JP2013220081A

JP2013220081A - 吸液芯

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Publication number: JP2013220081A
Application number: JP2012094976A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Asano; 光宏浅野
Original assignee: Hosiden Corp
Current assignee: Hosiden Corp
Priority date: 2012-04-18
Filing date: 2012-04-18
Publication date: 2013-10-28
Anticipated expiration: 2032-04-18
Also published as: JP5835619B2

Abstract

【課題】取り扱いや吸液量の制御が容易な吸液芯を提供する。
【解決手段】吸液芯３０をコイル状に形成された中空の管状部材により構成する。管状部材の内径は、毛細管現象により液体を吸液可能な大きさに設定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、一端側を液体に浸漬し、液体を吸液する吸液芯に関する。

殺虫物質や芳香物質等が溶解した液体（以下、薬剤と称する）を拡散（揮散）させるための装置（以下、薬剤拡散装置と称する）として、例えば、特許文献１から３の装置が知られている。特許文献１の装置では、金属等の保持材の周囲に多孔質の吸液蒸散層を有している吸液芯の一方側の端部を薬剤に浸漬し、吸液芯の他方の端部付近に備えられた発熱体によって薬剤を加熱することによって薬剤を拡散させている。一方、特許文献２の装置では、繊維の束を吸液芯として用い、ファンにより薬剤を拡散させている。他方、特許文献３の装置では、繊維吸液層を繊維編組物で被覆し、シリコーンワニスによって繊維編組物に塗膜を施した吸液芯を用い、吸液芯の容器内部に収容された部分の略全側面を保護チューブで被覆している。この特許文献３の装置でも、薬剤の拡散には発熱体が用いられている。

特開平２−２３４６２８号公報実開昭６４−０００９４７号公報特開平９−０１９２５２号公報

特許文献１の装置のように、多孔質物質を用いた吸液芯による吸液では、吸液芯の一方側の端部を薬剤に浸漬してから、薬剤が吸液芯の他方の端部に達するまでにはある程度の時間が必要である。すなわち、新品の吸液芯をセットした場合には、すぐには薬剤拡散装置を作動させることができない。また、一般的に多孔質物質は強度が低いため、吸液芯の形状が制約され、薬剤拡散装置自体の形状も制限される。

また、特許文献２、３の装置では、繊維の束や繊維吸液層を用いて吸液芯を構成しているため、吸液芯の形状の制約は小さいものの、吸液量の制御が困難である。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、取り扱いや吸液量の制御が容易な吸液芯を提供することである。

前記課題を解決するために、本発明の吸液芯は、液体を吸液する吸液芯であって、コイル状に形成された中空の管状部材によって構成され、前記管状部材の内径を、毛細管現象により前記液体を吸液可能な大きさに設定している。

この構成では、中空の管状部材をコイル状に形成したものを吸液芯とし、毛細管現象を用いて吸液を実現しているため、多孔質物質を用いた吸液芯に比べて、吸液速度が早く、製造が容易である。また、毛細管現象による吸液量は定式化されているため、容易に吸液量を制御することもできる。さらに、吸液芯がコイル状であるため、曲げることも容易であり、吸液芯を用いる薬剤拡散装置のデザインの制約を小さくすることができる。

管状部材の材質は、樹脂，金属等、様々なものを用いることができるが、本発明の吸液芯の好適な実施形態の一つでは、前記管状部材が金属製である。これにより、吸液芯の強度を高めることができる。また、金属は熱伝導率が高いため、加熱効率が高くなり、薬剤の拡散に加熱を用いる場合には好ましい。

本発明の吸液芯の好適な実施形態の一つでは、前記コイル状に形成された管状部材は、第１の巻き径を有する部分と、当該第１の巻き径よりも大きな第２の巻き径を有する部分とを備えている。

この構成では、コイル状に形成された管状部材は、単一の巻き径を有するのではなく、第１の巻き径を有する部分と第１の巻き径よりも大きな第２の巻き径を有する部分とから構成されている。換言すると、第１の巻き径を有する部分に対して、第２の巻き径を有する部分が径方向に突出している。そのため、第２の巻き径部分を薬剤拡散装置の部材に引っ掛ければ、吸液芯の軸芯方向に対する位置決めを行うことができ、組立が容易になる。また、薬剤を収容したボトルに対する吸液芯の軸芯方向の位置を固定することができる。

本発明の吸液芯の好適な実施形態の一つでは、前記コイル状に形成された管状部材を少なくとも部分的に被覆する筒状の被覆部材を備えている。この構成では、管状部材の少なくとも一部を筒状の被覆部材で被覆することにより、その部分が空気に触れることを阻害し、その部分から薬剤が不要に拡散することを防止することができる。

本発明の吸液芯の好適な実施形態の一つでは、前記コイル状に形成された管状部材の少なくとも一部が、前記吸液芯の軸芯方向に隙間を形成するように巻かれている。

この構成では、コイル状に形成された管状部材を吸液芯の軸芯方向に圧縮することができる。これにより、薬剤拡散装置の部材の精度誤差を吸収することができる。また、薬剤の拡散にピエゾ方式を採用した場合には、吸液芯とピエゾアクチュエータとの接触圧を制御することもできる。

実施形態における本発明に係る吸液芯を用いた薬剤拡散装置の分解斜視図である。実施形態における本発明に係る吸液芯を用いた薬剤拡散装置の縦断面図である。実施形態における本発明に係る吸液芯を用いた薬剤拡散装置の支持部材近傍の拡大断面図である。別実施形態における本発明に係る吸液芯の側面図である。別実施形態における本発明に係る吸液芯の側面図である。

以下に図面を用いて、本発明の吸液芯の実施形態を説明する。本実施形態では、吸液芯を薬剤拡散装置に用いている。図１，２は、本実施形態における薬剤拡散装置１の分解斜視図および縦断面図である。図に示すように、本実施形態における薬剤拡散装置１は、主に筐体１０，筐体１０の内部に収容された薬剤ボトル２０，一端が薬剤ボトル２０の薬剤に侵漬され、他端が筐体１０側に延出する吸液芯３０から構成されている。

筐体１０は、上方が開口した略箱状の上部筐体１１と、上部筐体１１の下方に設けられ、薬剤ボトル２０を収容する下部筐体１２と、上部筐体１１の開口を塞ぐ蓋体１５と、を備えている。上部筐体１１の内部には吸液芯３０を支持する支持部材１３が設けられている。上部筐体１１の底板の上面から上方に突出する円柱状の凸部１１ａが形成されており、支持部材１３の底面には、凸部１１ａに嵌合する凹部１３ａが形成されている。上部筐体１１の凸部１１ａと支持部材１３とには、吸液芯３０を挿通する挿通孔が形成されており、平面視において、双方の挿通孔が同心となるように、支持部材１３が配置されている。このとき、上部筐体１１の凸部１１ａに対して、支持部材１３の凹部１３ａが嵌合しているため、支持部材１３の位置決めを行うことができ、双方の挿通孔を同心に維持することができる。

下部筐体１２には、少なくとも薬剤ボトル２０を収容する空間が形成されており、その空間に薬剤ボトル２０が収容されている。薬剤ボトル２０は、殺虫成分や芳香成分等を溶解した液体（薬剤）を収容するボトル本体２１と、キャップ２２とを備えている。このキャップ２２には、吸液芯３０を挿通する挿通孔が形成されている。なお、キャップ２２の挿通孔は吸液芯３０を挿通した状態で水密となるようシールすることが望ましい。これにより、薬剤拡散装置１が転倒した際に、薬剤ボトル２０から薬剤が漏出することを防止することができる。

吸液芯３０は、コイル状に形成された中空の管状部材によって構成されている。本実施形態では、管状部材をコイル状に形成する際に、図２に示すように、吸液芯３０の軸芯方向（図面の上下方向）に隙間を有するように形成している。これにより、吸液芯３０をその軸芯方向に圧縮することができ、例えば、薬剤拡散装置１の部材の精度誤差を吸収することができる。また、薬剤の拡散にピエゾ方式を採用するような場合に、吸液芯３０とピエゾアクチュエータとの接触圧を調整することもできる。

本実施形態では、管状部材はＳＵＳ３０４を用いて形成している。ＳＵＳ３０４は、安価であり、また、加工が容易であるため、コイル状に形成する製造コストも低く抑えることができる。さらに、吸液芯３０が中空の管状部材により構成されているため、薬剤の吸液，乾燥を繰り返しても、多孔質物質と比べて目詰まりする可能性が小さい。そのため、薬剤がなくなった場合には、新たな薬剤ボトル２０に取り替える、または、空になった薬剤ボトル２０に薬剤を補充するだけでよく、吸液芯３０は再利用することができる。

吸液芯３０を構成する管状部材の中空部分の内径は、毛細管現象によって薬剤が吸液芯３０の上端に達するという条件に基づいて設定されている。すなわち、吸液芯３０の上端面の高さをｈ、管状部材の内径をｒとすると、ｈ＝２Ｔｃｏｓθ／ρｇｒとなるように、管状部材の内径ｒが決定される。ここで、Ｔは薬剤の表面張力、θは薬剤と管状部材の内面との接触角、ρは薬剤の密度、ｇは重力加速度である。なお、接触角θは管状部材の濡れ性（濡れ易さ）を表すパラメータであるため、コロナ放電処理等によって管状部材の内面の表面改質（濡れ性の変更）を行うことによって、接触角θを変更することもできる。例えば、θを０に近づける、すなわち、管状部材の内面を濡れ易くすると、他のパラメータを固定した状態で、高さｈを大きくすることができる。

吸液芯３０は、上端面が支持部材１３の上方から所定量突出するように、支持部材１３，上部筐体１１およびキャップ２２に形成された挿通孔を介して、ボトル本体２１の内部に挿通される。ボトル本体２１に収容された薬剤は毛細管現象により吸液芯３０の中空部分に流入し、吸液芯３０の上端面に導かれる。本実施形態では、蓋体１５には薬剤を拡散させるための開口が形成されており、この開口の周囲には吸液芯３０を取り囲むように筒状の加熱部１４が配置されている。吸液芯３０の上端面に導かれた薬剤は、加熱部１４の熱により加熱され、開口を介して拡散する。上述したように、本実施形態では吸液芯の素材としてＳＵＳ３０４ステンレス鋼を用いているため、熱伝導率が高いため、加熱効率が高くなる。なお、加熱部１４は、蓋体１５の下面や支持部材１３の上面等の他の位置に設けても構わない。

なお、薬剤を十分に使用するために、吸液芯３０の下端面はボトル本体２１の底面付近に位置することが望ましい。そのため、本実施形態の吸液芯３０は、第１の巻き径を有する部分（以下、第１の巻き径部分３１と称する）と、第１の巻き径よりも大きな第２の巻き径を有する部分（以下、第２の巻き径部分３２と称する）と、を有している（図３参照）。本実施形態では、第１の巻き径を０．５ｍｍと、第２の巻き径を０．５ｍｍよりも若干大きく設定している。上部筐体１１の凸部１１ａに形成された挿通孔の内径は第１の巻き径よりも大きく、第２の巻き径よりも小さく設定している。そのため、吸液芯３０を上部筐体１１の上方から挿通孔に挿通すると、第２の巻き径部分３２よりも下方の第１巻き径部分３１が挿通した後、第２の巻き径部分３２が凸部１１ａの上面に当接し、それ以上の挿通ができなくなる。これにより、吸液芯３０の上下方向の位置決めを行うことができる。この状態で、吸液芯３０が支持部材１３に形成されている挿通孔に挿通するように、支持部材１３を上方から上部筐体１１に対して配置する。なお、支持部材１３の挿通孔の内径は、吸液芯３０の第１巻き径部分３１が挿通でき、かつ、吸液芯３０を支持できる大きさに設定されているが、底面側にその内径よりも大きな内径を有する部分が形成されている。挿通孔の内径をこのように設定することにより、吸液芯３０の第２巻き径部分３２が、支持部材１３の挿通孔の内面に接触することを防止することができる。

また、本実施形態における吸液芯３０は、吸液芯３０を少なくとも部分的に被覆する樹脂製のチューブ状の被覆部材３３を備えている。本実施形態では、被覆部材３３は、キャップ２２よりも上方、かつ、上部筐体１１の下面よりも下方の吸液芯３０の部分を被覆している。このように、吸液芯３０を被覆部材３３によって被覆することにより、吸液芯３０が空気と接触することで内部の薬剤が揮散することを防止することができる。なお、被覆部材３３は薬剤の不要な揮散を防ぐものであるため、配置位置や長さは適宜変更可能である。

本実施形態のように、吸液芯３０をステンレス鋼で構成し、加熱によって薬剤を拡散させる場合には、加熱部１４の熱が吸液芯３０の下方に伝達され、吸液芯３０の内部の薬剤が加熱されるおそれがある。この場合には、吸液芯３０の上端面よりも下方で薬剤が揮散したり、温度上昇によって薬剤の表面張力が低下し、設計した液面上昇が得られなかったりするおそれがある。そのため、被覆部材３３を熱伝導率の高い金属等で構成することも好ましい。この場合には、吸液芯３０に伝達された熱が被覆部材３３を介して放熱され、吸液芯３０内の薬剤の温度上昇を防ぎ、薬剤の表面張力の低下を防止することができる。

〔別実施形態〕
（１）上述の実施形態では、吸液芯３０をＳＵＳ３０４で形成したが、ＳＵＳ３１６等の他のステンレス鋼、他の金属、樹脂等を用いて構成しても構わない。

（２）上述の実施形態では、薬剤ボトル２０に対して、吸液芯３０を直線状に配置したが、吸液芯３０が折曲がるように配置しても構わない。この場合には、吸液芯３０の配置に関する制約が小さくなり、薬剤拡散装置のデザインの自由度を高めることができる。なお、本発明の吸液芯３０であれば、コイル状に形成されているため、容易に折り曲げることができる。

（３）上述の実施形態では、吸液芯３０が第１の巻き径部分３１と第２の巻き径部分３２とを有するように構成したが、第１の巻き径部分３１のみで構成しても構わない。また、被覆部材３３を備えない構成としても構わない。

（４）上述の実施形態では、加熱によって薬剤を拡散させたが、例えば、ピエゾ方式，ファン等、他の方式によって拡散させても構わない。

（５）上述の実施形態では、吸液芯３０をその軸芯方向に隙間を有するコイル状に構成したが、図４に示すように、軸芯方向に隙間を有しないコイル状に構成しても構わない。また、軸芯方向に隙間を有する部分と有しない部分とから構成しても構わない。

（６）上述の実施形態では、吸液芯３０の第１の巻き径部分３１と第２の巻き径部分３２とが軸芯方向に並ぶように構成したが、図５に示すように、第１の巻き径部分３１の径外方向に第２の巻き径部分が位置するように構成しても構わない。

本発明は、殺虫物質や芳香物質等が溶解した液体を拡散させる薬剤拡散装置の吸液芯として用いることができる。

３０：吸液芯
３１：第１の巻き径部分
３２：第２の巻き径部分
３３：被覆部材

Claims

液体を吸液する吸液芯であって、
コイル状に形成された中空の管状部材によって構成され、
前記管状部材の内径を、毛細管現象により前記液体を吸液可能な大きさに設定した吸液芯。
前記管状部材が金属製である請求項１記載の吸液芯。
前記コイル状に形成された管状部材は、第１の巻き径を有する部分と、当該第１の巻き径よりも大きな第２の巻き径を有する部分とを備えている請求項１または２記載の吸液芯。
前記コイル状に形成された管状部材を少なくとも部分的に被覆する筒状の被覆部材を備えている請求項１から３のいずれか一項に記載の吸液芯。
前記コイル状に形成された管状部材の少なくとも一部が、前記吸液芯の軸芯方向に隙間を形成するように巻かれている請求項１から４のいずれか一項に記載の吸液芯。