(57)【要約】【課題】  フィルタの目詰まりやばらつきの度合によらず常に一定の送風量を供給できる超音波霧化装置を提供する。【解決手段】  送風部のフィルタ近傍の下流側に、フィルタを介して導入される空気の圧力を検出する圧力センサを配置した。この圧力センサにより圧損を検出し（ＳＴ３）、圧損が規定値ａより大きいか判定し（ＳＴ４）、いいえの場合は圧損が規定値ｂより小さいか判定し（ＳＴ１０）、いいえの場合は送風モータの回転数を現状のまま一定とする（ＳＴ９）。ＳＴ１０ではいの場合は霧化動作を停止するとともに報知する（ＳＴ８）。一方、ＳＴ４ではいの場合は送風モータの回転数を増加し（ＳＴ６）、圧損が規定値ａに達したら（ＳＴ７）、送風モータの回転数を増加した回転数に一定とする（ＳＴ９）。【選択図】      図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体に、超音波振動を発生する振動部と、前記振動部が発生した超音波振動により液体を霧化する霧化部と、送風モータにより前記本体外からフィルタを介して空気を導入して前記霧化部により霧化された液体を前記本体外に送風する送風部とを備える超音波霧化装置において、
前記送風部のフィルタ近傍の下流部にフィルタを介して導入される空気の圧力を検出する圧力センサを配置し、前記霧化された液体を本体外に送風する霧化動作中にこの圧力センサにより検出される圧力を所定の範囲内に保つように前記送風モータの回転数を自動的に調節する制御部を備えることを特徴とする超音波霧化装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記圧力センサにより検出される圧力が所定の範囲内に保つことができないこと又は／及び前記圧力センサにより検出される圧力に基づいて前記フィルタが無いことを検出することを特徴とする請求項１記載の超音波霧化装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記圧力センサにより検出される圧力が所定の範囲内に保つことができないこと又は／及び前記圧力センサにより検出される圧力に基づいて前記フィルタが無いことを検出した場合は霧化動作を停止することを特徴とする請求項２記載の超音波霧化装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記霧化動作を開始する前に前記送風部のみを動作させ、前記圧力センサにより検出される圧力が所定の範囲内に保つことができないこと又は／及び前記圧力センサにより検出される圧力に基づいて前記フィルタが無いことを検出した場合には霧化動作を開始しないことを特徴とする請求項２記載の超音波霧化装置。
【請求項５】
前記制御部による前記圧力センサにより検出される圧力が所定の範囲内に保つことができないこと又は／及び前記圧力センサにより検出される圧力に基づいて前記フィルタが無いことの検出結果を報知するための報知手段を備えることを特徴とする請求項２記載の超音波霧化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、超音波振動により薬液を霧化・噴霧する超音波霧化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波霧化装置は、一般に超音波振動を発生する振動部と、振動部が発生した超音波振動により液体を霧化する霧化部と、送風モータにより本体外から空気を導入して霧化部により霧化された液体を本体外に送風する送風部とを備える。このような装置では、風を取り込む部分にフィルタを設け、患者が霧化薬液と一緒にゴミや細菌を吸い込まないように、フィルタでゴミや細菌を除去している。
【０００３】
例えば、細菌除去フィルタとエア源（エアポンプ）との間を連通接続する気密式のダクトと、そのダクト内の圧力を検出する圧力センサと、この圧力センサによる検出圧力が所定値以下になったときに動作する目詰まり警告器とを備えた超音波ネブライザーがある（例えば、特許文献１参照）。この超音波ネブライザーによると、目詰まりが進行している細菌除去フィルタの交換時機を操作者に的確に知らせることができる。
【特許文献１】特開平５−１３７７８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１記載の超音波ネブライザーにおいては、細菌除去フィルタの目詰まりが限度値に達した時点で、警告器により警報を出すので、目詰まりが限度値に達するまではエアポンプによる一定の風量を確保できない。つまり、細菌除去フィルタの目詰まりが進行するに伴い、風量が漸減し、目詰まりの警報が出た時点では、風量は当初から比べると相当低減している。このような風量低減すなわち圧力損失（圧損）は、細菌除去フィルタの性能のばらつきによっても起こる。
【０００５】
また、目詰まりの警報を無視して使用した場合、噴霧量がかなり少なくなってしまう。通常、薬液の吸入に関しては、医師が霧化量、風量、タイマー時間を設定しているが、細菌除去フィルタの目詰まりやばらつきまでは医師が判断できないため、細菌除去フィルタの目詰まりやばらつきの影響により風量が変化してしまうと、十分な噴霧が行えなくなり、医師が決定した処方どおりに患者が薬液を吸入できず、十分な治療ができなくなってしまう。
【０００６】
この発明は、そのような従来の問題点に着目してなされたもので、フィルタの目詰まりやばらつきの度合によらず常に一定の送風量を供給できる超音波霧化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明の超音波霧化装置は、本体に、超音波振動を発生する振動部と、振動部が発生した超音波振動により液体を霧化する霧化部と、送風モータにより本体外からフィルタを介して空気を導入して霧化部により霧化された液体を本体外に送風する送風部とを備え、送風部のフィルタ近傍の下流部にフィルタを介して導入される空気の圧力を検出する圧力センサを配置し、霧化された液体を本体外に送風する霧化動作中にこの圧力センサにより検出される圧力を所定の範囲内に保つように送風モータの回転数を自動的に調節する制御部を備えることを特徴とする。
【０００８】
この超音波霧化装置では、フィルタを通過して導入される空気の圧力を所定の範囲内に保つように自動的に調節する。具体的には、フィルタの目詰まりやばらつきによる圧力損失（圧損）により風量が十分に得られない、つまり導入される空気の圧力が所定の範囲より低いと判断した場合は、送風モータの回転数を上げ、霧化部に送る風量を所定の範囲内に保つようにする。これにより、フィルタの目詰まりやばらつきによらず、処方どおりの噴霧量が確保でき、所望の治療効果が得られる。
【０００９】
制御部は、圧力センサにより検出される圧力が所定の範囲内に保つことができないこと又は／及び圧力センサにより検出される圧力に基づいてフィルタが無いことを検出するように構成するのが好ましい。これにより、送風モータの回転数を上げても所定の噴霧量が確保できないこと、あるいはフィルタが無いことが検出できる。
【００１０】
また制御部は、圧力センサにより検出される圧力が所定の範囲内に保つことができないこと又は／及び圧力センサにより検出される圧力に基づいてフィルタが無いことを検出した場合は霧化動作を停止するように構成するのが好ましい。これにより、霧化動作中に送風モータの回転数を上げても所定の噴霧量が確保できない場合、あるいはフィルタが無い場合に処方どおりの噴霧量が確保できないことにより所望の治療効果が得られないといった不具合を解消することができる。
【００１１】
また制御部は、霧化動作を開始する前に送風部のみを動作させ、圧力センサにより検出される圧力が所定の範囲内に保つことができないこと又は／及び圧力センサにより検出される圧力に基づいてフィルタが無いことを検出した場合には霧化動作を開始しないように構成するのが好ましい。これにより、霧化動作中に送風モータの回転数を上げても所定の噴霧量が確保できない場合、あるいはフィルタが無い場合に処方どおりの噴霧量が確保できないことにより所望の治療効果が得られないといった不具合を未然に防止することができる。
【００１２】
また、制御部による圧力センサにより検出される圧力が所定の範囲内に保つことができないこと又は／及び圧力センサにより検出される圧力に基づいてフィルタが無いことの検出結果を報知するための報知手段を備えるのが好ましい。これにより、霧化動作中に送風モータの回転数を上げても所定の噴霧量が確保できない場合、あるいはフィルタが無い場合に処方どおりの噴霧量が確保できないことにより所望の治療効果が得られないといった不具合の原因が存在することを使用者に通知することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、フィルタを介して導入される空気の圧力を所定の範囲に保つように送風モータの回転数を自動的に調節するので、フィルタの目詰まりやばらつきによらず、処方どおりの噴霧量が確保でき、治療効果が一定となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、実施の形態により、この発明を更に詳細に説明する。
【００１５】
その一実施形態に係る超音波霧化装置の正面図を図１に、そのファンカバーを取り除いた状態での後面図を図２に、部分破断正面図を図３に、部分破断側面図を図４に示す。
【００１６】
この超音波霧化装置では、装置本体内において、槽蓋１が薬液カップ３に着脱可能に取付けられ、薬液カップ３は薬液を入れる薬液槽２を有する。薬液カップ３の下方周囲は水を入れる作用槽４になっており、薬液カップ３の底部が作用槽４の水に浸かるようになっている。作用槽４の水位はフロートスイッチ８により検出され、水の温度が水温検知装置１３により検出される。また、作用槽４の水は排水ホース５により装置本体外部に排水できる。
【００１７】
薬液カップ３の底部に相対する作用槽４の外壁には、振動子６が取付けられている。この振動子６の下方には振動子６等を冷却するための冷却ファン７が配置されている。
【００１８】
装置本体の後部側には送風モータ９が配置され、この送風モータ９の回転軸に送風ファン１０が取付けられている。送風ファン１０の上流側にはゴミや細菌を除去するためのエアフィルタ１１が着脱可能に取付けられている。送風ファン１０の回転により装置本体外部からファンカバーを通じて取り入れられた空気は、エアフィルタ１１を通過して送風経路２３により薬液カップ３の薬液槽２に導入される。
【００１９】
図５に部分拡大概略図で示すようにエアフィルタ１１の近傍の下流側には、エアフィルタ１１を介して導入される風の圧力を検出する圧力センサ１２が配置されている。
【００２０】
一方、装置本体の上部には当該装置を持ち運ぶためのハンドル１５が設けられるとともに、操作部１６が設けられている。操作部１６は、霧化動作のスタート／ストップスイッチ、風量ボタン、霧化量ボタン、タイマーボタン等の各スイッチと表示部（ＬＣＤ及びＬＥＤ）を備えている。装置本体内部にはブザーを備えており、上記表示部と合わせて報知手段を構成している。更に、装置本体の側部には電源スイッチ２０が設けられ、装置本体内部には発振ユニット２１及び電源トランス２２が設けられている。上記振動子６と発振ユニット２１が振動部を構成している。
【００２１】
この超音波霧化装置の主要機能ブロック図を図６に示す。この超音波霧化装置は、制御ユニット３０、操作ユニット３１、記憶ユニット３２、報知ユニット３３、超音波発振ユニット３４、送風ユニット３５、及び霧化ユニット３６で構成される。
【００２２】
制御ユニット３０は、操作ユニット３１からの操作命令入力や各ユニットからの状態監視信号に基づき、超音波発振ユニット３４、送風ユニット３５、及び報知ユニット３３を制御し、霧化動作の実行、霧化状態、エラーの検出及び報知などの処理を実行する。また制御ユニット３０は、送風ユニット３５に設けられた圧力センサ１２により検出される圧力を所定の範囲内に保つように送風モータ９の回転数を自動的に調節する機能を有する。      
【００２３】
具体的には、圧力センサ１２により検出される圧力の損失（圧損）が、所定の噴霧量を確保できないと判断するための所定値（大所定値）よりも大きい場合、制御ユニット３０は、圧力センサ１２により検出された圧損が大所定値以下になるまで送風モータ９の回転数を上げるように制御する。送風モータ９の回転数を上げても前記圧損が大所定値以下に低下しないほどエアフィルタ１１の目詰まりが激しい場合、又は前記圧損がエアフィルタ１１が取付けられていないと判断するための所定値（小所定値）よりも小さい場合は、報知ユニット３３によりその旨を報知し、霧化動作を停止するように超音波発振ユニット３４、送風ユニット３５を制御する。
【００２４】
操作ユニット３１は、霧化動作のスタート／ストップ、風量、霧化量、タイマー時間等を設定するためのもので、上記操作部１６に設けられたスイッチ、ボタン等がこれに相当する。記憶ユニット３２は、制御ユニット３０が実行するプログラムや圧力センサ１２により検出された圧損に対する所定値等の制御条件を記憶するためのものである。報知ユニット３３は、設定状態や霧化動作状態、エラー検出結果等を報知するためのもので、上記報知手段に相当する。
【００２５】
超音波発振ユニット３４は、霧化ユニット３６に伝える超音波振動を発生させるためのもので、上記振動子６と発振ユニット２１で構成された振動部に相当する。送風ユニット３５は、霧化ユニット３６に送風するためのもので、上記送風モータ９、送風ファン１０、エアフィルタ１１、圧力センサ１２及び送風モータ９の駆動回路等がこれに相当する。霧化ユニット３６は、超音波発振ユニット３４から伝えられた超音波振動により薬液を霧化し、送風ユニット３５からの送風により噴霧するためのもので、上記作用槽４、薬液カップ３（薬液槽２）及び槽蓋１等がこれに相当する。
【００２６】
上記以外にもこの超音波霧化装置は各ユニットに電力を供給する電源、噴霧薬液を装置本体外部に噴霧するホース等を備えているが、本発明の説明には直接関与しないので、詳細な説明は記述しない。
【００２７】
このように構成した超音波霧化装置では、作用槽４に水を入れ、薬液カップ３の薬液槽２に薬液を入れた上で、スタートスイッチをＯＮにすると、振動子６が超音波振動し、この超音波振動が水を媒介して薬液カップ３の薬液槽２に伝播し、薬液が超音波振動することで、薬液が霧化される。一方、送風モータ９による送風ファン１０の回転により空気が装置本体外部からエアフィルタ１１を介して吸引され、送風経路２３を通じて薬液カップ３の薬液槽２に導入される。この空気により、霧化薬液が装置本体外部に噴霧される。
【００２８】
この霧化動作中、圧力センサ１２はエアフィルタ１１を介して導入される空気の圧力損失（圧損）を検出し、制御ユニット３０はこの検出結果に基づいてエアフィルタ１１の有無、エアフィルタ１１の目詰まりやばらつきの度合いを判定し、その判定結果に応じて送風モータ９の回転数を制御したり、報知手段で報知したり、霧化動作を停止したりする。      
【００２９】
次に、この超音波霧化装置の霧化動作について、図６の主要機能ブロック図、図７のフロー図、並びに図８の霧化時間と圧損との関係を示すグラフを参照して説明する。
【００３０】
図６の主要機能ブロック図における記憶ユニット３２は、制御条件として圧力センサ１２により検出される圧損に関する所定値（後述する規定値ａ，ｂ）と送風モータ９の駆動に関する規定値を記憶している。
【００３１】
図７のフロー図において使用者が電源スイッチ２０をＯＮにした後、ステップＳＴ１において操作ユニット３１のスタートスイッチが押し下げられたか判定し、スタートスイッチが押し下げられるまで待機する。
【００３２】
スタートスイッチが押し下げられたと判定されれば、ステップＳＴ２において前述の霧化動作がスタートする。ステップＳＴ３において、圧力センサ１２により圧損を検出し、ステップＳＴ４において検出圧損が所定の噴霧量を確保できないと判断するための所定値（規定値ａ）より大きいか、すなわち送風モータ９の回転数を増加し、風量を増す必要があるかを判定する。圧損が規定値ａより大きい場合は、エアフィルタ１１が目詰まりを起こし、所定の噴霧量を確保できないと判断し、送風モータ９の回転数を増加させる処理に移行する。
【００３３】
なお、送風モータ９の回転数を調節する方法は特に限定しないが、例えば直流モータをＰＷＭ制御駆動し、駆動電流のデューティ比を変更する方法等を用いることができる。この場合は、前述した記憶ユニット３２に記憶させる送風モータ９の駆動に関する規定値をＰＷＭ制御のデューティ比で設定することができる。  ステップＳＴ５において現在の送風モータ９の駆動条件（ここではＰＷＭ制御のデューティ比）が記憶ユニット３２に記憶されている規定値以下であるかを判定し、規定値以下であればステップＳＴ６に移行し、ＰＷＭ制御のデューティ比を変更して送風モータ９の回転数を増加させる。現在の送風モータ９の駆動条件が規定値を超えている場合は、ステップＳＴ８に移行し、霧化動作を停止するとともに、報知手段で所定の噴霧量が確保できない旨を報知し、霧化動作を終了する。
【００３４】
ステップＳＴ６において送風モータ９の回転数を増加させた後、ステップＳＴ７で圧損が規定値ａ以下にまで低下したかを判定し、圧損が規定値ａ以下にまで低下していない場合はステップＳＴ５に戻り、圧損が規定値ａ以下に低下するまで、すなわち所定の噴霧量が確保できるまで、ステップＳＴ５〜ＳＴ７の処理を繰り返す。圧損が規定値ａ以下にまで低下したら、ステップＳＴ９に移行し、送風モータ９の回転数を増加後の回転数に保つ。これにより、エアフィルタ１１の目詰まりやばらつきによらず所定の噴霧量を確保することができる。
【００３５】
ステップＳＴ４において圧損が規定値ａ以下と判定された場合は、ステップＳＴ１０に移行し、圧損がエアフィルタ１１が取付けられていないと判断するための所定値（規定値ｂ：小所定値）より小さいかを判定する。圧損が規定値ｂ以上であれば、エアフィルタ１１が取付けられており、しかも目詰まりやばらつきによる圧損がさほど大きくない状態であるので、所定の噴霧量が確保されているとしてステップＳＴ９に移行し、送風モータ９の回転数を現状のまま保つ。
【００３６】
これに対してステップＳＴ１０で圧損が規定値ｂより小さい場合には、エアフィルタ１１が取付けられていないと判断し、ステップＳＴ８に移行し、霧化動作を停止するとともに、報知手段でエアフィルタ１１が取付けられていない旨を報知し、霧化動作を終了する。
【００３７】
エアフィルタ１１が取付けられていない場合に、単に報知手段により報知するだけでなく霧化動作を停止することにより、エアフィルタ１１による圧損がない分意図した噴霧量より多くの霧化薬液が噴霧吸収されてしまい所定の治療効果が得られない、エアフィルタ１１が無いために除去できないゴミや細菌が混入した空気により霧化薬液が噴霧されてしまい使用者がゴミや細菌を吸入してしまうといった不具合が回避できる。
【００３８】
ステップＳＴ９において所定の噴霧量が確保された状態で送風モータ９の回転数が保たれたら、ステップＳＴ１１において操作ユニット３１のストップスイッチが押し下げられたか、又は霧化動作のタイマー時間が経過したかを判定し、そのいずれかであるときは、ステップＳＴ１２に移行して霧化動作を停止し、当該処理を終了する。そのいずれでもないときは、ステップＳＴ３に戻り、ステップＳＴ３以降の処理を繰り返す。
【００３９】
なお、図７には送風モータ９の回転数を増加し駆動条件が規定値を超えた場合や、圧力センサ１２により検出された圧損が極端に少なくエアフィルタ１１が取付けられていないと判断された場合に、霧化動作を停止しその旨を報知する処理を霧化動作中に実行するフロー図を示しているが、霧化動作の開始前に送風モータ９のみを回転させて圧力センサ１２により圧損を検出し、送風モータ９の駆動条件が規定値を超えた場合や、エアフィルタ１１が取付けられていないと判断された場合は、その旨を報知し霧化動作を開始しないようにしてもよい。
【００４０】
また、エアフィルタ１１の目詰まりやばらつきにより所定の噴霧量が確保できていない場合、駆動条件の規定値まで送風モータ９の回転数を上げても前記圧損が規定値ａ以下に低下しないことで、エアフィルタ１１の目詰まりが激しいと判断しているが、例えば所定の駆動条件で送風モータ９を回転させたときに、圧力センサ１２により検出される圧損が規定値ａよりも大きな値に設定された規定値ｃを超えていることで、エアフィルタ１１の目詰まりが激しいと判断するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】一実施形態に係る超音波霧化装置の正面図である。
【図２】同超音波霧化装置の、ファンカバーを取り除いた状態での後面図である。
【図３】同超音波霧化装置の部分破断正面図である。
【図４】同超音波霧化装置の部分破断側面図である。
【図５】同超音波霧化装置において、送風モータ及びエアフィルタ付近の部分拡大概略図である。
【図６】同超音波霧化装置の主要機能ブロック図である。
【図７】同超音波霧化装置の霧化動作を説明するフロー図である。
【図８】同超音波霧化装置において、噴霧時間と圧損との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４２】
２      薬液槽
３      薬液カップ
４      作用槽
６      振動子
９      送風モータ
１０    送風ファン
１１    エアフィルタ
１２    圧力センサ
１４    ホースホルダ
【図１】
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【図２】
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【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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