JP2016209318A - 全方向への使用を可能にした二液を内包する使い捨てのアンプルユニット及びアンプルユニットの使用方法並びにアンプルユニットを用いた超音波振動式ミスト発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】使用に際する方向への制限がない全方向への使用を可能にし、超音波を利用して薬液等の液体を霧状にミスト化して噴出でき、かつ、噴出後における微細な噴射孔及びその近傍の衛生環境を整えることができる使い捨てのアンプルユニットを提供する。【解決手段】アンプルユニットは、筒状のアンプルの長手方向に垂直な隔壁５３が設けられ、隔壁５３を介した隣接する部屋に薬液６と洗浄液７とを分離して内包している。薬液６及び洗浄液７は、複数の細孔を有する吸水体に含浸されており、異種の液体を別個に含浸した吸水体が、前記隔壁を介した隣接する部屋に配置されており、細孔内を液体が流れることができることから、液面からの物理的距離に依存することなく、また上下反転しても、使用することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、薬液等の液体を霧状にミスト化して噴出するのに使用するアンプルユニット及びその使用方法並びに超音波振動式ミスト発生装置に関する。

従来より、超音波を利用して液体を霧状にミスト化して噴射する加湿器、美容機器、医療機器が存在する。これらは、ミスト化した液体の分子量（粒子）が小さいことに起因して、ミスト化した液体を遠くに飛ばしたり、皮膚等に浸透しやすくさせたりする効果が期待される。

超音波によるミスト化では、超音波振動の影響を受けた複数の微細な噴射孔を有する超音波振動子を利用して液体を瞬時に数μｍの霧状の粒子にすることが可能であり、粒子の大きさは超音波振動子の周波数を変えることで制御可能である。また、ミストの発生量は、超音波振動子への印加電圧や電流を変えることで制御可能である。よって、粒子の大きさと発生量を独立して制御することができるという特長がある。また、ミスト化する際に液体を加熱する必要がないという特長があり、熱劣化を避けることができる。さらに、アレルギー性鼻炎（花粉症）等の症状緩和のために生理食塩水の霧滴が効果的な場合などでは、霧滴される液体の吸収性を上げるために、できるだけ小さな粒子径にミスト化することが望まれる。

このように、超音波によるミスト化を利用したものとして、特許文献１や特許文献２に記載の技術がある。

特開２０１０−９４６０２号公報 実用新案登録第３１６１９９６号公報

しかしながら、複数の微細孔から液体を噴出させて超音波によるミスト化を実現する方法では、液体に含まれる成分が微細孔に詰まって固形化・結晶化する目詰まりが発生しやすく、霧滴を吐出する場合に出口を塞ぎ、或いは出にくくすることの欠陥が生じるばかりではなく、不衛生でもある。また、ネブライザー治療に用いられる装置においても、ミスト化した薬液を噴霧した後は薬液の流路に薬液が残存していることがあり、上記の欠陥が生じ、また、不衛生でもある。

特に、ミスト化する際に液体を加熱する必要がないという超音波の特長は、使用する液体が結晶化して析出する性質を持つ場合には、微細孔部分に結晶が生じて目詰まりを生じ、所望の粒子径の霧を発生できない、或いは全く霧を発生できないという問題が生じる。

また、生理食塩水などアルカリ性の成分を使用する場合は、結晶化による微細孔の目詰まりに加えて、微細孔及びその近傍の腐食が問題となる。これを避けるために、食塩成分や消毒液などの使用が制限又は禁止されている装置もある。

さらに、従来の液体を内包したアンプルでは、液体量の減少に伴って液面から超音波振動子への物理的距離が離れていくことから、ミスト化される液体が超音波振動子に届かずに使用できないという問題が生じる。このため、一定方向への使用を推奨したり、傾けての使用を禁止したりしており、使用の制限に注意せざるを得ないということがある。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、使用に際する方向への制限がない全方向への使用を可能にし、超音波を利用して薬液等の液体を霧状にミスト化して噴出でき、かつ、噴出後における微細な噴射孔及びその近傍の衛生環境を整えることができる使い捨てのアンプルユニット及びアンプルユニットの使用方法並びに当該アンプルユニットを用いた超音波振動式ミスト発生装置を提供することにある。

以上のような課題を解決するために、本発明は、以下のものを提供する。

（１） 筒状のアンプルの長手方向に垂直な隔壁が設けられ、前記隔壁を介した隣接する部屋に異種の液体を分離して内包したアンプルユニットであって、前記液体は複数の細孔を有する吸水体に含浸されており、異種の液体を別個に含浸した吸水体が、前記隔壁を介した隣接する部屋に配置されていることを特徴とするアンプルユニット。

本発明によれば、異種の液体が隔壁を介した隣接する部屋に分離して内包していることから、異種の液体を使用する際にアンプルを交換する手間を省くことができる。異種の液体を別時に使用する場合や同時に混合して使用する場合に対応できる。例えば、一方の液体を薬液とし、他方の液体を殺菌液又は洗浄液としておけば、薬液を使用した後、アンプルを交換することなく殺菌液又は洗浄液を使用可能となり、殺菌や洗浄が容易かつ確実となる。

また、本発明によれば、液体は吸水性繊維材、スポンジや焼結体のような多孔質素材といった吸水体に含浸されて隔壁を介した隣接する部屋に配置されていることから、液体そのものを内包するよりも利便性に富み、液体漏れの発生も抑制することができる。特に、吸水体は複数の細孔を有しており、毛細管現象によって細孔内を液体が流れることができることから、液面からの物理的距離に依存することなく、また上下反転しても、使用することができる。

（２） 前記アンプルの内壁面は、前記吸水体に当接する当接領域と、前記当接領域よりも外側に位置し、前記吸水体との隙間を形成する間隙領域と、を有することを特徴とするアンプルユニット。

本発明によれば、アンプルユニットの内壁面に吸水体との隙間を形成する間隙領域を有することから、間隙領域に空気を逃がすことができる。吸水体に含浸された液体が減った分空気がアンプル内に取り込まれて流入することとなるが、流入する空気を吸水体に取り込まずに間隙領域に逃がすことで、吸水体内での液体の流路を確保することができる。また、一度吸水体内に流入した空気を間隙領域に逃がすことで、吸水体内での液体の流路を確保することができる。

（３） 長手方向の一端には、前記隔壁を破壊可能な押上栓が取り付けられていることを特徴とするアンプルユニット。

本発明によれば、隔壁を破壊可能な押上栓が取り付けられていることから、異種の液体を別時に使用する場合は、一方の液体を使用後、隔壁を破壊して他方の液体を使用でき、同時に使用する場合は、隔壁を破壊して一方の液体と他方の液体とを混合して使用できる。

（４） 前記押上栓は、前記アンプルの内壁に沿って摺動可能な栓部と、前記栓部の摺動に連動し、前記隔壁を接触して破壊する突起部と、を有することを特徴とするアンプルユニット。

本発明によれば、栓部がアンプルの外周面上を摺動することで押上栓全体を押し上げることが可能となっており、この摺動に連動して突起部も押し上げられることから、突起部が隔壁に接触して、隔壁の破壊を可能としている。

（５） 前記突起部は、長手方向に沿って内部に貫通溝が形成された中空状であって、長手方向と垂直に前記貫通溝と連通する連通溝が形成されていることを特徴とするアンプルユニット。

本発明によれば、長手方向に沿って貫通溝が形成され、長手方向と垂直に連通溝が１つ或いは複数離間して形成されていることから、突起部に接する液体の連通溝を通じた貫通溝への流路を形成することができる。

（６） 前記当接領域及び前記間隙領域は、前記隔壁を介した隣接する部屋の双方に有することを特徴とするアンプルユニット。

本発明によれば、隔壁を介した隣接する部屋の双方に当接領域及び間隙領域を有することから、それぞれの部屋において流入する空気を吸水体に取り込まずに間隙領域に逃がすことで、吸水体内での液体の流路を確保することができる。また、それぞれの部屋において一度吸水体内に流入した空気を間隙領域に逃がすことで、吸水体内での液体の流路を確保することができる。これは、隔壁を破壊してそれぞれの液体を使用する場合のみならず、隔壁を破壊することなくそれぞれの液体を使用する場合にも有効に機能する。

（７） 筒状のアンプルの長手方向に垂直な隔壁が設けられ、前記隔壁を介した隣接する部屋に異種の液体を分離して密封内包しており、前記液体は複数の細孔を有する吸水体に含浸され、異種の液体を別個に含浸した吸水体が、前記隔壁を介した隣接する部屋に配置されているアンプルユニットの使用方法であって、液体としての薬液が内包されている部屋の密封を開放して薬液を使用した後、長手方向の上下を反転させて、液体としての洗浄液が内包されている部屋の密封を開放して洗浄液を使用することを特徴とするアンプルユニットの使用方法。

本発明によれば、薬液を使用した後に長手方向の上下を反転させて洗浄液の使用を可能にしたことから、使用者の簡便な操作によって殺菌や洗浄が容易かつ確実となる。従来、液体そのものが内包されたアンプルでは上下を反転させることや反転して使用することが困難であったが、液体を含浸した吸水体を用いることによってこれらを可能としている。

（８） 薬液及び洗浄液を内包するアンプルが長手方向の一端から筐体内に挿入されて所定の位置で位置決め可能であり、微細孔を有する超音波振動子による超音波振動によってミストを発生する超音波振動式ミスト発生装置であって、前記薬液のミストを発生した後に、前記薬液が通過した流路を前記洗浄液が通過することで装置内の洗浄を可能にしたことを特徴とする超音波振動式ミスト発生装置。

本発明によれば、超音波振動によって霧状にされた液体をミスト化して大気に噴出することができる。薬液及び洗浄液の液体を内包するアンプルは、長手方向の一端から筐体内に挿入されて位置決めされ、使用後はアンプルを長手方向の一端から筐体外に取り外して使用済みのアンプルだけを廃棄し、未使用の新しいアンプルを再び挿入することができる。ここで、アンプル交換の際には、薬液が通過した流路を洗浄液が通過することでミスト発生装置内の洗浄を可能にしたことから、汚染や腐食防止のための洗浄に別途の手間をかけるという負担がない。

従来、洗浄の手間は薬液の使用と全く同じ操作を繰り返すことが必要であり、これは利用者にとって非常に面倒な手間で、実際には洗浄の作業が行われることがほとんどなく、装置普及の障壁となっていたが、薬液及び洗浄液を内包するアンプルによって、洗浄を容易に行うことで装置の性能の維持を図り、ひいては装置の活用と普及に貢献することができる。

ここで、薬液をミスト化して発生させた後、アンプルを交換することなく洗浄液による洗浄が可能となる。汚染や腐食はミスト化された薬液の出口付近に生じやすく、薬液の結晶化による出口の目詰まりを防ぐことが確実となり、また、出口付近の殺菌や洗浄が容易かつ確実となる。薬液の溶解物(溶質)が結晶化しやすい場合など、その薬液が触れた部分において、溶媒が気化した後には、固化した溶質が残ることから、間違いなく吐出部の細孔を目詰まりさせたり、薬液の流路を塞いでしまう事により、薬液の霧化が出来なくなる。薬液の使用直後、出来る限り間をおく事なく洗浄を行うことができる。

（９） 薬液及び洗浄液を内包するアンプルが長手方向の一端から筐体内に挿入されて所定の位置で位置決め可能であり、前記アンプルの先端部と対向し、超音波振動によってミストを発生する超音波振動子を有する圧電素子と、前記圧電素子の側面を覆い、超音波振動による反射波の発生を抑制する圧電素子キャップと、前記筐体の内壁に固定され、前記圧電素子から発生するミストを大気に噴出可能な噴出口を有する圧電素子キャップ固定部と、上部及び下部が連通して開口された中空円筒状の圧電素子キャップ受け部と、を有し、前記圧電素子キャップ受け部は、その上部開口に前記圧電素子キャップが収容され、その下部開口に前記アンプルの先端側が収容されることを特徴とする超音波振動式ミスト発生装置。

本発明によれば、圧電素子キャップが収容され、アンプルの先端側が収容される圧電素子キャップ受け部は、圧電素子キャップ及びアンプルの位置決めを可能としており、圧電素子キャップに収容された圧電素子とアンプルとの位置関係を適切に維持して、薬液及び洗浄液のミスト化を実現可能にしている。圧電素子とアンプル先端の薬液の出口が近接せずに空間を持ちすぎた場合に、霧化が適切に出来ない事態が発生したり、空焚きにより圧電素子の破損に至る場合もあるが、本発明によればこれらを防止することができる。

（１０） 前記圧電素子キャップ受け部の前記下部開口の側壁面と、前記筐体の長手方向の一端側に形成されている前記筐体内の側壁面とは、前記アンプルの筐体内への挿入を案内するガイドレールとして機能することを特徴とする超音波振動式ミスト発生装置。

本発明によれば、圧電素子キャップ受け部の下部開口の側壁面は、アンプルの筐体内への挿入を案内するガイドレールとして機能する。また、筐体の長手方向の一端側に形成されている筐体内の側壁面も、アンプルの筐体内への挿入を案内するガイドレールとして機能する。アンプルを筐体内へ挿入するガイドレールを有することから、利用者が適切な位置にアンプルを挿入することができる。

本発明の超音波振動式ミスト発生装置によれば、薬液及び洗浄液を内包するアンプルを使用することで、薬液で浸された部分を洗浄液で洗浄可能にしたことから、汚染や腐食を防止でき、衛生面を担保することができる。

また、本発明のアンプルユニットによれば、異種の液体を分離して内包し、アンプルを交換する手間を省いて異種の液体を使い分けることができることから、一方の液体を薬液とし、他方の液体を殺菌液又は洗浄液としておけば、薬液を使用した後、アンプルを交換することなく殺菌液又は洗浄液を使用可能となり、殺菌や洗浄が容易かつ確実となる。

さらに、本発明の超音波振動式ミスト発生装置及びアンプルユニットによれば、適切な洗浄を実施することから、装置をこれまで以上に長期間安定して使用することを可能にする。また、適切な洗浄を実施することは、性質の異なる薬液の使用を可能にもする。

本発明の実施の形態に係るアンプルを備えた超音波振動式ミスト発生装置を示す全体組立断面図。 本発明の実施の形態に係るアンプルを備えた超音波振動式ミスト発生装置を示す全体組立断面図。 圧電素子を示す図。 圧電素子キャップを示す図。 圧電素子キャップ受け部を示す図。 圧電素子キャップ固定部を示す図。 本体ケースを示す図。 制御用電子回路基板を示す図。 アンプル（及びアンプルユニット）を示す図。 アンプル（及びアンプルユニット）を示す図。 アンプルの側面部を示す図。 薬液及び洗浄液の内包例を示す図。 押上栓を示す図。 押上栓の突起部の断面を示す図。 押上栓の例を示す図。 複数の突起部の態様を示す図。 本発明の実施の形態に係るアンプル（及びアンプルユニット）を備えた超音波振動式ミスト発生装置を示す全体組立図。 アンプルを示す図。 アンプル（及びアンプルユニット）を示す図。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１及び図２は、本発明の実施の形態に係るアンプルユニット５を備えた超音波振動式ミスト発生装置を示す全体組立断面図であり、図１は使用前の状態を、図２は使用中の状態を示している。

超音波振動式ミスト発生装置は、圧電素子１（符号１１，１２，１３）、圧電素子キャップ２、圧電素子キャップ受け部３、圧電素子キャップ固定部４、本体ケース８、基板固定用スペーサー、固定用ネジ、制御用電子回路基板１０、蓋１５で構成され、薬液６及び洗浄液７を内包したアンプルユニット５を備えている。アンプルユニット５には上部に薬液６が下部に洗浄液７が内包され、これらの液体は隔壁５３によって物理的に隔離されているが、この隔壁５３を破壊することで下部の洗浄液７を上部に流入させる（図２参照）。なお、隔壁５３を破壊することなく、アンプルユニット５の上下を逆にして、圧電素子１と薬液６とが近接している状態から圧電素子１と洗浄液７とが近接している状態にすることによっても、使用可能である。薬液６としては、点眼薬や経鼻薬など、その用途に応じたものを適宜使用可能であり、洗浄液７としては、超純水，エタノール水のような殺菌性や揮発性に優れた液体を使用可能である。

なお、本明細書中では、アンプル５，５’とアンプルユニット（例えば、薬液６と洗浄液７とを内包した隔壁５３が設けられているアンプル５）を総称してアンプル５，５’と記し、特に区別しない限り、アンプル５，５’にはアンプルユニットが概念上含まれるものとする。

超音波振動式ミスト発生装置の使用前は本体ケース８の上部に蓋１３が装着されており、蓋１３を取り外して使用する（図１→図２）。使用態様としては、薬液６を超音波振動子によりミスト化して大気に噴出させた後、洗浄液７によって流路を洗浄したり圧電素子１を洗浄液７で洗浄したりする方法や、薬液６を第１の薬液とし、洗浄液７に代えた第２の薬液をアンプル５に内包しておき、第１の薬液を超音波振動子によりミスト化して大気に噴出させた後、アンプルを交換することなく第２の薬液を超音波振動子によりミスト化して大気に噴出させる方法や、使用の際に第１の薬液及び第２の薬液を混合し、混合薬液を超音波振動子によりミスト化して大気に噴出させる方法などが挙げられる。

図３は、超音波振動子を有する圧電素子１を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面断面図、（Ｃ）は底面図である。

圧電素子１は、外周円部１２と薄板円盤状体１３との２層構造であり、薄型円盤状体１３と外周円部１２とを接着して固定し、外周円部１２が超音波振動子として機能する。薄板円盤状体１３の中心近傍は垂直方向に一定の曲率を持って突出した凸部１１が形成され、凸部１１には複数の微細な噴射孔が垂直方向に貫通して形成されている。凸部１１の裏面は薬液６の先端と当接又は近接する。外周円部１２の表裏面は電極として機能し、正負の電圧が印加されて電極間に電界又は磁界を発生させることで振動する。アンプル５内の液体は微細孔を通じて毛細管現象により浸潤され、外周円部１２から薄板円盤状体１３に伝搬される超音波振動によってキャピラリー波が液体表面に発生することで、液体が細かい粒子となってミスト化され、ミスト化された液体が大気に噴出される。

図４は、圧電素子キャップ２を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面断面図、（Ｃ）は底面図である。

圧電素子キャップ２は、上部及び下部が連通して開口され周面が断面コの字状で形成された中空円盤状を呈しており、シリコンゴム等の弾性樹脂で構成される。開口上部２１の径は圧電素子１の内周円部１１と略同一、開口下部２２の径はアンプル５の先端部と略同一であり、それぞれの径は異なっている。圧電素子キャップ２の周面の断面コの字状は、異なる径に合わせて形成され、図４では、上面の辺が短く、下面の辺が長い略コの字を呈しており、外周面を覆うようにして圧電素子１の側面を固定している。また、圧電素子キャップ２の上部は開口上部２１に連なる切欠部２３が形成され、下部は開口下部２２とは独立した切欠部２４が周面に形成されており、切欠部２３，２４は超音波振動子と制御用電子回路基板とをつなぐ配線を通す接続スペースとして機能する。

圧電素子キャップ２は、圧電素子１の超音波振動子を完全に被覆するとともに、断面略コの字状の下部を長辺として下部電極の外周面に伝達される振動を吸収することから、超音波振動によるノイズを抑制することができる。また、圧電素子キャップ２によりアンプル５と圧電素子１との間に液漏れが生じないようにしている。

図５は、圧電素子キャップ受け部３を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面断面図、（Ｃ）は底面図、（Ｄ）は側面図である。

圧電素子キャップ受け部３は、上部及び下部が連通して開口された中空円筒状を呈しており、上部開口３１に圧電素子キャップ２が収容され、下部開口３２にアンプル５の先端側が収容される。上部開口３１は、少なくとも圧電素子キャップ２を収容可能に長手方向上方に延伸しており、図１では圧電素子キャップ固定部４の固定穴４４ａまで延伸している。下部開口３２は、少なくともアンプル５の先端側を収容可能に長手方向下方に延伸している。下部開口３２の側壁面３３は、アンプル５の側面と係合する係合凹部３３ａ，３３ｂが形成されており、側壁面３３はアンプル５の先端側を導くガイドレールとして機能しつつ、係合凹部３３ａ，３３ｂによって所定の位置におけるアンプル５の位置決めが行われ、アンプル５が固定される。

また、圧電素子キャップ受け部３の外周面３４は、圧電素子キャップ固定部４の内壁面と当接して係合する係合凹部３４ａ，３４ｂが形成されており、係合凹部３４ａ，３４ｂによって所定の位置における圧電素子キャップ固定部４との位置決め及び固定が行われる。

また、圧電素子キャップ受け部３は、上部及び下部の連通開口とは別に、連通孔３５が形成されており、制御用電子回路基板１０に接続されるケーブル類が挿通される。また、圧電素子キャップ受け部３の外周側面には、圧電素子キャップ固定部４の係合部４５と係合して両者を連結固定するための係合部３６が形成されている。なお、図５では側壁面３３と外周面３４とは離間して形成されているが、これらは一体として連続して形成されていてもよい。

図６は、圧電素子キャップ固定部４を示す図であり、（Ａ）は正面断面図、（Ｂ）は底面図、（Ｃ）は側面断面図である。

圧電素子キャップ固定部４は、上部に噴出口４１を有する中空円筒状を呈しており、圧電素子から発生するミストを噴出口４１に放出可能な開口４２が形成されている。噴出口４１はミストを放射状に放出可能な断面逆ハの字状を呈し、噴出口４１の口を大きく広げることによって、大気に放出されるミスト化された液体が噴出口４１に衝突して液化されることを防止する。また、垂直方向に延びる外周側面４３と噴出口４１とを連接する水平肩部４４に、圧電素子キャップ受け部３の外周面３４の上端を収容して固定する固定穴４４ａが形成されている。また、外周側面４３の内壁面には、圧電素子キャップ受け部３の係合凹部３４ａ，３４ｂと係合する係合凸部４３ａ，４３ｂが形成され、外周側面４３の外壁面には、本体ケース８の係合凸部８１ｃ，８１ｄと係合する係合凹部４３ｃ，４３ｄが形成されている。また、圧電素子キャップ固定部４の側面には、圧電素子キャップ受け部３の係合部３６と係合して両者を連結固定するための係合部４５が形成されている。

図７は、本体ケース８（８ａ）を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面断面図を示している。

本体ケース８ａは、中空円筒状の筐体側面８１の内壁面には、圧電素子キャップ固定部４の外周側面４３の係合凹部４３ｃ，４３ｄと当接して係合する係合凸部８１ｃ，８１ｄが形成されており、係合凸部８１ｃ，８１ｄによって所定の位置における圧電素子キャップ固定部４との位置決め及び固定が行われる。また、本体ケース８ｂの後端には、アンプル５を挿入するための開口部８３が形成され、開口部８３の側壁面８２はアンプル５の筐体内への挿入を案内するガイドレールとして機能し、アンプル５の後端側面と当接する。なお、側壁面８２は同心の半円が離間して間隙部８４が形成されており、側壁面８２は挿入されたアンプル５，５’の左右方向の動きを規制し、アンプルの端を支えるガイドの役割を果たす。

本体ケース８ａ内には制御用電子回路基板１０が設けられる。制御用電子回路基板１０が四角形の場合は、下部に形成された基板固定部８５ａ，８５ｂにネジ留めして配置される。また、制御用電子回路基板１０が円盤形の場合は、図示しない筐体側面８１の内壁面に形成された上下２段の基板固定部の各々にネジ留めして配置される。

図８は、制御用電子回路基板１０（１０ｂ）を示す図であり、（Ａ）は円盤形の場合の平面図、（Ｂ）は円盤形の場合の断面図である。なお、制御用電子回路基板１０に供給される電源は、外部からコネクター接続によって得ることも、種々の電池を内蔵させて得ることも可能であり、内蔵電池による場合には本体ケース８ａの筐体内に電池収容スペースが設けられる。

円盤形の制御用電子回路基板１０ｂは、ネジ留め用の貫通孔１０ｂ_１と、アンプル５を挿通する挿通孔１０ｂ_２が形成されている。

図９及び図１０は、アンプル５，５’（及びアンプルユニット）を示す図であり、（Ａ）はアンプル５，５’の正面断面図、（Ｂ）は薬液６及び洗浄液７を内包したアンプルユニットをそれぞれ示している。

アンプル５，５’は、中空円筒状を呈する側面部５１の外壁面に係合凸部５１ａ，５１ｂが形成されており、圧電素子キャップ受け部３の係合凹部３３ａ，３３ｂと５１ａ，５１ｂとの係合によって所定の位置における位置決めが行われる。この位置決めによって薬液６と圧電素子１との相対的位置が決定され、設計上、ミスト化を適切に行え、かつ、空焚きによる圧電素子１の破損を防止するように規定される。

また、アンプル５，５’の後端は開口された後端開口部５２が形成され、押上栓５７によって後端開口部５２が封止される。後端開口部５２の内壁面は螺旋状の溝が形成されており、押上栓５７との位置をネジによって調整することができる。また、アンプル５，５’の先端は開口可能な先端開口部５４が形成されている。図９に示すアンプル５では、密封用の密封栓５８が内挿され、先端開口部５４の上部に一体形成されたキャップ５５によって封止されており、図１１に示すアンプル５’ではネジ式キャップ５６によって封止されている。

キャップ５５は後端側面の周面上に切欠き部５５ａが形成されていることから、切欠き部５５ａに応力を加えてキャップ５５を折り曲げることでアンプル５から容易にキャップ５５を切断することができ、内包された薬液６の使用が可能となる。

また、内壁面に螺旋溝が形成されているネジ式キャップ５６はネジを緩める方向に回転してアンプル５’の先端に位置するネジ穴から容易に取り外すことができ、内包された薬液６の使用が可能となる。

なお、薬液６と洗浄液７との間には隔壁５３が設けられていることから、洗浄液７をアンプル５，５’の先端に到達させるためには隔壁５３を破壊するか、或いはアンプル５，５’の上下を反転させる必要がある。隔壁５３は、アンプル５，５’の側面部５１に設けられていても、薬液６と洗浄液７とのユニットを構成する一部として設けられていてもよい。

アンプル５，５’の薬液６が位置する側面部５１の内壁面には、空隙領域にあたる空隙部５１ｃが、長手方向に沿って複数離間して形成されている（図１１参照）。これは、霧化することにより液体が減った分空気がアンプル内に入るが、その空気分をアンプル内に取り込むスペースとして機能する。吸水体に流入する空気が残存すれば薬液の流路を阻止してしまい、液体が圧電素子１にまで辿り着かない可能性があるが、流入する空気を空隙部５１ｃによって吸収することで、液体が吸い上げられる機能を維持している。

図１２は、薬液６及び洗浄液７の内包例を示す図である。

薬液６及び洗浄液７は、外皮を不織性繊維材６ａ，６ｂで内部を吸水性繊維材又は多孔質素材等の吸水体６ｂ，７ｂで構成し、吸水体６ｂ，７ｂに薬液６又は洗浄液７を含浸することで内包する。吸水体６ｂ，７ｂは、細い繊維の束或いは多孔質状の素材を利用することで、装置を上下反転させても、圧電素子１に確実に液体を誘導することができる。なお、繊維材又は多孔質材に薬液６及び洗浄液７を含浸するのではなく、薬液６及び洗浄液７をそのまま内包した形態であってもよく、また、液体をそのまま内包したものと繊維材に含浸させた形態であってもよい。薬液６及び洗浄液７をアンプル５，５’内に配置するに際しては、両液体を隔離する隔壁５３が設けられる。

図１３は、押上栓５７を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は底面図である。

押上栓５７は、隔壁５３を接触して破壊するための突起部５７ａと、アンプル５，５’の後端開口部５２を当接して封止する栓部５７ｂと、を有している。突起部５７ａの先端は、薬液６の使用時には隔壁５３に達していないが（図９（Ｂ）、図１０（Ｂ）参照）、栓部５７ｂを上方に押し上げることで隔壁５３を貫通して破壊する（図２参照）。

栓部５７ｂは、アンプル５，５‘の後端開口部５２の側面を摺動する円柱状の栓部本体５７ｂ_１と、栓部本体５７ｂ_１を摺動して押し上げる際に指で摘む摘み部５７ｂ_２と、で形成されており、アンプル５，５‘の後端開口部５２の幅員が途中で狭くなっていることから、栓部本体５７ｂ_１の摺動を規制している。

栓部５７ｂの径はアンプル５，５’の径（上端開口部５４の径）と同一であるが、栓部５７ｂの外側に設けられた摺動部５７ｃは後端開口部５２の径と同一であり、アンプル５，５’の内壁に沿って摺動である。

図１４は、押上栓５７の突起部５７ａの断面を示すＢ−Ｂ拡大断面図であり、突起部５７ａは、長手方向に沿って内部に貫通溝５７ａ_１が形成された中空状であって、長手方向と垂直に貫通溝５７ａ_１と連通する連通溝５７ａ_２が離間して複数形成されている。図１４では、連通溝５７ａ_２が同一平面上に４つ離間して設けられている態様を示しているが、このような連通溝５７ａ_２が長手方向に複数形成されており、押上栓５７の突起部５７ａと接触している洗浄液７は貫通溝５７ａ_１及び連通溝５７ａ_２を介してアンプル５，５’の先端に到達する。

図１５は、押上栓５７の例を示す図であり、突起部の複数の態様を示している。また、図１６は、隔壁５３を破壊する例として複数の突起部の態様を示している。

図１５（Ａ）は、突起部５７ａを１本又は複数本の針状体とする例であり、最も単純である。なお、針の形状は円錐状であっても角錐状であってもよく、先端が尖っていなくてもよく、隔壁５３を物理的に破壊可能であればよい。

図１５（Ｂ）は、突起部５７ａ’の内部に流路を形成し、さらに側面と流路とを連通する連通孔を形成して、連通孔及び流路を通じての液体の流れをより効果的にするものである。１本の針に１つ又は複数の流路を形成することが可能である。

図１６は、貫通孔を有する中空の突起部５７”を複数設けて隔壁を破壊し、複数の貫通孔が流路となって液体の流れをより効果的にするものである。この場合も、突起部５７”は円錐状であっても角錐状であってもよく、先端が尖っていなくてもよく、隔壁５３を物理的に破壊可能であればよい。

図１７は、アンプル５，５’を備えた超音波振動式ミスト発生装置を示す全体組立図であり、太矢印右側に全体の外観を、太矢印左側に組立の様子を示している。

圧電素子１は薄型円盤状体１３と中空の外周円部１２とを接着固定して構成され、圧電素子キャップ２の所定位置に圧電素子１が組み込まれた状態で、圧電素子キャップ受け部３の所定位置に収容され、その後、圧電素子キャップ受け部３と圧電素子キャップ固定部４とが所定位置で係合される。圧電素子１、圧電素子キャップ２、圧電素子キャップ受け部３及び圧電素子キャップ固定部４が位置決めされて固定された状態では、使用者は基本的にこれらを分解する必要はない。

薬液６及び洗浄液７を内包したアンプル５，５’は、使用前はネジ式キャップ５６によって先端が封止されていることから、ネジ式キャップ５６を取り外して使用する。ネジ式キャップ５６を取り外したアンプル５，５’は、圧電素子キャップ受け部３の下端から挿入して先端を位置決めするとともに、本体ケース８の先端から挿入して後端を位置決めする。なお、使用しない場合には、蓋１５を先端に取り付ける。

図１７に示すアンプル５，５’は隔壁５３を破壊するための押上栓５７が取り付けられていることから、薬液６を使用後に全体を組立てた状態で押上栓５７を押し上げて隔壁５３を破壊することにより、洗浄液７の使用を可能にしている。

一方、隔壁５３を破壊することなく薬液６と洗浄液７の上下を反転して逆にすることでも、薬液６を使用後に洗浄液７の使用が可能である。例えば、図１８に示すように、アンプル５”には隔壁５３を介して隣接する上下の部屋のそれぞれに係合凸部５１ａ，５１ｂ及び空隙部５１ｃが形成されており、圧電素子キャップ受け部３と本体ケース８との係合を解除して分解し、アンプル５，５’を圧電素子キャップ受け部３から一旦取り外して上下を逆にした後、再びアンプル５，５’を圧電素子キャップ受け部３に取り付けて、圧電素子キャップ受け部３と本体ケース８とを係合して使用する。

この場合のアンプル５”の一例を図１９に示しており、長手方向の両端に切断可能なキャップ５５が設けられ、先端開口部５４側のキャップ５５を切断して密封を開放して薬液６を使用した後、アンプル５”の上下を反転させて後端開口部５２側のキャップ５５を切断して密封を開放して洗浄液７を使用する（図１９（Ａ））。また、長手方向の両端にネジ式キャップ５６が設けられ、先端開口部５４側のネジ式キャップ５６を取り外して密封を開放して薬液６を使用した後、アンプル５”の上下を反転させて後端開口部５２側のネジ式キャップ５６を切断して密封を開放して洗浄液７を使用する（図１９（Ｂ））。

なお、先端開口部５４側と後端開口部５６側のキャップ５５又はネジ式キャップ５６の種類や色を異ならせることで、薬液を使用してからでないと洗浄液を使用できないようなアンプル構造としておき、使用者が上下の方向を誤って薬液と洗浄液を取り違えることを防ぐことができる。例えば、先端開口部５４側のキャップ５５又はネジ式キャップ５６を後端開口部５６側のキャップ５５又はネジ式キャップ５６よりも大きくしたり、先端開口部５４側と後端開口部５６側とキャップ５５又はネジ式キャップ５６とのペアによって開口部８３に嵌らない形状にしたりするなど、先端開口部５４側にキャップ５５又はネジ式キャップ５６が取り付けられた状態で開口部８３に挿通されないように規定すれば、先端と後端を取り違えて使用することはない。

アンプル５，５’を用いた薬液６のミスト発生の際には、薬液６が浸含された吸水体の先端が圧電素子１に当接又は近接した状態で超音波振動を起こすと、凸部１１の微細な噴射孔を通じて薬液６が細かい粒子となってミスト化され、ミスト化された薬液が大気に噴出される。また、吸水体６ｂに浸含された薬液６は複数の細孔による毛細管現象によって先端に吸い上げられていくことから、アンプル５，５’の傾きに関係なく薬液６を圧電素子１に供給して、ミスト化された薬液が大気に噴出される。

次に、洗浄液７を使用する際には、隔壁５３を破壊して、洗浄液７を薬液６が浸含されていた吸水体６ｂに供給する。隔壁５３を破壊するには、隔壁５３手前の吸水体７ｂ側に位置する突起部５７ａを栓部５７ｂを操作することにより押し上げて、突起部５７ａを吸水体６ｂ側に位置させる。後端開口部５２の内壁面に形成された螺旋状の溝と摺動部５７ｃのネジにより押上栓５７との位置が決定され、ネジを締める方向に栓部５７ｂを回転操作することで突起部５７ａを押し上げて位置決めすることができる。

突起部５７ａの先端によって隔壁５３を破壊した後、突起部５７ａに形成されている貫通溝５７ａ_１及び連通溝５７ａ_２を介して吸水体７ｂに浸含されている洗浄液７を吸水体６ｂに供給することができる。洗浄液７が供給された吸水体６ｂは複数の細孔による毛細管現象によってアンプル５，５’の先端に吸い上げられていくことから、アンプル５，５’の傾きに関係なく洗浄液７を圧電素子１に供給して、圧電素子１の凸部１１の微細な噴射孔やその近傍の洗浄を行うことができる。

本発明に係る超音波振動式ミスト発生装置及びアンプルによって、洗浄を容易に行うことで装置の性能の維持を図り、ひいては装置の活用と普及に貢献することができるものとして有用である。

１ 圧電素子
２ 圧電素子キャップ
３ 圧電素子キャップ受け部
４ 圧電素子キャップ固定部
５，５’ アンプル
５３ 隔壁
６ 薬液
７ 洗浄液
８ 本体ケース
１０ 制御用電子回路基板
１５ 蓋

Claims (10)

1. 筒状のアンプルの長手方向に垂直な隔壁が設けられ、前記隔壁を介した隣接する部屋に異種の液体を分離して内包したアンプルユニットであって、
   前記液体は複数の細孔を有する吸水体に含浸されており、
   異種の液体を別個に含浸した吸水体が、前記隔壁を介した隣接する部屋に配置されていることを特徴とするアンプルユニット。
2. 前記アンプルの内壁面は、
   前記吸水体に当接する当接領域と、
   前記当接領域よりも外側に位置し、前記吸水体との隙間を形成する間隙領域と、
   を有することを特徴とする請求項１記載のアンプルユニット。
3. 長手方向の一端には、前記隔壁を破壊可能な押上栓が取り付けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のアンプルユニット。
4. 前記押上栓は、
   前記アンプルの内壁に沿って摺動可能な栓部と、
   前記栓部の摺動に連動し、前記隔壁を接触して破壊する突起部と、
   を有することを特徴とする請求項３記載のアンプルユニット。
5. 前記突起部は、長手方向に沿って内部に貫通溝が形成された中空状であって、
   長手方向と垂直に前記貫通溝と連通する連通溝が形成されていることを特徴とする請求項４記載のアンプルユニット。
6. 前記当接領域及び前記間隙領域は、前記隔壁を介した隣接する部屋の双方に有することを特徴とする請求項２記載のアンプルユニット。
7. 筒状のアンプルの長手方向に垂直な隔壁が設けられ、前記隔壁を介した隣接する部屋に異種の液体を分離して密封内包しており、前記液体は複数の細孔を有する吸水体に含浸され、異種の液体を別個に含浸した吸水体が、前記隔壁を介した隣接する部屋に配置されているアンプルユニットの使用方法であって、
   液体としての薬液が内包されている部屋の密封を開放して薬液を使用した後、
   長手方向の上下を反転させて、液体としての洗浄液が内包されている部屋の密封を開放して洗浄液を使用することを特徴とするアンプルユニットの使用方法。
8. 薬液及び洗浄液を内包するアンプルが長手方向の一端から筐体内に挿入されて所定の位置で位置決め可能であり、微細孔を有する超音波振動子による超音波振動によってミストを発生する超音波振動式ミスト発生装置であって、
   前記薬液のミストを発生した後に、前記薬液が通過した流路を前記洗浄液が通過することで装置内の洗浄を可能にしたことを特徴とする超音波振動式ミスト発生装置。
9. 薬液及び洗浄液を内包するアンプルが長手方向の一端から筐体内に挿入されて所定の位置で位置決め可能であり、
   前記アンプルの先端部と対向し、超音波振動によってミストを発生する超音波振動子を有する圧電素子と、
   前記圧電素子の側面を覆い、超音波振動による反射波の発生を抑制する圧電素子キャップと、
   前記筐体の内壁に固定され、前記圧電素子から発生するミストを大気に噴出可能な噴出口を有する圧電素子キャップ固定部と、
   上部及び下部が連通して開口された中空円筒状の圧電素子キャップ受け部と、
   を有し、
   前記圧電素子キャップ受け部は、その上部開口に前記圧電素子キャップが収容され、その下部開口に前記アンプルの先端側が収容されることを特徴とする超音波振動式ミスト発生装置。
10. 前記圧電素子キャップ受け部の前記下部開口の側壁面と、前記筐体の長手方向の一端側に形成されている前記筐体内の側壁面とは、前記アンプルの筐体内への挿入を案内するガイドレールとして機能することを特徴とする請求項９記載の超音波振動式ミスト発生装置。
    

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