(57)【要約】振動プレート液体噴霧装置（１０）は、圧電アクチュエータ（３６）によって振動される傾斜オリフィス・プレート（３４）と、非水平な上面（４４ａ）を備えた垂直方向に延出する寸法安定性の液体吐出しシステム（４４）を有する新規性のある交換可能な液体リザーバ（４０）を有する。
2006502851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
平面上に延出し、前記平面が水平面から傾斜した状態で前記ハウジングに取り付けられる振動オリフィス・プレートであって、その中心領域に複数の小オリフィスが形成された振動オリフィス・プレートと、
前記オリフィス・プレートをその平面に垂直な方向に高速に振動させるために前記プレートに結合される振動性アクチュエータと、
前記オリフィス・プレートの下で前記ハウジングに着脱可能に取り付けられる交換可能な液体リザーバと、
を含み、
前記リザーバが、噴霧用の液体の供給と、液体容器内部から垂直軸に沿ってこの容器の上部開口部から延出する中実の多孔性且つ寸法安定性長尺液体吐出し部材と、を収容するための前記液体容器を含み、前記液体吐出し部材が、水平面から傾斜され、前記オリフィス・プレートの表面に沿って延出するように前記ハウジングに配置される、上端部を有する、
大気中に微小液滴を射出するための噴霧装置。
【請求項２】
前記液体吐出し部材が、該部材の一方の端部から反対側の端部に延出する毛管孔で形成される、請求項１に記載の噴霧装置。
【請求項３】
前記液体吐出し部材の前記上端部が平坦面を有する、請求項１に記載の噴霧装置。
【請求項４】
前記液体吐出し部材の前記上端部が、前記垂直軸に対して一定の角度で連続的に延出する、請求項１に記載の噴霧装置。
【請求項５】
前記液体吐出し部材が円形断面を有する、請求項１に記載の噴霧装置。
【請求項６】
前記液体吐出し部材が矩形断面を有する、請求項１に記載の噴霧装置。
【請求項７】
前記液体吐出し部材の前記上端部が、前記垂直軸に収束する１対の平坦面を有する、請求項１に記載の噴霧装置。
【請求項８】
前記液体吐出し部材の前記上端部が、ピラミッド形構造における平坦面を含む、請求項６に記載の噴霧装置。
【請求項９】
噴霧用の液体の供給を含むための液体容器と、
前記液体容器内部から垂直軸に沿って前記容器の上部開口部から延出する中実の多孔性且つ寸法安定性の長尺液体吐出し部材であって、前記容器の上の所定の位置に配置される上端部を有する、液体吐出し部材と、
を含み、
前記上端部が、前記垂直軸と交差し、前記垂直軸で鋭角を形成する表面として形成される、
振動オリフィス・プレート噴霧装置で使用するための交換可能な液体リザーバ。
【請求項１０】
前記液体吐出し部材が、該部材の一方の端部から反対側の端部に延出する毛管孔で形成される、請求項９に記載の液体リザーバ。
【請求項１１】
前記液体吐出し部材の前記上端部が平坦面を有する、請求項９に記載の液体リザーバ。
【請求項１２】
前記液体吐出し部材の前記上端部が前記垂直軸に対して一定の角度で連続的に延出する、請求項９に記載の液体リザーバ。
【請求項１３】
前記液体吐出し部材が円形断面を有する、請求項９に記載の液体リザーバ。
【請求項１４】
前記液体吐出し部材が矩形断面を有する、請求項９に記載の液体リザーバ。
【請求項１５】
前記液体吐出し部材の前記上端部が前記垂直軸に収束する１対の平坦面を含む、請求項９に記載の液体リザーバ。
【請求項１６】
前記液体吐出し部材の前記上端部がピラミッド形構造における平坦面を含む、請求項１４に記載の液体リザーバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交換可能な液体リザーバに係り、より詳しくは、リザーバ内部からリザーバの上に配置される振動噴霧プレートに液体を吐き出すための毛管式液体吐出しシステムを備えたリザーバに関する。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第４，３０１，０９３号（特許文献１）及び同第５，６５７，９２６号（特許文献２）は、リザーバが圧電駆動される振動噴霧プレートの下に保持される振動プレート噴霧装置を示している。布芯を含む毛管式液体吐出しシステムは、リザーバ内部からの液体を、それによって噴霧化されるプレートの下側に吐き出すために、リザーバの内部から上方に振動噴霧プレートの下の位置まで延出する。
【０００３】
米国特許第５，５１８，１７９号（特許文献３）はまた、流体源からの液体が振動性穴あきメンブレンに対し軽く押し付けられる気泡性毛管材料によって供給される、振動式噴霧装置を示している。穴あきメンブレンは、垂直面に配置されるように示され、発泡性毛管材料は、その上端部が穴あきメンブレンの平面に対し平坦に置かれるように、流体源から上方に延出し、９０度の角度で折り曲げられるように示される。
【０００４】
振動プレートを用いてリザーバから液体を噴霧し、そのリザーバからの液体をプレートに移送するために液体吐出しシステムを使用する他の噴霧装置が、米国特許第４，２９４，４０７号（特許文献４）、同第４，４７９，６０９号（特許文献５）、同第４，７９０，４７９号（特許文献６）、同第４，７９３，３３９号（特許文献７）、同第５，２９７，７３４号（特許文献８）、同第５，２９９，７３９号（特許文献９）、及び同第５，９９６，９０３号（特許文献１０）に示されている。
【０００５】
噴霧装置の振動オリフィス・プレートが、噴霧又はエアゾール化された液滴を垂直面に対しある角度で射出するために、その振動オリフィス・プレートを方向付けることが必要であったり、又は望ましいことが多い。例えば、噴霧装置が壁面に取り付けられるようになっている場合、射出した液滴が１つに収集して、壁面に損傷を与えないように、射出した液滴は壁面から離れるように向けられなければならない。この問題は、振動穴あきメンブレン若しくはオリフィス・プレートを、その平面がすぐ近くの壁面や他の垂直表面から離れて水平面から傾斜されるように方向付けすることによって解決することができる。
【特許文献１】米国特許第４，３０１，０９３号
【特許文献２】米国特許第５，６５７，９２６号
【特許文献３】米国特許第５，５１８，１７９号
【特許文献４】米国特許第４，２９４，４０７号
【特許文献５】米国特許第４，４７９，６０９号
【特許文献６】米国特許第４，７９０，４７９号
【特許文献７】米国特許第４，７９３，３３９号
【特許文献８】米国特許第５，２９７，７３４号
【特許文献９】米国特許第５，２９９，７３９号
【特許文献１０】米国特許第５，９９６，９０３号
【特許文献１１】米国特許第６，２９６，１９６号
【特許文献１２】米国特許第６，０３０，５５８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
液体が毛管作用によってリザーバから、水平面に延出しない振動穴あきメンブレン若しくは振動オリフィス・プレートに移送されるときに、問題が発生する。従来、通常は布芯や中実の毛管要素から構成される振動式噴霧装置の液体吐出システムは、リザーバから垂直方向に突出し、毛管要素の上端部が穴あきメンブレン又はオリフィス・プレートの表面に対して平坦な状態で終端するように、リザーバの上の位置で折り曲げられたようになっていた。その結果、液体が毛管要素から滴下し、噴霧されたり若しくは回収可能とされることなくリザーバの外側に蓄積する傾向があった。さらに、液体が、例えば多くの液体芳香剤又は殺虫剤におけるように攻撃性のあるものである場合に、このような液体の漏出は、液体が蓄積する表面に損傷を与える可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によって、微小液滴を大気中に放出するための新規性のある噴霧装置が提供される。この新規性のある噴霧装置は、ハウジング及び振動オリフィス・プレートから構成され、該振動オリフィス・プレートは、平面上に延出し、水平面から傾斜した平面を有するハウジングに取り付けられる。このオリフィス・プレートは、その中心領域に複数の小さなオリフィスが形成されている。振動性アクチュエータは、オリフィス・プレートをその平面に垂直な方向に高速振動させるためにオリフィス・プレートに結合される。
【０００８】
交換可能な液体リザーバは、ハウジング内部でオリフィス・プレートの下に着脱可能に取り付けられる。このリザーバは、噴霧用の液体の供給を含むための液体容器を含み、さらに、中実の多孔性且つ寸法安定性の長尺液体吐出し部材を含んでいる。該液体吐出し部材は、液体容器内部の底部に近い位置から容器内の上部開口部を通り垂直軸に沿って延出し、容器の上の位置に達する。液体吐出し部材は、容器の上に配置され、上部液体吐出し表面を形成する上端部を有する。液体吐出し表面自体は、水平面から傾斜され、オリフィス・プレートの平面に沿って位置するように、ハウジング内に配置される。その結果、最大限の接触面積及び最大限の効率で液体を移送することが、液体吐出し表面及びオリフィス・プレートの間で実現される。液体吐出し部材の上端部における液体吐出し表面はまた、液体吐出し部材内に含まれ、液体吐出し部材の水平断面の範囲を越えて延出しない。その結果、液体吐出し表面の端から流下する過剰の液体は、液体吐出し部材の垂直側面に沿って戻され、容器の外側にあるすぐ近くの表面上に滴下することなく液体容器内に戻るだけである。
【０００９】
本発明の別の態様によると、振動オリフィス・プレート噴霧装置で使用するための新規性のある交換可能な液体リザーバが提供されている。この新規性のあるリザーバは、噴霧用の液体の供給を含むための液体容器と、該液体容器内部から垂直軸に沿って液体容器の上部開口部から延出し、垂直軸に沿った液体容器より上の位置に達する中実の多孔性且つ寸法安定性の長尺液体吐出し部材と、を含む。この液体吐出し部材は、垂直軸に沿って液体容器よりも上に配置される上端部が形成されている。液体吐出し部材の上端部は、垂直軸と交差し、該垂直軸と共に鋭角を形成する液体吐出し表面として形成される。したがって、液体吐出し表面は、傾斜オリフィス・プレートへの液体の移送を最大限の効率で行なうために噴霧装置内の傾斜オリフィス・プレートに対して平坦に位置することができる。さらに、液体吐出し表面は、液体吐出し部材の水平断面のエッジ内に含まれ、該エッジを超えて延出しない。その結果、液体吐出し表面の端から流れる過剰の液体は、液体吐出し部材の垂直側面に沿って戻るように流入し、液体容器の外側ですぐ近くの表面上に滴下することなく液体容器内に戻るだけである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１に示すように、本発明による噴霧装置装置１０は、壁面１４の電気コンセント１２にプラグで接続されている。この噴霧装置は、電気プロング２０が延出する平坦な取付面１８を有する中空の外側ハウジング１６を有する。これらのプロングは、結果として噴霧装置１０を支持し、同時に、電力を供給するために、コンセント１２にプラグ接続されることができる。
【００１１】
電気プロング２０は、ハウジング１６内部で印刷回路基板２２上に形成される電気回路に接続されている。２００１年１２月３日出願の同時係属米国出願第１０／００５，６５５号（米国特許第６，８５７，５８０号）に述べられているような印刷回路基板２２上の回路は、一対のワイヤ２４上に交流電圧を生じる。こうした交流電圧の周波数及び振幅は、印刷回路基板２２上の回路によって制御される。噴霧装置がバッテリー駆動される場合に、これらの交流電圧を発生させる方法はさらに、米国特許第６，２９６，１９６号（特許文献１１）に述べられたようなものであればよい。
【００１２】
取付面１８の背後にあるハウジング１６の領域は、フレアー式排気筒２６として形成される。傾斜壁部２８は排気筒２６の内部にわたって延出し、該壁部２８には射出開口部３２が形成されている。図２に最良に示されるように、振動性オリフィス・プレート３４及び環状に形成された圧電アクチュエータ３６から成る噴霧アセンブリは、射出開口部３２の真下で該開口部と一直線に配置される。
【００１３】
ワイヤ２４は、アクチュエータ３６の反対側を印刷回路基板２２上に実装された回路と接続する。このように、これらの回路によって生成される交流電圧は、圧電アクチュエータ上に交流電界を印加し、アクチュエータを半径方向に伸縮させる。オリフィス・プレート３４は、アクチュエータの半径方向の伸縮がオリフィス・プレートに伝達され、その平面に垂直な方向において上下に振動させるようにして、直接的に又は中間要素を介して、アクチュエータ３６を横切るように延出し、該アクチュエータに固定される。オリフィス・プレート３４は、該プレート内に延出する複数の小オリフィスを有するその中心領域に設けられる。プレートの振動によって、プレートの下側に供給される液体は微小液滴に分解され、プレートの上面から上方に射出され、一吹き又は粒状体３５の形状で射出開口部３２から外部に射出される。
【００１４】
オリフィス・プレート３４がアクチュエータ３６と同様に壁面１４から離れる方向に水平面から傾斜していることに留意されたい。この傾斜により、噴霧された液体が、壁面に影響を及ぼし、薬品による腐食などによって損傷しないように、壁面１４から離れる方向に射出されることができる。
【００１５】
液体は、交換可能な液体リザーバ・アセンブリ４０からオリフィス・プレート３４に供給され、この液体リザーバ・アセンブリ４０は、液体容器４２と、中実の毛管要素４４の形状をした中実の多孔性且つ寸法安定性液体吐出しシステムを含んでいる。毛管要素は、容器４２内部から垂直軸Ａに沿って上方に延出し、オリフィス・プレート３４の下側に隣接した固定位置で、開口部４６の上部を通過する。液体容器４２内に収容されている噴霧用の液体は、毛管要素４４の毛管作用によって、容器から引き上げられ、オリフィス・プレート３４の下側に供給される。毛管要素４４は、中実の多孔性且つ寸法安定性のロッド状部材である。即ち、この要素４４は、要素４４の上端に向かって液体容器４２から液体を引き上げるために毛管通路を形成する相互連結した微小オープンセルを含んでいる。
【００１６】
液体がオリフィス・プレート３４の下側に対し、適切に且つ均一に供給されることを保証するために、毛管要素４４は、オリフィス・プレートの傾斜と同じ垂直軸Ａからの角度で傾斜した上面４４ａが形成されている。このようにして、上面４４ａは、プレートに押し付けられて位置し、該プレートと最大限に接触する。この傾斜は、例えば軸Ａに対して約８０度でもよいが、正確な傾斜角は、それが噴霧微粒子の一吹き又は粒状体３５が射出される方向を垂直方向から、それ以外の方向に変化するのであれば、本発明にとってそれほど重要ではない。
【００１７】
毛管要素４４の上面４４ａ全体がこの要素の断面積内に含まれることに留意すべきである。したがって、毛管要素４４は、その上端部がプレート３４に対し均一に接続するように、湾曲したり又は折り曲げる必要はない。このため、オリフィス・プレート３４によって射出されなくなった液体が噴霧アセンブリの周辺領域上に滴下することになるという恐れがない。せいぜい、過剰の液体は毛管要素４４の側面を流下し、容器４２内に戻ることになる。
【００１８】
図１において理解できるように、液体容器４２及び毛管要素４４の両方を含むリザーバ・アセンブリ４０は、例えば、液体が補充される必要があるとき、又は異なる液体を噴霧することが望まれるときに、他のリザーバ・アセンブリと交換できるように、噴霧装置１０からのユニットとして取り外し可能である。図１に示すように、ハウジング１６の下部１６ａは、ハウジングの反対側の内壁４８に押し付けて液体容器４２を保持するために弾性的に屈曲可能である。内壁４８は、ハウジング１６内の特定の予め決められた位置に液体容器４２を設置する段部又は他のへこみ５０が形成され、液体容器４２は、弾性的に屈曲可能な下部１６ａによって所定の位置に保持される。リザーバ・アセンブリ４０を取り外して、交換することが要求されるとき、ハウジング１６の下部１６ａを外方向に湾曲させ、リザーバ・アセンブリ４０を噴霧装置から引き下げて出すように、液体容器４２上に引き下げることが必要なだけである。新規性のあるリザーバ・アセンブリは、単にハウジング１６に挿入されて、噴霧装置内の適切な位置に保持されるように所定の位置に押し込まれてもよい。
【００１９】
図３は、噴霧装置から取り外された内蔵型装置であるリザーバ・アセンブリ４０を示している。理解できるように、液体容器４２には、プラグ５４によって閉じられる上部開放頸状部５２が形成されている。プラグ５４はその中心が開放され、毛管要素４４は、液体容器４２内部の底部から垂直方向に延出し、プラグ５４の中心を通って液体容器の上の所定の位置に達する。毛管要素４４が（布芯の場合とは対照的に）寸法的に安定した構造を有するので、その先細り状の上面４４ａは、液体容器４２の上の適切な位置に維持されることになる。これにより、上面４４ａが噴霧装置のオリフィス・プレートに強く押しつけすぎることなく該オリフィス・プレートの下側に押し付けて置かれるように配置されることができ、それによって、液体が毛管要素からオリフィス・プレートまで移送する際に最大限の効率を提供することになる。
【００２０】
毛管要素４４は、熱可塑性ポリマーの微粒子を１つにまとめ、それらに対して各々の微粒子の表面上の分子が隣接するペレットの表面で分子と機械的に混ざり合うのに十分な流動性を有するようになる温度及び圧力をかけ、このようにしてそれらを結合させることによって、形成されることができる。所望の結合の度合いが生じるまで、微粒子は適切な温度に維持される。適切な時間が経過した後で、ひとかたまりの微粒子は室温に冷却される。その結果、多孔性構造が特定の製品形状に成形されることになる。毛管要素４４を形成するための好適な方法は、米国特許第６，０３０，５５８号（特許文献１２）に記載されている。
【００２１】
図５は毛管要素４４の代替構造を示している。図５の構造の場合、毛管要素４４は上部が先細り状でないが、その代わりにその垂直軸に対して斜めに切断されている。これによって、図５に図示されるような楕円形状の上面４４ｂが形成される。上面４４ｂは、図３の実施の形態における表面４４ａよりも本質的に大きく、これは、毛管要素を大径のオリフィス・プレートにより適応させた状態とする。反対に、所与の直径のオリフィス・プレートには小直径の毛管要素が可能である。図３の実施の形態の表面４４ａのように、上面４４ｂが毛管要素４４の垂直軸に対して対称でないことに留意されたい。このため、毛管要素は、上面４４ｂがオリフィス・プレートの表面に押し付けられて平坦に位置することを確実にするために、その垂直軸Ａに対して適切に方向付けをしなければならない。
【００２２】
図６は、更なる代替の毛管要素４５を示している。本実施の形態において、毛管要素４５は、円形ではなく矩形の断面を有する。そうでなければ、これは毛管要素４４と同じ構造になる。図６において正方形として示される要素４５の矩形構造は、その上面４５ａが振動式噴霧装置のオリフィス・プレートに当接するという種々の可能性が多いことを容認する。まず、図７に示すように、毛管要素４５は、２つの対向した傾斜面４５ｂ及び４５ｃを形成するように反対側から切断されるだけでよい。必要に応じて、これらの表面は軸Ａに対して異なる角度で延出することもでき、これにより、リザーバ・アセンブリ４０を、オリフィス・プレートが異なる角度で傾斜している異なる噴霧装置で使用することを可能にする。図８に示される他の実施の形態において、毛管要素４５は、ピラミッド形構造を形成するように各側面から上方に延出する４つの平坦面４５ｄが形成されている。
【００２３】
本明細書中に述べられた種々の配置は、毛管要素の上面に対し異なる表面積を提供する。表面積は、毛管要素が使用されるべきオリフィス・プレートの表面積に対応するように選択されなければならない。また、実施の形態のそれぞれにおいて、毛管要素４４又は４５は、液体容器４２が振動オリフィス・プレート式噴霧装置に取り付けられるときに、毛管要素の平坦な上面がオリフィス・プレートに押し付けられて位置するようにオリフィス・プレートと同一方向に方向付けされることになるように、液体容器４２に対してその垂直軸Ａについて方向付けされなければならない。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、振動プレート式噴霧装置が、噴霧液滴の粒状体や霧状のものをその噴霧装置の上に垂直以外の方向に向けるように有効に作動することを可能にする。したがって、この粒状体又は霧状のものは、部屋の一方の側から部屋の中心に向かって発射され得る。本発明はさらに、特定の形状の芯を有する新規性のある交換式リザーバを提供し、これは、液体容器から垂直方向上側に延出し、非水平の振動噴霧プレートに能率的且つ効果的に液体を吐き出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明による噴霧装置の垂直断面図である。
【図２】図１の仮想線２によって示される噴霧装置の一部の部分拡大図である。
【図３】本発明による新しい交換用リザーバの側面図である。
【図４】本発明による新しい交換用リザーバの正面図である。
【図５】図３の交換用リザーバの液体吐出し部の代替形状を示す部分図である。
【図６】図３の交換用リザーバの液体吐出し部の別の代替形状を示す部分図である。
【図７】図３の交換用リザーバの液体吐出し部の更に別の代替形状を示す部分図である。
【図８】図３の交換用リザーバの液体吐出し部のなおまた別の代替形状を示す部分図である。
【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】
2006502851.tif 000009
【図８】
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【国際調査報告】
2006502851.tif 000011
2006502851.tif 000012