２８に被覆部２８ｃを設けたことによる効果の一例を示す図であって、被覆部２８ｃを設けた場合と設けない場合の双方について、タンク１４内の液体の残量（含浸体２８と振動子１２との当接面２８ａから液溜まり２６の液面までの距離）に対する霧化量（ただし５分間継続して霧化した場合の液体の重量；グラム）を示すグラフである。この図から、被覆部２８ｃを設けない場合は、残量が少なくなるほど霧化量が減ることがわかる。これは、上述したように、残量が多い状態では、液体の吸入量が多くなり、含浸部２８ｂ内を移動して当接部に到達する液体の流量が増えるが、残量が少ない状態では、液体の吸入量が少なくなり、含浸部２８ｂ内を移動して当接部に到達する液体の流量が減るからである。これに対し、本実施形態では、被覆部２８ｃを設けているので、液体に浸される部分の表面積は液体の残量によってはほとんど変化しない。このため、液体の残量によらず、含浸体２８中を移動して当接部に到達する液体の流量はほとんど変化せず、ひいては霧化量もほぼ一定となっている。
【００１３】
なお、含浸体２８については、さらに、含浸部２８ｂの上端にあたる当接面２８ａに振動子１２による押圧力が加わっても、露出している部分の倒れや当接面２８ａの凹みが極力生じないようなスペック（材質や構成、露出長、弾性係数等）を選択あるいは設定するのが好適である。
【００１４】
そして、含浸体２８の当接面２８ａに当接した振動子１２が振動することにより、当接面２８ａおよびその周辺の液体が霧化される。振動子１２としては、例えばランジュバン型の超音波振動子を用いることができる。振動子１２は、中心軸に垂直な断面の周縁が円形となるいわゆる回転体の形状を有しており、削り出しあるいはプレスにより形成した先細のホーン３２の後部（先端の他端側；根元側）に、圧電体３４を装着（例えば接着）することで構成されている。この振動子１２の外周壁には、内側にえぐられる形状の環状溝３６が形成されている。環状溝３６は、振動子１２の厚み方向振動によって生じる定常波のうち主として用いられる振動モードの節の位置に設けられる。この環状溝３６を利用して振動子１２を支持することで、振動子１２の振動エネルギの損失が抑制される。このとき、支持部材３８によって振動子１２を固定的に支持するのが好適であるが、適宜所定範囲内での回動やスライドを許容しながら支持するようにしてもよい。
【００１５】
なお、この例では、振動子１２は、ホーン３２先端の端部領域１２ａが含浸体２８に当接するように配置される。このとき、端部領域１２ａは、前記振動モードでは腹となる。すなわち、振動子１２の振動は、含浸体２８の上端面と当接する部分、すなわち液体が霧化される部分で腹となるため、そうでない場合に比べ、霧化のエネルギ効率が高くなる。
【００１６】
さらに、この例では、端部領域１２ａの周縁部Ｅが含浸体２８の当接面２８ａに当接するように配置されている。このことは、エネルギロスの抑制という観点からも意味がある。ここで、仮に、振動子１２の端部領域１２ａの中央部（すなわち中心軸付近の部位）が当接面２８ａに当接したとすれば、当該中央部は端部領域１２ａでは振幅が最も大きい部位であるから、その場合は、中央部以外の部位が当接する場合に比べて、振動エネルギの損失が大きくなってしまう。つまり、本実施形態では、含浸体の当接面２８ａに、振動子１２の中心軸から外れた部位（例えば周縁部Ｅ）を当接することで、エネルギロスの抑制を図っているのである。
【００１７】
また、振動子１２の軸方向が当接面２８ａに対して垂直であったり平行であったりすると、周縁部Ｅは、含浸部２８ｂのみならず被覆部２８ｃにも当接することになる。本実施形態では、振動子１２の軸方向を当接面２８ａに交叉するように振動子１２を配置することで、周縁部Ｅを被覆部２８ｃに当接させることなく含浸部２８ｂのみに当接させている。
【００１８】
振動子１２の振動によって霧化された液体は、噴出通路２４から霧噴出口２４ａを経て外部空間２２に放出される。このとき、霧化された液体には、振動子１２の振動によって噴出通路２４を外部空間２２に向けて移動する運動エネルギが与えられる。しかしながら、収納室２０内に振動子１２と当接面２８ａとが当接する部分（以下、これを当接部と記す）が配置された場合には、霧化された液体の一部が収納室２０内で滞留することも想定される。そこで、本実施形態では、当接部を噴出通路２４内に配置することで、それを抑制している。具体的に、この例では、含浸体２８を、噴出通路２４の収納室２０側の入口２４ｂと外部空間２２側の霧噴出口２４ａとの間の位置で上下に伸びるように配置するとともに、含浸体２８の上端部の当接面２８ａのほぼ中央に周縁部Ｅが当接するように振動子１２を配置している。
【００１９】
また、この例では、収容室２０と外部空間２２とを隔てるカバー体１８に、収容室２０内に外部空気を取り入れる吸気通路４０が形成される。この吸気通路４０を設けることで、吸気通路４０、収容室２０および噴出通路２４を経由する空気の流れが形成され、当接部で霧化された液体が霧噴出口２４ａからよりスムーズに排出されるようになる。また、この例では、収容室２０の頂上部と外部空間２２とを隔てるカバー体１８に、収容室２０内で上昇した空気を外部空間２２に排出する排気通路４２が形成され、さらに噴出通路２４の当接部の上方領域にも排気通路４２が形成されている。これら排気通路４２から、印加された電気エネルギの一部が振動エネルギに変換されずに振動子１２が発熱したことによって暖められた空気が排出されるため、霧化された空気の一部が収容室２０内に留まるのが抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態にかかる霧化器の一例を示す縦断面図である。
【図２】図１の霧化器の斜視図である。
【図３】本発明の実施形態にかかる霧化器に用いられる含浸体の断面図（図１のＡ−Ａ断面図）である。
【図４】本発明の実施形態にかかる霧化器に用いられる含浸体において被覆部を備えたことによる効果の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０  霧化器、１２  振動子、１２ａ  端部領域、１４  タンク、１６  基体部、１８  カバー体、２０  収納室、２２  外部空間、２４  噴出通路、２４ａ  霧噴出口、２４ｂ  入口、２６  液溜まり、２８  含浸体、２８ａ  当接面、２８ｂ  含浸部、２８ｃ  被覆部、２８ｄ  通路、３０  貫通穴、３２  ホーン、３４  圧電体、３６  環状溝、３８  支持部材、４０  吸気通路、４２  排気通路、４４  導線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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