(57)【要約】【課題】液体を安定して噴霧することが可能な液体噴霧装置を提供する。【解決手段】液体噴霧装置は、貫通孔の形成された薄板状のメッシュ部１を備え、貫通孔を通過させて液体を霧化し噴出する装置である。メッシュ部１は、液体が貫通孔へ流入する側の入口面１Ｂと、液体が貫通孔から流出する側の出口面１Ａとを有する。液体噴霧装置は、入口面１Ｂに対向する表面４２を含むホーン振動子４０と、メッシュ部１の周縁部３の入口面１Ｂ側に設けられ、入口面１Ｂと表面４２との間に空間１２を形成するスペーサ１０と、をさらに備える。スペーサ１０は、液体が空間に流入する通路を形成する。ホーン振動子４０が振動することによって、空間１２に供給された液体が貫通孔を通過して霧状に噴出する。【選択図】図１０
2014004211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔の形成された薄板状のメッシュ部を備え、前記貫通孔を通過させて液体を霧化し噴出する、液体噴霧装置であって、
前記メッシュ部は、前記液体が前記貫通孔へ流入する側の入口面と、前記液体が前記貫通孔から流出する側の出口面とを有し、
前記入口面に対向する表面を含む振動源と、
前記メッシュ部の周縁部の前記入口面側に設けられ、前記入口面と前記表面との間に空間を形成するスペーサと、をさらに備え、
前記スペーサは、前記液体が前記空間に流入する通路を形成し、
前記振動源が振動することによって、前記空間に供給された前記液体が前記貫通孔を通過して霧状に噴出する、液体噴霧装置。
【請求項２】
前記スペーサは、前記周縁部に沿う環状に形成され、
前記通路は、前記スペーサの径方向に沿って溝状に延びる、請求項１に記載の液体噴霧装置。
【請求項３】
前記スペーサは、前記表面に対向する対向面を有し、
前記対向面の少なくとも一部と前記表面との間に隙間が形成される、請求項１に記載の液体噴霧装置。
【請求項４】
前記表面は前記入口面に対して相対的に傾斜している、請求項３に記載の液体噴霧装置。
【請求項５】
前記メッシュ部の厚み方向において前記空間の一部が前記表面に重ならないように、前記振動源と前記スペーサとは配置されている、請求項１に記載の液体噴霧装置。
【請求項６】
前記空間の内周面の最大径が前記表面の最大径よりも大きい、請求項５に記載の液体噴霧装置。
【請求項７】
前記スペーサの中心が前記表面の中心に対しずれている、請求項５に記載の液体噴霧装置。
【請求項８】
前記通路は、前記振動源の外周側空間と前記空間とを連通する、請求項１から請求項７のいずれかに記載の液体噴霧装置。
【請求項９】
前記メッシュ部は樹脂製である、請求項１から請求項８のいずれかに記載の液体噴霧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴霧装置に関し、特に、液体を霧化して噴出するための液体噴霧装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴霧装置はたとえば、液体状の呼吸器系疾患の治療薬を霧状にして送り出し、患者がその霧を吸込むことによって患部に治療薬を投与する用途などに使用される。薬液などの液体を霧化して噴出する液体噴霧装置は、一般的に、液体を貯留する貯液部と、多数の微細孔を有するメッシュ部と、メッシュ部に当接するように配置される振動源と、を備える。メッシュ部と振動源との間に、貯液部から液体が供給される。メッシュ部と振動源との間に供給された液体は、振動源が振動することによって、微細孔を通して外部に向けて噴霧される。従来の液体噴霧装置は、たとえば、特開２００６−２９７２２６号公報（特許文献１）および特開平７−２５６１７０号公報（特許文献２）に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２９７２２６号公報
【特許文献２】特開平７−２５６１７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
液体噴霧装置において、メッシュ部に形成された微細孔から液体を噴霧するために、メッシュ部と振動源との間に液体を貯留するためのスペースが必要になる。メッシュ部と振動源とは、洗浄などの必要性から、簡単に分離できる必要があり、振動源に直接メッシュ部を固定することはできない。そのため、振動源とメッシュ部との距離を安定して確保することは困難である。振動源とメッシュ部との距離は噴霧の安定に大きく影響しており、振動源とメッシュ部との距離がばらつくと、噴霧性能が変動する原因となり、液体を安定して噴霧することが困難になる問題があった。
【０００５】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、液体を安定して噴霧することが可能な液体噴霧装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る液体噴霧装置は、貫通孔の形成された薄板状のメッシュ部を備え、貫通孔を通過させて液体を霧化し噴出する装置である。メッシュ部は、液体が貫通孔へ流入する側の入口面と、液体が貫通孔から流出する側の出口面とを有する。液体噴霧装置は、入口面に対向する表面を含む振動源と、メッシュ部の周縁部の入口面側に設けられ、入口面と表面との間に空間を形成するスペーサと、をさらに備える。スペーサは、液体が空間に流入する通路を形成する。振動源が振動することによって、空間に供給された液体が貫通孔を通過して霧状に噴出する。
【０００７】
上記液体噴霧装置において、スペーサは、周縁部に沿う環状に形成され、通路は、スペーサの径方向に沿って溝状に延びてもよい。
【０００８】
上記液体噴霧装置において、スペーサは、振動源の表面に対向する対向面を有し、対向面の少なくとも一部と表面との間に隙間が形成されてもよい。振動源の表面は、入口面に対して相対的に傾斜していてもよい。
【０００９】
上記液体噴霧装置において、メッシュ部の厚み方向において空間の一部が振動源の表面に重ならないように、振動源とスペーサとは配置されていてもよい。空間の内周面の最大径が表面の最大径よりも大きくてもよく、スペーサの中心が表面の中心に対しずれていてもよい。
【００１０】
上記液体噴霧装置において、通路は、振動源の外周側空間と空間とを連通してもよい。
上記液体噴霧装置において、メッシュ部は樹脂製であってもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の液体噴霧装置によると、メッシュ部と振動源とが分離できる構造において、メッシュ部と振動源との距離を一定に保ち、液体を安定して噴霧することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１における液体噴霧装置の外観構成を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１における液体噴霧装置に備えられるボトルユニットを示す斜視図である。
【図３】実施の形態１における液体噴霧装置に備えられるボトルユニットの分解した状態を示す第１斜視図である。
【図４】実施の形態１における液体噴霧装置に備えられるボトルユニットの分解した状態を示す第２斜視図である。
【図５】実施の形態１における液体噴霧装置に備えられるボトルユニットの分解した状態を示す断面図である。
【図６】図２中のＶＩ−ＶＩ線に沿った矢視断面を示す斜視図である。
【図７】図６に対応する断面図である。
【図８】図７中におけるメッシュ部の近傍を拡大して示す断面図である。
【図９】実施の形態１における液体噴霧装置に用いられるボトルユニットの噴霧時の状態を示す断面図である。
【図１０】実施の形態１のメッシュ部の構成の概略を示す断面図である。
【図１１】実施の形態１のスペーサの構成の概略を示す斜視図である。
【図１２】図１０中の領域ＸＩＩ付近を拡大して示すメッシュ部の断面図である。
【図１３】メッシュ部の貫通孔を通過させて液体を霧化する動作を示す断面模式図である。
【図１４】実施の形態２のメッシュ部の構成の概略を示す断面図である。
【図１５】実施の形態３のスペーサの構成の概略を示す斜視図である。
【図１６】実施の形態３の液体噴霧装置の、噴霧時の状態を示す断面図である。
【図１７】実施の形態４のスペーサと振動源との配置を示す断面図である。
【図１８】実施の形態５のスペーサと振動源との配置を示す平面図である。
【図１９】図１８中に示すＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿うスペーサと振動源との断面図である。
【図２０】図１８中に示すＸＸ−ＸＸ線に沿うスペーサと振動源との断面図である。
【図２１】実施の形態６のスペーサと振動源との配置を示す平面図である。
【図２２】図２１中に示すＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線に沿うスペーサと振動源との断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に基づいた各実施の形態について、以下、図面を参照しながら説明する。各実施の形態の説明において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。各実施の形態の説明において、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。特に制限が無い限り、各実施の形態に示す構成を適宜組み合わせて用いることは、当初から予定されていることである。
【００１４】
［実施の形態１］
（液体噴霧装置１００）
図１を参照して、本実施の形態における液体噴霧装置１００について説明する。図１は、液体噴霧装置１００の外観構成を示す斜視図である。本実施の形態の液体噴霧装置１００は、呼吸器系疾患の治療薬を患者に投与するために使用される、いわゆるメッシュ式のネブライザである。液体噴霧装置１００は、本体部２０およびボトルユニット３０を備える。
【００１５】
（本体部２０）
本体部２０は、表面に電源スイッチ２１を有する。本体部２０の内部には、液体噴霧装置１００を駆動する（後述するホーン振動子４０を振動させる）ための電源（図示せず）および電気回路（図示せず）などが設けられる。ボトルユニット３０は、本体部２０に対して着脱可能に取り付けられる。
【００１６】
（ボトルユニット３０）
以下、ボトルユニット３０の詳細について、図２〜図８を参照して説明する。図２は、ボトルユニット３０を示す斜視図である。図３は、ボトルユニット３０の分解した状態を示す第１斜視図である。図４は、ボトルユニット３０の分解した状態を示す第２斜視図である。図５は、ボトルユニット３０の分解した状態を示す断面図である。
【００１７】
図６は、図２中のＶＩ−ＶＩ線に沿った矢視断面の斜視図である。図６においては、図示上の便宜のため、メッシュ部１（図３〜図５参照）（詳細は後述する）は図示されていない。図６においては、同様に、メッシュ部１、支持部材５０，５２、および密閉支持パッキン５１についても図示されていない（これらについても詳細は後述する）。図７は、図６に対応する断面図である。図８は、図７中におけるメッシュ部１の付近を拡大して示す断面図である。
【００１８】
図２〜図５に示すように、ボトルユニット３０は、メッシュ部１（図１，図３〜図５参照）、貯液部としてのボトル部３１、および、振動源としてのホーン振動子４０（図３〜図５参照）を備える。
【００１９】
（メッシュ部１）
メッシュ部１には、多数の微細な貫通孔が形成されている。詳細は後述されるが、メッシュ部１（図１，図３〜図５参照）は、ホーン振動子４０の先端部４１の表面４２に対向し、表面４２に当接するように配置される。メッシュ部１は、樹脂製である。メッシュ部１は、たとえば金型を使用した金型成形品であってもよく、または他の任意の加工方法によって形成されてもよい。メッシュ部１を形成する樹脂材料としては、たとえばポリアミド系樹脂、ポリエステル、シンジオ型ポリスチレン、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ＰＰＳ（polyphenylene sulfide）、エポキシ、フェノール、ポリイミドなどが挙げられる。樹脂成形における加工性の観点から、たとえばポリサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ＰＰＳを材料とすることが好ましい。
【００２０】
メッシュ部１は、金属製であってもよい。たとえばメッシュ部１は、所定の比率で合金されたＮｉ−Ｐｄ（ニッケル−パラジウム）などのニッケル合金もしくは白金などで形成されてもよい。または、メッシュ部１はセラミックス製であってもよい。たとえばメッシュ部１は、アルミナ、ジルコニアもしくは炭化ケイ素などで形成されてもよい。
【００２１】
本実施の形態のメッシュ部１は、独立した一つの部材として形成されているが、この構成に限られるものではない。たとえば後述する支持部材５０または支持部材５２とメッシュ部１とが一体に成形されるなど、メッシュ部１は任意の部材の薄板状の一部分であってもよい。
【００２２】
（ボトル部３１）
図５〜図８を参照して、ボトル部３１の底面は、傾斜するように形成される。ボトル部３１の内部には、薬液などの液体Ｌ（図７参照）が貯留される。
【００２３】
ボトル部３１には、ホーン振動子４０とは反対側に位置する注液口３３と、ホーン振動子４０に近づくにつれ徐々に細くなる先端開口３２とが設けられる。注液口３３を閉塞するように、キャップ３５が取り付けられる。キャップ３５は、支持部３５Ｔによって矢印ＡＲ３５方向（図２参照）に回動可能に支持される。
【００２４】
キャップ３５がボトル部３１に取り付けられることによって、ボトル部３１の注液口３３は閉塞される。キャップ３５が注液口３３を閉塞した状態は、キャップ３５の上部に設けられた固定部３５Ｋによって保持される。
【００２５】
ボトル部３１の先端開口３２は、ホーン振動子４０の先端部４１に対向している。詳細は後述されるが、ボトル部３１内に貯留された液体Ｌは、ホーン振動子４０の先端部４１の外側から、先端部４１の表面４２に供給される。
【００２６】
ボトル部３１は、大容量部分Ｂと、この大容量部分Ｂに先端開口３２を通じて連通し、ホーン振動子４０の先端部４１に対向する小容量部分ｂとを有する。小容量部分ｂは、霧化された薬液を噴霧するボトルユニット３０の開口部６０の内壁６２（図６参照）とホーン振動子４０の先端部４１との間において、環状の空間Ｓ（図５参照）を形成する。
【００２７】
（ホーン振動子４０）
図５および図６を参照して、上述のとおり、ホーン振動子４０は、ボトル部３１の先端開口３２に対向するように配置される。ホーン振動子４０は、ボトルユニット３０に設けられた開口部６０の下側に位置する。ホーン振動子４０の上側において、開口部６０に対して後述する内側メッシュキャップ５７が着脱可能に取り付けられる。
【００２８】
（支持部材５０・支持部材５２）
図７および図８（ならびに図３〜図５）を参照して、支持部材５０および支持部材５２は、メッシュ部１を支持部材５０および支持部材５２の間に挟んだ状態で、互いに嵌合可能に構成される。メッシュ部１は、ホーン振動子４０の先端部４１上において、互いに嵌合する支持部材５０および支持部材５２によって挟持される。支持部材５０および支持部材５２は、メッシュ部１を挟持しつつ、メッシュ部１がホーン振動子４０の表面４２に対して近接対向するようにメッシュ部１を固定する。
【００２９】
（密閉支持パッキン５１・内側メッシュキャップ５７）
互いに嵌合する支持部材５０および支持部材５２は、環状に形成される密閉支持パッキン５１の内周部に取り付けられる。互いに嵌合する支持部材５０および支持部材５２は、密閉支持パッキン５１によって、内側メッシュキャップ５７に取り付けられる。密閉支持パッキン５１の外周部が、内側メッシュキャップ５７に嵌合する。密閉支持パッキン５１によって、支持部材５０，５２と内側メッシュキャップ５７との間の空隙が密閉される。
【００３０】
内側メッシュキャップ５７は、ボトルユニット３０に設けられた開口部６０を覆うように、開口部６０の周りに取り付けられる。内側メッシュキャップ５７は、内側メッシュキャップ５７の支持部５７Ｔが、ボトル部３１側に設けられた支持部３８Ｔによって回動可能に軸支される。
【００３１】
内側メッシュキャップ５７が開口部６０の周りに取り付けられた状態においては、密閉支持パッキン５１によって、内側メッシュキャップ５７と開口部６０との間に形成される空隙が密閉される。当該密閉によって、ボトル部３１内に貯留された液体Ｌおよび液体ＬＬは、ボトル部３１から外部に漏れないように保たれる。これにより、液体噴霧装置１００を傾けた場合であっても、ボトル部３１の内部の液体Ｌおよび液体ＬＬが外部に漏れることはない。
【００３２】
上述のとおり、内側メッシュキャップ５７の支持部５７Ｔが、ボトル部３１側に設けられた支持部３８Ｔによって回動可能に軸支される。当該構成によって、内側メッシュキャップ５７は、内側メッシュキャップ５７の内側にメッシュ部１、支持部材５０，５２、および密閉支持パッキン５１を一体的に取り付けた状態で、開口部６０に対して着脱自在に取り付けられる。
【００３３】
内側メッシュキャップ５７にメッシュ部１が取り付けられているため、内側メッシュキャップ５７を開口部６０に対して取り外す（内側メッシュキャップ５７を回動させる）ことで、メッシュ部１を容易に洗浄することが可能となっている。
【００３４】
（液体噴霧装置１００の動作）
ボトルユニット３０を本体部２０（図１参照）に取り付けた液体噴霧装置１００を机上などに置いた状態では、図７のようにボトルユニット３０は水平になり、ボトル部３１内の液体Ｌはボトル部３１の底部に溜まっている。
【００３５】
図９は、ボトルユニット３０の噴霧時の状態を示す断面図である。液体噴霧装置１００を手で持ってホーン振動子４０側に傾けると、図９のようにボトルユニット３０が傾き、ボトル部３１の大容量部分Ｂの液体Ｌが先端開口３２から小容量部分ｂの空間Ｓ内に流入する。空間Ｓ内の液体ＬＬは、ホーン振動子４０の先端部４１の外側から、先端部４１の表面４２とメッシュ部１との接触部近傍に到達する。
【００３６】
この状態で、本体部２０の電源スイッチ２１（図１参照）を押せば、ホーン振動子４０が超音波振動し、メッシュ部１とホーン振動子４０の先端部４１の表面４２との超音波振動により、液体ＬＬがメッシュ部１の微細孔を通して噴出され、開口部６０（図３〜図５参照）から霧状の液体ＬＬが噴霧される。
【００３７】
ボトル部３１の大容量部分Ｂの液体Ｌが微少量になっても（図９参照）、小容量部分ｂの液体ＬＬは、上記したようにホーン振動子４０の先端部４１と内壁６２（図６参照）との表面張力により、霧化部近傍まで上昇し、さらにホーン振動子４０の振動によりメッシュ部１まで供給されることができる。
【００３８】
（メッシュ部１の詳細）
以下、本実施の形態における液体噴霧装置１００（図１参照）に用いられるメッシュ部１について詳細に説明する。図３および図４に示すように、本実施の形態のメッシュ部１は、薄板状の外形を有しており、平面形状が円形状である。円板形状のメッシュ部１は、円の中心付近の中央部２と、円の外周付近の周縁部３とを有する。
【００３９】
図１０は、実施の形態１のメッシュ部１の構成の概略を示す断面図である。図１１は、実施の形態１のスペーサ１０の構成の概略を示す斜視図である。図１２は、図１０中の領域ＸＩＩ付近を拡大して示すメッシュ部１の断面図である。メッシュ部１には、複数のノズル状の貫通孔６が形成されている。メッシュ部１は、貫通孔６を通過する液体ＬＬが貫通孔６へ流入する側のメッシュ部１の表面である入口面１Ｂと、液体ＬＬが貫通孔６から流出する側のメッシュ部１の表面である出口面１Ａとを有する。
【００４０】
図１２に示すように、貫通孔６は、メッシュ部１の入口面１Ｂから出口面１Ａに至るまで、メッシュ部１を厚み方向に貫通して形成されている。貫通孔６はメッシュ部１の中央部２の全体に亘って形成されている。典型的には、一枚のメッシュ部１には、数千個の貫通孔６が形成されている。なお、以下の図面では、理解を容易にするために、実際のメッシュ部１に形成される貫通孔６よりも、メッシュ部１に対し貫通孔６の断面形状を大きく誇張して図示していることに留意されたい。
【００４１】
本実施の形態の貫通孔６は、漏斗状の形状に形成されている。貫通孔６は、入口面１Ｂにおいて最大の径を有し、出口面１Ａに向かって径が漸次縮小し、出口面１Ａの近傍では直管状となり、出口面１Ａに開口する。貫通孔６は、図１２に示す形状に限られず、任意の形状に形成することが可能である。たとえば、貫通孔６の形状は、円錐状または角錐状であってもよく、中折れした円錐状または角錐状であってもよく、円柱と円錐との組み合わせ形状であってもよく、角柱と角錐との組み合わせ形状であってもよい。
【００４２】
メッシュ部１の入口面１Ｂ側には、スペーサ１０が設けられている。スペーサ１０は、メッシュ部１の入口面１Ｂにおいて周縁部３に沿って形成されている。スペーサ１０は、ドーナツ状の形状を有する。スペーサ１０の外周面と内周面とは、円筒状に形成されている。メッシュ部１の入口面１Ｂ側に環状のスペーサ１０が配置されることにより、メッシュ部１の入口面１Ｂとホーン振動子４０の表面４２との間に、中空の空間１２が形成される。空間１２は、スペーサ１０の径方向の中心側に形成され、入口面１Ｂと表面４２とスペーサ１０の内周面とによって取り囲まれて、その形状を規定される。スペーサ１０は、入口面１Ｂと表面４２との間に容積の十分大きい空間１２を形成できるように、寸法を決定されている。典型的には、図１２に示すメッシュ部１の厚み方向におけるスペーサ１０の厚みｔ２は、メッシュ部１の厚みｔ１の二倍以上である。
【００４３】
図１１に示すスペーサ１０の斜視図には、図１０に示すスペーサ１０を下方側から斜視したスペーサ１０が図示されている。スペーサ１０は、メッシュ部１の周縁部３に沿うリング状の形状を有する。スペーサ１０には、メッシュ部１に対向しない側の表面に、溝１６，１８が形成されている。溝１６，１８は、円環状のスペーサ１０の径方向に沿って延びる、直線状に形成されている。典型的には、溝１６，１８は、円環状のスペーサ１０の中心を通る同一直線上に延びるように形成されている。溝１６，１８は、ホーン振動子４０の外周側の空間Ｓと、スペーサ１０の内側の空間１２とを連通する。液体ＬＬは、図１２中の矢印に示すように空間Ｓから溝１６を経由して空間１２へ流れ、または空間１２から溝１８を経由して空間Ｓへ流れる。溝１６，１８は、液体ＬＬが空間１２に流通する通路１５として機能する。
【００４４】
スペーサ１０は、メッシュ部１の周縁部３にのみ設けられており、メッシュ部１の中央部２には設けられていない。メッシュ部１の中央部２は、厚みが小さいフィルム状の構造であり、そのため、中央部２においてメッシュ部１は自在に厚み方向に振動可能である。たとえばメッシュ部１は、少なくとも中央部２において、厚みｔ１（図１２参照）が、１００μｍ以下、好ましくは２５μｍであるように、形成されている。なお、スペーサ１０の厚みｔ２（図１２参照）はメッシュ部１の厚みｔ１の二倍以上であるので、たとえばスペーサ１０は、厚みｔ２が２００μｍ以上、好ましくは４００μｍであるように、形成されている。
【００４５】
図１３は、メッシュ部１の貫通孔６を通過させて液体ＬＬを霧化する動作を示す断面模式図である。貫通孔６を通して液体ＬＬを霧状に噴出する動作において、ホーン振動子４０は、振動源としての機能を有し、図１３中の上下方向に超音波振動する。ホーン振動子４０は、メッシュ部１に形成された貫通孔６の内部に液体ＬＬを供給するための給液部としての機能を有する。
【００４６】
ホーン振動子４０が振動することによって、貫通孔６に液体ＬＬが供給される。図１３中に白抜き矢印で示す、ホーン振動子４０がメッシュ部１に近接する方向に移動するとき、メッシュ部１の入口面１Ｂとホーン振動子４０の表面４２との間の空間１２に供給された液体ＬＬが貫通孔６に供給され、さらに貫通孔６から押し出され、微細な霧状の液体粒子ＬＰが発生する。貫通孔６から噴出する液体粒子ＬＰは、出口面１Ａに開口する貫通孔６の径よりも大きい直径を有する。たとえば、出口面１Ａにおける開口の直径が３μｍの貫通孔６から噴出される噴霧粒子は、５μｍの直径を有する。なお、このような貫通孔６の径と噴霧粒子の直径との関係は一例であり、異なる条件下においては噴霧粒子が貫通孔６の径よりも小さい直径を有する場合もある。
【００４７】
メッシュ部１の中央部２は、ホーン振動子４０の振動に伴って、図１３中の上下方向に振動して、液体を霧化する。中央部２にはスペーサ１０が設けられていないので、スペーサ１０により中央部２の振動が妨げられることはなく、中央部２はその厚み方向に容易に振動可能である。そのため、ホーン振動子４０が振動すると、メッシュ部１の中央部２も振動し、この中央部２の振動に伴って貫通孔６から液体ＬＬが噴出し、液体ＬＬは効率よく霧化される。
【００４８】
上述のとおり、ボトル部３１からホーン振動子４０側に向かって液体Ｌ（液体ＬＬ）が供給される。液体Ｌ（液体ＬＬ）は、ホーン振動子４０の先端部４１の外側の空間Ｓから、溝１６を経由して、ホーン振動子４０における先端部４１の表面４２とメッシュ部１の入口面１Ｂとの間に形成された空間１２に供給される。この際、液体Ｌ（液体ＬＬ）は、先端部４１の外周側の空間Ｓから、表面４２とメッシュ部１との間の空間１２内に流れつつ、メッシュ部１の入口面１Ｂにも到達する。これにより、メッシュ部１には、安定して液体Ｌ（液体ＬＬ）が供給される。
【００４９】
メッシュ部１に安定して液体Ｌ（液体ＬＬ）が供給されている状態で、本体部２０（図１参照）の電源スイッチ２１が押されると、ホーン振動子４０が超音波振動する。メッシュ部１とホーン振動子４０の先端部４１の表面４２との超音波振動により、小容量部分ｂの液体ＬＬがメッシュ部１まで供給され、液体ＬＬがメッシュ部１の貫通孔６から液滴として放出され、開口部６０から噴霧される。噴霧中においても、溝１６を経由して液体Ｌ（液体ＬＬ）が表面４２とメッシュ部１との間の空間１２に流入し続けるので、液体Ｌ（液体ＬＬ）はメッシュ部１まで確実に供給される。メッシュ部１に対して液体Ｌ（液体ＬＬ）が途切れることなく安定して供給されるので、本実施の形態における液体噴霧装置１００によれば、液体Ｌ（液体ＬＬ）を安定して噴霧することができる。
【００５０】
メッシュ部１の周縁部３に、ある一定の厚みｔ２を持ったリング状のスペーサ１０を形成し、ホーン振動子４０は、振動する際に、メッシュ部１に近接する方向に移動するとスペーサ１０に接触する。この構成により、ホーン振動子４０の表面４２とメッシュ部１との距離を安定して確保することが可能となる。スペーサ１０に、スペーサ１０の周囲側から中央側へ給液する導液路となる溝状の通路を設けることで、メッシュ部１とホーン振動子４０との間の空間１２に安定して液体ＬＬを供給することができる。スペーサ１０はメッシュ部１に取り付けられており、メッシュ部１自身がホーン振動子４０との距離を一定に保つためのスペーサ１０を有する構成であるので、メッシュ部１とホーン振動子４０とを分離して再組立した後にも、入口面１Ｂと表面４２との距離を安定して確保することができる。
【００５１】
液体噴霧装置１００による霧状の液体ＬＬの噴出量と、メッシュ部１の厚み方向に沿う入口面１Ｂと表面４２との間隔と、の間には、相関関係があると考えられる。入口面１Ｂと表面４２との間隔を、液体ＬＬを最も効率的に霧化するための最適な間隔に維持できれば、霧状の液体ＬＬの噴出量をより増加させることができるので望ましい。本実施の形態では、スペーサ１０を介在させて入口面１Ｂと表面４２との間に一定の隙間を形成することができるので、スペーサ１０の厚みｔ２の調整により、入口面１Ｂと表面４２との間隔を最適にすることができる。したがって、液体ＬＬを常に安定して霧化することが可能になる。表面４２に対する入口面１Ｂの相対位置を最適に設定することで、より多量の液体ＬＬを効率よく霧化することができる。
【００５２】
貫通孔６を通過する液体ＬＬの吐出に対する抵抗（以下、吐出抵抗という）を小さくするためには、メッシュ部１の厚さを小さくする対策が採られる。しかし、厚さの小さいメッシュ部１は剛性が不十分となりやすい。メッシュ部１の剛性が不足すると、メッシュ部１そのものがたわんでしまい、またホーン振動子４０の振動時にメッシュ部１自身がホーン振動子４０と同一の周波数で振動してしまうため、ホーン振動子４０の表面４２とメッシュ部１との間の液体ＬＬに十分な圧力をかけることができない。その結果、貫通孔６から液体ＬＬを噴出させることができず、噴霧量が低下してしまう。特に、低価格化が可能な樹脂製のメッシュ部１は、厚みが小さいと剛性が低くなり十分な強度が得られないため、メッシュ部１の剛性を確保するための構造が必要となる。
【００５３】
この問題に対し、本実施の形態のメッシュ部１では、メッシュ部１の周縁部３の入口面１Ｂ側にスペーサ１０が接合されることにより、メッシュ部１の周縁部３の厚みとスペーサ１０の厚みとを合計した厚みが増大している。これにより、メッシュ部１の周縁部３が補強される。スペーサ１０は、メッシュ部１の強度を十分に向上するために必要な厚みｔ２を有するように、形成されている。メッシュ部１の周縁部３にのみスペーサ１０を付加することで、メッシュ部１自身の厚みを増加させることなく、メッシュ部１の剛性を向上している。メッシュ部１自体の厚み、特に中央部２における厚みを小さくした場合でも、スペーサ１０により周縁部３の剛性が向上するため、メッシュ部１全体としての十分な強度を得ることができる。
【００５４】
したがって、本実施の形態の液体噴霧装置１００によれば、メッシュ部１の周縁部３をスペーサ１０で補強して剛性を高めることにより、メッシュ部１を薄くした場合でも十分な剛性を確保することができる。これにより、メッシュ部１自身がホーン振動子４０と同一の周波数で振動することを回避でき、液体ＬＬに十分な圧力をかけることができるので、霧状の液体ＬＬの噴霧量を増加することができる。液体ＬＬが薬液の場合、呼吸器系疾患の患者などの患部に薬液を安定して到達させることが可能となり、治療効果を向上させることができる。
【００５５】
図１２に示すように、スペーサ１０の内周縁は、ホーン振動子４０の外周縁よりも、メッシュ部１の径方向における中心に近接する側に配置される。スペーサ１０をメッシュ部１の厚み方向に投影すると、スペーサ１０の投影の内周縁は、ホーン振動子４０の表面４２の外周縁と一部重なる。メッシュ部１には、中央部２においてのみ貫通孔６が形成されており、周縁部３には貫通孔６は形成されていない。図１２に示すメッシュ部１では、中央部２は貫通孔６が形成されている範囲を示し、周縁部３は貫通孔６が形成されていない範囲を示す。全ての貫通孔６は、ドーナツ状のスペーサ１０の内側の中空の空間１２に面して形成されている。
【００５６】
図１２に示すメッシュ部１およびホーン振動子４０を下方から見た場合、ホーン振動子４０は、メッシュ部１に形成された貫通孔６の全体を覆う。このようにメッシュ部１とホーン振動子４０との配置が設定されることにより、ホーン振動子４０の上下方向の振動に伴って、貫通孔６の全部に液体ＬＬが供給される。そのため、メッシュ部１の全体から霧状の液体ＬＬを発生させることができ、より効率よい液体ＬＬの霧化が可能になる。
【００５７】
また、メッシュ部１の周縁部３が、貫通孔６の形成されていない中実の構造であるので、周縁部３の剛性が相対的に高められている。したがって、スペーサ１０を周縁部３に設けることで、周縁部３の剛性をより効果的に向上させ、メッシュ部１全体として必要な強度をより確実に確保することができる。
【００５８】
本実施の形態のメッシュ部１は、樹脂材料を原料として金型成形により製造されるので、貫通孔６の配置および形状を高精度に管理することが可能である。樹脂製のメッシュ部１は、高精度に製造された金型を使用した成形品として作製することができるので、貫通孔６の配置、形状および径を自在に調整することができる。したがって、適切な形状および寸法の金型を準備することで、液体ＬＬの霧化のために最適な形状および径を有する貫通孔６が最適な位置に形成された本実施の形態のメッシュ部１を、容易に製造することが可能である。
【００５９】
［実施の形態２］
図１４は、実施の形態２のメッシュ部１の構成の概略を示す斜視図である。実施の形態２のメッシュ部１は、スペーサ１０がメッシュ部１と一体に成形された樹脂成形品である点で、実施の形態１と異なっている。メッシュ部１とスペーサ１０とは、実施の形態１で説明したように、別個の部材がたとえば貼り合わせなどにより接合されて作製されてもよい。または、図１４に示すように、メッシュ部１とスペーサ１０とを一体で形成し、メッシュ部１の周縁部３から突起するスペーサ１０を形成してもよい。メッシュ部１の入口面１Ｂとホーン振動子４０の表面４２との間の空間１２を確実に確保できるスペーサ１０を作製できるのであれば、スペーサ１０は、任意の製造方法で形成されてもよい。
【００６０】
スペーサ１０は、メッシュ部１とスペーサ１０との形状を考慮して、最適な製造方法で形成されればよい。メッシュ部１の厚みｔ１（図１２参照）と比較してスペーサ１０の厚みｔ２（図１２参照）が大きい場合、たとえば厚みｔ２が厚みｔ１の十倍以上である場合には、スペーサ１０と一体のメッシュ部１を精度よく作製するのは困難である。このような場合には、成形の容易さの観点から、実施の形態１で説明した貼り合わせによってメッシュ部１とスペーサ１０とを製造するのが望ましい。
【００６１】
［実施の形態３］
図１５は、実施の形態３のスペーサ１０の構成の概略を示す斜視図である。実施の形態１では、スペーサ１０に二箇所の溝１６，１８が形成された例について説明したが、この構成に限られるものではない。たとえば図１５に示すように、スペーサ１０の一箇所に溝１６が形成される構成であってもよい。この場合、溝１６は、液体噴霧装置１００をホーン振動子４０側に傾けた状態において重力方向上側の位置に、重力方向に沿って延びるように形成されるとよい。このようにすれば、溝１６を経由して空間１２内に液体ＬＬが流入し易くなるので好ましい。
【００６２】
図１６は、実施の形態３の液体噴霧装置１００の、噴霧時の状態を示す断面図である。スペーサ１０に、液体ＬＬが空間１２へ流入するための通路となる溝１６のみが形成されていることにより、空間１２内へ供給された液体ＬＬは、空間１２内において貯留されることができる。空間１２内に液体ＬＬが貯留されることにより、液体ＬＬをメッシュ部１に対して途切れることなく一層安定して供給することができる。結果として、液体噴霧装置１００は、液体ＬＬを安定して噴霧することが可能になる。
【００６３】
スペーサ１０に形成される溝は、空間１２への液体ＬＬの供給を円滑にできるのであれば、任意の数および形状に形成されてもよい。たとえばスペーサ１０には、三箇所以上の溝が形成されてもよい。また、スペーサ１０の一部に溝を形成する構成のほか、スペーサ１０自身の一箇所を切欠いたＣ字状の形状としてもよく、スペーサ１０の複数箇所を切欠いた形状に形成してもよい。
【００６４】
スペーサ１０自身の形状もまた、円板状のメッシュ部１の周縁部３に沿うリング状に限られず、任意の形状を有してもよい。たとえばスペーサ１０は、中空の矩形枠状であってもよく、または、平面視した外周縁が多角形状もしくは長円状などの任意の形状であってもよい。さらに、メッシュ部１の周縁部３からホーン振動子４０側に突起する複数の突起形状を設け、これら複数の突起形状によりスペーサ１０を構成してもよい。スペーサ１０の形状は、ホーン振動子４０の振動に伴って振動するメッシュ部１の振動の周波数を最適に調整できるように、決定することができる。メッシュ部１の振動の周波数を最適にすれば、より効率的に液体ＬＬを霧化することができるので、より多量の霧状の液体粒子ＬＰを発生させることが可能になり、液体噴霧装置１００の能力を高めることができる。
【００６５】
［実施の形態４］
図１７は、実施の形態４のスペーサ１０と振動源であるホーン振動子４０との配置を示す断面図である。図１７に示すように、スペーサ１０は、ホーン振動子４０の表面４２に対向する対向面１４を有する。実施の形態４の液体噴霧装置１００では、スペーサ１０の対向面１４の一部とホーン振動子４０表面４２との間に隙間１９が形成される。より具体的には、ホーン振動子４０の表面４２はメッシュ部１の入口面１Ｂに対して相対的に傾斜しており、この傾斜によって、スペーサ１０の対向面１４とホーン振動子４０の表面４２との間に隙間１９が形成される。
【００６６】
液体ＬＬは、図１７中の矢印に示すように、ホーン振動子４０の外周側の空間Ｓから、隙間１９を経由して、ホーン振動子４０の表面４２とメッシュ部１の入口面１Ｂとの間に形成された空間１２へ流れ、空間１２に供給される。隙間１９は、液体ＬＬが空間１２に流通する通路１５として機能する。液体ＬＬは、空間Ｓから、表面４２とメッシュ部１との間の空間１２内に流れつつ、メッシュ部１の入口面１Ｂにも到達する。これにより、メッシュ部１には、安定して液体ＬＬが供給される。
【００６７】
隙間１９を経由して液体ＬＬが表面４２とメッシュ部１との間の空間１２に流入し続けるので、液体ＬＬはメッシュ部１まで確実に供給される。噴霧中においてもメッシュ部１に対して液体ＬＬが途切れることなく安定して供給されるので、液体ＬＬを安定して噴霧することができる。
【００６８】
図１７に示す実施の形態４の液体噴霧装置１００によれば、スペーサ１０の対向面１４の一部がホーン振動子４０の表面に接触することで、メッシュ部１とホーン振動子４０との間の距離を確保できる。かつ、メッシュ部１に対してホーン振動子４０の表面４２を傾けることで、スペーサ１０の対向面１４とホーン振動子４０の表面４２との間に隙間１９を形成して、空間１２に連続的に給液できるので、液体ＬＬを安定して噴霧することができる。
【００６９】
空間１２へ液体ＬＬを連続的に供給するためには、スペーサ１０の対向面１４の少なくとも一部とホーン振動子４０の表面４２との間に隙間１９が形成されればよく、隙間１９を形成するための構成は図１７に示す傾斜に限られない。たとえば、スペーサ１０の対向面１４の一部がホーン振動子４０側に突起した突起部が形成され、当該突起部以外の位置においてスペーサ１０とホーン振動子４０の表面４２との間に隙間を形成してもよい。このようにスペーサ１０の対向面１４を非平面として形成すれば、メッシュ部１に対してホーン振動子４０の表面４２が傾斜せず、メッシュ部１の入口面１Ｂと表面４２とが平行であっても、対向面１４と表面４２との間の隙間を確保することができる。
【００７０】
［実施の形態５］
図１８は、実施の形態５のスペーサ１０と振動源であるホーン振動子４０との配置を示す平面図である。図１９は、図１８中に示すＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿うスペーサ１０とホーン振動子４０との断面図である。図２０は、図１８中に示すＸＸ−ＸＸ線に沿うスペーサ１０とホーン振動子４０との断面図である。図１８〜２０では、メッシュ部１は図示を省略されている。
【００７１】
実施の形態５の液体噴霧装置１００では、メッシュ部１の厚み方向において空間１２の一部が表面４２に重ならないように、ホーン振動子４０とスペーサ１０とは配置されている。図１８に示すメッシュ部１の厚み方向にスペーサ１０とホーン振動子４０とを見た場合、スペーサ１０の内側に形成される空間１２の内周面１３は長円形の形状を有し、ホーン振動子４０の表面４２は円形の形状を有する。内周面１３の形成する長円の長径は、表面４２の形成する円の径よりも大きい。すなわち、空間１２の内周面１３の最大径が表面４２の最大径よりも大きい。
【００７２】
スペーサ１０は、ホーン振動子４０の表面４２に重なり表面４２に乗る部分と、表面４２と重ならず表面４２に乗らない部分とを有し、当該乗らない部分が通路１５として機能し、空間１２に液体ＬＬが供給される。液体ＬＬは、図１９中の矢印に示すように、ホーン振動子４０の外周側の空間Ｓから、通路１５を経由して空間１２へ流れ、空間１２に供給される。液体ＬＬは、空間Ｓから、表面４２とメッシュ部１との間の空間１２内に流れつつ、メッシュ部１の入口面１Ｂにも到達する。これにより、メッシュ部１には、安定して液体ＬＬが供給される。
【００７３】
通路１５を経由して液体ＬＬが表面４２とメッシュ部１との間の空間１２に流入し続けるので、液体ＬＬはメッシュ部１まで確実に供給される。噴霧中においてもメッシュ部１に対して液体ＬＬが途切れることなく安定して供給されるので、液体ＬＬを安定して噴霧することができる。
【００７４】
［実施の形態６］
図２１は、実施の形態６のスペーサ１０と振動源であるホーン振動子４０との配置を示す平面図である。図２２は、図２１中に示すＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線に沿うスペーサ１０とホーン振動子４０との断面図である。図２１，２２では、メッシュ部１は図示を省略されている。
【００７５】
実施の形態５と同様に、実施の形態６の液体噴霧装置１００では、メッシュ部１の厚み方向において空間１２の一部が表面４２に重ならないように、ホーン振動子４０とスペーサ１０とは配置されている。図２１に示すメッシュ部１の厚み方向にスペーサ１０とホーン振動子４０とを見た場合、スペーサ１０の内側に形成される空間１２の内周面１３と、ホーン振動子４０の表面４２とは、共に円形の形状を有する。内周面１３の形成する円の中心と、表面４２の形成する円の中心とをずらして、スペーサ１０とホーン振動子４０とは配置されている。すなわち、円環状のスペーサ１０の中心が、ホーン振動子４０の表面４２の中心に対しずれている。
【００７６】
このスペーサ１０とホーン振動子４０との中心のずれによって通路１５が形成され、通路１５を経由して空間１２に液体ＬＬが供給される。液体ＬＬは、図２２中の矢印に示すように、ホーン振動子４０の外周側の空間Ｓから、通路１５を経由して空間１２へ流れ、空間１２に供給される。通路１５を経由して液体ＬＬが表面４２とメッシュ部１との間の空間１２に流入し続けるので、液体ＬＬはメッシュ部１まで確実に供給される。噴霧中においてもメッシュ部１に対して液体ＬＬが途切れることなく安定して供給されるので、液体ＬＬを安定して噴霧することができる。
【００７７】
なお、これまでの説明においては、ホーン振動子４０の超音波振動によって液体の噴霧粒子を発生させる例について説明したが、ホーン振動子に替えてＳＡＷ振動子が用いられてもよい。または、メッシュ部の入口面もしくは出口面に任意の振動子を接触させて、液体の噴霧粒子を発生させてもよい。
【００７８】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示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と考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許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ことが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明の液体噴霧装置は、霧状の呼吸器系疾患の治療薬を患者に吸入させ、患者の体内の異なった部位に治療薬を同時に到達させるための液体噴霧装置に、特に有利に適用され得る。
【符号の説明】
【００８０】
１  メッシュ部、１Ａ  出口面、１Ｂ  入口面、２  中央部、３  周縁部、６  貫通孔、１０  スペーサ、１２  空間、１３  内周面、１４  対向面、１５  通路、１６，１８  溝、１９  隙間、３０  ボトルユニット、４０  ホーン振動子、４１  先端部、４２  表面、１００  液体噴霧装置、ＬＬ  液体、ＬＰ１，ＬＰ２  液体粒子、Ｓ  空間。
【図１】
2014004211.tif 000003
【図２】
2014004211.tif 000004
【図３】
2014004211.tif 000005
【図４】
2014004211.tif 000006
【図５】
2014004211.tif 000007
【図６】
2014004211.tif 000008
【図７】
2014004211.tif 000009
【図８】
2014004211.tif 000010
【図９】
2014004211.tif 000011
【図１０】
2014004211.tif 000012
【図１１】
2014004211.tif 000013
【図１２】
2014004211.tif 000014
【図１３】
2014004211.tif 000015
【図１４】
2014004211.tif 000016
【図１５】
2014004211.tif 000017
【図１６】
2014004211.tif 000018
【図１７】
2014004211.tif 000019
【図１８】
2014004211.tif 000020
【図１９】
2014004211.tif 000021
【図２０】
2014004211.tif 000022
【図２１】
2014004211.tif 000023
【図２２】
2014004211.tif 000024