JP7327705B2 - Mixed fluid delivery device - Google Patents
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Description
本発明は、混合流体送出装置に関する。 The present invention relates to a mixed fluid delivery device.
従来、混合流体送出装置として、特開２０１３－１３２４７１号公報（特許文献１）には、圧縮空気をノズル孔から噴出させ、ノズル孔の出口領域で当該圧縮空気に液体を付与することで、当該液体を霧化して外部に送出するネブライザが開示されている。 Conventionally, as a mixed fluid delivery device, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-132471 (Patent Document 1), compressed air is ejected from a nozzle hole, and a liquid is added to the compressed air in the outlet area of the nozzle hole. A nebulizer is disclosed that atomizes and delivers liquid to the outside.
圧縮空気を生成する装置として、圧電ポンプを使用する場合には、振動板を振動させる圧電素子が発熱することにより、圧電ポンプの温度が上昇する。圧電ポンプの温度が上昇して高温となった場合には、圧電ポンプ、ひいては混合流体送出装置が正常に動作しなくなることが懸念される。 When a piezoelectric pump is used as a device for generating compressed air, the temperature of the piezoelectric pump rises due to the heat generated by the piezoelectric element that vibrates the diaphragm. When the temperature of the piezoelectric pump rises to a high temperature, there is a concern that the piezoelectric pump and, by extension, the mixed fluid delivery device will not operate normally.
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、ケース体に設けられたポンプ収容室に収容された圧電ポンプを冷却可能な混合流体送出装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a mixed fluid delivery device capable of cooling a piezoelectric pump housed in a pump housing chamber provided in a case body. That's what it is.
本開示に基づく混合流体送出装置は、噴出された気体と液体とを混合することにより、混合流体を生成して送出口から外部に送出する装置である。当該混合流体送出装置は、圧電素子と振動板とを有する圧電振動子、および上記圧電振動子を内部に収容するポンプ筐体を含み、気体を吐出するための圧電ポンプと、上記圧電ポンプを収容するポンプ収容室と、液体を貯留する液体貯留部と、上記混合流体を生成する混合部と、上記圧電ポンプから吐出された上記気体を上記混合部へ噴出するノズル部と、液体を上記混合部へ導出する導出部と、上記送出口と上記混合部とを接続し、上記混合部で生成された上記混合流体を外部へ送出するための流路部と、を備える。上記流路部が上記ポンプ収容室を形成する壁部の少なくとも一部に沿うように設けられている。 A mixed fluid delivery device based on the present disclosure is a device that mixes ejected gas and liquid to generate a mixed fluid and delivers it to the outside from a delivery port. The mixed fluid delivery device includes a piezoelectric vibrator having a piezoelectric element and a vibrating plate, and a pump housing housing the piezoelectric vibrator therein, and housing the piezoelectric pump for discharging gas and the piezoelectric pump. a pump housing chamber for storing the liquid, a liquid storage portion for storing the liquid, a mixing portion for generating the mixed fluid, a nozzle portion for ejecting the gas discharged from the piezoelectric pump to the mixing portion, and a liquid to the mixing portion. and a flow path connecting the delivery port and the mixing section to deliver the mixed fluid generated in the mixing section to the outside. The channel portion is provided along at least a portion of a wall portion forming the pump housing chamber.
上記本開示に基づく混合流体送出装置は、上記ポンプ収容室、上記液体貯留部、上記混合部、および上記導出部が設けられたケース体と上記ケース体に着脱自在に固定され、上記流路部を形成するための流路形成体と、を備えていてもよい。この場合には、上記ポンプ収容室を形成する上記壁部は、上記ケース体の一部によって構成されていてもよく、上記流路形成体は、上記壁部との間に、上記流路部の一部を形成するように構成されていてもよい。 The mixed fluid delivery device based on the present disclosure is detachably fixed to a case body provided with the pump housing chamber, the liquid storage section, the mixing section, and the outlet section, and the case body, and the flow path section and a flow path forming body for forming the In this case, the wall portion forming the pump housing chamber may be a part of the case body, and the flow path forming body may be disposed between the wall portion and the flow path portion. may be configured to form part of the
上記本開示に基づく混合流体送出装置は、上記ポンプ収容室、上記液体貯留部、上記混合部、上記導出部、および上記流路部が設けられたケース体を備えていてもよい。この場合には、前記ポンプ収容室を形成する前記壁部は、前記ケース体の一部によって構成されていてもよく、上記ケース体は、上記流路部を形成するための流路形成部を含んでいてもよい。また、上記流路形成部は、上記壁部との間に、上記流路部の一部を形成するように設けられていてもよい。 The mixed fluid delivery device according to the present disclosure may include a case body provided with the pump housing chamber, the liquid storage section, the mixing section, the outlet section, and the flow path section. In this case, the wall portion forming the pump housing chamber may be configured by a part of the case body, and the case body may include a flow path forming portion for forming the flow path portion. may contain. Moreover, the said flow-path formation part may be provided so that a part of said flow-path part may be formed between the said wall parts.
上記本開示に基づく混合流体送出装置にあっては、上記ケース体には、外部に送出されずに残留した残留液体を上記混合部から上記液体貯留部に還流する還流路が設けられていてもよい。この場合には、上記還流路は、上記ポンプ筐体の少なくとも一部に接触するように設けられていることが好ましい。 In the mixed fluid delivery device based on the present disclosure, the case body may be provided with a return path for returning residual liquid remaining without being delivered to the outside from the mixing section to the liquid storage section. good. In this case, it is preferable that the return path is provided so as to contact at least a portion of the pump housing.
本発明によれば、ケース体に設けられたポンプ収容室に収容された圧電ポンプを冷却可能な混合流体送出装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the mixed fluid delivery apparatus which can cool the piezoelectric pump accommodated in the pump accommodation chamber provided in the case body can be provided.
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the embodiments shown below, the same or common parts are denoted by the same reference numerals in the drawings, and the description thereof will not be repeated.
（実施の形態１）
［ネブライザ］
図１は、実施の形態１に係るネブライザの概略断面図である。図１を参照して、実施の形態１に係るネブライザ２００について説明する。(Embodiment 1)
[Nebulizer]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a nebulizer according to
図１に示すように、実施の形態１に係るネブライザ２００は、噴出された気体に液体を付与することにより、霧化した液体と気体とが混合した混合流体を生成して、後述する送出口１２２ａから外部に送出する装置である。なお、本実施の形態では、上記液体が、気化されていない場合を例示して説明するが、当該液体は、気化された液体であってもよい。ネブライザ２００は、ケース体１１０と、流路形成体１２０とを含む。
As shown in FIG. 1, the
ケース体１１０は、第１方向（ＤＲ１方向）に沿って延びるように設けられている。なお、第１方向は、後述するノズル部１１３の軸方向と平行な方向であり、たとえば、上下方向と平行な方向である。
ケース体１１０には、液体貯留部１１１と、ポンプ収容室１１２と、ノズル部１１３と、混合部Ｍ、および導出部１１８が設けられている。
液体貯留部１１１とポンプ収容室１１２とは、後述する第２壁部１１２ｂによって区画されており、たとえば、第１方向に直交する第２方向（ＤＲ２方向）に並ぶように配置されている。なお、第２方向は、ノズル部１１３の軸方向と直交する方向であり、たとえば、左右方向と平行な方向である。
The
液体貯留部１１１は、第１方向に延在するように設けられている。液体貯留部１１１は、水、食塩水、気管支等の疾患を治癒させるための薬液、または、ワクチンといった液体Ｗを一時的に貯留する。
ノズル部１１３は、ポンプ収容室１１２に対して第１方向の一方側（上方側）に配置されている。ノズル部１１３は、先端にノズル孔１１３ｈを有する。ノズル部１１３は、先端に向かうにつれて先細る先細り形状を有する。ノズル部１１３の基端１１３ｂは、後述する圧電ポンプ１の下流側ノズル部１５に接続されている。ノズル部１１３は、圧電ポンプ１から送出された空気をノズル孔１１３ｈから噴出させる。
The
混合部Ｍは、ノズル部１１３から噴出された気体と、導出部１１８から導出された液体とを混合する。これにより、当該液体が霧化して、霧化した液体と気体が混合した混合流体が生成される。混合部Ｍは、ノズル孔１１３ｈの出口領域に位置する。より特定的には、混合部Ｍは、ノズル部１１３からの気体の噴出方向において、ノズル部１１３の下流側に位置する。
The mixing section M mixes the gas ejected from the
導出部１１８は、混合部Ｍに向けて液体Ｗを導出する。導出部１１８は、混合部Ｍに面するように設けられている。具体的には、導出部１１８は、混合部Ｍに対して第２方向の一方側に設けられている。
The lead-out
導出部１１８は、導出路１１５を含む。導出路１１５は、液体貯留部１１１から混合部Ｍに向けて延びるように設けられている。具体的には、導出路１１５は、略Ｌ字状に設けられており、第１方向に沿って延びる第１部分１１５１と、第２方向に沿って延びる第２部分１１５２とを有する。
Lead-out
第１方向における他方側（下方側）に位置する第１部分１１５１の端部は、導出路１１５の一端１１５ａを構成し、液体貯留部１１１に接続されている。第２部分１１５２の先端は、導出路１１５の他端１１５ｂを構成する。当該第２部分１１５２の先端から、液体Ｗが混合部Ｍに導出される。
An end portion of the
ポンプ収容室１１２は、ケース体１１０が有する壁部によって形成される。当該壁部は、第１壁部１１２ａ、第２壁部１１２ｂ、接続壁部１１２ｃを有する。本実施の形態においては、第１壁部１１２ａおよび第２壁部１１２ｂは、第２方向に並んで配置されている。第１壁部１１２ａは、後述する圧電ポンプ１の第１主面１０ａに対向し、第２壁部１１２ｂは、後述する圧電ポンプ１の第２主面１０ｂに対向する。接続壁部１１２ｃは、ケース体１１０の底部を構成する。接続壁部１１２ｃは、第１壁部１１２ａ、および第２壁部１１２ｂの第１方向の他方側の端部（下端部）を接続する。
Pump
ポンプ収容室１１２は、２つの圧電ポンプ１を収容する。なお、ポンプ収容室１１２に収容される圧電ポンプ１の個数は、２つに限定されず、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。ケース体１１０には、ポンプ収容室１１２に外気を吸気するための吸気口（不図示）が設けられている。当該吸気口は、上流側に位置する圧電ポンプ１が有する後述の上流側ノズル部１４に吸気経路（不図示）を介して接続されている。
The
２つの圧電ポンプ１は、第１方向に直列して配置されている。２つの圧電ポンプ１は、後述するようにポンプ筐体１０を含む。ポンプ筐体１０は、後述するように互いに相対する第１主面１０ａおよび第２主面１０ｂ、上流側ノズル部１４、ならびに下流側ノズル部１５を有する。
Two
２つの圧電ポンプ１の各々は、ポンプ筐体１０の第１主面１０ａおよび第２主面１０ｂがそれぞれ上記第１壁部１１２ａおよび第２壁部１１２ｂに当接するように、ポンプ収容室１１２内に配置されている。この場合において、第１主面１０ａおよび第２主面１０ｂは、ノズル部１１３の軸方向に直交する方向に相対している。
Each of the two
２つの圧電ポンプ１のうち下流側に位置する圧電ポンプ１の上流側ノズル部１４と、２つの圧電ポンプ１のうち上流側に位置する圧電ポンプ１の下流側ノズル部１５とは、不図示のチューブ等の管状部材によって接続されている。なお、２つの圧電ポンプ１のうち下流側に位置する圧電ポンプ１の下流側ノズル部１５と、ノズル部１１３の基端１１３ｂとも管状部材によって接続されていてもよい。
The
流路形成体１２０は、ケース体１１０とともに流路部１３０を形成する。流路部１３０は、送出口１２２ａと混合部Ｍとを接続し、混合部Ｍで生成された混合流体を外部へ送出する。
Flow
流路形成体１２０は、第１方向の一方側に位置するケース体１１０の端部側（上端側）に着脱可能に固定される。流路形成体１２０は、キャップ部１２１と案内部１２２とを含む。
The flow
キャップ部１２１は、ケース体１１０の第１方向の一方側の端部（上端）側を覆うように設けられており、混合部Ｍを覆う。案内部１２２は、キャップ部１２１に連続して設けられている。案内部１２２は、ノズル孔１１３ｈから噴出された気体を使用者の口、または鼻に向かうように案内する。
The
具体的には、案内部１２２は、当該第１壁部１１２ａに沿う第１部分１２２１と、当該第１部分１２２１に接続され、第１壁部１１２ａから離れる方向に延びる第２部分１２２２とを含む。
Specifically, the
第１部分１２２１は、第１壁部１１２ａに対向するように配置されており、第１壁部１１２ａとともに上記流路部１３０の一部を形成する。当該第１壁部１１２ａは、後述するように、流路部１３０を流れる混合流体によって冷却されることで、ポンプ筐体１０を冷却する冷却部ＣＰとして機能する。第１部分１２２１は、冷却部ＣＰとの間に、上記流路部１３０の一部を形成する。
The
案内部１２２の先端（第２部分１１２２の先端）には、送出口１２２ａが設けられている。なお、案内部１２２の先端には、マウスピースが取り付けられてもよい。また、流路形成体１２０自身が、マウスピースとして機能してもよい。
A
［圧電ポンプ］
図２および図３は、実施の形態１に係るネブライザに具備される圧電ポンプの断面図および分解斜視図である。図２および図３を参照して、実施の形態１に係る圧電ポンプ１について説明する。[Piezoelectric pump]
2 and 3 are a sectional view and an exploded perspective view of the piezoelectric pump provided in the nebulizer according to
図２および図３に示すように、本実施の形態に係る圧電ポンプ１は、ポンプ筐体としてのポンプ筐体１０と、駆動部２０とを主として備えている。ポンプ筐体１０の内部には、偏平な円柱状の空間である収容空間１３が設けられており、駆動部２０は、この収容空間１３に配置されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
ポンプ筐体１０は、樹脂製または金属製等の円盤状の第１筐体１１と、樹脂製または金属製の偏平な有底円筒状の第２筐体１２とを有している。ポンプ筐体１０は、これら第１筐体１１および第２筐体１２が組み合わされてたとえば接着剤等によって接合されることにより、内部に上述した収容空間１３を有している。
The
ポンプ筐体１０は、軸線１００方向に互いに相対する第１主面１０ａおよび第２主面１０ｂを有する。なお、軸線１００方向は、後述する第１振動板３１に垂直な方向である。
The
第１主面１０ａおよび第２主面１０ｂは、軸線１００方向と略直交する。第１主面１０ａおよび第２主面１０ｂは、後述する圧電素子６０の主面に平行に配置されており、当該圧電素子６０の主面に対向する。
The first
第１主面１０ａは、主として、第１筐体１１の外表面によって構成されている。第２主面１０ｂは、主として、第１筐体１１に対向する部分の第２筐体１２の外表面によって構成されている。
The first
また、ポンプ筐体１０は、第１主面１０ａおよび第２主面１０ｂを繋ぐ側面を有する。当該側面は、上記軸線方向１００を取り囲む第２筐体１２の外周面によって構成されている。
Further, the
第２筐体１２の外周部の対向する位置には、それぞれ外側に向けて突出する上流側ノズル部１４および下流側ノズル部１５が設けられている。すなわち、上流側ノズル部１４および下流側ノズル部１５は、ポンプ筐体１０の上記側面に設けられている。圧電ポンプ１の外部の空間と上述した収容空間１３とは、これら上流側ノズル部１４および下流側ノズル部１５を介してそれぞれ連通している。
An
駆動部２０は、板状の第１振動体３０と、板状の第２振動体４０と、周壁部としてのスペーサ５０と、駆動体としての圧電素子６０とを主として有している。駆動部２０は、これら部材が互いに積み重ねられた状態で一体化されることで構成されており、上述したポンプ筐体１０の収容空間１３に配置された状態で当該ポンプ筐体１０によって保持されている。第１振動体３０と圧電素子６０とは、互いに積層されており、圧電振動子を構成する。
The
ポンプ筐体１０の収容空間１３は、駆動部２０により、第１筐体１１側の空間（すなわち、後述するポンプ室２１を介することなく上流側ノズル部１４に連通する空間）と、第２筐体１２側の空間（すなわち、後述するポンプ室２１を介することなく下流側ノズル部１５に連通する空間）とに区画されている。
The
第１振動体３０は、第１振動板３１によって構成されている。第１振動板３１は、たとえばステンレス鋼等からなる金属製の薄板にて構成されており、その外形は平面視円形状である。第１振動板３１の中央部および周縁部を除く中間部には、複数個の孔部３１ａが円環状に点列して設けられている。
The first vibrating
第２振動体４０は、第２振動板４１、補助振動板４２、逆止弁４３および弁体保持部材４４の積層体によって構成されている。第２振動体４０は、第１振動体３０に対向しており、より詳細には、第１振動体３０から見て第２筐体１２が位置する側に配置されている。第２振動板４１、補助振動板４２、逆止弁４３および弁体保持部材４４は、第１振動体３０に近い側からこの順で積層配置されている。
The second vibrating
第２振動板４１は、たとえばステンレス鋼等からなる金属製の薄板にて構成されており、その外形は平面視円形状である。第２振動板４１の中央部およびその近傍には、複数個の孔部４１ａが設けられている。
The
補助振動板４２は、第２振動板４１よりもさらに薄いたとえばステンレス鋼等からなる金属製の薄板にて構成されており、その外形は平面視円形状である。補助振動板４２は、逆止弁４３を配置するためのスペースを形成されるための部材であり、補助振動板４２の第２筐体１２側に位置する主面の周縁部には、当該スペースを形成するための環状形状の突出部が設けられている。補助振動板４２の周縁部は、第２振動板４１の周縁部にたとえば導電性接着剤等によって接合されている。補助振動板４２の中央部およびその近傍には、第２振動板４１に設けられた複数個の孔部４１ａに連通する複数個の孔部４２ａが設けられている。
The
逆止弁４３は、たとえばポリイミド樹脂等の樹脂製の薄板にて構成されており、その外形は平面視円形状である。逆止弁４３は、上述した補助振動板４２によって形成されたスペース（すなわち、補助振動板４２の環状形状の突出部によって取り囲まれた空間）に配置されている。逆止弁４３の中央部およびその近傍には、補助振動板４２に設けられた複数個の孔部４２ａに直接的に対面することはないもののこれら複数個の孔部４２ａに近接して、複数個の孔部４３ａが設けられている。
The
弁体保持部材４４は、たとえばステンレス鋼等からなる金属製の薄板にて構成されており、その外形は平面視円形状である。弁体保持部材４４は、補助振動板４２の上述したスペースに配置された逆止弁４３を覆うように補助振動板４２に取付けられている。より詳細には、弁体保持部材４４の周縁部は、補助振動板４２の上述した環状形状の突出部にたとえば導電性接着剤等によって接合されている。弁体保持部材４４の中央部およびその近傍には、逆止弁４３に設けられた複数個の孔部４３ａに連通する複数個の孔部４４ａが設けられている。
The valve
逆止弁４３は、補助振動板４２と弁体保持部材４４との間の空間に遊嵌されている。これにより、逆止弁４３は、補助振動板４２に設けられた複数個の孔部４２ａを開閉できるように補助振動板４２および弁体保持部材４４によって移動可能に保持されている。より詳細には、逆止弁４３は、補助振動板４２に接近してこれに密着した状態において、複数個の孔部４２ａを閉鎖し、補助振動板４２から遠ざかった状態において、複数個の孔部４２ａを開放する。
The
スペーサ５０は、第１振動体３０と第２振動体４０との間に位置しており、これら第１振動体３０と第２振動体４０とによって挟み込まれている。スペーサ５０は、たとえばステンレス鋼等からなる金属製の部材にて構成されており、その外形は円環板状である。
The
スペーサ５０は、第１振動体３０の周縁部と第２振動体４０の周縁部とを接続している。これにより、第１振動体３０および第２振動体４０は、スペーサ５０によって所定の距離だけ隔てて配置されることになる。なお、スペーサ５０と第１振動体３０とは、たとえば導電性接着剤等によって接合されており、スペーサ５０と第２振動体４０とは、たとえば導電性接着剤等によって接合されている。
The
第１振動体３０と第２振動体４０との間に位置する空間は、ポンプ室２１として機能する。当該ポンプ室２１は、第１振動体３０、第２振動体４０およびスペーサ５０によって規定されており、偏平な円柱状の空間にて構成されている。ここで、スペーサ５０は、ポンプ室２１を規定するとともに第１振動体３０および第２振動体４０を接続する周壁部に該当することになる。
A space located between the first vibrating
圧電素子６０は、たとえば導電性接着剤を介して第１振動体３０に貼り付けられている。より詳細には、圧電素子６０は、第１振動体３０のポンプ室２１に面する側とは反対側に位置する主面側（すなわち、第１筐体１１側）に貼り付けられている。圧電素子６０は、たとえばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の圧電材料からなる薄板にて構成されており、その外形は平面視円形状である。
The
圧電素子６０は、交流電圧が印加されることで屈曲振動するものであり、当該圧電素子６０に生じる屈曲振動が第１振動体３０および第２振動体４０に伝播されることにより、第１振動体３０および第２振動体４０も屈曲振動することになる。すなわち、圧電素子６０は、第１振動体３０および第２振動体４０を屈曲振動させる駆動体に該当し、所定周波数の交流電圧が印加されることで第１振動体３０および第２振動体４０をそれぞれ共振周波数で振動させ、これにより第１振動体３０および第２振動体４０の双方に定在波を発生させる。
The
なお、弁体保持部材４４の周縁部は、たとえば接着剤等によって第２筐体１２に接合されている。これにより、第１振動体３０、第２振動体４０、スペーサ５０および圧電素子６０等からなる駆動部２０が、ポンプ筐体１０の内部において保持されることになる。
A peripheral portion of the valve
駆動部２０は、圧電素子６０に外部から電圧を印加するための給電線としての一対の外部接続端子をさらに有している。一対の外部接続端子は、上述した第１振動体３０、第２振動体４０およびスペーサ５０とは別部材にて構成された第１端子７０と、第２振動体４０に含まれる弁体保持部材４４に設けられた第２端子４４ｂとによって構成されている。
The
第１端子７０は、その一端が圧電素子６０の第１筐体１１側の主面にたとえば半田付け等によって接合され、その他端が、ポンプ筐体１０の外部に露出するように引き出されている。一方、第２端子４４ｂは、弁体保持部材４４の外端の所定位置から外側に向けて延設された舌片状の部位からなり、その先端は、ポンプ筐体１０の外部に露出するように引き出されている。
One end of the
第２端子４４ｂが設けられた弁体保持部材４４は、圧電素子６０と第１振動板３１とを接合する導電接着剤等と、第１振動板３１、スペーサ５０、第２振動板４１、補助振動板４２およびこれらを相互に接合する導電性接着剤等と、弁体保持部材４４と補助振動板４２とを接合する導電接着剤等とを介して、圧電素子６０の第２筐体１２側の主面と導通しており、これにより上述した第２端子４４ｂが、一対の外部接続端子の一方として機能することになる。
The valve
なお、第１端子７０の上述した他端および第２端子４４ｂの上述した先端は、いずれも第２筐体１２の外周部の所定位置に設けられた端子台１７上に引き出されることでポンプ筐体１０の外部に露出している。
The above-described other end of the
［圧電ポンプの動作］
本実施の形態に係る圧電ポンプ１においては、圧電素子６０が、第１振動体３０の中央部および第２振動体４０の中央部に直交する軸線１００を中心として第１振動体３０および第２振動体４０の双方に定在波が発生するように第１振動体３０および第２振動体４０を屈曲振動させる。[Piezoelectric pump operation]
In the
その際、圧電素子６０は、当該圧電素子６０が貼り付けられた第１振動体３０を直接的に駆動し、当該圧電素子６０が貼り付けられていない第２振動体４０を周壁部としてのスペーサ５０を介して間接的に駆動する。このとき、第１振動体３０の形状および第２振動体４０の形状（特にこれら振動板の厚み）を適切に設計することにより、第１振動体３０と第２振動体４０とが、それぞれ逆方向に向けて変位することになる。
At that time, the
この逆方向に向けての第１振動体３０および第２振動体４０の振動により、ポンプ室２１は、膨張および収縮を繰り返すことになる。これにより、ポンプ室２１の内部において共鳴が発生することになり、これに伴ってポンプ室２１に大きな圧力変動が生じることになる。その結果、時間的に交互にポンプ室２１に正圧および負圧が発生することになり、この圧力変動によって気体を圧送するポンプ機能が実現されることになる。これにより、図１中矢印ＤＲ１、ＤＲ２に示すように、気体が圧送される。上流側ノズル部１４から外部の気体が吸入されて、下流側ノズル部１５から外部に気体が吐出される。
Due to the vibration of the first vibrating
［ネブライザの動作］
再び図１に示すように、上述した２つの圧電ポンプ１が駆動されると、ケース体１１０に設けられた上記吸気口から空気が吸引される。当該吸気口から吸引された空気は、２つの圧電ポンプ１を通過してノズル部１１３に導入される。ノズル部１１３に導入された空気は、ノズル孔１１３ｈから混合部Ｍに向けて噴出される。この際、上記導出部１１８の近傍に負圧が発生する。[Nebulizer operation]
As shown in FIG. 1 again, when the two
当該負圧によって、液体貯留部１１１から導出路１１５に液体Ｗが吸い上げられる。吸い上げられた液体Ｗは、導出部１１８（より特定的には導出路１１５の他端１１５ｂ）から混合部Ｍに徐々に導出される。混合部Ｍに導出された液体は、噴出された空気との衝突によって粉砕され、霧状粒子に変化する。当該霧状粒子によってエアロゾルが生成され、生成されたエアロゾルが、案内部１２２に案内されて上記送出口１２２ａから排出される。
The liquid W is sucked up from the
ここで、圧電ポンプ１を駆動させるために圧電素子６０を駆動し、第１振動体３０および第２振動体４０を振動させる場合には、圧電素子６０が発熱し、ポンプ筐体１０の温度が上昇する。
Here, when the
上述のように、流路部１３０が、ポンプ収容室１１２を形成する壁部の少なくとも一部（より特定的には第１壁部１１２ａ）に沿うように設けられている。これにより、流路部１３０を流れる混合流体によって、当該第１壁部１１２ａを介してポンプ収容室１１２に収容された圧電ポンプ１を冷却することができる。この結果、圧電ポンプ１が発熱よって正常に動作しなくなることを抑制できる。
As described above, the
（実施の形態２）
図４は、実施の形態２に係るネブライザの概略断面図である。図４を参照して、実施の形態２に係るネブライザ２００Ａについて説明する。(Embodiment 2)
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a nebulizer according to Embodiment 2. FIG.
図４に示すように、実施の形態２に係るネブライザ２００Ａは、実施の形態１に係るネブライザ２００と比較した場合に、ケース体１１０に還流路１１６が設けられている点において相違する。その他の構成についてはほぼ同様である。
As shown in FIG. 4,
還流路１１６は、導出部１１８から混合部Ｍに導出されたものの外部に送出されずに残留した残留液体を当該混合部Ｍから液体貯留部１１１に還流する。なお、残留液体は、ノズル部１１３から噴出された気体に混合部Ｍにおいて付与されなかった液体、および上記気体に付与されたものの流路形成体１２０の内壁に衝突して液化したものを含む。ノズル部１１３の基端１１３ｂ側には、液体を受ける液体受け部１１７が設けられており、還流路１１６は、当該液体受け部１１７と液体貯留部１１１とを接続するように設けられている。なお、液体受け部１１７は、ノズル部１１３を取り囲むように設けられている。
The
還流路１１６は、ポンプ筐体１０の少なくとも一部に接触するように設けられている。具体的には、還流路１１６は、第１流路１１６１、第２流路１１６２、および第３流路１１６３を含む。
The
第１流路１１６１は、上記第１壁部１１２ａに流路孔が設けられることにより構成されており、当該第１流路１１６１は、ポンプ筐体１０の第１主面１０ａに接触している。
The
第２流路１１６２は、上記第２壁部１１２ｂに流路孔が設けられることにより構成されており、当該第２流路１１６２は、ポンプ筐体１０の第２主面１０ｂに接触している。
The
第３流路１１６３は、上記接続壁部１１２ｃに流路孔が設けられることにより構成されており、当該第３流路１１６３は、第１流路１１６１と第２流路１１６２とを合流させる合流路を形成するとともに液体貯留部１１１に接続されている。
The
このように構成される場合においても、流路部１３０を流れる混合流体によって、第１壁部１１２ａが、ポンプ筐体１０を冷却する冷却部として機能するため、実施の形態２に係るネブライザ２００Ａは、実施の形態１に係るネブライザ２００とほぼ同様の効果が得られる。
Even in such a configuration,
加えて、還流路１１６が、ポンプ筐体１０の少なくとも一部に接触するように設けられることにより、還流路１１６を流れる残留液体によってポンプ筐体１０をさらに冷却することができる。
In addition, the
なお、実施の形態２においては、還流路１１６が、圧電ポンプ１の第１主面１０ａおよび第２主面１０ｂの双方に接触するように設けられる場合を例示して説明したが、これに限定されず、圧電ポンプ１の第１主面１０ａおよび第２主面１０ｂの少なくとも一方に接触するように設けられていてもよい。すなわち、第１流路１１６１および第２流路１１６２の少なくとも一方が設けられていればよい。
In the second embodiment, the
また、圧電素子６０の主面に対向する圧電ポンプ１の第１主面１０ａおよび／または第２主面１０ｂを冷却することにより、圧電ポンプ１を効果的に冷却することができる。
Further, by cooling the first
上述したように、上流側ノズル部１４および下流側ノズル部１５は、ポンプ筐体１０の上記側面に設けられており、下流側ノズル部１５がノズル部１１３の基端１１３ｂに接続されている。すなわち、ノズル部１１３が、ポンプ筐体１０の上記側面に配置されている。このため、上記第１主面１０ａおよび／または第２主面１０ｂに還流路１１６を容易に接触させることができ、圧電ポンプ１を容易に冷却することができる。また、記第１主面１０ａおよび／または第２主面１０ｂに還流路１１６を容易に接触させることができるため、還流路１１６の形状が複雑化することを防止できるとともに、還流路１１６の設計の自由度を向上させることができる。
As described above, the
（実施の形態３）
図５は、実施の形態３に係るネブライザの概略断面図である。図５を参照して、実施の形態３に係るネブライザ２００Ｂについて説明する。(Embodiment 3)
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a nebulizer according to Embodiment 3. FIG. A
図５に示すように、実施の形態３に係るネブライザ２００Ｂは、実施の形態２に係るネブライザ２００Ａと比較した場合に、圧電ポンプ１Ｂの構成が主として相違する。その他の構成については、ほぼ同様である。
As shown in FIG. 5,
圧電ポンプ１Ｂにおいては、ポンプ筐体１０Ｂ（図６参照）は、ノズル部１１３の軸方向に平行な方向に相対する第１主面１０ａおよび第２主面１０ｂを有する。また、ポンプ筐体１０Ｂは、当該第１主面１０ａおよび第２主面１０ｂの周縁を接続する周面部を有する。当該周面部は、第２方向の一方側に位置する一方側周面部１０ｃおよび第２方向の他方側に位置する他方側周面部１０ｄを含む。
In the
圧電ポンプ１Ｂは、ポンプ収容室１１２内において、第２主面１０ｂが第１方向の一方側（上方側）を向き、第１主面１０ａが第１方向の他方側（下方側）を向くように配置されている。２つの圧電ポンプ１Ｂは、圧電ポンプ１Ｂ１、１Ｂ２を含み、圧電ポンプ１Ｂ１は、圧電ポンプ１Ｂ２に対して第１方向の一方側に配置されている。
The
図６は、実施の形態３に係るネブライザに具備される圧電ポンプの断面図である。図６に示すように、圧電ポンプ１Ｂのポンプ筐体１０は、第１筐体１１および第２筐体１２を有しており、第１筐体１１には、その中央部から外側に向けて突出するように上流側ノズル部１４が設けられており、第２筐体１２には、その中央部から外側に向けて突出するように下流側ノズル部１５が設けられている。
6 is a cross-sectional view of a piezoelectric pump provided in a nebulizer according to Embodiment 3. FIG. As shown in FIG. 6, the
上流側ノズル部１４および下流側ノズル部１５は、いずれも軸線１００の延在方向と平行な方向において駆動部２０に重なるように配置されている。なお、駆動部２０の構成については、実施の形態１と同様であるため、その説明については省略する。
Both the
圧電ポンプ１Ｂをこのように構成した場合にも、駆動部２０が駆動することにより、図６中矢印にて示すように、空気が流動する。
Even when the
再び図５に示すように、実施の形態３に係るネブライザ２００Ｂにおいても、流路部１３０を流れる混合流体によって、第１壁部１１２ａが、ポンプ筐体１０を冷却する冷却部ＣＰとして機能するとともに、還流路１１６を流れる残留液体によってポンプ筐体１０Ｂを冷却することができる。このため、実施の形態３に係るネブライザ２００Ｂは、実施の形態２に係るネブライザ２００Ａとほぼ同様の効果が得られる。
As shown in FIG. 5 again, in the
さらに、実施の形態３に係るネブライザ２００Ｂにおいては、実施の形態２に係るネブライザ２００Ａと比較して、ポンプ筐体１０Ｂに接触する還流路１１６の接触面積が増加するため、実施の形態３に係るネブライザ２００Ｂは、実施の形態２に係るネブライザ２００Ａと比較して、ポンプ筐体１０Ｂをより効果的に冷却することができる。
Furthermore, in
（実施の形態４）
図７は、実施の形態４に係るネブライザの概略断面図である。図７を参照して、実施の形態４に係るネブライザ２００Ｃについて説明する。(Embodiment 4)
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a nebulizer according to Embodiment 4. FIG. A
図７に示すように、実施の形態４に係るネブライザ２００Ｃは、実施の形態１に係るネブライザ２００と比較した場合に、ならびに、流路形成体を備えておらず、流路部１３０がケース体１１０によって構成されている点が主として相違する。すなわち、ケース体１１０には、ポンプ収容室１１２、液体貯留部１１１、混合部Ｍ、導出部１１８、および流路部１３０が設けられている。
As shown in FIG. 7,
また、実施の形態４に係るネブライザ２００Ｃは、実施の形態２に係るネブライザ２００Ａと比較した場合に、液体貯留部１１１およびポンプ収容室１１２の配置も相違する。その他の構成については、ほぼ同様である。
Further,
実施の形態４においては、第１方向（ＤＲ１方向）が、左右方向と平行になっており、第２方向（ＤＲ２方向）が、上下方向と平行になっている。すなわち、実施の形態４においては、液体貯留部１１１とポンプ収容室１１２とは、上下方向に並ぶように配置されており、第１壁部１１２ａおよび第２壁部１１２ｂも、上下方向に並ぶように配置されている。接続壁部１１２ｃは、第２方向の他方側における第１壁部１１２ａ、および第２壁部１１２ｂの両端部を接続する。これら、第１壁部１１２ａ、第２壁部１１２ｂ、および接続壁部１１２ｃは、ケース体１１０の一部によって構成されている。
In Embodiment 4, the first direction (DR1 direction) is parallel to the horizontal direction, and the second direction (DR2 direction) is parallel to the vertical direction. That is, in Embodiment 4,
また、ケース体１１０は、流路部１３０を構成する流路形成部１１９を含む。流路形成部１１９は、第１部分１１９１と第２部分１１９２とを含む。第１部分１１９１は、第１壁部１１２ａに対向するように配置されており、当該第１壁部１１２ａに沿って延びる。第１部分１１９１は、第１壁部１１２ａ（より特定的には冷却部ＣＰ）との間に、流路部１３０の一部を形成している。第２部分１１９２は、ノズル部１１３から噴出された気体の向きを変更するように設けられている。具体的には、第２部分１１９２は、第１部分１１９１と第１壁部１１２ａとの間に混合流体が流れるように、ノズル部１１３から噴出された気体の向きを変更する。
Further,
このように構成される場合においても、流路部１３０を流れる混合流体によって、第１壁部１１２ａが、ポンプ筐体１０を冷却する冷却部として機能するため、実施の形態４に係るネブライザ２００Ｃは、実施の形態１に係るネブライザ２００とほぼ同様の効果が得られる。
Even in such a configuration,
（その他の変形例）
上述した実施の形態においては、ノズル部１１３から噴出された気体によって発生する負圧によって導出部１１８から液体Ｗが混合部Ｍに導出される場合を例示して説明したが、これに限定されず、液体Ｗを流動させるためのポンプを別途設け、ポンプを駆動させることにより、液体Ｗが混合部Ｍに導出されてもよい。また、圧電ポンプ１に液体Ｗが流れる第１ポンプ室と、気体が流れる第２ポンプ室とが形成されるように圧電ポンプ１を構成してもよい。この場合には、導出路１１５は、上記第１ポンプ室を通るように設けられる。(Other modifications)
In the above-described embodiment, the case where the liquid W is led out from the lead-out
また、上述した実施の形態においては、混合流体送出装置が、ネブライザである場合を例示して説明したがこれに限定されず、アロマディヒューザーや加湿器にも適用することができる。混合流体送出装置が、加湿器である場合には、液体貯留部に貯留された液体を加熱あるいは超音波振動等によって気化し、気化された液体を導出部１１８から混合部Ｍに導出してもよい。この場合には、混合部Ｍにて、ノズル部１１３から噴出された気体に、当該気化された液体が混合された混合流体が形成される。
Further, in the above-described embodiment, the case where the mixed fluid delivery device is a nebulizer has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and can also be applied to an aroma diffuser or a humidifier. In the case where the mixed fluid delivery device is a humidifier, the liquid stored in the liquid storage section may be vaporized by heating or ultrasonic vibration, and the vaporized liquid may be discharged from the
以上、今回発明された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 As described above, the embodiments invented this time are illustrative in all respects and are not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of claims, and includes all modifications within the meaning and scope of equivalence to the scope of claims.
１，１Ａ１，１Ａ２，１Ｂ，１Ｂ１，１Ｂ２ 圧電ポンプ、１０，１０Ｂ ポンプ筐体、１０ａ 第１主面、１０ｂ 第２主面、１０ｃ 一方側周面部、１０ｄ 他方側周面部、１１ 第１筐体、１２ 第２筐体、１３ 収容空間、１４ 上流側ノズル部、１５ 下流側ノズル部、１７ 端子台、２０ 駆動部、２１ ポンプ室、３０ 第１振動体、３１ 第１振動板、３１ａ 孔部、４０ 第２振動体、４１ 第２振動板、４１ａ 孔部、４２ 補助振動板、４２ａ 孔部、４３ 逆止弁、４３ａ 孔部、４４ 弁体保持部材、４４ａ 孔部、４４ｂ 第２端子、５０ スペーサ、６０ 圧電素子、７０ 第１端子、１００ 軸線、１１０ ケース体、１１１ 液体貯留部、１１２ ポンプ収容室、１１２ａ 第１壁部、１１２ｂ 第２壁部、１１２ｃ 接続壁部、１１３ ノズル部、１１３ｂ 基端、１１３ｈ ノズル孔、１１５ 導出路、１１５ａ 一端、１１５ｂ 他端、１１６ 還流路、１１７ 液体貯留部、１１８ 導出部、１１９ 流路形成部、１２０，１２０Ｃ 流路形成体、１２１ キャップ部、１２２，１２２Ｃ 案内部、１２２ａ 送出口、１３０ 流路部、１５０ 封止部材、２００，２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ ネブライザ、１１５１ 第１部分、１１５２ 第２部分、１１６１ 第１流路、１１６２ 第２流路、１１６３ 第３流路、１１９１ 第１部分、１１９２ 第２部分、１２２１ 第１部分、１２２２ 第２部分。 1, 1A1, 1A2, 1B, 1B1, 1B2 Piezoelectric pump 10, 10B Pump housing 10a First main surface 10b Second main surface 10c One side peripheral surface 10d Other side peripheral surface 11 First housing , 12 second housing, 13 accommodation space, 14 upstream nozzle portion, 15 downstream nozzle portion, 17 terminal block, 20 driving portion, 21 pump chamber, 30 first vibrating body, 31 first vibrating plate, 31a hole , 40 second vibrating body, 41 second diaphragm, 41a hole, 42 auxiliary diaphragm, 42a hole, 43 check valve, 43a hole, 44 valve body holding member, 44a hole, 44b second terminal, 50 spacer, 60 piezoelectric element, 70 first terminal, 100 axis, 110 case body, 111 liquid reservoir, 112 pump housing chamber, 112a first wall, 112b second wall, 112c connection wall, 113 nozzle, 113b base end, 113h nozzle hole, 115 lead-out path, 115a one end, 115b other end, 116 return path, 117 liquid reservoir, 118 lead-out part, 119 flow path formation part, 120, 120C flow path formation body, 121 cap part, Reference Signs List 122, 122C guide portion 122a delivery port 130 channel portion 150 sealing member 200, 200A, 200B, 200C nebulizer 1151 first portion 1152 second portion 1161 first channel 1162 second channel , 1163 third channel, 1191 first portion, 1192 second portion, 1221 first portion, 1222 second portion.
Claims (4)
圧電素子と振動板とを有する圧電振動子、および前記圧電振動子を内部に収容するポンプ筐体を含み、気体を吐出するための圧電ポンプと、
前記圧電ポンプを収容するポンプ収容室と、
液体を貯留する液体貯留部と、
前記混合流体を生成する混合部と、
前記圧電ポンプから吐出された前記気体を前記混合部へ噴出するノズル部と、
液体を前記混合部へ導出する導出部と、
前記送出口と前記混合部とを接続し、前記混合部で生成された前記混合流体を外部へ送出するための流路部と、を備え、
前記流路部が前記ポンプ収容室を形成する壁部の少なくとも一部に沿うように設けられている、混合流体送出装置。A mixed fluid delivery device that mixes ejected gas and liquid to generate a mixed fluid and delivers it to the outside from a delivery port,
a piezoelectric pump for discharging gas, comprising a piezoelectric vibrator having a piezoelectric element and a diaphragm, and a pump housing housing the piezoelectric vibrator therein;
a pump housing chamber housing the piezoelectric pump;
a liquid reservoir that stores a liquid;
a mixing unit that generates the mixed fluid;
a nozzle section for ejecting the gas discharged from the piezoelectric pump to the mixing section;
a lead-out portion for leading the liquid to the mixing portion;
a flow path section for connecting the delivery port and the mixing section and for delivering the mixed fluid generated in the mixing section to the outside;
A mixed fluid delivery device, wherein the flow path portion is provided along at least a portion of a wall portion forming the pump housing chamber.
前記ケース体に着脱自在に固定され、前記流路部を形成するための流路形成体と、を備え、
前記ポンプ収容室を形成する前記壁部は、前記ケース体の一部によって構成され、
前記流路形成体は、前記壁部との間に、前記流路部の一部を形成するように構成されている、請求項１に記載の混合流体送出装置。a case body provided with the pump housing chamber, the liquid storage section, the mixing section, and the lead-out section;
a flow path forming body that is detachably fixed to the case body and forms the flow path section;
the wall portion forming the pump housing chamber is configured by a portion of the case body,
2. The mixed fluid delivery device according to claim 1, wherein said channel forming body is configured to form a part of said channel portion with said wall portion.
前記ポンプ収容室を形成する前記壁部は、前記ケース体の一部によって構成され、
前記ケース体は、前記流路部を形成するための流路形成部を含み、
前記流路形成部は、前記壁部との間に、前記流路部の一部を形成するように設けられている、請求項１に記載の混合流体送出装置。A case body provided with the pump housing chamber, the liquid storage section, the mixing section, the outlet section, and the flow path section,
The wall portion forming the pump housing chamber is configured by a part of the case body,
The case body includes a flow channel forming portion for forming the flow channel portion,
2. The mixed fluid delivery device according to claim 1, wherein said channel forming portion is provided so as to form a part of said channel portion between said wall portion.
前記還流路は、前記ポンプ筐体の少なくとも一部に接触するように設けられている、請求項２または３に記載の混合流体送出装置。The case body is provided with a return path for returning residual liquid remaining without being delivered to the outside from the mixing section to the liquid storage section,
The mixed fluid delivery device according to claim 2 or 3, wherein the return path is provided so as to contact at least a portion of the pump housing.
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