JP7344615B1 - 薬液噴霧器 - Google Patents

Abstract

【課題】収束して噴霧でき、ミスト径の変更が可能で、薬液を使い切ることができる噴霧器を提供する。【解決手段】薬液を入れた薬液瓶１００を、開口部１０１を下向きに装着可能な薬液瓶装着部１０と、薬液瓶装着部１０の下方に設けられた薬液貯留槽２０と、薬液を通過させるメッシュ３１及び圧電素子３２からなり、薬液貯留槽２０の壁面に貫設されて、貯留された薬液からミストを生成する複数の超音波発振子３０と、生成されたミストを収容し、ミストを噴出するノズル４１を有するノズル前室４０と、ノズル前室４０に収容されたミストに送風して、ミストをノズル４１から噴出させる送風ファン５０と、を有し、複数の超音波発振子３０は、メッシュサイズが異なるため生成するミスト径が異なり、いずれかの超音波発振子３０を選択的に作動させるようにした。【選択図】図１

Description

本発明は、薬液噴霧器に関する。

現在、幹細胞を用いた再生医療が脚光を浴びている。この治療法は、腰の骨髄や乳歯の歯髄や臍帯液や脂肪由来の幹細胞などから得られた幹細胞を用いて体の組織を再生する方法で、例えば網膜などの組織を培養して再生し体内に移植することで、優れた治療効果を実現している。この治療方法の過程において、例えば網膜などの培養の際に発生する上澄み液である幹細胞上清液は、従来は廃棄していたが、エクソソームを含むため、これを皮膚に塗布すると、毛根の定着率を上げる肥料のような効果があることが分かってきた。特に、高齢女性の薄毛は、他人との接触を躊躇させ、精神疾患や認知症を引き起こすと言われているが、幹細胞上清液によって薄毛を改善することにより、これらの症状も改善することが期待される。

また、水溶性ビタミンC誘導体は、光老化した顔の皮膚に塗布するとシワ、たるみなどを改善する効果があると言われ、これを含む薬液は、化粧品にも用いられている。このビタミンC誘導体は、このような美容上の効果により、特に高齢女性の対人関係の積極性を向上させることが期待できる。

そこで、このような幹細胞上清液や水溶性ビタミンC誘導体などの薬液を、自宅でのセルフメンテナンスで手軽に毛根や顔の施術個所に噴霧することができれば、上記の女性の薄毛や光老化や、その結果生ずる精神疾患や認知症などを防ぐことに効果があると期待される。

一方、噴霧器としては、容器に充填された気体を噴射する際に生ずる負圧で液体を吸い上げて霧状にする方式（特許文献１，２）や、ポンプで空気を噴射する際に生ずる負圧で液体を吸い上げて霧状にする方式（特許文献３）や、液体を超音波振動子で霧状にし、ファンを用いて吹き付ける方式（特許文献４）などが知られている。

特開２０１６－１５９９７０号公報 国際公開第２０１７／０６４７４３号 実開昭６２－９８７２号公報 特開２０１３－１４４０１５号公報

しかし、上記幹細胞上清液の例では、患部に収束して噴霧することが望ましく、ミストサイズを大きくして皮膚表面に留めたい場合と、ミストサイズを小さくして皮膚の内部に浸透させる場合とがあるため、ミストサイズを変更できることが好ましい。また、幹細胞上清液は、高価なため、瓶の中の薬液を完全に使い切ることが望ましい。この点、上記各噴霧器では、患部に収束して噴霧する機能と、噴霧のミストサイズを選択する機能と、噴霧する薬液を残らず完全に使い切る機能を全て満たすことが難しかった。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、薬液を患部に収束して噴霧でき、噴霧のミストサイズを可能で、瓶の中の薬液を残らず使い切ることができる噴霧器を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明にかかる噴霧器（１）は、噴霧する薬液を入れた薬液瓶（１００）を、開口部（１０１）を下向きに装着可能な薬液瓶装着部（１０）と、前記薬液瓶装着部（１０）の下方に設けられた薬液貯留槽（２０）と、薬液を通過させるメッシュ（３１）及び当該メッシュ（３１）を加振する圧電素子（３２）からなり、前記薬液貯留槽（２０）の壁面に貫設されて、前記薬液貯留槽（２０）に貯留された薬液からミストを生成する複数の超音波発振子（３０）と、前記複数の超音波発振子（３０）により生成されたミストを収容し、当該ミストを噴出するノズル（４１）を有するノズル前室（４０）と、前記ノズル前室（４０）に収容されたミストに送風して、当該ミストを前記ノズル（４１）から噴出させる送風ファン（５０）と、を有し、前記複数の超音波発振子（３０）は、メッシュサイズが異なるため生成するミスト径が異なり、いずれかの前記超音波発振子（３０）を選択的に作動させるように構成されたものである。

本発明にかかる噴霧器によれば、メッシュサイズが異なる複数の超音波発振子を備え、そのうち所望の超音波発振子を選択的に作動させる構成にしたので、所望のミストサイズの薬液を噴霧できる。また、薬液瓶を、開口部を下向きに装着する構成にしたので、高価な薬液を残すことなく使い切ることができる。また、ノズルから噴出させる構成としたので、収束した噴霧が実現できる。

また、この噴霧器（１）は、前記薬液瓶（１００）の前記開口部（１０１）に挿入された通気管（１５）と当該通気管（１５）に設けられた逆止弁（１６）を有してもよい。

この構成によれば、通気管を通して前記薬液瓶内部に空気を入れて当該薬液瓶内部の薬液を前記薬液貯留槽にスムーズに流出できる。

前記複数の超音波発振子（３０）は、前記薬液貯留槽（２０）の前面（２０ａ）の下端部に設けられ、前記薬液貯留槽（２０）に貯留された薬液が、全て当該複数の超音波発振子（３０）に流れるように構成されていることが好ましい。代替として、前記複数の超音波発振子（３０）は、前記薬液貯留槽（２０）の底面（２０ｂ）に貫設され、前記薬液貯留槽（２０）に貯留された薬液が、全て当該複数の超音波発振子（３０）に流れるように構成されていてもよい。

これらの構成により、全ての薬液が超音波発振子に供給されるので、高価な薬液を残すことなく使い切ることができる。

前記送風ファン（５０）は、軸流ファンであってよい。代替として、前記送風ファン（５０）は、遠心ファンであってもよい。

これらの構成により、簡単な構成でミストをノズルから噴出させることができる。
なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態の対応する構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。

本発明にかかる噴霧器によれば、メッシュサイズが異なる複数の超音波発振子を備え、そのうち所望の超音波発振子を選択的に作動させる構成にしたので、所望のミストサイズの薬液を噴霧できる。また、薬液瓶を、開口部を下向きに装着する構成にしたので、高価な薬液を残すことなく使い切ることができる。また、ノズルから噴出させる構成としたので、収束した噴霧が実現できる。

本発明の第一実施形態にかかる噴霧器を概念的に示す断面図である。 図１の噴霧器のＡ－Ａ断面を概念的に示す部分断面図である。 図１の噴霧器の正面図である。 本発明の第二実施形態にかかる噴霧器を概念的に示す断面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
〔第一実施形態〕
図１は、本発明の第一実施形態にかかる噴霧器１を概念的に示す断面図である。
本実施形態の噴霧器１は、薬液瓶装着部１０と、薬液貯留槽２０と、複数の超音波発振子３０と、ノズル前室４０と、送風ファン５０と、さらに、ケーシング６０と、バッテリ７０と、操作スイッチ８０と、制御部９０を有する。なお、薬液瓶装着部１０、薬液貯留槽２０、ノズル前室４０、送風ファン５０及びケーシング６０を形成する各壁面は、消毒に耐えられる耐薬品性及び耐熱性を有するポリプロピレン等のプラスチックで形成されている。

薬液瓶装着部１０は、噴霧する薬液を入れた薬液瓶１００を、開口部１０１を下向きに装着する機構部分で、本実施形態では、薬液瓶１００の開口端面１０１ａが当接する座面１１と、座面１１に設けられて開口端面１０１ａとの間をシールするＯリング１２と、開口部１０１のフランジ部分１０１ｂをグリップして座面１１に押しつける複数のボールプランジャ１３とを有する。この構成により、手で薬液瓶１００を、開口部１０１を下向きに座面１１に押しつけることにより、フランジ部分１０１ｂが複数のボールプランジャ１３でグリップされて固定され、Ｏリング１２でシールされる。実際には、薬液瓶１００には薬液が入っているので、この操作は、噴霧器１を上下逆さにして、薬液瓶１００を正立状態で下から装着する。薬液瓶１００を噴霧器１から取り外すときは、単に引き抜けば良い。但し、本発明では、薬液瓶装着部１０は、このような機構に限定されず、薬液瓶１００を、開口部１０１を下向きに着脱可能に固定でき、シールできる機構であればいずれでもよい。

通気管１５は、一端部１５ａが薬液瓶装着部１０から突出し、他端部１５ｂが外部へ開口しているステンレス製の管で、薬液瓶１００を薬液瓶装着部１０装着した際、薬液瓶１００の開口部１０１から内部に挿入されるようになっている。これにより、薬液瓶１００の内部に空気が自然に導入され、薬液瓶１００内部の薬液が後述する薬液貯留槽２０にスムーズに流出できる。通気管１５の途中には、逆止弁１６が設けられ、薬液が通気管１５を通って外部に流出しないようにしている。また、非使用時に他端部１５ｂを閉塞するバルブや栓などを設けてもよい。但し、例えば、薬液瓶１００に開閉可能な通気孔が設けられている場合は、通気管１５は必ずしも設けなくてもよい。

薬液貯留槽２０は、薬液瓶装着部１０の下方に設けられ、薬液瓶１００から流出した薬液を貯留する空間である。薬液貯留槽２０は、図１の側面断面視では、底面２０ｂが前方に向かって下がる略矩形を有し、図２の正面断面視では、やや幅の広い矩形を有する。この幅広の矩形の前面２０ａに、後述する超音波発振子３０が左右に並列して設けられている。図１に示すように、超音波発振子３０は、薬液貯留槽２０の前面２０ａの下端部に設けられており、底面２０ｂが前方に向かって下がっているので、薬液貯留槽２０に貯留された薬液が僅かになっても、全て超音波発振子３０に流れるように構成されている

各超音波発振子３０は、薬液を通過させるメッシュ３１及びメッシュ３１を加振する圧電素子３２からなり、薬液貯留槽２０の前面２０ａの壁面に貫設されて、薬液貯留槽２０に貯留された薬液からミストを生成するデバイスである。メッシュ３１は、例えばシリコンウエハからなる円板状の基板にフォトリソグラフィで所定の径の孔を多数形成したものである。圧電素子３２は、メッシュ３１に貼り合わされ、メッシュ３１と外形が略同一の円環状の圧電セラミック部材で、電圧を加えると厚さが変化するように構成されている。メッシュ３１の孔径は小さいので、通常液体は通過しないが、圧電素子３２に所定の周波数（例えば１５０ｋＨｚ）の電圧を加えてメッシュ３１振動させると、メッシュ３１の薬液貯留槽２０側の液体が、多数の孔を通過して、後述するノズル前室４０側に発散され、ミストを形成する。このミスト径はメッシュ３１の孔径によって決まるとされている。

２つの超音波発振子３０（３０ａ，３０ｂともいう）は、メッシュサイズが異なるため生成するミスト径が異なり（例えば５μｍと３０μｍ）、いずれかの超音波発振子３０ａ，３０ｂを選択的に作動させることにより、噴霧するミスト径を選択できるようになっている。なお、これらの超音波発振子３０ａ，３０ｂは、例えばホルビガーモーションコントロール社等の市販品を用いてもよい。

ノズル前室４０は、超音波発振子３０ａ，３０ｂが貫設された薬液貯留槽２０の前面２０ａの壁の外側に設けられ、超音波発振子３０ａ，３０ｂにより生成されたミストを収容し、当該ミストを噴出するノズル４１を有する空間である。このノズル４１は、ノズル前室４０の前面側から略円錐状に突設され、図３の正面図に示すように、左右方向中央に１つだけ設けられている。

送風ファン５０は、図１に示すように、後述するケーシング６０の背面側に設けられた吸気口６５から給気して、ノズル前室４０に収容されたミストに送風し、ミストをノズル４１から噴出させるファンである。この送風ファン５０は、プロペラファンなどの軸流ファンでもよく、シロッコファンなどの遠心ファンであってもよい。この送風ファン５０は、ノズル前室４０に設けても良く、別の空間に設けても良い。ミストが還流せずに直ぐにノズル４１から噴出するように、ノズル前室４０の形状を設計するのがよい。

ケーシング６０は、噴霧器１の各構成要素を収容する筐体で、下側のケーシング本体６１と、このケーシング本体６１の上部に着脱可能に装着されたキャップ６２からなる。キャップ６２をケーシング本体６１から外した状態で、薬液瓶１００を薬液瓶装着部１０に着脱できる。

バッテリ７０は、超音波発振子３０ａ，３０ｂや送風ファン５０などに、電力を供給する充電可能な二次電池で、例えば、リチウムイオン電池が用いられる。本実施形態では、ＵＳＢ端子７１から充電可能になっている。但し本発明ではこれに限られず、例えば、充電できない一次電池を用いてもよく、バッテリ７０の代わりにＡＣ電源で直接駆動してもよい。

操作スイッチ８０は、本実施形態では、噴霧器１の作動・停止スイッチ８１とミスト径選択スイッチ８２からなり、ケーシング本体６１の前面側に設けられている。

制御部９０は、操作スイッチ８０の操作状態や動作プログラムに従って超音波発振子３０ａ，３０ｂや送風ファン５０を駆動することにより、噴霧器１を作動させる装置である。プログラムに従って全体を制御するマイコン９１、超音波発振子３０ａ，３０ｂの駆動回路９２、送風ファン５０の駆動回路９３を含む。

次に、このように構成された本実施形態の噴霧器１の操作及び動作について、図１を参照して説明する。まず、作動・停止スイッチ８１が「停止」の状態で、キャップ６２をケーシング本体６１から取り外し、噴霧器１を逆さにした状態で、薬液の入った薬液瓶１００を下から薬液瓶装着部１０に押しつけることにより、薬液瓶１００を装着する。このとき、通気管１５が薬液瓶１００の開口部１０１から内部に挿入される。噴霧器１を正立状態に戻すと、薬液瓶１００の薬液は、薬液瓶装着部１０の開口部を通過して、薬液貯留槽２０に貯留される。

次に、作動・停止スイッチ８１を１回押すと、制御部９０は、これを検知して噴霧器１を作動状態にする。具体的には、制御部９０は、ミスト径選択スイッチ８２の状態を参照し、選択されているミスト径に対応する超音波発振子３０（例えば超音波発振子３０ａ）を作動させ、送風ファン５０も作動させる。すると、薬液貯留槽２０に貯留されて超音波発振子３０ａのメッシュ３１に接している薬液は、メッシュ３１の多数の孔を通過してノズル前室４０側に発散され、所望のミスト径を有するミストを形成する。このミストは、送風ファン５０の風圧でノズル４１から吹き出され、対象部分に収束して噴霧される。

次に、ミスト径選択スイッチ８２を切り換えると、制御部９０は、これを検知して超音波発振子３０ａの作動を停止し、他方の超音波発振子３０ｂを作動させることにより、生成するミストのミスト径を切り換える。

作動・停止スイッチ８１を再度押すと、制御部９０はこれを検知して、超音波発振子３０ｂ及び送風ファン５０の作動を停止し、噴霧器１を停止状態にする。

なお、噴霧によって薬液瓶１００に残る薬液の量が減しても、通気管１５を通って外気が薬液瓶１００内に導入されるので、薬液瓶１００内に負圧は生じず、薬液はスムーズに薬液貯留槽２０に流下される。また、薬液貯留槽２０の薬液の残量が僅かになっても、超音波発振子３０が前面２０ａの下端部に設けられ、底面２０ｂが前方に向かって下がっているので、薬液は全て超音波発振子３０に流れ、全ての薬液を使い切ることができる。

〔第二実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態について説明する。本実施形態は、複数の超音波発振子３０が、薬液貯留槽２０の前面２０ａに貫設される代わりに、底面２０ｂに貫設された形態である。なお、第二実施形態の説明及び対応する図面においては、第一実施形態と同一又は相当する構成部分には同一の符号を付し、以下ではその部分の詳細な説明は省略する。

図４は、本実施形態の噴霧器２を概念的に示す断面図である。
本実施形態の噴霧器２において、薬液貯留槽２０は、図４の側面断面視で底面２０ｂが水平な略矩形を有し、その底面２０ｂに、左右２つの超音波発振子３０ａ，３０ｂが貫設されている。薬液貯留槽２０に貯留された薬液は、超音波発振子３０ａ又は３０ｂを作動させると、メッシュ３１を通過してミストを生成し、ノズル前室４０に発散される。本実施形態のノズル前室４０は、薬液貯留槽２０の底面２０ｂから前面２０ａにかけての壁を隔てて形成されており、そのノズル前室４０におけるミスト発散箇所の後方には、送風ファン５０が配置されている。この送風ファン５０を作動させることにより、ミストは風圧でノズル４１から噴射され、対象部分へ収束して噴霧される。

本実施形態の噴霧器２のこれ以外の構成は、第一実施形態の噴霧器１と同様であり、操作及び動作も第一実施形態の噴霧器１と同様である。本実施形態の構成でも、薬液はすべて超音波発振子３０ａ又は３０ｂに流れるので、薬液を全て使い切ることができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上記各実施形態では、超音波発振子３０を２つ設けたが、３つ以上の超音波発振子３０を設けて選択的に作動させてもよい。

また、操作スイッチ８０の構成も、上記した作動・停止スイッチ８１とミスト径選択スイッチ８２からなる構成に限られず、様々なスイッチ構成が可能で、その操作方法や動作も任意に変更可能である。

１，２ 噴霧器
１０ 薬液瓶装着部
１１ 座面
１２ Ｏリング
１３ ボールプランジャ
１５ 通気管
１５ａ 一端部
１５ｂ 他端部
１６ 逆止弁
２０ 薬液貯留槽
２０ａ 前面
２０ｂ 底面
３０，３０ａ，３０ｂ 超音波発振子
３１ メッシュ
３２ 圧電素子
４０ ノズル前室
４１ ノズル
５０ 送風ファン
６０ ケーシング
６１ ケーシング本体
６２ キャップ
６５ 吸気口
７０ バッテリ
７１ ＵＳＢ端子
８０ 操作スイッチ
８１ 作動・停止スイッチ
８２ ミスト径選択スイッチ
９０ 制御部
９１ マイコン
９２ （超音波発振子の）駆動回路
９３ （送風ファンの）駆動回路
１００ 薬液瓶
１０１ 開口部
１０１ａ 開口端面
１０１ｂ フランジ部分

Claims (6)

1. 噴霧する薬液を入れた薬液瓶を、開口部を下向きに装着可能な薬液瓶装着部と、
   前記薬液瓶装着部の下方に設けられた薬液貯留槽と、
   薬液を通過させるメッシュ及び当該メッシュを加振する圧電素子からなり、前記薬液貯留槽の壁面に貫設されて、前記薬液貯留槽に貯留された薬液からミストを生成する複数の超音波発振子と、
   前記複数の超音波発振子により生成されたミストを収容し、当該ミストを噴出するノズルを有するノズル前室と、
   前記ノズル前室に収容されたミストに送風して、当該ミストを前記ノズルから噴出させる送風ファンと、を有し、
   前記複数の超音波発振子は、メッシュサイズが異なるため生成するミスト径が異なり、いずれかの前記超音波発振子を選択的に作動させるように構成された、噴霧器。
2. 前記薬液瓶の前記開口部に挿入された通気管と当該通気管に設けられた逆止弁をさらに有する、請求項１に記載の噴霧器。
3. 前記複数の超音波発振子は、前記薬液貯留槽の前面の下端部に設けられ、前記薬液貯留槽に貯留された薬液が、全て当該複数の超音波発振子に流れるように構成されている、請求項１に記載の噴霧器。
4. 前記複数の超音波発振子は、前記薬液貯留槽の底面に貫設され、前記薬液貯留槽に貯留された薬液が、全て当該複数の超音波発振子に流れるように構成されている、請求項１に記載の噴霧器。
5. 前記送風ファンは、軸流ファンである、請求項１に記載の噴霧器。
6. 前記送風ファンは、遠心ファンである、請求項１に記載の噴霧器。

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