JP2022146900A - 霧化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体残量を減らし、安定して噴霧を行うことができる霧化装置を提供する。【解決手段】本発明の霧化装置は、本体とタンクアセンブリを含む。本体は振動器を有する。タンクアセンブリは本体に対して着脱可能に設けられる。本体とタンクアセンブリの結合状態では、タンクアセンブリは空洞部に収容される。タンクアセンブリは、給液タンク、支持ロッド、給液芯及び弾性部材を含む。支持ロッドは給液タンクに配置され、結合状態では支持ロッドと振動器が接続される。給液芯は支持ロッドの内側を貫通し、吸液端と霧化端を有する。弾性部材は給液タンクの底面に位置し、吸液端と隣接して給液芯を支持ロッドの内側に所定の間隔をおいて配置される。弾性部材は緊密に接触する固定部と可動部で構成される。固定部は弾性部材を支持ロッドに固定する。可動部は弾性部材を介して支持ロッドに対して進退可能に設けられる。【選択図】図６

Description

本発明は、霧化装置に関する。

霧化装置として、以下のような霧化装置がある。

フェルト給水棒でタンク内の液体を超音波振動子に送り、振動器の振動でそれを噴霧する噴霧器では、吸水フェルトの先端を一定の力で振動器に付勢する必要がある。特許文献１～特許文献４の従来技術では、吸水フェルトは、ガイドパイプで囲まれ、圧縮コイルばねを用いて吸水フェルトの下端をガイドパイプの下端から上方に押し上げることによって、静止したフェルトの上部を振動器に押し付けている。このような従来技術では、吸水フェルトの下端に１つの螺旋ばねが取り付けられ、ばねの上端及び下端は、それぞれフェルト及びガイドパイプに当接されている。

但し、前記従来技術では、以下のような改善の余地が存在する。

即ち、吸水フェルトの下端とタンクの底面との間には、挟むばねの長さ分の隙間が存在し、吸水フェルトをタンクの底面付近まで伸ばすことができず、隙間の分だけ最終的に使用されることができない液体の残量が生じていた。また、液体が残り僅かになった時に液体を振動器に安定して送ることができなくなる状況が存在した。

特開平０６－３２００８３号公報 実用新案登録第３１８９０５８号公報 特開２０１０－２１４３３２号公報 特開２０１１－０９４８４６号公報 特開２００７－２０３２２５号公報

本発明は、特定の弾性部材を介して給液芯を弾性部材に限位し、給液芯の下端を給液タンクの底面に可能な限り近づけることができ、それにより、給液タンク内の液体を可能な限り使い切って、最終的な液体の残量を減らすことができる霧化装置を提供することを目的とする。

本発明が提供する霧化装置は、振動器を有する本体と、前記本体に対して着脱可能に設けられ、前記本体に取り付けられた結合状態で、前記本体内に収容されるタンクアセンブリと、を備え、前記タンクアセンブリは、液体を保持する空間を有する給液タンクと、前記給液タンク内に設置され、前記結合状態で、前記振動器に接続される支持ロッドと、前記支持ロッドの内側を貫通して設けられ、吸液端と霧化端を有し、前記霧化端は、前記振動器の一側に隣接して配置される給液芯と、前記給液タンクの底面に配置される弾性部材と、を含み、前記弾性部材は、前記吸液端に当接されて前記給液芯を前記支持ロッド及び前記弾性部材の内部に所定の間隔をおいて配置され、緊密に接触する固定部及び可動部で構成され、前記固定部は、前記弾性部材を前記支持ロッドに固定し、前記可動部は、前記支持ロッドに対して進退するように設けられる。

本発明の実施形態に基づき、前記弾性部材は、異なる直径を有し且つ緊密に接触する巻回部で構成されるばね部材であり、前記固定部を構成する巻回部の直径は、前記可動部を構成する巻回部の直径よりも大きい。

本発明の実施形態に基づき、前記固定部の巻回終端は、縮径接続部によって前記可動部の巻回開始端に繋がっており、前記縮径接続部は、前記支持ロッドの底面を囲って支持ロッドを前記固定部と前記可動部との間に挟む。

本発明の実施形態に基づき、前記可動部の下端は、前記吸液端を支持する渦状部で構成される。

本発明の実施形態に基づき、前記渦状部は、前記可動部の周面から前記可動部軸方向に渦状に巻き付けられてなる。

本発明の実施形態に基づき、前記本体と前記タンクアセンブリの前記結合状態において、前記可動部は、引き伸ばされた状態になり、前記給液芯の前記吸液端は、前記給液タンクの前記底面に近い位置に位置し、且つ前記給液芯の前記霧化端は、前記可動部の復元力によって前記振動器に当接される。また、本発明の実施形態に基づき、前記可動部が引き伸ばされた状態において、前記渦状部と前記給液タンク底面との間の距離は、２ｍｍ以下である。

本発明の実施形態に基づき、前記給液芯と前記振動器との間に配置される中継給液芯を更に含み、前記可動部の引き伸ばされた状態において、前記吸液端が前記中継給液芯を介して前記振動器に接触して前記液体を前記振動器により霧化させる。

本発明の実施形態に基づき、前記給液芯は、ポリエステル繊維束から構成される。また、本発明の実施形態に基づき、前記給液芯は、接着剤を含まない。

本発明の実施形態に基づき、前記振動器は、前記振動器を本体に固定するための上蓋及びベースと、前記上蓋及び前記ベース内に配置される振動子と、を含み、前記振動子は、前記給液芯と接触することで前記液体を霧化させる。

本発明の実施形態に基づき、本体は、空洞部を更に有し、振動器は、前記空洞部の上方に配置される。

本発明によれば、安定した噴霧を行いつつ、液体使用率を向上させ、液体残留量を十分に低減させる霧化装置を実現することが可能である。

本発明の一実施形態の霧化装置の外観説明図である。 図１Ａの霧化装置のタンクアセンブリと本体のスライド時の相対説明図である。 図１Ａの霧化装置の分解説明図である。 図１Ｂの霧化装置の分解説明図である。 本発明の一実施形態の霧化装置のタンクアセンブリの説明図である。 図３の領域Ａの拡大説明図である。 図４Ａの弾性部材の初期状態の説明図である。 本発明の別の実施形態の弾性部材の初期状態の説明図である。 本発明の別の実施形態の弾性部材の力を受けた状態の説明図である。 霧化装置の結合状態の断面説明図である。 図６の領域Ａの給液芯の吸液端の近くの拡大説明図である。 図６の領域Ｂの給液芯の霧化端の近くの部分拡大説明図である。 本発明の一実施形態の振動器の斜視構造図であり、振動器の上蓋の説明図である。 本発明の一実施形態の振動器の斜視構造図であり、振動器の上蓋を除いた構造の説明図である。 図８Ａ及び図８Ｂの振動器の断面図である。 本発明の一実施形態の霧化装置の直立式の使用状態の説明図である。 本発明の一実施形態の霧化装置の水平式の使用状態の説明図である。

ここで、本発明の例示的な実施形態を詳細に参照し、例示的な実施形態の実例を図面に示す。可能な場合は常に、同じ又は類似の部材を示すために、同じ部材が図面と説明で使用される。

図１Ａ及び図１Ｂは、本発明の一実施形態の霧化装置の異なる状態の外観説明図及び分解説明図である。図１Ａ及び図１Ｂに示すように、Ｘ、Ｙ、及びＺ方向は、霧化装置の幅方向、厚さ方向、及び高さ方向を示す。

図１Ａは、結合状態の外観説明図であり、図１Ｂは、タンクアセンブリが本体から取り外された時の状態説明図である。図１Ａ及び図１Ｂを参照し、霧化装置１００は、本体１１０及びタンクアセンブリ１２０を備え、本体１１０は、空洞部１１０Ｃを有する。図１Ｂに示すように、タンクアセンブリ１２０は、本体１１０に対して着脱可能に設けられ、本実施形態では、タンクアセンブリ１２０は、例えば、本体１１０に対してＺ方向にスライドするが、本発明はこれに限定するものではない。本体１１０とタンクアセンブリ１２０の結合状態では、図１Ａに示すように、タンクアセンブリ１２０は、空洞部１１０Ｃに収容することができる。

図２Ａ及び図２Ｂは、それぞれ、図１Ａ及び図１Ｂの霧化装置の分解説明図である。図２Ｂに示すように、霧化装置１００の本体１１０は、振動器１１２及び空洞部１１０Ｃを有し、振動器１１２は、空洞部１１０Ｃの上方に配置され、タンクアセンブリ１２０と本体１１０の結合状態では、図２Ａに示すように、タンクアセンブリ１２０が振動器１１２に当接する。以下では、タンクアセンブリ１２０の構成、及び振動器１１２の相対的な位置関係について詳細に説明する。

図３は、本発明の一実施形態の霧化装置のタンクアセンブリの説明図であり、上方の振動器１１２は、霧化装置の詳細な構造を明確に示すために破線で表示している。図３を参照し、タンクアセンブリ１２０は、給液タンク１２２、支持ロッド１２４、給液芯１２６、及び弾性部材１２８を含む。給液タンク１２２は、液体を蓄えるための液体保持空間１２２Ｓを有し、その材質は、例えば、アクリロニトリル‐ブタジエン‐スチレン(Acrylonitrile Butadiene Styrene，ABS）樹脂等の強度が高く、靭性が強く、加工成型等が行い易い熱可塑性ポリマー材料であるが、本発明はこれに限定するものではない。本実施形態では、図３に示すように、タンクアセンブリ１２０は、シール部材１３０を更に含むことができ、タンクアセンブリ１２０は、シール部材１３０によって振動器１１２に当接される。シール部材１３０は、さらに液漏れを防ぐことができ、例えば、Ｏリングであり、その材質は、例えば、フッ素ゴムであり、硬度は、例えば、Ｃ硬度７０であり、線径は、例えば、Φ１．５ｍｍであり、リング内径は、例えば、Φ１３．５ｍｍである。

図３を参照し、支持ロッド１２４は、給液タンク１２２に設置され、その上端は、振動器１１２に接続される。一方で、本実施形態では、支持ロッド１２４は、管状であり、給液芯１２６は、支持ロッド１２４の内側に貫通して設けられ、支持ロッド１２４は、給液芯１２６を支えて保持する作用をなす。また、支持ロッド１２４の下端は、弾性部材１２８を固定する作用をなす。このようにして、支持ロッド１２４は、上端の係合部によって給液タンク１２２に固定される。支持ロッド１２４の材質は、例えば、アクリロニトリル‐ブタジエン‐スチレン共重合体（ABS copolymer）等のＡＢＳ樹脂であり、それは強度が高く、靭性が強く、加工成型等が行い易い熱可塑性ポリマー材料であるが、本発明はこれに限定するものではない。

図３を参照し、給液芯１２６は、吸液端１２６Ｓ（liquid suction end）と霧化端１２６Ａ（liquid atomization end）を有し、霧化端１２６Ａは、振動器１１２の一側に隣接して配置される。より具体的には、結合状態では、給液タンク１２２の液体が給液芯１２６の吸液端１２６Ｓを介して霧化端１２６Ａに供給され、超音波振動などの振動器１１２内の振動子の振動により、液体を霧化し、噴出口から噴霧する。図３に示すように、給液芯１２６は、給液タンク１２２内に真っ直ぐに配置されるのではなく、給液芯１２６の軸方向Ａｘと給液タンク１２２が直立している時の高さ方向Ｚとの挟み角が、例えば、約２度であり、これにより、霧化装置が水平式の使用時に液体を残留することがないように確保することができ、これについては後で説明する。

また、本発明の実施形態によると、給液芯１２６の材質は、接着剤を含まずに、ポリエステル繊維束のみで構成することができる。具体的には、給液芯１２６の製造方法は、例えば、熱可塑性を有する複数のポリエステル繊維を加圧又は加熱下で硬化させるものであり、給液芯１２６の組成成分には、接着剤を含まない。給液芯の空隙率は、例えば７５％である。即ち、微視的な観点から、給液芯は、ほぼ真っ直ぐで一軸に伸びる複数のポリエステル繊維束のみで構成され、各ポリエステル繊維束の延伸長さは、吸液端１２６Ｓから霧化端１２６Ａであり、このような構成は、液体の給液芯内の流動方向が繊維長方向に沿って一軸に流動することを確保することができる。従って、従来技術のフェルトと比較して、本発明の霧化装置は、ポリエステル繊維束のみで構成された給液芯を使用することで不純物の溶出が少ないため、さらに安定して振動器１１２に液体を供給することができる。

図４Ａは、図３の領域Ａの拡大説明図をさらに示している。図３及び図４Ａを参照し、弾性部材１２８は、給液タンク１２２の底面１２２Ｂに隣接する一側に位置し、弾性部材１２８は、吸液端１２６Ｓに当接して給液芯１２６を支持ロッド１２４及び弾性部材１２８の内部に所定の間隔Ｇをおいて配置する。更に具体的には、弾性部材の可動部を支持ロッドの下端に保持させるために、可動部は、支持ロッド１２４の内径よりも外側且つ支持ロッド１２４の外径よりも内側の位置に配置することができる。

図３及び図４Ａに示すように、弾性部材１２８と給液芯１２６との間の所定間隔Ｇは、０．９ｍｍ～１．６ｍｍの範囲に設定することができる。また、弾性部材１２８は、吸液端１２６Ｓに当接されて給液芯１２６を支持ロッド１２４及び弾性部材１２８の内部に限位する。図４Ａでは、タンクアセンブリ１２０と本体１１０の結合状態であるため、弾性部材１２８は、引き伸ばし状態であり、弾性部材１２８は、給液芯１２６に弾性復元力を付与し、給液芯１２６を一定の荷重で振動器１１２に付勢し、液体を安定して噴霧させる。本実施形態において、所定間隔Ｇの設定範囲は、以下を考慮し、例えば、各部品又はアセンブリの間に寸法誤差が存在したとしても、給液芯が常に支持ロッド１２４及び弾性部材１２８の内部に保持されることを可能にすることを考慮して所定間隔Ｇの最小値を設定する。一方で、給液芯１２６の傾斜量によって求めた数値に応じて所定間隔Ｇの最大値を設定する。例えば、所定間隔Ｇの一実施態様としては、下表１が挙げられる。

本実施形態において、所定間隔Ｇの設定範囲の最小値は、例えば０．９ｍｍであり、最大値は、例えば１．８ｍｍであり、より好ましくは、１．３ｍｍである。

図４Ｂは、図４Ａの弾性部材の初期状態の説明図である。図４Ａ及び図４Ｂを参照し、弾性部材１２８は、緊密に接触する固定部１２８Ｆ（fixing part）と可動部１２８Ｍ（movable part）で構成され、固定部１２８Ｆは弾性部材１２８を支持ロッド１２４に固定する。本発明では、可動部１２８Ｍの下端は、吸液端１２６Ｓを支持する渦状部１２８Ｗ（wound portion）で構成され、即ち、可動部１２８Ｍの下端は、渦状部１２８Ｗによって封じられる。

具体的には、可動部１２８Ｍは、弾性部材１２８を介して支持ロッド１２４に対して進退できるように設けられ、例えば、図４Ａは、可動部１２８Ｍが弾性部材１２８を介して支持ロッド１２４に対して前進する時の延伸状態の説明図であり、図４Ｂは、可動部１２８Ｍが初期状態に戻る説明図であり、即ち、タンクアセンブリ１２０は、本体１１０から分離される時、タンクアセンブリ１２０内の弾性部材１２８は、図４Ｂに示すように初期状態に戻る。また、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、本実施形態では、弾性部材１２８は、２つの異なる直径を有し、緊密に接触する巻回部で構成される１つのばね部材であり、固定部１２８Ｆを構成する巻回部の直径は、可動部１２８Ｍを構成する巻回部の直径よりも大きい。

例を挙げて説明すると、本実施形態の弾性部材１２８は、例えば直径の異なる２つの緊密に接触する引張コイルばねで構成され、ばねの線径及び荷重については、霧化装置の振動器に加えられる荷重と荷重ばらつきの低減を考慮して、ばねの適切な線径及びばね定数を設定することができ、例えば、必要荷重・荷重のバラつきに基づいて考慮すると（式（１））、ばねの線径は、Φ０．３ｍｍからΦ０．５ｍｍであることが好ましく、線径を小さくしてばね定数を下げることが好ましく、本実施形態では、Φ０．３ｍｍとする。

式（１）において、Ｇは、縦弾性係数であり、ｄは、線径であり、Ｎ_ａは、有効巻き数であり、Ｄは、コイル内径である。また、ばねの荷重は、例えば、５ｇｆから２０ｇｆであり、本実施形態では、例えば、１０ｇｆである。ばねの材質は、例えば、ＳＵＳ３０４ＷＰＢであり、耐腐食性を備えることができる。ばねの巻き方向は、支持ロッド１２４に組み付ける加工性によって決定することができ、本実施形態では、例えば、右巻きであるが、本発明は、これに限定するものではない。また、固定部１２８Ｆ及び可動部１２８Ｍの直径及び弾性率については、前述の考慮以外に、支持ロッド１２４のサイズ、材質、及びユーザの分解と組み立ての能力によって決定することができる。例えば、固定部１２８Ｆの内径は、弾性部材１２８を支持ロッド１２４の底部の外周面に固定できるサイズであり、可動部１２８Ｍの外径は、例えば、支持ロッド１２４の内径と外径との間であり、それにより、可動部の一端を支持ロッド１２４の底周面に当接させ、固定部１２８Ｆと可動部１２８Ｍの直径は、例えば、それぞれΦ８．１ｍｍとΦ７．３ｍｍであり、可動部１２８Ｍと固定部１２８Ｆの直径比は、例えば、１：０．９である。本実施形態において、可動部１２８Ｍと固定部１２８Ｆの設定の説明は、以下のとおりであるが、本発明は、これに限定するものではない。

［固定部］支持ロッドに巻き付けて固定するために、固定部の内径は、支持ロッドの外径よりもやや小さく設定され、例えば、外径Φ８．２ｍｍに対してΦ８．１ｍｍに設定される。

［可動部］給液芯がコイルと接触しないように、可動部の内径は、支持ロッドの内径よりも大きく設定され、例えば、支持ロッドの内径Φ６．４ｍｍに対してΦ７．３ｍｍに設定される。

具体的には、本実施形態では、図４Ｂに示すように、固定部１２８Ｆの巻回終端ＴＥ_Ｆ（spiral shaped terminal end）が縮径接続部１２８Ｃを介して可動部１２８Ｍの巻回開始端ＳＥ_Ｍ（spiral shaped starting end）に接続され、縮径接続部１２８Ｃが支持ロッド１２４の底部を囲って、支持ロッド１２４を固定部１２８Ｆと可動部１２８Ｍとの間に挟む。本願の明細書では、いわゆる２つの異なる直径を有し、且つ「緊密に接触」しているばね部材とは、固定部１２８Ｆと可動部１２８Ｍが直接接続されているものを指すか、或いは、縮径接続部１２８Ｃが存在する場合には、縮径接続部１２８Ｃの巻回長さは１周の長さが全周を均一に保持する観点では好適であるが、使用するばねによって、その長さを短くあるいは長くしたり、巻き数を２回以上にするなど適切な接続状態を得るように構成してもよい。

また、図４Ｂを参照し、渦状部１２８Ｗは、例えば、可動部１２８Ｍの周面から可動部１２８Ｍの軸方向Ｄａに向かい、同一平面上に渦状に巻かれてなる。具体的には、可動部１２８Ｍの巻回終端ＴＥ_Ｍ（spiral shaped terminal end）を渦状部１２８Ｗの巻回開始端ＳＥ_Ｗ（spiral shaped starting end）とし、同じ平面上で、可動部１２８Ｍの軸方向Ｄａに向かって徐々に縮径して巻かれてなり、図４Ｂに示すように、渦状部１２８Ｗの巻回終端ＴＥ_Ｗ（spiral shaped terminal end）は、弾性部材１２８の中心軸Ｄａに隣接し、渦状部１２８Ｗは、例えば、平面巻きばねである。

本発明は、弾性部材を図４Ａ及び図４Ｂの構成形態に限定しない。弾性部材の固定部及び可動部の巻き方、巻数、長さ、直径、及び固定部と可動部との間の接続関係は、限定せず、例えば、弾性部材は、図５Ａ及び図５Ｂに示すようにすることもできる。図５Ａ及び図５Ｂは、本発明の他の実施形態における弾性部材の初期状態及び力を受けた状態の説明図である。本実施形態では、弾性部材２２８は、固定部２２８Ｆ、可動部２２８Ｍ、及び固定部２２８Ｆと可動部２２８Ｍとの間の縮径接続部２２８Ｃで構成され、固定部２２８Ｆの巻回終端ＴＥ_Ｆ（spiral shaped terminal end）は、縮径接続部２２８Ｃによって巻回開始端ＳＥ_Ｍ（spiral shaped starting end）に繋がる。前述の弾性部材１２８と比較すると、本実施形態の弾性部材２２８は、初期状態では固定部２２８Ｆと可動部２２８Ｍとの間がより緊密であり、即ち、縮径接続部２２８Ｃの軸方向Ｄａの延伸長さは、縮径接続部１２８Ｃ軸方向Ｄａの延伸長さよりも短いが、本発明はこれに限定するものではない。

図６は、霧化装置の組み合わった状態のＸＺ方向に沿った断面説明図であり、図７Ａは、図６の領域Ａの給液芯の吸液端の近くの拡大説明図であり、図７Ｂは、図６の領域Ｂの給液芯の霧化端の近くの部分拡大説明図である。以下では、図６、図７Ａ及び図７Ｂに基づいて本発明の霧化装置において、特定構造の弾性部材を用いて液体残量を減少させること、及び振動器に向けて液体を供給することの関連メカニズムを説明する。

図６、図７Ａ、及び図７Ｂに示すように、ユーザは、タンクアセンブリ１２０に力を加え、タンクアセンブリ１２０を本体１１０に嵌合させる。本体１１０とタンクアセンブリ１２０の結合状態で、可動部１２８Ｍが力を受けて給液タンク１２２の底面１２２Ｂに向かって移動し、この時、可動部１２８Ｍの下端の渦状部１２８Ｗは、給液タンク１２２の底面１２２Ｂに可能な限り近づき、可動部１２８Ｍは、引き伸ばし状態である。渦状部１２８Ｗと給液タンク１２２底面１２２Ｂとの間の距離Ｓは、例えば、２ｍｍ以下であり、より好ましくは１ｍｍ以下であり、これにより、給液タンク１２２の底面１２２Ｂに少量の液体が残っていたとしても、これらの液体は、給液タンク１２２の管壁との間、液体と渦状部１２８Ｗとの間の境界面において表面張力を有し、残存する少量の液体が渦状部１２８Ｗに沿って上昇して、より十分に使用されることができる。一方で、給液芯１２６の吸液端１２６Ｓがバネ部材の復元力Ｆによって渦状部１２８Ｗに密着するため、渦状部１２８Ｗまで上昇した液体をより確実に緊密に接触する吸液端１２６Ｓに供給させることができ、残りの液体が、給液芯内で液体を一軸に流動させる繊維束を介して安定して振動器１１２に供給される。

本実施形態の構成では、霧化装置の液体をより完全に使用可能にするため、給液タンク１２２内の液体残留量の高さは、渦状部１２８Ｗと底面１２２Ｂとの間の距離Ｓよりも低くすることができる。一方、ばねとタンクアセンブリの製造公差を考慮すると、渦状部１２８Ｗと給液タンク１２２の底側と給液タンク１２２の底面１２２Ｂとの間に隙間を有することが好ましく、これにより、弾性部材１２８とタンクアセンブリ１２０との間に摩擦が生じることを回避することができる。これにより、給液タンク内の液体を可能な限り使い切ることができ、液体の残量を減らすことができる。タンク内に残る液体は、最大でも底面から２ｍｍの高さであり、量に換算して凡そ０．９ｍｌである。これにより、給液タンク底面に残存する液体は、液体と渦状部との間の表面張力によって、渦状部から給液芯の吸液端まで上昇し、十分に利用されることができる。

本願明細書に記載する「給液タンクの底面に可能な限り近づける」とは、タンク内に残っている液体が最大で１ｍｌであり、高さが最大で２ｍｍであることを指す。更に、弾性部材と給液芯の相乗効果により、振動器へ液体を安定供給し、安定して噴霧を行うことができ、また、本発明の霧化装置は、直立式で噴霧を行うことができる以外に、水平式で噴霧を行うこともできる。

一方、給液芯１２６の霧化端１２６Ａは、図６及び図７Ｂに示されるように、給液芯１２６の霧化端１２６Ａも弾性部材１２８の復元力Ｆの作用を受けて振動器１１２に当接し、給液芯１２６によって送られる液体が安定して振動器１１２に密着し、液体は、振動器１１２の振動子３２０によって霧化される。以上のことから、本発明の霧化装置は、特定構造を備える弾性部材１２８によって給液芯１２６と安定して協働作用し、それにより振動器１１２に安定して液体を供給し、安定して噴霧できることがわかる。

また、図７Ｂに示すように、本発明の実施形態による霧化装置には、給液芯１２６と振動器１１２との間に設けられる中継給液芯２００を更に含むことができる。中継給液芯２００は、給液芯１２６から吸い上げた液体をその中に保留し、振動器に液体を安定して供給するバッファーリレーステーションとされる。液体は、水を例にし、中継給液芯２００は、保水性能を有し、振動器１１２に途切れることなく安定して水を供給することができるため、中継給液芯２００を追加することにより、液体霧化の安定性をさらに向上させ、安定して連続的に噴霧することができる。また、給液芯１２６のレイアウトは、給水量を増加させることを考慮し、給液芯１２６のサイズを中継給液芯２００の径範囲の最大径よりも小さく設定することができる。また、本実施形態では、図６及び図７Ｂに示すように、中継給液芯２００の右半分がスリット２００Ｓを有し、スリット２００Ｓの長さは、周面から中心まで延伸することができ、詳細な構造は、図８Ｂを参照することができる。

図８Ａ及び図８Ｂは、本発明の一実施形態の振動器の斜視構造図であり、図８Ａは、振動器の上蓋の説明図であり、図８Ｂは、振動器のベースの構造の説明図である。図９は、図８Ａ及び図８Ｂの振動器の軸線に沿った断面図であり、振動器の構造を明確に示すために、不要な線を省略し、一部の部材のみを説明のために描いている。図８Ａ、図８Ｂ及び図９を参照し、振動器３００は、上蓋３０２、ベース３４０、及びシール部材３３０を含む。上蓋３０２は、振動器３００を保護することに用いられ、振動器３００は、図２Ｂに示すように、霧化装置の本体１１０に固定される。

図８Ａ及び図９に示すように、上蓋３０２には、シール部材３３０ａが設けられ、ベース３４０には、シール部材３３０ｂ及びタンク内圧調整シート３１０及び中継給液芯２００が設けられる。上蓋３０２及びベース３４０は、３つの位置においてスナップフィットで固定されて振動子３２０を上蓋３０２とベース３４０との間に挟み、ベース３４０は、タンク内圧調整シート３１０によって給液タンク１２２内の圧力調整を行い、振動子３２０は、例えば、圧電振動子を用いた超音波振動子であり、振動子の伸縮振動によって、液体を霧化する。ベース３４０は、振動器３００を保護し、給液タンク１２２の水漏れを防ぎ、振動器３００を図２Ｂに示すように霧化装置の本体１１０に固定することに用いられ、図８Ｂ及び図９に示すように、ベース３４０は、振動子３２０の下方に位置するシール部材３３０ｂによって振動子３２０をベースと上蓋３０２との間に挟み、シール部材３３０ｂは、更に給液タンク１２２の水漏れを防ぐ作用をなす。本実施形態において、上蓋３０２及びベース３４０の材質は、例えば、ポリオキシメチレン（Polyoxymethylene，POM）である。

シール部材３３０ａ、３３０ｂは、振動子３２０、上蓋３０２、ベース３４０の間の相対位置関係を維持することに用いられ、防水の作用を有し、液体が外部に飛び散ることを防ぎ、液体を霧化する効率を向上させる。シール部材３３０ａ、３３０ｂは、例えば、Ｏリングであり、材質は、例えば、シリコーンゴムである。本実施形態では、シール部材３３０ａ、３３０ｂの硬度は、例えば、Ｃ硬度５０であり、線径は、例えば、Φ１．５ｍｍであり、リング内径は、例えば、Φ８．５ｍｍであるが、本発明は、これに限定するものではない。

本実施形態の霧化装置では、霧化装置が上記中継給液芯２００をさらに含む場合の相対位置関係を図示しているが、本発明の霧化装置は、中継給液芯２００の設置を省略することもでき、本発明はこれに限定するものではない。霧化装置が中継給液芯２００を含まない時、前述の給液芯１２６の霧化端１２６Ａと振動子３２０が隣接する。

中継給液芯を含む実施形態では、中継給液芯２００の平面図は、図８Ｂに示すようになり、スリット２００Ｓを有し、スリット２００Ｓは、中継給液芯２００の周面から中継給液芯２００の中心点まで延伸することができ、スリット２００Ｓの長さは、中継給液芯２００の半径にほぼ等しくなる。図９の断面位置は、スリットの長さ方向に直交する中心断面上に揃えられ、従って、図９において、中継給液芯２００におけるスリット２００Ｓの幅を見ることができ、前記図７Ｂに示す断面図では、スリット２００Ｓの標示を省略している。

本発明の霧化装置では、中継給液芯を省略した場合においても給液芯１２６が振動子へ給液できるため本発明の噴霧を行うことができる。また、さらに噴霧をより継続的に行うために、中継給液芯の設置を選択的に追加することができる。中継給液芯２００を含む実施形態では、中継給液芯２００のサイズは、例えば、直径Φ６．５ｍｍ、厚さ１ｍｍであり、スリット２００Ｓは、例えば、長さ約３．２５ｍｍ、幅約１ｍｍである。霧化装置１００の噴霧プロセスで振動子３２０の振動によって生成される気泡が蓄積し給液量が低下し噴霧能力が低下することがあったとしても、中継給液芯２００を設けることで、気泡の蓄積を低減して円滑に排出することができるようになり、結果、振動子への給液をより安定させ、継続した噴霧を実現することができるようになる。中継給液芯２００の材質は、吸水性、耐薬品性、柔軟性を備えた材質であることができ、例えば、中継給液芯２００は、Ｃ硬度が７程度で、柔軟性を有するポリウレタンスポンジ(polyurethane sponge)であることができる。

例えば、本実施形態において、中継給液芯が存在しない場合では、噴霧量は約７ｍｌ／ｈである。これに対して、更に中継給液芯を追加した場合では、噴霧量は約２３ｍｌ／ｈであり、約３倍の改善が確認できている。

＜実施形態＞
本実施形態の霧化装置１００では、上記構成を備える霧化装置に直立式噴霧及び水平式噴霧を行わせて評価を行った。また、使用した本体サイズは６６ｍｍ（長さ、Ｘ）×２６ｍｍ（幅、Ｙ）×１０１ｍｍ（高さ、Ｚ）である。使用したタンクアセンブリ１２０のうち、給液タンク１２２のサイズは３９ｍｍ（長さＸ）×２１ｍｍ（幅Ｙ）×８３ｍｍ（高さＺ）で、その材質は、ＡＢＳである。シール部材１３０は、Ｏリングであり、その材質は、フッ素ゴムであり、その硬度は、Ｃ硬度７０であり、線径は、Φ１．５ｍｍであり、リング内径は、Φ１３．５ｍｍである。支持ロッド１２４の材質は、ＡＢＳであり、そのサイズは、内径がΦ５．２ｍｍ、Ｚ方向に対する傾斜角は、２度である。給液芯１２６の材質は、接着剤を含まず且つ空隙率が７５％の複数のポリエステル繊維束で構成されており、そのサイズは直径Φ４．５ｍｍである。弾性部材１２８の材質は、ＳＵＳ３０４ＷＰＢであり、右巻きで構成される引張コイルばねであり、その線径は、０．３ｍｍであり、荷重は１５ｇｆであり、固定部１２８Ｆと可動部１２８Ｍの直径は、それぞれΦ８．１ｍｍとΦ７．３ｍｍである。使用される振動器、上蓋３０２及びベース３４０の材質は、ＰＯＭである。シール部材３３０ａ、３３０ｂの硬度は、Ｃ硬度５０であり、線径は、Φ１．５ｍｍであり、リング内径は、Φ８．５ｍｍである。

本実施形態には、中継給液芯２００が設置され、その材質は、ポリウレタンスポンジであり、そのサイズは、直径６．５ｍｍ、厚さ１ｍｍであり、且つ幅約１ｍｍのスリット２００Ｓを有する。

＜本実施形態の効果＞
図１０Ａは、本発明の一実施形態の霧化装置の直立式使用状態の説明図であり、図１０Ｂは、本発明の一実施形態の霧化装置の水平使用状態の説明図である。図１０Ａは、霧化装置１００Ｖの直立式で噴霧した状態を表し、図１０Ｂは、霧化装置１００Ｈの水平式で噴霧した状態を表している。

上記の図１Ａ～図９に示すように構成された霧化装置１００によれば、前述の特定の弾性部材１２８と給液芯１２６、振動器１１２との間の協働作用により、直立式霧化装置１００Ｖ又は水平式霧化装置１００Ｈのいずれであっても、振動器１１２に安定して液体を供給し、安定して噴霧することができ、また、図６に示すように、給液芯の軸方向ＡｘはＺ方向に対して０より大きい挟み角を有し、例えば約２度であり、これにより、霧化装置が水平式で噴霧を行う場合に液体を残留させることなく、安定して噴霧できるように確保することができる。

特に本実施形態のように、弾性部材１２８は、２つの異なる直径で且つ緊密に接触するばね部材から構成され、直径が比較的大きな固定部１２８Ｆが支持ロッド１２４に巻き付き、直径が比較的小さい可動部１２８Ｍは、支持ロッド１２４の下端から伸び、且つ弾性部材１２８を介して支持ロッド１２４に対して進退できるように構成される。可動部１２８Ｍの下端は、吸液端１２６Ｓを支持する渦状部１２８Ｗで構成され、これにより、可動部１２８Ｍに限位される給液芯１２６は、可動部１２８Ｍに伴って給液タンク１２２の底面１２２Ｂに可能な限り近い位置まで到達することができる。

給液芯１２６が下降する時、可動部１２８Ｍは、引き伸ばされた状態になり、渦状部１２８Ｗは、弾性部材１２８の復元力を用いて給液芯１２６に対して一定の力で付勢する作用をなし、給液芯１２６を渦状部１２８Ｗと振動器１１２との間に緊密に挟み、給液タンク１２２内の液体が振動器１１２に安定して液体を供給できるようにする。中継給液芯２００を設ける場合、液体を振動器１１２へ安定して供給する機能を更に強化することができる。

また、図６に示すように、給液タンク１２２内の支持ロッド１２４、給液芯１２６を傾けることで、図１０Ｂに示すように、水平式で噴霧しても、給液タンクの底面に近い液体を十分に用いることができる。

一実施形態の態様では、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、霧化装置１００Ｖ、１００Ｈは、給液タンク内に残る液体を最大でも１ｍｌであり、高さは最大でも２ｍｍにすることができる。これに対し、従来技術では、タンクに残る液体は、少なくともばねの長さ以上である。本発明の霧化装置は、液体の残量を効果的に減らすという技術的効果を達成することができる。

最後に説明すべきこととして、以上の実施形態は、本発明の技術案の説明に用いるのみであって、それについて限定するものではない。前記実施形態を参照して本発明に対して詳細な説明を行っているが、当業者であれば、当然理解できるように、前記実施形態に記載の技術案については依然として修正、或いは一部又は全部の技術特徴に対する均等の置き換えを行うことができるものであり、但し、これら修正又は置き換えは、対応する技術案の本質を本発明の実施例の技術案の範囲から逸脱させるものではない。

１１０ 本体
１１２ 振動器
１２０ タンクアセンブリ
１２２ 給液タンク
１２４ 支持ロッド
１２６ 給液芯
１２６Ａ 霧化端
１２６Ｓ 吸液端
１２８ 弾性部材
１２８Ｆ 固定部
１２８Ｍ 可動部
１２８Ｗ 渦状部

Claims (12)

1. 振動器を有する本体と、
   前記本体に対して着脱可能に設けられ、前記本体に取り付けられた結合状態で、空洞部内に収容されるタンクアセンブリと、
   を備え、
   前記タンクアセンブリは、
   液体を保持する空間を有する給液タンクと、
   前記給液タンク内に設置され、前記結合状態で、前記振動器に接続される支持ロッドと、
   前記支持ロッドの内側を貫通して設けられ、吸液端と霧化端を有し、前記霧化端は、前記振動器の一側に隣接して配置される給液芯と、
   前記給液タンクの底面に配置される弾性部材と、
   を含み、
   前記弾性部材は、前記吸液端に当接されて前記給液芯を前記支持ロッド及び前記弾性部材の内部に所定の間隔をおいて配置され、緊密に接触する固定部及び可動部で構成され、
   前記固定部は、前記弾性部材を前記支持ロッドに固定し、
   前記可動部は、前記支持ロッドに対して進退するように設けられる、霧化装置。
2. 前記弾性部材は、異なる直径を有し且つ緊密に接触する巻回部で構成されるばね部材であり、前記固定部を構成する巻回部の直径は、前記可動部を構成する巻回部の直径よりも大きい請求項１に記載の霧化装置。
3. 前記固定部の巻回終端は、縮径接続部によって前記可動部の巻回開始端に繋がっており、前記縮径接続部は、前記支持ロッドの底面を囲って支持ロッドを前記固定部と前記可動部との間に挟む請求項２に記載の霧化装置。
4. 前記可動部の下端は、前記吸液端を支持する渦状部で構成される請求項１～３の何れか一項に記載の霧化装置。
5. 前記渦状部は、前記可動部の周面から前記可動部軸方向に渦状に巻き付けられてなる請求項４に記載の霧化装置。
6. 前記本体と前記タンクアセンブリの前記結合状態において、前記可動部は、引き伸ばされた状態になり、前記給液芯の前記吸液端は、前記給液タンクの前記底面に近い位置に位置し、且つ前記給液芯の前記霧化端は、前記可動部の復元力によって前記振動器に当接される請求項１～５の何れか一項に記載の霧化装置。
7. 前記可動部の下端は、前記吸液端を支持する渦状部で構成され、前記可動部が引き伸ばされた状態において、前記渦状部と前記給液タンク底面との間の距離は、２ｍｍ以下である請求項６に記載の霧化装置。
8. 前記給液芯と前記振動器との間に配置される中継給液芯を更に含み、前記可動部の引き伸ばされた状態において、前記吸液端が前記中継給液芯を介して前記振動器に接触して前記液体を前記振動器により霧化させる請求項６に記載の霧化装置。
9. 前記給液芯は、ポリエステル繊維束から構成される請求項１～８の何れか一項に記載の霧化装置。
10. 前記給液芯は、接着剤を含まない請求項９に記載の霧化装置。
11. 前記振動器は、
    前記振動器を本体に固定するための上蓋及びベースと、
    前記上蓋及び前記ベース内に配置される振動子と、
    を含み、
    前記振動子は、前記給液芯と接触することで前記液体を霧化させる請求項１～１０の何れか一項に記載の霧化装置。
12. 前記本体は、空洞部を更に有し、前記振動器は、前記空洞部の上方に配置される請求項１～１１の何れか一項に記載の霧化装置。

Images