JPH0824738A - 超音波霧化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 霧化媒体が超音波放射面に滞留する場合で
も、霧化されずに滴下することを防止し、効率よくかつ
安定した霧化の行える超音波霧化装置を提供する。 【構成】 超音波霧化装置は、超音波振動子１とこれを
取り付ける本体ケース３と霧化媒体を供給する液供給ポ
ンプ４と超音波振動子を駆動する発振器５とからなる。
この超音波振動子１の超音波放射面１１ａ近傍には、滞
留した霧化媒体を伝わらせ除去する滞留除去体Ｔ１を設
けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波振動子および該
超音波振動子を用いた超音波霧化装置に関し、主として
病院や医院等において手等を消毒殺菌するための消毒液
を霧化する等の用途に用いたり、農薬液散布、くん蒸消
毒液噴霧、気化器、タービン、ペンキ噴霧器、スラリの
噴霧およびバーナーや、燃料の噴射、芳香材の散布に用
いられる。

【０００２】

【従来の技術】医療用として消毒液を霧化して手等に噴
出し消毒を行い、かつ手拭きの必要としない装置として
超音波霧化装置が要望されており、最近においていくつ
かの装置が開発されている。現在、液体を霧化するのに
超音波を利用する手段が一般的に採用されている。その
理由は、霧化量と霧化粒径とをそれぞれ超音波振動子へ
の供給電力および超音波周波数を可変することにより個
々に独立してコントロールできる利点を有しているため
である。従来の超音波霧化装置の構成例を図９，図１０
とともに説明する。図９は従来の超音波霧化装置に用い
る超音波振動子の構成を示す分解斜視図であり、図１０
は超音波振動子を用いた超音波霧化装置の一部破断正面
図である。前面（手前側）が一部開口した本体ケース３
内に、ボルト締めランジュバン型超音波振動子８（以下
超音波振動子８とする）が本体ケース３の側面を貫通し
て内方に突設された複数本の支持体３３，３４の各先端
で圧接され、後述する放射金属ブロックの超音波放射面
８１ａが水平に吊り下げ支持されている。超音波振動子
８は放射金属ブロック８１とリア金属ブロック８２との
間に２個の円環状の圧電素子８３，８４とを介在させる
とともに、放射金属ブロック８１と圧電素子８３、圧電
素子８３と圧電素子８４それぞれの間に電極板８５、８
６を介在させている。各金属ブロック８１，８２はその
中央部分にネジ孔が貫通して形成されており、また電極
板８５，８６の一部にも貫通孔が設けられており、これ
ら各孔にボルト８７を螺入することにより各構成要素が
締め付け固定されている。この超音波振動子８は、圧電
素子８３，８４の引張応力が圧縮応力よりも弱いことか
らボルトで引っ張り応力を持たせて大きなパワーを入力
する超音波発生源として使用される。

【０００３】また、放射金属ブロック８１の主面あるい
は側面に消毒液を供給するための液供給ノズル４１，４
３が、各々の先端の液供給口を網目状金属板の上方に位
置するように本体ケースに貫通固定されている。この各
液供給ノズル４１，４３には液貯留タンク（図示せず）
の消毒液が液供給ポンプ４の駆動によりチューブ４２，
４４を通じて供給され、各々の液供給口から放射金属ブ
ロック８１の主面あるいは側面に滴下される。一方、超
音波振動子はこれの各電極板８５，８６を通じ圧電素子
８３，８４に発振器５から所定周波数の電圧が給電され
ることによって機械的振動が生じ、これが両金属ブロッ
ク８１，８２に伝わり、それによって発生する定在波に
より共振が起こる。なお、図示していないが、本体ケー
ス３の前面下部にはこれの開口部から内部に手が入れら
れたのを非接触で検出するスイッチング用光電センサが
配設されている。

【０００４】このような構成の超音波霧化装置に、本体
ケース３の前面開口部から本体ケース内部に手を入れる
と、これを光電センサが検出し、このスイッチングによ
り液供給ポンプ４および発振器５が共に駆動する。超音
波振動子８は発振器から供給される所定周波数の電気エ
ネルギーを機械振動エネルギーに変換し、この振動によ
り網目状金属板９も励振されて振動し、液供給ノズルか
ら供給される消毒液が霧化されて手に噴出される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような超音波振動
子を用いた超音波霧化装置は、霧化条件が良いときは霧
化効率が良好であるが、供給される液がチクソ性が高い
場合、あるいは供給量が多い場合、あるいは周囲温度が
低い場合等霧化条件が悪い場合に霧化効率が低下し、液
が超音波放射面に滞留したり、霧化されずに滴下してし
まうことがあった。

【０００６】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、液の霧化効率が供給される液の種類（チク
ソ性の高い低い等）、液の供給量、あるいは周囲温度に
影響等使用条件によっては液が超音波放射面に滞留する
ことがあるが、このような場合においても、霧化されず
に滴下することを防止し、効率よくかつ安定した霧化の
行える超音波霧化装置を提供することを目的とするもの
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１の発明は、超音波振動子の超音波放射面
あるいは超音波放射面の近傍に霧化媒体を供給し、超音
波振動により当該霧化媒体を霧化する超音波振動子と、
この超音波振動子の超音波放射面あるいは超音波放射面
の近傍に霧化媒体を供給する手段と、この超音波振動子
を駆動する手段とを有し、超音波振動により当該霧化媒
体を霧化する超音波霧化装置において、前記超音波放射
面の一部近傍、滞留した霧化媒体を伝わらせ除去する滞
留除去体を設けたことを特徴とする超音波霧化装置であ
る。滞留除去体は超音波放射面において滞留しやすい部
分近傍に設置する必要がある。また、この滞留除去体は
超音波放射面に対して、直角に設置してもよいし、斜め
に設置してもよい。いずれの場合も滞留した霧化媒体の
表面張力を破ることが可能な位置であればよい。

【０００８】請求項２の発明は、超音波放射面あるいは
超音波放射面の近傍に霧化媒体を供給し、超音波振動に
より当該霧化媒体を霧化する超音波振動子を、前記超音
波放射面がほぼ水平方向に位置するように配置し、この
超音波振動子の超音波放射面あるいは超音波放射面の近
傍に霧化媒体を供給する手段と、この超音波振動子を駆
動する手段とを有し、超音波振動により当該霧化媒体を
霧化する超音波霧化装置において、前記水平方向に向い
た超音波放射面の下部近傍に、滞留した霧化媒体を伝わ
らせ除去する滞留除去体を設けたことを特徴とする超音
波霧化装置である。滞留除去体は細い棒状のものが好ま
しく、その設置位置は超音波放射面の下方部分でもよい
し、超音波放射面より下方に設けてもよいし、また超音
波放射面に対し斜めに設置してもよい。いずれの場合も
滞留した霧化媒体の表面張力を破ることが可能な位置で
あればよい。

【０００９】請求項３の発明は、超音波放射面での霧化
媒体の滞留状態を、超音波振動子を駆動する回路の駆動
インピーダンス値の変化により検出し、検出信号を出力
する検出回路と、検出回路からの検出信号に基づき滞留
除去体を動作させる駆動回路と、駆動回路から供給され
る電気信号により、滞留した霧化媒体に対し接触、離隔
その他の動作を行う滞留除去体からなる特許請求項１，
２記載の超音波霧化装置である。

【００１０】請求項４の発明は、超音波放射面での霧化
媒体の滞留状態を、超音波振動子を駆動する回路の駆動
インピーダンス値の変化により検出し、検出信号を出力
する検出回路と、検出回路からの検出信号に基づき吸引
ポンプを動作させる駆動回路と、滞留除去体が吸引ポン
プの吸引管であり、駆動回路から供給される電気信号に
より滞留した霧化媒体を吸引する吸引ポンプとからなる
特許請求項１，２記載の超音波霧化装置である。

【００１１】請求項５の発明は、超音波放射面での霧化
媒体の滞留状態を、超音波振動子を駆動する回路の駆動
インピーダンス値の変化により検出し、この変化に基づ
いて霧化媒体の供給量を減少、あるいは停止させ、通常
の駆動インピーダンス値になったとき、霧化媒体の供給
量を通常の供給量に制御することを特徴とする特許請求
項１，２，３，４記載の超音波霧化装置である。

【００１２】なお、本発明において、滞留除去体はぬれ
性の高い材料を用いると滞留した霧化媒体除去を良好に
行うことができる。また、ぬれ性の高い材料を表面にコ
ーティングしても同じ効果を得ることができる。また、
滞留除去体に溝を設けることによる毛細管現象を利用
し、ぬれ性を向上させることによっても滞留した霧化媒
体除去を良好に行うことができる。

【００１３】

【作用】請求項１、２記載の発明によれば、超音波放射
面に滞留した霧化媒体は、滞留除去体によりその表面張
力が破られ、滞留除去体を伝って流れるので液体となっ
て滴下することがなくなり、また超音波霧化装置は新た
な霧化を開始させることができる。

【００１４】請求項３記載の発明によれば、超音波放射
面での霧化媒体の滞留状態を、超音波振動子を駆動する
回路の駆動インピーダンス値の変化により検出し、これ
により滞留除去体が超音波放射面に対し近接、離隔その
他の動作を行うことにより、滞留した霧化媒体の表面張
力を破り、この滞留した霧化媒体を除去できる。よっ
て、霧化媒体が液体となって滴下することがなくなり、
また超音波霧化装置は新たな霧化を開始させることがで
きる。

【００１５】請求項４記載の発明によれば、超音波放射
面での霧化媒体の滞留状態を、超音波振動子を駆動する
回路の駆動インピーダンス値の変化により検出し、これ
により吸引ポンプを駆動させ、滞留した霧化媒体を吸引
除去することができる。よって、霧化媒体が液体となっ
て滴下することがなくなり、また超音波霧化装置は新た
な霧化を開始させることができる。

【００１６】請求項５の発明によれば、駆動インピーダ
ンス値の変化による霧化媒体の滞留を検出すると、霧化
媒体の供給量を減少、あるいは停止させ、この滞留除去
により滞留状態が解除され、通常の駆動インピーダンス
値になったとき、霧化媒体の供給量を通常の供給量に制
御するので、霧化媒体の滞留を速やかになくすことがで
き、安定した霧化を行うことができる。

【００１７】

【実施例】本発明の第１の実施例について、図面を参照
して説明する。図１は超音波霧化装置に用いる超音波振
動子の構成を示す斜視図であり、図２は図１で示す超音
波振動子を用いた超音波霧化装置の一部破断正面図であ
る。なお、一部従来例と同じ構造部分については同番号
を付与して説明している。ボルト締めランジュバン型超
音波振動子１（以下超音波振動子１とする）は、下から
放射金属ブロック１１、円環状部分を有する電極板１
５、円環状の圧電素子１３、円環状部分を有する電極板
１６、円環状の圧電素子１４、リア金属ブロック１２で
構成されており、放射金属ブロック１１とリア金属ブロ
ック１２の中央部分にはボルト孔が形成されている。こ
れら各孔にボルト１７を螺入し、ワッシャ，ナットによ
り各構成要素が締め付け固定される。超音波振動子１の
放射金属ブロックの下端面である超音波放射面１１ａに
は直線状の細溝１１ｂが設けられている。なお、この細
溝は作図の都合上、細線で表している。また、当該超音
波振動子１を吊り下げ支持する際の支持部分には弾性リ
ング１２ａがリア金属ブロックの外周に取り付けられて
いる。

【００１８】図２に示すように、このような超音波振動
子１を超音波霧化装置の本体ケース３に設置する。本体
ケース３は、前面（手前側）下部には一部開口した開口
部３ａを有しており、ケース内の上部には内方に突設さ
れた複数本の支持体３１，３２が設けられている。超音
波振動子はその超音波放射面が下方に位置するようこの
支持体の各先端で前記弾性リング１２ａが圧接され、超
音波放射面１１ａが水平に位置するよう支持されてい
る。この超音波放射面１１ａ中央部近傍には本体ケース
３の下方から延びる滞留除去体Ｔ１が取り付けられてい
る。この滞留除去体Ｔ１は金属、あるいは合成樹脂等の
材料を棒状に加工したものであり、上記開口部３ａに手
を入れた場合に、この滞留除去体と手が接触しにくい位
置にこれをを取り付ける必要がある。また、放射金属ブ
ロック１１に霧化媒体である消毒液を供給するための液
供給ノズル４１，４３が、各々の先端の液供給口を放射
金属ブロックの上方に位置するように本体ケース３に貫
通固定されている。この各液供給ノズル４１，４３には
液貯留タンク（図示せず）の消毒液が液供給ポンプ４の
駆動によりチューブ４２，４４を通じて供給され、各々
の液供給口から放射金属ブロック１１上にそれぞれ滴下
される。一方、超音波振動子１にはこれの各電極板１
５，１６を通じ、圧電素子１３，１４に発振器５からリ
ード線５１，５２を介して所定周波数の電圧が給電され
る。これにより逆圧電効果に基づく機械的振動が励起さ
れ、これが機械的接触を通じ両金属ブロック１１，１２
に伝わり、それによって発生する定在波により共振が起
こる。なお、図示していないが、本体ケース３の前面下
部にはこれの開口部３ａから内部に手が入れられたのを
非接触で検出するスイッチング用光電センサが配設され
ている。

【００１９】従来例においても説明したように、このよ
うな構成の超音波霧化装置に、本体ケース３の前面開口
部から本体ケース内部に手を入れると、これを光電セン
サが検出し、このスイッチングにより液供給ポンプ４お
よび発振器５が共に駆動する。超音波振動子１は発振器
から供給される所定周波数の電気エネルギーを機械振動
エネルギーに変換し振動する。液供給ノズルから霧化媒
体である消毒液が超音波放射面１１ａに供給されると、
消毒液は細溝の毛細管現象で超音波放射面に広がり、こ
れが霧化されて手に噴出される。ところが供給される液
がチクソ性が高い場合、あるいは供給量が多い場合、あ
るいは周囲温度が低い場合等の霧化条件が悪い場合に霧
化媒体が超音波放射面の一部分（この実施例の場合、振
動の比較的弱い中央部分）に滞留することがある。この
ような滞留量がある程度の量になると、これが滞留除去
体に接触する。これにより滞留した霧化媒体の表面張力
が破られて、滞留した霧化媒体は滞留除去体に伝って流
れ、手等に滴下することはない。なお、消毒液等の霧化
媒体の供給は、放射金属ブロックの側面に対して行って
もよい。この場合、霧化媒体が側面から超音波放射面に
流れて供給される。

【００２０】本発明の第２の実施例について、図３，図
４，図５とともに説明する。図３は超音波霧化装置の内
部断面図であり、図４、図５は第２の実施例の他の例を
示す図である。超音波振動子２は、全体として円柱形状
であり、左右両方向への超音波放射が可能な構成となっ
ている（この実施例においては一方向のみへの超音波放
射としている）。図面左から放射金属ブロック２１、円
環状部分を有する電極板２５、円環状の圧電素子２３、
円環状部分を有する電極板２６、円環状の圧電素子２
４、リア金属ブロック２２で構成されており、これらは
ボルト等により一体的に締め付け固定されている。放射
金属ブロック２１，２２のいずれにも超音波放射面２１
ａ，２２ａが形成されている。この実施例では超音波放
射面２２ａのみを用いるため、放射金属ブロック２２の
側面から超音波放射面２２ａに霧化媒体の導入孔２２ｂ
が設けられている。超音波振動子はこの導入孔が上部に
位置するように後述の収納ケースに設置する必要があ
る。

【００２１】このような構成の超音波振動子を収納ケー
ス７に収納する。収納ケース７は長手方向両方向が開口
する開口部が形成されており、この開口部から霧化され
た霧化媒体が放射される。収納ケース７には超音波振動
子を支持固定する弾性支持体７３，７４が設けられると
ともに、上部には霧化媒体を前述の導入孔２２ｂに導く
導入管７５が設けられ、この導入管７５にはポンプ４か
らチューブ４１を介して霧化媒体が供給される。前述の
電極板２５，２６はリード線５１，５２により圧電振動
子駆動用の発振器５に接続されている。そして超音波放
射面２２ａの下方近傍には滞留除去体Ｔ２が設けられて
いる。

【００２２】以上の構成の超音波振動子および超音波霧
化装置において、超音波振動子を駆動させ、霧化媒体を
供給することにより、霧化媒体が導入孔から超音波放射
面に供給され、霧化媒体が超音波放射面全面に広がり、
これが霧化され左右両方に勢いよく放射される。ところ
が供給される液がチクソ性が高い場合、あるいは供給量
が多い場合、あるいは周囲温度が低い場合等の霧化条件
が悪い場合に霧化媒体が超音波放射面の下方に滞留する
ことがある。このような滞留量がある程度の量になる
と、これが滞留除去体に接触する。これにより滞留した
霧化媒体の表面張力が破られて、滞留した霧化媒体は滞
留除去体に伝って流れ、超音波放射面に滞留した霧化媒
体は除去され、再度霧化が行いやすい状態になる。

【００２３】本発明の第２の実施例の他の例について、
図４，図５とともに説明する。図４，図５とも超音波放
射面部分のみを抽出して記載した図である。図４におい
ては滞留除去体Ｔ３が超音波放射面２２ａより下方に設
置されている。滞留した霧化媒体は表面張力により下方
に垂れ下がる。この垂れ下がった部分に滞留除去体Ｔ３
が接触することにより、滞留が防止できるとともに、通
常の霧化状態においてこの滞留除去体が霧化を防ぐこと
がない利点を有している。図５においては、滞留除去体
Ｔ４が超音波放射面に対し所定の角度をもって近接して
いる。この構成により、滞留した霧化媒体をより効率よ
く滞留除去体に伝わらせ、流すことができる。また、図
示していないが、滞留除去体を中空管状に形成したり、
円弧状にすることにより、滞留した霧化媒体をより効率
よく除去することができる。また、滞留除去体の表面に
ぬれ性の高い物質をコーティングしてもよい。これによ
っても滞留した霧化媒体をより効率よく除去することが
できる。

【００２４】本発明の第３の実施例について、図６とと
もに説明する。図６は超音波霧化装置の内部断面図であ
る。超音波振動子および霧化媒体の導入機構等は第２の
実施例と同じ構成であるので説明は割愛する。この実施
例では霧化媒体の滞留状況を検出して、滞留除去体Ｔ５
を動作させている。滞留除去体Ｔ５は、上下に動作可能
な構成とされ、滞留除去装置ＴＳに組み込まれている。
この滞留除去装置ＴＳは駆動回路からの電力供給により
動作する。超音波振動子２を駆動させ、霧化媒体を供給
することにより、霧化媒体が導入孔から超音波放射面に
供給され、霧化媒体が超音波放射面全面に広がり、これ
が霧化され左右両方に勢いよく放射される。霧化媒体が
滞留した場合、超音波振動子２の駆動インピーダンスが
高くなる。これは発振器５においては電流値が通常より
も低下することによって読みとることができる。この低
下を検出回路Ｓで検出すると駆動回路Ｄを動作させ、前
記滞留除去装置を駆動することにより、滞留除去体Ｔ５
が所定の範囲で動作する。滞留除去体Ｔ５は、１回ある
いはそれ以上の回数滞留した霧化媒体に接触し、これを
除去する。この滞留除去体を動作させる機構は、例えば
クランク軸の回転運動を連接棒を経て上下の往復運動に
換えるピストン機構であってもよいし、電磁誘導を用い
たプランジャーを用いてもよく、またその動作について
も上下運動ばかりではなく、円弧状に往復動作し、滞留
した霧化媒体を除去する構成等その他公知の動作機構で
あってもよい。

【００２５】本発明の第４の実施例について、図７とと
もに説明する。図７は超音波霧化装置の内部断面図であ
る。超音波振動子および霧化媒体の導入機構等は第２の
実施例と同じ構成であるので説明は割愛する。この実施
例では霧化媒体の滞留状況を検出して、吸引ポンプＰを
動作させている。吸引ポンプの先端には、滞留除去体の
役割を担う吸引管Ｔ６が形成されており、駆動回路Ｄか
ら供給される電力によって吸引ポンプが駆動する。第３
の実施例と同じく、霧化媒体が滞留した場合、超音波振
動子２の駆動インピーダンスが高くなる。これは発振器
５においては電流値が通常よりも低下することによって
読みとることができる。この低下を検出回路Ｓで検出す
ると駆動回路Ｄを動作させ、吸引ポンプＰを動作させ
る。吸引ポンプが動作すると、滞留した霧化媒体は吸引
管Ｔ６に吸引され、除去される。なお、吸引した霧化媒
体を再度ポンプに供給しこれを再利用してもよい。

【００２６】本発明の第５の実施例について、図８とと
もに説明する。図８は超音波霧化装置の内部断面図であ
る。超音波振動子および霧化媒体の導入機構等は第２の
実施例と同じ構成であるので説明は割愛する。この実施
例では、霧化媒体を供給するポンプ４を制御回路Ｃによ
りその供給量を制御している。第４の実施例と同じく、
霧化媒体が滞留した場合、超音波振動子２の駆動インピ
ーダンスが高くなる。これは発振器５においては電流値
が通常よりも低下することによって読みとることができ
る。この低下を検出回路Ｓで検出すると駆動回路Ｄを動
作させ、吸引ポンプＰを動作させる。これと同時に検出
回路からの（滞留状態を示す）信号を制御回路Ｃに伝送
し、これによりポンプ４の動作を一時停止させ、霧化媒
体の供給を一時停止させる。あるいはポンプ４からの霧
化媒体の供給量を減少させる。これにより超音波放射面
においては、新たな霧化媒体は供給されず、一方吸引ポ
ンプＰにより滞留した霧化媒体を除去することができ
る。よって、滞留した霧化媒体は速やかに除去され、新
たな霧化を開始させることができる。なお、この実施例
は第１，第２，第３の実施例の構成によってもこれを適
用することができ、滞留した霧化媒体の速やかな除去に
寄与する。

【００２７】なお、上記各実施例では超音波振動子を縦
置きした例と横置きした例を示したが、本発明は設置方
向にかかわらず適用できるものであり、いずれの場合も
霧化媒体の滞留状態を除去することができる作用効果を
有するものである。

【００２８】

【発明の効果】請求項１、２記載の発明によれば、超音
波放射面に滞留した霧化媒体は、滞留除去体によりその
表面張力が破られ、滞留除去体を伝って流れるので、液
体となって滴下することがなくなり、また超音波霧化装
置は新たな霧化を開始させることができる。よって、霧
化媒体の種類（チクソ性の高い低い等）、供給量、ある
いは周囲温度がその霧化を制限するような使用条件であ
って、超音波放射面に滞留するような環境であっても、
その滞留状態が速やかに除かれ、霧化媒体が霧化されず
に滴下してしまうことのない、効率よくかつ安定した霧
化の行える超音波霧化装置を提供することができる。

【００２９】請求項３記載の発明によれば、超音波放射
面での霧化媒体の滞留状態を、超音波振動子を駆動する
回路の駆動インピーダンス値の変化により検出し、これ
により滞留除去体が超音波放射面に対し近接、離隔その
他の動作を行うことにより、滞留した霧化媒体の表面張
力を破り、この滞留した霧化媒体を除去できる。よっ
て、霧化媒体が液体となって滴下することがなくなり、
また超音波霧化装置は新たな霧化を開始させることがで
きる。よって、霧化媒体の種類（チクソ性の高い低い
等）、供給量、あるいは周囲温度がその霧化を制限する
ような使用条件であって、超音波放射面に滞留するよう
な環境であっても、その滞留状態が速やかに除かれ、霧
化媒体が霧化されずに滴下してしまうことのない、効率
よくかつ安定した霧化の行える超音波霧化装置を提供す
ることができる。

【００３０】請求項４記載の発明によれば、超音波放射
面での霧化媒体の滞留状態を、超音波振動子を駆動する
回路の駆動インピーダンス値の変化により検出し、これ
により吸引ポンプを駆動させ、滞留した霧化媒体を吸引
除去することができる。よって、霧化媒体が液体となっ
て滴下することがなくなり、また超音波霧化装置は新た
な霧化を開始させることができる。よって、霧化媒体の
種類（チクソ性の高い低い等）、供給量、あるいは周囲
温度がその霧化を制限するような使用条件であって、超
音波放射面に滞留するような環境であっても、その滞留
状態が速やかに除かれ、霧化媒体が霧化されずに滴下し
てしまうことのない、効率よくかつ安定した霧化の行え
る超音波霧化装置を提供することができる。

【００３１】請求項５記載の発明によれば、駆動インピ
ーダンス値の変化による霧化媒体の滞留を検出すると、
霧化媒体の供給量を減少、あるいは停止させ、この滞留
除去により滞留状態が解除され、通常の駆動インピーダ
ンス値になったとき、霧化媒体の供給量を通常の供給量
に制御するので、霧化媒体の滞留を速やかになくすこと
ができ、安定した霧化を行うことができる。よって、霧
化媒体の種類（チクソ性の高い低い等）、供給量、ある
いは周囲温度がその霧化を制限するような使用条件であ
って、超音波放射面に滞留するような環境であっても、
その滞留状態が速やかに除かれ、霧化媒体が霧化されず
に滴下してしまうことのない、効率よくかつ安定した霧
化の行える超音波霧化装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す斜視図。

【図２】本発明の第１の実施例を示す一部破断正面図。

【図３】本発明の第２の実施例を示す断面図。

【図４】本発明の第２の実施例の他の例を示す一部拡大
断面図。

【図５】本発明の第２の実施例の他の例を示す一部拡大
断面図。

【図６】本発明の第３の実施例を示す断面図。

【図７】本発明の第４の実施例を示す断面図。

【図８】本発明の第５の実施例を示す断面図。

【図９】従来例を示す斜視図。

【図１０】従来例を示す一部破断正面図。

【符号の説明】

１，２，８ 超音波振動子 １１，２１，８１ 放射金属ブロック １１ａ，２１ａ，２２ａ，８１ａ 超音波放射面 １２，２２，８２ リア金属ブロック １３，１４，２３，２４，８３，８４ 圧電素子 １５，１６，２５，２６，８５，８６ 電極板 １７，８７ ボルト ３１，３２ 支持体 ４ ポンプ ５ 発振器 ７ 収納ケース

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【手続補正書】

【提出日】平成６年９月２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００２

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００２】

【従来の技術】医療用として消毒液を霧化して手等に噴
出し消毒を行い、かつ手拭きの必要としない装置として
超音波霧化装置が要望されており、最近においていくつ
かの装置が開発されている。現在、液体を霧化するのに
超音波を利用する手段が一般的に採用されている。その
理由は、霧化量と霧化粒径とをそれぞれ超音波振動子へ
の供給電力および超音波周波数を可変することにより個
々に独立してコントロールできる利点を有しているため
である。従来の超音波霧化装置の構成例を図９，図１０
とともに説明する。図９は従来の超音波霧化装置に用い
る超音波振動子の構成を示す分解斜視図であり、図１０
は超音波振動子を用いた超音波霧化装置の一部破断正面
図である。前面（手前側）が一部開口した本体ケース３
内に、ボルト締めランジュバン型超音波振動子８（以下
超音波振動子８とする）が本体ケース３の側面を貫通し
て内方に突設された複数本の支持体３１，３２の各先端
で圧接され、後述する放射金属ブロックの超音波放射面
８１ａが水平に吊り下げ支持されている。超音波振動子
８は放射金属ブロック８１とリア金属ブロック８２との
間に２個の円環状の圧電素子８３，８４とを介在させる
とともに、放射金属ブロック８１と圧電素子８３、圧電
素子８３と圧電素子８４それぞれの間に電極板８５、８
６を介在させている。各金属ブロック８１，８２はその
中央部分にネジ孔が貫通して形成されており、また電極
板８５，８６の一部にも貫通孔が設けられており、これ
ら各孔にボルト８７を螺入することにより各構成要素が
締め付け固定されている。この超音波振動子８は、圧電
素子８３，８４の引張応力が圧縮応力よりも弱いことか
らボルトで引っ張り応力を持たせて大きなパワーを入力
する超音波発生源として使用される。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１８】図２に示すように、このような超音波振動
子１を超音波霧化装置の本体ケース３に設置する。本体
ケース３は、前面（手前側）下部には一部開口した開口
部３ａを有しており、ケース内の上部には内方に突設さ
れた複数本の支持体３１，３２が設けられている。超音
波振動子はその超音波放射面が下方に位置するようこの
支持体の各先端で前記弾性リング１２ａが圧接され、超
音波放射面１１ａが水平に位置するよう支持されてい
る。この超音波放射面１１ａ中央部近傍には本体ケース
３の下方から延びる滞留除去体Ｔ１が取り付けられてい
る。この滞留除去体Ｔ１は金属、あるいは合成樹脂等の
材料を棒状に加工したものであり、上記開口部３ａに手
を入れた場合に、この滞留除去体と手が接触しにくい位
置にこれを取り付ける必要がある。また、放射金属ブロ
ック１１に霧化媒体である消毒液を供給するための液供
給ノズル４１，４３が、各々の先端の液供給口を放射金
属ブロックの上方に位置するように本体ケース３に貫通
固定されている。この各液供給ノズル４１，４３には液
貯留タンク（図示せず）の消毒液が液供給ポンプ４の駆
動によりチューブ４２，４４を通じて供給され、各々の
液供給口から放射金属ブロック１１上にそれぞれ滴下さ
れる。一方、超音波振動子１にはこれの各電極板１５，
１６を通じ、圧電素子１３，１４に発振器５からリード
線５１，５２を介して所定周波数の電圧が給電される。
これにより逆圧電効果に基づく機械的振動が励起され、
これが機械的接触を通じ両金属ブロック１１，１２に伝
わり、それによって発生する定在波により共振が起こ
る。なお、図示していないが、本体ケース３の前面下部
にはこれの開口部３ａから内部に手が入れられたのを非
接触で検出するスイッチング用光電センサが配設されて
いる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】本発明の第２の実施例について、図３，図
４，図５とともに説明する。図３は超音波霧化装置の内
部断面図であり、図４、図５は第２の実施例の他の例を
示す図である。超音波振動子２は、全体として円柱形状
であり、左右両方向への超音波放射が可能な構成となっ
ている（この実施例においては一方向のみへの超音波放
射としている）。図面左から放射金属ブロック２１、円
環状部分を有する電極板２５、円環状の圧電素子２３、
円環状部分を有する電極板２６、円環状の圧電素子２
４、放射金属ブロック２２で構成されており、これらは
ボルト等により一体的に締め付け固定されている。放射
金属ブロック２１，２２のいずれにも超音波放射面２１
ａ，２２ａが形成されている。この実施例では超音波放
射面２２ａのみを用いるため、放射金属ブロック２２の
側面から超音波放射面２２ａに霧化媒体の導入孔２２ｂ
が設けられている。超音波振動子はこの導入孔が上部に
位置するように後述の収納ケースに設置する必要があ
る。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】以上の構成の超音波振動子および超音波霧
化装置において、超音波振動子を駆動させ、霧化媒体を
供給することにより、霧化媒体が導入孔から超音波放射
面２２ａに供給され、霧化媒体が超音波放射面全面に広
がり、これが霧化され勢いよく放射される。ところが供
給される液がチクソ性が高い場合、あるいは供給量が多
い場合、あるいは周囲温度が低い場合等の霧化条件が悪
い場合に霧化媒体が超音波放射面の下方に滞留すること
がある。このような滞留量がある程度の量になると、こ
れが滞留除去体に接触する。これにより滞留した霧化媒
体の表面張力が破られて、滞留した霧化媒体は滞留除去
体に伝って流れ、超音波放射面に滞留した霧化媒体は除
去され、再度霧化が行いやすい状態になる。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す斜視図。

【図２】本発明の第１の実施例を示す一部破断正面図。

【図３】本発明の第２の実施例を示す断面図。

【図４】本発明の第２の実施例の他の例を示す一部拡大
断面図。

【図５】本発明の第２の実施例の他の例を示す一部拡大
断面図。

【図６】本発明の第３の実施例を示す断面図。

【図７】本発明の第４の実施例を示す断面図。

【図８】本発明の第５の実施例を示す断面図。

【図９】従来例を示す斜視図。

【図１０】従来例を示す一部破断正面図。

【符号の説明】 １，２，８ 超音波振動子 １１，２１，２２，８１ 放射金属ブロック １１ａ，２１ａ，２２ａ，８１ａ 超音波放射面 １２，８２ リア金属ブロック １３，１４，２３，２４，８３，８４ 圧電素子 １５，１６，２５，２６，８５，８６ 電極板 １７，８７ ボルト ３ 本体ケース ３１，３２ 支持体 ４ ポンプ ５ 発振器 ７ 収納ケース

【手続補正６】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正７】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超音波放射面あるいは超音波放射面の近
   傍に霧化媒体を供給し、超音波振動により当該霧化媒体
   を霧化する超音波振動子と、この超音波振動子の超音波
   放射面あるいは超音波放射面の近傍に霧化媒体を供給す
   る手段と、この超音波振動子を駆動する手段とを有し、
   超音波振動により当該霧化媒体を霧化する超音波霧化装
   置において、前記超音波放射面の一部近傍に、滞留した
   霧化媒体を伝わらせ除去する滞留除去体を設けたことを
   特徴とする超音波霧化装置。
2. 【請求項２】 超音波放射面あるいは超音波放射面の近
   傍に霧化媒体を供給し、超音波振動により当該霧化媒体
   を霧化する超音波振動子を、前記超音波放射面がほぼ水
   平方向に位置するように配置し、この超音波振動子の超
   音波放射面あるいは超音波放射面の近傍に霧化媒体を供
   給する手段と、この超音波振動子を駆動する手段とを有
   し、超音波振動により当該霧化媒体を霧化する超音波霧
   化装置において、前記水平方向に向いた超音波放射面の
   下部近傍に、滞留した霧化媒体を伝わらせ除去する滞留
   除去体を設けたことを特徴とする超音波霧化装置。
3. 【請求項３】 超音波放射面での霧化媒体の滞留状態
   を、超音波振動子を駆動する回路の駆動インピーダンス
   値の変化により検出し、検出信号を出力する検出回路
   と、検出回路からの検出信号に基づき滞留除去体を動作
   させる駆動回路と、駆動回路から供給される電気信号に
   より滞留した霧化媒体に対し接触、離隔その他の動作を
   行う滞留除去体からなる特許請求項１，２記載の超音波
   霧化装置。
4. 【請求項４】 超音波放射面での霧化媒体の滞留状態
   を、超音波振動子を駆動する回路の駆動インピーダンス
   値の変化により検出し、検出信号を出力する検出回路
   と、検出回路からの検出信号に基づき吸引ポンプを動作
   させる駆動回路と、滞留除去体が吸引ポンプの吸引管で
   あり、駆動回路から供給される電気信号により滞留した
   霧化媒体を吸引する吸引ポンプとからなる特許請求項
   １，２記載の超音波霧化装置。
5. 【請求項５】 超音波放射面での霧化媒体の滞留状態
   を、超音波振動子を駆動する回路の駆動インピーダンス
   値の変化により検出し、この変化に基づいて霧化媒体の
   供給量を減少、あるいは停止させ、通常の駆動インピー
   ダンス値になったとき、霧化媒体の供給量を通常の供給
   量に制御することを特徴とする特許請求項１，２，３，
   ４記載の超音波霧化装置。