(57)【要約】１つ以上の実施形態において、振動システムは、振動基板、振動基板を囲む支持部材および支持部材を囲む振動誘発部材を備え、ここで前記振動誘発部材は、振動基板の軸振動を発生させるため、支持部材に対して放射状に拡張収縮するように構成される。１つの実施形態において、前記振動基板は外周を有し、管状部材は前記基板の外周に同心的に設置され、環状の振動誘発部材は前記管状部材の外周に同心的に設置される。前記振動誘発部材は、前記基板が軸方向に振動するように、前記管状部材の壁に対し放射状に拡張縮小可能な圧電性の環であることが好ましい。
2008545525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動基板と、
前記振動基板を囲む支持部材と、
前記支持部材を囲む振動誘発部材と、を備え
前記振動誘発部材が、前記振動基板の軸方向の振動を発生させるように、前記支持部材に対し放射状に拡張収縮するよう構成されている、振動システム。
【請求項２】
前記振動基板は環状であり、前記支持部材は前記環状振動基板が設置される環状断面を有し、前記振動誘発部材は前記支持部材が設置される中心開口部を有する環状ディスクである、請求項１に記載の振動システム。
【請求項３】
前記支持部材は管状であり、前記振動誘発部材は圧電性の環である、請求項２に記載の振動システム。
【請求項４】
外周を有する環状振動基板と、
前記基板の外周に同心的に設置される、外周を有する管状部材と、
前記管状部材の外周に同心的に配置される、環状振動誘発部材であって、前記基板が軸方向へ振動するよう前記管状部材に対し放射状に拡張収縮する、環状振動誘発部材、を備える振動システム。
【請求項５】
前記基板は、複数の円錐開口部を有する、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記基板は、２０ミクロンから１００ミクロンの範囲の厚みを有する、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記基板がドーム型である、請求項５に記載のシステム。
【請求項８】
前記基板に液体を供給するよう構成された液体タンクをさらに備える、請求項５に記載のシステム。
【請求項９】
前記管状部材は、ガラス瓶の開口部を覆う膜を貫通してガラス瓶から液体を抽出するよう構成された鋭利な先端を備える、請求項５に記載のシステム。
【請求項１０】
前記管状部材は、０．１ミリメートルから０．５ミリメートルの厚みの壁を有する、請求項４に記載のシステム。
【請求項１１】
前記振動誘発部材は圧電性の環を有する、請求項４に記載のシステム。
【請求項１２】
前記管状部材が、当該部材内に設置される少なくとも１つの弾性部位を有する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記圧電性の環の動作周波数を調整するため、前記圧電性の環の外周に設置される環を有する、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記管状部材内に設置された取り付け構造をさらに備え、前記取り付け構造によって前記基板が保持される、請求項４に記載のシステム。
【請求項１５】
前記振動誘発部材による放射状の拡張収縮を制御するコントローラー、および前記コントローラーと前記振動誘発部材を接続するワイヤーをさらに備える、請求項４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記振動誘発部材が前記管状部材から取り外し可能である、請求項４に記載のシステム。
【請求項１７】
基板を囲む支持部材に振動基板を挿入するステップと、
放射状に拡張収縮するよう構成された振動誘発部材で、振動基板を含む前記支持部材を囲むステップと、
前記振動基板の軸振動を発生させるため、前記支持部材に対し、放射状に拡張収縮する前記振動誘発部材を作動させるステップと、
を含む、基板を振動させる方法。
【請求項１８】
前記支持部材は、軸振動以外の振動を取り除く、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
外周を有する基板と、前記基板の外周に設置された外周を有する管状部材とを提供するステップと、
前記基板の外周に一致する位置で、前記管状部材の外周に同心的に設置される圧電性の環を提供するステップと、
前記基板を軸方向に振動させるために、前記管状部材に対し、前記圧電性の環を放射状に拡張収縮するステップと、
を含む、基板を振動させる方法。
【請求項２０】
前記圧電性の環が、２０キロヘルツから５００キロヘルツの周波数で振動する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記基板は複数の開口部を有し、前記基板に液体を供給して前記液体を液滴としてエアロゾル化するステップをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記液滴が３マイクロメーターから６マイクロメーターの範囲内にあり、前記液体が１秒間に５マイクロリットルから１秒間に２０マイクロリットルの範囲内でエアロゾル化される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記基板に前記液体を供給するために、前記管状部材に液体タンクを接続するステップをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
通電している時に放射状に拡張収縮するよう構成された、内周を有する中心孔を備える圧電性の環と、
電気作動のために前記圧電性の環に接続される少なくとも１つの電気結線と、
前記圧電性の環の前記中心孔内に設置される管状部材であって、前記中心孔の前記内周に接触する外周と、を有する前記管状部材と、前記管状部材の長さにわたり伸びる内部を画定する円筒形の壁とを有する管状部材と、
前記管状部材の内部を横切って設置され、前記圧電性の環の中心孔の内周と一致した位置で前記内部の内周に接触する、軸振動に伴い液体をエアロゾル化するよう構成された環状振動開口基板と、
前記振動開口基板へ液体を供給するために前記管状部材に接続された液体タンクであって、前記管状部材の壁に対する前記圧電性の環の放射状拡張収縮が、前記開口基板を軸方向に振動させ、前記液体をエアロゾル化する、液体タンクと、
を備える、エアロゾル生成システム。
【請求項２５】
前記振動基板がドーム型を成し、複数の円錐の開口部を有する、請求項２４に記載のエアロゾル生成システム。
【請求項２６】
前記圧電性の環が、圧電性のセラミック材である、請求項２４に記載のエアロゾル生成システム。
【請求項２７】
前記管状部材に操作可能に接続された換気システムの回線をさらに備え、前記振動開口基板によって生成されたエアロゾルが前記回線へ分配されるようにする、請求項２４に記載のエアロゾル生成システム。
【請求項２８】
前記圧電性の環、前記管状部材、前記振動開口基板および前記タンクは、マウスピースを有する噴霧器の筐体内に設置される、請求項２４に記載のエアロゾル生成システム。
【請求項２９】
振動基板を囲む支持部材内に前記振動基板を設置するステップと、
前記振動基板の軸振動を発生させるために、前記支持部材に対し放射状に拡張収縮するよう構成された振動誘発部材を前記支持部材の回りに設置するステップと、
を含む、振動システムを構成する方法。
【請求項３０】
請求項２９の方法によって構成された振動システム。
【請求項３１】
縦長の内部を有する管状部材を提供するステップと、
基板が前記管状部材の内部に垂直になり、またそれを覆うよう、前記内部に管状振動基板を収納する工程と、
前記管状部材の内部に設置された前記振動基板が、前記管状部材の外周に接触する圧電性の環によって囲まれるように、前記圧電性の環の中心孔内に前記管状部材を設置するステップと、
前記圧電性の環を前記管状部材に固定するステップと、
を含む、振動システムを構成する方法。
【請求項３２】
前記管状部材の内周に頂上部を結合するステップと、
前記頂上部の上に前記振動基板を設置するステップと、
前記頂上部に前記振動基板をろう付け、または溶接するステップと、
をさらに含む、請求項３１に記載の振動システムを構成する方法。
【請求項３３】
前記圧電性の環から前記管状部材へ振動を効率的に変換することが可能な接着剤で、前記圧電性の環が前記管状部材に接合される、請求項３１に記載の振動システムを構成する方法。
【請求項３４】
外周を有する振動開口基板と、前記振動基板の外周に同心的に設置された外周を有する管状部材と、前記開口基板の外周に一致した位置で、前記管状部材の外周に同心的に設置された圧電性の環とを備える振動システムを提供するステップと、
液状製剤を前記開口基板に供給するステップと、
前記開口基板の外周で、前記管状部材の壁を放射状に拡張収縮し、軸方向に前記開口基板を振動させ、前記製剤をエアロゾル化するために、前記圧電性の環を電気的に作動するステップと、
エアロゾルを患者の呼吸器系に供給するステップと、
を含む患者治療の方法。
【請求項３５】
換気装置の結線またはＣＰＡＰシステムを通して、エアロゾルが患者の呼吸器系へ供給される、請求項３４に記載の患者を治療する方法。
【請求項３６】
マウスピースを有する噴霧器を通して患者の呼吸器系へエアロゾルを供給する、請求項３４に記載の患者を治療する方法。
【請求項３７】
縦長内部を画定する円筒形の壁を有する管状部材と、
前記円筒形の壁に固定され、前記内部を横切って設置される振動基板と、
前記振動基板の軸振動を発生させるため、前記管状部材の円筒形の壁へ半径方向の振動を分配する手段と、
を含む振動システム。
【請求項３８】
前記振動基板は、裏面が液体に接触し、表面がそれと逆方向である開口基板であり、前記開口基板の軸振動が起きたときに液滴が前記表面から排出されエアロゾルを形成する、請求項３７に記載の振動システム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
関連出願との相互参照
本願は、「再利用可能な構成材を使用したエアロゾライザーシステムと、その製造方法」という名称で、２００５年５月２５日に申請された米国州出願第６０／６８４，７２０号の承認を得て、その開示内容を本願に引用して援用する。
【０００２】
発明の背景
本発明は、好ましくない振動を取り除く支持部材を通して振動部材内での軸振動を発生させるために、効果的に半径方向振動を振動誘発部材から伝達する振動システムに関する。好ましい実施形態において、圧電性変換器は超音波振動を振動基板、特にエアロゾル生成装置の振動開口（開口部）基板に伝え、ここで前記振動基板には穴が開いており、流体媒質で作動可能である。本発明は、流体媒質での水中音響探知機、深度ソナーおよび障害物探知機を含むがこれに限らない超音波伝達の分野でも有効である。
【０００３】
環状の圧電性変換器を使用して環状開口基板が振動する装置は、本技術分野では周知である。例えば、マエハラに付与された特許文献１では、少なくとも１つのノズル開口部を有する振動基板が固定筐体に固定され、圧電性の環がノズル開口部を通して少量の液体を排出するための変位を誘発するための前記振動基板に固定されている。本技術分野で説明されている別の装置には、例えばトダに付与された特許文献２で明記されている通り、環状振動基板が直接前記圧電性の環に接続され、前記圧電性の環の中心孔を覆う装置がある。その他の例として、ハンバーストンらに付与された特許文献３、ロスらに付与された特許文献４およびデーヴィソンらに付与された特許文献５に明記されているように、振動装置は、環状振動基板が薄い環状部材、または「ウォッシャー」、が圧電性の環に接続されているような中心孔の上に取り付けられている。作動中、前記圧電性の環は放射状に振動し前記ウォッシャーを軸方向に前記振動基板を振動させる「曲げモード」で作動させる。これらの種の装置が製造される場合、構成材は互いに同心的になるよう慎重を期して配列されなければならない。前記振動基板がウォッシャーに取り付けられ、前記ウォッシャーは前記圧電性の環の開口部の上に設置される。
【０００４】
マエハラによって説明された通り、超音波変換器を直接固定具または筐体に設置するのもまた困難である。前記変換器全体が振動し、一部は小さな振幅なのに対し、別の部位は大きな振幅であることが理由である。前記変換器が前記固定具に設置されると、振幅は減少する。公知技術において、前記圧電性の環は自然に３方向（すなわち、Ｘ，ＹおよびＺ軸）に振動し、振動を前記振動基板へ伝達してしまう問題があった。前記基板に伝達された前記振動は重なり合い、前記軸振動は中止されたり、または一部取り消されることもある。従って、前記圧電性要素の望ましくない振動を取り除き、一方向（すなわち軸方向）の振動のみを利用することが望ましい。この問題へ対処する試みには、マーテン３世らに付与された特許文献６で明記されている通り、弾性固定器具または「フィンガー」に前記振動基板を取り付ける方法や、ロスらに付与された特許文献４およびハンバーストンらに付与された特許文献３で明記されている通り、バイモルフタイプの変換器をゴム製Ｏ−リングに支える方法、およびヘルフらに付与された特許文献７とトムキンズらに付与された特許文献８に明記されている通り、グロメットで前記圧電性の環を抑える方法がある。
【０００５】
上記装置は、エアロゾルとして液体を消散させるため、圧電性の環の半径方向振動を有孔基板の軸振動へ伝達する。別種の装置には、前記圧電性変換器が管状で、有孔基板を軸方向（前記管の中心軸方向）に拡張収縮するものがある。ニューカムらに付与された特許文献９参照。
【０００６】
一般的に、エアロゾライザーなどで使用されるような流体媒質で作動する圧電性変換器において、前記振動要素から前記圧電性要素を切り離す必要があり、そうすることで前記振動要素が浸水し、前記圧電性要素が液体から電気絶縁するのが可能となる。いくつかの場合において、前記圧電性要素をエラストマー材で覆うことで、絶縁可能となる。電気絶縁性を付する一方、このような材料は前記圧電性変換器の振幅を減衰させるエネルギー吸収特性も持つため、前記装置の有効性に悪影響を与える。
【０００７】
今日多種多様なエアロゾライザーおよび噴霧器が流通している。特に関心を引くものは、エアロゾルを生成するための開口基板またはその他構成要素を振動させる種である。この種のエアロゾライザーのいくつかの例は、特許文献１０，特許文献１１、特許文献１２、特許文献１３、特許文献１４、特許文献１５、特許文献１６、特許文献１７、特許文献１８、特許文献１９、特許文献２０、特許文献２１、特許文献２２および特許文献２３に明記されており、その開示内容を本願に引用して援用する。エアロゾライザー（特に高い腐食性液体を使用した医療器具に使用されるもの）に関しては、構成部材の汚濁および腐食の問題がある。液体に接触するエアロゾライザーの特定部位は、エアロゾライザーを最良の状態に保つために洗浄および処理される必要があるかもしれない。これらの部位の多くは洗浄するのが困難であり、また圧電性変換器および関連電子機器は比較的高価なため、使い捨てするには経済的に得策ではない。従って、エアロゾライザー構成部材を取り外しまたは取り替え可能であることが望ましい。
【特許文献１】米国特許第４，６０５，１６７号明細書
【特許文献２】米国特許第５，２９７，７３４号明細書
【特許文献３】米国特許第５，５１８，１７９号明細書
【特許文献４】米国特許第５，２６１，６０１号明細書
【特許文献５】米国特許第６，０６２，２１２号明細書
【特許文献６】米国特許第６，４５０，４１９号明細書
【特許文献７】米国特許第６，２９３，４７４号明細書
【特許文献８】米国特許第６，３８２，５２２号明細書
【特許文献９】米国特許第５，８３８，３５０号明細書
【特許文献１０】米国特許第５，１６９，７４０号明細書
【特許文献１１】米国特許第５，９３８，１１７号明細書
【特許文献１２】米国特許第６，５４０，１５４号明細書
【特許文献１３】米国特許第５，５８６，５５０号明細書
【特許文献１４】米国特許第５，７５０，６４７号明細書
【特許文献１５】米国特許第６，４６７，４７６号明細書
【特許文献１６】米国特許第６，０１４，９７０号明細書
【特許文献１７】米国特許第６，７５５，１８９号明細書
【特許文献１８】米国特許第６，８１４，０７１号明細書
【特許文献１９】米国特許第６，５５４，２０１号明細書
【特許文献２０】米国特許第６，７３２，９４４号明細書
【特許文献２１】米国特許第６，６１５，８２４号明細書
【特許文献２２】米国特許第６，８４５，７７０号明細書
【特許文献２３】米国特許第６，８５１，６２６号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の簡単な説明
本発明の１つ以上の実施形態は、好ましくない振動を取り除く支持部材を通して振動部材内での軸振動を発生させるために、効果的に半径方向振動を振動誘発部材から伝達する振動システムに関する。１つの態様では、前記振動誘発部材は中心孔を有する環状圧電性変換器であり、前記振動部材は薄い環状基板であり、前記支持部材は前記環状基板を保持する環状断面を有するが、しかし、前記構成部材はその他の形態を持つことも可能である。別の態様では、前記振動誘発材を別の構成材から切り離し、別の装置への再利用が可能である。加えて、本発明の別の態様では、前記振動誘発部材を液体への接触から効果的に絶縁させることができるため、特に流体媒質での使用、例えばエアロゾライザーの使用に適合する。さらに、本発明は、システムの製造を単純かつ低費用におさえるため、圧電性の環および環状振動基板を含む振動システムの構成部材を自動配列する方法を開示する。
【０００９】
ある１つ以上の実施形態において、本発明の振動システムは、薄い環状振動基板、前記振動基板を保持する管状部材、および前記管状部材に接続する圧電性の環を含む。前記振動基板は薄い壁を有する管状部材の内部に同心的に設置され、圧電性の環は前記振動基板の位置で前記管状部材の外周に同心的に設置される。前記圧電性の環は、半径方向に拡張収縮し、それが管状部材の壁を半径方向に拡張収縮させる。前記管状部材の壁の運動が前記基板の外周を拡張収縮し、それにより中部の軸方向振動を引き起こす。本発明の前記振動基板の外周は、前記圧電性の環の中心孔内で中心平面と一直線上に設置される。前記振動基板（または前記基板を周る同心的なウォッシャー）が前記圧電性の環の中心孔を横切って表面に固定される従来システムと比べ、前記圧電性の環によって発生する半径方向荷重は、本発明の前記基板に、より相称的に適合する。
【００１０】
１つの実施形態において、前記振動基板は、複数の円錐開口部を含む開口基盤であってもよく、ドーム型であることが望ましい。前記開口基板は、開口基板を前記管状部材の中心軸に垂直に支える内部に設置された取り付け構造に接続されてもよい。
【００１１】
別の実施形態において、前記管状部材は、パラジウム／ニッケルまたはステンレス鋼などの耐腐食性の金属素材から製造され、厚み０．５ミリメートル以内の薄く柔軟な壁を有する。別の実施形態において、管状部材はプラスチック材から成り、前記管状部材を前記圧電性の環によって拡張収縮させるエラストマーなど少なくとも１つの柔軟部位を含む。別の実施形態において、前記圧電性の環は、前記管状部材から切り離し、別の装置への再利用が可能である。例えば、前記管状部材は、前記圧電性の環を前記管状部材に圧力ばめする”ｔａｐｅｒ  ｌｏｃｋ”を形成するために先を細くする。さらに別の実施形態では、前記圧電性の環は、一体系ユニットを形成するため前記管状部材に永久的に接合する。
【００１２】
１つの実施形態において、開口基板を含む管状部材は、液体タンクに接続することが操作可能であり、前記タンクは前記管状部材の一体化した一部であるため、前記管状部材内の開口基板へ液体を供給することができる。この様に、本発明に従い、前記開口基板が振動すると、液滴は、エアロゾルの形で前記開口基板から抽出される。任意で、前記開口基板を共振周波数で振動させるため、リングを前記圧電性の環の外周に設置することもできる。前記管状部材および前記圧電性の環が前記タンクに一体化されていない形態においては、Ｏ−リングまたは別のシールが前記タンクと前記管状部材の間に設置され液密シールとして利用され、前記圧電性の環の汚濁を防ぎ、前記圧電性の環および前記エアロゾライザー筐体に減衰を与え、それにより当該システムの効率性をあげる。別の実施形態において、前記管状部材は、前記タンクの排出口に「圧力ばめ」（すなわち、「締まりばめ」を形成）する。
【００１３】
本発明の１つの実施形態において、前記タンクおよび前記開口基板を含む前記管状部材は、単一ユニットとして一体化され、前記圧電性の環は前記管状部材と圧力ばめを形成するためエアロゾライザーのタンク上を滑る。この方法で、前記圧電性の環は潜在的汚濁なしに、前記タンクおよび管状部材内の物質から、または前記開口基板によって生成されたエアロゾルから取り除かれることが可能となる。別の実施形態においては、前記圧電性の環と前記管状部材は、単一ユニットとして接合される。
【００１４】
本発明の振動システムは、多様な製品に組込みが可能であり、電源や前記振動誘発部材を振動させる電子機器に接合することもできる。このように、ある実施形態において、本発明の振動システムは、前記圧電性の環の第一表面部に電気接触する第一ワイヤー、および前記振動誘発部材の第二表面部に電気接触する第二ワイヤーを使用して電源に接続される。前記ワイヤーは、前記振動システムが設置される前記筐体の外面を囲む溝に設置されることで、前記タンク内の液体および前記振動システムの管状部材内から絶縁される。
【００１５】
本発明の前記振動システムを適用する製品には、換気装置、持続的気道陽圧法（ＣＰＡＰ）、携帯噴霧器、その他同類のもの、および多様なソナー装置など、流体媒質における超音波伝達を利用した装置がある。１つの例として、換気回線は管を有し、本発明の前記振動システムは操作可能に前記管に接続され、前記振動システムによって生成されたエアロゾルを前記換気回線に導入する。別の例では、エアロゾライザーは、マウスピースを有する筐体からなり、本発明の振動システムが前記筐体に設置されることで、前記振動基板によって生成された液滴はマウスピースを通して使用者の呼吸器系へ抽出される。
【００１６】
本発明の１つの形態は、振動基板を囲む支持部材に前記基板を挿入し、放射状に拡張収縮するよう構成された振動誘発部材を有する振動基板を含む前記支部部材を囲み、前記振動基板の軸振動を発生させる支持部材に対し半径方向拡張収縮を引き起こすよう前記振動誘発部材を作動させる工程を含む振動システム製造に関する具体的方法を開示する。
【００１７】
１つの特定の実施形態において、振動システムを製造する方法は、管状部材に縦長の内部を備え、振動基板を前記管状部材の中心軸に垂直になるよう前記内部に固定し、中心孔を有する圧電性の環を備え、管状部材の外周が前記孔の内周に接触し、前記振動誘発部材が前記管状部材内で前記振動基板を囲むように、前記圧電性の環の中心孔内で前記管状部材を設置し、前記振動誘発部材を前記管状部材に固定する工程を含む。
【００１８】
１つの実施形態において、基板を振動させる方法は、前記振動基板の外周を囲む支持部材に前記基板を挿入し、振動基板を含む前記支持部材を放射状に拡張収縮するよう構成された振動誘発部材の中心孔に挿入し、前記振動基板の軸振動を生じさせる支持部材に対し半径方向拡張収縮を引き起こすよう前記振動誘発部材を作動させる工程を含む。
【００１９】
別の実施形態において、外周を有する環状振動開口基板と、前記振動基板の外周に同心的に設置され外周を有する管状部材と、管状部材の外周に同心的に設置され、前記開口基板を軸方向に振動させるために放射状に拡張収縮する振動誘発部材を含む振動システムを備え、前記管状部材を通して前記開口基板へ液状製剤を供給し、前記開口基板を振動させ、前記液状製剤をエアロゾル化する前記振動誘発部材を作動させ、患者の呼吸器系にエアロゾルを供給する工程を含む、患者の治療方法を開示する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の詳細な説明
本願で前記後記に引用された出版、特許および特許出願の全ては、各出版、特許および特許出願が特別におよび個別に引用され援用されるよう表示されるのと同範囲でここに引用され援用される。
【００２１】
本明細書および添付図において使用された単数形の「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈内で明示しない限り複数形も含む。
【００２２】
ここで参照する「１つの形態」、「１つの見解」または「１つの発明」は、文脈から明確である場合でない限り、１つ以上の形態、見解または発明を含む。
【００２３】
１つ以上の実施形態において、本発明の前記振動システムは、振動基板と、前記振動基板を囲む支持部材と、前記支持部材を囲み、前記振動基板の軸振動を生じさせる支持部材に対し放射状に拡張収縮するよう構成された振動誘発部材から成るなる。次の詳細な説明は、本発明の１つの好ましい形態に関するもので、前記振動基板が環状で、前記支持部材は例えば管状部材（円筒形または円錐形）のような環状断面を有し、そこに前記環状振動基板が設置され、前記振動誘発部材は中心孔、すなわち圧電性の環を有する環状ディスクであり、そこに前記支持部材が設置される。しかし、本発明はこの形態に限るものでないことを留意する。
【００２４】
前記管状部材は、ステンレス鋼（品位３１６、３０３または４１６が望ましい）、チタニウムまたはＣ−２７６クロム／ニッケル合金（例：ハステロイ（登録商標）（Ｒ）Ｃ−２７６）などの耐腐食性金属素から製造される。前記管状部材は、前記圧電性の環によって効果的に偏向できる比較的薄い壁を有することが望ましい。１つの実施形態において、前記管状部材の壁の厚みは０．１ミリメートルから０．５ミリメートルの範囲内、特に０．２５ミリメートルが望ましい。１つの実施形態において、前記管状部材は、前記振動基板の外周に接続する内部表面に設置された棚構造を有することで、前記管状部材の内部を横切り中心軸に垂直になる。
【００２５】
本技術分野で知られる多様な圧電性の環は、本発明の前記環状振動誘発部材としての使用に適する。１つの実施形態において、前記圧電性の環は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）またはメタニオブ酸鉛（ＰＮ）などの圧電性セラミック材といった圧電性を帯びる材料を含み、中心孔と実質的に一致する厚みのディスク型をとる。このような圧電性の環は、ペンシルバニア州マッケイヴィルに拠点を置くＡｍｅｒｉｃａｎ  Ｐｉｅｚｏ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ，  Ｉｎｃ．  （ＡＰＣ）、およびニュージャージー州フェアフィールドに拠点を置くＭｏｒｇａｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ  （ＭＥＣ）で商業的に入手できる。前記圧電性の環は、電力から所定した周波数で代替電流を供給される。例えば、前記圧電性の環は、前記圧電性の環の振動を制御するに必要な電子を含むコントローラーに、ワイヤラーを介して、電気接続される。
【００２６】
本発明に従って、前記管環状部材は、前記圧電性の環の中心孔内に設置される。コントローラーからの代替電場によって作動する場合、前記圧電性の環は、前記振動基板に近接した前記管状部材の壁に対し放射状に拡張収縮する。前記管状部材の壁の運動は、前記振動基板の外周に拡張収縮し、それにより前記振動基板の中心部を軸方向に振動させ、前記管状部材の中心軸にそって上下運動する。前記圧電性の環も軸方向に振動し、横方向の表面波を生むが、前記半径方向振動のみが前記管状部材によって前記振動基板に伝達される。このように、競合する振動モードの重なりが取り除かれ、電気エネルギーから機械的な動きへの効率的な変換が達成される。本発明を実践することにより、振動システムは、全体に振動が伝わることなく、エアロゾライザー、噴霧器、または他の装置のフレームや筐体など、剛体に直接設置されることができる。これは主に、管状部材の端が振動しないため、これを使用して振動システムを剛体に設置することができるからである。
【００２７】
本発明は特に、前記管状部材が環状開口基板または複数の孔を有するその他構造を保持するために設置される場合、有効である。液体が前記環状部材を通して前記開口基板の一面に適用され、前記圧電性の環が作動すると、前記開口基板は液滴を抽出するように振動する。結果生じたエアロゾルはその後、前記管状部材の開口端に散布される。
【００２８】
開口基板の特に有効な種類は、前記液滴に接触する表面から、液滴が抽出される表面に向かって先細りになっている円錐形の孔を有する基板である。いくつかの実施形態において、本発明でこれに限るわけではないが、前記開口基板はドーム型であってもよい。好ましい開口基板は、２０ミクロンから１００ミクロンの厚みがあるものが良い。本発明で使用される圧電性の材料および開口基板は米国特許第６，２３５，１７７号および５，７５８，６３７号に開示され、ここに引用され援用される。別の実施形態において、前記圧電性の環は、２０キロヘルツから５００キロヘルツの範囲の周波数、例えば約１２８キロヘルツで振動することがある。その他好ましい実施形態は、前記液滴は調剤での利用に適する大きさであることが良い。例えば、３マイクロメーターから６マイクロメーターの範囲である。および、前記液体は一秒間に５マイクロリッターから２０マイクロリッターの範囲でエアロゾル化されることが好ましい。
【００２９】
図１ａ、及び１ｂおよび２を参照してみると、本発明の１つの形態が説明されている。振動システム１０は、振動基板１０１、管状部材１０２および圧電性の環１０３から成るなる。管状部材１０２は、外周１０４および内周１０５を有し、両周は０．１ミリメーターから０．５ミリメーターの範囲の比較的細い円筒形の壁を画定する。管状部材１０２の中心にある空洞（内部）は、管状部材の入口部１０６および出口部１０７で終端する。取り付け構造１１１は、管状部材の入口部１０６と出口部１０７の中心部位に、内周１０５から内部１０２に向かって垂直に突き出る管状の脊梁から成るなる。圧電性の環１０３は、管状部材１０２の外周１０４とほぼ同等の外周１１２を持つ中心孔１１２を有する圧電性素材の環状ディスクから成るなる。振動基板１０１は、薄い環状の振動中心部位１１０を囲む環状の外部フランジ１０９から成るなる。
【００３０】
振動システム  １０の１つの製造方法は、まず第一に、金属性環状部材１０２が、先端１０６と１０７から等距離の部位の内周１０５に金属脊梁を結合することによって、取り付け構造１１１に設置される。その後、振動基板１０１は、管状部材１０２の内部に同心的に設置され、環状フランジ１０９の下端表面が取り付け構造１１１の上端表面に重なり、振動基板１０１の外周が内周１０５１１に接触する。振動基板１０１の外部フランジ１０９は、ロウ付け、溶接、はんだ付けなどの冶金プロセス、または接着剤などの化学結合プロセスによって、取り付け構造１１１に固定される。
【００３１】
１つの好ましい実施形態は、例えば金７０％と銅３０％の合金など耐腐食性ロウ材で製造されたロウ環が、取り付け構造１１１の上端表面と振動基板１０１の外部フランジ１０９の間に設置される。環状部材１０２、振動基板１０１およびロウ環を合わせたアセンブリは、振動基板１０１の頂上部に乗せられた重量で保持される。前記アセンブリは、オーブンに入れられ、ロウ１を溶解するに足りる温度まで温められ、従来のロウ付け工程で永久的に表面に接合される。別の実施形態において、振動基板１０１は、錫／鉛などのはんだ材料を使用して取り付け構造１１１の上にはんだ付けされる。この方法は、前記アセンブリが酸性薬剤の製剤で使用される場合には、不適である。別の実施形態において、振動基板１０１は、超音波またはレーザー溶接によって、取り付け構造１１１に固定される。
【００３２】
振動基板１０１が管状部材１０２の内部を横切って固定されると、管状部材１０２は
圧電性の環１０３の中心孔１０８内に設置される。１つの実施形態において、管状部材１０２は管状部材１０２を直立に支える固定具内に設置され、圧電性の環１０３が管状部材１０２の内周１０５上にある取り付け構造１１１と振動基板１０１と一致する部位で外周１０４を囲むまで、圧電性の環１０３は管状部材１０２を縦長の下方向に滑る。管状部材１０２の外周１０４および圧電性の環１０３の中心孔１０８の外周１１２は、外周１０４と外周１１２の接合部に適切な液体接着材を塗着し、例えば紫外線などで接着剤を硬化させることで、結合される。前記で使用された接着剤は、前記圧電性の環１０３から管状部材１０２へ効果的に振動を伝達することが必要である。前記接着材は、振動の最終伝達を完了するために、前記圧電性の環の弾力率（ヤング率）、すなわち約６０ギガパスカル、を有することが理想であるが、どの接着剤においてもこれは不可能である。構造用接着剤（エポキシなど）は、２ギガパスカル程度のプラスチック素材の弾力率を有し、その剛性まで硬化させる場合には本発明に適している。適切な接着剤の例として、商業的に入手可能でありＬｏｃｔｉｔｅという商標で販売されている紫外線硬化型エポキシ系接着剤など、多様なエポキシ系および無機性接着剤が挙げられる。
【００３３】
前述の通り、圧電性の環１０３は送電線を通して代替電場と連通する場合に、放射状に拡大収縮するよう構成される。例えば、図３ａで図示される通り、圧電性の環１０３は第一電場によって作動すると、中心孔（方向Ｄ）に向かって放射状に収縮する。放射状収縮によって、圧電性の環１０３は取り付け構造１１１に近接する管状部材１０２の外周１０４に沿って内側に押され、管状部材１０２の壁を収縮させる。管状部材１０２の収縮によって、フランジ１０９もまた放射状に収縮し、その結果、振動基板１０１の中心部位１１０が軸方向Ａに動く。図３ｂで図示される通り、第二電場によって作動すると、圧電性の環１０３は中心孔（方向Ｄ´）から放射状に拡張し、管状部材１０２の外周１０４に沿って、内方向の圧力を解除する。圧力の解除によりフランジ１０９が放射状に拡張し、開口基板１０１の中心部１１０が方向Ａ´から定位に向かって軸方向に動く。連続して電場を代替することで、図３ａおよび３ｂで図示した位置間で中心部１１０が振動する。
【００３４】
前述の通り、本発明の振動システムは、エアロゾル化された液体に特に有効である。図４ａ、４ｂおよび４ｃは、本発明の実施形態に従って、エアロゾル化システム（以下「エアロゾライザー４０」と称す）を示す。各図での同じ参照番号は、同じ構成部材を指す。図４ａを見てみると、エアロゾライザー４０は上部筐体４０１から成りなり、下部筐体４０５と振動システム１０（図２参照）から取り外し可能である。振動システム１０は、管状部材１０２、圧電性の環１０３および開口基板１０１から成るなる。上部筐体４０１は、液体製剤など液体領域を保持するよう構成されたタンク４０２と、円筒形壁４０６によって画定された排出チューブを終端するタンク４０２の下端部に位置する円錐形部４０３から成るなる。上部筐体４０１の円筒形壁４０８によって画定された連結チューブ４０７は排出チューブ４０４に同心的に設置され、完全に取り囲む。
【００３５】
振動システム１０は、上部筐体４０１に取り外し可能に設置され、振動システム１０の管状部材１０２の上部部位（圧電性の環１０３上の管状部材１０２の部位）が排出チューブ４０４内で圧力ばめするよう構成され、振動システム１０の圧電性の環１０３が連結チューブ４０７に圧力ばめするよう構成される。組み立てられると、圧電性の環１０３の管状部材１０２の上部部位は排出チューブ４０４に完全に囲まれ、圧電性の環１０３の上部表面は排出チューブ４０４の下端部に接触する。管状部材１０２と排出チューブ４０４の圧力ばめ接合により、液体がタンク４０２から排出チューブ４０４に放出され、圧電性の環１０３と接触するのを防ぐ液密シールを形成する。
【００３６】
下部筐体４０５は、円筒形壁４１２に画定された受水チューブ４１１、受水チューブ４１１の底に同心的に設置された環状フランジ４１３、および円筒形壁４１５に画定されたエアロゾルのチャンバー４１４から成るなる。下部筐体４０５は、振動システム１０および上部筐体４０１に取り外し可能な状態で取り付けられ、振動システム１０の管状部材１０２の下部（圧電性の環１０３下の管状部材１０２の部位）が受水チューブ４１１と圧力ばめされるよう構成され、環状フランジ４１３が連結チューブ４０７５と圧力ばめされるよう構成される。組み立てられると、管環状部材１０２の下部部位が受水チューブ４１１に完全に囲まれ、エアロゾルのチャンバー４１４への直接通路を形成する。圧電性の環１０３の下部表面は受水チューブ４１１の上端部に接触し、連結チューブ４０７５内で振動システム１０をしっかりと固定する。
【００３７】
図４ｂおよび４ｃを見てみると、圧電性の環１０３はバッテリーまたはその他電源（図示されず）からワイヤー４１６および４１７によって電流を供給される。各ワイヤー４１６と４１７は、「Ｃ字クリップ」型であってもよく、上部筐体４０１の壁４１５の外周を刳り貫いた溝４１８および４１９におさまる。ワイヤー４１６の終端４２０は壁４１５の開口部４２２を通して連結チューブ４０７に挿入し、ワイヤー４１７の終端部４２１は上部筐体４１０１の壁４１５にある穴４２３と通して連結チューブ４０７に挿入し、圧電性の環１０３の下部表面に電気接触する。
【００３８】
開口基板１０１の中心部１１０は幾何学的配列でドーム型をしているが、その他の型も使用可能である。中心部１１０は、後部（タンク４０２に接触）から前部に向かって先細りになっている孔をなす。エアロゾライザー４０は一般的に垂直に設置される場合、タンク４０２からの液体は重力で中心部１１０へ向けて排出され、後部に溜まる。圧電性の環１０３は、ワイヤー４１６と４１７に供給される代替電場によって作動したとき、放射状に拡張収縮するよう構成される。そうすることで、環状部材１０２の壁もまた拡張収縮する。このようにして、中心部１１０は軸方向に振動することで、前部から液滴を抽出し、エアロゾルのチャンバー４１４の開口部へ排出する。
【００３９】
振動システム１０を利用する有利点は、エアロゾライザー４０が設置され、振動システム１０が上部筐体４０１および下部筐体４０５から取り外されることである。このようにして、振動システム１０は（比較的高価な圧電性の環１０３を含む）その他装置に再利用される。上部筐体４０１および下部筐体４０５は比較的低価格で生産されるため、使用後は処理される。振動システム１０を利用するその他の有利点は、管状部材１０２が上部筐体４０１の壁４０６や下部筐体４０５の壁４１２などの固定具に直接接続されると、開口基板１１０の振幅に影響を与えない。これにより、エアロゾライザー４０は液滴をより効果的に生成できる。
【００４０】
図４ｄを見てみると、エアロゾライザー４０’はエアロゾライザー４０に類似しており、タンク４０２’を有する上部筐体４０１’、エアロゾルのチャンバー４１４’を有する取り外し可能な下部筐体４０５’、管状部材１０２’を有する振動システム１０’、圧電性の環１０３’および開口基板中心部１１０’から成る。しかし、エアロゾライザー４０’において、管状部材１０２’の上部は排出チューブ４０４’（図４ａ参照）に圧力ばめされていないが、Ｏ−リング４２０が管状部材１０２’の上部と筐体４０１’の排出チューブ４０４’の間を埋めるために設置される。このようにして、液密シールが形成され、タンク４０２’の液体が圧電性の環１０３’に接触するのを防ぐ。同様に、Ｏ−リング４２１は管状部材１０２’と下部筐体４０５’の受水チューブ４１１’の間を埋めるために設置され、開口基板の中心部１１０’から生成されたエアロゾルが圧電性の環１０３’と接触するのを防ぐ。したがって、エアロゾライザー４０と関連して説明された通り、圧力ばめに要求されるきつい寸法を必要とすることなく、圧電性の環１０３’は、エアロゾライザー４０’から取り外された後に再利用できないようにする可能性がある汚濁から保護される。
Ｏ−リング４２０および４２１は圧電性の環１０３’の上部および下部表面上に設置され、圧電性の環１０３’が上部筐体４０１’および下部筐体４０５’と直接的接触することを防ぐ。Ｏ−リング４２０および４２１は、圧電性の環１０３’から上部筐体４０１’および下部筐体４０５’への好ましい振動伝達を減少させる欠点もある。
【００４１】
図５ａおよび５ｂを見てみると、本発明の別の実施形態が説明されている。振動システム５０は、中心孔５０４を有する圧電性の環５０２から成るなる。圧電性の環５０２は、前述の通り、作動すると放射状に拡張収縮する圧電性材料から構成される。管状部材５０６は開口部５０４内に設置され、本明細書に明記された技術を適用して内部５０９内の開口基板５０８を保持するために構成される。管状部材５０６は、硬質プラスチック、金属、セラミック、その他の類などの剛体材料から構成される。管状部材５０６は任意で、圧電性の環５０２との最良の機械的接触のために突起５１０を含むこともできる。代替案として、管状部材５０６は最良の機械的接触のために先細りになることもある。
【００４２】
管状部材５０６は、内周のある部位から、位置が一致する外周のある部位へ向けて放射状に拡張する１つ以上の弾性部位５１１を含む。前記部位は、エラストマー素材から構成され、多様な部位に使用される。弾性部位５１１により、管状部材５０６が剛体材料から構成され（開口基板５０８をしっかりと保持するため）、管状部材５０６を放射状に拡張させ、圧電性の環５０２に接触させる。特に、管状部材５０６が圧電性の環５０２によって収縮すると、弾性部位５１１は内部５０９の直径を減少させるために加圧する。圧電性の環５０２が放射状に拡張すると、弾性部位５１１は内部５０９の直径を増大させるために拡張する。よって、拡大および収縮の量は、その部位、大きさ、数、使用された弾性材料の種類によって、多岐にわたる。
【００４３】
好都合なことに、振動システム５０はエアロゾライザーのタンク（図示されず）に接合され、液体が開口基板５０８に供給される。ウィッキングシステムやその類のその他液体供給システムも同様に利用される。代替案として、振動システム５０は噴霧器、換気装置、その類のその他システムにも利用できる。
【００４４】
図６は、図５ａおよび５ｂで図示されたとおり、振動システム５０を示し、外環５１２は圧電性の環５０２の外周に設置され、圧電性の環５０２はその代わりに管状部材５０６に設置される。環５１２は、圧電性の環５０２の動作周波数を調節するために設置される。用途の多くは、前記開口基板のおおよその共振周波数である約１３０キロヘルツの周波数で圧電性の環５０２を作動するのが望ましい。圧電性の環５０２が圧電性材料で構成されると、その周波数は直径に逆比例する。
【００４５】
【数１】
2008545525.tif 000003
故に、圧電性の環５０２の直径が前記圧電性の環の周波数を減少させるよう増大すると、前記圧電性の環５０２は特定の装置には大き過ぎることもある。圧電性材料が「柔軟」で重いため、圧電性の環５０２の作動周波数が低くなる。直径を増大させずに周波数を上げるには、外環５１２（シリコン窒化物などの硬く軽い材料で剛性されている）を加える。外環５１２および圧電性の環５０２を組み合わせることで、望ましい範囲の周波数まで上げることが可能となる。
【００４６】
図７ａおよび７ｂを見てみると、本発明に従って、エアロゾル化システムの実施形態が説明されている。システム８０は、エアロゾライザーを含み、前記エアロゾライザーは、説明の都合上、図６で示されたとおり環５１２を有する振動システム５０を含むが、本発明のその他振動システムが利用されることに留意する。振動システム５０の管状部材５０６に接合される（または一体系で形成される）のは、液体を保持するコンテナ８０２である。好都合なことに、ふた８０４は、液体で満たされた後にコンテナ８０２を閉じるために使用される。管状部材５０６に取り付けられるものには、流出口８０６があり、前記流出口を通して開口基板５０８によって生成されたエアロゾルが分散される。Ｏ−リングまたはガスケットシール８０５はコンテナ８０２と振動システム５０の間、および振動システム５０と流出口８０６の間に設置され、それぞれの構成材間で適切なシーリングおよび緩衝材の役目を果たす。
【００４７】
エアロゾル化システム８０の１つの特徴は、圧電性の環５０２が流出口８０６とコンテナ８０２をわたって滑るに十分足りる内半径を有している。このようにして、システム８０は容易に組み立てられ、圧電性の環５０２を取り除くために解体できる。さらに、圧電性の環５０２は液体と接触しないため、別のエアロゾル化システムに再利用できる。そして、コンテナ８０２、管状部材５０６および開口基板５０８は、比較的低価格で入手できるため、次の使用で処置できる。また、システム８０は携帯噴霧器、換気装置およびその類のその他のシステムに容易用意に組み込むことができる。
【００４８】
作動中、コンテナ８０２は液体で満たされ、ふた８０４で閉じられる。圧電性の環５０２がコンテナ８０２をわたって滑り、管状部材５０６上に配置される。電流が圧電性の環５０２に供給されることで、拡張収縮する。そうすることで、開口基板５０８と接触している液体が液滴として流出口８０６に抽出される。次の使用で、コンテナ８０２は再度満たされるか、またはコンテナは廃棄し、圧電性の環５０２を再利用することもある。
【００４９】
図８は、本発明の別の形態において、とがった先端９０１および排出口９０３を有する管状部材９０６を含むエアロゾル化システム９０を示す。前述の通り、管状部材９０６は内部にわたって配置される開口基板（図示されず）を含む。圧電性の環９０４は管状部材９０６に設置される。エアロゾル化システム９０が使用されない場合には、とがった先端９０１は破損や汚濁から守るため覆い（図示されず）がされている。使用の準備が整うと、前記覆いは外され、とがった先端９０１はエアロゾル化される液体９０５で満たされたガラス瓶９０２の上膜に挿入される。液体９０５はとがった先端９０１、管状部材９０６の内部そして前記開口基板まで流れ、そこでとどまる。圧電性の環９０４は前記開口基板を振動させ、前述のように液体９０５をエアロゾル化するよう作動する。結果として生成されたエアロゾルは排出口９０３を通して排出される。使用後、ガラス瓶９０２はとがった先端９０１から取り外され処理され、圧電性の環９０４は再利用のためアセンブリから取り外され、アセンブリのその他の構成部品は処理される。
【００５０】
前述の通り、本明細書で開示されるエアロゾライザーはその他のシステムに組み込むことができる。換気システムの例は、例えば、２００４年４月２０日に申請された同時係属中米国特許第１０／８２８，７６５号で説明されており、その開示内容はここで引用され援用される。開示されている前記システムは特に新生児および幼児の持続的気道陽圧法（ＣＰＡＰ）に有効である。それに応じて、本発明のエアロゾライザーはそのような換気装置およびＣＰＡＰ回線に接続され、エアロゾル化製剤を接続器などを通して患者の呼吸器系に供給する。治療が終了すると、前記エアロゾライザーまたはその構成部品は取り除かれるか再利用され、その他の構成部品は処理される。
【００５１】
別の例として、本発明のエアロゾライザーは、２００４年４月２７日に申請された同時係属中米国特許第１０／８３３，９３２号で説明されているような噴霧器に組み込むことができ、その開示内容はここで引用され援用される。前記噴霧器は、図４ａ、４ｂおよび４ｃで図示されたエアロゾライザー４０との関連で前記に説明されたようなエアロゾル化システムを含むエアロゾライザーの筐体に接続された主要筐体を含み、前記主要筐体には、エアロゾル化される液体製剤を保管するタンク、および第一と第二表面間に伸びた複数の先細りになった孔を持つ開口基板を有する本発明における振動システムからなり、米国特許第５，１６４，７４０、５，５８６，５５０、５，７５８，６３７および６，０８５，７４０に説明されている通りで、その開示内容はここで引用され、援用される。前記噴霧器は、前記主要筐体に接続されたマウスピースを含む。少なくとも本発明の振動システムに設置される前記管状部材の一部が前記筐体に設置されることで、液滴が前記マウスピースから抽出され患者は前記エアロゾル化された製剤を吸入することができる。前記多孔基板の孔は、液滴の７０％またはそれ以上が目方で１から５マイクロメーターの範囲の大きさであるエアロゾルを生成するように、一定の大きさで整えられている。次の使用で、前記エアロゾルの筐体は前記主要筐体から取り外される。前記液体は再度満たされ、または１つ以上の構成部品は取り替えられる。例えば、前記振動システムは取り除かれ、別の噴霧器に再利用される。
【００５２】
本発明の１つの実施形態は、感染症または他の呼吸器系疾患や呼吸器系異常の１つ以上の症状を有する患者の治療方法を提供する。前記方法は一般的に、外周を有する環状振動開口基板、前記振動基板の外周に同心的に設置され外周を有する管環状部材、および前記管状部材の外周に同心的に設置される環状振動誘発部材であって、前記開口基板を軸方向に振動させるために放射状に拡張収縮する前記振動誘発部材を含む振動システムを提供するステップと、前記振動システムに液体製剤を供給するステップと、前記開口基板を振動させ前記製剤をエアロゾル化する前記振動誘発部材を作動させるステップと、前記エアロゾルを患者の呼吸器系へ提供するステップを含む。
【００５３】
本発明のエアロゾル生成器は、入力電源に相関して大流量のエアロゾルを生成することが可能である。例えば、標準の食塩水（２％塩化ナトリウム）が使用された場合、４ミクロンの容積中位径を有するエアロゾルの流率は一秒間に１５マイクロリッターになり、前記生成器の電力消費量は３ワットになる。
【００５４】
明瞭性と理解を目的として、本発明は詳細に解説された。しかし、追加請求の範囲内で特定の変更および修正がされることを理解する。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】図１ａおよび１ｂは、本発明の振動システムの分解斜視図である。
【図２】図２は、図１ａおよび１ｂの組み立てた振動システムの一部断面図である。
【図３】図３ａおよび３ｂは、図２の振動システムの横断面図である。
【図４ａ】図４ａは、本発明によるエアロゾライザーの１つの形態の横断面図である。
【図４ｂ】図４ｂは、図４ａで示された前記エアロゾライザーの一部横断面図である。
【図４ｃ】図４ｃは、図４ａで示された前記エアロゾライザーの斜視図である。
【図４ｄ】図４ｄは、本発明によるエアロゾライザーの別の形態の横断面図である。．
【図５ａ】図５ａは、本発明による前記振動システムの別の実施形態の斜視図である。
【図５ｂ】図５ｂは、図５ａで図示された前記振動システムの一部横断面図である。
【図６】図６は、本発明による前記振動システムの別の実施形態の斜視図である。
【図７ａ】図７ａは、本発明によるエアロゾルの別の実施形態の斜視図である。
【図７ｂ】図７ｂは、図７ａのエアロゾライザーの横断面図である。
【図８】図８は、本発明によるエアロゾライザーシステムの別の実施形態の横断面図である。
【図１ａ】
2008545525.tif 000004
【図１ｂ】
2008545525.tif 000005
【図２】
2008545525.tif 000006
【図３ａ】
2008545525.tif 000007
【図３ｂ】
2008545525.tif 000008
【図４ａ】
2008545525.tif 000009
【図４ｂ】
2008545525.tif 000010
【図４ｃ】
2008545525.tif 000011
【図４ｄ】
2008545525.tif 000012
【図５ａ】
2008545525.tif 000013
【図５ｂ】
2008545525.tif 000014
【図６】
2008545525.tif 000015
【図７ａ】
2008545525.tif 000016
【図７ｂ】
2008545525.tif 000017
【図８】
2008545525.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成20年3月6日(2008.3.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動基板と、
前記振動基板を囲む支持部材であって、前記振動基板の向きを調整する支持部材と、
前記支持部材を囲む振動誘発部材と、を備え
前記振動誘発部材が、前記振動基板の軸方向の振動を発生させるように、前記支持部材に対し放射状に拡張収縮するよう構成されている、振動システム。
【請求項２】
前記振動基板は環状であり、前記支持部材は前記環状振動基板が内部に設置される環状断面を有し、前記振動誘発部材は前記支持部材が内部に設置される中心開口部を有する環状ディスクである、請求項１に記載の振動システム。
【請求項３】
前記支持部材は薄い壁を有する管状部材であり、前記振動誘発部材は圧電性の環である、請求項２に記載の振動システム。
【請求項４】
外周を有する環状振動基板と、
前記基板の外周に同心的に設置される、外周を有する管状部材であって、前記環状振動基板の向きを調整する、管状部材と、
前記管状部材の外周に同心的に配置される、環状振動誘発部材であって、前記基板が軸方向へ振動するよう前記管状部材に対し放射状に拡張収縮する、環状振動誘発部材、を備える振動システム。
【請求項５】
前記基板は、複数の円錐開口部を有する、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記基板は、２０ミクロンから１００ミクロンの範囲の厚みを有する、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記基板がドーム型である、請求項５に記載のシステム。
【請求項８】
前記基板に液体を供給するよう構成された液体タンクをさらに備える、請求項５に記載のシステム。
【請求項９】
前記管状部材は、ガラス瓶の開口部を覆う膜を貫通してガラス瓶から液体を抽出するよう構成された鋭利な先端を備える、請求項５に記載のシステム。
【請求項１０】
前記管状部材は、０．１ミリメートルから０．５ミリメートルの厚みの壁を有する、請求項４に記載のシステム。
【請求項１１】
前記振動誘発部材は圧電性の環を有する、請求項４に記載のシステム。
【請求項１２】
前記管状部材が、当該部材内に設置される少なくとも１つの弾性部位を有する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記圧電性の環の動作周波数を調整するため、前記圧電性の環の外周に設置される環を有する、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記管状部材内に設置された取り付け構造をさらに備え、前記取り付け構造が前記環状振動基板を支持する、請求項４に記載のシステム。
【請求項１５】
前記振動誘発部材による放射状の拡張収縮を制御するコントローラー、および前記コントローラーと前記振動誘発部材を接続するワイヤーをさらに備える、請求項４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記振動誘発部材が前記管状部材から取り外し可能である、請求項４に記載のシステム。
【請求項１７】
基板を囲む支持部材に振動基板を挿入するステップと、
前記支持部材を使用して前記振動基板の向きを調整するステップと、
放射状に拡張収縮するよう構成された振動誘発部材で、振動基板を含む前記支持部材を囲むステップと、
前記振動基板の軸振動を発生させるため、前記支持部材に対し、放射状に拡張収縮する前記振動誘発部材を作動させるステップと、
を含む、基板を振動させる方法。
【請求項１８】
前記支持部材は、軸振動以外の振動を取り除く、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
外周を有する基板と、前記基板の外周に設置された外周を有する管状部材とを提供するステップと、
前記管状部材を使用して前記基板の向きを調整するステップと、
前記基板の外周に一致する位置で、前記管状部材の外周に同心的に設置される圧電性の環を提供するステップと、
前記基板を軸方向に振動させるために、前記管状部材に対し、前記圧電性の環を放射状に拡張収縮するステップと、
を含む、基板を振動させる方法。
【請求項２０】
前記圧電性の環が、２０キロヘルツから５００キロヘルツの周波数で振動する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記基板は複数の開口部を有し、前記方法が、前記基板に液体を供給して前記液体を液滴としてエアロゾル化するステップをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記液滴が３マイクロメーターから６マイクロメーターの範囲内にあり、前記液体が１秒間に５マイクロリットルから１秒間に２０マイクロリットルの範囲内でエアロゾル化される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記基板に前記液体を供給するために、前記管状部材に液体タンクを接続するステップをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
通電している時に放射状に拡張収縮するよう構成された、内周を有する中心孔を備える圧電性の環と、
電気作動のために前記圧電性の環に接続される少なくとも１つの電気結線と、
前記圧電性の環の前記中心孔内に設置される管状部材であって、前記中心孔の前記内周に接触する外周と、前記管状部材の長さにわたり伸びる内部を画定する円筒形の壁とを有する管状部材と、
前記管状部材の内部を横切って設置され、前記圧電性の環の中心孔の内周と一致した位置で前記内部の内周に接触する、軸振動に伴い液体をエアロゾル化するよう構成された環状振動開口基板と、
前記振動開口基板へ液体を供給するために前記管状部材に接続された液体タンクであって、前記管状部材の壁に対する前記圧電性の環の放射状拡張収縮が、前記開口基板を軸方向に振動させ、前記液体をエアロゾル化する、液体タンクと、
を備え、
前記管状部材が前記開口基板を支持するための取り付け構造を備える、エアロゾル生成システム。
【請求項２５】
前記振動基板がドーム型を成し、複数の円錐の開口部を有する、請求項２４に記載のエアロゾル生成システム。
【請求項２６】
前記圧電性の環が、圧電性のセラミック材である、請求項２４に記載のエアロゾル生成システム。
【請求項２７】
前記管状部材に操作可能に接続された換気システムの回線をさらに備え、前記振動開口基板によって生成されたエアロゾルが前記回線へ分配されるようにする、請求項２４に記載のエアロゾル生成システム。
【請求項２８】
前記圧電性の環、前記管状部材、前記振動開口基板および前記タンクは、マウスピースを有する噴霧器の筐体内に設置される、請求項２４に記載のエアロゾル生成システム。
【請求項２９】
振動基板を囲む支持部材内で前記振動基板の向きを調整するステップと、
前記振動基板の軸振動を発生させるために、前記支持部材に対し放射状に拡張収縮するよう構成された振動誘発部材を前記支持部材の回りに設置するステップと、
を含む、振動システムを構成する方法。
【請求項３０】
前記支持部材が管状であり、そして前記向きを調整するステップが、前記振動基板を前記管状の支持部材内で前記管状の支持部材の取り付け構造と接触させて配置するステップを包含する、請求項２９の方法。
【請求項３１】
縦長の内部を有する管状部材を提供するステップと、
基板が前記管状部材の内部に垂直になり、またそれを覆うよう、前記内部に管状振動基板の向きを調整して固定する工程と、
前記管状部材の内部に設置された前記振動基板が、前記管状部材の外周に接触する圧電性の環によって囲まれるように、前記圧電性の環の中心孔内に前記管状部材を設置するステップと、
前記圧電性の環を前記管状部材に固定するステップと、
を含む、振動システムを構成する方法。
【請求項３２】
前記管状部材の内周に頂上部を結合するステップと、
前記頂上部の上に前記振動基板を設置するステップと、
前記頂上部に前記振動基板をろう付け、または溶接するステップと、
をさらに含む、請求項３１に記載の振動システムを構成する方法。
【請求項３３】
前記圧電性の環から前記管状部材へ振動を効率的に変換することが可能な接着剤で、前記圧電性の環が前記管状部材に接合される、請求項３１に記載の振動システムを構成する方法。
【請求項３４】
外周を有する振動開口基板と、
前記振動基板の外周に同心的に設置された外周を有する向き調整用の管状部材であって、前記振動基板を支持するための取り付け構造を有する、向き調整用の管状部材と、
前記開口基板の外周に一致した位置で、前記向き調整用の管状部材の外周に同心的に設置された圧電性の環と、
液状製剤を前記開口基板に供給するための手段と、
前記開口基板の外周で、前記向き調整用の管状部材の壁を放射状に拡張収縮し、軸方向に前記開口基板を振動させ、前記製剤をエアロゾル化するために、前記圧電性の環を電気的に作動させるための手段と、
エアロゾルを患者の呼吸器系に供給するための手段と、
を備える患者を治療するためのシステム。
【請求項３５】
前記エアロゾルを供給するための手段が、換気装置の回路またはＣＰＡＰシステムである、請求項３４に記載の患者を治療するためのシステム。
【請求項３６】
前記エアロゾルを供給するための手段が、マウスピースを有する噴霧器である、請求項３４に記載の患者を治療するためのシステム。
【請求項３７】
縦長内部を画定する円筒形の壁を有する向き調整用の管状部材と、
前記円筒形の壁の取り付け構造に固定され、前記内部を横切って設置される振動基板と、
前記振動基板の軸振動を発生させるため、前記管状部材の円筒形の壁へ半径方向の振動を分配する手段と、
を含む振動システム。
【請求項３８】
前記振動基板は、裏面が液体に接触し、表面がそれと逆方向である開口基板であり、前記開口基板の軸振動が起きたときに液滴が前記表面から排出されエアロゾルを形成する、請求項３７に記載の振動システム。
【請求項３９】
エアロゾル生成装置であって、
振動基板と、
前記振動基板を受容して所定の位置に保持するための向き調整部材と、
該向き調整部材と連絡する振動誘発部材と、
を備える、エアロゾル生成装置。
【請求項４０】
前記装置の一部が使い捨てである、請求項３９に記載の装置。
【請求項４１】
前記振動誘発部材が、前記振動基板の周囲と同一面になるように向きを調整されている、請求項１に記載の振動システム。
【国際調査報告】
2008545525.tif 000019