(57)【要約】【課題】本体に対して着脱可能に構成された槽ユニットを備えた超音波式ネブライザであって、本体側接点電極間および／または槽側接点電極間に短絡が発生したか否かを検出できるものを提供すること。【解決手段】本体２に槽ユニット３が装着された状態で、本体２から第１、第２の本体側接点電極１１Ａ，１２Ａ、第１、第２の槽側接点電極１１Ｂ，１２Ｂを通して超音波振動子１０の第１、第２の電極１０ｐ，１０ｎに発振回路３４が出力する直流電位、交流発振電位をそれぞれ印加する。本体２の短絡検出部は、交流発振電位を出力すべきライン６２，１２Ａ，１２Ｂ，８２の直流電位の変化に基づいて、第１、第２の本体側接点電極間１１Ａ，１２Ａおよび／または第１、第２の槽側接点電極１１Ｂ，１２Ｂ間に短絡が発生したか否かを検出する。【選択図】図１
2016182193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体に対して着脱可能に構成された槽ユニットを備えた超音波式ネブライザであって、
上記槽ユニットは、
超音波振動子が組み込まれ、その超音波振動子に面して作用液を溜める作用槽と、
薬液を溜め、上記作用槽内の作用液に少なくとも底部が浸けられる薬剤槽と、
上記超音波振動子の第１、第２の電極にそれぞれ導通されている第１、第２の槽側接点電極とを含み、
上記本体は、
電源からの直流電位を用いて交流発振電位を発生させる発振回路と、
上記直流電位、上記交流発振電位を送出すべき第１、第２の本体側接点電極とを備え、
上記本体に上記槽ユニットが装着された状態で、上記本体から上記直流電位、上記交流発振電位が上記第１、第２の本体側接点電極と上記第１、第２の槽側接点電極とを通して上記超音波振動子の上記第１、第２の電極にそれぞれ印加されるようになっており、
上記本体は、上記交流発振電位を出力すべき上記第２の本体側接点電極と上記第２の槽側接点電極とを含むラインの直流電位の変化に基づいて、上記第１、第２の本体側接点電極間および／または上記第１、第２の槽側接点電極間に短絡が発生したか否かを検出する短絡検出部を備えたことを特徴とする超音波式ネブライザ。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波式ネブライザにおいて、
上記本体は、上記短絡検出部が上記第１、第２の本体側接点電極間および／または上記第１、第２の槽側接点電極間に短絡が発生したことを検出したとき、上記発振回路の出力を停止する制御を行う出力制御部を備えたことを特徴とする超音波式ネブライザ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の超音波式ネブライザにおいて、
上記短絡検出部は、
上記交流発振電位を出力すべき上記ラインの電位から交流成分を除去して直流電位を取り出すフィルタ部と、
上記フィルタ部が取り出した直流電位と予め定められた基準電位との大小に応じて、上記第１、第２の本体側接点電極間および／または上記第１、第２の槽側接点電極間に短絡が発生したか否かを判定する判定部と
を備えたことを特徴とする超音波式ネブライザ。
【請求項４】
請求項３に記載の超音波式ネブライザにおいて、
上記基準電位は、上記第１、第２の本体側接点電極間および／または上記第１、第２の槽側接点電極間が１００ｋΩから３００ｋΩまでの範囲内の抵抗値で短絡したときに上記フィルタ部を通して得られる上記直流電位のレベルに設定されていることを特徴とする超音波式ネブライザ。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか一つに記載の超音波式ネブライザにおいて、
上記発振回路はコルピッツ発振回路であることを特徴とする超音波式ネブライザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は超音波式ネブライザに関する。より詳しくは、この発明は、超音波振動子が発生する超音波振動を作用槽の作用液を介して薬剤槽に伝達して、上記薬剤槽内の薬液を霧化する超音波式ネブライザに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の超音波式ネブライザとしては、例えば特許文献１（特開２００５−２７８７４２号公報）に開示されているように、本体に対して着脱可能に構成された霧化具を備えたものが知られている。本体には、電源コードからの交流電圧を変換する電力変換器、制御信号を出力する制御回路などが搭載されるとともに、霧化具に接続されるべき外部接続端子（接点電極）が設けられている。霧化具には、被霧化水（薬液）を溜める収納部と、伝搬水（作用液）を溜める収納部と、超音波発生器と、電源部とが収容されている。本体に霧化具が装着されている場合、本体内の電力変換器や制御回路の出力は、上記外部接続端子を介して、装着された霧化具の電源部に供給される。使用時には、霧化具において、超音波発生器からの超音波が伝搬水を介して被霧化水に伝搬され、被霧化水が霧化される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２７８７４２号公報
【特許文献２】実公昭６０−２３０１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記霧化具は液体（薬液や作用液）を溜めて使用されるものであるから、上記本体の上記外部接続端子間、および／または、上記外部接続端子と接続されるべき霧化具の接続端子間が液体で濡れている事態が想定される。その場合、そのまま使用すると、上記本体の上記外部接続端子間および／または上記霧化具の上記接続端子間に液体による短絡または電気漏洩（以下、単に「短絡」という。）が発生して火災などの事故を引き起こす可能性がある。
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、そのような短絡による事故防止のための対策について何ら工夫が示されていない。
【０００６】
なお、例えば特許文献２（実公昭６０−２３０１９号公報）には、超音波霧化装置における振動子保護回路が開示されている。しかしながら、その振動子保護回路は、端子間の短絡による事故を防止するためのものではなく、超音波発生用振動子の空焚き動作による破損を防止するためのものであり、そのため、液位検出器の導通状態（抵抗）に応じて動作する構成になっている。
【０００７】
そこで、この発明の課題は、本体に対して着脱可能に構成された槽ユニットを備えた超音波式ネブライザにおいて、上記本体に設けられた接点電極（以下「本体側接点電極」と呼ぶ。）間、および／または、上記本体側接点電極と接続されるべき槽ユニットの接点電極（以下「槽側接点電極」と呼ぶ。）間に短絡が発生したか否かを検出できるものを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、この発明の超音波式ネブライザは、
本体に対して着脱可能に構成された槽ユニットを備えた超音波式ネブライザであって、
上記槽ユニットは、
超音波振動子が組み込まれ、その超音波振動子に面して作用液を溜める作用槽と、
薬液を溜め、上記作用槽内の作用液に少なくとも底部が浸けられる薬剤槽と、
上記超音波振動子の第１、第２の電極にそれぞれ導通されている第１、第２の槽側接点電極とを含み、
上記本体は、
電源からの直流電位を用いて交流発振電位を発生させる発振回路と、
上記直流電位、上記交流発振電位を送出すべき第１、第２の本体側接点電極とを備え、
上記本体に上記槽ユニットが装着された状態で、上記本体から上記直流電位、上記交流発振電位が上記第１、第２の本体側接点電極と上記第１、第２の槽側接点電極とを通して上記超音波振動子の上記第１、第２の電極にそれぞれ印加されるようになっており、
上記本体は、上記交流発振電位を出力すべき上記第２の本体側接点電極と上記第２の槽側接点電極とを含むラインの直流電位の変化に基づいて、上記第１、第２の本体側接点電極間および／または上記第１、第２の槽側接点電極間に短絡が発生したか否かを検出する短絡検出部を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本明細書で、本体に対して槽ユニット「着脱可能に」構成されているとは、上記本体に対して上記槽ユニットが装着され得る形状になっており、かつ、上記本体から上記槽ユニットが取り外され得る形状になっていることを意味する。
【００１０】
また、「作用液」は、超音波振動を伝えられる媒体であれば良く、典型的には水が用いられる。「薬液」としては、例えば、生理食塩水や、生理食塩水とビソルボンとの混合液などが挙げられる。
【００１１】
また、電源からの「直流電位」（ＤＣ電位）は、正電位である場合と、負電位である場合とが有り得る。
【００１２】
この発明の超音波式ネブライザでは、上記本体の発振回路が、電源からの直流電位を用いて交流発振電位を発生させる。上記本体に上記槽ユニットが装着された状態で、上記本体から上記直流電位、上記交流発振電位が上記第１、第２の本体側接点電極と上記第１、第２の槽側接点電極とを通して上記超音波振動子の上記第１、第２の電極にそれぞれ印加される。これにより、上記超音波振動子が発生する超音波振動が上記作用槽の作用液を介して上記薬剤槽に伝達されて、上記薬剤槽内の薬液が霧化される。
【００１３】
既述のように、上記槽ユニットは液体（薬液や作用液）を溜めて使用されるものであるから、上記槽ユニットが上記本体に装着されるとき、上記第１、第２の本体側接点電極間および／または上記第１、第２の槽側接点電極間が液体で濡れている事態が想定される（なお、液体としては、薬液や作用液だけでなく、例えば作用槽を消毒するための次亜塩素酸ナトリウム液などの消毒液も含まれる。）。ここで、この超音波式ネブライザでは、上記本体に設けられた短絡検出部が、上記交流発振電位を出力すべき上記第２の本体側接点電極と上記第２の槽側接点電極とを含むラインの直流電位の変化に基づいて、上記第１、第２の本体側接点電極間および／または上記第１、第２の槽側接点電極間に短絡が発生したか否かを検出する。したがって、上記第１、第２の本体側接点電極間および／または上記第１、第２の槽側接点電極間に短絡が発生したとき、上記短絡検出部による検出結果に基づいて、ユーザは、
ｉ）  超音波式ネブライザの使用を中止する、
ii）  上記第１、第２の本体側接点電極間および／または上記第１、第２の槽側接点電極間の液体を清浄に拭き取って乾燥させる、
などの対処をとることができる。これにより、短絡による事故を防止することができる。
【００１４】
また、この超音波式ネブライザでは、上記短絡検出部が、上記第１、第２の本体側接点電極間および／または上記第１、第２の槽側接点電極間に短絡が発生したか否かの根拠とするのは、上記本体から上記交流発振電位を出力すべき上記第２の本体側接点電極と上記第２の槽側接点電極とを含むラインの直流電位の変化である。このラインには、本来（短絡が無ければ）、電源からの直流電位は乗っていない。したがって、僅かな短絡が発生した場合であっても、上記短絡検出部は、その僅かな短絡に応じた直流電位の変化を精度良く検出できる。つまり、上記短絡検出部は、僅かな短絡であっても精度良く検出できる。
【００１５】
一実施形態の超音波式ネブライザでは、上記本体は、上記短絡検出部が上記第１、第２の本体側接点電極間および／または上記第１、第２の槽側接点電極間に短絡が発生したことを検出したとき、上記発振回路の出力を停止する制御を行う出力制御部を備えたことを特徴とする。
【００１６】
この一実施形態の超音波式ネブライザでは、上記短絡検出部が上記第１、第２の本体側接点電極間および／または上記第１、第２の槽側接点電極間に短絡が発生したことを検出したとき、上記本体に設けられた出力制御部が、上記発振回路の出力を停止する制御を行う。したがって、短絡による事故を確実に防止することができる。
【００１７】
一実施形態の超音波式ネブライザでは、
上記短絡検出部は、
上記交流発振電位を出力すべき上記ラインの電位から交流成分を除去して直流電位を取り出すフィルタ部と、
上記フィルタ部が取り出した直流電位と予め定められた基準電位との大小に応じて、上記第１、第２の本体側接点電極間および／または上記第１、第２の槽側接点電極間に短絡が発生したか否かを判定する判定部と
を備えたことを特徴とする。
【００１８】
この一実施形態の超音波式ネブライザでは、フィルタ部が、上記交流発振電位を出力すべき上記ラインの電位から交流成分を除去して直流電位を取り出す。判定部は、上記フィルタ部が取り出した直流電位と予め定められた基準電位との大小に応じて、上記第１、第２の本体側接点電極間および／または上記第１、第２の槽側接点電極間に短絡が発生したか否かを判定する。したがって、上記第１、第２の本体側接点電極間および／または上記第１、第２の槽側接点電極間に短絡が発生したか否かを精度良く判定できる。また、この短絡検出部は、簡単に構成され得る。
【００１９】
一実施形態の超音波式ネブライザでは、上記基準電位は、上記第１、第２の本体側接点電極間および／または上記第１、第２の槽側接点電極間が１００ｋΩから３００ｋΩまでの範囲内の抵抗値で短絡したときに上記フィルタ部を通して得られる上記直流電位のレベルに設定されていることを特徴とする。
【００２０】
この一実施形態の超音波式ネブライザでは、上記基準電位は、上記第１、第２の本体側接点電極間および／または上記第１、第２の槽側接点電極間が１００ｋΩから３００ｋΩまでの範囲内の抵抗値で短絡したときに上記フィルタ部を通して得られる上記直流電位のレベルに設定されている。ここで、１００ｋΩから３００ｋΩまでの範囲内の抵抗値は、上記第１、第２の本体側接点電極間および／または上記第１、第２の槽側接点電極間が、薬液、作用液、上記作用槽を消毒するための消毒液などで濡れているときに想定される抵抗値である。したがって、上記短絡検出部は、上記第１、第２の本体側接点電極間および／または上記第１、第２の槽側接点電極間での想定される短絡を適切に検出できる。
【００２１】
一実施形態の超音波式ネブライザでは、上記発振回路はコルピッツ発振回路であることを特徴とする。
【００２２】
この一実施形態の超音波式ネブライザでは、上記発振回路が簡単に構成され、安定した発振動作を行う。
【発明の効果】
【００２３】
以上より明らかなように、この発明の超音波式ネブライザによれば、本体に対して着脱可能に構成された槽ユニットを備えた超音波式ネブライザにおいて、本体側接点電極間および／または槽側接点電極間に短絡が発生したか否かを検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の一実施形態の超音波式ネブライザの概略ブロック構成を示す図である。
【図２】上記超音波式ネブライザの本体から槽ユニットが取り外された状態を示す図である。
【図３】上記超音波式ネブライザの発振ユニット部の回路構成を示す図である。
【図４】本体側接点電極間および／または槽側接点電極間に短絡が無い場合の、上記発振ユニット部から交流発振電位を出力すべきライン（これを「発振電位ライン」と呼ぶ。）の電位、および、フィルタ部によって取り出された直流電位を示す図である。
【図５】本体側接点電極間および／または槽側接点電極間に短絡が少しある場合の、上記発振電位ラインの電位、および、フィルタ部によって取り出された直流電位を示す図である。
【図６】本体側接点電極間および／または槽側接点電極間に短絡が中程度ある場合の、上記発振電位ラインの電位、および、フィルタ部によって取り出された直流電位を示す図である。
【図７】本体側接点電極間および／または槽側接点電極間に短絡が大きくある場合の、上記発振電位ラインの電位、および、フィルタ部によって取り出された直流電位を示す図である。
【図８】本体に設けられたＣＰＵ（中央演算処理装置）による制御のフローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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。
【００２６】
図１、図２は、この発明の一実施形態の超音波式ネブライザ１の概略ブロック構成を示している。この超音波式ネブライザ１は、大別して、本体２と、この本体２に対して着脱可能に構成された槽ユニット３とを備えている。なお、図１は本体２に対して槽ユニット３が装着された状態（槽ユニット装着状態）を示し、図２は本体２から槽ユニット３が取り外された状態を示している。
【００２７】
図２によって良く分かるように、この例では、槽ユニット３は、作用槽４と、薬剤槽６と、薬剤槽カバー７と、吸気ホース８と、この例ではマウスピース９とを含んでいる。槽ユニット３のこれらの要素４，６，７，８，９は、嵌め込み式に組み立てられ、分解可能になっている。なお、マウスピース９に代えて、吸入マスクや、鼻孔からの吸入のためのガラスオリーブなどを含んでもよい。
【００２８】
作用槽４は、上方へ開いており、略円筒状の内周壁４ａと、この内周壁４ａの下部を塞ぐ内底面４ｂと、内周壁４ａの周りを取り巻く略円筒状の外周壁４ｃと、この外周壁４ｃの下部を塞ぐ外底面４ｄと、内周壁４ａの上縁と外周壁４ｃの上縁とをつなぐ頂部４ｅとを有している。作用槽４の内面を構成する内周壁４ａと内底面４ｂとが形成する槽内空間４ｉには、作用液（この例では、水）４Ｌが溜められる。内底面４ｂと外底面４ｄとの間には、隙間４ｈが設けられている。これにより、作用槽４は２重底構造になっている。
【００２９】
作用槽４の２重底構造をなす隙間４ｈには、超音波振動子１０が組み込まれている。超音波振動子１０の振動面は、内底面４ｂの下方から、この内底面４ｂに設けられた図示しない開口を通して槽内空間４ｉに面して配置されている。
【００３０】
また、槽内空間４ｉの予め定められた高さレベルには、作用液（この例では、水である。）４Ｌの液面を検出するための水位センサ１５が配置されている。水位センサ１５は、作用槽４内の作用液４Ｌの水位が上記高さレベル（必要レベル）を越えているか否かを表す電圧信号を発生する。さらに、隙間４ｈには、本体２に対してこの作用槽４が装着されたか否かの検知のために用いられる磁石１６が組み込まれている。
【００３１】
この例では、作用槽４に、外壁を貫通して、第１、第２、第３の槽側接点電極１１Ｂ，１２Ｂ，１３Ｂが設けられている。第１、第２の槽側接点電極１１Ｂ，１２Ｂは、それぞれ配線８１，８２によって、超音波振動子１０の第１、第２の電極１０ｐ，１０ｎに導通されている。また、第３の槽側接点電極１３Ｂは、配線８３によって、水位センサ１５に導通されている。
【００３２】
薬剤槽６は、下方へ凸に略半球状に形成されている。薬剤槽６内には、霧化されるべき薬液６Ｌが溜められる。薬液６Ｌとしては、例えば、生理食塩水や、生理食塩水とビソルボンとの混合液などが挙げられる。槽ユニット３が組み立てられた状態では、薬剤槽６の底部は作用槽４内の作用液４Ｌに浸けられるようになっている。
【００３３】
詳しくは後述するが、超音波振動子１０は、本体２内の発振ユニット部３４からの出力によって駆動されて超音波振動を発生する。この超音波振動は、作用液４Ｌを介して、薬剤槽６内の薬液６Ｌに伝達される。
【００３４】
薬剤槽カバー７は、薬剤槽６の上方を覆うカバー部７ｂと、カバー部７ｂに連通する風路７ａおよび放出口７ｃとを有している。風路７ａは、図１に示す槽ユニット装着状態で、本体２側からの送風９０をカバー部７ｂ内に取り込む。放出口７ｃは、霧化された薬液（エアロゾル）９１を、送風９０に乗せて、フレキシブルな吸気ホース８とその吸気ホース８の先端に嵌合されたマウスピース９とを通して、患者へ供給するために用いられる。薬剤槽カバー７には、本体２に対してこの薬剤槽カバー７が正しく装着されたか否かの検知のために用いられる磁石１７が組み込まれている。
【００３５】
図２によって良く分かるように、本体２は、筐体をなす主部２ｂと、この主部２ｂの上面に設けられた持ち運び用の取っ手２ａと、主部２ｂの下部に連なり、槽ユニット３が装着されるべき着座台部２ｄとを備えている。
【００３６】
主部２ｂの上部には、薬剤槽６への送風のための送風ファン（ファンを回転させるモータを含む。）３８が配置されている。送風ファン３８は、主部２ｂに対して着脱可能な送風カバー２ｃによって覆われている。送風カバー２ｃには、図１に示す槽ユニット装着状態で槽ユニット３側の風路７ａに連通する送風口２ｅが設けられている。また、送風カバー２ｃの内側には、主部２ｂに対して送風カバー２ｃが装着されたか否かの検知のために用いられる磁石３９が取り付けられている。
【００３７】
図２によって良く分かるように、主部２ｂには、着座台部２ｄの周りに、第１の本体側接点電極１１Ａ、第２の本体側接点電極１２Ａ、第３の本体側接点電極１３Ａが設けられている。第１の本体側接点電極１１Ａ、第２の本体側接点電極１２Ａ、第３の本体側接点電極１３Ａは、図１に示す槽ユニット装着状態ではそれぞれ第１の槽側接点電極１１Ｂ、第２の槽側接点電極１２Ｂ、第３の槽側接点電極１３Ｂと接触して導通する。
【００３８】
図２によって良く分かるように、主部２ｂには、電源スイッチ４８と、ＡＣ（交流）プラグ４９と、ＡＣ−ＤＣ変換部２０と、表示基板５０と、制御基板５１と、発振ユニット部３４と、この発振ユニット部３４に沿って配置された放熱部３５および冷却ファン３６と、電流調整部３７と、送風カバー検知部４０と、薬剤槽カバー検知部４１と、作用槽検知部４２とが設けられている。表示基板５０には、操作スイッチ部２４と、ＬＥＤ（発光ダイオード）表示部２５と、ＬＣＤ（液晶表示素子）表示部２６と、ブザー部２７と、このこの超音波式ネブライザ１全体の動作を制御するＣＰＵ２８とが搭載されている。制御基板５１には、第１のＤＣ−ＤＣ変換部２１と、第２のＤＣ−ＤＣ変換部２２と、渇水検知部２９と、送風モータ制御部３０と、発振ユニット制御部３１と、冷却ファンロック検知部３２とが搭載されている。
【００３９】
ＡＣプラグ４９は、商用交流電源（この例では、ＡＣ１００Ｖ）に接続される。電源スイッチ４８は、この超音波式ネブライザ１全体の電源をオン／オフするために用いられる。
【００４０】
ＡＣ−ＤＣ変換部２０は、商用交流電源からのＡＣ１００ＶをＤＣ４８Ｖに変換する。このＤＣ４８Ｖは、発振ユニット部３４や超音波振動子１０を動作させるための電源として用いられる。
【００４１】
第１のＤＣ−ＤＣ変換部２１は、そのＤＣ４８ＶをＤＣ１２Ｖに降圧する。このＤＣ１２Ｖは、送風カバー検知部４０、送風ファン３８、冷却ファン３６を動作させるための電源として用いられる。
【００４２】
第２のＤＣ−ＤＣ変換部２２は、そのＤＣ１２ＶをＤＣ５Ｖに降圧する。このＤＣ５Ｖは、主にシステム電源として、表示基板５０上の要素２４〜２８を動作させるために用いられる。
【００４３】
操作スイッチ部２４は、ユーザ（医師、看護師など）が霧化量、風量、タイマ、噴霧スタートなどのスイッチ入力を行うために設けられている。操作スイッチ部２４は、スイッチ入力をＣＰＵ２８へ伝達する。
【００４４】
ＬＥＤ表示部２５およびＬＣＤ表示部２６は、ＣＰＵ２８から霧化量、風量、タイマ、噴霧スタート、エラーなどの状態を表す信号を受けて、表示する。
【００４５】
ブザー部２７は、ＣＰＵ２８からタイマ終了やエラーなどの状態を表す信号を受けて、音で報知する。
【００４６】
渇水検知部２９は、図１に示す槽ユニット装着状態で水位センサ１５から出力される電圧信号を受けて、作用槽４内の作用液４Ｌが必要レベルまで満たされているか否かを表す検知信号をＣＰＵ２８に伝達する。
【００４７】
送風モータ制御部３０は、ＣＰＵ２８から送風ファン３８の回転数を制御するためのＰＷＭ（パルス幅変調）信号を受けて、そのＰＷＭ信号に応じて送風ファン３８を駆動する。
【００４８】
送風ファン３８は、この例ではシロッコファンと、このシロッコファンを送風モータ制御部３０からのＰＷＭ信号に応じた回転数で回転させるモータとを含んでいる。駆動される送風ファン３８は、送風口２ｅを通して、槽ユニット３側へ送風９０を行う。
【００４９】
発振ユニット制御部３１は、ＣＰＵ２８から超音波振動子１０による霧化量を制御するためのＰＷＭ信号を受けて、発振ユニット部３４に伝達する。
【００５０】
発振ユニット部３４は、概ね、発振ユニット制御部３１から超音波振動子１０を駆動するためのＰＷＭ信号を受けて、そのＰＷＭ信号に基づいて発振波形（交流発振電位）を生成して超音波振動子１０へ出力する。発振ユニット部３４の具体的な構成および動作については、後述する。
【００５１】
放熱部３５は、この例ではフィンを有する金属板（銅板など）からなっている。放熱部３５は、発振ユニット部３４から伝達された熱を、冷却ファン３６からの風によって本体２の外部へ放出する。
【００５２】
電流調整部３７は、発振ユニット部３４が超音波振動子１０へ流す電流を調整する。
【００５３】
冷却ファンロック検知部３２は、冷却ファン３６が停止（ロック）した際に発生する電圧信号（これを「冷却ファンロック信号」と呼ぶ。）を受けて、ＣＰＵ２８に入力可能な電圧レベルに変換する。その電圧変換された冷却ファンロック信号は、ＣＰＵ２８に入力される。冷却ファンがロックした場合、ＣＰＵ２８は、ＬＥＤ表示部２５およびＬＣＤ表示部２６に冷却ファン３６が停止した旨のエラーを表示し、噴霧動作を停止する制御を行う。
【００５４】
送風カバー検知部４０は、ホールＩＣ（磁気センサを含む集積回路）を含み、送風カバー２ｃに取り付けられた磁石３９の磁力によって、主部２ｂに対して送風カバー２ｃが装着されているか否かを検出する。その送風カバー２ｃが装着されているか否かを表す検知結果は、ＣＰＵ２８に入力される。送風カバー２ｃが装着されていない場合、ＣＰＵ２８は、ＬＥＤ表示部２５およびＬＣＤ表示部２６に送風カバー２ｃが装着されていない旨のエラーを表示し、噴霧動作を停止する制御を行う。
【００５５】
薬剤槽カバー検知部４１は、ホールＩＣを含み、薬剤槽カバー７に組み込まれた磁石１７の磁力によって、主部２ｂに対して薬剤槽カバー７が正しく装着されているか（送風口２ｅに風路７ａが合っているか）否かを検出する。その薬剤槽カバー７が正しく装着されているか否かを表す検知結果は、ＣＰＵ２８に入力される。薬剤槽カバー７が正しく装着されていない場合、ＣＰＵ２８は、ＬＥＤ表示部２５およびＬＣＤ表示部２６に薬剤槽カバー７が正しく装着されていない旨のエラーを表示し、噴霧動作を停止する制御を行う。
【００５６】
作用槽検知部４２は、この例では、ホールＩＣを含み、作用槽４に組み込まれた磁石１６の磁力によって、着座台部２ｄに対して作用槽４が装着されているか否かを検出する。その作用槽４が装着されているか否かを表す検知結果は、ＣＰＵ２８に入力される。作用槽４が装着されていない場合、ＣＰＵ２８は、ＬＥＤ表示部２５およびＬＣＤ表示部２６に作用槽４が装着されていない旨のエラーを表示し、噴霧動作を停止する制御を行う。
【００５７】
なお、作用槽４の検知は、作用槽４に第４の槽側接点電極、第５の槽側接点電極を設けるとともに、それに対応して、本体２に第４の本体側接点電極、第５の本体側接点電極を設けて、電気的に検知しても良い。その場合、第４の槽側接点電極と第５の槽側接点電極とを、作用槽４内に設けられた短絡配線で導通させておく。そして、槽ユニット装着状態（第４の槽側接点電極、第５の槽側接点電極と第４の本体側接点電極、第５の本体側接点電極とがそれぞれ対応して接触する状態）で、例えば、第４の本体側接点電極から第４の槽側接点電極、短絡配線、第５の槽側接点電極、第５の本体側接点電極への経路で通電を試み、通電電流が流れるか否かに応じて作用槽４が装着されているか否かを検出する。
【００５８】
図３は、発振ユニット部３４の具体的な回路構成を示している。発振ユニット部３４は、発振回路としてのコルピッツ発振回路６０と、短絡検出部の一部を構成するフィルタ部７０とを含んでいる。なお、図３中には、槽ユニット装着状態での超音波振動子１０を併せて示している。
【００５９】
コルピッツ発振回路６０は、主要な要素として、増幅部としてのＮＰＮトランジスタＴＲ１と、誘導性リアクタンスとして働く超音波振動子１０と、２つの容量性リアクタンスとして働くコンデンサ（キャパシタ）Ｃ７，Ｃ１０とを含み、さらに、ダイオードＤ２と、コンデンサＣ５，Ｃ６とを含んでいる。このようなコルピッツ発振回路６０は、簡単に構成され、安定した発振動作を行う。
【００６０】
このコルピッツ発振回路６０には、本体２（主部２ｂ）内に設けられたコネクタＣＮ１の端子ＣＮ１−１，ＣＮ１−３を通して、それぞれＡＣ−ＤＣ変換部２０からの直流電位Ｖｄｃ（ＤＣ＋４８Ｖ）、ゼロ電位（ＤＣ０Ｖ）が供給される。端子ＣＮ１−１，ＣＮ１−３間には、直流電位Ｖｄｃに残存しているかも知れない交流成分をバイパスするためのコンデンサＣ１が接続されている。なお、端子ＣＮ１−２は不使用である。端子ＣＮ１−６は接地電位ＧＮＤに維持されている。
【００６１】
端子ＣＮ１−１につながる電源ライン６１には、ローパスフィルタを構成するように、コイルＬ１、コンデンサＣ３およびＣ４が設けられている。このローパスフィルタは、コルピッツ発振回路６０の発振成分による電源ライン６１上のノイズを除去する。
【００６２】
端子ＣＮ１−５には、既述の発振ユニット制御部３１から、超音波振動子１０による霧化量を制御するためのＰＷＭ信号が供給される。
【００６３】
コルピッツ発振回路６０の入力電流は、抵抗Ｒ１、可変抵抗ＶＲ１および抵抗Ｒ４によって制限される。可変抵抗ＶＲ１は、既述の電流調整部３７によって調節される。この可変抵抗ＶＲ１によって調節された入力電流によって、超音波振動子１０両端への発振電力が調節される。
【００６４】
コルピッツ発振回路６０の入力側（可変抵抗ＶＲ１と抵抗Ｒ４との間）には、π型フィルタを構成するように、コイルＬ４、コンデンサＣ８およびＣ９が設けられている。このπ型フィルタは、コルピッツ発振回路６０の入力部へのノイズを低減する。
【００６５】
槽ユニット装着状態では、既述のように、第１、第２の本体側接点電極１１Ａ，１２Ａは、それぞれ第１、第２の槽側接点電極１１Ｂ，１２Ｂに接触して導通している。噴霧動作（霧化と送風を行う）時には、本体２は、コルピッツ発振回路６０から、電源ライン６１、この電源ライン６１につながる第１の本体側接点電極１１Ａ、第１の槽側接点電極１１Ｂ、配線８１を通して、超音波振動子１０の第１の電極１０ｐにＡＣ−ＤＣ変換部２０からの直流電位Ｖｄｃ（ＤＣ＋４８Ｖ）を出力する。これとともに、本体２は、コルピッツ発振回路６０から、配線６２、この配線６２につながる第２の本体側接点電極１２Ａ、第２の槽側接点電極１２Ｂ、配線８２（これを「発振電位ライン」と呼ぶ。）を通して、超音波振動子１０の第２の電極１０ｎに交流発振電位Ｖｏｕｔ（概ね、周波数は約１．６８ＭＨｚ、ピーク・ツー・ピーク電圧は約１０９Ｖ）を出力する。これにより、コルピッツ発振回路６０が出力する直流電位Ｖｄｃ、交流発振電位Ｖｏｕｔが超音波振動子１０の第１の電極１０ｐ、第２の電極１０ｎにそれぞれ印加される。この結果、図１中に示すように、超音波振動子１０が発生する超音波振動が作用槽４の作用液４Ｌを介して薬剤槽６に伝達されて、薬剤槽６内の薬液６Ｌが霧化される。霧化された薬液（エアロゾル）９１は、送風ファン３８からの送風９０に乗せて、吸気ホース８とマウスピース９とを通して、患者へ供給される。
【００６６】
図３中に示すように、フィルタ部７０は、ノイズ除去用のコイルＬ３と、分圧用の抵抗Ｒ２，Ｒ３と、ローパスフィルタを構成する抵抗Ｒ７およびコンデンサＣ１２と、電圧を制限するツェナーダイオードＤ１とを含んでいる。フィルタ部７０は、発振電位ライン７２（配線６２、第２の本体側接点電極１２Ａ、第２の槽側接点電極１２Ｂ、配線８２を含む。）の電位Ｖｏｕｔから交流成分を除去して、分圧後の直流電位Ｖｄｅｔを取り出す。この例では、分圧用の抵抗Ｒ２，Ｒ３は、それぞれＲ２＝４７０ｋΩ、Ｒ３＝５１ｋΩに設定されている。また、フィルタ部７０（特に、ローパスフィルタＲ７，Ｃ１２）のカットオフ周波数は約３Ｈｚに設定されている。ツェナーダイオードＤ１の降伏電圧は４．７５Ｖに設定されている。フィルタ部７０によって取り出された分圧後の直流電位Ｖｄｅｔは、コネクタＣＮ１の端子ＣＮ１−４を通して、ＣＰＵ２８に入力される。
【００６７】
既述のように、槽ユニット３は液体（薬液６Ｌや作用液４Ｌ）を溜めて使用されるものであるから、槽ユニット３が本体２に装着されるとき、第１、第２の本体側接点電極１１Ａ，１２Ａ間および／または第１、第２の槽側接点電極１１Ｂ，１２Ｂ間が液体で濡れている事態が想定される（なお、液体としては、薬液６Ｌや作用液４Ｌだけでなく、例えば作用槽４を消毒するための消毒液も含まれる。）。ここで、図３中に示すように、第１、第２の本体側接点電極１１Ａ，１２Ａ間および／または第１、第２の槽側接点電極１１Ｂ，１２Ｂ間の短絡が、等価的に抵抗Ｒｐであるものとする。そのとき、発振電位ライン７２から端子ＣＮ１−４に取り出された分圧後の直流電位Ｖｄｅｔは、
Ｖｄｅｔ  ＝  （Ｖｄｃ）×（Ｒ３）／（Ｒｐ＋Ｒ２＋Ｒ３）        …（式１）
と求められる。
【００６８】
ここで、分圧後の直流電位Ｖｄｅｔを受けたＣＰＵ２８は、判定部として働いて、その直流電位Ｖｄｅｔと予め定められた基準電位（Ｖｒｅｆとする）との大小に応じて、第１、第２の本体側接点電極１１Ａ，１２Ａ間および／または第１、第２の槽側接点電極１１Ｂ，１２Ｂ間に短絡が発生したか否かを判定する。短絡が有る場合、ＣＰＵ２８は、出力制御部として働いて、ＬＥＤ表示部２５およびＬＣＤ表示部２６に短絡が有る旨のエラーを表示し、噴霧動作を停止する制御を行う。
【００６９】
これにより、ユーザは、
ｉ）  超音波式ネブライザ１の使用を中止する、
ii）  第１、第２の本体側接点電極１１Ａ，１２Ａ間および／または第１、第２の槽側接点電極１１Ｂ，１２Ｂ間の液体を清浄に拭き取って乾燥させる、
などの対処をとることができる。これにより、短絡による事故を防止することができる。
【００７０】
また、この超音波式ネブライザ１では、ＣＰＵ２８が、第１、第２の本体側接点電極１１Ａ，１２Ａ間および／または第１、第２の槽側接点電極１１Ｂ，１２Ｂ間に短絡が発生したか否かの根拠とするのは、コルピッツ発振回路６０から交流発振電位Ｖｏｕｔを出力する発振電位ライン７２の直流電位の変化である。この発振電位ライン７２には、本来（短絡が無ければ）、電源からの直流電位Ｖｄｃは乗っていない。したがって、僅かな短絡が発生した場合であっても、ＣＰＵ２８は、その僅かな短絡に応じた直流電位Ｖｄｅｔの変化を精度良く検出できる。また、式１によって分かるように、取り出された直流電位Ｖｄｅｔは、ＮＰＮトランジスタＴＲ１のｈｆｅや発振電力の影響を受けない。したがって、ＣＰＵ２８は、僅かな短絡であっても精度良く検出できる。
【００７１】
また、この超音波式ネブライザ１では、フィルタ部７０とＣＰＵ２８とによって、短絡検出部が簡単に構成される。
【００７２】
図４〜図７は、図３中に示した第１、第２の本体側接点電極１１Ａ，１２Ａ間および／または第１、第２の槽側接点電極１１Ｂ，１２Ｂ間の抵抗Ｒｐが様々に可変して設定された場合における、発振電位ライン７２の交流発振電位Ｖｏｕｔ（波形ＭＷ１）と、フィルタ部７０によって取り出された分圧後の直流電位Ｖｄｅｔ（波形ＭＷ２）との測定結果を示している。それぞれ、図４は短絡が無い場合（Ｒｐ＝∞）、図５は短絡が少しある場合（Ｒｐ＝１ＭΩ）、図６は短絡が中程度ある場合（Ｒｐ＝３００ｋΩ）、図７は短絡が大きくある場合（Ｒｐ＝３９ｋΩ）の測定結果を示している。なお、交流発振電位Ｖｏｕｔは、配線６２上の観測点ＴＰ３で測定され、右縦軸に１コマ当たり２０Ｖの目盛で表されている。また、直流電位Ｖｄｅｔは、端子ＣＮ１−４につながる観測点ＴＰ４で測定され、左縦軸に１コマ当たり５Ｖの目盛で表されている。
【００７３】
図４〜図７から分かるように、短絡が大きくなるにつれて、次第に大きい直流電位が重畳されて、交流発振電位Ｖｏｕｔ（波形ＭＷ１）は次第に正側へシフトしている。それに応じて、取り出された直流電位Ｖｄｅｔ（波形ＭＷ２）は、次第に大きくなっている。具体的には、図４に示すように短絡が無い場合（Ｒｐ＝∞）、式１による理論値は０Ｖであり、直流電位Ｖｄｅｔの実測値は平均０．０Ｖ（ノイズにより最大０．４Ｖ）であった。図５に示すように短絡が少しある場合（Ｒｐ＝１ＭΩ）、式１による理論値は１．６１Ｖであり、直流電位Ｖｄｅｔの実測値は平均１．５３Ｖ（ノイズにより最大２．０Ｖ）であった。図６に示すように短絡が中程度ある場合（Ｒｐ＝３００ｋΩ）、式１による理論値は２．９８Ｖであり、直流電位Ｖｄｅｔの実測値は平均２．８Ｖ（ノイズにより最大３．２Ｖ）であった。図７に示すように短絡が大きくある場合（Ｒｐ＝３９ｋΩ）、式１による理論値は４．３７Ｖであり、直流電位Ｖｄｅｔの実測値は平均４．２Ｖ（ノイズにより最大４．４Ｖ）であった。このように、抵抗Ｒｐを様々に可変して設定した場合の直流電位Ｖｄｅｔの実測値は、式１による理論値との十分な一致を示した。
【００７４】
仮に、第１、第２の本体側接点電極１１Ａ，１２Ａ間および／または第１、第２の槽側接点電極１１Ｂ，１２Ｂ間が食塩水で短絡した場合、等価的な抵抗はＲｐ≒１００ｋΩであることが経験的に分かっている。そこで、ＣＰＵ２８が短絡が発生したか否かを判定する際の基準電位Ｖｒｅｆは、第１、第２の本体側接点電極１１Ａ，１２Ａ間および／または第１、第２の槽側接点電極１１Ｂ，１２Ｂ間が例えば１００ｋΩから３００ｋΩまでの範囲内の抵抗値Ｒｐで短絡したときにフィルタ部７０を通して得られる直流電位Ｖｄｅｔのレベルに設定されるのが望ましい。１００ｋΩから３００ｋΩまでの範囲に設定している理由は、１００ｋΩに対するマージンを考慮して、安全な設計を目指すためである。
【００７５】
例えば、基準電位Ｖｒｅｆを、第１、第２の本体側接点電極１１Ａ，１２Ａ間および／または第１、第２の槽側接点電極１１Ｂ，１２Ｂ間が概ねＲｐ＝３００ｋΩで短絡したときにフィルタ部７０を通して得られる直流電位Ｖｄｅｔのレベルに設定する。この例では、基準電位Ｖｒｅｆ＝２．８２Ｖに設定する。これにより、ＣＰＵ２８は、第１、第２の本体側接点電極１１Ａ，１２Ａ間および／または第１、第２の槽側接点電極１１Ｂ，１２Ｂ間での想定される短絡を適切に検出できる。
【００７６】
図８は、ＣＰＵ２８が噴霧動作を許容するか否かを判断する制御フローを示している。
【００７７】
ｉ）  本体２の電源スイッチ４８がオンされると、ＣＰＵ２８は、ステップＳ１に示すように、作用槽検知部４２の検知結果に基づいて、本体２に対して作用槽４が装着されているか否かを判断する。ここで、作用槽４が装着されていないときは（ステップＳ１でＮＯ）、図１中に示したＬＥＤ表示部２５およびＬＣＤ表示部２６に作用槽４が装着されていない旨のエラーを表示し、噴霧動作を禁止することを表す噴霧動作禁止フラグを立てる（図８のステップＳ５）。一方、本体２に対して作用槽４が装着されているときは（ステップＳ１でＹＥＳ）、次のステップＳ２へ進む。
【００７８】
ii）  ステップＳ２では、ＣＰＵ２８は、第１、第２の本体側接点電極１１Ａ，１２Ａ間および／または第１、第２の槽側接点電極１１Ｂ，１２Ｂ間に短絡が有るか否かを判断する。具体的には、フィルタ部７０が取り出した直流電位Ｖｄｅｔと予め定められた基準電位Ｖｒｅｆとの大小を比較する。そして、直流電位Ｖｄｅｔが基準電位Ｖｒｅｆよりも大きいときは、第１、第２の本体側接点電極１１Ａ，１２Ａ間および／または第１、第２の槽側接点電極１１Ｂ，１２Ｂ間に短絡が有ると判断する（ステップＳ２でＹＥＳ）。そして、図１中に示したＬＥＤ表示部２５およびＬＣＤ表示部２６に短絡が有る旨のエラーを表示し、噴霧動作を禁止することを表す噴霧動作禁止フラグを立てる（図８のステップＳ５）。一方、ステップＳ２で、直流電位Ｖｄｅｔが基準電位Ｖｒｅｆ以下のときは、ＣＰＵ２８は、第１、第２の本体側接点電極１１Ａ，１２Ａ間および／または第１、第２の槽側接点電極１１Ｂ，１２Ｂ間に短絡が無いと判断する（ステップＳ２でＮＯ）。そして、次のステップＳ３へ進む。
【００７９】
iii）  ステップＳ３では、ＣＰＵ２８は、他の動作開始条件が充足されているか否かを判断する。他の動作開始条件としては、図１中に示した作用槽４内の作用液４Ｌが必要レベルまで満たされていること（渇水検知部２９によって検知される。）、冷却ファン３６の停止（ロック）が無いこと（冷却ファンロック検知部３２によって検知される。）、送風カバー２ｃが装着されていること（送風カバー検知部４０によって検知される。）、薬剤槽カバー７が正しく装着されていること（薬剤槽カバー検知部４１によって検知される。）が含まれる。ここで、他の動作開始条件が充足されていない場合（図８のステップＳ３でＮＯ）、図１中に示したＬＥＤ表示部２５およびＬＣＤ表示部２６に非充足の動作開始条件を示すエラーを表示し、噴霧動作禁止フラグを立てる（ステップＳ５）。
【００８０】
iv）  一方、ステップＳ３で他の動作開始条件が充足されている場合（ステップＳ３でＹＥＳ）、ＣＰＵ２８は、ステップＳ４へ進んで、噴霧動作禁止フラグを解除して、噴霧動作を許容することを表す噴霧動作許容フラグを立てる。これにより、全ての動作開始条件が充足されている場合のみ、噴霧動作を許容することができる。
【００８１】
ＣＰＵ２８は、本体２の電源スイッチ４８がオンされている限り、周期的にステップＳ１〜ステップＳ５の処理を繰り返す。そして、噴霧動作許容フラグが立っている状態で、操作スイッチ部２４の噴霧スタートスイッチが押されると、噴霧動作を開始する制御を行う。一方、噴霧動作禁止フラグが立っている状態では、操作スイッチ部２４の噴霧スタートスイッチが押されても、噴霧動作を開始しない。
【００８２】
上述の図８のフローでは、ＣＰＵ２８が噴霧動作を許容するか否かを判断する際に、作用槽４の装着の有無（ステップＳ１）、短絡の有無（ステップＳ２）、他の動作開始条件の充足／非充足（ステップＳ３）を順に判断している。ただし、判断の順序はこれに限られるものではなく、例えば互いに並行して判断（並列処理）してもよい。
【００８３】
上述の実施形態では、電源からの直流電位Ｖｄｃは、正電位（ＤＣ＋４８Ｖ）であるとしたが、これに限られるものではない。例えば、電源からの直流電位Ｖｄｃを、負電位（例えば、ＤＣ−４８Ｖ）としてもよい。その場合、コルピッツ発振回路６０のトランジスタＴＲ１の極性を逆にしてＰＮＰトランジスタとする。また、短絡が発生したか否かを判定する際の基準電位Ｖｒｅｆも負電位（例えば、ＤＣ−２．８２Ｖ）とし、直流電位Ｖｄｅｔが基準電位Ｖｒｅｆよりも小さい（より負電位である）ときは、第１、第２の本体側接点電極１１Ａ，１２Ａ間および／または第１、第２の槽側接点電極１１Ｂ，１２Ｂ間に短絡が有ると判断する。
【００８４】
上述の実施形態は例示に過ぎず、この発明の範囲から逸脱することなく種々の変形が可能である。上述した実施の形態の中の種々の特徴は、それぞれ単独で成立し得るものであるが、それらの特徴同士の組みあわせも可能である。
【符号の説明】
【００８５】
１  超音波式ネブライザ
２  本体
３  槽ユニット
４  作用槽
６  薬剤槽
１０  超音波振動子
３４  発振ユニット部
６０  コルピッツ発振回路
７０  フィルタ部
【図１】
2016182193.tif 000003
【図２】
2016182193.tif 000004
【図３】
2016182193.tif 000005
【図４】
2016182193.tif 000006
【図５】
2016182193.tif 000007
【図６】
2016182193.tif 000008
【図７】
2016182193.tif 000009
【図８】
2016182193.tif 000010