JP2005238054A

JP2005238054A - 霧化システム

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Publication number: JP2005238054A
Application number: JP2004049233A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Ichikawa; 政宏市川; Takahiro Suzuki; 貴博鈴木
Original assignee: Ueda Japan Radio Co Ltd
Current assignee: Ueda Japan Radio Co Ltd
Priority date: 2004-02-25
Filing date: 2004-02-25
Publication date: 2005-09-08
Anticipated expiration: 2024-02-25
Also published as: JP4563696B2

Abstract

【課題】霧化ユニットを交換して駆動することができる霧化システムを提供する。
【解決手段】霧化ユニット１０に、含浸体２８と振動子１２とを含め、ベースユニット５０には駆動回路５２を含める。そして、霧化ユニット１０をベースユニット５０に装着したときに、駆動回路５２が接続端子５４ｂ，５４ｍを介して接続されるようにする。こうすれば、タンクを交換することなく、霧化する液体を変更することができる。また、各霧化ユニット１０に駆動回路５２を設けない分、霧化ユニット１０をより軽量かつ小型に構成することができる。
【選択図】図１

Description

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システムに関する。

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。

特公平５−１０１４６号公報

この種の霧化器で、霧化する液体を変更する場合、従来は、液体を貯えるタンクを交換するか、電池や駆動回路を含む霧化器自体を取り替えるのが一般的であった。

ところが、タンクを交換する場合には、交換前に使用していた液体が含浸体やタンク等に残存しているおそれがあり、その場合には、交換前の液体と交換後の液体とが混ざってしまうという問題があった。また、タンクを交換する作業自体面倒であり、交換するときにタンク内の液体がこぼれ出てしまうおそれもあった。

また、電池や駆動回路を霧化器毎に設ける場合は、その分、各霧化器が大きくかつ重くなってしまうという問題もあった。

本発明にかかる霧化システムは、ベースユニットと当該ベースユニットに着脱自在な霧化ユニットとを備える霧化システムであって、上記霧化ユニットは、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、を含み、上記ベースユニットは、駆動回路を含み、上記霧化ユニットが上記ベースユニットに装着されたときに上記振動子が上記駆動回路によって駆動されるのが好適である。

また、上記本発明にかかる霧化システムでは、ベースユニットは、さらに、駆動回路の電源となる電池を着脱自在な電池装着部を含むのが好適である。

また、上記本発明にかかる霧化システムでは、上記ベースユニットには、ＡＣ／ＤＣコンバータが接続可能であるかまたは内蔵されるのが好適である。

また、上記本発明にかかる霧化システムでは、上記ベースユニットには、複数の霧化ユニットを装着可能であるのが好適である。

また、上記本発明にかかる霧化システムでは、上記ベースユニットは、さらに、動作する霧化ユニットを選択的に切り替えるのが好適である。

また、上記本発明にかかる霧化システムでは、上記駆動回路は、複数の霧化ユニットを並行して駆動可能であるのが好適である。

また、本発明にかかる霧化システム用のベースユニットは、少なくとも上記駆動回路を含む。

また、本発明にかかる霧化システム用の霧化ユニットは、少なくとも上記含浸体および振動子を含む。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態にかかる霧化システム１００の要部の一構成例を示す図である。

図１に例示する霧化システム１００は、ベースユニット５０と霧化ユニット１０とを備える。霧化ユニット１０はベースユニット５０に着脱自在に保持される。ベースユニット５０には少なくとも駆動回路５２が含まれ、霧化ユニット１０には少なくとも振動子１２および含浸体２８が含まれる。そして、霧化ユニット１０をベースユニット５０に装着した状態で、振動子１２は接続端子５４ｂ，５４ｍを介して駆動回路５２に電気的に接続され、当該駆動回路５２によって駆動されるようになっている。

このように構成することで、一つのベースユニット５０によって、複数の霧化ユニット１０を交換して使用することができるようになる。上述したように、タンクの交換により霧化する液体を変更するように構成された霧化器では、タンクや含浸体、振動子に残存する交換前の液体と交換後の液体とが混ざる場合がある。また、タンクを交換する際に、タンク内の液体がこぼれ出るというおそれもある。これに対し、図１の構成とすればそのような問題は生じない。さらに図１の例では、駆動回路５２をベースユニット５０に設け、複数の霧化ユニット１０で共用するようにしたので、その分、霧化ユニット１０を小型・軽量に構成することができるというメリットもある。

なお、図１の例では、ベースユニット５０内に電池装着部（例えば電池ボックス）５６（図３）等を備え、駆動回路５２の電源としての電池５８を装着できるようにしている。これは、霧化システム１００を携帯型システムとして構成する場合に有効である。さらに図１の例では、ベースユニット５０に外部接続端子６０を設け、駆動回路５２の電源をベースユニット５０の外部の装置（例えばＡＣアダプタ等のＡＣ／ＤＣコンバータ［図示せず］等）から取得できるようにしている。ただしこれらはあくまで一例であって、必ずしも電池装着部５６や外部接続端子６０を設ける必要は無い。また、図１の例では、霧化ユニット１０はタンク１４を有するが、これも必ずしも備える必要は無く、含浸体２８に貯えられた液体を霧化するタイプの霧化ユニットを用いることももちろん可能である。

図２は、本実施形態にかかる霧化システム１００の一実装例の斜視図、また図３は、図２の霧化システム１００の断面図（図２の矢視Ａ）である。

ベースユニット５０には装着ポケット６２が設けられており、霧化ユニット１０は、この装着ポケット６２に所定の姿勢で挿入され、装着される。ただし、これはあくまで一例であって、霧化ユニット１０を把持する他の構成を採用してもよい。そして、ベースユニット５０の装着ポケット６２側の面からは、接続端子５４ｂが露出している。図３に示すように、霧化ユニット１０を装着ポケット６２に装着したときに、接続端子５４ｂと霧化ユニット１０の接続端子５４ｍとが当接して、霧化ユニット１０内の振動子１２（図２，３には図示せず）とベースユニット５０内の駆動回路５２とが電気的に接続される。ここで、この例では、ベースユニット５０側の接続端子５４ｂは、霧化ユニット１０が装着されないフリーの状態では、接続端子５４ｍと当接する位置よりも露出側、すなわち接続端子５４ｍ側に突出している。そして、霧化ユニット１０が装着されると、接続端子５４ｍによって接続端子５４ｂが奥側に押し込まれ、接続端子５４ｍの弾性によって接続端子５４ｂ，５４ｍ同士が互いに押圧する力が作用するようになっている。ただし、これはあくまで一例であって、別途スプリングやゴム等の弾性体を設け、いずれか一方の接続端子を他方に付勢するような構成を採用してもよい。また、霧化ユニット１０は、接続端子５４ｍを下側として傾斜する姿勢でベースユニット５０に装着される。かかる構成により、霧化ユニット１０の接続端子５４ｍは、霧化ユニット１０に作用する重力によって、ベースユニット５０の接続端子５４ｂ側に付勢される。以上のような構成により、接続端子５４ｍ，５４ｂがより確実に当接し、振動子１２と駆動回路５２との間でより確実な導通が確保される。

次に霧化ユニット１０の構成および動作について説明する。図４は、本発明の第一の実施形態にかかる霧化ユニット１０の一例を示す縦断面図、図５は、図４の霧化ユニット１０の斜視図である。

図４に例示する霧化ユニット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。

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、毛管現象によってその内部に液体を含浸する素材（例えばフェルトや紐、糸、紙、スポンジ等の吸水性素材）を含んでおり、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。また、この例では、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）が選択あるいは設定される。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なっているが、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。

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。

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。

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。

支持部材３８は、この例では、１枚の導電体（例えばステンレススチール等の金属導体）の板を打ち抜きかつ折り曲げることで成形されている。支持部材３８の一端側は、上側に折り曲げられ、その部分に二つのアームが形成されている。このアームの内側の縁を振動子１２の環状溝３６に嵌挿することで、支持部材３８は振動子１２を挟持している。また、支持部材３８は、導体として構成されており、振動子１２の駆動回路５２（図１，図３）と圧電体（振動子本体）３４の一方側の電極（この例ではホーン３２側の電極）とを電気的に接続する導線の一部として機能する。この例では、支持部材３８はアーム３８ａの内側の縁において圧電体３４のホーン３２側の電極と電気的に接続されている。そして、その他端側に位置して下方に折り曲げられた領域が、その電極と駆動回路５２との導通を確保するための接続端子５４ｍ（図１，図３）に接続されている。なお、この例では、圧電体３４のもう一方の電極は、導線４４を介して（さらに支持部材３８とは別の金属板として構成される接続端子５４ｍ（図１，図３）を介して）駆動回路５２に接続されている。

そして、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。

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。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図６は、本発明の第２の実施形態にかかるベースユニット５０ａの要部の一構成例を示す図である。なお、上述した実施形態に含まれる構成要素と同じものについては同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。

本実施形態では、一つのベースユニット５０ａに、複数の霧化ユニット１０を装着することができる（ただし、図６では霧化ユニット１０の図示は省略している。）。図６の例では、複数の霧化ユニット１０で一つの駆動回路５２を共用する。制御回路６４ａは、入力部（例えば押圧ボタン等）６６から入力された選択指示信号に応じて、駆動回路５２に接続する接続端子５４ｂを選択的に切り替える。かかる動作により、駆動回路５２には、制御回路６４ａおよび接続端子５４ｂ（さらに図６には示さない霧化ユニット１０の接続端子５４ｍ）を介して、選択された霧化ユニット１０の振動子１２が接続され、当該振動子１２によって霧が放散される。

次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図７は、本発明の第３の実施形態にかかるベースユニット５０ｂの要部の一構成例を示す図である。なお、上述した実施形態に含まれる構成要素と同じものについては同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。

本実施形態でも、一つのベースユニット５０ｂに、複数の霧化ユニット１０を装着することができる（図７でも霧化ユニット１０の図示を省略している。）。ただし、図７の例では、ベースユニット５０ｂには複数の駆動回路５２が設けられており、各霧化ユニット１０の振動子１２に対して、駆動回路５２を一つずつ割り当てている。制御回路６４ｂは、入力部（例えば押圧ボタン等）６６から入力された選択指示信号に応じて、動作させる（ＯＮする）駆動回路５２を選択的に切り替える。かかる動作により、選択された駆動回路５２のみが動作し、当該駆動回路５２に接続された霧化ユニット１０の振動子１２によって霧が放散される。このとき、複数の駆動回路５２が同時に駆動されるようにしてもよい。その場合には、複数の霧化ユニット１０から同時に霧を放散することができる。一例として、液体が芳香剤である場合には、ユーザの好みに応じて調合された芳香を発生することができるようになる。また別の例として、同じ液体を霧化する霧化ユニット１０を複数装着した場合には、霧の流量を増減することができるようになる。

以上、説明したように、本発明によれば、振動子および含浸体を霧化ユニットに、駆動回路をベースユニットに設けたので、霧化ユニット内で異なる液体が混ざり合うことが無く、またタンクを交換することなく霧化する液体をスムーズに変更することができるようになる。なお、本発明は上記実施形態での例示には限定されず、種々の変形例をも包含するものである。

本発明の実施形態にかかる霧化システムの一構成例を示す図である。本発明の実施形態にかかる霧化システムの一実装例を示す図（斜視図）である。本発明の実施形態にかかる霧化システムの一実装例を示す図（断面図；図２の矢視Ａ）である。本発明の実施形態にかかる霧化システムで用いられる霧化ユニットの一例を示す縦断面図である。図４の霧化ユニットの斜視図である。本発明の別の実施形態にかかるベースユニットの一構成例を示す図である。本発明のさらに別の実施形態にかかるベースユニットの一構成例を示す図である。

符号の説明

１０霧化ユニット、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、５０，５０ａ，５０ｂベースユニット、５２駆動回路、５４ｂ，５４ｍ接続端子、５６電池装着部、５８電池、６０外部接続端子、６２装着ポケット、６４ａ，６４ｂ制御回路、６６入力部、１００霧化システム。

Claims

ベースユニットと当該ベースユニットに着脱自在な霧化ユニットとを備える霧化システムであって、
前記霧化ユニットは、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、を含み、
前記ベースユニットは、駆動回路を含み、
前記霧化ユニットが前記ベースユニットに装着されたときに前記振動子が前記駆動回路によって駆動されることを特徴とする霧化システム。
前記ベースユニットは、さらに、駆動回路の電源となる電池を着脱自在な電池装着部を含むことを特徴とする請求項１に記載の霧化システム。
前記ベースユニットには、ＡＣ／ＤＣコンバータが接続可能であるかまたは内蔵されることを特徴とする請求項１または２に記載の霧化システム。
前記ベースユニットには、複数の霧化ユニットを装着可能であることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一つに記載の霧化システム。
前記ベースユニットは、さらに、動作する霧化ユニットを選択的に切り替えるための入力部を含むことを特徴とする請求項４に記載の霧化システム。
前記駆動回路は、複数の霧化ユニットを並行して駆動可能であることを特徴とする請求項４または５に記載の霧化システム。
請求項１〜６のうちいずれか一つに記載の霧化システム用のベースユニットであって、少なくとも前記駆動回路を含むベースユニット。
請求項１〜６のうちいずれか一つに記載の霧化システム用の霧化ユニットであって、少なくとも前記含浸体および振動子を含む霧化ユニット。