JP7151877B2

JP7151877B2 - 霧化器

Info

Publication number: JP7151877B2
Application number: JP2021511323A
Authority: JP
Inventors: 美樹池田; 洋平河崎; 潔栗原; 健二朗岡口
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2020-03-10
Publication date: 2022-10-12
Anticipated expiration: 2040-03-10
Also published as: JPWO2020203099A1; US20210404460A1; WO2020203099A1

Description

本発明は、液体と気体を混合して霧化する霧化器に関する。

従来より、液体と気体を混合して霧化する霧化器が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１の霧化器は、気体である空気を噴射する噴射ボンベと、液体を貯留する液体貯留容器とを備える。噴射ボンベは液体貯留容器に接続されており、ユーザの手動により空気を噴射可能である。噴射ボンベと液体貯留容器の接続部分には、断面積の小さくされた狭窄部が設けられている。噴射ボンベから空気が噴射されると、空気が狭窄部を通過する際に負圧が発生し、ベンチュリー効果が生じる。ベンチュリー効果によって液体貯留容器の液体が吸引され、空気と混合されて霧化される。霧化された液体は、霧化器に設けられた吹出口から吹き出される。

特開２００８－２４７４０５号公報

昨今では、霧化器から吹き出す単位時間当たりの流量を増加させることが求められている。また特許文献１のような構成において、液体貯留容器から供給される液体が、気体供給源である噴射ボンベに逆流する場合があり、噴射ボンベが故障するおそれがある。霧化器から吹き出す単位時間当たりの流量を増加させながら、液体が気体供給源へ逆流することを防止することに関して、未だ改善の余地があるといえる。

従って、本発明の目的は、前記問題を解決することにあって、霧化器から吹き出す単位時間当たりの流量を増加させながら、液体が気体供給源へ逆流することを防止した霧化器を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の霧化器は、第１吐出口から気体を吹き出す第１圧電ポンプと、第２吐出口から気体を吹き出す第２圧電ポンプと、前記第１圧電ポンプの前記第１吐出口に接続された第１流路と、前記第２圧電ポンプの前記第２吐出口に接続され、前記第１流路と合流する第２流路と、前記第１流路と前記第２流路の合流部に接続される第１端と、第２端とを有する第３流路と、液体を貯留するための液体貯留部と、前記第３流路の前記第２端に接続される気体供給流路と、前記液体貯留部に接続される液体供給流路と、吹出口とを備えるノズルであって、前記気体供給流路と前記液体供給流路とを合流させて前記吹出口に接続するノズルと、を備え、前記第３流路は、前記第１端と前記第２端の間に折曲部を有する。

本発明の霧化器によれば、霧化器から吹き出す単位時間当たりの流量を増加させながら、液体が気体供給源へ逆流することを防止することができる。

実施形態における霧化器の斜視図実施形態における霧化器の側面図実施形態における霧化器の上面図実施形態における霧化器の下面図実施形態におけるケースを取り外した状態の霧化器の正面側の斜視図実施形態におけるケースを取り外した状態の霧化器の正面側の斜視図実施形態における圧電ポンプ周辺の拡大図実施形態におけるケースを取り外した状態の霧化器の背面側の斜視図実施形態におけるケースを取り外した状態の霧化器の背面図実施形態における第１流路と第２流路を上方から見た図実施形態における継手部の正面図実施形態における第１流路、第２流路、第３流路、第４流路およびノズルを示す斜視図実施形態における第１流路、第２流路、第３流路、第４流路およびノズルを示す概略図実施形態におけるノズルと圧電ポンプの位置関係を表す正面図変形例におけるケースを取り外した状態の霧化器の正面側の斜視図

本発明の第１態様によれば、第１吐出口から気体を吹き出す第１圧電ポンプと、第２吐出口から気体を吹き出す第２圧電ポンプと、前記第１圧電ポンプの前記第１吐出口に接続された第１流路と、前記第２圧電ポンプの前記第２吐出口に接続され、前記第１流路と合流する第２流路と、前記第１流路と前記第２流路の合流部に接続される第１端と、第２端とを有する第３流路と、液体を貯留するための液体貯留部と、前記第３流路の前記第２端に接続される気体供給流路と、前記液体貯留部に接続される液体供給流路と、吹出口とを備えるノズルであって、前記気体供給流路と前記液体供給流路と前記吹出口とは、前記気体供給流路に供給される気体と、前記液体供給流路に供給される液体とが合流し、前記合流した気体と液体が前記吹出口に供給されるように接続されている、ノズルと、を備え、前記第３流路は、前記第１端と前記第２端の間に折曲部を有する、霧化器を提供する。

このような構成によれば、少なくとも２つの圧電ポンプを用いて気体を吹き出すことにより、霧化器から吹き出す単位時間当たりの流量を高めることができる。さらに第３流路を折り曲げた形状とすることで、ノズルに供給される液体が第３流路に逆流しても第１流路や第２流路に到達する前に第３流路で捕捉することができる。これにより、液体が圧電ポンプへ逆流することを防止することができる。

本発明の第２態様によれば、前記折曲部は、前記合流部に対して前記吹出口が位置する側とは反対側に向かって折れ曲がる、第１態様に記載の霧化器を提供する。このような構成によれば、ノズルに供給される液体が第３流路に逆流しても第１流路や第２流路に到達する前に第３流路でより確実に捕捉することができる。

本発明の第３態様によれば、前記第３流路は、前記第１端から延びる第１の部分と、前記第１の部分から湾曲して延びる前記折曲部としての第２の部分と、前記第２の部分から前記第２端まで延びる第３の部分とを有する、第１態様又は第２態様に記載の霧化器を提供する。このような構成によれば、ノズルに供給される液体が第３流路に逆流しても第１流路や第２流路に到達する前に第３流路でより確実に捕捉することができる。

本発明の第４態様によれば、前記第１圧電ポンプは、前記第１吐出口を形成する第１主面と、前記第１主面とは反対側の第２主面とを有し、前記第２圧電ポンプは、前記第２吐出口を形成する第３主面と、前記第３主面とは反対側の第４主面とを有し、前記第２主面と前記第４主面は互いに向き合うように配置される、第１態様から第３態様のいずれか１つに記載の霧化器を提供する。このような構成によれば、第２主面と第４主面の間に部材を配置するスペースを設けることができ、効率的な配置を実現することができる。

本発明の第５態様によれば、前記第２主面と前記第４主面の間のスペースには前記ノズルが配置される、第４態様に記載の霧化器を提供する。このような構成によれば、効率的な配置を実現することができ、霧化器の小型化を図ることができる。

本発明の第６態様によれば、前記第１流路と前記第２流路の前記合流部には、前記第１流路、前記第２流路、前記第３流路にそれぞれ接続される第１ポート、第２ポート、第３ポートを有して内部に流路を形成する継手部が設けられる、第１態様から第５態様のいずれか１つに記載の霧化器を提供する。このような構成によれば、継手部を設けることで、複数の流路を容易に接続することができる。

本発明の第７態様によれば、前記継手部はＴ字管またはＹ字管である、第６態様に記載の霧化器を提供する。このような構成によれば、汎用性のある継手部を用いることができ、霧化器の製造コストを低減することができる。

本発明の第８態様によれば、前記第１圧電ポンプ、前記第２圧電ポンプ、前記第１流路、前記第２流路、前記第３流路および前記ノズルを収容するケースであって、前記ノズルの前記吹出口を外部に露出させる第１開口を形成したケースをさらに備える、第１態様から第７態様のいずれか１つに記載の霧化器を提供する。このような構成によれば、霧化器の内部部品をケースで保護することができる。

本発明の第９態様によれば、前記第１圧電ポンプと前記第２圧電ポンプに電気的に接続されたスイッチをさらに備え、前記ケースは前記スイッチを収容し、かつ、前記スイッチを外部に露出させる第２開口を形成した、第８態様に記載の霧化器を提供する。このような構成によれば、スイッチを設けることで、圧電ポンプを容易に駆動させることができる。

本発明の第１０態様によれば、前記ケースは、上面と、下面と、前記上面と前記下面を接続する側面とを有し、前記第１開口を前記上面に形成した、第８態様に記載の霧化器を提供する。このような構成によれば、ノズルの吹出口をケースの上面から露出させることができ、ノズルの吹出口の位置合わせを容易に行うことができる。

本発明の第１１態様によれば、前記ケースは、上面と、下面と、前記上面と前記下面を接続する側面とを有し、前記第１開口を前記上面に形成し、前記第２開口を前記側面に形成した、第９態様に記載の霧化器を提供する。このような構成によれば、ユーザがケースを持ってスイッチを押す際に、ノズルの吹出口を所望の位置に位置合わせすることが容易になる。

本発明の第１２態様によれば、前記第２開口は、前記ケースの前記側面において前記下面よりも前記上面に近い位置に配置される、第１１態様に記載の霧化器を提供する。このような構成によれば、ユーザがケースを持って霧化器を操作する際に、ノズルの吹出口を位置合わせしながらスイッチを押すことが容易になる。

本発明の第１３態様によれば、前記ケースは円柱形状を有する、第８態様から第１２態様のいずれか１つに記載の霧化器を提供する。このような構成によれば、ユーザが霧化器を持ちやすくなり、霧化器の操作性を向上させることができる。

本発明の第１４態様によれば、前記液体貯留部に通気口を備える、第１態様から第１３態様のいずれか１つに記載の霧化器を提供する。このような構成によれば、液体貯留部の内部を大気圧にすることができ、安定して連続的に霧化することができる。

（実施形態）
以下に、本発明にかかる実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１～図４は、本発明の実施形態に係る霧化器２を示す図である。図１は、霧化器２の斜視図であり、図２は、霧化器２の側面図である。図３は、霧化器２の上面図であり、図４は、霧化器２の下面図である。

霧化器２は、液体と気体を混合して霧化する装置である。図１、図２に示す霧化器２は、ケース４と、吹出口６と、スイッチ８とを備える。霧化器２は例えば、医療用のネブライザーとして使用される。液体は例えば、生理食塩水、有機溶剤（エタノール等）、薬剤（ステロイド、β2刺激薬等）である。気体は例えば、空気である。ユーザがスイッチ８を押下すると、霧化された液体が吹出口６から上方へ吹き出される（矢印Ａ１参照）。図１、図２に示すように、霧化器２の上下方向をＢ方向とする。

ケース４は、霧化器２の内部部品を収容し、霧化器２の外郭を構成する部材である。ケース４は、上面１０と、下面１２と、側面１４とを有する。本実施形態のケース４は円柱形状である。ケース４を円柱形状とすることで、ユーザが霧化器２を持ちやすくなり、霧化器２の操作性を向上させることができる。

ケース４の上面１０には吹出口６が露出している。吹出口６は、霧化された液体をＡ１方向に吹き出す開口である。吹出口６は、後述するノズル４２の上面に配置されている。

ケース４の側面１４にはスイッチ８が露出している。スイッチ８は、霧化器２の動作のＯＮ／ＯＦＦを切り替える切替部材である。

図４に示すように、ケース４の下面１２にはネジ４５が露出している。ネジ４５は、後述するハウジング１９をケース４に固定する部材である。

図１、図２に戻ると、ケース４は、第１ケース部４Ａと、第２ケース部４Ｂとを備える。第１ケース部４Ａは、ケース４の上側の部分であり、第２ケース部４Ｂは、ケース４の下側の部分である。

第１ケース部４Ａにおいて、上面１０には第１開口１６が形成されており、側面１４には第２開口１８が形成されている。第１開口１６は、吹出口６を露出させる開口であり、第２開口１８は、スイッチ８を露出させる開口である。

第２開口１８は特に、下面１２よりも上面１０に近い位置に配置されている。具体的には図２に示すように、第２開口１８から下面１２までの高さ距離Ｄ１の方が、第２開口１８から上面１０までの高さ距離Ｄ２よりも長くなるように設定されている。これにより、スイッチ８の高さ位置を霧化器２の高さ方向の中心位置よりも上側に配置している。このような配置によれば、ユーザがケース４を持って霧化器２のスイッチ８を押す際に、吹出口６を所望の位置（例えばユーザの鼻）に位置合わせすることが容易になる。

霧化器２からケース４を取り外した状態を図５、図６に示す。図５、図６は、ケース４を取り外した状態の霧化器２の正面側の斜視図である。図５、図６に示すように、霧化器２は、ハウジング１９と、制御基板２０と、第１圧電ポンプ２１と、第２圧電ポンプ２２とを備える。

ハウジング１９は、制御基板２０、第１圧電ポンプ２１、第２圧電ポンプ２２等の内部部品を保持する部材である。ハウジング１９は、霧化器２の内部部品を保持した状態でケース４に収容される。

ハウジング１９は、制御基板２０に隣接する位置に、液体を貯留するための液体貯留部５０と、給水孔５１（図６）とを有する。液体貯留部５０は、液体を貯留可能な空間を内部に形成する部分である。給水孔５１は、液体貯留部５０の貯留空間へ液体を給水するように開閉可能な孔である。

制御基板２０は、第１圧電ポンプ２１および第２圧電ポンプ２２を駆動するための部材である。制御基板２０は、第１圧電ポンプ２１および第２圧電ポンプ２２に電気的に接続されており、スイッチ８にも電気的に接続されている。スイッチ８が押下されると、スイッチ８から制御基板２０へ信号が流れる。この信号を受けて、制御基板２０から第１圧電ポンプ２１および第２圧電ポンプ２２に駆動電圧が印加され、第１圧電ポンプ２１と第２圧電ポンプ２２が駆動される。

第１圧電ポンプ２１および第２圧電ポンプ２２はそれぞれ、後述するノズル４２に気体を供給するための気体供給源であって、圧電素子を用いた圧電ポンプである（「マイクロブロア」、「マイクロポンプ」等と称してもよい。）。具体的には、圧電素子（図示せず）を金属板（図示せず）に貼り合わせた構造を有し、圧電素子および金属板に交流電力を供給することにより、ユニモルフモードの屈曲変形を生じさせて気体の輸送を行う。このような圧電ポンプには、気体の流れを一方向に制限するバルブ機能のダイヤフラム（図示せず）が内蔵されている。本実施形態では、第１圧電ポンプ２１と第２圧電ポンプ２２に同じ仕様・出力の圧電ポンプを使用している。

第１圧電ポンプ２１と第２圧電ポンプ２２の構成・配置について、図７を用いて説明する。図７は、第１圧電ポンプ２１および第２圧電ポンプ２２の周辺の拡大図である。図７に示すように、第１圧電ポンプ２１は、気体を吹き出すための第１吐出口２１Ａを有する。第１吐出口２１ＡからＡ２方向に気体が吹き出される。同様に、第２圧電ポンプ２２は、気体を吹き出すための第２吐出口２２Ａを有する。第２吐出口２２ＡからＡ３方向に気体が吹き出される。本実施形態のＡ２方向およびＡ３方向は１８０度逆向きの方向である。

第１圧電ポンプ２１はさらに、第１主面２１Ｂと第２主面２１Ｃとを有する。第１主面２１Ｂは、第１吐出口２１Ａを突出させる側の面であり、第２主面２１Ｃは、第１主面２１Ｂとは反対側の面である。第１主面２１Ｂと第２主面２１Ｃはともに、Ａ２方向に直交して延びる面である。同様に、第２圧電ポンプ２２はさらに、第３主面２２Ｂと第４主面２２Ｃとを有する。第３主面２２Ｂは、第２吐出口２２Ａを突出させる側の面であり、第４主面２２Ｃは、第３主面２２Ｂとは反対側の面である。第３主面２２Ｂと第４主面２２Ｃはともに、Ａ３方向に直交して延びる面である。

本実施形態では、第１圧電ポンプ２１と第２圧電ポンプ２２はともに「縦置き」に配置される。すなわち、第１主面２１Ｂ、第２主面２１Ｃ、第３主面２２Ｂおよび第４主面２２Ｃのいずれも、霧化器２の上下方向であるＢ方向に沿って延びるように配置される。このような配置によれば、第１圧電ポンプ２１と第２圧電ポンプ２２を同じ高さ位置でいわゆる「横置き」した場合と比較して、霧化器２の横方向の寸法を小さくすることができる。これにより、霧化器２を上下方向に長い形状とすることができ、ユーザがケース４を持って霧化器２のスイッチ８を押す際に、吹出口６を所望の位置に位置合わせすることが容易になる。

本実施形態ではさらに、第２主面２１Ｃと第４主面２２Ｃが互いに向かい合うように配置されている。第２主面２１Ｃと第４主面２２Ｃは間隔を空けて配置されており、その間にスペース２４が形成されている。スペース２４は、第２主面２１Ｃと第４主面２２Ｃが互いに対向する「対向空間」である。第２主面２１Ｃと第４主面２２Ｃには、空気の吸込孔（図示せず）が形成されており、スペース２４の空気を吸込み可能である。このようなスペース２４を設けることで、スペース２４に別の部材を配置することができる。図７では図示を省略しているが、スペース２４には後述するノズル４２が配置される。

一方で、第１主面２１Ｂと第３主面２２Ｂは、互いに離れる方向を向くように配置される（すなわちＡ２方向とＡ３方向）。第１主面２１Ｂと第３主面２２Ｂをいわゆる「外向き」に配置している。第１主面２１Ｂと第３主面２２Ｂを互いに向かい合って配置する、いわゆる「内向き」とする場合に比べて、圧電ポンプ２１、２２に接続する流路２６、２８同士の干渉を防ぐことができる。これにより、流路２６、２８をより緩やかに湾曲させることができる。

図６に戻ると、第１圧電ポンプ２１は、ハウジング１９の側壁部５６によって保持されている。すなわち、第１圧電ポンプ２１の第１主面２１Ｂが側壁部５６によってホールドされている。図５に戻ると、第２圧電ポンプ２２は、ハウジング１９の側壁部５８によって保持されている。すなわち、第２圧電ポンプ２２の第３主面２２Ｂが側壁部５８によってホールドされている。側壁部５６、５８は、ハウジング１９の上壁部６０によって接続されている。上壁部６０は、ノズル４２を上方に突出させる部分である。

圧電ポンプ２１、２２を側壁部５６、５８によって保持することで、圧電ポンプ２１、２２の駆動時における共振音を抑制し、霧化器２全体の振動を抑制することができる。

図５、図６とは反対側の図を図８、図９に示す。図８、図９はそれぞれ、ケース４を取り外した状態の霧化器２の背面側の斜視図、背面図である。

図８、図９に示すように、霧化器２は、第１流路２６と、第２流路２８と、第３流路３０と、継手部３２と、電池５２とを備える。

電池５２は、第１圧電ポンプ２１と第２圧電ポンプ２２に駆動電力を供給する部材である。

第１流路２６は、前述した第１圧電ポンプ２１に接続される流路である。第２流路２８は、前述した第２圧電ポンプ２２に接続される流路である。本実施形態の第１流路２６と第２流路２８は同一水平面上で湾曲して延びるように配置される。

第１流路２６と第２流路２８を上方から見た図を図１０に示す。図１０に示すように、第１流路２６は第１圧電ポンプ２１の第１吐出口２１Ａに一端が接続されており、他端が継手部３２に接続されている。第１流路２６は、第１吐出口２１Ａに接続される位置からＡ２方向に延びた後、平面視で緩やかに湾曲する。第１流路２６は、継手部３２に接続される位置ではＡ４方向に延びる。本実施形態のＡ２方向とＡ４方向は１８０度逆向きである。

同様に、第２流路２８は第２圧電ポンプ２２の第２吐出口２２Ａに一端が接続されており、他端が継手部３２に接続されている。第２流路２８は、第２吐出口２２Ａに接続される位置からＡ３方向に延びた後、平面視で緩やかに湾曲する。第２流路２８は、継手部３２に接続される位置ではＡ５方向に延びる。本実施形態のＡ３方向とＡ５方向は１８０度逆向きである。

本実施形態のＡ４方向とＡ５方向は１８０度逆向きである。

継手部３２は、第１流路２６、第２流路２８および第３流路３０を互いに接続する部材である。継手部３２は、第１流路２６と第２流路２８を合流させる合流部に相当する。継手部３２を設けることで、複数の流路を容易に接続することができる。

継手部３２の外観図を図１１に示す。図１１に示す継手部３２は、第１ポート３４と、第２ポート３６と、第３ポート３８と、合流部４０とを有する。図１１に示す継手部３２は、いわゆる「Ｔ字管」である。継手部３２をＴ字管とすることで、汎用性のある継手部３２を用いることができ、霧化器２の製造コストを低減することができる。

第１ポート３４は、前述した第１流路２６に接続されるポートである。第１ポート３４ではＡ４方向に気体が流れる。第２ポート３６は、前述した第２流路２８に接続されるポートである。第２ポート３６ではＡ５方向に気体が流れる。第１ポート３４をＡ４方向に流れる気体と、第２ポート３６をＡ５方向に流れる気体は合流部４０で合流し、第３ポート３８に流れる。

第３ポート３８を流れる気体はＡ６方向に進む。本実施形態のＡ６方向は、Ａ４方向とＡ５方向に対して直交する方向である（本実施形態では下方）。

第３ポート３８には第３流路３０（図８、図９）が接続される。図８、図９に示す第３流路３０は、継手部３２からノズル４２まで接続される流路である。

図１２、図１３は、第１流路２６、第２流路２８、第３流路３０およびノズル４２などを示す図である。図１２は、第１流路２６、第２流路２８、第３流路３０、ノズル４２および第４流路５４のみを抜き出した斜視図であり、図１３は、その他の構成も含んだ概略図である。図１２、図１３に示すように、第３流路３０は、継手部３２からノズル４２に向かって折れ曲がった折曲部を有する。第３流路３０は第１端４４を有し、第１端４４は継手部３２に接続されている。第３流路３０は第２端４６を有し、第２端４６はノズル４２に接続される。

第３流路３０は、第１端４４から第２端４６まで延びる流路として、第１の部分３０Ａと、第２の部分３０Ｂと、第３の部分３０Ｃとを有する。図１３に示すように、第１の部分３０Ａは、第１端４４からＡ７方向に直線的に延びる部分である。第２の部分３０Ｂは、第１の部分３０Ａと第３の部分３０Ｃの間を曲線的に湾曲することで折れ曲がって延びる折曲部（湾曲部）である。折曲部は、曲線的に湾曲する湾曲部だけでなく、直線的に折れ曲がる折曲部であってもよい。本実施形態の第２の部分３０Ｂは１８０度湾曲している。第３の部分３０Ｃは、第２の部分３０Ｂから第２端４６までＡ８方向に直線的に延びる部分である。

第２の部分３０Ｂが湾曲した形状を有することにより、第１の部分３０Ａが延びるＡ７方向と、第３の部分３０Ｃが延びるＡ８方向は異なる向きとなる。本実施形態のＡ７方向とＡ８方向は１８０度逆向きである。

第３流路３０が接続されるノズル４２は、気体と液体を混合して霧化するための部材であり、ノズル４２にて霧化された液体は吹出口６から吹き出される。図１２、図１３に示すように、折曲部である第２の部分３０Ｂは、合流部４０に対して吹出口６が位置する側（すなわち上側）とは反対側（すなわち下側）に向かって折れ曲がる。

ノズル４２は、吹出口６に加えて、気体供給流路４８と、液体供給流路４９とを備える。気体供給流路４８は、第３流路３０から供給される気体を流す流路であり、第３流路３０の第２端４６に接続されている。液体供給流路４９は、前述した液体貯留部５０から供給される液体を流す流路であり、液体貯留部５０に接続されている。液体供給流路４９は、第４流路５４を介して液体貯留部５０に接続されている。

ノズル４２の内部では、気体供給流路４８と液体供給流路４９が合流しており、その合流地点を合流ポイントＰとする。気体供給流路４８に供給される気体と、液体供給流路４９に供給される液体とが合流ポイントＰで合流し、合流した気体と液体が吹出口６に供給されるように、気体供給流路４８と液体供給流路４９と吹出口６とは互いに接続されている。

上述した構成を有するノズル４２と圧電ポンプ２１、２２の位置関係について、図１４を用いて説明する。図１４は、ノズル４２と圧電ポンプ２１、２２の周辺を示す正面図である。図１４および図１０に示すように、ノズル４２は、第１圧電ポンプ２１と第２圧電ポンプ２２の間のスペース２４に配置されている。寸法の大きなノズル４２を圧電ポンプ２１、２２の間に配置することで、効率的な配置を実現することができ、霧化器２の小型化を図ることができる。特に、霧化器２の横方向の寸法を小さくすることができる。

上述した構成を有する霧化器２の動作について説明する。まず、ユーザがスイッチ８を押下する。これにより、第１圧電ポンプ２１と第２圧電ポンプ２２が駆動される。第１圧電ポンプ２１から第１流路２６に気体が吹き出され、同時に、第２圧電ポンプ２２から第２流路２８に気体が吹き出される。本実施形態では第１圧電ポンプ２１と第２圧電ポンプ２２の出力が同じであり、吐出口２１Ａ、２２Ａから吹き出される気体の流量・流速は同じである。

第１流路２６に流れる気体と第２流路２８に流れる気体は継手部３２で合流する。継手部３２で気体が合流して衝突することにより、図１３に示すように乱流が生じ得る（矢印Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３参照）。前述したように、第３流路３０は湾曲した形状を有しており、先行技術文献のように湾曲形状を有しない場合に比べて、第３流路３０の全長が長くなっている。このため、継手部３２で生じた乱流は第３の流路３０を進むにつれて整流されていく。これにより、ノズル４２に対してより安定的な流量と流速の気体を供給することができる。

ノズル４２に供給される気体は気体供給流路４８を流れて、合流ポイントＰを通過する。所定の流量・流速の気体を合流ポイントＰで通過させることで、合流ポイントＰで負圧が発生し、ベンチュリー効果が生じる。ベンチュリー効果によって、液体貯留部５０の液体が、第４流路５４を介して合流ポイントＰに吸引される。合流ポイントＰに吸引された液体は、気体供給流路４８から流れてくる気体と混合されて霧化される。霧化された液体はその後、ノズル４２の先端に設けられた吹出口６から吹き出される。

ここで、第４流路５４からノズル４２に吸引される液体は、吹出口６とは反対側の第３流路３０に向かって逆流する場合がある。これに対して本実施形態では、第３流路３０に第２の部分３０Ｂを設けて湾曲した形状としている。このため、ノズル４２から第３流路３０に液体が逆流した場合でも、第２の部分３０Ｂで液体を捕捉することができる。これにより、気体供給源である圧電ポンプ２１、２２への液体の逆流を防止することができ、圧電ポンプ２１、２２の故障を抑制し、霧化器２の信頼性を向上させることができる。

また、第２の部分３０Ｂを合流部４０に対して吹出口６が位置する側（すなわち上側）とは反対側（すなわち下側）に向かって折れ曲げることで、第２の部分３０Ｂで液体を捕捉しやすくなる。

上述したように、本実施形態の霧化器２は、第１圧電ポンプ２１と、第２圧電ポンプ２２と、第１流路２６と、第２流路２８と、第３流路３０と、ノズル４２と、液体貯留部５０とを備える。第１圧電ポンプ２１は、第１吐出口２１Ａから気体を吹き出す圧電ポンプであり、第２圧電ポンプ２２は、第２吐出口２２Ａから気体を吹き出す圧電ポンプである。第１流路２６は、第１圧電ポンプ２１の第１吐出口２１Ａに接続された流路であり、第２流路２８は、第２圧電ポンプ２２の第２吐出口２２Ａに接続されて第１流路２６と合流する流路である。第３流路３０は、第１流路２６と第２流路２８が合流する箇所に接続される第１端４４と、第２端４６とを有する流路である。ノズル４２は、第３流路３０の第２端４６に接続される気体供給流路４８と、液体供給流路４９と、吹出口６とを備えるノズルであって、気体供給流路４８と液体供給流路４９とを合流させて吹出口６に接続する。このような構成において、第３流路３０は、第１端４４と第２端４６の間に折曲部としての第２の部分３０Ｂを有する。

このような構成によれば、少なくとも２つの圧電ポンプ２１、２２を用いて気体を吹き出すことにより、霧化器２から吹き出す単位時間当たりの流量を高めることができ、霧化器２の出力性能を向上させることができる。さらに、第３流路３０を折り曲げた形状とすることで、ノズル４２に供給された液体が第３流路３０に逆流しても第１流路２６や第２流路２８に到達する前に第３流路３０で捕捉される。これにより、ノズル４２に供給された液体が圧電ポンプ２１、２２へ逆流することを防止することができ、圧電ポンプ２１、２２の故障を抑制し、霧化器２の信頼性を向上させることができる。

以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態では、第１圧電ポンプ２１、第２圧電ポンプ２２という２つの圧電ポンプを設ける場合について説明したが、このような場合に限らず、３つ以上の圧電ポンプを設けてもよい。

また本実施形態では、継手部３２がＴ字管である場合について説明したが、このような場合に限らず例えば、Ｙ字管等を採用してもよい。

また本実施形態では、第３流路３０が、直線状の第１の部分３０Ａと湾曲状の第２の部分３０Ｂと直線状の第３の部分３０Ｃとを有する場合について説明したが、このような場合に限らない。例えば、第３流路３０の全体を湾曲させたり、あるいは第２の部分３０Ｂを直線的に折れ曲げたりする等、第３流路３０を部分的あるいは全体的に折り曲げればよい。

また図１５に示すように、液体貯留部５０に通気口６２を備えてもよい。通気口６２は例えば、液体を通さずに気体のみを通す素材により構成される。通気口６２を設けることで、液体貯留部５０の内部を大気圧にすることができ、安定して連続的に霧化することができる。

本開示は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した特許請求の範囲による本開示の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。また、各実施形態における要素の組合せや順序の変化は、本開示の範囲及び思想を逸脱することなく実現し得るものである。

本発明は、医療用、美容用等の霧化器に有用である。

２霧化器
４ケース
４Ａ第１ケース部
４Ｂ第２ケース部
６吹出口
８スイッチ
１０上面
１２下面
１４側面
１６第１開口
１８第２開口
１９ハウジング
２０制御基板
２１第１圧電ポンプ
２１Ａ第１吐出口
２１Ｂ第１主面
２１Ｃ第２主面
２２第２圧電ポンプ
２２Ａ第２吐出口
２２Ｂ第３主面
２２Ｃ第４主面
２４スペース
２６第１流路
２８第２流路
３０第３流路
３０Ａ第１の部分
３０Ｂ第２の部分（折曲部、湾曲部）
３０Ｃ第３の部分
３２継手部
３４第１ポート
３６第２ポート
３８第３ポート
４０合流部
４２ノズル
４４第１端
４５ネジ
４６第２端
４８気体供給流路
４９液体供給流路
５０液体貯留部
５１給水孔
５２電池
５４第４流路
５６側壁部
５８側壁部
６０上壁部
６２通気口
Ｐ合流ポイント

Claims

第１吐出口から気体を吹き出す第１圧電ポンプと、
第２吐出口から気体を吹き出す第２圧電ポンプと、
前記第１圧電ポンプの前記第１吐出口に接続された第１流路と、
前記第２圧電ポンプの前記第２吐出口に接続され、前記第１流路と合流する第２流路と、
前記第１流路と前記第２流路の合流部に接続される第１端と、第２端とを有する第３流路と、
液体を貯留するための液体貯留部と、
前記第３流路の前記第２端に接続される気体供給流路と、前記液体貯留部に接続される液体供給流路と、吹出口とを備えるノズルであって、前記気体供給流路と前記液体供給流路と前記吹出口とは、前記気体供給流路に供給される気体と、前記液体供給流路に供給される液体とが合流し、前記合流した気体と液体とが前記吹出口に供給されるように接続されているノズルと、を備え、
前記第３流路は、前記第１端と前記第２端の間に折曲部を有し、前記折曲部は下方に凸に折れ曲がる、霧化器。
前記折曲部は、前記合流部に対して前記吹出口が位置する側とは反対側に向かって折れ曲がる、請求項１に記載の霧化器。
前記第３流路は、前記第１端から延びる第１の部分と、前記第１の部分から湾曲して延びる前記折曲部としての第２の部分と、前記第２の部分から前記第２端まで延びる第３の部分とを有する、請求項１又は２に記載の霧化器。
前記第１の部分と前記第３の部分はそれぞれ直線形状である、請求項１から３のいずれか１つに記載の霧化器。
前記第１の部分が延びる方向と前記第３の部分が延びる方向は１８０度逆向きである、請求項１から４のいずれか１つに記載の霧化器。
前記第１圧電ポンプは、前記第１吐出口を形成する第１主面と、前記第１主面とは反対側の第２主面とを有し、
前記第２圧電ポンプは、前記第２吐出口を形成する第３主面と、前記第３主面とは反対側の第４主面とを有し、
前記第２主面と前記第４主面は互いに向き合うように配置される、請求項１から５のいずれか１つに記載の霧化器。
前記第２主面と前記第４主面の間のスペースには前記ノズルが配置される、請求項６に記載の霧化器。
前記第１流路と前記第２流路の前記合流部には、前記第１流路、前記第２流路、前記第３流路にそれぞれ接続される第１ポート、第２ポート、第３ポートを有して内部に流路を形成する継手部が設けられる、請求項１から７のいずれか１つに記載の霧化器。
前記継手部はＴ字管またはＹ字管である、請求項８に記載の霧化器。
前記第１圧電ポンプ、前記第２圧電ポンプ、前記第１流路、前記第２流路、前記第３流路および前記ノズルを収容するケースであって、前記ノズルの前記吹出口を外部に露出させる第１開口を形成したケースをさらに備える、請求項１から９のいずれか１つに記載の霧化器。
前記第１圧電ポンプと前記第２圧電ポンプに電気的に接続されたスイッチをさらに備え、
前記ケースは前記スイッチを収容し、かつ、前記スイッチを外部に露出させる第２開口を形成した、請求項１０に記載の霧化器。
前記ケースは、上面と、下面と、前記上面と前記下面を接続する側面とを有し、前記第１開口を前記上面に形成した、請求項１０に記載の霧化器。
前記ケースは、上面と、下面と、前記上面と前記下面を接続する側面とを有し、前記第１開口を前記上面に形成し、前記第２開口を前記側面に形成した、請求項１１に記載の霧化器。
前記第２開口は、前記ケースの前記側面において前記下面よりも前記上面に近い位置に配置される、請求項１３に記載の霧化器。
前記ケースは円柱形状を有する、請求項１０から１４のいずれか１つに記載の霧化器。
前記液体貯留部に通気口を備える、請求項１から１５のいずれか１つに記載の霧化器。