JP7409557B2

JP7409557B2 - 霧化器

Info

Publication number: JP7409557B2
Application number: JP2023508767A
Authority: JP
Inventors: 美樹池田; 耕華新
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2021-03-26
Filing date: 2022-02-10
Publication date: 2024-01-09
Anticipated expiration: 2042-02-10
Also published as: JPWO2022201952A1; WO2022201952A1

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、ベンチュリー効果を利用して霧化を行う。具体的には、ノズル孔から圧縮空気を噴き出してその周辺に陰圧を発生させることで貯留部に貯留されている液体を吸い出して、吸い出した液体を圧縮空気と混合することで、霧化を行う。

特開２０１３―１３２４７１明細書

特許文献１に開示されるような構成を含めて、霧化量をより向上させることが求められている。

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、霧化量を向上させることができる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、気体と液体を混合して霧化する霧化器であって、気体を供給するための気体流路及び気体供給口を設けた気体供給部材と、液体を供給するための液体流路及び液体供給口を設けた液体供給部材と、を備え、前記気体供給部材は、前記気体供給口を形成する面としての気体供給面を有し、前記液体供給口は、前記気体供給口における気体供給面に直交する軸に向けて開口しており、前記液体供給部材は、前記液体供給口と気体供給口との間に第１傾斜面を有し、前記第１傾斜面は、前記気体流路と前記液体流路とを含む第１断面において、前記気体供給面から遠ざかるにつれて、前記軸から離れるように傾斜しており、且つ、前記気体供給口を平面視する方向から見たときに、前記気体供給口から離れるにつれて、前記液体供給口における液体の流れ方向の上流側に近付く形状を有する。

本発明の霧化器によれば、霧化量を向上させることができる。

実施形態１における霧化器の斜視図実施形態１における霧化器の斜視図実施形態１における霧化器の上面図実施形態１における霧化器の下面図実施形態１における第３ケースを外した状態の霧化器の斜視図実施形態１における第３ケースを外した状態の霧化器の斜視図実施形態１における支持部材の斜視図図５、図６に示す霧化器からさらに支持部材を省略した斜視図実施形態１における霧化器の縦断面を示す斜視図実施形態１における第１ケースの縦断面を示す斜視図実施形態１における第１ケースの縦断面を示す斜視図実施形態１における液体供給部材の縦断面を示す斜視図実施形態１における液体供給部材の全体を示す斜視図実施形態１における霧化部の斜視図実施形態１における霧化部の縦断面を示す斜視図実施形態１における霧化部の周辺構成を示す縦断面図実施形態１における霧化部を拡大した斜視図実施形態１における霧化部を拡大した縦断面図実施形態１における霧化部を拡大した平面図実施形態１における気体供給口を平面視した図実施形態１における液体供給口を平面視した図変形例１に係る液体供給部材を含む霧化部の縦断面図変形例２に係る液体供給部材を含む霧化部の縦断面図変形例３に係る液体供給部材を含む霧化部の縦断面図変形例４に係る液体供給部材を含む霧化部の縦断面図変形例５に係る液体供給部材を含む霧化部の縦断面図変形例６に係る液体供給部材を含む霧化部の縦断面図変形例７に係る液体供給部材を含む霧化部の縦断面図変形例８に係る液体供給部材を含む霧化部の縦断面図実施形態２における霧化器の斜視図

本発明の第１態様によれば、気体と液体を混合して霧化する霧化器であって、気体を供給するための気体流路及び気体供給口を設けた気体供給部材と、液体を供給するための液体流路及び液体供給口を設けた液体供給部材と、を備え、前記気体供給部材は、前記気体供給口を形成する面としての気体供給面を有し、前記液体供給口は、前記気体供給口における気体供給面に直交する軸に向けて開口しており、前記液体供給部材は、前記液体供給口と気体供給口との間に第１傾斜面を有し、前記第１傾斜面は、前記気体流路と前記液体流路とを含む第１断面において、前記気体供給面から遠ざかるにつれて、前記軸から離れるように傾斜しており、且つ、前記気体供給口を平面視する方向から見たときに、前記気体供給口から離れるにつれて、前記液体供給口における液体の流れ方向の上流側に近付く形状を有する、霧化器を提供する。

本発明の第２態様によれば、前記第１傾斜面は、滑らかに湾曲した曲面形状を有する、第１態様に記載の霧化器を提供する。

本発明の第３態様によれば、前記液体供給部材は、前記第１傾斜面よりも気体の流れ方向の上流側、且つ前記気体供給口から吹き出される気体に面する位置に、第２傾斜面を有し、前記第２傾斜面は、前記第１断面において、前記気体供給面から遠ざかるにつれて前記軸に近付くように傾斜する、第１態様又は第２態様に記載の霧化器を提供する。

本発明の第４態様によれば、前記第２傾斜面は、前記気体供給口を平面視する方向から透視したときに、前記気体供給口から離れるにつれて、前記液体供給口における液体の流れ方向の上流側に近付く形状を有する、第３態様に記載の霧化器を提供する。

本発明の第５態様によれば、前記第１傾斜面と前記第２傾斜面は稜線で接続されている、第３態様又は第４態様に記載の霧化器を提供する。

本発明の第６態様によれば、前記稜線は、前記気体供給口を平面視する方向から見たときに、前記気体供給口から離れるにつれて前記液体供給口における液体の流れ方向の上流側に近付く形状を有する、第５態様に記載の霧化器を提供する。

本発明の第７態様によれば、前記液体供給部材はさらに、前記液体供給口を形成する液体供給面を有する、第１態様から第６態様のいずれか１つに記載の霧化器を提供する。

本発明の第８態様によれば、前記液体供給面は、前記気体供給口における前記軸に略平行に延びる、第７態様に記載の霧化器を提供する。

本発明の第９態様によれば、前記液体供給口の開口寸法は、前記第１断面に直交する横方向の最大寸法が、当該横方向に交差する縦方向の最大寸法よりも大きい、第１態様から第８態様のいずれか１つに記載の霧化器を提供する。

本発明の第１０態様によれば、前記気体供給口は、前記第１断面に直交する横方向の最大寸法が、当該横方向に交差する縦方向の最大寸法よりも大きい、第１態様から第９態様のいずれか１つに記載の霧化器を提供する。

本発明の第１１態様によれば、前記気体供給口へ気体を供給するための圧電ポンプをさらに備える、第１態様から第１０態様のいずれか１つに記載の霧化器を提供する。

本発明の第１２態様によれば、前記気体供給部材と前記液体供給部材は別体である、第１態様から第１１態様のいずれか１つに記載の霧化器を提供する。

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。

（実施形態１）
図１～図４は、本発明の実施形態１に係る霧化器２を示す図である。図１、図２は、霧化器２の斜視図であり、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。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）であり、気体は例えば、空気である。

図１、図２に示す霧化器２は、ケース４と、吹出ノズル６と、スイッチ８とを備える。実施形態１の霧化器２は、他の装置と接続することなく単独で使用することができるハンディタイプの霧化器である。霧化器２には駆動用の電池（図示せず）が内蔵されてもよい。ユーザがスイッチ８の押下操作を行うことで、霧化された液体が吹出ノズル６から吹き出される（矢印Ａ参照）。図１、図２に示すように、自立した状態の霧化器２の方向に関して、左右方向をＸ方向、前後方向をＹ方向、上下方向をＺ方向とする。Ｘ方向とＹ方向は「横方向」とも称する。

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、第１ケース１０と、第２ケース１２と、第３ケース１４とを有する。上段の第１ケース１０と中段の第２ケース１２が互いに篏合し、中段の第２ケース１２と下段の第３ケース１４が互いに篏合する。

吹出ノズル６は、第１ケース１０に突設して形成されたノズルである。吹出ノズル６は、霧化器２の上面から上方に突出し、霧化された液体を吹き出す流路および開口を形成する。

スイッチ８は、霧化器２の動作のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるための部材である。スイッチ８は、吹出ノズル６と同様に霧化器２の前面側に設けられており、第２ケース１２と第３ケース１４の間に配置される。

図２、図３に示すように、第１ケース１０の上面には目印１６が設けられている。目印１６は、霧化器２の向きをユーザが認識しやすくするためのマークである。実施形態１の目印１６は、平面視で三角形状の矢印である。

図２に示すように、第３ケース１４には電源蓋１７を設けてもよい。電源蓋１７は、後述する電源差込部２０（図５）を覆う位置に着脱可能に設けられる蓋である。電源蓋１７に代えて、単なる開口を設ける等、電源蓋１７を設けない場合であってもよい。電源蓋１７が設けられている場合は電源部分を封止できるため、なお良い。

図４に示すように、第３ケース１４は底面１８を有する。底面１８は、霧化器２の底面を構成する面であって、霧化器２を自立可能とするように平坦な形状を有する。

第３ケース１４を外した状態の霧化器２の斜視図を図５、図６に示す。

図５、図６に示すように、霧化器２の内部には、支持部材１９と、電源差込部２０と、２つの制御基板２２、２４と、２つの圧電ポンプ２６、２８とが設けられる。

支持部材１９は、電源差込部２０、制御基板２２、２４、圧電ポンプ２６、２８およびスイッチ８（図６）等の部材を支持する部材である。支持部材１９は、ネジ２９Ａ、２９Ｂによって第２ケース１２に固定される。電源差込部２０は、ＡＣ電源等の電源を差し込むための開口を形成した部材である。電源差込部２０は、図示しない配線によって制御基板２２、２４のそれぞれに電気的に接続されている。電源差込部２０に電源を差し込むことで、制御基板２２、２４および圧電ポンプ２６、２８に給電可能となる。制御基板２２、２４は、圧電ポンプ２６、２８をそれぞれ駆動するための回路基板である。制御基板２２は、圧電ポンプ２６を所定周波数（例えば２０ｋＨｚ）で駆動するように駆動電圧を印加し、制御基板２４は、圧電ポンプ２８を所定周波数（例えば２０ｋＨｚ）で駆動するように駆動電圧を印加する。

圧電ポンプ２６、２８はそれぞれ、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。

支持部材１９の斜視図を図７に示す。図７に示すように、支持部材１９は、複数の取付部３０、３２、３４、３６、３８、３９を有する。取付部３０は、電源差込部２０を取り付けるための開口部であり、支持部材１９の後面側に設けられている。取付部３２、３４はそれぞれ、制御基板２２、２４を取り付けるための開口部である。取付部３６、３８はそれぞれ、圧電ポンプ２６、２８を取り付けるための開口部である。取付部３９は、スイッチ８を取り付けるための開口部であり、支持部材１９の前面側に設けられている。

支持部材１９はさらに、ノズル部４０を有する。ノズル部４０は、圧電ポンプ２６、２８が発生させた空気を下流側に流すための流路を形成した筒状の部材である。ノズル部４０は、支持部材１９の上面部４１を貫通するように形成されており、上面部４１に対して一方側（すなわち下側）に上流端４０Ａを有し、他方側（すなわち上側）に下流端４０Ｂを有する。

図５、図６に示す霧化器２からさらに支持部材１９を省略した斜視図を図８に示す。

図８に示すように、霧化器２の内部にはさらに、２つの接続流路部材４２、４４が設けられている。接続流路部材４２は、圧電ポンプ２６、２８同士を接続するための流路を形成する筒状の部材である。接続流路部材４４は、圧電ポンプ２８を下流側に接続するための流路を形成する筒状の部材である。接続流路部材４２によって、圧電ポンプ２６、２８は直列に接続される。気体供給源として２つの圧電ポンプ２６、２８を設けることで、気体の供給量を向上させることができる。

圧電ポンプ２６は、上流端２６Ａと下流端２６Ｂとを有する。上流端２６Ａは大気に開放されており、下流端２６Ｂは接続流路部材４２に接続されている。圧電ポンプ２８は、上流端２８Ａと下流端２８Ｂとを有する。上流端２８Ａは接続流路部材４２に接続されており、下流端２８Ｂは接続流路部材４４に接続されている。

図８に示す流路構成によれば、圧電ポンプ２６は上流端２６Ａから空気を吸い込んで、下流端２６Ｂを介して接続流路部材４２へ吐出する。圧電ポンプ２８は接続流路部材４２から供給される空気を上流端２８Ａから吸い込んで、下流端２８Ｂを介して接続流路部材４４へ吐出する。

接続流路部材４４は、図７に示したノズル部４０の上流端４０Ａに接続される。ノズル部４０は、下流端４０Ｂを含むように上面部４１から突出した上側の部分が、図８に示す第１ケース１０の底部に設けられた開口４６に挿入される。

第１ケース１０の開口４６の周辺構成について、図９～図１３を用いて説明する。

図９は、霧化器２の縦断面を示す斜視図である。図１０Ａ、図１０Ｂはそれぞれ、第１ケース１０の縦断面を示す斜視図であり、図１１Ａ、図１１Ｂはそれぞれ、液体供給部材５６の縦断面を示す斜視図と、全体を示す斜視図である。

図９に示すように、ノズル部４０は、第１ケース１０の開口４６を介して、第１ケース１０に設けられた気体供給部材５０に挿入される。気体供給部材５０は、先端に気体供給口５２を形成した筒状の部分であり、内部に気体流路５４が形成されている。実施形態１の気体供給部材５０は、第１ケース１０と一体的に設けられており、第１ケース１０の中央部に位置する。気体供給部材５０を含む第１ケース１０を「気体供給部材」と称してもよい。

気体流路５４は、第１ケース１０の開口４６から気体供給口５２まで延びる。気体流路５４は、開口４６に挿入されたノズル部４０の下流端４０Ｂから供給される気体を気体供給口５２へ流す流路である。図９に示すように、ノズル部４０が気体供給部材５０に挿通された状態で、ノズル部４０から供給される気体は、気体供給部材５０の気体流路５４を介して、気体供給口５２から上方に吹き出される。

気体供給部材５０の外側には、液体供給部材５６が取り付けられる。液体供給部材５６は、液体を供給するための液体供給口５８を形成する部材である。液体供給部材５６はさらに、液体を吸い出すための液体吸込口５９を底部に形成する。実施形態１の液体供給部材５６は、気体供給部材５０とは別体の部材である。

図９に示すように、気体供給部材５０および液体供給部材５６の周囲には、液体貯留部５５が設けられる。液体貯留部５５は、液体供給部材５６に供給するための液体を貯留する部分である。実施形態１の液体貯留部５５は、第１ケース１０の内部に設けられた底面５５Ａと、底面５５Ａに隣接する内周面５５Ｂとによって形成される。液体貯留部５５は、液体供給部材５６の液体吸込口５９に面している。図面では、液体貯留部５５に貯留されている液体の図示を省略する。

図１１Ａ、図１１Ｂに示すように、液体供給部材５６は、取付部６０と、流路形成部６２とを備える。

取付部６０は、前述した気体供給部材５０に液体供給部材５６を取り付けるための部分である。取付部６０は円筒状に形成されるとともに、上端部６４を内側に突出させた形状を有する。取付部６０の内部空間に気体供給部材５０を配置して、気体供給部材５０の上面を取付部６０の上端部６４に当接させた状態で、気体供給部材５０の外側に液体供給部材５６が取り付けられる。

流路形成部６２は、液体流路６６を形成する部分である。液体流路６６は、液体供給口５８から液体吸込口５９まで延びる流路である。実施形態１の液体流路６６は液体吸込口５９から上方に延びた後、略直角に折れ曲がり、液体供給口５８まで横方向に延びる。

図９に示すように、気体供給部材５０の外側に液体供給部材５６を取り付けた状態で、気体供給口５２と液体供給口５８は近接する位置に配置される。気体供給口５２を形成する気体供給部材５０と液体供給口５８を形成する液体供給部材５６によって、気体と液体を混合して霧化する「霧化部Ｍ」が構成される。

霧化部Ｍの周辺構成について、図１２Ａ、図１２Ｂ、図１３を用いて説明する。図１２Ａは、霧化部Ｍの周辺構成を示す斜視図であり、図１２Ｂは、霧化部Ｍの周辺構成を含む縦断面を示す斜視図である。図１３は、霧化部Ｍの周辺構成を示す縦断面図である。

図１２Ａ、図１２Ｂ、図１３に示すように、気体供給口５２と液体供給口５８が互いに近接した状態で、気体供給口５２は上方に向かって開口し、液体供給口５８は横方向（霧化器２の後方）に向かって開口する。液体供給口５８は、図１３に示すように、気体供給口５２から吹き出される気体の流れＰに面する方向に開口している。

図１３、図１２Ｂに示すように、気体供給口５２は、気体流路５４の径が小さくなった縮径部５４Ａの先端に位置する。縮径部５４Ａを設けて気体流路５４の出口付近のみを細くすることで、気体流路５４において気体供給口５２の付近まで抵抗が少なく空気を運ぶことができ、気体供給口５２から吹き出す空気の流速を向上させることができる。同様に、液体供給口５８は、液体流路６６の径が小さくなった縮径部６６Ａの先端に位置する。このような流路構成によれば、気体供給口５２から吹き出される気体の流れＰに応じて、ベンチュリー効果による霧化を行うことができる。

ここで、ベンチュリー効果による霧化を生じさせるための霧化器２の動作について説明する。まず、ユーザがスイッチ８の押下操作を行うことで、霧化器２を作動させる。制御基板２２、２４が圧電ポンプ２６、２８をそれぞれ駆動し、圧縮空気を発生させる。圧電ポンプ２６、２８が発生させた圧縮空気としての気体は、ノズル部４０を介して、気体供給口５２から上方に吹き出される。

気体供給口５２からの気体の流れＰに応じて、液体供給口５８を含む周辺領域に陰圧が発生する。これにより、液体貯留部５５に貯留されている液体が液体吸込口５９から液体流路６６へ吸い込まれ、液体供給口５８へ向かって流れる液体の流れＱが生じる（ベンチュリー効果）。液体供給口５８から外部に吐出される液体の流れＱは、圧縮空気である気体の流れＰに混合されることで霧化される。霧化された液体は第１ケース１０の内部空間を上方に進み、分級されながら吹出ノズル６から吹き出される。

上記構成を有する霧化器２において、霧化部Ｍにおける霧化量を向上させるために、液体供給部材５６の形状等を工夫している。具体的には、図１４～図１６を用いて説明する。

図１４は、霧化部Ｍを拡大した斜視図であり、図１５は、霧化部Ｍを拡大した縦断面図であり、図１６は、霧化部Ｍを拡大した平面図である。図１５は特に、気体供給口５２における気体の流れ方向Ｐ１と、液体供給口５８における液体の流れ方向Ｑ１とを含む断面（第１断面）を示す。言い換えれば、気体流路５４と液体流路６６を含む断面である。図１６は、気体供給口５２を平面視する方向から見た図である。

図１４、図１５に示すように、気体供給部材５０は、気体供給口５２を形成する面として気体供給面６８を有する。実施形態１の気体供給面６８は平坦な形状を有し、気体供給口５２を気体供給面６８と面一に形成する。

図１５に示すように、気体供給口５２における気体の流れ方向Ｐ１は、気体供給口５２において気体流路５４が延びる方向として規定できる。実施形態１の気体流路５４は、気体供給面６８に対して略垂直に接続するため、気体供給口５２における気体の流れ方向Ｐ１は、気体供給面６８に対して略垂直な方向である。

液体供給部材５６は、第１傾斜面７０と、第２傾斜面７２と、液体供給面７４と、第３傾斜面７６とを有する。気体の流れ方向Ｐ１の上流側から順に、第２傾斜面７２、第１傾斜面７０、液体供給面７４、第３傾斜面７６の順に設けられる。

図１５に示すように、第１傾斜面７０、第２傾斜面７２および第３傾斜面７６はともに、気体供給口５２における気体の流れ方向Ｐ１および気体の流れ方向Ｐ１を含む軸Ｐ２に対して傾斜する面である。軸Ｐ２は、気体供給口５２に対して直交する仮想的な直線であり、気体供給口５２を含む最小の円を描いたときの円の中心における仮想線である。言い換えれば、軸Ｐ２は、気体供給口５２における気体供給面６８に対して直交する仮想的な直線である。第１傾斜面７０および第３傾斜面７６は特に、気体の流れ方向Ｐ１に沿って気体供給面６８から遠ざかるにつれて、気体の流れ方向Ｐ１を含む軸Ｐ２から離れる方向に傾斜する。一方、第２傾斜面７２は、気体の流れ方向Ｐ１に沿って気体供給面６８から遠ざかるにつれて、気体の流れ方向Ｐ１を含む軸Ｐ２に近付く方向に傾斜する。

液体供給面７４は、液体供給口５８を形成する面である。液体供給面７４は、第１傾斜面７０と第３傾斜面７６の間に形成されており、第１傾斜面７０と第３傾斜面７６を接続する。実施形態１の液体供給面７４は、気体供給口５２における気体の流れ方向Ｐ１および軸Ｐ２に略平行な面である。実施形態１の液体供給面７４は、液体供給口５８を下端部に形成している。このため、液体供給口５８は、第１傾斜面７０および後述する稜線８０に連続して形成される。

実施形態１では、第１傾斜面７０と第２傾斜面７２は連続的に形成され、稜線７８で互いに接続されている。同様に、第１傾斜面７０と液体供給面７４は連続的に形成され、稜線８０で互いに接続されており、液体供給面７４と第３傾斜面７６は連続的に形成され、稜線８２で互いに接続されている。

図１５、図１４に示すように、第２傾斜面７２は、気体供給口５２から吹き出される気体の流れ方向Ｐ１および軸Ｐ２に対して角度をもって配置されている。気体供給口５２から吹き出される気体は第２傾斜面７２に衝突し、液体供給部材５６から離れる方向に湾曲しながら上方に向かって吹き出される。これに対して、第１傾斜面７０は第２傾斜面７２とは逆方向に傾斜している。これにより、第１傾斜面７０の周辺領域は気体の流れＰに対して凹んだ領域となり、陰圧が周囲に拡散しにくく、陰圧が高くなる。陰圧発生域である第１傾斜面７０の近傍に液体供給口５８を設けているため、液体供給口５８の周辺で強い陰圧が発生し、強い吸引力で液体を吸引することができる。

実施形態１では特に、図１５に示す断面において、液体供給口５８を第１傾斜面７０が含まれる仮想面８４に対して突出させた位置に設けている（矢印Ｒ参照）。仮想面８４は第１傾斜面７０と面一に存在する仮想的な面である。このような液体供給口５８の配置によれば、第１傾斜面７０が含まれる仮想面８４と面一な位置に設ける場合に比べて、液体供給口５８を気体の流れＰに近い箇所、すなわち強い陰圧が発生する箇所に配置することができる。これにより、ベンチュリー効果による液体の吸引力を向上させることができ、霧化量を向上させることができる。

液体供給口５８を突出させた位置に設けることで、液体供給口５８を形成する液体供給面７４も気体の流れ方向Ｐ１および軸Ｐ２に略平行な面として構成することができる。これにより、霧化部Ｍによって霧化された液体を液体供給面７４に沿ってスムーズに案内することができる。

図１４～図１６に示すように、実施形態１の第１傾斜面７０、第２傾斜面７２、液体供給面７４および第３傾斜面７６はいずれも、曲面形状を有している。実施形態１では特に、曲率が一定の円弧形状としている。

図１６に示すように、気体供給口５２を平面視する方向から見たときに、稜線７８、８０、８２はいずれも、気体供給口５２から横方向（Ｘ方向）に離れるにつれて、液体供給口５８における液体の流れ方向Ｑ１の上流側（矢印Ｑ２）に近付く形状を有する。第１傾斜面７０、第２傾斜面７２、液体供給面７４および第３傾斜面７６も同様に、上流側Ｙ１に近付く形状を有する。

気体供給口５２から吹き出される気体は、横方向であるＸ方向にもやや広がりながら上昇するところ、第１傾斜面７０、第２傾斜面７２およびそれらの面を接続する稜線７８が上流側（矢印Ｑ２）に近付く形状を有することで、液体供給口５８までの距離のバラつきが小さくなる。これにより、液体供給口５８から吐出される液体は気体の流れＰに対してより均一に合流することとなり、均一的に霧化を行うことができ、霧化量の向上につながる。

また実施形態１では、第１傾斜面７０、第２傾斜面７２、液体供給面７４および第３傾斜面７６はいずれも滑らかな曲面形状を有し、稜線７８、８０、８２も平面視で緩やかに湾曲した形状を有する。これにより、気体供給口５２から吹き出される気体に乱流が生じにくくなり、気体の流れＰはスムーズに上昇し、流速を保つことができるため、ベンチュリー効果も発現しやすくなる。

次に、気体供給口５２、液体供給口５８をそれぞれ平面視した図を図１７、図１８に示す。

図１７に示すように、実施形態１の気体供給口５２は、横長の矩形状の開口を形成する。気体供給口５２は、横幅Ｌ１と縦幅Ｌ２を有する。横幅Ｌ１は、気体供給口５２の横方向に相当するＸ方向に沿った長さであり、縦幅Ｌ２は、気体供給口５２の縦方向に相当するＹ方向に沿った長さである。横幅Ｌ１は、気体供給口５２の横方向の最大寸法であり、縦幅Ｌ２は、気体供給口５２の縦方向の最大寸法である。実施形態１では、横幅Ｌ１が縦幅Ｌ２よりも大きく設定される。

気体供給口５２を横長の形状とすることで、気体供給口５２から吹き出される気体の流れＰを横方向に広がりを持たせながら上昇させることができ、広範囲に陰圧を発生させることができる。これにより広い範囲で霧化を行うことができ、霧化量を向上させるとともに粒子径をより小さくすることができる。

図１８に示すように、実施形態１の液体供給口５８は、半円と半円を２つの直線で接続した横長の開口を形成する。液体供給口５８は、横幅Ｌ３と縦幅Ｌ４を有する。横幅Ｌ３は、液体供給口５８の横方向に相当するＸ方向に沿った長さであり、縦幅Ｌ４は、液体供給口５８の縦方向に相当するＺ方向に沿った長さである。横幅Ｌ３は、液体供給口５８の横方向の最大寸法であり、縦幅Ｌ４は、液体供給口５８の縦方向の最大寸法である。実施形態１では、横幅Ｌ３が縦幅Ｌ４よりも大きく設定される。

液体供給口５８を横長形状とすることで、横方向に広がりをもって吹き出される気体の流れＰに応じて広範囲に発生する陰圧を液体供給口５８によって広く受けることができ、霧化の範囲を広げることができ、霧化量の向上および粒子径の低減につながる。

上述したように、実施形態１の霧化器２は、気体と液体を混合して霧化する霧化器であって、気体を供給するための気体流路５４及び気体供給口５２を設けた気体供給部材５０と、液体を供給するための液体流路６６及び液体供給口５８を設けた液体供給部材５６とを備える。気体供給部材５０は、気体供給口５２を形成する面としての気体供給面６８を有する。液体供給口５８は、気体供給口５２における気体供給面６８に直交する軸Ｐ２に向けて開口している。液体供給部材５６は、液体供給口５８と気体供給口５２との間に第１傾斜面７０を有する。第１傾斜面７０は、気体流路５４と液体流路６６とを含む断面（図１５に示す断面。「第１断面」とも称する。）において、気体供給面６８から遠ざかるにつれて、軸Ｐ２から離れるように傾斜しており、且つ、気体供給口５２を平面視する方向から見たときに、気体供給口５２から離れるにつれて、液体の流れ方向Ｑ１の上流側（矢印Ｑ２）に近付く形状を有する。

このような構成によれば、第１傾斜面７０を設けることで、気体供給口５２からの気体の流れＰに応じて陰圧を発生させて、ベンチュリー効果により液体供給口５８から液体を吸い出して霧化させることができる。また、第１傾斜面７０を液体の流れ方向Ｑ１の上流側に近付く形状とすることで、一直線状の形状とする場合に比べて、第１傾斜面７０の任意の位置から液体供給口５８までの距離が均一化される。これにより、第１傾斜面７０の周辺で生じる陰圧のバラつきが小さくなり、ベンチュリー効果による霧化量を向上させることができる。

なお、第１傾斜面７０に関連して、次の通り言い換えることもできる。すなわち、図１５に示すように、液体供給部材５６は、気体供給口５２から吐出した気体が流れる空間Ｈを、気体の流れ方向Ｐ１に対して交差する方向（横方向）に制限する壁部Ｗ（第１傾斜面７０、第２傾斜面７２、液体供給面７４、第３傾斜面７６）を有する。壁部Ｗは、液体供給口５８よりも気体の流れ方向Ｐ１の上流側に第１傾斜面７０を有し、第１傾斜面７０は、空間Ｈを気体の流れ方向Ｐ１に沿って拡大するように気体の流れ方向Ｐ１に対して傾斜する。後述する変形例１～８ではこの説明を省略しているが、同様に言い換えてもよい。

また実施形態１の霧化器２では、第１傾斜面７０は、滑らかに湾曲した曲面形状を有する。このような構成によれば、第１傾斜面７０を曲面形状とすることで、第１傾斜面７０に沿って流れる気体の流れＰがスムーズになり、霧化を安定化させることができる。

また実施形態１の霧化器２では、液体供給部材５６は、第１傾斜面７０よりも気体の流れ方向Ｐ１の上流側、且つ気体供給口５２から吹き出される気体に面する位置に、第２傾斜面７２を有する。第２傾斜面７２は、図１５に示す断面において、気体供給面６８から遠ざかるにつれて軸Ｐ２に近付くように傾斜する。このような構成によれば、第２傾斜面７２を設けることで、気体供給口５２から供給される気体の流れＰを第２傾斜面７２に衝突させて方向を変えることができる。また、図１５に示すように、気体供給口５２の幅に対して第２傾斜面７２が覆いかぶさるような形状の場合、第２傾斜面７２に衝突した後の空気の流速は増加する。

また実施形態１の霧化器２では、第２傾斜面７２は、気体供給口５２を平面視する方向から透視したときに、気体供給口５２から離れるにつれて、液体供給口５８における液体の流れ方向Ｑ１の上流側（矢印Ｑ２）に近付く形状を有する。このような構成によれば、第２傾斜面７２を液体の流れ方向Ｑ１の上流側に近付く形状とすることで、第１傾斜面７０と同様に、ベンチュリー効果による霧化量を向上させる効果を奏することができる。

また実施形態１の霧化器２では、第１傾斜面７０と第２傾斜面７２は稜線７８で接続されている。このような構成によれば、第１傾斜面７０と第２傾斜面７２を稜線７８で連続的に形成することで、第１傾斜面７０の周辺で発生する陰圧を高くすることができ、液体供給口５８も陰圧発生箇所に近い位置に配置することができる。

また実施形態１の霧化器２では、稜線７８は、図１６に示すように気体供給口５２を平面視する方向から見たときに、気体供給口５２から離れるにつれて、液体供給口５８における液体の流れ方向Ｑ１の上流側（矢印Ｑ２）に近付く形状を有する。このような構成によれば、稜線７８の形状が一直線状である場合に比べて、稜線７８の任意の位置から液体供給口５８までの距離のバラつきが小さくなる。これにより、稜線７８の周辺における陰圧のバラつきも小さくなり、より広範囲で霧化させることができ、霧化量の向上及び粒子径の低減につながる。

また実施形態１の霧化器２では、液体供給部材５６はさらに、液体供給口５８を形成する液体供給面７４を有する。このような構成によれば、液体供給面７４を設けることで、液体供給口５８を容易に形成することができる。

また実施形態１の霧化器２では、液体供給面７４は、気体供給口５２における軸Ｐ２に略平行に延びる。このような構成によれば、霧化された液滴を液体供給面７４に沿って所望の方向に案内することができる。

また実施形態１の霧化器２では、気体供給口５２は、図１５に示す第１断面に直交する横方向（Ｘ方向）の最大寸法である横幅Ｌ１が、横方向に交差する縦方向（Ｙ方向）の最大寸法である縦幅Ｌ２よりも大きい。このような構成によれば、より広範囲に陰圧を発生させることができる。

また実施形態１の霧化器２では、液体供給口５８の開口寸法は、図１５に示す第１断面に直交する横方向（Ｘ方向）の最大寸法である横幅Ｌ３が、横方向に交差する縦方向（Ｚ方向）の最大寸法である縦幅Ｌ４よりも大きい。このような構成によれば、広範囲に生じる陰圧を液体供給口５８で広く受けることができ、霧化量を向上させることができる。

また実施形態１の霧化器２では、気体供給口５２へ気体を供給するための圧電ポンプ２６、２８をさらに備える。このような構成によれば、モータポンプ等に比べて出力が小さい圧電ポンプ２６、２８を用いた場合に、霧化量を向上させる作用をより効果的に奏することができる。

また実施形態１の霧化器２では、気体供給部材５０と液体供給部材５６は別体である。このような構成によれば、それぞれの部材の設計の自由度が向上する。

（変形例１～８）
次に、液体供給部材５６の断面形状の変形例について、図１９Ａ～図１９Ｈを用いて説明する。

図１９Ａは、変形例１に係る液体供給部材１５６を含んだ霧化部Ｍ１の縦断面図である。変形例１では、液体供給口１５８を形成する液体供給面１７４が、気体供給口５２における気体の流れ方向Ｐ１に対して傾斜している点が、実施形態１と異なる。

図１９Ａに示す例では、液体供給面１７４は、気体供給面６８から遠ざかるにつれて、気体の流れ方向Ｐ１を含む軸Ｐ２に近付く方向に傾斜している。液体流路１６６の縮径部１６６Ａは、液体供給面１７４に形成される液体供給口１５８まで延びる。当該構成によれば、液体供給口１５８は、実施形態１の液体供給口５８と比較して、第１傾斜面７０を含む仮想面８４に対してより突出した位置に配置される（矢印Ｒ１参照）。これにより、液体供給口１５８の周辺で生じる陰圧を高くすることができ、霧化量を向上させることができる。なお、第１傾斜面７０は、気体供給口５２から吐出した気体が流れる空間Ｈ１を、気体の流れ方向Ｐ１に対して交差する方向に制限する壁部Ｗ１の一部として、液体供給口１５８よりも気体の流れ方向Ｐ１の上流側に設けられる。第１傾斜面７０は、気体の流れ方向Ｐ１に沿って空間Ｈ１を拡大するように気体の流れ方向Ｐ１に対して傾斜する。

図１９Ｂは、変形例２に係る液体供給部材２５６を含んだ霧化部Ｍ２の縦断面図である。変形例２では、変形例１と同様に、液体供給口２５８を形成する液体供給面２７４が、気体の流れ方向Ｐ１に対して傾斜している点が、実施形態１と異なる。

図１９Ｂに示す例では、液体供給面２７４は、気体供給面６８から遠ざかるにつれて、気体の流れ方向Ｐ１を含む軸Ｐ２から離れる方向に傾斜している。液体流路２６６の縮径部２６６Ａは、液体供給面２７４に形成される液体供給口２５８まで延びる。このような場合でも、液体供給口２５８は第１傾斜面７０を含む仮想面８４に対して突出した位置に配置される（矢印Ｒ２参照）。これにより、実施形態１や変形例１と同様に、液体供給口２５８の周辺で生じる陰圧を高くして、霧化量を向上させる効果を奏することができる。なお、第１傾斜面７０は、気体供給口５２から吐出した気体が流れる空間Ｈ２を、気体の流れ方向Ｐ１に対して交差する方向に制限する壁部Ｗ２の一部として、液体供給口２５８よりも気体の流れ方向Ｐ１の上流側に設けられる。第１傾斜面７０は、気体の流れ方向Ｐ１に沿って空間Ｈ２を拡大するように気体の流れ方向Ｐ１に対して傾斜する。

図１９Ｃは、変形例３に係る液体供給部材３５６を含んだ霧化部Ｍ３の縦断面図である。変形例３では、第１傾斜面３７０において局所的に突出した位置に液体供給口３５８を設けている点が、実施形態１と異なる。

図１９Ｃに示す例では、第１傾斜面３７０は突出部３７１を有する。突出部３７１は、液体流路３６６の縮径部３６６Ａを延長した部分であり、例えば円筒状の形状を有する。このような場合でも、液体供給口３５８は第１傾斜面３７０を含む仮想面３８４に対して突出した位置に配置される（矢印Ｒ３参照）。これにより、実施形態１や他の変形例と同様に、液体供給口３５８の周辺で生じる陰圧を高くして霧化量を向上させる効果を奏することができる。

図１９Ｄは、変形例４に係る液体供給部材４５６を含んだ霧化部Ｍ４の縦断面図である。変形例４では、液体供給口４５８を形成する液体供給面４７２が傾斜面である点が、実施形態１と異なる。

図１９Ｄに示す例では、液体供給面４７２は、気体供給面６８から遠ざかるにつれて、気体の流れ方向Ｐ１を含む軸Ｐ２へ近付く方向に傾斜している。液体流路４６６の縮径部４６６Ａは、液体供給面４７２に形成される液体供給口４５８まで延びる。このような場合でも、液体供給口４５８は第１傾斜面７０を含む仮想面８４に対して突出した位置に配置され（矢印Ｒ４参照）、霧化量を向上させる効果を奏することができる。

図１９Ｅは、変形例５に係る液体供給部材５５６を含んだ霧化部Ｍ５の縦断面図である。変形例５では、液体供給面５７２に形成される液体供給口５５８が第３傾斜面５７４に隣接する位置に設けられる点が、図１９Ｄに示す変形例４と異なる。液体流路５６６の縮径部５６６Ａは、液体供給面５７２に形成される液体供給口５５８まで延びる。このような場合でも、液体供給口５５８は第１傾斜面７０を含む仮想面８４に対して突出した位置に配置され（矢印Ｒ５）、霧化量を向上させる効果を奏することができる。

図１９Ｆは、変形例６に係る液体供給部材６５６を含んだ霧化部Ｍ６の縦断面図である。変形例６では、液体供給面６７２に形成される液体供給口６５８が、第１傾斜面７０と第３傾斜面６７４の両方に隣接しない中間位置に設けられる点が、変形例４、５と異なる。液体流路６６６の縮径部６６６Ａは、液体供給面６７２に形成される液体供給口６５８まで延びる。このような場合でも、液体供給口６５８は第１傾斜面７０を含む仮想面８４に対して突出した位置に配置され（矢印Ｒ６）、霧化量を向上させる効果を奏することができる。

図１９Ｇは、変形例７に係る液体供給部材７５６を含んだ霧化部Ｍ７の縦断面図である。変形例７では、液体供給口７５８を形成する液体供給面７７２および第３傾斜面７７４が、第１傾斜面７０および第２傾斜面７２よりも突出するように傾斜している点が、図１９Ｄに示す変形例４と異なる。液体流路７６６の縮径部７６６Ａは、液体供給面７７２に形成される液体供給口７５８まで延びる。このような場合でも、液体供給口７５８は第１傾斜面７０を含む仮想面８４に対して突出した位置に配置され（矢印Ｒ７）、霧化量を向上させることができる。

図１９Ｈは、変形例８に係る液体供給部材８５６を含んだ霧化部Ｍ８の縦断面図である。変形例８では、液体供給口８５８を形成する液体供給面８７２および第３傾斜面８７４よりも、第１傾斜面７０および第２傾斜面７２の方が突出するように傾斜している点が、図１９Ｇに示す変形例７と異なる。液体流路８６６の縮径部８６６Ａは、液体供給面８７２に形成される液体供給口８５８まで延びる。このような場合でも、液体供給口８５８は第１傾斜面７０を含む仮想面８４に対して突出した位置に配置され（矢印Ｒ８）、霧化量を向上させる効果を奏することができる。

（実施形態２）
本発明に係る実施形態２の霧化器について、図２０を用いて説明する。なお、実施形態２では、主に実施形態１と異なる点について説明する。また、同一又は同等の構成については同じ符号を付して説明を省略する。

実施形態２の霧化器１００２は、ハンディタイプのネブライザではなく、据え置きタイプのネブライザ装置１０００の一部として用いられる点が、実施形態１の霧化器２と異なる。

図２０は、実施形態２における霧化器１００２を備えるネブライザ装置１０００の斜視図である。

図２０に示すネブライザ装置１０００は、霧化器１００２と、ケース１００４と、チューブ１００６とを備える。

霧化器１００２は、実施形態１の霧化器２における第１ケース１０および第２ケース１２に対応する部材である。霧化器１００２の内部には、実施形態１の霧化器２と同様の霧化部Ｍ（図示せず）を内蔵しており、ケース１００４から供給される圧縮空気と液体を混合させて霧化する。霧化された液体は吹出ノズル１００８から吹き出される（矢印Ａ参照）。

ケース１００４は、霧化器１００２に圧縮空気を供給するための部材である。ケース１００４は、実施形態１の霧化器２における第３ケース１４に対応し、圧縮空気を発生させるための圧電ポンプや基板などの部材（図示せず）を内蔵する。ケース１００４の前面には駆動用のスイッチ１０１０が設けられている。ユーザがスイッチ１０１０を押下すると、ケース１００４の内部で圧縮空気が発生し、チューブ１００６を通じて霧化器１００２に供給される。

霧化器１００２の内部構造は、実施形態１の霧化器２における第１ケース１０および第２ケース１２の内部構造と同様であるため、説明を省略する。

図２０に示すような据え置きタイプのネブライザ装置１０００によれば、ユーザは、ケース１００４に接続された霧化器１００２を持ちながら、霧化された液体を吹出ノズル１００８から吹き出して利用することができる。また、実施形態２の霧化器１００２は実施形態１の霧化器２と同様の構造の霧化部Ｍを有することで、霧化量を向上させる効果を同様に奏することができる。

以上、上述の実施形態１、２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、２つの圧電ポンプ２６、２８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、１つ又は３つ以上の圧電ポンプを設けてもよい。

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
６吹出ノズル
８スイッチ
１０第１ケース
１２第２ケース
１４第３ケース
１６目印
１７電源蓋
１８底面
１９支持部材
２０電源差込部
２２、２４制御基板
２６圧電ポンプ
２６Ａ上流端
２６Ｂ下流端
２８圧電ポンプ
２８Ａ上流端
２８Ｂ下流端
３０、３２、３４、３６、３８、３９取付部
４０ノズル部
４０Ａ上流端
４０Ｂ下流端
４１上面部
４２、４４接続流路部材
４６開口
５０気体供給部材
５２気体供給口
５４気体流路
５４Ａ縮径部
５５液体貯留部
５５Ａ底面
５５Ｂ内周面
５６液体供給部材
５８液体供給口
５９液体吸込口
６０取付部
６２流路形成部
６４上端部
６６液体流路
６６Ａ縮径部
６８気体供給面
７０第１傾斜面
７２第２傾斜面
７４液体供給面
７６第３傾斜面
７８、８０、８２稜線
８４仮想面
１５６液体供給部材
１５８液体供給口
１６６液体流路
１６６Ａ縮径部
１７４液体供給面
２５６液体供給部材
２５８液体供給口
２６６液体流路
２６６Ａ縮径部
２７４液体供給面
３５６液体供給部材
３５８液体供給口
３６６液体流路
３６６Ａ縮径部
３７０第１傾斜面
３７１突出部
３８４仮想面
４５６液体供給部材
４５８液体供給口
４６６液体流路
４６６Ａ縮径部
４７２液体供給面
４７４第３傾斜面
５５６液体供給部材
５５８液体供給口
５６６液体流路
５６６Ａ縮径部
５７２液体供給面
５７４第３傾斜面
６５６液体供給部材
６５８液体供給口
６６６液体流路
６６６Ａ縮径部
６７２液体供給面
６７４第３傾斜面
７５６液体供給部材
７５８液体供給口
７６６液体流路
７６６Ａ縮径部
７７２液体供給面
７７４第３傾斜面
８５６液体供給部材
８５８液体供給口
８６６液体流路
８６６Ａ縮径部
８７２液体供給面
８７４第３傾斜面
１０００ネブライザ装置
１００２霧化器
１００４ケース
１００６チューブ
１００８吹出ノズル
１０１０スイッチ

Claims

気体と液体を混合して霧化する霧化器であって、
気体を供給するための気体流路及び気体供給口を設けた気体供給部材と、
液体を供給するための液体流路及び液体供給口を設けた液体供給部材と、を備え、
前記気体供給部材は、前記気体供給口を形成する面としての気体供給面を有し、
前記液体供給口は、前記気体供給口における前記気体供給面に直交する軸に向けて開口しており、
前記液体供給部材は、前記液体供給口と気体供給口との間に第１傾斜面を有し、
前記第１傾斜面は、前記気体流路と前記液体流路とを含む第１断面において、前記気体供給面から遠ざかるにつれて、前記軸から離れるように傾斜しており、且つ、前記第１傾斜面のうち前記液体供給口と接する部分が、前記気体供給口を平面視する方向から見たときに、前記気体供給口から離れるにつれて、前記液体供給口における液体の流れ方向の上流側に近付く形状を有する、霧化器。
前記第１傾斜面は、気体供給口を平面視する方向から見たときに、滑らかに湾曲した曲面形状を有する、請求項１に記載の霧化器。
前記液体供給部材は、前記第１傾斜面よりも気体の流れ方向の上流側、且つ前記気体供給口から吹き出される気体の流れに面する位置に、第２傾斜面を有し、
前記第２傾斜面は、前記第１断面において、前記気体供給面から遠ざかるにつれて前記軸に近付くように傾斜する、請求項１又は２に記載の霧化器。
前記第２傾斜面は、前記気体供給口を平面視する方向から透視したときに、前記気体供給口から離れるにつれて、前記液体供給口における液体の流れ方向の上流側に近付く形状を有する、請求項３に記載の霧化器。
前記第１傾斜面と前記第２傾斜面は稜線で接続されている、請求項３又は４に記載の霧化器。
前記稜線は、前記気体供給口を平面視する方向から見たときに、前記気体供給口から離れるにつれて前記液体供給口における液体の流れ方向の上流側に近付く形状を有する、請求項５に記載の霧化器。
前記液体供給部材はさらに、前記液体供給口を形成する液体供給面を有する、請求項１から６のいずれか１つに記載の霧化器。
前記液体供給面は、前記気体供給口における前記軸に略平行に延びる、請求項７に記載の霧化器。
前記液体供給口の開口寸法は、前記第１断面に直交する横方向の最大寸法が、当該横方向に交差する縦方向の最大寸法よりも大きい、請求項１から８のいずれか１つに記載の霧化器。
前記気体供給口は、前記第１断面に直交する横方向の最大寸法が、当該横方向に交差する縦方向の最大寸法よりも大きい、請求項１から９のいずれか１つに記載の霧化器。
前記気体供給口へ気体を供給するための圧電ポンプをさらに備える、請求項１から１０のいずれか１つに記載の霧化器。
前記気体供給部材と前記液体供給部材は別体である、請求項１から１１のいずれか１つに記載の霧化器。