JP4627766B2 - 噴霧器 - Google Patents

Description

本発明は噴霧器に関する。より詳細には、本発明は、騒音を低減し、且つノズル板の使用寿命を向上させることにより動作周波数の偏りを回避して霧化効率を向上させることのできる噴霧器に関する。

現在市販されている噴霧器には、圧力式と機械振動式の２種類がある。前者は圧力差を利用して液体を霧化させることにより、霧化量が大きいという効果を得ることができるが、粒子が大きい、圧力を上昇させる機器が必要である、騒音が比較的大きい等の欠点がある。医療用噴霧器においては、それほど多大な霧化量を必要としないが、粒子の大きさに対する要求が非常に重視されているため、圧力式の噴霧器は徐々に医療用途に適さなくなってきている。近年の医療用噴霧器は、機械振動式が主となり、その大部分は圧電材料が発生させる超音波振動により液体を霧化している。しかしながら、この霧化方式にも欠点があり、例えば消費電力が大きい、霧を送るためにファンを必要とする等の問題がある。

また圧電材料を用いた噴霧器においては、上述の超音波による霧化方式以外にも、ノズル板の使用を組み合わせた噴霧器がある。ノズル板を加えることにより、使用する電力エネルギーを大幅に減少させることができ、且つ口径の作用を利用して粒子の大きさを制御することができる。現在の関連特許或いは製品は大まかに二つのタイプに分けることができる。一つは圧電材料の振動により液体をノズル孔から押し出して霧を形成するタイプである。もう一つは、圧電材料によりノズル板を振動させて自動的に液体を押し出させ、その液体がノズル孔から排出された際に霧を形成するタイプである。前者は、小粒子の霧滴を発生させ、比較的大きなエネルギーで圧電材料の振動を励起し、液体を押し出して霧化することができる。効果においては、後者よりもやや劣る。後者においては、ノズル板が能動振動子であるため、疲労し易いという問題が発生する。例えば、液体が無くなった状態で振動したときに騒音が発生すると、ノズル板の振動面積が大きいためにその使用寿命が低下し易い、液体が無い状態で振動した後の動作周波数に偏りが発生する、霧化効率が低下する等の問題がある。

一般的な能動的振動子を有する霧化装置の噴霧器６０は、図６に示すように振動子７０及びノズル板８０を備える。ノズル板８０を振動子７０により振動させることにより、ノズル板８０が振動によって液体を押し出し、液体はノズル孔８１から排出されて霧を形成する。

しかしながらこの霧化の過程において、ノズル板は振動子に接着されているため、振動させたときにノズル板全体が一緒に振動する。よって、ノズル板の振動面積が大きいため、ノズル板が疲労し易いという問題を生じる。また同時に、ノズル板の負荷も増大するため、霧化効率が低下する。

したがって、使用寿命を延ばすとともに霧化効率を向上させるために、且つ動作周波数の偏りを回避するために、霧化の過程において如何にしてノズル板の振動面積を減少させるかが、当該産業において非常に解決を待たれている問題である。

本発明の目的は、騒音を低減した噴霧器を提供することにある。
本発明の別の目的は、ノズル板の使用寿命を向上させる噴霧器を提供することにある。
本発明の別の目的は、動作周波数の偏りを回避する噴霧器を提供することにある。

さらに本発明の別の目的は、霧化効率が向上する噴霧器を提供することにある。

上述の目的を達成するため、収容空間及びスルーホールを備えた液体を霧化するための霧化装置に用いられる本発明の噴霧器は、前記スルーホールに対応する第１貫通孔を有する振動子と、前記第１貫通孔に対応する複数のノズル孔を有し、且つ前記振動子に連結されるノズル板と、前記ノズル板の複数のノズル孔に対応する第２貫通孔を有し、且つ前記ノズル板に連結されてノズル板を前記振動子と固定素子との間に固定する固定素子とを備え、且つ組立後の振動子、ノズル板及び固定素子を霧化装置の収容空間内に設置し、前記振動子により振動エネルギーを発生させることにより液体を前記ノズル板のノズル孔を介して霧化させる。
本発明の一実施形態は、スルーホールを備えた液体を霧化させるための霧化装置に用いる噴霧器であって、弾性体を具備し、且つ前記スルーホールに対応する第１貫通孔を有する振動子と、前記第１貫通孔に対応する複数のノズル孔を有し、且つ前記振動子に連結されて前記弾性体を前記振動子とノズル板との間に設置するノズル板と、前記ノズル板の複数のノズル孔に対応する第２貫通孔を有し、且つ前記ノズル板に連結されて前記ノズル板を前記振動子と固定素子との間に固定する固定素子とを備え、且つ組立後の振動子、ノズル板及び固定素子を前記霧化装置の収容空間内に設置することにより、液体を前記ノズル板のノズル孔を介して霧化させ、前記ノズル板は接着剤により前記振動子及び固定素子の間に固定され、前記第２貫通孔の口径が前記第１貫通孔の口径よりも小さいことを特徴とする、噴霧器を提供する。

上述の目的を達成するため、収容空間及びスルーホールを備えた液体を霧化させるための霧化装置に用いられる本発明の別の噴霧器は、弾性体を具備し、且つ前記スルーホールに対応する第１貫通孔を有する振動子と、前記第１貫通孔に対応する複数のノズル孔を有し、且つ前記振動子に連結されて前記弾性体を前記振動子とノズル板との間に設置するノズル板と、前記ノズル板の複数のノズル孔に対応する第２貫通孔を有し、且つ前記ノズル板に連結されて前記ノズル板を前記振動子と固定素子との間に固定する固定素子とを備え、且つ組立後の振動子、ノズル板及び固定素子を前記霧化装置の収容空間内に設置し、前記振動子により振動エネルギーを発生させることにより液体を前記ノズル板のノズル孔を介して霧化させる。

霧化装置の本体は、霧化させる液体を前記タンク内に注入するための注水口を備えることができ、且つ前記振動子は圧電シートである。前記固定素子は、プラスチック材料で形成される。

前記弾性体はプラスチック材料からなる。前記ノズル板は、接着剤により前記振動子及び固定素子の間に固定される。
前記振動子は、前記スルーホールに対応する箇所に第１貫通孔を有する。前記ノズル板は、前記第１貫通孔に対応する箇所に複数のノズル孔を有する。前記固定素子は、前記複数のノズル孔に対応する箇所に第２貫通孔を有する。前記第２貫通孔の口径は、前記第１貫通孔の口径よりも小さくなっている。

前記第２貫通孔は、碗形、角丸形状或いは面取り形状のうちいずれかの形状を有している。

以下、本発明の実施例を示す添付図面に基づき説明するが、当業者であれば本明細書に記載される発明を改変して、本発明の機能及び効果を得ることができることは理解されたい。本明細書における説明は、当業者に対して本発明の概要を開示するものであり、その内容によって本発明の範囲が限定されるものではないことを理解されたい。

図１は、本発明の霧化装置に用いられた噴霧器の分解斜視図である。本発明の噴霧器２０は、振動子３０、ノズル板４０、及び固定素子５０を備える。霧化装置１００は本体１０を備える。本体１０は、霧化される液体（図示しない）を収容するタンク１１を備える。本体１０の片側には、収容空間１２及びスルーホール１３が設けられている。本発明の噴霧器２０は、本体１０の収容空間１２内に設置される。

本体１０は更に、霧化される液体をタンク１１内に注入するための注水口１４を備える。継続的に霧化を行いたい場合、例えば室内湿度の調節を行う場合には、注水口１４に液体を継続的に供給する液体供給源に接続することにより、霧化装置１００を長時間作動させることができる。必要に応じてタンク１１の空間の大きさを調整することにより、霧化される液体を適量貯蔵することができる。医療用途において、独立した霧化装置１００を患者に携帯させることができる。

振動子３０は、スルーホール１３に対応する第１貫通孔３１を具備する。本実施例においては、前記振動子３０は圧電シートであり、振動エネルギーを提供する。
ノズル板４０には第１貫通孔３１に対応する複数のノズル孔４１が設けられており、ノズル板４０は振動子３０に連結される。

固定素子５０は、ノズル板４０の複数のノズル孔４１に対応する第２貫通孔５１を有する。固定素子５０は、ノズル板４０に連結されて、ノズル板４０を振動子３０と固定素子５０との間に固定する。組み立てられると、振動子３０、ノズル板４０及び固定素子５０は本体１０の収容空間１２内に設置され、振動子３０が発生させる振動エネルギーによりノズル板４０のノズル孔４１を介して液体を霧化させる。固定素子５０は、プラスチック材料で形成されたものである。

図２は本発明の霧化装置の側断面図である。噴霧器２０は、本体１０の収容空間１２内に固定される。ノズル板４０は、接着剤により振動子３０及び固定素子５０の間に固定される。振動子３０の第１貫通孔３１の口径が固定素子５０の第２貫通孔５１の口径よりも大きいため、本発明の噴霧器２０が作動するときには、ノズル板４０の振動面積が減少し、振幅が最大となる中心部分に霧化領域が集中する。これにより、効果的にノズル板４０の他の領域の不必要な振動をなくすことができるとともに、ノズル板４０の負荷を低くし、使用寿命を向上させることができる。また、振動エネルギーをノズル板４０の中心に限定することにより不必要なエネルギー消耗を削減する。

霧化装置１００を作動させる場合、まず注水口１４を介して霧化される液体を本体１０のタンク１１内に注入する。霧化される液体は、本体１０のスルーホール１３を介して噴霧器２０に流れ込み、振動子３０の第１貫通孔３１を経由してノズル板４０に流れる。振動子３０が発生させる振動エネルギーにより、ノズル板４０の振動が励起される。ノズル板４０が振動することにより液体が押し出され、液体は前記ノズル孔４１から排出されて霧を形成する。

図３Ａ乃至３Ｃは、本発明の噴霧器の固定素子の実施態様を示す図である。本実施例においては、固定素子５０の第２貫通孔５１は、ノズル板４０に対応して徐々に縮小しており、液体は拡散するように霧化される。

本実施例において、例えば図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃに示すように、固定素子５０の第２貫通孔５１の漸次的な縮小は、第２貫通孔５１が碗形、角丸形状、或いは面取り形状のいずれかの形状を有することにより達成することができる。

図４Ａ及び図４Ｂはそれぞれ、本発明の実施例の噴霧器及び従来の噴霧器における、液体が空の状態で振動した後に液体を再注入した場合の噴霧速度の回復を示す波形図である。一般的な霧化装置の使用時には、液体が必ずしも常に補充されているわけではないため、液体が空の状態で振動する状況が発生していた。また一般的な従来技術では、液体が空の状態で振動するときに低周波数振動モデルが発生し易く、耳を突くような騒音が生じていた。本発明の噴霧器は、固定素子を設けてノズル板を固定することにより、振動周波数が安定的に維持される。よって、低周波数振動の発生が減少し、騒音を低減できる。このため、医療用途に使用する噴霧器において非常に有用であり、患者の治療を受ける気持ちを和ませて、治療効果を向上させることができる。

液体が空の状態で振動した後に液体を注入して霧化を行った場合、図４Ａに示すように、本発明の噴霧器は比較的良好な回復曲線を示す。図からも分かるように、本発明の噴霧器は、液体が空の状態でしばらく振動した後に液体を注入しても共振周波数の偏りが発生しないため、その噴霧速度はほとんど瞬時に初期状態に回復する。図４Ｂに示される従来技術の回復曲線と比較してみると、従来技術の噴霧器においては、液体が空の状態でしばらく振動した後に液体を注入すると、周波数は徐々に回復していくが、周波数の偏りが生じている状態では噴霧速度が低下する。噴霧速度は徐々に上昇するが、初期の霧化状態にまでは回復できなかった。したがって、本発明の噴霧器は、製品品質を大きく向上させるとともに、毎回使用時に周波数を調整する必要が無く、製品使用上の利便性が向上する。

図５は、本発明の別の実施例の噴霧器を霧化装置に応用した側断面図である。本実施例において、図１の実施例と同一或いは類似する要素については、同一或いは類似する符号にて表示している。またこれら要素について詳細な記述を省略することで、本発明の説明を更に明確に分かりやすくしている。

本実施例の噴霧器２０は、図１の実施例の噴霧器と類似するが、噴霧器２０の振動子３０が弾性体６０を有し、該弾性体６０が振動子３０とノズル板４０との間に設置される点において異なる。噴霧器２０の作動時に振動エネルギーが生じると振動子３０及びノズル板４０間に振動が発生するが、弾性体が振動子とノズル板間に生じた振動を緩衝する。本実施例においては、弾性体はプラスチック材料からなる。

上述したように、本発明の噴霧器の作動時にノズル板の振動領域を制限することにより、本来の霧化動作の助けにならない周辺領域の振動を停止させてエネルギーを中心領域に集中させることができる。これにより、噴霧速度が向上し、また比較的エネルギー消費量を少なく抑えることができる。本発明のノズル板は、従来技術のノズル板よりも構造全体の強度が高く、ノズル板周辺で振動が繰り返されることにより接着物が脱落するという問題も起きにくい。更には漏水の問題も解決される。また、ノズル板が疲労する領域も比較的小さくなり、これにより液体が空の状態でノズル板が振動したときに破裂するという事態が起こり難くなり、ノズル板の使用寿命が長くなる。

本明細書において上述の実施例を開示したが、これは本発明の範囲を制限することを意図したものではない。当業者であれば、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく様々な変更及び改変を加えることができることは明らかである。本発明の保護範囲は特許請求の範囲において定められるものとする。

霧化装置に使用した本発明の噴霧器の分解斜視図。 霧化装置に使用した本発明の噴霧器の側断面図。 本発明の噴霧器の固定素子の別の実施例の側断面図。 本発明の噴霧器の固定素子の更に別の実施例の側断面図。 本発明の噴霧器の固定素子の更に別の実施例の側断面図。 液体が空の状態で振動した後に液体を再注入した場合の本発明の実施例における噴霧器の噴霧速度の回復を示す波形図。 液体が空の状態で振動した後に液体を再注入した場合の従来の噴霧器の噴霧速度の回復を示す波形図。 霧化装置に使用した本発明の別の実施例の噴霧器の側断面図。 従来の噴霧器を示す側断面図。

符号の説明

１０…本体、１１…タンク、１２…収容空間、１３…スルーホール、１４…注水口、２０…噴霧器、３０…振動子、３１…第１貫通孔、４０…ノズル板、４１…ノズル孔、５０…固定素子、５１…第２貫通孔、６０…弾性体、１００…霧化装置。

Claims (6)

1. スルーホールを備えた液体を霧化させるための霧化装置に用いる噴霧器であって、
   弾性体を具備し、且つ前記スルーホールに対応する第１貫通孔を有する振動子と、
   前記第１貫通孔に対応する複数のノズル孔を有し、且つ前記振動子に連結されて前記弾性体を前記振動子とノズル板との間に設置するノズル板と、
   前記ノズル板の複数のノズル孔に対応する第２貫通孔を有し、且つ前記ノズル板に連結されて前記ノズル板を前記振動子と固定素子との間に固定する固定素子と
   を備え、且つ組立後の振動子、ノズル板及び固定素子を前記霧化装置の収容空間内に設置することにより、液体を前記ノズル板のノズル孔を介して霧化させ、
   前記ノズル板は接着剤により前記振動子及び固定素子の間に固定され、前記第２貫通孔の口径が前記第１貫通孔の口径よりも小さいことを特徴とする、噴霧器。
2. 前記霧化装置には、霧化される液体を収容するためのタンク、及び前記霧化される液体を前記タンク内に注入するための注水口を更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の噴霧器。
3. 前記振動子が圧電シートであることを特徴とする、請求項１に記載の噴霧器。
4. 前記固定素子がプラスチック材料で形成されることを特徴とする、請求項１に記載の噴霧器。
5. 前記弾性体はプラスチック材料で形成されることを特徴とする、請求項１に記載の噴霧器
   。
6. 前記固定素子の第２貫通孔が碗形、角丸形状、或いは、面取り形状のうちいずれかの形状を有することを特徴とする、請求項１に記載の噴霧器。